(57)【要約】  口と鼻を覆う装置から空気を排出するための能動的通気システムである。この能動的通気システムは、電源と、電源に接続された送風機と、送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、送風機は、吐き出されたまたは汚れた空気を呼吸装置本体から排出するために、電子機器またはプリント回路基板によって作動または停止されるものである。また、能動的通気システムを備える呼吸装置が提供される。【選択図】図５
2017501781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口と鼻を覆う装置から空気を排出するための能動的通気システムであって、
電源と、
前記電源に接続された送風機と、
前記送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、
前記送風機は、吐き出されたまたは汚れた空気を呼吸装置本体から排出するために、前記電子機器または前記プリント回路基板によって作動または停止される、能動的通気システム。
【請求項２】
前記送風機はマイクロファンである、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項３】
前記電子機器または前記プリント回路基板は、前記送風機における空気流の流速と流量を調節するための適切な制御信号をトリガーとする、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項４】
使用期間を通して作動したままにする、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項５】
使用後に手動で停止する、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項６】
前記電源は着脱可能かつ充電可能である、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項７】
前記電源は、電線またはケーブルを介して主電源により給電される、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項８】
作動中において、前記電源がUSBマイクロケーブルを介して電力貯蔵所により充電されることができる、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項９】
前記口と鼻を覆う装置は保護具や呼吸装置のような顔や口を覆うユニットである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の能動的通気システム。
【請求項１０】
使用中において、前記電源を充電することができる、請求項1に記載の能動的通気システム。
【請求項１１】
呼吸装置であって、
外気から密閉された比較的閉じた領域を形成するために着用者の顔や口を覆う呼吸装置本体と、
前記呼吸装置本体の内部に一体的に配置され、吸入空気を濾過するための少なくとも一つの第1のフィルタと、
前記呼吸装置本体と機能的に結合され、前記呼吸装置本体から空気を排出するために動作する少なくとも一つ能動的通気システムと、を備え、
前記能動的通気システムは、
電源と、
前記電源に接続された送風機と、
前記送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、
前記送風機は吐き出し空気を前記呼吸装置本体から排出するために前記電子機器または前記プリント回路基板によって作動または停止される、
呼吸装置。
【請求項１２】
前記能動的通気システムの周囲に配置され、着用者の鼻および口の領域を囲い、吐き出し空気および吸入空気を導きかつ分離する少なくとも一つのエアガイドをさらに備える、請求項11に記載の呼吸装置。
【請求項１３】
前記エアガイドは、過剰な吐き出し空気を除去するために人間工学的な顔の輪郭に対して傾斜した角度で配置される、請求項12に記載の呼吸装置。
【請求項１４】
前記エアガイドと前記呼吸装置本体のベースとの間において、過剰な吐き出し空気が前記能動的通気システムを通って通気されない場合に過剰な吐き出し空気が漏れ出ることを許容する少なくとも1つの隙間を備える、請求項12または13に記載の呼吸装置。
【請求項１５】
外気が前記送風機の入口または出口を通って前記呼吸装置本体の内部に入るのを常時防止する膜を有する一方向制御弁が前記能動的通気システムに取り付けられている、請求項11〜14のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項１６】
前記膜を有する前記一方向制御弁が前記送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられている、請求項15に記載の呼吸装置。
【請求項１７】
前記能動的通気システムには、前記呼吸装置本体への外気の進入を防止する第2のフィルタが取り付けられている、請求項11〜16のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項１８】
前記第2のフィルタは前記送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられている、請求項17に記載の呼吸装置。
【請求項１９】
前記呼吸装置本体への外気の進入を防止するために、前記能動的通気システムがラッチに取り付けられている、請求項11〜18のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２０】
前記ラッチは、前記送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられている、請求項１９に記載の呼吸装置。
【請求項２１】
前記ラッチには、前記能動的通気システムの電力が使い尽くされたときに自動的に前記ラッチを閉じるようにするセンサが埋め込まれている、請求項19または20に記載の呼吸装置。
【請求項２２】
前記ラッチは、前記送風機の開口を遮断するためにユーザーによって手動で閉じられる、請求項18〜20のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２３】
前記呼吸装置本体、前記能動的通気システムおよび前記エアガイドが、一体的にポケットサイズに折りたたみ可能である、請求項12〜22のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２４】
前記呼吸装置本体は、エアフィルタ呼吸装置である、請求項12〜23のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２５】
前記呼吸装置本体は、空気清浄呼吸装置である、請求項12〜2のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２６】
前記呼吸装置本体は使い捨てまたは非使い捨てマスクの一つである、請求項12〜23のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２７】
前記呼吸装置本体はエスケープフードである、請求項12〜23のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【請求項２８】
前記呼吸装置本体は使い捨てまたは再利用可能である、請求項12〜23のいずれか一項に記載の呼吸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、着用者の鼻や顔面を覆う、マスク、ヘルメット等の保護具および呼吸装置において使用される能動的通気システム（AVS）に関する。特に、本発明は、全ての呼吸サイクルにおいて吐き出し空気を効果的に除去するための能動的通気システムを有する呼吸装置を指す。
【背景技術】
【０００２】
着用者の鼻や顔面を覆う、マスク、ヘルメット等の保護具および呼吸装置は、動作中に内部の暖かく湿った吐き出し空気を除去するための通気システムが必要である。この通気システムは、強制換気を有するものであっても強制換気なしのものであってもよい。
【０００３】
特許文献１は、空気の通気開口を有し、これらの通気開口の少なくとも幾つかは通気開口の少なくとも一部分を覆うカバーを持つ、スポーツヘルメット用の通気システムを開示している。回転軸により傾くことによって、カバーは部分的にまたは完全に通気開口を解放する。カバーの動作時に、カバーの一端はヘルメット表面周囲の上方に持ち上げられ、カバーの他端はヘルメット表面周囲のレベルより下方に下げられる。これにより、スポーツヘルメットの内部の空気は、強制換気によってではなく、着用者によりカバーが動作することによって通気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２０１１００８３２５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
N95マスクや呼吸装置は、煙霧やインフルエンザなどの大気汚染物質に対する保護具として使用されている。強制換気をしない市販の製品は、単回使用の使い捨て呼吸装置と取り外し可能なフィルターカートリッジを有する再利用可能な呼吸装置の2つの主なカテゴリに分類される。強制換気のないこれらの製品は、多くの場合、吐き出し空気を逃がすために、一方向の統合弁（受動的バルブ）が付属している。しかしながら、これらの受動的バルブにおける暖かく湿った吐き出し空気を除去する効果は、呼吸の深さと圧力に大きく依存している。
【０００６】
多くの場合、吐き出し空気は一方向弁の限定されたウィンドウによってフィルタを通って出ることを余儀なくされている。暖かい吐き出し空気中の水分は冷たいフィルタを流れるときに凝縮し、フィルタ内の空気流路を部分的に又は完全に塞ぐ。空気流路のサイズの減少は、直ちに空気抵抗を増加させ、呼吸困難を引き起こす。また、適切な吐き出し空気経路の欠如は、呼吸装置本体の内部における暖かく湿った吐き出し空気の循環を引き起こすので使用者に不快感をもたらす。
【０００７】
この問題に対処するために、ファンおよび/または送風機による強制的な換気や空気の供給を行う呼吸装置が適用される。これらの装置は、個々の呼吸のニーズに応えるために800L/minまでの大きな空気流れを供給するように設計されている。これらの製品は、一般的にかさ張り、空気の流量と圧力を維持するために大きな電源を必要とする。電源は、高い空気流量を満たすために、たいてい、呼吸装置本体の一部ではなく呼吸装置本体の外部にある。このため、これらの製品は一般市民の日常における使用には適していない。
【０００８】
したがって、呼吸装置または保護具に組み込まれたときに、快適に持続的な使用が可能で一般の人々の使用に適する能動的通気システムが必要とされる。さらに、そのようなデバイスは、着用者に不快感を引き起こす暖かく湿った吐き出し空気の顔への接触を最小限にし、吐き出し空気サイクルのそれぞれにおける熱と湿気を排出する効果的な手段を持っていることが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下の概要は、開示された実施形態に特有である革新的な特徴の一部における理解を容易にするために提供され、完全な説明であることを意図するものではない。本明細書に開示された実施形態の様々な態様の完全な理解は、全ての明細書、特許請求の範囲、図面および要約を全体として考慮することによって得ることができる。
【００１０】
したがって、開示された実施形態の目的は、口と鼻を覆う装置から空気を排出するための能動的通気システムであって、電源と、電源に接続された送風機と、送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、送風機は、吐き出されたまたは汚れた空気を呼吸装置本体から排出するために、電子機器またはプリント回路基板によって作動または停止されるものを提供することである。
【００１１】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、送風機はマイクロファンであるものを提供することである。
【００１２】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、電子機器またはプリント回路基板は、送風機における空気流の流速と流量を調節するための適切な制御信号をトリガーとするものを提供することである。
【００１３】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、使用期間を通して作動したままにするものを提供することである。
【００１４】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、使用後に手動で停止するものを提供することである。
【００１５】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、電源は着脱可能かつ充電可能であるものを提供することである。
【００１６】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、電源は、電線またはケーブルを介して主電源により給電されるものを提供することである。
【００１７】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、作動中において、電源がUSBマイクロケーブルを介して電力貯蔵所により充電されることができるものを提供することである。
【００１８】
したがって、開示された実施形態の目的は、能動的通気システムであって、使用中において、電源を充電することができるものを提供することである。
【００１９】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、外気から密閉された比較的閉じた領域を形成するために着用者の顔や口を覆う呼吸装置本体と、呼吸装置本体の内部に一体的に配置され、吸入空気を濾過するための少なくとも一つの第1のフィルタと、呼吸装置本体と機能的に結合され、呼吸装置本体から空気を排出するために動作する少なくとも一つ能動的通気システムと、を備え、能動的通気システムは、電源と、電源に接続された送風機と、送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、送風機は吐き出し空気を呼吸装置本体から排出するために電子機器またはプリント回路基板によって作動または停止されるものを提供することである。
【００２０】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、能動的通気システムの周囲に配置され、着用者の鼻および口の領域を囲い、吐き出し空気および吸入空気を導きかつ分離する少なくとも一つのエアガイドをさらに備えるものを提供することである。
【００２１】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、エアガイドは、過剰な吐き出し空気を除去するために人間工学的な顔の輪郭に対して傾斜した角度で配置されるものを提供することである。
【００２２】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、エアガイドと呼吸装置本体のベースとの間において、過剰な吐き出し空気が能動的通気システムを通って通気されない場合に過剰な吐き出し空気が漏れ出ることを許容する少なくとも1つの隙間を備えるものを提供することである。
【００２３】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、外気が送風機の入口または出口を通って呼吸装置本体の内部に入るのを常時防止する膜を有する一方向制御弁が能動的通気システムに取り付けられているものを提供することである。
【００２４】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、膜を有する一方向制御弁が送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられているものを提供することである。
【００２５】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、能動的通気システムには、呼吸装置本体への外気の進入を防止する第2のフィルタが取り付けられているものを提供することである。
【００２６】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、第2のフィルタは送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられているものである。
【００２７】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体への外気の進入を防止するために、能動的通気システムがラッチに取り付けられているものを提供することである。
【００２８】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、ラッチは、送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けられているものを提供することである。
【００２９】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、ラッチには、能動的通気システムの電力が使い尽くされたときに自動的にラッチを閉じるようにするセンサーが埋め込まれているものを提供することである。
【００３０】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、ラッチは、送風機の開口を遮断するためにユーザーによって手動で閉じられるものを提供することである。
【００３１】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体、能動的通気システムおよびエアガイドが、一体的にポケットサイズに折りたたみ可能であるものを提供することである。
【００３２】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体は使い捨てまたは再利用可能であるものを提供することである。
【００３３】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体は、着用者の顔を部分的または完全に覆うエアフィルタ呼吸装置であるものを提供することである。
【００３４】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体は、空気清浄呼吸装置であるものを提供することである。
【００３５】
したがって、開示された実施形態の目的は、呼吸装置であって、呼吸装置本体はエスケープフードであるものを提供することである。
【００３６】
したがって、開示された実施形態の一つの別の目的は、呼吸装置であって、特に、軽量、コンパクトかつ安価に製造でき、超低消費電力のマイクロ送風機を利用するものを提供することである。
【００３７】
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を例示する添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
上記の要約、ならびに以下の例示的な実施形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むことによりより良く理解される。本開示を例示する目的のために、本開示の例示的な構成が図面に示されている。しかし、本開示は、ここに開示された特定の方法および手段に限定されるものではない。可能な限り、同じ要素は同一の番号で示される。
【図１Ａ】呼吸装置の例示的な側面図である。
【図１Ｂ】呼吸装置の例示的な側面図である。
【図２】図1の呼吸装置において吐き出し空気中の空気流れの方向を示した例示的な側面図である。
【図３】能動的通気システム、エアガイドおよびフィルタを備えた呼吸装置の例示的な上方斜視図である。
【図４】呼吸装置内のエアガイドの例示的な斜視図である。
【図５】能動的通気システムの例示的な斜視図である。
【図６】吐き出し空気中における暖かい空気領域の形成を示した呼吸装置の例示的な上方斜視図である。
【図７】吸入中における冷たい空気領域の形成を示した呼吸装置の例示的な上部斜視図である。
【図８】フィルタを有する送風機の実施形態を示した呼吸装置の例示的な上面斜視図である。
【図９】一方向制御弁を有する送風機の別の実施形態の例示的な側面図である。
【図１０】ラッチ付きの能動的通気システムの別の実施形態の例示的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
これらの非限定的な実施例で説明した特定の構成は、変化させることができ、単に、少なくとも1つの実施形態を例示するために引用され、その範囲を限定するものではない。
【００４０】
本発明にかかる能動的通気システムは、電源と、電源に接続された送風機と、送風機に接続された電子機器またはプリント回路基板と、を備え、送風機は、呼吸装置本体から吐き出し空気を排出するために、電子機器またはプリント回路基板によって作動（オン）または停止（オフ）される。
【００４１】
呼吸装置本体が使い古されると、吐き出し空気の気流が遮断されて空気が再循環し、その結果、呼吸装置本体の内部における熱、水分および二酸化炭素が増加する。本発明の能動的通気システムは、自然な呼吸の方法を模倣することによってこの問題を解決する。本発明にかかる能動的通気システムは、最大1メートルまで吐き出し空気を排出するのに十分な力を持っている。したがって、呼吸装置本体の内部において吐き出し空気が再循環されることを防止できる。
【００４２】
本発明にかかる能動的通気システムは、熱や湿気を除去するだけでなく、二酸化炭素も除去する。能動的通気システムは、ヘルメット等のあらゆる種類の保護具に適用させることができる。能動的通気システムは、エスケープフードにも適用させることができます。これは通常、緊急事態において使用され頭全体をカバーするか、または任意の呼吸装置の内部で使用される。呼吸装置は、保管と持ち運びを容易にするために折りたたみ機構を備えている。
【００４３】
図1Aに描かれている呼吸装置100の一実施形態は、呼吸装置100の側面図を示す。呼吸器装置100は、1つ以上のフィルタ104を有する能動的通気システム108と、呼吸装置本体102と、備える。図1Bは、本発明の別の実施形態による、エアガイド106をさらに備える呼吸装置100の側面図を示す。図1A-1Bに示された呼吸装置100の側面図には、1つのフィルタ104のみを示す。フィルタ104は、呼吸装置本体102を通過する吸入空気を濾過するように呼吸装置本体102の表面に一体的に配置されている。フィルタ104は、例えば、使い捨てまたは交換可能なエアフィルタとすることができ、材質は限定されず、紙、発泡体またはガラス繊維などで作られてもよい。フィルタ104は、空気が通過し呼吸装置本体102に入る前に濾過される多数の穿孔を有していてもよい。図示された実施形態では、呼吸装置本体102において、2つのフィルタ104と、１つのエアガイド106と、能動的通気システム108と、が設けられているが、本発明の教示において、そのような要素を複数適用することも可能である。なお、図2-10は、図1Bの様々な視野における例示的な図であることに留意すべきである。
【００４４】
図1B、図2および図4に示すように、図示された実施形態において、エアガイド106は、吐き出し空気を鼻孔から導き、鼻孔領域の周辺において吐き出し空気を吸入空気から分離するために呼吸装置本体102におけるベース110の近くに配置されている。一例として、エアガイド106は、形状がリング状の円形であり、例えば、シリコンまたは可撓性ポリマーによりできている。空気ガイド106は、成形または熱接合により呼吸装置本体102の内側に取り付けられている。
【００４５】
図1A-1Bおよび図3に示すように、図示の実施形態では、能動的通気システム108がエアガイド106の円周内にあるように、能動換気システム108もまた、呼吸装置本体102におけるベース110の近くに配置されている。能動的通気システム108は、呼吸装置本体102の内面に固定され、吐き出し空気を呼吸装置100から除去するために使用される。能動的通気システム108をエアガイド106とともに位置決めすることで、吐き出し空気サイクル中において吐き出し空気の除去を促進する。能動的通気システム108は、その動作を通じてずっと作動（オン）したままであってもよく、または吐き出し空気サイクルの間だけ動作するようにタイミングを合わせてもよい。後者の場合、能動的通気システム108は、埋め込まれたセンサーによって作動される。空気流の流速と流量は、能動的通気システム108内に設けられたマイクロ送風機（図5で説明した）を適切な制御信号を使用して制御することによって調節できる。フィルタ104、エアガイド106および能動的通気システム108は、吸入空気が吐き出し空気とは分離された領域を流れ、吸入空気が吐き出し空気とは混合しないような分離空気領域を形成するように配置されている。
【００４６】
図3は、呼吸装置100の上方斜視図を示す。フィルタ104、エアガイド106および能動的通気システム108の配置位置は、呼吸装置本体102に示されている。実施形態では、エアガイド106は、吐き出し空気がエアガイド106によって囲まれた空間に直接落ちるように、鼻のちょうど下に配置されている。このように位置決めすることで、エアガイド106は吐き出し空気を能動的通気システム108へと効果的に導き（図2の矢印302で示す）、温かい吐き出し空気が呼吸装置本体102の他の部分に向かうことを防止することができる。
【００４７】
そのため、エアガイド106は、呼吸装置本体102の残りの部分から分離されている、吐き出し空気の流れに沿った暖かい空気のゾーンを作成する。吐き出し空気は、能動的通気システム108によって除去される。さらに、能動的通気システム108の速度が吐き出し空気を排出するために十分な速度でない場合に、ギャップ112（図2および4に示されている）がエアガイド106と呼吸装置本体102との間に設けられる。また、ギャップ112は、温かい吐き出し空気が呼吸装置本体102の表面に当たり顔に向かって反射する代わりに、暖かい吐き出し空気を呼吸装置本体102の側面に沿って暫定的に逃がすことができる。
【００４８】
このため、吸入サイクルの間に、呼吸装置本体102の外側の空気は呼吸装置本体102はエアフィルタ104を通って呼吸装置本体102内の比較的閉じた領域に流れ込む。内部のエアガイド106と能動的通気システム108は、それぞれの吐き出し空気サイクル中において、たいてい暖かく湿っている吐き出し空気を効果的に除去する。
【００４９】
図4を参照すると、ギャップ112を有するエアガイド106がある呼吸装置100の斜視図が開示されている。エアガイド106は、1またはそれ以上のギャップ112が呼吸装置本体102とエアガイド106との間に設けられるように呼吸装置本体102におけるベース110の近くに配置される。ギャップ112は、吐き出し空気サイクル中において、呼吸装置本体102の他の領域に空気を向け直す。エアガイド106は、過剰な暖かい空気が、急速に排気されない場合に呼吸装置本体102の表面に沿って流れることを許容する。エアガイド106は、呼吸装置本体102の残りの部分および皮膚から隔離された暖かい空気ゾーンを形成する。空気ガイド106は、顔に接触しておらず、吐き出し空気を最大限に捕捉するために呼吸装置本体内において傾斜していてもよいことに留意すべきである。この角度の付いたエアガイド106は、着用者の口と鼻から能動的通気システム108内へと吐き出し空気を導く流路を形成する。
【００５０】
能動的通気システムの一実施形態は、本発明の図5に開示されている。能動的通気システム108は、必要に応じて、電子機器またはプリント回路基板224、電源226、ブロワ228およびセンサ230を収容するハウジング222を有している。これは、能動換気システム108における様々な構成要素の他の配置が可能であり、それらの他の配置も本発明の範囲内であることに留意すべきである。電子機器224は、能動換気システム108の様々な構成要素の機能を制御する処理ユニットであってもよい。代わりに、送風機228を常時作動させる実施形態において、電子機器224は、電池と回路のみを含むものであってもよい。電子機器224は、電源226、送風機228およびセンサ230に結合されている。送風機228は、例えば、充電式電池などの電源226によって作動される。電源226は、取り外し可能で、所望の間隔で充電することが可能であってもよい。本発明の実施形態によれば、能動的通気システムは、第2のフィルタ（図示せず）を含んでいてもよい。
【００５１】
送風機228は、吐き出し空気を排出するために、電子機器またはプリント回路基板224によって作動（オン）または停止（オフ）される。電子機器またはプリント回路基板224は、送風機228の空気流の流速と流量を調節するために適切な制御信号をトリガーとする。本発明の実施形態によれば、能動的通気システム108は、使用期間を通して作動（オン）したままにする。能動的通気システム108は、使用後に手動により停止（オフ）される。
【００５２】
本発明の実施形態によれば、電源226は、取り外し可能で充電可能な電源である。
【００５３】
一実施形態では、電源226は、電線またはケーブルを介して主電源から電力が供給される。別の実施形態では、電源226は、能動的通気システムがまだ動作している間に、USB（登録商標）（Universal Serial Bus）マイクロケーブルを経由して電力貯蔵所から充電される。
【００５４】
実施形態では、送風機228は、例えば0-25L/minの空気流を提供するマイクロ送風機またはマイクロファンであってもよい。送風機228は、吐き出し空気サイクル中において呼吸装置本体102内の能動的な空気交換を可能にする。センサ230は、例えば、圧電センサで、各呼吸サイクルにおける吐き出し空気を感知するために呼吸装置本体102における鼻や口の前の内面に埋め込まれてもよい。センサ230は、送風機228の動作を制御するために電子機器224と順々に通信する。その後、送風機228は、各呼吸サイクルの間に呼吸装置本体102を効果的に通気する。センサ230が存在しない場合、送風機228は作動（オン）したままにする。
【００５５】
能動的通気システム108内の送風機228は、軸流型および遠心型の両方の異なるマイクロファンを範囲とすることができることに留意すべきである。一実施形態では、送風機228は、一方向から空気を吸引しファンの軸に沿って別の方向に排気する軸流型マイクロファンである。本発明の別の実施形態は、遠心型マイクロファンを使用する。一つの別の実施形態では、送風機としてブロワ型遠心マイクロファンを使用する。どちらの遠心マイクロファンとブロワ式遠心マイクロファンのいずれも1つ（または複数）の方向から空気を吸引し、別の方向（別の複数の方向）へと空気を排出する。
【００５６】
実施形態では、送風機228は、各呼吸サイクルにおいて送風機吹き出し口232から余分な熱や湿気を排出するために強制換気を形成してもよい。また、送風機出口のための開口部234は、呼吸装置本体102から吐き出し空気を排出してもよい。また、吐き出し空気は、呼吸装置本体102から出る前にオプションであるフィルタを通って濾過されてもよい。
送風機228は、ユーザーによって吐き出された、熱と水分とともに二酸化炭素ガスを含む空気を排出することに留意すべきである。
【００５７】
本発明は、長期間にわたりユーザーの呼吸時の心地よさを実質的に向上させる。送風機228を駆動するセンサ230は、エネルギー効率がよく、従来のシステムよりも消費電力がはるかに少ない。さらに、呼吸装置100は、マイクロ送風機/ファンを使用したことで、軽量で、コンパクトで、持ち運びがしやすい。本発明は、大気汚染や汚染を伴う過酷な環境に長期間にわたって滞在するユーザーのための理想的なソリューションである。
【００５８】
図6は、吐き出し過程における呼吸装置100の機能を示している。エアガイド106の位置を傾斜させたことで、吐き出し空気はエアガイド106に囲まれた領域に集中する。エアガイド106は、鼻孔からの吐き出し空気をこの領域へと導き、呼吸装置102の内部に暖かい空気の領域136を形成する。図5に示したセンサ230は、電子機器224が送風機228を作動させるために吐き出し空気を検知する。矢印138によって示されるように、送風機228は、その後、吐き出し空気を大気中に排出する。
【００５９】
吐き出し空気の大部分は、能動的通気システム108を介して排出されることに留意すべきである。しかしながら、矢印140によって示されるように、吐き出し空気の一部は隙間112から漏れ出すことができる。ギャップ112は、吐き出し空気を完全に排出するのに能動的通気システム108の流速が十分でない場合に、過剰な吐き出し空気を呼吸装置本体102の側面に逃がすことができる。
【００６０】
図7に示すように、吸入時には、きれいな空気が、空気流144によって示されるようにフィルタ104を介して呼吸装置本体102に入る。これは、呼吸装置本体102の内部に冷気領域146を形成する。吸入中には、送風機228が空気を排出するように動作するので、送風機吹き出し口232から空気はほとんど入らず、従って、ごみ粒子が送風機吹き出し口232のいかなる方向からも入ってくるのを防止することができる。しかし、任意の実施形態において、空気流142によって示されるように、外部のごみ粒子が送風機吹き出し口232を通って呼吸装置本体102に入る（図5に図示）のを防止するために、図8-9に示したように、フィルターまたは一方向弁を使用してもよい。
【００６１】
図8は、第2のフィルタ154は、送風機の吸込口を横切って配置される実施形態を示している。吸入の間に、空気が送風機の吹き出し口232から逆方向148へと吸引されるとき、粒子は、第2のフィルタ154で捕獲されて呼吸装置本体102に入ることが防止される。この実施形態は、空気の吐き出しをする間に送風機モータに吸い込まれ電子機器224を劣化させる湿った空気を呼吸装置本体102の内部において最小限するという、さらなる利点を有する。なお、第2のフィルタ154は、限定されずに、送風機における吸込み口または吹き出し口のいずれかに取り付けてもよいことに留意すべきである。
【００６２】
第2のフィルタ154が使用されていない場合には、送風機は、吸入中であっても空気を排出する。送風機が連続的に空気を排出するので、したがって、外気は呼吸装置本体102には入らない。
【００６３】
図9は、膜152を使用して一方向制御弁を実現する第2の実施形態を示す。膜152は、空気が送風機の吹き出し口232から流出することを許容するが、空気が逆方向から入ることを防止する。膜152は、留め具150を利用して送風機吹き出し口232に取り付けられている。様々な機械的手段は、送風機の吹き出し口232を覆って膜が保持されるを可能にすることが理解される。膜を有する一方向制御弁は、限定されずに、送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けてもよいことに留意すべきである。
【００６４】
図10は、外気が呼吸装置本体102に入るのを防ぐために、能動的通気システム108が、ラッチホルダー161の補助によりラッチ160に取り付けられている別の実施形態を示す。ラッチ160には、能動的通気システム108の電力がなくなったときにラッチ160を自動的に閉じるセンサが埋め込まれている。また、必要であれば、ユーザーが、送風機の開口を塞ぐようにラッチ160を閉じるために、ラッチ160を手動で操作できる。
ラッチ160は、限定されずに、送風機の吸込口または吹き出し口のいずれかに取り付けてもよいことに留意すべきである。
【００６５】
以上のことから、能動的通気システム108とともに呼吸装置本体102の下部に位置するエアガイド106は、吐き出し空気が呼吸装置本体102から効果的に排出されるために、専用の経路を形成することに留意すべきである。実際には、専用の経路は、フィルタ104、エアガイド106および能動的通気システム108を図示された配置にすることによって形成される。吸入空気は、吐き出し空気から分離された領域を通って流れ、別の空気領域を形成する吐き出し空気と混合されない。
【００６６】
さらに、能動的通気システム108は、任意の呼吸装置または保護具に適用し、取り付けることができる。呼吸装置本体は、例えば、使い捨てのN95呼吸装置を用いることができる。N95呼吸装置の呼吸装置本体において、開口を切開することができ、能動的通気システム108の取り付けが可能である。同様に、能動的通気システム108は、他の呼吸装置（使い捨てまたは非使い捨て）の呼吸装置本体102の上にフィットさせることができる。使い捨ての呼吸装置は、限定されず、例えば、シリコン/ゴム製のもの、フルフェイスまたはハーフフェイスのもの、フィルタまたは吸収缶を有するもの、などであってもよい。
【００６７】
上記の説明を通じて、能動的通気システムと内部のエアガイドとを有するこの呼吸装置は、濾過精製された空気を着用者に提供でき、放電が呼気し、全ての呼吸サイクルにおいて吐き出し空気を排出し呼吸装置本体を排気することができることが理解できる。これらのすべての特徴は、呼吸装置本体内における能動的な空気交換による改善された呼吸体験をユーザーに提供する。
【００６８】
上記開示の変形および他の特徴や機能、またはそれらの代替の変形が、多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わせられることが望ましい。
また、当業者によって順次なされ得る、現在、予見できないまたは予期しないそれらの代替、修正、変形または改良が、以下の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
【００６９】
本開示の実施形態について、可能な側面をカバーするために、包括的に、かなり詳細に説明してきたが、当業者は、本開示の他のバージョンも可能であることを認識するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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