6示出使用具有连接到其上的排气设备10的3M? 4251阀过滤型半面式呼吸器的情况下所测量的呼气压降作为流量和施加电压的函数；以及
[0049]图17是带有和不带有内面杯的情况下3M? 6800全面罩式可再用呼吸器(3M?6800Full Facepiece Reusable Respirator)内测量的再呼吸的二氧化碳作为施加到排气设备10的电压的函数的图。
【具体实施方式】
[0050]本发明已采用使用一种用于可脱开地或永久地连接到个人防护呼吸装置的排气设备的方法以使得佩戴者的舒适度和总体体验得到改进。本发明的使用允许通过去除该呼吸器内堆积的热量和水分以便在高强度的工作和/或长时间段和/或在湿热环境条件下佩戴该呼吸器。佩戴者感到的益处在低的工作速率下(例如，在执行久坐性的任务时)都会发生，但该效果也可随着工作速率增加而增加。使用一种将热空气和水分从呼吸器的内侧与佩戴者之间的封闭空间中抽离的动力排气设备是指在湿热条件下或在延长的使用期之后有时所经历的困难被最小化或完全去除。有利地，将湿热空气从呼吸器抽离并利用新鲜的未被呼吸过的空气替代它的行为也使佩戴者更容易呼吸。这是因为佩戴者的下一呼吸的第一部分是新鲜的未被呼吸过的空气，而非前次呼气中的最后部分。这还在减少该呼吸器内的二氧化碳水平方面提供了改进。
[0051]图1为根据本发明的排气设备10的分解图，该排气设备10能够与个人防护呼吸装置20可脱开地连接或接合。当在图1、2、4、5、6、8和9中所示的呼吸器20指示3M? 4000系列的气体、蒸汽和颗粒的过滤呼吸器时，本发明的排气设备10可与负压呼吸装置20—起使用。技术人员将会知道，本文可互换使用的术语“呼吸器”或“呼吸面罩”旨在表示佩戴用于防止吸入有害物质、颗粒、蒸汽或有毒气体的呼吸装置。术语“负压呼吸面罩”旨在涵盖在该佩戴者吸气时面罩内的空气压力变得低于环境空气压力的任何呼吸器。
[0052]本文所述负压呼吸面罩20用于表示旨在以基本上密封的构形来配合佩戴者100的面部而使佩戴者100吸入或呼出的空气穿过呼吸器的过滤主体或过滤部分的任何形式的呼吸器。负压呼吸面罩20还可以是全面罩式面罩或半面罩式面罩，这取决于相关有害物质。同样，这些面罩利用防止来自由佩戴者吸入的空气的污染物、颗粒、气体以及蒸汽被吸入的过滤器。这种类型的呼吸器的一些常见实例由位于明尼苏达州圣保罗市的3M公司制造，并且包括3M? 6000和7000系列的可再用呼吸器或紧配合罩面罩式呼吸器(fittinghood facepiece respirator)。
[0053]一次性呼吸器(诸如3M? 8000和9000系列的杯状或平折式产品)均为采用过滤器介质的轻质单件式呼吸器，该过滤器介质随着佩戴者的呼吸将颗粒和雾气从空气流去除。整个单元被设计成可在一定延长时期、或单次使用或单次移置之后丢弃。过滤面罩(诸如3M? 6000和7000系列)一般都是可再用的产品，并可具有可置换的过滤筒。通常，一个或两个筒牢固地附接到内置有对应数量的阀的半面罩或全面罩以用于吸气，并且通常一个筒用于呼气。
[0054]图1所示的个人防护呼吸装置20是3M? 4251阀过滤型半面式呼吸器。如图1所示，一对过滤筒22、24在相应的吸气端口(未示出)处一体地附接到呼吸面罩20。吸气端口中的每个具有位于呼吸面罩20的内侧上的相应的吸气阀(未示出)，其随佩戴者100呼吸打开。面部面罩20具有排气阀26，该排气阀带有单向呼气阀隔膜(在图4中以附图标号36示出)以及用于附接到佩戴者100的可调节带28。
[0055]呼吸面罩20具有大体上封闭佩戴者100的嘴部和鼻部的可适形的垫圈或密封件。由于确保污染物的过滤需要良好的密封性，一个主要缺点在于，有时佩戴者100注意到呼吸器20内的热量和水分的不舒适的堆积。随着佩戴者100工作强度加大和/或佩戴呼吸器20—段延长的时间段，可能发生热量和水分的堆积。热量和水分的堆积是由呼气被捕获在呼吸器20与佩戴者100的面部之间形成的腔中造成的。
[0056]如图1和2进一步所不，本发明结合有一种排气设备10，该排气设备10具有大体上伸长的形式。排气设备10包括入口 12 (其在图7中更清楚地示出)以及一系列的开口，这些开口限定出口 14。鼓风机定位在入口 12和出口 14之间，并被包含于外壳16的内侧。鼓风机是电机风扇组件，如图3更详细地示出。为了控制鼓风机的操作，佩戴者100能够触及开关机构18。开关机构18可具有简单的开/关操作模式或可包括可变调节，使得佩戴者100可基于环境条件、佩戴者100正进行的任务、以及佩戴者的个人选择来优化期望的鼓风机转速并且因此优化冷却效果。
[0057]冷却效果通过使用本文进一步描述的这种排气设备10来实现。当佩戴者100吸气时，“更冷”环境空气通过用于可再用的面罩的图1和2所示的过滤筒22、24、或通过例如呼吸器的过滤部分或过滤面罩主体(正如一次性的面罩那样)抽取到面罩20中。随后，热量和水分的堆积是由呼气被捕获在呼吸器20与佩戴者100的面部之间形成的腔中造成的。当操作时，本发明的排气设备10通过排气阀26将这种暖湿空气抽离，并且利用新鲜的“更冷”的未被呼吸过的过滤后空气来将其替换，从而减少呼气阻力，如下所述。这对佩戴者100产生明显的冷却益处。
[0058]排气设备10解决了该问题。将湿热空气从呼吸器20抽离并利用新鲜的未被呼吸过的过滤后空气将其替代的行为也使佩戴者100更容易呼吸。这是因为佩戴者100的下一呼吸的第一部分是新鲜的未被呼吸过的空气，而非前次呼气中的最后部分。这还在面罩20内的二氧化碳减少方面提供了改进。
[0059]技术人员将会知道，由于排气设备10流体连接到呼吸面罩20上的排气阀26，呼吸面罩20上的单向排气阀26防止鼓风机的任何过度换气(即，由佩戴者100的吸气造成的通过鼓风机的回流)。在单向排气阀26上定位排气设备10确保佩戴者100不吸入污染物、颗粒、雾气、蒸汽或气体，并维持个人防护呼吸设备20的完整性。排气设备10被设计成形成只是足够的气流和压力以产生冷却效果，其使单元能够被制造得足够小和轻以便甚至能够附接到一次性织物呼吸器、实际上附接到包括排气阀26的任何呼吸器。
[0060]图3示出关于根据本发明的排气设备10的操作的另外细节，并且这是排气设备10的沿图6中的虚线A’ -A"截取的横截面侧视图。排气设备10的入口 12被成形为借助与位于呼吸面罩20上的相应的排气阀26的形状和尺寸的过盈配合进行可脱开地连接。当本文所述的排气设备10关于图3借助过盈配合进行连接时，技术人员将会知道，到排气阀26的任何形式的可脱开连接都是可能的，包括例如借助螺纹、扣合接合、卡口、快拆机构等的连接。以上所列内容决不旨在是限制性和详尽的。
[0061]排气设备10包括了鼓风机，该鼓风机是电机30和风扇32的组合。鼓风机的输出通过一系列的开口排放，这些开口限定设备10上的出口 14。该鼓风机包含在定位在入口12和出口 14之间的外壳16内，并且被配置成通过排气设备10将空气从入口 12抽取到出口 14。气流通过设备10经由图3中的虚线A例示性地示出。
[0062]排气设备10包括至少一个电源，其通常为至少一个电池34。电池34可为任何可商购获得的电池34，但是技术人员将会知道，在电池34的大小和重量、以及电池34的电容和持续时间方面始终需要一种折衷。为了控制鼓风机的操作，佩戴者100能够触及开关机构18。开关机构可具有简单的开/关操作模式或可包括可变调节，使得佩戴者100能够基于环境条件、佩戴者100正进行的任务、以及个人选择来优化期望的冷却效果。
[0063]排气设备10的操作另外在图4中示出，该图示出能够操作以通过个人防护呼吸装置20上的排气阀26来抽取佩戴者100的呼气的一部分的排气设备10的截面侧视图。通过呼吸面罩20和排气设备10的例示性空气流由箭头A指示。针对久坐性的任务，当该鼓风机被配置成通过排气阀26以在O至50升/分钟之间的体积流量下来操作时，佩戴者100经历显著冷却效果。针对艰巨性的任务，该鼓风机可被配置成通过排气阀26在超过180升/分钟的体积流量下来操作。以电池寿命和冷却效果来看，最佳的感知效果在该鼓风机匹配或略超过佩戴者的峰值呼气流量时发生，如图14所示。
[0064]根据本发明的排气设备10的另外例示在图5至7中示出。这些只是示