JPS605398A - 高圧ガス容器を備えた救助装置の電子警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、危険位置から安全に退去するために必要な貯
蔵ガス量（空気または酸素）を決定し指示するための、
高圧ガス容器を備えた救助装置用、特に杭内で使用され
る酸素−救助装置用電子警報装置に関する。

本発明による警報装置は、杭内で通常用いられる救助装
置と結合させて使用できるばかりか、危険区帯にいる作
業員にびん（高圧ガス容器）から酸素または空気を連続
的に供給する必要のある分野であればどのような分野で
でも利用することができる。このような分野は、炭鉱の
他に化学産業の二、玉の部門に見受けられるが、さらに
消防とか、或は少なくとも一時的に空気から遮断されて
、もしくは少なくとも酸素の乏しい環境で救助作業や生
産作業を行なうような分野もすべて含まれる。

本発明による嘗報装置が主に炭鉱で使用されることを考
慮して、以下に詳細に述べる臀報装置の説明は、炭鉱の
性格を考慮しながら行なうことにする。しかしこれは本
発明の保護範囲が炭鉱で使用される装置だけに限定され
るという意味ではない。

炭鉱用救助装置では、びんに貯蔵された酸素または空気
が使用され、酸素または空気は所定の時間は十分にあり
、びんの減圧器を介してガス分配器により使用者の口、
鼻（吸気機関）に送られることは公知である。このよう
な救助装置の容器内に貯蔵されたガスが限られた所定時
間内だけ十分にあるにすぎないことを考えると、危険区
帯に到達するために使用したガス量にある種の安全７ア
クタを乗じた量が帰還のためにも使用できねばならない
ということは非常に取留である。炭鉱安全条例には・％
らずこの安全ファクタが含まれており、危険位置に到達
するために使用したガス量にこの安全ファクタが乗ぜら
れ、そしてもしガス容器内のガス４けが、危険位置に接
近するために消費したガス量と安全ファクタとを乗じた
値に達したときには、帰Ｊ■を、即ち危険位置からの退
去を開始しなければならない。

救助または作業に使用され、酸素を十分に含んだガスの
供給を確実にする容器の体積とガスの温度とが使用中実
際に一定であると仮定できることを考慮すると、ガス容
器内の［Ｔ：、力はその都度容器内のガス量に関する確
実な情報を！ｊ−える。従って一般には、ガス容器内に
あるガス圧を測定し、このガスｍから消費した或はまだ
使用できるガス量を推定すれば十分である。

公知の解決法では、いわゆる救助装置のガス容器に、一
般には酸素容器に、表示器を備えた圧力測定器が接続さ
れ、危険位置に接近しはじめる際に読み取った圧力値を
マーキングしなければなら　３− なかった。また作業位置或は危険位置に到着した際にも
ガス容器内のガス圧を読み取らねばならなかった。そし
て、初期圧力値と危険位置到達時に表示される圧力の現
在値との差から、接近中に消費したガス量を決定するこ
とができるようになっていた。

この値に前記の安全ファクターが乗ぜられ（これは、安
全ファクターが３個あったから、炭鉱安全条例に対応し
６倍の量である）、そして容器内のガス量が接近中に消
費したガス量と安全ファクタとの積に対応する値に達し
たら、危険位置から退去しはじめねばならなかった。こ
れは救助装置を担持する人を著しく煩られせるものであ
る。なぜなら、救助装置の使用者が自ら接近中に消費し
たガス量を計算し、このガス量に安全ファクタを乗じ、
次に危険位置または作業位置から帰還或は退去をはじめ
なければならない圧力値がいつ表示されるかを確認する
ために絶えず圧力測定器を見ていなければならないから
である。危険区帯の状態がそこで働らく作業員にとって
騒然とした環境　４　− であることを考慮すると、測定器を絶えず監視し種々の
計算を行なうことは多くの危険を招くおそれがあり、作
業員に心理的な負担をかけるばかりでなく、異常な状態
であるが故の判断ミスのために新たに危険な状況が生じ
ることも考えられる。

本発明の課題と目的は、公知の救助装置の」１記のごと
き欠点を除去し、利用者を、変化するガス圧値の計算と
監視から解放することである。本発明の他の目的は、こ
の解決法が救助装置の著しい変形を可能な限り必要とせ
ず、しかも救助装置の重量を増大させないようにするこ
と、一方それにもかかわらず確実なコントロールのもと
に個々の稼動態様に対応するｍ力値或は圧力範囲を救助
装置の利用者に明確に報知するようにすることである。

本発明による筈報装着では、−１−、記の課題は次のよ
うな手段によって解決される。即ちガス容器に接続され
る圧力センサを介して電気信号が信号処理ユニットへ送
られ、該信号処理ユニットが操作ユニットと結合されて
おり、該操作ユニットのスイツチを介して適当な稼動態
様が調整可能であり、そしてとの稼動態様に対応して、
危険位置への接近のために消費したガス量と安全ファク
タとの乗積により警報装置自体が危険位置から退去しは
じめなければならない圧力値を計算することがそれであ
る。このＩＥ力値並びに現在値は、操作ユニット内に配
置されるデジタル表示器によってデジタル式に表示され
る。さらに、容器内の圧力が救助装置の信号処理ユニッ
トによって予じめ決定されている値に達し、危険位置か
ら退去しはじめねばならない場合には、本発明による警
報装置は操作者或は利用者に光信号を、必要な場合には
音信号を与える。本発明による警報装置では、上記の光
信号及び音信号の池に、装置の操作に必要な給電ユニッ
トが所定の消耗状態に達した場合に消えるような光信号
及び／または音信号も発せられる。

ところで上記の消耗状態とは、救助装置をもはや必要と
しない危険位置近辺にまだ十分安全に達することができ
ることを意味している。予じめ決定された告知される消
耗状態とは、給電ユニットの消耗のために警報装置があ
る一定の時間経過した後その機能を失なうということを
意味しているにすぎない。

本発明による警報装置では、一般に６つの稼動態様を制
御でき、即ち接近稼動態様と、作業または救助稼動態様
と、退去稼動態様とを制御できる。

この稼動態様の切換えは、可能な限り簡単な多重スイッ
チを用いて行なわれ、その結果利用者は装置にわずかな
注意を払うだけでよい。本発明による警報装置では、信
号処理ユニットは電子データ処理ユニット、電子表示ユ
ニツｌ−、電子制御ユニットの分野で通常用いられるそ
れ自体公知の要素によってつくられている。

従って本発明の特徴は、５報装置に、ガス容器に接続さ
れ電気信号を発する圧力センサと、該圧力センサに接続
される信号処理ユニットと、操作ユニットが設けられ、
該操作ユニットが実際の稼動態様を決めるための切換ス
イッチと、光信号発生器及び／または貯蔵ガスの圧力を
表示するデジタル表示器とを具備していることである。

本発明による警報装置の１つの有利な実施例では、操作
ユニットは分離した構造ユニットである。

この分離したユニットは、例えば操作者のベルトにまた
は救助装置の肩ベルトに懸けることができ、従って操作
者は操作ユニットの光信号及び／または音信号を絶えず
知覚する或は認知することができ、さらに操作ユニット
上に配置されるデジタル式圧力表示器も見ることができ
る。

本発明による警報装置の他の有利な実施例では、光信号
発生器は、少なくとも危険位置からの退去の開始と給電
ユニットの所定の消耗状態とを告知する構成要素を有す
る。この構成要素は特に発光ダイオードである。しかし
、上記の２つの状態を告知する光信号要素のほかに他の
光信号要素を設けることも可能である。例えば、標準稼
動で常時光信号を発するような光信号要素を、特に緑色
発光ダイオードを設けることが可能である。

本発明による警報装置では、危険位置への接近に必要な
ガス量と消費したガス量、及び／または消費したガス量
と安全７アクタとの積を記憶し、ある稼動態様への切換
え時にまたは戻し切換え時にこの記憶された値を考慮す
るような記憶ユニットを使用するのが有利である。

次に、本発明をいくつかの実施例に関し添付の図面を用
いて説明する。

第１図に示すように、基本装置である救助装置のガス容
器には圧力センサ１が接続され、該圧力センサ１は圧力
に対応した電気信号を発する。この圧力センサ１は抵抗
ブリッジ１／ａを有し、該抵抗ブリッジ１／ａは珪素及
び／またはセラミックがら成る硬質充填物質１／ｂのな
かで支持されている。このように、測定されるべき媒体
が高温高圧であり危険なファクタをもっていても正の及
び負の大きな加速に耐えることができるようになってお
り、或は電気抵抗を連続的に感受できるようになってい
る。圧力センサ１によって生じた信号は、導線１５を介
して信号処理ユニット２に送られる。信号処理ユニット
２は、救助装置と共にケーシング内に配置することがで
きるが、付加的なユニットとして救助装置に固定するこ
ともできる。信号処環ユニット２では、圧力センサ１に
よって生じた信号の変換、この信号の記憶、必要な計算
の実施、記１意装置内での記憶、さらに操作ユニット乙
に対する制御の実施が行なわれる。

操作ユニットろは、操作者の衣服（特にベルト）に固定
可能な分離した構造ユニットとして形成するのが有利で
ある。

信号処理ユニット２と操作ユニットろは、導線１６を介
して接続されている。操作ユニット６には、稼動の蛾類
を選定するための切換スイッチ４゜５が配置され、さら
に操作ユニット乙には、光信号発生器６が配置されてい
る。図示した実施例では、操作ユニット３は６つの光信
号発生器６を具備している。さらに操作ユニット３には
デジタル表示器７が配置され、該デジタル表示器７は容
器内の圧力を表示する。

このように本発明による瞥報装置は、発信に必要な田力
値を所定の安全ファクタを考慮しながら稼動中に測定す
る。

第２図の購筬図かられかるように、圧力センサ器１７の
出力は他の信号増幅器８に接続されている。信吟増幅器
８は記憶装置９，１ｏに接続され、該記憶装置９．ｉｏ
はデータ処理ユニット１１と接続している。データ処理
ユニット１１は制御ユニット１４と接続され、該制御ユ
ニット１４はデジタル表示器７を操作する。制御ユニッ
ト１４は、概ね切換スイッチ４と５並びに光信号発生器
６を備えている。第２図かられかるように、救助装置の
個々の構成要素は給電ユニット１２と接続している。

１１ユニツト１２は、スイッチ１３を用いて操作するこ
とができる。スイッチ１３は磁場によって操作するのが
合目的であり、或は遮蔽された装笛溝成要素のなかに、
特に第１図に図示した信号処理ユニット２のなかに配置
するのが合目的である。

このようにすれば機能の安定性を阻害するような影響を
受けないため、スイッチ１ろは安定に稼動する。一般に
はスイッチ１６は、該スイッチ１６を受容する装置ｆｆ
’Ｊ　Ｉａ要素のケーシングのある位置に何らかの色を
つけ、この位置に磁石を近づけてスイッチ１３を閉じた
り開いたりできるように購筬される。

次に、本発明による１報装置の機能態様を詳細に説明す
る。その際、本発明による官報装置の稼動では、炭鉱で
用いられる安全ファクタが考慮されるものと仮定する。

この安全ファクタは、すでに述べた様に３つ存在する。

さらに、本発明による官報装置は、酸素容器が内設され
酸素の初期圧力が２５　ＭＰａであるような救助装置と
結合して利用されるものと仮定する。

救助装置内にある酸素容器に圧力センサ１が接続され、
該圧力センサ１は、酸素容器内の圧力に対応する電気信
号を信号処理ユニット２へ送る。

信号処理ユニット２は、救助装置のケーシングに固定さ
れている。操作者のベルトには操作ユニット６が固定さ
れ、該操作ユニット６は切換スイッチ４と５を具備し、
これらの切換スイッチを用いて接近稼動、救助稼動、退
去稼動に切換えることができる。さらに操作ユニット６
にはデジタル表示器７が取付けられ、該デジタル表示″
ａｒ７は、切換スイッチ４，５の位置に依存してその都
度対応する圧力または圧力範囲を表示する。この圧力は
もちろん酸素容器内のＩＥ力と関連しており、或は救助
時間中に使用できる圧力範囲を示している。

光信号発生器６は、図示した実施例では６つの発光ダイ
オードを有し、その際第１の発光ダイオードは緑色光を
、第２の発光ダイオードは赤色光を、第３の発光ダイオ
ードは黄色光を発する。

操作者が最初に切換スイッチ４を用いて救助装置を接近
稼動に対応する位置に切換えたと仮定すると、デジタル
表示器７は２５　ＭＰａの圧力を表示する。これは初期
圧力値に対応している。操作者が危険位置に到着すると
、操作者は切換スイッチ４または５を用いて救助装置を
救助稼動に対応する位置へ切換える。このとき本発明に
よる５報装置は、救助稼動へ切換えた際に生じる瞬間下
刃値を考慮して、初期圧力と現在の圧力との圧力差を算
出する。どのｍ力差が３　ＭＰａとすると、この値を３
倍することによって前述の安全ファクタが考慮されたこ
とになる。即ちこれは、初期圧力が２５　ＭＰａであり
危険位置に接近するまでに必要なＦＦ、力低下が３　Ｍ
Ｐａであるため、危険位置から安全に退去するためには
９　ＭＰａの圧力が必要であることを意味している。こ
の場合、図示した実施例で救助装置の機能安定に必要な
最小［Ｔ−、力が０．５　ＭＰａとすると、これはデジ
タル表示器７が酸素容器内の圧力として９．５　ＭＰａ
の値を表示した時点で退去をはじめなければならないこ
とを意味している。

さらに、接近終で時の田方２２　ＭＰａと退去をはじめ
なければならない圧力９５　ＭＰａとの圧力差、即ぢ１
２．５　ＭＰａの圧力が救助のために或は作業のために
使用できることも明らかになる。

信号処理ユニット２が前述のごとく構成されているため
、切換スイッチ４，５を用いて次のような状況をつくり
だすことができる。即ち、危険位置へ接近している間は
光信号発生器乙のうち例えば緑色光を発する発光ダイオ
ードを常時通電させ救助稼動或は作業稼動の間は、酸素
容器内の圧力が退去をはじめなければならない９．５　
ＭＰａの圧力に達するまで、黄色光を発する発光ダイオ
ードが点灯し、次にこの黄色光が消え赤色光が点灯し、
その突き刺すような強烈な発光によって操作者に退去開
始命令を与えるというような状況がそれである。稼動の
種類を切換えるための切換スイッチ４．５は、鋭い愕笛
音を発する装置やクラクション等の音信号発生器を赤色
光の点灯と同時に通電させるような構成のユニットと接
続させることができ、それによって赤色光と−に記の音
信号により操作者に退去の開始を告げることができる。

本発明による警報装置では、給電ユニット１２が消耗し
ても安全性を保証する部分が重要なはたらきをする。こ
れは、給電ユニット１２の消耗状態が安全な退去に十分
な予備エネルギーに対応する値に達した場合、黄色光を
発する発光ダイオードの通電により光信号発生器６が信
号を発し、この信号が操作者に退去の開始を知らせるが
、しかし操作者は、黄色光が点灯しても酸素量が必要な
値以下に減ったのではなく、給電ユニットが退去をはじ
める消耗状態にあることを示してｌ／）るＧこすぎない
どとを知っているということを意味してし）る。

本発明による装置では、上述の実施例かられかるように
、操作者はガス計の計算を行なったり、常に表示装置に
気を配ったりする必要はなく、従って操作者は心理的な
圧迫を受けながら、また（ま神経を煩わせて、危険位置
から安全に退去するために必要なガス量を算定する必要
はなし１゜さらに、上述の実施例によれば、本発明によ
る警報装置は救助装置の重量やサイズを著しく増大させ
るものではなく、従って救助に携わる作業員に肉体的な
負担をほとんどかけないことがわ力）る。

さらに、上述の実施例によれば、本発明による警報装置
の圧力センサ１によって生じる信号の変換、必要な計算
の実施、記憶装置内での記憶力号行なわれ、さらに操作
ユニット乙に対する制御が信号処理ユニット２内で完遂
されることがわかる。

これに対応する制御電子エネルギーは、光信号や音信号
ばかりでなく、例えば他の装置を稼動させたり停止させ
たりする電磁弁をも制御することができる。従って他の
分野への応用も可能で、例えば液体またはガス容器中、
導管中での［Ｅ力監視（周囲状態が標準的な場合と極端
な場合）、並びに調整機能、制御機能、警報機能を備え
たテレトランスミツターとしての利用がそれである。

特に重要な応用分野としては、安全条例、事故防止条例
、及び他の安全または技術学条例を顧慮した作業制御分
野（オートメーション）、諸結果の応答分野が挙げられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による警報装置の１つの実施例の構成図
、第２図は本発明による警報装置の他の実施例の構成図
である。 １・・・圧力センサ　１／ａ・・・抵抗ブリッジ１／ｂ
・・・硬質充填物質　２・・・信号−処理ユニット６・
・・操作ユニット　４，５・・・スイッチ６・・・光信
号発生器　７・・・デジタル表示器１２・・・給電ユニ
ット ＝Ｌ１′１ 第１頁の続き ■発　明　者　イムレ・ヴアヴラ ハンガリー国タタバーニャ・シ ャーグヴアーリ・ウツツア１１ ■発　明　者　ガーボル・キシュベーリハンガリー国ブ
ダペスト・ヘゲ デユーシュ・ジュラ・ウツツア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　危険位置から安全に退去するために必要な貯蔵
   ガス量を決定し告知するための、高圧ガス容器を備えた
   救助装置の電子警報装置に於て、ガス容器に接続され電
   気信号を発する圧力センサ（１）と、該圧力センサ（１
   ）に接続される信号処理ユニット（２）と、操作ユニッ
   ト（３）が設けられ、該操作ユニット（３）が実際の稼
   動態様を決めるための切換スイッチ（４，Ｂ）と、光信
   号発生器（６）及び／または貯蔵ガスの圧力を表示する
   デジタル表示器（７）とを具備していることを特徴とす
   る前記警報装置。 （２）　連続的な′電気信号をつくり出す圧力センサ（
   １）が抵抗ブリッジ（１／ａ）を有し、該抵抗ブリッジ
   （ｉ　／　ａ　）が大きな正の及び負の加速に耐えるた
   めに硬質充填物質（１／ｂ）内に装着されていることを
   特徴とする、！１ヤ許請求の範１．！■第１項に記載の
   ？Ｖ報装置。 （６）操作ユニット（６）が分離した溝造ユニットとし
   て形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の警報装置。 （４）　光信号発！Ｉ：　謬（Ｓ）が、少なくとも危険
   位置からの退去開始と給電ユニツ）　（１２）の所定の
   消耗状態とを告知する機構を［ｉｌｌえているととを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
   １つに記載の惜報装置。