对寒冷干燥空气加热加湿的装置的制作方法

1.本实用新型涉及人体保健领域，更具体地说，涉及一种对寒冷干燥空气加热加湿以供用户吸入的装置。


背景技术：

2.大量研究表明，气温是影响呼吸系统疾病最重要的因素之一，且气温和人群死亡或者发病的关系呈现j型或u型分布特征，在温度相对适宜的情况下死亡或者发病最少，但是随着温度的升高或者降低死亡人数呈上升趋势。除气温健康效应外，环境中的湿度对呼吸系统疾病的发生和发展也发挥着重要的作用，过低的湿度导致空气干燥，使人体呼吸道变得干燥，且空气也容易产生静电，导致灰尘的密度增大。把寒冷干燥空气加热加湿到人体感觉舒适的温度(18-25℃)和湿度(50％-60％)，对冬春季呼吸道疾病的预防起到一定的作用，减少呼吸道的发病率。
3.冷空气常为慢性支气管炎发作的重要原因和诱因，慢性支气管炎发病及急性加重都往往多见于寒冷的冬季，气候下降时，寒冷的空气会对呼吸道产生刺激，不但减弱上呼吸道黏膜的防御功能，而且还能通过反射引起支气管平滑肌收缩、黏膜血液循环障碍和分泌物排出困难，促进继发感染。预热冷空气，可以减少冷空气对呼吸道的刺激，预防慢性支气管炎的发生。
4.对已经患有呼吸道疾病的患者，不能及时排出痰液的原因是气管太干燥，相对于病情比较轻的，医院通常的作法除了加热空气外，还会让患者吸入一定的生理盐水，把干的粘到气管壁上的痰排出来，达到治病的作用。
5.中国专利cn105411043a公开了一种自加热口罩，该口罩利用由醋酸钠、纤维素类增稠剂组成的发热片，根据需要将发热片贴合在鼻梁处，对鼻腔部位有热敷效果，该专利仅针对局部部位的热敷作用，而非对冷空气有加热效果，且结构比较复杂，实用性难以保证。
6.中国专利cn105342036a公开了一种防雾霾加热口罩，其包括过滤装置和电池供电的加热丝，电热丝可以直接加热装置内的空气。呼吸面罩为硬质塑料，该口罩形式上更接近于防毒面具，无法对空气进行加湿，结构复杂且重量太重，并不适合日常佩戴。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种结构简单，可以对寒冷干燥空气加热加湿以供用户吸入的装置。
8.为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种对寒冷干燥空气加热加湿的装置。该装置包括脸部覆盖层，该脸部覆盖层开设有多个进气孔；柔性支架固定于该脸部覆盖层内，该柔性支架包括靠近该脸部覆盖层的前端和远离该脸部覆盖层的后端，该柔性支架的前端开设有第一通气孔，所述多个进气孔与该第一通气孔连通，该柔性支架的前端开设有收容腔，该柔性支架的后端用于覆盖用户的嘴巴和鼻子；发热部件用于对从外部进入该装置的空气加热；刚性支架，该刚性支架设置在该柔性支架的收容腔内，该发热部件设置在
该刚性支架靠近该柔性支架的表面，该发热部件朝向该第一通气孔设置，该刚性支架开设有多个加湿槽；吸液部件用于吸收液体，以对进入该装置的空气加湿，该吸液部件设置在该刚性支架内，该吸液部件开设有多个加湿孔，该多个加湿孔与该多个加湿槽相连通，进入该装置的空气被发热部件加热后，流过该多个加湿槽和该多个加湿孔后被加湿。
9.优选地，该柔性支架还包括多条设置在该第一通气孔周围的突肋，相邻的突肋之间形成有气槽，该气槽与该多个进气孔连通，该气槽还与该第一通气孔连通。
10.优选地，该柔性支架前端的上部和下部分别间隔设置有多根加强筋，以加强支撑该收容腔。
11.优选地，该柔性支架后端的四周设有弹性壁，弹性壁外形与人体的面部轮廓相匹配。
12.优选地，该刚性支架包括支架本体和与该支架本体可拆卸连接的盖体，该支架本体和该盖体之间配合形成一个收容空间，该吸液部件设置在该收容空间内；该盖体开设有多个第二通气孔，该多个第二通气孔与该多个加湿孔连通。
13.优选地，该支架本体在横截面上为圆弧形，该支架本体具有多个延着圆弧面延伸的横向筋条，和多个延着支架本体纵向延伸的纵向筋条，该横向筋条和该纵向筋条之间形成有多个贯穿支架本体的加湿槽。
14.进一步地，该盖体的底部设置有两个第一卡扣，盖体的顶部设置有两个第二卡扣；该支架本体的底部设置有两个第一卡扣槽，该支架本体的顶部设置有两个第二卡扣槽；该第一卡扣与该第一卡扣槽配合，该第二卡扣与该第二卡扣槽配合；该盖体的顶部还设置有手柄，该手柄位于该两个第二卡扣之间。
15.进一步地，该发热部件和该支架本体之间还设置有隔热壁，该隔热壁与该发热部件并列设置，该隔热壁用于阻止该发热部件发出的热量向该吸液部件传递。
16.优选地，该刚性支架是一体成型的，该刚性支架内部形成一个收容空间，该吸液部件设置在该收容空间内，该刚性支架的顶面或者侧面开设有凹槽，该吸液部件可以通过该凹槽放置入该收容空间。
17.优选地，该刚性支架和柔性支架之间形成空气路径，该空气路径与该第一通气孔、该多个加湿槽、该多个加湿孔连通。
18.优选地，该脸部覆盖层的内侧连接有衬布，该脸部覆盖层和该衬布之间形成具有开口的第一腔体，该柔性支架设置在该第一腔体内，且该衬布包裹该弹性壁。
19.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
20.1.本装置结构简单，所包含的部件数量较少，总体质量较轻，适合用户长时间户外佩戴，而且生产成本较低；
21.2.本装置可以对寒冷干燥空气进行加热加湿，可以帮助用户有效预防呼吸系统疾病的发生和复发；
22.3.本装置对空气进行加湿，可以消除静电，有吸附灰尘的功能。
23.4.本实用新型装置也可以在吸液部件上加入液态的药物，作为呼吸道病人缓慢给药装置；
24.5.本实用新型装置使用时柔软舒适,不会引起皮肤过敏等不适。
25.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技
术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
26.图1为本实用新型第一实施例对寒冷干燥空气加热加湿的装置的使用状态示意图；
27.图2为本实用新型第一实施例对寒冷干燥空气加热加湿的装置的立体分解图；
28.图3为本实用新型第一实施例对寒冷干燥空气加热加湿的装置的使用状态剖视图，其中进气气流路径如图中箭头所示；
29.图4为本实用新型第一实施例对寒冷干燥空气加热加湿的装置的使用状态局部剖视图，其中进气气流路径如图中箭头所示；
30.图5为本实用新型第一实施例对寒冷干燥空气加热加湿的装置的使用状态的横截面侧视图；
31.图6为本实用新型第一实施例的脸部覆盖层的立体示意图；
32.图7为本实用新型第一实施例的柔性支架的立体示意图；
33.图8为本实用新型第一实施例的柔性支架的正面示意图；
34.图9为本实用新型图7的柔性支架沿着ix-ix面剖开的剖视图；
35.图10为本实用新型第一实施例的支架本体的立体示意图；
36.图11为本实用新型第一实施例的盖体的剖视图；
37.图12为本实用新型第一实施例的刚性支架和吸液部件、发热部件组装后的立体示意图，气流路径如图中箭头所示。
38.图13为本实用新型第一实施例的吸液部件在安装进刚性支架之前的剖视图，此时吸液部件呈平板状；
39.图14为本实用新型第一实施例的发热部件的平面示意图；
40.图15为本实用新型第二实施例的刚性支架和吸液部件组装后的剖视图。
41.图16为本实用新型第二实施例的刚性支架和吸液部件分解剖视图。
42.图17为本实用新型第二实施例的刚性支架和吸液部件组装过程的状态示意图。
43.图18为本实用新型第三实施例的刚性支架和吸液部件组装示意图。
44.图19为本实用新型第三实施例的刚性支架和吸液部件组装后的立体示意图。
具体实施方式
45.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
46.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
48.第一实施例：
49.请参阅图1-5，本实用新型提供一种供用户800使用的对寒冷干燥空气加热加湿的装置100。该装置100包括脸部覆盖层3、柔性支架4、发热部件6、刚性支架5和吸液部件8。
50.请一起参阅图6，脸部覆盖层3在外观上类似一个普通口罩。脸部覆盖层3包括主体部33和挂耳部32。主体部33开设有多个进气孔31，外部空气通过进气孔31进入到该装置100内部。挂耳部32用于与用户的耳朵802连接，以固定该装置。优选地，进气孔31的横截面的总面积之和大于130平方毫米，以保证进气顺畅，让消费者不感到憋气。脸部覆盖层3的材料可以是布或者其它透气性好的材料。在本实施例中，进气孔31的横截面为圆形，可以理解的是，在其他实施方式中，进气孔31也可以为其他形状，只要能实现通气功能即可，例如椭圆形等。脸部覆盖层3用于固定柔性支架4，一方面可以起到隔热保暖的作用，从而降低该装置的功耗；另一方面使得本装置从外观上看是一个普通口罩，可以减少周围人的异样眼光，从而减轻用户的心理压力。
51.优选地，脸部覆盖层3的内侧连接有衬布2，脸部覆盖层3和衬布2之间形成具有开口的第一腔体34，柔性支架4放置在第一腔体34内。衬布2用于将柔性支架4固定于脸部覆盖层3内。脸部覆盖层3与柔性支架4是可拆卸连接，以方便拆下来清洗该脸部覆盖层3。可以理解的是，也可以通过卡扣等其他连接方式将柔性支架4固定于脸部覆盖层3内。衬布2同时还可以避免柔性支架4直接接触用户的脸部皮肤，因为如果柔性支架4直接接触用户皮肤，可能会影响人体排汗及引起皮肤过敏。衬布2柔软舒适，因此，使用衬布2可以提升用户的使用体验。优选地，衬布2采用非常薄、能直接接触皮肤且具有良好的透气性和弹性的棉布。请参阅图7-图9所示，柔性支架4的前端大致呈弧形向外凸起，后端向外凸起与人体面部轮廓相适应。柔性支架4的前端内部设有具有开口432的收容腔43，收容腔43用于将刚性支架5、吸液部件8和发热部件6包裹封装在内(详后述)，防止吸液部件8中的液体泄漏，弄湿脸部覆盖层3。刚性支架5等部件通过开口432放置到收容腔43内。柔性支架4后端的四周设有弹性壁42，弹性壁42外形与人体的面部轮廓相匹配，以更好贴合脸部，弹性壁42可以通过柔性变形满足不同脸型的用户。如图5所示，衬布2包裹所述柔性支架4的弹性壁42，防止弹性壁42与人脸接触，影响人体透气和排汗，且不会引起皮肤过敏等不适，感觉柔软舒适。在用户800戴上装置100后，柔性支架4的后端覆盖用户800的嘴巴和鼻子，起支撑作用，但不直接接触用户800的嘴巴和鼻子，柔性支架4的后端与人体的脸部804之间形成有呼吸腔10。因为柔性支架4上的弹性壁42由衬布2包裹，所以用户800的嘴巴和鼻子不会接触到柔性支架4上的弹性壁42。
52.柔性支架4前端的中部开设有第一通气孔41，第一通气孔41周围设置有多条平行的突肋46。柔性支架4的突肋46之间形成有平行的凹陷部，该凹陷部构成气槽44，气槽44与脸部覆盖层3的进气孔31连通。气槽44还与第一通气孔41连通。柔性支架4前端的上部和下部分别间隔设置有多根加强筋45，以加强支撑柔性支架4。在本实施例中，第一通气孔41的横截面大致为圆角长方形，可以理解的是，在其他实施方式中，第一通气孔41也可以为其他
形状，例如椭圆形等。当刚性支架5和柔性支架4组装一起后，两者之间形成空气路径13(如图3所示)，该空气路径13与第一通气孔41、加湿槽53、加湿孔81、第二通气孔571连通(详后述)。柔性支架4为一种弹性体，由医用硅胶，医用液态硅胶或其他具有弹性的食品级材质制成。
53.请参阅图2及图10-图12，刚性支架5用于固定发热部件6及收容吸液部件8。刚性支架5在横截面上大致为圆弧形，包括支架本体58和与支架本体58可拆卸连接的盖体57。支架本体58和盖体57配合形成一收容空间59(如图5所示)，该收容空间59用于收容吸液部件8。在本实施例中，支架本体58和盖体57通过卡扣连接。可以理解的是，支架本体58和盖体57也可以通过螺纹等其他方式连接。发热部件6通过固定装置52固定在支架本体58前端(靠近柔性支架4的一端为前端)表面的中间位置。发热部件6用于对进入该装置100的空气进行加热。进一步地，发热部件6和支架本体58之间还设置有隔热壁54，隔热壁54与发热部件6大致呈面对面并列设置(如图3和图4所示)。隔热壁54用于阻隔热量，防止发热部件6直接辐射加热吸液部件8。隔热壁54在横向上的宽度大于发热部件6在横向上的宽度。
54.支架本体58具有多个延着圆弧面横向延伸的横向筋条51，和多个延着支架本体58纵向延伸的纵向筋条56。横向筋条51和纵向筋条56之间形成有多个贯穿支架本体58前端(靠近柔性支架4的一端为前端)和后端的加湿槽53，加湿槽53沿着支架本体58的横向延伸。空气穿过加湿槽53，再经过吸有液体的吸液部件8的加湿孔81后，这些空气的湿度会增加。
55.请参阅图11，盖体57上开设有多个第二通气孔571，第二通气孔571与吸液部件8的加湿孔81相通(图13)。优选地，所述多个第二通气孔571与加湿孔81一一对应，且在空间上一一对齐。盖体57的中间位置设有注液孔572，可以使用无针头的注射器(图未示)向吸液部件8注入预定容积量的液体。在本实施例中，第二通气孔571和注液孔572的横截面均为圆形，可以理解的是，在其他实施方式中，第二通气孔571和注液孔572也可以为其他形状，例如椭圆形、心形等。当然，注液孔572的位置并不限定于盖体57的中间位置，也可以是盖体57的其它位置，只要便于液体均匀渗透吸液部件8内部即可。注液孔572的数量也不限定为一个。盖体57的侧壁上还设有卡扣573，用于与支架本体58卡扣连接。
56.刚性支架5由食品级高分子材料(如pc、abs、pmma)制成，通过模具注射成型，具有一定的强度。刚性支架5具有以下作用：(1)保护吸液部件8不受外力挤压，从而避免吸液部件8中的水流出；(2)固定发热部件6，保护发热部件6不受外力损伤；(3)支撑收容腔43，使收容腔43具有一定的强度。
57.请参阅图2，吸液部件8的形状与刚性支架5的形状匹配，在本实施例中，吸液部件8为薄片状，在横截面上呈弧形。图13是吸液部件8在安装进刚性支架5之前的剖视图，此时吸液部件8还没根据刚性支架5发生形变，呈平板状。可以理解的是，也可以在生产时就将吸液部件8设计为与刚性支架5匹配的形状。吸液部件8上设置有多个加湿孔81，加湿孔81与加湿槽53、第二通气孔571相通。优选地，多个加湿孔81设置在吸液部件8横向的两端，避开中间位置82设置。优选地，所有加湿孔81的截面积之和大于130平方毫米。在本实施例中，加湿孔81的横截面均为圆形，可以理解的是，在其他实施方式中，加湿孔81的横截面也可以为其他形状，例如长方形、椭圆形等。当吸液部件8内部吸有液体时，当被加热的空气穿过加湿槽53和加湿孔81时，水分子自然溶解在这些被加热的空气中使原本干燥的空气变得湿润，保护人体呼吸系统免受干刺激。吸液部件8可以采用吸水性良好，无毒无味，无污染的材料制成。
在本实施例中，吸液部件8的材质为木纤维素，木纤维素是一种多孔弹性材料，可折弯，具有良好的吸水性，无毒无味、无污染、无放射性、ph值中性。由于木桨纤维结构的毛细作用，吸液部件8内部的水分子会迅速地传输补充到加湿孔81的表面和其位于加湿槽53处的表面，再扩散悬停在加湿孔81和加湿槽53内，等待热空气的通过。
58.请参阅图14，发热部件6包括基底66，形成在基底66上的发热丝62。发热丝62可以仅形成在基底66的一个表面，也可以同时形成在基底的正反两个表面上。在本实施例中，发热部件6的正反两面均可对流过其表面的空气进行加热。发热部件6通过固定装置52固定在支架本体58上。在本实施例中，固定装置为固定扣52。柔性支架4和刚性支架5之间形成有一个加热腔9，发热部件6对加热腔9内的空气进行加热。在本实施例中，发热部件6为电热元件。
59.基底66的材质为三氧化二铝，发热部件6采用印刷导电桨料经高温烧结工艺成型，无毒无味，环保节能，其作用是将进入到该装置100的空气进行加热，使这些空气的温度达到人体感觉舒适的温度(18-25℃)。相应地，发热部件6焊接有发热丝引线63，发热丝引线63通过导线14、控制器11与电源12电连接，如图1所示。
60.进一步地，发热部件6的一个表面通过贴片工艺装配有温度传感器61，温度传感器61用于感测发热部件的温度，并向控制器11反馈发热部件的温度。在本实施例中，温度传感器61是热敏电阻。相应地，发热部件6焊接有引线64，引线64通过导线14与控制器11电连接。
61.请参阅图1，控制器11通过导线14与电源12连接，控制器11用于控制发热部件6的温度，控制器11上设有控制键111可以调节发热部件6的温度，进而调节该装置100输出的空气的温度。控制器11上还设置有开关114，用于开启或关闭发热部件6。
62.电源12用于为发热部件6提供电能。电源12可以是移动电源，以便于用户携带，例如3.7v的锂电池移动电源。优选地，电源12与导线14通过通用接头连接，例如usb接头。在用户外出时，电源12可以放置在衣兜里，或者通过臂包(类似手机袋，手机臂包)等固定在用户胳膊上。可以理解的是，电源12也可以做成小型化，然后设置在装置100内部。
63.请参阅图1，图2，图9，装置100的组装方法如下：先将吸液部件8装入刚性支架5内，将发热部件6安装在刚性支架5前端表面的中间位置。然后，将刚性支架5安装到柔性支架4的收容腔43内，接着将刚性支架5和柔性支架4作为一个整体一起安装到脸部覆盖层3的衬布2内。这样装置100就组装完成了。
64.请一起参阅图1-5，图13，装置100的使用方法如下：先用无针头的注射器注入预定容积量(如12毫升)的液体，例如水、或者生理盐水等。预定容积量由厂家出厂时根据吸液部件8情况预先设定。然后，用户800戴上装置100，挂耳部32挂在耳朵802上。此时，装置100与用户的嘴部和鼻部之间形成有一个呼吸腔10。用户800将装置100与电源12连接，按下开关114，装置100即可对用户800吸进装置100内的寒冷干燥空气进行加热加湿，经过加热和加湿的空气源源不断地到达呼吸腔10，然后进入用户800的嘴巴和鼻子。用户800还可以根据需要，自行通过控制器11调节发热部件6的温度，进而调节经过加热加湿的空气的温度。在使用过程中，脸部覆盖层3在最外层容易弄脏，可以将脸部覆盖层3与柔性支架4分离后，对脸部覆盖层3清洗。
65.请参阅图3到图5、图10，外部空气进入装置100后的气流路径如图中箭头所示，大致如下：外部空气经过脸部覆盖层3的进气孔31进入到装置100内部，空气流经柔性支架4的
气槽44，穿过柔性支架4的第一通气孔41，经过发热部件6加热。然后，空气受到发热部件6的阻挡，无法继续直线前进，转为分两路，分别从发热部件6的左右两侧流动，沿着空气路径13流动，穿过支架本体58的加湿槽53、吸液部件8的加湿孔81、盖体57的第二通气孔571，到达呼吸腔10，此时的空气已被加热和加湿。呼吸腔10里的空气被用户800的嘴巴和鼻子吸入。也就是说，进入装置100的寒冷干燥空气是先被发热部件6加热，然后穿过加湿槽53和加湿孔81被加湿，经过加热和加湿的空气最后才被用户吸入。
66.本实用新型的装置100具有以下技术效果：
67.1.本装置结构简单，所包含的部件数量较少，总体质量较轻，适合用户长时间户外佩戴，而且生产成本较低；
68.2.本装置可以对寒冷干燥空气进行加热加湿，可以帮助用户有效预防呼吸系统疾病的发生和复发；
69.3.本装置对寒冷干燥空气进行加湿，可以消除静电，本装置还有吸附灰尘的功能；
70.4.本实用新型装置也可以在吸液部件上加入液态的药物，作为呼吸道病人缓慢给药装置；
71.5.本装置柔软舒适，使用时不会引起皮肤过敏等不适。
72.可以理解的是，本实用新型的装置还可以用作为呼吸道病人的缓慢给药装置。此时，可以采用注射器将生理盐水通过注液口572注入到吸液部件8里，以利于病人排痰。对于病情比较重的患者，还可以在生理盐水中加入舒利迭、沙丁胺醇、曲安奈德等药物。
73.第二实施例：
74.请参阅图15-17，本实用新型第二实施例提供的刚性支架5b与第一实施例的刚性支架5类似，主要区别在于：盖体57b的底部设置有两个第一卡扣576，盖体57b的顶部设置有两个第二卡扣577，对应地，支架本体58b的底部设置有两个阶梯形第一卡扣槽584，支架本体58b的顶部设置有两个阶梯形第二卡扣槽586；盖体57b的顶部还设置有一个手柄575，手柄575位于两个第二卡扣577之间，通过手柄575可以方便地将盖体57b从支架本体58b取下来；盖体57b未开设有注液孔。在使用之前，直接将吸液部件8取出加注液体。在安装时，先将第一卡扣576装入第一卡扣槽584，再以第一卡扣576为支点，将盖体57b向着靠近支架本体58b的方向转动，然后将第二卡扣577与第二卡扣槽586配合，从而将吸液部件8固定在两者之间。需要打开后盖57b时，向着远离支架本体58b的方向扳动手柄575，即可将后盖57b取下。使用时，通过盖体57b上的手柄575拿下盖体57b，然后取出吸液部件8，让吸液部件8充分吸液后再装入刚性支架58b中，再合上盖体57b。相对于实施例一，使用时可省去注射器，使用起来更简便。在本实施例中，用户可以很方便地将吸液部件8从刚性支架5b取下来，从而可以对吸液部件8注液或者清洗、更换等。
75.第三实施例：
76.请参阅图18和图19，本实用新型第三实施例提供的刚性支架5a与第一实施例的刚性支架5类似，主要区别在于：支架本体58a和盖体57a为一体成型，支架本体58a的顶面开设有圆弧形凹槽582，吸液部件8可以通过凹槽582放置入支架本体58a的内部；注液孔572a为椭圆形。
77.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属
于本实用新型所要求保护的范围。