DE69226784T2 - Atemschutzvorrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Atemschutzhelm für Zivilisten und Kampfpersonal.
• Ältere Typen von Beatmungsvorrichtungen umfassen eine flexible Hülle mit einem Visier für Flieger (F 74 11 27) und einen festen Helm mit einem Glasfenster für Taucher (GB 42 69 62), beide mit einem getrennten Atemgasanschluß. Im speziellen sind verschiedene Typen von tragbaren Beatmungsgeräten beschrieben worden. Es ist ein einfacher transparenter Beutel mit einer Kragendichtung und einem Filter bekannt (GB 21 29 670A), die Konstruktion ist jedoch wegen eines großen effektiven toten Raumes mit Mängeln behaftet. Diese Unzulänglichkeit kann durch Einbringen einer Oronasal-Maske (ONM) oder anderer geeigneter Mittel in den Atemkreislauf beseitigt werden. Es ist im Stand der Technik gut bekannt, derartige durch einen Schnürgurt getragene ONMs zu verwenden und dabei Einlaß- und Auslaßventile zu haben, beide für ein Atemgassystem (WO 82/02492) und für ein Filtersystem (EP 027 59 34A2). Es können jedoch Probleme auftreten bei einer schlecht angepaßten ONM, die eine Leckage nach außen von ausgeatmetem Gas ermöglicht, mit dem effektiven Ansteigen des toten Raumes. Darüber hinaus kondensiert die Feuchtigkeit in dem ausgeatmeten Gas am Visier, falls befestigt, was eine Trübung und eine Sichtbeeinträchtigung verursacht.
• Bei der vorliegenden Erfindung wird ein dicht anliegender elastisch hergestellter Helm benutzt als Gurtzeug, um rund um den Ring der ONM Spannung hervorzurufen und ihn an das Gesicht zur Sicherstellung eines guten Sitzes anzuziehen. Die Nackenabdichtung der Hülle, die einen integralen Teil des Atemgerätes bildet, kann durch ein Zugband (WO 82102492, EP 0 275 934 A2) abgedichtet werden, jedoch findet bei diesem Dichtungstyp eine große, nach innen gerichtete Leckage der äußeren vergifteten Atmosphäre statt. Eine elastische Scheidenackenabdichtung (GB 21 29 670 A) bewirkt weniger Leckage, jedoch kann die Leckage weiter reduziert werden durch einen Überdruck innerhalb der Hülle. Ein Überdruck kann dadurch erreicht werden, daß ausgeatmetes Gas in den Hüllenzwischenraum geleitet wird (GB 22 11 098 A, GB 21 64 570 A), derartige Konstruktionen sind jedoch nachteilig, weil die Feuchtigkeit im ausgeatmeten Gas die Sicht verschlechtert. In der EP-A-0 301 132 wird das ausgeatmete Gas in einen Raum zwischen der Hülle und einer inneren flexiblen, an der Hülle befestigten Membrane geleitet. Ein Überdruckatemgerät ist wohlbekannt (GB 15 87 121, GB 20 74 456 A). Bei der vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz zur GB 15 87 121 ein Reservoir zwischen den beiden Hüllen beschrieben und von der GB 20 74 456 A unterscheidet sie sich dadurch, daß komplexe Druckreduzierungsventile nicht erforderlich sind. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Überdruck dadurch erreicht, daß trockenes Gas unter Druck und bei konstantem Fluß direkt in das Hüllenzwischenreservoir fließt. Es gibt tatsächlich keine nach innen gerichtete Leckage durch die Nackenabdichtung, wenn der Hüllenzwischenraum unter Überdruck bleibt, wobei dieses sichergestellt ist, wenn das Volumen des Reservoirs einen Überschuß des Atemvolumens des Trägers aufweist und wenn die Einlaß- und Auslaßventile auf geeignete Öffnungsdrücke eingestellt sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist die nach innen gerichtete Leckage durch die ONM unerheblich und die nach außen gerichtete Leckage aus der ONM in dem Hüllenzwischenraum wird durch die verbesserte Güte der Anlage minimiert. Es gibt daher kein signifikantes Ansteigen des effektiven toten Raumes und eine Trübung wird durch den Eintritt von trockenem Gas aus der Atemgasquelle verhindert. Von daher zeigt die vorliegende Erfindung ein Atemgerät, das ein Reservoir aufweist im Hüllenzwischenraum zwischen der inneren und äußeren Hülle, welches mit trockenem Atemgas zur Verhinderung von Eintrübungen gefüllt ist und unter Überdruck steht, um einer nach innen wirkenden Leckage vorzubeugen, welches eine innere elastische Innenhülle besitzt, um die Maske zu tragen, um sie auf das Gesicht zu setzen und einen guten Halt sicherzustellen, und die einen offenen Kreislauf mit Einwegventilen besitzt, um ein gutes Funktionieren mit sehr geringem toten Raum und hoher Effizienz sicherzustellen. Die vorliegende Erfindung wird mit einer mitanhängigen Anmeldung, die eine "retaining harness means" beschreibt, eingereicht.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Atemschutzhelm und weist eine äußere Hülle, eine innere Hülle, eine Überdruckkammer, eine Atemgasquelle und eine Maske mit Einwegventilen in einem Umlaufsystem auf,
• A) wobei die Außenhülle:
• (i) aus einem gasdichten Material besteht,
• (ii) mindestens in einem Bereich transparent ist,
• (iii) mit einer elastischen Nackenabdichtung ausgestattet ist;
• B) wobei die innere Hülle:
• (i) dicht anliegend am Kopf ausgebildet ist,
• (ii) aus einem elastischen Material besteht,
• (iii) mit der äußeren Hülle verbunden ist,
• (iv) mit dem Ring der Maske verbunden ist, der zu ihrer Unterstützung dient und auf dem Gesicht aufsetzbar ist;
• C) wobei die Unterdruckkammer:
• (i) angeordnet ist in dem Raum zwischen der inneren und der äußeren Hülle,
• (ii) und dieser Zwischenraum mit einem Volumen ausgebildet ist, welches das Atemvolumens des Benutzers übersteigt;
• D) wobei die Atemgasquelle trockenes Atemgas liefert direkt in die Überdruckkammer zur Anhebung des Überdruckes und
• E) wobei die Maske den Mund des Benutzers überdeckt und
• (i) ein Einwegeinlaßventil besitzt, durch welches das Atemgas von der Überdruckkammer zu dem Hohlraum in der Maske strömt und
• (ii) ein Einwegauslaßventil besitzt, durch welches Atemgas von dem Hohlraum der Maske zu der Umgebungsatmosphäre strömt.
• Die wesentlichen und bevorzugten Ausgestaltungen der Komponententeile des Gerätes in Verbindung mit der Atmosphäre sind wie folgt:
• (1) Die äußere Schutzhülle ist gasundurchlässig und feuerbeständig, um den Kopf und den Atmungstrakt des Trägers zu schützen.
• (2) Die Nackenabdichtung ist aus elastischem Material hergestellt, welches um den Nacken anliegt und zusammen mit der äußeren Hülle die gasundurchlässige Umrandung komplettiert.
• (3) Die zentrale Öffnung der Nackenabdichtung ist dehnbar, um beim Aufsetzen der Hülle über den Kopf zu passen und schließt dicht am Nacken ab im aufgesetzten Zustand.
• (4) Die Maske bedeckt die Nase und den Mund.
• (5) Der Hohlraum der Maske ist der Zwischenraum in Ihrem Innern.
• (6) Der Ring der Maske dichtet gegen das Gesicht des Trägers ab.
• (7) Die innere Hülle ist elastisch und fest anliegend am Kopf. Sie ist mit dem Ring der Maske verbunden, übt folglich eine Zugkraft aus und zieht den Ring gegen das Gesicht, um eine gute Abdichtung zu erreichen.
• (8) Die Überdruckkammer ist der Zwischenraum zwischen der äußeren und inneren Hülle. Sie besitzt ein Volumen, das größer ist als das Atemvolumen des Trägers und sie beinhaltet Atemgas.
• (9) Das Einwegeinlaßventil ermöglicht es dem Gas, in nur einer Richtung aus der Überdruckkammer in den Hohlraum der Maske einzudringen.
• (10) Das Einwegauslaßventil ermöglicht es dem Gas, in nur einer Richtung aus dem Hohlraum der Maske zur Umgebungsatmosphäre auszutreten.
• (11) Die Atemgasquelle ist ein Zylinder, welcher das Atemgas unter Überdruck enthält.
• (12) Der Handschalter wird dazu benutzt, die Förderung des Atemgases von der Quelle an- und auszuschalten.
• (13) Die inneren und äußeren Hüllen sind miteinander am Umfang der inneren Seite der äußeren Hülle verbunden.
• (14) Die Öffnung der inneren Hülle ist an der Vorderseite positioniert, um eine Durchsicht zu erlauben und eine Orientierung während des Aufsetzens zu ermöglichen.
• (15) Die äußere Umgebungsatmosphäre befindet sich außerhalb der Hülle und kann Rauchpartikel und giftige Gase enthalten.
Figurenbeschreibung
• Eine spezielle Ausgestaltung und ihre Funktionsweise wird nachfolgend beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, wobei die Fig. 1 den von einer Person benutzten Atemschutzhelm zeigt, wobei die einzelnen Komponententeile wie oben numeriert sind.
• Der Atemschutzhelm wird aufgesetzt durch Dehnen der Öffnung 3 der Nackenabdichtung 2 und durch Überziehen der äußeren Hülle 1 über den Kopf. Diese ist im Punkt 13 mit der inneren Hülle 7 verbunden, welche folglich ebenso über den Kopf gezogen wird. Die festschließende innere Hülle 7 ist ebenso verbunden mit dem Ring 6 der Maske 4, die durch den Aufsetzvorgang der Hülle 7 mit der Öffnung zur Vorderseite richtig positioniert ist. Die Atemgasquelle 11 wird manuell durch den Schalter 12 aktiviert und füllt die Kammer 8 mit unter Überdruck stehendem Atemgas. Beim Einatmungsvorgang wird Atemgas durch das Einlaßventil 9 und den Hohlraum 5 der Maske 4 in die Lungen eingesaugt. Beim Ausatmungsvorgang tritt das ausgeatmete Gas durch den Hohlraum 5 der Maske 4 und das Auslaßventil 10 in die äußere Umgebungsatmosphäre 15. Überdruck in der Kammer 8 wird durch eine geeignete Vorwahl für den Öffnungsdruck des einen oder anderen oder beider Ventile 9 und 10 aufrecht erhalten.
• Es ist für diejenigen mit dem Stand der Technik bekannten Fachleute naheliegend, daß die äußere Hülle feuerfest sein kann; die gesamte äußere Hülle oder nur ein Teil von ihr kann transparent ausgebildet sein; ein Zugband kann um den Nacken befestigt sein; die Maske kann aus einem Mundstück bestehen, einer Oronasal-Maske, einer Vollgesichtsmaske oder einer anderen Vorrichtung; die innere Hülle kann in mehr als einer Dimension elastisch ausgebildet sein; die Verbindung der inneren Hülle mit dem Maskenring kann direkt oder indirekt sein und kann vollständig oder unvollständig sein; der Maskenring kann dem Gesicht und der Nase angepaßt sein. Das Atemgas kann Luft sein, Sauerstoff oder ein gemischtes Gas, verdichtet oder chemisch hergestellt; zwischen dem Druckgaszylinder und der Überdruckkammer kann ein Reduzierventil angeordnet sein; durch ein Überdruckventil kann einer Überdrucksituation der Kammer vorgebeugt werden; ein Ablassen von Gas kann manuell, automatisch oder auf Wunsch vorgenommen werden; es können zwei Augenöffnungen mit einem Mittelteil oder Band zur Verhinderung von Deformationen der Öffnung oder der Öffnungen vorgesehen sein; es können eine Mehrzahl von Einlaß- und Auslaßventilen vorgesehen werden; die innere Hülle kann die Atemgasquelle und den Behälter aufnehmen und tragen; eine externe oder Zusatz-Gasquelle kann hinzugefügt werden; das System kann für geschlossene oder halbgeschlossene Kreis laufbenutzung angepaßt sein; es können ein Karbon-Dioxydabsorber und eine Kammer für verbrauchte Atemluft kann zusätzlich hinzugefügt werden, darüber hinaus besteht die Möglichkeit, einen Filter oder eine Antierstickungsvorrichtung für die Benutzung in dem Fall vorzusehen, wenn die Atemgasquelle erschöpft ist. Es ist darüber hinaus naheliegend, daß der Atemschutzhelm viele Anwendungen eröffnet im zivilen Gebrauch, welche die Rettung vor Feuer und Rauch und toxischen Dämpfen in Abzugsrohren, Laboratorien und chemischen Fabriken ebenso einschließt, wie im militärischen Gebrauch gegen Giftgase und andere Wirkstoffe.

Claims (4)

1. Atemschutzhelm, umfassend eine äußere Hülle (1), eine innere Hülle (7), eine Überdruckkammer (8), eine Atemgasquelle (11) und eine Maske (4) mit Einwegventilen (9, 10) in einem Umlaufsystem, wobei:

A) die Außenhülle:

(i) aus einem gasdichten Material besteht,

(ii) mindestens in einem Bereich transparent ist,

(iii) mit einer elastischen Nackenabdichtung ausgestattet ist;

B) wobei die innere Hülle:

(i) dicht anliegend am Kopf ausgebildet ist,

(ii) aus einem elastischen Material besteht,

(iii) mit der äußeren Hülle verbunden ist,

(iv) mit dem Ring der Maske verbunden ist, der zu ihrer Unterstützung dient und auf dem Gesicht aufsetzbar ist;

C) wobei die Überdruckkammer:

(i) angeordnet ist in dem Raum zwischen der inneren und der äußeren Hülle,

(ii) und dieser Zwischenraum mit einem Volumen ausgebildet ist, welches das Atemvolumen des Benutzers übersteigt;

D) wobei die Atemgasquelle trockenes Atemgas liefert direkt in die Überdruckkammer zur Anhebung des Überdruckes und

E) wobei die Maske den Mund des Benutzers überdeckt und

(i) ein Einwegeinlaßventil (9) besitzt, durch welches das Atemgas von der Überdruckkammer zu dem Hohlraum in der Maske strömt, und

(ii) ein Einwegauslaßventil (10) besitzt, durch welches Atemgas von dem Hohlraum der Maske zu der Umgebungsatmosphäre strömt.

2. Atemschutzhelm nach Anspruch 1, bei dem die Atemgasquelle mit Druckluft gefüllt ist.

3. Atemschutzhelm nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Öffnungsdrücke des Einlaß- und des Auslaßventiles so gewählt sind, daß ein Überdruck in der Überdruckkammer aufrechterhalten ist.

4. Atemschutzhelm nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem ein weiteres Bedarfsventil vorgesehen ist.