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諸位大俠、社友：

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?！?

一只想飛的貓 2013-03-10

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