TWI589331B - 具有氣體過濾單元的穿戴式裝置 - Google Patents

Description

具有氣體過濾單元的穿戴式裝置

本發明為一種穿戴式裝置，特別是一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置。

近年隨著健康意識的抬頭，以及整體大環境汙染急遽惡化，越來越多人們開始關心對於切身相關的環境，其中特別是每日呼吸的空氣品質。影響空氣品質的因素繁不及載，例如工廠排放的廢氣、運具產生的廢氣等等，都會造成空氣中的懸浮粒子的濃度增加、有害物質增加，進而影響到人們的健康。

為了解決此種問題，不少體積龐大的空氣清淨機應運而生。但空氣清淨機僅能解決跟改善室內的空氣品質，無法適用於從事通勤、戶外運動的情況。對於通勤、從事戶外運動的入們僅能使用口罩來降低空氣污染的影響。但口罩除了配戴不舒服、長時間接觸的不適、不合臉型以外，還有悶熱以及效果有限的問題，實非可作為長期使用以及改善的作法。

故，提供一種可以讓使用者長時間使用、可改善空氣品質的一種穿戴式裝置實為本領域亟欲解決的問題。

本發明為一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置，其包括本 體、引流部以及氣體過濾單元。本體，具有第一側以及第二側，且第一側與第二側相對設置。引流部設置於本體的第二側，引流部具有至少一引流道，且引流道具有入風側以及出風側。氣體過濾單元設置於引流部的引流道。

在一實施例中，引流部還包括至少一噴嘴，至少一噴嘴包括第一噴嘴，設置於出風側，且第一噴嘴對應氣體過濾單元設置。

在一實施例中，引流部還包括至少一引流單元。

在一實施例中，引流部還包括至少一噴嘴，至少一噴嘴包括第一噴嘴以及第二噴嘴，第一噴嘴以及第二噴嘴皆設置於出風側，其中第一噴嘴相較第二噴嘴鄰近第一側。

在一實施例中，其中第一噴嘴提供過濾氣體層，第二噴嘴提供氣體屏障層。

在一實施例中，其中穿戴式裝置還包括至少一導流部，導流部具有至少一導流道以及至少一導流單元，且導流單元設置於至少一導流通道的入風側。

在一實施例中，穿戴式裝置還包括至少一導流部，導流部具有至少一導流道以及至少一導流單元，且導流單元設置於至少一導流通道的出風側。

在一實施例中，其中穿戴式裝置還包括電力單元。

在一實施例中，其中穿戴式裝置還包括感測單元，其中感測單元與電力單元電性連接。

在一實施例中，穿戴式裝置還包括一控制單元，其中控制單 元分別與電力單元與感測單元電性連接，感測單元提供感測訊號給控制單元，控制單元依據感測訊號提供一控制訊號。

1‧‧‧穿戴式裝置

10‧‧‧本體

10a‧‧‧第一側

10b‧‧‧第二側

11‧‧‧氣體過濾單元

11a‧‧‧狹縫式

11b‧‧‧陣列式

12‧‧‧引流部

122‧‧‧引流道

14‧‧‧第一噴嘴

16‧‧‧第二噴嘴

2‧‧‧穿戴式裝置

20‧‧‧本體

24‧‧‧第一噴嘴

28‧‧‧導流部

M1‧‧‧氣體屏障層

M2‧‧‧過濾氣體層

第1圖為本發明具有氣體過濾單元的穿戴式裝置的第一實施例的立體示意圖。

第2圖為第1圖的右側示意圖。

第3圖為第1圖的左側示意圖。

第4圖為第3圖的氣體過濾單元的剖面示意圖。

第5圖為第1圖的部份剖面示意圖。

第6圖為本發明第一實施例的使用示意圖。

第7圖本發明具有氣體過濾單元的穿戴式裝置的第二實施例的立體示意圖。

請一併參考第1圖至第5圖，第1圖為本發明具有氣體過濾單元的穿戴式裝置的第一實施例的立體示意圖。第2圖為第1圖的右側示意圖。第3圖為第1圖的左側示意圖。第4圖為第3圖的氣體過濾單元的剖面示意圖。第5圖為第1圖的部份剖面示意圖。

首先說明的是本發明為一種穿戴式裝置1(Wearable Device)，例如可為一智慧型頸環、一智慧型運動頭帶、一智慧型項鍊、一智慧型帽、一智慧型手錶，或是一智慧型運動手環等等。本說明書雖然以智慧型運動頭帶為例示，但本領域之通知知識者應能理解本發明的概念並 應用於其他的穿戴式裝置，故不以本說明書的實施態樣為限制。

本發明為一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置1，其包括本體10、引流部12以及氣體過濾單元11。

請繼續參考第1圖，本體10具有第一側10a以及第二側10b，且第一側10a與第二側10b相對設置。本實施例的本體10設置成一個智慧型運動頭帶的態樣，外觀呈現帶狀弧狀環體。本體10採用稍具些微彈性的材料所製成，可依據使用者的頭型大小調整。雖本實施例為一單獨構件，但亦可有一實施例搭配使用者既有的裝置使用，例如可以將本發明與使用者的腳踏車安全帽組合。

引流部12設置於本體10的第二側10b。引流部12具有至少一引流道122，且引流道122具有入風側以及出風側(請一併參考第2圖及第3圖)。本實施例的引流道122的入風側設置有複數個蜂巢結構的孔洞，作為引導氣流進入引流道用，於其他的實施態樣中，亦可將蜂巢結構改設置成流線型的導流開口即可。

氣體過濾單元11設置於引流部12的引流道122。氣體過濾單元11可以設置在引流道內、出入風口，設置的位置並不限定。本發明的引流部12係用以將外部空氣引導至至少一引流道122後，通過氣體過濾單元11並將過濾過的空氣從出風口排出。

補充說明的是，本實施例例示四個導流道，且每一個導流道皆會搭配一個氣體過濾單元11，但不限定需每個導流道皆須配置一個氣體過濾單元，亦即導流道的數量與氣體過濾單元的數量不須完全相同。此外，亦可有一個實施例將四個導流道匯流，僅於匯流處配置氣體過濾單元，亦 可達到相似的功效。

請特別參考第4圖，此處的氣體過濾單元11可透過物理性跟化學性的原理將空氣中的懸浮粒子或氣味分子濾除。以物理性過濾的結構為例，氣體過濾單元11的濾材結構可包含有狹縫式11a、陣列式11b或者兩者的組合。若為狹縫式11a的設計，可以設計成如圖面所示的平行多維陣列的型態以外，亦可設計成垂直的陣列型態。透過此些結構，被引導通過的空氣經過氣體過濾單元11將會被過濾後離開。

簡言之，本發明的穿戴式裝置1可通過將周圍的空氣透過引流部12導引至氣體過濾單元11，利用氣體過濾單元11過濾後，以提供使用者降低異味、減少懸浮粒子以及細小砂石的空氣。且改善了習知口罩須覆蓋使用者口鼻的缺點，提供更舒適以及乾淨的使用情境。

請繼續參考第1圖以及第2圖，本實施例的引流部12還可以包括至少一噴嘴，本實施例的至少一噴嘴包含第一噴嘴14，設置於出風側。進一步而言，本實施例的第一噴嘴14係設置於引流部12的引流道122的出風口，並對應氣體過濾單元11設置。在此實施態樣中，穿戴式裝置1可通過將周圍的空氣透過引流部12導引至氣體過濾單元11，利用氣體過濾單元11過濾後，經由第一噴嘴14將過濾後的空氣提供給使用者。

特別說明的是，本實施例的氣體過濾單元11係設置於第一噴嘴14的出風處，透過本實施例的氣體過濾單元11的設計，可以改變經過氣體過濾單元11並從第一噴嘴14離開的氣流方向以及流速。以本實施例為例，氣體過濾單元11的呈現陣列型態，故離開第一噴嘴11的氣流會呈現陣列的型態。較佳地，可以調整讓過濾後的空氣直接傳送至使用者的口鼻的 位置。進一步而言，本實施例可以透過第一噴嘴14以及氣體過濾單元11兩者的搭配，調整氣流的型態進而符合不同的需求。

若於其他的實施態樣時，若不特別將氣體過濾單元11設置於第一噴嘴14的位置的情況，此時的氣體過濾單元11將不限定為第4圖的型態，可以置換成濾網、多層式結構、HEPA、離子交換器等濾材結構。雖然圖面未示出，但本領域之通常知識者應能理解並依據本發明的概念為核心進行調整。例如，若將氣體過濾單元設置於入風口或是通道內的情況，距離出風口太遠設計成狹縫式或是矩陣式的效果較不明顯，此時僅須搭配濾網的氣體過濾單元即可。

此外，本實施例的第一噴嘴還可以搭配一個噴嘴調整單元(圖未示出)，噴轉調整單元可為一個旋轉機構，使用者可以依據不同的需求調整第一噴嘴的角度，微調使得第一噴嘴噴出來的過濾氣流可以聚焦於口鼻的位置。

搭配至少一噴嘴的優點至少有：透過第一噴嘴可以控制過濾後的氣體的排放方向、亦可透過噴嘴的漸縮設計改變氣體的流速等等。

接著，請再次參考第1圖、第3圖以及第5圖，本實施例的至少一噴嘴除了第一噴嘴14以外，還可以包含第二噴嘴16。相似地，第二噴嘴16也設置引流部12的出風側。第一噴嘴14相較第二噴嘴16鄰近第一側10a(靠近使用者的那側)。

特別說明的是，第2圖係例示第一噴嘴14及其對應的引流道122，而第3圖則例示第二噴嘴16對應的引流道122，從第5圖可清楚看到，對應第一噴嘴14的引流道122跟對應第二噴嘴的引流道122係分別從本體10 的兩側延伸至前側。

請一併參考第6圖，與第一噴嘴14不同處在於，第二噴嘴16並不需要搭配一氣體過濾單元11，且第二噴嘴16的形狀亦與第一噴嘴14不同，設置第二噴嘴16的目的在於提供一氣體屏障層M1，透過第二噴嘴16提供的氣體屏障層M1避免外界的空氣干擾、或是與第一噴嘴14所提供的過濾氣體層M2混雜降低本發明的功效。為了達到上述的功效，第二噴嘴16所提供的氣流相較第一噴嘴14更為強勁，亦即離開第二噴嘴16的氣流速度將會大於等於於離開該第一噴嘴14的氣流速度。且，透過不同氣流的搭配，第二噴嘴16提供的氣流得以維持氣體屏障層M1本身的完整性與提高過濾氣體層M2的穩定性。此外，除了圖面的形狀以外，本發明亦可有其他的實施例的具有複數個第二噴嘴，且該些第二噴嘴的形狀及產生的氣流皆不相同(流速也不同)，並可形成不同種立體型狀的屏障層或者多層的屏障層。

此外，本實施例亦可搭配至少一引流單元(圖未示出)，引流單元例如可為馬達搭配葉片風扇或氣體用泵浦，其中葉片風扇可包括但不限於：渦輪風扇、離心風扇、漩渦風扇等，泵浦包括：薄膜氣泵、活塞氣泵、壓電氣泵等。

設置至少一引流單元的目的在於增加整體氣流的速度以及量，透過引流單元與引流部的搭配，可以提供更豐沛以及足夠的氣流給第一噴嘴以及第二噴嘴。因此，可於引流部設置至少一引流單元，達到上述功效。較佳地，可於本體10的兩側各配置一個引流單元，設置兩個引流單元可提供本體較佳的平衡以及較好的引流效能。

請接著參考第7圖，其為本發明具有氣體過濾單元的穿戴式 裝置的第二實施例的立體示意圖。

相似地，本實施例穿戴式裝置2包括本體20、引流部(圖未示出)以及氣體過濾單元(圖未示出)。與前述例相似地，本實施例也包含有第一噴嘴24。本實施例亦配置至少一引流單元(圖未示出)。

而然與前述實施例相異處在於，本實施例的穿戴式裝置2還包括至少一導流部28，導流部具有至少一導流道以及至少一導流單元，且導流單元設置於至少一導流通道的出風側。亦即本實施例的導流部28透過至少一導流單元，可將空氣從導流部的入風口引導至出風口(可參考箭頭方向)。

詳細而言，若本實施例為頭帶的形式，則可於本體20的兩側(約使用者太陽穴處)分別設置兩個導流部28，透過導流單元，氣流會從入風口被引入導流部28的導流道(圖未示出)並從導流部28離開，使得本體20前側(靠近第一噴嘴24)的空氣較為稀薄，進而降低第一噴嘴24所提供的過濾氣體層被干擾的情況。

除了如本實施例將空氣導流至箭頭方向以外，亦可有一實施態樣反向的將空氣導流，形成如與前述實施例相似的氣體屏障層的效果。亦即，此實施例中，導流單元將會把空氣從頭帶的後端(約等同本實施例的出風口)把空氣往頭帶的前端(約等同本實施例的入風口)，並於頭帶前方形成一屏障氣流，降低過濾氣體層被干擾的情況。

補充說明的是，與前述實施例相似，第一噴嘴24依然會搭配引流部(圖未示出)，引流部可將外部的空氣通過空氣過濾單元後提供給使用者。但與前述實施例不同處在於，在本實施例中，引流部可設置於第一 噴嘴24的上方直接提供外部空氣給空氣過濾單元。若穿戴式裝置為頭環為例，將會空氣過濾單元、引流部將會設置於靠近使用者額頭的位置。

此外，本發明的其一實施例中，穿戴式裝置還可包括電力單元。電力單元可為電池或是外部電源，電力單元可作為供應引流單元及/或導流單元電力使用。

此外，本發明的其一實施例中，穿戴式裝置還可包括感測單元，感測單元可與電力單元電性連接。此處的感測單元可偵測穿戴式裝置週邊的溫度、濕度、空氣中的微粒子及有機分子濃度、使用者與穿戴式裝置接觸表面的溫度或濕度等資訊。此感測裝置更可搭配一控制單元使用，控制單元分別與電力單元與感測單元電性連接，控制單元可依據感測裝置提供感測訊號提供一控制訊號。此處的控制訊號可以用以直接調控引流單元及/或導流單元。例如直接調整馬達的輸入電流，達到調整轉速的目的。或是亦可將控制訊號傳送給一可攜式電子裝置。使用者可透過可攜式電子裝置查詢或是調整引流單元及/或導流單元，或者甚至啟動或是關閉穿戴式裝置。或者亦可於控制單元內設定一閥值/使用模式，自動調整引流、導流的速度以及強度。

此外，若控制單元可與可攜式裝置搭配的情況下，亦可由可攜式裝置中取得使用者資本資料等資料，並個人化調整或是紀錄使用者的使用習慣。

綜上所述，本發明係透過穿戴式裝置可通過將周圍的空氣透過引流部導引至氣體過濾單元的方式，將降低異味、減少懸浮粒子以及細小砂石的空氣傳送至使用者口鼻附近。此種作法可以改善習知口罩須覆蓋 使用者口鼻的缺點，讓使用者無論是通勤的過程、戶外運動的情況提供更舒適以及乾淨的使用情境。

1‧‧‧穿戴式裝置

10‧‧‧本體

10a‧‧‧第一側

10b‧‧‧第二側

11‧‧‧氣體過濾單元

12‧‧‧引流部

14‧‧‧第一噴嘴

16‧‧‧第二噴嘴

Claims (14)

1. 一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置，其包括：一本體，具有一第一側以及一第二側，且該第一側與該第二側相對設置；一引流部，設置於該本體的該第二側，該引流部具有至少一引流道，且該引流道具有一入風側以及一出風側，其中該引流部還包括至少一噴嘴及至少一引流單元，該至少一噴嘴包括一第一噴嘴，設置於該出風側，且該第一噴嘴對應該氣體過濾單元設置；以及一氣體過濾單元，設置於該引流部的該引流道。
2. 如請求項1所述的穿戴式裝置，該至少一噴嘴包括該第一噴嘴以及一第二噴嘴，該第一噴嘴以及該第二噴嘴皆設置於該出風側，其中該第一噴嘴相較該第二噴嘴鄰近該第一側。
3. 如請求項2所述的穿戴式裝置，其中該第一噴嘴提供一過濾氣體層，該第二噴嘴提供一氣體屏障層。
4. 如請求項1所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一電力單元。
5. 如請求項4所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一感測單元，其中該感測單元與該電力單元電性連接。
6. 如請求項5所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一控制單元，其中該控制單元分別與該電力單元與該感測單元電性連接，該感測單元提供一感測訊號給該控制單元，該控制單元依據該感測訊號提供一控制訊號。
7. 一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置，其包括：一本體，具有一第一側以及一第二側，且該第一側與該第二側相對設置；一引流部，設置於該本體的該第二側，該引流部具有至少一引流道，且 該引流道具有一入風側以及一出風側，其中該引流部還包括至少一噴嘴，該至少一噴嘴包括一第一噴嘴，設置於該出風側，且該第一噴嘴對應該氣體過濾單元設置；一氣體過濾單元，設置於該引流部的該引流道；以及至少一導流部，該導流部具有至少一導流道以及至少一導流單元，且該導流單元設置於該至少一導流通道的一入風側。
8. 如請求項7所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一電力單元。
9. 如請求項8所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一感測單元，其中該感測單元與該電力單元電性連接。
10. 如請求項9所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一控制單元，其中該控制單元分別與該電力單元與該感測單元電性連接，該感測單元提供一感測訊號給該控制單元，該控制單元依據該感測訊號提供一控制訊號。
11. 一種具有氣體過濾單元的穿戴式裝置，其包括：一本體，具有一第一側以及一第二側，且該第一側與該第二側相對設置；一引流部，設置於該本體的該第二側，該引流部具有至少一引流道，且該引流道具有一入風側以及一出風側，其中該引流部還包括至少一噴嘴，該至少一噴嘴包括一第一噴嘴，設置於該出風側，且該第一噴嘴對應該氣體過濾單元設置；一氣體過濾單元，設置於該引流部的該引流道；以及至少一導流部，該導流部具有至少一導流道以及至少一導流單元，且該導流單元設置於該至少一導流通道的一出風側。
12. 如請求項11所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一電力單元。
13. 如請求項12所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一感測單元，其中該感測單元與該電力單元電性連接。
14. 如請求項13所述的穿戴式裝置，其中該穿戴式裝置還包括一控制單元，其中該控制單元分別與該電力單元與該感測單元電性連接，該感測單元提供一感測訊號給該控制單元，該控制單元依據該感測訊號提供一控制訊號。