DE102008041938B4

DE102008041938B4 - Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät

Info

Publication number: DE102008041938B4
Application number: DE200810041938
Authority: DE
Inventors: Keith Krügel; Karl-Heinz Feldner
Original assignee: MSA Auer GmbH
Current assignee: MSA Europe GmbH
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: DE102008041938A1; EP2163278A1; EP2163278B1

Abstract

Heizpatrone (9) zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät, wobei die Heizpatrone (9) Luftbehandlungskammern (6, 7, 8) aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer (7) ein wärmeerzeugendes Material (2) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeerzeugende Material im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO2) ist.

Description

Die Arbeit in Bereichen wie dem Bergbau oder bei der Feuerwehr erfordert oftmals den Einsatz von Atemschutzgeräten. Diese müssen bei nicht atembarer (mit Schadstoffen komtaminiert und/oder sauerstoffarm) Luft entweder Sauerstoff bereitstellen bzw. erzeugen oder den Träger vor schädlichen Gasen wie Kohlenmonoxid schützen. In die letzte Gruppe fallen Filterselbstretter (FSR), welche aufgrund der in ihnen enthaltenen Filter ein Einatmen von Außenluft ermöglichen, welche bei Durchgang durch den Filter von Schadgasen befreit wird.
Im Gegensatz zu Sauerstoffselbstrettern (SSR), d. h. sauerstoff-erzeugenden Geräten, welche den Träger unabhängig von der Außenluft in einem geschlossenen System basierend auf seiner Ausatemluft mit Sauerstoff versorgen, stellen Filterselbstretter offene Systeme dar. Entsprechend atmet der Träger gereinigte Umgebungsluft, welche eine hohe Temperatur aufweist, bedingt durch die exotherme Reaktion der Filtermedien mit den Bestandteilen der Umgebungsluft und verstärkt durch erhöhte Umgebungstemperaturen, beispielsweise im Falle eines Brandes, ein.
Eine weitere Erschwernis ist das Auftreten veränderter Atemwiderstände bei Verwendung von Selbstrettern. Um das Anlegen sowie den veränderten Atemwiderstand für den Ernstfall zu trainieren, werden oftmals Trainingsgeräte eingesetzt. Diese simulieren den erhöhten Widerstand bei Durchgang durch einen Filter. DE 35 45 439 A1 beschreibt hierfür beispielsweise den Einsatz von Ventilen.
Für geschlossene Systeme wie SSR's ist es bekannt, dass bei der Erzeugung des Sauerstoffs auch die Temperatur zwangsläufig steigt. Entsprechend gibt es hierfür Trainingsgeräte, welche warme Luft generieren. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2006 644 951 B3 den Einsatz von Zeolithen als wärmeerzeugendem Material.
Die bekannten Filterselbstretter-Trainingsgeräte ermöglichen aber oftmals nicht die Gewöhnung an das Veratmen heißer oder sehr heißer Luft.
Die WO 2008/089 407 A1 offenbart eine Simulationspatrone für einen Selbstretter, welche Wärme und Widerstand erzeugt. Die Wärmeerzeugung beruht auf der Umsetzung enthaltener Materialien wie Natronkalk oder Lithiumhydroxid mit ausgeatmetem Wasser. Die DE 35 45 439 A1 verwendet für den Filter-Selbstretter-Simulator zur Erzeugung warmer Luft lediglich einen Behälter mit Natronkalk [Stoffgemisch aus Natriumhydroxid (NaOH) und Calciumhydroxid (Ca(OH)₂)], mit welchem das ausgeatmete CO₂ und/oder die Feuchtigkeit reagiert. Zur Wärmegewinnung wird dabei überwiegend eine zusätzliche Trocknungsschicht (imprägnierte Aktivkohle) benutzt, die vor dem Atemkalk (zur Mundstückseite) liegt. Eine vergleichbare technische Lösung, ebenfalls unter Mitwirkung von Natronkalk, ist Gegenstand der GB 2011792 A .
Nachteilig hierbei ist der komplizierte, da mehrschichtige Aufbau. Weiterhin sind größere Chemikalmengen erforderlich (1 × 100 g und 1 × 50 g) und die erzeugten Temperaturen sind relativ niedrig. Es sind hohe Anforderungen an die Kornverteilung der Chemikalien wegen der zu erzielenden/einzuhaltenden Atemwiderstände zu stellen.
Aufgabe der Erfindung war daher die Bereitstellung einer Heizpatrone für einen Filterselbstretter, welche das Training des Atmens bei heißer Außenluft unter Verwendung eines wärmeerzeugenden Materials ermöglicht, welches die oben genannten Nachteile vermeidet, ebenso wie die Bereitstellung eines entsprechenden Verfahrens zum Erhitzen von Atemluft, welches die genannten Nachteile überwindet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 2. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. In anderen Worten wird die Aufgabe durch eine Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät gelöst, wobei die Heizpatrone Luftbehandlungskammern aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer ein wärmeerzeugendes Material befindet, welches im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO₂) ist. „Im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO₂)” bedeutet, dass dem KO₂ keine weiteren Stoffe wie andere wasserbindende oder reaktive Stoffe zugesetzt werden. Geringe Beimengungen wie beispielsweise Verunreinigungen mit einem Gehalt von weniger als 1 Gew.-%, die im Wesentlichen nicht zur Reaktion beitragen, können enthalten sein. Im Optimalfall ist ausschließlich reines KO₂ enthalten.
Bei einem Filterselbstretter-Trainingsatemgerät verlässt die Außatemluft das Gerät direkt über das Ausatemventil. Eingeatmet wird Außenluft, welche bei Durchgang durch die erfindungsgemäße Heizpatrone erwärmt wird. Da die Außenluft deutlich weniger Kohlendioxid als die Ausatemluft enthält, läuft in der Heizpatrone chemisch eine andere Reaktion als bei Anwesenheit von viel CO₂ ab, d. h. das KO₂ reagiert nahezu ausschließlich mit der in der Außenluft enthaltenen Feuchtigkeit, wobei Wärme erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhitzen von Atemluft in einem Atemgerät mittels einer Heizpatrone wie oben beschrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 40 Minuten eine Temperatur von 40 bis 60°C erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten eine Temperatur von 45 bis 50°C erzeugt. Der Atemwiderstand (AMV) beträgt ca. 30 l/min.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone wie oben beschrieben, wobei das Trainingsatemgerät ein Filterselbstretter-Trainingsatemgerät (FSR-Trainingsatemgerät) ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Trainingsatemgeräts mit einer Heizpatrone wie oben beschrieben ist das Trainingsatemgerät ein Sauerstoffselbstretter-Trainingsatemgerät (SSR-Trainingsatemgerät).
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizpatrone. Diese ist insbesondere geeignet für einen Filterselbstretter, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung FSR W 95 von der Firma MSA Auer angeboten wird. Eine für die Dimensionen eines Standard-FSR-Trainingsgeräts geeignete Heizpatrone umfasst 20 bis 60 g KO₂, vorzugsweise 40 g KO₂.
Abgebildet ist eine Schnittansicht der Heizpatrone 9 mit einem Gehäuse 1, welches in drei Luftbehandlungskammern 6, 7 und 8 unterteilt ist. In den äußeren Luftbehandlungskammern 6 und 8 befinden sich jeweils an den äußeren Enden der Heizpatrone 9 zwei Feinsiebe 4, zwischen die ein Vlies 5 eingebettet ist, welches als Staubschutz fungiert. Die Feinsiebe (4) dienen im Wesentlichen der Halterung und als Schutz für das Vlies (5). In Richtung zur mittleren Luftbehandlungskammer 7 sind Gestrickpakete 3 in den Luftbehandlungskammern 6 und 8 angeordnet, welche vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Diese Gestrickpakete 3 dienen der Wärmespeicherung und Fixierung. In der mittleren Luftbehandlungskammer 7 befindet sich granuläres Kaliumhyperoxid 2 als wärmeerzeugendes Material.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Granuläres Kaliumhyperoxid
3: Kupfer-Gestrickpaket(e)
4: Feinsieb(e)
5: Vlies(e)
6: Luftbehandlungskammer
7: Luftbehandlungskammer
8: Luftbehandlungskammer
9: Heizpatrone

Claims

Heizpatrone (9) zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät, wobei die Heizpatrone (9) Luftbehandlungskammern (6, 7, 8) aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer (7) ein wärmeerzeugendes Material (2) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeerzeugende Material im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO₂) ist.
Verfahren zum Erhitzen von Atemluft in einem Atemgerät mittels einer Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 40 Minuten eine Temperatur von 40 bis 60°C erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten eine Temperatur von 45 bis 50°C erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (9) nur von der eingeatmeten Außenluft durchströmt wird.
Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsatemgerät ein Filterselbstretter-Trainingsatemgerät (FSR-Trainingsatemgerät) ist.
Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsatemgerät ein Sauerstoffselbstretter-Trainingsatemgerät (SSR-Trainingsatemgerät) ist.