DE202020105280U1

DE202020105280U1 - Atemschutz-Baukastensystem

Info

Publication number: DE202020105280U1
Application number: DE202020105280.2U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2030-09-16

Abstract

Atemschutz-Baukastensystem, das aufweist:
- eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske (1), die einen Eingang (11) und einen Ausgang (12) aufweist, und
- mindestens einen Schlauch (3, 31, 32),
- wobei sämtliche Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems modular ausgebildet und über Steckverbindungen oder Schraubverbindungen (115, 125, 155, 165, 175, 215, 315, 75, 915) miteinander verbindbar sind, um der Maske (1) Luft über deren Eingang (11) zuzuführen und/oder ausgeatmete Luft vom Ausgang (12) der Maske (1) wegzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Atemschutz-Baukastensystem.
Atemschutzmasken sind Schutzmasken, die das Gesicht ganz oder teilweise bedecken und den Träger der Atemschutzmaske vor luftgängigen Schadstoffen schützen. In diesem Kontext sind partikelfiltrierende Halbmasken FFP (FFP = „filtering face piece“) bekannt, die Nase und Mund umschließen und Partikel und/oder Aerosole vor dem Einatmen aus der Frischluft herausfiltern. Filtrierende Halbmasken bestehen in der Regel aus einem Vliesstoff als Filtermaterial.
Aus der EP 1 465 705 A1 ist es bekannt, UV-Licht zur Desinfektion von Atemluft zu verwenden.
Die Bedeutung von Atemschutzmasken hat mit der Ausbreitung des Virus SARS-CoV-2 schlagartig zugenommen. Dabei besteht die Herausforderung darin, virushaltige Partikel sowohl in Form von Tröpfchen als auch in Form von Aerosolen, die das Virus tragen, effektiv aus der einzuatmenden Luft zu entfernen. Virushaltige Tröpfchen entstehen typischerweise beim Niesen, Husten und Sprechen einer mit dem Virus infizierten Person. Virushaltige Aerosole entstehen typischerweise beim Ausatmen einer mit dem Virus infizierten Person. Es besteht ein Bedarf nach Atemschutzvorrichtungen, die einen ausreichenden Grad an Sicherheit auch gegenüber Viren wie dem Virus SARS-CoV-2 bereitstellen.
Die bei einer Epidemie erforderliche Schutz vor Infektionen über die Atemluft, der erforderlich ist, um eine Pandemie einzudämmen, ist dabei abhängig von äußeren epidemiologischen Parametern wie der Reproduktionszahl.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Atemschutz-Baukastensystem mit einer effektiven Schutzfunktion im Hinblick auf in der Umgebungsluft befindliche virushaltige Partikel bereitzustellen, das an die vorgegebenen Bedingungen anpassbar ist. Des Weiteren sollen aus Komponenten eines solchen Atemschutz-Baukastensystems zusammengesetzte Atemschutzvorrichtungen bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Atemschutz-Baukastensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und Atemschutzvorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 16 und 20 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach stellt die vorliegende Erfindung ein Atemschutz-Baukastensystem bereit, das eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske, die einen Eingang und einen Ausgang aufweist, und mindestens einen Schlauch bereitstellt, wobei sämtliche Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems modular ausgebildet und über Steckverbindungen oder Schraubverbindungen miteinander verbindbar sind, um der Maske Luft über deren Eingang zuzuführen und/oder ausgeatmete Luft vom Ausgang der Maske wegzuführen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Gedanken eines modularen Systems, dessen einzelne Komponenten steckbar und/oder verschraubbar zusammenfügbar sind, so dass eine Atemschutzvorrichtung in einfacher Weise aus den Komponenten des Baukastensystems zusammengesetzt werden kann und dabei in einfacher Weise an die herrschenden Bedingungen anpassbar ist. Eine Anpassung an die herrschenden Bedingungen kann dadurch erreicht werden, dass abhängig von den Bedingungen mehr oder weniger und/oder unterschiedliche Komponenten in die Atemschutzvorrichtung integriert werden, die die Luft reinigen bzw. desinfizieren. Durch Kombination von Komponenten des Baukastensystems ist eine gewünschte Atemschutzvorrichtung herstellbar.
Die einzelnen Komponenten sind dabei über Steckverbindungen oder Schraubverbindungen miteinander verbindbar. Hierzu sind die einzelnen Komponenten ggf. in geeigneten Gehäusen oder dergleichen angeordnet, die miteinander verbindbar sind.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein 100% sicherer Schutz vor Infektionen über die Atemluft nicht immer erforderlich und es viel mehr ausreichend ist, einen oder mehrere modulare Bausteine mit entsprechenden Wirkmechanismen zu kombinieren. Der Vorteil besteht darin, dass auf der Grundlage des Baukastensystems Atemschutzmasken unterschiedlich starker Schutzwirkung erstellt werden können.
Zur weitergehenden Erläuterung der Vorteile eines modularen Atemschutz-Baukastensystems wird im Folgenden auf die Begriffe „Schutzfaktor“ und „Reproduktionszahl“ eingegangen. Der Schutzfaktor S gibt an, wie viele Infektionen verhindert werden, verglichen mit einem ungeschützten Fall. Bei einem Schutzfaktor S von 0,1 werden beispielsweise 10 % der Infektionen verhindert. Der Schutzfaktor S liegt zwischen 0 und 1, wobei ein Schutzfaktor von 0 bedeutet, dass die Maske wirkungslos ist und ein Schutzfaktor von 1 bedeutet, dass sämtliche Infektionen verhindert werden.
Die Reproduktionszahl R gibt an, wie viele Folgeinfektionen eine infizierte Person auslöst. Ist R größer als 1, dann steigt die Anzahl der Infektionen exponentiell an. Ist R kleiner als 1, der nimmt die Anzahl der Infektionen ab. Allgemein gilt für das Eindämmen der Epidemie, dass das Produkt aus dem Reproduktionsfaktor und dem Term „1 minus Schutzfaktor“ kleiner als 1 sein muss: R * (1-S) < 1.

Wichtig ist nun die Erkenntnis, dass ein R-Faktor von größer als 1 durch eine geeignete Wahl von S kompensiert werden kann, um eine Epidemie unter Kontrolle zu halten. Ist beispielsweise R = 1,5, so kann mit einem Schutzfaktor größer als 0,33 eine Epidemie verhindert werden, wie folgende Tabelle zeigt:

	R	Schutzfaktor	Schutzfaktor	Schutzfaktor	Schutzfaktor	Schutzfaktor
Schritt	1,5	0,1	0,2	0,5	0,6	0,7
0	1000	1000	1000	1000	1000	1000
1	1500	1350	1200	750	600	450
2	2250	1823	1440	563	360	203
3	3375	2460	1728	422	216	91
4	5063	3322	2074	316	130	41
5	7594	4484	2488	237	78	18
6	11391	6053	2986	178	47	8
7	17086	8172	3583	133	28	4
8	25629	11032	4300	100	17	2
9	38443	14894	5160	75	10	1
10	57665	20107	6192	56	6	0

Der modulare Aufbau ermöglicht es, abhängig von den epidemiologischen Rahmenbedingungen, insbesondere dem herrschenden Wert R, eine geeignete Schutzwirkung bzw. einen geeigneten Schutzfaktor durch die Maske zu realisieren.
Bei der Maske handelt es sich bevorzugt um eine dichtsitzende Maske, so dass die Reinigung der Frischluft nicht durch in die Maske unmittelbar einströmende Luft beeinträchtigt wird. Die Maske ist beispielsweise als Halbmaske ausgebildet, die Mund und Nase eines Nutzers bedeckt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens einer der Schläuche Luftführungselemente, beispielsweise Umlenkplatten aufweist, die dazu ausgebildet sind, den Schlauch durchströmende Luft an die Schlauchwand zu lenken, wobei Tröpfchen und Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden. Eine Luftreinigung erfolgt dabei über den Zykloneffekt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Innenwand des Schlauches mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens einer der Schläuche Oberflächen aufweist, die mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind. Beispielsweise kann die Innenwand des Schlauches mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sein, was insbesondere in Verbindung mit einem Zykloneffekt vorteilhaft ist. Ein weiteres Beispiel einer keimtretenden Beschichtung sieht vor, dass in den Schlauch eine Mehrzahl von Platten oder Fähnchen integriert sind, die von Luft durchströmt werden, wobei die Platten oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind. Die Platten können beispielsweise parallel angeordnet sein, wobei sie einen Plattenstapel bilden, oder alternativ als Prallplatten ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind in mindestens einen der Schläuche UV-Lichtquellen integriert, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den Schlauch durchströmende Luft zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlen. Solche UV-Lichtquellen dienen dazu, in den Tröpfchen und Aerosolen der Luft enthaltene Viren abzutöten. Die UV-Lichtquellen können zu- und abschaltbar ausgebildet sein, so dass sie beispielsweise nur dann aktiviert werden, wenn die Gefahr einer Kontamination beispielsweise aufgrund einer Menschenansammlung besonders groß ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente mindestens eine Drosselklappe umfasst, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, den Luftstrom im Luftweg zu reduzieren. Eine solche Drosselklappe umfasst beispielsweise einen verstellbaren Absperrschieber. Eine Ausgestaltung hierzu sieht vor, dass mindestens eine Drosselklappe dazu vorgesehen und ausgebildet ist, mit dem Ausgang der Maske verbunden zu werden und zu bewirken, dass ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang der Maske zurückströmt. Hierdurch kann ein Mischen von ausgeatmeter und eingeatmeter Luft und damit eine Reduktion der Konzentration infektiösen Materials in der einzuatmenden Luft erreicht werden. Diese Wirkung beruht darauf, dass aufgrund des Umstandes, dass teilweise bereits ausgeatmete Luft eingeatmet wird, die Konzentration infektiösen Materials in der eingeatmeten Luft reduziert wird.
Die Wirkung der Drosselklappe ist dabei wie folgt. Der Strömungswiderstand der Luftauslassöffnung bzw. das Ausgangs der Maske kann durch die Drosselklappe verändert werden. Bei hohem Strömungswiderstand wird ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang der Maske zurückgeleitet. Bei geringem Strömungswiderstand gelangt nahezu alle ausgeatmete Luft nach außen. Das Mischungsverhältnis kann über einen verstellbaren Absperrschieber der Drosselklappe verändert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente mindestens eine Filtereinheit zur Reinigung von Luft aufweist. Hierbei kann es sich grundsätzlich um eine beliebige Filtereinheit handeln, beispielsweise um Filtereinheiten mit einem Atemluftfilter, der durch einen flächigen Vliesstoff gebildet wird, der die Anforderungen der Schutzstufen FFP1, FFP2 oder FFP3 erfüllt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Filtereinheit einen Atemluftfilter und mindestens eine UV-Lichtquelle umfasst, wobei die Filtereinheit derart ausgebildet ist, dass von der UV-Lichtquelle abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter gerichtet ist, um diesen zu desinfizieren. Dieser Erfindungsaspekt beruht auf dem Gedanken, den Atemluftfilter, der die aus der Atemluft herauszufilternden Tröpfchen und Aerosole aufnimmt, gezielt mit UV-Licht zu bestrahlen und dadurch eine Desinfektion des Atemluftfilters zu erreichen.
Der Atemluftfilter kann aufgrund der Bestrahlung mit UV-Licht nicht auf Dauer mit Viren kontaminiert werden. Dabei bedeutet das Merkmal, dass von der UV-Lichtquelle abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter gerichtet ist, nicht notwendigerweise, dass die UV-Strahlung direkt von der UV-Lichtquelle auf den Atemschutzfilter fällt. Dies kann auch indirekt, beispielsweise über eine Ablenkung durch Spiegel erreicht werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine UV-Lichtquelle dazu ausgebildet ist, den Atemluftfilter kontinuierlich von einer Seite oder von beiden Seiten mit UV-Licht zu bestrahlen. Bei der Bestrahlung von beiden Seiten ist naturgemäß eine Mehrzahl von UV-Lichtquellen vorgesehen.
Die UV-Lichtquelle ist beispielsweise als UV-LED ausgebildet ist. UV-LEDs, die in den Strahlungsbereichen UV-A, UV-B oder UV-C Strahlung emittieren, sind grundsätzlich bekannt und stellt beispielsweise das Unternehmen International Light Technologies, Inc. in Peabody, USA her. Das Lichtspektrum, in dem Licht emittiert wird, ist bevorzugt auf die Wellenlängen abgestimmt, die den relevanten Virus abtöten. Im Falle des Virus SARS-CoV-2 sind dies Wellenlängen im Bereich UV-C (200 nm bis 280 nm), insbesondere mit Strahlungspeaks bei 265 nm oder 275 nm. Die UV-Lichtquelle umfasst eine Batterie oder andere Stromquelle, die in die Filtereinheit integriert oder als gesonderte Einheit ausgebildet ist.
Die verwendete UV-Lichtquelle strahlt UV-Strahlung nicht-isotrop ab, d. h. sie besitzt eine Strahlungscharakteristik, die nicht ideal kugelförmig ist. Dementsprechend treibt sie in unterschiedliche Raumbereiche mit einer unterschiedlichen Strahlstärke (auch als Strahlungsintensität bezeichnet) ab. Dabei ist vorgesehen, dass die UV-Lichtquelle in der Filtereinheit derart ausgerichtet ist, dass die maximale Strahlstärke direkt oder über Spiegel in Richtung des Atemluftfilters oder in Richtung eines Bereichs des Atemluftfilters gerichtet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die UV-Lichtquelle primär der Abtötung von Viren im Material des Atemluftfilters dient.
Auch gemäß den vorgenannten Ausführungsbeispielen in einen Schlauch integrierte UV-Lichtquellen können als UV-LEDs ausgebildet sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente einen Mischer mit einer Mischkammer umfasst, der derart ausgebildet ist, dass beim Einatmen eines Nutzers über einen Eingang Frischluft in die Mischkammer strömt, beim Ausatmen des Nutzers ausgeatmete Luft über einen zweiten Eingang in die Mischkammer strömt, und beim Einatmen des Nutzers in der Mischkammer gemischte Luft, die aus einer Mischung von Frischluft und ausgeatmeter Luft besteht, über den Ausgang zum Eingang der Maske transportiert wird.
Die Verwendung einer solchen Mischkammer ist mit der technischen Wirkung einer Absenkung der Konzentration infektiösen Materials in der einzuatmenden Luft verbunden. Diese Wirkung beruht darauf, dass aufgrund des Umstandes, dass teilweise bereits ausgeatmete Luft eingeatmet wird, die Konzentration infektiösen Materials in der eingeatmeten Luft reduziert wird.
Eine Ausführungsvariante hierzu sieht vor, dass die Mischkammer ein Volumen besitzt, das im Bereich zwischen 30 % und 80 %, insbesondere im Bereich zwischen 40 % und 60 % des Luftvolumens eines durchschnittlichen Atemzugs einer betrachteten Person liegt. Die betrachtete Person kann beispielsweise eine standardisierte männliche Person, eine standardisierte weibliche Person, ein standardisiertes Kind oder ein standardisierter Jugendlicher sein. Das genannte Mischungsverhältnis gewährleistet eine effektive Absenkung der Konzentration infektiösen Materials, ohne den Sauerstoffgehalt der Luft zu weit abzusenken.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass das Volumen der Mischkammer einstellbar ist. Hierzu ist die Mischkammer beispielsweise als Faltenbalg ausgebildet, dessen Volumen beispielsweise über eine Stellschraube einstellbar ist. Über das Volumen der Mischkammer kann das Mischungsverhältnis zwischen Frischluft und ausgeatmeter Luft im Mischer eingestellt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente ein Ausgleichsbehälter-Modul für einen Umluftbetrieb aufweist. Ein solches Ausgleichsbehälter-Modul umfasst beispielsweise einen Frischlufteingang, einen Ausgleichsbehälter sowie Absperrmittel, die im Umluftbetrieb den Zugang zum Ausgleichsbehälter öffnen und den Frischlufteingang schließen und die im Normalbetrieb den Zugang zum Ausgleichsbehälter schließen und den Frischlufteingang öffnen. Als Umluftbetrieb wird dabei ein Betrieb bezeichnet, bei dem keine Frischluft von außen in die Atemschutzvorrichtung gelangt, die in der Vorrichtung vorhanden Luft somit lediglich zirkuliert. Ein Umluftbetrieb kann nur kurzzeitig erfolgen, da der Sauerstoffgehalt innerhalb der Vorrichtung ständig sinkt. Die Bereitstellung eines Ausgleichsbehälters ermöglicht, die ausgeatmete Luft aufzunehmen und anschließend im Kreislauf erneut zu reinigen und einzuatmen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente ein T-Stück aufweist, das zwei Eingänge mit einem Ausgang verbindet, wobei das T-Stück dazu vorgesehen und ausgebildet ist, dass der eine Eingang über eine Drosselklappe mit Frischluft und der andere Eingang mit einem Schlauch verbindbar ist, dessen Volumen größer als das Volumen eines Atemzugs ist. Eine solche Anordnung mit T-Stück, Drosselklappe und Schlauch kann in einfacher Weise alternativ zu einem Ausgleichsbehälter-Modul für einen Umluftbetrieb eingesetzt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente einen Zyklonabscheider aufweist. Ein Zyklonabscheider vermindert insbesondere die Konzentration von infektiösem Material in der Atemluft, das in Form von Tröpfchen transportiert wird. Im Zyklonabscheider wird die Luft typischerweise durch einen zylindrisch angeordneten Luftkanal geleitet, in dem Ablenkplatten angebracht sind, die für eine zirkuläre Luftströmung sorgen. Durch den Zentrifugaleffekt werden in der Luft befindliche Tröpfchen gegen die Außenwand gedrückt. Ein Teil der Tröpfchen schlägt sich an der Wand des Luftkanals nieder. Dadurch wird die Konzentration infektiösen Materials in der Luft verringert. Zusätzlich kann die Wand des Strömungskanals mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Baukastensystem als weitere Komponente Ventile umfasst. Das Besondere daran ist, dass die Ventile wie auch die anderen Komponenten des Baukastensystems modulare Komponenten bilden und steckbar bzw. verschraubbar ausgebildet sind. Sie sind daher flexibel an geeigneten Stellen einer aus Komponenten des Baukastensystems gebildeten Atemschutzvorrichtung einsetzbar.
In das Baukastensystem können weitere Komponenten integriert sein, die an sich bekannt sind. Die Komponenten sind dabei jeweils modular ausgebildet und weisen Steckverbindungen oder Schraubverbindungen auf, mit denen sie mit anderen der Komponenten des Baukastensystems verbindbar sind. Beispiele hierfür sind ein Ozongenerator und ein Ventilator.
Ein Ozongenerator dient der Desinfektion der Luft und kann auch zur Filterreinigung eingesetzt werden, beispielsweise als Alternative zu einer Bestrahlung mit UV-Licht. Der Ozongenerator weist dabei auch einen Ozonfilter auf, wobei der Ozonfilter das durch den Ozongenerator erzeugte Ozon wieder aus der Luft entfernt. Ozongenerator und Ozonfilter können in einem Modul oder alternativ in zwei getrennten Modulen ausgebildet sein. Auch kann ein Ozongenerator in eine Komponente des Baukastensystems integriert sein, beispielsweise in eine Filtereinheit. Der Ozonfilter ist beispielsweise ein katalytischer Filter, der den Ozonanteil vor dem Einatmen der Atemluft auf unbedenkliche Werte absenkt.
Ein Ventilator dient der Unterstützung des Atmens. Sein Einsatz ist beispielsweise bei alten Menschen, die beim Einatmen einen nur geringen Unterdruck erzeugen, sinnvoll.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen bestimmte Atemschutzvorrichtungen, die aus Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems zusammengesetzt und dementsprechend modular ausgebildet und über Steckverbindungen oder Schraubverbindungen miteinander verbunden sind.
Eine erste Variante hierzu sieht eine Atemschutzvorrichtung vor, die aufweist:

- eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske, die einen Eingang und einen Ausgang aufweist,
- einen Schlauch, der mit dem Eingang verbunden ist, wobei
- der Schlauch Luftführungselemente aufweist, die dazu ausgebildet sind, den Schlauch durchströmende Luft an die Schlauchwand zu lenken, wobei Tröpfchen und Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden, und/oder
- in den Schlauch eine Mehrzahl von Platten oder Fähnchen integriert ist, die von Luft durchströmt werden, wobei die Platten oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind, und/oder
- in den Schlauch UV-Lichtquellen integriert sind, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den Schlauch durchströmende Luft zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlen.

Diese Variante der Erfindung betrachtet somit eine Atemschutzvorrichtung mit einer Atemschutzmaske und Schläuchen, wobei in zumindest in den Schlauch, der mit dem Eingang der Maske verbunden ist, Mittel integriert sind, die die Konzentration von Tröpfchen und/oder Aerosolen in der durch den Schlauch geleiteten Luft reduzieren. Die genannten Mittel können in gleicher Weise in einem zweiten Schlauch ausgebildet sein, der mit dem Ausgang der Maske verbunden ist, um die ausgeatmete Luft zu reinigen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere solcher Schläuche in Reihe geschaltet sind. Dabei können identisch ausgebildete Schläuche oder unterschiedlich ausgebildete Schläuche in Reihe geschaltet sein. Beispielsweise werden ein erster Schlauch, der einen Zykloneffekt realisiert, und ein zweiter Schlauch, in den UV-Lichtquellen integriert sind, über eine Steckverbindung oder Schraubverbindung miteinander verbunden.
Eine Ausgestaltung hierzu sieht vor, dass die Atemschutzvorrichtung des Weiteren mindestens eine Filtereinheit zur Reinigung von Luft aufweist, die mit dem ersten Schlauch verbunden ist. Die Filtereinheit kann als einfacher Atemschutzfilter gemäß den Schutzstufen FFP1, FFP2 oder FFP3 oder als Filtereinheit mit zusätzlichen Mitteln zur Abtötung von Viren bzw. Keimen versehen sein. Ein Beispiel hierfür ist die bereits erwähnte Integration von UV-Lichtquellen in die Filtereinheit, deren abgestrahlte UV-Strahlung den Artenschutzfilter desinfiziert.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Ausgang der Maske mit einem zweiten Schlauch verbunden ist und das nicht mit der Maske verbundene Ende des zweiten Schlauches mit einer Drosselklappe verbunden ist, die bewirkt, dass ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang der Maske zurückströmt, so dass teilweise bereits ausgeatmete Luft wieder eingeatmet wird, um die Konzentration infektiösen Materials in der eingeatmeten Luft zu reduzieren.
Eine zweite Variante einer Atemschutzmaske, die aus Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems zusammengesetzt ist, weist auf:

- eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske, die einen Eingang und einen Ausgang aufweist,
- einen Schlauch, der mit dem Eingang verbunden ist,
- einen Mischer mit einer Mischkammer, der derart ausgebildet ist, dass beim Einatmen eines Nutzers über einen Eingang Frischluft in die Mischkammer strömt, beim Ausatmen des Nutzers ausgeatmete Luft über den zweiten Schlauch und einen zweiten Eingang in die Mischkammer strömt, und beim Einatmen des Nutzers in der Mischkammer gemischte Luft, die aus einer Mischung von Frischluft und ausgeatmeter Luft besteht, über den Ausgang und den Schlauch zum Eingang der Maske transportiert wird.

Diese Variante der Erfindung betrachtet somit eine Atemschutzvorrichtung mit einer Atemschutzmaske, Schläuchen und einem Mischer. Durch den Mischer erfolgt eine Absenkung der Konzentration infektiösen Materials in der einzuatmenden Luft.
Eine Ausgestaltung hierzu sieht vor, dass die Atemschutzvorrichtung des Weiteren ein Ausgleichsbehälter-Modul für einen Umluftbetrieb aufweist, das mit dem Eingang des Mischers verbunden ist. Das Auslassbehälter-Modul umfasst einen Ausgleichsbehälter, der im Umluftbetrieb die ausgeatmete Luft aufnimmt und anschließend wieder abgibt.
Statt eines Ausgleichsbehälter-Moduls mit einem Ausgleichsbehälter kann eine Anordnung verwendet werden, die ein T-Stück aufweist, das zwei Eingänge mit einem Ausgang verbindet, wobei der eine Eingang des T-Stücks über eine Drosselklappe mit Frischluft und der andere Eingang des T-Stücks mit einem Schlauch verbunden ist, dessen Volumen größer als das Volumen eines Atemzugs ist, wobei der Ausgang des T-Stücks mit dem Eingang des Mischers verbunden ist. Bei geschlossener Drosselklappe wird die ausgeatmete Luft in den mit dem T-Stück verbunden Schlauch geblasen. Beim Einatmen wird zwar Luft in diesen Schlauch eingezogen. Diese Luft kann aber den Mischer nicht erreichen, da das Volumen des Schlauches größer ist als ein Atemzug. Eine solche Anordnung wirkt daher wie ein Ausgleichsbehälter.
Das genannte Volumen eines Atemzugs kann dabei das entsprechende Volumen einer durchschnittlichen männlichen Person, weiblichen Person, jugendlichen Person oder kindlichen Person sein, je nachdem, für wen die Atemschutzvorrichtung ausgelegt ist. Sofern die Atemschutzvorrichtung sämtliche Personen ausgelegt ist, wird das Volumen einer durchschnittlichen männlichen Person betrachtet.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die die Atemschutzvorrichtung des Weiteren eine Filtereinheit aufweist, wobei die Filtereinheit einen Atemluftfilter und mindestens eine UV-Lichtquelle umfasst, wobei die Filtereinheit derart ausgebildet ist, das von der UV-Lichtquelle abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter gerichtet ist, um diesen zu desinfizieren, und wobei die Filtereinheit des Weiteren einen Eingang und einen Ausgang aufweist und der Ausgang der Filtereinheit die Filtereinheit mit dem Eingang des Mischers verbindet.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die eine Maske und eine Filtereinheit umfasst, wobei die Filtereinheit über Schläuche, in die Vorratsbehälter integriert sind, mit der Maske verbunden ist;
2 schematisch eine Filtereinheit mit darin integrierten UV-Lichtquellen zur Desinfektion der in der Filtereinheit befindlichen Luft;
3 schematisch eine Filtereinheit mit einem darin integrierten Ozongenerator und einem nachgeordneten Ozonfilter;
4 schematisch eine Filtereinheit, die mehrere UV-Lichtquelle umfasst, wobei die von den UV-Lichtquellen abgestrahlte UV-Strahlung auf einen Atemluftfilter gerichtet ist, wobei der Atemluftfilter von beiden Seiten mit UV-Strahlung bestrahlt wird;
5 eine Filtereinheit gemäß 4, wobei der Atemluftfilter nur von einer Seite mit UV-Strahlung bestrahlt wird;
6 eine Filtereinheit gemäß 4, wobei in die Filtereinheit mehrere Atemluftfilter integriert sind, die jeweils mit UV-Strahlung bestrahlt werden;
7 ein Ausführungsbeispiel eines Mischers, in dem Frischluft mit ausgeatmeter Luft vor der Einatmung gemischt wird;
8 ein Ausführungsbeispiel eines Verbindungselements, in das keimtötend beschichtete parallele Platten integriert sind;
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verbindungselements, in das keimtötend beschichtete Platten integriert sind, wobei die Platten als Prallplatten angeordnet sind;
10 ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die einen Mischer gemäß der 7 und Vorratsbehälter für einzuatmende Luft und ausgeatmete Luft umfasst;
11 eine alternative Ausgestaltung einer Atemschutzvorrichtung, die einen Mischer und Vorratsbehälter umfasst;
12 schematisch in Schläuche, die mit der Maske der Atemschutzvorrichtung verbunden sind, integrierte Platten, die keimtötend beschichtet sind;
13 ein Ausführungsbeispiel einer Filtereinheit einer Atemschutzvorrichtung, wobei die Filtereinheit nur einzuatmende Frischluft filtert;
14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Filtereinheit einer Atemschutzvorrichtung, wobei die Filtereinheit sowohl einzuatmende Frischluft als auch ausgeatmete Luft filtert;
15 ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die ausschließlich die einzuatmende Frischluft filtert, wobei eine Filtereinheit integral mit einer Maske ausgebildet ist;
16 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die ausschließlich die einzuatmende Frischluft filtert, wobei eine Filtereinheit als gesonderte Einheit ausgebildet, auf dem Rücken der betroffenen Person angeordnet und über einen Schlauch mit einer Maske verbunden ist;
17 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die ausschließlich die einzuatmende Frischluft filtert, wobei eine Filtereinheit als gesonderte Einheit ausgebildet, am Gürtel der betroffenen Person angeordnet und über einen Schlauch mit einer Maske verbunden ist;
18 ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die sowohl die einzuatmende Frischluft als auch die ausgeatmete Luft filtert, wobei eine Filtereinheit einen Mischer umfasst, am Gürtel der betroffenen Person angeordnet und über zwei Schläuche mit einer Maske verbunden ist;
19 ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die sowohl die einzuatmende Frischluft als auch die ausgeatmete Luft filtert, wobei eine Filtereinheit einen Mischer umfasst, auf dem Rücken der betroffenen Person angeordnet und über zwei Schläuche mit einer Maske verbunden ist;
20 schematisch eine Atemschutzmaske mit einem Eingang, einem Ausgang sowie zwei Schraub/Steckanschlüssen;
21 schematisch ein Verbindungselement in Form eines Schlauches mit zwei Schraub/Steckanschlüssen;
22 schematisch ein Verbindungselement in Form eines Schlauches mit zwei Schraub/Steckanschlüssen, wobei in den Schlauch UV-Lichtquellen integriert sind;
23 schematisch eine Filtereinheit mit zwei Schraub/Steckanschlüssen;
24 schematisch eine Filtereinheit mit zwei Schraub/Steckanschlüssen, wobei in die Filtereinheit UV-Lichtquellen integriert sind;
25 schematisch einen Mischer mit zwei Eingängen und einem Ausgang, die jeweils als Schraub/Steckanschlüsse ausgebildet sind;
26 schematisch ein Ausgleichsbehälter-Modul mit einem Auslassbehälter für einen Umluftbetrieb, wobei die Anschlüsse des Ausgleichsbehälter-Moduls als Schraub/Steckanschlüsse ausgebildet sind;
27 schematisch ein Ventil mit zwei Schraub/Steckanschlüssen;
28 schematisch eine Drosselklappe mit zwei Schraub/Steckanschlüssen;
29 schematisch ein T-Stück mit drei Schraub/Steckanschlüssen;
30 schematisch einen Zyklonabscheider mit zwei Schraub/Steckanschlüssen;
31 schematisch eine Ausführungsvariante einer Atemschutzvorrichtung, die eine Maske, zwei Ventile und einen Schlauch umfasst, der mit dem Eingang der Maske gekoppelt ist;
32 eine Variante der Atemschutzvorrichtung der 31, wobei zwei Schläuche vorgesehen sind, die in Reihe geschaltet sind;
33 eine weitere Variante der Atemschutzvorrichtung der 31, wobei zusätzlich eine Filtereinheit vorgesehen ist, die mit dem Schlauch verbunden ist;
34 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer Atemschutzvorrichtung, die eine Maske und einen Schlauch umfasst, der mit dem Eingang der Maske gekoppelt ist, wobei der Ausgang der Maske mit einer Drosselklappe verbunden ist;
35 eine Variante der Atemschutzvorrichtung der 34, wobei die Drosselklappe mit einem zusätzlichen Schlauch und der mit dem Eingang der Maske gekoppelte Schlauch mit einer zusätzlichen Filtereinheit verbunden ist;
36 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer Atemschutzvorrichtung, die eine Maske, zwei Ventile, zwei Schläuche und einen Mischer umfasst, wobei ausgeatmete Luft über den einen Schlauch in den Mischer zurückgeführt wird;
37 eine Variante der Atemschutzvorrichtung der 36, wobei der Mischer eingangsseitig mit einem Ausgleichsbehälter-Modul verbunden ist;
38 eine weitere Variante der Atemschutzvorrichtung der 36, wobei der Mischer eingangsseitig mit einer Anordnung verbunden ist, die ein T-Stück, einen Absperrschieber und einen Schlauch umfasst;
39 eine weitere Variante der Atemschutzvorrichtung der 36, wobei der Mischer eingangsseitig mit einer Filtereinheit, einem Ausgleichsbehälter-Modul und einem Zyklonabscheider verbunden ist.

Die 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung 100, die als Hauptkomponenten eine Atemschutzmaske 1, eine Filtereinheit 2, Verbindungselemente 31, 32, die die Atemschutzmaske 1 und die Filtereinheit 2 verbinden, in die Verbindungselemente 31, 32 integrierte Vorratsbehälter 130, 140, einen Zyklonabscheider 7 und einen Ausgleichsbehälter 150 umfasst.
Die Maske 1 umfasst einen Eingang 11 und einen Ausgang 12. Grundsätzlich können diese wie in der 1 dargestellt getrennt ausgebildet oder alternativ durch eine gemeinsame Öffnung in der Maske 1 gebildet sein. Die Maske 1 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, zumindest den Mund und die Nase einer Person, die die Maske 1 trägt, zu bedecken. Zwischen der Maske 1 und dem Gesicht der Person ist dabei ein Maskenvolumen ausgebildet.
Die Maske 1 ist als dichtsitzende Maske ausgebildet, d. h. sie umfasst einen Rand, der dicht auf dem Gesicht der die Maske tragenden Person aufsitzt. Anderenfalls ist die Schutzfunktion der Atemschutzvorrichtung 100 durch seitlich der Maske einströmende und ausströmende Luft reduziert.
Dem Eingang 11 und dem Ausgang 12 kann jeweils ein Ventil zugeordnet sein, die sicherstellen, dass beim Einatmen der Eingang 11 geöffnet und der Ausgang 12 geschlossen und beim Ausatmen der Eingang 11 geschlossen und der Ausgang 12 geöffnet sind.
Die Filtereinheit 2 besitzt einen Eingang 21, einen Ausgang 22 und einen weiteren Eingang 23. Über den Eingang 21 kann Frischluft in die Filtereinheit 2 einströmen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, dient der Eingang 21 auch zur Abgabe ausgeatmeter Luft. Alternativ ist hierfür ein gesonderter Ausgang in der Filtereinheit 2 vorgesehen. Der Ausgang 22 ist mit dem Verbindungselement 31 verbunden, wobei durch die Filtereinheit 2 gefilterte Frischluft über den Ausgang 22 und das Verbindungselement 31 dem Eingang 11 der Maske 1 zugeführt wird. Der weitere Eingang 23 der Filtereinheit 2 ist über das Verbindungselement 32 mit dem Ausgang 12 der Maske 1 verbunden, so dass ausgeatmete Luft über das Verbindungselement 32 in die Filtereinheit 2 strömt.
Die Filtereinheit 2 bildet eine Filterkammer 20, in die die eingeatmete und ausgeatmete Luft strömt. In der Filterkammer 20 ist ein Atemluftfilter 4 derart angeordnet, dass Frischluft zwischen dem Eingang 21 und dem Ausgang 22 den Atemluftfilter 4 durchströmen und ausgeatmete Luft zwischen dem weiteren Eingang 23 und dem Eingang 21 ebenfalls den Atemluftfilter 4 durchströmen muss. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Luftfilterung nicht nur im Hinblick auf die eingeatmete Luft, sondern auch auf die ausgeatmete, in die Umgebung zurückströmende Luft erfolgt.
Der Atemluftfilter 4 wird beispielsweise durch einen flächigen Vliesstoff gebildet, der die Anforderungen der Schutzstufen FFP1, FFP2 oder FFP3 erfüllt. Der Atemluftfilter 4 filtert Tröpfchen und Aerosole, die sich in der zugeführten Frischluft befinden, und damit auch auf solchen Tröpfchen und Aerosole befindliche Viren. Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf eine bestimmte Art von Atemluftfilter beschränkt.
Die Filtereinheit 2 weist des Weiteren eine Mehrzahl von UV-Lichtquellen 5 auf, die über eine nicht dargestellte Stromversorgung, beispielsweise eine Batterie, mit Strom versorgt werden. Die UV-Lichtquellen 5 sind derart angeordnet, dass sie den Atemluftfilter kontinuierlich von beiden Seiten mit UV-Licht beschreiben. Dazu sind die UV-Lichtquellen 5 derart angeordnet und ausgerichtet, dass die von ihnen abgestrahlte UV-Strahlung auf den Artenschutzfilter 4 gerichtet ist. Hierdurch werden in den gefilterten Tröpfchen und Aerosolen vorhandene Viren abgetötet.
Es kann vorgesehen sein, dass die UV-Lichtquellen über einen nicht dargestellten Schalter ein- und ausschaltbar sind, um Energie zu sparen, wenn die Atemschutzvorrichtung 100 sich nicht in Betrieb befindet oder wenn eine Reinigung des Filters nicht erforderlich ist. Ein solcher Schalter kann auch weitere elektrisch betriebene Komponenten der Atemschutzvorrichtung 100, wie z.B. UV-Lichtquellen zur direkten Luftentkeimung (siehe 2) oder einen Ozongenerator (siehe 3) ein- und ausschalten.
Die UV-Lichtquellen 5 sind beispielsweise als UV-LEDs ausgebildet, die elektromagnetische Strahlung im UV-C-Band emittieren. Das Maximum der abgestrahlten Lichtstärke liegt dabei bevorzugt bei einer Wellenlänge, die in besonderer Weise geeignet ist, abzutötende Viren oder Bakterien zu töten. Im Falle des Virus SARS-CoV-2 sind dies Wellenlängen von 265 nm oder 275 nm. In alternativen Ausführungsvarianten werden die UV-Lichtquellen 5 beispielsweise durch UV-Röhren erzeugt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die UV-Lichtquelle 5 zusätzlich Ozon erzeugt, wobei das in einem solchen Fall erzeugte Ozon zusätzlich zur Reinigung des Atemschutzfilters 4 beiträgt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die UV-Lichtquellen 5 nicht-isotrop abstrahlen und somit eine Strahlungscharakteristik aufweisen, die ein Maximum der Strahlstärke in einer bestimmten Abstrahlrichtung besitzt. Die UV-Lichtquellen 5 sind dabei jeweils derart positioniert, dass ihre Strahlstärke in Richtung des Atemluftfilter 4 maximal ist, so dass der Atemluftfilter 4 durch die gezielt auf ihn gerichtete UV-Strahlung mit hoher Effektivität desinfiziert wird.
Aufgrund des Umstands, dass in die Filterkammer 20 sowohl über den Eingang 21 Frischluft als auch über den weiteren Eingang 23 ausgeatmete Atemluft strömt, bildet die Filterkammer 20 gleichzeitig einen Mischer, wobei die Filterkammer 20 gleichzeitig eine Mischkammer darstellt. Dabei steuern Ventile 110, 120, die am Ausgang 22 bzw. am weiteren Eingang 23 ausgebildet sind, das Einströmen von Frischluft bzw. von ausgeatmeter Luft in die Filterkammer 20. Die Ventile 110, 120 können dabei alternativ auch nahe der Maske 1 in dem jeweiligen Verbindungselement 31, 32 angeordnet sein. Die Funktion eines solchen Mischers wird anhand der 7 im Einzelnen erläutert.
Die Integration eines Mischers in den Filter 2 ist jedoch nur optional. In alternativen Ausführungsvarianten dient die Filterkammer 20 ausschließlich der Aufnahme eines Atemluftfilters 4 und dessen Reinigung durch UV-Lichtquellen 5, wobei die Filtereinheit 2 nur einen Ausgang 22 zur Maske 1, jedoch keinen weiteren Eingang 23 aufweist, über den ausgeatmete Luft in die Filtereinheit 2 strömt. Ausgeatmete Luft wird in einem solchen Ausführungsbeispiel von der Maske 1 über den Ausgang 12 direkt in die Umgebung ausgeatmet.
Im Ausgangsbeispiel der 1, jedoch nicht notwendigerweise ist dem Eingang 21 der Filtereinheit 2 der Zyklonabscheider 7 vorgelagert, der einen Eingang 71 und einen Ausgang 72 besitzt. Über den Eingang 71 wird Frischluft in die Atemschutzvorrichtung 101 eingesaugt und ausgeatmete Luft abgeblasen. Der Ausgang 72 des Zyklonabscheiders 7 ist über ein weiteres Verbindungselement 33 mit dem Eingang 21 der Filtereinheit 2 verbunden.
Der Ausgleichsbehälter 150 ist über einen Absperrschieber 151 mit dem Eingang 21 der Filtereinheit 2 verbunden. Der Absperrschieber 151 wird im Umluftbetrieb geöffnet, während ein Absperrschieber 152 im Verbindungselement 33 geschlossen wird.
Die Verbindungselemente 31, 32 und auch das Verbindungselement 33 sind beispielsweise als Schläuche ausgebildet. Alternativ können starre Rohre oder andere Einrichtungen zur Luftleitung verwendet werden. Sofern die Filtereinheit 2 unmittelbar an der Maske 1 angeordnet ist, was beispielhaft am Ausführungsbeispiel der 15 erläutert wird, kann das Verbindungselement auch lediglich eine Steckverbindung oder ein kurzer Stutzen oder eine Befestigungsstruktur sein.
Es ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise vorgesehen, dass in die Verbindungselemente 31, 32 eine Mehrzahl von Platten 81 integriert sind, die von der in dem jeweiligen Verbindungselement 31, 32 strömenden Luft durchströmt werden, wobei die Platten einseitig oder beidseitig mit einer keimtötende Beschichtung versehen sind.
Die in die Führungselemente 31, 32 integrierten Vorratsbehälter 130, 140 nehmen ein Mehrfaches des durchschnittlichen Atemvolumens einer Person auf, beispielsweise das dreifache, vierfache, fünffache, sechsfache oder siebenfache. Ihre Funktion wird anhand der 10 im Einzelnen erläutert.
Die Funktionsweise der Atemschutzvorrichtung 100 ist wie folgt. Frischluft wird über den Eingang 71 des Zyklonabscheiders 7 in die Atemschutzvorrichtung 100 angesaugt. Dies erfolgt durch den Unterdruck, den ein Einatmungsvorgang durch den Träger der Maske 1 bewirkt. Alternativ kann zusätzlich ein Ventilator oder dergleichen beispielsweise in das Verbindungselement 33 oder das Verbindungselement 31 integriert sein, um einen zusätzlichen Unterdruck zu erzeugen. Dies kann beispielsweise bei alten Menschen, die beim Einatmen einen nur geringen Unterdruck erzeugen, sinnvoll sein. Ein solcher Ventilator kann derart geschaltet sein, dass er nur beim Einatmen dreht, um ein Ausatmen nicht zu erschweren.
Die eingeatmete Luft erfährt im Zyklonabscheider 7 eine erste Reinigung, wobei durch den Zyklonabscheider 7 insbesondere in der Frischluft vorhandene Tröpfchen abgeschieden werden. Die Frischluft wird im Zyklonabscheider typischerweise durch einen zylindrischen Luftkanal geleitet. In dem Luftkanal sind Ablenkplatten angebracht, die für eine zirkuläre Luftströmung sorgen. Durch den Zentrifugaleffekt werden in der Luft befindliche Tröpfchen gegen die Außenwand gedrückt. Ein Teil der Tröpfchen schlägt sich an der Wand des Luftkanals nieder, wodurch die Konzentration infektiösen Materials in der Frischluft verringert wird. Dabei durchläuft auch die ausgeatmete Luft den Zyklonabscheider, wobei die ausgeatmete Luft den Zyklonabscheider kontinuierlich reinigt. Hierdurch ist es nicht erforderlich, den Zyklonabscheider z.B. durch eine keimtötende Oberflächenbeschichtung kontinuierlich zu reinigen.
Die durch den Zyklonabscheider 7 vorgereinigte Frischluft wird nun der Filtereinheit 2 zugeführt. Dort erfährt sie eine weitere Filterung in dem Atemluftfilter 4. Dabei wird durch die UV-Lichtquellen 5 erreicht, dass durch den Atemluftfilter 4 gefilterte Viren oder anderes infektiöses Material abgetötet wird. Dies erhöht die Langlebigkeit des Atemluftfilters 4, bevor dieser ausgetauscht werden muss, substanziell. Auch wird hierdurch sichergestellt, dass ausgeatmete Luft, die den Atemluftfilter 4 in der entgegengesetzten Richtung durchströmt, nicht mit zuvor herausgefilterten Viren kontaminiert wird.
Auch im Falle eines Ausfalls der Stromversorgung für die UV-Strahlung ist die durch die UV-Lichtquellen 5 bereitgestellte Schutzfunktion weiterhin vorhanden und nimmt diese nur langsam ab, da der Atemschutzfilter sich nur langsam mit Viren zusetzt.
Da die Filtereinheit 2 zusätzlich als Mischer ausgebildet ist, erfolgt zusätzlich eine Reduktion des Anteils noch in der gefilterten Luft vorhandener Viren, wie in Bezug auf die 7 und in Bezug auf die 10 erläutert wird.
Die Luft wird nun über das Verbindungselement 31 der Maske 1 zugeführt. Aufgrund der integrierten, mit einer keimtötenden Beschichtung versehenen Platten 81 werden noch vorhandene Viren oder andere Keime weitergehend abgetötet. Die Vorratsbehälter 130, 140 stellen zusätzlich einen Puffer an Frischluft bereit, wie in Bezug auf die 10 erläutert wird.
Ausgeatmete Luft wird über das Verbindungselement 32 und den Vorratsbehälter 140 zurück zur Filtereinheit 2 geleitet und von dieser nach Durchströmen des Atemluftfilters 4 über den Ausgang 21 der Filtereinheit 2 und den Zyklonabscheider 7 ausgeblasen. Die beschriebenen Reinigungs- und Filtermechanismen wirken dabei auch in Bezug auf die ausgeatmete Luft, so dass die mit der Atemschutzvorrichtung 100 versehene Person nicht nur optimal gegen eine Kontamination geschützt ist, die von der Umgebung ausgeht, sondern auch die Umgebung optimal gegen eine Kontamination geschützt ist, die von einer erkrankten, beispielsweise mit dem Virus SARS-CoV-2 infizierten Person ausgeht.
Die 2-14 zeigen Ausführungsvarianten einzelner Komponenten der beschriebenen Atemschutzvorrichtung 100. Diese Komponenten können entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 in Kombination, alternativ aber nur einzeln oder in beliebigen Unterkombinationen Bestandteil einer Atemschutzvorrichtung sein.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die in den 2-14 dargestellten einzelnen Komponenten der Atemschutzvorrichtung Teile eines Atemschutz-Baukastensystems bilden, wobei die einzelnen Komponenten modular ausgebildet und beispielsweise über eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung beliebig miteinander verbindbar sind. In Abhängigkeit von dem in einer aktuellen Situation benötigten Schutzgrad können dabei mehrere dieser Komponenten zu einer für den benötigten Schutzgrad passenden Atemschutzvorrichtung kombiniert werden.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem in die Filtereinheit 2 zusätzlich UV-Lichtquellen 55 integriert sind, die jedoch nicht wie bei der 1 auf einen Atemluftfilter gerichtet sind, sondern direkt die Luft in der Filtereinheit 2 bestrahlen. So wird die Luft in der Filtereinheit 2 durch die UV-Lichtquellen 55 einer intensiven Bestrahlung mit UV-Strahlung ausgesetzt. Die Wellenlänge des Lichts wird dabei auf das primäre Desinfektionsziel (zum Beispiel Viren) abgestimmt. Beispielsweise liegt das Maximum der Strahlstärke bzw. Strahlungsintensität bei 265 nm. Für andere Einsatzzwecke kann die abgestrahlte Wellenlängenbereich entsprechend anders gewählt werden.
Zur Erhöhung der Effektivität der Desinfektion kann vorgesehen sein, dass die Wände der Filterkammer 20 eine Verspiegelung 201 aufweisen.
Eine Anordnung entsprechend der 2 kann im Übrigen auch an anderen Stellen der Atemschutzvorrichtung 100 realisiert werden, beispielsweise in als Schläuchen ausgebildeten Verbindungselementen. In die Schläuche 31, 32 sind dabei beispielsweise UV-LEDs integriert.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem in die Filtereinheit 2 zusätzlich zum einen ein Ozongenerator 61 und zum anderen ein Ozonfilter 62 integriert sind. Dass durch den Ozongenerator 61 abgegebene Ozon durchmischt sich mit der Luft in der Filterkammer 20 und tötet darin enthaltenen Viren oder andere Schadstoffe ab. Nach der Desinfektion wird das Ozon durch den Ozonfilter 62 wieder entfernt, um den Menschen nicht zu schädigen. Hierfür eignen sich beispielsweise katalytische Filter, die den Ozonanteil auf unbedenkliche Werte absenken. Der Ozonfilter 62 kann dabei in den Atemluftfilter 4 gemäß der 1 integriert oder als gesonderter Filter ausgebildet sein.
Das Ozon im Ozongenerator 61 kann beispielsweise durch UV-Licht erzeugt werden, beispielsweise durch den Einsatz einer UV-Quelle, die eine Strahlung kleiner 200nm erzeugt. Grundsätzlich sind zahlreiche Mechanismen der Ozonerzeugung möglich. Falls in der Atemschutzvorrichtung weitere Wirkmechanismen eingesetzt werden, so kann vorgesehen sein, dass der Ozongenerator 61 nur zu bestimmten Zeiten aktiviert wird, beispielsweise wenn ein Verdacht auf eine hochinfektiöse Umgebung vorliegt, während die Atemschutzvorrichtung im Normalbetrieb ozonfrei betrieben wird. Dadurch wird der Rest-Ozonanteil, den der Mensch einatmet, weiter reduziert.
Die 4 zeigt in vergrößerter Darstellung die gezielte Bestrahlung eines Atemluftfilters 4 von beiden Seiten mit UV-Strahlung, die durch UV-Lichtquellen 5 abgegeben wird. Die 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Bestrahlung des Atemluftfilters 4 mit UV-Strahlung lediglich von einer Seite erfolgt, wobei die den Viren ausgesetzte Seite bestrahlt wird. Hierdurch kann der Energieverbrauch gesenkt werden.
Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Filtereinheit 2, die eine Mehrzahl von Atemluftfiltern 41, 42, 43 umfasst, die jeweils durch UV-Lichtquellen 5 gezielt mit UV-Strahlung bestrahlt werden. Die verschiedenen Atemluftfilter 41, 42, 43 können dabei identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann einer der Atemschutzfilter ein Ozonfilter entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 3 sein. Weiter enthält die Filtereinheit 2 UV-Lichtquellen 55, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 2 durch eine direkte Wirkung des UV-Lichts auf die Luft bzw. die in dieser enthaltenen Tröpfchen und Aerosole eine Luftreinigung erzielen.
In der 7 ist ein Mischer 9 dargestellt. Wie in Bezug auf die 1 erläutert, kann ein solcher Mischer integral mit der Filtereinheit 2 ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Anhand der 7 wird der Mischer 9 daher als von der Filtereinheit 2 unabhängiges Bauteil der Atemschutzvorrichtung beschrieben.
Der Mischer 9 weist eine Mischkammer 90 auf (die für den Fall, dass der Mischer 9 in die Filtereinheit 2 integriert ist, identisch mit der Filterkammer 20 ist). Die Mischkammer 90 umfasst einen Eingang 91, durch den Frischluft oder zuvor gefilterte Luft in die Mischkammer 90 einströmen kann. Sie umfasst des Weiteren einen Ausgang 92, der über ein Verbindungselement 31 mit dem Eingang 11 der Maske verbunden ist (siehe 1). Weiter umfasst sie einen weiteren, zweiten Eingang 93, wobei der Ausgang 12 der Maske 1 über ein Verbindungselement 32 mit dem weiteren Eingang 93 verbunden ist. Dem Ausgang 92 bzw. dem Verbindungselement 31 ist ein Ventil 110 und dem weiteren Eingang 93 bzw. dem Verbindungselement 32 ist ein Ventil 120 zugeordnet. Die Ventile 110, 120 sind derart ausgebildet, dass beim Einatmen eines Trägers der Maske über den Eingang 91 Frischluft in die Mischkammer 90 strömt, beim Ausatmen des Trägers der Maske ausgeatmete Luft über den weiteren Eingang 32 in die Mischkammer 90 strömt, und des weiteren beim Einatmen des Trägers der Maske in der Mischkammer 90 gemischte Luft vom Ausgang 92 der Mischkammer 90 über das Verbindungselement 31 zur Maske transportiert wird.
Die Mischkammer 90 ist dabei als Faltenbalg 95 ausgebildet, wobei ihr Volumen einstellbar ist.
Durch den Mischer 9 kann die Konzentration infektiösen Materials in der über den Ausgang 92 eingeatmeten Luft reduziert werden, wie nachfolgend erläutert wird. Dabei ist die Mischkammer 90 derart bemessen, dass sie ein Volumen besitzt, das im Bereich zwischen 30 % und 80 % des Luftvolumens eines durchschnittlichen Atemzugs einer betrachteten Person liegt. Je nach dem, ob es sich bei der betrachteten Person um einen Mann, eine Frau, ein Kind oder einen Jugendlichen handelt, können dabei unterschiedliche Volumina der Mischkammer 90 vorgesehen sein.
Nachfolgend werden beispielhaft folgende Annahmen gemacht:

a) Die Mischkammer 90 weist ein Volumen aufweist, das 50 % des Volumens eines Atemzugs fasst.
b) Die Virenkonzentration in der Umgebungsluft ist 100/Atemzug.
c) 20% der eingeatmeten Viren verbleiben im Körper, 80% werden wieder ausgeatmet.

Falls sich eine Person ohne Filter und ohne Mischer der angenommenen Schadkonzentration aussetzt, so würde sie pro Atemzug 20 Viren im Körper aufnehmen. Unter Verwendung des Mischers 9 ergibt sich dagegen folgendes Bild:

Beim Einatmen stammen 50% der eingeatmeten Luft aus dem Mischer, 50% kommt aus der Umgebungsluft. Beim Ausatmen bleiben 50% der ausgeatmeten Luft im Mischer, 50% gelangen nach außen.

Die folgende Tabelle zeigt pro Zeile einen Atemzug. Die Anzahl der im Mischer befindlichen Viren ist in der linken Spalte „Anzahl Mischer“ aufgeführt und ist zu Beginn des ersten Atemzugs Null. Die nächste Spalte („Eingeatmet“) führt die Anzahl der Viren auf, die in diesem Atemzug eingeatmet werden. Das ist die Anzahl der Viren im Mischer zuzüglich 50% Frischluft (das sind 50 Viren in diesem Beispiel). Die Spalte „Ausgeatmet“ enthält die Anzahl der ausgeatmeten Viren, die hier als 80% der eingeatmeten Viren angenommen wird. „Verbleib Mischer“ ist die Hälfte der ausgeatmeten Viren, die andere Hälfte verlässt den Mischer nach außen. Die Spalte „aufgenommen“ zeigt die Anzahl der im Körper verbliebenen Viren:

Atemzug	Anzahl Mischer	Eingeatmet	Ausgeatmet	Verbleib Mischer	aufgenommen
1	0	50	40	20	10
2	20	70	56	28	14
3	28	78	62,4	31,2	15,6
...	...	...	...	...	...
n	100/3	250/3	200/3	100/3	50/3=16,6

Nach wenigen Atemzügen ist der Endwert (16,6 aufgenommene Viren/Atemzug) erreicht. Damit ist gezeigt, dass der Mischer allein kann eine gewisse Absenkung der Schadkonzentration erreichen kann. Dies geht einher mit einem etwas reduzierten Sauerstoffgehalt der eingeatmeten Luft.
Der Vollständigkeit halber nochmal die Aufstellung der Formeln:

„Anzahl Mischer“ = Verbleib Mischer aus dem vorangegangenen Atemzug, anfangs Null „Eingeatmet“ = 50 + Anzahl Mischer
„Ausgeatmet“ = 0,8 * Eingeatmet
„Verbleib Mischer“ = 0,5 * Ausgeatmet (dient als „Anzahl Mischer“ in der nächsten Zeile) „aufgenommen“ = Eingeatmet minus Ausgeatmet

Das Mischungsverhältnis von ausgeatmeter Luft zu Frischluft kann über das Volumen des Mischers 9 eingestellt werden. Soll bei jedem Atemzug nur 25% Frischluft eingeatmet werden, so muss das Mischervolumen 75% eines Atemzugs betragen. Das Volumen des Mischer 90 kann durch den Faltenbalg 95 geändert werden, beispielsweise über eine Einstellschraube.
Die 8 verdeutlicht den Reinigungsmechanismus, dass die Atemluft in Kontakt mit keimtötenden Oberflächen gebracht wird. Dabei wird die Atemluft über eine möglichst große Oberfläche geleitet, die mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist. Gemäß der 8 durchströmt die Luft einen Plattenstapel mit Platten 81, die jeweils mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind und aus starrem oder flexiblem Material bestehen.
In der 8 sind die Platten 81 in das Verbindungselement 31, 32 integriert. Es ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen. Die Platten 81 können auch in anderen Komponenten der Atemschutzvorrichtung angeordnet sein, beispielsweise dem Vorratsbehälter 130, 140 oder der Filtereinheit 2.
Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Platten 82 als Prallplatten ausgebildet sind, die die strömende Luft verwirbeln. Eine weitere Alternative sieht vor, dass anstelle von Platten Gruppen von keimtötend beschichteten Fähnchen eingesetzt werden, deren Flattern die Luft verwirbelt und zu noch besserem Kontakt der Luft mit den keimtötenden Oberflächen führt.
Die 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das den Mischer der 9 mit Vorratsbehältern 130, 140 entsprechend der 1 kombiniert. Hinsichtlich des Aufbaus des Mischers 9 wird auf die Ausführungen zur 7 hingewiesen. Zusätzlich durchläuft die Luft auf dem Weg zur Maske 1 den Vorratsbehälter 130 und durchströmt ausgeatmete Luft den Vorratsbehälter 140.
Die Vorratsbehälter 130, 140 können als Hohlräume ausgeführt sein, die beispielsweise in einem Tornister ausgebildet sind, der auf dem Rücken getragen wird. Alternativ werden die Vorratsbehälter 130, 140 durch lange Schläuche realisiert, die beispielsweise ähnlich einem Gürtel am Körper getragen werden. Ein Vorratsbehälter 130, 140 kann jeweils ein Vielfaches des Volumens eines Atemzugs aufnehmen. Er umfasst beispielsweise das 3- bis 8-fache Volumen eines Atemzugs.
Im folgenden Beispiel wird davon ausgegangen, dass ein Vorratsbehälter 5 Atemzüge aufnehmen kann. Es sind zwei Vorratsbehälter vorhanden, wie in der 10 dargestellt. Im Folgenden wird erläutert, wie sich die Vorratsbehälter auf die Kontamination der Atemluft auswirken. Es wird die gleiche Überlegung wie bei der 7 vorgenommen. Somit werden beispielhaft folgende Annahmen gemacht:

Weiter wird angenommen, dass die Vorratsbehälter keine keimtötenden Platten aufweisen, um zu verdeutlichen, welchen Effekt allein das größere Vorratsvolumen hat.
Falls sich eine Person ohne Filter und ohne Mischer der angenommenen Schadkonzentration aussetzt, so würde sie pro Atemzug 20 Viren im Körper aufnehmen.
Unter Verwendung des Mischers 9 und der Vorratsbehälter 130, 140 ergibt sich dagegen folgendes Bild:

Während des ersten Atemzugs wird kontaminierte Luft in den Mischer eingesogen, es braucht aber 5 Atemzüge, bis diese Luft die Maske bzw. den Mund der Person erreicht.
Bei den Atemzügen 6-10 wird die Luft eingeatmet, die zu 50% aus der kontaminierten Außenluft und zu 50% aus der ausgeatmeten Luft aus dem Vorratsbehälter stammt.
Atemzug 6 ist der erste Atemzug, der nun kontaminierte ausgeatmete Luft erzeugt. Nach weiteren 5 Atemzügen erreicht diese Luft den Mischer:

Atemzug	Anzahl Mischer	Eingeatmet	Ausgeatmet	Verbleib Mischer	aufgenommen
1	0	0	0	0	0
2	0	0	0	0	0
3	0	0	0	0	0
4	0	0	0	0	0
5	0	0	0	0	0
6	0	50	40	0	10
7	0	50	40	0	10
8	0	50	40	0	10
9	0	50	40	0	10
10	0	50	40	0	10
11	0	50	40	20	10
12	20	50	40	20	10
13	20	50	40	20	10
14	20	50	40	20	10
15	20	50	40	20	10
16	20	50	40	20	10
17	20	70	56	20	14
18	20	70	56	20	14
19	20	70	56	20	14
20	20	70	56	20	14
21	20	70	56	28	14
22	28	70	56	28	14
...	...	...	...	...	...
n	100/3	250/3	200/3	100/3	50/3=16,6

Der Anstieg der Schadkonzentration erfolgt sehr viel langsamer als bei dem Ausführungsbeispiel der 7 ohne Vorratsbehälter.
Die Verwendung von Vorratsbehälter 130, 140 ist auch vorteilhaft in einem Umluftbetrieb. Im Umluftbetrieb gelangt keine Frischluft von außen in die Vorrichtung, die in der Vorrichtung vorhandene Luft zirkuliert lediglich. Der Umluftbetrieb kann nur kurzzeitig erfolgen, da der Sauerstoffgehalt innerhalb des Gerätes ständig sinkt. Falls der Vorratsbehälter 130 für die einzuatmende Luft 5 Atemzüge umfasst, und der Vorratsbehälter 140 für die ausgeatmete Luft ebenfalls 5 Atemzüge beinhaltet, dann stehen der Person nach Umstellung auf den Umluftbetrieb für 5 Atemzüge Frischluft zur Verfügung. Danach erreicht die zuvor ausgeatmete Luft die Maske und wird ein zweites Mal eingeatmet.
Der Sauerstoffgehalt der Luft beträgt etwa 20%, die ausgeatmete Luft enthält immer noch 16% Sauerstoff. Ausgeatmete Luft kann problemlos wieder eingeatmet werden. In dem Beispiel stehen weitere 5 Atemzüge mit einmal ausgeatmeter Luft zur Verfügung. Insgesamt können 10 Atemzüge im Umluftbetrieb ausgeführt werden. Ein Atemzug dauert ungefähr 6 Sekunden. In diesem Beispiel kann der Umluftbetrieb für eine Minute aufrechterhalten werden, ohne Schaden zu verursachen. Angewendet werden kann der Umluftbetrieb, um einer kurzzeitigen Gefährdungssituation zu entgehen. Ein typischer Anwendungsfall wäre das starke Husten einer Person in direkter Nähe. Die Atemschutzvorrichtung wird auf Umluftbetrieb geschaltet und der Nutzer hat 60 Sekunden Zeit, den Gefahrenbereich zu verlassen und wieder auf Normalbetrieb umzuschalten. Für den Umluftbetrieb ist der in der 1 dargestellte Ausgleichsbehälter 150 erforderlich, der die Luftmenge eines Atemzuges aufnehmen kann.
Die 11 zeigt eine weitere Variante einer Atemschutzvorrichtung 100, die eine Maske 1, einen Mischer 9 und zwei Vorratsbehälter 131, 132 umfasst. Bei dieser Variante sind die Vorratsbehälter 131, 132 eingangs -bzw. ausgangsseitig mit dem Mischer 9 verbunden. So weist der Mischer 9 einen Eingang 91 auf, über den über einen optional vorgesehenen Zyklonabscheider 7 und den einen Vorratsbehälter 131 Luft zugeführt wird. Weiter weist der Mischer 9 einen Ausgang 92 zur Maske 1 auf, wobei bei dieser Ausführungsvariante über das gleiche Verbindungselement 31 sowohl Luft zur Atemmaske 1 geleitet als auch ausgeatmete Luft von der Atemmaske 1 zum Mischer 9 geleitet wird. Weiter weist der Mischer 9 einen zweiten Ausgang 94 zu dem zweiten Vorratsbehälter 132 auf, von dem die ausgeatmete Luft in die Umgebung abgegeben wird. In beiden Vorratsbehälter 131, 132 sind jeweils optional Platten 81 mit keimtötenden Oberflächen angeordnet.
Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt es, den Mischer 9 direkt an der Maske anzuordnen. Das Verbindungselement 31 ist beispielsweise durch einen kurzen Stutzen oder Steg gebildet. Der Bezug auf die 10 erläuterte Mechanismus einer Verzögerung der Schadstoffverbreitung kommt allerdings nicht zum Tragen.
Auch bei dieser Ausführungsvariante kann der Mischer 9 in eine Filtereinheit 2 integriert sein.
Die 12 zeigt ein rudimentäres Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, die lediglich vorsieht, dass in Verbindungselemente 31, 32, über die Luft eingeatmet bzw. ausgeatmet wird, keimtötend beschichtete Platten integriert sind. Diese können alternativ entsprechend der 9 als Prallplatten oder als beschichtete Fähnchen ausgebildet sein.
Allgemein gilt, dass die Verbindungselemente 31, 32, die beispielsweise als Schläuche ausgebildet sind, die Wirkung der Luftreinigung und Luftfilterung durch die Atemschutzvorrichtung weitergehend verbessern können, wobei hierzu auf unterschiedliche Mechanismen zurückgegriffen werden kann. So kann eine Desinfektion über keimtötende Platten entsprechend der 12 erfolgen. Weiter kann das Volumen des Schlauches als Vorratsbehälter entsprechend der Ausgestaltung der 11 dienen. Eine weitere Variante sieht vor, dass die Luft durch UV-Filter entsprechend der 2 oder durch Ozon entsprechend der 3 in den Verbindungselementen 31, 32 zusätzlich gefiltert wird, wobei beispielsweise UV-LEDs in die Verbindungselemente 31, 32 integriert sind. Die Verbindungselemente 31, 32 können schließlich in Ausführungsvarianten auch die Luft führen und verwirbeln, um Aerosole über einen Zyklonabscheidereffekt an die Außenwand zu drücken und dort abzuschalten. Diese verschiedenen Mechanismen können allein oder in beliebiger Kombination in den Verbindungselementen 31, 32 realisiert sein.
Die 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Filtereinheit 2, die einige der vorangehenden beschriebenen Komponenten umfasst. So umfasst die Filtereinheit 2 UV-Lichtquellen 5, die ihre UV-Strahlung auf einen Atemluftfilter 4 richten. Weitere UV-Lichtquellen 55 dienen der Bestrahlung der Luft. Ein Ozongenerator 61 kann zur Ozonerzeugung integriert sein. Eine weitere Reinigung und Desinfektion kann über beschichtete Platten 81 und einen Zyklonabscheider 7 erfolgen.
Im Ausführungsbeispiel der 13 wird nur die einzuatmende Luft gefiltert. Dementsprechend weist die Filtereinheit 2 nur einen Ausgang 22 zur Maske 1 auf. Ausgeatmete Luft wird von der Maske 1 unmittelbar in die Umgebung abgegeben.
Im Ausführungsbeispiel der 14 ist in die Filtereinheit 2 zusätzlich ein Mischer integriert, so dass es sich um eine kombinierte Filter-/Mischereinheit handelt. Dementsprechend kann die Filterkammer 20 bzw. Mischkammer als Balg 95 ausgebildet und in ihrem Volumen einstellbar ausgebildet sein. Die Filtereinheit 2 weist entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1, 7 und 10 einen Ausgang 22 zur Maske und einen weiteren Eingang 23 von der Maske auf. Die Funktion ist wie in Bezug auf die 1 und 5 erläutert.
Die 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung 100, die eine Maske 1, eine Filtereinheit 2 und optional einen Zyklonabscheider 7 umfasst. Die Atemschutzvorrichtung 100 besitzt einen gasmaskenähnlichen Aufbau, wobei die Filtereinheit 2 direkt mit der Maske 1 verbunden ist, ohne dass ein Schlauch hierfür vorgesehen ist. Ebenso ist der Zyklonabscheider 7 unmittelbar mit der Filtereinheit 7 verbunden. Die Filtereinheit 2 enthält in diesem Ausführungsbeispiel keinen Mischer.
Über die Filtereinheit 2 gelangt Luft in die Maske 1. Die Maske 1 hat im Eingang bzw. Lufteinlass 11 kein Ventil. Der Ausgang bzw. Luftauslass 12 ist zur Umgebung. Am Luftauslass 12 verhindert ein Ventil (nicht gesondert dargestellt), das ungefilterte Luft durch den Ausgang bzw. Luftauslass 12 in die Maske gelangen kann.
Im Luftauslass 12 der Maske 1 ist dabei ein verstellbarer Absperrschieber 160 angeordnet, über den sich die Größe des Ausgangs bzw. der Luftauslassöffnung einstellen lässt, so dass über den Absperrschieber 160 der Anteil der ausströmenden ausgeatmeten Luft einstellbar ist. Die restliche ausgeatmete Luft strömt zurück in die Filtereinheit 2.
Obwohl kein expliziter Mischer vorhanden ist, kann ein Mischen von ausgeatmeter und eingeatmeter Luft wie folgt erreicht werden. Der Strömungswiderstand der Luftauslassöffnung kann durch den Absperrschieber 160 verändert werden. Bei hohem Strömungswiderstand wird ein Teil der ausgeatmeten Luft in die Filtereinheit 2 zurückgeleitet. Bei geringem Strömungswiderstand gelangt nahezu alle ausgeatmete Luft nach außen. Das Mischungsverhältnis kann über den Absperrschieber 160 verändert werden.
Die Ausführungsvariante der 15 zeichnet sich durch die Besonderheit aus, dass das Mischungsverhältnis über den Strömungswiderstand im Luftauslass 12 eingestellt werden kann. Eine Reinigung des Filters 2 kann entsprechend der 1 durch UV-Lichtquellen erfolgen.
Die 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, bei der diese grundsätzlich wie bei der 15 aufgebaut ist, wobei jedoch die Filtereinheit 2 über ein als Schlauch ausgebildetes Verbindungselement 31 mit der Gesichtsmaske 1 verbunden ist. Die Maske 1 hat im Lufteinlass kein Ventil. Wie in der 16 dargestellt, kann die Filtereinheit 2 in einem Rucksack getragen werden, der beispielsweise auch eine Batterie zur Stromversorgung der Filtereinheit 2 aufweist. Falls der Schlauch 31 keimtötende Elemente enthält, kann ein längerer Schlauch eingesetzt werden, der dann beispielsweise im Rucksack hin und her geführt wird. Ohne keimtötende Elemente im Schlauch 31 hat die Länge des Schlauches 31 keinen Einfluss auf die Filterwirkung. Das Mischprinzip ist das gleiche wie bei der Atemschutzvorrichtung der 15: ein Teil der ausgeatmeten Luft gelangt zurück in den Schlauch 31. Die diesbezügliche Luftmenge hängt von dem Strömungswiderstand im Ausgang 12 auf.
Alternativ können der Schlauch und die Filtereinheit am Gürtel 210 getragen werden, wie in der 17 dargestellt. Falls der Schlauch 31 keimtötende Elemente enthält, kann ein längerer Schlauch eingesetzt werden. Ein langer Schlauch kann beispielsweise um den Körper herum geführt werden. Das Mischprinzip ist das gleiche wie bei der Atemschutzvorrichtung der 15: ein Teil der ausgeatmeten Luft gelangt zurück in den Schlauch 31. Die diesbezügliche Luftmenge hängt von dem Strömungswiderstand im Ausgang 12 auf.
Die 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Schläuche 31, 32 eingesetzt werden, wobei der Schlauch 32 dazu dient, ausgeatmete Luft zurück zur Filtereinheit 2 zu führen. Die Filtereinheit 2 kann gleichzeitig einen Mischer integrieren. In die Maske 1 ist sowohl am Eingang 11 als auch am Ausgang 12 jeweils ein Ventil integriert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Filtereinheit 2 anders als im Ausführungsbeispiel der 1 einen gesonderten Ausgang 24 für ausgeatmete Luft aufweist. Über Ventile wird dabei erreicht, dass Luft über den Eingang 21 einströmt und den weiteren Ausgang 24 ausströmt.
Durch Verwendung langer Schläuche 31, 32 kann ein hohes Volumen der Schläuche 31, 32 bereitgestellt werden. Dies ist vorteilhaft, um entsprechend den Erläuterungen zu 10 einen Anstieg der Schadstoffkonzentration zu verlangsamen und einen hohen Luftvorrat für einen Umluftbetrieb zur Verfügung zu stellen. Sofern ein Mischer in die Filtereinheit 2 integriert ist, kann das Mischungsverhältnis von ausgeatmeter und eingeatmeter Luft über das Volumen des Mischers festgelegt werden, entsprechend den Ausführungsbeispielen der 10 und 14.
Im Umluftbetrieb sind zwei Betriebsweisen möglich. Gemäß der einen Betriebsweise werden Eingang 21 und Ausgang 24 der Filtereinheit 2 verschlossen. Dann ist ein Ausgleichsbehälter, zum Beispiel ein Faltenbalg erforderlich. Gemäß der anderen Betriebsweise wird der Eingang 21 verschlossen und wird am Ausgang 24 ein zusätzlicher Schlauch angeschlossen, dessen Volumen größer als ein Atemzug ist. Beim Einatmen wird zwar Luft in diesen weiteren Schlauch von außen eingesogen. Diese Luft kann aber den Mischer nicht erreichen, da das Volumen des Schlauches größer als ein Atemzug ist. Beim folgenden Ausatmen wird die eingesogene Luft wieder ausgestoßen.
Im Ausführungsbeispiel der 18 ist die Filtereinheit 2 an einem Gürtel 210 der tragenden Person befestigt. Alternativ kann sie entsprechend der 19 in einem Rucksack oder Tornister angeordnet sein.
Wie bereits angemerkt, kann vorgesehen sein, dass die in den 2-14 dargestellten einzelnen Komponenten der Atemschutzvorrichtung Teile eines Atemschutz-Baukastensystems bilden, wobei die einzelnen Komponenten modular ausgebildet und beispielsweise über eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung beliebig miteinander verbindbar sind. In Abhängigkeit von dem in einer aktuellen Situation benötigten Schutzgrad können dabei mehrere dieser Komponenten zu einer für den benötigten Schutzgrad passenden Atemschutzvorrichtung kombiniert werden. In dieser Erfindungsaspekt wird nachfolgend weitergehend betrachtet.
Hierbei werden zunächst noch einmal die einzelnen Komponenten des Baukastensystems unter Bezugnahme auf die 20-30 sowie anschließend verschiedene aus Komponenten des Baukastensystems konfigurierte Atemschutzmasken unter Bezugnahme auf die 31-39 beschrieben.
Die 20 zeigt eine Maske 1, die einen Eingang 11 für einzuatmende Luft und einen Ausgang 12 für ausgeatmete Luft umfasst. Eingang 11 und Ausgang 12 sind jeweils mit einer Schraubverbindung oder Steckverbindung 115 verbunden, über die, wie nachfolgend noch erläutert, weitere Komponenten des Baukastensystems in steckbarer oder verschraubbarer Weise mit der Maske 1 verbindbar sind. Die Schraubverbindung oder Steckverbindung 115 wird nachfolgend als Schraub/Steckverbindung oder Schraub/Steckanschluss bezeichnet.
Die 21 zeigt ein Verbindungselement in Form eines Schlauches 3. Der Schlauch 3 umfasst an seinen beiden Enden jeweils eine Schraub/Steckverbindung 315. Dabei sind unterschiedliche Ausführungsformen des Schlauches 3 vorgesehen.
Eine erste Ausführungsform des Schlauches 3 zeigt die 22. Danach sind in den Schlauch 3 UV-Lichtquellen 55 integriert, die die Luft, die den Schlauch durchströmt, zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlt. Die UV-Lichtquellen 55 sind beispielsweise als UV-LEDs ausgebildet.
Eine zweite Ausführungsform des Schlauches 3 sieht vor, dass in den Schlauch 3 eine Mehrzahl von Platten oder Fähnchen integriert sind, die von Luft durchströmt werden. Dabei sind die Platten oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen. Diese Ausführungsform entspricht der Ausgestaltung gemäß der 12, auf die ergänzend hingewiesen wird. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass auch die Innenwand des Schlauches 3 mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist.
Eine dritte Ausführungsform des Schlauches 3 sieht vor, dass in den Schlauch Luftführungselemente integriert sind, die den Schlauch 3 durchströmende Luft an die Schlauchwand lenken, wobei Tröpfchen und/oder Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden. Die Luftführungselemente sind beispielsweise durch Umlenkplatten gebildet. Eine Luftreinigung beruht hier auf dem Zykloneffekt. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass auch die Innenwand des Schlauches 3 mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist.
Eine vierte Ausführungsform des Schlauches 3 sieht lediglich vor, dass die Innenwand des Schlauches 3 mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist.
Gemäß einer fünften Ausführungsform des Schlauches 3 enthält dieser keine weiteren Elemente im Inneren und dient ausschließlich zum Verbinden von Komponenten des Baukastensystems. In allen Fällen stellt der Schlauch 3 ein Innenvolumen bereit.
Sofern nachfolgend auf einen Schlauch 3 Bezug genommen wird, kann dieser jede der genannten fünf Ausführungsformen realisieren. Zusätzlich können Ausführungsformen auch kombiniert sein, d. h. der Schlauch 3 enthält beispielsweise sowohl UV-Lichtquellen als auch Platten oder Fähnchen, die mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind.
Die 23 zeigt eine Filtereinheit 2, die einen Atemluftfilter 4 sowie zwei Schraub/Steckanschlüsse 215 umfasst. Die Filtereinheit 2 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel keine weiteren luftreinigenden Elemente außer dem Atemluftfilter 4.
Die 24 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Filtereinheit 2, bei der in diese entsprechend der Ausgestaltung der 4, auf die insofern ergänzend Bezug genommen wird, zusätzlich UV-Lichtquellen 5 in die Filtereinheit integriert sind. Dabei ist die von den UV-Lichtquellen 5 abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter 4 gerichtet, um diesen zu desinfizieren. Alternativ kann die Filtereinheit 2 beispielsweise entsprechend der 5 ausgebildet sein.
Die 25 zeigt als Komponente des Baukastensystems einen Mischer 9, der grundsätzlich gemäß der 7 aufgebaut ist, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen Bezug genommen wird. Der Mischer 9 bildet an den beiden Eingängen 91, 93 und am Ausgang 92 jeweils Schraub/Steckanschlüsse 915 aus. Das Volumen der Mischkammer 90 ist einstellbar, um das Mischungsverhältnis von ausgeatmeter Luft und Frischluft einzustellen. Es kann vorgesehen sein, dass die Mischkammer 90 mit einer keimtötenden Beschichtung versehen ist.
Die 26 zeigt ein Ausgleichsbehälter-Modul 15, das einen Ausgleichsbehälter 150 (entsprechend dem Ausgleichsbehälter 150 der 1) aufweist, der über einen Absperrschieber 151 mit einem Ausgang 153 verbunden ist. Über einen weiteren Absperrschieber 152 ist ein Lufteingang 154 mit dem Ausgang 153 verbunden. Im Umluftbetrieb wird der Absperrschieber 151 geöffnet und der Absperrschieber 152 geschlossen. Im Normalbetrieb verhält es sich umgekehrt, so dass im Normalbetrieb Frischluft vom Eingang 154 zum Ausgang 153 strömt. Der Ausgleichsbehälter 150 kann als Faltenbalg ausgebildet sein.
Das Ausgleichsbehälter-Modul 15 ist ebenfalls mit Schraub/Steckanschlüssen 155 am Lufteingang 154 und am Ausgang 153 versehen.
Die 27 zeigt ein Ventil 120 mit Schraub/Steckanschlüssen 125.
Die 28 zeigt eine Drosselklappe 16 mit Schraub/Steckanschlüsse 165. Die Drosselklappe 16 umfasst einen Absperrschieber 160, der verschiebbar ist, so dass die Drosselung der Drosselklappe 16 einstellbar ist.
Die 29 zeigt ein T-Stück 17, dass zwei Eingänge 171, 172 mit einem Ausgang 173 verbindet. Die Eingänge 171, 172 und Ausgang 173 sind jeweils als Schraub/Steckanschluss 175 ausgebildet.
Die 30 zeigt schematisch einen Zyklonabscheider 7 entsprechend dem Zyklonabscheider 7 der 1, 11, 13, 14 und 15. Der Zyklonabscheider 7 weist zwei Schraub/Steckanschlüsse 75 für die Luftzufuhr bzw. Luftabfuhr auf.
Der Zyklonabscheider 7 der 30 ist nicht entsprechend der dritten Ausführungsform des Schlauches 3 (siehe 21) in einen Schlauch integriert, sondern als eigener modularer Baustein ausgeführt. Er besteht aus einer Kammer, in der die Luft so geführt wird, dass sich Aerosole und Tröpfchen durch den Zentrifugalkrafteffekt an der Innenwand niederschlagen. Der Zyklonabscheider 7 kann beispielsweise als Vorfelder im Lufteinlass eingesetzt werden, entsprechend der 1. Falls sowohl der eingeatmete Luftstrom als auch der ausgeatmete Luftstrom durch den Zyklonabscheider 7 geführt werden, tritt beim Ausatmen ein Selbstreinigungseffekt auf.
Die 31-39 zeigen Ausführungsvarianten von Atemschutzvorrichtungen, die aus Komponenten des beschriebenen Baukastensystems zusammengesetzt sind. Dabei wird darauf hingewiesen, dass in diesen Figuren eine direkte Verbindung von zwei Komponenten bzw. Bausteinen mittels Schraub/Steckanschlüssen durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.
Die 31 zeigt eine einfache Ausführungsvariante einer Atemschutzvorrichtung, die aus Komponenten des Baukastensystems gebildet ist. Dabei realisiert die Atemschutzvorrichtung der 31 ein System ohne einen Umluftbetrieb. Die Schraub/Steckanschlüsse 115 der Maske 1 sind jeweils mit einem Filter 120 verbunden, wobei die Filter 120 die Richtung des Luftstroms sicherstellen. Eine Desinfektionswirkung wird durch den Schlauch 3 bereitgestellt, der gemäß einer der in Bezug auf die 3 erläuterten Ausführungsformen ausgebildet sein kann.
Die 32 zeigt eine Abwandlung der Atemschutzvorrichtung der 31, bei der zwei oder auch mehr Schläuche 3 hintereinander angeordnet sind. Die hintereinander angeordneten Schläuche 3 können in identischer Weise oder unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise unterschiedliche der in Bezug auf die 3 erläuterten Ausführungsformen realisieren. Hierdurch können modular und je nach Bedarf verschiedene Reinigungsmechanismen kombiniert werden.
Die 33 zeigt eine weitere Abwandlung der Atemschutzvorrichtung der 33, bei der an das eine Ende 315 des Schlauches 3 eine Filtereinheit 2 angeschlossen ist. Die Filtereinheit 2 kann dabei beispielsweise entsprechend der 23 oder der 24 ausgebildet sein. Eingeatmete Luft wird somit zunächst in der Filtereinheit 2 gefiltert und anschließend im Schlauch 3 weitergehend gereinigt bzw. desinfiziert.
Eine Ausführungsvariante der Ausgestaltungen der 34-36 sieht vor, dass ausschließlich passive Komponenten eingesetzt werden, die keinen Stromverbrauch besitzen. Dies bedeutet insbesondere, dass keine UV-Quellen in der Filtereinheit 2 oder im Schlauch 3 vorgesehen sind.
Die 34 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, bei der ein Schlauch 3 ohne Ventil über die jeweiligen Schraub/Steckanschlüsse 315, 115 mit dem Eingang 11 der Maske 1 verbunden ist. Der Ausgang 12 der Maske 1 ist über ein Ventil 120 mit einer Drosselklappe 16 verbunden. Hierdurch kann in einfacher Weise ein Mischeffekt der ausgeatmeten Luft mit der Frischluft erzielt werden. Indem der Absperrschieber 160 den Luftweg teilweise blockiert, wird aufgrund des dadurch höheren Widerstands ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang 11 und weiter in den Schlauch 3 zurückgeleitet. Um diese Zurückleitungsfunktion zu realisieren, ist zwischen dem Schlauch 3 und dem Eingang 11 bei dieser Ausführungsvariante kein Ventil vorhanden.
Die 35 zeigt eine Abwandlung der Atemschutzvorrichtung der 34, bei der dem eingangsseitigen Schlauch 3 zusätzlich eine Filterkammer 2 vorgeschaltet ist. Ferner ist vorgesehen, dass die ausgeatmete Luft ebenfalls durch einen Schlauch 3 gereinigt wird. Der weitere Schlauch 3 kann in einer der zuvor beschriebenen Weisen ausgebildet sein.
Die Ausgestaltungen der 34 und 35 können ebenfalls als passive Systeme ausgebildet sein, die keine Energieversorgung benötigen. Alternativ wird eine aktive Filterkammer entsprechend der 24 eingesetzt und/oder UV-Lichtquellen in die Schläuche 3 integriert.
Die 36 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Atemschutzvorrichtung, bei der ausgeatmete Luft zurückgeführt und teilweise mit Frischluft gemischt wird. Hierzu ist vorgesehen, dass die Maske 1 jeweils über ein Ventil 120 und einen oder mehrere Schläuche 3 mit einem Mischer 9 entsprechend der 25 verbunden ist. Dabei stellt das Volumen der Schläuche 3 jeweils einen Luftvorrat dar. Über das Volumen der Schläuche 3 und das Volumen der Mischkammer 90 wird ein verlangsamter Anstieg der Schadstoffkonzentration in der eingeatmeten Atemluft erreicht. Hierzu wird ergänzend auf die Erläuterungen zu den 7 und 10 verwiesen.
Die 37 zeigt eine Erweiterung der Atemschutzvorrichtung der 36, bei der ein Ausgleichsbehälter-Modul 15 entsprechend der 26 eingangsseitig an den Mischer 9 angeschlossen ist. Dies ermöglicht einen Umluftbetrieb. Als Umluftbetrieb wird dabei ein Betrieb bezeichnet, bei dem keine Frischluft von außen in die Vorrichtung gelangt, die in der Vorrichtung vorhanden Luft somit lediglich zirkuliert. Für einen Umluftbetrieb wird der Absperrschieber 151 geöffnet und der Absperrschieber 152 geschlossen, so dass ausgeatmete Luft in den Ausgleichsbehälter 50 strömt. Die Bereitstellung eines Ausgleichsbehälter 150 ermöglicht, die ausgeatmete Luft aufzunehmen und anschließend im Kreislauf erneut bereitzustellen. Ein Umluftbetrieb kann nur kurzzeitig erfolgen, da der Sauerstoffgehalt innerhalb der Vorrichtung ständig sinkt. Er ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn der Träger der Maske 1 kurzfristig einer hohen potenziellen Kontamination ausgesetzt ist.
Die 38 zeigt eine alternative Erweiterung der Atemschutzvorrichtung der 36, bei der ein Umluftbetrieb auf andere Weise erreicht wird. Hierzu ist der Eingang des Mischers 9 mit dem Ausgang 173 eines T-Stücks 17 verbunden, das entsprechend der 29 ausgebildet ist. Ein Eingang 171 des T-Stücks 17 ist mit einem Schlauch 3 verbunden, dessen Volumen größer als das Volumen eines Atemzugs ist. Ein weiterer Eingang 172 des T-Stücks 17 ist mit einer Drosselklappe 16, die entsprechend der 28 ausgebildet ist, verbunden. Wird die Drosselklappe 16 zur Absperrung vollständig geschlossen, so kann keine Frischluft mehr in das System gelangen. Die ausgeatmete Luft gelangt in das durch den Schlauch 3 gebildete Zusatzvolumen. Beim Einatmen gelangt diese Luft aus dem Zusatzvolumen zurück in die Atemschutzvorrichtung. Da das durch den Schlauch 3 bereitgestellte Zusatzvolumen größer ist als das Volumen eines Atemzugs, kann jedoch über den offenen Ausgang des Schlauchs 3 keine Außenluft zurück in den Mischer 9 gelangen.
Diese Schutzwirkung lässt sich weiter erhöhen, wenn eine oder mehrere der Schläuche 3 derart ausgebildet sind, dass sie mit zusätzlichen Mitteln zur Desinfektion und Sterilisation der Luft versehen sind, wie in Bezug auf die 21 beschrieben.
Die 39 zeigt eine Weiterbildung der Ausgestaltung der 37, bei der zwischen das Ausgleichsbehälter-Modul 15 und den Eingang des Mischers 9 des Weiteren eine Filtereinheit 2 geschaltet ist. Diese kann beispielsweise entsprechend den 23 oder 24 ausgebildet sein. Auch kann eine Filtereinheit 2 in entsprechender Weise bei der Ausgestaltung der 38 zwischen dem T-Stück 17 und dem Mischer 9 angeordnet sein.
Die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen einer Atemschutzvorrichtung, die aus Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems zusammengesetzt sind, sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Entsprechend dem gewünschten Schutzniveau können die beschriebenen Komponenten in anderer Weise miteinander kombiniert werden. Auch kann vorgesehen sein, dass bestimmte Komponenten mehrfach, beispielsweise in Reihe geschaltet eingesetzt werden, um das Schutzniveau zu erhöhen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mehrere Filtereinheiten 2 in Reihe geschaltet werden, beispielsweise eine Filtereinheit gemäß 23 und eine Filtereinheit gemäß 24, oder auch zwei identische Filtereinheiten.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Weiter wird darauf hingewiesen, dass beliebige der beschriebenen Merkmale separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale aus, die hier beschrieben werden und umfasst diese. Sofern Bereiche definiert sind, so umfassen diese sämtliche Werte innerhalb dieser Bereiche sowie sämtliche Teilbereiche, die in einen Bereich fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1465705 A1 [0003]

Claims

Atemschutz-Baukastensystem, das aufweist: - eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske (1), die einen Eingang (11) und einen Ausgang (12) aufweist, und - mindestens einen Schlauch (3, 31, 32), - wobei sämtliche Komponenten des Atemschutz-Baukastensystems modular ausgebildet und über Steckverbindungen oder Schraubverbindungen (115, 125, 155, 165, 175, 215, 315, 75, 915) miteinander verbindbar sind, um der Maske (1) Luft über deren Eingang (11) zuzuführen und/oder ausgeatmete Luft vom Ausgang (12) der Maske (1) wegzuführen.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schläuche Luftführungselemente aufweist, die dazu ausgebildet sind, den Schlauch durchströmende Luft an die Schlauchwand zu lenken, wobei Tröpfchen und Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schläuche (3, 31, 32) Oberflächen aufweist, die mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schlauch (3, 31, 32) eine Mehrzahl von Platten (81, 82) oder Fähnchen integriert sind, die von Luft durchströmt werden, wobei die Platten (81, 82) oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einen der Schläuche (3, 31, 32) UV-Lichtquellen (55) integriert sind, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den Schlauch durchströmende Luft zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlen.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente mindestens eine Drosselklappe (16) umfasst, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, den Luftstrom im Luftweg zu reduzieren.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Drosselklappen (16) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, mit dem Ausgang (12) der Maske (1) verbunden zu werden und zu bewirken, dass ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang (11) der Maske (1) zurückströmt.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente mindestens eine Filtereinheit (2) zur Reinigung von Luft aufweist.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) einen Atemluftfilter (4) und mindestens eine UV-Lichtquelle (5) umfasst, wobei die Filtereinheit (2) derart ausgebildet ist, dass von der UV-Lichtquelle (5) abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter (4) gerichtet ist, um diesen zu desinfizieren.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente einen Mischer (9) mit einer Mischkammer umfasst, der derart ausgebildet ist, dass beim Einatmen eines Nutzers über einen Eingang (91) Frischluft in die Mischkammer (90) strömt, beim Ausatmen des Nutzers ausgeatmete Luft über einen zweiten Eingang (93) in die Mischkammer (90) strömt, und beim Einatmen des Nutzers in der Mischkammer (90) gemischte Luft, die aus einer Mischung von Frischluft und ausgeatmeter Luft besteht, über den Ausgang (92) zum Eingang (11) der Maske (1) transportiert wird.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente ein Ausgleichsbehälter-Modul (15) für einen Umluftbetrieb aufweist.
Atemschutz-Baukastensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter-Modul (15) einen Frischlufteingang (154), einen Ausgleichsbehälter (150) und Absperrmittel (151, 152) aufweist, die im Umluftbetrieb den Zugang zum Ausgleichsbehälter (150) öffnen und den Frischlufteingang (154) schließen und im Normalbetrieb den Zugang zum Ausgleichsbehälter (150) schließen und den Frischlufteingang (154) öffnen.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente ein T-Stück (17) aufweist, das zwei Eingänge mit einem Ausgang verbindet.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponente einen Zyklonabscheider (7) aufweist.
Atemschutz-Baukastensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Baukastensystem als weitere Komponenten Ventile (110, 120) umfasst.
Atemschutzvorrichtung bestehend aus Komponenten eines Atemschutz-Baukastensystems nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Atemschutzvorrichtung aufweist: - eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske (1), die einen Eingang (11) und einen Ausgang (12) aufweist, - einen Schlauch (3), der mit dem Eingang (11) verbunden ist, wobei - der Schlauch (3) Luftführungselemente aufweist, die dazu ausgebildet sind, den Schlauch durchströmende Luft an die Schlauchwand zu lenken, wobei Tröpfchen und Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden, und/oder - in den Schlauch (3) eine Mehrzahl von Platten (81, 82) oder Fähnchen integriert ist, die von Luft durchströmt werden, wobei die Platten (81, 82) oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind, und/oder - in den Schlauch (3) UV-Lichtquellen (55) integriert sind, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den Schlauch durchströmende Luft zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlen.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, mindestens ein weiterer Schlauch mit dem Schlauch in Reihe geschaltet ist, der ebenfalls umfasst: - Luftführungselemente, die dazu ausgebildet sind, den Schlauch durchströmende Luft an die Schlauchwand zu lenken, wobei Tröpfchen und Aerosole an der Schlauchwand abgeschieden werden, und/oder - eine Mehrzahl von Platten (81, 82) oder Fähnchen, die von Luft durchströmt werden, wobei die Platten (81, 82) oder Fähnchen einseitig oder beidseitig mit einer keimtötenden Beschichtung versehen sind, und/oder - UV-Lichtquellen (55), die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie den Schlauch durchströmende Luft zu deren Desinfektion mit UV-Licht bestrahlen.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemschutzvorrichtung des Weiteren mindestens eine Filtereinheit (4) zur Reinigung von Luft aufweist, die mit dem Schlauch (3) verbunden ist.
Atemschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Maske (1) mit einem zweiten Schlauch (3) verbunden ist, wobei das nicht mit der Maske (1) verbundene Ende des zweiten Schlauches mit einer Drosselklappe verbunden ist, die bewirkt, dass ein Teil der ausgeatmeten Luft in den Eingang (11) der Maske (1) zurückströmt.
Atemschutzvorrichtung bestehend aus Komponenten eines Atemschutz-Baukastensystems nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Atemschutzvorrichtung aufweist: - eine auf zumindest Mund und Nase einer Person aufsetzbare Maske (1), die einen Eingang (11) und einen Ausgang (12) aufweist, - ein Schlauch (3), der mit dem Eingang (11) verbunden ist, und - einen Mischer (9) mit einer Mischkammer, der derart ausgebildet ist, dass beim Einatmen eines Nutzers über einen Eingang (91) Frischluft in die Mischkammer (90) strömt, beim Ausatmen des Nutzers ausgeatmete Luft über den zweiten Schlauch und einen zweiten Eingang (93) in die Mischkammer (90) strömt, und beim Einatmen des Nutzers in der Mischkammer (90) gemischte Luft, die aus einer Mischung von Frischluft und ausgeatmeter Luft besteht, über den Ausgang (92) und den Schlauch (3) zum Eingang (11) der Maske (1) transportiert wird.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemschutzvorrichtung des Weiteren ein Ausgleichsbehälter-Modul (15) für einen Umluftbetrieb aufweist, das mit dem Eingang (91) des Mischers (9) verbunden ist.
Atemschutzvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemschutzvorrichtung des Weiteren ein T-Stück (17) aufweist, das zwei Eingänge (171, 172) mit einem Ausgang (172) verbindet, wobei der eine Eingang (172) des T-Stücks (17) über eine Drosselklappe (16) mit Frischluft, der andere Eingang (171) des T-Stücks (17) mit einem Schlauch (3), dessen Volumen größer als das Volumen eines Atemzugs ist, und der Ausgang (173) des T-Stücks (17) mit dem Eingang (91) des Mischers (9) verbunden ist.
Atemschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Atemschutzvorrichtung des Weiteren eine Filtereinheit (2) aufweist, wobei die Filtereinheit (2) einen Atemluftfilter (4) und mindestens eine UV-Lichtquelle (5) umfasst, wobei die Filtereinheit (2) derart ausgebildet ist, das von der UV-Lichtquelle (5) abgestrahlte UV-Strahlung auf den Atemluftfilter (4) gerichtet ist, um diesen zu desinfizieren, und wobei die Filtereinheit (2) des Weiteren einen Eingang (21) und einen Ausgang (22) aufweist und der Ausgang (22) der Filtereinheit (2) die Filtereinheit (2) mit dem Eingang (91) des Mischers (9) verbindet.