[发明专利]一种基于热电器件的头盔式消防面具降温防护系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于热电器件的头盔式消防面具降温防护装置及防护方法，该装置主要包括消防面具盔壳部件、供电单元部件、耗电单元部件和制冷单元部件。通过对各个部件进行具体设置，使得在环境恶劣的火灾现场，消防员穿戴消防面具进行灭火救援时，系统利用半导体热电制冷器的稳态和瞬态制冷机理，对消防面具内部进行高效快速地降温冷却。系统整体结构操作简单，无噪音，节能环保，成本低廉，安全性高。可以有效地避免能源的浪费，同时提升消防员的舒适度，具有极大的便利性。

技术领域

本发明涉及消防安全防护技术领域，具体涉及一种基于热电器件的头盔式消防面具降温防护系统及防护方法。

背景技术

火灾是严重威胁人类生存与发展的灾害之一，火灾的发生具有频率高、时空跨度大的特点，造成的损失也非常严重。而消防人员在灭火救援作战中又必须置身于高温、浓烟、缺氧等恶劣的火场环境中，因此，个人防护技术装备例如消防面具、头盔等是都是避免和减少消防人员受伤和死亡的重要设备。但常见的消防面具并不具备可靠的降温功能，极易给长时间处于在高温闷热环境下的消防人员引发头晕、胸闷等症状，严重时可引起晕厥甚至死亡。

针对这一现象，现有技术方案中，中国发明公开文本CN108578921A公开了一种用于火灾的自主降温式防毒面具，其吸气装置冷却腔内设有若干螺旋状贯通于其中的气管，整个冷却腔内部中空以用于容纳吸热物质，冷却腔侧壁上连接有导管，导管与安装在佩戴组件内的物料腔相连接，物料腔内装有用于反应后形成吸热物质的反应物，从而降低吸入空气的温度以保护使用者的呼吸道。中国实用新型公开文本CN211245266U公开了一种消防面罩，包括由防火面料制成的头罩、以及一端与头罩内部连通的呼吸管道，利用热气上升的原理，水平高度越高的空气其温度越高，而由于呼吸管道的另一端在佩戴时是自然下垂的，吸入的空气温度会比较低，实现了一定的降温。

现有的设计方案中，最主要的问题是采取加入反应物混合发生吸热反应的方式，其吸热物质为不可逆物质，吸气装置也是一次性装置，所以需要定期更换，这会造成一定的资源浪费。此外，冷却腔中的液体如果封口不严实，容易导致漏液。而基于热气上升的物理原理，通过自然下垂的呼吸管道吸入空气所在水平位置远低于我们头部所在高度，所能达到的降温效果并不理想。因此，有必要提出一种能可靠有效的消防面具冷却降温防护系统及方法以解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种可以根据外界环境实现快速降温，并且能够应急预警，自动调温，节约能源，结构简单，操作便捷，基于热电效应可将电能与热能进行相互转化的机理，能有效地给消防面具实现降温的，智能实现消防面具降温的防护装置及防护方法。具体通过如下技术手段实现：

本发明的基于热电器件的头盔式消防面具降温防护装置主要包括：消防面具盔壳部件、用于产生电能并将其储存至蓄电池的供电单元部件和用于给半导体发电片、电压控制器、半导体制冷片、温度传感器及警示灯提供电力的耗电单元部件和给呼吸过滤器及人员颈部降温的制冷单元部件。

所述消防面具盔壳部件包括消防面具盔壳、呼吸过滤器和便携模块箱。

所述供电单元部件包括半导体发电片、导线、电压控制器和储能蓄电池；所述半导体发电片以圆周的方式设置于所述消防面具盔壳的上部，基于消防面具所处外部环境温度和内部温度之间的温差，半导体发电片将会产生直流电。所述电压控制器和所述储能蓄电池均设置于所述便携模块箱内，所述储能蓄电池一方面用于给耗电单元部件供给电能，另一方面用于存储供电单元部件产生的电能。所述半导体发电片通过所述导线与所述电压控制器相连接，所述电压控制器用于调节所述半导体发电片输出至所述储能蓄电池所需的输入电压的大小。