DE4224462A1 - Frischluft-Liefersystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Atemluft in den Kabinen von Kraftfahrzeugen (Fahrer und Mitfahrer bzw. Mitinsassen in PKW/LKW oder Fahrgäste in Bussen). Neueste Untersuchungen bestätigen die krebserzeugende Wirkung von Autoabgasen. In manchen Großstädten werden "Autofahrverbote" verhängt, wenn die Atemluft gewisse Grenzwerte überschreitet, die durch KFZ-Abgase verursacht, bzw. verschlechtert worden sind. Tokyo, Los Angeles, Rom, Sao Paulo, New York, um nur die bekanntesten zu nennen, sind manchmal dermaßen durch Abgase verschmutzt, daß die Passanten auf den Straßen mit kleinen Masken bzw. nassen Tüchern im Mund/Nase-Bereich das Einatmen von giftigen Ab­ gasen zu vermeiden versuchen.

Und was ist mit den Autofahrern selbst und deren Mitin­ sassen? Atmen sie nicht dieselbe Luft wie die Passanten? Sind sie nicht ebenso gefährdet, oder stärker sogar als die Passanten, die vielleicht in einem geschlossenen Ge­ bäude verschwinden? Was ist mit den Bus- und Taxifahrern! Eine Fahrt durch einen mit PKW/LKW verstopften Tunnel kann den Beweis für den Anstieg der Abgaskonzentration in den Fahrer-Kabinen erbringen.

Sind Abgase nur in hoher Konzentration gesundheitsschädlich oder überhaupt? In hoher Konzentration sind Abgase schäd­ licher als in niedriger Konzentration, vor allem aber sofort spürbar. Personen mit asthmatischen Erkrankungen oder Er­ krankungen der Atemwege und -organe leiden regelrecht beim Einatmen von Abgasen, mit Symptomen wie Atemnot, Übelkeit, Schwindel bis zu Bewußtlosigkeit, je nach Grad der Giftkon­ zentration der Abgase. Jeder Autofahrer (und Mitfahrer kann in eine Situation geraten, wo sich giftige Gase um das Fahrzeug ausbreiten (starker Rauch durch Verbrennen von Chemikalien, giftige Gaswolke, Feuer etc.), abgesehen von den üblichen Abgas-Konzentrationen mit Bildung von Diosin, und wo kein Vor- oder Rückwärtsfahren möglich ist.

Es wäre gut, wenn es in solchen Situationen Autos gäbe, die luftdicht von der Außenluft getrennt, saubere Luft zu ihrer Verfügung hätten (so wie sie in der Atmosphäre vorkommt: ca. 20% Sauerstoff, 80% Stickstoff), wo Fahrer und Insassen diese einatmen und im Wagen warten könn­ ten, bis die Fahrt weitergeht.

Die Versorgung der Kabine eines Fahrzeugs (PKW, LKW, Bus etc.) mit sauberer Atemluft hat sich die vorliegende Er­ findung zur Aufgabe gemacht.

Wie die Versorgung der Kabine, wenn erforderlich, mit der nötigen Menge sauberer Atemluft gewährleistet wird, wird nachstehend erläutert, zusammen mit den Skizzen:

Skizze 1: Diese zeigt einen konventionellen PKW mit elektrischer Lüftung und Heizungsanlage.

Skizze 2: Diese zeigt den automatischen Frischluftregler 7.

Skizze 3: Diese zeigt den Regler 7 in einem PKW eingebaut.

Skizze 4: Diese zeigt die Atemluftflasche 14 und ihre Aus­ rüstung.

Skizze 1 zeigt einen gewöhnlichen PKW, ausgerüstet mit elektrischer Frischluftanlage, bestehend aus Ventilator 1, Lufteintrittsklappe 2, Wärme­ tauscher 3, Gebläseschalter 4, Regulierhebel 5 mit Luftaustrittsöffnungen 6 zur Kabine. Der Gebläseschalter 4 (auch mehrstufig) liefert die Außenluft in die Kabine über die Luftaus­ trittsöffnungen 6.

Skizze 2 zeigt den automatischen Frischluftregler 7. Dieser besteht aus dem Sauerstoffaufspürer 8 und dem CO₂-Aufspürer 9, die einen optischen (Licht) und akustischen (Piepton) Alarm geben, wenn der Sauerstoffgehalt unter einen vorgege­ benen Wert fällt bzw. wenn der CO₂-Gehalt über einen bestimmten vorgegebenen Wert steigt. Der Regler 7 führt nach Empfang des Alarmsignals (über Lichtschalter) folgende Funktionen aus:

• 1. Er schaltet die elektrische Anlage 10 für das Schließen der elektrischen Fensterheber ein.
• 2. Er schaltet den Ventilator der Frischluftan­ lage um, welcher die kontaminierte Kabinen­ luft nach außen drückt (statt nach innen saugt - umpolen).
• 3. Er schaltet die Lufteintrittsklappe 2 auf die Position "ZU".
• 4. Er öffnet die Frischluftdüse 11, die im hinte­ ren Teil der Kabine positioniert ist, die über die Frischluftleitung 12 und Reduzierventil 13 mit der Frischluftflasche 14 verbunden ist. Die Flasche 14 mit Reduzierventil 13 und Manome­ ter 15 werden im Kofferraum untergebracht.

Skizze 3 zeigt den automatischen Frischluftregler 7 in einem konventionellen PKW eingebaut. Der Regler 7 arbeitet mit Batteriestrom und zeigt per Knopf­ druck auf seinem Monitor die jeweils augenblick­ lichen O₂- und CO₂-Werte.

Und so arbeitet das Frischluftliefersystem (FRESH AIR SUPPLY SYSTEM, abgekürzt in FAIRSS):

Befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Gebiet (Tunnel, Stau, Stadtfahrt mit hoher Gaskonzentration etc. etc.), wo der Sauerstoffgehalt der Luft unterhalb des individuell angenehm empfundenen Bereichs liegt oder der CO₂-Gehalt oberhalb des individuell für akzeptabel empfundenen Limits, auf welche die Gasaufspürer 8 und 9 eingestellt sind, so alarmieren diese den Frischluftregler 7.

Der Regler übt über seine Schaltungen die vier genannten Funktionen wie folgt aus:

• - schließt die elektrischen Fenster (wenn keine elektrischen FH vorhanden sind, soll dies der Fahrer bzw. Beifahrer oder andere Mitinsassen tun).
• - schaltet den umgepolten Ventilator der Frischluftanlage ein, welcher die kontaminierte Luft aus der Kabine drückt,
• - schließt die Luftklappe des Ventilators (Pos. "ZU"), so daß keine Luft von außen in die Kabine drängt,
• - öffnet die Frischluftdüse, welche saubere Atemluft (mit gewünschten Anteilen (siehe Atemluft-Flaschen/Ende der Funktionsbeschreibung) an O₂ und N) in die Kabine einströmen läßt.

Je nach Größe der Kabine und Luftaustrittsvolumen pro Sekunde in die Kabine durch die Frischluftdüse, wird die Frischluftaustrittsdauer (in Sekunden) errechnet und für diese Öffnungsdauer wird die Düse eingestellt. Das ist die komplette Phase des automatischen Frischluft­ liefersystems. Nach Beendigung dieser Phase fängt - wenn erforderlich - dieselbe Prozedur neu an.

Wenn die Außentemperatur niedrig ist, so daß die Fenster eines Kraftfahrzeugs beschlagen, wird die Kabinenluft über die Luftaustrittsöffnungen 6 vom Ventilator 1 an den Wärmetauscher geführt, von wo sie erwärmt über die Austrittsöffnung 6a in die Kabine zurückgeführt wird. Für Fahrzeuge mit Klimaanlage ändert sich nichts bei der Klimatisierung der Luft.

Eine andere Art der Versorgung der Kabine mit frischer Atemluft ist die der "Intervall-Schaltung". Hierbei wird, ungeachtet der O₂- und CO₂-Anteile der Kabinenluft, die Kabine in regelmäßigen Zeitintervallen mit frischer Atem­ luft aus der Flasche versorgt. Fenster und Luftklappe des Ventilators bleiben während der Einschaltungsdauer auf "Intervall-Schaltung" geschlossen.

Das Frischluftliefersystem ist auf LKW, auf Bussen, Werk­ wagen, Schulbussen, Krankenwagen, Unfallwagen und Polizei­ wagen nutzbar wie auf PKWs.

Das System, welches wenig Raum in der Kabine einnimmt, kann leicht in allen oben erwähnten Kraftfahrzeugen seine Dienste leisten, auch als Nachbau.

An den Frischluftregler 7 können weitere Gasaufspürer (z. B. für Kohlenmonoxyd oder Dioxyn oder andere Gase) angeschlossen werden.

Die chemisch reine Atemluft wird in 2 oder 3 Sauerstoff­ konzentrationen (O₂-Volumenanteile) geliefert, z. B. mit 20%, 25% oder 30%, was 80%, 75% bzw. 70% N-Vo­ lumenanteilen entspricht. Auch die Flasche wird in 2 bzw. 3 Größen lieferbar sein, da PKWs, die z. B. nur zum Ar­ beitsplatz fahren und zurück einen geringeren Frisch­ luftbedarf haben als z. B. Busse oder Taxis.

Um den Verbraucher vor Gasflaschen zu schützen, die andere Gase beinhalten (vielleicht giftige) bekommen die Flaschen des Systems einen Spezialverschluß 16, welcher sich nur mit der Frischluftleitung 12 verbinden läßt. Der obere Teil der Flasche 14 ist so ausgebildet, daß zwei weitere Leistungen leicht und sicher zu erbringen sind:

• a) Sicherheit durch Schutz des Anschlusses 16, des Redu­ zierventils 13 und des Manometers 15 vor Teilen des Kofferraumes, die leicht in Bewegung geraten, ins­ besondere bei stärkerem Bremsen.
• b) handlicher und sicherer Abtransport der Flasche 14.

Skizze 4 zeigt, daß um den Flaschenhals ein zylindrisches, perforiertes Metallgebilde 17 angebracht ist, das die Teile 13, 14 und 16 unter a) schützt und das an seinem oberen Ende zwei Tragehalterungen 18 hat, die ein leichtes und sicheres Tragen der Flasche gewährleisten.

Die Frischatemluft-Flaschen werden in Tankstellen erhält­ lich sein.

Claims (11)

1. Kabine eines PKW (oder LKW) ausgerüstet mit elektrischer Lüftung mit Luftheizungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine mit einem automatischen Frischluftregler (7) ausgerüstet ist.

2. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Regler (7) mit Gasaufspürern (8) (für O₂) und (9) (für CO₂) versehen ist, welche bei Unterschreiten bzw. Überschreiten vorgegebener Grenzen den Regler (7) alarmieren (und in der Kabine ebenfalls durch Ton und Licht Alarm geben).

3. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Regler (7) nach seiner Alarmierung die elektrischen Fensterheber des Wagens einschaltet und die Wagenfenster automatisch geschlossen werden. Wenn keine elektrischen Fensterheber vorhanden sind, werden die Fenster vom Fahrer bzw. von Insassen ge­ schlossen.

4. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regler (7) den umgepolten Ventilator (1) (Skizze 2) einschaltet, welcher die Luft aus der Kabine drückt.

5. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regler (7) die Lufteintrittsklappe (2) des Ventilators schließt.

6. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regler (7) die Frischluftdüse (11) öffnet und frische Luft in die Kabine einströmen läßt.

7. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Kofferraum die Metallflasche (14) mit frischer Luft unter Druck untergebracht ist, versehen mit Reduzierventil (13) und Manometer (15), die über die Luftleitung (12), die an der Düse (11) endet, die im hin­ teren Teil der Kabine angebracht ist.

8. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flasche (14) über einen speziellen Anschluß (16) mit der Luftleitung (12) verbunden wird, der die Gewähr dafür bietet, daß, wenn eine Flasche mit anderen Gasen (anstatt reiner Luft) irrtümlich geliefert wird, diese nicht an die Anlage ange­ schlossen werden kann.

9. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vier Funktionen des Reglers (7) sich ständig von selbst wiederholen, solange die Anlage auf "Intervall-Schaltung" eingeschaltet ist.

10. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß um den Flaschenhals die Metallhülse (17) befestigt ist, die den Anschluß (16), das Reduzierven­ til (13) und das Manometer (15) schützt.

11. Kabine eines Kraftfahrzeugs wie 1-10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallhülse (17) an ihrem oberen Ende mit Tragehalterungen (18) versehen ist.