CN221998534U - 一种呼吸组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及面罩领域，尤其涉及一种呼吸组件。一种呼吸组件，包括氢气储气囊、氧气储气囊和呼吸面罩；所述呼吸面罩上构建有氢气进气口、氧气进气口和出气口，氢气进气口和氧气进气口上分别构建有供气体流入呼吸面罩内部的氢气进气口单向膜瓣及氧气进气口单向膜瓣，出气口上设置有供呼吸面罩内气体向外流出的出气口单向膜瓣；所述氢气储气囊的下游连接于呼吸面罩的氢气进气口上，氧气储气囊的下游连接于呼吸面罩的氧气进气口上。该呼吸组件解决了现有技术中依靠动力泵送气特别是在人体呼气阶段仍强制送气给使用者带来的不适感以及氢气氧气、电解水和电的浪费等问题，更符合人体的正常的呼吸生理特征，实现了舒适、节约、高效的吸氢。

Description

一种呼吸组件

技术领域

本实用新型涉及面罩领域，尤其涉及一种呼吸组件。

背景技术

现有研究证明，吸入氢气会对大脑、支气管、肺部和肌肉产生积极影响。氢气滴注通过血液扩散，因此可以预期对全身产生明确的效果。

但氢气作为易燃易爆气体，存在较大的爆炸危险范围：具体来说空气与氢气的混合气体中混合比下限4.1％～混合比上限74.2％之间，氧气与氢气的混合气体中混合比下限3％～混合比上限93.3％之间。当在该爆炸危险范围内存在火源的情况下，混合气体易发生爆轰、爆燃等安全风险。

在此基础上，公布号为CN105163788A 的专利文件公开了高浓度氢气混合气体呼吸系统,该方案采用面罩提供高浓度氢气混合气体，如氢气与空气混合气体或氢气和氧气的混合气体。但该方案存在以下问题：氢气及氧气供给管路上没有相应的储气装置及单向通气阀门，需额外增加氢气及氧气的供给量才能满足人体每次呼吸的潮气量。依靠动力泵持续向口鼻罩内泵入氢气混合气体，且在人体吸气阶段结束转为呼气阶段时仍在强制通气，不符合人体正常呼吸生理特征，给使用者带来不适；在人体呼气阶段泵送的氢气混合气体随呼气排出面罩外，并不能被人体所利用，增加了氢气混合气体的损耗及相关设备的能耗。

进一步参考公布号为“KR10-2022-0144426A”的韩国发明专利公开文本中记载的氢气-氧气供给装置，该装置将电解水产生的氢气和氧气分别泵入氢气储存单元和氧气储存单元中并通过密闭的供气管路连接到呼吸器供人体吸入，人体呼出的气体经呼吸器排气部直接排放。该方案存在以下技术问题：1.该方案虽然增加了储气单元，但其供气方式依然是依靠动力泵压力供气，不符合人体正常呼吸生理特征；2.电解水产生的氢气和氧气其比例一定是2:1，即66.66%的氢气33.33%的氧气，如此高浓度的氢气及氧气未作湿度管理，直接输送至呼吸器供人体吸入，气体在管路中流动时容易产生静电，导致瞬燃、爆轰或爆炸，存在一定的安全隐患；3.该方案中电解产生的氢气与氧气直接通过密闭管路供人体吸入，依照人体呼吸器官和循环器官的相关生理特征，吸入的氢气仍有90%以上未经代谢随着呼气排出体外，若人体及设备周边1.5米范围内有静电产生，依然有瞬燃、爆轰或爆炸的风险；若使用者处于室内，特别是室内空间较小时，排出的氢气容易大量堆积，存在较大的安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种呼吸组件，该呼吸组件解决了现有技术中依靠动力泵送气特别是在人体呼气阶段仍强制送气给使用者带来的不适感以及氢气氧气、电解水和电的浪费等问题，更符合人体的正常的呼吸生理特征，实现了舒适、节约、高效的吸氢。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种呼吸组件，包括氢气储气囊、氧气储气囊和呼吸面罩；所述呼吸面罩上构建有氢气进气口、氧气进气口和出气口，氢气进气口和氧气进气口上分别构建有供气体流入呼吸面罩内部的氢气进气口单向膜瓣及氧气进气口单向膜瓣，出气口上设置有供呼吸面罩内气体向外流出的出气口单向膜瓣；所述氢气储气囊的下游直接连接或采用气管连接于呼吸面罩的氢气进气口上，氧气储气囊的下游直接连接或采用气管连接于呼吸面罩的氧气进气口上。

本实用新型采用上述技术方案，该技术方案涉及一种呼吸组件，包括氢气储气囊、氧气储气囊和呼吸面罩。基于上述结构及其连接方式，本方案在人体吸气阶段，进气口单向膜瓣打开，出气口单向膜瓣关闭，储气囊中储存的氢气及氧气经进气口流入呼吸面罩；在人体呼气阶段，进气口单向膜瓣关闭，出气口单向膜瓣打开，呼气经出气口流出呼吸面罩，此时，电解式氢氧发生器持续产生的氢气及氧气分别流入氢气储气囊和氧气储气囊中供下次的吸气使用，如此循环。

作为优选，所述氢气储气囊通过氢气进气管连接电解式氢氧发生器的氢气输出端，用于储存电解式氢氧发生器持续产生的氢气；氧气储气囊通过氧气进气管连接电解式氢氧发生器的氧气输出端，用于储存电解式氢氧发生器持续产生的氧气。

作为优选，所述氢气进气管和氧气进气管的截面积比例为2∶1，所述氢气储气囊和氧气储气囊的容积比例为2∶1，所述氢气进气口和氧气进气口的截面积比例为2∶1，以匹配电解式氢氧发生器的氢氧产气比例，确保所有进气管道与储气囊内为相同压力，人体每次吸入的氢气与氧气比例为2∶1。

作为优选，所述氢气进气管通过氢气加湿器与电解式氢氧发生器的氢气输出端相连，氧气进气管通过氧气加湿器与电解式氢氧发生器的氧气输出端相连，用于维持氢气进气管、氢气储气囊、氧气进气管、氧气储气囊内的气体相对湿度在60%70%之间。

作为优选，所述呼吸面罩为密闭形鼻罩或密闭形口鼻罩。

与现有技术相比，本发明的创新点如下：

本实用新型呼吸组件中的储气囊及进气口单向膜瓣结构，可以将人体在呼气阶段电解式氢氧发生器持续产生的氢气及氧气分别储存在储气囊中，不会随呼气排出，解决了现有技术中依靠动力泵送气特别是在人体呼气阶段仍强制送气给使用者带来的不适感以及氢气氧气、电解水和电的浪费等问题，更符合人体的正常的呼吸生理特征，实现了舒适、节约、高效的吸氢。依照人体呼吸生理，人体正常呼吸过程中吸呼的时间比为1﹕1.5~2，以人体潮气量为400ml、一次呼吸耗时3秒、吸呼比1﹕2为例，本实用新型的电解式氢氧发生器产气量仅需133.33ml/s，而现有技术其电解式氢氧发生器的产气量需要达到400ml/s，本技术所需电解式氢氧发生器的产气量仅为现有技术电解式氢氧发生器产气量的33.3%，节约了三分之二的电解所需的水及电。

本实用新型通过氢气进气管路、氧气进气管路、空气进气管路上的加湿器将系统中的气体相对湿度维持在60%-70%之间，确保了系统在20℃-30℃之间时其气体流动管路内的绝对湿度≥10mg/L，避免了静电的产生，有效防止氢气及氧气在管路、面罩、密闭舱体内瞬燃、爆轰或爆炸的危险，实现了安全、舒适的吸氢。

附图说明

图1为呼吸组件的连接结构示意图。

图2为呼吸组件中的呼吸面罩第一种结构示意图。

图3为呼吸组件中的呼吸面罩第二种结构示意图。

图4为呼吸组件中的氢气及氧气储气囊与呼吸面罩间接连接结构示意图。

图5为储气囊与呼吸面罩直接连接正面示意图。

图6为储气囊与呼吸面罩直接连接侧面示意图。

附图中的标记：

1：电解式氢氧发生器；

1-1：氢气加湿器；

1-2：氧气加湿器；

2-1a：氢气进气管；

2-1b：氢气储气囊；

2-2a：氧气进气管；

2-2b：氧气储气囊；

2-3：呼吸面罩；

2-3a：氢气进气口；

2-3a1：氢气进气口单向膜瓣；

2-3b：氧气进气口;

2-3b1：氧气进气口单向膜瓣；

2-3c：出气口；

2-3c1：出气口单向膜瓣；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~6所示，本实施例涉及呼吸组件，该呼吸组件连接电解式氢氧发生器1。具体来说，所述呼吸组件包括氢气进气管2-1a、氢气储气囊2-1b、氧气进气管2-2a、氧气储气囊2-2b及呼吸面罩本体2-3。其中，氢气储气囊2-1b通过氢气进气管2-1a连接电解式氢氧发生器的氢气输出端，用于储存电解式氢氧发生器持续产生的氢气；氧气储气囊2-2b通过氧气进气管2-2a连接电解式氢氧发生器的氧气输出端，用于储存电解式氢氧发生器持续产生的氧气。氢气储气囊2-1b和氧气储气囊2-2b分别用于储存电解式氢氧发生器在人体整个呼吸周期内持续产生的氢气和氧气，以满足人体每次吸气时瞬间所需的足够通气量6-9L/min。电解式氢氧发生器1下游的氢气进气管2-1a和氧气进气管2-2a上分别连接有氢气加湿器1-1和氧气加湿器1-2，而后通过氢气进气管路、氧气进气管路连通氢气储气囊2-1b和氧气储气囊2-2b；可进行湿度管理，将两条独立管路分别向面罩本体2-3输送的氧气和氢气加湿到相对湿度在60%-70%之间，保了系统在20℃-30℃之间时其气体流动管路内的绝对湿度≥10mg/L，避免了静电的产生，有效防止氢气及氧气在管路、面罩、密闭舱体内瞬燃、爆轰或爆炸的危险，实现了安全、舒适的吸氢。如此，一方面实现氢气和氧气在管路中的安全输送，另一方面便于后期人体的舒适呼吸以及呼吸面罩本体2-3内部的安全。

一般来说，常压下，绝度湿度≥10g/L时，不容易产生静电，此时相对湿度≥60%；环境温度在20-30℃，人体感觉相对较为舒适，温度高于30℃，湿度大于70%时，人体感觉闷热，为保证安全舒适的吸氢环境，固本方案选择相对湿度在60%-70%，系统内温度在20℃-30℃。

本实施例中，呼吸面罩本体2-3上构建有氢气进气口2-3a、氧气进气口2-3b和出气口2-3c，氢气进气口2-3a和氧气进气口2-3b上分别构建有供气体流入呼吸面罩本体2-3内部的氢气进气口单向膜瓣2-3a1及氧气进气口单向膜瓣2-3b1，出气口2-3c上设置有供面罩内气体向外流出的出气口单向膜瓣2-3c1；所述氢气储气囊2-1b的下游直接连接（如图3、5和6）或采用气管连接于（如图2和4）呼吸面罩本体2-3的氢气进气口2-3a上，氧气储气囊2-2b的下游直接连接（如图3、5和6）或采用气管连接于（如图2和4）呼吸面罩本体2-3的氧气进气口2-3b上。基于上述结构及其连接方式，本方案在人体吸气阶段，进气口单向膜瓣打开，出气口单向膜瓣关闭，储气囊中储存的氢气及氧气经进气口流入呼吸面罩；在人体呼气阶段，进气口单向膜瓣关闭，出气口单向膜瓣打开，呼气经出气口流出呼吸面罩，此时，电解式氢氧发生器持续产生的氢气及氧气分别流入氢气储气囊和氧气储气囊中供下次的吸气使用，如此循环。

在进一步优选方案中，氢气进气管2-1a和氧气进气管2-2a的截面积比例为2∶1，氢气储气囊2-1b和氧气储气囊2-2b的容积比例为2∶1，所述氢气进气口2-3a和氧气进气口2-3b的截面积比例为2∶1，该比例与电解式氢氧发生器制备的氢气与氧气体积比例一致，确保所有进气管道与储气囊内为相同压力，人体每次吸入的氢气与氧气比例为2∶1。

上述呼吸组件中的储气囊及进气口单向膜瓣结构，可以将人体在呼气阶段电解式氢氧发生器持续产生的氢气及氧气分别储存在储气囊中，不会随呼气排出，解决了现有技术中依靠动力泵送气特别是在人体呼气阶段仍强制送气给使用者带来的不适感以及氢气氧气、电解水和电的浪费等问题，更符合人体的正常的呼吸生理特征，实现了舒适、节约、高效的吸氢。依照人体呼吸生理，人体正常呼吸过程中吸呼的时间比为1﹕1.5~2，以人体潮气量为400ml、一次呼吸耗时3秒、吸呼比1﹕2为例，本实用新型的电解式氢氧发生器产气量仅需133.33ml/s，而现有技术其电解式氢氧发生器的产气量需要达到400ml/s，本技术所需电解式氢氧发生器的产气量仅为现有技术电解式氢氧发生器产气量的33.3%，节约了三分之二的电解所需的水及电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种呼吸组件，其特征在于：包括氢气储气囊（2-1b）、氧气储气囊（2-2b）和呼吸面罩（2-3）；所述呼吸面罩（2-3）上构建有氢气进气口（2-3a）、氧气进气口（2-3b）和出气口（2-3c），氢气进气口（2-3a）和氧气进气口（2-3b）上分别构建有供气体流入呼吸面罩（2-3）内部的氢气进气口单向膜瓣（2-3a1）及氧气进气口单向膜瓣（2-3b1），出气口（2-3c）上设置有供呼吸面罩（2-3）内气体向外流出的出气口单向膜瓣（2-3c1）；所述氢气储气囊（2-1b）直接连接或采用气管连接于呼吸面罩（2-3）的氢气进气口（2-3a）上，氧气储气囊（2-2b）直接连接或采用气管连接于呼吸面罩（2-3）的氧气进气口（2-3b）上。

2.根据权利要求1所述的一种呼吸组件，其特征在于：所述氢气储气囊（2-1b）通过氢气进气管（2-1a）连接电解式氢氧发生器（1）的氢气输出端，用于储存电解式氢氧发生器（1）持续产生的氢气；氧气储气囊（2-2b）通过氧气进气管（2-2a）连接电解式氢氧发生器（1）的氧气输出端，用于储存电解式氢氧发生器（1）持续产生的氧气。

3.根据权利要求2所述的一种呼吸组件，其特征在于：所述氢气进气管（2-1a）和氧气进气管（2-2a）的截面积比例为2∶1，所述氢气储气囊（2-1b）和氧气储气囊（2-2b）的容积比例为2∶1，所述氢气进气口（2-3a）和氧气进气口（2-3b）的截面积比例为2∶1，以匹配电解式氢氧发生器（1）的氢氧产气比例，确保所有进气管道与储气囊内为相同压力。

4.根据权利要求2所述的一种呼吸组件，其特征在于：所述氢气进气管（2-1a）通过氢气加湿器（1-1）与电解式氢氧发生器（1）的氢气输出端相连，氧气进气管（2-2a）通过氧气加湿器（1-2）与电解式氢氧发生器（1）的氧气输出端相连。

5.根据权利要求1所述的一种呼吸组件，其特征在于：所述呼吸面罩（2-3）为密闭形鼻罩或密闭形口鼻罩。