空氣過濾裝置的制造方法
【專利說明】空氣過濾裝置
[0001]本申請是2009年3月26日提交、發明名稱為“空氣過濾裝置”、申請號為200980116928.3(國際申請號為PCT/US2009/038371)的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及到空氣過濾裝置，尤其是動力空氣過濾裝置。
【背景技術】
[0003]供氣式呼吸器通常在周圍空氣包含污染物的環境中佩戴。輸送給佩戴者的清潔空氣來自供給容器或動力空氣源，動力空氣源驅使周圍空氣穿過空氣過濾器。
[0004]使用動力空氣源向佩戴者提供清潔空氣的系統被稱為動力空氣凈化呼吸器，縮寫為“PAPR'PAPR通常包括兩個主要部件:面罩和過濾裝置。面罩佩戴為覆蓋至少使用者的鼻子和嘴(也可覆蓋眼睛和耳朵)，并且過濾裝置通常圍繞使用者的腰部佩戴。過濾裝置通常包括濾筒、外殼、風扇和驅動風扇的電動機。風扇和電動機位于外殼內，而濾筒與殼體相連。通過迫使周圍空氣通過濾筒中的過濾元件來對周圍空氣進行過濾。然后將過濾后的空氣通過一條軟管輸送至面罩。電動風扇驅動來自濾筒的空氣通過軟管并進入面罩內部。由于風扇負責使空氣移動通過PAPR系統內，因此使用者能夠輕松地呼吸到清潔的空氣。
【發明內容】
[0005]本發明一個示例性實施例的空氣過濾裝置包括具有濾筒入口和濾筒出口的第一濾筒以及具有凹面的彎曲濾床，其設置成使得要過濾的空氣經過入口、彎曲濾床和出口。空氣過濾裝置還包括具有鼓風機出口和與濾筒出口流體連通的鼓風機入口的鼓風機組件，此鼓風機組件包括鄰近彎曲濾床凹面的電機，并且此電機具有旋轉軸，使得此旋轉軸鄰近彎曲濾床的曲率中心。
[0006]本發明在附圖和【具體實施方式】中進行了更為充分的說明和描述，其中類似的附圖標號用于表示類似的部件。然而應當理解，附圖和【具體實施方式】只是出于說明的目的，而不應理解為是對本發明范圍的不當限制。
【附圖說明】
[0007]圖1示意性地示出空氣過濾裝置的示例性實施例的一部分的橫截面視圖。
[0008]圖2示意性地示出空氣過濾裝置的示例性實施例的透視圖。
[0009]圖3示意性地示出空氣過濾裝置的示例性實施例的殼體基座的透視圖。
[0010]圖4示意性地示出空氣過濾裝置的示例性實施例的分解圖。
[0011]圖5示意性地示出空氣過濾裝置的示例性實施例的一部分的橫截面視圖。
[0012]圖6示意性地示出動力空氣凈化呼吸器的示例性實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明提供一種動力的便攜式空氣過濾裝置，其被設計為由使用者攜帶以向使用者提供凈化的空氣。空氣過濾裝置通常用于周圍空氣包含污染物或可能潛在地包含污染物的環境。此類污染物包括(例如)可以單獨形式或組合形式存在的煙塵、氣體、顆粒物、蒸汽等。空氣過濾裝置可以是動力空氣凈化呼吸器或PAPR的一部分。
[0014]包括彎曲濾床的空氣過濾裝置有利于使用者，因為它會形成更緊湊的系統。更緊湊的系統或“薄型系統”可令使用者更加舒適，并且降低空氣過濾裝置干擾任務執行以及在執行任務期間弄破的可能性。可在不犧牲空氣輸送性能的情況下實現緊湊性。
[0015]較薄型的空氣過濾裝置有利于使用者，因為它們可令使用者更加舒適，且輕便和容易攜帶而不太可能干擾使用者對任務的執行。
[0016]如本文所用，術語“潔凈的空氣或凈化的空氣”是指已過濾的空氣(或其他含氧氣體)；
[0017]術語“呼吸頭盔”是指人所佩戴的向其供應凈化空氣的裝置，此類呼吸頭盔包括(例如)至少緊密地貼合在人的呼吸道(鼻和嘴)上的面罩，以及松散貼合的面罩:呼吸頭盔的例子包括(但不限于)彈性面罩呼吸器、全面罩式呼吸器、頭罩(例如軟罩或硬頭罩)，以及其他合適的呼吸器系統；
[0018]術語“濾床”是指包括過濾元件的結構體，并且該結構體適于連接到過濾裝置或用于過濾裝置中，“彎曲濾床”則是非平面的但具有曲率半徑的濾床;通常彎曲濾床在整個曲率長度上是連續的，即它不會沿著曲率長度細分成不同的過濾模塊;通常濾床包括吸附顆粒；
[0019]術語“濾筒”是指包括過濾元件的結構體，并且該結構體適于連接到過濾裝置或用于過濾裝置中，“彎曲濾筒”則是非平面的但具有曲率半徑的濾筒；
[0020]術語“過濾裝置”是指PAPR的一部分，該部分負責過濾周圍空氣和產生由動力推動的空氣運動；
[0021]術語“軟管”是指一種包括導管的裝置，該導管具有流體不能滲透的壁，空氣能經過所述導管運動以將清潔空氣從清潔空氣供給源輸送至呼吸頭盔；
[0022]術語“動力空氣凈化呼吸器或PAPR”是指使用電源將已過濾空氣輸送到呼吸頭盔的空氣供應呼吸器；
[0023]術語“曲率中心”是指由彎曲濾床或彎曲濾筒形成的弧的中心。例如，如果濾床的曲率為柱面的，則曲率中心為一條直線，而對于球面曲率，曲率中心為一個點。對于更復雜的曲率類型，曲率中心可為一個區域。例如，參見圖1，空氣過濾裝置10的曲率中心位于由表面160和垂直于附圖平面的平面相交確定的線上，用線條170表示。
[0024]本發明的空氣過濾裝置包括具有濾筒入口和濾筒出口的第一濾筒以及具有凹面的彎曲濾床，其設置成使得要過濾的空氣經過入口、彎曲濾床和出口。此空氣過濾裝置還包括具有鼓風機出口和與所述濾筒出口流體連同的鼓風機入口的鼓風機組件，此鼓風機組件包括鄰近彎曲濾床凹面的電機，并且此電機具有旋轉軸，使得此旋轉軸鄰近彎曲濾床的曲率中心。
[0025]通常空氣過濾裝置位于殼體內。殼體可包括(例如)殼體基座、用于附接到一個或多個濾筒的連接部件和覆蓋件。殼體的使用使得空氣過濾裝置元件可保持彼此流體連通，并保護元件不受沖擊、損壞等。
[0026]殼體通常設計為在使用空氣過濾裝置的條件下不可滲透待過濾流體。一些可能適于用作殼體的材料可包括塑料、金屬、復合材料等。
[0027]殼體基座通常包括鼓風機組件。鼓風機組件包括與濾筒出口流體連通的鼓風機入口以及可附接到(例如)與呼吸頭盔連接的軟管的鼓風機出口。鼓風機組件和濾床間的流體連通可通過葉輪開口，例如環形葉輪開口。通常環形葉輪開口是由電機和鼓風機出口間的間隙形成的。例如，在圖3中，環形葉輪開口 320置于電機310和鼓風機入口 300的邊緣之間。通常，整個環形葉輪開口暴露于彎曲濾床的凹面(或被其覆蓋)。當葉輪開口在彎曲濾床凹面上的投影完全位于彎曲濾床凹面上時，整個葉輪開口暴露于彎曲濾床凹面。
[0028]鼓風機組件還包括鼓風機風扇和電機。電機可包括鼓風機電機。電機位置鄰近彎曲濾床凹面。電機具有旋轉軸，使得此旋轉軸鄰近彎曲濾床的曲率中心。鼓風機電機驅動鼓風機風扇，鼓風機風扇使空氣流過空氣過濾裝置。通常鼓風機電機為無刷直流電機。通常，因為空氣過濾裝置旨在制成便攜式的，所以電源可有利地包括可充電或不可充電的電池。
[0029]殼體基座也可包括鼓風機出口。鼓風機出口通常為單個開口，但在一些實施例中它可具有一系列開口。在一些實施例中排出口為圓柱形開口，但也可使用其他形狀和輪廓。開口也可包括設計為以可脫開的方式將空氣過濾裝置附接到(例如)軟管或其他連接裝置的結構，從而為呼吸頭盔或其他裝置提供凈化空氣。
[0030]殼體還可包括一種用于可拆卸地附接一個或多個濾筒的機構。多種不同機構可用于可拆卸地將一個或多個濾筒附接到殼體上。通常機械附連裝置用于將濾筒附接到殼體，例如螺釘、緊固件、夾片、插銷等。一種連接結構包括搭扣配合濾筒(參見例如美國專利5，579，761)。另一個替代形式包括附接到呼吸器殼體上對應的螺紋配件的螺紋濾筒。
[0031]殼體還可包括