DE10332899B3

DE10332899B3 - Atemschutzvorrichtung mit einem Verdichter

Info

Publication number: DE10332899B3
Application number: DE10332899A
Authority: DE
Inventors: Heiner Lukas
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2003-07-19
Filing date: 2003-07-19
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-07-20
Also published as: FR2857600A1; US6895959B2; US20050011516A1; FR2857600B1

Abstract

Eine Atemschutzvorrichtung mit einem Verdichter soll derart verbessert werden, dass bei kleinstmöglicher Verdichterleistung eine gute Kohlendioxidausspülung während der Ausatemphase erreicht wird. Zur Lösung der Aufgabe ist ein Luftkanal (31) im Bereich des Visiers (5) vorgesehen, der durch das Visier (5) und eine parallel zum Visier verlaufende Innenwand (4) gebildet ist, wobei der Luftaustritt durch Gasaustrittsöffnungen (6) an der Innenwand (4) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Atemschutzvorrichtung mit einem Verdichter.

Eine Atemschutzvorrichtung der genannten Art ist aus der GB 2 058 577 A bekannt geworden. Ein Schutzhelm mit einem transparenten Visier befindet sich am Kopf eines Geräteträgers. Ein Gebläse saugt Umgebungsluft über ein Filter an und fördert diese über einen Luftkanal, der an der Innenseite des Schutzhelms vom Nackenbereich bis zum Gesicht verläuft. Die Atemluft strömt dann an der Innenseite des Visiers in Richtung vom Augenbereich bis zum Mundbereich und gelangt an der Unterseite des Visiers über ein Ausatemventil in die Umgebung. Das Visier liegt über eine Dichtlippe am Gesicht des Geräteträgers an, so dass eine zur Umgebungsatmosphäre abgeschlossene Kammer zwischen dem Gesicht des Geräteträgers und der Innenseite des Visiers gebildet ist. Mit einem innerhalb der Kammer angeordneten Drucksensor wird die Atemanstrengung des Geräteträgers erfasst und der Gasfluss während der Ausatemphase gedrosselt.

Nachteilig bei der bekannten Atemschutzvorrichtung ist, dass während der Ausatemphase ein vergleichsweise hoher Atemgasstrom benötigt wird, um das ausgeatmete Kohlendioxid aus der Kammer herauszuspülen. Die zum Antrieb des Gebläses benötigte erhöhte elektrische Leistung, die bei tragbaren Geräten aus einem Akkumulator oder einem Batteriepack bezogen wird, wirkt sich nachteilig auf die Gebrauchszeit der Atemschutzvorrichtung aus, so dass der Geräteträger vorzeitig die Einsatzstelle verlassen muss.

Aus der FR 801 610 A ist eine Vollmaske bekannt, bei der eine längs zum Visier verlaufende Innenwand als ein Luftkanal ausgebildet ist. Das Atemgas strömt im Nasenwurzelbereich des Maskenträgers in den Maskeninnenraum ein. Mit der Atemgasführung längs des Visiers soll das Beschlagen der Visierscheibe unter bunden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Atemschutzvorrichtung der genannten Art derart zu verbessern, dass bei kleinstmöglicher Gebläseleistung eine gute Kohlendioxidausspülung während der Ausatemphase erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch eine längs des Visiers verlaufende Innenwand ein Luftkanal für die Atemluft gebildet wird, durch den die Atemluft zielgerichtet über Gasaustrittsöffnungen zum Mundbereich des Geräteträgers gelangt. Das währen der Ausatemphase ausgeatmeten, mit Kohlendioxid beladene Atemgas kann durch die direkte Anströmung im Mundbereich unmittelbar über die Luftausströmöffnung ausgespült werden. Durch die Verwendung eines separaten Luftkanals für die Atemgaszuführung im Bereich des Visier kann das Volumen der Kammer zwischen dem Gesicht des Geräteträgers und der Innenwand des Visiers auf ein kleinstmögliches Totraumvolumen begrenzt werden, was den Ausspülvorgang des Kohlendioxids zusätzlich begünstigt. Durch die verbesserte Ausspülung von Kohlendioxid kann die Drehzahl des Gebläses und damit die Leistungsaufnahme reduziert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In vorteilhafter Weise wird die Ausspülung der Kammer durch zusätzliche Gasaustrittsöffnungen im Seitenbereich der Innenwand verbessert. Diese zusätzlichen Gasaustrittsöffnungen können sich über den gesamten Seitenbereich der Innenwand oder auch nur einen Teil des Seitenbereichs erstrecken. Durch die Verteilung der Gasaustrittsöffnungen über die Innenwand tritt keine erhöhte örtliche Kühlung auf und Zugerscheinungen werden minimiert.

In vorteilhafter Weise wird die Gaseinspeisung an der Oberseite des Luftkanals vorgenommen. Die Durchströmungsrichtung innerhalb des Luftkanals verläuft dann vom Augenbereich bis zum Mundbereich des Geräteträgers.

Alternativ kann die Gaseinspeisung auch symmetrisch über die Seitenbereiche des Luftkanals oder über die Unterseite vorgenommen werden.

Der Ort der Gaseinspeisung hängt von der verwendeten Luftfördereinrichtung ab.

Sofern das Visier in Verbindung mit einem Schutzhelm und einem Gebläse als Luftfördereinrichtung eingesetzt wird, bietet sich eine Gaseinspeisung an der Oberseite des Luftkanals an. In Verbindung mit einer Druckgasquelle, beispielsweise einer Druckgasflasche, ist die Gaseinspeisung über die Seitenflächen oder die Unterseite des Luftkanals zweckmäßig.

In zweckmäßiger Weise sind das Visier und die Innenwand als eine Doppelscheibe mit einem umlaufenden Befestigungsrahmen ausgeführt. Durch den Befestigungsrahmen, der auch Teil eines Maskenkörpers einer Atemschutzmaske sein kann, werden das Visier und die Innenwand gegeneinander fixiert.

In vorteilhafter Weise ist die Innenwand als ein Lichtleiter mit einer Einkoppelstelle für Licht und einer Auskoppelstelle ausgebildet. Als Lichtquelle eignet sich vorzugsweise eine Leuchtdiode, die an einer Kante der Innenwand als Einkoppelstelle angebracht wird. Die über die Lichtquelle eingebrachte Strahlung wird innerhalb der Innenwand durch Totalreflektion zur Auskoppelstelle weitergeleitet. Die Auskoppelstelle ist entweder eine Gasaustrittsöffnung der Innenwand oder eine mattierte Fläche an der Innenwand. Als Material für die Innenwand eignet sich Polycarbonat. Die Ausnutzung der Innenwand als Lichtleiter bietet den Vorteil, dem Geräteträger ein optisches Warnsignal mitzuteilen, wenn die Gasversorgung beeinträchtigt ist. Die Lichtquelle kann dabei an einer geschützten Stelle am Rand der Innenwand angebracht werden, ohne dass hierdurch die Sicht oder Reinigung behindert wird. Wird als Auskoppelstelle eine Gasaustrittsöffnung verwendet, wird der Umfang der Bohrung durch die Lichtquelle beleuchtet. Durch eine entsprechende Positionierung der Lichtquelle lässt sich erreichen, dass diejenigen Gasaustrittöffnungen als Auskoppelstelle angestrahlt werden, die unmittelbar im Sichtbereich des Geräteträgers liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Atemschutzvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
2 ausschnittsweise den Bereich des Visiers entsprechend der 1,
3 den Luftkanal mit Gaseinspeisung über die Seitenflächen,
4 den Luftkanal mit Gaseinspeisung von der Unterseite,
5 die Innenwand mit zusätzlichen Gasaustrittsöffnungen im Seitenbereich,
6 eine Regelschaltung für den Radialverdichter,
7 die Doppelscheibe mit einer Leuchtdiode an der Innenwand,
8 eine Schnittdarstellung längs der. Schnittlinie A – B entsprechend der 7.
1 zeigt schematisch eine Atemschutzvorrichtung 100 nach der Erfindung. Mittels eines Radialverdichters 2 wird Umgebungsluft über ein Filter 1 angesaugt und durch einen Luftführungskanal 3 in einen Luftkanal 31 gefördert. Der Luftkanal 31 wird durch ein gekrümmtes Visier 5 und eine parallel dazu verlaufende Innenwand 4 begrenzt. Die Umfangskontur von Visier 5 und Innenwand 4 ist abgedichtet, sodass die in den Luftkanal 31 einströmende Atemluft nur über an der Innenwand 4 befindliche Gasaustrittsöffnungen 6 in den Mundbereich eines Geräteträgers ausströmen kann. Das Visier 5, zusammen mit der Innenwand 4, liegt über eine in der 1 nicht näher dargestellte Dichtung am Gesicht des Geräteträgers an, so dass eine zur Umgebung abgeschlossene Kammer 32 zwischen dem Gesicht des Geräteträgers und der Innenwand 4 gebildet wird.
Über eine Luftausströmöffnung 10 mit einem Ausatemventil 11 kann das in der Kammer 32 befindliche Atemgas zur Umgebung abströmen. Druckschwankungen innerhalb der Kammer 32, die durch den Wechsel von Einatemphase und Ausatemphase entstehen, werden mittels eines Drucksensors 7 erfasst. Die Messwerte werden in einer Reglereinheit ausgewertet und die Drehzahl des Radialverdichters 2 entsprechend angepasst. Während der. Einatemphase, die an einem kurzzeitigen Druckabfall erkannt werden kann, läuft der Radialverdichter 2 mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl. Bei der Ausatmung, die zu einem Druckanstieg führt, wird die Drehzahl des Radialverdichters 2 reduziert, damit der Geräteträger nicht gegen einen zu hohen Gegendruck ausatmen muss. Die Verdichterleistung während der Ausatemphase ist so bemessen, dass das ausgeatmete Kohlendioxid vollständig über die Luftausströmöffnung 10 abfließen kann. Ein Akkumulator 9 dient als Energiequelle für die Atemschutzvorrichtung 100.
2 veranschaulicht schematisch den in den Luftkanal 31 über seine Oberseite 33 einströmenden Luftstrom 12, der über die Gasaustrittsöffnungen 6 in die Kammer 32 gelangt.
Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der 1 versehen.
3 zeigt schematisch den Luftkanal 31 mit einem Gaseintritt über die Seitenflächen 34, 35.
Demgegenüber ist in der 4 der Gaseintritt an der Unterseite 36 des Luftkanals 31 dargestellt. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der 1 bezeichnet.
5 veranschaulicht schematisch eine Innenwand 4 mit zusätzlichen Gasaustrittöffnungen 6, die in den Seitenbereichen 37, 38 der Innenwand 4 angeordnet sind. Die Gasaustrittsöffnungen 6 verlaufen U-förmig längs der Unterseite 36 und dann aufsteigend in die Seitenbereiche 37, 38.
6 zeigt den Aufbau der Regelschaltung für den Radialverdichter 2, der von einem Elektromotor 16 angetrieben wird. Eine Druckreglerschaltung 13 und eine Motoransteuerung 14 bilden zusammen die Reglereinheit 8.
Mittels eines Sollwerteinstellers 15 lässt sich ein mittlerer Überdruck in der Kammer 32 voreinstellen.
7 zeigt schematisch das Visier 5 mit der Innenwand 4 und. einer an der Unterseite 36 der Innenwand 4 angebrachten Leuchtdiode 17. Der besseren Übersicht wegen ist in der 8 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie A – B, entsprechend der 7, veranschaulicht.
Der von der Leuchtdiode 17 emittierte Lichtstrahl 18 wird innerhalb der Innenwand 4 total reflektiert und an der Grenzfläche der Gasaustrittöffnung 6 in den Bereich der Kammer 32 umgelenkt, so dass er von dem in der 8 nicht näher dargestellten Geräteträger wahrgenommen werden kann. Die Leuchtdiode 17 ist an die Motoransteuerung 14, Figur 6, angeschlossen, so dass bei einer möglichen Störung die Leuchtdiode 17 angesteuert wird, um die Geräteträger zu warnen.

Claims

Atemschutzvorrichtung, enthaltend: ein Visier (5), welches das Gesicht eines Geräteträgers in der Weise abdeckt, dass eine zur Umgebungsatmosphäre abgeschlossene Kammer (32) zwischen dem Gesicht und dem Visier (5) entsteht, eine Innenwand (4), die längs des Visiers an der dem Geräteträger zugewandten Seite des Visiers (5) verläuft und durch welche ein Luftkanal (31) zwischen dem Visier (5) und der Innenwand (4) gebildet ist, eine mit dem Luftkanal (31) verbundene Luftfördereinrichtung (2) für Atemluft, Gasaustrittsöffnungen (6) an der Innenwand (4) im Mundbereich des Geräteträgers und eine mit der Kammer (32) verbundene Luftausströmöffnung (10).
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gasaustrittsöffnungen (6) zusätzlich im Seitenbereich (37, 38) der Innenwand (4) angeordnet sind.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinspeisung an der Oberseite (33) des Luftkanals (31) erfolgt.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinspeisung über die Seitenflächen (34, 35) des Luftkanals (31) erfolgt.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinspeisung an der Unterseite (36) des Luftkanals (31) vorgenommen wird.
Atemschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Visier (5) und die Innenwand (4) als eine Doppelscheibe ausgebildet sind.
Atemschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftausströmöffnung (10) als ein das Visier (5) und die Innenwand (4) durchdringender Strömungskanal ausgebildet ist.
Atemschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (4) als ein Lichtleiter mit einer Einkoppelstelle für Licht und einer Auskoppelstelle ausgebildet ist.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelstelle mindestens eine der Gasaustrittsöffnungen (6) ist.