CN104436460A - 可穿戴空气净化装置和空气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于劳动防护及空气净化领域，涉及一种便携式的空气净化方法及装置。该方法中，污染空气通过风机抽动进入气密仓内经过空气滤芯进行净化，然后通过一种可穿戴的空气气道传至使用者的鼻部，其中空气滤芯可以更换，鼻部喷气口可以添加额外的护罩，从而保证使用者在日常活动、工作以及健身运动中能够方便佩戴及享用洁净空气。本发明首次将微型空气净化器和可佩戴气道相结合，提出了可穿戴式及积木式的空气净化器，具有携带及佩戴方便，滤芯小型化并方便更换，避免了传统口罩的闷气和浪费滤化材质等问题，也避免了现有便携式的空气净化装置不适合运动的情况。

Description

可穿戴空气净化装置和空气净化方法

技术领域

本发明涉及个人防护领域，尤其涉及一种个人随身佩戴的空气净化装置。

背景技术

随着我国经济的发展，空气污染已经成为一个严重的环境问题，经常出现的雾霾天气会给人们的工作、生活及日常健身带来很多不利影响，严重影响了人们的生活质量，甚至威胁到人类的生存。空气净化无疑成为了目前对付这种雾霾的主要手段。目前空气净化主要有两种方式，一种是传统的口罩，另外一种就是基于风机加过滤的空气净化器。从空气的流动驱动力的产生方式来看，口罩需要人力的抽吸实现对气流的驱动，而空气净化器使用风机实现对气流的驱动。因而，根据流动驱动力的产生是人体与否可以将空气净化方式分为，被动式的和主动式的空气净化。被动式的空气净化方式，也就是口罩由于滤芯的气阻，人体需要消耗较大的力量来吸入空气，不适合运动健身时佩戴。佩戴口罩的直观感受就是闷气，以及长时间佩戴水蒸气容易将滤材浸湿，更加闷气。而目前大多数的空气净化器都是在室内或者车内进行，而实际上，人在户外更容易受到沙尘，汽车尾气，工业污染，雾霾，甚至装修污染等，因而便携式的空气净化装置将给人类带来更大的方便。而市面上目前所了解到的便携式的空气净化器，如电子口罩，其距离较远，在户外有风，或者人们运动的情况下，并不能保证人鼻部呼吸到的空气不受到外界污染空气的影响，此外，还有一种头盔式的空气净化装置，其特征是对人的头部完全密闭式覆盖，虽然能够保证空气可以经过充分净化，但是其用途太窄，只适合骑行，而且会影响到人类大多数的日常活动和人际交流。

因而，为了解决这种即能够气密性好，同时也不影响人类日常生活的问题，本发明主要是通过一个小型化的主动式空气净化装置以及可以延伸至鼻部的气道来解决该类问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了解决主动便携式空气净化器无法在户外活动，以及影响人们正常生活的问题，而提出一种头戴式的主动空气净化方法和空气净化装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

第一方面，提供一种应用于可穿戴设备的空气净化方法，包括：

a)风机将空气抽入到空气密闭仓中，由滤芯进行过滤；

b)过滤后的空气经过所述可穿戴设备的气道输送至喷气口，所述喷气口用于使得过滤后的空气输送至佩戴者口鼻部。

优选地，通过空气遮蔽护罩使得喷气口输送的所述过滤后的空气能够聚集于佩戴者的口鼻部。

优选地，通过至少一个空气处理模块，对过滤后的空气执行如下处理中的至少一种：杀菌、负离子发生、加热、加湿。

第二方面，提供一种可穿戴空气净化装置，包括：

空气密闭仓，设置有至少一个进气口和至少一个出气口；

风机，设置于所述空气密闭仓中，用于将空气经由所述进气口吸入所述空气密闭仓；

电源***，用于为所述风扇供电；

滤芯，可拆卸地设置于所述空气密闭仓中，用于对空气进行过滤；

至少一个气道，与所述至少一个出气口连接，用于输送所述过滤后的空气；

喷气口，分别于对应的气道密闭连接，用于使得过滤后的空气输送至佩戴者口鼻部。

优选地，所述滤芯设置于所述风扇前端或后端。

优选地，所述可穿戴空气净化装置还包括：

至少一个空气处理模块，可拆卸地设置于所述空气密闭仓中，用于对过滤后的空气执行如下处理中的至少一种：杀菌、负离子发生、加热、加湿。

优选地，其特征在于，所述可穿戴空气净化装置还包括：

空气遮蔽护罩，与所述气道或喷气口连接，用于使得喷气口输送的所述过滤后的空气能够聚集于佩戴者的口鼻部。

优选地，所述电源模块包括：

电池；

电流调节装置，用于自动或根据用户指令调节对风扇的供电电流。

优选地，所述空气密闭仓设置有固定机构，用于将所述空气密闭仓固定至佩戴者；

所述气道设置有固定机构，用于将气道固定至佩戴者。

优选地，所述气道包括相互组合的多段子气道。

有益效果：

本发明对比已有技术具有以下创新点：

1.将小型空气净化装置和一个可穿戴式的空气气道结合，能够实现清洁空气直接供往鼻部。从而保证使用者无论在怎样的空气条件下，在工作、生活以及日常健身锻炼时都能呼吸到清洁空气。

2.所增加的空气遮蔽罩，能够避免外部污染空气对清洁空气对鼻部供应的干扰；

3.可以更换的小型化的空气滤芯组块不仅保证了这套装置长期空气过滤的有效性，更重要的是减少了对滤材的浪费，更加绿色环保。

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

1.通过主动式的净化过程，避免了常见口罩的憋闷；

2.通过空气聚集技术，解决了电子口罩无法防风的问题；

3.开放式结构，避免了佩戴头盔对于日常生活以及人际交往方面的不便。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明方法及装置的原理示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例的佩戴状态示意图；

附图标记如下：

1、进气孔；2、滤芯；3、风机；4、空气密闭仓；5、气道；6、气道出气孔；7、空气遮蔽罩；8、空气处理模块；9、电池；10、电池管理***；11、外部电源接口；12、外接电源；13、滑动电位器；14、气密仓4的出气口；15、气道5的入气口；16、电源开关；17、滤芯夹具；18、硬质气道；19、耳部夹具。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的基本思想是将空气净化装置微小型化并进一步和可穿戴的呼吸管道相结合，从而实现一种便携的方便日常活动的空气净化方法及装置。

如图1和2所示，整个装置的工作过程按照气流的流向顺序来看为：非洁净空气—进风口1—空气滤芯2—风扇3—空气处理模块8—气道接口14，15—气道5—可穿戴夹具18，19—气道出气孔6—鼻腔。简单来讲：首先，污染空气在风机2的抽动下，经过进气口滤网1及滤芯2的过滤变为清洁空气，然后，净化后的空气进一步经过空气处理模块8的处理，除去空气中的细菌及病毒等，(或者调节空气温湿度及气味)，通过螺纹接口14和15，进入气道5，最后从空气喷口6均匀覆盖往人鼻部。为了保证该气道能够固定于人头部，该装置选择了以耳部作为主要固定点设计夹具18，19。

下面将从结构细节上对该装置进行进一步阐释。从装置的结构上看，该装置主要分为两部分，一部分是空气净化部分，另一部分是空气输运部分。

空气净化部分主要是用于提供空气流动动力及空气过滤净化功能。考虑到其便携性要求，整个空气净化部分将以微小型化为宜。空气密封仓4的外部，可以考虑连接一个夹具，从而将整个空气净化装置夹到衣服上，实现该装置的便携特性。

空气流动动力主要是通过小型化的风机来实现，风机2可以是鼓风机，或者离心机，目前市面上可以方便购买到的最小的鼓风机为20mm×20mm，用来将外界的空气吸入密封舱4并最终送往鼻部。

空气净化通过三级空气过滤与处理实现。首先，密封仓的入气口滤网1将采用最大孔径为0.6mm的滤网来实现对浮沙及其他杂物的过滤。而后，滤芯2将负责滤除微细颗粒物，针对PM2.5颗粒及其他微细悬浮物，滤芯2主要有两部分构成，一部分是滤材，可以采用HEPA材料实现，实现对空气中污染微粒的过滤，另一部分是滤材的外壳，17为滤芯的胶囊容仓(或者称为滤芯的夹具)，用来夹持空气滤芯，方便滤芯的使用、更换以及保证更换后空气密封仓的气密性。最后一级是空气处理模块8，主要是用来进一步改善净化后的空气的一些特性，可以选择各种模块，比如负离子发生器，可以用来杀菌；或空气温、湿度控制器，可以用来在不同的气候环境使空气净化装置更加个性化，如秋冬季，空气干燥寒冷，使用者可以根据自己的感受来调节空气的温湿度。

由于风机3的转动，以及空气处理模块8必须要有电力供给，因而，本装置也配备了电池及电源管理模块。10为可充电电池，如手机锂电池，9为充电模块，可以采用Max1879(Maxim inc.California,USA)芯片为核心来进行控制，并指示提醒电池的容量，11为USB接口，用于外接USB通用充电器或者充电宝，16为电源开关，可以关掉和开启风扇以及空气处理模块的电源，13为控制风扇电流的连续电位器，实现风力的强弱调节。

空气输运部分的功能主要有两个，一个是能够让净化后的空气高效的传输至人鼻腔部，其二是，为了有利于人们日常行动甚至健身锻炼时仍然能够佩戴，需要有特殊的夹具将气道固定至人的头部。

在图2中，从空气密闭仓4出来的空气将传输至气道5内，为保证气密性以及更换的方便，这里采用了螺纹接口。其中，14为空气气密仓4的空气出口，公螺纹结构，15为气道的空气入口，母螺纹结构，两者螺纹配合，从而实现空气密闭仓4和气道5的气密性接口。

如图3所示，主要是介绍气道5如何通过可穿戴得装置固定至人的头部，从而保证清洁空气稳定输送至人的鼻部。为了方便人的活动，气道5所用材质为柔性医用塑料管(如软聚氯乙烯材料)，这里气道为一根独立的管线，直径为3mm，壁厚为1mm。为了将整个喷气装置能够固定在头部，需要有可以加持气道的地方，本实施例中考虑夹持在耳后，事实上也可以在头部的其他物品上(如眼镜，帽子等)。在本实施例中，19为空气气道上的夹具，采用半圆形的挂式设计，从而可以将夹具直接挂在耳部。气道5从夹具9的两个孔中通过，与18相连。18为一种硬医用塑料材质(如硬聚氯乙烯材料)气道，用于将空气通到鼻孔附近，相对于软性材料而言，硬材料更利于固定住喷气口和鼻部之间的位置。喷气口6在18的端部，开出20个直径为1mm的气孔，气孔的通道可以不是平行分布的，开口朝向以形成螺旋气流，使得气流可以从这些孔喷出并均匀而柔和的覆盖住整个鼻孔部位，有利于人的呼吸。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于可穿戴设备的空气净化方法，包括：

a)风机(3)将空气抽入到空气密闭仓(4)中，由滤芯(2)进行过滤；

b)过滤后的空气经过所述可穿戴设备的气道(5)输送至喷气口，所述喷气口用于使得过滤后的空气输送至佩戴者口鼻部。

2.根据权利1所述的空气净化方法，其特征在于，通过空气遮蔽护罩(7)使得喷气口(5)输送的所述过滤后的空气能够聚集于佩戴者的口鼻部。

3.根据权利1所述的空气净化方法，其特征在于，通过至少一个空气处理模块(8)，对过滤后的空气执行如下处理中的至少一种：杀菌、负离子发生、加热、加湿。

4.一种可穿戴空气净化装置，包括：

空气密闭仓(4)，设置有至少一个进气口和至少一个出气口；

风机(2)，设置于所述空气密闭仓(4)中，用于将空气经由所述进气口吸入所述空气密闭仓(4)；

电源***(9，10)，用于为所述风扇供电；

滤芯(2)，可拆卸地设置于所述空气密闭仓(4)中，用于对空气进行过滤；

至少一个气道(5)，与所述至少一个出气口(14)连接，用于输送所述过滤后的空气；

喷气口(6)，分别于对应的气道密闭连接，用于使得过滤后的空气输送至佩戴者口鼻部。

5.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述滤芯(2)设置于所述风扇前端或后端。

6.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述可穿戴空气净化装置还包括：

至少一个空气处理模块(8)，可拆卸地设置于所述空气密闭仓(4)中，用于对过滤后的空气执行如下处理中的至少一种：杀菌、负离子发生、加热、加湿。

7.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述可穿戴空气净化装置还包括：

空气遮蔽护罩(7)，与所述气道(5)或喷气口(6)连接，用于使得喷气口(6)输送的所述过滤后的空气能够聚集于佩戴者的口鼻部。

8.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述电源模块包括：

电池；

电流调节装置，用于自动或根据用户指令调节对风扇的供电电流。

9.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述空气密闭仓设置有固定机构，用于将所述空气密闭仓固定至佩戴者；

所述气道设置有固定机构，用于将气道固定至佩戴者。

10.根据权利要求4所述的可穿戴空气净化装置，其特征在于，所述气道(5)包括相互组合的多段子气道。