JP2007529254A - 呼吸用防護具 - Google Patents

Abstract

呼吸用防護具用の吐き出しバルブアッセンブリであり、前記アッセンブリは上流の一方向フラップバルブ（１）と下流の一方向フラップバルブ（２）を備え、ともに筐体（３，４，５）内に取り付けられている。前記バルブ（１，２）は、その間に、吐き出されただけの空気の一部が溜まる「デッドスペース」として作用する空間（２５）を形成するために離れて取り付けられるので、万一、上流バルブがいかなる理由で漏れた場合にも、前記呼吸用防護具に引き戻されたいかなる漏気も吐き出された空気だけから取られ、そのため周囲の空気によって汚染されることがない。

Description

本発明は呼吸用防護具に関し、特に、呼吸用防護具の吐き出しバルブに関する。

呼吸用防護具は、着用者が周囲空気に存在する有毒物質を吸い込まないようにデザインされた個人用保護装置である。呼吸用防護具は、一本又は複数の紐によって頭部に装着され、着用者の鼻と口だけを覆う単なるマスクの形態をしていてもよい。このタイプのマスクは一般に口鼻用マスクと呼ばれる。 より高性能なマスクは着用者の顔全体を覆い、主たるマスクの中に分離したマスクとして、あるいは 主たるマスクの分離した部分として、その中に口鼻用マスクを含んでいることがよくある。そのようなマスクは単なる口鼻用マスクよりも改良された保護を与えることができる。また、別の呼吸用防護具は、着用者の頭部を覆う保護フードであり、首の周りで密閉される。通常出くわす最後の呼吸用防護具の変形型は着用者の全身を包む保護用スーツである。フードやスーツの変形型には口鼻用マスクを組み込む場合もあるし、そうでない場合もある。

すべての呼吸用防護具には共通したいくつかの特徴がある。
１）
吸い込まれた空気が外部から呼吸用防護具に入るようにするためのフィルターを組み込み、有害物質を取り除くために、入ってくる空気をフィルター処理する手段。
２）
外部からの空気がフィルターを通らずに着用者が吸い込むことのないような密閉手段。全身スーツの場合は、着用者を包む密閉バックのようなスーツにすることで実現される。全身を包まない呼吸用防護具の場合は、密閉手段は弾力性のある縁、フランジ、クッションあるいは着用者に接触する場所を密閉する同等のものの形態をとる。
３）
吐き出された空気がマスクを出て行くことができるが、空気が同じ経路でマスクに入るのを防ぐバルブ構造。この構造は通常は吐き出しバルブと呼ばれ、本発明に関するものは呼吸用防護具デザインの特定領域である。

吐き出しバルブの最も一般的な現在のデザインは、普通の位置で、着用者が吐いた空気が通る呼吸用防護具の出口を覆ったり密閉したりようにゆるく拘束されているエラストマー素材のバルブ要素を備えるフラップバルブである。着用者が息を吐くと、マスク内の圧力が上昇し、このために、吐き出した空気が呼吸用防護具から出て行けるようにバルブ要素がその台座から持ち上がることになる。息を吐き終えると、バルブ要素は通常の配置に戻り、このようにして出口を密閉し、有害物質が外部から入ってくるのを防いでいる。息を吸うときは、呼吸用防護具内の圧力は周囲空気の圧力を下回り、バルブ要素がその台座に抗して引っ張られ、再び出口を密閉するのである。例えば、このタイプの吐き出しバルブはGB−A−２２２２７７８で述べられている。

残念なことながら、バルブ要素の密閉作用は完全ではなく、特に、風の吹く周囲条件である、あるいは吐き出された空気の流れが乱れているような一定の状況下では、瞬間的にあるいは周囲空気が逆方向にバルブを通り呼吸用防護具の中に入ることになるような半連続的な波打つ動きにおいて、バルブ要素はその台座から持ち上がる。 このことは、特に、息を吸うときに危険であり、その時は、マスク内の圧力は下がっており、いかなる利用可能な穴をも通って外部から空気を吸い込む傾向にある。

この困難に立ち向かうために、吐き出しバルブの下流にちょうど吐き出された空気の一部をとどめ置く空間を形成する機構を組み込んだ既知の呼吸用防護具がある。この空間はデッドスペースと呼ばれることがよくある。デッドスペースの目的は、万一、吐き出しバルブが何らかの理由で漏れて、空気がバルブを通って反対方向に流れ込んだ場合、流れ込んだ空気はちょうど吐き出された空気であるため、汚染されていないということである。

有効であるために、デッドスペースはできる限り、周囲空気をデッドスペースに含まれる吐き出された空気と混合するのを防ぐべきである。 現在のデザインでは、デッドスペースは、バッフルあるいはねじれた経路あるいは当該バルブの下流側に直近の吐き出された空気の部分を簡単に取り出すように意図された他の似たような装置によって作られる。潜在的な漏れは非常に小さく、もちろん、着用者が息を吐き出すたびに、デッドスペースは規則的にいっぱいになるので、このように取り出された吐き出された空気の容量は大きい必要はない。 しかしながら、デッドスペースが極端に悪い状況においても有効であることを確実にするために、現在使用されている装置は吐き出された空気の流れを制限しすぎいる。そのため、息を吐くのに抵抗を増し、結果として、着用者の不快を増すこととなる。

本発明において、既存のバルブからの下流にある第二のバルブを利用することによりデッドスペース空間を設け、バッフル、ねじれた経路および類似装置の必要性を排除する。このように、本発明では、デッドスペースが有効に二つのバルブ間の空間となっている。

本発明によると、呼吸用防護具の吐き出し経路に取り付けるための吐き出しバルブアッセンブリを提供するが、該バルブアッセンブリは吐き出された空気の一部を保持する操作可能なデッドスペースをその間に形成するように、吐き出し経路に、離れて置かれる第一のバルブと第二のバルブを備える。

当該バルブはそれぞれ一方向のバルブで、その流れ方向は吐き出された空気が第一のバルブと第二のバルブを順に通るようにするものであり、逆方向には通らない。当該バルブは、通常の操作のときは互いに干渉しあわないくらいに十分に離れていることを条件に、所望のデッドスペース空間を形成する分だけ離れている必要がある。実際は、 その前者の要件に見合うくらい離れていると、たいていの目的のための十分なデッドスペース空間を形成すると考えられている。つまり、すでに述べたように、保持する必要のある吐き出された空気の量は多くある必要はない。

第二のバルブを使用することで、極めて悪い状況でも、欠陥を生じる可能性をかなり減少させる非常に安全なデッドスペースを形成する。 第二のバルブのおかげで、比較的小さな量だけで、吐き出し抵抗を増加し、このデッドスペースの機能が高まる。

すでに述べたように、二つのバルブは互いに独立して機能するように相互に配列されるのが好ましい。このように上流バルブは一方向の吐き出しバルブとして機能しており、他方で、下流バルブは上流バルブの下流にある吐き出された空気のデッド空間に取り込むように作用する。この配置の更なる利点は、下流バルブが上流バルブの些細な欠陥を補うように作用することができる点である。

現在の好ましい実施例において、二つのバルブは実質的に同じ構造をしており、サイズも同じである。しかしながらこのような場合である必要はなく、前記バルブ構造が、依然としてフラップ型であるにしても、異なる実施例もまた述べられている。

下流バルブは吐き出された空気の流れにおける特別の抵抗を取り込んでいる。 しかしながらこれは慎重なバルブデザインと２つのバルブの間の空気経路の形状に注意することで最小限にすることが可能である。

第一と第二のバルブの双方が一方向（単一方向の）タイプであれば、その具体的な構造は本発明にとっては重要ではない。すでに述べたように、一般に、吐き出しバルブに使われるバルブは単なるフラップバルブであり、このバルブ構造は本発明にとって申し分ないものである。しかしながら、他の構造を用いてもよい。特定のタイプのフラップバルブは、円錐形のバルブ要素を含んでおり、このタイプのバルブは逆風に対する抵抗がよりあると考えられるので（周囲の状況をより受ける）下流バルブにとって好ましい。
本発明のよりよい理解のため、２つの実施例が、具体例によって図を参照してこれから述べられる。

図１と図２を参照して、本発明の第一の実施例を説明する。

吐き出しバルブアッセンブリは参照番号１で一般的に示される上流の一方向のバルブと参照番号２で一般的に示される下流の一方向のバルブを含む。二つのバルブは、円筒形の上流セクション３、円筒形の中間セクション４および円筒形の下流セクション５を備える筐体内に取り付けられている。下流セクション５は協働する雄雌スレッド６、７により、中間セクション４に取り付けられており、今度は中間セクション４が協働する雄雌スレッド８、９により上流セクション３に取り付けられており、このようにして筐体内で上流バルブ１の台座部材１０を閉じ込めている。

上流セクション３はフランジ１１を組み入れており、それによって、筐体は呼吸用防護具の吐き出し口（図示せず）に密閉するように取り付けられる。 例えば、吐き出し口を口鼻マスクに形成することができるが、その口鼻マスクは、マスク素材をフランジ１１の後ろに形成される環状の溝１２に配置することになるように、フランジ１１が滑って吐き出し口を通ることができる可撓性材料でできている。

バルブ１、２の構造は非常に類似している。上流バルブ１は筐体内に取り付けられている前述の台座部材１０を備えている。台座部材１０は、バルブ部材１４を支える開放グリッド１３がはまる吐き出し空気経路の開口部(orifice)２９を形成する。グリッドの中心は、広がった遠位端を有する直立したペグ１５で形成されている。バルブ部材１４はシリコンゴム、ブチルゴム、天然ゴムあるいはイソプレンのようなエラストマー材からなり円形ディスクの形状をしている。 ディスクの中心は突起(boss)１７でできており、その突起(boss)１７はディスクをペグの上からしっかりと固定されることにより、台座部材１０に関して固定されるようにペグ１５の形状と協働する形状をしている閉じた穴を形成している。

特に図２からわかるように、ディスクは外形が少しカーブしており、それによって、周辺近くで、台座部材１０に形成された直立のリッジ１８に当接している。このリッジは有効にバルブ台座を形成する。

バルブ部材１４が図２の左から右−つまり上流方向−の空気の流れを防ぐことがわかる。息を吐くとき、マスク内の圧力は上がり、この圧力の上昇によってバルブ部材の位置が上がり、したがってに空気が図２の右から左へ流れるようになる。

下流バルブ３の場合は、下流セクション５が台座部材を形成しており、バルブ部材３０を支えるため、開放グリッド２０がはまる空気経路の開口部(orifice)１９を含んでいる。グリッド２０の中心は、前に述べたように、突起（boss）２３によってバルブ部材３０を取り付けられた広がった遠位端２２を有する直立したペグ２１で形成される。バルブ部材３０も同様に、通常の配置は、周辺近くの直立したリッジ２４に当接しており、このように、リッジ２４は有効に下流バルブのバルブ台座を形成する。

バルブ２、３の間には、上記で参照したデッドスペースである空間２５が形成されることがわかる。すでに説明したように、息を吐くとバルブ１が開き、これによって吐き出された空気が空間２５に入り、空間２５内の圧力を増し、下流バルブ２のバルブ部材３０を持ち上げ、空気を外側に出すことができる。息を吐き終えるとマスク内の圧力が下がり、上流のバルブ１が閉じる。下流バルブ２は、空間２５内の圧力が周囲の圧力にまで下がるまでの短い間、開いたままになっており、その後、下流のバルブも閉じる。このため、吐き出しただけ空気の一部が空間２５に溜まる。この空気はバルブ２により外界から分離され、このため、周囲の空気内に存在する有害物質によって汚染されることができない。例えば、息を吸っているときに、バルブ１の漏れが生じたとき、バルブ１から漏れた空気は、前に吐き出した空気のみを含んでいる空間２５から生じることになる。−例えば、上記に述べた外部の状況のため−バルブ２が漏れても、汚染される可能性のあるわずかな空気だけが、空間２５に入るが、バルブ１が同時に漏れなければ、さらに移動することはない。そのように空間２５に入ってきた汚染物質は次に息を吐くときには、押し出される。このように、同じ息を吐く／息を吸うサイクル内での両バルブの漏れの極端な状況においてだけ、外界からの汚染物質が上流へと行き両バルブを通ってマスク内に入る危険性がある。つまり、このことが起きても、上流へとやってきたいかなる有害物質も、前に息を吐いたことから空間２５内に閉じ込められた吐き出された空気と混ざってかなり希釈されることになる。

すでに説明したように、通常の吐き出しバルブ１の下流にあるバルブ２を用いることで、全体として吐き出しバルブアッセンブリの空気の流れに対する抵抗を増すことになり、これをできるだけ減らすためには、空間２５を形成する二つのバルブの間の経路の内表面が、乱流を増すような鋭い角やエッジをできるだけ避けることで空気の流れに対する抵抗を減らすような形状とされる。
これは特に図２において、上流のバルブ１の出口におけるより大きな直径から下流のバルブ２の入り口におけるより小さな直径へと通る内表面により形成される滑らかな移動においてわかる。

第一のバルブの下流にある第二のバルブを用いることで、すでに述べた必要なデッドスペースを作るように意図されているが、もちろん、バッフルまたは、バルブ２の下流に第二のデッドスペースを作る等価な配置のある形態を加えることも可能である。しかしながら、試験によると、おそらくもっとも極端な環境又は異常な環境以外には実際には必要がないとのことである。

本発明の第二の実施例を示す図３と図４について説明する。

図３、図４の吐き出しバルブアッセンブリのバルブ１と２は円筒形の上流セクション３１と円筒形の下流セクション３２を備える筐体内に収容されている。各セクション３１、３２は、それぞれバルブ１、２の台座部材として作用する。 このように、上流セクション３１は、吐き出された空気が流れることができる開放グリッドが形成される開口部(orifice)３３を形成する。グリッドの中心は、第一の実施例に関してすでに述べたのと同じように、バルブ部材３５を保持する直立のペグ３４で形成される。通常の配置では、バルブ部材３５は開口部(orifice)３３の縁の周りの上流セクション３１に形成される環状の直立したリッジ３６に当接している。

このように、上流バルブ１は、第一の実施例の対応するバルブに非常に類似した構造をしていることがわかる。しかしながら、下流バルブ２は、異なる構造をしており、略平面のバルブ部材３５の代わりに、筐体の下流セクション３２の、前面に取り付けられるフレーム３８の中で支持される円錐形のバルブ部材３７を用いている。このタイプのバルブ部材は、バルブの前面を横切る優勢な風の流れによる持ち上がりに対して改良された抵抗を提供することができる。下流セクション３２は、すでに述べた方法でグリッド４０にはめ込まれた開口部（orifice）３９とともに形成されている。グリッド４０の中心部分は、フレーム３８の一部である突起部(boss)４１を差し込んでフレーム３８とそれからバルブ部材３７を下流セクション３２内に固定して設置する穴(bore)を形成する。 バルブ２はフラップバルブで、本質的に上流バルブ１と同じように作用する。二つのバルブの間の内部空間は第一の実施例における対応するデッドスペースと同じように作用するデッドスペースを形成する。
吐き出しバルブを呼吸用防護具に取り付けることを可能とするための手段（示されていない）は上流セクション３１上に提供される。

本発明の吐き出しバルブアッセンブリの第一の実施例の分解斜視図。 図１の吐き出しバルブアッセンブリの断面図。 本発明の吐き出しバルブアッセンブリの第二の実施例の分解斜視図。 図３の吐き出しバルブの斜視図。

Claims (10)

1. 呼吸用防護具の吐き出し経路に取りつける吐き出しバルブアッセンブリであって、
   該吐き出し経路内で相互に離れて置かれる第一と第二のバルブであって、それらの間に、吐き出された空気の一部を保持する操作可能なデッドスペースを形成する第一と第二のバルブを備える、
   吐き出しバルブアッセンブリ。
2. 該第一と第二のバルブは各々、一方向バルブであって、吐き出された空気が順にそれらを通っていくことができるように配置された、
   請求項１記載の吐き出しバルブアッセンブリ。
3. 該第一と第二のバルブが通常の操作のときに互いに干渉しあわないように離されている、
   請求項１または２に記載されている吐き出しバルブアッセンブリ。
4. 該第一と第二のバルブの各々がフラップバルブを備える、
   上記の請求項のいずれかに記載されている吐き出しバルブアッセンブリ。
5. 該バルブが、呼吸用防護具に取り外し可能に取り付けられる手段を有する略円筒形の筐体内に配置されている、
   上記の請求項のいずれかに記載されている吐き出しバルブアッセンブリ。
6. 該第一と第二のバルブが、互いに間隔をあけられて該円筒形の筐体の内部に亘って取り付けられ、それらの間にある該円筒形の筐体内の該空間が前記デッドスペースを構成するようにされている、
   請求項５記載の吐き出しバルブアッセンブリ。
7. 該筐体が、相互に連結される別々の筒状のセクションから組み立てられ、
   該バルブの各々が前記セクションのひとつにそれぞれ取り付けられている、
   請求項５又は６記載の吐き出しバルブアッセンブリ。
8. 該第一と第二のバルブの間の該領域における該筐体の該内部表面が、該空気が一方のバルブから他方のバルブへと通っていくときに乱れを最小限にするように滑らかに成形された、
   請求項５から７のいずれか記載の吐き出しバルブアッセンブリ。
9. 下流にある該バルブが円錐形または一部円錐形の形をしたバルブ部材を有している、
   上記の請求項のいずれかに記載されている吐き出しバルブアッセンブリ。
10. 該下流にあるバルブの下流に第二のデッド空間を作るために該下流にあるバルブの下流に置かれたバッフル手段をさらに備える、
    上記の請求項のいずれかに記載されている吐き出しバルブアッセンブリ。

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