DE60133811T2

DE60133811T2 - Luftfiltersystem mit einem helm mit zumindest zwei luftauslässen zum verteilen der luft um den kopf des benutzers

Info

Publication number: DE60133811T2
Application number: DE60133811T
Authority: DE
Inventors: Luis A. Yabucoa DIAZ; Bruce D. Kalamazoo HENNIGES; Mark A. Delton WASSERMAN; Karen L. Kalamazoo STALEY
Original assignee: Stryker Corp
Current assignee: Stryker Corp
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: US6481019B2; EP2316289B1; EP1286604A4; JP2009299253A; US20030066121A1; JP2014141776A; JP2003524083A; JP4508513B2; WO2001052675A2; US20050071909A1; WO2001052675A3; EP1286604B1; EP2316289A2; ATE393579T1; US20050109337A1; EP2316289A3; US20010032348A1; EP1286604A2; US6622311B2; DE60133811D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1) TECHNISCHES GEBIET
Der Gegenstand der Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Luftfiltrationssystem zum Filter von Luft zwischen einem Kopf und einem Körper eines Benutzers und einer sich extern zum Benutzer befindlichen Umgebung. Das Luftfiltrationssystem wird im medizinischen Bereich während chirurgischer Verfahren verwendet. Der Gegenstand der Erfindung betrifft insbesondere eine Helmanordnung und ein Bekleidungsstück zur Verwendung in dem Luftfiltrationssystem.
2) BESCHREIBUNG DES STAND DER TECHNIK
Luftfiltrationssysteme und Helmanordnungen, die in den Luftfiltrationssystemen verwendet werden, sind im Stand der Technik bekannt. Wie oben erwähnt, werden Luftfiltrationssysteme und Helmanordnungen von den Benutzern im medizinischen Bereich, wie Chirurgen, während chirurgischer Verfahren, zum Filter von Luft zwischen einem Kopf und einem Körper des Chirurgen und der externen Umgebung, wie einem Reinraum, getragen.
Herkömmliche Luftfiltrationssysteme und Helmanordnungen sind aus mehreren Gründen unzureichend. Z. B. offenbart das US Patent Nr. 5, 592, 936 von Thomas, Jr. et al. ein Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung, welche Luft durch ein Filtermittel in die Helmanordnung und durch ein Einlassgitter zieht, wobei die Luft dann durch einen Luftstromkanal über eine Gesicht des Benutzers gelenkt wird. Das Luftfiltrationssystem und die Helmanordnung dieses Patents sind deshalb unzureichend, da die Luft nicht vollständig über den Kopf des Benutzers verteilt wird. Das bedeutet, dass Luft nicht auf eine Rückseite des Kopfes, in Richtung des Nackens des Benutzers verteilt wird. Weiter ist das Einlassgitter dadurch unzureichend, dass sich das Gitter nicht zwischen einem vorderen und hinteren Bereich der Helmanordnung erstreckt, um einen effektiven Einlassbereich für das Filtermittel Ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Luftfiltrationssystem und einer Helmanordnung wird in dem US Patent Nr. 5, 054, 480 von Bare et al offenbart. Dieses Patent offenbart ein Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung, welches Luft in die Helmanordnung über einen Einlassventilator zieht, und Luft von dem Luftfiltrationssystem und der Helmanordnung über einen Ablassventilator ablässt, welcher am hinteren Abschnitt der Helmanordnung, weit entfernt von dem Nacken des Benutzer abgeordnet ist. Das Luftfiltrationssystem und die Helmanordnung dieses Patents ist dadurch unzureichend, dass es übermäßig schwer aufgrund eines zusätzlichen Ventilators ist, der zum Ablassen der Luft benötigt wird. Außerdem verursacht der Ablassventilator eine übermäßige Belastung und daher eine Ermüdung, in dem Nacken des Benutzers, da der Ablassventilator entfernt vom Nacken des Benutzers beabstandet ist.
Das herkömmliche Luftfiltrationssystem und die Helmanordnung, welches in US-Patent-Nr. 5, 711, 033 von Green et al. offenbart sind, sind auch unzureichend. Dieses Patent offenbart ein Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung, welche Luft in die Helmanordnung durch einen Einlassventilator und ein Spiralgehäuse zieht, das an einem hinteren Bereich der Helmanordnung abgeordnet ist. Die Luftfiltration und Helmanordnung dieses Patents ist unzureichend, weil der Einlassventilator und das Spiralgehäuse entfernt vom Nacken des Benutzers angeordnet sind. Weiter schließt das Spiralgehäuse in diesem Patent nur einen Luftablass ein, um Luft über den Kopf des Benutzers zu verteilen, mit dem Ergebnis eines weniger ausgeglichenen Luftflusses durch die Helmanordnung. Zusätzliche Nachteile solch eines Luftfiltrationssystem und einer Helmanordnung, welche nur einen Luftablass von dem Spiralgehäuse einschließt, sind übermäßige Nebelbildung und schlechtere Wärmeableitung in der Helmanordnung.
Andere herkömmliche Luftfiltrationssysteme und Helmanordnungen sind auch aus den folgenden Gründen unzureichend. Zuerst ist es im Allgemeinen klar, dass die Menge an Luft, welche in die Helmanordnung strömt kritisch für dunsthemmende und hitzesteuernde Zwecken. Jedoch unterstützen die Luftfiltrationssysteme und die Helmanordnungen gemäß Stand der Technik nicht den Chirurgen, die Menge oder das Volumen der Luft zu erkennen, welche in die Helmanordnung strömt. Das bedeutet, diese Filtrationssysteme und Helmanordnungen stellen keine hörbare Anzeige für die Chirurgen über das Volumen der in die Helmanordnung strömenden Luft während irgendeines bestimmten chirurgischen Verfahrens zur Verfügung.
Zweitens, wie oben besprochen, ist es ideal, alle Ventilatoren in dem Luftfiltrationssystem und Helmanordnung, wenn möglich, direkt über und nicht entfernt von dem Nacken des Benutzers in Position zu bringen und zu behalten, um Belastung und Ermüdung herabzusetzen. Die Luftfiltrationssysteme und die Helmanordnungen gemäß Stand der Technik enthalten kein Band, das flexibel an dem vorderen Abschnitt der Helmanordnung derart angeschlossen wird, dass das Band von dem vorderen Abschnitt der Helmanordnung gezogen wird und das Gewicht aller Ventilatoren über den Nacken des Benutzers gehalten wird, wenn die Helmanordnung justiert wird, um auf Köpfe zu passen, die verschiedene Größen haben.
Wegen der Ineffizienzen, die in solchen herkömmlichen Luftfiltrationssystemen und Helmanordnungen bekannt sind, ist es wünschenswert, ein neues Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung einzuführen, welche einen einzelnen Ventilator verwendet, um Luft sowohl in Richtung des Gesichts als auch den Nacken des Benutzers zu verteilen und welches ein Spiralgehäuse mit einschließt, das mindestens zwei Luftauslässe zum kompletten Ausgleich des Luftstroms über den Kopf des Benutzers einschließt. Es ist auch wünschenswert, den Ventilator in der Helmanordnung derart anzuordnen, dass sie nicht von dem Nacken des Benutzers entfernt ist, um Belastungen herabzusetzen, und ein Einlassgitter einzuschließen, das sich zwischen dem vorderen und hinteren Bereich der Helmanordnung erstreckt, um den effektiven Einlassbereich zur Filterung der Luft zu maximieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE
Ein Luftfiltrationssystem zum Filtern von Luft und einen Helmanordnung zur Verwendung in dem Luftfiltrationssystem wird offenbart. Das Luftfiltrationssystem und die Helmanordnung werden im medizinischen Bereich während chirurgischer Verfahren verwendet, um Luft zwischen einem Kopf und einem Körper eines Benutzers, wie einem Chirurg, und einer zu dem Benutzer externer Umgebung zu filtern. Wie Fachleuten klar sein dürfte, unterstützt der Gegenstand der Erfindung, zusätzlich zum Filtern der Luft, eine Steuerung der Kohlendioxydkonzentration, eine Ableitung der Wärme, und eine Dunsthemmung innerhalb der Helmanordnung. Es sollte klar sein, dass der Gegenstand der Erfindung auch in anderen Situationen verwendet werden kann, die gefilterte Luft erfordern, einschließlich, aber nicht begrenzend auf, die Herstellung der Halbleiter-Chips und andere Computerbestandteile bei der Herstellung in Reinräumen.
Das Luftfiltrationssystem und die Helmanordnung schließen ein eine innere strukturelle Schale und eine äußere strukturelle Schale ein. Die äußere strukturelle Schale erstreckt sich von der inneren strukturellen Schale derart, dass mindestens ein Luftstromkanal zwischen der inneren und der äußeren Schale definiert wird, um Luft um den Kopf des Benutzers zu leiten. Die Helmanordnung schließt weiter einen Basisbereich und einen Gesichtsbereich ein, welcher sich von dem Basisbereich erstreckt, um eine Gesichtsöffnung zu definieren.
Ein Ventilator-Modul ist zumindest an der inneren und der äußeren Schale angebracht und ein Spiralgehäuse ist angrenzend an dem Ventilatormodul angebracht. Insbesondere schließt das Ventilatormodul einen Ventilator und einen Motor ein, und das Spiralgehäuse schließt mindestens einen Lufteinlass und mindestens zwei Luftablässe ein. Das Ventilatormodul, einschließlich sowohl des Ventilators als auch des Motors, ist an dem hinteren Bereich des Basisbereichs angeordnet. Im Betrieb zieht das Ventilatormodul, insbesondere der Ventilator, Luft in den Lufteinlass und verteilt Luft durch den Luftablass oder Luftablässe aus dem Spiralgehäuse und in den Luftstromkanal.
Der Gegenstand der Erfindung enthält auch mindestens zwei Helm-Luftausgänge, vorzugsweise einen vorderen und hinteren Luft-Helm-Ausgang zum Verteilen von Luft von dem Luftstromkanal in Richtung zum Kopf des Benutzers. Insbesondere sind die vorderen und hinteren Luftausgänge an den vorderen beziehungsweise hinteren Abschnitten der Helmanordnung angeordnet. Die vorderen und hinteren Luftausgänge sind in Fluid-Verbindung mit dem Luftstromkanal und den Luftablässen. Der vordere Luftausgang verteilt Luft von dem Luftstromkanal nach einer Vorderseite, oder dem Gesicht des Kopfes des Benutzers und der hintere Luftausgang verteilt Luft von dem Luftstromkanal in Richtung einer Rückseite oder des Nackens des Kopfes des Benutzers. Daher wird ein einzelner Ventilator verwendet, um Luft in Richtung sowohl des Gesichts als auch des Nackens des Benutzers zu verteilen. Die Luftablässe des Spiralgehäuses gleichen vollständig den Luftfluss über den Kopf des Benutzers zwischen die vorderen und hinteren Luftausgänge aus. Da der Ventilator weiter am hinteren Bereichs des Basisbereichs des Helmanordnung abgeordnet ist, ist der Ventilator nicht vom Nacken des Benutzers entfernt angeordnet und eine Belastung und Ermüdung des Benutzer wird herabgesetzt.
Das Luftfiltrationssystem schließt weiter ein Bekleidungsstück bzw. Schürze mit ein, das einen Körperteil und einen Kopfteil aufweist. Der Körperteil bedeckt mindestens einen Bereich des Körpers des Benutzers und der Kopfteil bedeckt den Basisbereich der Helmanordnung. Der Kopfteil des Bekleidungsstücks arbeitet als Filtermittel, um Luft zwischen dem Benutzer und der externen Umgebung zu filtern. Das Bekleidungsstück schließt auch einen Rock mit ein. Insbesondere, ist der Rock entfernbar an dem Körperteil des Bekleidungsstücks angebracht, ausschließlich an einer Frontseite des Bekleidungsstücks. Ein Einlassgitter ist für einen Benutzer mit dem Bekleidungsstück an der äußeren Schale der Helmanordnung angebracht. Das Einlassgitter ist an der äußeren Schale zwischen dem vorderen Bereich und dem hinteren Bereich des Basisbereichs nachgeformt, um ein effektives Einlassgebiet für das Filtermittel zu maximieren, um die Luft zu filtern, die in das Spiralgehäuse gezogen wird.
Der Gegenstand der Erfindung schließt weiter ein Gesichtsschild ein, das am Kopfteil des Bekleidungsstückes angebracht ist, um die Gesichtsöffnung zu bedecken. Dadurch kann der Benutzer durch das Kopfteil des Bekleidungsstücks sehen.
Dementsprechend liefert der Gegenstand der Erfindung ein Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung, der die Nachteile des Stands der Technik, wie oben erwähnt, überwindet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung können leichter eingeschätzt werden, wenn diese in Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, worin:
1 eine Perspektiveansicht einer Helmanordnung ist, die an einem Kopf eines Benutzers der Anordnung angebracht wird;
2 eine Explosions-Perspektiveansicht der Helmanordnung ist;
3 eine partielle Querschnitts-Seitenansicht ist, die einen Basisbereich und ein Gesichtsbereich der Helmanordnung und einen Luftstromkanal und Luftausgänge innerhalb der Helmanordnung veranschaulicht;
4 eine Perspektiveansicht eines Ventilatormoduls und eines Spiralgehäuses des Gegenstands der Erfindung ist, welche mindestens einen Luftablass des Spiralgehäuses einschließt;
5 eine Perspektiveansicht des Spiralgehäuses ist, welches mehr als einen Luftablass des Spiralgehäuses einschließt;
6 eine Explosionsdarstellung des Ventilatormodul und des Spiralgehäuses ist;
7 eine Draufsicht der Helmanordnung ist;
8 eine Seitenansicht der Helmanordnung und des Luftfiltrationssystems einschließlich einem Bekleidungsstück und einem Gesichtsschild ist;
9 eine Perspektiveansicht der Helmanordnung ist, welche ein Positionierungs- und Träger-System einschließlich eines Montageclip darstellt, der das Gesichtsschild über eine Öffnung im Gesichtsschild unterstützt;
10 eine Perspektiveansicht einer Rückseite der Helmanordnung ist, die ein Einlassgitter und erste und zweite Motorsteuerungen zeigt, welche sich auf unterschiedlichen Höhen von einer äußeren Schale der Helmanordnung erstreckt;
11 eine Perspektiveansicht der Rückseite der Helmanordnung ist, die einen hinteren Träger, einen Band und einen Justierknopf zeigt, um einen korrekten Sitz der Helmanordnung auf verschieden großen Köpfen von Benutzern zu erleichtern;
12 eine vergrößerte Ansicht des hinteren Trägers und des Justierknopfs ist;
13 eine vergrößerte Perspektiveansicht einer inneren Oberfläche des Justierknopfs ist, die ein Zahnrad und viele Zähne zeigt; und
14 eine vergrößerte Perspektiveansicht des hinteren Trägers ist, die einen flexiblen Trägerstab und eine Arretierung zeigt, die mit den vielen Zähnen auf dem Justierknopf zusammenpasst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezugnehmend auf die Abbildungen, bei denen gleiche Nummern gleiche oder entsprechende Teile bei verschiedenen Ansichten zeigen, werden ein Luftfiltrationssystem und eine Helmanordnung allgemeinen bei 10 bzw. 12 offenbart. In 1, filtert das Luftfiltrationssystem 10 Luft zwischen Kopf 14 und Körper 16 eines Benutzers und der Umgebung, die zum Benutzer extern ist und schließt die Helmanordnung 12 ein, die an dem Kopf 14 eines Benutzers angebracht ist. Die Helmanordnung 12 verteilt Luft über den Kopf 14 des Benutzers, was weiter unten beschrieben wird. Insbesondere, verteilt die Helmanordnung 12 Luft in Richtung sowohl zu einer Frontseite des Kopfs 14, d. h. ein Gesicht des Benutzers und zu einer Rückseite des Kopfs 14, d. h., am Nacken des Benutzers.
Nun in Bezug auf die 2 und 3, schließt die Helmanordnung 12 eine innere strukturelle Schale 18 und eine äußere strukturelle Schale 20 ein. Die innere Schale 18 schließt eine Abdeckfläche 22 und eine Rückverkleidung bzw. hintere Einfawssung 24 ein, die sich auf die äußere Schale 20 erstreckt. Die Abdeckfläche 22 und die Rückverkleidung 24 werden weiter unten besprochen. Die äußere Schale 20 ist von dem innere Schale 18 entfernt und erstreckt sich von der innere Schale 18, um mindestens eine Luftstromkanal 26 zwischen der inneren und äußere Schale 18, 20 zu definieren. Es sollte klar werden, dass der Gegenstand der Erfindung mehr als einen diskreten Luftstromkanal 26 einschließen kann. Jedoch schließt die bevorzugte Ausführungsform einen einzelnen einheitlichen Luftstromkanal 26 ein und der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf diesen Luftstromkanal 26 beschrieben werden.
Die Luftstromkanal 26 lenkt Luft zu dem Kopf 14 des Benutzers. Die innere und äußere Schale 18, 20 bilden den Luftstromkanal 26 aus einem Doppelplatten-Thermoform-Vorgang, der die strukturelle Stärke der inneren und äußeren Schale 18, 20 verbessert. Insbesondere, schließt jede der inneren und äußeren Schale 18, 20 einen äußeren Umfangsrand 28 ein, und im Doppelplatten-Thermoform-Vorgang werden die innere und äußere Schale 18, 20 an ihren äußeren Umfangsrändern 28 zusammengedrückt. Die Luftstromkanal 26 ist nachher zwischen den zusammengedrückten äußeren Umfangsrändern 28 thermogeformt. Wie am Besten in 7 gezeigt, werden Zerstreuungs-Aussparungen 30 an den gegenüberliegenden lateralen Seiten der inneren und äußeren Schale 18, 20 angeordnet, um für erhöhte Luftfreigabe von dem Luftstromkanal 26 und von dem Benutzer durch die Helmanordnung 12 heraus zur Verfügung zu stehen.
Der Helmanordnung 12 schließt weiter einen Basisbereich 32 ein, der ein vorderen Bereich 34 und einen hinteren Bereich 36 aufweist. Die innere und äußere Schale 18, 20 erstreckt sich zwischen dem vorderen und hinteren Bereich 34, 36, um den Luftstromkanal 26 zu definieren. Die Abdeckfläche 22 und die Rückverkleidung 24 der inneren Schale 18 erstreckt sich auf das äußeren Schale 20 am hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32. Auch am hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32, wird eine Montageöffnung 38 zwischen der Abdeckfläche 22 der inneren Schale 18 und der äußeren Schale 20 gebildet. Die Montageöffnung 38 wird weiter unten besprochen. Die innere und äußere Schale 18, 20 bilden den Basisbereich 32. Es ist klar, dass der Basisbereich 32 der Abschnitt der Helmanordnung 12 ist, der über den Kopf 14 des Benutzers angebracht ist. Als solches ist auch klar, dass der vordere Bereich 34 des Basisbereichs 32 am Gesicht des Benutzers ist, wenn der Benutzer die Helmanordnung 12 trägt, und der hintere Bereich 36 des Basisbereichs 32 am Nacken des Benutzers ist, wenn der Benutzer den Helmanordnung 12 trägt.
Der Helmanordnung 12 schließt auch einen Gesichtsabschnitt 40 ein, der sich vom Basisbereich 32 erstreckt, um eine Gesichtsöffnung 42 zu definieren. Der Gesichtsabschnitt 40 der Helmanordnung 12 ist ein Kinnstab 44. Vorzugsweise ist der Kinnstab 44 flexibel und wird aus Plastik gebildet. Der Kinnstab kann auch aus einer Polypropylenkomponente gebildet werden. Die Flexibilität des Kinnstabes 44 schützt das Gesicht des Benutzers und absorbiert auch Belastung, wenn der Benutzer mit einem externen Gegenstand mit dem Helmanordnung 12 in Kontakt tritt.
In den 2 bis 6, schließen das Luftfiltrationssystem 10 und die Helmanordnung 12 weiter ein Ventilatormodul 46, das mindestens an der inneren oder äußeren Schale 18, 20 angebracht ist, und eine Spiralgehäuse 48 mit ein, das an dem Helmanordnung 12 benachbarte zu dem Ventilatormodul 46 angebracht ist. Insbesondere, werden das Ventilatormodul 46 und das Spiralgehäuse 48 innerhalb der Montageöffnung 38 am hinteren Bereich 36 der Helmanordnung 12 angebracht. Ein Anbringen des Ventilatormoduls 46 und des Spiralgehäuses 48 in der Montageöffnung 38 ist raumsparend, verringert das gesamte Gewicht der Helmanordnung 12, weil zusätzliche Montageanschlüsse nicht benötigt werden, und minimiert eine Belastung und Ermüdung auf den Kopf 14 und den Nacken des Benutzers.
Das Ventilatormodul 46 schließt einen Ventilator 50 und einen Motor 52 mit ein und ist am hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32 angeordnet. Der Ventilator 50 schließt viele gebogene Blätter 54 und den Nabenabschnitt 56 ein. Die gebogenen Blätter 54 des Ventilators 50 kurbeln die Luft in dem Spiralgehäuse 48 an. Der Motor 52 schließt einen Ausgang 58 oder Antriebsachse ein, die betriebsfähig an dem Ventilator 50 angeschlossen ist, um den Ventilator 50 bei mehreren Drehzahlen anzutreiben, die sich auf eine Menge oder ein Volumen von Luft, welche in dem Luftstromkanal 26 strömt, beziehen. Die Rotationsgeschwindigkeiten des Ventilators 50 können schätzungsweise in Umdrehungen pro Minute (RPMs) gemessen werden.
Zunächst auf die 4 und 5 verweisend, schließt das Spiralgehäuse 48 einen Basisbereich 60 und eine äußere Wand 62 ein, die sich umlaufend um den Basisbereich 60 erstreckt. Das Spiralgehäuse 48 schließt weiter mindestens einen Lufteinlass 64 und mindestens zwei Luftablässe 66 ein. In der bevorzugten Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung, schließt das Spiralgehäuse eine Mehrzahl von Luftablässe 66 ein. In dieser Ausführungsform schließt das Spiralgehäuse mindestens zwei Luftablässe 66 ein. Weitere spezifische Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung können auch nur das Ventilatormodul 46 ohne das Spiralgehäuse 48 einschließen. In solchen Ausführungsformen können der mindestens eine Lufteinlass und die mindestens zwei Luftablässe als Bestandteile des Ventilatormoduls 46 beschrieben werden.
Im Betrieb, dreht der Motor 52 den Ventilator 50, um Luft in den Lufteinlass 64 des Spiralgehäuses 48 zu ziehen und verteilt Luft aus der Spiralgehäuse 48 durch den Luftablass 66 oder Ablässe 66 und in die Luftstromkanal 26, wo die Luft über den Kopf 14 des Benutzers verteilt wird. Das Spiralgehäuse 48 schließt auch mindestens eine Luftfluss-Absperrung 68 ein, die die Luft abschneidet, wenn der Ventilator 50 die Luft innerhalb der Spiralgehäuse 48 bewegt. Insbesondere, wie in den Zeichnungen gezeigt, enthält der Gegenstand der Erfindung einige Luftfluss-Absperrung 68 in dem Spiralgehäuse 48, um die Luft abzuschneiden. Eine Stromversorgung bzw. Stromquelle 70 wird in dem Gegenstand der Erfindung enthalten, um den Motor 52 anzutreiben, um den Ventilator 50 über die Motorausgabe 58 zu rotieren. Vorzugsweise ist die Stromversorgung 70 eine wieder aufladbare DC-Batterie. Auch bevorzugt wird die Stromversorgung 70 in der Helmanordnung 12 innerhalb angeordnet, d. h., integriert. In einem solchen Fall wird die Stromversorgung 70 als eine integrale Stromversorgung 71 wie in 3 gezeigt, bezeichnet. Alternativ kann die Stromversorgung 70 an dem Körper 16 des Benutzers, wie in 8 gezeigt, angebracht werden. Die Stromversorgung 70 treibt den Motor 52 durch Pulsbreiten-Modulation (PWM) an, welche weiter unten besprochen wird. Die Gestalt des Spiralgehäuses 48 leistet effektivere Bewegung von Luft mit weniger Energie, die von der gesamten Stromversorgung 70 benötigt wird. Außerdem sorgt das Spiralgehäuse 48, zusätzlich zu solchem verringertem Leistungsbedarf, dafür, dass genügend Luftstrom mit insgesamt weniger Luftgeschwindigkeit beibehalten werden kann. Dieses ergibt einen ruhigere Helmanordnung 12.
Insbesondere, wird der Ventilator 50 des Ventilatormoduls 46 drehbar am Basisbereich 60 des Spiralgehäuses 48 innerhalb der äußeren Wand 62 des Spiralgehäuse 48 angebracht, um Luft in den Lufteinlass 64 zu ziehen. Wie am Besten in den 2 und 7 gezeigt, wird der Lufteinlass 64 des Spiralgehäuses 48 integral innerhalb der äußeren Schale 20 der Helmanordnung 12 gebildet, um Luft in das Spiralgehäuse 48 zu ziehen. Jedoch sollte klar sein, dass der Lufteinlass 64 nicht innerhalb der äußeren Schale 20 der Helmanordnung 12 integral gebildet werden muss. Das bedeutet, in einer alternativen Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung kann eine externe Struktur, welche nicht in den Abbildungen gezeigt ist, extern an der Helmanordnung, 12 angebracht werden, um den Lufteinlass 64 des Spiralgehäuses 48 herzustellen, damit Luft in das Spiralgehäuse 48 gezogen wird. Unter Bezugnahme auf die 4 bis 6, schließt das Spiralgehäuse 48 weiter einen Stützsockel 72 ein, der von dem Basisbereich 60 hervorsteht. Wie in den Abbildungen gezeigt, wird der Stützsockel 72 integral als ein Teil des Spiralgehäuses 48 gebildet, um vom Basisbereich 60 hervorzustehen. Alternativ sollte es klar sein, dass der Stützsockel 72 ein separates Teil sein kann. Das heißt, der Stützsockel 72 kann ein separates Teil sein, das an den Basisbereich 60 des Spiralgehäuses 48 über Verbindungsschrauben, Schnappverschluss und dergleichen angebracht oder verbunden sein. Der Naben-Teil 56 des Ventilators 50 ist drehbar in dem Spiralgehäuse 48 an dem Stützsockel 72 durch Schrauben oder andere Befestigungen angebracht. Der Motor 52 des Ventilatormoduls 46 wird innerhalb einer Unterseite 74 des Stützsockels 72 zwischen den Stützsockel 72 und die Abdeckfläche 22 der inneren Schales 18 zu Raumersparnis-Zwecken in der Helmanordnung 12 angebracht. Wie angenommen, ist die Unterseite 74 des Stützsockels 72 im Wesentlichen hohl. Die Abdeckfläche 22 der inneren Schale 18 arbeitet als Motorabdeckung, um das Ventilatormodul 46 an der inneren Schale 18 abzuschließen.
In Bezug auf die mindestens zwei Luftablässe 66, wird die äußere Wand 62 des Spiralgehäuses 48 partitioniert, um die Luftablässe 66 zu definieren. In der bestimmten Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung, welche die mindestens zwei Luftablässe 66 aufweist, sollte es klar sein, dass der Gegenstand der Erfindung nicht auf mindestens zwei Luftablässe 66 begrenzt wird. Das heißt, der Gegenstand der Erfindung kann, zum Beispiel, drei oder vier Luftablässe 66 einschließen. Die Luftablässe 66 liefern einen kompletten Ausgleich der Luft, während die Luft von der Spiralgehäuse 48 über den Kopf 14 des Benutzers verteilt wird. Um dieses zu vervollständigen, schließt die Helmanordnung 12 mindestens zwei Helm-Luftausgänge 76, 78 ein. Die Luftablässe 66 sind in der Fluid-Verbindung mit den mindestens zwei Helm-Luftausgängen 76, 78, um die Luft von den Ablässen 66, die in dem Luftstromkanal sind, in Richtung des Kopfs des Benutzers zu verteilen. In den Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung, bei der die Helmanordnung die mindestens zwei Helm-Luftausgänge 76, 78 einschließt, ist es nicht entscheidend, dass das Spiralgehäuse 48 mindestens zwei Luftablässe 66 einschließt. Im Gegenteil, in diesen Ausführungsformen kann das Spiralgehäuse nur mindestens einen Luftablass 66 aufweisen.
Vorzugsweise sind der erste 76 und zweite 78 Luftausgang entsprechend vordere und hintere Luftausgänge da sie an dem vorderen und hinteren Bereich 34, 36 der Helmanordnung 12 angebracht sind, um Luft effektiv in Richtung des Gesichts und des Nackens des Benutzers zu verteilen. In einer alternativen Ausführungsform jedoch können der erste und zweite Luftausgang 76, 78 besonders angefertigt sein, um Luft in Richtung irgendeines Abschnitts des Kopfes des Benutzers zu verteilen. Zum Beispiel können der erste und zweite Luftausgang 76, 78 seitliche Luftausgänge sein, so dass Luft zur Seite des Kopfs des Benutzers verteilt wird. Nur zum Zwecke der Beschreibung, wird der Gegenstand der Erfindung nun in Bezug auf die vorderen 76 und hinteren 78 Luftausgänge beschrieben werden und dementsprechend nummeriert. Insbesondere, ist der vordere Luftausgang 76 am vorderen Bereich 34 des Basisbereichs 32 angeordnet, um die Luft von dem Luftstromkanal 26 in Richtung der Frontseite des Kopfs 14 des Benutzers zu verteilen und der hintere Luftausgang 78 ist am hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32 angeordnet, um Luft von dem Luftstromkanal 26 in Richtung der Rückseite des Kopfs 14 des Benutzer zu verteilen. Der hintere Luftausgang 78 ist innerhalb der Rückverkleidung 24 gebildet, um Luft von dem Luftstromkanal 26 in Richtung der Rückseite des Kopfs 14 des Benutzers zu verteilen.
Wie in 3 gezeigt, endet der Luftstromkanal 26, welcher zwischen der inneren und der äußeren Schalle 18, 20 gebildet wird, am vorderen Bereich 34 mit dem vorderen Luftausgang 76 und an dem hinteren Bereich 36 mit dem hinteren Luftausgang 78. Insbesondere, laufen die innere und äußere Schale 18, 20 in Richtung des vorderen Bereichs 34 des Basisbereichs 32 zusammen, um den vorderen Luftausgang 76 zu definieren. Der vordere Luftausgang 76 hat einen Luftablenkungs-Winkel 80. Der Luftablenkungs-Winkel 80 wird zwischen der äußeren Schale 20 und der inneren Schale 18 definiert, wobei sich die äußere Schale 20 in Richtung gegen die innere Schale 18 an dem vorderen Luftausgang 76 anwinkelt, für eine korrekte Ablenkung der Luft in Richtung der Vorderseite des Kopfs 14 des Benutzers. Wie geschätzt, ist der Luftablenkungs-Winkel 80 zwischen der äußeren 20 und inneren Schale 18 größer als null, vorzugsweise zwischen 25–35 Grad. Zusätzlich, in Bezug auf 7 läuft der Luftstromkanal 26 nach außen, um sich dem vorderen Luftausgang 76 zu nähern. Das Auseinanderlaufen und Zusammenlaufen des Luftstromkanals 26 hält einen ausgeglichenen Luftstrom um den Kopf 14 des Benutzers aufrecht. Schließlich hat dieses auch den Effekt der Minderung oder sogar vollständigen Beseitigung von Geräuschen aufgrund des Luftstroms innerhalb der Helmanordnung 12.
Wie in 4 gezeigt, enthält der Gegenstand der Erfindung mindestens ein Entlüftungsventil 82 in dem Spiralgehäuse 48, um die Menge oder das Volumen der Luft zu beeinflussen, welche in dem Luftstromkanal 26 von jedem der Luftablässe 66 strömt. Es sollte klar sein, dass, obgleich es nur ein Entlüftungsventil 82 gibt, das in 4 gezeigt ist, der Gegenstand der Erfindung alternativ mehr als ein Entlüftungsventil enthalten kann. Das Entlüftungsventil 82 beeinflusst das Volumen der Luft, welche zu dem hinteren Luftausgang 78 strömt, wodurch es das Volumen der Luft beeinflusst, welches zum hinteren Luftausgang 78 strömt, welche zunächst in Richtung zur Rückseite des Kopfs 14 des Benutzers verteil wird. Um dieses zu vervollständigen, schließt das Entlüftungsventil 82 ein Blatt 84 ein, das gedreht werden kann, um den Luftablass 66 des Spiralgehäuse 48 am nächsten hintere Luftausgang 78 abzudecken, d. h. abzuschließen. Wenn bedeckt oder geschlossen, kann mehr Luft zu dem vorderen Luftausgang 76 der Helmanordnung 12 bewegt werden und das Volumen des Luftstroms ist konstant, nicht variabel. Wie in den Abbildungen gezeigt, wird das Entlüftungsventil 82 mechanisch durch einen mechanischen Hebel oder Knopf 86 gesteuert, um das Volumen des Luftstroms in dem Luftstromkanal 26 von jedem der Luftablässe 66 aus zu manipulieren. Jedoch kann das Entlüftungsventil 82 alternative elektronisch gesteuert werden, um das Volumen der Luft zu manipulieren. Auch sollte klar sein, dass das Entlüftungsventil 82 für den Gegenstand der Erfindung nicht nötig ist.
In Bezug auf 8, schließt das Luftfiltrationssystem 10 ein Bekleidungsstück 88 ein, das einen Körperteil 90 zum Bedecken mindestens eines Teils des Körpers 16 des Benutzers und einen Kopfteil, oder Haube 92 aufweist, zum Bedecken des Basisbereichs 32 der Helmanordnung 12, der den Kopf 14 des Benutzers aufnimmt. Insbesondere, kann der Körperteil 90 sich abwärts erstrecken, um irgendeinen Teils des Körpers 16 des Benutzers zu bedecken. Zum Beispiel kann der Körperteil 90 sich auf die Schultern des Benutzers oder auf die Taille des Benutzers oder auf die Knöchel des Benutzers abwärts erstrecken. Der Kopfteil 92 des Bekleidungsstückes 88 arbeitet als Filtermittel 94, um Luft zwischen dem Benutzer und der externen Umgebung zu filtern. Ein Rock 93 wird an den Körperteil 90 des Bekleidungsstückes 88 ausschließlich an einer Frontseite, nicht nummeriert, des Bekleidungsstücks 88, angebracht. Weil der Rock 93, der in der Industrie gewöhnlich steril ist, nur an der Frontseite angebracht wird, d. h., nicht eine Rückseite des Bekleidungsstücks 88 umgibt, können Kosten gespart werden. Auch der Rock 93 wird entfernbar an der Frontseite des Körperteils 90 des Bekleidungsstücks 88 so angebracht, dass ein bestimmter Benutzer entscheiden kann, ob er den Rock 93 benutzt oder nicht. Der Rock 93 wird an dem Bekleidungsstück 88 auf jede mögliche in der Industrie bekannten Weise angebracht, einschließlich aber nicht begrenzt auf, Klebstreifen. Der Gesichtsabschnitt 40 der Helmanordnung 12, welcher oben eingeführt wurde, arbeitet auch, um das Bekleidungsstück 88 von den Kopf 14 des Benutzers entfernt zu halten.
Der Gegenstand der Erfindung schließt auch ein Gesichtsschild 96 ein, das es den Benutzer ermöglicht, durch den Kopfabschnitt 92 des Bekleidungsstücks 88 und der Gesichtsöffnung 42 der Helmanordnung 12 durch zu sehen. Wie in 9 gezeigt, wird das Gesichtsschild 96 auf das Kopfteil 92 des Bekleidungsstücks 88 angebracht, so dass das Gesichtsschild 96 den Gesichtsabschnitt 40 und die Gesichtsöffnung 42 der Helmanordnung 12 bedeckt, wenn der Benutzer das Luftfiltrationssystem 10 trägt. Insbesondere, wird das Gesichtsschild 96 in den Kopfteil 92 des Bekleidungsstücks 88 genäht, um eine komplette Sperre zwischen dem Benutzer und der externen Umgebung aufrecht zu erhalten. Die Gesichtsöffnung 42 der Helmanordnung 12 empfängt im Wesentlichen das Gesichtsschild 96. Vorzugsweise schließt der Gesichtsbereich 40 der Helmanordnung 12 einen Klettverschluss bzw. Einhackverschluss 98 ein, um die Anbringung des Gesichtsschildes 96 zum Gesichtsbereich 40 zum Bedecken der Gesichtsöffnung 42 zu erleichtern.
Der Helmanordnung 12 schließt weiter ein Einlassgitter ein 100, das an die äußere Schale 20 angebracht ist. Das Einlassgitter 100 schließt eine obere Oberfläche 102 ein, die von der äußeren Schale 20 der Helmanordnung 12 entfernt ist, um das Filtermittel 94 von der äußeren Schale 20 und dem Ventilator 50 weg zu halten. Außerdem wird das Einlassgitter 100 zu der äußeren Schale 20 zwischen dem vorderen Bereich 34 und dem hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32 nachgeformt. Dies verbessert die effektive Dichtung zwischen dem Bekleidungsstück 88 und der Helmanordnung 12 und maximiert ein effektives Einlassgebiet 104 für das Filtermittel 94, um die Luft zu filtern, die in das Spiralgehäuse 48 durch den Ventilator 50 gezogen wird.
Es sollte klar sein, dass, in der bevorzugten Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung, die Steuerung 118 das RPMs des Ausgangs 58 des Motors 52 überwacht. Insbesondere, wie in der oben genannten Methode festgelegt, überwacht die Steuerung 118 die Spannung, die durch den Motor 52 erzeugt wird, um die RPM Informationen des Ausganges 58 des Motors 52 zu erhalten. Die Steuerung 118 wandelt dann die Informationen von analog in digital um, einfach indem sie die Spannung ändert, die von dem Motor 52 in einen digitalen Wert erzeugt wird, welcher repräsentativ für die Spannung ist. Die Steuerung 118, die in dem Gegenstand der Erfindung enthalten ist, erkennt auch einen Einstellpunkt, der auf mehrere Rotationsgeschwindigkeiten des Ventilators 50 hinweist. Es sollte klar sein, dass der Einstellpunkt auf die gegenwärtige Rotationsgeschwindigkeit des Ventilators 50 hinweist. Deshalb ist ein Speicher in der Steuerung 118 eingeschlossen, um den Einstellpunktes beizubehalten, d. h., die letzte Rotationsgeschwindigkeit des Ventilators 50, wenn die Stromversorgung 70 desaktiviert wird. Die Stromversorgung 70 wird desaktiviert, entweder wenn die Spannung in der Stromversorgung 70 auf null abfällt, oder die Stromversorgung 70 getrennt und ersetzt wird. Mit anderen Worten, wenn die Batterie ausläuft oder aus irgendeinem Grund getrennt wird, kann eine neue Batterie benutzt werden und wenn die Steuerung 118 einmal angeschlossen ist, wird sie die Stromversorgung 70 steuern, so dass der Ventilator 50 am letzten Einstellpunkt rotiert. Es sollte klar sein, dass Benutzer die Helmanordnung 12 über eine Zeitdauer benutzen können, die länger als die Lebensdauer der Batterie ist und wenn die Spannung der Batterie einmal unterhalb eines verwendbaren Wert fällt, kann die Batterie durch eine neue Batterie ersetzt werden. Daher wenn die neue, d. h., völlig aufgeladene Batterie eingesetzt wird, liest die Steuerung 118 die verfügbare Spannung der Batterie und weist den Schalter an, durch PWM, das AN/AUS-Verhältnis des Motors 52 zu justieren, um den vorbestimmten Luftstrom durch die Helmanordnung 12 beizubehalten, der durch den Einstellpunkt erreicht wird.
Um die Minderung der Belastung auf den Kopf 14 und den Nacken des Benutzers zu unterstützen, schließt das Luftfiltrationssystem 10 und die Heimanordnung 12 des Gegenstands der Erfindung einen front-justierbare Träger 128 für die Helmanordnung 12 ein. Belastung und Drehkraft auf den Kopf 14 und Nacken des Benutzers wird herabgesetzt, indem man das Gewicht des Ventilators 50 und des Motor 52 auf den Nacken des Benutzers sogar nach Justieren der Helmanordnung 12 beibehält, um auf verschieden große Köpfe zu passen. Der vorder-justierbare Träger 128 schließt einen hinteren Träger 130 ein, die sich steif vom hinteren Bereich 36 des Basisbereichs 32 erstreckt. Es sollte klar sein, dass der hintere Träger 130 ein separater Teil sein kann, das mit der Helmanordnung 12 verbunden ist oder ein integraler Bestandteil der Helmanordnung 12 sein kann. Der hintere Träger 130 schließt erste und zweite feste Stecker 132 ein, die der hintere Träger 130 mit dem hinteren Bereich 36 verbindet. In der bevorzugten Ausführungsform ist der hintere Träger 130 mit dem hinteren Bereich 36 verbunden und erstreckt sich von dem hinteren Bereich 36 der inneren Schale 18 und wird in Bezug auf die innere Schale 18 unten beschrieben werden. Jedoch sollte es klar sein, dass der hintere Träger 130 mit dem hinteren Bereich 36 verbunden sein kann und sich von dem hinteren Bereich 36 der äußeren Schale 18 erstreckt, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verändern.
In Bezug auf 10 bis 14, wird ein Justiersegment 134, mit einer ersten 136 und einer zweiten 138 Seite offenbart. Obgleich es nicht erforderlich ist, schließt der hintere Träger 130 vorzugsweise das Justiersegment 134 ein. Das heißt, vorzugsweise ist das Justiersegment 134 integral zu oder das gleiche Teil wie der hintere Träger 130. Jedoch kann das Justiersegment 134 alternativ ein getrennter Bestandteil sein, der einfach an dem hinteren Träger 130 angebracht wird. In beiden Situationen definiert das Justiersegment 134 eine Justieröffnung 140. Der Gegenstand der Erfindung schließt auch ein Band 142 ein, welches flexibel mit dem vorderen Bereich 34 verbunden ist und sich von dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18 erstreckt. Das Band 142 schließt ein erstes Ende 144, das innerhalb der ersten Seite 136 des Justiersegments 134 angeordnet ist, und ein zweites Ende 146 ein, das innerhalb der zweiten Seite 138 des Justiersegments 134 angeordnet ist. Insbesondere, empfangt die Justieröffnung 140, die durch das Justiersegment 134 definiert wird, das erste und zweite Ende 144, 146 des Bands 142. Vorzugsweise wird das erste Ende 144 beweglich innerhalb der ersten Seite 136 des Justiersegments 134 angeordnet, und vorzugsweise wird das zweite Ende 146 beweglich innerhalb der zweiten Seite 138 des Justiersegments 134 angeordnet. Was jedoch von der unteren Erklärung klar sein sollte, das erste Ende 144 kann innerhalb der ersten Seite 136 des Justiersegments 134 beweglich angeordnet werden und das zweite Ende 146 kann innerhalb der zweiten Seite 138 des Justiersegments 134 fest angeordnet sein. Alternativ kann das erste Ende 144 innerhalb der ersten Seite 136 des Justiersegments 134 fest angeordnet sein und das zweite Ende 146 kann innerhalb der zweiten Seite 138 des Justiersegments 134 beweglich angeordnet sein.
Der Band 142 schließt weiter einen vorderen Teil 148 ein, der zwischen seinem ersten und zweiten Ende 144, 146 und gegenüber dem Justiersegment 134 des hinteren Trägers 130 angeordnet ist. Mindestens ein Scharnier 150 erstreckt sich vom vorderen Teil 148 des Bands 142, um das Band 142 mit dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18 flexibel zu verbinden. Vorzugsweise gibt es zwei Scharniere 150, die sich vom vorderen Teil 148 des Bands 142 erstrecken. In einem derartigen Fall werden die zwei Scharniere 150 mit dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18 und dem vorderen Teil 148 des Bands 142 verbunden, die von einander äquidistant sind. Eine Lücke 152 besteht zwischen dem vorderen Teil 148 des Bands 142 und dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18.
Eine Justiereinrichtung 154 wird an das Justiersegment 134 des hinteren Trägers 130 angebracht. Die Justiereinrichtung 154 wird manipuliert, um den Band 142 vom vorderen Bereichs 34 der inneren Schale 18 zu ziehen, um das Gewicht des Ventilators 50 und des Motor 52 über den Nacken des Benutzers zu halten. Die wird unter beschrieben. In Bezug auf die 10 bis 14, wird die Justiereinrichtung 154 weiter als ein Justierknopf 156 definiert. Der Justierknopf 156 wird drehbar von der Justieröffnung 140 angebracht und erstreckt sich in die Justieröffnung 140 des hinteren Trägers 130, um das erste und zweite Ende 144, 146 des Bands 142 einzustellen. Der Justierknopf 156 schließt ein Zahnrad 158 ein, welches sich in die Justieröffnung hinein erstreckt. Weiter schließt das erste Ende 144 des Bands 142 eine erste Zahnstange 160 ein und das zweite Ende 146 des Bands 142 schließt eine zweite Zahnstange 162 ein. Das Zahnrad 158 des Justierknopfs 156 erstreckt sich in die Justieröffnung 140, um die erste und zweite Zahnstange 160, 162 durch Drehung des Justierknopfs 156 einzustellen und zu bewegen.
Die Justiereinrichtung 154 stellt das erste und zweite Ende 144, 146 des Bands 142 ein, um das erste und zweite Ende 144, 146 in Richtung zu einander zu manipulieren. Dieses zieht den Band 142 fest und zieht den Band 142 vom vorderen Bereich 34, wenn der hintere Träger 130 im Verhältnis zu dem hinteren Bereich 36 und den Band 142 fest bleibt. Die Justiereinrichtung 154 stellt auch das erste und zweite Ende 144, 146 des Bands 142 ein, um das erste und zweite Ende 144, 146 weg von einander zu manipulieren. Dieses löst das Band 142 und drückt den Band 142 in Richtung des vorderen Bereichs 34, wenn der hintere Träger 130 im Verhältnis zu sowohl dem hinteren Bereich 36 als auch dem Band 142 fest bleibt.
Es sollte klar sein, dass alles, was an Arbeit der Justiereinrichtung 154 erforderlich ist, ein Manipulieren des ersten und zweiten Ende 144, 146 in Richtung zueinander ist, um das Band 142 festzuziehen oder von einander weg, um den Band 142 zu lösen. Um das erste und zweite Ende 144, 146 in Richtung zu einander in der bevorzugten Ausführungsform zu manipulieren, können sowohl das erste als auch das zweite Ende 144, 146 sich in Richtung auf einander zu bewegen. Alternativ kann der Gegenstand der Erfindung „Einzel-Seiten-justierbar" sein. Das heißt, es ist auch möglich, damit das erste und zweite Ende in Richtung zu einander manipuliert werden können, selbst wenn das erste Ende 144 fixiert ist und das zweite Ende 146 das einzige Ende des Bands 142 ist, welches durch die Justiereinrichtung 154 manipuliert, d. h. verschoben wird, oder sogar, wenn das zweite Ende 146 fixiert ist und das erste Ende 144 das einzige Ende des Bands 142 ist, der durch die Justiereinrichtung 154 manipuliert, d. h. verschoben wird.
Im Betrieb, wenn das Band 142 durch die Justiereinrichtung 154 festgezogen wird, biegen sich die Scharniere 150, um den Abstand 152 zwischen dem frontalen Teil 148 des Bands 142 und dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18 zu erhöhen. Weil der Band 142 sich nur im Verhältnis zu dem vorderen Bereich 34 der inneren Schale 18 bewegt, wird das Gewicht des Ventilatormoduls 46 und des Spiralgehäuses 48 über dem Nacken des Benutzers beibehalten, wenn die Helmanordnung 12 justiert wird, um auf einem kleineren Kopf 14 zu sitzen. Alternativ, wenn der Band 142 gelöst wird, entspannen sich die Scharniere 150, um den Abstand 152 zu verringern. Derart wird das Gewicht des Ventilatormoduls 46 und des Spiralgehäuse 48 über dem Nacken des Benutzers gehalten, wenn der Helmanordnung 12 justiert wird, um auf einem größeren Kopf 14 zu sitzen. In diesem Sinne bleibt die Helmanordnung 12 im Verhältnis zu dem Kopf 14 des Benutzers und Nacken nach Justierung stationär, nur das Band 142 bewegt sich innerhalb der Helmanordnung 12.
Der Justierknopf 156 schließt zusätzlich eine innere Oberfläche 164 ein, welche dem hinteren Träger 130 der Helmanordnung 12 gegenübersteht. Die innere Oberfläche 164 schließt mehrere Zähne 166 ein. Die Zähne 166 bilden einen Ring um die innere Oberfläche 164. Ein flexibler Trägerstab 168 wird in dem hinteren Träger 130 geformt und erstreckt sich von dem hinteren Träger 130. Der flexible Trägerstab 168 schließt mindestens eine Sperr-Raste 170 ein, die in den Zähnen 166 des Justierknopfs 156 zusammenwirken, um das Band 142 im Verhältnis zu dem hinteren Träger 130 zu versperren. Selbstverständlich kann mehr als eine Raste 170 verwendet werden. Wie in 14 gezeigt, schließt die bevorzugte Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung zwei flexible Trägerstäbe 168 ein, um das Band 142 im Verhältnis zu dem hinteren Träger 130 zu versperren. Im Betrieb, biegt sich die flexible Träger 168 ab, um die Raste 170 von den Zähnen 166 des Justierknopfs 156 nach Manipulation des Justierknopfs 156 zu lösen, so dass es dem Band 142 erlaubt ist, sich im Verhältnis zu dem hinteren Träger 130 zu bewegen. Die flexiblen Trägerstäbe 168 agieren wie eine Feder und prallen zurück, um die Raste 170 zurück in die Einstellung mit den Zähnen 166 zu zwingen.
Die Erfindung ist in einer illustrativen Weise beschrieben worden, und es sollte klar sein, dass die Terminologie, die verwendet worden ist, dafür vorgesehen ist, in der Natur der Wörter der Beschreibung zu liegen, anstelle der Beschränkung.
Offensichtlich sind viele Modifikation und Veränderungen der vorliegenden Erfindung im Licht der oben genannten Lehren möglich. Es sollte folglich klar sein, dass die Ziffern lediglich zur Bequemlichkeit und nicht auf irgendeine Weise begrenzend sind, wobei die Erfindung anderes ausgeführt werden kann, als speziell beschrieben worden.

Claims

Helmanordnung (12) eines Luftfilterungssystems (10) zum Anbringen an einem Kopf (14) eines Benutzers, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers herum zu verteilen, wobei die Anordnung (12) umfasst: eine innere strukturelle Schale (18); eine äußere strukturelle Schale (20), die sich von der inneren strukturellen Schale (18) so erstreckt, dass mindestens ein Luftstromkanal (26) zwischen der inneren (18) und der äußeren (20) Schale definiert wird, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers zu leiten; und ein Ventilator-Modul (46), welches an der inneren (18) und/oder der äußeren (20) Schale angebracht ist; wobei die Anordnung (12) durch ein Spiralgehäuse (48) gekennzeichnet ist, welches angrenzend an dem Ventilatormodul (46) angebracht ist und mindestens einen Lufteinlass (64) und mindestens zwei Luftauslässe (66) umfasst, wobei einer der Luftauslässe (66) es ermöglicht, dass Luft in eine erste Richtung verteilt wird, und ein anderer der Luftauslässe (66) es ermöglicht, dass Luft in eine zweite Richtung verteilt wird, welche sich von der ersten Richtung unterscheidet, wobei das Ventilator-Modul (46) Luft in den Lufteinlass (64) des Spiralgehäuses (48) zieht und Luft durch die Luftauslässe (66) aus dem Spiralgehäuse (48) und in den Luftstromkanal (26) in die verschiedenen Richtungen verteilt, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers zu verteilen.
Anordnung (12) nach Anspruch 1, wobei das Spiralgehäuse (48) weiter einen Basisteil (60) und eine Außenwand (62) umfasst, welche sich umlaufend um den Basisteil (60) erstreckt.
Anordnung (12) nach Anspruch 2, wobei die Außenwand (62) des Spiralgehäuses (48) untergliedert ist, so dass sie die mindestens zwei Luftauslässe (66) definiert.
Anordnung (12) nach Anspruch 3, weiter umfassend einen Basisbereich (32), welcher einen vorderen Bereich (34) und einen hinteren Bereich (36) umfasst, und einen Gesichtsbereich (40), der sich von dem Basisbereich (32) erstreckt, so dass er eine Gesichtsöffnung definiert.
Anordnung (12) nach Anspruch 4, wobei die innere (18) und die äußere (20) Schale sich zwischen dem vorderen (34) und dem hinteren (36) Bereich des Basisbereichs (32) erstrecken, so dass sie den Luftstromkanal (26) definieren.
Anordnung (12) nach Anspruch 5, weiter umfassend einen vorderen Luftausgang (76), welcher an dem vorderen Bereich (34) des Basisbereichs (32) angeordnet ist, um Luft von dem Luftstromkanal (26) in Richtung einer Vorderseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen, und einen hinteren Luftausgang (78), welcher an dem hinteren Bereich (36) des Basisbereichs (32) angeordnet ist, um Luft von dem Luftstromkanal (26) zu einer Hinterseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen.
Anordnung (12) nach Anspruch 6, wobei die mindestens zwei Luftauslässe (66) des Spiralgehäuses (48) sich in Fluidkommunikation mit dem vorderen (76) und dem hinteren (78) Luftausgang befinden, so dass sie Luft in Richtung der Vorderseite bzw. der Hinterseite des Kopfs (14) des Benutzers verteilen.
Anordnung (12) nach Anspruch 7, wobei die inneren (18) und äußeren (20) Schalen in Richtung des vorderen Bereichs (34) des Basisbereichs (32) zusammenlaufen, so dass sie den vorderen Luftausgang (76) definieren.
Anordnung (12) nach Anspruch 8, weiter einschließend einen Luftablenkwinkel (80), der durch die äußere Schale (20) definiert wird, die an dem vorderen Luftausgang (76) in Richtung der inneren Schale (18) abgewinkelt ist, um Luft passend in Richtung der Vorderseite des Kopfs (14) des Benutzers abzulenken.
Anordnung (12) nach Anspruch 9, wobei der Luftablenkwinkel (80) größer als 0 ist.
Anordnung (12) nach Anspruch 9, wobei der Luftablenkwinkel (80) zwischen 25 und 35 Grad beträgt.
Anordnung (12) nach Anspruch 4, weiter umfassend ein Einlassgitter (100), welches an der äußeren Schale (20) angebracht ist, wobei das Einlassgitter (100) zur Verwendung mit einem Bekleidungsstück (88) angepasst ist, welches den Basisbereich (32) abdeckt und als ein Filtermedium (94) wirkt, um Luft zu filtern, welche in das Spiralgehäuse (48) gezogen wird.
Anordnung (12) nach Anspruch 12, wobei das Einlassgitter (100) weiter eine obere Fläche aufweist, die von der äußeren Schale (20) beabstandet ist, um das Filtermedium (94) von der äußeren Schale (20) und dem Ventilatormodul (46) fern zu halten.
Anordnung (12) nach Anspruch 13, wobei das Einlassgitter dem Umriss der äußeren Schale (20) zwischen dem vorderen Bereich (34) und dem hinteren Bereich (36) des Basisbereichs (32) angepasst ist, um eine effektive Einlassfläche für das Filtermedium (94) zu maximieren, um Luft zu filtern, die in das Spiralgehäuse (48) gezogen wird.
Anordnung (12) nach Anspruch 14, weiter umfassend Dissipationshohlräume (30), welche an einander entgegengesetzten seitlichen Seiten der inneren (18) und äußeren (20) Schale angeordnet sind, wobei die Hohlräume (30) für eine erhöhte Luftabgabe aus dem Luftstromkanal (26) und von dem Benutzer nach außen durch das Filtermedium (94) sorgen.
Anordnung (12) nach Anspruch 6, wobei die innere Schale (18) weiter eine Abdeckfläche (22) und eine Rückverkleidung (24) aufweist, wobei die Abdeckfläche (22) und die Rückverkleidung (24) sich an dem hinteren Bereich 26 des Basisbereichs (32) bis zu der äußeren Schale (20) erstrecken.
Anordnung (12) nach Anspruch 16, wobei der hintere Luftausgang (78) innerhalb der Rückverkleidung (24) ausgebildet ist, um Luft von dem Luftstromkanal (26) in Richtung der Rückseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen.
Anordnung (12) nach Anspruch 16, weiter umfassend einen Befestigungshohlraum (38) zwischen der Abdeckfläche (22) und der äußeren Schale (20) an dem hinteren Bereich (36) des Basisbereichs (32).
Anordnung (12) nach Anspruch 18, wobei das Ventilatormodul (46) und das Spiralgehäuse (48) vollständig innerhalb des Befestigungshohlraums (38) an dem hinteren Bereich (36) angeordnet sind, um eine Belastung des Halses des Benutzers zu minimieren.
Anordnung (12) nach Anspruch 19, wobei das Ventilatormodul (46) einen Ventilator (50) zum Ziehen von Luft in den Lufteinlass (64) umfasst, und einen Motor (52) zum Drehen des Ventilators.
Anordnung (12) nach Anspruch 20, weiter umfassend eine Stromquelle (70), welche den Motor (52) antreibt, um den Ventilator (50) zu drehen.
Anordnung (12) nach Anspruch 21, wobei die Stromquelle (70) den Motor (52) durch Pulsbreitenmodulation antreibt.
Anordnung (12) nach Anspruch 20, wobei der Ventilator drehbar an dem Basisteil (60) des Spiralgehäuses (48) innerhalb der äußeren Wand (62) angebracht ist, so dass der Ventilator (50) Luft in den Lufteinlass (64) des Spiralgehäuses (48) zieht.
Anordnung (12) nach Anspruch 23, wobei der Lufteinlass (64) des Spiralgehäuses vollständig innerhalb der äußeren Schale (20) ausgebildet ist, um Luft in das Spiralgehäuse (48) zu ziehen.
Anordnung (12) nach Anspruch 21, weiter umfassend einen Stützsockel (72), der aus dem Basisteil (60) herausragt, wobei der Ventilator (50) in dem Spiralgehäuse drehbar auf dem Stützsockel (72) angebracht ist, um Luft in den Lufteinlass (64) des Spiralgehäuses (48) zu ziehen.
Anordnung (12) nach Anspruch 25, wobei der Motor (52) in einer Unterseite des Stützsockels (72) zwischen dem Stützsockel (72) und der Abdeckfläche (22) der inneren Schale (18) angebracht ist.
Anordnung (12) nach Anspruch 12, wobei der Gesichtsbereich (40), der sich von dem Basisbereich (32) erstreckt, weiter als eine Kinnleiste (44) definiert ist, die sich von dem Basisbereich (32) erstreckt, um die Gesichtsöffnung zu definieren und um das Bekleidungsstück (88) weg vom Kopf (14) des Benutzers zu halten.
Anordnung (12) nach Anspruch 27, wobei die Kinnleiste (44) flexibel ist.
Anordnung (12) nach Anspruch 27, wobei die flexible Kinnleiste (44) aus Plastik gebildet ist.
Anordnung (12) nach Anspruch 7, weiter umfassend mindestens ein Entlüftungsventil (82), welches in dem Spiralgehäuse (48) angeordnet ist, um ein Luftvolumen zu beeinflussen, das in den Luftstromkanal (26) aus jedem der mindestens zwei Luftauslässe (66) strömt.
Anordnung (12) nach Anspruch 30, wobei das Entlüftungsventil (82) in dem Spiralgehäuse (48) angeordnet ist, um das Luftvolumen zu beeinflussen, das zu dem hinteren Luftausgang (78) strömt, um Luft in Richtung der Hinterseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen.
Anordnung (12) nach Anspruch 30, wobei das Entlüftungsventil (82) mechanisch gesteuert ist, um das Luftvolumen zu manipulieren.
Anordnung (12) nach Anspruch 30, wobei das Entlüftungsventil (82) elektronisch gesteuert ist, um das Luftvolumen zu manipulieren.
Anordnung (12) nach Anspruch 1, wobei die innere (18) und die äußere (20) strukturelle Schale den Luftstromkanal (26) aus einem Doppelplatten-Thermoform-Vorgang bilden.
Anordnung (12) nach Anspruch 34, wobei sowohl die innere (18) als auch die äußere (20) strukturelle Schale einen äußeren Umfangsrand umfasst, wobei die innere (18) und die äußere (20) Schale an den äußeren Umfangsrändern zusammengedrückt sind.
Anordnung (12) nach Anspruch 35, wobei der Luftstromkanal (26) zwischen den zusammengedrückten äußeren Umfangsrändern der inneren (18) und der äußeren (20) Schale durch Thermoformen gebildet ist.
Luftfilterungssystem (10) zum Filtern von Luft zwischen Kopf und Körper eines Benutzers und einer für den Benutzer außen liegenden Umgebung, wobei das Luftfilterungssystem umfasst: eine Helmanordnung (12) nach Anspruch 1; ein Bekleidungsstück (88), das einen Körperteil (90) zum Bedecken zumindest eines Teils des Körpers des Benutzers und einen Kopfteil (92) zum Bedecken der Helmanordnung (12) einschließt, wobei der Kopfteil (92) des Bekleidungsstücks (88) als ein Filtermedium (94) wirkt, um Luft zwischen dem Benutzer und der äußeren Umgebung zu filtern; und einen Gesichtsschild (96), der an dem Kopfteil (92) des Bekleidungsstücks (88) angebracht ist, um den Gesichtsbereich der Helmanordnung zu bedecken und es so dem Benutzer zu ermöglichen, durch den Kopfteil des Bekleidungsstücks zu sehen.
Anordnung (12) nach Anspruch 1, wobei die erste Richtung weiter als eine Vorderrichtung definiert ist, so dass der eine der Luftausgänge (66) es ermöglicht, dass Luft in Richtung einer Vorderseite des Kopfs (14) des Benutzers verteilt wird, und wobei die zweite Richtung weiter als eine Rückrichtung definiert ist, so dass der andere der Luftausgänge (66) es ermöglicht, dass Luft in Richtung einer Hinterseite des Kopfs (14) des Benutzers verteilt wird.
Helmanordnung (12) eines Luftfilterungssystems (10) zum Anbringen auf einem Kopf (14) eines Benutzers, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers herum zu verteilen, wobei die Anordnung (12) umfasst: eine innere strukturelle Schale (18); eine äußere strukturelle Schale (20), die sich von der inneren strukturellen Schale (18) so erstreckt, dass mindestens ein Luftstromkanal (26) zwischen der inneren (18) und der äußeren (20) Schale definiert wird, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers zu leiten; und ein Ventilatormodul (46), welches an der inneren (18) und/oder der äußeren (20) Schale angebracht ist, wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Lufteinlass (64) und mindestens zwei Luftauslässe (66) Komponenten des Ventilatormoduls (46) sind, wobei das Ventilatormodul (46) Luft in den mindestens einen Lufteinlass (64) zieht und Luft durch die mindestens zwei Luftauslässe (66) nach außen und in den Luftstromkanal (26) verteilt, um Luft um den Kopf (14) des Benutzers in mindestens zwei verschiedenen Richtungen zu verteilen.
Anordnung nach Anspruch 39, weiter umfassend einen vorderen Luftausgang, der in Verbindung mit dem mindestens einen Luftstromkanal (26) steht, um Luft von dem Luftstromkanal (26) in Richtung einer Vorderseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen, und einen hinteren Luftausgang, der in Verbindung mit dem mindestens einen Luftstromkanal (26) steht, um Luft von dem Luftstromkanal (26) in Richtung einer Hinterseite des Kopfs (14) des Benutzers zu verteilen.
Luftfilterungssystem (10) zum Filtern von Luft zwischen einem Kopf und Körper eines Benutzers und einer für den Benutzer außen liegenden Umgebung, wobei das Luftfilterungssystem umfasst: eine Helmanordnung (12) nach Anspruch 39; ein Bekleidungsstück (88), welches einen Körperteil (90) zum Bedecken mindestens eines Teils des Körpers eines Benutzers und einen Kopfteil (92) zum Bedecken der Helmanordnung (12) umfasst, wobei der Kopfteil (92) des Bekleidungsstücks (88) als ein Filtermedium (94) wirkt, um Luft zwischen dem Benutzer und der äußeren Umgebung zu filtern; und ein Gesichtsschild (96), welches an dem Kopfteil (92) des Bekleidungsstücks (88) befestigt ist, um den Gesichtsbereich der Helmanordnung zu bedecken und es so zu ermöglichen, dass der Benutzer durch den Kopfteil des Bekleidungsstücks sehen kann.