DE102006044951B3 - Selbstretter Trainingsgerät - Google Patents

Abstract

Ein Trainingsgerät für einen Selbstretter soll in der Weise verbessert werden, dass sich praxisnahe Veratmungsparameter einstellen. Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass anstelle einer Sauerstoff abgebenden Chemikalie eine körnige Schüttung eines Materials (7) verwendet wird, das Wassermoleküle bindet und dabei Adsorptions- oder Absorptionswärme erzeugt.

Description

• In bestimmten industriellen Bereichen, z. B. im Bergbau oder bei der Begehung von geschlossenen Räumen müssen die dort Arbeitenden Sauerstoffselbstretter bei sich führen, um im Fall einer nicht atembaren Atmosphäre aus dem Bereich fliehen zu können. Diese Sauerstoffselbstretter ermöglichen dem Anwender in kurzer Zeit einen Atemkreislauf aufzubauen, der unabhängig von der Umgebungsluft arbeitet. Dazu muss das Atemvolumen in einem Atembeutel aufgefangen werden und bei jedem Atemzug ausgeatmetes Kohlendioxid chemisch gebunden und vom Organismus aufgenommener Sauerstoff wieder in der Luft ergänzt werden. Dies wird in den meisten Sauerstoffselbstrettern unterschiedlicher Hersteller mit Kaliumdioxid (KO₂) erreicht. KO₂ reagiert mit der Feuchte der Ausatemluft und setzte dabei gasförmigen Sauerstoff frei. Außerdem entsteht bei der o.a. Reaktion Kaliumhydroxid, das ein effektives Bindemittel für CO₂ darstellt und mit dem Kohlendioxid zu Kaliumcarbonat reagiert.
• Um den Anlegevorgang eines Sauerstoffselbstretters in Übungen zu erlernen, gibt es zu jedem Sauerstoffselbstrettertyp ein „Trainingsgerät". Dieses enthält alle Funktionsteile, die zum Training erforderlich sind, jedoch keine funktionsfähige Atemluft-Regenerationspatrone. Dies ist aus Kostengründen und wegen der anfallenden Entsorgung nicht sinnvoll. Die ausgeatmete Luft wird bei Trainingsgeräten der Einfachheit halber bei jedem Atemzug gegen Umgebungsluft ausgetauscht.
• Die Trainierenden beklagen zuweilen, dass sie keinen Trainingseffekt erzielen hinsichtlich des auftretenden Atemwiderstands, der Trockenheit der Regenerationsluft und der sich einstellenden Temperatur bei der Veratmung von Echtgeräten.
• Aus der DE 19 42 806 U ist ein Selbstretter Trainingsgerät bekannt, bei dem in einem von der Atemluft durchströmten Behälter eine körnige Schüttung aus Keramikkörpern vorgesehen ist. Innerhalb der Keramikkörper-Schüttung, die zur Wärmespeicherung dient, ist eine Heizspirale zur Anwärmung der Atemluft angeordnet. Zur Wärmeisolation gegenüber der Umgebung ist die Wandung des Behälters auf der Innen- und Außenseite mit einer aluminierten Asbestschicht versehen.
• Zur Temperaturregelung der Heizspirale dient ein Thermoschalter, der in Form eines Zweipunktreglers die Stromzufuhr unterbricht, wenn eine vorbestimmte Grenztemperatur überschritten wird. Für mögliche Einsätze ist das bekannte Trainingsgerät nur bedingt geeignet, da elektrische Zusatzenergie zum Betreiben der Heizspirale erforderlich ist.
• Ein Atemgerät zum Trainieren des Einatmens von warmer Luft, mit welchem die Atembedingungen einer Notfallsituation simuliert werden können, ist aus der DE 28 56 503 A1 bekannt. Ein Behälter, durch den der Träger des Atemgerätes ein- und ausatmet, enthält als Reagenz bevorzugt Natronkalk, welches durch Reaktion mit Kohlendioxid Wärme erzeugt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trainingsgerät der genannten Art derart zu verbessern, dass sich praxisnahe Veratmungsparameter einstellen.
• Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Das Adsorptionsmaterial für das Trainingsgerät ist erfindungsgemäß eine körnige Schüttung aus einem Zeolith, dessen Poren derart bemessen sind, Wassermoleküle daran zu binden.
• Als Zeolith wird eine Gruppe von Mineralien mit der Formel M_x/n[(AlO₂)x(SiO₂)y]·zH₂O bezeichnet, wobei das "M" für Metall, im Allgemeinen Natrium, steht.
• Zeolithe sind chemisch besonders beständig und zwei Parameter bestimmen das Verhalten als Adsorptionsmittel, nämlich die Form und Größe der Poren sowie die negative Ladung in den Poren. Kleine Poren binden die Wassermoleküle fester als große Poren. Für die Bindung von Wasser sind Zeolithe mit 3–4 Angström Porenweite am besten geeignet.
• Die bei der Adsorption freiwerdende Wärme wird genutzt, um das Atemgas aufzuwärmen. Dabei ist die entstehende Wärmemenge abhängig von der eingefüllten Menge Zeolith und der Feuchtigkeit der abgeatmeten Luft. Praktische Versuche haben gezeigt, dass sich bei normaler, ruhiger Durchatmung in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung mit ca. 50 g Einwaage an Adsorptionsmittel folgende Atemparameter einstellen:
• – Ansteigen der Einatemtemperatur in den ersten 10 Minuten von 37°C auf 43°C,
• – Einatem-/Ausatem-Widerstand bei –6/+6 hPa.,
• – fühlbar trockene Schleimhäute im Rachenbereich.
• Dies entspricht den Erscheinungen, die bei der Veratmung eines echten Sauerstoffselbstretters in den ersten 10 Minuten nach dem Anlegen auftreten.
• Die Ein- und Ausatemwiderstände sind über die Korngröße der Zeolithfüllung und zusätzliche Filterelemente wie Partikelfilter, Drahtfilter, Glasfaser- oder Zellulosevliese auf den gewünschten Bereich einstellbar.
• Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht zudem vollständig den realistischen Verlauf des Trainings, da keine zusätzlichen Elemente an dem Trainingsgerät angebaut werden und keine Energiezufuhr über Kabel benötigt wird. Vielmehr wird das vertraute Trainingsgerät nur mit dem Simulatorelement statt des sonst montierten Wärmetauschers vorbereitet. Äußerlich und für die durchzuführende Übung unterscheiden sich Trainingsgeräte mit Widerstands-, Trockenheits- und Wärmesimulation nicht von Trainingsgeräten ohne die Simulation. Vorhandenes Schulungsmaterial wie Videos oder Poster gelten nach wie vor. Nur das Empfinden des Trainierenden entspricht dem eines Echtgerätes in der Anfangsphase.
• Die Kosten für die Zeolithfüllung bzw. einen ganzen Simulator liegen unter EUR 0,50, so dass eine Wiederaufbereitung nicht notwendig ist. Eine Regeneration wäre durch Aufheizen des Zeoliths auf 300–400°C durchaus möglich und das Material damit gleich wieder steril. Sinnvoller und im Übungsbetrieb praktikabler erscheint es, das gesamte Element nach Gebrauch zu entsorgen.
• Zeolithe sind nicht wasserlöslich, nicht brennbar und kein Gefahrstoff. Es sind keine Handhabungs- oder Schutzhinweise zu beachten. Das Material ist nicht giftig oder gesundheitsschädlich.
• Die einzige Figur zeigt ausschnittsweise den Atemanschluss eines Trainingsgerätes 1 als Simulator für Atemwiderstand und Reaktionswärme eines Sauerstoffselbstretters. Ein Mundstück 2 ist über einen Behälter 3 mit einem Atemschlauch 4 verbunden. Der Behälter 3 besitzt sowohl zum Mundstück 2 als auch zum Atemschlauch 4 hin Staubfilter 5, 6, die in Form eines Partikelfilters ausgeführt sind. Zwischen den Staubfiltern 5, 6 befindet sich eine körnige Schüttung eines Zeoliths 7 mit einer Porenweite etwa zwischen 3 Angström und 4 Angström, so dass gute Adsorptionseigenschaften für Wassermoleküle vorhanden sind. Die Einwaage für die Schüttung beträgt etwa 50 Gramm. Mit dieser Einwaage ist für etwa 10 Minuten eine Wärmesimulation bei einem Atemminutenvolumen von ca. 30 l/min. möglich. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Einwaage an andere Laufzeiten und andere gewünschte Einatemtemperaturen anzupassen. Der Behälter 3 wird mit einem Deckel 8 verschlossen.

Claims (4)

1. Selbstretter Trainingsgerät mit einem keinen Sauerstoff abgebenden Material in körniger Schüttung in einem Behälter (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Zeolith (7) ist, welches aus einer Gruppe von Mineralien mit der allgemeinen Formel M_x/n[(AlO₂)x(SiO₂)y]·zH₂O ausgewählt ist, wobei das "M" ein Metall, bevorzugt Natrium, ist und die Porenweite des Zeolithen (7) derart bemessen ist, Wassermoleküle darin zu binden.
2. Selbstretter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Porenweite bevorzugt in einem Bereich zwischen 3–4 Angström liegt.
3. Selbstretter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwaage des Zeolithen (7) bevorzugt in einem Bereich zwischen 40 g und 60 g liegt.
4. Selbstretter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Behälter (3) aufgenommene Zeolith (7) anstelle eines sonst üblichen Wärmetauschers mit dem Trainingsgerät verbunden ist.