CH714762A2 - ABC-Filtersystem mit einer Statusanzeige. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein ABC-Filtersystem mit einer Statusanzeige mit eigener Stromversorgung, die eine genaue Anzeige des Luftdurchsatzes und eine Notbeleuchtungsfunktion bereitstellt. Gemäss der Erfindung wird ein ABC-Filtersystem (10) bereitgestellt, welches eine ABC-Filtereinheit (16), ein Gebläse (20) und eine Statusanzeige (30) mit eigener Stromversorgung umfasst. Hierbei umfasst die Statusanzeige (30): eine Luftturbinenschaufel (32), die im Luftpfad des ABC-Filtersystems angebracht ist, einen Stromgenerator (34), der mit der Luftturbinenschaufel (32) mechanisch gekoppelt ist, eine Steuereinheit (38) und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (40). Der Stromgenerator (34) liefert elektrische Energie für die Steuereinheit (38) und die Mensch-Maschine-Schnittstelle (40). Die Steuereinheit (38) liefert Statusinformationen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (40), wobei wenigstens der Luftdurchsatz angezeigt wird. Das ABC-Filtersystem kann ferner eine Lichtquelle (36) umfassen. Der Stromgenerator (34) liefert elektrische Energie auch für die Lichtquelle (36).

Description

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein ABC-Filtersystem mit einer Statusanzeige mit eigener Stromversorgung, die eine Anzeige des Luftdurchsatzes und eine Notbeleuchtungsfunktion bereitstellt. Insbesondere ein ABC-Filtersystem mit einer Luftturbine, die im Luftpfad des ABC-Filtersystems angebracht ist. Hierbei erzeugt die Luftturbine Strom für eine Beleuchtung und Luftstromdaten für eine wahrnehmbare Statusanzeige.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG [0002] Die gesetzlichen Bestimmungen in Israel legen fest, dass private Wohneinheiten und öffentliche Bauten, wie etwa Bürogebäude, Einkaufszentren, industrielle Einrichtungen, Freizeitzentren und dergleichen, einen ABC-geschützten Raum zur Verwendung in einem durch Krieg oder eine Naturkatastrophe verursachten Ausnahmezustand bereithalten müssen. Der geschützte Raum muss ein ABC-Filtersystem aufweisen, das korrekt bemessen ist, so dass es an das Volumen des geschützten Raumes und die zu erwartende Anzahl von Personen, die sich während eines Notfalls in dem geschützten Raum aufhalten, angepasst ist.

[0003] Die Bestimmungen fordern insbesondere, dass solche privaten und öffentlichen ABC-Filtersysteme eine ABC-Filtereinheit, die aus einem Partikelfilter und einem Gasadsorptionsfilter besteht, und ein elektrisches Gebläse, das für eine bestimmte volumenbezogene Luftaustauschrate geeignet ist, aufweisen sollte. Ferner sollte das ABC-Filtersystem mit einer zusätzlichen manuellen Einrichtung für den Luftaustausch ausgestattet sein, die im Falle eines Stromausfalls mit Körperkraft betrieben werden kann. Das zusätzliche Element für den Luftaustausch ist für die kleinen Systeme für Wohneinheiten gewöhnlich als manuell betätigter Blasebalg konstruiert, und für die grösseren Systeme in öffentlichen Einrichtungen als mittels Handkurbel betätigtes Gebläse. Typischerweise weist die zusätzliche manuelle Luftaustauscheinheit der grösseren Systeme ein Drehzahlerhöhungsgetriebe auf, mit einer Eingangswelle, die mit der Handkurbel manuell gedreht wird, und einer Abtriebswelle, die mit dem elektrischen Gebläse in Eingriff steht, um dieses zu drehen.

[0004] Für die kleinen Systeme wird eine intuitiv erfassbare Anzeige eines positiven Luftstroms gefordert, während für die grösseren Systeme ein genaueres Luftdurchsatzmessgerät erforderlich ist. Die Hauptaufgabe des Luftdurchsatzmessers ist es, die Benutzer des geschützten Raumes insbesondere in Zeiten eines Stromausfalls, aber auch dann, wenn elektrischer Strom verfügbar ist, zu informieren, ob der Gebläsemotor oder der Handbetrieb die Einleitung einer korrekten Menge an Frischluft in den geschützten Raum bewirkt. Eine ungenügende Menge an Luftstrom ist natürlich aus Sicherheitsgründen nicht wünschenswert, ein zu starker Luftstrom verkürzt jedoch die Betriebszeit des Adsorptionsfilters und ist daher ebenfalls unerwünscht.

[0005] Eine weitere Forderung der gesetzlichen Vorschriften, die sich auf die grösseren Systeme bezieht, sieht das Vorhandensein einer Lichtquelle vor, welche in Zeiten eines Stromausfalls mittels der oben erwähnten Handkurbel manuell mit Strom versorgt werden kann.

[0006] Gegenwärtig verfügbare ABC-Filtersysteme für grosse Gemeinschafts-Schutzunterkünfte umfassen einen mechanischen Luftstromsensor des mit Flügeln versehenen Typs, der im Weg des Luftstroms angeordnet ist. Der Flügel wird durch eine Feder oder ein Gewicht ausbalanciert, welche gespannt bzw. welches erhöht wird, wenn sich die Luftströmungsgeschwindigkeit erhöht. Das freiliegende Ende des Scharnierbolzens des Flügels ist an einem Zeiger befestigt, der sich vor einer Skala bewegt, um näherungsweise den Luftdurchsatz durch das Filtersystem anzuzeigen. Der passive Zeiger muss von den im Schutzraum befindlichen Personen oder vom Bediener der Handkurbel ständig beobachtet werden, um die Leistung des Elektromotors oder die Umdrehungsgeschwindigkeit der Handkurbel zu steuern. Der Elektromotor des Gebläses ist typischerweise etwas überdimensioniert, und im Durchflussweg ist eine Drosselklappe vorgesehen, um eine Verringerung des Luftstroms zu ermöglichen, wenn elektrischer Strom verfügbar ist und das Gebläse einen zu hohen Luftdurchsatz bewirkt.

[0007] Um die Erfüllung der Beleuchtungsanforderung zu erleichtern, ist ein kleiner Generator auf der Welle des Gebläses montiert, so dass auch während des manuellen Betriebs elektrische Leistung erzeugt wird.

[0008] Sowohl der Beleuchtungs-Stromgenerator als auch das passive Durchsatzmessgerät sind relativ aufwändig und komplex, die Produktionskosten sind hoch, und die Zuverlässigkeit kann sich im Laufe der Zeit verringern. Daher besteht die Notwendigkeit, die obigen System nach dem Stand der Technik weiter zu optimieren und eine kosteneffiziente, zuverlässige Lösung bereitzustellen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG [0009] Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile und Einschränkungen der Systeme nach dem Stand der Technik zu überwinden und ein ABC-Filtersystem mit einer Statusanzeige mit eigener Stromversorgung bereitzustellen, die eine genaue Anzeige des Luftdurchsatzes und eine Notbeleuchtungsfunktion bereitstellt.

[0010] Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein ABC-Filtersystem bereitgestellt, welches eine ABC-Filtereinheit, ein Gebläse und eine Statusanzeige mit eigener Stromversorgung umfasst. Hierbei umfasst die Statusanzeige: eine Luftturbinenschaufel, die im Luftpfad des ABC-Filtersystems angebracht ist, einen Stromgenerator, der mit der Luftturbinenschaufel

CH 714 762 A2 mechanisch gekoppelt ist, eine Steuereinheit und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle. Der Stromgenerator liefert elektrische Energie für die Steuereinheit und die Mensch-Maschine-Schnittstelle. Die Steuereinheit liefert Statusinformationen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle, wobei wenigstens der Luftdurchsatz angezeigt wird.

[0011] Gemäss einem Aspekt der Erfindung umfasst das ABC-Filtersystem ferner eine zusätzliche Luftaustauscheinheit. [0012] Gemäss einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst das ABC-Filtersystem ferner eine Lichtquelle. Der Stromgenerator liefert elektrische Energie auch für die Lichtquelle.

[0013] Gemäss noch einem anderen Aspekt der Erfindung stellt die Steuereinheit ferner Informationen bereit, welche die Innenraumluftqualität betreffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN [0014] Die Erfindung und die Art und Weise, wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, wird unter Bezugnahme auf die folgenden, der Veranschaulichung dienenden Figuren, die lediglich nicht einschränkende Beispiele darstellen, verständlich, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines ABC-Filtersystems, in dem eine Statusanzeige verwendet wird, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Draufsicht des ABC-Filtersystems von Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine vergrösserte Seitenansicht des Gebläseabschnitts eines ABC-Filtersystems ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3 ist; und

Fig. 5 ist ein schematisches Blockschaltbild der Komponenten, aus denen die Statusanzeige besteht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN [0015] Die vorliegende Erfindung offenbart ein ABC-Filtersystem, das eine Statusanzeige aufweist. Das ABC-Filtersystem befindet sich typischerweise in Zufluchtsräumen oder Gemeinschafts-Schutzunterkünften. Die Statusanzeige liefert Informationen, welche den Durchsatz von in den Schutzraum einströmender Frischluft betreffen. Zusätzlich zu den Luftstromdaten kann die Statusanzeige auch eine Notbeleuchtungsfunktion aufweisen. Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.

[0016] Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen; sie zeigt eine Vorderansicht eines allgemein mit 10 bezeichneten, einfachen ABC-Filtersystems, das typischerweise in grossen Gemeinschafts-Schutzunterkünften verwendet wird. In Fig. 2 ist eine Draufsicht des ABC-Filtersystems von Fig. 1 dargestellt. Das ABC-Filtersystem umfasst ein Vorfilter 12 mit grober Filterfeinheit, dass an einer äusseren Betonwand 28 der Schutzunterkunft angebracht ist, eine flexible Einlassleitung 14, eine ABC-Filtereinheit 16, die typischerweise ein Partikelfilter und ein Gasadsorptionsfilter aufweist, eine flexible Auslassleitung 18, ein Gebläse 20, das von einem Elektromotor 26 angetrieben wird, und eine zusätzliche manuelle Luftaustauscheinheit 22. Das ABC-Filtersystem saugt frische Aussenluft durch eine in die Betonwand 28 eingebettete Leitung 29 in das Filtersystem 10 und durch einen Auslasstunnel 33 des Gebläses 20 in den geschützten Raum. Die Richtungen des Luftstroms am Einlass und Auslass sind durch Pfeile 31 bezeichnet. Die manuelle Luftaustauscheinheit 22 ist typischerweise ein Drehzahlerhöhungsgetriebe, das mit einer Handkurbel 24 oder einem Pedal (nicht dargestellt) betätigt wird, um das Gebläse 20 während eines Stromausfalls mit Strom zu versorgen. Die flexiblen Leitungen 14 und 16 können direkt miteinander verbunden werden, um die ABC-Filtereinheit 16 zu umgehen, wenn sich in der Schutzunterkunft Personen aufhalten, jedoch kein ABC-Schutz benötigt wird. Neuere ABC-Filtersysteme können ein Umschaltventil (nicht dargestellt) aufweisen, zum Wechseln der Betriebsart des ABC-Filtersystems 10 zwischen einer Belüftungs-Betriebsart, die zu normalen Zeiten oder bei konentioneller Gefahr wirksam ist, und einer ABC-Schutz-Betriebsart, die bei einer ABC-Gefahr wirksam ist.

[0017] Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein ABC-Filtersystem 10 mit einer Statusanzeige mit eigener Stromversorgung, die allgemein mit 30 bezeichnet ist, bereitgestellt. Die Statusanzeige 30 ist an zwei hauptsächlichen Orten positioniert, die in Fig. 1 mit Kreisen versehen und mit B und C bezeichnet sind. Der mit B bezeichnete Kreis hebt eine Teilschnittansicht des Gebläses 20 hervor, und der mit C bezeichnete Kreis hebt ein Benutzerbedienfeld hervor, das für die in dem geschützten Raum befindlichen Personen sichtbar oder auf andere Weise wahrnehmbar ist. Das Benutzerbedienfeld ist auch für einen Bediener der Handkurbel 24 in Zeiten eines Stromausfalls sichtbar oder auf andere Weise wahrnehmbar. Die Statusanzeige 30 umfasst (in dem mit B bezeichneten Kreis) eine Luftturbinenschaufel 32, die im Luftpfad des ABCFiltersystems angebracht ist, und einen Stromgenerator 34, der mit der Luftturbinenschaufel 32 mechanisch gekoppelt ist. Die Statusanzeige 30 umfasst ferner (in dem mit C bezeichneten Kreis) eine optionale Lichtquelle 36, eine Steuereinheit 38 und das Benutzerbedienfeld, das wenigstens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 umfasst. Der Stromgenerator 34 liefert elektrischen Strom für die Lichtquelle 36, falls vorhanden, die Steuereinheit 38 und die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40. Die Steuereinheit 38 stellt Statusinformationen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 bereit, wobei die Statusinformationen wenigstens einen Luftdurchsatz umfassen, der durch das Gebläse 20 bewirkt wird, gleichgültig, ob es elektrisch betrieben wird, was bevorzugt ist, oder manuell infolge eines Stromausfalls.

CH 714 762 A2 [0018] Es versteht sich, dass die im Kreis C dargestellten Komponenten in unmittelbarer Nähe der im Kreis B dargestellten Komponenten positioniert sein können, um eine einzige Einheit zu bilden. Weiterhin können die Komponenten, aus denen sich die Statusanzeige zusammensetzt, getrennt oder in verschiedenen Gruppen positioniert sein, solange die Turbinenschaufel 32 im Luftpfad des ABC-Filtersystems positioniert ist und die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 für den Bediener und die Personen in der Schutzunterkunft sichtbar oder auf andere Weise wahrnehmbar ist.

[0019] Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen; sie zeigt, gemäss einer anderen Implementierung der vorliegenden Erfindung, eine Seitenansicht eines Gebläses 20 in grösserem Massstab, welches an einem ABC-Filtersystem angebracht ist, das die allgemein mit 30 bezeichnete Statusanzeige umfasst. Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist die zusätzliche manuelle Luftaustauscheinheit 22 ein Drehzahlerhöhungsgetriebe, das im Falle eines Stromausfalls unter Verwendung eines Riemen- oder Kettentriebs 25 fernbetätigt werden kann. Die Fernbetätigung ermöglicht eine Anordnung des ABC-Filtersystems an einer hohen Position, wodurch auf dem Boden Platz gespart wird. Dementsprechend ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 zwecks guter Sichtbarkeit unterhalb des Gebläses 20 angeordnet. Die Handkurbel (nicht dargestellt) ist für eine ordnungsgemässe Bedienung durch die in dem geschützten Raum befindlichen Personen in einer zugänglichen Höhe angeordnet.

[0020] Der in Fig. 3 dargestellte Teilschnitt gibt die Sicht auf die Luftturbinenschaufel 32, die im Auslasstunnel 33 des Gebläses 20 angebracht ist, und den Stromgenerator 34, der die Luftturbinenschaufel 32 trägt, frei. Der Stromgenerator 34 ist an der Wand des Gebläses mit mehreren Rippen 52 befestigt, die im Wesentlichen in der Richtung des Luftstroms liegen, um eine Einengung der Öffnung zu verhindern.

[0021] Für die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 kann eine Flüssigkristallanzeige (Liquid Crystal Display, LCD) verwendet werden, welche eine visuelle Anzeige des Luftdurchsatzes bereitstellt. Die visuelle Anzeige kann durch Ziffern dargestellt werden, die einen Wert des Luftdurchsatzes angeben, oder als ein durch Punkte dargestellter variabler Vektor, der sich entlang der LCD erstreckt, wobei die Länge des Vektors entsprechend dem Luftdurchsatz variiert. Optional kann für die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Reihe von Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LEDs) verwendet werden, die eine visuelle Anzeige des Luftdurchsatzes durch die Anzahl der LEDs oder die Position einer LED, die bei einem gegebenen Luftdurchsatz eingeschaltet wird, gewährleistet. Die Leuchtdioden können von unterschiedlichen Farben sein, um den Status des Luftdurchsatzes noch klarer zu identifizieren.

[0022] Wie oben erläutert, weist das ABC-Filtersystem 10 zwei Betriebsarten auf, eine Belüftungs-Betriebsart, die zu normalen Zeiten oder bei konventioneller Gefahr wirksam ist, und eine ABC-Schutz-Betriebsart, die bei einer ABC-Gefahr wirksam ist. Bei der ABC-Schutz-Betriebsart strömt die Luft, die in den geschützten Raum eintritt, durch die ABC-Filtereinheit 16, während bei der Belüftungs-Betriebsart die ankommende Luft die ABC-Filtereinheit 16 umgeht. Die ABC-Filtereinheit 16 setzt dem Luftstrom einen gewissen, merklichen Widerstand entgegen, daher leitet in der Belüftungs-Betriebsart, wenn die ABC-Filtereinheit umgangen wird, das Gebläse 20 einen grösseren Luftdurchsatz in den geschützten Raum ein. [0023] Gemäss der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit 38 mit einem Eingang versehen sein, der die aktuelle Betriebsart des ABC-Filtersystems 10 erkennt. Die Steuereinheit 38 kann die Drehzahl des Elektromotors 26, der das Gebläse 20 antreibt, elektronisch anpassen. Alternativ kann die Steuereinheit 38 die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 mit dem korrekten Wert in beiden Betriebsarten versehen. Die in dem geschützten Raum befindlichen Personen müssen dann noch den Luftstrom steuern, jedoch ohne dass es notwendig ist, den Anzeigewert der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 zu interpretieren. Optional kann bei einer einfacheren Ausführungsform die LED-Anordnung zwei Reihen von LEDs oder zwei Bereiche von farbigen LEDs aufweisen, die jeweils als für eine Betriebsart geeignet gekennzeichnet sind. Die in dem geschützten Raum befindlichen Personen müssen dann den Luftstrom mit Interpretation des Anzeigewertes der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 gemäss der tatsächlichen Betriebsart steuern.

[0024] Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die ein schematisches Blockschaltbild der Statusanzeige 30 zeigt; zum Beispiel kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 sechs LEDs 42 aufweisen, die in einer Reihe organisiert sind und in einer Folge nacheinander aufleuchten. Das erste Paar von LEDs, zum Beispiel auf der linken Seite der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40, kann zum Beispiel aus roten LEDs bestehen, die, wenn eine von ihnen leuchtet, anzeigen, dass ein unzureichender Luftdurchsatz in den geschützten Raum eingeleitet wird. Das zweite Paar von LEDs, zum Beispiel in der mittleren Position, kann zum Beispiel aus grünen LEDs bestehen, die, wenn eine von ihnen leuchtet, anzeigen, dass der Luftdurchsatz korrekt ist. Das dritte Paar von LEDs, auf der linken Seite der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40, kann zum Beispiel aus blauen LEDs bestehen, die, wenn eine von ihnen leuchtet, anzeigen, dass ein zu hoher Luftdurchsatz in den geschützten Raum eingeleitet wird. Wenn eine der blauen LEDs leuchtet, kann der Bediener die Drehzahl der Handkurbel 24 verringern und somit die Betriebszeit des Adsorptionsfilters verlängern und physische Kraft sparen, um eine längere manuelle Betätigung der Handkurbel zu ermöglichen.

[0025] Optional kann, wie oben angegeben, die LED-Anordnung zwei Bereiche von farbigen LEDs aufweisen, die jeweils als für eine Betriebsart geeignet gekennzeichnet sind. In einem solchen Fall zeigen dann zum Beispiel die drei LEDs auf der linken Seite der Statusanzeige 40 den Status des Durchsatzes während der Filtrations-Betriebsart an, während die drei LEDs auf der rechten Seite der Statusanzeige 40 den Status des Durchsatzes während der Belüftungs-Betriebsart anzeigen. Die mittlere LED jeder der Gruppen zeigt den korrekten Durchsatz für die betreffende Betriebsart an. Die in dem geschützten Raum befindlichen Personen müssen dann den Luftstrom mit Interpretation des Anzeigewertes der MenschMaschine-Schnittstelle 40 gemäss der tatsächlichen Betriebsart steuern. Es versteht sich, dass auch andere Implemen

CH 714 762 A2 tierungen der LED-Anordnung möglich sind, wie etwa eine kreisförmige, einer Uhr ähnliche Anordnung, oder mehrere oder sogar nur eine LED, welche die Farbe wechselt. Bei noch einer anderen Implementierung kann die Mensch-MaschineSchnittstelle 40 ein Sprachsynthesizer sein, der periodisch oder wenigstens dann, wenn der Luftdurchsatz unzureichend ist, eine Statusnachricht durchsagt.

[0026] Es wird weiterhin auf Fig. 5 Bezug genommen; das schematische Blockschaltbild enthält Hauptkomponenten und optionale Komponenten des Luftfiltersystems 10 und der Statusanzeige 30. Der mit 74 bezeichnete Block beinhaltet die Komponenten, an denen Netzspannung anliegt, wie etwa das Gebläse 20, den Drehzahlregler 76 des Gebläsemotors und den Hauptnetzschalter 78. Der mit 80 bezeichnete gestrichelte Pfeil stellt den Luftstrom dar, der zwischen dem Gebläse 20 und der Turbinenschaufel 32 fliesst. Der Generator 34 kann ein Permanentmagnet-Gleichstromgenerator (DC-Generator) mit Bürsten sein, oder ein bürstenloser Permanentmagnet-Wechselstromgenerator (AC-Generator). Falls ein AC-Generator verwendet wird, wird ein Gleichrichter 62 benötigt, um den Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, andernfalls kann der Gleichrichter 62 entfallen. Der Gleichrichter 62 kann ein Vollbrückengleichrichter vom Diodentyp sein, wie in Fig. 5 dargestellt, oder ein Halbbrückengleichrichter, wie im Stand der Technik bekannt. Es können auch moderne aktive Gleichrichter verwendet werden, die gesteuerte FET-Transistoren anstelle von Dioden verwenden, um Leistungsverluste am Gleichrichter zu reduzieren.

[0027] Vorzugsweise wird die Wellenfrequenz am Ausgang des Generators 34 über einen Leiter 66 zu einem Zählereingang der Steuereinheit 38 übertragen. Optional wird die Spannung am Ausgang des Generators 34 oder des Gleichrichters 62, falls verwendet, durch einen optionalen Leiter 72 und den Leiter 66 zu einem analogen Eingang der Steuereinheit 38 übertragen, zur Verarbeitung und Bestimmung des Luftdurchsatzes. Es wird ein Gleichspannungswandler 64 verwendet, um die variable Eingangsspannung in eine feste Spannung umzuwandeln, die für einen ordnungsgemässen Betrieb der Lichtquelle, der Steuereinheit und der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 geeignet ist. Wenn ein ausreichender Luftstrom in den geschützten Raum eingeleitet wird, schaltet die Steuereinheit 38 unter Verwendung eines Feldeffekttransistor- (FET-) Schalters 70 oder einer anderen elektronischen Schaltvorrichtung die Lichtquelle 36 ein. Die Lichtquelle 36 ist typischerweise eine hocheffiziente, energiesparende Leuchtdiode (Light Emitting Diode, LED), die 50 Lumen (Im) emittiertes sichtbares Licht bereitstellt. Gegenwärtig verfügbare Beleuchtungs-LEDs haben eine Lichtausbeute von über 150 Im/W, daher wird für die Lichtquelle 36 nur ein Drittel von einem Watt benötigt. Es kann ein Handschalter 68 vorgesehen sein, um ein Übersteuern der Entscheidung der Steuereinheit zu ermöglichen und die Lichtquelle nach Belieben ein- oder auszuschalten.

[0028] Optional kann ein Rückkopplungsbus oder eine Rückkopplungsleitung 82 verwendet werden, welche die Steuereinheit 38 und den Motordrehzahlregler 76 verbindet, falls die Steuereinheit 38 dafür vorgesehen ist, die Drehzahl des Gebläses 20 durch den Motordrehzahlregler 76 zu steuern. Die Rückkopplungsleitung 82 kann die Steuereinheit auch mit einem Eingang versehen, der die Betriebsart des ABC-Filtersystems erkennt. Ein solcher Eingang ermöglicht der Steuereinheit, die Drehzahl des Gebläses sowohl an die Belüftungs-Betriebsart als auch an die Filtrations-Betriebsart elektronisch anzupassen. Falls die obigen Optionen implementiert sind, kann, solange Netzstrom verfügbar ist, der Luftdurchsatz automatisch eingestellt werden, ohne Eingriff seitens der in der Schutzunterkunft befindlichen Personen. Andernfalls kann, wie oben erwähnt, die Drehzahl des Gebläses unter Verwendung des Drehknopfes 84 des Motordrehzahlreglers 76 manuell verstellt werden, um die Drehzahl zu ändern, bis ein korrekter Anzeigewert des Luftdurchsatzes durch die Statusanzeige 30 erzielt wird. Der Motordrehzahlregler 76 kann ein Dimmer sein, der ein Verfahren der Phasenwinkelsteuerung anwendet, wie im Stand der Technik bekannt, um die elektrische Leistung einzustellen, die dem Gebläsemotor zugeführt wird.

[0029] Im Betrieb berechnet die Steuereinheit 38 den Luftdurchsatz als Funktion eines Ausgangssignals, das vom Generator 34 erzeugt wird. Das Ausgangssignal kann die erzeugte Spannung sein, die für DC- und AC-Generatoren geeignet ist, oder die erzeugte Wellenfrequenz, die im Falle eines AC-Generators geeignet ist. Da die Lichtquelle 36 typischerweise mehr Strom verbraucht als sowohl die Steuereinheit 38 als auch die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40, erhöht sich die Last am Generator beträchtlich, wenn die Lichtquelle eingeschaltet wird. Infolgedessen werden, für einen gegebenen Luftdurchsatz, vom Generator 34 je nachdem, ob die Lichtquelle ein- oder ausgeschaltet ist, unterschiedliche Spannungen oder Frequenzen erzeugt. Um den Einfluss der Last auf die gemessene Spannung oder Frequenz zu überwinden, werden von der Steuereinheit zwei verschiedene Funktionen zur Berechnung des Luftstroms verwendet. Eine erste Funktion wird verwendet, wenn die Lichtquelle ausgeschaltet ist, und eine zweite Funktion wird verwendet, wenn die Lichtquelle eingeschaltet ist. Optional können die berechneten Werte der zwei Funktionen in einem Daten-Array in einem internen Speicher der Steuereinheit gespeichert werden, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Berechnungen ständig zu wiederholen.

[0030] Der Schalter 68 oder ein optionaler zusätzlicher Schalter kann auch zur Kalibrierung des Systems während der Produktion verwendet werden. Die Kalibrierung kann durchgeführt werden, indem durch den Lüfterflügel 32 ein genau bestimmter Luftstrom zugeführt wird, das gemessene Ergebnis von der Steuereinheit abgelesen wird und dieses Ergebnis als der korrekte Luftstrom zur zukünftigen Verwendung eingestellt wird, indem der Schalter 68 gedrückt wird. Der Vorgang kann zweimal ausgeführt werden, erstens zum Einstellen des korrekten Anzeigewertes des Luftdurchsatzes während der Belüftungs-Betriebsart und zweitens zum Einstellen des korrekten Anzeigewertes des Luftdurchsatzes während der Filtrations-Betriebsart.

[0031] Wenn zusätzlich einige Umgebungssensoren vorgesehen werden, kann die Steuereinheit 38 ferner Informationen bereitstellen, welche die Innenraumluftqualität betreffen. Die Daten zur Luftqualität können Feuchtigkeit, Temperatur, Gehalt an C02 und Gehalt an CO beinhalten. Die erfassten Daten können zusammen mit dem Luftdurchsatz verarbeitet wer

CH 714 762 A2 den, um den erforderlichen Luftstrom in den geschützten Raum genauer zu bestimmen, wodurch physische Kraft gespart wird, die der Bediener der Handkurbel in Fällen eines Stromausfalls benötigt.

Claims (15)

1. [0032] Optional kann die Statusanzeige ferner eine USB-Buchse umfassen, die mit dem Stromgenerator 34 über den Gleichspannungswandler 64 oder einen anderen Gleichspannungswandler, der dafür ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung von 5 Volt zu liefern, verbunden ist. Die von dem Stromgenerator 34 gespeiste USB-Buchse kann verwendet werden, um solche Geräte wie Taschenlampen oder Smartphones mit Strom zu versorgen oder zu laden.

   [0033] Es ist klar, dass die speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, nur zu Beispielzwecken dargelegt wurden. Fachleuten werden leicht andere Varianten, Modifikationen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung einfallen. Es wird daher klargestellt, dass alle solchen Varianten als im Schutzbereich und in der Grundidee der Erfindung enthalten betrachtet werden. Dementsprechend ist der hier beanspruchte Schutz in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt.

   Patentansprüche

   1. ABC-Filtersystem, welches eine ABC-Filtereinheit; ein Gebläse und eine Statusanzeige mit eigener Stromversorgung umfasst, wobei die Statusanzeige umfasst: eine Luftturbinenschaufel, die im Luftpfad des ABC-Filtersystems angebracht ist; einen Stromgenerator, der mit der Luftturbinenschaufel mechanisch gekoppelt ist; eine Steuereinheit; und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, wobei der Stromgenerator elektrische Energie für wenigstens die Steuereinheit und die Mensch-Maschine-Schnittstelle liefert, und wobei die Steuereinheit Statusinformationen über die MenschMaschine-Schnittstelle liefert, wobei diese Statusinformationen wenigstens einen Luftdurchsatz umfassen.
2. 2. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, welches ferner eine zusätzliche Luftaustauscheinheit umfasst.
3. 3. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, welches ferner eine Lichtquelle umfasst, wobei der Stromgenerator elektrische Energie auch für die Lichtquelle liefert.
4. 4. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Flüssigkristallanzeige umfasst, welche eine visuelle Anzeige des Luftdurchsatzes bereitstellt.
5. 5. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Reihe von Leuchtdioden umfasst, welche eine visuelle Anzeige des Luftdurchsatzes bereitstellt.
6. 6. ABC-Filtersystem nach Anspruch 5, wobei die Leuchtdioden von unterschiedlichen Farben sind.
7. 7. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle ein Sprachsynthesizer ist, der wenigs- tens dann, wenn der Luftdurchsatz unzureichend ist, eine Nachricht durchsagt.
8. 8. ABC-Filtersystem nach Anspruch 3, wobei die Lichtquelle eine hocheffiziente, energiesparende Leuchtdiode ist.
9. 9. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit den Luftdurchsatz als Funktion eines Ausgangssignals berechnet, das von dem Generator erzeugt wird.
10. 10. ABC-Filtersystem nach Anspruch 9, wobei das Ausgangssignal zwischen der Generatorfrequenz und der Generatorspannung ausgewählt wird.
11. 11. ABC-Filtersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit zwei verschiedene Funktionen zur Berechnung des Luftstroms verwendet, wobei eine erste Funktion verwendet wird, wenn die Lichtquelle ausgeschaltet ist, und eine zweite Funktion verwendet wird, wenn die Lichtquelle eingeschaltet ist.
12. 12. ABC-Filtersystem nach Anspruch 9, wobei die Werte der Funktionen als ein Daten-Array in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert werden.
13. 13. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner Informationen bereitstellt, welche die Innenraumluftqualität betreffen.
14. 14. ABC-Filtersystem nach Anspruch 13, wobei die Informationen betreffs der Innenraumluftqualität Daten umfassen, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Feuchtigkeit; Temperatur; Gehalt an C02; und Gehalt an CO.
15. 15. ABC-Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit mit einem Eingang versehen ist, der eine Betriebsart des ABC-Filtersystems erkennt, wobei die Steuereinheit die Drehzahl des Gebläses elektronisch anpasst.