JP2008119319A - 呼吸連動型ブロワーマスクシステム - Google Patents

Abstract

【課題】外光による誤作動を防いで、ブロワーの駆動を呼吸に合わせて正確に制御でき、構造が簡単で排気抵抗が少なくて済む呼吸連動型ブロワーマスクシステムの提供。
【解決手段】面体２に排気弁３及び吸気弁４を設け、通常作動時に吸気弁４を通して外気を面体２内に送り込むブロワー１４を設置し、面体２の外側に遮光ボンネット９を重ね、遮光ボンネット９の排気弁３近傍に外光取り込み口１２を形成し、遮光ボンネット９と面体２の間の空隙１０において排気弁３の近傍に受光センサー１１を設置する。受光センサー１１は、外光取り込み口１２から進入した外光を受光するか否かにより排気弁３の位置を検知し、排気時或いは吸気時に信号を発し、受光センサー１１からの信号により、ブロワー１４は吸気時に通常作動すると共に、排気時に停止又は減速する。
【選択図】図１

Description

本発明は、呼吸連動型ブロワーマスクシステムに関する。

通常、危険粉塵が存在する環境下では、作業者は防塵マスクを装着し、危険粉塵をマスクが保有するフィルターで浄化し、浄化した空気で呼吸を行う。
ところで、フィルターは、浄化作用の大きいものほど通気抵抗が増大する。特に、原子力発電所内の放射性粉塵等は、たとえ微小であっても人体に侵入すると致命傷になるので、浄化作用が高く、通気抵抗が非常に大きいフィルターが使用される。そのため、作業者自身の肺力だけでは充分に呼吸することが困難になる。

このような通気抵抗の大きいフィルターを装着する場合は、通気路上において、フィルターの前側又は後側にブロワーを取付け、その送風によって呼吸の補助を行うブロワーマスクシステムが使用される。
ブロワーマスクシステムは、着用者の呼吸に連動しない一定流量型が主流である。一定流量型ブロワーマスクシステムは、送風する必要のない排気時にも一定量の浄化空気をマスク面体に供給するため、フィルターが消耗しやすく、排気時の抵抗も大きくなり、電力消費量が多くなりやすい。

また、従来、排気弁又は吸気弁の動きをセンサーで感知し、センサーからの信号によってブロワーを制御し、排気時にはブロワーを停止したり減速して、フィルター消耗、排気抵抗及び消費電力を抑える呼吸連動型ブロワーマスクシステムも知られている（特許文献１参照）。
上記従来の呼吸連動型ブロワーマスクシステムでは、発光素子及び受光素子から成るセンサーを使用している。そして、発光素子から照射された任意波長の光を排気弁が反射し、排気弁が開いた時のみ反射光を受光素子が受光し、受光素子が反射光を受光して任意波長光の受光量が増加した時に発信する制御信号に基づき、ブロワーを停止或いは減速させるようになっている。

ところが、太陽光など外光にも発光素子と同じ波長の光線が含まれていることが多く、センサーの受光素子が外光を直接或いは間接的に受光すると、排気弁の動きを正確に把握できなくなり、ブロワーの制御が不正確となる。
また、排気弁を保護する筒状の弁カバーの内部にセンサーを設置して外光を遮断することも考えられるが、このためには、弁カバーを長くしてその先端の排気口とセンサーを遠ざけ、更に排気口を狭くして外光がセンサーに届かないようにする必要がある。このようにすると、マスクが嵩張り、排気口の開口面積が狭くなって排気抵抗が増すので、着用感が悪くなる。

特開２００３−１０３４９号公報

本発明が解決しようとする課題は、外光による誤作動を防いで、ブロワーの駆動を呼吸に合わせて正確に制御でき、構造が簡単で排気抵抗が少なくて済む呼吸連動型ブロワーマスクシステムを提供することにある。

本発明の呼吸連動型ブロワーマスクシステムは、面体の前部に、排気時に開いて吸気時に閉じる排気弁、及び、吸気時に開いて排気時に閉じる吸気弁を設け、通常作動時に前記吸気弁を通して外気を面体内に送り込むブロワーを設置し、前記面体の外側に前記排気弁を覆うように遮光ボンネットを重ねると共に、該遮光ボンネットの前記排気弁近傍に外光を取り込む外光取り込み口を形成し、前記遮光ボンネットと前記面体との間の空隙において、排気弁の近傍に受光センサーを設置し、該受光センサーは、前記外光取り込み口から取り込んだ外光に対する受光量の変化により前記排気弁の位置を検知して、排気時或いは吸気時に信号を発し、前記受光センサーからの信号により、前記ブロワーは吸気時に通常作動すると共に、排気時に停止又は減速する。

前記外光取り込み口から取り込んだ外光を前記排気弁で反射し、反射光の軌道変化に伴う受光量の変化により前記受光センサーは前記排気弁の位置を検知することがある。
或いは、前記外光取り込み口から取り込んだ外光を前記受光センサーに照射し、前記排気弁は、その開閉に伴って前記取り込んだ外光を遮断或いは通過させ、前記受光センサーは受光量の変化によって前記排気弁の位置を検知することもある。

本発明によれば、外光そのものを利用して、吸気時であるのか排気時であるのかを識別するので、外光によって受光センサーが誤作動する心配が無く、ブロワーを作業者の呼吸に合わせて正確に駆動させることができる。
また、面体の外側に排気弁を覆うように遮光ボンネットを重ね、遮光ボンネットと面体との間の狭い空隙に受光センサーを設置したので、外光の侵入を抑制するために排気孔を狭くしたり、排気孔の位置を受光センサー及び弁から大きく突出させる必要が無く、この結果、排気抵抗の増加や、マスクが大型化するのを防ぐことが可能である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る呼吸連動型ブロワーマスク１は、図１に示すように、面体２と、面体２の前上部に設けられた排気弁３と、面体２の前下部に設けられた吸気弁４と、面体２の外部に吸気弁４を囲むように装着された筒状のフィルターカバー５と、フィルターカバー５の内部に設置され、モータ７で駆動されるブロワー１４と、フィルターカバー５の先端内部に配設され、面体２内へ供給される外気を浄化するフィルター８と、面体２の外側に狭い空隙１０をあけて重ねられた遮光ボンネット９と、空隙１０内に設置され、排気弁３の位置を検知する受光センサー１１とを備える。

排気弁３は、排気時に開いて面体２内の空気を外部へ排出し、吸気時に閉じて面体２の内外空間を遮断する。また、吸気弁４は、排気時に閉じて面体２の内外空間を遮断し、吸気時に開いて面体２内へ外気を導入する。
ブロワー１４は、羽根車６とこれを駆動するモータ７とから成る。モータ７はブロワー制御回路を介して受光センサー１１に接続され、受光センサー１１からの信号によってモータ７の駆動が制御される。そして、モータ７が通常作動している時には、羽根車６が通常速度で回転し、フィルター８及び吸気弁４を通して面体２内へ外気を送り込むようになっている。

遮光ボンネット９は、面体２のフィルターカバー５よりも上方部分を覆い、空隙１０への外光の進入を規制している。
また、遮光ボンネット９の上端寄りには非常に小面積の外光取り込み口１２が穿設され、外光取り込み口１２から取り込まれた外光が排気弁３に照射されるようになっている。さらに、外光取り込み口１２の近傍において、空隙１０の内部には受光センサー１１が設置される。
また、遮光ボンネット９の下端寄りには複数の排気孔１３が形成される。排気孔１３は受光センサー１１から遠い位置に設けられているため、排気孔１３から空隙１０へ侵入した外光が受光センサー１１に影響を与えることはない。

受光センサー１１は、フォトトランジスタ等より成り、その受光面が排気弁３に対向して設置される。
図２に示すように、外光取り込み口１２から取り込まれた外光は排気弁３に当たって反射するが、吸気時であって排気弁３が閉じていると、その反射光は受光センサー１１の受光面から逸れてしまい、受光面に照射されない。
この時、ブロワー制御回路はモータ７を通常作動させ、ブロワー１４は開いている吸気弁４を通して面体２内に外気を送り込み、吸気を助ける。

一方、図３に示すように、排気時には排気弁３が外側に移動して開き、外光取り込み口１２から取り込まれた外光を排気弁３で反射した反射光の軌道が変化する。
排気弁３が開いた時の反射光は受光センサー１１の受光面に照射され、受光センサー１１の受光量が大幅に増加する。すると、受光センサー１１はブロワー制御回路に制御信号を送信する。
ブロワー制御回路は受光センサー１１からの制御信号を受信すると、モータ７を停止或いは減速させ、この結果、ブロワー１４の送風が停止するか又は送風量が減少する。
即ち、排気弁３が外光を反射した反射光の軌道によって、排気時であるか吸気時であるかを把握し、ブロワー１４の駆動を呼吸に合わせて制御することができる。

なお、上記実施例では、排気弁３が開いた時に受光センサー１１が反射光を受光するようにしたが、排気弁３が閉じた時、即ち、吸気時に受光センサー１１へ向かって外光を反射させることもできる。
また、外光取り込み口１２から取り込まれた外光を排気弁３に反射させずに直接受光センサー１１の受光面に照射し、排気弁３が閉じている時は、この取り込んだ外光を通過させて受光センサー１１による受光を許容し、排気弁３が開いている時は、取り込んだ外光を遮断して、受光センサー１１の受光量を減少させ、これによって、受光センサー１１が排気弁３の位置を検知するようにしても良い。

本発明の実施例に係る呼吸連動型ブロワーマスクの断面図。 呼吸連動型ブロワーマスクの吸気時における要部断面図。 呼吸連動型ブロワーマスクの排気時における要部断面図。

符号の説明

１ 呼吸連動型ブロワーマスク
２ 面体
３ 排気弁
４ 吸気弁
５ フィルターカバー
６ 羽根車
７ モータ
８ フィルター
９ 遮光ボンネット
１０ 空隙
１１ 受光センサー
１２ 外光取り込み口
１３ 排気孔
１４ ブロワー

Claims (3)

1. 面体の前部に、排気時に開いて吸気時に閉じる排気弁、及び、吸気時に開いて排気時に閉じる吸気弁を設け、通常作動時に前記吸気弁を通して外気を面体内に送り込むブロワーを設置し、前記面体の外側に前記排気弁を覆うように遮光ボンネットを重ねると共に、該遮光ボンネットの前記排気弁近傍に外光を取り込む外光取り込み口を形成し、前記遮光ボンネットと前記面体との間の空隙において、前記排気弁の近傍に受光センサーを設置し、該受光センサーは、前記外光取り込み口から取り込んだ外光に対する受光量の変化により前記排気弁の位置を検知して、排気時或いは吸気時に信号を発し、前記受光センサーからの信号によって、前記ブロワーは吸気時に通常作動すると共に、排気時に停止又は減速することを特徴とした呼吸連動型ブロワーマスクシステム。
2. 前記外光取り込み口から取り込んだ外光を前記排気弁で反射し、反射光の軌道変化に伴う受光量の変化により前記受光センサーは前記排気弁の位置を検知する請求項１に記載の呼吸連動型ブロワーマスクシステム。
3. 前記外光取り込み口から取り込んだ外光を前記受光センサーに照射し、前記排気弁は、その開閉に伴って前記取り込んだ外光を遮断或いは通過させ、前記受光センサーは受光量の変化によって前記排気弁の位置を検知する請求項１に記載の呼吸連動型ブロワーマスクシステム。

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