改良型呼吸装置.pdf

本发明涉及一种动力空气净化呼吸器(PAPR)的改良。PAPR通常已知在污染环境中使用。一般的PAPR具备构成为用于从周围吸取空气的动力叶轮、过滤器组件和面罩以提供过滤的和加压的空气给用户。本发明的实施方式放置发生器单元，其包括过滤器和用于加压空气的叶轮，位于用户的头部后面，并且包括用于改进将空气输送给用户并提高其质量的组件。

权利要求书
1.  一种呼吸装置，其特征在于，
具备气流发生器、过滤器及气道，
所述气流发生器构成为产生正压气流，
所述过滤器构成为过滤进入所述呼吸装置的空气，
所述气道构成为输送正压空气，且与用于将已加压及过滤的所述空气送到用户的气道的面罩连接，
所述发生器单元具备构成为搭载一个以上的过滤器的过滤器外壳，
所述装置还具备构成为搭载于所述发生器单元的附加过滤器适配器，
所述附加过滤器适配器构成为容纳附加过滤器单元。

2.  根据权利要求1所述的呼吸装置，其特征在于，
所述发生器单元具备可拆卸的过滤器盖，所述过滤器盖构成为可取下并替换成所述附加过滤器适配器。

3.   4.根据权利要求3所述的呼吸装置，其特征在于，
所述气流发生器及所述过滤器搭载于构成为远离所述面罩而被定位的发生器单元。

4.   5.根据权利要求4所述的呼吸装置，其特征在于，
所述发生器单元构成为安装于用户即人的以下位置的任一处，以下位置为：
所述用户的肩；
所述用户的颈部后面；
所述用户的头；
所述用户的腰部周围的皮带；以及
所述用户的腋下。

5.   6.根据权利要求3至5中的任一项所述的呼吸装置，其特征在于，
所述呼吸装置具备为了吐出空气而搭载于所述面罩上的呼气阀。

6.   7.根据权利要求6所述的呼吸装置，其特征在于，
所述呼气阀具备过滤器，所述过滤器构成为过滤吐出到周围的空气。

7.   8.根据权利要求3至7中的任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备分离式气道，所述分离式气道构成为排出空气且与所述面罩连通而使排出的空气远离所述面罩。

8.   9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
附加过滤器为了在排出气体放出到周围之前从所述分离式气道过滤所述排出气体而设。

9.   10.根据权利要求3到9项中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩具备与所述用户的面部形一致的材料及柔软性。

10.   11.根据权利要求10所述的呼吸装置，其特征在于，
所述面罩具有构成为靠近所述用户的鼻子附近的顶部，且具有能够将所述顶部弯曲成容纳所述用户的鼻子的弹性结构特征。

11.   12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述弹性结构特征具备构成为可伸缩的波纹管结构。

12.   13.根据权利要求10～12中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩具备面部接触边界部，所述面部接触边界部具有用于促进相对于而部的佩戴感的薄壁部。

13.   14.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩构成为仅包围所述用户的嘴。

14.   15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述面罩具备鼻塞部，所述鼻塞部构成为插入到所述用户的鼻腔内。

15.   16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
所述鼻塞部具备能够使所述面罩的内部与所述用户的鼻腔之间的空气连通的通道。

16.   17.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩构成为仅包围所述用户的鼻子而露出嘴。

17.   18.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩具备构成为能够传输声音的刚性较高的部位。

18.   19.根据权利要求3至18中任一项所述的装置，其特征在于，
所述面罩与所述用户的眼镜连接。

19.   20.根据权利要求3至19中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备用于所述面罩的装饰盖。

20.   21.根据权利要求3至20中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备构成为通过支撑盖来形成所述面罩的面罩支架，
所述盖与所述支架相比相对柔软且有弹性，且为了提供容纳所述已过滤的空气的容积而构成。

21.   22.根据权利要求3至21中任一项所述的装置，其特征在于，
所述气道具备气道躯体部，所述气道躯体部构成为为了将所述已过滤的空气提供到所述面罩内而向所述面罩伸张，
所述气道躯体部越过所述面罩的前方而伸张，
所述气道躯体部设有与所述面罩的开口一致的开口，以将空气传递到所述面罩内。

22.   23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，
所述发生器单元具备构成为搭载一个以上的过滤器的过滤器外壳。

23.   24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，
所述装置具备构成为搭载于所述发生器单元的附加过滤器适配器，
所述过滤器适配器构成为容纳附加过滤器单元。

24.   25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，
所述发生器单元具备可拆卸的过滤器盖，所述过滤器盖构成为可取下并替换成所述附加过滤器适配器。

25.   26.根据权利要求3至25中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置具备从所述面罩的两端沿着使用中的用户的头部的任一侧延设的臂。

26.   27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，
分离式的颈部支撑件设置成所述使用中的用户的颈部上的臂之间延设。

27.   28.根据权利要求26或27所述的装置，其特征在于，
所述臂与发生器单元连结，所述发生器单元构成为使用中经由所述臂搭载于所述用户的头部后面，
所述发生器单元搭载所述气道发生器及所述过滤器。

28.   29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，
所述发生器单元远离使用中的用户的头部后面，所述用户不受所述发生器单元的干扰就可倾斜头部。

29.   30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备构成为使用中与所述用户的颈部抵接的分离颈部支撑件。

30.   31.根据权利要求3至30中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备构成为对所述呼吸装置提供动力的动力供给源。

31.   32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，
所述装置具备在使用时能够搭载于所述呼吸装置的辅助动力供给源。

32.   33.根据权利要求3至30中任一项所述的装置，其特征在于，
所述气流发生器在所述面罩内产生0.01～4厘米水柱的压力。

33.   34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，
所述气流发生器在所述面罩内产生0.1～3.5厘米水柱的压力。

34.   35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，
所述气流发生器在所述面罩内产生0.1～2.5厘米水柱的压力。

35.   36.根据权利要求3至35中任一项所述的装置，其特征在于，
所述装置还具备控制单元，所述控制单元控制所述气流发生器，以按照所述用户的呼吸来改变输出。

36.   37.根据权利要求36所述的装置，其特征在于，
所述装置构成为在所述用户的呼吸周期期间改变所述气流输出。

37.   38.一种呼吸装置用面罩，其构成为至少包围用户的鼻孔，所述呼吸装置用面罩的特征在于，
所述呼吸装置用面罩具备构成为靠近所述用户的鼻子附近的顶部，
所述顶部具有能够弯曲成容纳所述用户的鼻子的弹性结构特征。

38.   39.一种呼吸装置用面罩，其构成为包围用户的嘴和/或鼻孔，所述呼吸装置用面罩的特征在于，
所述呼吸装置用面罩具备构成为具有比所述面罩的其他部分相对较薄的壁部，且与人的面部接触的区域。

39.   40.一种呼吸装置用面罩，其特征在于，
所述呼吸装置用面罩构成为包围用户的嘴但不包围鼻孔。

40.   41.一种呼吸装置用面罩，其特征在于，
所述呼吸装置用面罩构成为仅包围用户的鼻孔，而露出嘴。

41.   42.一种呼吸装置用面罩结构，其特征在于，
所述呼吸装置用面罩结构具备面罩支架，所述面罩支架构成为支撑包围用户的嘴和/或鼻孔的柔性罩。

42.   43.一种呼吸装置用面罩，其构成为覆盖用户的嘴和/或鼻孔，所述呼吸装置用面罩的特征在于，
具备所述面罩中能够传输声音的刚性相对较高的部分。

43.   44.一种冷却装置，其构成为与具有以搭载于颈部的方式构成的外壳的动力空气呼吸器一同使用，所述冷却装置的特征在于，
所述冷却装置被定位在所述颈部安装外壳与所述用户的颈部之间。

44.   45.一种呼吸装置，其特征在于，具备：
气流发生器，构成为产生正压气流；
气道，将所述正压空气转移到面罩，并将所述已加压的空气提供给用户的气道；及
控制单元，根据用户的呼吸控制所述气流发生器。

45.   46.根据权利要求45所述的装置，其特征在于，
所述控制单元构成为在所述用户的呼吸周期期间改变所述气流发生器的输出。

46.   47.根据权利要求45或46所述的装置，其特征在于，
所述控制单元构成为根据所述用户的呼吸速度改变所述气流发生器的输出。

说明书改良型呼吸装置
技术领域
本发明涉及一种改良型呼吸装置，尤其涉及一种动力空气净化呼吸器的改良，但并不限定于此。
背景技术
由于在污染环境中使用，因此通常已知有动力空气净化呼吸器(PAPR)等呼吸装置。一般的PAPR具备构成为用于从周围吸取空气的动力叶轮及该空气通过的过滤器组件。叶轮将该空气加压到正压，并经由面罩送到用户的气道。PAPR装置在环境严重受到污染或有害的情况下使用。这种环境包括污染工业区、医院及其他潜在的危险环境。
以往的PAPR体积大、样式不好，而且佩戴感不佳。因此，导致使用意愿被打消。一般的PAPR难以佩戴和长时间使用。
本申请人设计了一个体积小、使用起来更加方便的低轮廓的“PAPR”。本申请人的PAPR在国际(PCT)专利申请第PCT/AU2010/000902号中有说明，其公开的内容并入本文档中作参考。
为了促进功能性和佩戴感，要求对PAPR进一步的改进。
发明内容
根据本发明的第1方面，本发明提供了一种呼吸装置，其特征在于，其具备气流发生器、过滤器及气道，所述气流发生器构成为产生正压气流，所述过 滤器构成为过滤进入呼吸装置的空气，所述气道构成为输送所述正压空气，且与用于将已加压和过滤的空气送到用户的气道的面罩连接。
根据一实施方式，气道具备气道连接器，所述气道连接器将该气道连接于面罩，并能够将空气从面罩内送往用户的气道。
根据一实施方式，气流发生器和过滤器被容纳在远离面罩而定位的发生器单元内。发生器单元搭载于用户即人的附近。根据一实施方式，该单元搭载于用户的肩上。根据另一实施方式，该单元也可以搭载于用户的颈部后面。该单元也可搭载于用户的头部。根据另一实施方式，该单元可搭载于皮带上。根据另一实施方式，该单元可使用肩带搭载于用户的腋下。该单元也可以搭载于用户即人附近的其他任一处。
根据一实施方式，面罩可以从发生器单元及气道拆卸。根据一实施方式，面罩可以是一次性面罩。根据另一实施方式，面罩也可是可清洗的。
根据一实施方式，本呼吸装置的效果为，可以在保留发生器单元的状态下，将面罩单独废弃或清洗。气道能够插入到新的面罩或清洗完的面罩。至少一实施方式具有能够用于在国内切断城市的污染空气的吸入的效果。例如，可由行人、骑自行车的人以及其他人使用。
根据一实施方式，空气的排出是通过面罩和/或面罩的两侧实现的。根据另一实施方式，分离式排放阀可设于面罩内。
根据另一实施方式，分离式气道为了排气而连接于面罩。根据一实施方式，分离式气道可以具备向周围排气前过滤排出气体的附加过滤器。
如上所述，本装置可以与一次性面罩一同使用，或者可以与非一次性面罩一同使用。根据一实施方式，呼吸装置具备以重复使用为目的的面罩。面罩可以是硅酮等弹性塑料材料。根据一实施方式，面罩构成为符合用户的面部。
根据一实施方式，与呼吸装置一同使用的面罩具备促进佩戴感的一个以上的特征。根据一实施方式，面罩具有构成为靠近用户的鼻子的顶部，顶部具备弹性结构特征，其能够弯曲以容纳用户的鼻子。
根据一实施方式，弹性结构特征具备构成为可伸缩的波纹管结构。
根据一实施方式，构成为接触人的面部的区域具备较薄的壁部。该区域具备促进相对于鼻子和/或面部的佩戴感的凝胶垫。
根据一实施方式，呼吸装置可以具备构成为包围用户的嘴但不包围鼻子的面罩。根据一实施方式，鼻塞部从包围嘴的面罩的顶部开始延设，并且构成为插入到用户的鼻腔内。其结果，获得低轮廓的面罩，存在能够无障碍地同时使用护目镜或眼镜等的优点。根据一实施方式，通道可以设于鼻塞部内，且能够使面罩内部与用户的鼻子之间的空气连通。
根据一实施方式，呼吸装置具备构成为仅包围用户的鼻孔且露出嘴的面罩。因此，用户仍然可以说话，已过滤的空气仍然供给到鼻内通道以供呼吸。
根据一实施方式，呼吸装置具备面罩结构，所述面罩结构具有构成为支撑盖的面罩支架。盖可以是相对柔软的。柔性盖构成为覆盖人的鼻子和/或嘴的开口，并提供容纳已过滤的空气的容积。
根据一实施方式，盖或盖的一部分不柔软，且构成为用户通过传输声音经由面罩说话。
根据一实施方式，气道具备划定封闭的气道通道的气道壁。
根据一实施方式，气道具备气道躯体部，所述气道躯体部构成为为了将已过滤的空气供给到面罩内而向面罩延伸。根据一实施方式，气道躯体部越过面 罩的前面而延设，以符合面罩的开口的方式设置有开口，从而向面罩内传递空气。根据本实施方式，躯体部可以提供用于面罩的附加支撑件。
根据一实施方式，过滤器具备构成为容纳和搭载过滤器的过滤器外壳。过滤器在使用中可以随时被更换。
根据一实施方式，过滤器外壳具备附加过滤器搭载部，所述附加过滤器搭载部构成为容纳附加过滤器组件，以提供额外的过滤。
根据一实施方式，呼吸装置具备一对臂，所述臂构成为从面罩或面罩支撑件延设，且相对于用户支撑呼吸装置。根据一实施方式，臂构成为朝向用户的颈部延设。根据一实施方式，臂可以在颈部后面接合以支撑呼吸装置。
根据一实施方式，分离式颈部垫可以在远离面罩的点连结于臂，并可以在佩戴于用户时用于对呼吸装置提供进一步的支撑。根据一实施方式，支撑件从臂延设，并且具备构成为挂在用户的耳朵上以提供进一步的支撑的吊钩。
根据一实施方式，支撑件从臂延设，且为了形成构成为越过用户的头部的头带而被连结，并提供支撑。
根据一实施方式，臂包括气道。
根据一实施方式，呼吸装置具备一对从面罩延设与发生器单元连结的臂，所述发生器单元构成为，在使用中在用户的头部后面经由臂来搭载。
根据一实施方式，发生器单元远离用户的头部后面，且使用户能够倾斜其头部，而不干扰发生器单元。根据本实施方式，分离式颈部支撑件可构成为在使用中抵接用户的颈部。
根据一实施方式，呼吸装置具备构成为对呼吸装置提供动力的动力供给源。
根据一实施方式，动力供给源具备通过呼吸装置搭载的电池。
根据一实施方式，呼吸装置可具备可在使用中被添加到呼吸装置中的辅助动力供给源。辅助动力供给源可具备构成为搭载电池的动力供给源的安装座。动力供给源的安装座可以构成为搭载于呼吸装置。
根据一实施方式，呼吸装置具备旁通结构，所述旁通结构构成为在呼吸装置的非供电模式下能够使气流绕过气流发生器。这具有减小可通过不工作时的气流发生器产生的气流的阻力的优点。这使得用户在气流发生器不工作时仍然能够比较自由地呼吸。根据一实施方式，旁通结构具备歧管和旁通阀。
本发明的几个实施方式主要可以在家庭内应用。利用一次性面罩的轻量型尤其适合于家庭内的应用。然而旨在使用两次以上的可清洗的类型的面罩也适于家庭内使用。以工业应用为目的的实施方式中，面罩具有更高的过滤能力、或许更强大的电动机和更大的重量。不应排除在家庭内使用这些。
根据一实施方式，呼吸装置提供略微高于周围空气压力的正压，以保证正压气流从面罩内朝向用户的气道产生，并促进吸入。用户可以根据自己的力量吸入，不应由高的空气压力而被迫吸入时，空气压力一般不会变得过高。根据一实施方式，呼吸装置对面罩内部提供3厘米水柱以下的压力。
根据一实施方式，呼吸装置对面罩内部提供0.1～3.5厘米水柱范围内的压力。根据一实施方式，所提供的压力在1～2.5厘米水柱之间的范围内。根据一实施方式，所提供的压力在1.5～2.2厘米水柱之间的范围内。
根据第二方面，本发明提供一种面罩，其构成为至少包围用户的鼻孔，所述面罩的特征在于，其具备构成为靠近所述用户的鼻子的顶部，所述顶部具有弹性结构特征，能够弯曲以容纳所述用户的鼻子。
根据一实施方式，面罩构成为与动力空气净化呼吸器一同使用。
根据第三方面，本发明提供一种面罩，其构成为包围用户的嘴和/或鼻孔，所述面罩的特征在于，具备区域，所述区域具备具有与所述面罩的其他部分相比相对较薄的壁部，且构成为与人面部接触。
根据一实施方式，该区域的至少一部分还具备构成为促进相对于用户的面部的佩戴感的凝胶垫。
根据一实施方式，面罩构成为与动力空气净化呼吸器一同使用。
根据第四方面，本发明提供了一种面罩，其特征在于，构成为包围用户的嘴，但不包围鼻孔。
根据一实施方式，面罩具备一对构成为从面罩延设并插入到用户的鼻腔内的鼻塞部。
根据一实施方式，通道被设置在鼻塞部内，以使面罩内部与用户的鼻子之间的空气能够连通。
根据一实施方式，面罩构成为与动力空气净化呼吸器一同使用。
根据第五方面，本发明提供一种面罩，其特征在于，构成为仅包围用户的鼻孔而露出嘴。
根据一实施方式，面罩构成为与动力空气净化呼吸器一同使用。
根据第六方面，本发明提供一种面罩结构，其具备构成为支撑包围用户的嘴和/或鼻孔的盖的面罩支架。
根据一实施方式，面罩结构构成为与动力空气净化呼吸器一同使用。
根据第七方面，本发明提供一种面罩，其构成为覆盖用户的嘴和/或鼻孔，所述面罩的特征在于，在具备所述面罩中能够传输声音的刚性比较高的部分。
根据本发明的实施方式，动力空气呼吸器可以具备，用于产生正压的已过滤的空气的发生器单元。根据一实施方式，发生器单元搭载于构成为在使用中定位在用户的颈部后面的外壳。
根据第八方面，本发明提供一种冷却装置，其构成为与具有以搭载于颈部的方式构成的外壳的动力空气呼吸器一同使用，所述冷却装置的特征在于，其定位在所述颈部安装外壳与所述用户的颈部之间。
根据一实施方式，冷却装置具备垫，所述垫可通过制冷来冷却，且在所述颈部附近放置在颈部安装外壳的表面上，由此能够保持颈部冷却。
附图说明
本发明的特征及效果通过参考附图，并通过仅以以下例示为目的的实施方式的说明而变得显而易见。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的组件的框图。
图2是本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的气流发生器及过滤器单元的框图。
图3是本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的立体图。
图4是图15的装置的剖视图，示出内部组件。
图5是图3的实施方式的另一立体图，用于说明从装置的其他部分断开的面罩结构。
图6是图3～图5的实施方式的面罩结构的详细图。
图7说明本发明的另一实施方式。
图8是本发明的另一实施方式的说明图。
图9是本发明的另一实施方式的说明图。
图10是本发明的另一实施方式的说明图。
图11是本发明的另一实施方式的说明图。
图12是本发明的另一实施方式的说明图。
图13是本发明的另一实施方式的说明图。
图14是本发明的另一实施方式的说明图。
图15是本发明的另一实施方式的说明图。
图16是图15的实施方式的面罩结构的内部的图。
图17是本发明的另一实施方式的说明图。
图18是图17的实施方式的面罩结构的剖视图。
图19是本发明的另一实施方式的说明图。
图20是图19的实施方式的面罩结构的剖视图。
图21是本发明的另一实施方式的说明图。
图21A是可以与在图21的实施方式类似的实施方式中使用的“骨架”的说明图。
图21B是表示利用图21A的骨架的面罩的说明图。
图21C是利用图21A的骨架的面罩的另一图。
图22是本发明的另一实施方式的说明图。
图23为图22的实施方式的局部展开图。
图24是表示图23的实施方式的面罩盖部的图。
图25和图26是本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的气道的详述。
图27是与本发明的实施方式所涉及的呼吸装置一同使用的发生器单元的立体图，一同示出已安装的附加过滤器适配器及附加过滤器。
图28是图27的发生器单元的图，表示从附加过滤器适配器卸下的过滤器。
图29是本发明的另一实施方式所涉及的呼吸装置的立体图。
图30是与图29的实施方式的呼吸装置一同使用的颈部支撑件的俯视图。
图31是图29的装置的侧视图，表示正由用户佩戴。
图32是图29的实施方式的详述，说明呼吸装置的颈部支撑件的连结。
图33是图29的实施方式的详述，示出了颈部支撑件的替代连接。
图34说明与本发明的实施方式所涉及的呼吸装置一同使用的冷却装置。
图35对定位在呼吸装置上的图34的冷却装置进行了说明。
图36是与本发明的实施方式所涉及的呼吸装置一同使用的支撑插入件的立体图。
图37是表示对使用中的图36的支撑插入件进行定位的图。
图38是本发明的另一实施方式所涉及的呼吸装置的气流发生器及过滤器单元的框图。
图39是本发明的另一实施方式所涉及的呼吸装置的立体图。
图40是图39的呼吸装置的另一立体图，与已定位的头部支撑件一同示出。
图41是图40的实施方式的分解图。
图42是图40的装置的组件的另一分解图。
图43是图40的装置的另一组件的分解图。
图44是自可以在本发明的实施方式中使用的呼气过滤器的上面及一个侧面的立体图。
图45是图44的过滤器的分解图。
图46是图44的过滤器的剖视图。
图47是与本发明的实施方式所涉及的呼吸装置一同使用的发生器单元的立体图。
图48是图47的发生器单元的另一立体图，与过滤器盖开口一同示出。
图49与被安装的附加过滤器适配器及附加过滤器一同说明了图47的发生器单元。
图50与从附加过滤器适配器卸下的附加过滤器一同示出了图49的发生器单元。
图51是安装有图49和图50的附加过滤器适配器及附加过滤器的，自图39的实施方式的上面及一个侧面的立体图。
图52是图39的实施方式的详述，示出充电电源的连接点。
图53是与本发明的实施方式所涉及的过滤器装置一同使用的，自发生器单元的上面的示意图。
图54是自图53的发生器单元的侧面的图。
图55(a)和图55(b)表示利用图53和图54的发生器单元的实施方式的示意图，对使用中的不同的姿势进行了说明。
图56是对旁通结构进行说明的本发明的实施方式所涉及的装置的后端的展开图。
图57是在图56的实施方式中使用的旁通阀的组件的详细图。
图58和图59是对控制本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的呼吸响应结构的控制运算法进行说明的流程图。
图60示出了呼吸周期期间的面罩压力及电动机功率的两个曲线图。
图61a和图61b是用于本发明的实施方式的操作的面罩压力波的形状。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式所涉及的动力空气净化呼吸器(PAPR)系统的组件的框图。PAPR系统1具备以下组件。
(a)面罩2，其构成为在使用中在用户的嘴和/或鼻孔附近形成封闭腔室。由面罩形成的腔室在该例子中构成为容纳处于正压下的净化空气。
(b)气流发生器及过滤器单元3(发生器单元)。在该例子中，气流发生器具备叶轮4，所述叶轮具备构成为使从外部环境吸入的空气成为正压空气的动力供给源(未图示)。发生器单元3还具备构成为过滤空气的过滤器5、及控制发生器单元3的控制单元6，在一些实施方式中具备用于感测空气压力和空气质量的一个以上的传感器。
(c)气道8，构成为从发生器单元3向面罩2输送正压空气。
面罩3可以包括可以在用户的嘴和/或鼻孔附近形成封闭腔室的任何形式的面罩。还可包括可从装置的其他部分分开并废弃的面罩。它可以包括不是一次性但可以清洗的面罩。
来自发生器单元3的正压下的已过滤的空气经由气道20被导入到由面罩3形成的空气室。由于腔室内的正压减少有可能从面罩的边缘周围进入腔室内的未经过滤的空气量，因此是有利的。
面罩可以构成为在用户呼气时，使呼出气体从面罩排出。面罩可以是过滤材料本身，在这种情况下，排气可以经由过滤材料完成。或者，排气也可以经由包围面部的面罩的边缘来实现。
根据一实施方式，排气阀(参考下文)可以为了与面罩3一同使用而设置。当用户呼吸急促时，排气阀可以允许排出空气逸出，以释放空气室内的压力。
根据另一实施方式，气道可具备容纳已排出的空气的返回气道，且经由附加的返回气道进行排气。根据实施方式(参考下文)，也可为了过滤呼出气体而设置追加过滤器。
根据实施方式，发生器单元3在用户的肩或用户的颈部后面可以被安装在一个方便的位置。发生器单元3可以被放置在不同的位置，并且可以是不同的外壳形状。
例如，可以放置在腋下，或可以放置在上衣口袋内(可以是与智能手机等装置类似的方便的矩形形状)。例如，可以固定在颈部的后面附近。也可被定位在用户的皮带上。可以被放置在任何其他位置，且形状可以相应地调整。
发生器单元3可以以一个以上的类型来提供。每一个类型可以根据成本和所需的功能等因素的需求而具有不同的功能。
根据一实施方式，也可只要求过滤和空气正压化的功能。然而根据本实施方式，发生器单元3具备用于过滤空气的过滤器5、以及使空气正压化的叶轮4。在这种情况下，控制单元6可以是简单的通断开关。根据另一实施方式，控制6可以具备用户设定开关，能够通过使用户设定叶轮4的水平来减小或增大朝向面罩的空气压力。还可设置所述叶轮和用于控制的电池等动力供给源(未图示)。
根据本申请，发生器单元的实施方式可以包括在国际专利申请第PCT/AU2010/0000902号记载的各种实施方式。
图2是表示可以在本发明的本实施方式所涉及的发生器单元中使用的各种组件的框图。如上所述，这些组件中一些是可选的，并且什么组件包括在内将取决于各种因素，如单元所需的成本和功能等因素。若是简单的单元，则如上所述可以只具备过滤器、控制开关及叶轮。其它实施方式中，可具有提供如图2所示的附加功能的附加组件。
过滤器5可以包含单一类型的过滤器，或者可以包括多个不同类型的级联过滤器。图2示出粗过滤器35，其能够去除存在于木材切割车间等多灰尘的环境中的大颗粒。粗过滤器35是低成本的合成纤维，可清洗或易废弃。
粗过滤器35之后是预过滤器36。预过滤器36可以由聚丙烯等合适的合成纤维制成，并且优选对5μm以上的粒径具有90％以上的效率。
预过滤器36之后是HEPA过滤器37。HEPA过滤器是微粒过滤器。可以包括活性碳过滤器38，同时可包括光催化过滤器39。包括所有的过滤器35、36、37、38和39的过滤器阵列将提供非常良好的过滤功能。在简单的实施方 式中，如为了在城市环境中使用而构成的简单的呼吸装置等中，单个的HEPA过滤器37就足够了。
不同的过滤器35、36、37、38、和39按照所需的应用可以单独使用或一起使用。过滤器可以设在为了废弃、更换或清洗而能够轻松摘下的一个以上的过滤器单元内。
图2的实施方式中的叶轮结构分别具备电动机控制器40和送风机41。设置用于动力供给源的电池组42、及用于插入到对电池43进行充电的外部动力供给源的电池充电器43。本实施方式的控制器6具备微控制单元(MCU)44。
图2的发生器单元具备可以加热被提供给面罩2的冷风的加热器45。根据替代实施方式，也可设置制冷器和空调器。此外，根据另一实施方式，也可设置加湿器。因此，呼吸装置可适应于各种环境。在寒冷的环境中可以使用加热器，在炎热的环境中可以安装制冷器和空调器。
图2的实施方式还具备用于提供负离子的负离子发生器46。
根据图2的实施方式，本实施方式中，设置流量传感器和/或压力传感器47的形式的传感器7。流量或压力传感器可以放置在气道8的内部或附近来感测压力。压力可以与MCU44中的用户设定压力进行比较，送风机41可调节以改变压力。根据一实施方式，MCU44可以具有感测空气流量或压力的变化率，且与其相应地改变送风机41的控制机构。因此，当用户开始更迅速呼吸时，送风机41加速，以补偿增加的空气需求量。与这样的反馈控制机构有关的说明见申请人同时待决的国际(PCT)专利申请第PCT/AU2010/0000902号，其通过引用并入本文。
用户接口48可为了输入用户的控制而设置，如压力设定、加热器设定、通断开关及任何其他所需的控制等。
MCU44可以是可编程的，并且可以为了改变功能而利用各种软件模块。MCU以能够升级的软件或程序逻辑来动作，可根据用户的设置和/或环境条件和/或传感器数据来控制流量。
图3示出了本发明所涉及的呼吸装置的一实施方式。面罩结构150经由气道160和161(或气道157和158)与发生器单元162连接。
图3的结构与申请人的早期专利申请第PCT/AU2010/000902中记载的PAPR装置类似。其通过面罩结构150(参考后述的图6的说明)进行变更，并且可以包括任何本说明书中叙述的其他变更(尤其是发生器单元162的变更)。
发生器单元162搭载于在使用中佩戴在用户的颈部后面的颈部组件163。颈垫164对用户提供了一定级别的佩戴感。它可以是柔软且有弹性的材料。
协同连接器结构165(等效连接器结构设于图3中未图示的装置相反侧)以将面罩结构150和气道157及158通向发生器单元162的气道160及161连接的方式动作。气道160和161基本上形成与发生器单元162一同接合及支撑面罩结构150的臂。
图5表示呼吸装置的展开图，示出了从发生器单元162分离的面罩结构150。连接器结构165(参考图5)具备面罩夹166和构成为容纳并保持面罩夹166的面罩夹接收机167。气道157和158具有插头170和171，分别与气道160和161所对应的插座172和173卡合。气道160和161可弹性压缩(即，可进行伸缩，以在用户的颈部和面部附近提供呼吸装置灵活性来促进良好的舒适感)，通过棘轮结构175(等效的棘轮结构设于图5中未图示的相反侧)能够调节其长度，以使气道160、161一致且舒适。
图4是图3的实施方式的装置的剖视图。呼吸室180设置在用户的面部和面罩150的外廓之间的空间中。呼吸室180通过对用户的面部附近进行密封而从周围环境隔离。气道157、158、160及161若连结，则为了从所述发生器单 元162向面罩室180的空气的流动、和返回到发生器单元162而送回到环境中的空气的流动而提供通道181和182。气流的方向在图4内以白色和黑色箭头表示。黑色的箭头表示呼出气体，白色箭头表示提供给面罩室180已加压和过滤的空气。
发生器单元具备用于接收和过滤吸入空气的过滤器单元185。过滤器单元185根据使用呼吸装置的环境所要求的过滤的类型，可以具备多个预过滤器、HEPA过滤器和其他过滤器等前述的各种过滤器。叶轮单元186对空气进行加压，并驱向由箭头表示的方向。呼出气体经由附加过滤器单元187被送回，避免例如来自用户的病原体被送回到环境中。软件控制的控制单元188可以控制叶轮186及呼吸装置的其他侧面。电池形式的动力供给源189也设于发生器单元内。
呼吸装置还可以具备一个以上的压力流量传感器和/或温度传感器。通过监测用户的呼吸模式，控制单元188能够控制送往面罩室180的空气的流量。控制单元在可升级的软件或程序逻辑中起动，还可以根据用户设定、环境因素和/或传感器数据来控制流量。
本实施方式的呼吸装置可具备图2中所示的、或参考图2叙述的其他组件中的一个以上或所有。参考图46、47、48进行说明的阀结构可用作阀156。由麦克风、语音信号处理/噪声消除和蓝牙模块构成的可选的通信模块可以安装在本实施方式(和其他实施方式)中。其目的就是为了在佩戴面罩期间能够小声且清楚地说话。麦克风优选定位在颈部组件162内。或者，能够固定在面罩内部。噪声消除和蓝牙模块固定在颈部组件162内。来自电动机的噪声和来自环境的噪声被消除，声音质量得到改善。声音转换为音频流，并以无线方式传送到附近的扬声器或智能手机等合适的蓝牙设备。因此，无需脱下面罩就能够轻松进行语音通信。当佩戴蓝牙耳机或头戴式耳机时，用户即使在嘈杂的环境中也可以小声通话。若具备蓝牙模块，则智能手机(例如使用“应用程序”)能够用作对呼吸器进行遥控的装置，并且还能够下载软件、检索呼吸器的使用信息、通知并警告更换过滤器。
图6是本发明的实施方式所涉及的面罩结构的立体图。本实施方式的面罩结构具备促进用户的佩戴感及面罩的效率的面罩结构特征。本实施方式的面罩150具备面部接触垫151，所述面部接触垫构成为包围面罩的周边部，并且，在使用中接触用户的面部。该垫151可以构成为比面罩的其余部分比较有弹性且更软，并且可以由不同的材料制成。构成为与面部的上部及鼻梁接触的一部分垫152为了促进佩戴感而构成为比垫151的其余部分更薄。
面罩的顶部153具备能够使垫153弯曲的弹性波纹管结构154。波纹管结构154形成面罩150的弹性结构特征，这提高了佩戴感和与使用中的用户的面部的一体感。
面罩155的下部搭载有阀156，面罩150的内部压力超过预定水平时，从面罩150送回空气。
根据本实施方式，气道157和158与面罩150成为一体。气道157从发生器单元162向面罩输送已加压和过滤的空气，气道158从面罩向发生器单元输送可在送回前过滤的呼出气体。
弹性结构特征和较薄的壁部等与面罩有关的特征，不限于具备如图6所示的整体型气道的面罩。气道可以是分离的，并且也可以是例如在上述或后述的实施方式中示出的任何类型气道、或任何其它类型的气道。
图7至图13对本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的各种形式进行了说明。
参考图7，对本发明的另一实施方式所涉及的PAPR进行说明。PAPR50具备发生器单元51、气道52及将面罩和护目镜组合的一体结构53。发生器单元51及气道52可以具备与相对于前述的实施方式论述的组件类似的组件，并且在此不进行进一步的说明。气道是从发生器单元51至面罩53的单一的气道 52。如图3的实施方式所示，并未设有回路气道。发生器单元51被安装在肩部。
面罩和护目镜结构53具备口鼻面罩54、及一对在使用时由挂在耳朵上且通过颈部后面的带子56固定的护目镜形式的护目装置55。或者，带子56也可具备仅挂在耳朵上的一对支撑件。
根据本实施方式，护目镜55固定在面罩54上，或可以是能够从面罩54分离以便清洁。面罩54是由构成为通过颈部后面的带子57被固定的。根据本实施方式，面罩54不是一次性面罩，但为硅酮等可洗材料的面罩。面罩的一部分58相对平坦且刚性较高，并且传输声波，从而能够使用户带着面罩说话。
根据本实施方式，发生器单元51是佩戴在肩上，且具有用于将过滤和加压的空气提供到面罩54的单一的气道52。呼出气体可通过过滤材料和/或排气阀(未图示)溢出面罩54。
将另一实施方式示于图8。本实施方式的PAPR60具备发生器单元61，在本实施方式中，所述发生器单元61具备颈部安装外壳，所述颈部安装外壳具有沿用户的颈部后面周围延设而放置于用户的肩上的其余部分62。本实施方式的气道63具备一对气道突出部64，将其中之一示于图中，另一气道64通过颈部相反侧而与用户的相反侧的发生器单元61(未图示)接合。气道63的结构大致类似于图3至图5的实施方式的气道的结构。
PAPR60在本实施方式中还包括覆盖有装饰面罩盖65的面罩。装饰面罩盖65还可以包括在附着点67安装于单元61及头带66的材料。本实施方式的盖65的目的是提供审美诉求。装饰面罩盖65还从环境中保护面部。这在认为从周围遮住面部是重要的多个国家中是极其重要的。例如，装饰盖还可具有从紫外线辐射效果屏蔽面部的效果。
在使用中，已加压和过滤的空气通过气道64提供到盖65下方的面罩(未图示)内。在用户的相反侧(未图示)，气道的第2突出部54将呼出气体从面罩返回到单元64。本实施方式的单元61具有过滤呼出气体的呼气过滤器、及过滤取入于装置内的空气的过滤器。以这种方式具有呼气过滤器意味着，用户可能携带的病毒和细菌将不会被送回到环境中，或者送回到环境中的病原体会降低。
图9对本发明又一实施方式进行了说明。本实施方式的呼吸装置70具备面罩和眼镜单元71。面罩72具备向上方延设至一体型眼镜支撑件74，并支撑保护透镜75及76的鼻梁73。支撑件74包括延设至用户的耳朵后面的一对臂77、78，并支撑结构。臂77、78可以是刚性较高的塑料，或根据其他实施方式，也可具备通过用户的头部的背面周围的弹性带。呼吸装置70还具备与图8的实施方式的发生器单元和气道类似的气道79和发生器单元80。面罩72具有能够传达声音的平坦且相对刚性较高的部分81。
图10对本发明所涉及的呼吸装置的另一实施方式进行了说明。
本实施方式的呼吸装置90具备面罩结构91，所述面罩结构具有支撑面罩93，且还支撑具备一对整体透镜95、96的眼罩94的框架92。头带97在顶部98、99被安装到框架92。头戴97在使用中越过用户的头部后面而延设，并将面罩结构固定于用户的面部附近。框架92覆盖用户的鼻子和嘴而形成支撑眼罩94的全面面罩。面罩92具有传达声音的平坦且相对刚性较高的部分100。框架92可以是符合用户的面部的轮廓的相对柔性的框架。
发生器单元101和气道102的形式类似于图8的实施方式。
图11是本发明所涉及的呼吸装置110的另一实施方式的侧视图。根据本实施方式，发生器单元111构成为安置于使用中的用户的颈部后面。头带112与发生器单元111的顶部113连结。头带112从颈部后面到达头部后面，并且与通过头部的任一侧面而安装到面罩结构110的侧部114(在用户的面部的未 图示的相反侧存在另一侧部114)的面罩带113成为一体。面罩带113和头带112协同支撑呼吸装置110整体。
面罩结构120具备形成面罩的顶部117且连结面罩结构110的顶部117和发生器单元111的侧部118(在头部的未图示的相反侧具有另一侧部118)的框架116。框架的至少部分118可以是相对柔性的材料，使得整个装置110横跨用户的头部而固定在恒定位置。
面罩结构120还具备能够传达声音的相对刚性较高的的正面部119。气道121可将发生器单元111连接到由面罩结构120形成的用户的嘴和鼻子附近的腔室。同样的气道(未图示)被定位在头部的相反侧，与图8的装置相同地接收呼出空气。
图12对本发明的又一实施方式进行了说明。这种结构的呼吸装置130具有面罩结构131，其具备一个延设成覆盖鼻子及下巴的全面面罩132。头带133安装到面罩结构的顶部134(另一顶部134处于未图示的头部相反侧)，并延设成横跨头部后面而固定该结构。衬垫135在头部的后面安装于头带133的。
呼吸装置具备发生器单元136，所述发生器单元安装在头部的后面，且通过以侧部138(在头部的未图示的相反侧有另一侧部138)安装于面罩装置130的松紧带137(肩带137也处于头部的未图示的相反侧)固定。气道139(头部的相反侧有其他气道)将面罩132连结于发生器单元136。
将呼吸装置的又一实施方式示于图13。本实施方式的呼吸装置140具备一个面罩结构141，所述面罩结构包括从用户的鼻梁延设到下巴下方的面罩142。装置140具有一个颈部后面搭载发生器单元143及来自头部两侧的气道144(相反侧的气道未在该图中示出)。
通气口结构145设置在面罩的前部。通气口结构中，面罩原材料上具备开口146在这些开口的下方具备过滤材料，以过滤出呼出空气。
根据本实施方式，已过滤及加压的空气通过气道144提供给面罩结构140，呼出气体经由头部相反侧的其他气道(未图示)返回到发生器单元143，并通过呼气用过滤器被送回。如果面罩内的压力上升，则呼出空气的一部分也可以通过通气口146送回。
图14示出了本发明所涉及的呼吸装置的另一实施方式，一般以参考符号200指定。呼吸装置200为图3～5的实施方式的变形例。呼吸装置200具备与图3～5的实施方式相同的发生器单元162及气道160、161(未图示)。关于这些组件不再进行进一步的说明。
该呼吸装置200具备具有低轮廓鼻部202的面罩结构201。低轮廓鼻部202构成为围绕用户的鼻孔，而不覆盖用户的鼻子上部。由此，用户能够佩戴护目镜204等的较大的视力强化装置，而不受低轮廓面罩的干扰。
具备低轮廓鼻部202的面罩结构201可以在不含有搭载于颈部后面的发生器单元的变形例中使用。例如，发生器单元可搭载于其他部位，并通过如上述的不同种类的气道安装在面罩结构201。
图15和图16说明本发明的另一实施方式。本实施方式的呼吸装置210具备具有气道160、161的颈部安装发生器单元162。这些气道和发生器单元162具有与图3和图5的实施方式的组件相同的组件，因此不进行进一步的说明。
另外，该呼吸装置210的面罩结构211为混合面罩结构。该结构具备口覆盖部212、构成为与用户的鼻内通道连接的鼻塞213、214。
更详细地说，口部212具备构成为包围用户的嘴巴的垫215，面罩结构211在用户的嘴巴附近形成呼吸腔室216。气道217、218与腔室216连通，并与呼吸装置210的颈部的气道160、161连通。
鼻塞部123、124具有与腔室216连通的通道219、220。鼻塞219、220在鼻腔内，因此用户可以与通过嘴巴及面罩腔室216进行时一样，通过鼻塞213、214呼吸已过滤和加压的空气。
面罩结构211的鼻屏蔽部221越过鼻塞213、214而延设，且屏蔽鼻塞，并越过使用中的用户的鼻下端部而延设。
该混合面罩结构211最终成为具备低轮廓屏蔽部221的低轮廓面罩，且能够与呼吸装置210一同安装护目镜及其他重型装备的眼罩。
为了佩戴感，口垫215可以由硅酮等相对较软的、有弹性的材料形成。
根据其它实施方式，面罩211并不限于与颈部组件搭载发生器162的使用，发生器外观也可以搭载于其他部位，不同的气道211可与类似或相同的面罩结构一同使用。
图15、16的实施方式的变形例具备无鼻塞屏蔽部221的面罩结构。根据本实施方式，仅鼻塞部从面罩顶部212向用户的鼻子延设，并不进行屏蔽。
图17和图18对本发明所涉及的呼吸装置的另一实施方式进行了说明，通常用参考符号230来指定。本实施方式中具备颈部安装发生器232。来自发生器单元231的气道232安装于气道躯体部233。需注意，同样的气道232设置在无法在该图中看到的用户的相反侧。气道躯体部233通过用户的面部周围，是与气道232连结的相对刚性较高的组件，其能够形成从发生器单元231至面罩结构235的空气通道。
根据本实施方式，面罩235只覆盖了用户的鼻孔，并且嘴处于自由的状态，以便例如可进行通信。
图18是面罩235的剖视图，且表示以使已加压和过滤的空气到达用户的鼻内通道的方式由面罩形成的腔室236。
如图所示，躯体部233与面罩主体部235卡合。弹性垫237形成在面罩235的顶部，发挥对用户的鼻梁和对面部的缓冲效果。第2缓冲部238形成为对用户的上唇发挥缓冲效果。
本实施方式的优点在于面罩235的用户可以通过鼻腔通道接收已过滤和加压的空气，同时可以继续说话或饮食。
该鼻罩结构235和空气躯体部233的实施方式可与上述发生器单元、或者放置在用户的颈部后面或任何地方的其它发生器单元中的任一个一同使用(适用)。
根据本实施方式，相对刚性较高的躯体部233以相对于用户的面部支撑面罩235的方式动作。
图19和图20对本发明所涉及的呼吸装置的另一实施方式进行了说明，通常由参考符号240指定。
呼吸装置240具备与图15和图16的结构相同的发生器单元162及柔性气道160。关于这些组件不进行进一步的说明。
本实施方式所涉及的面罩结构241具备以仅覆盖用户的鼻子开口的方式构成的面罩242。在动作中，并不覆盖用户的嘴。面罩结构还具备与气道160卡合，并规定能够与由面罩242所规定的面罩室245进行空气交换的导管的气道243、244。面罩242具备与用户的面部接触的面部接触垫246(鼻垫)及247(上唇垫)。这些垫也可以由软硅酮等相对较软的材料制成。
口罩241还具备连接到面罩242的遮护罩250。根据本实施方式，遮护罩的鼻架251与沿面罩242延设的狭槽连结。鼻架252能够脱离狭槽而摘下面罩250。根据另一实施方式，鼻架251可以永久地固定到面罩241，也可以与其一体化。本实施方式的遮护罩250具备保护透镜254、255。带256被安装于遮护罩250并围绕头部的后部周围延设，并固定遮护罩250。
根据本实施方式，设置可选通信组件260。通信组件260在面罩241的下部与狭槽261卡合，且从面罩向下延设，使得麦克风等263被定位在用户的嘴附近。也可为了链接通信而设置例如蓝牙适配器(注册商标)等适当的无线链路。
由于用户的嘴处于自由的状态，所以具有能够进行包含通过设于面罩上的通信链路和项目260的通信的通信的优点。
面罩241还具有局部覆盖嘴的从面罩向下延设的延设部分265。
图21对呼吸装置的又一实施方式进行了说明，通常用参考符号270来进行指定。呼吸装置270具备颈部组件搭载发生器单元271，所述颈部组件搭载发生器单元通过与面罩结构273一体化的气道272连结。另一个气道272向用户的相反侧延设，但并未在该图中示出。
本实施方式所涉及的面罩结构273具备相对薄的硅层274，该硅层横跨聚碳酸酯躯体部275之上而支撑于聚碳酸酯躯体部275。躯体部具备向呼吸装置的气道272内延伸的支撑框架276。(参考表示从面罩结构分离的支撑框架276的图21A。)还具备形成支撑薄硅层274的弧形板的中央支撑件277。这清楚地显示在图21b、21C中。在图21b中，硅层274在远离密封在支撑部件277的边缘部277a的支撑部件277的区域被切开。由于支撑构件277刚性相当高，因此在这一点上支持用户通过面罩讲话。在图21C中，硅层未在支撑构件277上方被切断，但是这对讲话来讲仍具有足够的刚性。支撑构件支撑相对薄且柔软性较高的硅胶皮274。聚碳酸酯躯体部可通过三维印刷来制造。气道27 2也可以以这种方式制造，可形成与躯体部275一体化而从面罩向后面延设并与发生器单元连结的臂。硅酮274为了佩戴感还可在用户的嘴和鼻子附近具备硅酮垫278。
硅层274与先前的实施方式的面罩相比可以相对薄，为了能够在用户讲话时发送语音，也可包含一个以上的相对刚性较高的层。薄的硅还具有轻质的优点。
参考图22～24，说明了复合面罩装置289，其具有面罩281和面罩用装饰罩282。呼吸装置280具有形态及功能与图3～5的发生器单元类似的颈部组件283。夹子284和285的形式固定机构将气道组件286、287安装于用于发生器单元283的气道。气道组件286、287包括与发生器单元283的气道内的对应的插座(未图示)配合的插头288、289。端口290形成于自发生器单元283起的末端及气道286、287的端部。这些端口与内部硅胶面罩281的开口部292、293配合。
在替代实施方式中，需要注意的是，面罩可以是硅或橡胶以外的其他材料，也可以是多孔过滤材料。
内侧面罩281也具备构成为接收排气阀298、299的通气孔294、295。
外侧盖282具备当外侧盖282放置于面罩上的恒定位置时，与排气口294、295对应的端口296、297。排气阀298、299容纳于端口296、297内。此外这还有助于将外侧盖282固定到面罩281。根据替代实施方式，组件298、299可以不是排气阀，也可以是仅密封排气口295、294的插头。
盖282可以是以装饰为目的，当面罩281为多孔材料时可使空气通过的狭槽300也在盖内。
内侧面罩281具有覆盖用户的嘴和鼻内通道的形状。气道286、287向面罩内(气道286)传递已过滤和加压的空气，呼出的气体可通过排气过滤器排出的情况下从面罩(气道287)传递到发生器单元283。如果面罩内的压力上升，则可通过排气阀298、299和/或面罩材料进一步排出排出空气。
外侧盖282可促进呼吸装置的审美诉求。盖可包括审美诉求用图案、色彩等。这种盖子可以是多次使用，以便用户能够更改盖来改变呼吸装置280的美感。盖还可以具备从环境中保护用户的面部的功能。特别是，这种盖在例如从紫外线辐射中保护肤色较惯常且重要的地区是非常流行的。
根据以上实施方式，内侧面罩覆盖鼻子和嘴。各种实施方式中，也可仅覆盖鼻子或嘴中的一个。另外，类似盖282的盖可以与在此所述的其他实施方式的面罩装置一同使用。盖也可改变其形状，以便在各实施方式中动作。
图22～24的实施方式的发生器单元不限定于如图所示的颈部组件，也可由定位在身体的其他所有部位的其他类型的发生器单元提供。
图25和图26说明了连接机构310的替代实施方式，所述连接机构用于本说明书中所述的任实施方式，且将发生器单元的气道连结于面罩结构的气道。
连接器结构310具备安装在口罩结构的气道312的阳连接器组件311。阳组件311具有朝向使用中的发生器单元的气道315延设的一对指状件313、314。指状件313、314构成为被插入到搭载于发生器单元的气道315所对应的阴部件316。指状件313、314具有头317、318，所述头向末梢突出并构成为与阴部件316的狭槽319、320卡合。指状件313、314具有如可嵌入阴部件的狭槽319、329的弹性，连接器结构通过按压狭槽319、320内的突出部317、318而使阳部件311远离阴部件315，从而被解放。
根据以上实施方式，包括具备构成为安装于用户的颈部的外壳的发生器单元的呼吸装置数量很多。外壳可以容纳气流发生器、过滤器及其他组件。根据 环境，特别是热的环境中，抵减这样的颈部安装单元可能导致一些不适。根据一实施方式，为了促进这样的颈部搭载单元的佩戴感而设置冷却装置。图36和图37对冷却装置的实施方式进行了说明。
冷却装置通常用参考符号350来指定，具备冷却插入部351。冷却插入部351具备构成为保持凉爽的材料。插入部350在使用中放入冰箱内，直到它充分冷却。冷却装置350还具备盖352，其构成为通过开口353将冷却插入部351容纳于盖352的内部。盖352在背面(未图示)具有构成为适合于本发明的实施方式所涉及的呼吸装置的颈部单元上的相应的尼龙搭扣垫的尼龙搭扣安装部，参考图37。
在动作中，冷却装置350保持用户的颈部，并促进佩戴感。
本发明的实施方式的呼吸装置具有柔性气道，所述柔性气道向面罩输送已过滤和加压的空气，且(根据实施方式)用于从面罩输送空气。由于气道是柔软的(例如参考图3和5，气道是柔性波纹管)，在动作期间潜在绞缠而导致封闭的可能性。为了防止这种情况，本申请人已经开发了插入部，参考图36和图37。塑料插入部360具备基部361、及从基部正交而延射的一对指状件362、363。在动作期间，插入部的基部位于气道370内，即使它绞缠也要保持气道处于打开状态。这是因为插入部360借助于指状件362、363不能变得平坦，并保持气道处于打开状态。
参考图27和图28，示出构成为为了容纳过滤器单元502等附加过滤器单元而安装于发生器单元501的附加过滤器适配器500。发生器单元501可以与图15至图22的发生器单元162等本发明的其他实施方式中使用的发生器单元相同或相似。并且可以包含相同构成元件。有可能与前述或后述的任一实施方式所涉及的气道及面罩结构一同使用。
根据情况，可能需要使用额外的过滤器容量，这可能需要将较大和笨重的过滤器添加到该装置中。例如，对于可能存在刺激性或有毒气体的极其恶劣的 环境中，可能需要气体过滤器。过滤器单元502可包含适当的过滤器，并且可以通过使用过滤器适配器500而添加到发生器单元501中。过滤器单元在箭头503的方向被插入到适配器500内。
附加过滤器单元502可以作为对已经安装在发生器单元501的过滤器的附加，或其替代品而使用。
通过提高过滤器的功能性，本发明的实施方式所涉及的装置还能够在有害气体环境等极其严峻的环境或军事应用中使用。
图47～图52是更详细显示了具备稍加修改的过滤器适配器500a和附加过滤器单元502a的发生器单元501的图。
图47和图48示出构成为与标准过滤器一同使用的发生器单元501，并示出过滤器单元的更换方法。
发生器单元501具备在内部安装有发生器单元的组件(过滤器、用于已施加动力的空气的叶轮、控制电子设备、及其他组件)的外壳510。外壳安装有具有触摸按键512和显示器513以使用户输入控制参数(例如气流和/或压力控制、温度等)的触控垫511。触控垫511可以采取任何方便的结构。
门515安装在外壳510的后部，是可开放的，以便能够进入该外壳510，尤其是拆卸和更换过滤盒516(示于图48中)。过滤盒516如上所述可包含HEPA过滤器、颗粒过滤器及其它过滤器等多个串联过滤器。在如图59所示的结构中，过滤盒516具备吸入过滤器517(可包含多个串联过滤器，或者仅为一种类型的过滤器)及呼气过滤器518。
过滤盒516的表面区域与在外侧516a和内侧516b中至少存在于516a和516b的过滤器类似。在过滤器吸气侧和排气侧具有类似或相同的区域，结果能够更加有效地使用过滤器材料。
吸入过滤器517在发生器单元501的吸气侧(动作与图14a中示出的上述吸入过滤器187相同)。根据实施方式，呼气过滤器518还可包含多个串联过滤器。
过滤器517和518被安装在背衬519，盒516构成为被插入到发生器单元的外壳510内的容器520内。而且门515如图47所示般闭合。
根据一些实施方式，过滤盒516上可以不设置呼气过滤器518。根据一些实施方式，气流不返回到呼气用发生器单元501(参考后述)，并可以通过在别处的阀或多孔材料(如过滤面罩)吐出。
门515通过铰链521铰接于外壳510。铰链521具备安装在外壳510的一对圆筒形通道523、524内，在门515的一端还提供通过一个圆筒形通道525的铰链销522。从铰链521到门615的另一侧设置释放销526，在释放位置(示于图48中)作动，以打开门515。销526和门515示于图47中的闭合位置。
释放销526能够在由外壳上的一对突起528、529形成的通道517内滑动，突起528、529规定容纳销526的圆筒形孔531、532。门515在与销526的位置相对应的其端部具有突起530，规定当门被关闭时位于突起529与528之间的圆柱形通道531，并且被构成为在内部容纳所述销526，以便将门515固定在关闭的状态。
为了保持销526，销被固定到构成为在外壳510的狭槽536内与固定销526的移动平行地移动的弹簧535上。弹簧535在538弯曲，销位于图47所示的位置时，由于弹簧535过盈配合，干扰以在其内部将销保持在闭合状态的方式移动的狭槽。
门515为了安装过滤器适配器(图28的500和图49和图50的500a)，可以从外壳510完全卸下。铰链521的销522通过使用内六角扳手(未图示)拧松卸下。卡止销526在门的相反侧被打开，然后能够完全卸下门。
参考图49和50，示出了固定到所述发生器单元的外壳510的过滤器适配器500a。过滤器适配器500a包括具有侧面521a的框架520a，所述侧面对构成为使用中在发生器单元的外壳510的开口520上一致的前开口522a、及构成为容纳附加发生器单元502a的后开口523a进行规定。
过滤器适配器500a放大所述发生器单元的尺寸，以便能够容纳502a等大型的附加过滤器单元。附加过滤器单元与发生器单元的外壳510内开口520连通，甚至能够与气道181和182(图14a)连通。
图49和图50中的过滤器适配器500a经由铰链521和卡止销结构526被固定到发生器单元501。附加适配器500a具备构成为容纳卡止销526的容纳组件530a、及构成为容纳铰链销522的铰链结构523a。过滤器适配器500a还具备闩锁结构，该闩锁结构具备外壳520a的底部的闩锁550、及外壳520a的顶部的铰接闩锁551。
过滤器单元502a具备搭载过滤器556a的外壳555a。过滤器外壳555a在外壳555a的顶部和底部设置突出部580(底部的突出部在图中无法看到，但是与顶部的突出部是一样的)。这些突出部被嵌入到过滤器适配器500a的顶部551和底部550的闩锁的狭槽557中。这示于图49中。顶部的闩锁551通过铰链558铰接在过滤器适配器的外壳528。底部的闩锁550未被铰接。
动作中，过滤器单元502a压入到开口523a内，直到底部的突出部556a嵌入到底部的闩锁550的狭槽557内。顶部的闩锁551为了将附加过滤器单元502a固定在发生器单元501，铰接在铰链附近被打开之后被关闭，以便如图49所示使狭槽557容纳顶部的突出部556a。为了将过滤器适配器密封到附加过滤 器单元502a，密封垫560设置于过滤器适配器500a内。或者密封垫设置于过滤器外壳555a上。
过滤器单元502a可以具备气体过滤器等强大的过滤器。还可以包括其他类型的过滤器。
过滤器单元502a可以包括吸入过滤器和能够过滤呼出气体的呼气过滤器(参考图4)。
根据另一实施方式，呼气道通182可以密封，呼出气体可以通过面罩的侧面或通过分离呼气阀(例如面罩前或其他位置的阀)排出。根据本实施方式，502a可以仅是吸入过滤器。
图51示出了附加过滤器适配器500a所适合的本发明的一实施方式所涉及的面罩结构的立体图。并示出有闩锁臂590通过铰链591搭载于结构中的样子。闩锁臂590(如图51所示)在工作中以固定顶部的闩锁551的位置的方式进行动作。
图52示出了图51的装置的仰视图。充电点595构成为容纳充电器596的插头，以便再充电结构的电池。
参考图56和57，在本发明的实施方式中能够使用的旁通结构通常由参考符号800指定而进行说明。
在一些情况下，气流发生器可能无法工作。这可能是因为发生了故障，或用户选择了在非供电模式下的呼吸装置的工作，或者由于任何其他原因。
当气流发生器不工作时，通过空气发生器的空气通道结果有可能成为气流阻力，这可能使用户难以呼吸。
旁通结构提供旁通通道，当气流发生器不发挥作用时使空气流入，从而避免空气通过气流发生器而流动。
旁通结构具备歧管801，所述歧管具有允许气流通过气流发生器的第一通道802。并且，具有包括旁通阀804的第二通道803。当气流发生器工作时，阀804被关闭。
当气流发生器不工作时，因压力差使得用户能够经由阀804和旁通通道803进行呼吸。
在包括圆形的气道(图3至图5的实施方式等)的上述所有的实施方式中，呼气通道可以密封，且空气可以经由附加呼气阀退出装置。
通过添加附加过滤器(作为已包含在发生器单元501内的过滤器的代替或附加)的能力，对本发明的实施方式所涉及的装置提供附加功能。
图27和图28表示过滤器适配器500的另一实施方式。本实施方式中，可以与发生器单元510的外壳510一体化，或者可以仅插入到外壳501的容纳开口中而不需要卡止销和铰链结构。
附加过滤器单元502构成为插入到过滤器适配器500的后开口523。过滤器单元外壳555具有与图49和图50的实施方式的过滤器单元的外壳555a的结构稍微不同的结构。如图27所示，外壳555具有一对构成为被安置在过滤器适配器500的对应的狭槽562和563内的突起560和561。
参考图38到46对其他实施方式进行说明。本实施方式是图3至图5的实施方式的变形例。与图3～5的实施方式相比，变形例具有头部支撑结构630、变形呼气阀601及变形气流通道。气流通道并排经由吸入突出体160和呼气突出体161的“圆形”。相反，呼气通道161a被关闭，空气的出口通过呼气阀601发生。其他变形例中具备通过辅助电源包600而搭载的补充电源。
参考图38～46，对于参考图3至图5而已叙述的组件等同的组件使用同一参考符号，并且对这些组件并不进行进一步的说明。
参考图40，本实施方式的气流通道通常由箭头A、B、C和D表示。气流通过发生器单元(搭载叶轮和过滤器)162进入里面，并通过突出体160(箭头B和C)围绕面罩，并通过呼气阀601(箭头D)放到外面。突出体161a通过安置在气道161a内的隔板(未图示)被截断。
目前搭载在面罩150a上的呼气过滤器601详细示出在图47和48。呼气阀601具备提供阀座640的阀基部620。阀驱动器621具备圆盘641及突出臂651。突出臂651放置于阀基部620内的套筒652内，并且以如下方式由弹簧653保持，即以使圆盘641与阀座640对向而安装，由此关闭与面罩150a内的空气室连通的阀通道653的方式施力。
过滤器安装座622具备环形盘655、656，所述环形盘包围形成容纳过滤器623的环形槽658的穿孔表面657。圆盘656具有与空气通道653对向且容纳所述阀驱动器621和圆盘641的开口659。
呼气过滤器623可以是HEPA过滤器，或是构成为防止颗粒被排出到周围(例如，附着在液滴上的病毒颗粒、细菌等)的任何其他类型的过滤器。
具有用于允许空气逸出的穿孔外周缘660的过滤器盖624覆盖所述阀结构。
在动作中，当用户在面罩内呼气，则空气压力极度增大，使阀盘621克服弹簧653的力而移动，打开与空气通道653之间的连通，使得空气通过盖内的过滤器623的穿孔660被排出。当压力下降时，弹簧653关闭阀。
这种类型的阀可以与本发明的上述任何实施方式一同使用。通过过滤呼出气体使得污染物不会被排出。
参考图38，为了能够更加长时间使用PAPR，设置辅助电源。辅助电源结构600具备袋670(图40、41和42)，所述袋具有开口671和形成以容纳电源组单元672的方式构成的袋的壁部672。电源组单元具备可再充电电池组673、电池充电器674、用于控制电池充电的微控制单元675和用户接口676(图38)。连接器677构成为将电池组单元672连接到发生器单元162。
材料的盖状部678从袋670延设，并且在使用时，为将袋670保持在恒定位置而构成为符合颈部垫164与发生器单元162之间。盖状部678可以具有尼龙搭扣等固定构件，辅助固定构件也可设置在颈部垫164a上或发生器单元162的表面上。作为尼龙搭扣的替代连接构件，可以是钮扣、带扣或者其它连接构件。口袋的面料可以是例如氯丁橡胶或皮革等挠性材料。口袋可以具有开口或者透明性，以便可看到电量指示器。在电池袋的顶部具有开口，代替此也可在侧面具有开口，以便仅使电池滑动。
图38～46的实施方式还具备头带630的形式的支撑件，以进一步支撑使用中的装置。
头带630是蜘蛛网状纤维的形式，且具有构成为以蜘蛛网状安置在使用中的用户的头部上方的部分680。一对肩带681和682从蜘蛛网状部分680延设，并支撑连接器631和632。连接器631和632构成为容纳设置在连接器结构165的两侧的突起684，使得支撑件630支撑使用中的装置(参考图40)。
图43是本实施方式的发生器单元162的展开图，比图3～图5稍微更详细地示出了组件。发生器单元的外壳具备基部和顶部被封闭时搭载构成元件的底面基部611和顶部613。它们还具备盖610，所述盖符合过滤器单元185，并具有允许空气进入的穿孔700。过滤器单元185的部分187a不具有呼气过滤器， 根据本实施方式，呼气通过呼气阀601被排出。根据其它实施方式，可以设置呼气过滤器，并且气道161被打开。
外壳611和613在其内部搭载有内置电源189、控制单元188和叶轮单元186。
控制单元188具备搭载组件的印刷电路板690。也可为了散热而设置印刷电路板616的盖。盖616还可以具有本申请人的在先申请中所述的加湿器结构。
叶轮186安装在安装座165，并且空气通过叶轮安装座615的通道691吸入到气道160内。
发生器单元的外壳的顶部612具备控制盘613和控制盘盖614。
颈部垫164a由图3～5的版本变形而来，并且可具备如参照图34和35进行说明的冷却装置。
为了将气道160保持在打开状态而设置(如参考图36和37进行说明的)塑料插入部360。
盖700可以在工作中被摘下，如参考图27和28以及图47至52进行的说明，可使用附加过滤器适配器。
另外参考图29至33对本发明所涉及的呼吸装置的另一实施方式进行说明。
例如参考图2至图5及图40至48进行说明的“颈部安装”发生器单元的实施方式中，发生器单元162被牢固地安装在颈部后面。在一些情况下，这会导致用户难以自由活动头部，并且若长时间佩戴可能会造成一些不适。
在图29所示的实施方式中，具有与图3至5或图39至46的实施方式相同的构成元件，因此关于这些组件不进行进一步的说明。然而图29的呼吸装置900与其它实施方式相比较为细长，使得发生器单元162a远离颈部后面。具体参考图31。颈部垫901构成为适应使用中的颈部后面，调节支架搭载于所述空气路902和903上(调节支架的参考符号为905)。调节支架905使用被嵌入到托架905的孔部907的按钮906来支撑颈部垫901。需注意调节支架905设在空气路902和903两者上。这意味着颈部垫901的安装在图32中有说明。
代替安装于用户的方法，具有在空气路902和903上固定的一体式空气夹910，颈部垫901具有通过空气夹上的带扣912的肩带911。
根据本实施方式，发生器单元162a远离颈部后面。制造枢轴点915，以能够使用户倾斜头部。发生器单元162a能够自由地移动而不妨碍颈部活动。
图53至55中对调整位置上的发生器单元的另一实施方式进行了说明。以参考符号162b表示的发生器单元构成为在使用中由用户的肩支撑(参考图55a和55b)。发生器单元162b也可支撑气体过滤器滤芯920。
发生器单元162b的中央部分的轮廓(921)跟随颈部和肩部的轮廓。较重时，与颈部相比通过肩膀能够更舒适地支撑。由此能够舒适地长期佩戴呼吸装置，并能够舒适地倾斜头部。
如上所述，本发明的呼吸装置的实施方式可以实现呼吸响应控制，从而使空气压力可以随着呼吸速率而变化。电动机功率(风扇电动机)也可在呼吸周期中变化。在任何呼吸周期中不存在呼吸间隔、没有呼吸的暂停、呼气间隔。
本发明的呼吸响应性实施方式可考虑到呼吸速率、以及在一个呼吸周期中变化的电动机控制。
参考图58至61，本发明的实施方式实现响应性气流控制算法，其由控制呼气正压(EPAP)和吸气正压(IPAP)的功能组成。根据EPAP控制功能(参考图59)，实现呼吸响应程序，通过该程序在EPAP状态结束时检测吸入的开始，根据在呼吸努力和EPAP状态之后的IPAP状态中使用的用户增益设置的积来计算供气压力。EPAP和IPAP的周期在每次呼吸时重复。
图58和图59是表示控制算法的流程图。图60是对质量压力和电动机功率进行比较的曲线图。图61A和61B表示呼吸周期中的面罩压力波形。
呼吸响应控制程序基于呼吸努力和用户增益设置的积(用户可以手动设置所希望的空气压力)。积越大，响应性越增加。呼吸努力是通过测量面罩的压力低于相对于EPAP设定的压力点之后的规定时间段的压力下降来计算。增益设置是用户可选择的，设定值越高，送风机相对于呼吸努力的输出灵敏度越增高。图58和59对呼吸响应控制的步骤进行了说明。
·对于规定的增益设置，吸入开始时的压力下降越大，呼吸努力就越增高。
·对于规定的增益设置，呼吸努力足够大时，送风机往往达到其最大容量。
·增益设置较高时，同样的呼吸努力能带来更高的气流响应性，并能够节约呼吸努力。
·增益设置较高，由于吸入开始时的压力下降较小，因此最小质量压力较高时，更适合重体力劳动或肺活量较大的人，肺活量较小的人可能会感觉到刺激性。
·增益设置较高时，平均IPAP压力较高，电池消耗也增大。
·对于轻作业或肺活量小的人而言，较低的增益设置可能会更舒适，送风机可能更安静，电池持续时间较长。
根据本发明的实施方式，质量压力范围是0.1cmH2O～3.5cmH2O。目标EPAP压力可以是0.5cmH2O～1cmH2O。目标吸入压力可以根据呼吸努力和用户所希望的设置变化，并且大于1cmH2O至3.5cmH2O。
如上所述，呼吸装置的控制可以包括软件控制。软件控制可包括如下。
·预测一些过滤器是否被截断的可预测的软件。过滤器的电阻变高，送风机可能更努力地工作。
·确认送风机的送风能力。通过使用内置流量计，提供用户在使用前确认呼吸器的送风能力的方法。
·检测过滤器堵塞的能力可达正负3000米高度补偿。
·自动压力传感器零点偏移校正。
·手动压力传感器零点偏移校正。
·低电量报警声。
·呼吸响应设置。
·内置电池充电器和指示。
·检测呼吸和摘下面罩时的过滤器堵塞。
·空气温度控制(加热和冷却)。
·空气湿度控制。
·用户通过使用时间、呼吸速率、过滤器规格，过滤器容量等蓝牙来访问使用信息。
本领域的本发明的技术人员，应理解在不脱离本发明的精神和范围内，可以进行许多改变。