我設想的“電動口罩”請拍磚

一只想飛的貓

諸位大俠、社友：

您們好。

前幾天北京霧霾讓兄弟受害匪淺，為此兄弟想出來一個自救的小辦法，做一個“電動口罩”。對此，很想聽聽諸位大俠、社友的意見，主要有兩個方面，其一是這個小玩意是否可行，其二是是否能夠發展成一個產品。

1/開發電動口罩的邏輯關系其實很簡單：

1.      北京乃至華北地區、甚至全國的大氣環境在可以預期的時間里很難好轉，

而且只會越來越糟。理由是：

據說中國燃煤占能源比重約70%，今后隨著能源需求的增加燃煤的絕對數量只會繼續增加而不可能減小；

在國內今后很長一段時期汽車的保有量只會增加而不會減少，不僅有直接排放的微粒還將增加光化學毒物和毒霧。而且由于煤電占中國總電量供應94%以上，所謂電動汽車本質上仍然是燃煤汽車；

如果氣候確實受人為因素影響，那么氣候將繼續變暖，因此大氣中水汽的絕對含量只會繼續增加，增加了各種微粒和毒物的滯留條件。今后中國中東部的霧霾天氣的數量、面積和強度將只會繼續增加。

而且已經有數據顯示，北京城區的肺癌發病率遠遠高于北京北部的遠郊區縣；最近某院士說，現在廣州人四五十歲肺就（因為長期吸入污染物而）黑了。

這就是一定要想辦法在這種大氣環境里個人自救的大背景。管不了周圍的大的環境就想辦法照顧好自己的小的環境吧。

2．口罩為什么一定要增加電動機構？霧霾里最可怕的是直徑在PM2.5的微粒。要想從空氣里過濾掉這么小的微粒，過濾材料就一定要密實，而密實的過濾材料會嚴重的阻礙人的自主呼吸，由此要想把自己呼吸的空氣里的PM2.5的微粒除去，就必須借助外力。

我設想的外力就是一臺帶風扇的微型電動機。

  

2/電動口罩的結構也非常簡單，如圖所示。

（圖，以附件形式上傳）

電動口罩由過濾腔（1）、電動風扇腔（2）、口罩（3）、輸氣軟管（4）、電池組及開關（5）組成。

過濾腔用于過濾各種直徑的微粒。過濾腔的兩個面分別為密實的和疏松的過濾材料，疏松的過濾材料能夠為人在自主呼吸的條件下提供一些防護，以備在電動機不能正常工作的時候（如電池沒電了）才打開使用。

在電動風扇腔上有一臺微型的電動機（A）帶動一個小風扇(B)，通過風扇的前端的抽吸作用產生低于周圍環境的空氣的負壓力來增加空氣通過密實的過濾材料的能力；同時風扇的后端的壓縮作用還可以使空氣在人的口鼻的周圍產生高于周圍環境的正壓力，以保證人只吸入過濾后的空氣。電動機在工作的時候會產生臭氧，所以必須設置在系統的外面。

輸氣軟管除了把過濾后的空氣輸送到口罩里之外，還有另一個重要的作用，就是緩沖和平滑系統里由于吸氣與呼氣之間產生的空氣的氣壓和供應量的脈動，這就要求輸氣軟管要軟、要比較粗大和有漲縮的彈性。

口罩類似于吸氧口罩。

電池組與開關放在下面還有使之成為配重的想法。

我設想，如果這些結構有一定的重量，可以用帶子掛在胸前或腰間，不過如果輸氣管太長是不是有點太夸張？如果需要大容量的電池組，也可以單獨設置電池組，掛在腰上。

3/開發設計的過程似乎應該是：

1.確定各種人群的一次吸氣量的平均值（成年人大約一小時需要1.08千克的空氣，約合835升）。

2.根據供氣量和空氣穿透過濾材料的阻力，確定電動機的功率。

3.確定最佳的系統結構，例如過濾腔的大小與電動機功率的匹配等等。

在最初的設計階段可以使用塑料件，主要構件可以用3D打印機成型，所以可以反復的調整結構，而不用擔心諸如需要開發模具之類的問題。

由此開發設計的費用是有限的和可以準確預算的。

4.我預期的可能的難點在電動機的選擇上。因為人的一呼一吸，對于電動機來講是一種交變載荷，頻繁變化的交變載荷對長期連續工作的電動機來講可能會要求很高，尤其是在電動機的功率很小的情況下。電動機的功率和電池的容量是一對矛盾，需要找到折中的平衡點。

4/如果電動口罩的方案可行，將可能有三個維度的發展：

1.開發出分別針對兒童、成年人和老年人等等不同人群的產品。

2.與個人便攜式的空氣潔凈探測儀捆綁到一起成為一種個人的保護設備，最終

成為像手機一樣方便的設備。

3.開發出針對不同污染源的過濾材料，使電動口罩成為有針對性的防護設備。

以上就是兄弟對電動口罩的設想。兄弟脫離機械行業也有三十多年了，加之本來學藝就稀松，所以設想里難免有讓人見笑的地方，厚著臉皮寫出來就是想請社區里的大俠們和社友們不吝賜教。咱們社區里不乏像998大俠、掃街大俠等等深不可測的高人，也不乏“戰斗在一線”的社友，和您們玩的高精尖來講，電動口罩實在是“小巴拉子”。不過我想，如果一邊玩著“渦噴”一邊還要挨刀或者做著“化療”，實在也算一種悲催。如果“小巴拉子”真能減少需要挨刀做化療的人口，也算有點價值啦，所以敬請諸位指教。

用我非常欣賞的998大俠的一段話做結尾吧：“事情不怕小，但必須有事情做，做事必須有效益，有利潤，長年堅持做事情，每年推進，這就是機制，世界都如此，只有在推進過程中才能產生效益，產生利潤，沒有利潤，就沒有其它。”

先謝謝啦。

                      一只想飛的貓    2013-03-10

muyihong

設想很好,可以試試

2266998

電池能量不夠，很重，這個我以前算過，你還不如玩‘超氧化鉀’呢，
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我88年設計過那個東西，兩公斤可以維持50分鐘，比較輕，有一定危險，工藝要特別注意，小廠玩不了，

  }' e% M" W7 W你賣那個‘藥罐’，同時回收，就可以建立循環，我一個熟人最近在打主意玩這個，
0 t$ @0 S7 `' y0 _% |4 k  V1 t
5 e9 j. Y9 n4 Q4 G再者，你可以提供一個叫‘全流程服務’的系統，
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把他家弄成‘萬級’，純正壓的，車庫是雙層門的，有風幕，單獨過濾的，車可以直接提到二層，走一個‘水簾’，

有錢人無所謂，我現在就提供這個，你那個主要是還得配一個隨從給背電池，很重，哈哈，

宇宙一星

老弟想法很好，電動機和電池想辦法減掉直接用人呼氣時所產生的氣流動力就更經濟了。

ldf9766

恐怕要做成防毒面具了，關鍵是密封，電源管理

老電工

電池這個，單人攜帶不方便，前幾天我騎電動車的時候在想，弄個氣泵給密閉頭盔里吹氣多好。你不如先搞搞這樣的騎車頭盔。拿現有的頭盔改裝即可。電源直接用電瓶車上的。

zhuxuwei8

前段時間不是說老外發明了一種無葉扇吹風嘛，你可以看一下，我也不知道那個的功率有多大。。。

wuyayumen

老電工 發表于 2013-3-11 20:43
5 R/ W& F% o! H. j電池這個，單人攜帶不方便，前幾天我騎電動車的時候在想，弄個氣泵給密閉頭盔里吹氣多好。你不如先搞搞這樣 ...

好想法，也好實現點！
3 r# O  Q& ^. V- c

一只想飛的貓

這么多人關心，真讓兄弟受寵若驚。先謝謝啦。記得小時候玩船模用小電動機驅動（50年代，好像是百貨大樓剛開張的時候，開始是0.5元一個，后來漲到1塊錢兩塊錢），兩節全新的1號電池可以帶動20到30 分鐘，然后電池拿回去在底下打個眼灌點鹽水再烤一烤還能用一兩次。關于電動口罩的動力，兄弟這樣想：1/最早開發電動車目的是為“助力”，是清華大學一位教授搞的。我的一位朋友也玩了一陣這個，他的方案是用汽車雨刷電機帶一個壓在前輪外胎上的摩擦輪，可以手控抬放而不改變原有的自行車的結構，完全是助力，和現在的電動車“電摩化"的思路不一樣。我想的電動口罩本質上也是"助力”而不是“供氣”，再加上有一個較大的過濾面積，使進氣阻力減小和較粗的輸氣管緩沖吸氣的供氣峰值，這樣電動機的功率就很有限了，可以大致的計算出來----不會超過零點幾瓦，當然還要通過實驗來驗證。上次我請教過998大俠，在電動機功率不變的條件下，要提高系統空氣壓力是不是要減小風扇的面積，就是想用在這上。2/開發的初期階段為電池設定一個使用期限，例如充電一次滿足兩小時的使用，大致可以滿足上班時在路上的時間，這樣不會比礦燈用的電池大，就不用扛一個兩千克的大家伙了。另外，現在有些放在帽子上用太陽電池板驅動的小風扇，我看就完全夠用的。敬請各位大俠和舍友對我的想法繼續拍磚，很希望和各位大俠和社友繼續討論，也算是一種頭腦風暴和思路的整理。先謝謝啦。

mark91189

路過看看~