EP0893141A1 - Dispositif de ventilation en surpression pour masque à gaz - Google Patents

Dispositif de ventilation en surpression pour masque à gaz Download PDF

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EP0893141A1
EP0893141A1 EP98401841A EP98401841A EP0893141A1 EP 0893141 A1 EP0893141 A1 EP 0893141A1 EP 98401841 A EP98401841 A EP 98401841A EP 98401841 A EP98401841 A EP 98401841A EP 0893141 A1 EP0893141 A1 EP 0893141A1
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ventilation device
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fan
wheel
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Christian Jay
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Giat Industries SA
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/006—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort with pumps for forced ventilation

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of face mask air filters fitted with a ventilation system causing overpressure in the mask.
  • the purpose of the present invention is to provide a ventilation device for a gas mask filter does not not having the disadvantages noted above and which either integrated into the filter support.
  • the invention therefore relates to a device for overpressure ventilation of a mask air filter gas integrated in a box closed by a cover, consisting of a centrifugal fan without connected volute upstream of the filter, characterized in that it comprises a support secured to the filter cover allowing center the motor and the fan wheel on the axis longitudinal of the filter, so as to obtain a axial fan operation.
  • the cover is provided with a support receiving well, comprising a first side wall cooperating with the connection means, a second side wall extending the first and a bottom wall provided air passage holes.
  • slats are attached to the second wall side and bottom to channel air to the orifices of passage.
  • the support consists of a centering cover motor detachably adjusted on the cover.
  • a deflector is arranged between the support and the wheel.
  • the hood is presented in the form of a substantially cylindrical element extended by a side wall provided with means of connection to the cover.
  • the side wall of the hood is provided with inlets air and is extended internally by a delimiting fold the deflector.
  • the side wall of the hood delimits with the baffle a wheel observation window.
  • the lower edge of the wheel is fixed rigidly to the axis of the motor supported by a bearing, said axis being aligned with axis B of the filter.
  • An advantage of the present invention lies in the very small footprint of the device and the number reduced parts which compose it, which allows to obtain a low mass.
  • Another advantage of the invention lies in the axial mounting of the fan thus making the assembly very compact.
  • Another advantage of the invention lies in the reduction in the possibilities of separation of the its filter during movements of the head or arms at during the wearer's movements or in his different work postures.
  • filter 1 On the longitudinal section of the following filter 1 Figures 1 and 2, we see that it consists conventionally of a case 2 closed by a cover 3, containing a filtration system here consisting of a cartridge 4 of activated carbon and a paper filter 5.
  • This filter 1 is screwed using a threaded connection 6 on the nozzle 7 of the gas mask.
  • Filter 1 has an axis B of longitudinal symmetry.
  • level of the cover 3 a fan 8 consisting of a motor 9 and a wheel 10, and which is powered by a battery 11 via an electrical connection 12.
  • the cover 3 delimits a well 13 receiving a support 14 from the fan 8.
  • Well 13 includes a first part tubular 15 extended by a second tubular part 16 of smaller diameter, which are aligned on an axis A merged with axis B, and a bottom 17 pierced with orifices 18.
  • the support 14 consists of a cover 19 and is presented in the form of a substantially cylindrical element extended by a side wall 21 cooperating with the part tubular 15 for fixing the cover 14 to the cover 3, using a connection means 22, for example a thread, or a quarter-turn or snap-on system.
  • the assembly described above is completed by a deflector 23 delimiting with the bottom 17 of the cover a housing for inside which the wheel 10 rotates.
  • This deflector 23 can be produced either as an independent piece fixed on its periphery to the side wall 21, either under the forms a fold of the side wall 21 itself.
  • the fins 20 of wheel 10 have a curved profile, and in Figure 1 we see the upper edge 24a and the edge lower 24b of each of them.
  • the device ventilation includes a chamber 25 bounded by the deflector 23 and the wall 21, a chamber 26 delimited by the fins 20 of the wheel 10 and the lower edge 24b of the wheel 10, a chamber 27 delimited by the wheel 10 and the tubular part 16 of the cover. Room 27 opens in holes 18 to bring air to the level of the system filtration.
  • the wall 21 is pierced with a number orifices 28 for the intake of air.
  • the fan wheel 10 by its lower edge, is rigidly fixed to the axis of the motor supported by a bearing 30.
  • FIG 3 there is shown in perspective a view of the cover showing the strips 29 integral with the wall 16 and the bottom 17. These strips have a curved profile and serve to channel the air coming radially from wheel 10 to send it axially towards the filter 5. These strips 29 can be molded directly during the manufacture of the cover if it is made of plastic.
  • Figure 4 which is a sectional view along axis A-A of Figure 1, we see the cover 3, the part tubular 16, the strips 29 of said cover and the fins 20 of the wheel driven by the motor 9.
  • the slats 29 send pressurized air to the chambers 27 from chamber 26 as previously indicated.
  • FIG 5 there is shown a view of top of the ventilation device showing the openings 28 of the cover 3 in which the wall 21 is inserted extended by the cover 19.
  • the facial mask can be used when the fan is off or when it has been removed. In this case, the breathing does not exist and the user must overcome the pressure losses of the entire filtration system by his own breathing.
  • the case 2 is shown schematically and the electrical connection 12 is provided with a plug for connect to this box.
  • the case is carried by the user and the fan is activated by entering the plug in the battery box or by activating a light switch.
  • the fan is working in discharge by being disposed on the inlet of the filter air.
  • the seal with the filter is therefore not paramount.
  • the fan works in this configuration as an axially mounted fan. This embodiment makes it possible to have a reduced bulk, a minimum of parts and therefore a low mass bearable by the user.
  • the ventilation device according to the invention When the filtration system 4, 5 is saturated, it must be replaced. This operation is carried out with the ventilation device according to the invention in the workplace or in the area contaminated without removing the face mask and while continuing to be protected. For this, the user must hold your breath to remove ventilation, replace the filter and replace the ventilation.
  • the duration of these operations with the system according to the invention is less than 10 s. because the user does not perform any intervention on the ventilation device itself.
  • the device according to the invention can be used indifferently with particle filters, gas filters or combination filters; the dimensions wheel and motor can be adapted to suit of the flow and overpressure that we want to obtain in air filter outlet.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de ventilation en surpression d'un filtre à air 4, 5 de masque à gaz intégré dans un boîtier 2 fermé par un couvercle 3, constitué d'un ventilateur 8 connecté en amont du filtre. Il comprend un support 14 solidaire du couvercle du filtre permettant de centrer le moteur 9 et la roue 10 du ventilateur 8 sur l'axe longitudinal du filtre, de façon à obtenir un fonctionnement axial du ventilateur 8. Le couvercle 3 est muni d'un puit 13 de réception du support 14, comportant une première paroi latérale 15 coopérant avec les moyens de raccordement 22, une seconde paroi latérale 16 prolongeant la première et une paroi de fond 17 munie d'orifices 18 de passage de l'air. Des lamelles sont fixées à la seconde paroi latérale 16 et au fond 17 pour canaliser l'air vers les orifices 18 de passage. <IMAGE>

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des filtres à air de masques faciaux équipés d'un système de ventilation engendrant une surpression dans le masque.
Il est bien connu que le filtre à air d'un masque facial engendre une gêne importante dans les mouvements de tête due à la masse et au volume de celui-ci. On a déjà pensé à améliorer le port du masque en créant une surpression en rapportant un ventilateur en amont du filtre. La ventilation diminue la gêne respiratoire et offre une sécurité supplémentaire de protection du fait de la surpression qu'elle engendre. On a ainsi proposé dans le brevet US-A-5 404 874 un ventilateur centrifuge équipé d'un moteur électrique qui aspire l'air par un orifice d'un boítier et le dirige vers le filtre du masque facial par l'intermédiaire d'un adaptateur à trois bras permettant de le raccorder au filtre. L'inconvénient de ce dispositif réside dans le fait qu'il est facile de l'arracher et dans son volume important. De plus, du fait de sa conception, ce dispositif ne peut s'adapter qu'à un seul type de filtre possédant nécessairement une carcasse métallique.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de ventilation d'un filtre de masque à gaz ne présentant pas les inconvénients relevés ci-dessus et qui soit par contre intégré dans le support du filtre.
L'invention a donc pour objet un dispositif de ventilation en surpression d'un filtre à air de masque à gaz intégré dans un boítier fermé par un couvercle, constitué d'un ventilateur centrifuge sans volute connecté en amont du filtre, caractérisé en ce qu'il comprend un support solidaire du couvercle du filtre permettant de centrer le moteur et la roue du ventilateur sur l'axe longitudinal du filtre, de façon à obtenir un fonctionnement axial du ventilateur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le couvercle est muni d'un puit de réception du support, comportant une première paroi latérale coopérant avec les moyens de raccordement, une seconde paroi latérale prolongeant la première et une paroi de fond munie d'orifices de passage de l'air.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des lamelles sont fixées à la seconde paroi latérale et au fond pour canaliser l'air vers les orifices de passage.
Le support est constitué d'un capot de centrage du moteur ajusté de manière amovible sur le couvercle.
Selon une autre caractéristique,un déflecteur est disposé entre le support et la roue.
D'une manière générale, le capot se présente sous la forme d'un élément sensiblement cylindrique prolongé par une paroi latérale munie de moyens de raccordement au couvercle.
La paroi latérale du capot est munie d'entrées d'air et est prolongée côté interne par un repli délimitant le déflecteur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de ventilation comprend :
  • une première chambre délimitée par la paroi latérale et le déflecteur,
  • une deuxième chambre délimitée par le moteur et les ailettes de la roue du ventilateur, et
  • une troisième chambre délimitée par le déflecteur, le couvercle et la roue du ventilateur.
La paroi latérale du capot délimite avec le déflecteur une fenêtre d'observation de la roue.
Le bord inférieur de la roue est fixé rigidement à l'axe du moteur supporté par un palier, ledit axe étant aligné sur l'axe B du filtre.
Un avantage de la présente invention réside dans l'encombrement très réduit du dispositif et du nombre réduit de pièces qui le composent, ce qui permet d'obtenir une masse faible.
Un autre avantage de l'invention réside dans le montage axial du ventilateur rendant ainsi l'ensemble très compact.
Un autre avantage de l'invention réside dans la réduction des possibilités de séparation du dispositif de son filtre lors des mouvements de la tête ou des bras au cours des déplacements du porteur ou dans ses différentes postures de travail.
D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture du complément de description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'illustration en relation avec des dessins sur lesquels :
  • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du filtre,
  • la figure 2 montre la circulation de l'air au sein du dispositif selon l'invention,
  • la figure 3 est une vue de dessus en perspective du couvercle,
  • la figure 4 est une coupe A-A de la figure 1 montrant la roue du ventilateur,
  • la figure 5 est une vue de dessus du couvercle.
Sur la coupe longitudinale du filtre 1 suivant les figures 1 et 2, on voit que celui-ci est constitué classiquement d'un boítier 2 fermé par un couvercle 3, renfermant un système de filtration constitué ici d'une cartouche 4 de charbon actif et d'un filtre papier 5. Ce filtre 1 est vissé à l'aide d'un raccord fileté 6 sur l'embout 7 du masque à gaz. Le filtre 1 possède un axe B de symétrie longitudinale. Suivant l'invention, on dispose au niveau du couvercle 3 un ventilateur 8 constitué d'un moteur 9 et d'une roue 10, et qui est alimenté par une pile 11 par l'intermédiaire d'une liaison électrique 12. Le couvercle 3 délimite un puit 13 recevant un support 14 du ventilateur 8. Le puit 13 comprend une première partie tubulaire 15 prolongée par une seconde partie tubulaire 16 de diamètre inférieur, qui sont alignées sur un axe A confondu avec l'axe B, et un fond 17 percé d'orifices 18. Le support 14 est constitué d'un capot 19 et se présente sous la forme d'un élément sensiblement cylindrique prolongé par une paroi latérale 21 coopérant avec la partie tubulaire 15 pour fixer le capot 14 au couvercle 3, à l'aide d'un moyen de raccordement 22, par exemple un filetage, ou un système quart de tour ou enclipsable. L'ensemble décrit ci-dessus est complété par un déflecteur 23 délimitant avec le fond 17 du couvercle un logement à l'intérieur duquel tourne la roue 10. Ce déflecteur 23 peut être réalisé soit sous la forme d'une pièce indépendante fixée sur son pourtour à la paroi latérale 21, soit sous la forme d'un repli de la paroi latérale 21 elle-même. Les ailettes 20 de la roue 10 présentent un profil courbe, et sur la figure 1 on voit le bord supérieur 24a et le bord inférieur 24b de chacune d'elles. Le dispositif de ventilation comprend une chambre 25 délimitée par le déflecteur 23 et la paroi 21, une chambre 26 délimitée par les ailettes 20 de la roue 10 et le bord inférieur 24b de la roue 10, une chambre 27 délimitée par la roue 10 et la partie tubulaire 16 du couvercle. La chambre 27 débouche dans les orifices 18 pour amener l'air au niveau du système de filtration. La paroi 21 est percée d'un certain nombre d'orifices 28 d'aspiration pour l'entrée de l'air.
On notera que la roue 10 du ventilateur, par son bord inférieur, est fixée rigidement à l'axe du moteur supporté par un palier 30.
Sur la figure 2, on a représenté la circulation du flux d'air à l'aide des flèches à partir de l'atmosphère extérieure. Lorsque le ventilateur fonctionne, l'air est aspiré au travers des orifices 28 et s'écoule dans la chambre 25, puis dans la chambre 26 et est renvoyé axialement sous l'action du ventilateur dans les chambres 27. De ces dernières, l'air est ensuite dirigé à l'intérieur du filtre à travers les orifices 18, puis vers le masque facial. L'air ainsi aspiré parcourt une distance relativement courte et s'écoule suivant une surpression en facilitant la respiration de l'utilisateur du masque facial.
Sur la figure 3, on a représenté en perspective une vue du couvercle montrant les lamelles 29 solidaires de la paroi 16 et du fond 17. Ces lamelles présentent un profil courbe et servent à canaliser l'air venant radialement de la roue 10 pour le renvoyer axialement vers le filtre 5. Ces lamelles 29 peuvent être moulées directement lors de la fabrication du couvercle si celui-ci est réalisé en matière plastique.
Sur la figure 4 qui est une vue en coupe selon l'axe A-A de la figure 1, on voit le couvercle 3, la partie tubulaire 16, les lamelles 29 dudit couvercle et les ailettes 20 de la roue entraínée par le moteur 9. Les lamelles 29 envoient l'air sous pression dans les chambres 27 à partir de la chambre 26 comme indiqué précédemment.
Sur la figure 5, on a représenté une vue de dessus du dispositif de ventilation montrant les orifices 28 du couvercle 3 dans lequel est insérée la paroi 21 prolongée par le capot 19.
On notera que le masque facial peut être utilisé lorsque le ventilateur est à l'arrêt ou lorsqu'il a été enlevé. Dans ce cas, la fonction d'assistance à la respiration n'existe pas et l'utilisateur doit vaincre les pertes de charge de l'ensemble du système de filtration par sa propre respiration.
Le boítier 2 est représenté schématiquement et la liaison électrique 12 est munie d'une fiche pour se connecter à ce boítier. Le boítier est porté par l'utilisateur et le ventilateur est activé en introduisant la fiche dans le boítier pile ou bien en activant un interrupteur.
On notera encore que le ventilateur travaille en refoulement en étant disposé sur l'entrée du filtre à air. L'étanchéité avec le filtre n'est donc pas primordiale. Le ventilateur travaille dans cette configuration comme un ventilateur monté de manière axiale. Cette réalisation permet d'avoir un encombrement réduit, un minimum de pièces et donc une masse faible supportable par l'utilisateur.
Lorsque le système de filtration 4, 5 est saturé, il faut procéder à son remplacement. Cette opération s'effectue avec le dispositif de ventilation selon l'invention sur le lieu de travail ou dans la zone contaminée sans enlever le masque facial et tout en continuant à être protégé. Pour cela, l'utilisateur doit retenir sa respiration pour enlever la ventilation, remplacer le filtre et remettre la ventilation. La durée de ces opérations avec le système selon l'invention est inférieure à 10 s. car l'utilisateur n'effectue aucune intervention sur le dispositif de ventilation lui-même.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé indifféremment avec des filtres à particules, des filtres anti-gaz ou des filtres combinés ; les dimensions de la roue et du moteur peuvent être adaptées en fonction du débit et de la surpression que l'on voudra obtenir en sortie du filtre à air.

Claims (10)

  1. Dispositif de ventilation en surpression d'un filtre à air (4, 5) de masque à gaz intégré dans un boítier (2) fermé par un couvercle (3), constitué d'un ventilateur (8) centrifuge sans volute connecté en amont du filtre, caractérisé en ce qu'il comprend un support (14) solidaire du couvercle du filtre permettant de centrer le moteur (9) et la roue (10) du ventilateur (8) sur l'axe longitudinal du filtre, de façon à obtenir un fonctionnement axial du ventilateur (8).
  2. Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (3) est muni d'un puit (13) de réception du support (14), comportant une première paroi latérale (15) coopérant avec les moyens de raccordement (22), une seconde paroi latérale (16) prolongeant la première et une paroi de fond (17) munie d'orifices (18) de passage de l'air.
  3. Dispositif de ventilation selon la revendication 2, caractérisé en ce que des lamelles (29) sont fixées à la seconde paroi latérale (16) et au fond (17) pour canaliser l'air vers les orifices (18) de passage.
  4. Dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support (14) est constitué d'un capot (19) de centrage du moteur (9) ajusté de manière amovible sur le couvercle (3).
  5. Dispositif de ventilation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un déflecteur (23) est disposé entre le support et la roue.
  6. Dispositif de ventilation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le capot (19) se présente sous la forme d'un élément sensiblement cylindrique prolongé par une paroi latérale (21) munie de moyens de raccordement (22) au couvercle (3).
  7. Dispositif de ventilation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi latérale (21) du capot est munie d'entrées d'air (28) et est prolongée côté interne par un repli délimitant le déflecteur (23).
  8. Dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend :
    une première chambre (25) délimitée par la paroi latérale (21) et le déflecteur (23),
    une deuxième chambre (26) délimitée par le moteur (9) et les ailettes (20) de la roue (10) du ventilateur, et
    une troisième chambre (27) délimitée par le déflecteur (23), le couvercle (3) et la roue (10) du ventilateur.
  9. Dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la paroi latérale (21) du capot (3) délimite avec le déflecteur une fenêtre d'observation de la roue (10).
  10. Dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le bord inférieur (20) de la roue (10) est fixé rigidement à l'axe du moteur (9) supporté par un palier (30), ledit axe étant aligné sur l'axe B du filtre.
EP98401841A 1997-07-22 1998-07-21 Dispositif de ventilation en surpression pour masque à gaz Expired - Lifetime EP0893141B1 (fr)

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