本發(fā)明涉及一種具有空氣凈化功能的可穿戴呼吸裝置，尤其是一種構(gòu)造為口罩形式的可穿戴呼吸裝置。

背景技術(shù)：

在例如霧霾或者沙塵等空氣質(zhì)量欠佳的條件下，作為目前最常見的防護(hù)方式，人們在戶外活動時(例如步行時)經(jīng)常會佩戴由紗布或紙所制成的傳統(tǒng)口罩，但這種口罩存在影響呼吸且不能或難以有效阻擋小顆粒污染物的不足。作為一種改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)中亦提出了采用具有空氣凈化功能的可穿戴呼吸裝置來取代傳統(tǒng)口罩，其中可穿戴呼吸裝置可以直接穿或戴在身上、或是整合到用戶的衣服或配件中。

這種可穿戴呼吸裝置通常采用風(fēng)機(jī)向用戶口鼻處主動送風(fēng)，例如，中國專利文獻(xiàn)cn103919304b公開了一種主動式送風(fēng)口罩，包括罩體；罩體的下部設(shè)有送風(fēng)腔，送風(fēng)腔中設(shè)有送風(fēng)的直流風(fēng)機(jī)，送風(fēng)腔的內(nèi)側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣口，沿進(jìn)氣口的送風(fēng)腔中設(shè)有濾料層；罩體的上部形成與口鼻相適配的呼吸罩，送風(fēng)腔和呼吸罩之間設(shè)有輸氣通道。其中，罩體包括外罩和內(nèi)罩，內(nèi)罩設(shè)置在外罩中以形成送風(fēng)腔；輸氣通道對稱設(shè)置在罩體的兩側(cè)并延伸至高于鼻孔的鼻側(cè)邊相對位。

上述專利文獻(xiàn)所公開口罩的缺點(diǎn)在于：輸氣通道對稱設(shè)置在罩體的兩側(cè)并延伸至高于鼻孔的鼻側(cè)邊相對位，輸氣通道內(nèi)的氣流直接噴射入呼吸罩內(nèi)，造成進(jìn)氣紊亂，局部氣流速度過快，使得鼻子和嘴巴的舒適感比較差，同時容易席卷外部污濁空氣，造成呼吸空氣不潔凈。

為了解決上述問題，本申請人的在先專利申請cn106422104a公開了一種可穿戴呼吸裝置，尤其是一種具有口罩形式的可穿戴呼吸裝置，其包括控制模塊、本體、風(fēng)機(jī)和空氣凈化單元；其中，本體包括限定有呼吸區(qū)的面罩、位于面罩下部并與呼吸區(qū)連通的容納腔，風(fēng)機(jī)和空氣凈化單元設(shè)置在容納腔內(nèi)；呼吸區(qū)和容納腔的連通處設(shè)置有空氣均流器，該空氣均流器包括多個用于分散進(jìn)入呼吸區(qū)的氣流的氣孔。

在該可穿戴呼吸裝置中，空氣均流器位于風(fēng)機(jī)的軸向側(cè)部，由于離心風(fēng)機(jī)是切向出風(fēng)，因此氣流不能順暢地經(jīng)由空氣均流器進(jìn)入呼吸區(qū)內(nèi)，使得風(fēng)機(jī)效率受限，而若采用軸流風(fēng)機(jī)的話，由于需要克服過濾阻力，其壓頭不能滿足，若想滿足其壓頭，則軸流風(fēng)機(jī)體積過大，從而在一定程度上降低產(chǎn)品舒適性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的是提供一種能夠高效率地向呼吸區(qū)送風(fēng)并提供良好呼吸舒適性的可穿戴呼吸裝置。

為了實現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供了一種可穿戴呼吸裝置，具有：

本體，包括限定有呼吸區(qū)的面罩以及位于面罩下部并與呼吸區(qū)相連通的容納腔；

送風(fēng)單元，設(shè)置在容納腔內(nèi)，并被配置為向呼吸區(qū)送風(fēng)；

空氣凈化單元，在空氣流動路徑上位于送風(fēng)單元的上游側(cè)，以向送風(fēng)單元提供潔凈空氣；

其中，送風(fēng)單元包括具有風(fēng)機(jī)安裝腔和靜壓室的風(fēng)機(jī)蝸殼以及設(shè)置在安裝腔內(nèi)的離心風(fēng)機(jī)，離心風(fēng)機(jī)和安裝腔的環(huán)形周壁之間形成導(dǎo)流風(fēng)道，導(dǎo)流風(fēng)道構(gòu)造為在空氣流動路徑上徑向尺寸逐漸增大；靜壓室在空氣流動路徑上位于導(dǎo)流風(fēng)道的下游側(cè)，并具有用于將潔凈空氣向位于風(fēng)機(jī)蝸殼軸向側(cè)部的送風(fēng)孔引導(dǎo)的導(dǎo)流斜面，以使得潔凈空氣經(jīng)由送風(fēng)孔進(jìn)入呼吸區(qū)。

上述技術(shù)方案中，在空氣流動路徑上位于導(dǎo)流風(fēng)道的下游側(cè)形成靜壓室，以減少動壓損失并獲得均勻的靜壓出風(fēng)；同時，靜壓室具有用于將潔凈空氣向位于風(fēng)機(jī)蝸殼軸向側(cè)部的送風(fēng)孔引導(dǎo)的導(dǎo)流斜面，從而能夠有效地改變氣流方向。由此，本發(fā)明的可穿戴呼吸裝置可在不影響離心風(fēng)機(jī)壓頭和效率的條件下，提供良好的呼吸舒適性。

需要說明的是，本發(fā)明中，空氣流動路徑是從可穿戴呼吸裝置整體上觀察而得，并不考慮局部空間空氣流動在微觀上的不規(guī)則性。另外，本發(fā)明中，風(fēng)機(jī)蝸殼的軸向就是離心風(fēng)機(jī)的軸向，導(dǎo)流風(fēng)道的徑向就是離心風(fēng)機(jī)的徑向。

本發(fā)明中，空氣凈化單元可以包括針對不同污染物的具有不同凈化功能的凈化單元，例如包括用于過濾空氣中粉塵、細(xì)菌、硫化物等污染物微粒的過濾層和/或用于吸收甲醛、油霧等有毒氣體的吸附層。通常，這些過濾層物質(zhì)和吸附層物質(zhì)需要容納/承載在剛性盒體內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實施方式，空氣凈化單元與送風(fēng)單元之間密封且固定連接，且空氣凈化單元與送風(fēng)單元可拆卸地插設(shè)在容納腔內(nèi)。這樣的好處在于，用戶可以將空氣凈化單元和送風(fēng)單元從本體中拆下來，作為手持式的空氣凈化裝置使用(例如在不希望佩戴呼吸裝置的場合)，以獲得潔凈空氣。另外，送風(fēng)單元和空氣凈化單元的使用壽命通常比本體要短，將空氣凈化單元與送風(fēng)單元可拆卸地插設(shè)在容納腔內(nèi)，可以只對空氣凈化單元和送風(fēng)單元進(jìn)行更換而重復(fù)使用本體，有效節(jié)約資源。進(jìn)一步地，考慮到不同佩戴者面部特征上的差異，本體的尺寸通常需要多樣化，而空氣凈化呼吸模塊則可以通用，將空氣凈化呼吸模塊和本體獨(dú)立設(shè)置既便于用戶根據(jù)需要選用適當(dāng)?shù)谋倔w，也可以降低生產(chǎn)運(yùn)營成本。

優(yōu)選地，空氣凈化單元設(shè)置在送風(fēng)單元的軸向側(cè)部，以便于實現(xiàn)可穿戴呼吸裝置的小型化。

本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，空氣凈化單元通常受限于凈化能力而具有一定的更換頻率。另外，不同環(huán)境下所需要的空氣凈化單元可能并不相同；舉例來說，在霧霾環(huán)境中主要考慮的是去除其中的顆粒性有害物，而在具有有害氣體的工廠生產(chǎn)車間內(nèi)主要考慮的是去除其中的有害氣體，兩種環(huán)境對空氣凈化單元的要求并不相同。因此，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，送風(fēng)單元與空氣凈化單元之間可拆卸地固定連接，以便于對空氣凈化單元進(jìn)行更換。

作為本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式，空氣凈化單元和/或送風(fēng)單元與容納腔之間形成有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)；該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于在拆裝過程中對空氣凈化單元和送風(fēng)單元進(jìn)行導(dǎo)向，該定位機(jī)構(gòu)用于實現(xiàn)空氣凈化單元和送風(fēng)單元在容納腔內(nèi)的定位，從而便于空氣凈化單元和送風(fēng)單元的拆裝及定位。

作為本發(fā)明的再一優(yōu)選實施方式，可穿戴呼吸裝置還包括設(shè)置在風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)的電池和控制模塊，以便于在將空氣凈化單元和送風(fēng)單元作為手持式空氣凈化裝置使用時通過內(nèi)置于其中電池為其供電，并同樣可以通過控制模塊對手持式空氣凈化裝置進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，可穿戴呼吸裝置還包括設(shè)置在風(fēng)機(jī)蝸殼中并與導(dǎo)流風(fēng)道和/或靜壓室相連通的香薰盒。其中，優(yōu)選的是，香薰盒與靜壓室的導(dǎo)流斜面相連通，以使得香薰味道更容易隨氣流一起揮發(fā)到呼吸區(qū)。

當(dāng)外部空氣寒冷時，會產(chǎn)生呼吸不適感。為解決該問題，本發(fā)明中，可穿戴呼吸裝置還可以包括用于對潔凈空氣進(jìn)行加熱的電加熱元件。作為一種具體實施方式，該電加熱元件為設(shè)置在風(fēng)機(jī)蝸殼上并環(huán)繞風(fēng)機(jī)蝸殼的軸向進(jìn)風(fēng)口分布的電加熱膜。作為另一具體實施方式，該電加熱元件為設(shè)置在安裝腔的環(huán)形周壁上的電加熱膜。

電加熱膜本身具有發(fā)熱面積大的優(yōu)點(diǎn)，且采用以上兩種電加熱膜安裝方式都可以使得空氣流與電加熱膜充分接觸，以對潔凈空氣進(jìn)行快速加熱，使其達(dá)到滿足呼吸舒適感的溫度，再送入呼吸區(qū)，從而有效改善呼吸感受。

本發(fā)明中，可穿戴呼吸裝置還可以包括設(shè)置在呼吸區(qū)以檢測穿戴者呼吸狀態(tài)的呼吸傳感器，可穿戴呼吸裝置的控制模塊根據(jù)呼吸傳感器的檢測信號對離心風(fēng)機(jī)的通斷和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

眾所周知，離心風(fēng)機(jī)一般采用持續(xù)送風(fēng)，但人體呼吸節(jié)奏是一呼一吸，在人吸氣時需要離心風(fēng)機(jī)向呼吸區(qū)送入相對較多的凈化空氣，在呼氣時需要的凈化空氣量相對很少。另外，人體在不同的活動量下需要呼吸的空氣量也是不一樣的。上述技術(shù)方案中，呼吸傳感器可以檢測佩戴者的呼吸狀態(tài)(例如呼吸頻率和呼吸幅度)，控制模塊根據(jù)檢測信號智能調(diào)節(jié)離心風(fēng)機(jī)的通斷和/或轉(zhuǎn)速，以對送風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓人體能呼吸到最適量的空氣，同時達(dá)到風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果。

為了更清楚地闡述本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明可穿戴呼吸裝置優(yōu)選實施例的立體圖；

圖2是本發(fā)明可穿戴呼吸裝置優(yōu)選實施例的另一立體圖；

圖3是本發(fā)明可穿戴呼吸裝置優(yōu)選實施例中送風(fēng)單元的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖4是本發(fā)明可穿戴呼吸裝置優(yōu)選實施例中送風(fēng)單元的另一結(jié)構(gòu)分解圖。

具體實施方式

如圖1所示，作為本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的可穿戴呼吸裝置構(gòu)造為口罩形式，包括本體1、送風(fēng)單元2和在空氣流動路徑上位于送風(fēng)單元2上游側(cè)的空氣凈化單元3。其中，本體1包括位于上部的面罩11和位于下部的抽屜式容納腔12；面罩11限定有呼吸區(qū)13，穿戴時面罩11和佩戴者面部相貼合，使得接納口鼻的呼吸區(qū)13形成相對密閉的空間，不易受外部氣流的干擾和影響。為保證面罩11和佩戴者面部的貼合效果及舒適度，在面罩11與佩戴者面部接觸的邊緣處設(shè)置有硅膠材質(zhì)的彈性包邊14，包邊14具有朝面罩11表面延伸的延伸部141。同時，呼吸區(qū)13的底部設(shè)置有硅膠材質(zhì)的彈性下巴托板15，下巴托板15與包邊14形成為一體。為了提高下巴托板15與佩戴者面部的貼合效果，下巴托板15上形成有朝呼吸區(qū)13凸出的下巴貼合部151，包邊14和下巴貼合部151整體上形成與佩戴者面部相貼合的輪廓。本優(yōu)選實施例中，呼吸區(qū)13和容納腔12之間由下巴托板15所分隔開。容易理解，在本發(fā)明的其他實施例中，容納腔12可以由僅由一剛性框體限定而成。

繼續(xù)參見圖1，送風(fēng)單元2和設(shè)置在送風(fēng)單元2軸向側(cè)部的空氣凈化單元3組裝為一個整體的抽屜模塊并可拆裝地插設(shè)于容納腔12內(nèi)，二者總體上構(gòu)造為便于手持的形狀，能夠作為手持式空氣凈化裝置使用。其中，送風(fēng)單元2上形成有多個送風(fēng)孔231，呼吸區(qū)11和容納腔12之間的下巴托板15上對應(yīng)于佩戴者口鼻的位置開設(shè)有使得送風(fēng)孔231露出于呼吸區(qū)13的避讓缺口121，以通過送風(fēng)孔231向呼吸區(qū)13送風(fēng)。容納腔12的側(cè)壁上設(shè)置有作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的限位導(dǎo)條122，限位導(dǎo)條122用于在拆裝過程中對空氣凈化單元3和送風(fēng)單元2進(jìn)行導(dǎo)向，并能夠在側(cè)向上對空氣凈化單元3和送風(fēng)單元2進(jìn)行限位。

如圖2所示，空氣凈化單元3和容納腔12之間還形成有定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在空氣凈化單元3底部的定位銷31和形成在容納腔12底面的定位銷孔123?？諝鈨艋瘑卧?和送風(fēng)單元2組裝好后，可類似抽屜方式推入容納腔12內(nèi)；當(dāng)定位銷31落入定位銷孔123內(nèi)后，即實現(xiàn)了空氣凈化單元3和送風(fēng)單元2的安裝。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，送風(fēng)單元2和空氣凈化單元3之間形成可拆卸的固定連接。例如，可以在送風(fēng)單元2上設(shè)置一個或多個卡接孔，在空氣凈化單元3殼體上的相應(yīng)位置設(shè)置一個或多個卡接凸起，通過卡接凸起和卡接孔之間的卡接配合而將送風(fēng)單元2和空氣凈化單元3可拆卸地固定連接在一起。與此同時，送風(fēng)單元2和空氣凈化單元3之間形成密封連接，以防止未經(jīng)凈化處理的外部空氣進(jìn)入送風(fēng)單元2。

圖3和4是送風(fēng)單元2的結(jié)構(gòu)分解圖。首先參見圖4，送風(fēng)單元2包括離心風(fēng)機(jī)21以及由基座22和側(cè)蓋23構(gòu)造而成的風(fēng)機(jī)蝸殼。其中，基座22中形成有由環(huán)形周壁221所圍成的風(fēng)機(jī)安裝腔，設(shè)置在該安裝腔內(nèi)的離心風(fēng)機(jī)21和環(huán)形周壁221之間形成導(dǎo)流風(fēng)道222，且導(dǎo)流風(fēng)道222構(gòu)造為在空氣流動路徑上徑向尺寸逐漸增大?；?2中還形成有在空氣流動路徑上位于導(dǎo)流風(fēng)道222下游端并具有導(dǎo)流斜面224的靜壓室223，側(cè)蓋23上對應(yīng)于靜壓室223的區(qū)域形成有位于風(fēng)機(jī)蝸殼軸向側(cè)部的送風(fēng)孔231，導(dǎo)流斜面224用于將潔凈空氣向送風(fēng)孔231引導(dǎo)，以使得潔凈空氣經(jīng)由送風(fēng)孔231進(jìn)入呼吸區(qū)11。

參見圖3和4，導(dǎo)流斜面224上開設(shè)有多個香薰揮發(fā)孔225，風(fēng)機(jī)蝸殼相鄰于空氣凈化單元3的軸向側(cè)部設(shè)置有香薰盒6，香薰盒6與香薰揮發(fā)孔225相導(dǎo)通。工作時，經(jīng)空氣凈化單元3處理而得到的潔凈空氣由軸向進(jìn)風(fēng)孔226進(jìn)入送風(fēng)單元2，香薰揮發(fā)物在氣流帶動下隨著潔凈空氣一起進(jìn)入呼吸區(qū)11，確保人體輕松吸入清香潔凈的空氣。

另外，如圖3所示，風(fēng)機(jī)蝸殼相鄰于空氣凈化單元3的軸向側(cè)部上還設(shè)置有環(huán)繞軸向進(jìn)風(fēng)孔226分布的電加熱膜7。在本發(fā)明的其他實施例中，可穿戴呼吸裝置還包括設(shè)置在安裝腔的環(huán)形周壁221上的電加熱膜，或者單獨(dú)在安裝腔的環(huán)形周壁221上設(shè)置電加熱膜。

繼續(xù)參見圖4，本發(fā)明優(yōu)選實施例的可穿戴呼吸裝置還包括安裝在風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)的可充電電池4和控制模塊5?？沙潆婋姵?為離心風(fēng)機(jī)21和電加熱膜7提供電能，并可以通過風(fēng)機(jī)蝸殼上的充電數(shù)據(jù)接口24(見圖1所示)實現(xiàn)循環(huán)充電。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以利用不可充電電池或者外接電源來提供電能。

發(fā)明的優(yōu)選實施例中，控制模塊5能夠?qū)崿F(xiàn)對離心風(fēng)機(jī)21的開關(guān)和調(diào)速控制以及對電加熱膜7的開關(guān)和調(diào)溫控制。其中，利用控制模塊5實現(xiàn)對離心風(fēng)機(jī)21轉(zhuǎn)速(例如通過采用風(fēng)速傳感器或風(fēng)量傳感器)和電加熱膜7加熱溫度(例如通過檢測加熱片溫度和空氣溫度的溫度傳感器)的控制屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的習(xí)知技術(shù)，故在此省略對其的詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可穿戴呼吸裝置還可以包括設(shè)置在呼吸區(qū)11以檢測穿戴者呼吸狀態(tài)的呼吸傳感器(圖中未示出，例如設(shè)置在呼吸區(qū)11中對應(yīng)于佩戴者口鼻的位置)，控制模塊5根據(jù)呼吸傳感器的檢測信號對離心風(fēng)機(jī)21的通斷和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

雖然以上通過優(yōu)選實施例描繪了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的發(fā)明范圍內(nèi)，凡依照本發(fā)明所作的同等改進(jìn)，應(yīng)為本發(fā)明的保護(hù)范圍所涵蓋。