EP2872224A2 - Batteriebetriebenes gebläsefiltersystem für den einsatz in explosionsgefährdeten bereichen - Google Patents

Batteriebetriebenes gebläsefiltersystem für den einsatz in explosionsgefährdeten bereichen

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EP2872224A2
EP2872224A2 EP13734670.6A EP13734670A EP2872224A2 EP 2872224 A2 EP2872224 A2 EP 2872224A2 EP 13734670 A EP13734670 A EP 13734670A EP 2872224 A2 EP2872224 A2 EP 2872224A2
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EP
European Patent Office
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battery pack
blower
filter system
blower unit
cells
Prior art date
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Application number
EP13734670.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2872224B1 (de
Inventor
Achim Volmer
Björn Ehler
Mathias Dehmke
Andreas Sürig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draeger Safety AG and Co KGaA
Original Assignee
Draeger Safety AG and Co KGaA
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Publication date
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Publication of EP2872224A2 publication Critical patent/EP2872224A2/de
Application granted granted Critical
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0673—Battery powered
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B17/00—Protective clothing affording protection against heat or harmful chemical agents or for use at high altitudes
    • A62B17/006—Protective clothing affording protection against heat or harmful chemical agents or for use at high altitudes against contamination from chemicals, toxic or hostile environments; ABC suits
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/008—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves

Definitions

  • the present invention relates generally to a respiratory protection system, and more particularly to a blower filter system or battery powered blower filter system that includes an electrically powered blower unit and a battery pack coupled thereto.
  • the invention relates to a battery powered blower filter system for use in potentially explosive atmospheres.
  • filters which are provided separately from the mask and connected to the mask via a breathing tube. These separate filters can be worn, for example, on the belt of the user.
  • the filters used differ in terms of their range of use, but in principle have the same by adsorption on sorbent (eg impregnated activated carbon) or to remove particles and aerosols, for example by a microfiber filter.
  • a disadvantage of these systems is that the filter increases the respiratory resistance and thus the respiratory effort of the user, thereby adversely affecting the user's performance.
  • blower-assisted respirator systems also referred to as blower-assisted respirator systems or blower filter systems (PAPR) and with the help of which the user's work of breathing is significantly reduced.
  • These systems essentially comprise a respirator (or face mask or hood) which is provided with a breath closure (usually a threaded connection) for connecting a breathing tube, and a blower unit comprising a blower device, a power supply unit and a filter insert for coupling a suitable one Contains filters.
  • the blower unit (or blower filter device) is preferably worn on the belt of the user. In such a system, contaminated air from the environment is drawn in by means of the blower unit, filtered by means of the coupled filter, whereby the contaminated air is freed of harmful substances, and blown through the breathing tube into the face mask.
  • blower filter systems described above are generally used for light and medium respiratory protection.
  • the advantage of these blower filter systems is that they help the user to breathe, reducing respiratory resistance compared to conventional respirator masks, thus enabling a long and fatigue-free application.
  • these fan filter systems have some disadvantages.
  • the user must wear not only the respirator but also the attached to the belt fan filter unit (fan unit).
  • the overall system is relatively heavy and possibly unwieldy, which may affect the freedom of movement of the wearer.
  • This disadvantage comes into play, in particular, when the system is designed for long operating times, which is why the belt filter device attached to the belt has to be equipped with a large number of secondary cells and therefore becomes large, heavy and unwieldy.
  • the blower filter device contains, inter alia, a fan wheel driven by an electric motor and a fan housing adapted to the fan wheel (eg a spiral housing).
  • the energy for this blower unit ie for the electric motor and the associated central control unit
  • a power supply unit which preferably has rechargeable batteries (secondary cells).
  • the central control unit By means of the central control unit, the motor of the blower unit is controlled.
  • the control unit is further configured to process, for example, inputs of the user. These inputs include, for example, turning on and off the blower unit or adjusting the power of the blower unit.
  • the control unit may be configured to adapt the performance of the engine (or blower unit) to the needs of the user.
  • the blower unit, the control unit and the power supply unit are usually enclosed by a housing.
  • At least one filter can be connected to this housing.
  • the filter can also be arranged inside the housing.
  • the breathing tube can be connected with one end to this housing, wherein the other end of the breathing tube is coupled to the respirator. In operation, air is sucked by the blower through the filter into the housing of the blower unit and then through to the blower unit connected breathing tube to the face mask.
  • the face mask is equipped with an exhalation valve to exhale the breath.
  • blower filter systems are used under very different ambient conditions. These may include environmental conditions where the surrounding atmosphere contains potentially explosive gases or dusts.
  • special demands are placed on the components of the fan filter systems used.
  • spark ignition must be prevented, which can be triggered by an energy released in the event of a fault
  • self-ignition caused by overheating of components must be precluded the blower filter system can be triggered.
  • Blower filter units or blower filter systems for use in potentially explosive areas are already known.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a fan filter system and in particular a battery-powered blower filter system, which is specially set up for use in potentially explosive environments. It is a further object of the present invention to provide a blower filter system with the help of which the aforementioned disadvantages of known respiratory protection systems are overcome. To solve these and other objects is a blower filter system with the features of claim 1.
  • advantageous and preferred developments of the fan filter according to the invention are given.
  • the blower filter system of the present invention is generally described in this specification as a blower unit-equipped respiratory protective system that is particularly suitable for use in potentially explosive environments.
  • the inventive idea underlying the fan filter system can also be used in other respiratory protection or respiratory systems.
  • a blower filter system is provided with a blower unit, the blower motor (electric motor) is powered by a power supply unit (battery pack), the accumulators or secondary cells with significantly higher energy density compared to the previously used nickel-metal hydride or nickel Contains cadmium cells.
  • the service life of the fan filter system according to the invention can be significantly increased by more cells can be used than previously, without the weight and / or size of the fan filter system is increased.
  • the size and / or weight of the fan filter system can be reduced.
  • secondary cells with higher energy density are preferably lithium-ion cells (Li-ion batteries) or lithium-manganese cells (LiMn batteries) are used.
  • NiMH cells nickel-metal hydride cells
  • lithium ion cells have an energy density of 150-200 Wh / kg
  • lithium manganese cells have an energy density of 200-270 Wh / kg.
  • lithium-nickel-cobalt-aluminum-based cells LiNiCoAIO 2
  • carbon stabilizer having an energy density of up to 270 Wh / kg. This means that the energy supply unit of the blower filter unit with less service life can be implemented as half the weight and with significantly reduced size.
  • lithium-based cells unlike NiMH or NiCd cells, they have no "memory effect", with the result that the useful capacity of the lithium cells remains high even after a large number of Charging cycles not or only slightly reduced.
  • the blower filter system according to the invention is preferably suitable for use in potentially explosive or explosive environments.
  • the maximum occurring energy and / or maximum energy peaks must be limited, especially in case of failure (ie defect of one or more cells, defect of the control unit or defect of the Blower motor) can occur.
  • the surface temperature of the secondary cells or the battery pack must be kept below an ignition temperature or limit temperature. To the surface temperature of the battery pack below a certain
  • the cells are preferably poured into a material that has good heat-conducting properties.
  • the other electronic components of the battery pack or the power supply unit are also cast in the potting material to prevent electrical sparks and arcs, and to dissipate elevated temperatures of these components. Consequently, the potting material must also have good electrical insulating properties.
  • a possible short-circuit current of the battery pack is limited by an active redundant current limiting so that the energy released in the event of a fault is kept below a certain limit. In this way, the ignition of explosive gases or dusts contained in the surrounding atmosphere can be effectively prevented.
  • Li-ion cells Due to their high energy density, Li-ion cells have a high potential for self-heating. As noted above, this problem can be alleviated by pouring the cells of the battery pack into a material having good heat-conducting properties.
  • devices for dissipating excess heat are preferably provided, for example in the form of cooling plates and / or cooling fins. It is also possible that the excess heat is dissipated by means for heat transfer or heat dissipation to the housing of the blower unit. For this purpose, for example, banksleitbleche and / or thermally conductive pastes can be used.
  • the blower unit and / or the housing of the blower unit may be configured to generate an airflow that can be used to cool the heat conducting sheets, the control unit, the motor and / or the accumulators (cells) or heat from these components derive.
  • the protective circuits for monitoring individual cells or a group of cells are combined with the above overcurrent limiting in order to further increase safety.
  • the protection circuits for monitoring individual cells or a group of cells are realized by thermal fuses, whereby cells at which an excessive temperature occurs are disconnected or electrically switched off.
  • individual cells or groups of cells can be protected by respective series connections of a thermal fuse and an overcurrent fuse. This has the advantage that individual cells or groups of cells are completely separated from the power supply circuit or can be dissolved out if an excessive temperature and / or an excessive current occurs at the cell or cells in question.
  • a combination of thermal fuses and overcurrent fuses thus causes an electrical isolation of the faulty cell (s) in case of a possible short circuit of individual cells, but the short circuit of one or more cells leaves the remaining cells undamaged.
  • a main fuse for excessively high temperatures and / or excessively high currents may additionally or alternatively be provided, so that the entire battery pack is switched off in the event of a fault.
  • the individual cells including their protective circuit, are installed in a housing and embedded in a suitable potting compound in such a way that sparking in circuit parts between, for example, individual cells and the associated overcurrent fuses is effectively prevented. Furthermore, a sparking between the battery pack and its protective circuit and other components of the blower unit is prevented by this potting compound.
  • the potting compound preferably has good heat-conducting properties in order to be able to dissipate excess heat to the environment and / or to other components of the blower unit. Thus, potting provides for the amount of heat released in the event of a fault to be distributed to a greater heat capacity, whereby the surface temperature can be safely kept below the auto-ignition temperature of the surrounding flammable gases and dusts.
  • Figures 1a and 1b show two embodiments of a 1 Inventions proper fan filter system that is worn on the body of the user;
  • Figure 2 shows a first embodiment of a circuit diagram of the blower filter system of the present invention.
  • FIG. 3 shows a second, slightly modified exemplary embodiment of the diagram from FIG. 2.
  • FIG. 1a it can be seen that the user wears a respirator hood 1 which extends over the entire head of the user and rests on the protective clothing of the user in the region of the user's back and chest.
  • the protective hood 1 is provided with a viewing window 2 at the level of the face or eyes of the user.
  • a connection 3 for connecting a breathing tube 4 is provided, which is connected at its other end to a fan filter system 5.
  • the fan filter system 5 is preferably carried by means of a special belt 6 on the back of the user in order to allow the user the greatest possible freedom of movement.
  • the user wears a respirator 7 in the form of a face mask.
  • the face mask has a viewing window and a port (not shown) for connecting a breathing tube 4.
  • This breathing tube is connected to the fan filter system 5, which is also carried by means of a belt 6 on the back of the user.
  • blower filter systems 5 shown in Figures 1a and 1b have a different shape, but contain substantially the same components to cause the contaminated air is sucked by means of a blower unit and passed through a filter, thereby freeing of harmful substances and then on the breathing tube 4 to the protective hood 1 and the Protective mask 7 passed.
  • Both blower filter systems 5 include a fan driven by a motor, a volute and a downstream of the (suction) the fan provided filter, which is preferably releasably and interchangeably coupled to the housing of the blower filter system.
  • the housing of the fan filter system encloses at least the motor, the fan and electrical circuits.
  • the battery pack described above may also be included in the housing, but is preferably removably attached to the outside of the housing and electrically coupled to the blower unit.
  • the battery pack is provided at the back of the fan unit.
  • the coupling of the battery pack via conventional mechanisms.
  • the electronic components of the blower unit and the battery pack are substantially completely enclosed by a potting compound, so that possible excessive current / voltage conditions within this electronics can not trigger ignition of the explosive environment.
  • the potting compound thus effectively prevents spark ignition due to potential current / voltage conditions outside the ignition limit curves.
  • the only accessible conductors are therefore found in the area of contact between the blower unit and the battery pack, which area remains critical to potential spark ignition. The solution to this problem will be explained in more detail below.
  • the charger can also be connected to the battery pack without having to disconnect it from the fan unit.
  • the blower unit usually has a maximum power consumption of about 12 W.
  • the blower unit takes over the central functions of the system and includes in addition to the blower device (ie motor and fan) the necessary electronics for controlling and monitoring the system. It is generally preferred that the volume flow is kept constant by means of an integrated control.
  • the electronics detected by means of suitable sensors, the speed of the motor or the fan and the current consumption of the motor.
  • light emitting diodes are provided on a user interface of the blower unit to indicate to the user the status of the system.
  • buttons or sliders are provided on the user interface, for example, to adjust the flow and to turn on and off the fan unit.
  • blower unit may be provided with a Bluetooth interface or other suitable interface to communicate with other devices.
  • the blower unit may include means for indicating alarms or warnings visually, acoustically, and / or tactually (e.g., by vibration).
  • a piezo buzzer or a vibration motor can be provided for this purpose.
  • the sensors, the controls (user interface), the blower motor and the battery pack must be designed to ensure explosion protection.
  • the sensors are resistively current-limited, and the fan motor is preferably designed as an electrically commutated synchronous motor (Brushless DC motor), which is connected in delta connection and in which the inductance of the motor coils between two terminals of the motor circuit is preferably at most 700 ⁇ .
  • Brushless DC motor electrically commutated synchronous motor
  • Figure 2 shows the circuit diagram of the blower filter system of the present invention.
  • the diagram of Figure 2 represents a first concept, which is characterized essentially by its mechanical robustness.
  • redundant (ie double) contacts are provided for the energy transfer between the battery pack and the blower unit, whereby the interruption of the contacts is prevented when a contact fails. If an error occurs in one of the double contacts, which could possibly cause an arc, this arc is prevented by the second (intact) contact.
  • the performance of the blower unit is limited to about 10 W. Furthermore, the surface temperatures of the blower unit and the battery pack must be below the glow ignition temperature. For this purpose, in the embodiment of Figure 2, the response time of the overcurrent shutdown can be made relatively slow (e.g., about 300 ms).
  • the blower filter system comprises a battery pack 10 and a blower unit 11.
  • the battery pack 10 has a plurality of cells 12 whose plus contacts are each connected to a protection circuit 14 via resistors 13.
  • the voltages of the individual cells can be compared with each other to effect a so-called "cell balancing".
  • the protection circuit 14 By measuring the cell voltages can be realized by means of the protection circuit 14 also in a known manner, protection against excessive discharge and over-discharge.
  • six cells 12 are provided, which are realized as a parallel connection of two strings with three cells each. But there are also other configurations possible.
  • thermal fuses 15 are provided to the negative contacts of the cells, which are thermally well coupled to the cells, and to the positive contacts of the cells 12 overcurrent fuses 16 are provided to an immediate shutdown or decoupling of the cells in the event of overheating or to cause excessive battery currents when it occurs.
  • the fuses 15 and 16 are preferably redundant (ie for each strand in each case an overcurrent protection and a thermal fuse) executed and can also be connected in a different configuration with the strands.
  • power switches 17 are provided, the gates of which can be switched by the protection circuit 14.
  • a thermal fuse 18 is connected, which responds when a limit temperature of one of the switches 17 is exceeded.
  • the switches 17 are arranged in series (as a charge and discharge FET) to ensure safe shutdown.
  • the gates are switched by overcurrent shutters 21, and between which a thermal fuse 20 is provided.
  • the circuit breakers 19 are also made double, so that the switches 19 are effective even in case of failure of one of the series-connected switch (eg by an internal short circuit, by which a shutdown is prevented).
  • the thermal fuse 20 has the same function as the thermal fuse 18.
  • a fuse can be used, which is irreversibly destroyed in the event of a fault and makes the battery pack useless.
  • connection contacts 22, 23 between the battery pack 10 and the blower unit 11 are designed as double contacts for the reasons mentioned above.
  • the mechanical connection between the battery pack and the blower unit is provided with a safety mechanism to prevent inadvertent mechanical release of the battery pack from the blower unit.
  • the mechanical connection may include a seal 32, indicated at 32 in FIG. 2, which is disposed between the battery pack 10 and the blower unit 11 to isolate the contacts 22, 23 from the surrounding atmosphere.
  • the mechanical connection between the battery pack 10 and blower unit 11 is preferably designed so that the seal 32 is compressed when locking the mechanical connection and thus pressed firmly between the two housings.
  • two projections may be formed on one side of the housing of the battery pack, which engage in respective openings provided in the housing of the fan unit. Subsequently, the battery pack is locked, for example, by a pivoting movement, whereby at the same time the seal is pressed firmly against the housing of the battery pack and the blower unit.
  • the blower unit 11 includes a blower motor 24 which is controlled by a power stage 25. Between the power stage 25 and the positive contact 22, a thermal fuse 26 is provided, which is thermally coupled well with the power stage 25 in order to prevent overheating of the same in the event of a fault.
  • the power stage 25 is controlled by a control unit 27, which is connected via contacts 28, 29 to the protection circuit 14.
  • the control unit 27 is also connected to a plurality of sensors (not shown), by means of which, for example, the speed of the motor 24 and / or the current consumption of the motor can be detected.
  • the control unit 27 is connected to an operating unit 30, via which, for example, the motor 24 switched on and off and the speed of the motor can be varied.
  • control unit may include a plurality of light-emitting diodes or other display means to display, for example, the status of the blower unit, the state of charge of the battery pack and the speed of the motor or the air flow rate.
  • the current to the operating unit 30 is limited by one or more parallel resistances between the operating unit 30 and the control unit 27 so that in the event of a fault, no spark ignition is possible.
  • the two independent (redundant) overcurrent shutters 21 evaluate the voltage drop across a shunt 31 and are connected to the gates of the power switches 19. As described above, in case of exceeding a maximum current flowing through the shunt, the power switches 19 (P-FET) are so driven to open the switches.
  • each of the devices 21 can independently cause the blocking of the associated power switches 19. This redundancy ensures that even if one of the switches 19 fails, a safe shutdown of the battery pack is ensured.
  • the devices 21 are designed to deliver a signal to the gates of the switches 19 after a response time of less than 300 ms. If the maximum output current of the battery pack for a minimum time ⁇ falls below, there is a slow automatic reclosing of the power switch 19. In case of failure, the power switch 19 can heat up strongly, which is why between the switches 19, the thermal fuse 20 is provided.
  • active temperature monitoring may also be provided (eg an NTC, etc.).
  • Similar temperature monitoring is also provided for the power switches 17 by providing a thermal fuse 18 between these switches.
  • all the electronic components of the blower unit 11 including the motor 24 are encapsulated in a potting compound. Basically, there is little danger that explosive dusts or gases penetrate into the interior of the blower unit, since this interior is shielded by the filter. Nevertheless, the encapsulant essentially prevents ignition of explosive dusts or gases which have penetrated into the blower unit despite the filter.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the circuit diagram of the blower filter system of the present invention.
  • the diagram from FIG. 3 is very similar to the diagram from FIG. 2 and represents a second concept, which is essentially characterized by its rapid current flow. shutdown (compared to the embodiment of Figure 2) distinguished.
  • the second concept only one contact 22 ', 23' (plus / minus) is provided for the energy transfer between the battery pack 10 'and the blower unit 1 1'.
  • the response time of the current limit is designed to be relatively fast (eg, about 30 ps and preferably about 15 ps).
  • the performance of the blower unit is limited to about 10 W. Further, the surface temperatures of the blower unit and the battery pack must be below the glow ignition temperature.
  • the blower filter system comprises a battery pack 10 'and a blower unit 1 1'.
  • the battery pack 10 ' has a plurality of cells 12', whose plus contacts are each connected via resistors 13 'to a protection circuit 14'.
  • the voltages of the individual cells can be compared.
  • protection against excessive discharge and over-discharge as already explained.
  • At the minus contacts of the cells 12 'thermal fuses 15' are provided, which are thermally well coupled to the cells, and the positive contacts of the cells 12 'are overcurrent fuses 16' are provided to an immediate shutdown or decoupling of the cells in the In the event of overheating or excessive battery currents.
  • the overcurrent fuses 16 'and the positive terminal of the battery pack power switches 17' are provided whose gates can be switched by the protection circuit 14 '. Between the switches 17 'is a thermal fuse 18' connected. In series with the circuit breakers 17 'are further power switches 19' are provided, the gates are switched by overcurrent shutters 21 ', and between which a Thermal fuse 20 'is provided.
  • the thermal fuses are each thermally coupled to the circuit breakers to prevent overheating.
  • Power level 25 ' is controlled. Between the power stage 25 'and the positive contact 22', a thermal fuse 26 'is provided which causes a shutdown at excess temperature of the power stage.
  • the power stage 25 ' is controlled by a control unit 27', which is connected via contacts 28 ', 29' to the protection circuit 14 '.
  • the control unit 27 ' is also connected to a plurality of sensors (not shown), by means of which, for example, the speed of the motor 24' and / or the current consumption of the motor can be detected.
  • the control unit 27 ' is connected to a control unit 30', which has the same function as the control unit 27 of Figure 2.
  • the two independent overcurrent cutoff devices 21 ' evaluate the voltage drop across a shunt 31', as described with reference to FIG.
  • the overcurrent cutoff devices 21 ' have a very short response time, and the power switches 19' are fast switching switches, so that when the maximum output current of the battery pack is exceeded, the switches 19 'are switched off in less than about 30 ps.
  • the power input into a potential spark may be limited
  • a compensation circuit 33' is provided in the opening case (ie when removing the battery pack 10 'or in the failure of contacting the contacts 22', 23 ') a potential jump at the Side of the blower unit to prevent.
  • the compensation circuit 33 ' consists of two parallel strands, the each having a capacitor and a series-connected parallel circuit comprising on the one hand a resistor and on the other hand a series circuit of two freewheeling diodes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gebläsefiltersystem mit einer Gebläseeinheit (11), die einen Elektromotor (24) zum Antreiben eines Lüfterrads, eine Steuereinheit (27) zum Steuern des Elektromotors und Kontakte (22, 23) zur Verbindung mit einem Akkupack aufweist, und einem Akkupack (10), der eine Mehrzahl von Sekundärzellen (12) mit hoher Energiedichte und Kontakte (22, 23) zur Verbindung mit der Gebläseeinheit aufweist. Die Gebläseeinheit (11) kann lösbar mit dem Akkupack (10) gekoppelt werden, wodurch der Akkupack über die Kontakte elektrisch mit der Gebläseeinheit verbunden wird. Der Akkupack (10) ist mit Schutzschaltungen versehen, wobei die Schutzschaltungen elektronische Komponenten (15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 31) umfassen, die ausgestaltet sind, um bei Entstehung zu hoher Ströme und/oder bei Entstehung zu hoher Temperaturen mindestens eine der Mehrzahl von Sekundärzellen (12) des Akkupacks elektrisch abzuschalten. Außerdem sind der Akkupack (10) und die Gebläseeinheit (11) jeweils zumindest teilweise in eine Vergussmasse eingegossen.

Description

Beschreibung Dräger Safety AG & Co. KGaA, 23560 Lübeck, DE
Batteriebetriebenes Gebläsefiltersvstem für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Atemschutzsystem und speziell ein Gebläsefiltersystem bzw. ein batteriebetriebenes Gebläsefiltersystem, das eine elektrisch betriebene Gebläseeinheit und einen damit koppelbaren Akkupack umfasst. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein batteriebetriebenes Gebläsefiltersystem für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.
Bei Atemschutzsystemen wird grundsätzlich zwischen umluftunabhängigen und umluftabhängigen Atemschutzsystemen unterschieden. Befindet sich der Anwender in einer sauerstoffarmen Atmosphäre, so muss die benötigte Atemluft kontinuierlich über einen Druckluftschlauch von einer Druckluftflasche zugeführt werden. Ist hingegen in der umgebenden Atmosphäre ausreichend Sauerstoff vorhanden, kann ein leichtes, umluftabhängiges Atemschutzsystem verwendet werden, das mit einem speziellen Filter ausgestattet ist, der für die jeweiligen, sich in der Atmosphäre befindlichen Schadstoffe und deren Konzentrationen angepasst ist. Üblicherweise werden die Filter eines solchen Systems über ein Drehgewinde an einer Atemschutzmaske bzw. Gesichtsmaske angebracht, wobei diese Filter ausgestaltet sind, um schädliche Stäube, Gase oder Dämpfe, Aerosole, etc. aus der Umgebungsluft zu filtern. Alternativ können aber auch Filter verwendet werden, die separat von der Maske vorgesehen und über einen Atemschlauch mit der Maske verbunden sind. Diese separaten Filter können beispielsweise am Gürtel des Anwenders getragen werden. Die verwendeten Filter unterscheiden sich hinsichtlich ihres Einsatzspektrums, haben aber grundsätzlich die Eigen- schaft, Gase und Dämpfe durch Anlagerung an Sorptionsmittel (z.B. imprägnierte Aktivkohle) bzw. Partikel und Aerosole beispielsweise durch einen Mikrofaser- Filter zu entfernen. Umluftabhängige Atemschutzsysteme, die mit einem Filter versehen oder gekoppelt sind (auch bezeichnet als "Air-Purifying Respirator" = APR), sind üblicherweise klein, leicht und einfach einsetzbar. Ein Nachteil dieser Systeme besteht jedoch darin, dass durch den Filter der Atemwiderstand und somit die Atemarbeit des Anwenders erhöht wird, wodurch die Einsatzleistung des Anwenders in unerwünschter Weise beeinträchtigt wird. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurden Filter-Atemschutzsysteme entwickelt, die mit einer Gebläseeinheit versehen sind, die auch als gebläseunterstützte Atemschutzsysteme oder Gebläsefiltersysteme bezeichnet werden (Powered Air-Purifying Respirator = PAPR) und mit Hilfe derer die Atemarbeit des Anwenders deutlich reduziert wird. Diese Systeme umfassen im Wesentlichen eine Atemschutzmaske (bzw. Gesichtsmaske oder Haube), die mit einem Atemschluss (zumeist ein Rund- gewindeanschluss) zum Anschließen eines Atemschlauchs versehen ist, und eine Gebläseeinheit, die eine Gebläseeinrichtung, eine Energieversorgungseinheit und einen Filtereinsatz zum Ankoppeln eines geeigneten Filters enthält. Die Gebläse- einheit (oder Gebläsefiltergerät) wird vorzugsweise am Gürtel des Anwenders getragen. Bei einem solchen System wird kontaminierte Luft aus der Umgebung mittels der Gebläseeinheit angesaugt, mit Hilfe des angekoppelten Filters gefiltert, wodurch die kontaminierte Luft von schädlichen Stoffen befreit wird, und durch den Atemschlauch in die Gesichtsmaske geblasen.
Die vorstehend beschriebenen Gebläsefiltersysteme werden allgemein für den leichten und mittleren Atemschutz eingesetzt. Der Vorteil dieser Gebläsefiltersysteme besteht darin, dass sie den Anwender bei der Atmung unterstützen, indem sie den Atemwiderstand im Vergleich zu konventionellen Atemschutz- masken herabsetzen und so eine lange sowie ermüdungsfreie Anwendung möglich machen. Allerdings haben auch diese Gebläsefiltersysteme einige Nachteile. So muss der Anwender nicht nur die Atemschutzmaske sondern zusätzlich auch das am Gürtel befestigte Gebläsefiltergerät (Gebläseeinheit) tragen. Somit ist das Gesamtsystem relativ schwer und möglicherweise unhandlich, was einen Einfluss auf die Bewegungsfreiheit des Trägers haben kann. Dieser Nachteil kommt insbe- sondere dann zum Tragen, wenn das System für lange Betriebszeiten ausgelegt ist, weshalb das am Gürtel befestigte Gebläsefiltergerät mit einer großen Anzahl von Akkumulatoren (Sekundärzellen) bestückt werden muss und daher groß, schwer und unhandlich wird. Das Gebläsefiltergerät enthält unter anderem ein von einem Elektromotor angetriebenes Lüfterrad und ein an das Lüfterrad angepasstes Lüftergehäuse (z.B. ein Spiralgehäuse). Die Energie für diese Gebläseeinheit (d.h. für den Elektromotor und die zugehörige zentrale Steuereinheit) wird durch eine Energieversorgungseinheit bereitgestellt, die vorzugsweise wiederaufladbare Batterien (Akkumulatoren bzw. Sekundärzellen) aufweist. Mittels der zentralen Steuereinheit wird der Motor der Gebläseeinheit gesteuert. Die Steuereinheit ist ferner ausgestaltet, um beispielsweise Eingaben des Anwenders zu verarbeiten. Diese Eingaben umfassen zum Beispiel das Ein- und Ausschalten der Gebläseeinheit oder das Einstellen der Leistung der Gebläseeinheit. Außerdem kann die Steuereinheit ausgestaltet sein, um die Leistung des Motors (bzw. der Gebläseeinheit) an die Anforderungen des Anwenders anzupassen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Anwender aufgrund erhöhter körperlicher Anstrengung mehr Atemluft benötigt oder wenn sich der Atemwiderstand durch den Filter nach längerer Betriebsdauer erhöht. Die Gebläseeinheit, die Steuereinheit und die Energie- Versorgungseinheit sind üblicherweise von einem Gehäuse umschlossen. An dieses Gehäuse kann zumindest ein Filter angeschlossen werden. Alternativ kann der Filter aber auch innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Außerdem kann der Atemschlauch mit einem Ende an dieses Gehäuse angeschlossen werden, wobei das andere Ende des Atemschlauchs mit der Atemschutzmaske gekoppelt ist. Bei Betrieb wird Luft mittels der Gebläseeinrichtung durch den Filter in das Gehäuse der Gebläseeinheit gesaugt und dann durch den an die Gebläseeinheit angeschlossenen Atemschlauch zur Gesichtsmaske geleitet. Die Gesichtsmaske ist mit einem Ausatemventil zum Ausatmen der verbrauchten Atemluft versehen.
Wie eingangs erläutert, werden Gebläsefiltersysteme unter sehr unterschied- liehen Umgebungsbedingungen eingesetzt. Diese können Umgebungsbedingungen umfassen, bei denen die umgebende Atmosphäre potentiell explosionsfähige Gase oder Stäube enthält. Hierbei werden an die verwendeten Komponenten der Gebläsefiltersysteme besondere Ansprüche gestellt. Beim Explosionsschutz müssen zwei Gründe für eine potentielle Zündung ausgeschlossen werden: (1) es muss eine Funkenentzündung verhindert werden, die durch eine im Fehlerfall frei werdende Energie ausgelöst werden kann, und (2) es muss eine Selbstentzündung ausgeschlossen werden, die durch Überhitzung von Komponenten des Gebläsefiltersystems ausgelöst werden kann. Gebläsefiltergeräte bzw. Gebläsefiltersysteme für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind bereits bekannt. Allerdings kommen bei diesen bekannten Geräten Akkupacks (= Energieversorgungseinheit) zum Einsatz, die Nickel-Metallhydrid- oder Nickel-Cadmium-Zellen enthalten. Um adäquate Laufzeiten der Gebläsefiltergeräte zu erreichen, muss eine große Anzahl von Zellen zusammengeschaltet werden, wodurch sich das Gewicht des vom Anwender zu tragenden Geräts deutlich erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gebläsefiltersystem und insbesondere ein batteriebetriebenes Gebläsefiltersystem zur Verfügung zu stellen, das speziell für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen eingerichtet ist. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebläsefiltersystem zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen die vorstehend genannten Nachteile bekannter Atemschutzsysteme überwunden werden. Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben dient ein Gebläsefiltersystem mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. In den jeweils abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gebläsefiltersystems angegeben. Es sei angemerkt, dass das Gebläsefiltersystem der vorliegenden Erfindung in dieser Beschreibung allgemein als ein mit einer Gebläseeinheit ausgestattetes Atemschutzsystem beschrieben wird, das speziell für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen geeignet ist. Allerdings kann der dem Gebläsefiltersystem zugrunde liegende Erfindungsgedanke auch bei anderen Atemschutz- oder Atemsystemen zur Anwendung kommen.
Zur Lösung der obigen Aufgaben wird ein Gebläsefiltersystem mit einer Gebläseeinheit zur Verfügung gestellt, deren Gebläsemotor (Elektromotor) durch eine Energieversorgungseinheit (Akkupack) gespeist wird, die Akkumulatoren bzw. Sekundärzellen mit deutlich höherer Energiedichte im Vergleich zu den bisher verwendeten Nickel-Metallhydrid- oder Nickel-Cadmium-Zellen enthält. Hierdurch kann die Betriebsdauer des erfindungsgemäßen Gebläsefiltersystems merklich verlängert werden, indem mehr Zellen als bisher verwendet werden können, ohne dass das Gewicht und/oder die Größe des Gebläsefiltersystems erhöht wird. Alternativ kann unter Beibehaltung der bisherigen Betriebsdauer die Größe und/oder das Gewicht des Gebläsefiltersystems verringert werden. Als Sekundärzellen mit höherer Energiedichte kommen vorzugsweise Lithium-Ionen- Zellen (Li-Ion-Akkus) oder Lithium-Mangan-Zellen (LiMn-Akkus) zum Einsatz.
Klassische Nickel-Metallhydrid-Zellen (NiMH-Zellen) haben üblicherweise eine Energiedichte von 55 - 1 13 Wh/kg, wohingegen Lithium-Ionen-Zellen eine Energiedichte von 150 - 200 Wh/kg und Lithium-Mangan-Zellen eine Energie- dichte von 200 - 270 Wh/kg haben.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Zellen auf Lithium-Nickel- Cobald-Aluminium-Basis (LiNiCoAIO2) mit Carbon als Stabilisator eingesetzt, die eine Energiedichte von bis zu 270 Wh/kg haben. Das bedeutet, dass die Energie- Versorgungseinheit der Gebläsefiltereinheit bei gleicher Betriebsdauer mit weniger als dem halben Gewicht und mit deutlich verringerter Größe implementiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der auf Lithium basierenden Zellen besteht darin, dass sie im Gegensatz zu NiMH- oder NiCd-Zellen keinen "Memory-Effekt" haben, was zur Folge hat, dass sich die nutzbare Kapazität der Lithium-Zellen auch nach einer großen Zahl von Ladezyklen nicht oder nur unwesentlich vermindert.
Wie vorstehend erläutert, ist das erfindungsgemäße Gebläsefiltersystem vorzugsweise für den Einsatz in explosionsgefährdeten bzw. explosionsfähigen Umgebungen geeignet. Zum Schutz vor einer möglichen Entzündung dieser explosionsfähigen Umgebung aufgrund von in der Atmosphäre enthaltenen Gasen oder Stäuben müssen daher die maximal auftretende Energie und/oder maximale Energiespitzen begrenzt werden, die insbesondere im Fehlerfall (d.h. Defekt einer oder mehrerer Zellen, Defekt der Steuereinheit oder Defekt des Gebläsemotors) auftreten können. Außerdem muss die Oberflächentemperatur der Sekundärzellen bzw. des Akkupacks unterhalb einer Entzündungstemperatur oder Grenztemperatur gehalten werden. Um die Oberflächentemperatur des Akkupacks unterhalb einer bestimmten
Grenztemperatur zu halten, sind die Zellen vorzugsweise in ein Material eingegossen, das gute wärmeleitende Eigenschaften hat. Auf diese Weise kann ein durch einen Fehler auftretender starker Temperaturanstieg einer einzelnen Zelle abgeführt und gleichmäßig verteilt werden. Vorzugsweise sind auch die anderen elektronischen Komponenten des Akkupacks bzw. der Energieversorgungseinheit in dem Vergussmaterial eingegossen, um elektrische Funken und Lichtbögen zu verhindern, und um erhöhte Temperaturen dieser Komponenten abzuleiten. Folglich muss das Vergussmaterial auch gute elektrisch isolierende Eigenschaften haben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein möglicher Kurzschlussstrom des Akkupacks durch eine aktive redundante Strombegrenzung so begrenzt, dass die im Fehlerfall frei werdende Energie unterhalb einer bestimmten Grenze gehalten wird. Auf diese Weise kann das Entzünden explosionsfähiger Gase oder Stäube, die in der umgebenden Atmosphäre enthalten sind, wirksam verhindert werden.
Durch ihre hohe Energiedichte besitzen Li-Ion-Zellen ein hohes Potential zur Selbsterwärmung. Dieses Problem kann, wie vorstehend angemerkt, dadurch vermindert werden, dass die Zellen des Akkupacks in ein Material mit guten wärmeleitenden Eigenschaften eingegossen werden. Außerdem sind vorzugsweise Einrichtungen zur Ableitung überschüssiger Wärme vorgesehen, zum Beispiel in Form von Kühlblechen und/oder Kühlrippen. Es ist ebenfalls möglich, dass die überschüssige Wärme durch Einrichtungen zur Wärmeübertragung oder Wärmeableitung an das Gehäuse der Gebläseeinheit abgeführt wird. Hierzu können beispielsweise Wärmeleitbleche und/oder wärmeleitende Pasten verwendet werden. Die Gebläseeinheit und/oder das Gehäuse der Gebläseeinheit können ausgestaltet sein, um einen Luftstrom zu erzeugen, der dazu genutzt werden kann, um die Wärmeleitbleche, die Steuereinheit, den Motor und/oder die Akkumulatoren (Zellen) abzukühlen bzw. um Wärme von diesen Komponenten abzuleiten.
Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass die Schutzschaltungen zur Überwachung einzelner Zellen oder einer Gruppe von Zellen mit der obigen Über- strombegrenzung kombiniert werden, um die Sicherheit weiter zu erhöhen. Vorzugsweise sind die Schutzschaltungen zur Überwachung einzelner Zellen oder einer Gruppe von Zellen durch Thermosicherungen realisiert, wodurch Zellen, an denen eine übermäßige Temperatur auftritt, abgekoppelt bzw. elektrisch abgeschaltet werden. Erfindungsgemäß können einzelne Zellen oder Gruppen von Zellen durch jeweilige Reihenschaltungen einer Thermosicherung und einer Überstromsicherung geschützt werden. Dies hat den Vorteil, dass einzelne Zellen oder Gruppen von Zellen vollständig aus dem Stromversorgungskreis abgetrennt oder herausgelöst werden können, wenn an der betreffenden Zelle bzw. Zellen eine übermäßige Temperatur und/oder ein übermäßiger Strom auftritt. Eine Kombination von Thermosicherungen und Überstromsicherungen bewirkt bei einem möglichen Kurzschluss einzelner Zellen folglich eine elektrische Isolation der fehlerbehafteten Zelle(n), wobei aber der Kurzschluss einer oder mehrerer Zellen die übrigen Zellen unbeschadet lässt. Neben der separaten Absicherung einzelner Zellen kann zusätzlich oder alternativ eine Hauptsicherung gegen zu hohe Temperaturen und/oder zu hohe Ströme vorgesehen sein, so dass im Fehlerfall der gesamte Akkupack abgeschaltet wird.
Es ist ferner bevorzugt, dass die einzelnen Zellen einschließlich ihrer Schutzbeschaltung so in einem Gehäuse verbaut und in eine geeignete Vergussmasse eingegossen sind, dass eine Funkenbildung in Schaltungsteilen zwischen beispielsweise einzelnen Zellen und den zugehörigen Überstromsicherungen wirksam verhindert wird. Ferner wird durch diese Vergussmasse eine Funkenbildung zwischen dem Akkupack und dessen Schutzbeschaltung und anderen Komponenten der Gebläseeinheit verhindert. Neben den elektrisch isolierenden Eigenschaften hat die Vergussmasse vorzugsweise gute wärmeleitende Eigenschaften, um überschüssige Wärme an die Umgebung und/oder an andere Komponenten der Gebläseeinheit ableiten zu können. Folglich sorgt der Verguss dafür, dass die im Fehlerfall freiwerdende Wärmemenge auf eine größere Wärmekapazität verteilt wird, wodurch die Oberflächentemperatur sicher unterhalb der Selbstentzündungstemperatur der umgebenden zündfähigen Gase und Stäube gehalten werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Figuren 1a und 1b1 zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungs- gemäßen Gebläsefiltersystems, das am Körper des Anwenders getragen wird; Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schaltkreisdiagramms des Gebläsefiltersystems der vorliegenden Erfindung, und
Figur 3 zeigt eine zweites, leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiels des Diagramms aus Figur 2.
Unter Bezugnahme auf Figuren 1a und 1b wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebläsefiltersystems beschrieben. In Figur 1a ist zu sehen, dass der Anwender eine Atemschutzhaube 1 trägt, die sich über den gesamten Kopf des Anwenders erstreckt und im Bereich des Rückens und der Brust des Anwenders auf der Schutzkleidung des Anwenders aufliegt. Alternativ kann die Haube mit der Schutzkleidung integriert sein (CPS = Chemical Protection Suit). Die Schutzhaube 1 ist in Höhe des Gesichts bzw. der Augen des Anwenders mit einer Sichtscheibe 2 versehen. Vorzugsweise an der hinteren Seite der Schutzhaube 1 ist ein Anschluss 3 zum Anschließen eines Atem- schlauchs 4 vorgesehen, der an seinem anderen Ende mit einem Gebläsefiltersystem 5 verbunden ist. Das Gebläsefiltersystem 5 wird vorzugsweise mit Hilfe eines speziellen Gürtels 6 am Rücken des Anwenders getragen, um dem Anwender möglichst große Bewegungsfreiheiten zu ermöglichen.
Wie in Figur 1b dargestellt, trägt der Anwender eine Atemschutzmaske 7 in der Form einer Gesichtsmaske. Die Gesichtsmaske weist eine Sichtscheibe und einen Anschluss (nicht gezeigt) zum Anschließen eines Atemschlauchs 4 auf. Dieser Atemschlauch ist mit dem Gebläsefiltersystem 5 verbunden, das ebenfalls mit Hilfe eines Gürtels 6 am Rücken des Anwenders getragen wird.
Die in Figuren 1a and 1b gezeigten Gebläsefiltersysteme 5 haben eine unterschiedliche Form, enthalten aber im Wesentlichen die gleichen Komponenten, um zu bewirken, dass die kontaminierte Luft mittels einer Gebläseeinheit angesaugt und durch einen Filter geleitet wird, wodurch sie von schädlichen Stoffen befreit und anschließend über den Atemschlauch 4 zur Schutzhaube 1 bzw. zur Schutzmaske 7 geleitet. Beide Gebläsefiltersysteme 5 enthalten ein von einem Motor angetriebenes Lüfterrad, ein Spiralgehäuse sowie einen in Strömungsrichtung hinter (Ansaugseite) dem Lüfterrad vorgesehenen Filter, der vorzugsweise lösbar und austauschbar mit dem Gehäuse des Gebläsefiltersystem gekoppelt ist. Das Gehäuse des Gebläsefiltersystems umschließt zumindest den Motor, das Lüfterrad und elektrische Schaltungen. Der vorstehend beschriebene Akkupack kann ebenfalls in dem Gehäuse enthalten sein, ist aber vorzugsweise abnehmbar an der Außenseite des Gehäuses angebracht und elektrisch mit der Gebläseeinheit gekoppelt. Vorzugsweise ist der Akkupack an der Rückseite der Gebläseeinheit vorgesehen. Die Kopplung des Akkupacks erfolgt über herkömmliche Mechanismen. Wie eingangs erwähnt, sind die elektronischen Komponenten der Gebläseeinheit und die des Akkupacks im Wesentlichen vollständig von einer Vergussmasse umschlossen, so dass mögliche übermäßige Strom/Spannungsverhältnisse innerhalb dieser Elektronik keine Entzündung der explosionsfähigen Umgebung auslösen können. Durch die Vergussmasse wird also eine Funkenentzündung durch potentielle Strom/Spannungsverhältnisse außerhalb der Zündgrenzkurven wirksam vermieden. Die einzigen zugänglichen Leiter sind folglich im Kontaktbereich zwischen der Gebläseeinheit und dem Akkupack zu finden, wobei dieser Bereich hinsichtlich einer potentiellen Funkenentzündung kritisch bleibt. Die Lösung dieser Problematik wird nachstehend näher erläutert.
Zum Aufladen des Akkupacks wird dieses üblicherweise von der Gebläseeinheit abgenommen und über ein geeignetes Ladegerät aufgeladen. Alternativ kann das Ladegerät aber auch an das Akkupack angeschlossen werden, ohne dieses von der Gebläseeinheit trennen zu müssen.
Die Gebläseeinheit hat üblicherweise eine maximale Leistungsaufnahme von etwa 12 W. Die Gebläseeinheit übernimmt die zentralen Funktionen des Systems und umfasst neben der Gebläseeinrichtung (d.h. Motor und Lüfterrad) die notwendige Elektronik zur Steuerung und Überwachung des Systems. Es ist allgemein bevorzugt, dass der Volumenstrom mittels einer integrierten Regelung konstant gehalten wird. Hierzu erfasst die Elektronik mittels geeigneter Sensoren die Drehzahl des Motors bzw. des Lüfterrads und die Stromaufnahme des Motors.
Obwohl in Figuren 1a und 1b nicht dargestellt, sind an einer Bedienoberfläche der Gebläseeinheit Leuchtdioden vorgesehen, um dem Benutzer des Status des Systems anzuzeigen. Außerdem sind an der Bedienoberfläche Tasten oder Schieberegler vorgesehen, um beispielsweise den Volumenstrom einzustellen und um die Gebläseeinheit ein- und auszuschalten.
Ferner kann die Gebläseeinheit mit einer Bluetooth-Schnittstelle oder einer anderen geeigneten Schnittstelle versehen sein, um mit anderen Geräten zu kommunizieren. Schließlich kann die Gebläseeinheit Einrichtungen enthalten, um Alarme oder Warnmeldungen optisch, akustisch und/oder taktil (z.B. durch Vibrationen) anzugeben. Beispielsweise können hierfür ein Piezo-Buzzer oder ein Vibrationsmotor vorgesehen sein.
Die Sensoren, die Bedienelemente (Benutzerinterface), der Gebläsemotor und der Akkupack müssen ausgestaltet sein, um den Explosionsschutz zu gewährleisten. Hierzu sind beispielsweise die Sensoren resistiv strombegrenzt, und der Gebläsemotor ist vorzugsweise als ein elektrisch kommutierter Synchronmotor (Brushless DC Motor) ausgeführt, der in Dreieckschaltung geschaltet ist und bei dem die Induktivität der Motorspulen zwischen zwei Anschlüssen der Motorschaltung vorzugsweise maximal 700 μΗ beträgt.
Figur 2 zeigt das Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Gebläsefiltersystems der vorliegenden Erfindung. Das Diagramm aus Figur 2 stellt ein erstes Konzept dar, das sich im Wesentlichen durch seine mechanische Robustheit auszeichnet. Beispielsweise sind redundante (d.h. doppelte) Kontakte für die Energieübertragung zwischen dem Akkupack und der Gebläseeinheit vorgesehen, wodurch die Unterbrechung der Kontakte beim Versagen eines Kontakts unterbunden wird. Tritt bei einem der doppelten Kontakte ein Fehler auf, wodurch möglicherweise ein Lichtbogen entstehen könnte, so wird dieser Lichtbogen durch den zweiten (intakten) Kontakt verhindert.
Um eine Glimmzündung leitfähiger Stäube zu unterbinden, ist die Leistung der Gebläseeinheit auf etwa 10 W begrenzt. Ferner müssen die Oberflächentemperaturen der Gebläseeinheit und des Akkupacks unterhalb der Glimmzündungs- temperatur liegen. Hierzu kann bei der Ausgestaltung aus Figur 2 die Ansprechzeit der Überstromabschaltung relativ langsam ausgelegt werden (z.B. etwa 300 ms).
Wie in Figur 2 zu sehen, umfasst das Gebläsefiltersystem einen Akkupack 10 und eine Gebläseeinheit 11. Das Akkupack 10 weist eine Mehrzahl von Zellen 12 auf, deren Plus-Kontakte jeweils über Widerstände 13 mit einer Schutzschaltung 14 verbunden sind. Auf diese Weise können die Spannungen der einzelnen Zellen miteinander verglichen werden, um ein sogenanntes "Cell Balancing" zu bewirken. Durch Messung der Zellenspannungen kann mit Hilfe der Schutzschaltung 14 außerdem auf bekannte Weise ein Schutz gegen übermäßige Entladung und Tiefentladung realisiert werden. In der gezeigten Ausgestaltung sind sechs Zellen 12 vorgesehen, die als eine Parallelschaltung von zwei Strängen mit je drei Zellen realisiert sind. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
Ferner sind an den Minus-Kontakten der Zellen 12 Thermosicherungen 15 vorgesehen, die thermisch gut an die Zellen gekoppelt sind, und an den Plus- Kontakten der Zellen 12 sind Überstromsicherungen 16 vorgesehen, um ein sofortiges Abschalten bzw. Abkoppeln der Zellen im Fall einer Überhitzung oder bei Auftreten zu hoher Akkuströme zu bewirken. Die Sicherungen 15 und 16 sind vorzugsweise redundant (d.h. für jeden Strang jeweils eine Überstromsicherung und eine Thermosicherung) ausgeführt und können auch in einer anderen Konfiguration mit den Strängen geschaltet sein. Zwischen den Überstromsicherungen 16 und den Plus-Kontakten 22 des Akkupacks sind Leistungsschalter 17 vorgesehen, deren Gates durch die Schutzschaltung 14 geschaltet werden können. Zwischen den Schaltern 17 ist eine Thermosicherung 18 geschaltet, die bei Überschreiten einer Grenztemperatur von einem der Schalter 17 anspricht. Die Schalter 17 sind in Serie angeordnet (und zwar als Charge- und Discharge-FET), um ein sicheres Abschalten zu gewährleisten. In Serie zu den Leistungsschaltern 17 sind weitere Leistungsschalter 19 vorgesehen, deren Gates durch Überstromabschaltungseinrichtungen 21 geschaltet werden, und zwischen denen eine Thermosicherung 20 vorgesehen ist. Die Leistungsschalter 19 sind ebenfalls doppelt ausgeführt, so dass die Schalter 19 auch bei Ausfall von einem der in Serie geschalteten Schalter (z.B. durch einen inneren Kurzschluss, durch den ein Abschalten verhindert wird) wirksam sind. Die Thermosicherung 20 hat die gleiche Funktion wie die Thermosicherung 18. Alternativ kann anstelle der Überstromabschaltungseinrichtung, die die obigen Komponenten 19, 20 und 21 aufweist, auch eine Schmelzsicherung eingesetzt werden, die jedoch im Fehlerfall irreversibel zerstört wird und das Akkupack unbrauchbar macht.
Die Anschlusskontakte 22, 23 zwischen dem Akkupack 10 und der Gebläse- einheit 11 sind aus vorstehend genannten Gründen als doppelte Kontakte ausgeführt. Außerdem ist es bevorzugt, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Akkupack und der Gebläseeinheit mit einem Sicherheitsmechanismus versehen ist, um ein unbeabsichtigtes mechanisches Lösen des Akkupacks von der Gebläseeinheit zu verhindern. So wird die Entnahme des Akkupacks zu einer bewussten Handlung. Die mechanische Verbindung kann eine Dichtung 32 aufweisen, die in Figur 2 mit Bezugszeichen 32 bezeichnet ist und die zwischen dem Akkupack 10 und der Gebläseeinheit 11 so angeordnet ist, um die Kontakte 22, 23 gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu isolieren. Durch diese Dichtung 32, die sowohl mit dem Gehäuse des Akkupacks als auch mit dem Gehäuse der Gebläseeinheit in Kontakt steht und die Anschlusskontakte 22, 23 (und vorzugsweise auch alle anderen Kontakte) umgibt, wird im Wesentlichen ver- hindert, dass beispielsweise leitfähige explosionsfähige Stäube in die Nähe dieser Kontakte vordringen können, da der die Kontakte umgebende Raum durch die Dichtung 32 im Wesentlichen staubdicht abgeschlossen wird. Die mechanische Verbindung zwischen dem Akkupack 10 und Gebläseeinheit 11 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Dichtung 32 beim Verriegeln der mechanischen Verbindung komprimiert und somit fest zwischen den beiden Gehäusen eingepresst wird. Zum Beispiel können an einer Seite des Gehäuses des Akkupacks zwei Vorsprünge ausgebildet sein, die in jeweilige Öffnungen eingreifen, die im Gehäuse der Gebläseeinheit vorgesehen sind. Anschließend wird der Akkupack beispielsweise durch eine Schwenkbewegung eingerastet, wodurch gleichzeitig die Dichtung fest gegen das Gehäuse des Akkupacks und das der Gebläseeinheit gedrückt wird.
Die Gebläseeinheit 11 enthält einen Gebläsemotor 24, der durch eine Leistungsstufe 25 gesteuert wird. Zwischen der Leistungsstufe 25 und dem Plus- Kontakt 22 ist eine Thermosicherung 26 vorgesehen, die thermisch gut mit der Leistungsstufe 25 gekoppelt ist, um eine Überhitzung derselben im Fehlerfall zu unterbinden. Die Leistungsstufe 25 wird durch eine Steuereinheit 27 gesteuert, die über Kontakte 28, 29 mit der Schutzschaltung 14 verbunden ist. Die Steuereinheit 27 ist außerdem mit einer Mehrzahl von Sensoren (nicht gezeigt) verbunden, mittels derer beispielsweise die Drehzahl des Motors 24 und/oder die Stromaufnahme des Motors detektiert werden kann. Außerdem ist die Steuereinheit 27 mit einer Bedieneinheit 30 verbunden, über die beispielsweise der Motor 24 ein- und ausgeschaltet sowie die Drehzahl des Motors variiert werden kann. Außerdem kann die Bedieneinheit mehrere Leuchtdioden oder andere Anzeigemittel aufweisen, um beispielsweise den Status der Gebläseeinheit, den Ladezustand des Akkupacks und die Drehzahl des Motors oder die Luftströmungsrate anzuzeigen. Der Strom zur Bedieneinheit 30 wird durch einen oder mehrere parallele Widerstände zwischen der Bedieneinheit 30 und der Steuereinheit 27 so begrenzt, dass im Fehlerfall keine Funkenzündung möglich ist. Die beiden unabhängigen (redundanten) Überstromabschaltungseinrichtungen 21 werten den Spannungsabfall über einem Shunt 31 aus und sind mit den Gates der Leistungsschalter 19 verbunden. Wie oben beschrieben, werden die Leistungsschalter 19 (P-FET) im Falle des Überschreitens eines maximalen Stroms, der durch den Shunt fließt, so angesteuert, um die Schalter zu öffnen. Im Falle eines Überschreitens des maximalen Ausgabestroms des Akkupacks kann daher jede der Einrichtungen 21 unabhängig das Sperren der zugehörigen Leistungsschalter 19 bewirken. Durch diese Redundanz wird erreicht, dass auch bei Ausfall von einem der Schalter 19 ein sicheres Abschalten des Akkupacks gewährleistet wird. Die Einrichtungen 21 sind bei dieser Ausgestaltung so ausgelegt, um nach einer Ansprechzeit von weniger als 300 ms ein Signal an die Gates der Schalter 19 zu liefern. Ist der maximale Ausgabestrom des Akkupacks für eine Mindestzeit τ unterschritten, erfolgt eine langsame automatische Wiedereinschaltung der Leistungsschalter 19. Im Fehlerfall können sich die Leistungsschalter 19 stark erwärmen, weshalb zwischen den Schaltern 19 die Thermosicherung 20 vorgesehen ist. Statt der irreversiblen Thermosicherung 20 kann natürlich auch eine aktive Temperaturüberwachung vorgesehen sein (z.B. ein NTC, etc.). Eine ähnliche Temperaturüberwachung ist auch für die Leistungsschalter 17 vorgesehen, indem zwischen diesen Schaltern eine Thermosicherung 18 vorgesehen ist. Wie bereits erläutert, sind alle elektronischen Komponenten der Gebläseeinheit 11 einschließlich des Motors 24 in einer Vergussmasse eingegossen. Grundsätzlich besteht nur eine geringe Gefahr, dass explosionsfähige Stäube oder Gase bis in den Innenraum der Gebläseeinheit eindringen, da dieser Innenraum durch den Filter abgeschirmt ist. Dennoch wird durch die Verguss- masse ein Entzünden explosionsfähiger Stäube oder Gase, die trotz des Filters in die Gebläseeinheit eingedrungen sind, im Wesentlichen verhindert.
Figur 3 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Schaltkreisdiagramms des erfindungsgemäßen Gebläsefiltersystems der vorliegenden Erfindung. Das Dia- gramm aus Figur 3 ist dem Diagramm aus Figur 2 sehr ähnlich und stellt ein zweites Konzept dar, das sich im Wesentlichen durch seine schnelle Strom- abschaltung (im Vergleich zur Ausgestaltung aus Figur 2) auszeichnet. Im Gegensatz zu Figur 2 ist beim zweiten Konzept nur jeweils ein Kontakt 22', 23' (Plus/Minus) für die Energieübertragung zwischen dem Akkupack 10' und der Gebläseeinheit 1 1 ' vorgesehen. Diese Konfiguration ist ausreichend, da die Schutzschaltungen ausgelegt sind, um eine sehr schnelle Abschaltung zu gewährleisten. Die Ansprechzeit der Strombegrenzung relativ schnell ausgelegt ist (z.B. etwa 30 ps und vorzugsweise etwa 15 ps). Um eine Glimmzündung leitfähiger Stäube zu unterbinden, ist die Leistung der Gebläseeinheit auf etwa 10 W begrenzt. Ferner müssen die Oberflächentemperaturen der Gebläseeinheit und des Akkupacks unterhalb der Glimmzündungstemperatur liegen.
Wie in Figur 3 zu sehen, umfasst das Gebläsefiltersystem einen Akkupack 10' und eine Gebläseeinheit 1 1 '. Das Akkupack 10' weist eine Mehrzahl von Zellen 12' auf, deren Plus-Kontakte jeweils über Widerstände 13' mit einer Schutzschaltung 14' verbunden sind. Auf diese Weise können die Spannungen der einzelnen Zellen miteinander verglichen werden. Durch Messung der Zellenspannungen kann auf bekannte Weise ein Schutz gegen übermäßige Entladung und Tiefentladung realisiert werden, wie bereits erläutert wurde. An den Minus-Kontakten der Zellen 12' sind Thermosicherungen 15' vorgesehen, die thermisch gut an die Zellen gekoppelt sind, und an den Plus-Kontakten der Zellen 12' sind Überstromsicherungen 16' vorgesehen, um ein sofortiges Abschalten bzw. Abkoppeln der Zellen im Fall einer Überhitzung oder bei Auftreten zu hoher Akkuströme zu bewirken.
Zwischen den Überstromsicherungen 16' und dem Plus-Anschluss des Akkupacks sind Leistungsschalter 17' vorgesehen, deren Gates durch die Schutzschaltung 14' geschaltet werden können. Zwischen den Schaltern 17' ist eine Thermosicherung 18' geschaltet. In Serie zu den Leistungsschaltern 17' sind weitere Leistungsschalter 19' vorgesehen, deren Gates durch Überstromabschaltungseinrichtungen 21 ' geschaltet werden, und zwischen denen eine Thermosicherung 20' vorgesehen ist. Die Thermosicherungen sind jeweils gut thermisch an die Leistungsschalter gekoppelt, um eine Überhitzung zu unterbinden. Die Gebläseeinheit 1 1' enthält einen Elektromotor 24', der durch eine
Leistungsstufe 25' gesteuert wird. Zwischen der Leistungsstufe 25' und dem Plus- Kontakt 22' ist eine Thermosicherung 26' vorgesehen, die bei Übertemperatur der Leistungsstufe eine Abschaltung bewirkt. Die Leistungsstufe 25' wird durch eine Steuereinheit 27' gesteuert, die über Kontakte 28', 29' mit der Schutzschaltung 14' verbunden ist. Die Steuereinheit 27' ist außerdem mit einer Mehrzahl von Sensoren (nicht gezeigt) verbunden, mittels derer beispielsweise die Drehzahl des Motors 24' und/oder die Stromaufnahme des Motors detektiert werden kann. Außerdem ist die Steuereinheit 27' mit einer Bedieneinheit 30' verbunden, der die gleiche Funktion wie die Bedieneinheit 27 aus Figur 2 hat.
Die beiden unabhängigen Überstromabschaltungseinrichtungen 21' werten den Spannungsabfall über einem Shunt 31 ' aus, wie unter Bezugnahme auf Figur 2 beschreiben wurde. Allerdings haben die Überstromabschaltungseinrichtungen 21 ' eine sehr geringe Ansprechzeit, und die Leistungsschalter 19' sind schnell schaltende Schalter, so dass bei Überschreiten des maximalen Ausgangsstroms des Akkupacks eine Abschaltung der Schalter 19' im weniger als etwa 30 ps erreicht wird. Durch Realisierung einer schnellen Stromabschaltung und einer schnellen Schaltgeschwindigkeit von etwa 30 ps und vorzugsweise etwa 15 ps kann im Fall einer unzulässigen Lastsituation der Leistungseintrag in einen potentiellen Funken begrenzt werden
Außerdem ist in der Gebläseeinheit 1 1 ' zwischen den Anschlüssen 22' und 23' eine Kompensationsschaltung 33' vorgesehen, um im Öffnungsfall (d.h. beim Entnehmen des Akkupacks 10' oder beim Versagen der Kontaktierung der Kontakte 22', 23') einen Potentialsprung an der Seite der Gebläseeinheit zu verhindern. Die Kompensationsschaltung 33' besteht aus zwei parallel verlaufenden Strängen, die jeweils einen Kondensator und eine dazu in Serie geschaltete Parallelschaltung aus einerseits einem Widerstand und andererseits einer Reihenschaltung aus zwei Freilaufdioden aufweisen. Durch die Kondensatoren in Reihe zu den Freilaufdioden wird bewirkt, dass im Öffnungsmoment die Spannung an den Kontakten 22', 23' etwa gleich der Ausgangsspannung des Akkupacks ist. Durch die Widerstände parallel zu den Dioden wird bei einer erneuten Kontaktierung ein langsames Aufladen der Kondensatoren erreicht. Wenn die Kontakte 22' und 23' wieder geöffnet werden (oder wenn ein Fehler an einem der Kontakte auftritt), wird durch die Induktivität der Spulen des Motors 24' an den Kontakten 22', 23' eine Selbstinduktionsspannung erzeugt, die allerdings durch des Entladen der Kondensatoren der Kompensationsschaltung sofort abgebaut wird, so dass die Entstehung von Funken wirksam vermieden wird, durch die ansonsten eine Entzündung der explosionsfähigen Umgebung bewirkt werden könnte. Die Schaltung ist, wie in Figur 3 zu sehen, doppelt ausgeführt, wodurch die Kompensationsschaltung 33' auch bei Ausfall eines einzelnen Kondensators oder einer Freilaufdiode wirksam ist.
Bezugszeichenliste
1 Atemschutzhaube
2 Sichtscheibe
3 Anschluss
4 Atemschlauch
5 Gebläsefiltersystem
6 Gürtel
7 Atemschutzmaske
10, 10' Akkupack
11 , 11' Gebläseeinheit
12, 12' Zellen
13, 13' Widerstände
14, 14' Schutzschaltung
15, 15' Thermosicherung
16, 16' Überstromsicherung
17, 17' Leistungsschalter
18, 18' Thermosicherung
19, 19' Leistungsschalter
20, 20' Thermosicherung
21 , 21 ' Überstromabschaltungseinrichtungen
22, 22' Kontakt
23, 23' Kontakt
24, 24' Motor
25, 25' Leistungsstufe
26, 26' Thermosicherung
27, 27" Steuereinheit
28, 28' Kontakt
29, 29' Kontakt
30, 30' Bedieneinheit
31 31' Shunt
32 Dichtung
33' Kompensationsschaltung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Gebläsefiltersystem mit
einer Gebläseeinheit (11 ; 11'), die einen Elektromotor (24; 24') zum Antreiben eines Lüfterrads, eine Steuereinheit (27; 27') zum Steuern des Elektromotors und Kontakte (22; 22' 23; 23') zur Verbindung mit einem Akkupack aufweist,
einem Akkupack (10; 10'), der eine Mehrzahl von Sekundärzellen (12; 12') mit hoher Energiedichte und Kontakte (22; 22', 23; 23') zur Verbindung mit der Gebläseeinheit aufweist,
wobei die Gebläseeinheit (11 ; 11') lösbar mit dem Akkupack (10; 10') koppelbar ist, wobei der Akkupack über die Kontakte (22; 22', 23; 23') elektrisch mit der Gebläseeinheit verbunden wird,
wobei der Akkupack (10; 10') mit Schutzschaltungen versehen ist, wobei die Schutzschaltungen elektronische Komponenten (15; 15', 16;16', 17; 17', 18; 18', 19; 19', 20; 20', 21 ; 21', 31 ; 31') umfassen, die ausgestaltet sind, um bei Entstehung zu hoher Ströme und/oder bei Entstehung zu hoher Temperaturen mindestens eine der Mehrzahl von Sekundärzellen (12; 12') des Akkupacks elektrisch abzuschalten,
wobei der Akkupack (10; 10') und die Gebläseeinheit (11 ; 11') jeweils zumindest teilweise in eine Vergussmasse eingegossen sind.
Gebläsefiltersystem nach Anspruch 1 , wobei die Schutzschaltungen mindestens eine Temperatursicherung (15; 15', 18; 18', 19; 19') und/oder mindestens eine Überstromsicherungen (16; 16') enthalten, die geschaltet sind, um bei Überschreiten einer maximalen Temperatur und/oder bei Überschreiten eines maximalen Stroms mindestens einer der Mehrzahl von Sekundärzellen des Akkupacks elektrisch abzuschalten.
Gebläsefiltersystem nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Temperatursicherung (15; 15', 18; 18', 19; 19') und die mindestens eine Überstromsicherung (16; 16') in Serie geschaltet sind.
Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschaltungen mindestens einen Leistungsschalter (19; 19') enthalten, der bei Überschreiten eines maximalen Ausgangsstroms des Akkupacks geöffnet wird.
Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschaltungen mindestens einen Leistungsschalter (17; 17') enthalten, der bei Überschreiten eines maximalen Ausgangsstroms von mindestens einer der Mehrzahl von Sekundärzellen geöffnet wird.
Gebläsefiltersystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei mindestens zwei in Serie geschaltete Leistungsschalter (17; 17', 19; 19') vorgesehen sind.
Gebläsefiltersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine Thermosicherung (18; 18', 20; 20') in Serie zu dem mindestens einen Leistungsschalter (17; 17', 19; 19') geschaltet und angeordnet ist, um bei Überschreiten einer Grenztemperatur des mindestens einen Leistungsschalters geöffnet zu werden.
Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärzellen Lithium-Ionen-Zellen (Li-Ion-Akkus) oder Lithium-Mangan- Zellen (LiMn-Akkus) oder Zellen auf Lithium-Nickel-Cobald-Aluminium- Basis (LiNiCoAI02) mit Carbon als Stabilisator sind.
9. Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergussmaterial gute wärmeleitende Eigenschaften und elektrisch isolierende Eigenschaften hat.
Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärzellen (12; 12') und die Schutzschaltungen in dem Vergussmaterial eingegossen sind.
11. Gebläsefiltersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Gebläseeinheit (11') zwischen den Kontakten (22', 23') eine Kompensationsschaltung (33') vorgesehen ist, die ausgelegt ist, um einen Potentialsprung an den Kontakten (22', 23') zu verhindern.
12. Gebläsefiltersystem nach Anspruch 11 , wobei die Kompensationsschaltung mindestens einen Kondensator und eine dazu in Serie geschaltete
Parallelschaltung aus einem Widerstand und einer Reihenschaltung aus zwei Freilaufdioden aufweist.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106137530A (zh) * 2015-04-22 2016-11-23 泰克曼(南京)电子有限公司 自动变光焊接面罩的电动空气净化呼吸器的锁扣配合结构
CA3010830A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Thi Total Healthcare Innovation Gmbh Donnable barrier systems, devices, and methods with touchless control
DE102018003104A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 Löwenstein Medical Technology S.A. Beatmungsvorrichtung
DE102017006678A1 (de) * 2017-07-14 2019-01-17 Drägerwerk AG & Co. KGaA Kaskadierbarer Mehrfachlader und Verfahren zu dessen Betrieb
CN108039451B (zh) * 2018-01-30 2023-05-09 咸宁时代中能锂电有限公司 一种鼓风式锂电池极片刷粉设备
DE102018002952A1 (de) * 2018-04-11 2019-10-17 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gebläsefiltersystem für explosionsgefährdete Bereiche und Verfahren zum Bestücken eines Gebläsefiltergeräts mit einem Akkupack
US11239652B2 (en) * 2018-12-26 2022-02-01 Eaton Intelligent Power Limited Compliant, hazardous environment circuit protection devices, systems and methods
US10913617B1 (en) 2019-11-04 2021-02-09 Intelligrated Headquarters, Llc Conveyor with guide rails to support a divert unit
WO2021195354A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 Alexander Werjefelt Pathogen protection device
DE102022103863A1 (de) 2022-02-18 2023-08-24 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gehäuse und Gebläsefiltergerät mit einem Gehäuse
JP2023170996A (ja) * 2022-05-20 2023-12-01 ミドリ安全株式会社 空調衣服用装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2740159A1 (de) * 1977-09-02 1979-03-15 Auergesellschaft Gmbh Gasmessgeraet
DE2808963A1 (de) * 1978-03-02 1979-09-13 Bergwerksverband Gmbh Staubschutzhelm insbesondere fuer den bergbaubetrieb
DE3809406A1 (de) * 1988-03-21 1989-10-05 Geraetebau Gmbh Batteriepack
US5947691A (en) * 1997-10-29 1999-09-07 Comair Rotron, Inc. Winding supply circuit with current and thermal protective elements
DE10307330B4 (de) * 2003-02-17 2008-07-31 Msa Auer Gmbh Filtergebläse für Atemschutzmasken oder -hauben
CN2664708Y (zh) * 2003-09-11 2004-12-22 北京三方杰科技有限公司 防毒面具送风器
EP1780867B1 (de) * 2005-10-28 2016-11-30 Black & Decker Inc. Akkupack für schnurlose Elektrowerkzeuge
US20070102280A1 (en) 2005-11-08 2007-05-10 Hunter C E Air supply apparatus
US7699053B1 (en) * 2005-12-16 2010-04-20 E.D. Bullard Company Powered air-purifying respirator system
JP2007236033A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Sony Corp バッテリパックおよびバッテリ保護方法
KR20100105607A (ko) * 2007-11-20 2010-09-29 애번 프로텍션 시스템 인코포레이티드 모듈식 전동 공기 정화 호흡보호구
CN201259868Y (zh) * 2008-09-12 2009-06-17 沈国 电池保护器
US9428237B2 (en) * 2010-09-01 2016-08-30 Peer Toftner Motorcycle with adjustable geometry
CN102368628B (zh) * 2011-11-25 2013-09-18 杭州富特科技有限公司 电动汽车动力电池智能均衡装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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