呼吸空气过滤装置的制作方法
专利名称：呼吸空气过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及吸入空气时用来过滤环境空气的装置和系统，具体来说，涉及使用 插入鼻腔内的过滤介质和过滤部件的过滤装置和系统。
背景技术：
为了减少吸入诸如灰尘和花粉之类的颗粒和污染物量，人们日益需要能有效地 过滤呼吸的空气。在城市和其它人口密集地区，人们越来越需要过滤工业和车辆排 放产生的污染物。某些特殊的环境在环境空气中带有较大的污染风险，例如，有颗 粒物质的建筑工地和矿山，以及有病毒和细菌媒介物的医院。这些问题引发出研制各种面罩，通常设计为罩住使用者的鼻子和嘴。由于面罩 和脸之间有沿周界的泄漏，这些面罩通常效率低下。因佩带不舒服或面罩外观又不 令人满意，所以，那些希望通过戴面罩获益的个人往往会拒绝佩带面罩。此外，尤 其是当面罩包括细目(微孔)过滤器并形成与脸紧密密封时，面罩趋于贮留呼出的 二氧化碳。面罩戴的时间越长，集结二氧化碳的倾向就越大。使用者由于吸入的二 氧化碳量不断增加会感到头疼、昏昏沉沉和恶心，这种情况拖长会导致更严重的结 果。为了解决这些问题，人们已经提出各种插入鼻腔内的过滤装置。例如，美国专利No.216,694 (Chen)显示了一种过滤器，其带有一对用带子部分连接的插头单 元，每个插头单元接纳一过滤器。类似地，美国专利No.2，433,565 (Korman)描述 了一种过滤器，其中，鼻孔插入件用一桥架构件连接。每个插入件包含过滤器和多 孔的锥形体，该锥形体可用来提供药物。在这些装置中，圆柱形或圆锥形支承结构 包围过滤介质，并压配抵靠鼻孔壁和中隔内表面，摩擦地保持住过滤器。该支承件 可补充以粘结剂。在任一情况下，不渗透气流的支撑结构压靠在鼻孔壁上并趋于与 鼻甲骨和鼻毛匹配，由此，减小鼻孔捕获颗粒的能力，并暖和和湿润吸入的空气。 过滤装置可满意地执行颗粒捕获功能，但不能很好地适于暖和和湿润吸入的空气。 在另一替代的方法中，美国专利No.5,392,773 (Bertrand)揭示了一种安装在鼻腔外面的过滤器，其用粘结剂固定在鼻壁上。该过滤器的外貌，以及需要使用粘 结剂对于该方法来说是缺点。此外，不管上述的鼻过滤器安装在鼻子外面还是插入鼻腔内，它们通常都不方 便使用、佩带也不舒服，且不能提供与鼻或脸组织可靠的密封配合以确保进入的空 气能通过过滤介质。最后，鼻过滤器不能提供防止故意或不留心通过嘴吸入的保护。因此，本发明的目的是提供带有过滤介质的呼吸空气过滤装置，其支承结构可 插入到鼻腔内，并适于形成抵靠周围鼻组织的有效密封并可靠地保持住过滤介质防 止不留心地移去，而不会不合适地降低使用者的舒适度。本发明的另一目的是提供一种过滤装置，其适于将过滤介质和其支承结构保持 在鼻腔内，并与鼻壁保持间隔开的关系，以提供有效的过滤同时减小颗粒贮留的干 扰，提供鼻内壁的空气暖和和空气湿润的功能。本发明的还有另一 目的是提供一种过滤系统，其有效地过滤进入鼻子和嘴的空 气，同时；与盖住鼻子和嘴的面罩相比，大大地减少了贮留呼出的二氧化碳量。本发明的还有另一目的是提供鼻过滤器和呼吸空气的过滤系统，其方便于使 用，还提供更好地抵靠鼻和脸组织的密封以达到更有效的过滤。发明内容为了实现上述和其它的目的，现提供一种呼吸空气过滤装置。该装置包括凹陷 -凸出的第一过滤介质，其在敞开的近端处具有第一边缘，近端形成由第一边缘包 围的第一开口。凹陷-凸出的第二过滤介质在敞开的近端处具有第二边缘，近端形 成由第二边缘包围的第二开口。该过滤装置具有支承结构，支承结构包括第一底部 构件和第二底部构件，第一底部构件与第一边缘一体地连接以支承第一过滤介质， 而第二底部构件与第二边缘一体地连接以支承第二过滤介质。连接构件一体地连接 到第一底部构件和第二底部构件，并延伸在两个底部构件之间。支承结构的底部构 件定位在鼻腔的入口处，使连接构件跨接中隔。这使每个第一和第二过滤介质置于 工作位置中，其中，过滤介质远端突出到其中相关的一个鼻腔内。因此，进入每个 鼻腔的空气通过第一和第二开口中的相关的一个开口 ，并进一步通过第一和第二过 滤介质中的相关的一个介质。较佳地，每个处于其工作位置的过滤介质与中隔间隔开，并与形成相关鼻腔的 鼻壁间隔开。使用基本上自支承的过滤介质，或将敞开的框架布置在更加柔韧的过 滤介质和鼻壁之间，就可达到上述结果。在任一情形中，该种结构提供提高的舒适度，并便于进入的空气沿鼻壁内表面流动，以在过滤装置就位时，有效地暖和和湿 润空气。过滤介质可具有椭圆形和椭圆体的形状，以更容易地符合于鼻孔和鼻腔。或者， 每个过滤介质可具有截头锥的形状，较佳地，修改为在横向平面内显示出椭圆形的 外形。与鼻腔入口处具有平面表面的过滤介质相比，锥体或椭圆体的过滤介质提供增 加的可供过滤的面积。如与同样半径的圆盘相比，当考虑到半球的表面面积时，可 以认识到该优点。半球表面面积可达两倍之大。可构造成椭圆体和椭圆形/圆锥形 过滤介质来提高该优点，以提供有效的表面面积大于通向鼻腔的入口面积的两倍。本发明可实施为两级装置，其中，第一筛网部件相对于第一底部构件安装，并 设置在第一过滤介质的近端，而第二筛网部件相对于第二底部构件类似地安装。筛 网部件可包括相对粗(较大孔)的活性碳过滤器，其用来除去气味和较大的颗粒。 这可防止较大颗粒到达下游的过滤介质，延长其使用寿命。在某些环境中，重要的是确保阻止通过嘴以及鼻子吸入污染物。为此目的，该 装置增加有第三底部构件，该构件定位成靠在脸上，保持围住嘴的关系以形成开口 ， 空气可通过该开口进入嘴，还有第三过滤介质，其相对于第三底部构件安装并设置 在开口上。如果要求的话，第三过滤介质可以是凹陷-凸出的并沿近端方向远离嘴 突出。柔性带或其它固定装置可用来将第三底部构件可释放地保持抵靠在使用者的 脸上。与盖住鼻子和嘴的面罩过滤器相比，单独的鼻和嘴过滤器的组合不会令人感到 麻烦，在过滤装置周界上不易于泄漏，并在面部附近具有较少的包围体积，因此， 不易于积累呼出的二氧化碳。如果使用者基本上只通过鼻子吸入，那么，需一起避 免因二氧化碳积累引起的问题。根据本发明的另一方面，提供一种鼻空气过滤装置。该装置包括第一过滤器和 第二过滤器，两者具有对应的第一和第二近端并适于插入到鼻腔内。该装置还包括 过滤器支承结构，该支承结构包括相对于第一近端连接并支承第一过滤器的第一底 部构件，相对于第二近端连接并支承第二过滤器的第二底部构件，以及一体地连接 到底部构件并在底部构件之间延伸的连接构件。过滤器支承结构的底部构件可定位 在鼻腔的入口处，使连接构件跨在中隔上，因此将每个过滤器置于工作位置中，其 中，过滤器远端地突出到相应的一个鼻腔中，并与形成相应鼻腔的鼻壁间隔开，因 此，形成容纳过滤器和鼻壁之间空气流动的通道。如果需要的话，每个过滤器可沿近端方向呈凹陷而沿远端方向呈凸出。过滤器 可以是自支承的，因此，通过其连接到对应的底部构件，可独立地与鼻壁间隔开。 或者，敞开的框架可连接到底部构件并设置在过滤器与鼻壁之间以保持要求的间 距。本发明的另一方面是一种鼻空气过滤器支承装置。该装置包括第一支承构件， 该支承构件包括第一管状本体，本体具有前端和后端，并形成通过其间的第一纵向 通道，并还包括第一轮缘，其圆周地围绕第一管状本体设置并从第一管状本体径向 向外地延伸。该装置包括第二支承构件，该支承构件包括第二管状本体，本体具有 前端和后端，并形成通过其间的第二纵向通道。第二支承构件还包括第二轮缘，其 圆周地围绕第二管状本体设置并从第二管状本体径向向外地延伸。连接构件一体地 连接到第一管状本体和第二管状本体。每个管状本体用其前端插入相关的一个鼻腔 内，使相关的轮缘适于与形成相关鼻腔的鼻壁和中隔形成表面的配合。相关的轮缘 还能弹性地变形，并在表面配合的区域上与周围的鼻壁和中隔趋于一致，以基本上 沿区域形成密封并将相关的管状本体支承在相关的鼻腔内。每个第一和第二轮缘还 沿径向向外的方向朝向其相关的管状本体倾斜。本发明另一方面是鼻空气处理装置。该装置包括第一支承构件，该支承构件包 括第一管状本体，本体具有前端和后端，并形成第一通道以容纳通过其间的纵向空 气流。第一支承构件还具有一对轮缘，轮缘包括围绕第一管状本体并从第一管状本 体径向向外地延伸的第一轮缘，以及围绕第一管状本体、与第一轮缘保持纵向间隔 开关系并远离第一管状本体径向地延伸的第二轮缘。该装置包括第二支承构件，该 支承构件包括第二管状本体，本体具有前端和后端，并形成第二通道以容纳通过其 间的纵向空气流。第二支承构件还具有一对轮缘，轮缘包括围绕第二管状本体并远 离第二管状本体径向地延伸的第三轮缘，以及围绕第二管状本体、与第三轮缘保持 纵向间隔开关系并远离第二管状本体径向地延伸的第四轮缘。连接构件一体地连接 到第一和第二管状本体。响应于相关的管状本体用其前端纵向地插入相关的鼻腔 内，每对轮缘适于与形成相关一个鼻腔的鼻壁和中隔形成表面配合。由此，轮缘将 相关的管状本体支承和保持在相关鼻腔内，并与鼻壁和中隔保持间隔开的关系。本发明另一方面是呼吸空气过滤系统。该系统包括第一管状本体，本体具有前 端和后端，并形成第一通道以容纳通过其间的纵向空气流。该系统包括第二管状本 体，本体具有前端和后端，并形成第二通道以容纳通过其间的纵向空气流。该系统还包括框架构件，该构件定位抵靠面部与嘴保持包围的关系，当框架如此定位时框架形成与嘴一致的气流开口。连接构件一体地连接到第一管状本体、第二管状本 体以及框架构件，并在框架构件如此定位时适于将第一和第二管状本体定位在鼻腔 内。因此，根据本发明，可插入到鼻腔内的过滤装置使用方便，对使用者的外貌具 有最小的影响，并提供更有效和较长时间的过滤。过滤装置改进的特性部分地起源 于以下的原因，即当过滤介质与鼻壁保持间隔开的关系时，保持了暖和和湿润空气 的能力。改进的特性还可来源于放大的可供过滤的表面面积，因为有凹陷-凸出的 形状，或截头锥的过滤介质，如果需要的话，还可通过形成具有折裥或波形的介质 来提高特性。最后，鼻过滤器可与覆盖嘴的过滤器组合，以提供过滤系统，与传统 的面罩相比，该系统不易发生周界泄漏和积累呼出的二氧化碳。
为了更好地认识上述和其它的特征和优点，现参照以下详细的描述和附图，诸 附图中图1是一前视图，示出根据本发明构造的鼻子空气过滤装置；图2是沿图1中线2-2截取的截面图；图3是该装置使用中的示意图；图4另一替代实施例的过滤装置的立体图；图5是图4所示装置的前视图；图6是显示图4装置的俯视平面图；图7和8是显示图4装置操作的示意图；图9是另一替代实施例的过滤装置的分解零件的立体图；图10是显示图9装置的前视图；图U是图9装置的俯视平面图；图12是另一替代实施例的过滤装置的分解零件的立体图；图13是图12装置的前视图；图14是图12装置的俯视平面图；图15是适于盖住嘴的空气过滤装置的立体图；图16是显示另一替代实施例过滤系统的使用的侧视图，该系统包括图15的装 置并组合了鼻过滤器；图17是另一替代实施例过滤装置的示意图；图18是另一替代实施例的鼻空气过滤装置的前视图；图19是图18所示装置的俯视平面图；图20是沿图18中线20-20截取的截面图；图21是另一替代实施例的鼻空气过滤装置的前视图；图22是图21所示装置的俯视平面图；图23是图21装置的侧视图；图24是沿图21中线24-24截取的截面图；图25是根据本发明构造的鼻/嘴空气过滤系统的前视图;图26是图25所示系统的侧视图；以及图27是另一替代实施例的过滤系统的立体图。
具体实施方式
现转向附图，图1中显示可插入鼻腔内的鼻空气过滤装置16，当使用者吸入 周围空气时，该过滤装置16可过滤环境的空气。装置16包括一体的支承结构或支 承嵌板18，最好由诸如聚氯乙烯(PVC)或聚亚安酯之类的引起过敏低的材料形成。 嵌板在结构上是自支承的，并且是柔性和顺从的，这样，当装置16使用时，它容 易地符合鼻子的前表面，尤其是符合于前鼻孔和中隔。嵌板18包括底部20、相对的底部22，以及连接到底部以保持底部彼此间隔开 一要求的距离的连接构件或桥架24。每个底部呈环形，更准确地说为大致的环形， 其外形稍许为椭圆形而不是圆形。底部20和22具有相应的闭合或循环的周界区域 20a和22a，以及包围通过底部的开口的台肩20b和22b，当装置使用时允许空气 进入。如图2和3所示，开口 26和28分别通过底部20和22而形成。桥架24相 对较窄以便提供沿桥架的弯曲柔度。底部周界区域20a / 22a薄而柔性，而台肩20b /22b较为刚性。大致锥形的过滤介质或过滤器30安装在底部20上，而类似的过滤器32安装 在底部22上。每个过滤器沿着大致环形的近端边缘或轮缘安装在其相应的底部上， 并远离底部延伸到远端顶部。在使用中，过滤器30和32朝向远端延伸到鼻腔内。 每个过滤器可用合适的粘结剂附连到台肩20b和22b中相关联的那个上。根据待过滤污染物的性质，过滤器30和32可由多种材料形成，并且还可形成 有较宽范围(几个数量级)的孔隙率。根据全美职业安全和健康协会(NIOSH)的分 级，例如，灰尘、薄雾和烟气(DMF)，或高效的颗粒空气(HEPA)过滤器，可选择材料和孔隙率。较佳的材料包括静电过滤介质，其可从英国的坎布里亚郡的肯特米尔巿的Holingsworth & Vose空气过滤有限公司(Holingsworth & Vose Air Filtration, Ltd. of Kentmere, Cumbria)以"Technostart"商标名购得。合适的材料包括诸如棉 花之类的天然织物，诸如尼龙、聚乙烯和聚丙烯之类的聚合物材料。也可采用诸如 PVC和聚亚安酯之类的低过敏的材料。每个过滤器具有基本上均匀的厚度，并通 常具有截头锥的形状，但在两个方面不同于严格的截头锥。参照过滤器30，靠近 顶端的远端形成圆形的拱顶，而不是横向平面。其次，在横向平面内截取的过滤器 30的外形是椭圆形而不是圆形，以使提供的形状更加符合于鼻腔。过滤器32是同 样的形状。图2示出过滤器30和32的椭圆形外形，还示出过滤器和底部相对于彼此的较 佳的角度定向。桥架24保持较佳的定向，并保持底部和过滤器彼此有理想的间隔 开的关系。在此定向中，对应椭圆形的长轴或纵向轴不平行，但保持一角度，例如， 约30度。其结果，过滤器30和32倾斜地定向，以便更好地符合于鼻孔和鼻腔的 相对角度定向，由此在鼻腔内提供更紧密更舒适的配合。桥架有足够的柔性以允许 角度有限的调整来适应佩戴该装置的人。如图3所示，周界区域20a和22a可定位在鼻腔38和40入口 34内，使桥架 24跨在中隔36上。这形成一种紧密配合，其中，周界区域趋于符合于鼻腔入口， 形成毗邻表面的配合，其可摩擦地将每一过滤器保持在其对应的鼻腔内，最好还提 供一种密封。台肩20b和22b延伸入鼻腔38和40内，与鼻壁内部间隔开。这置每 个过滤器30和32于工作位置中，其中，过滤器远端地延伸入相关的鼻腔过滤器 30伸入鼻腔38，以及过滤器32伸入鼻腔40。周界区域20a和22a的宽度(径向尺 寸)和厚度(轴向尺寸)可随形成嵌板18的材料而变。 一般来说，选择这些尺寸是为 了提供每个周界区域有足够的弯曲柔性，以便符合于靠近通向鼻腔的入口的鼻壁并 形成理想的密封，还提供足够的结构刚度和强度以便将相关的底部和过滤器摩擦地 支承在其对应的鼻腔内。为了便于此双重的功能，周界区域可以成锥形以使厚度沿 径向向外方向减小。由于这样的定位及底部20和22和鼻腔之间紧密的配合，进入鼻腔38的空气 可通过开口 26进入并通过过滤器30。同样地，空气通过开口 28进入鼻腔40，并 前进通过过滤器32。桥架24在底部20和22之间设定理想的间距，因此，便于将过滤器30和32 合适地定位在其对应的鼻腔内。桥架还借助于其与中隔的接触防止过滤器的过度插入，并保持容易地接近使用后希望除去过滤装置的使用者。此外，如图2清晰地所示，桥架24确定底部20和22理想的相对角度定向，因此确定过滤器30和32的定向。与上述传统的鼻过滤器相比，过滤装置16提供了多个优点。这些优点之一根 源于过滤器30和32的凹陷一凸出的形状。每个过滤器沿近端(出鼻腔)方向具有凹 陷的内表面，而沿远端(入鼻腔)方向具有凸出的外表面。与包括盘形过滤器的传统 结构相比，其中，盘形过滤器的表面面积与开口26和28面积相当，或与仅沿诸如 26和28开口暴露的较大体积的过滤器相当，而过滤器30和32具有远大得多的表 面面积供过滤。当考虑到如盘形的过滤器时，如果与具有相同半径但形状如半球壳的过滤器相 比，则就可理解该种差别的大小。盘形的表面面积是7Lr。半球壳的表面面积是 27Cr。在此实例中，凹陷度使可供过滤的表面面积翻倍。在过滤器30和32的情形 中，该优点被放大，因为每个过滤器的轮缘到顶端的距离比轮缘的半径要大得多。另一优点的特征在于，过滤器30和32结构上是自支承的并独立。它们不被不 渗透空气的圆柱或圆筒包围。因此，吸入的空气容易地通过全部过滤器，不是只在 顶端或顶端附近而已。简而言之，由于没有不渗透空气的结构接触和包围过滤器，凹陷一凸出形状导 致可供过滤的表面面积有相当的增加。甚至稍微的凹陷度都可提高可供过滤表面面 积50%。更加较佳地，与鼻腔入口处的平面过滤器相比，可供表面面积至少可以 翻倍。另一显著的优点在于，每一过滤器与形成鼻腔的鼻壁保持间隔开的关系。尤其 是，例如，过滤器30与中隔36和鼻壁42间隔开，所述鼻壁与中隔合作而包围过 滤器。同样地，过滤器32与中隔36和鼻壁44间隔开。该种间隔有利于吸入空气沿每个过滤器和其周围的鼻组织之间的空间流动。也许更重要的是，该种间隔对于 鼻壁暖和和湿润吸入空气的能力有有利的影响。鼻毛和鼻甲骨被暴露，而不是被过滤器垫在下面，或被包围过滤器的不渗透空气的圆柱体垫在下面。因此，与现有技 术的过滤器相比，过滤装置16更有效地保留鼻腔暖和空气和湿润空气的能力。图4示出另一替代的过滤装置46，其包括装在一体支承结构52内的一对椭圆 体和波浪形的过滤器48和50。支承结构与嵌板18相当之处在于，它包括底部54 和56，以及连接到底部以保持理想间距和角度关系的桥架58。桥架58呈U形以 允许过滤器进一步远端地插入其对应的鼻腔内。因此，就轮缘和顶端之间的轴向距离来说，过滤器48和50比过滤器30和32短。此外，敞开的框架60朝向远端从 底部54延伸，而敞开的框架62朝向远端从底部56延伸。框架60由拱形相交的框 架构件64和66组成，而框架62同样地由一对相交的拱形框架构件68和70组成。 每个过滤器装在其对应的底部和框架内。框架60和62相当刚性，而底部54和56 的周界区域较为柔软，以抵靠内部鼻孔或靠近内部鼻孔形成较好的密封。由于周围 敞开的框架，过滤器48和50结构上是不需自支承的。如图6清楚地所示，桥架58保持住底部54和56以及还保持过滤器48和50， 使其相对于彼此保持较佳的角度偏移。多个波形72形成在每个过滤器内，起始于轮缘处，并朝向顶端向上延伸。波形加强了每个过滤器的刚度。此外，与同样尺寸 而没有波形的过滤器相比，有波形的过滤器提高了可供过滤的表面面积。如图7和8所示，通过框架构件64和66和台肩54b与周围鼻壁的接触，过滤 器48摩擦地保持在其相应的鼻腔内。在此不同于图3所示的结构中，周界区域54a 定位抵靠在前鼻孔上，因此，保持在鼻腔外面。框架构件互相合作而使其相关的过 滤器与周围的鼻壁保持间隔开的关系，在过滤器和鼻壁之间形成多个空气流动通 道，其如由框架构件64和66形成的通道74所示。过滤器50和底部56类似地支 承。通道便于吸入空气通过每个过滤器48和50朝向鼻壁流动，然后，沿着鼻壁流 动最终通过过滤器。如上所述，该种间距便于暖和和湿润吸入的空气。如果需要的话，底部54和56可形成有对应的周界区域54a和56b，其尺寸便 于插入到鼻腔入口，以图3所示的方式支承其相应的过滤器和底部。在此方法中， 敞开的框架60和62对于摩擦地保持底部和过滤器没有贡献，但相反，趋于保持与 内鼻壁和中隔间隔开。该种结构要求底部的近端区域有更精确的尺寸。其主要的优 点在于，具有可弯曲而顺从的周界区域的底部可在很大范围的鼻腔尺寸和形状下形 成满意的密封和摩擦保持力。图9是另一替代实施例的鼻过滤装置76的分解零件图。装置76包括过滤器支 承结构78，其具有间隔开的底部80和82，底部80和82分别带有相对平和大致环 形的周界部分84和86、以及对应抬起和大致环形的台肩88和90。底部通过弧形 的桥架92连接。显示在底部80上方的敞开框架保持件94可拆卸地压配在底部上，以固定住椭 圆体的波形过滤介质96。敞开的框架保持件98可类似地连接到底部82，以容纳椭 圆体的波形的过滤介质100。每个保持件包括大致环形的底部102，其尺寸和形状 适于与其相应底部的台肩压配地连接。每个保持件还包括几个框架构件104，它们短于框架构件64_70并延伸到保持件的敞开顶部106，而不是如装置46那样延伸 到顶端或框架构件的连接处。框架构件104类似于装置46中的框架构件接触鼻壁 而提供装置的摩擦安装，并保持其相关的过滤器与鼻壁处于间隔开的关系，以促进 空气在每个保持件和包围保持件的鼻壁之间流动。图12至14示出另一替代实施例的过滤装置108。支承结构设置成平而薄且柔 性的嵌板110的形式，其包括由桥架部分116连接起来的底部112和114。嵌板还 包括远离底部112延伸的短片118以及沿相反方向远离底部U4延伸的短片120。 粘结剂垫层施加到每个短片上，如附图标记122和124所示。该装置还包括一对过 滤器容器126和128，每个区域形状带有相当宽的大致环形底部轮缘部分130以及 位于顶端处的大的开口 132。椭圆体过滤器134和136显示为在容器下方。过滤器134和136压配入容器126和128内，容器又插入通过嵌板110内的对 应开口 138和140，直到每个容器的底部轮缘部分130毗邻底部112和114之一为 止。该结果显示在图13中。该图中的虚线显示出柔性嵌板如何可折叠而引导短片 118和120向上。当过滤器和容器插入到鼻腔内时，这沿着鼻壁的侧部定位短片。 粘结剂垫用来可移去地固定短片抵靠侧向鼻壁，以保持嵌板110抵靠前鼻孔并保持 过滤器134和136处于工作位置中。在该实施例的替代形式中，用自支承过滤器来 代替过滤器/容器对。图15示出呼吸空气过滤装置142，其设计用来盖住嘴部。该装置包括凹陷一 凸出的底部114，其有凹陷的表面，该表面设计成方便与使用者的脸紧密地最好密 封地配合，并与使用者的嘴保持包围的关系。过滤介质146安装在底部，通过沿其 周界的粘结剂固定到底部(如果需要的话)。弹性带148的端部固定在底部144的相 对侧上。过滤介质146呈波形且凹陷一凸出形，并使外侧或近侧为凸出形。如图16所示，过滤装置142结合上述其中一个鼻过滤装置组合地佩戴起来， 以提供空气过滤系统150，代替盖住嘴和鼻的传统的面罩过滤装置。与单一的面罩 相比，部分地由于与底部144接触的面的外形较短和较一致，所以该系统150不易 于泄漏。还有，因为带148与嘴对齐，而不是与嘴和鼻对齐，所以，它趋于呈现围 绕颈部的较低的位置，并不易下滑。系统150包围靠近嘴的空气量，但该空气量比 靠近由传统面罩捂住的嘴和鼻的空气量小得多。因此，可供积累呼出的二氧化碳的 体积减小。通过使用者仅通过鼻子吸入空气，系统150适于实质上消除所有的二氧 化碳的积累。除了较佳的配合之外，系统150不易发生周界泄漏。图17示出呈两级的鼻空气过滤装置151形式的另一替代实施例的过滤器。该装置包括柔性嵌板152，其包括底部154、相对的底部156以及以上述实施例中桥 架相同的方式连接诸底部的桥架。两个大致椭圆形的开口形成通过嵌板，包括一个 通过底部154的开口 160和一个通过底部156的开口 162。以上述实施例相同的方 式，底部154支承椭圆体的过滤介质164，而底部156支承椭圆体的过滤介质166。 此外，每个底部154和156支承椭圆体的初级筛网过滤器开口 160中的筛网过滤 介质168以及开口 162中的筛网过滤介质170。装置151提供两个过滤级，因为吸入空气通过其中一个过滤介质168和170， 然后通过其中一个过滤介质164和166。在一较佳的型式中，介质168和170是相 对粗糙的活性碳过滤器，而过滤介质164和166是由聚合物纤维形成的细(微孔)过 滤器。过滤器168和170筛出较大的颗粒，并从进入空气中去除气味。这防止较大 直径颗粒冲击和积聚在椭圆体过滤器上，可延长其使用寿命。图18-20示出鼻空气过滤装置172，其包括过滤介质支承结构174，最好是由 柔性、生物相容的聚合物形成的一体的构件，所述聚合物具有相对低的硬度。 一种 合适的材料是热塑性弹性体，其可从美国俄亥俄州阿克伦市的先进合成橡胶系统公 司(Advanced Elastomer Systems, Lp of Akron, Ohio)以商标名"Santoprene"购得。 另一合适的材料可以商标名"Dyna-FlexG2701—1000"购得。支承装置包括一对 管状体或套筒176和178。每个套筒围绕一纵向轴线布置，如图19清晰地所示， 其在横向平面内具有大致椭圆形的外形。每个套筒具有前端180和后端182。套筒 用其前端插入鼻腔内，从进一步设置在鼻腔内的意义上说，在使用中，所述前端即 是远端。轮缘184围绕套筒176靠近后端182圆周地延伸。该轮缘呈倾斜，当它径向向 外地延伸时，它也沿后端方向延伸，即，向下方向，如图18和20所示。轮缘184 基本上沿纵向方向具有大致均匀的厚度。作为一种替代的型式，轮缘184可以呈锥 形，使厚度沿径向向外方向逐渐地减小。套筒178被轮缘186包围，轮缘186在尺寸、形状、斜度和相对于其相关套筒 后端的位置等方面基本上与轮缘184相同。套筒176和178通过桥架196彼此连接。正如上述的实施例那样，桥架确定套 筒的角度关系并相遇于中隔以限制套筒插入鼻腔内。环形的内突脊188从套筒176径向向内地突出，而类似的突脊从套筒178径向 向内地突出。突脊分别支承过滤介质192和194。如上述实施例中的椭圆形而不是 椭圆体的意义上说，介质192和194呈平面形。如果需要的话，可使用椭圆体或截头锥的过滤介质来提高可供过滤的面积。介质192和194可用各种材料形成，并可用很大范围的孔隙率来形成，视被过 滤污染物的性质而定。根据被介质192和194过滤的颗粒情况，例如，花粉、灰尘、 细菌或病毒(将在下面详细描述)，可相应地选择孔隙率。在一实施例中，介质有效 地阻止直径大于IO微米的颗粒通过，在另一实施例中，介质有效地阻止直径大于 5微米的颗粒通过。在还有另一实施例中，介质有效地阻止直径大于3微米的颗粒 通过，在还有又一实施例中，介质有效地阻止直径大于l微米的颗粒通过。为了过 滤病毒或其它小颗粒(将在下面详细描述)，可选择合适的介质来阻止小至0.675微 米、0.375微米、0.328微米、0.2微米，或甚至小至0.1微米的颗粒通过。选择介 质材料来达到上述任意水平的过滤可依据装置的具体应用而定。根据本发明的空气 过滤装置，用于介质的合适材料可包括诸如棉花那样的天然织物、诸如尼龙、聚乙 烯、聚丙烯之类的聚合物材料、诸如PVC和聚亚安酯之类的低过敏材料、无纺材 料、粘结剂，以及静电荷或静电材料。对于轮缘和突脊来说，应该认识到，术语"圆周的"和"环形的"在一般意义 上用来描述其连续的或循环的特性，假定其横向外形是椭圆形而不是圆形。在使用中，每个套筒176和178插入其中一个鼻腔内。每个轮缘设置在其相关 的鼻腔内，并压靠在鼻壁和中隔周围的组织上，以将其对应的套筒支承和保持在鼻 腔内。每个轮缘还可弹性地变形以沿着其与组织相接触的大致环形区域符合于周围 的组织，以便形成密封，该密封确保进入鼻腔的空气通过相关的过滤介质。在这方 面，轮缘184和186的功能类似于底部20和22的周界区域20a和22a。轮缘184 和186还趋于保持其相应套筒与周围鼻组织隔开，就像底部20和22保持其相应过 滤器那样。本发明过滤装置还可起作鼻腔扩张器的功能。除了轮缘弹性地符合于鼻壁周围 的组织之外，还应该认识到，轮缘也可提供鼻呼吸腔所要求的膨胀。具体来说，由 于套筒176 / 178和轮缘184 / 186具有基本上符合于鼻腔的大致椭圆形外形，所以，插入的套筒和轮缘将会膨胀鼻腔，由此，提供大的和改善的鼻呼吸。在一实施例中， 轮缘和套筒布置成使膨胀主要发生在鼻通道的底部，这可避免刺激鼻腔的其它更敏感和易刺激的区域。通过允许空气流过鼻腔同时过滤掉刺激物，该结构还给遭受肿 胀的鼻膜提供立即的缓解。膨胀鼻呼吸腔的好处可通过带有或不带有过滤器的轮缘 得以实现。在使用中，带有过滤器的鼻装置可对诸如普通感冒之类的各种微恙提供 显著的缓解。普通感冒患者趋于具有鼻组织的感染，这种感染更容易受到各种刺激物的连续攻击，这可延长感冒症状的时间。通过同时地扩张鼻腔和保护感染的组织， 插入鼻装置可医治/缓解普通感冒症状。套筒176和178和桥架196可各由透明材料形成，在佩戴时透明材料将空气过 滤装置172的可见度减到最小。装置的其它部件也可用透明材料形成以实现同样的 目的，例如，轮缘184和186。或者，诸如套筒、轮缘和/或桥架之类的装置的各 种部件可用响应于环境条件改变颜色的材料形成。例如，当已知的材料暴露于足够 的紫外光、或其它波长的光线下时，或当暴露于足够的湿度下时，已知材料会改变 其颜色。用这样的材料生产过滤装置的可见部件可致使其外观改变，例如，初始使 用之后改变到不吸引人的颜色，由此，鼓励佩带者去更换过滤装置。此外，每个轮缘的斜度和位置提供了若干个优点。首先，从图20中可见，当 套筒176用前端180插入鼻腔内时，由于轮缘与周围鼻组织的接触带来的任何摩擦 拖曳会趋于使轮缘184朝向套筒后端182弯曲。另一方面，在从鼻腔中移去套筒过 程中，该摩擦拖曳力也趋于使轮缘朝向前端180弯曲。由于轮缘的斜度和连续性(圆周向的特征)，轮缘184相当容易径向向内地和朝 向后端182弯曲，但由于靠近轮缘外边缘需要有弹性膨胀来适应弯曲，所以，不易 发生倾斜来径向向外地和朝向前端180弯曲。因此，轮缘184构造成对套筒插入提 供稍许的阻力，而对套筒的移去提供相当大的阻力。其结果，套筒176和178可容 易地和方便地插入鼻腔中使用，并还有效地固定住，防止意外地或不留心地移去轮 缘184和186。其它与周界区域20a和22a的差别在于，轮缘184和186从其相应套筒的后端 远端地凹入。因此，轮缘进一步定位到鼻腔内，以在使用期间提供更好的支承，同 时，套筒后端保持更加靠近使用者。这便于进行一种程序，其中，佩戴过滤装置的 使用者将手指放在套筒的后端上，并施加轻的压力，进行呼气或吸气，这样就可容 易地试验该装置的配合和密封性。如果在此试验中轮缘184 / 186和使用者鼻组织 之间没有空气漏出，则气密的密封是存在的。相反，如果在此试验中使用者检测出 轮缘184 / 186和使用者鼻组织之间有空气漏出，则没有形成有效的密封。当气密 密封不存在时，使用者可采取纠正措施或换一个不同规格的装置。在试验过程中形 成了气密密封的情形中，使用者可假定形成在过滤装置和使用者鼻通道之间的密封 将在装置的正常使用期间可保持不破坏。如此的保证不仅提供了佩戴过滤器装置的 使用者的信心，而且可减少装置制造商、供应商或其它与提供装置有关的人员顾客 因装置性能不好提出申诉可能带来的麻烦。图21-24示出另一鼻空气过滤器或装置200的替代实施例，该装置包括一对支 承构件202和204，其含有过滤介质203和205并通过桥架206连接。支承构件202 包括类似于套筒176的管子或套筒208、围绕套筒圆周地设置并从套筒径向向外地 延伸的轮缘210，以及类似于轮缘210并与轮缘210纵向地间隔开的轮缘212。轮 缘210和212最好朝向后端214倾斜，但不一定需要如此倾斜。支承构件204包括套筒216和纵向地间隔开的轮缘218和220，它们结构和构 造如轮缘210和212。一般来说，每个轮缘210、 212、 218和210执行与上述实施例中轮缘184和 186相同的功能。每一套筒上的一对轮缘的系列布置代替了单一的轮缘，系列布置 提供了改进的密封和更好地将每个套筒固定在其对应的鼻腔内。桥架206类似于上述实施例的桥架196并执行相同的功能。此外，沿着桥架 206形成一系列肋222以提供改进的握持表面，其对于佩戴手套或手脏的使用者特 别地有用。包括套筒208和216和桥架206在内的支承构件202和204可各由透明 材料形成，在佩戴时透明材料将空气过滤装置200的可见度减到最小。装置的其它 部件也可用透明材料形成以实现同样的目的，例如，轮缘210、 212、 218和220。图25和26示出用来过滤进入鼻子和嘴的空气的系统224。该系统224包括框 架226，其形状适于与使用者的脸形成紧密、最好是密封的表面配合，并与嘴形成 包围的关系。过滤介质228为了提高过滤表面的面积可进行打裥，其可移去地固定 到框架226以便可处置过滤器和重新使用框架。弹性带230(图中部分地示出)用来 固定框架226抵靠在脸上。连接构件232 —体地连接到框架226，其包括分别连接到套筒238和240的较 窄部分234和236。连接构件连同相对于框架226的支承一起确定了它们彼此的定 向和位置。一对纵向间隔开的轮缘242和244围绕套筒238圆周地设置。同样地， 一对轮 缘246和248围绕套筒240设置。当套筒设置在鼻腔内时，这些轮缘形成抵靠周围 鼻组织的密封。轮缘还趋于将套筒支承在鼻腔内，但套筒的支承主要由框架226 通过连接构件232提供。凹陷一 凸出的过滤介质250支承在套筒238内。类似的过滤介质252支承在套 筒240内。与过滤介质228相同，过滤介质250和252打褶以增加可供过滤的表面 面积。还如过滤介质228 —样，凹陷一凸出的过滤介质250和252可以随意处置。系统224过滤通过鼻子和嘴吸入的空气，因此，其功能与包围鼻子和嘴的带有18单一周界的传统面罩的功能相仿。系统224的主要优点在于其紧密靠近脸安装。与 传统的面罩相比，系统224对于累积二氧化碳方面在脸附近提供了大大减小的体 积。此外，系统224形成与脸的紧密配合，并由于轮缘的密封作用而提供了更加有 效的密封，并与传统面罩的周界相比，大大地减小了框架226的周界，还减小了具 有更加一致轮廓的框架226与脸接触的部分。如果需要的话， 一轮缘或成对的轮缘 可沿着框架226的周界形成，以与脸部形成表面的配合，就像包围套筒的轮缘那样 形成密封。图27示出类似于系统224的另一替代实施例的过滤系统254，其提供适于包 围嘴的框架256，由框架支承的打褶的过滤介质258，可插入鼻腔内的分别支承过 滤介质264和268的套筒260和262，以及相对于框架和相对于彼此支承套筒的连 接构件268。弹性带270保持框架256抵靠住脸。虚线表示系统254使用时相对于 脸和鼻子的位置。与系统224不同，框架256的上部272模制而成以提供从框架一端274到其中 心走向的流体导管。在端部274处，导管通向框架的外部以连接管线276，其另一 端连接到氧气供应源(未示出)。连接构件268经修改以提供流体导管278和280， 其与框架导管流体连通，在靠近套筒260和262的端部处分别敞开。因此，在要求 的环境中，系统254可用来提供连续的氧气供应到鼻通道内，且当使用者通过鼻子 吸气而通过嘴呼气时，则特别地有效。另外几个特征可用来提高任何一个上述的装置和系统。过滤介质可浸渍起治疗 应用的成分，包括芳香治疗，或提供盖住的芳香。同样地，形成套筒和桥架的聚合 物可浸渍香味。过滤介质可通过施加细的聚合物网在结构上进行加强。因此，根据本发明，呼吸空气过滤装置可插入到鼻腔内，以便改进地、较长时 间地过滤吸入的空气。通过过滤介质凹陷一凸出的设计、通过在介质中形成打褶， 或通过使介质成波浪形，可提高可供过滤的面积。有选择地定位过滤器和过滤器支 承结构，使其与周围的鼻壁保持间隔开的关系，从而导致更有效地暖和和湿润过滤 的空气，由此可提高过滤特性。有选择地倾斜轮缘或轮缘对，可提供方便地插入， 同时防止意外地或不留心地从鼻腔中移出过滤介质。鼻过滤装置还结合覆盖嘴的辅 助过滤器可有效地提供适用的系统以代替传统的面罩，并提高防止周界泄漏和呼出 二氧化碳积累的能力。在某种使用中，可实施本发明来解决各种个人的和健康的问题。本发明向过敏 症患者和寻求个人健康保护的个人提供有效的手段来减轻污染、灰尘、刺激物引起和空气携带的疾病。例如，过敏性鼻炎常被称作为花粉热，它是免疫系统对吸入空 气中颗粒的过度反应。这种过度反应造成炎症和主要影响鼻子但也影响眼睛、耳朵、 喉和嘴的病症。最近的研究表明，佩戴有效的鼻过滤器的人已经明显减小了症状。 参见"自然暴露于豚草和浓密花粉过程中用鼻过滤器来减小鼻炎症状"， 一文，Allergy， 2005: 60， pp529—532。该过滤器显示出减小流鼻水、鼻痒、抽鼻子、 频繁打喷嚏、喉部痒、眼睛痒和淌泪水等的症状。在使用中，本发明的空气过滤装置可被个人佩戴以减少或消除日常吸入物的影 响，诸如灰尘、花粉、污染物、螨虫，以及细菌、病毒和其它病原体等。例如，希 望减少吸入烟雾和其它污染物影响的个人可佩戴本发明的空气过滤装置。经常行走 在城市环境中的人们日益增强对环境污染的关心，该问题也可通过佩戴本发明的空 气过滤装置得以解决。免疫系统减弱、哮喘或对花粉和其它刺激物过敏性反应的人 可使用本发明的空气过滤器来减轻因刺激物引起的反应。同样地，使用本发明的空 气过滤装置还可防止或减小暴露于霉菌和诸如流感和SARS之类传染病爆发的风 险。为了其他人和健康相关的目的，进行普通和日常活动的个人也可采用本发明的 装置。例如，进行各种家务活的人为了减少或防止暴露于不理想的物质可以佩戴本 发明的装置。本发明的空气过滤装置可被浴室工作人员、厨房清洁工、窗户清洁工、 家具清洁工以及污水清洁工佩戴，以减小或防止吸入这样家庭清洁产品中发现的化 学物质。也可戴着过滤装置同时进行任何其它家务清洁、除尘、抛光、真空吸尘和 清洗窗户。同样地，当更换炉子过滤器、清洁壁炉、清洁木柴炉或烤炉、更换猫垫、 挥掸毯子，或进行压縮空气打扫时，可使用的本发明的空气过滤装置。本发明的空 气过滤装置也可被场院内工作的人员佩戴，诸如耙扫落叶、劈柴、种花锄草、搬运 各种泥土、肥料、堆肥、草坪割草、人行道和车道清扫、落叶、草和其它院落修剪 碎物的装袋等，以减少或消除吸入这些活动产生的灰尘。其它家务活也可形成灰尘 和有害颗粒，佩戴本发明的空气过滤装置可过滤掉这样的颗粒，包括汽车间清洁、 焚烧落叶和垃圾，以及屋子、篱笆和建筑物的着色。可佩戴本发明的空气过滤装置来解决各种业余爱好和其它通常活动中存在的吸入颗粒的问题。如此的业余爱好可包括鱼和野味的清洗和处理、动物标本剥制、用面粉和其它粉末材料烹饪、骑摩托车、徒步旅行、野营、骑自行车，尤其在有花 粉飞扬的区域、清理篝火和其它野营活动场地、用钻具和锯子加工木材和金属、打磨木材、金属和岩石块、打扫卡车、汽车、游艇、ATV以及其它交通工具。在其它使用中，可采用本发明来过滤诸如医院和健康诊所之类医务环境中的不 理想吸入物，既可针对医务人员也可对病人。使用本发明的空气过滤装置过滤掉细菌、病毒和其它危险颗粒，包括诸如SARS和炭疽热之类威胁生命的毒素。在使用中，医生、医院和诊所医务人员、实验室工作人员、其它医务工作者、病人以及来 访者也可佩戴本发明的空气过滤装置来过滤掉可能含有病菌、病毒、微生物、细菌等的医学环境中的空气。本发明的空气过滤装置也可用来解决诸如流感、SARS或 禽流感(包括H5N1系)之类传染病的爆发。在还有的其它应用中，本发明可用来过滤建筑和工业环境中不理想的吸入物。 职业环境常常使个人面对吸入危险的产物。本发明的空气过滤装置可被工厂或建筑 业个人佩戴，他们可能暴露于溶剂、化学物品、致癌物质或毒素，或者，他们以其 它方式巻入各种作业，诸如混凝土生产、筑路、电线安装和修理、绝热材料处理、 管道作业、搭架子、通风、墙抹灰泥或更新、粉刷铲除和修理、切割石材、砖块或 岩石、混和胶泥或干水泥、切割和安装瓷砖、其它砂石磨和打磨、切割和粘结塑料 管PVC或ABS、钻削或打磨汽车气缸、印刷或碾磨作业，或安装或搬运玻璃纤维、 纤维素和各种泡沬保温材料。其它的职业也可从本发明的空气过滤装置使用中获益，诸如生物学家、化学家、 牙科医生和牙科技术人员、消防人员、指甲修饰师，或实施诸如染发和烫发服务的 理发厅人员、实施刹车工作等的机修工和车身技工、与诸如树木修枝和移树桩之类 工作相关的庭园园艺师和花匠、挡土墙的建造、推土整地、搬运石材、木材、灰泥 木条、房屋清洁工、看门人、女佣、生活污水疏通工人、废物回收工人、或其它处 理垃圾的人员、漆匠、干洗工、柴油卡车驾驶员、铺路工、油和气精炼工人、加气 站工人、洗衣店工人、排污管道工、日托服务人员、仓库工、拆除摧毁作业工、农 民、农业学家、收割工、地窖或储藏工、家畜贩子和畜厩打扫工，以及矿工。空气 过滤装置可用来对涉及其它农场有关工作的佩带者提供过滤功能，诸如干草和稻草 的刈割、耙筛、捆扎和搬运、马匹的清洁、喂马和管理、清除马粪，以及收割麦子、 黄豆、玉米甜菜根、蔬菜果实、药草或其它作物。可使用本发明过滤装置的其它职 业包括邮件处理间和其它邮政包裹传递的工人、法律实施和犯罪现场工作人员、海 关和入境工作人员、社会工作者、动物词养员、兽医和太平间工作人员。在还有其它的应用中，本发明可用来过滤空运业中的不理想的吸入物，既针对 航空雇员也对航空乘客。在使用中，本发明的空气过滤装置可被航空业雇员和乘客 佩戴以过滤掉病毒、细菌、威胁生命的颗粒和其它不理想的吸入物，诸如SARS和炭疽热。本发明的空气过滤装置还可用于涉及政府和军事用途的各种环境，或用来解决威胁国家安全的事务。在使用中，本发明装置可被军事或政府人员佩戴，以过滤掉邮寄带来或无意释放的化学或生物材料。本发明装置还可被公民佩戴以保护防御恐怖分子攻击或其它安全性的风险。在还有其它的应用中，本发明的空气过滤装置可用于以香味治疗为目的的沙龙或矿泉疗养地环境中。沙龙或矿泉疗养地顾客所佩戴的本发明的空气过滤装置可包 括特定的过滤介质，其用起治疗用途的理想的成分进行浸渍。沙龙或矿泉疗养地的 雇员也可使用本发明的空气过滤装置来过滤掉他们工作环境中的其它吸入物。
权利要求
1.一种鼻空气过滤装置，包括第一管状本体，所述第一管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的第一通道，所述第一管状本体还包括第一轮缘，所述第一轮缘圆周地围绕所述第一管状本体设置并从所述第一管状本体径向向外延伸；第二管状本体，所述第二管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的第二通道，所述第二管状本体还包括第二轮缘，所述第二轮缘圆周地围绕所述第一管状本体设置并从所述第一管状本体径向向外延伸；第一过滤介质和第二过滤介质，所述第一过滤介质和所述第二过滤介质分别设置在所述第一管状本体和所述第二管状本体内；以及连接构件，所述连接构件连接到所述第一管状本体和所述第二管状本体。
2. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述连接构件包括 透明的材料。
3. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一和第二管 状本体包括透明材料。
4. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止尺寸大于0.1微米的颗粒通过所述第一通道和 所述第二通道。
5. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止细菌、病毒和其它病原通过所述第一通道和所 述第二通道。
6. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止过敏原和灰尘通过所述第一通道和所述第二通道o
7. 如权利要求6所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止花粉通过所述第一通道和所述第二通道。
8. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止污染物通过所述第一通道和所述第二通道。
9. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止毒素通过所述第一通道和所述第二通道。
10. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤 介质和所述第二过滤介质有效地防止能够造成疾病的空气承载颗粒通过所述 第一通道和所述第二通道。
11. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤 介质和所述第二过滤介质有效地防止致癌物质通过所述第一通道和所述第二 通道。
12. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一和第 二过滤介质在横向平面内具有大致椭圆形的外形。
13. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，分别由所述第 一第二管状本体形成的所述第一和第二通道具有大致椭圆形的外形。
14. 一种鼻空气过滤装置，包括管状本体，所述管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的通道，所述 管状本体还包括轮缘，所述轮缘圆周地围绕所述管状本体设置并从所述管状本体径向向外延伸；以及设置在所述管状本体内的过滤介质。
15. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本体包括透明材料。
16. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止尺寸大于0.1微米的颗粒通过所述通道。
17. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止细菌、病毒和其它病原通过所述通道。
18. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止过敏原和灰尘通过所述通道。
19. 如权利要求18所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止花粉通过所述通道。
20. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止污染物通过所述通道。
21. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止毒素通过所述通道。
22. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止能够造成疾病的空气承载颗粒通过所述通道。
23. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止致癌物质通过所述通道。
24. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质具有大致椭圆形的外形。
25. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，由所述管状 本体形成的所述通道具有大致椭圆形的外形。
26. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本 体可用前端插入相关的鼻腔内，使所述轮缘适于与所述鼻腔形成表面配合，并 使所述轮缘可弹性地变形并趋于在所述表面配合的区域上与所述鼻腔相一致， 以沿着所述区域基本上形成密封并将所述管状本体支承在所述鼻腔内。
27. 如权利要求26所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，通过覆盖所 述管状本体的所述后端并确认所述轮缘与所述鼻腔有足够的一致性以阻碍气流通过其间，由此能够验证密封性。
28. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本 体可插入到相关的鼻腔内，使所述轮缘适于与所述鼻腔形成表面配合，其中， 所述管状本体具有足够的尺寸并由具有足够刚性的材料形成，使所述管状本体 插入到所述鼻腔内实现所述鼻腔的膨胀。
29. 如权利要求28所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述膨胀主 要发生在所述鼻腔的底部。
全文摘要
鼻空气过滤装置包括一对平面的或凹陷-凸出的过滤器，支承结构包括一对大致环形的底部或支承过滤器的套筒，以及连接底部或套筒以将它们保持成要求的间隔开关系而确定理想的角度关系的桥架。支承结构可插入鼻腔内以将过滤器定位在对应的鼻腔内。柔性的轮缘保持支承结构和过滤器与周围的鼻壁处于间隔开的关系。轮缘与周围的鼻组织一致而形成密封。轮缘可有选择地倾斜以便于插入和阻止意外的移去。在某些实施例中，该装置与盖住嘴的过滤器组合以提供空气过滤系统。
文档编号A62B23/00GK101330946SQ200680044179
公开日2008年12月24日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月29日
发明者D·M·吉尔弗曼, D·M·多乐泽尔, J·D·维尔德 申请人:多乐泽尔创新有限公司
技术领域：
本发明涉及吸入空气时用来过滤环境空气的装置和系统，具体来说，涉及使用 插入鼻腔内的过滤介质和过滤部件的过滤装置和系统。
背景技术：
为了减少吸入诸如灰尘和花粉之类的颗粒和污染物量，人们日益需要能有效地 过滤呼吸的空气。在城市和其它人口密集地区，人们越来越需要过滤工业和车辆排 放产生的污染物。某些特殊的环境在环境空气中带有较大的污染风险，例如，有颗 粒物质的建筑工地和矿山，以及有病毒和细菌媒介物的医院。这些问题引发出研制各种面罩，通常设计为罩住使用者的鼻子和嘴。由于面罩 和脸之间有沿周界的泄漏，这些面罩通常效率低下。因佩带不舒服或面罩外观又不 令人满意，所以，那些希望通过戴面罩获益的个人往往会拒绝佩带面罩。此外，尤 其是当面罩包括细目(微孔)过滤器并形成与脸紧密密封时，面罩趋于贮留呼出的 二氧化碳。面罩戴的时间越长，集结二氧化碳的倾向就越大。使用者由于吸入的二 氧化碳量不断增加会感到头疼、昏昏沉沉和恶心，这种情况拖长会导致更严重的结 果。为了解决这些问题，人们已经提出各种插入鼻腔内的过滤装置。例如，美国专利No.216,694 (Chen)显示了一种过滤器，其带有一对用带子部分连接的插头单 元，每个插头单元接纳一过滤器。类似地，美国专利No.2，433,565 (Korman)描述 了一种过滤器，其中，鼻孔插入件用一桥架构件连接。每个插入件包含过滤器和多 孔的锥形体，该锥形体可用来提供药物。在这些装置中，圆柱形或圆锥形支承结构 包围过滤介质，并压配抵靠鼻孔壁和中隔内表面，摩擦地保持住过滤器。该支承件 可补充以粘结剂。在任一情况下，不渗透气流的支撑结构压靠在鼻孔壁上并趋于与 鼻甲骨和鼻毛匹配，由此，减小鼻孔捕获颗粒的能力，并暖和和湿润吸入的空气。 过滤装置可满意地执行颗粒捕获功能，但不能很好地适于暖和和湿润吸入的空气。 在另一替代的方法中，美国专利No.5,392,773 (Bertrand)揭示了一种安装在鼻腔外面的过滤器，其用粘结剂固定在鼻壁上。该过滤器的外貌，以及需要使用粘 结剂对于该方法来说是缺点。此外，不管上述的鼻过滤器安装在鼻子外面还是插入鼻腔内，它们通常都不方 便使用、佩带也不舒服，且不能提供与鼻或脸组织可靠的密封配合以确保进入的空 气能通过过滤介质。最后，鼻过滤器不能提供防止故意或不留心通过嘴吸入的保护。因此，本发明的目的是提供带有过滤介质的呼吸空气过滤装置，其支承结构可 插入到鼻腔内，并适于形成抵靠周围鼻组织的有效密封并可靠地保持住过滤介质防 止不留心地移去，而不会不合适地降低使用者的舒适度。本发明的另一目的是提供一种过滤装置，其适于将过滤介质和其支承结构保持 在鼻腔内，并与鼻壁保持间隔开的关系，以提供有效的过滤同时减小颗粒贮留的干 扰，提供鼻内壁的空气暖和和空气湿润的功能。本发明的还有另一 目的是提供一种过滤系统，其有效地过滤进入鼻子和嘴的空 气，同时；与盖住鼻子和嘴的面罩相比，大大地减少了贮留呼出的二氧化碳量。本发明的还有另一目的是提供鼻过滤器和呼吸空气的过滤系统，其方便于使 用，还提供更好地抵靠鼻和脸组织的密封以达到更有效的过滤。发明内容为了实现上述和其它的目的，现提供一种呼吸空气过滤装置。该装置包括凹陷 -凸出的第一过滤介质，其在敞开的近端处具有第一边缘，近端形成由第一边缘包 围的第一开口。凹陷-凸出的第二过滤介质在敞开的近端处具有第二边缘，近端形 成由第二边缘包围的第二开口。该过滤装置具有支承结构，支承结构包括第一底部 构件和第二底部构件，第一底部构件与第一边缘一体地连接以支承第一过滤介质， 而第二底部构件与第二边缘一体地连接以支承第二过滤介质。连接构件一体地连接 到第一底部构件和第二底部构件，并延伸在两个底部构件之间。支承结构的底部构 件定位在鼻腔的入口处，使连接构件跨接中隔。这使每个第一和第二过滤介质置于 工作位置中，其中，过滤介质远端突出到其中相关的一个鼻腔内。因此，进入每个 鼻腔的空气通过第一和第二开口中的相关的一个开口 ，并进一步通过第一和第二过 滤介质中的相关的一个介质。较佳地，每个处于其工作位置的过滤介质与中隔间隔开，并与形成相关鼻腔的 鼻壁间隔开。使用基本上自支承的过滤介质，或将敞开的框架布置在更加柔韧的过 滤介质和鼻壁之间，就可达到上述结果。在任一情形中，该种结构提供提高的舒适度，并便于进入的空气沿鼻壁内表面流动，以在过滤装置就位时，有效地暖和和湿 润空气。过滤介质可具有椭圆形和椭圆体的形状，以更容易地符合于鼻孔和鼻腔。或者， 每个过滤介质可具有截头锥的形状，较佳地，修改为在横向平面内显示出椭圆形的 外形。与鼻腔入口处具有平面表面的过滤介质相比，锥体或椭圆体的过滤介质提供增 加的可供过滤的面积。如与同样半径的圆盘相比，当考虑到半球的表面面积时，可 以认识到该优点。半球表面面积可达两倍之大。可构造成椭圆体和椭圆形/圆锥形 过滤介质来提高该优点，以提供有效的表面面积大于通向鼻腔的入口面积的两倍。本发明可实施为两级装置，其中，第一筛网部件相对于第一底部构件安装，并 设置在第一过滤介质的近端，而第二筛网部件相对于第二底部构件类似地安装。筛 网部件可包括相对粗(较大孔)的活性碳过滤器，其用来除去气味和较大的颗粒。 这可防止较大颗粒到达下游的过滤介质，延长其使用寿命。在某些环境中，重要的是确保阻止通过嘴以及鼻子吸入污染物。为此目的，该 装置增加有第三底部构件，该构件定位成靠在脸上，保持围住嘴的关系以形成开口 ， 空气可通过该开口进入嘴，还有第三过滤介质，其相对于第三底部构件安装并设置 在开口上。如果要求的话，第三过滤介质可以是凹陷-凸出的并沿近端方向远离嘴 突出。柔性带或其它固定装置可用来将第三底部构件可释放地保持抵靠在使用者的 脸上。与盖住鼻子和嘴的面罩过滤器相比，单独的鼻和嘴过滤器的组合不会令人感到 麻烦，在过滤装置周界上不易于泄漏，并在面部附近具有较少的包围体积，因此， 不易于积累呼出的二氧化碳。如果使用者基本上只通过鼻子吸入，那么，需一起避 免因二氧化碳积累引起的问题。根据本发明的另一方面，提供一种鼻空气过滤装置。该装置包括第一过滤器和 第二过滤器，两者具有对应的第一和第二近端并适于插入到鼻腔内。该装置还包括 过滤器支承结构，该支承结构包括相对于第一近端连接并支承第一过滤器的第一底 部构件，相对于第二近端连接并支承第二过滤器的第二底部构件，以及一体地连接 到底部构件并在底部构件之间延伸的连接构件。过滤器支承结构的底部构件可定位 在鼻腔的入口处，使连接构件跨在中隔上，因此将每个过滤器置于工作位置中，其 中，过滤器远端地突出到相应的一个鼻腔中，并与形成相应鼻腔的鼻壁间隔开，因 此，形成容纳过滤器和鼻壁之间空气流动的通道。如果需要的话，每个过滤器可沿近端方向呈凹陷而沿远端方向呈凸出。过滤器 可以是自支承的，因此，通过其连接到对应的底部构件，可独立地与鼻壁间隔开。 或者，敞开的框架可连接到底部构件并设置在过滤器与鼻壁之间以保持要求的间 距。本发明的另一方面是一种鼻空气过滤器支承装置。该装置包括第一支承构件， 该支承构件包括第一管状本体，本体具有前端和后端，并形成通过其间的第一纵向 通道，并还包括第一轮缘，其圆周地围绕第一管状本体设置并从第一管状本体径向 向外地延伸。该装置包括第二支承构件，该支承构件包括第二管状本体，本体具有 前端和后端，并形成通过其间的第二纵向通道。第二支承构件还包括第二轮缘，其 圆周地围绕第二管状本体设置并从第二管状本体径向向外地延伸。连接构件一体地 连接到第一管状本体和第二管状本体。每个管状本体用其前端插入相关的一个鼻腔 内，使相关的轮缘适于与形成相关鼻腔的鼻壁和中隔形成表面的配合。相关的轮缘 还能弹性地变形，并在表面配合的区域上与周围的鼻壁和中隔趋于一致，以基本上 沿区域形成密封并将相关的管状本体支承在相关的鼻腔内。每个第一和第二轮缘还 沿径向向外的方向朝向其相关的管状本体倾斜。本发明另一方面是鼻空气处理装置。该装置包括第一支承构件，该支承构件包 括第一管状本体，本体具有前端和后端，并形成第一通道以容纳通过其间的纵向空 气流。第一支承构件还具有一对轮缘，轮缘包括围绕第一管状本体并从第一管状本 体径向向外地延伸的第一轮缘，以及围绕第一管状本体、与第一轮缘保持纵向间隔 开关系并远离第一管状本体径向地延伸的第二轮缘。该装置包括第二支承构件，该 支承构件包括第二管状本体，本体具有前端和后端，并形成第二通道以容纳通过其 间的纵向空气流。第二支承构件还具有一对轮缘，轮缘包括围绕第二管状本体并远 离第二管状本体径向地延伸的第三轮缘，以及围绕第二管状本体、与第三轮缘保持 纵向间隔开关系并远离第二管状本体径向地延伸的第四轮缘。连接构件一体地连接 到第一和第二管状本体。响应于相关的管状本体用其前端纵向地插入相关的鼻腔 内，每对轮缘适于与形成相关一个鼻腔的鼻壁和中隔形成表面配合。由此，轮缘将 相关的管状本体支承和保持在相关鼻腔内，并与鼻壁和中隔保持间隔开的关系。本发明另一方面是呼吸空气过滤系统。该系统包括第一管状本体，本体具有前 端和后端，并形成第一通道以容纳通过其间的纵向空气流。该系统包括第二管状本 体，本体具有前端和后端，并形成第二通道以容纳通过其间的纵向空气流。该系统还包括框架构件，该构件定位抵靠面部与嘴保持包围的关系，当框架如此定位时框架形成与嘴一致的气流开口。连接构件一体地连接到第一管状本体、第二管状本 体以及框架构件，并在框架构件如此定位时适于将第一和第二管状本体定位在鼻腔 内。因此，根据本发明，可插入到鼻腔内的过滤装置使用方便，对使用者的外貌具 有最小的影响，并提供更有效和较长时间的过滤。过滤装置改进的特性部分地起源 于以下的原因，即当过滤介质与鼻壁保持间隔开的关系时，保持了暖和和湿润空气 的能力。改进的特性还可来源于放大的可供过滤的表面面积，因为有凹陷-凸出的 形状，或截头锥的过滤介质，如果需要的话，还可通过形成具有折裥或波形的介质 来提高特性。最后，鼻过滤器可与覆盖嘴的过滤器组合，以提供过滤系统，与传统 的面罩相比，该系统不易发生周界泄漏和积累呼出的二氧化碳。
为了更好地认识上述和其它的特征和优点，现参照以下详细的描述和附图，诸 附图中图1是一前视图，示出根据本发明构造的鼻子空气过滤装置；图2是沿图1中线2-2截取的截面图；图3是该装置使用中的示意图；图4另一替代实施例的过滤装置的立体图；图5是图4所示装置的前视图；图6是显示图4装置的俯视平面图；图7和8是显示图4装置操作的示意图；图9是另一替代实施例的过滤装置的分解零件的立体图；图10是显示图9装置的前视图；图U是图9装置的俯视平面图；图12是另一替代实施例的过滤装置的分解零件的立体图；图13是图12装置的前视图；图14是图12装置的俯视平面图；图15是适于盖住嘴的空气过滤装置的立体图；图16是显示另一替代实施例过滤系统的使用的侧视图，该系统包括图15的装 置并组合了鼻过滤器；图17是另一替代实施例过滤装置的示意图；图18是另一替代实施例的鼻空气过滤装置的前视图；图19是图18所示装置的俯视平面图；图20是沿图18中线20-20截取的截面图；图21是另一替代实施例的鼻空气过滤装置的前视图；图22是图21所示装置的俯视平面图；图23是图21装置的侧视图；图24是沿图21中线24-24截取的截面图；图25是根据本发明构造的鼻/嘴空气过滤系统的前视图;图26是图25所示系统的侧视图；以及图27是另一替代实施例的过滤系统的立体图。
具体实施方式
现转向附图，图1中显示可插入鼻腔内的鼻空气过滤装置16，当使用者吸入 周围空气时，该过滤装置16可过滤环境的空气。装置16包括一体的支承结构或支 承嵌板18，最好由诸如聚氯乙烯(PVC)或聚亚安酯之类的引起过敏低的材料形成。 嵌板在结构上是自支承的，并且是柔性和顺从的，这样，当装置16使用时，它容 易地符合鼻子的前表面，尤其是符合于前鼻孔和中隔。嵌板18包括底部20、相对的底部22，以及连接到底部以保持底部彼此间隔开 一要求的距离的连接构件或桥架24。每个底部呈环形，更准确地说为大致的环形， 其外形稍许为椭圆形而不是圆形。底部20和22具有相应的闭合或循环的周界区域 20a和22a，以及包围通过底部的开口的台肩20b和22b，当装置使用时允许空气 进入。如图2和3所示，开口 26和28分别通过底部20和22而形成。桥架24相 对较窄以便提供沿桥架的弯曲柔度。底部周界区域20a / 22a薄而柔性，而台肩20b /22b较为刚性。大致锥形的过滤介质或过滤器30安装在底部20上，而类似的过滤器32安装 在底部22上。每个过滤器沿着大致环形的近端边缘或轮缘安装在其相应的底部上， 并远离底部延伸到远端顶部。在使用中，过滤器30和32朝向远端延伸到鼻腔内。 每个过滤器可用合适的粘结剂附连到台肩20b和22b中相关联的那个上。根据待过滤污染物的性质，过滤器30和32可由多种材料形成，并且还可形成 有较宽范围(几个数量级)的孔隙率。根据全美职业安全和健康协会(NIOSH)的分 级，例如，灰尘、薄雾和烟气(DMF)，或高效的颗粒空气(HEPA)过滤器，可选择材料和孔隙率。较佳的材料包括静电过滤介质，其可从英国的坎布里亚郡的肯特米尔巿的Holingsworth & Vose空气过滤有限公司(Holingsworth & Vose Air Filtration, Ltd. of Kentmere, Cumbria)以"Technostart"商标名购得。合适的材料包括诸如棉 花之类的天然织物，诸如尼龙、聚乙烯和聚丙烯之类的聚合物材料。也可采用诸如 PVC和聚亚安酯之类的低过敏的材料。每个过滤器具有基本上均匀的厚度，并通 常具有截头锥的形状，但在两个方面不同于严格的截头锥。参照过滤器30，靠近 顶端的远端形成圆形的拱顶，而不是横向平面。其次，在横向平面内截取的过滤器 30的外形是椭圆形而不是圆形，以使提供的形状更加符合于鼻腔。过滤器32是同 样的形状。图2示出过滤器30和32的椭圆形外形，还示出过滤器和底部相对于彼此的较 佳的角度定向。桥架24保持较佳的定向，并保持底部和过滤器彼此有理想的间隔 开的关系。在此定向中，对应椭圆形的长轴或纵向轴不平行，但保持一角度，例如， 约30度。其结果，过滤器30和32倾斜地定向，以便更好地符合于鼻孔和鼻腔的 相对角度定向，由此在鼻腔内提供更紧密更舒适的配合。桥架有足够的柔性以允许 角度有限的调整来适应佩戴该装置的人。如图3所示，周界区域20a和22a可定位在鼻腔38和40入口 34内，使桥架 24跨在中隔36上。这形成一种紧密配合，其中，周界区域趋于符合于鼻腔入口， 形成毗邻表面的配合，其可摩擦地将每一过滤器保持在其对应的鼻腔内，最好还提 供一种密封。台肩20b和22b延伸入鼻腔38和40内，与鼻壁内部间隔开。这置每 个过滤器30和32于工作位置中，其中，过滤器远端地延伸入相关的鼻腔过滤器 30伸入鼻腔38，以及过滤器32伸入鼻腔40。周界区域20a和22a的宽度(径向尺 寸)和厚度(轴向尺寸)可随形成嵌板18的材料而变。 一般来说，选择这些尺寸是为 了提供每个周界区域有足够的弯曲柔性，以便符合于靠近通向鼻腔的入口的鼻壁并 形成理想的密封，还提供足够的结构刚度和强度以便将相关的底部和过滤器摩擦地 支承在其对应的鼻腔内。为了便于此双重的功能，周界区域可以成锥形以使厚度沿 径向向外方向减小。由于这样的定位及底部20和22和鼻腔之间紧密的配合，进入鼻腔38的空气 可通过开口 26进入并通过过滤器30。同样地，空气通过开口 28进入鼻腔40，并 前进通过过滤器32。桥架24在底部20和22之间设定理想的间距，因此，便于将过滤器30和32 合适地定位在其对应的鼻腔内。桥架还借助于其与中隔的接触防止过滤器的过度插入，并保持容易地接近使用后希望除去过滤装置的使用者。此外，如图2清晰地所示，桥架24确定底部20和22理想的相对角度定向，因此确定过滤器30和32的定向。与上述传统的鼻过滤器相比，过滤装置16提供了多个优点。这些优点之一根 源于过滤器30和32的凹陷一凸出的形状。每个过滤器沿近端(出鼻腔)方向具有凹 陷的内表面，而沿远端(入鼻腔)方向具有凸出的外表面。与包括盘形过滤器的传统 结构相比，其中，盘形过滤器的表面面积与开口26和28面积相当，或与仅沿诸如 26和28开口暴露的较大体积的过滤器相当，而过滤器30和32具有远大得多的表 面面积供过滤。当考虑到如盘形的过滤器时，如果与具有相同半径但形状如半球壳的过滤器相 比，则就可理解该种差别的大小。盘形的表面面积是7Lr。半球壳的表面面积是 27Cr。在此实例中，凹陷度使可供过滤的表面面积翻倍。在过滤器30和32的情形 中，该优点被放大，因为每个过滤器的轮缘到顶端的距离比轮缘的半径要大得多。另一优点的特征在于，过滤器30和32结构上是自支承的并独立。它们不被不 渗透空气的圆柱或圆筒包围。因此，吸入的空气容易地通过全部过滤器，不是只在 顶端或顶端附近而已。简而言之，由于没有不渗透空气的结构接触和包围过滤器，凹陷一凸出形状导 致可供过滤的表面面积有相当的增加。甚至稍微的凹陷度都可提高可供过滤表面面 积50%。更加较佳地，与鼻腔入口处的平面过滤器相比，可供表面面积至少可以 翻倍。另一显著的优点在于，每一过滤器与形成鼻腔的鼻壁保持间隔开的关系。尤其 是，例如，过滤器30与中隔36和鼻壁42间隔开，所述鼻壁与中隔合作而包围过 滤器。同样地，过滤器32与中隔36和鼻壁44间隔开。该种间隔有利于吸入空气沿每个过滤器和其周围的鼻组织之间的空间流动。也许更重要的是，该种间隔对于 鼻壁暖和和湿润吸入空气的能力有有利的影响。鼻毛和鼻甲骨被暴露，而不是被过滤器垫在下面，或被包围过滤器的不渗透空气的圆柱体垫在下面。因此，与现有技 术的过滤器相比，过滤装置16更有效地保留鼻腔暖和空气和湿润空气的能力。图4示出另一替代的过滤装置46，其包括装在一体支承结构52内的一对椭圆 体和波浪形的过滤器48和50。支承结构与嵌板18相当之处在于，它包括底部54 和56，以及连接到底部以保持理想间距和角度关系的桥架58。桥架58呈U形以 允许过滤器进一步远端地插入其对应的鼻腔内。因此，就轮缘和顶端之间的轴向距离来说，过滤器48和50比过滤器30和32短。此外，敞开的框架60朝向远端从 底部54延伸，而敞开的框架62朝向远端从底部56延伸。框架60由拱形相交的框 架构件64和66组成，而框架62同样地由一对相交的拱形框架构件68和70组成。 每个过滤器装在其对应的底部和框架内。框架60和62相当刚性，而底部54和56 的周界区域较为柔软，以抵靠内部鼻孔或靠近内部鼻孔形成较好的密封。由于周围 敞开的框架，过滤器48和50结构上是不需自支承的。如图6清楚地所示，桥架58保持住底部54和56以及还保持过滤器48和50， 使其相对于彼此保持较佳的角度偏移。多个波形72形成在每个过滤器内，起始于轮缘处，并朝向顶端向上延伸。波形加强了每个过滤器的刚度。此外，与同样尺寸 而没有波形的过滤器相比，有波形的过滤器提高了可供过滤的表面面积。如图7和8所示，通过框架构件64和66和台肩54b与周围鼻壁的接触，过滤 器48摩擦地保持在其相应的鼻腔内。在此不同于图3所示的结构中，周界区域54a 定位抵靠在前鼻孔上，因此，保持在鼻腔外面。框架构件互相合作而使其相关的过 滤器与周围的鼻壁保持间隔开的关系，在过滤器和鼻壁之间形成多个空气流动通 道，其如由框架构件64和66形成的通道74所示。过滤器50和底部56类似地支 承。通道便于吸入空气通过每个过滤器48和50朝向鼻壁流动，然后，沿着鼻壁流 动最终通过过滤器。如上所述，该种间距便于暖和和湿润吸入的空气。如果需要的话，底部54和56可形成有对应的周界区域54a和56b，其尺寸便 于插入到鼻腔入口，以图3所示的方式支承其相应的过滤器和底部。在此方法中， 敞开的框架60和62对于摩擦地保持底部和过滤器没有贡献，但相反，趋于保持与 内鼻壁和中隔间隔开。该种结构要求底部的近端区域有更精确的尺寸。其主要的优 点在于，具有可弯曲而顺从的周界区域的底部可在很大范围的鼻腔尺寸和形状下形 成满意的密封和摩擦保持力。图9是另一替代实施例的鼻过滤装置76的分解零件图。装置76包括过滤器支 承结构78，其具有间隔开的底部80和82，底部80和82分别带有相对平和大致环 形的周界部分84和86、以及对应抬起和大致环形的台肩88和90。底部通过弧形 的桥架92连接。显示在底部80上方的敞开框架保持件94可拆卸地压配在底部上，以固定住椭 圆体的波形过滤介质96。敞开的框架保持件98可类似地连接到底部82，以容纳椭 圆体的波形的过滤介质100。每个保持件包括大致环形的底部102，其尺寸和形状 适于与其相应底部的台肩压配地连接。每个保持件还包括几个框架构件104，它们短于框架构件64_70并延伸到保持件的敞开顶部106，而不是如装置46那样延伸 到顶端或框架构件的连接处。框架构件104类似于装置46中的框架构件接触鼻壁 而提供装置的摩擦安装，并保持其相关的过滤器与鼻壁处于间隔开的关系，以促进 空气在每个保持件和包围保持件的鼻壁之间流动。图12至14示出另一替代实施例的过滤装置108。支承结构设置成平而薄且柔 性的嵌板110的形式，其包括由桥架部分116连接起来的底部112和114。嵌板还 包括远离底部112延伸的短片118以及沿相反方向远离底部U4延伸的短片120。 粘结剂垫层施加到每个短片上，如附图标记122和124所示。该装置还包括一对过 滤器容器126和128，每个区域形状带有相当宽的大致环形底部轮缘部分130以及 位于顶端处的大的开口 132。椭圆体过滤器134和136显示为在容器下方。过滤器134和136压配入容器126和128内，容器又插入通过嵌板110内的对 应开口 138和140，直到每个容器的底部轮缘部分130毗邻底部112和114之一为 止。该结果显示在图13中。该图中的虚线显示出柔性嵌板如何可折叠而引导短片 118和120向上。当过滤器和容器插入到鼻腔内时，这沿着鼻壁的侧部定位短片。 粘结剂垫用来可移去地固定短片抵靠侧向鼻壁，以保持嵌板110抵靠前鼻孔并保持 过滤器134和136处于工作位置中。在该实施例的替代形式中，用自支承过滤器来 代替过滤器/容器对。图15示出呼吸空气过滤装置142，其设计用来盖住嘴部。该装置包括凹陷一 凸出的底部114，其有凹陷的表面，该表面设计成方便与使用者的脸紧密地最好密 封地配合，并与使用者的嘴保持包围的关系。过滤介质146安装在底部，通过沿其 周界的粘结剂固定到底部(如果需要的话)。弹性带148的端部固定在底部144的相 对侧上。过滤介质146呈波形且凹陷一凸出形，并使外侧或近侧为凸出形。如图16所示，过滤装置142结合上述其中一个鼻过滤装置组合地佩戴起来， 以提供空气过滤系统150，代替盖住嘴和鼻的传统的面罩过滤装置。与单一的面罩 相比，部分地由于与底部144接触的面的外形较短和较一致，所以该系统150不易 于泄漏。还有，因为带148与嘴对齐，而不是与嘴和鼻对齐，所以，它趋于呈现围 绕颈部的较低的位置，并不易下滑。系统150包围靠近嘴的空气量，但该空气量比 靠近由传统面罩捂住的嘴和鼻的空气量小得多。因此，可供积累呼出的二氧化碳的 体积减小。通过使用者仅通过鼻子吸入空气，系统150适于实质上消除所有的二氧 化碳的积累。除了较佳的配合之外，系统150不易发生周界泄漏。图17示出呈两级的鼻空气过滤装置151形式的另一替代实施例的过滤器。该装置包括柔性嵌板152，其包括底部154、相对的底部156以及以上述实施例中桥 架相同的方式连接诸底部的桥架。两个大致椭圆形的开口形成通过嵌板，包括一个 通过底部154的开口 160和一个通过底部156的开口 162。以上述实施例相同的方 式，底部154支承椭圆体的过滤介质164，而底部156支承椭圆体的过滤介质166。 此外，每个底部154和156支承椭圆体的初级筛网过滤器开口 160中的筛网过滤 介质168以及开口 162中的筛网过滤介质170。装置151提供两个过滤级，因为吸入空气通过其中一个过滤介质168和170， 然后通过其中一个过滤介质164和166。在一较佳的型式中，介质168和170是相 对粗糙的活性碳过滤器，而过滤介质164和166是由聚合物纤维形成的细(微孔)过 滤器。过滤器168和170筛出较大的颗粒，并从进入空气中去除气味。这防止较大 直径颗粒冲击和积聚在椭圆体过滤器上，可延长其使用寿命。图18-20示出鼻空气过滤装置172，其包括过滤介质支承结构174，最好是由 柔性、生物相容的聚合物形成的一体的构件，所述聚合物具有相对低的硬度。 一种 合适的材料是热塑性弹性体，其可从美国俄亥俄州阿克伦市的先进合成橡胶系统公 司(Advanced Elastomer Systems, Lp of Akron, Ohio)以商标名"Santoprene"购得。 另一合适的材料可以商标名"Dyna-FlexG2701—1000"购得。支承装置包括一对 管状体或套筒176和178。每个套筒围绕一纵向轴线布置，如图19清晰地所示， 其在横向平面内具有大致椭圆形的外形。每个套筒具有前端180和后端182。套筒 用其前端插入鼻腔内，从进一步设置在鼻腔内的意义上说，在使用中，所述前端即 是远端。轮缘184围绕套筒176靠近后端182圆周地延伸。该轮缘呈倾斜，当它径向向 外地延伸时，它也沿后端方向延伸，即，向下方向，如图18和20所示。轮缘184 基本上沿纵向方向具有大致均匀的厚度。作为一种替代的型式，轮缘184可以呈锥 形，使厚度沿径向向外方向逐渐地减小。套筒178被轮缘186包围，轮缘186在尺寸、形状、斜度和相对于其相关套筒 后端的位置等方面基本上与轮缘184相同。套筒176和178通过桥架196彼此连接。正如上述的实施例那样，桥架确定套 筒的角度关系并相遇于中隔以限制套筒插入鼻腔内。环形的内突脊188从套筒176径向向内地突出，而类似的突脊从套筒178径向 向内地突出。突脊分别支承过滤介质192和194。如上述实施例中的椭圆形而不是 椭圆体的意义上说，介质192和194呈平面形。如果需要的话，可使用椭圆体或截头锥的过滤介质来提高可供过滤的面积。介质192和194可用各种材料形成，并可用很大范围的孔隙率来形成，视被过 滤污染物的性质而定。根据被介质192和194过滤的颗粒情况，例如，花粉、灰尘、 细菌或病毒(将在下面详细描述)，可相应地选择孔隙率。在一实施例中，介质有效 地阻止直径大于IO微米的颗粒通过，在另一实施例中，介质有效地阻止直径大于 5微米的颗粒通过。在还有另一实施例中，介质有效地阻止直径大于3微米的颗粒 通过，在还有又一实施例中，介质有效地阻止直径大于l微米的颗粒通过。为了过 滤病毒或其它小颗粒(将在下面详细描述)，可选择合适的介质来阻止小至0.675微 米、0.375微米、0.328微米、0.2微米，或甚至小至0.1微米的颗粒通过。选择介 质材料来达到上述任意水平的过滤可依据装置的具体应用而定。根据本发明的空气 过滤装置，用于介质的合适材料可包括诸如棉花那样的天然织物、诸如尼龙、聚乙 烯、聚丙烯之类的聚合物材料、诸如PVC和聚亚安酯之类的低过敏材料、无纺材 料、粘结剂，以及静电荷或静电材料。对于轮缘和突脊来说，应该认识到，术语"圆周的"和"环形的"在一般意义 上用来描述其连续的或循环的特性，假定其横向外形是椭圆形而不是圆形。在使用中，每个套筒176和178插入其中一个鼻腔内。每个轮缘设置在其相关 的鼻腔内，并压靠在鼻壁和中隔周围的组织上，以将其对应的套筒支承和保持在鼻 腔内。每个轮缘还可弹性地变形以沿着其与组织相接触的大致环形区域符合于周围 的组织，以便形成密封，该密封确保进入鼻腔的空气通过相关的过滤介质。在这方 面，轮缘184和186的功能类似于底部20和22的周界区域20a和22a。轮缘184 和186还趋于保持其相应套筒与周围鼻组织隔开，就像底部20和22保持其相应过 滤器那样。本发明过滤装置还可起作鼻腔扩张器的功能。除了轮缘弹性地符合于鼻壁周围 的组织之外，还应该认识到，轮缘也可提供鼻呼吸腔所要求的膨胀。具体来说，由 于套筒176 / 178和轮缘184 / 186具有基本上符合于鼻腔的大致椭圆形外形，所以，插入的套筒和轮缘将会膨胀鼻腔，由此，提供大的和改善的鼻呼吸。在一实施例中， 轮缘和套筒布置成使膨胀主要发生在鼻通道的底部，这可避免刺激鼻腔的其它更敏感和易刺激的区域。通过允许空气流过鼻腔同时过滤掉刺激物，该结构还给遭受肿 胀的鼻膜提供立即的缓解。膨胀鼻呼吸腔的好处可通过带有或不带有过滤器的轮缘 得以实现。在使用中，带有过滤器的鼻装置可对诸如普通感冒之类的各种微恙提供 显著的缓解。普通感冒患者趋于具有鼻组织的感染，这种感染更容易受到各种刺激物的连续攻击，这可延长感冒症状的时间。通过同时地扩张鼻腔和保护感染的组织， 插入鼻装置可医治/缓解普通感冒症状。套筒176和178和桥架196可各由透明材料形成，在佩戴时透明材料将空气过 滤装置172的可见度减到最小。装置的其它部件也可用透明材料形成以实现同样的 目的，例如，轮缘184和186。或者，诸如套筒、轮缘和/或桥架之类的装置的各 种部件可用响应于环境条件改变颜色的材料形成。例如，当已知的材料暴露于足够 的紫外光、或其它波长的光线下时，或当暴露于足够的湿度下时，已知材料会改变 其颜色。用这样的材料生产过滤装置的可见部件可致使其外观改变，例如，初始使 用之后改变到不吸引人的颜色，由此，鼓励佩带者去更换过滤装置。此外，每个轮缘的斜度和位置提供了若干个优点。首先，从图20中可见，当 套筒176用前端180插入鼻腔内时，由于轮缘与周围鼻组织的接触带来的任何摩擦 拖曳会趋于使轮缘184朝向套筒后端182弯曲。另一方面，在从鼻腔中移去套筒过 程中，该摩擦拖曳力也趋于使轮缘朝向前端180弯曲。由于轮缘的斜度和连续性(圆周向的特征)，轮缘184相当容易径向向内地和朝 向后端182弯曲，但由于靠近轮缘外边缘需要有弹性膨胀来适应弯曲，所以，不易 发生倾斜来径向向外地和朝向前端180弯曲。因此，轮缘184构造成对套筒插入提 供稍许的阻力，而对套筒的移去提供相当大的阻力。其结果，套筒176和178可容 易地和方便地插入鼻腔中使用，并还有效地固定住，防止意外地或不留心地移去轮 缘184和186。其它与周界区域20a和22a的差别在于，轮缘184和186从其相应套筒的后端 远端地凹入。因此，轮缘进一步定位到鼻腔内，以在使用期间提供更好的支承，同 时，套筒后端保持更加靠近使用者。这便于进行一种程序，其中，佩戴过滤装置的 使用者将手指放在套筒的后端上，并施加轻的压力，进行呼气或吸气，这样就可容 易地试验该装置的配合和密封性。如果在此试验中轮缘184 / 186和使用者鼻组织 之间没有空气漏出，则气密的密封是存在的。相反，如果在此试验中使用者检测出 轮缘184 / 186和使用者鼻组织之间有空气漏出，则没有形成有效的密封。当气密 密封不存在时，使用者可采取纠正措施或换一个不同规格的装置。在试验过程中形 成了气密密封的情形中，使用者可假定形成在过滤装置和使用者鼻通道之间的密封 将在装置的正常使用期间可保持不破坏。如此的保证不仅提供了佩戴过滤器装置的 使用者的信心，而且可减少装置制造商、供应商或其它与提供装置有关的人员顾客 因装置性能不好提出申诉可能带来的麻烦。图21-24示出另一鼻空气过滤器或装置200的替代实施例，该装置包括一对支 承构件202和204，其含有过滤介质203和205并通过桥架206连接。支承构件202 包括类似于套筒176的管子或套筒208、围绕套筒圆周地设置并从套筒径向向外地 延伸的轮缘210，以及类似于轮缘210并与轮缘210纵向地间隔开的轮缘212。轮 缘210和212最好朝向后端214倾斜，但不一定需要如此倾斜。支承构件204包括套筒216和纵向地间隔开的轮缘218和220，它们结构和构 造如轮缘210和212。一般来说，每个轮缘210、 212、 218和210执行与上述实施例中轮缘184和 186相同的功能。每一套筒上的一对轮缘的系列布置代替了单一的轮缘，系列布置 提供了改进的密封和更好地将每个套筒固定在其对应的鼻腔内。桥架206类似于上述实施例的桥架196并执行相同的功能。此外，沿着桥架 206形成一系列肋222以提供改进的握持表面，其对于佩戴手套或手脏的使用者特 别地有用。包括套筒208和216和桥架206在内的支承构件202和204可各由透明 材料形成，在佩戴时透明材料将空气过滤装置200的可见度减到最小。装置的其它 部件也可用透明材料形成以实现同样的目的，例如，轮缘210、 212、 218和220。图25和26示出用来过滤进入鼻子和嘴的空气的系统224。该系统224包括框 架226，其形状适于与使用者的脸形成紧密、最好是密封的表面配合，并与嘴形成 包围的关系。过滤介质228为了提高过滤表面的面积可进行打裥，其可移去地固定 到框架226以便可处置过滤器和重新使用框架。弹性带230(图中部分地示出)用来 固定框架226抵靠在脸上。连接构件232 —体地连接到框架226，其包括分别连接到套筒238和240的较 窄部分234和236。连接构件连同相对于框架226的支承一起确定了它们彼此的定 向和位置。一对纵向间隔开的轮缘242和244围绕套筒238圆周地设置。同样地， 一对轮 缘246和248围绕套筒240设置。当套筒设置在鼻腔内时，这些轮缘形成抵靠周围 鼻组织的密封。轮缘还趋于将套筒支承在鼻腔内，但套筒的支承主要由框架226 通过连接构件232提供。凹陷一 凸出的过滤介质250支承在套筒238内。类似的过滤介质252支承在套 筒240内。与过滤介质228相同，过滤介质250和252打褶以增加可供过滤的表面 面积。还如过滤介质228 —样，凹陷一凸出的过滤介质250和252可以随意处置。系统224过滤通过鼻子和嘴吸入的空气，因此，其功能与包围鼻子和嘴的带有18单一周界的传统面罩的功能相仿。系统224的主要优点在于其紧密靠近脸安装。与 传统的面罩相比，系统224对于累积二氧化碳方面在脸附近提供了大大减小的体 积。此外，系统224形成与脸的紧密配合，并由于轮缘的密封作用而提供了更加有 效的密封，并与传统面罩的周界相比，大大地减小了框架226的周界，还减小了具 有更加一致轮廓的框架226与脸接触的部分。如果需要的话， 一轮缘或成对的轮缘 可沿着框架226的周界形成，以与脸部形成表面的配合，就像包围套筒的轮缘那样 形成密封。图27示出类似于系统224的另一替代实施例的过滤系统254，其提供适于包 围嘴的框架256，由框架支承的打褶的过滤介质258，可插入鼻腔内的分别支承过 滤介质264和268的套筒260和262，以及相对于框架和相对于彼此支承套筒的连 接构件268。弹性带270保持框架256抵靠住脸。虚线表示系统254使用时相对于 脸和鼻子的位置。与系统224不同，框架256的上部272模制而成以提供从框架一端274到其中 心走向的流体导管。在端部274处，导管通向框架的外部以连接管线276，其另一 端连接到氧气供应源(未示出)。连接构件268经修改以提供流体导管278和280， 其与框架导管流体连通，在靠近套筒260和262的端部处分别敞开。因此，在要求 的环境中，系统254可用来提供连续的氧气供应到鼻通道内，且当使用者通过鼻子 吸气而通过嘴呼气时，则特别地有效。另外几个特征可用来提高任何一个上述的装置和系统。过滤介质可浸渍起治疗 应用的成分，包括芳香治疗，或提供盖住的芳香。同样地，形成套筒和桥架的聚合 物可浸渍香味。过滤介质可通过施加细的聚合物网在结构上进行加强。因此，根据本发明，呼吸空气过滤装置可插入到鼻腔内，以便改进地、较长时 间地过滤吸入的空气。通过过滤介质凹陷一凸出的设计、通过在介质中形成打褶， 或通过使介质成波浪形，可提高可供过滤的面积。有选择地定位过滤器和过滤器支 承结构，使其与周围的鼻壁保持间隔开的关系，从而导致更有效地暖和和湿润过滤 的空气，由此可提高过滤特性。有选择地倾斜轮缘或轮缘对，可提供方便地插入， 同时防止意外地或不留心地从鼻腔中移出过滤介质。鼻过滤装置还结合覆盖嘴的辅 助过滤器可有效地提供适用的系统以代替传统的面罩，并提高防止周界泄漏和呼出 二氧化碳积累的能力。在某种使用中，可实施本发明来解决各种个人的和健康的问题。本发明向过敏 症患者和寻求个人健康保护的个人提供有效的手段来减轻污染、灰尘、刺激物引起和空气携带的疾病。例如，过敏性鼻炎常被称作为花粉热，它是免疫系统对吸入空 气中颗粒的过度反应。这种过度反应造成炎症和主要影响鼻子但也影响眼睛、耳朵、 喉和嘴的病症。最近的研究表明，佩戴有效的鼻过滤器的人已经明显减小了症状。 参见"自然暴露于豚草和浓密花粉过程中用鼻过滤器来减小鼻炎症状"， 一文，Allergy， 2005: 60， pp529—532。该过滤器显示出减小流鼻水、鼻痒、抽鼻子、 频繁打喷嚏、喉部痒、眼睛痒和淌泪水等的症状。在使用中，本发明的空气过滤装置可被个人佩戴以减少或消除日常吸入物的影 响，诸如灰尘、花粉、污染物、螨虫，以及细菌、病毒和其它病原体等。例如，希 望减少吸入烟雾和其它污染物影响的个人可佩戴本发明的空气过滤装置。经常行走 在城市环境中的人们日益增强对环境污染的关心，该问题也可通过佩戴本发明的空 气过滤装置得以解决。免疫系统减弱、哮喘或对花粉和其它刺激物过敏性反应的人 可使用本发明的空气过滤器来减轻因刺激物引起的反应。同样地，使用本发明的空 气过滤装置还可防止或减小暴露于霉菌和诸如流感和SARS之类传染病爆发的风 险。为了其他人和健康相关的目的，进行普通和日常活动的个人也可采用本发明的 装置。例如，进行各种家务活的人为了减少或防止暴露于不理想的物质可以佩戴本 发明的装置。本发明的空气过滤装置可被浴室工作人员、厨房清洁工、窗户清洁工、 家具清洁工以及污水清洁工佩戴，以减小或防止吸入这样家庭清洁产品中发现的化 学物质。也可戴着过滤装置同时进行任何其它家务清洁、除尘、抛光、真空吸尘和 清洗窗户。同样地，当更换炉子过滤器、清洁壁炉、清洁木柴炉或烤炉、更换猫垫、 挥掸毯子，或进行压縮空气打扫时，可使用的本发明的空气过滤装置。本发明的空 气过滤装置也可被场院内工作的人员佩戴，诸如耙扫落叶、劈柴、种花锄草、搬运 各种泥土、肥料、堆肥、草坪割草、人行道和车道清扫、落叶、草和其它院落修剪 碎物的装袋等，以减少或消除吸入这些活动产生的灰尘。其它家务活也可形成灰尘 和有害颗粒，佩戴本发明的空气过滤装置可过滤掉这样的颗粒，包括汽车间清洁、 焚烧落叶和垃圾，以及屋子、篱笆和建筑物的着色。可佩戴本发明的空气过滤装置来解决各种业余爱好和其它通常活动中存在的吸入颗粒的问题。如此的业余爱好可包括鱼和野味的清洗和处理、动物标本剥制、用面粉和其它粉末材料烹饪、骑摩托车、徒步旅行、野营、骑自行车，尤其在有花 粉飞扬的区域、清理篝火和其它野营活动场地、用钻具和锯子加工木材和金属、打磨木材、金属和岩石块、打扫卡车、汽车、游艇、ATV以及其它交通工具。在其它使用中，可采用本发明来过滤诸如医院和健康诊所之类医务环境中的不 理想吸入物，既可针对医务人员也可对病人。使用本发明的空气过滤装置过滤掉细菌、病毒和其它危险颗粒，包括诸如SARS和炭疽热之类威胁生命的毒素。在使用中，医生、医院和诊所医务人员、实验室工作人员、其它医务工作者、病人以及来 访者也可佩戴本发明的空气过滤装置来过滤掉可能含有病菌、病毒、微生物、细菌等的医学环境中的空气。本发明的空气过滤装置也可用来解决诸如流感、SARS或 禽流感(包括H5N1系)之类传染病的爆发。在还有的其它应用中，本发明可用来过滤建筑和工业环境中不理想的吸入物。 职业环境常常使个人面对吸入危险的产物。本发明的空气过滤装置可被工厂或建筑 业个人佩戴，他们可能暴露于溶剂、化学物品、致癌物质或毒素，或者，他们以其 它方式巻入各种作业，诸如混凝土生产、筑路、电线安装和修理、绝热材料处理、 管道作业、搭架子、通风、墙抹灰泥或更新、粉刷铲除和修理、切割石材、砖块或 岩石、混和胶泥或干水泥、切割和安装瓷砖、其它砂石磨和打磨、切割和粘结塑料 管PVC或ABS、钻削或打磨汽车气缸、印刷或碾磨作业，或安装或搬运玻璃纤维、 纤维素和各种泡沬保温材料。其它的职业也可从本发明的空气过滤装置使用中获益，诸如生物学家、化学家、 牙科医生和牙科技术人员、消防人员、指甲修饰师，或实施诸如染发和烫发服务的 理发厅人员、实施刹车工作等的机修工和车身技工、与诸如树木修枝和移树桩之类 工作相关的庭园园艺师和花匠、挡土墙的建造、推土整地、搬运石材、木材、灰泥 木条、房屋清洁工、看门人、女佣、生活污水疏通工人、废物回收工人、或其它处 理垃圾的人员、漆匠、干洗工、柴油卡车驾驶员、铺路工、油和气精炼工人、加气 站工人、洗衣店工人、排污管道工、日托服务人员、仓库工、拆除摧毁作业工、农 民、农业学家、收割工、地窖或储藏工、家畜贩子和畜厩打扫工，以及矿工。空气 过滤装置可用来对涉及其它农场有关工作的佩带者提供过滤功能，诸如干草和稻草 的刈割、耙筛、捆扎和搬运、马匹的清洁、喂马和管理、清除马粪，以及收割麦子、 黄豆、玉米甜菜根、蔬菜果实、药草或其它作物。可使用本发明过滤装置的其它职 业包括邮件处理间和其它邮政包裹传递的工人、法律实施和犯罪现场工作人员、海 关和入境工作人员、社会工作者、动物词养员、兽医和太平间工作人员。在还有其它的应用中，本发明可用来过滤空运业中的不理想的吸入物，既针对 航空雇员也对航空乘客。在使用中，本发明的空气过滤装置可被航空业雇员和乘客 佩戴以过滤掉病毒、细菌、威胁生命的颗粒和其它不理想的吸入物，诸如SARS和炭疽热。本发明的空气过滤装置还可用于涉及政府和军事用途的各种环境，或用来解决威胁国家安全的事务。在使用中，本发明装置可被军事或政府人员佩戴，以过滤掉邮寄带来或无意释放的化学或生物材料。本发明装置还可被公民佩戴以保护防御恐怖分子攻击或其它安全性的风险。在还有其它的应用中，本发明的空气过滤装置可用于以香味治疗为目的的沙龙或矿泉疗养地环境中。沙龙或矿泉疗养地顾客所佩戴的本发明的空气过滤装置可包 括特定的过滤介质，其用起治疗用途的理想的成分进行浸渍。沙龙或矿泉疗养地的 雇员也可使用本发明的空气过滤装置来过滤掉他们工作环境中的其它吸入物。
权利要求
1.一种鼻空气过滤装置，包括第一管状本体，所述第一管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的第一通道，所述第一管状本体还包括第一轮缘，所述第一轮缘圆周地围绕所述第一管状本体设置并从所述第一管状本体径向向外延伸；第二管状本体，所述第二管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的第二通道，所述第二管状本体还包括第二轮缘，所述第二轮缘圆周地围绕所述第一管状本体设置并从所述第一管状本体径向向外延伸；第一过滤介质和第二过滤介质，所述第一过滤介质和所述第二过滤介质分别设置在所述第一管状本体和所述第二管状本体内；以及连接构件，所述连接构件连接到所述第一管状本体和所述第二管状本体。
2. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述连接构件包括 透明的材料。
3. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一和第二管 状本体包括透明材料。
4. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止尺寸大于0.1微米的颗粒通过所述第一通道和 所述第二通道。
5. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止细菌、病毒和其它病原通过所述第一通道和所 述第二通道。
6. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止过敏原和灰尘通过所述第一通道和所述第二通道o
7. 如权利要求6所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止花粉通过所述第一通道和所述第二通道。
8. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止污染物通过所述第一通道和所述第二通道。
9. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤介质 和所述第二过滤介质有效地防止毒素通过所述第一通道和所述第二通道。
10. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤 介质和所述第二过滤介质有效地防止能够造成疾病的空气承载颗粒通过所述 第一通道和所述第二通道。
11. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一过滤 介质和所述第二过滤介质有效地防止致癌物质通过所述第一通道和所述第二 通道。
12. 如权利要求1所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述第一和第 二过滤介质在横向平面内具有大致椭圆形的外形。
13. 如权利要求l所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，分别由所述第 一第二管状本体形成的所述第一和第二通道具有大致椭圆形的外形。
14. 一种鼻空气过滤装置，包括管状本体，所述管状本体具有前端和后端，并形成通过其间的通道，所述 管状本体还包括轮缘，所述轮缘圆周地围绕所述管状本体设置并从所述管状本体径向向外延伸；以及设置在所述管状本体内的过滤介质。
15. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本体包括透明材料。
16. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止尺寸大于0.1微米的颗粒通过所述通道。
17. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止细菌、病毒和其它病原通过所述通道。
18. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止过敏原和灰尘通过所述通道。
19. 如权利要求18所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止花粉通过所述通道。
20. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止污染物通过所述通道。
21. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止毒素通过所述通道。
22. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止能够造成疾病的空气承载颗粒通过所述通道。
23. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质有效地防止致癌物质通过所述通道。
24. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述过滤介 质具有大致椭圆形的外形。
25. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，由所述管状 本体形成的所述通道具有大致椭圆形的外形。
26. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本 体可用前端插入相关的鼻腔内，使所述轮缘适于与所述鼻腔形成表面配合，并 使所述轮缘可弹性地变形并趋于在所述表面配合的区域上与所述鼻腔相一致， 以沿着所述区域基本上形成密封并将所述管状本体支承在所述鼻腔内。
27. 如权利要求26所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，通过覆盖所 述管状本体的所述后端并确认所述轮缘与所述鼻腔有足够的一致性以阻碍气流通过其间，由此能够验证密封性。
28. 如权利要求14所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述管状本 体可插入到相关的鼻腔内，使所述轮缘适于与所述鼻腔形成表面配合，其中， 所述管状本体具有足够的尺寸并由具有足够刚性的材料形成，使所述管状本体 插入到所述鼻腔内实现所述鼻腔的膨胀。
29. 如权利要求28所述的鼻空气过滤装置，其特征在于，所述膨胀主 要发生在所述鼻腔的底部。
全文摘要
鼻空气过滤装置包括一对平面的或凹陷-凸出的过滤器，支承结构包括一对大致环形的底部或支承过滤器的套筒，以及连接底部或套筒以将它们保持成要求的间隔开关系而确定理想的角度关系的桥架。支承结构可插入鼻腔内以将过滤器定位在对应的鼻腔内。柔性的轮缘保持支承结构和过滤器与周围的鼻壁处于间隔开的关系。轮缘与周围的鼻组织一致而形成密封。轮缘可有选择地倾斜以便于插入和阻止意外的移去。在某些实施例中，该装置与盖住嘴的过滤器组合以提供空气过滤系统。
文档编号A62B23/00GK101330946SQ200680044179
公开日2008年12月24日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月29日
发明者D·M·吉尔弗曼, D·M·多乐泽尔, J·D·维尔德 申请人:多乐泽尔创新有限公司
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