用于水下运动的呼吸管结构的制作方法

本实用新型系关于一种呼吸管结构，特别系关于一种用于水下运动的呼吸管结构。

背景技术：

一般市售用于如浮潜(snorkeling)或潜水(diving)等水下运动的呼吸管(或称：水中换气管)，皆属于单管式的设计，换言之，当进行水下运动时，无论是使用者所吸入的水面上新鲜空气、或是使用者自体内所呼出的废气，其皆透过该单一管体的唯一气道完成进出。

当使用者在进行水中活动时，因为全身肌肉都处于运动状态而会比平时消耗更多的氧气，如此一来，为了因应大量的氧气需求，使用者必须进行快速且频繁的换气动作。然而当使用前述单管式设计的呼吸管时，因新鲜气体的吸入与废气的排出皆使用同样的气道，导致使用者所吐出的废气(即：二氧化碳)在未完全排出至管外的情况下，便会紧接着进行新鲜空气的吸入，导致所吸入的新鲜空气混入残留于管中的废气，从而降低了使用者对新鲜空气的摄取。如此，由于所吸入新鲜空气的含量无法满足运动当下的耗氧需要，在此种缺氧情况下，使用者便容易产生头晕的状况、或需更佳频繁地进行换气，导致无法持久进行浮潜或潜水运动，或更甚者影响生命安全。

另一种现有技术如美国专利us2018/0001979a1公开号所揭示的呼吸结构，其包含一中央件以及对称位于中央件两侧的二进气管。使用者系透过二进气管来吸入新鲜空气，而中央件的前、后端分别设有一排出阀门以及供使用者咬合的一咬嘴，使用者从后端的嘴件所呼出的废气仅会朝前端的排出阀门排出至水中而不会进入到二进气管内，藉此避免废气残留的问题(实际气体的进/出状态示意图，请参考：https://www.youtube.com/watch？time_continue＝84&v＝bz24fklojvy)。

上述现有技术看似克服废气残留于吸气管内与新鲜空气混合、从而再次被使用者吸入的问题。然而，排出阀门所排出的废气是直接排放至水中，故使用者需要使呼出废气的气压大于「水压」，反而造成使用者肺部于吐气时必须更为费力，这对未受过专业水下运动训练的一般消费者、或是肺部机能较弱的使用者而言，极可能造成换气不顺畅的问题且产生身体损害的风险。另一方面，当废气直接排放至水中时，前端的排出阀门会不断产生出气泡流，这样的气泡流亦会对行进中的使用者造成视觉上阻碍。

有鉴于此，如何提供一种呼吸管结构，以改善上述需费力吐气的缺失，乃为目前业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的一目的在于提供一种呼吸管结构，当进行浮潜时，因呼吸管结构所具有的第一气道及第二气道皆高出于水面，故使用者所呼出的废气无须抵抗水压便可排出，且所呼出的废气亦不存在与所吸入的新鲜空气混合的情况，而可安全地供一般消费者配戴使用。

为达上述的目的，本实用新型所提出的呼吸管结构包含一咬嘴、一连接部、一第一气道及一第二气道。咬嘴适可供一使用者咬合，连接部系设置于咬嘴下方并与咬嘴连通，第一气道及一第二气道分别藉由一第一阀片及一第二阀片与连接部连接。当使用者吸气时，第一阀片可控制地使新鲜空气自第一气道流入至连接部。当使用者吐气时，第二阀片可控制地使使用者所呼出的废气自第二气道排出至外界。

附图说明

图1a与1b分别为第一实施例的呼吸管结构的吸气示意图与吐气示意图；

图1c系第一实施例的第一气道具有一第一口径以及第二气道一具有第二口径的示意图；

图2a与2b分别为第二实施例的呼吸管结构的吸气示意图与吐气示意图；

图2c系第二实施例的第一气道具有一第一口径以及第二气道一具有第二口径的示意图；

第3a与3b图分别为第三实施例的呼吸管结构的外观示意图以及断面图；

图3c为第三实施例的呼吸管结构的局部元件分解图；

图3d与3e分别为第三实施例的呼吸管结构的吸气示意图与吐气示意图；

图4a与4b分别为第四实施例的呼吸管结构的外观示意图与分解图；

图4c与4d为第四实施例的呼吸管结构的吸气示意图与吐气示意图；以及

图5系第四实施例的第一气道具有一第一口径以及第二气道一具有第二口径的示意图。

附图标记说明

100、200、300、400呼吸管结构

110、210、310、410咬嘴

120、220、320、420连接部

130、230、330、430第一气道

130a、230a、330a、430a第一口径

140、240、340、440第二气道

140a、240a、340a、440a第二口径

150、250、350、450第一阀片

1501、2501第一阀片座

160、260、360、460第二阀片

1601、2601第二阀片座

270、370、470第三阀片

180、280、380、480第一干燥顶面

190、290、390、490第二干燥顶面

412外端盖

413外阀片

416第一腔室

418第二腔室

4301主管

4401排水/排气管

b双向阀片座

c固定器

具体实施方式

关于以下实施例及图式中，与本实用新型非直接相关的元件均已省略而未绘示；且图式中各元件间的尺寸关系仅求容易了解，非用以限制实际比例。

本实用新型所提出的呼吸管结构包含一咬嘴、一连接部、一第一气道及一第二气道。咬嘴适可供一使用者咬合，连接部系设置于咬嘴下方并与咬嘴连通，第一气道及一第二气道分别藉由一第一阀片及一第二阀片与连接部连接。当使用者吸气时，第一阀片可控制地使新鲜空气自第一气道流入至连接部。当使用者吐气时，第二阀片可控制地使使用者所呼出的废气自第二气道排出至外界。透过上述基本原理，本实用新型的呼吸管结构具多种实施态样，以下将逐一说明。

图1a-1b示意第一实施例的呼吸管结构100，包含一咬嘴110、一连接部120、一第一气道130及一第二气道140。因呼吸管内部具有一第一阀片150与一第二阀片160，故局部的连接部120、第一气道130及第二气道140会以断面样貌呈现于图式中，以利于说明。

于第一实施例中，第一气道130系自连接部的一第一侧朝上延伸设置，而第二气道140系自连接部的下方并朝上延伸设置，以使第二气道140位于与第一侧相对的另一侧。如图1a或1b的示例，第一侧意指连接部120的右侧，而另一侧意指连接部120的左侧，即第一气道130系自连接部120的右侧朝上延伸设置，第二气道140系自连接部120的下方朝上延伸设置，以使第二气道140位于连接部120的左侧。相反地，亦可对换为第一侧意指连接部120的「左侧」，而另一侧意指为连接部120的「右侧」，因属本领域具有通常知识者可轻易思及，故不在赘述。

此外，第一气道中130内的第一阀片150系被支撑在一第一阀片座1501上，于第二气道140内的第二阀片160系被支撑在一第二阀片座1601上。

接着，图1a与1b分别显示出呼吸管结构100的吸气/吐气的运作模式。第1a图所示的吸气示意图，当使用者吸气时，设置于连接部120与第一气道130之间的第一阀片150会处于开启状态，而设置于连接部120与第二气道140之间的第二阀片160会处于关闭状态，故此时仅会有新鲜空气自外界依序经由第一气道130、连接部120、咬嘴110而为使用者所吸入，而新鲜空气因第二阀片160的阻挡而不会泄漏至第二气道140。

图1b所示的吐气示意图，当使用者吐气时，第一阀片150自开启状态变更为关闭状态、而第二阀片160则从关闭状态变更为开启状态，故此时所呼出的废气仅会依序经由咬嘴110、连接部120及第二气道140被排出至外界，而废气因第一阀片150的阻挡而无法进入至第一气道130内。

需说明的是，由于第一气道130与第二气道140均为朝上延伸设置的态样，如此一来，在使用者浮潜于水面的期间，第一气道130的进气口与第二气道140的排气口将皆处于高于水面的状态。相较于现有技术，本实用新型的呼吸管因从水面上排出废气，而完全不需要承受水面下的水压，故使用者的肺部在进行吐气时，而得以更轻松的方式吐出废气。据此，本实用新型的呼吸管确实解决现有技术的吐出废气的气压需大于水压的困扰。

如图1c所示，可使第一气道130所具有的一第一口径130a系不小于第二气道140所具有的一第二口径140a。亦即，第一口径130a可大于或等于第二口径140a。

较佳地，使第一气道130的第一口径130a大于第二气道140的第二口径140a，透过第一孔径130a与第二孔径140a的口径差可使吸/吐气造成不同的压力差，可更有效率地进行废气的排放。这是因为，与吸气相比，吐气会对呼吸管产生较大的压力，即便第二口径140a的孔径较小也可轻易排出废气，而较大口径的第一气道130可争取更多的新鲜空气存留于气道中以减省下次吸气的气力。于较佳实施例中，第一口径130a所具有的面积系介于312mm²至468mm²之间，而第二口径140a的面积则系介于50mm²至450mm²之间。

另一方面，第一气道130的顶端与第二气道140的顶端可分别设有一第一干燥顶面180(drytop)与一第二干燥顶面190。因此，当使用者潜入至水面下时，第一干燥顶面180与第二干燥顶面190亦会因为浮力作用而闭合第一气道130与第二气道140的顶端，藉此避免水进入到第一气道130与第二气道140内。

此外，第二气道140系为与连接部120的下方结合并朝上延伸设置的态样，倘若第一气道130与第二气道140于使用期间不慎有进水情况，所渗入的水也仅会因重力作用而残留于位于连接部120下方的第二气道140的弯折处，并且因为第二阀片160的设置，所渗入的水将难以回流至连接部120内，藉此确保使用者以本实用新型的呼吸管结构进行呼吸时的舒适度。

图2a-2b所示为呼吸管结构的第二实施例，其分别显示出吸气/吐气的运作模式，其中局部的连接部220、第一气道230及第二气道240同样会以断面样貌呈现于图式中，以利于说明。呼吸管结构200乃是将其第一气道230系自连接部220的一第一侧朝上延伸设置，而第二气道240系自相对于第一侧的另一侧朝上延伸设置，并藉由第一阀片250及一第二阀片260与连接部220连接。有别于第一实施例的设置方式，第二实施例的第一气道230与第二气道240乃是对称地设置于连接部220的相对二侧并朝上延伸设置。

此外，第一气道中230内的第一阀片250系被支撑在第一阀片座2501上，于第二气道240内的第二阀片260系被支撑在第二阀片座2601上。

当如图2a所示进行吸气时，第一阀片250可控制地使新鲜空气自第一气道230流入至连接部220后，经由咬嘴210让使用者吸入；即此时第一阀片250会处于开启状态，而第二阀片260会处于关闭状态，故新鲜空气只会流经第一气道230供使用者吸入。当如图2b所示进行吐气时，第二阀片260将可控制地使使用者所呼出的废气依序经由咬嘴210、连接部220而自第二气道240排出外界；即此时第一阀片250会处于关闭状态，而第二阀片260会处于开启状态，故吐出的废气只会从第二气道240排出外界。

由上述可见，第二实施例所具有的第一阀片250与第二阀片260的开关状态皆相同于第一实施例所述且都属于一种单向阀片的设计，即当第一阀片250与第二阀片260其中之一开启时，另一便会闭合。

另一方面，第一气道230的顶端与第二气道240的顶端亦可分别设有一第一干燥顶面280与一第二干燥顶面290，因其作动原理与效果如同于第一实施例所述，于此亦不多加赘述。

与第一实施例的另一差异在于，第二实施例可于连接部220的下方设置有一第三阀片270，其仅会朝呼外侧开启的单向排水阀。如此一来，倘若第一气道230与第二气道240于使用期间不慎有进水情况，且所渗入的水因重力作用而残留于连接部220的下方空间时，使用者于适当时机便可藉由大力吐气以开启第三阀片270来为连接部220进行强制排水的步骤，从而连接部220的内部可维持干燥以达到舒适地进行呼吸的效果。需说明的是，惟有使用者用力吐气所产生的气压足以启动第三阀片270的开启，一般吐出废气的气压并不会启动第三阀片270。

再者，参图2c，第一气道230所具有的一第一口径230a亦可等于或大于第二气道240所具有的一第二口径240a，故第一口径230a与第二口径240a的具体效果可参考上述第一实施例的说明。惟，于第二实施例中将第一口径230a设计大于第二口径240a，能提升吐气排除积水的效率，这是因为小口径的第二气道240可迫使较多的气压直接朝向第三阀片270。

图3a-3e所示为呼吸管结构的第三实施例。图3a与3b为呼吸管结构300的外观示意图以及断面图，呼吸管结构300所具有的第一气道330与第二气道340乃是设置同一管体300a内，且使管体300a具有与连接部320的侧边结合并朝上延伸设置的态样。亦即，第三实施例的管体300a系为具有双气道(第一气道330及第二气道340)的单一管体。

参图3c的局部元件分解图，第一气道330与第二气道340如同第一、二实施例同样分别藉由第一阀片350及第二阀片360与连接部320连接。惟，有别于上述第一、二实施例(即一个单向的阀片座对应一阀片)，第三实施例系透过一双向阀片座b同时装设着第一阀片350及第二阀片360，而双向阀片座b固定于单一管体里面，是故于单一管体中便能进行吸气与吐气。

如图3d的吸气示意图所示，由于第一阀片350仅可向下开启，而第二阀片360被迫关闭，故第一阀片350可控制地使新鲜空气自第一气道330流入至连接部320后，经由咬嘴310让使用者吸入。如图3e的吐气示意图所示，由于第二阀片360仅可向上开启，而第一阀片350被迫关闭，故第二阀片360可控制地使使用者所呼出的废气依序经由咬嘴310、连接部320而自第二气道340排出外界。

由上述可见，除将第一气道330与第二气道340设置于同一管体300a内的差异外，管体300a内第一阀片350与第二阀片360的开关状态皆相同于第一实施例，且都属于一种单向阀片的设计。换言之，当第一阀片350与第二阀片360其中之一开启时，其中之另一便会闭合。

如同第二实施例，第三实施例同样可于连接部320的下方设置有用于强制排水的一第三阀片370，仅会朝外侧开启的单向排水阀。因第三阀片370的强制排水运作机制及其所能达到效果可参考第二实施例的说明，于此不再赘述。

再者，参图3b，第一气道330所具有的第一口径330a亦可等于或大于第二气道340所具有一第二口径340a，故第一口径330a与第二口径340a的具体效果可参考上述第一实施例的说明。惟，于第三实施例中将第一口径330a设计大于第二口径340a，能提升吐气排除积水的效率，这是因为小口径的第二气道340可迫使较多的气压直接朝向第三阀片270。

最后，透过第一气道330与第二气道340设置于同一管体300a内的设计，第三实施例的呼吸管结构可供使用者以现有的使用习惯配戴本实用新型的呼吸管结构，降低更换新装备时可能面临的心理压力，且仅使用单一管体亦有助于降低制造成本。

图4a-4d所示为呼吸管结构的第四实施例。如图4a与4b所示的呼吸管结构400的外观示意图与分解图，乃是将呼吸管结构400所具有的第一气道430与第二气道440自连接部420的同一侧朝上延伸设置，并且第一气道430所位处的主管4301与第二气道440所位处的排水/排气管4401利用至少二个固定器c固定一起。此外，第一气道430的顶端套设有一干燥顶面480，而第二气道440的顶端则套设有一外端盖412与一外阀片413，更精确来说干燥顶面480设于主管4301的顶端，外端盖412与外阀片413设于排水/排气管4201的顶端。

除上述第一气道430与第二气道440之间的设置方式与顶端部件有所不同外，主要有别于第三实施例的差异在于，第四实施例将其第二阀片460改变设置于连接部420(又可称为「壳本体」)的内部。

详细而言，如图4c或4d的呼吸管结构的截面图所示，第四实施例的连接部420的内部划分为位于上侧的一第一腔室416及位于下侧的一第二腔室418(功能相当于「排水室」)。第一气道430藉由一第一阀片450的设置以与连接部420内的第一腔室416连接，从而第一阀片450可控制第一气道430与第一腔室416之间的气体连通或关闭。连接部420内所具有的第二腔室418与第二气道440气体连通，并透过第二阀片460的设置可控制第一腔室416与第二腔室418之间的气体连通或关闭。位置上，第二阀片460位于第二腔室418的上方，即位于第一腔室416下方。

需特别说明的是，本实施例系透过第二阀片座4601来画分第一腔室416与第二腔室418的空间。因此，第一气道中430内的第一阀片450系被支撑在第一阀片座4501上，而「连接部420内的第二阀片460」系被支撑在第二阀片座4601上。

请继续参阅图4c与4d，分别显示出呼吸管结构400的吸气/吐气的运作模式。如图4c所示的吸气示意图，当使用者吸气时，自干燥顶面480进入的新鲜空气会迫使第一阀片450开启，且第二腔室418上方的第二阀片460亦会因为第一腔室416内的压力变小而朝上紧闭密合。因此，所吸入的新鲜空气系依序流经干燥顶面480及第一气道430，透过开启的第一阀片450进入到连接部420的第一腔室416内，从而自咬嘴410被使用者吸入。由于第二阀片460处于紧闭密合状态(即上述所称之「关闭状态」)，故此阶段所吸入的新鲜空气并不会从上方的第一腔室416泄露至下方的第二腔室418。

图4d所示的吐气示意图，当使用者吐气时，连接部420的第一腔室416内变大的压力会迫使第一阀片450关闭，而位于第二腔室418内的第二阀片460则会朝下松脱而开启。如此一来，当使用者所呼出的废气经由咬嘴410抵达至连接部420的第一腔室416时，会被第一阀片450所阻挡而不会进入第一气道430，此时废气便只会由已开启的第二阀片460进入至位于下方的第二腔室418，并接着由第二气道440排放至外界。

如同第二与三实施例，第四实施例同样可于连接部420的下方设置有一第三阀片470；但更精确来说，第四实施例的第三阀片470设置于第二腔室418的下方。倘若于使用者吸气期间，外界的水不慎通过第一气道430、连接管420而残留在连接部420的第一腔室416内，则可趁用力吐气时开启第二阀片460以使残留在第一腔室416的积水顺势向下流至第二腔室418内，藉此维持第一腔室416的干燥状态。于此同时，由于第三阀片470是仅会朝外侧开启的单向排水阀，故第三阀片470也一并被开启，因而落到第二腔室418内的积水得以备排出至外界，从而第二腔室418的内部也可维持干燥，故使用者能够舒适地使用本实用新型的呼吸管结构进行呼吸。需说明的是，惟有使用者用力吐气所产生的气压足以启动第三阀片470的开启，一般吐出废气的气压并不会启动第三阀片470。

再者，如同图5所示，第一气道430所具有的第一口径430a亦可等于或大于第二气道440所具有一第二口径440a，故关于第一口径430a与第二口径440a的面积尺寸及其所可达到的效果可参考第一实施例的说明，于此亦不多加赘述。惟，于第四实施例中将第一口径230a设计大于第二口径240a，能提升吐气排除积水的效率，这是因为小口径的第二气道440可迫使较多的气压直接朝向第三阀片470。

最后，本领域具通常知识者亦可依据其他需求，将套设于第二气道440的顶端的外端盖412与外阀片413更换为半干式顶面或全干式顶面。如图5所示，将外端盖412与外阀片413置换为相似于第一气道430的干燥顶面，以使第二气道440的顶端同样设有一第二干燥顶面490，进而维持第二气道440内部干燥的功效。

综上所述，本实用新型的呼吸管结构透过第一气道供应新鲜空气以及让使用者呼出的废气由第二气道排出，因而所呼出的废气亦不存在与所吸入的新鲜空气混合的情况。另一方面，于使用者浮于水面的期间，第一气道的进气口以及第二气道的排气口均会处于水面之上，故使用者所呼出的废气无须抵抗水压便可轻易从水面上排出。据此，本实用新型的呼吸管结构解决习知呼吸管的换气不顺畅的问题且能够降低身体损害的风险，故一般未受专业训练的消费者也可安心地配戴使用。

上述的实施例仅用来例举本实用新型的实施态样，以及阐释本实用新型的技术特征，并非用来限制本实用新型的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本实用新型所主张的范围，本实用新型的权利保护范围应以权利要求为准。

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