我设想的“电动口罩”请拍砖

一只想飞的猫

诸位大侠、社友：

您们好。

前几天北京雾霾让兄弟受害匪浅，为此兄弟想出来一个自救的小办法，做一个“电动口罩”。对此，很想听听诸位大侠、社友的意见，主要有两个方面，其一是这个小玩意是否可行，其二是是否能够发展成一个产品。

1/开发电动口罩的逻辑关系其实很简单：

1.      北京乃至华北地区、甚至全国的大气环境在可以预期的时间里很难好转，

而且只会越来越糟。理由是：

据说中国燃煤占能源比重约70%，今后随着能源需求的增加燃煤的绝对数量只会继续增加而不可能减小；

在国内今后很长一段时期汽车的保有量只会增加而不会减少，不仅有直接排放的微粒还将增加光化学毒物和毒雾。而且由于煤电占中国总电量供应94%以上，所谓电动汽车本质上仍然是燃煤汽车；

如果气候确实受人为因素影响，那么气候将继续变暖，因此大气中水汽的绝对含量只会继续增加，增加了各种微粒和毒物的滞留条件。今后中国中东部的雾霾天气的数量、面积和强度将只会继续增加。

而且已经有数据显示，北京城区的肺癌发病率远远高于北京北部的远郊区县；最近某院士说，现在广州人四五十岁肺就（因为长期吸入污染物而）黑了。

这就是一定要想办法在这种大气环境里个人自救的大背景。管不了周围的大的环境就想办法照顾好自己的小的环境吧。

2．口罩为什么一定要增加电动机构？雾霾里最可怕的是直径在PM2.5的微粒。要想从空气里过滤掉这么小的微粒，过滤材料就一定要密实，而密实的过滤材料会严重的阻碍人的自主呼吸，由此要想把自己呼吸的空气里的PM2.5的微粒除去，就必须借助外力。

我设想的外力就是一台带风扇的微型电动机。

  

2/电动口罩的结构也非常简单，如图所示。

（图，以附件形式上传）

电动口罩由过滤腔（1）、电动风扇腔（2）、口罩（3）、输气软管（4）、电池组及开关（5）组成。

过滤腔用于过滤各种直径的微粒。过滤腔的两个面分别为密实的和疏松的过滤材料，疏松的过滤材料能够为人在自主呼吸的条件下提供一些防护，以备在电动机不能正常工作的时候（如电池没电了）才打开使用。

在电动风扇腔上有一台微型的电动机（A）带动一个小风扇(B)，通过风扇的前端的抽吸作用产生低于周围环境的空气的负压力来增加空气通过密实的过滤材料的能力；同时风扇的后端的压缩作用还可以使空气在人的口鼻的周围产生高于周围环境的正压力，以保证人只吸入过滤后的空气。电动机在工作的时候会产生臭氧，所以必须设置在系统的外面。

输气软管除了把过滤后的空气输送到口罩里之外，还有另一个重要的作用，就是缓冲和平滑系统里由于吸气与呼气之间产生的空气的气压和供应量的脉动，这就要求输气软管要软、要比较粗大和有涨缩的弹性。

口罩类似于吸氧口罩。

电池组与开关放在下面还有使之成为配重的想法。

我设想，如果这些结构有一定的重量，可以用带子挂在胸前或腰间，不过如果输气管太长是不是有点太夸张？如果需要大容量的电池组，也可以单独设置电池组，挂在腰上。

3/开发设计的过程似乎应该是：

1.确定各种人群的一次吸气量的平均值（成年人大约一小时需要1.08千克的空气，约合835升）。

2.根据供气量和空气穿透过滤材料的阻力，确定电动机的功率。

3.确定最佳的系统结构，例如过滤腔的大小与电动机功率的匹配等等。

在最初的设计阶段可以使用塑料件，主要构件可以用3D打印机成型，所以可以反复的调整结构，而不用担心诸如需要开发模具之类的问题。

由此开发设计的费用是有限的和可以准确预算的。

4.我预期的可能的难点在电动机的选择上。因为人的一呼一吸，对于电动机来讲是一种交变载荷，频繁变化的交变载荷对长期连续工作的电动机来讲可能会要求很高，尤其是在电动机的功率很小的情况下。电动机的功率和电池的容量是一对矛盾，需要找到折中的平衡点。

4/如果电动口罩的方案可行，将可能有三个维度的发展：

1.开发出分别针对儿童、成年人和老年人等等不同人群的产品。

2.与个人便携式的空气洁净探测仪捆绑到一起成为一种个人的保护设备，最终

成为像手机一样方便的设备。

3.开发出针对不同污染源的过滤材料，使电动口罩成为有针对性的防护设备。

以上就是兄弟对电动口罩的设想。兄弟脱离机械行业也有三十多年了，加之本来学艺就稀松，所以设想里难免有让人见笑的地方，厚着脸皮写出来就是想请社区里的大侠们和社友们不吝赐教。咱们社区里不乏像998大侠、扫街大侠等等深不可测的高人，也不乏“战斗在一线”的社友，和您们玩的高精尖来讲，电动口罩实在是“小巴拉子”。不过我想，如果一边玩着“涡喷”一边还要挨刀或者做着“化疗”，实在也算一种悲催。如果“小巴拉子”真能减少需要挨刀做化疗的人口，也算有点价值啦，所以敬请诸位指教。

用我非常欣赏的998大侠的一段话做结尾吧：“事情不怕小，但必须有事情做，做事必须有效益，有利润，长年坚持做事情，每年推进，这就是机制，世界都如此，只有在推进过程中才能产生效益，产生利润，没有利润，就没有其它。”

先谢谢啦。

                      一只想飞的猫    2013-03-10

muyihong

设想很好,可以试试

2266998

电池能量不够，很重，这个我以前算过，你还不如玩‘超氧化钾’呢，

+ A8 H4 e. s1 M3 B. t& b5 y: h我88年设计过那个东西，两公斤可以维持50分钟，比较轻，有一定危险，工艺要特别注意，小厂玩不了，
7 c, {2 d9 \3 P9 Z3 R) |
你卖那个‘药罐’，同时回收，就可以建立循环，我一个熟人最近在打主意玩这个，

3 K! O# X# B$ m4 w: W再者，你可以提供一个叫‘全流程服务’的系统，
5 `" J0 O4 Q  C' r- T) b
把他家弄成‘万级’，纯正压的，车库是双层门的，有风幕，单独过滤的，车可以直接提到二层，走一个‘水帘’，

有钱人无所谓，我现在就提供这个，你那个主要是还得配一个随从给背电池，很重，哈哈，

宇宙一星

老弟想法很好，电动机和电池想办法减掉直接用人呼气时所产生的气流动力就更经济了。

ldf9766

恐怕要做成防毒面具了，关键是密封，电源管理

老电工

电池这个，单人携带不方便，前几天我骑电动车的时候在想，弄个气泵给密闭头盔里吹气多好。你不如先搞搞这样的骑车头盔。拿现有的头盔改装即可。电源直接用电瓶车上的。

zhuxuwei8

前段时间不是说老外发明了一种无叶扇吹风嘛，你可以看一下，我也不知道那个的功率有多大。。。

wuyayumen

老电工 发表于 2013-3-11 20:43
% k; Q. @' G, C2 r- L9 C( x电池这个，单人携带不方便，前几天我骑电动车的时候在想，弄个气泵给密闭头盔里吹气多好。你不如先搞搞这样 ...

3 o! P1 L9 T8 `. c好想法，也好实现点！
3 U+ p6 B# y- U. V& u' K

一只想飞的猫

这么多人关心，真让兄弟受宠若惊。先谢谢啦。记得小时候玩船模用小电动机驱动（50年代，好像是百货大楼刚开张的时候，开始是0.5元一个，后来涨到1块钱两块钱），两节全新的1号电池可以带动20到30 分钟，然后电池拿回去在底下打个眼灌点盐水再烤一烤还能用一两次。关于电动口罩的动力，兄弟这样想：1/最早开发电动车目的是为“助力”，是清华大学一位教授搞的。我的一位朋友也玩了一阵这个，他的方案是用汽车雨刷电机带一个压在前轮外胎上的摩擦轮，可以手控抬放而不改变原有的自行车的结构，完全是助力，和现在的电动车“电摩化"的思路不一样。我想的电动口罩本质上也是"助力”而不是“供气”，再加上有一个较大的过滤面积，使进气阻力减小和较粗的输气管缓冲吸气的供气峰值，这样电动机的功率就很有限了，可以大致的计算出来----不会超过零点几瓦，当然还要通过实验来验证。上次我请教过998大侠，在电动机功率不变的条件下，要提高系统空气压力是不是要减小风扇的面积，就是想用在这上。2/开发的初期阶段为电池设定一个使用期限，例如充电一次满足两小时的使用，大致可以满足上班时在路上的时间，这样不会比矿灯用的电池大，就不用扛一个两千克的大家伙了。另外，现在有些放在帽子上用太阳电池板驱动的小风扇，我看就完全够用的。敬请各位大侠和舍友对我的想法继续拍砖，很希望和各位大侠和社友继续讨论，也算是一种头脑风暴和思路的整理。先谢谢啦。

mark91189

路過看看~
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