Die Erfindung betrifft einen Behälter für eine sauerstoffgenerierende und / oder kohlendioxidabsorbierende Substanz in einem Atemschutzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein mobiles Atemschutzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 19, ein stationäres Atemschutzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 20 und ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für ein Atemschutzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 21. The invention relates to a container for an oxygen-generating and / or carbon dioxide absorbing substance in a respirator with the features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a mobile respiratory protective device with the features of claim 19, a stationary respirator with the features of claim 20 and a method for Production of a container for a respiratory protective device with the features of claim 21.
Im Bereich der Atemschutzgeräte sind Geräte bekannt, bei denen die Ausatemluft regeneriert wird, so dass bei einem mobilen Atemschutzgerät keine Speicher mit Atemluft oder Sauerstoff von einem Nutzer mitgeführt werden müssen. In the field of respiratory protective devices are known in which the exhaled air is regenerated, so that in a mobile respirator no memory with breathing air or oxygen must be carried by a user.
Bei den sogenannten Regenerationsgeräten (siehe z.B. DIN 58652 ) wird das ausgeatmete Kohlendioxid und die ausgeatmete Feuchte (d.h. Wasser) mit einer sauerstoffgenerierenden Substanz (z.B. KO2, Peroxide und Hyperoxide der Alkali- und Erdalkalimetalle) in Kontakt gebracht. Das Kohlendioxid und das Wasser reagieren mit der sauerstoffgenerierenden Substanz unter Freisetzung von Sauerstoff. Dabei wird z.B. unter Bindung von Kohlendioxid Kaliumhydrogencarbonat gebildet. Der freigesetzte Sauerstoff kann über einen Atembeutel von dem Träger des Regenerationsgerätes wieder eingeatmet werden. Die Regeneration der Ausatemluft kann mittels Pendelatmung oder Kreislaufatmung erfolgen. In the so-called regeneration devices (see, eg DIN 58652 ) Exhaled carbon dioxide and the exhaled moisture (ie water) with an oxygen-generating substance (eg KO 2, peroxides and peroxides of the alkali and Alkaline earth metals). The carbon dioxide and the water react with the oxygen-generating substance to release oxygen. In this case, for example, formed under binding of carbon dioxide potassium bicarbonate. The released oxygen can be inhaled via a breathing bag by the wearer of the regeneration device again. The regeneration of the exhaled air can be done by means of pendulum or circulatory respiration.
Bei den Reaktionen entsteht neben den Reaktionsprodukten auch eine erhebliche Reaktionswärme, die effizient abgeführt werden muss. Dabei ist es bekannt, den Reaktionsbereich mit einem Phasenwechselmittel zu umgeben, so dass die abgegebene Wärme durch den Phasenwechsel aufgenommen wird. In the reactions, in addition to the reaction products, a considerable heat of reaction, which must be removed efficiently. It is known to surround the reaction region with a phase change agent, so that the heat released is absorbed by the phase change.
Das Problem der Wärmeabfuhr stellt sich aber nicht nur bei mobilen Atemschutzgeräten, sondern auch bei stationären, wie sie z.B. in Bergwerken oder Tunnelanlagen verwendet werden. However, the problem of heat dissipation does not only arise in mobile respiratory protective devices, but also in stationary ones, as e.g. used in mines or tunnels.
Dabei können in Zusammenhang mit den Atemschutzgeräten alternativ oder zusätzlich kohlendioxidabsorbierende Substanzen verwendet werden. Here, alternatively or additionally, carbon dioxide absorbing substances can be used in connection with the respiratory protective devices.
Für diese Zwecke müssen geeignete Behälter, Vorrichtungen unter Verwendung dieser Behälter und Verfahren zur effizienten Herstellung solcher Behälter bereitgestellt werden. For these purposes, suitable containers, devices using these containers, and methods for efficiently producing such containers must be provided.
Diese Aufgabe wird durch einen Behälter für ein Atemschutzgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gewährleistet. This object is ensured by a container for a respiratory protective device with the features of claim 1.
Ein besonders effizienter Betrieb ist möglich, wenn eine Kammer für die sauerstoffgenerierende und / oder kohlendioxidabsorbierende Substanz in einem Atemschutzgerät, insbesondere einem Regenerationsgerät, mindestens teilweise mit einer konvektiven und / oder abstrahlenden Wärmeübertragungsvorrichtung thermisch gekoppelt ist. Durch die Konvektion und die abgestrahlte Wärme kann der Behälter effizient gekühlt werden. Particularly efficient operation is possible if a chamber for the oxygen-generating and / or carbon dioxide-absorbing substance in a respiratory protective device, in particular a regeneration device, is at least partially thermally coupled to a convective and / or radiating heat transfer device. Convection and radiated heat allow the container to be efficiently cooled.
Eine besonders gute Wärmeabfuhr ist möglich, wenn die Wärmeübertragungsvorrichtung ein Mittel zur Abgabe thermischer Energie an die Umgebung aufweist, insbesondere Rippen an der Außenseite des Behälters. Rippen vergrößern die Oberfläche des Behälters, so dass eine größere Abstrahlfläche für radiativen Wärmetransport und / oder eine größere Wärmetauschfläche für konvektiven Wärmetransport zur Verfügung steht. A particularly good heat dissipation is possible if the heat transfer device has a means for delivering thermal energy to the environment, in particular ribs on the outside of the container. Ribs increase the surface area of the container so that a larger radiating surface for radiative heat transport and / or a larger heat exchange surface for convective heat transport is available.
Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführungsform die Wärmeübertragungsvorrichtung thermisch mit mindestens einem Kühlmittelraum gekoppelt sein, wobei der mindestens eine Kühlmittelraum insbesondere als Kanal zur Zuführung eines Kühlmittels, insbesondere Kühlluft oder Abfuhr von erhitzter Luft, ausgebildet ist. Additionally or alternatively, in one embodiment, the heat transfer device may be thermally coupled to at least one coolant space, wherein the at least one coolant space in particular as a channel for supplying a coolant, in particular cooling air or discharge of heated air is formed.
In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Wärmeübertragungsvorrichtung einstückig mit dem Grundkörper des Behälters ausgebildet. Eine solche Wärmeübertragungsvorrichtung ist z.B. durch einen Strangpressverfahren herstellbar. In a further embodiment, the at least one heat transfer device is formed integrally with the main body of the container. Such a heat transfer device is e.g. producible by an extrusion process.
Die mindestens eine Wärmeübertragungsvorrichtung kann aber auch als ein separates Bauteil ausgebildet sein, das mit dem Grundkörper des Behälters thermisch gekoppelt ist. Dieses separate Teil kann selbst wieder z.B. durch einen Extrusionsprozess hergestellt werden. However, the at least one heat transfer device can also be designed as a separate component, which is thermally coupled to the main body of the container. This separate part can itself again, e.g. be prepared by an extrusion process.
Ferner können bei einer Ausführungsform an der Innenseite der Kammer eine Profilierung, insbesondere als zur Kammer hin offene Rillen, in der Wandung des Behälters angeordnet sein. Die Rillen können z.B. die Wärmeübertragungsfläche vergrößern und / oder auch dem Durchleiten eines Kühlmittels dienen. Um die Profilierung, z.B. die Rillen, von der körnigen sauerstoffgenerierenden Substanz und / oder kohlendioxidabsorbierenden Substanz freizuhalten, ist es vorteilhaft, die zur Kammer zeigende Öffnung der Profilierung kleiner auszubilden als die mittlere Korngröße der sauerstoffgenerierenden Substanz und / oder der mittleren Korngröße der kohlendioxidabsorbierenden Substanz. Damit kann in der Profilierung selbst eine Strömung vorliegen, die zum verbesserten Wärmetransport von innen nach außen beiträgt. Furthermore, in one embodiment, a profiling on the inside of the chamber, in particular as grooves open towards the chamber, can be arranged in the wall of the container. The grooves may e.g. enlarge the heat transfer surface and / or also serve to pass a coolant. For profiling, e.g. the grooves to be kept free of the granular oxygen generating substance and / or carbon dioxide absorbing substance, it is advantageous to make the opening of the profiling facing the chamber smaller than the mean grain size of the oxygen generating substance and / or the mean grain size of the carbon dioxide absorbing substance. This can be present in the profiling itself a flow that contributes to the improved heat transfer from the inside out.
Auch kann in der Kammer ein Stützgerüst angeordnet sein, in dem im Zusammenbau mindestens teilweise die sauerstoffgenerierende Substanz anordbar ist. Dieses Stützgerüst sorgt für eine innere Stabilität für die in der Kammer z.B. als Schüttung vorliegende sauerstoffgenerierende Substanz. Dabei kann in einer Ausführungsform das Stützgerüst mindestens ein temperaturfestes Kunststoffteil, Keramikbauteil, Verbundbauteil, profiliertes Blech, Lochblech, Vollblech und / oder mindestens ein Drahtgeflecht aufweisen, wobei das mindestens eine Kunststoffteil, Keramikbauteil, Verbundbauteil, profilierte Blech, Lochblech, Vollblech und / oder das mindestens eine Drahtgeflecht insbesondere aus mindestens teilweise ebenen Teilen ausgebildet ist. Grundsätzlich ist es aber nicht zwingend, dass die Bauelemente des Stützgerüstes eben ausgebildet sind. Einige oder alle können z.B. auch der Form des Grundkörpers angepasst sein. Also, in the chamber may be arranged a scaffold in which in the assembly at least partially the oxygen-generating substance can be arranged. This support framework ensures internal stability for the oxygen-generating substance present in the chamber, for example as a bed. In one embodiment, the scaffold may have at least one temperature-resistant plastic part, ceramic component, composite component, profiled sheet, perforated sheet, solid sheet and / or at least one wire mesh, wherein the at least one plastic part, ceramic component, composite component, profiled sheet, perforated sheet, solid sheet and / or the at least one wire mesh is formed in particular from at least partially planar parts. Basically, it is not mandatory that the components of the scaffold are flat. For example, some or all of them may also be adapted to the shape of the basic body.
Solche Elemente sind insbesondere einfach zu verarbeiten. Auch kann in der Kammer eine Halterungsvorrichtung für das Stützgerüst angeordnet sein, damit die sauerstoffgenerierende Substanz auch bei einer Bewegung des Behälters in Form bleibt. Such elements are particularly easy to process. Also, a support device for the scaffold may be arranged in the chamber so that the oxygen-generating substance remains in shape even during a movement of the container.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Stützgerüst mit den Rillen formschlüssig verbindbar, so dass die Rillen eine Doppelfunktion übernehmen können. Einerseits dienen sie der Wärmeübertragung, zum anderen dienen sie der mechanischen Halterung des Stützgerüstes. In a further embodiment, the support frame is positively connected to the grooves, so that the grooves can assume a dual function. On the one hand, they serve to transfer heat, on the other hand, they serve the mechanical support of the scaffold.
Weiterhin kann bei dem Stützgerüst insbesondere mittig ein Bereich freigehalten sein, der im Zusammenbau nicht von der sauerstoffgenerierenden Substanz gefüllt ist. Dieser freigehaltene Bereich erlaubt eine effiziente Durchströmung des Behälters mit Atemluft. Furthermore, in the middle of the supporting frame, in particular, a region can be kept free which is not filled by the oxygen-generating substance during assembly. This free area allows efficient flow through the container with breathing air.
Zusätzlich kann in einer Ausführungsform die Kammer noch mit einer Kühlvorrichtung, mit einem Kühlmittel, insbesondere mit einem Phasenwechselmittel, gekoppelt sein. In addition, in one embodiment, the chamber may be coupled to a cooling device, to a coolant, in particular to a phase change agent.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Behälter und / oder die Kammer einen kreisförmigen, einen elliptischen oder polygonalen Querschnitt auf, so dass ein Grundkörper des Behälters eine hohlzylindrischen Form aufweist. Solche Formen lassen sich effizient herstellen. In a further embodiment, the container and / or the chamber has a circular, an elliptical or polygonal cross section, so that a main body of the container has a hollow cylindrical shape. Such forms can be produced efficiently.
Insbesondere für eine verbesserte wirtschaftliche Effizienz ist es sinnvoll, dass der Behälter mit frischer sauerstoffgenerierender und / oder kohlendioxidabsorbierender Substanz wiederbefüllbar ist. In particular, for improved economic efficiency, it makes sense that the container with fresh oxygen-generating and / or carbon dioxide absorbing substance is refillable.
Wenn die Kammer lösbar verschließbar ist, kann die Kammer mindestens eine Dichtung aus einem laugenbeständigen, feuchtebeständigen, temperatur- und sauerstoffbeständigen Material aufweisen, insbesondere eine Dichtung aus Metall oder einem Polymer, insbesondere Silikon. Die Dichtung kann auch durch angeformte Dichtungselemente am Grundkörper ausgebildet sein. If the chamber is releasably closable, the chamber may comprise at least one seal made of an alkali-resistant, moisture-resistant, temperature and oxygen-resistant material, in particular a seal made of metal or a polymer, in particular silicone. The seal can also be formed by integrally formed sealing elements on the base body.
Eine Ausführungsform des Behälters kann insbesondere für ein Trainingsgerät eines Regenerationsgerätes eingerichtet und ausgebildet sein. An embodiment of the container can be set up and designed in particular for a training device of a regeneration device.
Die Aufgabe wird auch durch ein mobiles Atemschutzgerät, insbesondere ein Regenerationsgerät, mit mindestens einem der Behälter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 gelöst. The object is also achieved by a mobile respiratory protective device, in particular a regeneration device, with at least one of the containers according to at least one of claims 1 to 17.
Auch wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 gelöst. The object is also achieved by a method for producing a container according to at least one of claims 1 to 18.
Dabei wird der Grundkörper für den Behälter mindestens teilweise mittels eines Gussverfahrens, 3D-Druck, aus Metallschaum, Strangpressen oder Extrusion hergestellt, insbesondere unter Anformung einer innen in der Kammer liegender Profilierung, insbesondere Rillen, Kanälen und / oder außen liegender Rippen. In this case, the base body for the container is at least partially produced by means of a casting process, 3D printing, metal foam, extrusion or extrusion, in particular under molding of a lying inside the chamber profiling, in particular grooves, channels and / or outboard ribs.
Strangpressen oder Extrusion erlauben die einfache Konturierung der Innenseite und / oder der Außenseite des Grundkörpers, in dem im Betrieb die sauerstoffgenerierende und / oder die kohlendioxidabsorbierende Substanz eingefüllt ist. Extrusion or extrusion allow the simple contouring of the inside and / or the outside of the body, in which the oxygen-generating and / or the carbon dioxide absorbing substance is filled during operation.
Ausführungsbeispiele werden in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Dabei zeigen Embodiments are shown in the following figures. Show
1 eine schematische Darstellung eines an sich bekannten Regenerationsgerätes; 1 a schematic representation of a known regeneration device;
2 eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform eines Behälters; 2 an exploded view of an embodiment of a container;
3 eine Ansicht einer Ausführungsform eines Behälters, gefüllt mit einer sauerstoffgenerierenden Substanz; 3 a view of an embodiment of a container filled with an oxygen-generating substance;
4A bis D Ansichten einer Ausführungsform eines Stützgerüstes, das in einen Grundkörper des Behälters eingesetzt wird; 4A to D are views of an embodiment of a scaffold, which is inserted into a main body of the container.
5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 5 a sectional view of another embodiment of a container;
6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 6 a sectional view of another embodiment of a container;
7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 7 a sectional view of another embodiment of a container;
8 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 8th a sectional view of another embodiment of a container;
9 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 9 a sectional view of another embodiment of a container;
10 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 10 a sectional view of another embodiment of a container;
11 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 11 a sectional view of another embodiment of a container;
11A eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß 11; 11A a perspective view of the embodiment according to 11 ;
12 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 12 a sectional view of another embodiment of a container;
13 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 13 a sectional view of another embodiment of a container;
13A eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß 13; 13A a perspective view of the embodiment according to 13 ;
14 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters; 14 a sectional view of another embodiment of a container;
14A eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß 14. 14A a perspective view of the embodiment according to 14 ,
In 1 ist in schematischer Darstellung ein Regenerationsgerät 100 als mobiles Atemschutzgerät dargestellt. Typischerweise sind wesentliche Teile des Regenerationsgerätes 100 in einem Gehäuse 50 angeordnet, das von einem hier nicht dargestellten Träger auf dem Rücken getragen wird. In 1 is a schematic representation of a regeneration device 100 shown as a mobile respirator. Typically, essential parts of the regeneration device 100 in a housing 50 arranged, which is supported by a carrier, not shown here on the back.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 1 nur die Leitungen 60, 61 für die Ein- und Ausatemluft dargestellt, so dass Atemanschlüsse oder andere Teile des Regenerationsgerätes 100 nicht dargestellt sind. For clarity, in 1 only the wires 60 . 61 shown for the inhaled and exhaled air, so that breathing connections or other parts of the regeneration device 100 are not shown.
Grundsätzlich kann das Regenerationsgerät 100 auch an der Körpervorderseite getragen werden. Auch kann das Gehäuse 50 des Regenerationsgeräts 100 anders geformt sein, als in 1 dargestellt. Basically, the regeneration device 100 also worn on the front of the body. Also, the case can 50 of the regeneration device 100 be shaped differently than in 1 shown.
Vom Träger des Regenerationsgerätes 100 kommende Ausatemluft gelangt über den Ausatemschlauch 61 in einen ersten Teil eines Atembeutels 51, wobei diese feuchte (d.h. wasserhaltige) Ausatemluft (einschließlich Kohlendioxid) dann anschließend auf zwei parallel angeordnete Behälter 10 mit einer sauerstoffgenerierenden Substanz 2 geleitet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Strömungsführung durch die Behälter 10 von oben nach unten, wobei grundsätzlich auch andere Strömungsführungen denkbar sind. In der dargestellten Ausführungsform werden zwei Behälter 10 parallel geschaltet dargestellt. Grundsätzlich sind auch ein Behälter 10 oder mehr als zwei Behälter 10 oder andere Schaltungsmöglichkeiten (z.B. eine Serienschaltung) denkbar. From the carrier of the regeneration device 100 coming exhaled air passes through the exhalation tube 61 into a first part of a breathing bag 51 This moist (ie hydrous) exhaled air (including carbon dioxide) is then subsequently applied to two parallel containers 10 with an oxygen-generating substance 2 is directed. In the illustrated embodiment, the flow is through the container 10 from top to bottom, in principle, other flow guides are conceivable. In the illustrated embodiment, two containers 10 shown in parallel. Basically, there are also a container 10 or more than two containers 10 or other circuit options (eg a series connection) conceivable.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird KO2 als sauerstoffgenerierende Substanz 2 verwendet. In the present embodiment, KO 2 is used as an oxygen-generating substance 2 used.
Im Behälter 10 erfolgt folgende exotherme Reaktion der feuchten Atemluft mit dem KO2: 4KO2 + 2CO2 + 2H2O -> 2K2CO3 + 3O2 + 2H2O In the container 10 the following exothermic reaction of the moist air with the KO 2 takes place : 4KO 2 + 2CO 2 + 2H 2 O -> 2K 2 CO 3 + 3O 2 + 2H 2 O
In alternativen Ausführungsformen können auch Peroxide und Hyperoxide der Alkali- und Erdalkalimetalle als sauerstoffgenerierende Substanz 2 verwendet werden. Auch sind Gemische möglich. In alternative embodiments, peroxides and peroxides of the alkali and alkaline earth metals can also be used as the oxygen-generating substance 2 be used. Also, mixtures are possible.
Das aus den Behältern 10 ausströmende Gas ist im Wesentlichen reiner Sauerstoff, das über einen zweiten Teil des Atembeutels 52 und die Einatemleitung 60 wieder zum Träger des Regenerationsgerätes 100 geleitet wird. Die Qualität des eingesetzten KO2 bestimmt sich nach der inneren Oberfläche, der Korngrößenverteilung und der Härte der Granulen. This from the containers 10 escaping gas is essentially pure oxygen that flows through a second portion of the breathing bag 52 and the inspiratory line 60 again to the carrier of the regeneration device 100 is directed. The quality of the KO 2 used is determined by the internal surface, the particle size distribution and the hardness of the granules.
Da die oben angegebene Reaktion stark exotherm ist, muss die in den Behältern 10 anfallende Wärme abgeführt werden. Dies kann mit einem Behälter 10 erfolgen, der in 2 in Form einer Explosionszeichnung dargestellt ist. Since the above reaction is highly exothermic, it must be in the containers 10 accumulating heat to be dissipated. This can be done with a container 10 done in 2 is shown in the form of an exploded view.
Der Grundkörper 20 des Behälters 10, in dem die sauerstoffgenerierende Substanz 2 angeordnet wird (siehe 3), weist hier im Wesentlichen einen kreiszylindrischen Querschnitt auf, wobei im Inneren des Grundkörpers 20 eine Kammer 1 als Hohlraum angeordnet ist, in den die sauerstoffabgebende Substanz 2 eingefüllt wird. Die Kammer 1 im Grundkörper 20 des Behälters 10 weist ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt auf, so dass der Grundkörper 20 im Wesentlichen eine hohlzylindrische Form aufweist. The main body 20 of the container 10 in which the oxygen-generating substance 2 is arranged (see 3 ), here essentially has a circular cylindrical cross section, wherein in the interior of the main body 20 a chamber 1 is arranged as a cavity into which the oxygen-emitting substance 2 is filled. The chamber 1 in the main body 20 of the container 10 also has a circular cross section, so that the main body 20 has a substantially hollow cylindrical shape.
Alternativ könnte der Grundkörper 20 des Behälters 10 auch eine andere Form aufweisen, z.B. eine Zylinderform mit einem beliebigen Kurvenverlauf als Querschnitt, einen elliptischen Querschnitt oder einen polygonalen Querschnitt, wobei es jeweils zweckmäßig sein kann, die Wandstärke im Querschnitt konstant zu lassen. Auch könnte der Grundkörper 20 des Behälters 10 quaderförmig oder komplex geformt ausgebildet sein. Alternatively, the main body could 20 of the container 10 Also have another shape, for example, a cylindrical shape with any curve as a cross section, an elliptical cross-section or a polygonal cross-section, it may be appropriate in each case to leave the wall thickness constant in cross section. Also, the main body could 20 of the container 10 be formed cuboid or complex shaped.
Bei der Ausführung des Grundkörpers 20 des Behälters 10 als geradem Zylinder – hier einem Kreiszylinder – kann zur Herstellung effektiv ein Strangpressverfahren oder Extrusionsverfahren eingesetzt werden. Dabei kann z.B. Aluminium so verformt werden, dass ein Hohlzylinder entsteht, der Außen und Innen profiliert oder konturiert ist. Auch ist es möglich z.B. Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Stahl, Nichteisenmetalle oder Edelstahl ggf. in anderen Herstellungsverfahren zu verwenden. In the execution of the body 20 of the container 10 as a straight cylinder - here a circular cylinder - can be used for the production effectively an extrusion or extrusion process. In this case, for example, aluminum can be deformed so that a hollow cylinder is created, the outside and Inside profiled or contoured. It is also possible to use, for example, plastics, composite materials, steel, non-ferrous metals or stainless steel, if appropriate in other production processes.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind außen am hohlzylindrischen Teil des Grundkörper 20 Rippen 3 als konvektive und / oder abstrahlende Wärmeübertragungsvorrichtung angeordnet. Grundsätzlich sind auch andere Formen von Wärmeüberragungsmitteln 3 am Grundkörper 20 denkbar. In 2 (und auch in den folgenden Darstellungen) sind gerade Längsrippen an der Außenseite angeordnet. Es können z.B. auch Kreisrippen, Rechteckrippen, polygonale Rippen, Spiralrippen, gewellte Spiralrippen und / oder Nadelrippen verwendet werden. In the in 2 illustrated embodiment are outside of the hollow cylindrical part of the body 20 ribs 3 arranged as a convective and / or radiating heat transfer device. In principle, other forms of heat transfer agents 3 at the base body 20 conceivable. In 2 (And also in the following illustrations) straight longitudinal ribs are arranged on the outside. For example, circular ribs, rectangular ribs, polygonal ribs, spiral ribs, corrugated spiral ribs and / or needle ribs can also be used.
Grundsätzlich wird im Betrieb immer ein Teil der Wärme konvektiv, ein anderer Teil der Wärme über Strahlung abgeben werden. Es kann Temperaturbereiche geben, in denen der eine Wärmeübertragungsmechanismus ganz überwiegt. In jedem Fall erfolgt bei dieser Ausführungsform die Wärmeübertragung ohne Zwischenschaltung eines Phasenwechselmittels, das z.B. verdampft wird. Auch spielt die Wärmeleitung gegenüber der Konvektion oder der Strahlung eine untergeordnete Rolle. In principle, during operation, one part of the heat will always be convective and another part of the heat will be emitted via radiation. There may be temperature ranges in which the one heat transfer mechanism is quite predominant. In any case, in this embodiment, heat transfer occurs without the interposition of a phase change agent, e.g. is evaporated. The heat conduction also plays a subordinate role in relation to convection or radiation.
Durch das beschriebene Herstellungsverfahren sind die Rippen 3 axial parallel an der Außenseite des Grundkörpers 20 angeordnet. Durch die einstückige Anformung der Rippen 3 wird eine besonders enge Kopplung der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 mit der Kammer 1 des Behälters 10 erreicht. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Rippen als Wärmeübertragungsvorrichtung 3 entlang der gesamten Länge des hohlzylindrischen Grundkörpers 20. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass nur ein Teil des Grundkörpers 20 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 gekoppelt ist. In den 5 bis 14 werden noch weitere Ausgestaltungen der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 beschrieben. By the manufacturing method described are the ribs 3 axially parallel to the outside of the body 20 arranged. By the one-piece molding of the ribs 3 becomes a particularly close coupling of the heat transfer device 3 with the chamber 1 of the container 10 reached. In the illustrated embodiment, the fins extend as a heat transfer device 3 along the entire length of the hollow cylindrical body 20 , But it is also possible in principle that only a part of the body 20 with the heat transfer device 3 is coupled. In the 5 to 14 Still other embodiments of the heat transfer device 3 described.
Grundsätzlich können die Wärmeübertragungsvorrichtungen 3 entweder einstückig (z.B. als angeformte Rippe) mit dem Grundkörper 20 oder als eigenständige Bauteile (siehe z.B. Ausführungsform gemäß 9) ausgebildet sein. In jedem Fall dient die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 der verbesserten konvektiven und / oder radiativen Wärmeübertragung. In principle, the heat transfer devices 3 either in one piece (eg as a molded rib) with the main body 20 or as separate components (see eg embodiment according to 9 ) be formed. In any case, the heat transfer device serves 3 the improved convective and / or radiative heat transfer.
In alternativen Ausführungsformen können auch anders geformte Wärmeübertragungsvorrichtungen 3 oder aus mehreren Teilen bestehende Wärmeübertragungsvorrichtungen 3 verwendet werden, wie z.B. eine Art Wabenstruktur in der Wandung des Hohlzylinders des Behälters 10. Diese Wabenstruktur kann dann von einem Kühlmittel, z.B. Kühlluft, durchströmt werden oder einem zusätzlichen Phasenwechselmittel zur Aufnahme der Phasenwechselenthalpie gefüllt sein. In alternative embodiments, other shaped heat transfer devices 3 or multi-part heat transfer devices 3 be used, such as a kind of honeycomb structure in the wall of the hollow cylinder of the container 10 , This honeycomb structure can then be flowed through by a coolant, for example cooling air, or filled with additional phase change means for receiving the phase change enthalpy.
An der Innenseite des hohlzylindrischen Grundkörpers 20 gemäß 2 des Behälters 10 sind als Profilierung axial parallele Kanäle 5 in Form von Rillen einstückig eingebracht. Wie in Zusammenhang mit der 3 noch erläutert wird, dienen diese Kanäle 5 insbesondere als Strömungsleitmittel der Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Inneren des Behälters 10. Auch vergrößern sie die Wärmeübertragungsfläche. On the inside of the hollow cylindrical body 20 according to 2 of the container 10 are profiled axially parallel channels 5 introduced in one piece in the form of grooves. As related to the 3 will be explained, serve these channels 5 in particular as a flow-guiding means for improving the flow conditions in the interior of the container 10 , They also increase the heat transfer surface.
In der Explosionszeichnung der 2 sind an den beiden Enden des Grundkörpers 20 des Behälters 10 Deckel 21, 22 angeordnet, die über Schraubenverbindungen lösbar mit dem Grundkörper 20 verbindbar sind. Durch das Aufschrauben des oder der Deckel 21, 22 kann verbrauchte sauerstoffgenerierende Substanz 2 aus der Kammer 1 des Behälters 10 entfernt werden, so dass eine neue Befüllung erfolgen kann. In the exploded view of the 2 are at the two ends of the main body 20 of the container 10 cover 21 . 22 arranged, via screw connections detachable with the main body 20 are connectable. By unscrewing the lid or the 21 . 22 can be used oxygen-generating substance 2 out of the chamber 1 of the container 10 be removed so that a new filling can be done.
Zwischen Deckel 21, 22 und Grundkörper 20 sind Dichtungen 27 angeordnet. Diese bestehen aus einem laugen-, feuchte- und temperatur- und sauerstoffbeständigem Material, insbesondere aus einem Metall, wie z.B. Kupfer oder einem Polymer, wie z.B. Silikon. Die Dichtungen 27 können aber auch am Grundkörper 20 direkt angeformt sein. Between lid 21 . 22 and basic body 20 are seals 27 arranged. These consist of a lye, moisture and temperature and oxygen-resistant material, in particular of a metal such as copper or a polymer such as silicone. The seals 27 but also on the main body 20 be formed directly.
In 3 ist eine Ansicht des Grundkörpers 20 des Behälters 10 ohne aufgesetzten Deckel 21, 22 dargestellt, wobei die Kammer 1 mit der sauerstoffgenerierenden Substanz 2 gefüllt ist, hier KO2. Die sauerstoffabgebende Substanz 2 weist eine klumpig, granulare Form auf. Alterativ kann die sauerstoffabgebende Substanz 2 auch eine Ringform, Zylinderform oder Tablettenform aufweisen. Auch sind Gemische verschiedener Form möglich. In 3 is a view of the body 20 of the container 10 without attached lid 21 . 22 shown, the chamber 1 with the oxygen-generating substance 2 is filled, here KO 2 . The oxygen-emitting substance 2 has a lumpy, granular shape. Alteratively, the oxygen-releasing substance 2 also have a ring shape, cylindrical shape or tablet shape. Also, mixtures of different forms are possible.
An der Außenseite des Grundkörpers 20 sind Rippen 3 als Wärmeübertragungsvorrichtung einstückig durch Extrusion oder Strangpressen angeformt, wie dies im Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde. On the outside of the main body 20 are ribs 3 integrally formed as a heat transfer device by extrusion or extrusion, as in connection with 2 has been described.
An der Innenseite des Grundkörpers 20 sind axial, parallele Kanäle 5 in Form von Rillen angeordnet. Die Rillen 5 weisen eine Breite von 1 bis 3 mm auf, die in diesem Fall deutlich geringer ist als die mittlere Korngröße der sauerstoffgenerierenden Substanz 2. Dadurch entsteht am inneren Umfang des Grundkörpers 20 ein Freiraum, der von dem durchströmenden Gas genutzt werden kann. Da im Laufe der Zeit die sauerstoffgenerierende Substanz 2 durch Schmelzvorgänge immer kompakter und luftundurchlässiger wird, kann durch die Strömungsführung durch die freien Bereiche (Kanäle 5) am inneren Umfang eine weitere Durchströmung der Kammer 1 aufrechterhalten werden. Die beladene Ausatemluft kann so mit noch nicht verbrauchten (d.h. ausreagierten) Bereichen der sauerstoffgenerierenden Substanz in Kontakt geraten. On the inside of the main body 20 are axial, parallel channels 5 arranged in the form of grooves. The grooves 5 have a width of 1 to 3 mm, which in this case is significantly less than the mean grain size of the oxygen-generating substance 2 , This results in the inner circumference of the body 20 a free space that can be used by the gas flowing through. Over time, the oxygen-generating substance 2 By melting operations is becoming more compact and impermeable to air, by the Flow guidance through the free areas (channels 5 ) at the inner periphery a further flow through the chamber 1 be maintained. The loaded exhaled air can thus come into contact with areas of the oxygen-generating substance that have not yet been consumed (ie fully reacted).
Die Reaktionswärme in der Schüttung der sauerstoffgenerierenden Substanz 2 kann effektiv an die Innenwand des Grundkörpers 20 und an die damit gekoppelten Wärmetauschmittel 3 übertragen werden. The heat of reaction in the bed of the oxygen-generating substance 2 can be effectively attached to the inner wall of the main body 20 and to the heat transfer media coupled thereto 3 be transmitted.
Die aus dem Behälter 10 austretende, regenerierte Einatemluft wird somit kühler und damit für den Träger des Atemschutzgerätes besser verträglich. The from the container 10 exiting, regenerated inhaled air is thus cooler and thus better tolerated by the wearer of the respirator.
In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Wärmeübertragung zusätzlich noch an ein Phasenwechselmittel übertragen werden, um noch mehr Wärme abzuführen. In an embodiment not shown here, the heat transfer can be additionally transferred to a phase change agent to dissipate more heat.
In 3 ist erkennbar, dass Kernlöcher 26 für die Schraubenverbindungen der Deckel 21, 22 bei der Herstellung des Grundkörpers 20 direkt mit den Rippen 5 einstückig herstellbar sind. In 3 is recognizable that core holes 26 for the screw connections the lid 21 . 22 in the production of the basic body 20 directly with the ribs 5 can be produced in one piece.
In den 1 bis 3 wurde auf eine Ausführungsform Bezug genommen, bei der eine sauerstoffabgebende Substanz verwendet wurde. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine kohlendioxidabsorbierende Substanz verwendet werden. In the 1 to 3 was referred to an embodiment in which an oxygen-releasing substance was used. Alternatively or additionally, a carbon dioxide absorbing substance may also be used.
In den 4A ist ein Stützgerüst 6 dargestellt, das aus Lochblechen 23, 24 mit flächigen Elementen aufgebaut ist. Dieses Stützgerüst 6 wird – wie in 4B bis 4D dargestellt – in den Grundkörper 20 des Behälters 10 eingesetzt. Die Wandungen der Lochbleche 23, 24 sind hier im Wesentlichen flach ausgebildet, so dass acht Kammern 25 entstehen (aus zeichnerischen Gründen sind nur zwei der Kammern 25 mit Bezugszeichen versehen), in die im zusammengebauten Zustand die sauerstoffgenerierende Substanz 2 eingefüllt werden kann. In the 4A is a scaffold 6 shown, made of perforated sheets 23 . 24 is constructed with flat elements. This scaffold 6 will - as in 4B to 4D shown - in the body 20 of the container 10 used. The walls of the perforated sheets 23 . 24 here are essentially flat, so that eight chambers 25 arise (for illustrative reasons are only two of the chambers 25 provided with reference numeral), in the assembled state, the oxygen-generating substance 2 can be filled.
Diese Kammern 25 umgeben den freigehaltenen Bereich 7 (siehe 4D), der oben mit mindestens einem Stück aus einem luftdurchlässigen Material, z.B. einem Lochblech oder einem Gewebe verschlossen ist. Der freigehaltene Bereich 7 – hier mit einem quadratischen Querschnitt – wird im Betrieb frei von Luft durchströmt. These chambers 25 surround the reserved area 7 (please refer 4D ), which is closed at the top with at least one piece of an air-permeable material, such as a perforated plate or a tissue. The reserved area 7 - Here with a square cross section - is flowed through during operation of air freely.
Grundsätzlich kann das Stützgerüst 6 auch eine andere Form haben, z.B. indem es durch eine Reihe von Rohren aus Lochmaterial gebildet wird. Basically, the scaffold 6 also have a different shape, for example by being formed by a series of tubes of perforated material.
Die hier verwendeten ebenen Lochbleche 23, 24 ermöglichen im Zusammenhang mit den an der Innenseite des Grundkörpers 20 angeordneten Rillen 5 eine besonders leichte Montage. The flat perforated sheets used here 23 . 24 allow related to those on the inside of the main body 20 arranged grooves 5 a particularly easy installation.
In 4B ist dargestellt, wie zwei ebene Lochbleche 23‘, 23‘‘ parallel in der Kammer 1 angeordnet sind, wobei die Rillen 5 dazu dienen, die Lochbleche 23‘, 23‘‘ im Inneren der Kammer 1 zu stabilisieren. Die Lochbleche 23‘, 23‘‘ weisen in axialer Richtung Schlitze auf, in die entsprechend geschlitzte Lochbleche 24‘, 24‘‘ eingesetzt werden können. Auch eines der zweiten Lochbleche 24‘ ist am Rand in die Rillen 5 eingeschoben. Dies ist in 4C dargestellt. In 4B is shown as two flat perforated sheets 23 ' . 23 '' parallel in the chamber 1 are arranged, wherein the grooves 5 serve the perforated sheets 23 ' . 23 '' inside the chamber 1 to stabilize. The perforated sheets 23 ' . 23 '' have slots in the axial direction, in the corresponding slotted perforated plates 24 ' . 24 '' can be used. Also one of the second perforated plates 24 ' is on the edge in the grooves 5 inserted. This is in 4C shown.
Damit ist Stützgerüst 6 im Innern der Kammer 1 stabil durch Formschluss, ggf. auch Reibschluss, verankert, ohne dass weitere Montagearbeiten oder Befestigungselemente notwendig wären. Die Rillen 5 als eine Ausführungsform einer Profilierung erfüllen somit einen Doppelzweck als Strömungsleitmittel und als Befestigungsmittel für das Stützgerüst. In der dargestellten Ausführungsform werden die Lochbleche 23, 24 am Inneren der Kammer 1 durch die Rillen 5 gehalten. This is a scaffold 6 inside the chamber 1 stable by positive locking, possibly also frictional engagement, anchored, without further assembly work or fasteners would be necessary. The grooves 5 as an embodiment of a profiling thus fulfill a dual purpose as a flow guide and as a fastener for the scaffold. In the illustrated embodiment, the perforated plates 23 . 24 at the interior of the chamber 1 through the grooves 5 held.
In 4D ist dann der Endzustand bei dem Zusammenbau des Stützgerüstes 6 dargestellt, bei dem das offene Ende des Stützgerüstes 6 für den freigehaltenen Bereich mit einem Stück Lochblech verschlossen ist. Aus zeichnerischen Gründen sind nicht alle Kammern 25 mit einem Bezugszeichen versehen. Der Verschluss kann z.B. durch ein Umknicken eines Stückes des Lochbleches 23, 24 erreicht werden oder durch das Aufsetzen eines Deckels. In 4D is then the final state in the assembly of the scaffold 6 shown in which the open end of the scaffold 6 is closed for the reserved area with a piece of perforated plate. For illustrative reasons are not all chambers 25 provided with a reference numeral. The closure can eg by a kinking of a piece of the perforated plate 23 . 24 be reached or by placing a lid.
Die Abfolge der Schritte gemäß 4B bis 4D kann eine Möglichkeit darstellen, das Stützgerüst 6 in der Kammer 1 anzuordnen. Grundsätzlich sind aber noch andere Möglichkeiten denkbar, in denen das Stützgerüst 6 hergestellt bzw. eingesetzt werden kann. The sequence of steps according to 4B to 4D may represent a possibility, the scaffold 6 in the chamber 1 to arrange. In principle, however, other possibilities are conceivable in which the scaffold 6 can be prepared or used.
Es ist nicht zwingend, dass das Stützgerüst 6 aus flächigen Elementen ausgebildet ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Stützgerüst auch aus anderen Elementen gebildet werden, die z.B. der Form der Kammer 1 oder des Grundkörpers 10 angepasst sind. It is not mandatory that the scaffold 6 is formed from sheet-like elements. In alternative embodiments, the scaffold may also be formed from other elements, such as the shape of the chamber 1 or of the basic body 10 are adjusted.
Die dargestellte Ausführungsform zeigt Profilierungen, die einstückig mit dem Grundkörper 20 ausgebildet sind. Das muss nicht zwingend der Fall sein. Es ist auch möglich, dass in der Kammer 1 gesonderte Profilelemente zur Bildung des Profils angeordnet sind. The illustrated embodiment shows profiles that are integral with the body 20 are formed. This does not necessarily have to be the case. It is also possible that in the chamber 1 separate profile elements are arranged to form the profile.
In einer weiteren Ausführungsform für ein Trainingsgerät sind die Behälter 10 mit KO2 als sauerstoffgenerierender Substanz gefüllt. Damit kann der Atemwiderstand, die Inhalationstemperatur und die Qualität der Atemluft (Sauerstoffgehalt, Kohlendioxidgehalt und Luftfeuchte) simuliert werden. Mit einem solchen Trainingsgerät kann auch umgebungsluftunabhängig geübt werden, d.h. es wird mit einem geschlossenen System gearbeitet. In a further embodiment for a training device, the containers 10 filled with KO 2 as an oxygen-generating substance. Thus, the respiratory resistance, the inhalation temperature and the quality of the respiratory air (oxygen content, Carbon dioxide content and humidity). With such a training device can also be practiced independent of ambient air, ie it is working with a closed system.
In den Ausführungsbeispielen wurde KO2 als sauerstoffgenerierende Substanz 2 verwendet. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine kohlendioxidabsorbierende Substanz in einem Behälter 10 eingefüllt sein. Ein Beispiel für eine solche Substanz ist Natriumhydroxid, das wie folgt mit Kohlendioxid reagiert: 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O In the embodiments, KO 2 was used as the oxygen generating substance 2 used. Additionally or alternatively, a carbon dioxide absorbing substance in a container 10 be filled. An example of such a substance is sodium hydroxide, which reacts with carbon dioxide as follows: 2NaOH + CO 2 -> Na 2 CO 3 + H 2 O
Alternativ können auch andere Alkali- und/oder Erdalkalihydroxide verwendet werden. Alternatively, other alkali and / or alkaline earth hydroxides may be used.
Im Zusammenhang mit den obigen Figuren sind Ausführungsformen für mobile Atemschutzgeräte beschrieben worden, wie z.B. Regenerationsatemgeräte. In the context of the above figures, embodiments for mobile respiratory protective devices have been described, e.g. Regeneration breathing apparatus.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Behälter 10 auch in stationären Atemschutzanlagen zu verwenden. Solche Anlagen werden z.B. in Schutzräumen (auch „safe haven“ genannt) im Bergbau oder Tunnelbau verwendet. Hier können z.B. Räume für Personen vorgesehen sein, die längere Zeit mit Sauerstoff versorgt werden müssen, ohne dass jede Person ein Gerät mit sich herum tragen muss. In principle, it is also possible, the container 10 also to be used in stationary respiratory protective equipment. Such systems are used eg in shelters (also called "safe haven") in mining or tunneling. Here, for example, rooms can be provided for persons who need to be supplied with oxygen for a longer period of time without each person having to carry a device around with them.
In den 5 bis 14 werden in Schnittansichten durch den Grundkörper 20 des Behälters 10 unterschiedliche Wärmeübertragungsvorrichtungen 3 dargestellt, die dem konvektiven und / oder abstrahlenden Wärmeabtransport dienen. Zusätzlich zu diesen Wärmetransportmechanismen kann auch noch eine Wärmeleitung zu einem Phasenwechselmittel (fest oder als Fluid) erfolgen. In the 5 to 14 are in sectional views through the body 20 of the container 10 different heat transfer devices 3 represented, which serve the convective and / or radiating heat dissipation. In addition to these heat transport mechanisms may also be a heat conduction to a phase change agent (solid or as a fluid) take place.
Die thermische Ankopplung an die Kammer 1 erfolgt dabei – je nach Form des Grundkörpers 20 – auf unterschiedliche Art und Weise. The thermal coupling to the chamber 1 takes place - depending on the shape of the body 20 - in different ways.
In 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Kammer 1 des Grundkörpers 20 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Wandung der Kammer 1 ist zweigeteilt. Eine Kammerwandung 27 ist als kreiszylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet. Dieser Rohrabschnitt dichtet den Inhalt der Kammer 1 nach außen hin ab, so dass kein Stoffaustausch mit der Umgebung erfolgen kann. In 5 an embodiment is shown in which the chamber 1 of the basic body 20 has a circular cross-section. The wall of the chamber 1 is divided into two parts. A chamber wall 27 is designed as a circular cylindrical pipe section. This pipe section seals the contents of the chamber 1 towards the outside, so that no mass transfer can take place with the environment.
Diese Kammerwandung 27 ist mit zwei Wärmeübetragungsmitteln 3A, 3B gekoppelt. In 5 ist zwischen den Wärmeübertragungsvorrichtungen 3A, 3B aus Gründen der Übersichtlichkeit ein Spalt dargestellt. Im Zusammenbau liegen die Wärmeübertragungsvorrichtungen 3A, 3B eng an der Kammerwandung 27 an, d.h. sie können direkt verbunden sein oder auch indirekt über ein Wärmeleitmittel (Wärmeleitpad). This chamber wall 27 is with two heat transfer agents 3A . 3B coupled. In 5 is between the heat transfer devices 3A . 3B for clarity, a gap is shown. In assembly are the heat transfer devices 3A . 3B close to the chamber wall 27 on, ie they can be directly connected or indirectly via a heat conduction (Wärmeleitpad).
Zur Außenseite sind Rippen 4 an den beiden Wärmeübertragungsvorrichtungen 3A, 3B angeordnet, so dass die aus der Kammer 1 abgeführte Wärme konvektiv und / oder durch Strahlung effektiv an die Umgebung abgeführt werden kann. Der Abtransport der im Inneren der Kammer 1 anfallenden Wärme wird auch durch im Inneren der Wärmeübertragungvorrichtungen 3A, 3B liegende Kanäle als Kühlmittelräume 8 verbessert, die von einem Kühlmittel, z.B. Luft, durchströmt sind. Die Kühlmittelräume 8 erstrecken sich mit einem relativ flachen Querschnitt jeweils über einen Viertkreisquerschnitt in den Wärmeübertragungsvorrichtungen 3A, 3B. To the outside are ribs 4 at the two heat transfer devices 3A . 3B arranged so that the out of the chamber 1 Dissipated heat convective and / or can be dissipated by radiation effectively to the environment. The removal of the inside of the chamber 1 accumulating heat is also through inside the heat transfer devices 3A . 3B lying channels as coolant spaces 8th improved, which are flowed through by a coolant, for example air. The coolant rooms 8th extend with a relatively flat cross-section each over a Viertkreisquerschnitt in the heat transfer devices 3A . 3B ,
Bei dieser Ausführungsform sind die Rippen 4 nicht einstückig an den Grundkörper angeformt, wie z.B. bei der Ausführungsform gemäß 2, sondern vielmehr an separate Wärmeübertragungselemente 3A, 3B, die mit dem Grundkörper 20 des Behälters 10 thermisch gekoppelt sind. In beiden Fällen wird aber durch das Wärmeübertragungselement 3, 3A, 3B sichergestellt, dass in der Kammer 1 entstehende Wärme effizient aus dem Inneren der Kammer 1 an die Umgebung abgeführt werden kann. In this embodiment, the ribs are 4 not integrally formed on the body, such as in the embodiment according to 2 but rather to separate heat transfer elements 3A . 3B that with the main body 20 of the container 10 thermally coupled. In both cases, but by the heat transfer element 3 . 3A . 3B made sure in the chamber 1 Heat generated efficiently from inside the chamber 1 can be dissipated to the environment.
Die schalenförmigen Wärmeübertragungsvorrichtungen 3A, 3B können z.B. durch Strangpressen oder Extrusion hergestellt werden. The shell-shaped heat transfer devices 3A . 3B can be produced for example by extrusion or extrusion.
In 6 ist in einer Schnittansicht eine Ausführungsform eines Grundkörpers 20 dargestellt, bei der ebenfalls flache Kühlmittelräume 8 am Umfang angeordnet sind und nach außen Rippen 4 zur Wärmeabfuhr dienen. Allerdings sind die Kühlmittelräume 8 und die Rippen 4 einstückig mit dem Grundkörper 20 ausgebildet. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 ist somit in die Wandung der Kammer 1 integriert. Ansonsten ist die Funktion dieser Ausführungsform analog zu der in der 5 dargestellten Ausführungsform. In 6 is a sectional view of an embodiment of a base body 20 shown in the also flat coolant spaces 8th are arranged on the perimeter and outward ribs 4 serve for heat dissipation. However, the coolant rooms are 8th and the ribs 4 integral with the main body 20 educated. The heat transfer device 3 is thus in the wall of the chamber 1 integrated. Otherwise, the function of this embodiment is analogous to that in the 5 illustrated embodiment.
7 zeigt eine Abwandlung der in 6 dargestellten Ausführungsform. Wie dort sind die Kühlmittelräume 8 einstückig mit dem Grundkörper 20 des Behälters 10 ausgebildet. Allerdings sind hier an der Außenseite keine Rippen 4 angeordnet. Die Kühlung der Kammer 1 erfolgt somit durch das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelräume 8 strömt. Wie auch bei den anderen Ausführungsformen liegt hier eine thermische Kopplung der Kammer 1 mit der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 vor, das bei dieser Ausführungsform durch die Wandung mit den integrierten Kühlmittelräumen 8 repräsentiert wird. 7 shows a modification of the in 6 illustrated embodiment. Like there are the coolant rooms 8th integral with the main body 20 of the container 10 educated. However, there are no ribs on the outside here 4 arranged. The cooling of the chamber 1 thus takes place by the coolant flowing through the coolant spaces 8th flows. As with the other embodiments here is a thermal coupling of the chamber 1 with the heat transfer device 3 before, in this embodiment by the wall with the integrated coolant spaces 8th is represented.
In 8 ist eine Abwandlung der Ausführungsform dargestellt, die in 2 und 3 dargestellt ist. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 ist dabei wiederum in die Wandung des Grundkörpers 20 integriert. Die Außenseite des Grundkörpers 20 weist hier keine Rippen auf. In die Wandung selbst sind flache Kühlmittelräume 8 integriert, ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 7. In 8th a modification of the embodiment is shown in 2 and 3 is shown. The heat transfer device 3 is again in the wall of the body 20 integrated. The outside of the body 20 has no ribs here. In the wall itself are flat coolant spaces 8th integrated, similar to the embodiment according to 7 ,
An der Innenseite zur Kammer 1 hin ist eine Profilierung 5 angeordnet, die so ausgebildet ist, dass auch bei einer mit Granulat gefüllten Kammer 1, die rillenartigen Kanäle der Profilierung 5 frei gehalten bleiben, so dass auch hier ein konvektiver Wärmetransport und eine bessere Durchströmung erfolgen kann. Außerdem kann – wie in Zusammenhang mit den 2 bis 4 beschrieben – die Profilierung 5 dazu verwendet werden, ein Stützgerüst 23, 24 in der Kammer 1 zu positionieren, was hier nicht dargestellt ist. On the inside to the chamber 1 there is a profiling 5 arranged, which is designed so that even in a filled with granules chamber 1 , the groove-like channels of profiling 5 remain free, so that here too a convective heat transfer and a better flow can take place. In addition, as in connection with the 2 to 4 described - the profiling 5 be used to a scaffold 23 . 24 in the chamber 1 to position, which is not shown here.
Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 weist somit zwei Elemente auf, die dem verbesserten Wärmetransport dienen, nämlich Kühlmittelräume 8 im Inneren der Wandung und Rillen einer Profilierung 5. Beide Elemente sind einstückig mit dem Grundkörper 20 ausgebildet. The heat transfer device 3 thus has two elements that serve the improved heat transfer, namely coolant spaces 8th inside the wall and grooves profiling 5 , Both elements are integral with the body 20 educated.
9 zeigt eine Wärmeübertragungsvorrichtung 3, das mit einem Grundkörper 20 eines Behälters 10 gekoppelt werden kann. Der Grundkörper 20 weist hier keinen Kreisquerschnitt auf, sondern eine längliche Form mit abgerundeten Enden. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 weist hier integrierte Kühlmittelräume 8 für eine Durchströmung mit Kühlmittel auf. Nach Außen sind Rippen 4 angeordnet. Eine solche Wärmeübertragungsvorrichtung 3 kann z.B. durch Strangpressen hergestellt werden. 9 shows a heat transfer device 3 that with a body 20 a container 10 can be coupled. The main body 20 here has no circular cross-section, but an elongated shape with rounded ends. The heat transfer device 3 here has integrated coolant spaces 8th for a flow of coolant on. To the outside are ribs 4 arranged. Such a heat transfer device 3 can be produced for example by extrusion.
In der Ausführungsform gemäß der 10 sind an der Außenseite keine Rippen angeordnet. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 wird hier aus den flachen Kühlmittelräumen 8 gebildet, die am Umfang des Grundkörpers 20 angeordnet sind. An der Innenseite ist eine Profilierung 5 angeordnet, mit der – ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß der 2 – offene Kanäle an der Innenseite der Kammer 1 geschaffen werden. Hier sind in der Profilierung 5 selbst noch Kühlmittelräume 8A angeordnet, die ebenfalls von einen Kühlmittel durchströmt werden. Auch hier kann die Profilierung 5 dazu dienen, ein hier nicht dargestelltes Stützgerüst 23, 24 in der Kammer 1 des Grundkörpers 20 zu fixieren. In the embodiment according to the 10 No ribs are arranged on the outside. The heat transfer device 3 gets out of the flat coolant spaces 8th formed on the circumference of the main body 20 are arranged. On the inside is a profiling 5 arranged with the - similar to the embodiment according to the 2 - open channels on the inside of the chamber 1 be created. Here are in the profiling 5 even still coolant rooms 8A arranged, which are also flowed through by a coolant. Again, the profiling 5 Serve, not shown here scaffold 23 . 24 in the chamber 1 of the basic body 20 to fix.
11 und 11A zeigen eine weitere Ausführungsform einer Wärmeübertragungsvorrichtung 3, das so ausgebildet ist, dass es zwei Kammern 1 mit jeweils kreisrundem Querschnitt umgeben können. Für die vollständige Umgebung der Kammern 1 wird eine weitere spiegelbildliche Wärmeübertragungsvorrichtung 3 verwendet. 11 and 11A show a further embodiment of a heat transfer device 3 that is designed to have two chambers 1 can surround each with a circular cross-section. For the complete environment of the chambers 1 becomes another mirror-image heat transfer device 3 used.
Die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 weist hier Kühlmittelräume 8 auf, die im Bereich der Außenwandung angeordnet sind. Die Querschnitte der Kühlmittelräume 8 sind dabei so angepasst, dass sie nach Innen um die Kammern 1 herum angeordnet sind und nach Außen entsprechend der Kontur der äußeren Form der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 angeordnet sind. An der Außenseite sind hier keine Rippen angeordnet. The heat transfer device 3 here has coolant spaces 8th on, which are arranged in the region of the outer wall. The cross sections of the coolant spaces 8th are adjusted so that they are inward around the chambers 1 are arranged around and outward according to the contour of the outer shape of the heat transfer device 3 are arranged. On the outside no ribs are arranged here.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wärmeübertragungsvorrichtung 3, deren Querschnitt im Wesentlichen länglich mit abgerundeten Enden ist. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs weist die Wärmeübertragungsvorrichtung 3 Rippen 4 auf. In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform weist die Wandung noch Kühlmittelräume 8 auf. 12 shows a further embodiment of a heat transfer device 3 whose cross-section is substantially oblong with rounded ends. To improve the heat exchange, the heat transfer device 3 ribs 4 on. In an embodiment not shown here, the wall still has coolant spaces 8th on.
13 und 13A zeigen Ansichten eines ersten Teils einer Wärmeübertragungsvorrichtung 3A zu dem ein entsprechender zweiter Teil der Wärmeübertragungsvorrichtung 3B (hier nicht dargestellt) gehört. Im Zusammenbau der beiden Teile 3A, 3B wird eine Kammer 1 umschlossen. Innerhalb der Wandung der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 sind Kühlmittelräume 8 angeordnet. Die Außenseite der Wärmeübertragungsvorrichtung 3, das aus den beiden Teilen 3A, 3B zusammensetzbar ist weist eine im Wesentlichen eben flächige Struktur auf, was gut in der perspektivischen Darstellung der 13A erkennbar ist. 13 and 13A show views of a first part of a heat transfer device 3A to which a corresponding second part of the heat transfer device 3B (not shown here) belongs. In the assembly of the two parts 3A . 3B becomes a chamber 1 enclosed. Within the wall of the heat transfer device 3 are coolant spaces 8th arranged. The outside of the heat transfer device 3 that's from the two parts 3A . 3B composable is has a substantially planar structure, which is good in the perspective view of 13A is recognizable.
In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform können an der Außenseite Rippen 4 angeordnet sein. In an embodiment, not shown here, ribs may be on the outside 4 be arranged.
Die in 14 und 14A ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Der erste Teil der Wärmeübertragungsvorrichtung 3A (der komplementäre zweite Teil 3B ist hier nicht dargestellt) weist im Querschnitt zwei runde Ausnehmungen aus, in denen die Kammer 1 angeordnet ist. Die Außenwand, die im Wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist enthält Kühlmittelräume 8 zur Durchströmung mit einem Kühlmittel. In the 14 and 14A another embodiment is shown. The first part of the heat transfer device 3A (the complementary second part 3B is not shown here) has in cross section two round recesses in which the chamber 1 is arranged. The outer wall, which has substantially the same wall thickness, contains coolant spaces 8th to flow through with a coolant.
In den 9 bis 14 weisen nur die in 8 und 10 dargestellten Ausführungsformen eine Profilierung 5 an der Innenseite auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine solche Profilierung 5 auch bei den anderen Ausführungsformen zusätzlich vorzusehen. Auch ist klar, dass die Formen und die Einzelheiten einzelner Elemente, wie z.B. der Rippen 4, die Kühlmittelräume 8 und der Profilierung 5, in weiten Grenzen den Formen des Grundkörpers 20 angepasst sein können. Ergibt sich für den Fachmann, dass die Elemente untereinander kombinierbar sind. In the 9 to 14 Show only the in 8th and 10 illustrated embodiments a profiling 5 on the inside. Basically, it is also possible to have such a profiling 5 Also provide in the other embodiments. It is also clear that the shapes and details of individual elements, such as the ribs 4 , the coolant rooms 8th and profiling 5 , within wide limits of the forms of the basic body 20 can be adjusted. Results for the Professional that the elements can be combined with each other.
Wenn in den Ausführungsformen Kühlmittelräume 8 angeordnet sind, so können ggf. an deren Stelle auch geschlossene Kammern vorgesehen sein, in denen ein Phasenwechselmittel angeordnet ist. Dieses Phasenwechselmittel schmilzt oder verdampft auf Grund der in der Kammer 1 entwickelten Wärme. Die Wärmeabfuhr erfolgt dabei durch die Aufnahme der Phasenwechselenthalpie in der Kammer. Zusätzlich sind bei diesen Ausführungsformen noch Rippen 4 an der Außenseite der Wärmeübertragungsvorrichtung 3 angeordnet. If in the embodiments, coolant spaces 8th are arranged, it may optionally be provided in their place and closed chambers in which a phase change means is arranged. This phase change agent melts or evaporates due to the in the chamber 1 developed heat. The heat dissipation takes place by recording the phase change enthalpy in the chamber. In addition, ribs are still present in these embodiments 4 on the outside of the heat transfer device 3 arranged.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
1 1
-
Kammer chamber
-
2 2
-
sauerstoffgenerierende Substanz oxygen-generating substance
-
3 3
-
Wärmeübertragungsvorrichtung Heat transfer device
-
3A 3A
-
erstes Teil der Wärmeübertragungsvorrichtung first part of the heat transfer device
-
3B 3B
-
zweites Teil der Wärmeübertragungsvorrichtung second part of the heat transfer device
-
4 4
-
Rippe an Wärmeübertragungsvorrichtung Rib on heat transfer device
-
5 5
-
Profilierung, Rillen Profiling, grooves
-
6 6
-
Stützgerüst scaffold
-
7 7
-
freigehaltener Bereich reserved area
-
8 8th
-
Kühlmittelraum gekoppelt mit WärmeübertragungsvorrichtungCoolant space coupled with heat transfer device
-
10 10
-
Behälter container
-
20 20
-
Grundkörper des Behälters Basic body of the container
-
21 21
-
Deckel des Behälters Lid of the container
-
22 22
-
Deckel des Behälters Lid of the container
-
2323
-
Lochbleche des Stützgerüstes Perforated sheets of the scaffold
-
24 24
-
Lochbleche des Stützgerüstes Perforated sheets of the scaffold
-
25 25
-
Kammern des Stützgerüstes Chambers of the scaffold
-
26 26
-
Kernloch für Schraubenverbindung Core hole for screw connection
-
2727
-
Kammerwandung chamber wall
-
50 50
-
Gehäuse casing
-
51 51
-
Atembeutel breathing bag
-
60 60
-
Einatemluftleitung Einatemluftleitung
-
61 61
-
Ausatemluftleitung Ausatemluftleitung
-
100100
-
Regenerationsgerät regeneration unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
-
DIN 58652 [0003] DIN 58652 [0003]
