用于贴附主动排放系统的具有单向阀的呼吸罩装置技术领域
本发明总体涉及呼吸罩装置。本公开内容的实施方案特别是有关于具有能使主动
排放系统贴附于其上的特征的单向阀，用以使用于脸部面罩或呼吸罩。
背景技术
过滤脸部面罩(filtering facemasks)或呼吸罩(respirator)基于其过滤器特性
与认证，被广泛地使用于保护使用者免于吸入灰尘或化学粒子。然而，由于在呼吸罩内的热
空气、湿气与二氧化碳的积聚，长期间的穿戴呼吸罩会造成使用者的不适。随着时间的过
去，湿气积聚也会阻挡过滤材料，造成使用者的呼吸困难。
为了减轻这些问题，单向阀一般是安装至呼吸罩。有不同形式的阀概念、以及膜或
封盖(flap)使用于呼吸罩。基本的概念是，当盖子在呼气时打开时，允许从呼吸罩的内部空
间释放出温暖、潮湿的呼出空气。相反地，盖子在吸气时关闭，以避免周围空气和粒子进入
呼吸罩的内部。然而，这些阀的效果有限，并且无法足够快速地清除呼气。若呼吸罩的内部
空间很大而导致更多的死角，或者若穿戴者的呼吸很浅而不够强劲以充分地打开膜或盖
子，上述的这种情况会更加明显。
许多呼吸罩安装有一种动力空气净化呼吸罩(PAPR)，其包含一送风机，用以从呼
吸罩的外部提供空气进入呼吸罩。这样的送风机提供正气流或提供空气给穿戴者。一些呼
吸罩装置使用主动排放系统(active venting system,AVS)，例如其包含位于塑料壳体之
中的送风机与电子器件，用以从呼吸罩内部空间吸出温暖、潮湿的空气。AVS的运作不同于
PAPR，因其不能提供空气进入呼吸罩，而是从呼吸罩内部吸出空气以提供空气交换。
因此，呼吸罩通常安装有单向阀或AVS、PAPR系统，以允许呼吸罩内部的空气交换。
在长期间的使用下，AVS是很舒适的，且比起PAPR系统适合用于一般大众。仅具有单向阀的
呼吸罩并不能允许呼气足够快速地被清除。并且，当AVS耗尽电源及/或停止运作时，仅安装
AVS的呼吸罩不能避免周围空气流入。
所以，对于改进的单向阀存在一种需求，此阀具有能使一电子送风机贴附至其上
的特征，以克服上述缺点。
发明内容
提供以下发明内容以便于对所公开的实施方案所独具的一些新颖特征的了解，而
非旨在是完整的说明。此处所公开的实施方案的各方面的完整说明可以整体地参照全部的
说明书、权利要求书、附图和摘要。
因此，所公开的实施方案之中的一目的在于提供一种呼吸罩装置，包括：一面罩，
定位在穿戴者的口和鼻的周围，以形成与周围空气密封的相对封闭区域；至少一个单向阀，
用于装设一主动排放系统，该主动排放系统安装在面罩上以从呼吸罩的内部空间排出温
暖、潮湿的呼出空气；以及，至少一个主动排放系统，其贴附在该单向阀上并在呼气周期期
间运作。单向阀具有一个顶部壳体、一个底部壳体、一个膜座(membrane seat)、一个固定在
该膜座处的膜、以及一个第一贴附构件。
根据本发明的一实施方案，主动排放系统由一个电子送风机、一个电源和一个第
二贴附构件所组成。主动排放系统能够借由将该第二贴附构件固定在该第一贴附构件上而
贴附在该单向阀的该顶部壳体上。
因此，在所公开的实施方案之中的一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中主动排
放系统能够借由从该第一贴附构件拆下该第二贴附构件而从该单向阀的该顶部壳体拆下。
因此，在所公开的实施方案之中的一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中单向阀
的底部壳体与顶部壳体是注塑模制(injection molded)、熔接(fuse)在一起、然后安装在
该呼吸罩上。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中单向
阀的顶部壳体具有多个支持柱，这些支持柱从该顶部壳体的周围朝一中心柱延伸。中心柱
从该顶部壳体的较低中心延伸至该底部壳体的中心。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中膜放
置在单向阀的顶部壳体与底部壳体之间，以使该膜被固定在该中心柱与该膜座之间的中心
处。当阀内的膜被打开时，该排放系统主动地吸出空气。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中该膜
避免周围空气回流至该面罩之中。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中例如
当该主动排放系统耗尽电源及/或停止运作时，该膜避免周围空气回流至该面罩之中。
因此，在所公开的实施方案之中的一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中当主动
排放系统未贴附至阀上时，该单向阀的该顶部壳体被覆盖以一阀帽(cap)，以求美观。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目标在于提供一种呼吸罩装置，其中单向
阀的膜被栓钉(peg)在中间。在呼气周期期间该膜沿该阀的周围而全开，以从该呼吸罩的内
部空间排出温暖、潮湿的呼出空气。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中在固
定主动排放系统时，AVS的贴附构件具有至少一个锁齿(locking teeth)，而单向阀的贴附
构件具有至少一个沟槽以接收该至少一个锁齿。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中该主
动排放系统能够借由将该单向阀的锁齿插入到AVS的沟槽之中并顺时针地旋转该主动排放
系统来被固定至该单向阀。该主动排放系统能够借由逆时针地旋转该主动排放系统来从该
单向阀拆卸。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中贴附
构件包含磁铁和/或卡扣(snap-fits)，而呼吸罩装置是一次性(disposable)或非一次性类
型的装置。
因此，在所公开的实施方案之中的另一目的在于提供一种呼吸罩装置，其中若呼
吸罩的内部空间很大而导致更多死角(dead space)、或穿戴者的呼吸很浅而不够强劲至充
分地打开膜或盖子的情况下，阀连同主动排放系统可有效地并快速地移除呼出空气。
参照以下详细的描述并结合所附的附图，以实施例的方式阐释了本发明的原理，
使得本发明的其他方面和优势变得更为明显。
附图说明
上述发明内容和下文示例性实施方案的发明详细说明将配合附图以更佳地了解。
为了说明本公开内容，本公开内容的示例性架构显示在附图之中。然而，本公开内容并不限
定在特定的方法以及此处所公开的实施例。另外，本领域技术人员应理解附图并非按比例
的。若可能，相同的元件会以相同的数字来表示。
图1绘示根据公开的实施方案的单向阀的立体图。
图2绘示根据公开的实施方案的图1单向阀的俯视图。
图3绘示根据公开的实施方案的图1的单向阀的侧视图。
图4绘示根据公开的实施方案的图3的单向阀的横截面图。
图5绘示根据公开的实施方案的主动排放系统的立体图。
图6绘示根据公开的实施方案的图1的单向阀贴附至图5的主动排放系统的侧视
图。
图7绘示根据公开的实施方案的图1的单向阀贴附一阀帽的侧视图。
图8绘示根据公开的实施方案的可折叠的一次性呼吸罩的侧视图，此呼吸罩显示
一个用于贴附单向阀的孔。
图9绘示根据公开的实施方案的可折叠的一次性呼吸罩的侧视图，呼吸罩具有图1
示出的安装至图8的孔的单向阀。
图10绘示根据公开的实施方案的可折叠的一次性呼吸罩的侧视图，呼吸罩具有贴
附至单向阀的主动排放系统。
图11绘示根据公开的实施方案的可折叠的一次性呼吸罩的侧视图，呼吸罩具有图
7示出的贴附在单向阀上的阀帽。
具体实施方式
此处的非限定实施例所讨论的特定数值及配置是可以改变的，并仅用于解释至少
一个实施方案，而非用于限制其范围。
一种呼吸罩装置，包括：一面罩，定位在穿戴者的口和鼻的周围，以形成与周围空
气密封的相对封闭区域；至少一个单向阀，安装在面罩上以从呼吸罩的内部空间排出温暖、
潮湿的呼出空气；以及至少一个主动排放系统，贴附在该阀上，并在呼气周期期间运作。单
向阀的顶部壳体具有一贴附构件以贴附主动排放系统。主动排放系统可贴附在阀上或从阀
上拆下。贴附有主动排放系统的阀一起有效且快速地在呼气周期期间从面罩的内部更换空
气。当AVS并未贴附在阀上时，可替代地用简易的阀帽贴附上去，以求美观。
请参照图1-4，公开了用于呼吸罩装置的单向阀100。阀100具有顶部壳体108、底部
壳体110、膜114、至少一个第一贴附构件102、膜座116、中心柱106、以及至少一个支持柱
104，支持柱104从阀100的周围朝中心柱106延伸。单向阀100的作用如同二合一(two-in-
one)阀。阀100的一目的在于作用如同一单向阀，以经由膜114(图4未示出)从呼吸罩的内部
空间排出温暖、潮湿的呼出空气。阀100的其他目的在于允许主动排放系统(AVS)贴附在其
上，以有效且快速地从呼吸罩的内部空间移除温暖、潮湿的空气。
图3-4显示阀100的一实施方案，阀100具有顶部壳体108与底部壳体110。顶部壳体
108具有一个或多个第一贴附构件102，例如一个或多个锁齿以及一个或多个从顶部壳体
108的周围朝中心柱106延伸的支持柱104。顶部壳体108及底部壳体110可以是注塑成型并
经由各种方式安装在呼吸罩上。安装壳体至呼吸罩上的最普遍的方法为超声波加热熔接，
然而其他熔接方法也可使用，并不在此限定。应注意的是，最理想的阀形状为圆形，但也可
以是其他形状，例如长方形、椭圆形等，而并非限定在圆形。贴附构件102的形状与类型可适
用于贴附AVS，且可依据阀100的形状而改变。
顶部壳体108特别地设计以使其可贴附AVS在其上。第一贴附构件102例如可以是
两个至四个锁齿或其他用于贴附AVS在阀100上的装置，例如是磁铁或卡扣等，并不限于此。
AVS可包含位于塑料壳体之中的送风机与电子器件。AVS可被贴附至阀100，以经由单向阀
100从呼吸罩的内部空间有效且快速地吸出温暖、潮湿的空气。
中心柱106从顶部壳体108的较低中心延伸至底部壳体110的中心。膜114放置在顶
部壳体108和底部壳体110之间，并固定在位于中心柱106和膜座116之间的中心处，如第4图
所示。当AVS(如图5所示)贴附在阀100之上时，主动排放系统在膜114被打开时主动地吸出
空气。在本发明一实施方案中，膜114避免周围空气回流至面罩之中，故而作用如同一单向
阀100。在本发明其他实施方案中，膜114例如在主动排放系统耗尽电源和/或停止运作时避
免周围空气回流至面罩之中。
应注意的是，单向阀100的膜114被栓钉在中间。在呼气周期期间，膜114沿阀100的
周围而全开，以从呼吸罩的内部空间排出温暖、潮湿的呼出空气。底部和顶部壳体108和110
是注塑成型、在一部位118处熔接在一起、然后安装在呼吸罩上，如图4所示。图4所示的间隙
112用于贴附阀和呼吸罩/面罩。
AVS具有电子风扇，用于从面罩吸取呼出空气。AVS 200也具有至少一个第二贴附
构件204，用于固定AVS 200在阀100的第一贴附构件102上，或从阀100的第一贴附构件102
上拆下。在固定主动排放系统200至阀100上时，例如具有至少一沟槽的第二贴附构件204接
收例如包含至少一个锁齿的至少一第一贴附构件102。
图5显示具有第二贴附构件204的AVS 200，第二贴附构件204具有至少一个沟槽以
贴附在阀100之上。图6显示主动排放系统200固定在如图1-4所示的阀100之上。主动排放系
统200借由插入单向阀100的锁齿并顺时针地旋转主动排放系统200来被固定至单向阀100。
应注意的是，AVS 200内的送风机在膜114被打开时吸取面罩内的空气，并经由送风机出口
210将空气传送至外界大气之中。主动排放系统200借由逆时针地旋转主动排放系统200来
从单向阀100拆下。如图7所示，当主动排放系统200并未被贴附在阀100之上时，图1-4中的
单向阀100的顶部壳体108被覆盖一阀帽202，以求美观。
图8绘示依照本公开内容实施方案的可折叠的一次性呼吸罩300的侧视图，此呼吸
罩300显示一个用于安装单向阀100的孔304。图9绘示图1所示的圆形阀100安装至图8所示
的呼吸罩300的孔304之中。图3所示的阀100的底部壳体110可以是注塑成型并经由各种方
式安装在呼吸罩300的孔304上，例如是经由超声波加热熔接。最理想的阀形状为圆形，但也
可以是其他形状如长方形，而并非限定在圆形。应注意的是，孔304和底部壳体110可以是任
何形状，而为了简便，用于圆形阀100的圆形孔304显示在图8-9之中。
图5所示的AVS 200可被贴附至阀100的顶部壳体108，如图10所示。阀100的第一贴
附构件102固定于AVS 200的第二贴附构件204。在呼气周期期间，具有AVS 200的单向阀100
有效且快速地吸取面罩310内部的温暖空气。电子送风机吸取面罩310内的温暖空气，并经
由送风机出口210将空气传送至外界大气之中，如图5所示。膜114是单方向的，因此仅允许
空气从面罩310内部通往大气，并仅在呼气周期期间工作。在吸气周期期间，膜114对于空气
而言系不可穿透的，并且不允许空气进入面罩310内部。一般的贴附机制使用两个至四个锁
齿。这允许AVS 200可借由对齐锁齿并以顺时针或逆时针方向转动而轻易地被贴附或被拆
下。对于本领域技术人员而言，也可以是其他形式的贴附及锁固机制，例如是使用磁铁或卡
扣。
参照图11，当AVS 200并未贴附至阀100上时，可改由简易的阀帽202贴附以求美
观。举例来说，当主动排放系统200耗尽电源及/或停止运作时，可借由将其逆时针旋转而从
单向阀100将其拆下。然后，阀帽202可被贴附在阀100上。阀帽202可具有阀100的形状，例如
图8和11所示，阀帽202与阀100的形状为圆形。呼吸罩300可以是一次性的、或者是非一次性
的，例如可折叠的一次性呼吸罩、或全脸部过滤呼吸罩，然并不限于此。图8-11用于解释可
折叠的一次性的呼吸罩300。再者，如图8-11所示，穿戴者可使用一对闩件(latch)302以稳
固地将呼吸罩装置300穿戴在他/她的脸部上。闩件302可以是可被用作紧固件的任何适合
材料。闩件302也可以是可调整的类型以适用各种脸部特征的穿戴者。
应注意的是，呼吸罩可伴随或不伴随AVS使用。在两种情况下，呼吸罩可以允许来
自呼吸罩的内部空间的单向气流，从而符合国家职业安全卫生研究(National Institute
for Occupational Safety and Health,NIOSH)的认证标准，例如N95。当AVS运作时，呼吸
罩经由阀内开启的膜主动地吸出空气。在穿戴者吸气太过强劲的情况下、或当AVS耗尽电源
及/或停止运作时，膜避免周围空气回流至呼吸罩之中。
经由上述说明可了解，具有可贴附在阀上的主动排气系统的呼吸罩装置能有效并
快速地在每个呼吸周期中排放呼出空气，并排出面罩。由于面罩内的主动空气交换，所有的
这些特征能让穿戴者拥有改善的呼吸经验。相较于单独使用单向阀或AVS，单向阀连同AVS
能有效并快速地改善空气交换。
应理解，上述所公开的变型及其他特征与功能或其替代作法可以期望地被整合至
多个其他不同的系统或应用中。再者，本领域技术人员所作的各种目前未知或未被预见的
替代作法、修改、变型或改进也将视为所附的权利要求书所涵盖。
虽然本公开内容的实施方案已考虑到覆盖可能的方面作出大体说明已以较佳实
施例公开如上，但是本领域技术人员应认识到，本公开内容的其他版本也是可能的。