本帖最后由 smartmask 于 2019-3-18 06:33 编辑 一个解决了4个难题的耐极寒面罩: 1 -40度长时使用,吸气温暖湿润 2 -40度长时使用,呼吸阻力均为0 3 冷凝水排入水囊,面部干燥舒适 4 -40度长时使用,戴眼镜不起雾 这是最新款的外观,可能随时有小变动,会变得更好,新加了头带,保持稳定 自我介绍:物理专业本科,做过十年工程、十年的低温技术,现致力于工业技术民用。接下来的十年,拟去中国冷极筹建一个冰雪实验室,开发相关产品。
长话短说吧,我研发了一款具有换热功能的面罩,防极寒、防风能力可秒杀COLDAVENGER等等目前市面上的防寒面罩(COLD AVENGER是那个猪嘴,但是我这个像八戒,还没猪嘴好看,也许最丑的才会最强大吧)。
原 理:呼气时,热量传导给储热网,吸气时,储热网传热给冷空气,实现热能的转移利用。 背景知识:极寒中 人的呼气是热的(+35度),吸气是冷的(如-25度),人在呼吸过程中会损失大量的热量(每天的正常呼吸量是10000升,运动状态可提高几倍),所以这部分热量是非常大的,宝贵的热量白白的消散到寒风中,太可惜了嘛,不回收回来一些,对不起自己苦修十年的专业了。 工业上有一种老式换热器,叫储热式换热器:如一罐子细砂,热水经它排放,会让砂子变热,这样热量就留下来了,这时候如再有冷水反向流回来,这冷水就热了,这个装置约可回收80%热量。 呼吸就是来回的冷热气流,如果能回收呼气中的80%热量呢,那就是原来60度的温差损失,回收后就应是60*80%=48度,也就是让吸气温升48度,-25+48=23度,这样就太热了些,所以呢不用回收80%,50%就差不多了,60*50%=30度,这样-25的吸气就变成了5度,清凉又舒适嘛。(实际上即使回收一半热量,吸气温升也会更高,因呼气中含饱和水,水在网上放出凝结热是很大的)。 普通的面罩也有这个功能,只是不明显,一般刚戴时,几分钟内透气又温暖,就是因为面料回收了一些呼气中的热量,但,几分钟后水就出来捣乱,先是慢慢堵住网孔,孔很小嘛,几分钟就堵严了,这时呼吸就不通畅,那呼吸的气大部分就绕过面罩,一些从鼻子边上走,眼镜就起雾,眼毛上霜,脸上湿润,皮肤热损失就更大了,如果面罩再冷冻成冰,能不冷吗? 目前技术: 1 在面罩上开一个或数个孔,透气性较好,但冷气也长驱直入,面罩基本上只能护脸,放弃对呼吸道的保护,只能靠火力壮抵抗了。本来面罩有的一点热量回收能力,也一下子给KILL掉了。(透气与保暖是个矛盾啊) 2 加排气阀,这个方法还成,但问题是出气好了,宝贵的热量也顺阀跑喽,面罩上进来的气全是冷的,面罩只能靠皮肤焐热了,只是让冷气慢进,没别的作用。(透气与保暖还是个矛盾啊) 3最近还出现了电加热的,想法还好,但了解家用电器的应知道,有加热功能的电器,功率是最大的,是最耗电的。所以这电加热面罩根本用不了太久,多是一两个小时,还不如贴两个暖贴呢。(有限的能量与保暖也是个矛盾啊) 呼气中现成的无穷尽的热量不用,用什么电加热,浪费是犯罪。 所以,热能回收才是解决之道啊。 我的办法:普通面罩冬季潮湿后不透气,呼吸部分我们可把孔做得适当的大,刚好让水堵不住,孔数弄它上千个,打孔太麻烦,直接用网材。储热能力不足,优选吸热能力强的不吸水的材料,且增加层数。长时间使用,冷凝水太多就设个存水的容器,不然滴到衣服上冻成冰就很难看,也影响户外作业。还好存一小时的水,用小囊就够,如果人一小时呼出一升水,那真是毫无办法。 经过这样设计,呼吸通畅,热能很好的回收转移到吸气中,-40下自由呼吸。无阻力且温暖,大家一定会喜欢吧? (2018年12月31日 根河马拉松那天是真冷啊,早晨9点时-35度,只带几个样品,就让冷极人民抢购去戴了) 总之吧,经四年小改进+2个月冷极根河的高强度改进,零阻力耐极寒面罩BATE1版悄悄问世啦,解决了面罩透气与保暖的难题。我是非常开心啊,在根河-40的气温的早晨,天天出去走啊走,真是一点不冷,再也吸不到冷空气。 现在还在想呢,是兴奋能战胜了极寒?还是面罩起作用?但当时穿着3515羊毛皮鞋的脚提醒我,不走是真冷啊。 有诗云: 今得面罩千万件,大辟天下寒士“吸”欢颜。 功 能:极大提高吸气温度(-40度环境实测,吸气可达+10度,不限使用时间),防止呼吸道及面部冻伤,减少身体失温,防面罩与脸部结霜,提高舒适感,防眼镜起雾。 面罩阻力:因储热网孔很大,是毫米级的,几千个一毫米的孔同时打开,气流完全无阻力。非剧烈运动可做到完全无感。但胶圈压皮肤的感觉是有的。 这是标准型的七层储热与冷凝网,使用时可依气温适当增减那个白色硅胶网防风性能:因脸部有严密的胶圈,冷风经网孔吹进来但无出路,所以只能进一点点就老实了。经实测迎风无碍。 水的处理:约可冷凝80%呼气中的水分,冷凝水有组织排出,一部分在吸气时蒸发回用,网上的水层,也提高储存热量的能力,多时在重力做用下,流入贮水囊中,水囊可存水1-2小时。 北方的都应知道,冬天人进车后车窗上结水气,用我这个面罩,就基本没有了。我想同理,极寒天气户外露营时,可大量减少帐蓬与睡袋内水气的凝结。 用 途:适合严寒环境长时间户外工作生活运动探险等人士。 不适合:极端不怕冷,冻掉鼻子还嘴硬的;-10度以上无风的地区;不美宁死者。 网孔与USB大头的对比,这个孔对空气完全无阻的,何况这么多孔 本文于 2019年2月25日于8264网首发。(在慢慢改,没定稿呢) 无阻耐寒面罩开发人8264网ID:smartmask。 欢迎有能力商家或个人合作推广开发。 (转载请保留此四句话) |
本帖最后由 smartmask 于 2019-10-23 09:48 编辑 插播好消息: 1登山家张先生用这面罩登顶8463米马卡鲁峰,反馈非常好用,并又买几只拟与队友去K2.照片在54楼。 2网友用本品连登四姑娘山三峰,反馈说因肺部问题,若无此面罩肯定下撤了。图片在58楼. 3资深户外网友孜臻在6月登慕士塔格峰中对本面罩的点评视频:https://t.cn/AiEVNgt5?m=4414640782434744&u=2127599461 欢迎免费试用(已截止):使用过程中可电话我,我告诉你细节问题的处理,也利于更好的改进。 免费试用条件: 1 特殊不怕冷的人勿扰,在根河,有些人-40度可正常呼吸,就别用了,我怕你扔之如垃圾。 2 体感-30度以下温度户外10小时活动以上(每低5度可减2小时)。 3 拍当地照片证明确实使用,告诉我感受及改进意见。 4 限十只,财力有限,还未量产,成本稍高,目前加手工约30元,只能小范围试用。 (南极、珠峰、K2、高空跳伞、太空等环境用,及各平台怕冷的主播可不在此限,可协商具体要求。) 目前希望通过测试知道大约以下信息: 1 帐蓬内长时间使用,帐蓬表面凝水凝霜的减少程度?(但注意睡觉时用水可能会倒流,侧身或在里面硅胶槽内加纸巾或纱布用来吸水,要一两小时一换) 2 高寒缺氧地带长时间使用是否有少量阻力出现,舒适性如何? 3 狂风时冷气吹入,是否引起网上水气结冰? 4 长时时配带,人对水与食物需求的减少程度?(因吸气变成湿热的空气,不再干冷,热量回收后,人体热消耗减少,我感觉一天至少可省一个馒头,及半瓶水吧,有待测试)5 连续十小时以上-30度环境使用,功能是否变差。 试用名单: 1 4楼 松果腺素 ID 39523179 一只,2019冬季用 2 6楼 8569 ID 35723770 一只 3 8楼 残雪 ID 52230 一只,2019冬季用 4 36楼 liuba0605 ID 33728625 一只,2019冬季用 以上坛友,只需在拟使用的前半月,通知我发货就好。 因目前手工制作,产量有限,免费试用仅限以上4网友。 |
本帖最后由 smartmask 于 2019-2-25 16:05 编辑 加些我在根河及附近城市试验及行走的照片吧 [attach]44497679[/attach] 早期的导水槽,一歪头就洒水,不好 [attach]44497680[/attach] 早期的金属网,用久就有味道 [attach]44497681[/attach] 这个还是储热不足 [attach]44497682[/attach] 这是对比普通面罩,一小时就成个小冰壳了,热气会吹到眼毛上,拉冰就掉毛啊 [attach]44497683[/attach] 这个用个新罩体,但是透气性差,一小时就堵了 [attach]44497684[/attach] 去掉前面盖板也不行 [attach]44497685[/attach] 这样就透气了 [attach]44497686[/attach] 还是这个囊实用,装一小时冷凝水轻飘的,行走时两小时也不会溢出,-20以下就是冰块,挤出就好 [attach]44497687[/attach] -20度以上,推出小嘴,可方便倒水。 [attach]44497688[/attach] 小朋友说冷,戴了一会,他就说太热了。当天-25度 [attach]44497689[/attach] 这是我 [attach]44497690[/attach] 这是我,天天顶着温度计,这还捽断了两根呢 [attach]44497691[/attach] 这是马拉松时,有个人用后,其它三个同伴也买了,太谢谢他们了,我一下子就有了信心,当时发了些名片,前几天还有根河的人说要共同开发呢,希望能靠谱。 [attach]44497692[/attach] 这是一个马拉松的选手,早用我的应不会这么冷吧,明年我要让选手用用。 [attach]44497693[/attach] 一月初要离开了,爬了根河的西山,白天气温-25吧,树上的白,中午都不化 [attach]44497694[/attach] 一月初要离开了,爬了根河的西山,白天气温-25吧,树上的白,中午都不化 [attach]44497695[/attach] 一月初要离开了,爬了根河的西山,白天气温-25吧,树上的白,中午都不化 [attach]44497696[/attach] 到了海拉尔,停三天,不冷 [attach]44497697[/attach] 到了满洲里,停三天,不冷 [attach]44497698[/attach] [attach]44497699[/attach] 到了牙克石,较冷,这是牙的冰场,免费滑冰,在冰场介绍时有几人买了,平均可多滑一小时,不冷了嘛,眼镜不起雾了嘛,只不过只冷一天。 [attach]44497700[/attach] 四处转转 [attach]44497702[/attach] 这是牙克牙的凤凰山滑雪中心,拿了几个,全推销出去了,只不过与雪镜的位置冲突,得考虑改进的事了。 [attach]44497703[/attach] 这是牙克石火车站。 本次开发历时3个月,春节前赶回抚顺了,节后发现本论坛有这么多冰雪爱好者,希望帮到大家。 |