DE2436436A1 - Atmungsmaske - Google Patents

Description

• Beschreibung Atmungsmaske Die vorliegende Erfindung betrifft eine Atmungsmaske bestehend aus eillerll Masken Leil, der den Mund und die Nase einur Person deckt, und einem am Maskenteil befestigten Wärme austauscher, durch welchen die ein- und ausgeatmete Luft strömt, um die in der Ausatmungsluft enthaltone Wärme und Feuchtigkeit auszunutzen und sie an die Einatmungsluft zu übertragen.
• Wer bei strenger Kelte in Winterverhältnissen arbeitet oder sich überhaupt in sehr kalten Verhältnissen, wie z.D-. in den arktischen Gsbistan, aufenthält, atmet grosse Mengen kalte und trockene Luft ein. Dies ist nicht nur aus gesundheitlichen Gründen schädlich, sondern erhöht auch wesentlich den Wärmeverbrauch der betreffenden Person, da der Körper bestrebt ist, die eingeatmete Luft bis auf die Temperatur des Körpers zu erwarmen, und diese Wärmemenge sich mit der Ausatmungs1uft aus dem Körper entfernt. Ausserdem wirkt die trockene Einatmungsluft schädlich auf den normalen Feuchtigkeitszustand der Schleimhäute der Atmungskanäle ain.
• - Vorbekannt ist eine Atmungsmaske, die einen aus mehreren perforierten kegelförmigen Scheiben hergestellten Wärmeaustauscher aufweist, der eine Eintrittsöffnung und ein Auslessventil enthält. In diesem Wärmeaustauscher erfolgt die Strömung der Finatmungslu+t einem anderen Weg entlang als die Strömung der Ausatmungsluft, die sich durch das Auslassventil entfernt.
• Dieser Wärmeaustauscher ist also vom Rekuperatortyp. Ua die Wärmeübertragung somit durch die Vermittlung der genannten Scheiben erfolgt und da der grösste Teil der Wärme der Ausatmungsluft direkt mit der durch das Auslassventil herausströmenden Luft verloren geht, ist die Wärmeausnutzungfähigkeit des Wärmeaustauschers schlecht, was auch für seine Ausnutzung der Feuchtigkeit gilt. In dieser Atmungsmaske ist es ausserdem unmöglich, den Widerstand des Wärmeausi:auschers je nach Bedarf zu ändern, und darüber hinaus kann der Wärmmeaustauscher zwecks Reinigung nicht losgemacht werden. Zudem ist die Vereisungsgefahr der Ausassventile äusserst gross.
• Die vorliegenden Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, eine Atmungsmaske zu schaffen, die die vorerwähnten Nachtetle der bekannten Atmungsnesken beseitigt, und dies wird mittels der erfindungsgemässen Atmungsmaske erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wärmeaustauscher aus einem am Maskenteil abnehmbar bsfestigten Bündel aus aufeinander gestapalten gewobenen Metolldrahtnatzen besteht, durch deren Mascher die Strömung der Ein- und Ausatmungsluft wechselweise in umgekehrten Richtungen, wie in einem Capenstromregenerator, erfolgt Gemass vorliegender Erfindung wird eine hinsichtlich ihrer Konstruktion sehr einfache Maske erhalten, die eine wirksama Ausnutzung der in der Ausatmungsluft enthaltenen Wärme sowie die übertragung dieser Wärme an die Einatmuntsluft ermöglicht. Dabei wird auch die ausgeatmete Feuchtigkeit der e:inzuatmenden Luft zugeführt. Dies wird mittels eines Wärmeaustauschers erreicht, dessen Durchströmungswiderstand so gering gemacht werden kann, dass die Atmung nicht einmal bei schwerer Arbeit nennenswert erschwert wird. Die Stnimung der Luft durch das flündel von Metalldrahtnetzen erfolgt also sowohl bei Einals auch Ausatmung längs derselben Passagen, sodass der Wärme austauscher als Cegenstromregenerator funktioniert.
• Dadurch, dass der Wärmeeustauscher vom Bündel der Metalldrahtnetz abnehmbar ist, ist es möglich, das Bündel gegen ein neues bzw. andersartiges Bündel umzutauschen, das die gleiche Anzahl Drahtnetze oder cine je nach den in Frage wstehenden Cabrauchsverhältnissen erforderliche Anzahl Drahtnetze aufweist. In dieser Weise ljsst sich für denselben Maskenteil das im Hinblick auf die verschiedenen Arbeits- und Klimaverhältnisse geeignetste Bündel herstellen. Die Metalldrahtnetze können z.[J. in Gruppen von 10 Netzen zuswammengebunden sein und die Jeweils erforderliche Anzahl derartiger Netzbündel ist somit sL'h r leicht in der Maske austauschbar.
• Irn E3iindel der Meta3ldrahtnetze ist die Grösse der Maschen grösser als in einem Stoff und somit ist auch der Widerstand geringer. Durch Anbringen der Netze aufeinander wird eine äusserst grosse Wärmeaustauschfläche auch bei sehr geringer Dicke des ßündels erreicht. Ein aus Metalldrahtnetzen bestehendes Bündel ermäglicht auch Reinigung des Wärmeaustauschers, was mit einem aus Stoff hergestellteu Wërmeaustauscher nicht möglich ist, da sich die Porosität urd der Widerstand eines Stoffes beim Waschen meistens verän'dern. Ein Drahtnetz der in Frage stehenden Art kann aus einem Drahtrnaterial, das einen guten Wärmeübertagungskoeffizienten hat und das Feuchtigkeit und Reinigung aushält. z.B. aus rostfreiem Stahldraht hergestellt werden.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1 und 2 schematisch in Seiten- und Vorderansicht eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Maske, und Figur 3 eine die Veränderung der Temperatur der Atmungsluft an zeigende Kurve bei Atmung durch die erfindungsgemässe Maske.
• Die in Figuren 1 und 2 dargestellte Atmungsmaske umfasst einen den Mund und die Nase des Trägers deckenden, aus Gummi oder ähnlichem, wenigstens an seinen Kanten elastischen Material bestehenden Maskenteil 1, in welchem ein Gehäuse la für einen Wärmeaustauscheinsatz 2 ausgeformt ist.
• Gemäss einer Ausführungsform besteht der Einsatz 2 aus aufeinander gestapelten rechteckigen Drahtnetzen. Die Dimensionen der Netze sind 50 x 60 mm und die Dicke des Einsatzes betragt 15 mm und sein Gewicht 65 g einschliesslich 27 aufeinander gelegte Drahtnetze. Der Durchmesser der Netzdrälite betlägt 0,22 mm und die Grösse der Netzmaschen 0,9 x 0,9 mm.
• Die Drähte bestehen aus rostfreiem Stahl (AiSi 316, Me-Gehalt 2,5%). Die Aussenkanten des im Maskenteil ausgeformten Gehauses la können elastisch sein, so dass der Einsatz zwecks Reineigung oder zwecks Austausch aus dem Gehäuse leicht entfernbar ist.
• Figur 3 zeigt mittels des oben beschriebenen Wärmeaustauscheinsatzes durchgeführte Temperaturmessungen, wobei es vorauwsgesetszt wird, dass eine Person etwa 0,004 m3 pro Mal und etwa 12 Mal pro Minute atmet. In der Abbildung bezeichnet 2 den Einsatz, während die linke Vertikallinie 2a die der Mündung des Einsatzes zugewandte Innenfläche und die rechte Vertikallinie 2b die der Außenluft zugewandte Aussenfläche angeben.
• Die Kurve A stellt die Senkung der Temperatur der Ausatmungsluft dar, wenn diese sich durch den Einsatz mit der Aussen luft vermischt, deren Temperatur als -6D0C vorausgesetzt ist. Somit sinkt die Temperatur der Luft von 37°C durchschnittlich bis -470r, wenn die Luft Wärme und Feuchtigkeit an den Einsatz abgibt.
• Die Kurve B zeigt die Temperaturerhöhung der eingeatmeten Aussen luft im Einsatz durch die Einwirkung der darin gespeicherten Wärme. Die Temperatur der Aussen luft steigt somit von -60°C durchschnittlich bis 240£, welche Temperatur also der der eingeatmeten Luft entspricht.
• Bei den durchgeführten Experimenten wurde darüber hinaus festgestellt, dass der Strömungswiderstand des Einsatzes auch bei Atmung bei schwerer Arbeit ausreichend gering ist.
• Die Zeichnung und die dazu gehörige Beschreibung dienen lediglich dazu, die erfinderische Idee zu veranschaulichen. In den Einzelheiten kann die Atmungsmaske im Rahmen der Patentansprüche erheblich modifiziert werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Atmungsmasks bestehend aus einem Maskenteil (1), den Mund und die Nase- einer Person deckt, und einem am Maskenteil befestigten Wärmeaustauscher (2), durch welchen die ein- und ausgeatmete Luft strömt, um die in der Ausatmungsluft (A) enthaltene Wärme und Feuchtigkeit auszunutzen und sie an die Einatmungsluft () zu übsrtragen, dadurch gekennzeichnet, dass dar Wärmeaustauscher (2) aus einem am Maskenteil abnehmbar befestigten Bündel aus aufeinander gestapelten gewobenen Metalldrahtnetzen besteht, durch deren Maschen die Strömung der Ein-und Ausatmungs luft wechsslweise in umgekehrten Richtungen, die in einem Gegenstromregenerator, erfolgt.