WO2004103475A1 - Belüftungsanlage für den nbc-schutz - Google Patents

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WO2004103475A1
WO2004103475A1 PCT/CH2004/000304 CH2004000304W WO2004103475A1 WO 2004103475 A1 WO2004103475 A1 WO 2004103475A1 CH 2004000304 W CH2004000304 W CH 2004000304W WO 2004103475 A1 WO2004103475 A1 WO 2004103475A1
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WO
WIPO (PCT)
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air
filter
ventilation system
activated carbon
prefilter
Prior art date
Application number
PCT/CH2004/000304
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Riedo
Original Assignee
Andair Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to US10/558,002 priority patent/US7527663B2/en
Priority to DE502004011336T priority patent/DE502004011336D1/de
Priority to EP04733757A priority patent/EP1631357B1/de
Publication of WO2004103475A1 publication Critical patent/WO2004103475A1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B13/00—Special devices for ventilating gasproof shelters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C4/00—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S454/00—Ventilation
    • Y10S454/902—Air raid shelter ventilation

Definitions

  • the invention relates to a ventilation system for NBC protection of at least one closed security and / or protection room with constant slight excess pressure, which ventilation system essentially has an air inlet and outlet, an explosion protection valve, a prefilter, a suspended matter filter, an activated carbon filter and an air delivery device Aspiration of the air to be cleaned and to distribute the cleaned air includes.
  • An air cleaning device is known from WO 97/30755 A1, which comprises means for sucking in, cleaning and distributing outside air into at least one closed room, in particular in security and / or protective rooms.
  • the device is designed as an autonomous installation unit with an airtight housing, an air inlet connector for the air to be cleaned and an outlet connector.
  • the housing envelops a fan, at least one unused and airtightly packed filter unit and an integrated bypass for the filter units.
  • two different filter units can be installed, which have different activated carbon filters.
  • one or the other filter unit can be used, both are immediately accessible and fully functional at any time.
  • the cleaned air is constantly blown into the safety and / or protective rooms, where it continuously escapes through the creation of a permanent, slight overpressure due to leaks in the rooms and / or a pressure relief valve.
  • a filter unit is also known from DE 3841895 A1, which is preferably cylindrical and consists of nested individual filters. In their entirety, these individual filters guarantee protection against atomic, biological and chemical pollutants, i.e. NBC protection.
  • An externally flange-mounted fan is provided for operating the device. When installing the ventilation system, care must be taken to ensure that that all components are matched to each other both in terms of construction technology and in terms of their functional parameters.
  • Ventilation devices are known in which an explosion protection valve with a separately mounted prefilter is installed when the air enters the safety and / or protective space, for example from EP 0678693 B1.
  • the explosion protection valve is in turn arranged separately, it is installed in the safety and / or protective room wall without a prefilter, or there is no explosion protection.
  • the inventor has set himself the task of creating a ventilation system of the type mentioned at the outset, which can be produced inexpensively, is easy to operate and operate, and is less prone to malfunction.
  • the ventilation system comprises at least one of the three following elements:
  • a combined activated carbon filter consisting of activated carbon that is specifically effective against chemical pollutants on the one hand and against radionuclides on the other.
  • the present application includes ventilation systems
  • An explosion protection valve combined and interacting according to the invention with the prefilter is characterized in that an elastically compressible prefilter mat is held between a fixed plate with a first perforation and a movable plate which can be displaced in the direction of the stationary plate.
  • an elastically compressible prefilter mat is held between a fixed plate with a first perforation and a movable plate which can be displaced in the direction of the stationary plate.
  • the outside air can easily pass through the two impact-resistant plates and the pre-filter mat.
  • the displaceable plate is thrown against the stationary plate with great force and thereby compresses the pre-filter mat.
  • the first and second perforations are designed so that the plates lying on top of one another do not allow air to pass through. This can be done, for example, with perforations offset against each other, e.g. B. perforations can be achieved.
  • any other form of perforation is also suitable, for example slots in the radial direction.
  • the explosion protection valve combined and interacting with the pre-filter not only protects the sensitive, downstream particle filter Effects of pressure, but also people and things present in the room.
  • the housing of the ventilation system is also protected with the combined prefilter / explosion protection valve if there is a sudden overpressure phase without a devastating pressure wave that destroys the entire installation unit. Above all, the closures and separation points are protected from the effects of explosions.
  • the pressure is reduced in the stable, reinforced housing cover at the air inlet.
  • An activated carbon filter combined according to the invention basically comprises
  • each layer being specifically active against chemical warfare agents or against radionuclides, the layers being granular, powdered or as a solid in the form of an open-pore structure, or - a single-layer activated carbon filter consisting of a specific against chemical gaseous Pollutants and a granulate, powder or open-pore substrate specifically effective against radionuclides emitted into the atmosphere.
  • the activated carbon filter can be disc-shaped with an axial gas flow or ring-shaped with a radial gas flow from inside to outside or from outside to inside.
  • a suspended matter filter is installed upstream, which separates the fine suspended matter, especially the aerosols of biological and chemical warfare agents.
  • the activated carbon is impregnated in a manner known per se in such a way that the pollutants are removed from the gas stream by adsorption, chemical sorption or catalytic oxidation.
  • the activated carbon used to combat threats with a radioactive atmosphere is impregnated in such a way that adsorption or ion exchange takes place.
  • radioactive methyl iodide which can be released in NPP accidents, can be extracted from the gas river away.
  • the disadvantage of a bellows is that the air is supplied intermittently. This in turn means that with a prescribed minimum amount of air per unit of time, twice the amount of air must be supplied for about 50% of the time.
  • the contact time ie the time during which the air flows through the activated carbon, is decisive for the detoxification of contaminated air.
  • the contact time in the gas filter is also reduced to about 50% for a given amount of air as a result of the intermittent load.
  • the double bellows is the only air pump.
  • the actuation of a double bellows bellows according to the invention is only necessary in an emergency if the electrical power fails or a defect has to be remedied.
  • This can preferably be connected to the air outlet opening of the ventilation system with a quick-release fastener.
  • any ventilation system for ventilation and / or shelters can be decisively and individually improved in a simple manner.
  • the three built-in elements according to the invention pre-filter / explosion protection valve, combined activated carbon filter and double bellows can be installed individually, combined in pairs or all three combined, which enables a broad, adaptable range of applications.
  • FIG. 2 shows a double bellows
  • FIG. 3 shows a ventilation system with a connected double bellows
  • FIG. 4 shows a plan view of a prefilter / explosion protection valve
  • FIG. 5 shows a variant of FIG. 4.
  • a ventilation system 10 is mounted with an invisible bracket on an inner wall of a security and / or protection room 12. All essential functional components are mounted in a two-part housing 14 with an air inlet 16 and an air outlet 18 with a quick-release fastener 20 for the double bellows (FIG. 2).
  • a cover 17 that can be placed on is massively reinforced with respect to the underlying housing 14 and is connected to the latter via a closure (not shown).
  • an air supply hose or tube 22 is connected and sealed by an O-ring 24.
  • a prefilter in the form of a prefilter mat 26 is installed, which is combined with an explosion protection valve 28 and interacts with it.
  • the elastically compressible pre-filter mat 26 lies on a stationary, ie permanently mounted plate 30 made of impact-resistant material, in particular steel, with a first perforation 32.
  • a corresponding movable plate 34 with a second perforation 36 lies on the pre-filter mat 26.
  • This movable plate 34 is shown in FIG Direction L, the longitudinal axis of the ventilation system 10, can be moved without rotating movement.
  • the interaction of the first and second perforations 32, 36 is explained in more detail in FIGS. 4 and 5.
  • the explosion protection valve 28 serves to protect a downstream, customary suspended particle filter 38, which would be damaged without protection in the event of an overpressure phase, in particular in the event of an explosion.
  • an activated carbon filter 40 which in the present case consists of two disk-shaped filter parts with an open-pore solid structure:
  • a C-filter 42 removes chemical pollutants, in particular also warfare agents, from a specially impregnated activated carbon by adsorption, chemisorption or catalytic oxidation.
  • a likewise disc-shaped N filter 44 removes radioactive material, so-called radionuclides, by adsorption or ion exchange. In a nuclear power plant accident, radioactive methyl iodide would be released and removed by the N filter 44.
  • a fan 46 with an electric motor 48 and a silencer 50 are arranged in the lower part of the housing.
  • the outside air drawn in by the switched on fan 46 flows, as indicated by arrows, through the air inlet 16, the explosion protection valve 28 with the prefilter 26, the suspended matter filter 38 and the activated carbon filter 40, always in an essentially axial direction, and is passed through the muffler 50 to the air outlet 18 with a quick-release fastener 20 into the safety and / or protective space 12.
  • a double bellows according to FIG. 2 essentially comprises a suction chamber 56 flanged to the air outlet 18 (FIG. 1) via the quick-release fastener 20 and two air chambers 58, 60, which form a double-acting air pump.
  • an air pump designed as a double bellows 52 can be attached via the quick-release fastener 20 in a few simple steps. This ensures that the occupants of the safety and sheltered rooms are adequately supplied with breathing air (oxygen) and that the used air (CO 2 ) is discharged.
  • the double bellows 52 can be actuated by pulling and pushing on a handle 54.
  • the handle 54 can also be designed as a foot pedal so that the pump operation can be maintained with the much stronger legs.
  • the suction chamber 56 is flanged onto the quick connector 20 (FIG. 1) via an air inlet connector 62 and sealed with an O-ring 64.
  • the suction chamber 56 further comprises a suction valve 66, 68, which open to allow filter air to flow into the air chamber 58, 60 in question.
  • the suction chamber 56 is traversed by a guide sleeve 70 running at right angles to the longitudinal axis L for an actuating rod 72 connected to the operating handle 54 for enlarging and reducing the size of the air chambers 58, 60.
  • Each air chamber 58, 60 has an outlet valve 74, 76 on the outer end face.
  • the operating handle 54 is initially pulled in the direction of the arrow 78.
  • the outlet valve 74 remains closed, the suction valve 66 is opened, this also creates a negative pressure in the suction chamber 56 and in the ventilation system 10.
  • Outside air is drawn into the ventilation system 10, although the fan 46 is not in operation.
  • an excess pressure arises when the operating handle 54 is pulled in the air chamber 60, the filter air of which is expelled into the safety and / or protective space 12 via the outlet valve 76.
  • the suction valve 68 is closed due to the negative pressure in the suction chamber 56.
  • the air to be cleaned enters a central channel 82 and initially flows through the suspended matter filter 38, then the likewise shaped activated carbon filter 40, and enters into a peripheral ring channel 84.
  • the collected filter air passes into a deflection chamber 86 and is drawn in by the double bellows 52.
  • the suspended matter filter 38 and the activated carbon filter 40 are supported or limited according to FIG. 3 by air-permeable partition walls 88.
  • the activated carbon filter 40 is filled in as a granular mixture which acts simultaneously as a C filter 42 and as an N filter 44.
  • a top view of the movable plate 34 of an explosion protection filter according to FIG. 4 shows a second perforation 36 with circular holes which are arranged regularly. Through these holes, the pre-filter mat 26 is visible, which between the plate 34 and the identically dimensioned fixed plate 30 (FIGS. 1, 3) of the explosion protection valve 28.
  • the first perforation 32 of the plate 30 is indicated by dashed lines. It can also be seen from FIG. 4 that the plates 30, 34 are rotated through 30 °. If the prefilter mat 26 keeps the two plates at a distance, as shown in FIGS. 1 and 3, the air can easily pass through the first and second perforations 32, 36. If, in an overpressure phase, in particular an explosion, the movable plate 34 is pressed onto the fixed plate 30 underneath, no more air can pass through because the perforations 32, 36 are not congruent without rotation.
  • the first and second perforations 32, 36 are designed as slots in the radial direction.
  • the function as an explosion protection filter corresponds to FIG. 4.

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Abstract

Eine Belüftungsanlage (10) dient dem NBC-Schutz wenigstens eines geschlossenen Sicherheits- und/oder Schutzraums (12) mit ständigem leichten Überdruck. Diese Belüftungsanlage (10) umfasst im wesentlichen einen Lufteintritt (16) und Luftaustritt (18), ein Explosionsschutzventil (28), ein Vorfilter (26), einen Schwebstofffilter (38), einen Aktivkohlefilter (40) und eine Luftförderungseinrichtung zum Ansaugen der zu reinigenden und zum Verteilen der gereinigten Luft. In der Belüftungsanlage (10) ist wenigstens eines der drei folgenden Einbauelemente angeordnet: Ein mit dem Vorfilter (26) kombiniertes und zusammenwirkendes Explosionsschutzventil (28). Einen kombinierten Aktivkohlefilter (40) aus gegen biologische und/oder chemische Schadstoffe einerseits und gegen Radionuklide andererseits spezifisch wirksamer Aktivkohle. Eine als Doppelblasbalg (52) ausgebildete Luftpumpe.

Description

Beluftungsanlage für den NBC-Schutz
Die Erfindung bezieht sich auf eine Beluftungsanlage für den NBC-Schutz wenigstens eines geschlossenen Sicherheits- und/oder Schutzraums mit ständigem leichten Überdruck, welche Beluftungsanlage im wesentlichen einen Lufteintritt und Luftaustritt, ein Explosionsschutzventil, ein Vorfilter, einen Schwebstofffilter, einen Aktivkohlefilter und eine Luftförderungseinrichtung zum Ansaugen der zu reinigenden und zum Verteilen der gereinigten Luft umfasst.
Aus der WO 97/30755 A1 ist ein Luftreinigungsgerät bekannt, das Mittel zum Ansaugen, Reinigen und Verteilen von Aussenluft in wenigstens einen geschlossenen Raum, insbesondere in Sicherheits- und/oder Schutzräume, umfasst. Das Gerät ist als autonome Einbaueinheit mit einem luftdichten Gehäuse, einem Lufteintrittsstutzen für die zu reinigende Luft und einem Austrittsstutzen ausgebildet. Das Gehäuse umhüllt einen Ventilator, wenigstens eine unbenutzte und luftdicht verpackte Filtereinheit und einen integrierten Bypass für die Filtereinheiten. Nach einer speziellen Ausführungsform können zwei verschiedene Filtereinheiten eingebaut sein, welche unterschiedliche Aktivkohlefilter haben. Je nach Schadenslage kann die eine oder die andere Filtereinheit eingesetzt werden, beide sind jederzeit sofort greifbar und voll funktionsfähig. Die gereinigte Luft wird ständig in die Sicherheits- und/oder Schutzräume geblasen, wo sie unter Erzeugung eines bleibenden, leichten Überdrucks durch Undicht- heiten in den Räumen und/oder ein Überdruckventil kontinuierlich entweicht.
Weiter ist aus der DE 3841895 A1 eine Filtereinheit bekannt, die vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist und aus ineinandergeschachtelten Einzelfiltern besteht. In ihrer Gesamtheit gewährleisten diese Einzelfilter Schutz gegen atomare, biologische und chemische Schadstoffe, also NBC-Schutz. Für den Be- trieb der Vorrichtung ist ein aussen angeflanschter Ventilator vorgesehen. Bei der Montage der Beluftungsanlage ist in aufwendiger Weise darauf zu achten, dass alle Komponenten sowohl bautechnisch als auch hinsichtlich ihrer funktio- nellen Kenngrössen aufeinander abgestimmt sind.
Bei Probeläufen einer Beluftungsanlage, die regelmässig durchgeführt werden müssen, wird das Funktionieren aller beteiligten Komponenten sowie die genügende Dichtigkeit der Sicherheits- und/oder Schutzräume überprüft. Dabei muss auch der Nachweis erbracht werden, dass während der Benutzung stets ein vorgeschriebener Raumüberdruck erreicht wird.
Es sind Belüftungsgeräte bekannt, bei welchen beim Lufteintritt in den Sicherheits- und/oder Schutzraum ein Explosionsschutzventil mit einem separat montierten Vorfilter eingebaut ist, beispielsweise aus der EP 0678693 B1. Im weiteren gibt es Belüftungsgeräte, bei welchen der Vorfilter direkt im Gerät eingebaut ist. Das Explosionsschutzventil ist wiederum separat angeordnet, es ist ohne Vorfilter in die Sicherheits- und/oder Schutzraumwand eingebaut, oder es wird auf den Explosionsschutz verzichtet.
Mit Blick auf die vorstehend beschriebene Ausgangslage hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Beluftungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche kostengünstig herzustellen, einfach in Betrieb zu nehmen und zu betreiben, und wenig störungsanfällig ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Beluftungsanlage wenigstens eines der drei folgenden Elemente umfasst:
- Ein mit dem Vorfilter kombiniertes und zusammenwirkendes Explosionsschutzventil.
- Einen kombinierten Aktivkohlefilter aus gegen chemische Schadstoffe einerseits und gegen Radionuklide andererseits spezifisch wirksamer Aktivkohle. - Eine als Doppelblasbalg ausgebildete Luftpumpe
Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegen- stand von abhängigen Patentansprüchen.
Die vorliegende Anmeldung beinhaltet Belüftungsanlagen mit
- je einem erfindungsgemäss ausgebildeten Einbauelement der Gruppe bestehend aus Vorfilter/Explosionsschutzventil, Aktivkohlefilter und Doppelblasbalg, oder
- je zwei erfindungsgemäss ausgebildeten Einbauelementen der Gruppe, bestehend aus Vorfilter/Explosionsschutzventil, Aktivkohlefilter und Doppel- blasbalg, oder
- allen drei erfindungsgemässen Einbauelementen Vorfilter/Explosionsschutzventil, Aktivkohlefilter und Doppelblasbalg.
Ein erfindungsgemäss mit dem Vorfilter kombiniertes und zusammenwirkendes Explosionsschutzventil zeichnet sich dadurch aus, dass eine elastisch komprimierbare Vorfiltermatte zwischen einer festmontierten Platte mit einer ersten Perforation und einer in Richtung der stationären Platte verschiebbaren beweglichen Platte gehaltert ist. Im Normalbetrieb kann die Aussenluft problemlos durch die beiden schlagfesten Platten und die Vorfiltermatte hindurchtreten. Bei einem plötzlichen Überdruck, insbesondere einer Explosion, wird die verschiebbare Platte mit grosser Wucht gegen die stationäre Platte geschleudert und drückt dabei die Vorfiltermatte zusammen. Die erste und zweite Perforation sind so ausgebildet, dass die aufeinanderliegenden Platten keine Luft durchlassen. Dies kann beispielsweise mit gegeneinander versetzten Perforationen, z. B. Lochperforationen, erreicht werden. Selbstverständlich ist auch jede andere Perforationsform geeignet, beispielsweise Schlitze in radialer Richtung. Beim Abklingen des Explosionsdruckes schiebt die elastische Vorfiltermatte die bewegliche Platte des Explosionsschutzventils wieder in die ursprüngliche Lage zurück, der Luftdurchgang ist wieder gewährleistet.
Das mit dem Vorfilter kombinierte und zusammenwirkende Explosionsschutzventil schützt nicht nur den empfindlichen, nachgeordneten Schwebstofffilter vor Druckeinwirkungen, sondern auch im Raum anwesende Personen und Sachen. Mit dem kombinierten Vorfilter/Explosionsschutzventil wird auch das Gehäuse der Beluftungsanlage geschützt, wenn eine plötzliche Überdruckphase ohne verheerende, die ganze Einbaueinheit zerstörende Druckwelle auftritt. Dabei werden vor allem die Verschlüsse und Trennstellen von den Auswirkungen von Explosionen geschützt. Der Druckabbau erfolgt im stabilen, verstärkt ausgebildeten Gehäusedeckel beim Lufteintritt.
Ein erfindungsgemäss kombinierter Aktivkohlefilter umfasst grundsätzlich
- eine erste Schicht und eine zweite Schicht, wobei jede Schicht spezifisch gegen chemische Kampfstoffe oder gegen Radionuklide wirksam ist, wobei die Schichten granalienförmig, pulverförmig oder als Festkörper in Form einer offenporigen Struktur ausgebildet sind, oder - einen einschichtigen Aktivkohlefilter aus einem spezifisch gegen chemische gasförmige Schadstoffe und einem spezifisch gegen in die Atmosphäre ausgestossene Radionuklide wirksamen Granulat, Pulver oder offenporigem Substrat. Der Aktivkohlefilter kann scheibenförmig mit axialem Gasdurch- fluss oder ringförmig mit radialem Gasdurchfluss von innen nach aussen oder von aussen nach innen ausgebildet sein.
In jedem Fall ist jedoch ein Schwebstofffilter vorgeschaltet, welcher die feinen Schwebstoffe, vor allem die Aerosole biologischer und chemischer Kampfstoffe, abscheidet.
Für den Einsatz gegen biologische und/oder chemische Bedrohungen wird die Aktivkohle in an sich bekannter Weise so imprägniert, dass die Schadstoffe durch Adsorption, Chemiesorption oder katalytische Oxidation aus dem Gasstrom entfernt werden. Die für den Einsatz gegen Bedrohungen mit radioaktiver Atmosphäre eingesetzte Aktivkohle dagegen wird so imprägniert, dass Adsorption oder lonenaustausch erfolgt. Beispielsweise kann so radioaktives Methyl- jodid, welches bei KKW-Unfällen freigesetzt werden kann, aus dem Gasdurch- fluss entfernt.
Wie erwähnt, ist stets von wesentlicher Bedeutung, dass in einem Sicherheitsund/oder Schutzraum ein geringer Überdruck aufrecht erhalten wird. Dies er- folgt im Normalfall mit einem strombetriebenen Ventilator. Um bei einem Stromausfall, was in Kriegs- oder Katastrophenfällen nicht selten der Fall ist, eine genügende Versorgung von Sicherheits- und/oder Schutzrauminsassen mit Atemluft, d. h. Sauerstoff, und die Abfuhr der verbrauchten Luft, d. h. CO2, zu gewährleisten, ist in der Regel ein Notbetrieb für die Belüftung vorgesehen. Der Notbetrieb dient wie erwähnt auch dazu, im Schutzraum einen geringen Überdruck aufzubauen, um damit das Eindringen von belasteter und/oder verseuchter Luft zu verhindern. Üblich sind für den Notbetrieb Ventilatoren mit Notstromaggregaten, Batterien und von Hand oder mit den Füssen angetriebene Übersetzungsgetriebe vorgesehen. Weiter ist der Einsatz von Blasbälgen als Notbetrieb bekannt. Der Nachteil eines Blasbalges besteht darin, dass die Luft stossweise zugeführt wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass bei einer vorgeschriebenen minimalen Luftmenge pro Zeiteinheit während etwa 50 % der Zeit die doppelte Luftmenge zugeführt werden muss. Für die Entgiftung von verseuchter Luft ist die Kontaktzeit, d. h. die Zeit in welcher die Luft die Aktivkohle durchströmt, entscheidend. Beim Betrieb mit einem Blasbalg bekannter Bauart wird auch die Kontaktzeit im Gasfilter bei einer vorgegebenen Luftmenge in Folge der stossweisen Belastung auf etwa 50 % reduziert.
Mit dem erfindungsgemässen Doppelblasbalg wird dieser Nachteil behoben, bei jeder Bewegung zur Betätigung des Doppelblasbalges wird Luft in eine Ansaugkammer gesogen und eine der beidseitig angeordneten balgförmigen Luftkammern wird stets mit Filterluft gefüllt, die andere Luftkammer stösst in gleichem Masse Luft in den Sicherheits- und/oder Schutzraum aus. Es entsteht kein Unterbruch während der Ansaugphase, wie dies bei einem üblichen Blas- balg der Fall ist.
Im einfachsten Fall ist der Doppelblasbalg die einzige Luftpumpe. In der Regel ist jedoch die Betätigung eines erfindungsgemässen Doppeiblasbalges nur im Notfall notwendig, wenn der elektrische Strom ausfällt oder ein Defekt behoben werden muss. Dieser kann vorzugsweise mit einem Schnellverschluss an die Luftaustrittsöffnung der Beluftungsanlage angeschlossen werden.
Mit der vorliegenden Erfindung kann jede Belüftunganlage für Belüftungsund/oder Schutzräume auf einfache Weise entscheidend und individuell verbessert werden. Je nach Bedarf können die drei erfindungsgemässen Einbauelemente Vorfilter/Explosionsschutzventil, kombinierter Aktivkohlefilter und Doppelblasbalg einzeln, zu zweien kombiniert oder alle drei kombiniert eingebaut werden, was ein breites anpassungsfähiges Anwendungsspektrum ermöglicht.
Die Erfindung wird von anhand in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- Fig. 1 eine Beluftungsanlage mit elektrischem Ventilator,
- Fig. 2 einen Doppelblasbalg, - Fig. 3 eine Beluftungsanlage mit angeschlossenem Doppelblasbalg
- Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Vorfilter/Explosionsschutzventil, und Fig. 5 eine Variante von Fig. 4.
Eine Beluftungsanlage 10 ist mit einer nicht sichtbaren Halterung an einer In- nenwand eines Sicherheits- und/oder Schutzraums 12 montiert. Alle wesentlichen funktioneilen Bauteile sind in einem zweiteilig ausgebildeten Gehäuse 14 mit einem Lufteintritt 16 und einem Luftaustritt 18 mit einem Schnellverschluss 20 für den Doppelblasbalg (Fig. 2) montiert. Ein aufsetzbarer Deckel 17 ist gegenüber dem darunterliegenden Gehäuse 14 massiv verstärkt ausgebildet und über einen nicht dargestellten Verschluss mit diesem verbunden. Am Lufteintritt 16 ist, gestrichelt angedeutet, ein Luftzufuhrschlauch oder -röhr 22 angeschlossen und über einen O-Ring 24 abgedichtet. Eingangsseitig im Gehäuse 14 ist ein Vorfilter in Form einer Vorfiltermatte 26 eingebaut, welcher mit einem Explosionsschutzventil 28 kombiniert ist und mit diesem zusammenwirkt. Die elastisch komprimierbare Vorfiltermatte 26 liegt auf einer stationären, d. h. fest montierten Platte 30 aus schlagfestem Material, insbesondere Stahl, mit einer ersten Perforation 32. Auf der Vorfiltermatte 26 liegt eine entsprechende bewegliche Platte 34 mit einer zweiten Perforation 36. Diese bewegliche Platte 34 ist in Richtung L, der Längsachse der Beluftungsanlage 10, ohne Rotationsbewegung verschiebbar. Das Zusammenwirken der ersten und zweiten Perforation 32, 36 ist in den Fig. 4 und 5 näher erläutert.
Das Explosionsschutzventil 28 dient dem Schutz eines nachgeordneten, marktüblichen Schwebstofffilters 38, welcher bei einer Überdruckphase, insbesondere bei einer Explosion, ohne Schutz beschädigt würde.
Nach dem Schwebstofffilter 38 fliesst die Luft, wie durch Pfeile charakterisiert, in axialer Richtung weiter durch einen Aktivkohlefilter 40, welcher vorliegend aus zwei scheibenförmigen Filterteilen mit offenporiger Festkörperstruktur besteht:
- Ein C-Filter 42 aus einer speziell imprägnierten Aktivkohle entfernt chemische Schadstoffe, insbesondere auch Kampfstoffe, durch Adsorption, Chemiesorption oder katalytische Oxidation. - Ein ebenfalls scheibenförmiger N-Filter 44 entfernt durch Adsorption oder lonenaustausch radioaktives Material, sogenannte Radionuklide. Bei einem KKW-Unfall würde radioaktives Methyljodid freigesetzt und durch den N-Filter 44 entfernt.
Im unteren Teil des Gehäuses ist ein Ventilator 46 mit einem Elektromotor 48 und ein Schalldämpfer 50 angeordnet. Die vom eingeschalteten Ventilator 46 angesogene Aussenluft fliesst, wie durch Pfeile angedeutet, durch den Lufteintritt 16, das Explosionsschutzventil 28 mit dem Vorfilter 26, den Schwebstofffilter 38 und den Aktivkohlefilter 40, immer in im wesentlichen axialer Richtung, und wird durch den Schalldämpfer 50 zum Luftaustritt 18 mit einem Schnellverschluss 20 in den Sicherheits- und/oder Schutzraum 12 geleitet.
Ein Doppelblasbalg gemäss Fig. 2 umfasst im wesentlichen eine am Luftaustritt 18 (Fig. 1 ) über den Schnellverschluss 20 angeflanschte Ansaugkammer 56 und zwei Luftkammern 58, 60, welche eine doppelt wirkende Luftpumpe bilden.
Bei einem Stromausfall oder einem Defekt des Ventilators 46 mit Elektromotor 48 kann mit wenigen Handgriffen eine als Doppelblasbalg 52 ausgebildete Luft- pumpe über den Schnellverschluss 20 angehängt werden. Damit ist eine genügende Versorgung der Sicherheits- und Schutzrauminsassen mit Atemluft (Sauerstoff) und die Ableitung der verbrauchten Luft (CO2) gewährleistet. Der Doppelblasbalg 52 kann durch Ziehen und Stossen an einem Handgriff 54 betätigt werden. Selbstverständlich kann der Handgriff 54 auch als Fusspedal ausgebildet werden, damit der Pumpenbetrieb mit den wesentlich stärkeren Beinen aufrecht erhalten werden kann.
Die Ansaugkammer 56 wird über einen Lufteintrittsstutzen 62 am Schnellverschluss 20 (Fig. 1 ) angeflanscht und mit einem O-Ring 64 abgedichtet. Weiter umfasst die Ansaugkammer 56 je ein Ansaugventil 66, 68, welche sich zum Einströmen von Filterluft in die betreffende Luftkammer 58, 60 öffnen. Schliess- lich wird die Ansaugkammer 56 von einer rechtwinklig zur Längsachse L verlaufenden Führungshülse 70 für eine mit dem Bedienungsgriff 54 verbundene Betätigungsstange 72 für die Vergrösserung und Verkleinerung der Luftkam- mern 58, 60 durchquert.
An der äusseren Stirnseite weist jede Luftkammer 58, 60 ein Auslassventil 74, 76 auf.
Für den Notbetrieb der Beluftungsanlage 10, in welche nach dem Anflanschen der Doppelblasbalg 52 integriert ist, wird vorerst der Bedienungsgriff 54 in Richtung des Pfeils 78 gezogen. In der sich vergrössernden Luftkammer 58 entsteht ein Unterdruck, das Auslassventil 74 bleibt geschlossen, das Ansaugventil 66 wird geöffnet, dadurch entsteht in der Ansaugkammer 56 und in der Beluftungsanlage 10 ebenfalls ein Unterdruck. Es wird Aussenluft in die Beluftungsanlage 10 gesogen, obwohl der Ventilator 46 nicht in Betrieb ist. Gleich- zeitig entsteht beim Ziehen des Bedienungsgriffs 54 in der Luftkammer 60 ein Überdruck, deren Filterluft wird über das Auslassventil 76 in den Sicherheitsund/oder Schutzraum 12 ausgestossen. Das Ansaugventil 68 wird wegen des Unterdrucks in der Ansaugkammer 56 geschlossen.
Bei einer Bewegungsumkehr, d. h. dem Stossen am Bedienungsgriff 54, in Richtung des Pfeils 80 in Fig. 3 entsteht in der Luftkammer 60 ein Unterdruck, das Auslassventil 76 schliesst, das Ansaugventil 68 öffnet. Dadurch entsteht wiederum in der Ansaugkammer 56 ein Unterdruck, das Ansaugen von Aussenluft erfolgt wie beim Ziehen am Bedienungsgriff 54. In der Luftkammer 58 entsteht ein Überdruck, das Ansaugventil 66 schliesst, das Auslassventil 74 öffnet, die Filterluft kann in den Sicherheits- und/oder Schutzraum 12 austreten. Der Doppelblasbalg 52 gemäss Fig. 2 und 3 hat einen optimalen Wirkungsgrad und stösst beim regelmässigen Hin- und Herbewegen des Bedienungsgriffs 54 kontinuierlich Filterluft aus.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist - im Gegensatz zu Fig. 1 - kein Ventilator 46 mit Elektromotor für den Dauerbetrieb vorgesehen. Die Belüftungs- anlage 10 wird ausschliesslich manuell betrieben, entspricht also sinngemäss dem Notbetrieb gemäss Fig. 1.
Im Bereich des Schwebstofffilters 38 und des Aktivkohlefilters 40 ist die Luftführung gemäss Fig. 3 radial, nach dem Vorfilter/Explosionsschutzventil 26, 28 tritt die zu reinigende Luft in einen Zentralkanal 82 und durchfliesst vorerst den Schwebstofffilter 38, dann den ebenfalls ringförmigen Aktivkohlefilter 40 und tritt in einen peripheren Ringkanal 84 aus. Die gesammelte Filterluft tritt, wie durch Pfeile angedeutet, in eine Umlenkkammer 86 über und wird vom Doppelblasbalg 52 angesogen. Der Schwebstofffilter 38 und der Aktivkohlefilter 40 werden gemäss Fig. 3 durch luftdurchlässige Trennwände 88 gestützt bzw. begrenzt. Der Aktivkohlefilter 40 ist als granulatförmiges Gemisch eingefüllt, welches gleichzeitig als C-Filter 42 und als N-Filter 44 wirkt.
Eine Draufsicht auf die bewegliche Platte 34 eines Explosionsschutzfilters gemäss Fig. 4 zeigt eine zweite Perforation 36 mit kreisrunden Löchern, welche regelmässig angeordnet sind. Durch diese Löcher ist die Vorfiltermatte 26 sichtbar, welche zwischen der Platte 34 und der gleich dimensionierten fest montierten Platte 30 (Fig. 1 , 3) des Explosionsschutzventils 28. Die erste Perforation 32 der Platte 30 ist gestrichelt angedeutet. Aus Fig. 4 ist auch erkennbar, dass die Platten 30, 34 um 30° gedreht sind. Falls die Vorfiltermatte 26 die beiden Platten, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, auf Distanz hält, kann die Luft prob- lemlos durch die erste und zweite Perforation 32, 36 durchtreten. Wird in einer Überdruckphase, insbesondere einer Explosion, die bewegliche Platte 34 auf die darunterliegende fest montierte Platte 30 gedrückt, kann keine Luft mehr durchtreten, weil die Perforationen 32, 36 ohne Rotation nicht deckungsgleich sind.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 5 sind die erste und die zweite Perforation 32, 36 als Schlitze in radialer Richtung ausgebildet. Die Funktion als Explosionsschutzfilter entspricht Fig. 4.

Claims

Patentansprüche
1. Beluftungsanlage (10) für den NBC-Schutz wenigstens eines geschlossenen Sicherheits- und/oder Schutzraums (12) mit ständigem leichten Überdruck, welche Beluftungsanlage (10) im wesentlichen einen Lufteintritt (16) und Luftaustritt (18), ein Explosionsschutzventil (28), ein Vorfilter (26), einen Schwebstofffilter (38), einen Aktivkohlefilter (40) und eine Luftförderungseinrichtung zum Ansaugen der zu reinigenden und zum Verteilen der gereinigten Luft umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beluftungsanlage (10) wenigstens eines der drei folgenden Einbauelemente umfasst:
- Ein mit dem Vorfilter (26) kombiniertes und zusammenwirkendes Explosionsschutzventil (28).
Einen kombinierten Aktivkohlefilter (40) aus gegen biologische und/oder chemische Schadstoffe einerseits und gegen Radionuklide andererseits spezifisch wirksamer Aktivkohle.
- Eine als Doppelblasbalg (52) ausgebildete Luftpumpe.
2. Beluftungsanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Vorfilter (26) kombinierte Explosionsschutzventil (28) eine vor dem Schwebstofffilter (38) fest montierte, schlagfeste Platte (30) mit einer ersten Perforation (32), eine stromauf dieser stationären Platte (30) gehalterte, elastisch komprimierbare Vorfiltermatte (26) und eine in Richtung (L) der stationären Platte (30) verschiebbare bewegliche Platte (34) mit einer zweiten Perforation (36) umfasst, wobei die erste und die zweite Perforation (32, 36) bei einem explosionsbedingten Aufeinanderschlagen nicht deckungsgleich sind und einen Luftverschluss bilden.
3. Beluftungsanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Vorfilter (26) kombinierte Explosionsschutzventil (28) in einem gegenüber dem übrigen Gehäuse (14) verstärkt ausgebildeten Gehäusedeckel (17) gehaltert ist.
4. Beluftungsanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Vorfilter (26) kombinierte Explosionsschutzventil (28) in einem Gehäuse (14) einer autonomen Einbaueinheit im Rauminnern integriert ist.
5. Beluftungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivkohlefilter (40) eine erste Schicht (42) als C-Filter und eine zweite Schicht (44) als N-Filter umfasst, wobei jede Schicht (42, 44) in beliebiger Reihenfolge spezifisch gegen chemische Kampfstoffe oder gegen Radionuklide wirksam ist.
6. Beluftungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivkohlefilter (40) eine multifunktionale Schicht aus spezifisch gegen chemische gasförmige Schadstoffe wirksamer und einer spezifisch gegen in die Atmosphäre ausgestossene Radionuklide wirksamer Aktivkohle umfasst.
7. Beluftungsanlage (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (40, 42, 44) granalienförmig, pulverförmig oder als offenporige Struktur ausgebildet sind.
8. Beluftungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebstofffilter (38) und der Aktivkohlefilter (40) scheibenförmig mit axialer Durchflussrichtung oder ringförmig mit radialer Durchflussrichtung ausgebildet sind.
9. Beluftungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass zur Förderung von Luft im Normalbetrieb ein strombetriebener Ventilator (46), auch mit einem Schalldämpfer (50) montiert, dient und der Doppelblasbalg (52) bei einem Stromausfall oder Defekt anflanschbar ist.
10. Beluftungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelblasbalg (52) eine am Gehäuse (14) montierte Ansaugkammer (56) mit einem Lufteintrittstutzen (62) für Filterluft, zwei stirnseitig angeordneten variable Luftkammern (58, 60) mit je einem Ansaug- (66, 68) und Auslassventil (74, 76) zur alternierenden Betätigung, und einen Bedienungsgriff (54) für den Doppelblasbalg (52) umfasst.
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