DE2613852A1

DE2613852A1 - Leichtes, unabhaengiges atmungsgeraet

Info

Publication number: DE2613852A1
Application number: DE19762613852
Authority: DE
Inventors: Sen Rudolph Cesar Leon; Yi-Sheng Li; Eugene Norman Perry
Original assignee: Lockheed Missiles and Space Co Inc
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1975-08-28
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1977-03-10
Also published as: JPS5228193A; SE415632B; CA1022424A; FR2321909A1; AU8689975A; SE7600380L; JPS5726139B2; SU628802A3; US4019509A; FR2321909B1; BR7508643A; DE2613852C2; GB1520909A; ZA757147B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN 2613852

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Lockheed Missiles and Space Company, Inc. Uli Lockheed Way, Sunnyvale, California 94088

Leichtes, unabhängiges Atmungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Atmung s ge rät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Von den 529 Kohlenbergbauarbeitern, die in großen Grubenunglücken zwischen 1951 und 1969 getötet worden sind, sind zumindest 88 daran gestorben, daß sie unatembare oder giftige Gase einatmeten. Zurzeit besteht der einzige Schutz gegen solche Gase, den die Kohlenbergbauarbeiter bei sich tragen, in einem Atmungsfilter, welcher auf katalytische Weise Kohlenmonoxyd in das weniger giftige Kohlendioxyd umwandelt. Diese Vorrichtung ist nicht zuverlässig bei Kohlenmonoxydkonzentrationen, die höher als 2 % betragen, und bietet keine Sicherheit gegen Sauerstoffmangel oder eine giftige Atmosphäre.

Ein in sich geschlossenes, unabhängiges Atmungsgerät, welches klein und leicht genug ist, um an oder um den Bergmann herum angeordnet zu werden, wie dies bei dem heutigen Kohlenmonoxyd-Atemschutzfilter der Fall ist, könnte in hohem Maße die Übe riebe ns chancen eines Bergmannes nach einem Feuerausbruch oder einer Explosion erhöhen. Zurzeit gibt

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es kein Atmungsgerät für Personen mit geeigneter Größe und geeignetem Gewicht, welches durch das U.S. Bureau of Mines genehmigt worden wäre.

Das Kohlegesetz von 1969 fordert, daß jeder Bergmann mit einem geeigneten Selbstrettungsgerät versehen ist, um den Bergmann für eine Stunde oder länger zu schützen. Das "Sunshine" Minenunglück im Jahre 1972, bei welchem 91 Menschen durch Ersticken aufgrund von Rauch oder Kohlenmonoxyd getötet wurden, unterstreicht aufs neue die Notwendigkeit nach

einem zuverlässigen unabhängigen Atmungsgerät.

Die minimalen Erfordernisse für ein Atmungsgerät bestehen darin, daß es erstens in einer giftigen und sauerstoffarmen Atmosphäre verwendbar ist, zweitens schnell betriebsbereit ist und drittens zumindest für eine Stunde atmungsfähigen Sauerstoff liefert, selbst wenn die das Atmungsgerät tragende Person unter einer beträchtlichen geistigen und körperlichen Anspannung steht und daher einen höheren Sauerstoffverbrauch aufweist als normal. Das Atmungsgerät sollte eine Lebensdauer von 5 Jahren und eine Betriebsdauer von 3 Jahren haben und leicht genug sein, um als Teil der normalerweise von dem Arbeiter getragenen Ausrüstung angesehen werden zu können, so daß es nicht notwendig ist, das Atmungs gerät an verstreuten Orten über das Arbeitsgebiet abzustellen, zu denen der Bergmann hineilen muß. Vorzugsweise sollte das Atmungsgerät kein Atemschutzfilter sein, sollte eigenen Sauerstoff liefern, der das in der ausgeatmeten Atemluft enthaltene Kohlendioxyd und Wasser entfernt und sollte eine atmungsfähige Mischung von Sauerstoff liefern.

Obgleich die Verwendung von Kaliumsuperoxyd in bereits bekannten Vorrichtungen schon festgestellt wurde, sind Atmungsgeräte, die dieses Material verwenden, bis heute nicht im praktischen Einsatz. In Tablettenform erhältliches KO , das bei La Spirotechnique, Evallois-Perret, Frankreich, erhältlich ist, ist als wünschenswert und vorteilhaft in Ver-

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bindung mit solchen Atmung s ge raten festgestellt worden, wobei die Tablettenform von KO„ gegenüber der Granulatform Vorteile aufweist, da sie gleichmäßige Größe besitzt, einen größeren Widerstand gegen eine Zerkleinerung, eine gleichmäßige Dichte und Porosität, einen höheren Ausnutzungsfaktor und eine geringere Neigung zur Staubentwicklung aufweist. ι

Der dem Anmelder bekannte Stand der Technik ergibt sich aus den US-Patentschriften 1 213 116, 2 913 317, 2 469 367, 2 517 209, 3 403 981 und 3 575 167.

Keine der bekannten Vorrichtungen weist ein geringes Gewicht auf, liefert genügende Mengen von Sauerstoff (eine Funktion der Zeitdauer, in welcher Sauerstoff zur Verfügung steht), verursacht geringe Kosten und weist eine hohe Betriebs zuverlässigkeit während der Lebensdauer der Vorrichtung auf.

Es gibt eine Anzahl von Merkmalen der vorliegenden Erfindung, die dies in einer besseren Weise bei der Verwirklichung der gewünschten Ziele zu erreichen gestatten, wobei die Probleme bekannter Vorrichtungen vermieden werden. Diese Merkmale umfassen: Die Verwendung von KO_ in Tablettenform; in einer Reihe von Schichten, durch welche exhalierte Atemluft hindurchtreten kann; wobei jede der Schichten der Chemikalien mit einem Bypasskanal versehen ist, um die Verteilung der Atemluft zu unterstützen und demgemäß die Aktivierung von KO „ , in verschiedenen Teilen der Chemikalien-Bettschicht. Dies hat den Ausschluß von Problemen zur Folge, bei denen KO in der Nähe des Einlasses in solcher Weise reagieren würde, daß es die Vorrichtung verstopfen und die Betriebsweise abkürzen würde, während KO,, das noch nicht in Reaktion getreten ist, für die Benutzung verwendbar bleibt. Die Dicke der Schichten verglichen mit ihren Flächen im Querschnitt, und die Bypasskanäle wirken darauf hin,

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ein besonders wirksames Chemikalienbett für die Reaktion mit Feuchtigkeit und Kohlendioxyd zu erhalten, die in der ausgeatmeten Atemluft des Benutzers sich befinden. Bevor das Gas in den Atemsack entweicht, strömt es durch eine Schikanenanordnung. Diese Schikane bildet ein "Tauchrohr" in dem Boden des Kanisters und ein Kanal, der von der einen Seite des Kanisters ausgeht und seinen Einlaß in der Nähe des Zentrums des Kanisters hat, wirken in der Weise zusammen¹, daß sie ein Sicherheitsmerkmal gegen das Einfließen von zerlassenem KO _ in den Atemsack darstellen. Der Atemsack ist aus einem Material hergestellt, das im wesentlichen nicht mit KO_? reagiert, jedoch ein geringes Gewicht und geringe Kosten verursacht und einen verhältnismäßig ungewundenen Kühlpfad für die durchströmende vom Kanister kommende Luft bildet. Ein Luftkanal zwischen dem Kanister, der verhältnismäßig heiß ist, und den Wänden des Gehäuses, welche den Kanister aufnehmen, ist vorgesehen, damit ein Strom von Umgebungsluft um ein kaminartiges Glied entsteht, welches den Auslaß des Atemsackes mit einem. Übergangsstück auf der Oberseite des Kanisters und dem Inhalations schlauch verbindet, der zu einem Mundstück des Benutzers führt. Das Gehäuse, welches die Teile der Vorrichtung schützt, kann in einer bekannten Weise, wie z.B. durch Vakuum abdichtung oder durch Bänder, welche das Gehäuse umgeben, verschlossen sein. '

In Übereinstimmung mit obigen Ausführungen ist es Aufgabe der Erfindung, ein leichtes Atmungsgerät zu schaffen, welches durch Personen getragen werden kann, die gefährlichen Situationen ausgesetzt sind und welches verhältnismäßig geringe Kosten verursacht und welches eine lange Standzeit aufweist, wobei man sich im Notfalle auf eine rasche Aktivierung verlassen kann.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Not-Atmungsgerät für Personen zu schaffen, welches die oben angegebenen Eigenschaften des in

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Tablettenform vorliegenden Kaliumsuperoxyds benutzt und welches eine Umgebung schafft, in der KO_? oder ein Reaktions produkt davon daran gehindert wird, aus dem Kanister zu entweichen oder in den Strömungsweg der Atemluft zu gelangen.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Atmungsgerät zu schaffen, welches bei einer genügend niedrigen Temperatur arbeitet, d'amit es für den Benutzer angenehm und akzeptabel ist, und welches nicht den Notzustand und die Unannehmlichkeit erhöht, die normalerweise eine solche

Benutzungssituation begleiten.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Chemikalien-Bettschicht zu schaffen, die einen geringen Strömungswiderstand für die hindurchströmende Atemluft bildet und welche wirksam und eindrucksvoll die Reaktion eines sehr hohen Anteils der Kaliumsuperoxyd-Chemikalien mit der ausgeatmeten Atemluft gestattet, wodurch ein Atmungsgerät mit langer Standzeit geschaffen wird, die sich zwischen mindestens einer Stunde und vier Stunden und mehr erstreckt. Durch Festlegen der Bettgröße, des Verhältnisses und der Abmessungen kann eine Quelle für Atemluft geschaffen werden, die ausgehend von einer kurzen Zeitspanne von 10 Minuten bis zu mehr als 72 Stunden anhält.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung, in der die Erfindung beispielsweise dargestellt ist. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Explosionsdarstellung, in der die allgemeine Anordnung von Teilen eines Atmungs ge rates veranschaulicht ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Atmungsgerätes mit Mundstück, Hauptkanister, Gehäuse anordnung, Luftsack und mit der Darstellung des Strömungsweges durch diese Teile;

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Fig. 3 eine Ansicht von oben auf den Kanister; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3, bei der eine Endansicht einer Schikane, eines Kanales, einer Chemikalienschicht, der Siebboden und die Anordnung einer Anlaßvorrichtung (Anlaßkerze) dargestellt ist; ι

Fig. 6 eine Ansicht von oben auf eine Siebbodenanordnung, die zur Trennung von Schichten des Chemikalienbettes dient;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 einen Teilschnitt durch den unteren Bereich des Kanisters mit der Anordnung der Schikane;

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 8; Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 8;

Fig. 11 eine Endansicht des Gehäuses zur Darstellung der Befestigung des Deckels an dem Hauptteil des Gehäuses;

Fig. 12 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles des Gehäuses mit seinem Kanal zur Aufnahme eines kaminartigen Gliedes; und

Fig. 13 eine Ausführungsform einer dauerhaften Verbindung zweier Gehäuseteile, die den Kanister aufnehmen, in schaubildlicher Schnittdarstellung.

Unter Bezugnahme auf die oben angeführten Figuren wird nun die Erfindung näher erläutert, wobei von Fig. 1 ausgegangen wird, in we Icher eine Ansicht der Anordnung gezeigt ist, die ein oberes und ein unteres Gehäuseteil 1 und 2 aufweist, die einen zentralen Teil eines Gehäuses bilden, welches einen allgemein mit 3 bezeichneten Kanister aufnimmt, wobei bemerkt sei, daß dieser Kanister vorzugsweise elektrogeformt oder in •anderer Weise einstückig hergestellt ist, so daß eine Einheit erzielt ist, die leicht gegen umgebende Elemente abgedichtet werden kann. Der

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Kanister 3 ist vorzugsweise mit einer Reihe von Ausbuchtungen 4 versehen, die geradlinige Kanäle bilden, in welche Paare von Siebboden einschiebbar sind, die gesonderte Lagen für Kaliumsuperoxyd bilden, die in Fig. 4 und 5 in Form von Tabletten gezeigt sind, wobei die Siebboden in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 10 versehen sind. Es sei erwähnt, daß die Siebbodenanordnung 10 vorzugsweise aus Doppelsiebböden besteht, wie dies in Fig. 7 mit den Bezugszeichen 11 und 12 angedeutet ist, wobei diese Siebboden mit Abstand zueinander durch schachbrettartige Erhebungen 13 gehalten sind, die sich gegeneinander erstrecken und einen geeigneten Abstand zwischen den Siebboden erzielen, um die Siebbodenpaare in jeder Siebbodenanordnung mit geeignetem Abstand zueinander zu halten, um den Durchgang von Gas zu ermöglichen, wenn die Siebboden in dem Kanister in der nachfolgend beschriebenen Weise angeordnet sind.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Kanister 3 mit einem offenen Endteil versehen, das durch einen Deckel 5 verschließbar ist, wenn der Kanister ergänzt und aufgefüllt ist.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Kanister 3 mit Kanalplatten versehen, welche sich in horizontaler Richtung quer durch den Kanister 3 erstrecken. Die Siebbodenanordnungen 10 sind in die Ausbuchtungen 4 des Kanisters eingesetzt, und es sei erwähnt, daß die Kanalplatten 7 so angeordnet sind, daß sie Bypasskanäle in einander abwechselnden Schichten der Chemikalien bilden. Die Siebbodenanordnung 15 am Boden und die Siebbodenanordnung 16 im oberen Bereich sind jeweils mit einem Filter 17 zwischen den Siebbodenteilen versehen, wobei diese Filter vorzugsweise durch Wärmeeinwirkung verfilztes Fiberglas aufweisen. Die obere Siebbodenanordnung 16 hat eine abgeschnittene Ecke, so daß Raum für eine Anlaß vor richtung 20 (Anlaßkerze) verbleibt, welche innerhalb des Kanisters angeordnet ist, um eine rasche Anfangs Versorgung von Sauerstoff zu erzielen.

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Während der Herstellung werden die Zwischenräume zwischen den Siebbodenanordnungen 10 mit Kaliumsuperoxyd-Tabletten 6 aufgefüllt, wobei diesesAuffüllen durch Einwerfen eines vorbestimmten Gewichtes oder Volumens an Tabletten in den entsprechenden Abschnitt des Kanisters vorgenommen wird. Hieran schließt sich die Anordnung von Kanalplatten 7a zwischen den Siebbodenanordnungeni 1 Oa und 10b in der Nähe der oberen Siebbodenanordnungen und 10c in der Nähe der unteren Siebbodenanordnung 15 des Kanisters 3 an, worauf das Anbringen der Endkappe in einer den Kanister dicht abschließenden Weise folgt. Dies kann durch Schweißen, Löten, Kleben oder durch andere Mittel zur Erzielung einer Abdichtung erreicht werden, die den in der Anordnung eintretenden Temperaturen und Drücken widerstehen kann. Die für die Endkappe 5, den Kanister 3 und das Dichtungsmaterial verwendeten Materialien dürfen weder giftig sein noch mit KO₉ reagieren.

In dem oberen Teil des Kanisters 3 ist eine Einlaßöffnung 22 vorgesehen, welche den Eintritt der ausgeatmeten Atemluft in den Kanister gestattet. Ein Aus laß schlauch 23 ist vorgesehen und kann auf den Einlaß 22 aufgesetzt und beispielsweise mit üblichen, nicht dargestellten Mitteln, wie z.B. Rundklemmen oder dergleichen, festgelegt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist ersichtlich, daß die ausgeatmete Atemluft, die über den Einlaß 22 in den Kanister 3 eindringt, zuerst in die Kammer 24 zwischen der oberen Wand des Kanisters 3 und der oberen Siebbodenanordnung 16 gelangt. Die Atemluft kann dann durch die obere Schicht aus KO₉-Tabletten 6 und/oder durch den Bypasskanal in der

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oberen Schicht strömen, der durch die Kanalplatte 7 gebildet ist. Die Kanalplatten 7 und 7a gestatten in abwechselnden Schichten, daß die ausgeatmete Atemluft durch die aus Chemikalien bestehenden Bettschichten innerhalb des Kanisters 3 in solcher Weise strömt, daß eine maximale Einwirkung auf das in jeder der Schichten enthaltene KO₇ eintritt und daß gleichzeitig eine Druckhaltung/ein Druckausgleich erzielt wird, der

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es der Atemluft gestattet, die Schichten in den nebengeordneten Kanälen zu umströmen, insbesondere wenn die oberen Schichten schmelzen oder durch Reaktion mit der ausgeatmeten Atemluft vermindert werden. Es wurde festgestellt, daß die quer laufenden Querschnittsflächen der Bypass kanäle in jeder Schicht dem 0, 05- bis 0, 006-Fachen der horizontalen Quer Schnitts flächen der einzelnen Schichten, in denen sie enthalten sind, entsprechen sollten, um eine günstige Druckhaltung und Atemluft verteilung zu erreichen* Weiterhin wurde als bedeutend festgestellt, daß das Verhältnis der Dicke einer jeden der Schichten in dem Chemikalienbett zur Oberflächengröße einer jeden Schicht, die einer anderen Schicht gegenüber liegt, zwischen 0,035 und 0,055 betragen sollte. Dieser Betrachtungsbereich der Verhältnis zahlen zwischen der Dicke und der Oberflächengröße wurde als Optimum herausgefunden bei der Verwirklichung des geringsten Widerstandes beim Atmen, während gleichzeitig eine angemessene Einwirkung der ausgeatmeten Atemluft auf die reaktionsfähigen Chemikalien erreicht wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 4 und 5 wird der Strömungsverlauf der ausgeatmeten Atemluft durch die Kanisteranordnung gezeigt, bei welcher die durch den Einlaß 22 ankommende Atemluft über den Kanister verteilt wird und zum Bodenteil desselben strömt, wo sie auf eine Schikane 30 trifft, die den Eintritt von geschmolzenen oder zerlassenen Chemikalien in den Sack 50 verhindert.

In den Fig. 4, 5, 8, 9 und 10 ist die Schikane 30 zu sehen und umfaßt ein rohrförmiges Kanalstück 31, welches sich im wesentlichen parallel und mit Abstand zum Boden 34 des Kanisters 3 erstreckt und welches gegenüber dem Boden durch eine rohrförmige Stütze 32 abgestützt ist, die ein Ende des Kanalstückes 31 mit der Bodenwand 34 des Kanisters 3 verbindet, die zu einem Auslaß 33 geformt ist.

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Das rohrförmige Kanälstück 31 weist vorzugsweise elliptischen Querschnitt auf, wobei das der Wand 8 des Kanisters benachbarte Ende geschlossen ist, während das andere Ende offen und schräg nach unten abgeschnitten ist, um eine überhängende obere Fläche 35 zu bilden. Dieses schräg abgeschnittene offene Ende ist in der Nähe des zentralen Teiles des Kanisters 3 angeordnet, um so die gleichmäßige ,Strömung der Gase durch den Kanister zu unterstützen. Vorteilhafterweise kann das rohrförmige Kanalstück 31 mit einer nach oben stehenden Lippe versehen sein, die in Fig. 8 mit 36 bezeichnet ist und das Einströmen von geschmolzenem bzw. zerlassenem

KO_ in das Kanalstück 31 verhindert.

Im Zusammenwirken mit der Schikane 30 ist die Bodenwand des Kanisters 3 mit einem Paar winkelförmiger Prallplatten 40 versehen, die im allgemeinen einen L-förmigen Querschnitt haben, wobei der eine (vertikale) Schenkel 41 an der Bodenwand des Kanisters 3 und der zweite im wesentlichen horizontale Schenkel 42 der winkelförmigen Prallplatten 40 in solcher Weise ausgebildet ist, daß er sich im wesentlichen parallel zur Bodenwand erstreckt, während er gleichzeitig nach unten in solcher Weise abgewinkelt ist, daß die Schnittlinie zwischen den vertikalen Schenkeln 41 und den horizontalen Schenkeln 42 näher an dem rohrförmigen Kanalstück 31 als der äußere Rand der horizontalen Schenkel 42 zur Bodenwand des Kanisters 3 li'egt, wodurch eine weitere Sperre gebildet wird, die ein Entweichen von verflüssigtem KO₉ aus der Schikane 30 und dann in den Luftsack 50 hinein verhindert.

Da die chemische Reaktion von KO_? mit der Feuchtigkeit des Atems des Benutzers nicht nur Sauerstoff erzeugt und Kohlendioxyd absorbiert, sondern auch Wärme erzeugt, ist, wie in den Fig. 5, 8 und 10 angedeutet, eine Isolation 9 am Boden des Kanisters 3 vorgesehen, um den Benutzer gegen eine Berührung der heißen Metallfläche des Kanisters 3 zu schützen, während die Gehäuseteile 1 und 2 einen Schutz gegen Hitze an den anderen Seiten des Kanisters 3 bewirken.

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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Luftsack 50 mit Einlaß- und Auslaßansätzen 52 versehen ist. Der Einlaßansatz 51 ist so ausgebildet, daß er über den Auslaß 33 des Kanisters 3 paßt und durch Klemmen, Kleben oder andere Abdichtmittel festgelegt werden kann. Der Auslaß 52 des Sackes 50 kann mit dem unteren Teil eines kaminartigen Gliedes 60 durch Klemmen oder eine andere abdichtende Verbin-

dung verbunden werden. Der Luftsack 50 ist vorzugsweise mit einer einzigen Prallwand 53 versehen, die vorzugsweise in der Mitte angeordnet ist und den Sack 50,in nahezu gleiche Volumenteile unterteilt, wobei eine Verbindung zwischen den einzelnen Abteilen in dem dem Kanister entfernten Bereich gegeben ist. Ein besonderes Interesse ist auf die Aus« bildung und den Verlauf des Luftweges durch den Sack gelegt worden, damit nicht ein zusätzlicher Widerstand und auch keine gewundene Bahn entsteht und daß die Luftbahn so weit wie möglich von dem Kanister weg über eine möglichst große Länge geführt wird, um ein Maximum an Kühleffekt zu erzielen. Darüber hinaus ist der Luftsack 50 mit einem E nt spannung s ventil 54 versehen, welches überschüssigen Sauerstoff, der durch die Chemikalien 6 erzeugt wurde, in die Atmosphäre entläßt, um einen Aufbau an Überdruck in dem Atmungsgerät zu verhindern.

Der Luftsack 50 besteht aus einem Material, welches im wesentlichen

mit Kalium super oxy d zumindest bei den Temperaturen, die möglicherweise im Betrieb des Atmungsgerätes erreicht werden können, nicht reagiert. Solche Materialien können beispielsweise fluorisiertes Athylenpropylen (TFE "Teflon") oder "Kaptori¹ sein, das von E.I. du Pont, Wilmington, Delaware, erhalten werden kann.

Gemäß Fig. 12 sind die oberen und unteren Gehäuseteile 1 und 2 mit Vorsprüngen 62 versehen, die geeignet sind, das kaminartige Glied 60 im gleichmäßigen Abstand zu den Wänden des Gehäuses und der Endwand 8 des Kanisters 3 zu halten, wobei diese Wände einen Kanal durch die

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Gehäuseteile 1 und 2 bilden, welcher das Hindurchströmen von Umgebungs luft durch diesen Kanal hindurch und um den Kamin herum ermöglicht, um eine zusätzliche Kühlung durch Begrenzung der Berührung mit dem relativ warmen Kanister zu ermöglichen, in welchem die chemische Reaktion zwischen KCL und der ausgeatmeten Atemluft des Benutzers stattfindet.

Wie dies am besten in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Kamin 60 relatif flach im Querschnitt. Der Kamin 60 ist so ausgebildet, daß er in abgedichteter "Weise, wie dies beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, über ein Übergangsstück 70 mit dem Ende des Einlaß Schlauches 71 verbunden ist, der mit dem Mundstück 72 versehen ist. Die Schläuche 23 und 71 sind flexible Schläuche, wobei die Enden vorzugsweise unterschiedlich ausgeführt sind, um zu verhindern, daß der Einlaß schlauch 71 mit dem Mundstück 72 an der Seite verbunden wird, welche in geeigneter Weise angepaßt ist, um den Auslaßschlauch 23 aufzunehmen. Während der Lagerung und der Nichtbenutzung sind das Mundstück 72 und die Schläuche 23 und 71 innerhalb eines Faches aufgenommen, das durch die obere Wand des Kanisters 3 und einen Deckel 80 gebildet ist, welcher in den Fig. 1, 2 und 11 dargestellt ist. Die obere Abdeckung 80 kann vorzugsweise mit dem oberen Gehäuseteil 1 durch Verwendung von Stöpseln 81 (vergl. Fig. 11) verbunden sein, welche vorzugsweise einstückig mit den Teilen 1 und 80 ausgebildet sind und welche dazu dienen, ein Band 82 aufzunehmen, wobei daraufhingewiesen sei, daß das Band 82 als Hängeband ausgebildet ist und sich um den Nacken des Benutzers herum erstreckt, während es gleichzeitig, wie dies durch das Bezugszeichen 83 angedeutet ist, verlängert ist, um ein Scharnier zu bilden, welches die obere Abdeckung mit dem Gehäuseteil 1 verbindet. Die obere Abdeckung 80 kann so nach unten zwischen dem Brustkasten des Benutzers und dem Gehäuseteil 1 herunterhängen, wodurch eine zusätzliche Isolierung zwischen dem Benutzer und dem Atmungsgerät geschaffen ist. Die Bänder 82 können an den Stöpseln 81 in jeder geeigneten Weise, beispielsweise durch Klemmscheiben 84, befestigt sein.

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Die Gehäuseteile 1 und 2 sind durch geeignete Mittel miteinander verbunden, obgleich die in Fig. 13 dargestellte Verbindungsart besonders vorteilhaft ist. In dieser Figur ist ein flexibler Dichtring 85 in einer Nut 86 angeordnet dargestellt, welche innerhalb des unteren Gehäuseteiles 2 vorgesehen ist. Eine Lippe 87, die vom Gehäuseteil 1 aus nach unten gerichtet ist, kann in die Nut 86 eingreifen. Die Gehäuseteile 1 und 2 werden durch

Haken 88 in der zusammengesteckten Lage miteinander verhunden, die mit Schlitzen zusammenwirken, welche in dem unteren Gehäuseteil 2 vorgesehen sind, um eine dauerhafte Verbindung des unteren Gehäuseteiles mit dem oberen Gehäuseteil zu erreichen.

In ähnlicher Weise ist der Deckel 80 mit ähnlichen Feder-Nut-Dichtungen ausgerüstet, die Dichtungsringe enthalten, um den Eintritt von Staub, Feuchtigkeit oder dergleichen in das Gehäuse zu verhindern. Eine Bodenabdeckung 90 ist mit dem unteren Gehäuseteil 2 verbunden, wie dies in bezug auf die obere Abdeckung 80 beschrieben wurde.

Die Bodenabdeckung 90 ist so ausgebildet, daß sie den Luftsack 50 und einen Tragriemen 91 aufnimmt, welcher um den Körper des Benutzers herumgelegt ist und den Apparat in Position hält, unabhängig von der Ausrichtung

des Körpers des Benutzers. Der Tragriemen 91 ist an einem nicht dargestellten Bodenabschnitt befestigt, der zum unteren Gehäuseteil 2 gehört, wodurch eine Befestigung für den Riemen 91 zwischen dem oberen Bereich des Luftsackes 50 und dem Boden des Geh&useteiles 2 geschaffen ist.

Die Deckel und Bodenabdeckungen 80 und 90 sind mit dem oberen bzw. unteren Gehäuseteil 1 bzw. 2 verbunden und der Zusammenbau des in Fig. 1 dargestellten Atmungsgerätes ist am besten in einer vorbetrieblichen Weise durch ein Band 100 umfaßt, welches mit einem Schnellverschluß 101 versehen ist, der so ausgebildet ist, daß der Boden 90 nach dem Lösen des Bandes abfallen kann, wodurch gleichzeitig die obere

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Abdeckung 80 geöffnet werden kann und das Mundstück erfaßt und zum Mund geführt werden kann, was die Anlaß vor richtung 20 durch Lösen eines Zugstiftes 21 (Fig. 4) in Betrieb setzt, der mit dem Mundstück 72 und dem Nasenclip 73 verbunden ist. Der Nasenclip 73 ist vorgesehen, um die Nase zu verschließen und ein Atmen durch das Mundstück zu erzwingen. Die Anlaß vor richtung 20 (Anlaßkerze) kann irgendeinem geeigneten Typ zur Verwendung in Verbindung mit dem oben beschriebenen Gerät entsprechen, obgleich die Erfinder herausgefunden haben, daß eine Anlaßkerze von Life Support, Incorporated, mit der Bezeichnung "Breathing Unit Starter Cartridge" besonders geeignet ist. Die AnI aß vor richtung 20, die durch den Zugstift 21 in Betrieb gesetzt wird, bewirkt eine Anfangserzeugung von Sauerstoff, um den Kanister 3 und den Atemsack 50 mit atembarem Sauerstoff während derjenigen kurzen Zeitspanne zu versorgen, die für eine Reaktion zwischen der Feuchtigkeit der ausgeatmeten Atmungsluft eines Benutzers und KO₉ notwendig ist, um die Erzeugung genügender Mengen von brauchbarem, atembaren Sauerstoff einzuleiten und freizu» setzen.

Ein Anzeiger, der mit dem Bezugszeichen 103 in Fig. 2 bezeichnet ist, ist vorzugsweise in der oberen Abdeckung 80 vorgesehen, wobei diese Einheit ein durchsichtiges Fenster aufweist, unter welchem ein Anzeiger angeordnet ist, der bei Vorhandensein von Feuchtigkeit die Farbe ändert und damit vorzugsweise in einem Feuchtigkeitsbereich von 5 bis 10 % anzeigt, ob Feuchtigkeit in die inneren Teile des Gehäuses eindringt, das durch die Gehäuseteile 1 und 2 , die obere Abdeckung 80 oder die untere Abdeckung 90 gebildet ist.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Leichtes, unabhängiges Atmungsgerät, umfassend ein Gehäuse, das einen KanisteT aufnimmt, eine Vielzahl von parallel angeordneten, gesonderten Schichten mit Chemikalien, die ein Bett bilden und mit dem CO. und Feuchtigkeit reagieren, das in der ausgeatmeten Atemluft enthalten ist, um Sauerstoff zu erzeugen, ein Mundstück mit zwei Einwegventilen, wobei das Exhalationsventil mit einer Seite des Chemikalienbettes verbunden ist, einen Auslaß an der anderen Seite des Chemikalienbettes, die mit einem flexiblen Vorratssack in Verbindung steht, einen Aus laß aus diesem Sack, der mit einem Kamin in Verbindung steht, der neben dem Kanister in dem Gehäuse angeordnet ist und dessen gegenüber liegendes Ende mit dem Einlaßventil des Mundstückes verbunden ist und wobei im Gehäuse die Schichten der Chemikalien durch Siebbodenpaare mit Abstand zueinander gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanister (3) unterhalb des Chemikalienbettes mit einer Schikane (30) versehen ist, um geschmolzene oder zerlassene bzw. verflüssigte Chemikalien an einem Eintritt in den Sack (50) zu hindern, daß die Schikane (30) ein rohrförmiges Kanalstück (31) umfaßt, das im wesentlichen parallel und mit Abstand zur· Bodenwand (34) des Kanisters (3) durch eine rohrförmige Stütze (32) gehalten ist, die ein Ende dieses Kanalstückes (31) mit dem Inneren des Sackes (50) verbindet, wobei das andere Ende des Kanalstückes nach unten abgestumpft ist, um eine obere, die untere Fläche überragende Fläche (35) zu bilden.und daß ein Paar winkelförmiger Abweiser (40) mit im wesentlichen L»förmigem Querschnitt am Kanister (3)

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befestigt sind, sich im allgemeinen parallel zu diesem Kanalstück (31) und im wesentlichen quer über den halben Boden des Kanisters erstrecken, wobei ein im allgemeinen horizontaler Schenkel (42) dieses winkelförmigen Abweisers (40) zwischen der unteren Fläche des Kanalstückes (31) und der Bodenwand (34) des Kanisters angeordnet ist.

2. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 'daß der im allgemeinen horizontale Schenkel (42) nach unten vom Zentrum des Kanisters (3) zu seinen Seitenwänden geneigt ist und daß das rohrförmige Kanalstück (31) elliptischen Querschnitt aufweist.

3. Atmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgestumpfte, offene Ende des rohrförmigen Kanalstückes (31) im wesentlichen in der Mitte zwischen den Hndwänden des Kanisters angeordnet ist.

4. Atmungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Chemikalienschichten zumindest einen Bypaßkanal aufweist, dessen quer verlaufende Querschnittsfläche in jeder Schicht sich auf eine Fläche zwischen dem 0, 05- bis 0, 006-Fachen der horizontalen Querschnittsfläche einer jeden einzelnen Schicht beläuft und daß der Bypaßkanal von den Chemikalienschichten getrennt ist, in denen er durch ein im wesentlichen undurchlässiges Material (7) eingesetzt ist.

5. Atmungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite der Siebboden sich von annähernd 6x6 bis 10x10 oder einem entsprechenden Wert erstreckt.

6. Atmungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten, die das Chemikalienbett bilden, mit Kaliumsuperoxyd (KO₂) in Tablettenform aufgefüllt sind

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und daß der Kamin (60) innerhalb des Kanisters (3) durch eine Vielzahl von schmalen Ansätzen (62) festgelegt ist, wodurch ein ringförmiger Kanal geschaffen ist, der den Kamin (60) umgibt und dadurch die Strömung von kühlender Umgebungsluft um diesen Kamin (60) herum erleichtert.

7. Atmungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratssack (50) aus einem Material besteht, welches im wesentlichen keine Reaktion mit Kaliumsuperoxyd eingeht, daß der Sack (50) mit einer einzigen Prallwand (53) versehen ist, die dicht an der inneren Fläche des Sackes angeordnet ist und so den Sack in zwei Abteile unterteilt, jedoch einen freien Austausch des Gases von einem Abteil zum anderen gestattet, und daß dieser Durchgang für den freien Austausch an dem Teil des S ackes angeordnet ist, welcher von den Einlaß- und Aus laß öffnung en (51, 52) am weitesten entfernt ist, wodurch das in den Sack eintretende Gas gezwungen ist, einem Strömungsweg zu folgen, der beim Hindurchströmen des Gases durch den Sack ein Maximum an Temperaturverlust ermöglicht.

8. Atmungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabletten aus Kaliumsuperoxyd annähernd einen Durchmesser von 7 mm und eine Dicke von 3 mm bis zu einem Durchmesser von 10 mm/und einer Dicke von 5 mm aufweisen, und daß das Verhältnis der Dicke einer jeden der Schichten in dem Chemikalienbett zur Oberfläche einer jeden Schicht, die einer anderen Schicht gegenüber liegt, zwischen 0,035 und 0,055 beträgt.

709810/0274

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