[发明专利]用于给单个用户输送纯净气体的呼吸器

说明书

优先权声明/相关申请

本申请要求2005年11月8日提交的待审美国申请序列号11/268,936、2005年12月23日提交的待审美国申请序列号11/317,045、2006年4月26日提交的待审美国申请序列号11/412,231、2006年5月15日提交的待审美国申请序列号11/434,552、2006年7月17日提交的美国申请(客户参考号“CIP4”)序列号________(尚未收到正式的受理通知书)的优先权，并成为其部分的继续申请，这些待审申请中的每一个申请的全部内容做为参考结合于此。另外，本申请要求2006年5月1日提交的待审美国临时申请序列号60/796,368的优先权，其全部内容同样做为参考结合于此。

技术领域

本申请涉及呼吸器。更具体地，所公开的呼吸器涉及对呼吸点处的气体(通常为周围环境气体)进行净化并给单个用户输送纯净气体的呼吸器。

背景技术

人类已经在地球上居住超过1万年。仅在最近200年开始大规模的工业革命，使人类的呼吸系统持续暴露于高强度的可通过空气传播的污染物中。对于如今生活在城市和郊区的人们来说，无法避开经空气传播的污染物，诸如微粒排放物、臭氧、灰尘、霉菌和很多其他户外城市气体中的污染物。此外，研究表明即使在最富裕的城市居民的家中，室内气体可能并且常常比户外气体更脏。实际情况是，生活在城市中的居民，不论是发达国家还是发展中国家，并且不管他们的富裕程度如何，已经并且继续在没有任何抵御肮脏气体侵害的情况下生活着。另外，世界上很多地方的乡村地区具有和城市中一样的的气体污染问题，部分由于该地区是化石燃料发电厂的所处位置，并且在发展中国家，广泛存在着没有任何有效污染控制措施的工厂和汽车。人类的呼吸系统简直没有时间发展来抵抗今天气体污染物的防御措施，结果，公众健康受到各种各样肺部疾病的困扰，包括惊人增加地哮喘发病率，以及其他疾病，诸如癌症、肺纤维化、感冒和流感病毒以及其他呼吸系统疾病。令人惊讶地是，在二十一世纪仍没有抵御污染或肮脏气体的有效的、广泛采用的防御措施，事实上，对于进行日常活动的普通市民来说根本毫无防御措施可言。就目前用于给个体输送纯净气体的系统而言，这类系统主要限于对工人接触工作场所内有关的有害空气传播的污染物(例如，石棉、煤尘、喷漆)的使用中。

如上所述，按一般准则，室内居住和商业环境中的气体净化总体上不足以显著减少空气传播的污染物。典型的整体房间气体过滤系统利用流通管路内的微粒滤器给房间提供气体，最典型的是在HVAC系统内。这种HVAC过滤系统有时(但很少)包括其他净化气体的器件，例如去除某些化学物的催化表面，或能破坏某些空气传播的病原体的RNA和DNA的辐射能源(例如紫外线辐射)。当然，在清洁的房间中出现了最大量的过滤式整体房间系统，诸如那些在电子工业中使用的系统。

值得注意的是在清洁的房间中仅仅进行过滤并不足以保持气体低微粒密度。同样需要极其快速和完整的换气。这一要求是由人的运动引起的内部生成的微粒。因此给人类提供纯净气体的唯一机理是在呼吸点处。

为了在呼吸点处提供纯净气体，一种方法是通过诸如外科医生的面罩那样进行被动过滤。为了便于理解本申请，术语“被动”指无动力的面罩，因而不包括诸如鼓风机的气体推动器。这类面罩以及类似的织物面罩由于面部和面罩之间较差的密封而极其不严密。估计这些面罩对于300纳米微粒的过滤效率大约是90％和更小。此外，众所周知的是这些面罩热且不舒服，因为它们挡住呼出的潮气并且因为用户必须付出额外的力气进行呼吸才能克服通过面罩的压降。此外，由于它们的被动属性并具有将污染气体从面罩侧面吸入的风险，这些类型的面罩需要小心佩戴，并且对于具有胡子的人或那些面部轮廓与面罩不一致的人密封不严。应当理解无动力的各种被动设备不能提供正压和气流。

用于给工作间的产业工人提供纯净气体的另一种系统是由3M制造的正压空气呼吸器(PAPR)，其包括松散的佩戴钩或全罩式面罩。PAPR系统具有高漏气率，这需要大量的气流和超过任何易携带电池组的容量的功耗。这样典型地由AC电源或很大且很重的电池对其进行供电。设计的复杂性使它们不适合普通市民广泛采用。