DE2644305A1

DE2644305A1 - Waerme- und gasschutzanzug

Info

Publication number: DE2644305A1
Application number: DE19762644305
Authority: DE
Inventors: Adalbert Dipl Ing D Pasternack; Ernst Warncke
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE2644305C3; GB1581589A; BE859179A; AU2927977A; FR2366028A1; YU218977A; FR2366028B1; US4172454A; PL201165A1; AU511682B2; DE2644305B2; CS208728B2; GB1581588A; ZA775814B

Description

D r ä	■·9	e	r	W	e	r	k Aktiengesellschaft
2400	L	ü	b	e	C	k.	, Moislinger Allee 53-55

Wärme- und Gasschutzanaug

Die Erfindung betrifft einen Wärme- und Gasschutzanzug mit rohrförmige Strömungskanäle enthaltendem Innenanzug zur Aufnahme des flüssigen KMlteträgers und einer Kältevorrichtung, bestehend aus dem Wärmeaustauscher mit dem Kältemittel, sowie einer durch Kältemitteldampf angetriebenen Kälteträgerumwälzpumpe und einer Atemschutzeinrichtung.

Der menschliche Körper erzeugt durch den Stoffwechsel ständig Wärme. Diese Wärme wird normalerweise durch Strahlung, Leitung, Konvektion und Verdampfung in die Umgebung abgeleitet. Das notwendige Gleichgewicht, bei der die Körpertemperatur nicht über die physiologischen Grenzen ansteigt, kann nur erreicht werden, wenn die Umgebung die Wärme so schnell aufnehmen kann, wie sie entsteht. Die unmittelbare Ableitung der Wärme vom Körper wird jedoch unmöglich, wenn die Umgebungstemperatur größer wird als die zulässige obere Grenze der Körpertemperatur des Menschen.

Es ist ein Gas-Wärme-Schutzanzug bekannt, in dessen wärmeisolierender Umhüllung ein Innenanzug mit rohrförmigen

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Strömungskanälen für den Umlauf eines flüssigen Kälteträgers angeordnet»ist. Die zugehörige Kältevorrichtung ist in einem Rückentornister untergebracht und enthält einen Behälter mit flüssigem Kältemittel. Durch bauliche Maßnahmen soll erreicht werden, daß aus dem Behälter lageunabhängig nur gasförmiges Kältemittel entnommen und über Druckregeleinrichtungen zum Antrieb der Förderpumpe für den Kälteträger verwendet wird. Der Kälteträger fließt von der Förderpumpe durch einen im Kältemittelbehälter angeordneten Wärmeaustauscher zu den Strömungskanälen im Innenanzug und von dort zur Förderpumpe zurück. Überschüssiges Kältemittelgas entweicht in die Atmosphäre. Im Rückentornister ist außerdem ein Atemschutzgerät mit geschlossenem Kreislauf untergebracht. Es wird aus einer Druckgasflasche mit Sauerstoff versorgt. Die ausgeatmete Kohlensäure wird in einem Absorber zurück» gehalten. Es ist ein Einatemluftkühler vorhanden, der an den Kälteträgerkreislauf angeschlossen ist.

Flüssiges Kältemittel, z.B. Ammoniak, ist gefährlich zu handhaben. Das Ablassen von NH- (Ammoniak) in Gasform in die Atmosphäre ist bedenklich. Nur gasförmiges Kältemittel darf den Kältemittelbehälter verlassen können. Um stets nur aus der Gasphase entnehmen zu können, ist ein umständlicher und störungsanfälligerLageausgleich erforderlich. Der Schutzanzug ist nur komplett mit dem Atemschutzgerät zu verwenden, eine gewichtssparende Anpassung als Filtergerät oder reiner Wärmeschutz ist nicht gegeben. Die SauerstoffVersorgung aus einer Druckgasflasche und die zusätzliche Regenerationspatrone bringen ein hohes Gewicht mit sich. Der Umlauf des Kälteträgers kommt erst nach Eintritt einer starken Verdampfung des Kältemittels mit einer Verzögerung in Gang. (DT-OS 24 19 524)

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Bekannt ist'weiterhin ein doppelwandiger Schutzanzug, der mit einem Kühlflüssigkeitssystem versehen ist. Das Kühlsystem des Anzuges ist mit einem äußeren Kühlflüssigkeitskreislauf verbunden,' in dem ein durch verdunstendes Wasser gekühlter Wärmetauscher für die Wärmeabfuhr aus der Kühlflüssigkeit und eine Pumpe für deren Umwälzung sorgt. In diesem Kreislauf sind zwei weitere Wärmetauscher angeordnet, in denen Atemgas und Zusatzsauerstoff durch die Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Des weiteren besitzt dieser Kreislauf einen regelbaren Bypass zwischen Vor-,, und Rücklauf für die Temperaturre- · gelung und ein Au'sgleichselement zum Aufrechterhalten seines Innendruckes. Der Innenraum des Anzuges ist Teil eines geschlossenen Atemkreislaufes. In diesem erfolgt die Umwälzung des Atemgases durch ein Gebläse. Das aus dem Anzug austretende ausgeatmete Gas wird über einen Kohlensäureabsorber geleitet, in einem Wärmetauscher gekühlt und nach Anreicherung mit Sauerstoff wieder in den Anzug eingeleitet. Der zusätzliche Sauerstoff wird aus Chloratkerzen, freigesetzt und in einem Wärmetauscher auf Gebrauchstemperatur abgekühlt. Die Pumpe für die Kühlflüssigkeit und das Gebläse für das Atemgas sind über ein magnetisches Getriebe und eine magnetische Kupplung zu einer Baueinheit zusammengefaßt und werden von einem gemeinsamen Elektromotor aus einer Batterie angetrieben. Nachteilig ist die Verwendung eines Elektromotors und der dafür benötigten schweren Batterie. Eine je nach Umweltbedingungen vorzunehmende mögliche Anpassung ist nicht vorgesehen; es wird grundsätzlich das schwere und komplizierte Atemschutzgerät 'benutzt.(US-PS 35 00 827).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 3edarf leicht und schnell zusätzlich zur Kühlung eine Anpassung an die Umgebung mit den Möglichkeiten

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a) in normaler Atmosphäre ohne Atemschutzfilter,

b) mit Atemschutzfilter,

c) mit Atemgerät, unabhängig von der umgebenden Atmosphäre

zu gestatten.

Die Ausbildung soll ohne Gewichtserhöhung den Kühleffekt verbessern und die Einsatzzeit verlängern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Atemschutzeinrichtung kuppelbar ist.

Als wesentlicherVorteil der Erfindung ergibt sich die bei Erfordernis sofort mögliche Anpassung an die umgebende Atmosphäre. Ohne zeitraubenden Umbau kann als Atemschutzeinrichtung entweder der Einatemluftleitung ein Atemschutzfilter vorgeschaltet werden oder ein über Hängevorrichtungen und Kupplungen an die Einatem- und Ausatemleitung gekuppeltes Kreislaufgerät mit Drucksauerstoff oder flüssigem Sauerstoff und Regeneration der Atemluft oder mit einer mit Kaliumdioxid gefüllten Patrone und einem Atembeutel benutzt werden. Die Umstellungsmöglichkeiten ergeben sich aus der entsprechenden Gestaltung aller anpassungsnotwendigen Bauteile. Durch eine konsequente Ausbildung sind Kupplungsfehler ausgeschlossen. Die Aufhängung und der Anschluß der Kreislaufgeräte sind einfach und sicher.

In weiterer Ausbildung besitzt die Patrone einen Doppelmantel und ist der Zwischenraum über das Überdruckventil mit dem CO₂-Gasraum im Wärmeaustauscher verbunden. Der Atembeutel ist doppelwandig ausgebildet, und der Zwischenraum wird mit dem COp-Gas aus dem Gasmotor

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der Kaitetragerförderpumpe durchströmt. Diese vorteilhaften Ausbildungen dienen dazu, dem Träger des Schutzanzuges seine Arbeit leichter und weniger anstrengend zu gestalten und der Temperaturerniedrigung der Atemluft. Sie werden aus dem Beispiel deutlich.

In weiterer Lösung der Aufgabe ist das Kältemittel COp-Trockeneis und in dem Wärmeaustauscher durch eine Anpreßvorrichtung gegen die Wärmeaustauscherflächen gepreßt. Die Anpreßvorrichtung enthält anpressende Federn oder ist ein durch Gas beweglicher Druckkolben.

Die erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Hantierung des CO„-Trockeneises ungefährlich im Vergleich mit z.B. Ammoniak ist» Das während des Betriebes abströmende CO ρ stellt für die Umgebung keine Gefährdung dar. Das gleiche gilt für den Träger bei Undichtigkeiten im Kühlsystem.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist in die Kälteträgerleitung zwischen Innenanzug und Kälteträgerförderpumpe eine Handpumpe zwischengeschaltet, mit der es in einfacher und sicherer Weise möglich ist, den Kälteträger während des Anlaufstadiums, d.h. zu Beginn des Einsatzes, von Hand umzupumpen. Der gewünschte Kühleffekt ist damit vom Beginn der Benutzung her vorhanden.

Die Einatemluftleitung als Kühlkanal liegt dem Wärmeaustauscher wärmeleitend an. Damit wird die der möglicherweise warmen Umgebung entnommene Einatemluft in einfacher Weise auf für den Träger angenehme Werte heruntergekühlt.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich-

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nungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Wärme- und Gasschutzanzug mit Atemschutzfilter,

Fig. 2 mit einem Atemschutzgerät in Form eines Kreislaufgerätes mit einer Kaliumdioxid-Patrone.

Der Wärme- und Gasschutzanzug ist ein nach dem Bedarfsfall zu tragendes Gerät. Er kann

a) zur Kühlung des Anzugträgers verwendet werden, wenn die Umgebungsluft von ihrer Zusammensetzung her zwar atembar, aber zu warm ist,

b) durch ein zusätzliches Filter in der Einatemluft auch in einer mit spezifischen Atemgasen oder Schwebstoffen verunreinigten, aber sonst atembaren Atmosphäre mit ausreichendem Sauerstoff-Anteil getragen werden,

c) durch die zusätzliche Ausrüstung mit einem Atemschutzgerät in Form eines Kreislaufgerätes den Träger von der umgebenden Atmosphäre völlig unabhängig machen.

Die Ausrüstungen nach a) und b7 unterscheiden sich lediglich durch das Atemschutzfilter 12 an der Ansaugstelle für die Einatemluft. Die Fig. 1 zeigt die Ausführung b).

Der Anzugträger wird von einem Äaßenanzug 1 umgeben, der

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im Kopfbereich aus einem Helm 2 besteht und einen Hand- 3 und Fußschutz 4 aufweist. Je nach den Einsatzbedingungen, z.B. in bezug auf die Temperatur und die Feuchte, ist das Material des Außenanzuges so ausgewählt, daß Einsätze bis zu 700⁰C bei relativen Feuchten von über 90 % möglich sind. Dazu ist es außerdem so ausgebildet, z.B. durch entsprechende Oberflächenausführung, daß der Wärmeeinfall von außen minimiert wird.

Der Innenanzug 5 liegt eng der Körperoberfläche des Geräteträgers an. Er ist doppelwandig ausgebildet zur Aufnahme des flüssigen Kälteträgers. Der Kälteträger ist ein Siliconöl, das bei tiefen Temperaturen bis -80⁰C ausreichend dünnflüssig ist. Mit Hilfe der Kaiteträgerförderpumpe 6, die von einem COp-Gasmotor angetrieben wird, wird der Kälteträger durch den Innenanzug 5 und den Wärmeaustauscher 7 gefördert. Während der Verweilzeit im Innenanzug 5 nimmt der Kälteträger die vom Geräteträger produzierte und durch den Außenanzug 1 eingeströmte Wärmemenge auf und führt sie dem Wärmeaustauscher 7 zu. Nach der?· dort erfolgten Wärmeabgabe gelangt der Kälteträger wieder in den Innenanzug 5 und kühlt die Körperoberfläche des Geräteträgers. Die im Wärmeaustauscher dem Kälteträger entzogene Wärmemenge bedingt ein Sublimieren des als CO^-Trockeneis 8 in fester Form vorliegenden Kältemittels. Das dabei produzierte CO₂-GaS wird zum Antrieb des Gasmotors der Kaiteträgerförderpumpe 6 benutzt. Es wird dazu im Wärmeaustauscher mit Hilfe des Überdruckventils 9 auf einem bestimmten Druck gehalten. Im Anlaufstadium, d.h. zu Beginn des Einsatzes, wird der Kälteträger mit Hilfe der Handpumpe 10 umgepumpt.

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Eine lageunabhängige, sichere Funktion des Wärmeaustauschers 7 wird über die Anpreßvorrichtung 11 erreicht. Diese Anpreßvorrichtung 11 gewährleistet einen maximalen Wärmeübergang, denn sie drückt das feste CO^-Trockeneis gegen die Warmeaustauscherflachen 17 und verhindert damit die Bildung eines wärmeüberganghemmenden COp-Gaspolsters. Die Anpreßvorrichtung 11 kann Druck- und Zugfedern enthalten, aber auch eine Kolbenanordnung sein, die mit dem produzierten CO₂-GaS gespeist wird.

Zur Kühlung der warmen Einatemluft aus der umgebenden Atmosphäre besitzt der Wärmeaustauscher 7 einen oder mehrere Kühlkanäle 13. Sie sind wärmeleitend miteinander verbunden.

In dem Atemschutzfilter 12 werden im Falle b) die in der Einatemluft vorhandenen Atemgifte entfernt.

Für den Fall c), in dem ein von der umgebenden Atmosphäre unabhängiger Atemschutz erforderlich ist, wird eine zusätzliche Ausrüstung, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem Atemschutzgerät notwendig. Der Wärmeaustauscher ist dazu mit Hängevorrichtungen 18 zum Anbringen des Atemschutzgerätes versehen. Die Verbindung mit der Einatem- und Ausatemleitung erfolgt über selbsttätig arretierende Kupplungen 19. Das Atemschutzgerät ist ein Kreislaufgerät 14, das in einer Patrone 22 chemisch gebundenen Sauerstoff in Form von Kaliumdioxid (KO₂) besitzt. Die Sauerstofferzeugung beruht auf der Reaktion des KOp mit der Feuchtigkeit und dem CO₂ in der Ausatemluft. Die dabei erzeugte Reaktionswärme führt jedoch zusätzlich zur Temperaturerhöhung der Einatemluft und der K0₂~Patrone 22. Um dem Geräteträger einen guten Atemluftkomfort zu sichern, wird die erwärmte Ein-

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atemluft hinter dem"Atembeutel 21 durch den Kühlkanal 13 am Wärmeaustauscher 7 entlanggeführt und dabei auf Normaltemperatür heruntergekühlt. Außerdem wird das über das Überdruckventil 9 abströmende kalte COp-Gas zur Kühlung der Patrone 22 ausgenutzt. Die Patrone 22 ist zu diesem Zweck mit einem Doppelmantel 15 versehen, in dessen Zwischenraum 16 das kalte COp-Gas eingeleitet wird und damit die Kühlung des Patroneninhaltes herbeiführt.

Der Atembeutel 21 ist doppelwandig. Der Zwischenraum 20 wird von dem den Gasmotor der KMlteträgerförderpumpe 6"verlassenden COp-Gas durchströmt. Damit wird eine gute zusätzliche Abkühlung der Einatemluft erreicht.

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Claims

Patentansprüche

arme- und Gasschutzanzug mit rohrförtnige Strömungskanäle enthaltendem Innenanzug zur Aufnahme des flüssigen KältetrMgers und einer Kältevorrichtung, bestehend aus dem Wärmeaustauscher mit dem Kältemittel, sowie einer durch Kältemitteldampf angetriebenen Kälteträgerumwälzpumpe und einer Atemschutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemschutzeinrichtung kuppelbar ist.
2. Wärme- und Gasschutzansug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemschutzeinrichtung ein der Einatemluftleitung vorgeschaltetes Atemschutzfilter (12) ist.
3. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemschutzeinrichtung ein über Hängevorrichtungen (18) und Kupplungen (19) an die Einatem- und Ausatemluftleitung gekuppeltes Kreislaufgerät mit Drucksauerstoff oder flüssigem Sauerstoff und Regeneration der Atemluft ist.
4. Wärme- und Gassehtitzanzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemschutzeinrichtung ein über Hängevorrichtungen (18) und Kupplungen (19) an die Einatem- und Ausatemluftleitung gekuppeltes Kreislaufgerät (14) mit einer mit Kaliumdioxid gefüllten Patrone (22) und einem Atembeutel (21) ist.
5. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet; daß die Patrone (22) einen Doppelmantel (15) besitzt und der Zwischenraum (16) über das Überdruckventil (9) mit dem CO₂-Gasraum im Wärmeaustauscher (7) verbunden-isto

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6. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Atembeutel (21) doppelwandig ausgebildet ist und der Zwischenraum (20) mit dem COp-Gas aus dem Gasmotor der KMlteträgerförderpumpe (6) durchströmt wird.
7. Wärme- und Gasschutzanzug mit rohrförmige Strömungskanäle enthaltendem Innenanzug zur Aufnahme des flüssigen Kälteträgers und einer Kältevorrichtung, bestehend aus dem Wärmeaustauscher mit dem Kältemittel, sowie einer durch Kältemitteldampf angetriebenen Kaiteträgerumwälzpumpe und einer Atemschutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel CC^-Trockeneis (8) ist und in dem Wärmeaustauscher (7) durch eine Anpreßvorrichtung (11) gegen die Wärmeaustauscher lachen (17) gepreßt ist.
8. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (11) anpressende Federn enthält.
9. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (11) ein durch Gas beweglicher Druckkolben ist«,
10. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kälteträgerleitung zwischen dem Innenanzug (5) und der Kälteträgerförderpumpe (6) eine Handpumpe (10) zwischengeschaltet ist.
11. Wärme- und Gasschutzanzug nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einatemluftleitung als Kühlkanal (13) dem Wärmeaustauscher (7) wärmeleitend anliegt.

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