МОТО- ИЛИ ВЕЛОШЛЕМ С ВОЗДУШНЫМ ФИЛЬТРОМ
MOTORCYCLE OR BICYCLE HELMET WITH AN AIR FILTER

Изобретение относится к шлемам для велосипедистов и мотоциклистов.
Известно, что велосипедисты, а особенно мотоциклисты ездят преимущественно по автомобильным дорогам и улицам общего пользования, атмосфера над которыми загрязнена пылью и сажей от движения автомобилей.
Известен «Противопылевой шлем» оп пат. № RU 2093222. Шлем имеет каску, подкасочное крепление, встроенный вентилятор, фильтры грубой и тонкой очистки, и впускной и выпускной клапаны. Причем фильтр тонкой очистки выполнен в виде мешка, расположенного между внутренней поверхности каски и подкасочным креплением.
Недостатком устройства является то, что он требует электропитания, что в свою очередь для мотоциклистов требует наличия соединительных проводов, а для велосипедистов требует наличия батареек. Также недостатком является то, что воздухозабор осуществляется сзади шлема, в зоне разряжения, что затрудняет работу вентилятора и может даже остановить циркуляцию воздуха, если скоростной напор окажется больше напора вентилятора. Кроме того, чистый воздух поступает из мешка фильтра тонкой очистки под шлем и при выходе из-под шлема интенсивно смешивается с окружающим воздухом. Можно ориентировочно сказать, что вдыхаемый человеком воздух содержит лишь 10% очищенного воздуха, а остальное - неочищенный воздух. Вызывает сомнение и применение мешка в качестве фильтра тонкой очистки - верхняя половина будет напором вентилятора прижиматься к жесткой части шлема, а нижняя будет прижиматься к амортизирующей части шлема и к голове, то есть пропускная способность фильтра будет значительно снижена. И наконец совершенно очевидно, что малогабаритный вентилятор не сможет обеспечить требуемый расход очищенного воздуха - при интенсивной езде велосипедист за 1 секунду вдыхает примерно 2-3 литра воздуха, т.е. 7,2-10,8 куб. м/час, что требует значительной мощности и размера вентилятора.
Задача и технический результат изобретения - устранение указанных недостатков, а также - расширение арсенала технических средств данного назначения.
Для этого шлем, как и прототип, содержит каску, но подкасочная амортизирующая часть выполнена целиком из перфорированных эластичных трубок или с чередующимися амортизирующими вставками из поролона или пенопласта, причем эти трубки обернуты фильтрующим материалом, а перфорированные эластичные трубки с одного конца заглушены, а вторым концом соединены с коллектором/коллекторами, которые соединены эластичными шлангами с расположенной на лице полумаской, при этом шлем имеет впускной и выпускной воздушные клапаны, а каска имеет в передней и передне-боковых частях отверстия для поступления набегающего воздуха.
Направление трубок может быть любое, но удобно расположить коллектор сзади, и, следовательно, желаемое направление трубок - спереди назад. Впрочем, в шлеме возможно наличие двух коллекторов, расположенных примерно над ушами. В этом случае расположение трубок должно быть поперек направлению движения, то есть поперек головы.
Общая поверхность фильтрующего материала в такой конструкции будет даже несколько больше, чем у мешка в прототипе, а главное - фильтрующий материал почти не будет прилегать к внутренней поверхности каски и к поверхности головы. К поверхности головы - особенно, так как трубки прилегают к голове лишь малой поверхностью, обернуты фильтрующим материалом, и к тому же люди обычно имеют прическу, а волосы в прическе хорошо пропускают воздух.
В данной конструкции набегающий воздушный поток не мешает поступлению воздуха к человеку, а наоборот - помогает. Набегающий поток поступает через прорези каски в подкасочную полость, откуда этим напором выдавливается в сторону лица человека в полумаску.
Перфорированные эластичные трубки могут занимать все подкасочное пространство, или могут чередоваться с амортизирующими вставками из поролона или пенопласта. Следует отметить, что эластичные перфорированные трубки обладают очень хорошей амортизирующей способностью.
Впускной и выпускной клапаны могут быть расположены в коллекторе/коллекторах или в полумаске. Или впускной клапан расположен в коллекторе/коллекторах, а выпускной в полумаске. Особенно целесообразно расположить в полумаске выпускной клапан/клапаны. Возможно наличие только выпускного клапана - т.к. впускная воздушная система имеет существенное аэродинамическое сопротивление, то 90-95% выдыхаемого воздуха все равно пойдет в выпускной клапан, особенно если их два. А самое главное - отсутствие впускного клапана/клапанов заметно снизит сопротивление вдоху.
Наличие полумаски позволяет использовать для дыхания 100% очищенного воздуха, в то время как в прототипе очищенный воздух интенсивно смешивается с неочищенным.
В зависимости от скорости движения и от наличия попутного или встречного ветра может возникнуть недостаточная или избыточная вентиляция подкасочного пространства. Чтобы управлять степенью вентиляции отверстия в каске могут иметь устройства для регулирования проходного сечения. Эти устройств могут быть любого из известных устройств для этой цели, например, это могут быть три секторные прорези в каске по 70 градусов каждая, расположенные в окружности и закрываемые поворотным диском с такими же прорезями. Тогда при полном совпадении секторов в шлеме и в диске проходной сечение будет пропорционально 210 градусам диска, а при максимальном перекрытии секторов проходное сечение будет пропорционально 30 градусам этого диска. Возможно применение жалюзи, сдвигающихся шиберов (как в школьном пенале), поворотных заслонок (как в карбюраторе) и т.п.
На прилагаемых эскизах на фиг. 1 показан разрез шлема на голове вид сбоку, на фиг. 2 показаны элементы подкасочного пространства.
Шлем на фиг. 1 содержит каску 1, перфорированные эластичные трубки 2, обернутые фильтрующим материалом, задний коллектор 3, соединенный двумя гофрированными эластичными шлангами 4 с полумаской 5. В полумаске имеются два впускных клапана 6 и один выпускной 7.
На фиг. 2 показано смешанное строение амортизирующего подкасочного слоя: кроме перфорированных трубок 2 здесь имеются вставки из поролона или пенопласта 8.
Работает шлем так: набегающий воздух поступает под каску 1 в подкасочное пространство, где через перфорированные эластичные трубки 2, обернутые фильтрующим материалом, под действие усилия вдоха поступает в задний коллектор 3, откуда через впускные клапаны 6 поступает в полумаску 5. Человек делает вдох. Затем производится выдох, и отработанный воздух выдувается наружу через выпускной клапан 7.
Фильтрующий материал необходимо периодически менять или стирать. Для этого «чулок» фильтрующего материала снимается со стороны заглушенного конца перфорированной трубки и вместо него одевается новый.