DE4344353A1 - Versorgungseinrichtung für eine in einem Schutzanzug befindliche Person - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Versorgungseinrichtung für eine in einem Schutzanzug befindliche Person, der gefilterte und gekühlte Atemluft zuführbar ist, wobei die Versorgungseinrichtung am Rücken der Person angeordnet ist.

Insbesondere bei Industrieunfällen ist es häufig erforderlich, daß Rettungsarbeiten durchführende Personen gegen z. B. giftige Gase oder chemische Stoffe geschützt werden. Hierzu tragen die Personen hermetisch dichte Schutzanzüge, wobei gefilterte Luft durch Atemmasken eingeatmet wird. Diese Maßnahmen reichen jedoch dann nicht mehr aus, wenn hohe Umgebungstemperaturen herrschen. In diesem Fall ist es erforderlich, daß der Person nicht nur gefilterte, sondern auch gekühlte Luft zugeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Versorgungs­ einrichtung der zuvor beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß das Gewicht der Versorgungseinrichtung relativ gering ist, vorzugsweise maximal 10 kg beträgt, um die Person nicht unnötig zu belasten. Ferner soll die Versorgungseinrichtung unabhängig von dem Körperbau der Person genutzt werden können, wobei Behin­ derungen ausgeschlossen sein sollen. Auch soll die Versorgungseinrichtung selbst weitgehend autark arbeiten, wobei bei Vorhandensein von gegebenenfalls Antriebs­ aggregaten diese für die Person nicht oder im geringen Umfang spürbar sein sollen.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Ver­ sorgungseinrichtung rucksackartig und vom Rücken des Schutzanzuges abnehmbar ausgebildet ist und daß die Versorgungseinrichtung ein Metallgestell umfaßt und über zumindest ein mit in der Versorgungseinrichtung geförderter Luft füllbares Element gegenüber der Person abstützbar ist. Dabei handelt es sich bei dem Ele­ ment vorzugsweise um ein Polster oder Kissen. Durch diese Maßnahmen ist eine automatische Anpassung an Personen unterschiedlichen Körperbaus möglich, ohne daß sich Druckstellen ausbilden können, die zu einem Erschwernis führen würden.

Das bzw. die Luftpolster bzw. -kissen ergeben des weiteren den Vorteil, daß die Versorgungseinrichtung vibrations- und schwingungsgedämpft ist. Folglich können sich Schwingungen bzw. Vibrationen von in der Versorgungseinrichtung vorhande­ nen Aggregaten, die zumindest zum Fördern der Luft, insbesondere aber auch zum Antreiben eines Kompressors und eines einem Kondensator zugeordneten Lüfters für die Erzeugung von Kühlluft notwendig sind, nicht übertragen. Auch erfolgt eine Geräuschdämpfung der Atem- und Kühlluft.

Ein weiterer hervorzuhebender Vorteil ergibt sich aus dem luftgefüllten Element. So erfolgt über diese ein Ausgleich der der Person zuzuführenden Luft dann, wenn Luftförderschwankungen durch das Aggregat auftreten sollten. Auch ist ein zusätzli­ cher Vorrat an Atemluft gegeben, der insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Aggregat ausfallen sollte und über einen Bypass mit Reserveluftfilter von der Person selbst Luft angesaugt werden muß.

Bevorzugterweise erfolgt eine Kühlung der Luft mittels eines Kältekreislaufs um­ fassend einen von dem Aggregat angetriebenen Kältekompressor, Kondensator sowie von der zuzuführenden Luft durchströmten Wärmetauscher.

Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Versorgungseinrichtung zum Kühlen der Atemluft Peltier-Elemente aufweist. Auch kann die Versorgungseinrichtung zumindest ein flüssiges Gas aufnehmendes Dewar-Gefäß umfassen.

Sofern ein Verbrennungsmotor zum Einsatz gelangt, sollte über eine Fliehkraft­ kupplung zumindest der Kältekompressor ankuppelbar sein. Vorzugsweise ist auch ein dem Kondensator zugeordneter Lüfter über eine Fliehkraftkupplung zuschalt­ bar. Durch diese Maßnahmen ist ein leichter Start des Antriebsmotors möglich.

Der Antriebsmotor kann drehzahlgeregelt ausgebildet sein, wobei eine flexible Kontrollkonsole als Armband am Handgelenk der Person ausgebildet sein kann.

Durch die Drehzahlregelung des Antriebsaggregats ist eine Veränderung der Kühlleistung/Luftmenge möglich.

Eine Änderung der Kühlleistung kann jedoch auch durch eine handbetätigte Bypassklappe am Verdampfer/Kühler (Wärmetauscher) erfolgen. Dies ist dann der Fall, wenn eine Drehzahlregelung nicht erfolgt, aufgrund der Umgebungstempera­ turen jedoch eine zu starke Kühlung der Atemluft unterbleiben soll.

Im Wärmetauscher wie Verdampfer/Kühler anfallendes Kondensat kann einem Kondensatbehälter zugeführt werden, der an den Beinen befestigt und über Schläu­ che mit dem Kühler verbunden ist. Dabei kann der Behälter ein Volumen auf­ weisen, das über die Benutzungsdauer ausreicht. Alternativ kann ein kleinerer Behälter gewählt werden, der periodisch zu entleeren wäre. Schließlich kann über ein automatisches Ablaßventil Kondensat abgeleitet werden, wobei die Leitung über ein lageunabhängiges Schwimmerventil oder ein automatisches durch Über­ druck sich öffnendes Schnabelventil geöffnet werden kann.

Die dem Inneren des Schutzanzuges zuzuführende Luft wird vorzugsweise im Bereich einer hermetisch mit dem Anzug verschlossenen Gesichtsmaske zugeführt, wohingegen Auslässe für die Luft im Fußbereich vorhanden sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Person von oben bis unten mit Kühlluft überstrichen wird.

Die Maske selbst kann einen Schraubstutzen aufweisen, in dem eine ABC-Filterpa­ trone einsetzbar ist. Durch diese Maßnahmen wird beim Abklemmen der die Atemluft von der Versorgungseinrichtung in den Schutzanzug bzw. die Maske führenden Leitungen bzw. Schläuche oder bei einem Defekt des Kühlaggregats weiterhin sichergestellt, daß die den Schutzanzug tragende Person den gefahr­ bringenden Bereich verlassen kann.

Bei dem Kompressor kann es sich um einen Hubkolbenkompressor, einen Roll­ kolbenkompressor, einen gasgesteuerten Kompressor oder andere bekannte Kältekompressoren handeln.

Bei dem Antriebsaggregat sollte es sich entweder um einen luftgekühlten Zwei­ taktmotor, Kleindieselmotor, Kleinstkreiskolbenmotor oder erwähntermaßen Elek­ tromotor handeln.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Schutzanzuges mit einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Versorgungseinrichtung,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Ein­ richtung zum Fördern und Kühlen von Luft,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform zum Fördern und Kühlen von Luft und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Versor­ gungseinrichtung.

In Fig. 1 ist rein prinzipiell ein Schutzanzug (10) für eine Person dargestellt. Der Schutzanzug (10) umfaßt einen Overall (12) mit integrierter Schutzmaske (14) sowie Handschuhen (16) und Schuhen (18).

Damit die sich in dem Schutzanzug (10) befindliche Person auch Gebiete betreten kann, in denen in der Luft gefahrbringende Substanzen vorhanden sind sowie höhere Temperaturen herrschen, wird das Innere des Schutzanzuges (10) über einen Schlauch (20) mit einer Versorgungseinrichtung (22) für gekühlte Frischluft verbunden. Dabei mündet der Schlauch (20) vorzugsweise im Mundbereich der Maske (14).

Im Fußbereich des Schutzanzuges (10) sind Austrittsklappen (24) und (26) vorgese­ hen, über die Luft nach außen abgegeben werden kann. Durch das Anordnen der Austrittsöffnungen (24, 26) im Fußbereich ist folglich sichergestellt, daß die Person vom Kopf bis zum Fuß von gekühlter Luft umspült wird.

Die Versorgungseinrichtung (22) ist rucksackartig ausgebildet und weist ein vor­ zugsweise aus Aluminium bestehendes Gestell (28) auf, auf dem die nachstehend beschriebenen Aggregate zum Fördern und Kühlen von Luft angeordnet sind. Ferner sind zwischen dem Gestell (28) und der Rückenpartie der Person Luftpol­ ster bzw. -kissen (30, 32) vorgesehen, über die das Gestell (28) und damit die Versorgungseinrichtung (22) federnd gegenüber der Person abgestützt ist. Die Polster (30) und (32) sind dabei über gefilterte Luft aufgeblasen, wobei eine Verbindung zum Inneren des Schutzanzuges (12) hergestellt werden kann. Die Polster (30, 32) können folglich in einer zu dem Schlauch (20) führenden Leitung liegen.

Durch die Luftkissen (30, 32) ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen. So treten keine Druckstellen durch das Traggestell (28) auf und zwar unabhängig vom Körperbau der Person.

Durch die Luftkissen (30, 32) erfolgt auch eine Vibrations- und Schwingungs­ dämpfung von Aggregaten, die die Versorgungseinrichtung (22) umfaßt.

Ferner wird eine Geräuschdämpfung von Atem- und Kühlluft bewirkt.

Schließlich ermöglichen die Luftkissen (30) und (32) bzw. deren Inhalt ein Aus­ gleich von Luftförderschwankungen. Auch dient der Inhalt der Kissen (30), (32) als Luftbevorratung für den Fall, daß eine Umschaltung der Luftzufuhr von der Versorgungseinrichtung (22) über z. B. eine durch eine nicht dargestellte ABC- Filterpatrone verschließbare Öffnung im Maskenbereich erfolgen sollte. Dies ist dann erforderlich, wenn die Versorgungseinrichtung (22) ausfallen sollte.

Die Versorgungseinrichtung (22) umfaßt als wesentliche Elemente ein ABC- Luftfilter (34), durch das mittels eines von einem Motor (40) wie Zweitakt- oder Dieselmotor angetriebenen Gebläses wie Verdichter (36) Luft angesaugt und einem Wärmetauscher (38) zugeführt wird, von dem die gefilterte Luft gegebenen­ falls über die Luftspeicher (30, 32) in den Anzug (10) strömt. Über den Motor (40) kann ferner ein Kältekompressor (42) sowie ein Ventilator (44) für einen Kondensator (46) angetrieben werden.

Der Kompressor (42) mit dem Kondensator (46) und dem Wärmetauscher (38) (Verdampfer/Kühler) bildet einen Kältekreislauf.

Gegebenenfalls kann parallel zu dem Wärmetauscher (38) eine nichtdargestellte Bypassleitung vorhanden sein, um einerseits die dem Schutzanzug (12) zuzuführen­ de Luftmenge bzw. die Kühlleistung zu regulieren. Alternativ bzw. ergänzend besteht die Möglichkeit, die Drehzahl des Antriebsmotors (40) zu variieren. Hierzu kann eine als Armband am Handgelenk der Person ausgebildete Kontrollkonsole vorgesehen sein.

Um den Motor (40) beim Anlassen nicht durch den Verdichter (36), den Kom­ pressor (42) und/oder den Ventilator (44) zu belasten, können zwischen den anzutreibenden Aggregaten und der Antriebswelle des Motors (40) Fliehkraftkupp­ lungen geschaltet sein.

Der Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung (56) zu entnehmen, die rucksackartig ausgebildet ist und auf dem Rücken einer Person getragen wird.

Die Versorgungseinrichtung umfaß ein vorzugsweise aus Aluminiumrohr bestehen­ des Traggestell (58), das aus seitlichen U-Schenkeln und diese verbindende Quer­ verstrebungen besteht.

Das Traggestell (58) trägt einen Verbrennungsmotor (60), dessen Antriebswelle über eine Fliehkraftkupplung (62) mit einem Kältekompressor verbunden ist. Die Welle des Verbrennungsmotors (60) treibt des weiteren ein Gebläse (66) an, über das über ein Ansaugfilter (68) Luft einem Wärmetauscher (70) zuführbar ist. Der Wärmetauscher selbst ist dabei Teil eines Kältemittelkreislaufes, der neben dem Kältekompressor einen Kondensator (72) und einen diesem zugeordneten Lüfter (74) umfaßt, der ebenfalls von dem Verbrennungsmotor (60) angetrieben wird.

Die den Wärmetauscher (70) durchströmende Luft gelangt sodann in ein flexibles sich am Rücken der Person abstützendes und sich an diesen anpassendes Luftpol­ ster (76), das die Funktion der Luftkissen (30, 32) des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ausübt. Von dem Luftkissen (76) strömt sodann die gefilterte und gekühlte Luft in das Innere des Schutzanzuges.

Den Fig. 2 und 3 sind Ausführungsformen des Förder- bzw. Kältemittelkreislaufes zu entnehmen, um gefilterte und gekühlte Frischluft in das Innere des Schutz­ anzuges (10) zu führen.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird der die Luft über den Filter (22) ansaugende Verdichter (36) von einem Elektromotor (48) angetrieben. Die Luft strömt sodann über den Wärmetauscher (38), um über den Anschluß (20) zu dem Schutzanzug (12) zu gelangen. In dieser Verbindung kann sich das Luftpolster befinden.

Der Wärmetauscher (38) ist Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs, in dem über einen Elektromotor (50) sowohl der Kompressor (42) als auch der dem Kon­ densator (46) zugeordnete Ventilator (44) angetrieben wird.

Im Gegensatz hierzu wird nach Fig. 3 ein Verbrennungsmotor (52) benutzt, der einerseits mit dem Verdichter (56) und andererseits über eine Fliehkraftkupplung (54) mit dem Kompressor (42) und dem Ventilator (44) verbindbar ist.

Ansonsten entspricht der Aufbau des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 dem der Fig. 2, so daß sich ein Eingehen auf die weiteren Elemente erübrigt.

Zu erwähnen ist noch, daß von dem Verdampfer/Kühler (38) eine nicht dargestell­ te Kondensat führende Leitung ausgehen kann, die zu einem im Fußbereich des Schutzanzugs (10) angeordneten Behälter führt, in dem das Kondensat gesammelt wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Leitung mit einem lageunabhängigen Schwimmerventil zu verschließen, über das Kondensat abfließen kann. Es besteht auch die Möglichkeit, ein durch Überdruck sich öffnendes Schnabelventil ein­ zusetzen.

Claims (14)

1. Versorgungseinrichtung (22, 56) für einen eine Person aufnehmenden Schutzanzug (10), dem gefilterte und gekühlte Atemluft zuführbar ist, wobei die Versorgungseinrichtung am Rücken des Schutzanzuges angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung (22, 56) rucksackartig und von dem Schutz­ anzug (10) abnehmbar ausgebildet ist, daß die Versorgungseinrichtung ein Gestell (28, 58) umfaßt und über mit in der Versorgungseinrichtung geför­ derte Luft füllbaren Elementen (30, 32, 76) gegenüber der Person abstütz­ bar ist.

2. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung (22, 56) zumindest einen Kompressor (42, 64), einen Kondensator (46, 72) sowie einen Wärmetauscher (38, 70) um­ fassenden Kältekreislauf mit Antrieb (40, 50, 52, 60) umfaßt.

3. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung zum Kühlen von Atemluft Peltier-Elemente aufweist.

4. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung zumindest ein flüssiges Gas aufnehmendes Deware-Gefäß umfaßt.

5. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Kältekompressor (42, 64) mittels Gleichstrom- oder Ver­ brennungsmotor (40, 50, 52, 60) betreibbar ist.

6. Versorgungseinrichtung nach zumindest Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (52, 60) über eine Fliehkraftkupplung (54, 62) mit zumindest dem Kompressor (42, 64) verbindbar ist.

7. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebs regelbar ist.

8. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung von Atemluftmengen und/oder Temperatur ein vorzugs­ weise manuell betätigter, den Wärmetauscher (38, 70) überbrückender Bypass vorgesehen ist.

9. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Wärmetauscher (38, 70) eine Kondensatabführleitung zum Beinbereich des Schutzanzuges (10) führt.

10. Versorgungseinrichtung nach zumindest Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatabführleitung in einem Gefäß mündet und/oder durch ein lageunabhängiges Ventil verschließbar ist.

11. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzanzug (10) im Beinbereich Luftaustrittsöffnungen (24, 26) aufweist.

12. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältekompressor (42, 64) ein Hubkolbenkompressor oder ein Roll­ kolbenkompressor oder ein gasgesteuerter Kompressor ist.

13. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor ein luftgekühlter Zweitaktmotor, ein Kleindie­ selmotor oder eine Kleinstkreiskolbenmotor ist.

14. Versorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Atemluft über eine eine ABC-Filterpatrone aufweisende Bypass-Leitung dem Schutzanzug (10) zuführbar ist.