WO1994002190A9 - Process and system of controllable breathing air supply or evacuation - Google Patents

Process and system of controllable breathing air supply or evacuation

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WO1994002190A9
WO1994002190A9 PCT/EP1993/001940 EP9301940W WO9402190A9 WO 1994002190 A9 WO1994002190 A9 WO 1994002190A9 EP 9301940 W EP9301940 W EP 9301940W WO 9402190 A9 WO9402190 A9 WO 9402190A9
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Definitions

  • the invention relates to a system for the controlled supply or discharge of breathing air, with a mask body and a device for holding the mask body in front of the mouth and / or nose area of a user, as well as a method for the controlled supply or discharge of breathing air.
  • respirators are used to protect the environment from contaminated air or a person from polluted outdoor air.
  • a simple and inexpensive way of conventional protective masks which are used for example for the removal of bacteria and germs in an operating room, but also as a dust mask, has a monolayer or multi-layer nonwoven, with bands in front of the nose and mouth of a user is held.
  • Such a mask is mostly intended for one-time use. Their filter effect is limited because the fleece clogged by the moisture of the breath and so contaminated air can penetrate or escape laterally beyond the edge of the fleece. Investigations have shown that the filtering effect of such a breathing mask is exhausted after about 20 minutes by the contamination of the mask itself and by the absorbed moisture.
  • Other disadvantages of such a respirator are their lack of comfort, the relatively high breathing resistance, a certain visual disability, the possible fogging of lenses, an unpleasant wet-warm skin contact and the like. In some cases, allergic skin reactions to the nonwoven material may occur.
  • a further type of respiratory mask - for protection against contaminated outside air for example as gas masks, have a mask body made of rubber or plastic tightly fitting in front of the mouth and nose of a wearer and a filter system which usually directly adjoins the mask body and which filters the filtered outside air into the mask Masks interior takes in.
  • Such respiratory masks are usually relatively heavy and cause by the absolute exclusion of air and the strong breathing resistance of the filter system often Beklemmungszuident the wearer.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a system and a method for the controlled supply or discharge of breathing air, which is useful as a respirator, which avoids the disadvantages described above, and in particular optimal decontamination of the breath with a high level of comfort without obstructing the Atem essence or the view allows.
  • the system should preferably be lightweight and individually adaptable to a user.
  • a system should be provided which is easy to clean, reusable and recyclable. This object is achieved by a system for the controlled feeding or discharge of breathing air having the features of claim 1.
  • a method for the controlled feeding and controlled discharge of breathing air with the features of claim 33 or 34 are provided according to the invention.
  • the system according to the invention can, for example, remove and filter respiratory air laden with germs and bacteria if a completely sterile atmosphere is required in an operating theater, a clean room or the like.
  • the system can also be used as a "smog" mask, as a respirator for allergic or asthmatic persons, by controlled, purified air is supplied to this air supplied to appropriate substances suitable for inhalation can be added, such as special medicines.
  • the system according to the invention offers a high level of wearing comfort, with the mask body lying in front of the nose and / or mouth area of the user with only partial or completely no skin contact.
  • the design of the mask body, the breathing activity and the continuous supply or suction of air form a pressure or suction barrier in the edge area of the mask body, which contaminates the uncontrolled entry or exit
  • TT Air prevents, but does not or does not affect the natural respiratory activity of the wearer.
  • the average adult's respiratory rate is 14 breaths per minute under normal conditions with an airflow of 7 l / min.
  • the following comparison values were determined:
  • the tidal volume for example, of an operating surgeon, concentrated and standing, is to be applied at 12 rpm, short-term peak values of up to 80 1 / min (cough) were determined. Based on the duration of one hour, an OR employee generates between 0.5 - 2.5 m 3 / h of bacterially contaminated respiratory air, which must be filtered.
  • TZBLATT the Schlieren interferometry used.
  • density differences in a fluid eg, air or water
  • a fluid eg, air or water
  • the exhaled air has a different density than the ambient air
  • the inspiratory air has a corresponding course of flow.
  • Fig. 1 shows the profile of a subject.
  • the direction of the turbulent respiratory flows proves the need for a mouthguard, for example during an opration.
  • Fig. 1 also shows that the respiratory flow occupies a very specific course of flow, and that a device for the controlled supply of outside air or the discharge of respiratory air must channel the air flow in a suitable manner. This is achieved by the inventive arrangement of the mask body and the regulated supply of outside air or discharge of breathing air.
  • FIG. 2 shows a side view of a person wearing the system according to the invention for supplying or removing breathing air
  • Fig. 3 is a perspective view of the
  • FIG. 4 is an exploded view of the air flow control device of FIG. 3, FIG.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the mask body according to the invention
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the mask body according to the invention
  • 8 shows a further modified embodiment of the mask body according to the invention
  • Str ⁇ mungsk ⁇ rpers which is provided in the mask body of Fig. 9, and
  • FIG. 11 a shows schematic illustrations of an air line with non-return flap valves.
  • Fig. 1 shows the flow pattern of the expiration air of a subject.
  • a surgical mask for supplying or discharging breathing air
  • a smog mask for supplying or discharging breathing air
  • a protective mask for clean rooms
  • a metered medicament of substances to be inhaled for a metered medicament of substances to be inhaled
  • a work protection mask for Determining the respiratory volume of a carrier
  • Fig. 1 shows a mask body 10 which is arranged in front of the mouth and nose area of a user.
  • a rigid air tube 13 which is guided out of the mask body and laterally along the head of a user and connected to a holding device, opens into an opening region 10a.
  • the holding device comprises a length-adjustable upper headband 11 and a rear headband 12, which are each placed around the head of a user around and connected on both sides of the head, approximately the height of the temples by two adjusting and Garkn ⁇ pfe 15 and are mounted to each other pivotable ,
  • the air tube 13 is guided through the rotatable setting and holding knob 15 and has ribs 13a on its outer circumference, by means of which a set position of the air tube in the setting and holding knob 15 can be locked.
  • the length of the upper, extending transversely over the head of a user Kopfbügeis 11 is also adjustable and lockable, so that at a suitable setting of the headband and
  • the air tube is a stable support with more point contact on the head of the user for the mask body 10 is formed, so that the mask body 10 is at a fixed distance without skin contact in front of the mouth and nose area of the user.
  • On the inside of the adjusting and Garkn ⁇ pfe 15 head pad can be additionally provided.
  • the end of the air tube 13 remote from the mouth region 10a of the mask body is connected to a plug connection 17 with an air hose 14 for supplying or discharging respiratory air.
  • FIG. 3 is a perspective view of the system of FIG. 2 with the air hose 14 connected to an airflow control device 16.
  • the system shown in Fig. 3 is used for the controlled extraction of expired air and can be used, for example, in an operating room or a clean room.
  • the air duct is indicated by arrows, the white arrows A corresponding to the fresh air flowing over the mask edge into the interior of the mask body 10, and black arrows B corresponding to the expired air to be discharged and discharged.
  • the mask body 10 is formed so that it largely completely absorbs the airflow B exiting from the mouth and nose.
  • the air quantity control device 16 which will be described in more detail below, sucks the expiratory air flow
  • the mask body 10 there may be provided a collecting channel for saliva or condensate possibly exiting with the expiration air in order, if appropriate, to pass it on to a collecting receptacle (not shown). There, the liquid can be collected and separated. Moreover, the constant suction or supply air stream promotes the drying of the mask area.
  • the discharged expiratory air B passes through the air quantity control device 15 in which a filter for cleaning or decontaminating the air is provided, and is discharged as purified air C to the environment.
  • the described system can also be reversed used for the controlled supply of breathing air.
  • the air quantity control device 16 shows the air quantity control device 16 with a controllable air pump 17 and an air filter 18 in an exploded view.
  • the air quantity control device 16 comprises a housing 19 with two chambers for the air pump 17 and the air filter 18 and a housing cover 20. At the bottom of the housing 19, a retaining clip 21 is provided to the air quantity control device 16, for example, on a garment, a belt etc. to attach.
  • the air quantity control device further comprises a connection for a power supply 22, wherein instead of or in addition to the batteries 22 shown, a network connection may be provided. Further, an LCD display 23 for various operating conditions, a power button 24 and a control LED 25 are provided.
  • Fig. 4 is not shown an electronic control system, which may also be accommodated in the air quantity control device 16.
  • the air pump 17 is a controllable fan with a capacity of up to 9m 3 / h.
  • a replaceable filter cartridge made of a glass fiber fabric is provided, whose separation efficiency is 99.9%, has a life of at least 325 hours, where it can absorb 100% humidity.
  • This filter material is particularly advantageous because it is disinfectable and reusable.
  • an air filter 18 may be provided from a nonwoven material.
  • On the housing cover 20 is a connection 20a for the air line 14 and openings 20b for incoming or exiting air.
  • the housing 19 and the housing cover 20 are preferably made of Valox or glass fiber reinforced Valox (Polybuthylen terephthalate), the printed circuit board of the control electronics from Ulte.
  • Figures 5 and 6 show two alternative embodiments of the mask body 10 for a system for the controlled discharge of breathing air.
  • the mask body 10 of FIG. 5 has lateral air guide channels 26 in which the masking cosmetic barrier has a greater distance from the face surface of a user, so that air preferably flows through these air guide channels 26.
  • a web 27 is provided, with which the mask body rests on the nose bridge of a user, this web on the one hand facilitates the correct positioning of the mask body 10 in front of the mouth and nose area, on the other hand to protect the eye area against possibly upwardly flowing out of the mask interior Draft is used.
  • the mask body of FIG. 5 thus has areas with direct skin contact, areas with a small, defined distance to the skin surface and areas with a greater distance to the skin surface in its periphery.
  • the fresh air supply supports on the other hand, a fresh air -Sogbarriere, it is ensured that no expiration air exits through the mask edge of the mask interior.
  • Fig. 6 shows a greatly reduced mask body 10 which is ergonomically adapted to the face shape of a particular user.
  • the mask body covers the mouth and nose of the wearer, the distance of the mask edge from the surface of the skin being relatively small; by defined
  • ⁇ RSATZBLATT Plants 10b, 10c in the area of the nose and the chin is ensured that the defined distance between the skin surface and mask edge is maintained.
  • the mouth portion 10a of the air tube 13 is located relatively close to the mouth and nose of the wearer, so that the expiration air is sucked off safely. This creates the already explained suction barrier at the edge of the mannequin body 10, which on the one hand draws fresh air from the outside, on the other hand prevents contaminated expired air from being released uncontrollably to the outside.
  • FIG. 7 to 9 show further embodiments of the mask body 10 of the system according to the invention for supplying breathing air.
  • the mask body 10 of Fig. 7 has at its upper edge on a web 27, with which it rests on the nose bridge of a user.
  • the mask body 10 itself corresponds
  • HE S ATZBLATT approximately in an enlarged replica of the nose and is open at the bottom, wherein the air tube 13 opens in the nasal tip corresponding part of the mask body.
  • the lower edge of the mask body 10 is slightly bent inwardly, so that the fresh air flowing in through the air pipe 13 is led to the mouth and nostrils.
  • an airflow cone is generated, which covers substantially the entire nose and mouth area, is taken from the breathing air, and prevents contaminated outside air. Because the mask body 10 physically covers only the nose, the user of such a system can comfortably exhale through the mouth without greater resistance to breathing.
  • Fig. 1 a system similar to that shown in Fig. 7 is shown, in which the mask body 10 is supported by a web 17 on the bridge of the nose of a wearer of the system.
  • the mask body 10 corresponds here to a laterally open, extending from the nose to the chin shield that directs the emerging in the mouth region 10a slightly below the mouth of a user air obliquely up to the mouth and nose.
  • Also in this mask body 10 is formed by the special air flow in a substantially closed: air pressure cone from supplied air over the mouth and nose area, so that no or only negligible small amounts of contaminated outside air can get into the airways.
  • the mask body 10 corresponds here to a laterally open, extending from the nose to the chin shield that directs the emerging in the mouth region 10a slightly below the mouth of a user air obliquely up to the mouth and nose.
  • Also in this mask body 10 is formed by the special air flow in a substantially closed: air pressure cone from supplied air over the mouth and nose area, so
  • SUBSTITUTE SHEET natural respiration is not hindered by the relatively large breathing resistance of a closed or nearly closed mask.
  • the expelled air in the systems of Fig. 7 or 8 can easily move downwards without impairing the function of the entire system.
  • a constantly supplied air flow through the air duct 14, 13 provides for an always present air cushion, which is rebuilt immediately after exhalation and prevents the uncontrolled ingress of outside air into the respiratory tract.
  • the mask body 10 consists essentially only of an enlarged, aligned to the mouth and nose of a user discharge opening 10a of the air tube 13.
  • a central St ⁇ mungsk ⁇ rper 28 may be provided which divides the supplied air flow so that a kind of air jacket or air curtain is brewed around the mouth and nose area, which effectively keeps outside air.
  • FIGS. 11a and 11b show a particularly favorable embodiment of the air tube 13 in the vicinity of the
  • the requested air flow is substantially equal to that of the expiration air.
  • This inventive design of the air-purifying air pipe 13 the air flow control device 16 can operate at a constant power and still always demand the entire amount of 'expired expired air, even with a sudden increase in exhaled air volume, for example by coughing or sneezing.
  • HE S ATZBLATT It is also conceivable to record air volumes and to request them.
  • a suitable design of the air line and / or of the mask body for example by forming or developing sagging and / or folding in the mask or mask exit area, a sudden increase in the exhaled volume of air can be intercepted.
  • the maximum required suction or feed rate of the air quantity control device can be kept constantly available, wherein in normal operation only a part of the available suction or feed volume is actually used, the remaining air volume is similar to Fig. 11 sucked "empty" or discharged.
  • an actuator, diaphragm or flap valve system can be continuously activated by an electronic control and / or the modified air pressure itself, so that the previously "idle" air volume is exposed to the mask body supplied or sucked off by this.
  • SUBSTITUTE SHEET Determination of the respiratory volume with a spirometer or an acoustic detection of changes in the respiratory activity can be used in the system according to the invention.
  • the corresponding sensor signals are passed on to a control electronics, which can control both the operation of appropriate valve, membrane or flap systems and the power of the air flow control device 16 can change depending on the volume of air to be delivered.
  • the air tube 13 may also be a flexible hose led out of the mouth region of the mask body, in which case a correspondingly different holding device must be provided for the mask body.
  • the airflow control device connected to the air duct may preferably be attached to the body of the user, for example on the back or on a belt, but may also be located away from the user, in a stationary installation, in another room, etc.
  • the air quantity control device may also be completely absent in a suitable shaping of the mask body, wherein the air line would then have to be guided in a fresh air environment, and wherein by the formation mask body must be ensured that only by the respiratory activity of the wearer of the invention System forms a suction or pressure barrier on the mask edge, which prevents uncontrolled entry or exit of breathing air.
  • the air flow control device preferably regulates the suction or delivery depending on the actual respiratory flow, wherein stuttering events such as coughing, sneezing or hemming, either by a change in pump performance or by the above-described valve systems and air reservoir areas in the mask body and the air line can be compensated.
  • the control device provides control elements for the power supply and the filter unit.
  • Safety measures such as duplication of the critical components of the control device and warning devices, which indicate failure or malfunction of individual or several components, can also be integrated in the control device.
  • a heating device a heating device, a
  • SUBSTITUTE SHEET Drying device or a moistening device may be provided which condition the supplied breathing air as needed.
  • the breathing air to be supplied may also be supplemented with additional medicaments or other substances which are suitable for inhalation.
  • the fan of the air pump 17 of the air flow control device 16 may either be constantly in operation, so that a continuous slight negative pressure or pressure prevails in the mask body 10 and a permanent pressure or Sogbarriere is maintained at the edge of the mask body, or it can be dependent on the The user's breathing activity. Also, a manual activation or control of the air quantity control device and the air reserve areas via a corresponding switch is within the scope of the invention.
  • the mask body may either have a standardized shape adapted to the facial contour of an average adult, or it may be designed for a particular user, and then the molding, scanning or scanning of the specific user's head shape provides a basis for the formation of the Forms mask body.
  • the mask body and the air tube are preferably made of sterilizable plastic, such as PEI (polyetherimide), for the air hose and corresponding seals, silicone or PVC can be used. All parts of the system according to the invention are completely separable, reusable and / or recyclable.
  • PEI polyetherimide

Abstract

A process and a system are disclosed for controllable supplying or evacuating breathing air. The system has a mask (10) and a device (11, 12) for holding the mask before the mouth and/or nose area of the user. The edge of the mask is spaced apart from the mouth and/or nose area of the user, at least in partial zones. An air duct (14) for the controlled supply of surrounding air or for sucking off breathing air opens into the mask.

Description

System und Verfahren zum kontrollierten Zuführen oder System and method for controlled feeding or
Abführen von AtemluftDischarge of breathing air
Die Erfindung betrifft ein System zum kontrollierten Zuführen oder Abführen von Atemluft, mit einem Maskenkörper und einer Vorrichtung zur Halterung des Maskenkörpers vor dem Mund und/oder Nasenbereich eines Benutzers, sowie ein Verfahren zum kontrollierten Zuführen oder Abführen von Atemluft.The invention relates to a system for the controlled supply or discharge of breathing air, with a mask body and a device for holding the mask body in front of the mouth and / or nose area of a user, as well as a method for the controlled supply or discharge of breathing air.
Zum Schutz der Umgebung vor kontaminierter Atemluft oder einer Person vor verschmutzter Außenluft werden verschiedene Arten von Atemschutzmasken eingesetzt. Eine einfache und kostengünstige Art herkömmlicher Schutzmasken, die beispielsweise zum Abhalten von Bakterien und Keimen in einem Operationssaal, in ähnlicher Weise jedoch auch als Staubschutzmaske verwendet werden, weist ein ein- oder mehrschichtiges Vlies auf, das mit Bändern vor dem Nasen- und Mundbereich eines Benutzers gehalten wird.Various types of respirators are used to protect the environment from contaminated air or a person from polluted outdoor air. A simple and inexpensive way of conventional protective masks, which are used for example for the removal of bacteria and germs in an operating room, but also as a dust mask, has a monolayer or multi-layer nonwoven, with bands in front of the nose and mouth of a user is held.
Eine solche Maske ist meistens für einen einmaligen Gebrauch bestimmt. Ihr Filtereffekt ist begrenzt, weil das Vlies durch die Feuchtigkeit des Atems verstopft und so kontaminierte Luft über den Rand des Vlieses seitlich eindringen bzw. austreten kann. Untersuchungen haben ergeben, daß die Filterwirkung einer solchen Atemmaske nach etwa 20 Minuten durch die Kontamination der Maske selbst sowie durch die aufgenommene Feuchtigkeit erschöpft ist. Weitere Nachteile einer derartigen Atemschutzmaske liegen in ihrem mangelnden Tragekomfort, dem relativ hohen Atemwiderstand, einer gewissen Sichtbehinderung, dem möglichen Beschlagen von Brillengläsern, einen unangennehm feucht-warmen Hautkontakt und dergleichen. In manchen Fällen kann es auch zu allergischen Hautreaktionen gegen das Vliesmaterial kommen. Schließlich steht die relativ aufwendige Herstellung solcher Wegwerfmasken, insbesondere für den OP-Einsatz, die darüberhinaus nur schwer recyclebar sind , in keinem Verhältnis zu ihrer geringenSuch a mask is mostly intended for one-time use. Their filter effect is limited because the fleece clogged by the moisture of the breath and so contaminated air can penetrate or escape laterally beyond the edge of the fleece. Investigations have shown that the filtering effect of such a breathing mask is exhausted after about 20 minutes by the contamination of the mask itself and by the absorbed moisture. Other disadvantages of such a respirator are their lack of comfort, the relatively high breathing resistance, a certain visual disability, the possible fogging of lenses, an unpleasant wet-warm skin contact and the like. In some cases, allergic skin reactions to the nonwoven material may occur. Finally, the relatively complicated production of such disposable masks, especially for the surgical use, which are also difficult to recycle, in no relation to their low
ERSATZBLATT Lebensdauer.E RS A T SHEET Lifespan.
Eine weiter Art von Atemmasken- zum Schutz vor kontami¬ nierter Außenluft, beispielsweise als Gasmasken, weisen einen vor Mund und Nase eines Trägers dicht abschließend anliegenden Maskenkörper aus Gummi oder Kunststoff sowie ein zumeist direkt an den Maskenkörper anschließendes Filtersystem auf, das gefilterte Außenluft in den Maskeninnenraum einläßt. Solche Atemmasken sind in der Regel relativ schwer und verursachen durch den absoluten Luftabschluß und den starken Atemwiderstand des Filtersystems häufig Beklemmungszustände beim Träger.A further type of respiratory mask - for protection against contaminated outside air, for example as gas masks, have a mask body made of rubber or plastic tightly fitting in front of the mouth and nose of a wearer and a filter system which usually directly adjoins the mask body and which filters the filtered outside air into the mask Masks interior takes in. Such respiratory masks are usually relatively heavy and cause by the absolute exclusion of air and the strong breathing resistance of the filter system often Beklemmungszustände the wearer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum kontrollierten Zuführen oder Abführen von Atemluft zu schaffen, welches als Atemschutzmaske verwendbar ist, das die oben geschilderten Nachteile vermeidet und insbesondere eine optimale Dekontamination der Atemluft bei einem hohen Tragekomfort ohne Behinderung der Atemtätigkeit oder der Sicht ermöglicht. Das System soll vorzugsweise ein geringes Gewicht aufweisen und individuell an einen Benutzer anpaßbar sein, Darüberhinaus soll ein System vorgesehen werden, das leicht zu reinigen, wiederverwendbar und wiederverwertbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zum kontrollierten Zuführen oder Abführen von Atemluft mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ferner sind erfindungsgemäß ein Verfahren zum kontrollierten Zuführen und kontrollierten Abführen von Atemluft mit den Merkmalen von Patentanspruch 33 bzw. 34 vorgesehen.The invention is therefore an object of the invention to provide a system and a method for the controlled supply or discharge of breathing air, which is useful as a respirator, which avoids the disadvantages described above, and in particular optimal decontamination of the breath with a high level of comfort without obstructing the Atemtätigkeit or the view allows. The system should preferably be lightweight and individually adaptable to a user. In addition, a system should be provided which is easy to clean, reusable and recyclable. This object is achieved by a system for the controlled feeding or discharge of breathing air having the features of claim 1. Furthermore, a method for the controlled feeding and controlled discharge of breathing air with the features of claim 33 or 34 are provided according to the invention.
Das erfindungsgemäße System kann beispielsweise mit Keimen und Bakterien beladene Atemluft abführen und filtern, wenn in einem Operationssaal, einem Reinraum oder dergleichen eine vollständig sterile Atmosphäre erforderlich ist. Umgekehrt kann das System jedoch auch als "Smog"-Maske, als Atemschutzmaske für Allergiker oder Asthmatiker etc. verwendet werden, indem, kontrolliert gereinigte Luft zugeführt wird, wobei dieser zugeführten Luft bei Bedarf noch entsprechende für eine Inhalation geeignet Substanzen zugesetzt werden können, wie spezielle Medikamente.The system according to the invention can, for example, remove and filter respiratory air laden with germs and bacteria if a completely sterile atmosphere is required in an operating theater, a clean room or the like. Conversely, however, the system can also be used as a "smog" mask, as a respirator for allergic or asthmatic persons, by controlled, purified air is supplied to this air supplied to appropriate substances suitable for inhalation can be added, such as special medicines.
Das erfindungsgemäße System bietet einen hohen Tragekomfort, wobei der Maskenkörper mit nur teilweise oder ganz ohne Hautkontakt vor dem Nasen- und/oder Mundbereich des Benutzers liegt. Durch die Gestaltung des Maskenkörpers, die Atemtätigkeit und das stetige Zuführen oder Ansaugen von Luft bildet sich eine Druck- bzw. Sogbarriere im Randbereich des Maskenkörpers, die das unkontrollierte Eintreten bzw, Austreten kontaminierterThe system according to the invention offers a high level of wearing comfort, with the mask body lying in front of the nose and / or mouth area of the user with only partial or completely no skin contact. The design of the mask body, the breathing activity and the continuous supply or suction of air form a pressure or suction barrier in the edge area of the mask body, which contaminates the uncontrolled entry or exit
TT Luft verhindert, dabei jedoch die natürliche Atemtätigkeit des Trägers nicht oder fast nicht beeinträchtigt.TT Air prevents, but does not or does not affect the natural respiratory activity of the wearer.
Untersuchungen der Anmelderin zur Atemtätigkeit eines Erwachsenen, die bei der Entwicklung des neuen System berücksichtigt wurden, sind im folgenden erläutert.Applicant's studies on adult respiratory activity taken into account in the development of the new system are discussed below.
Die Atemfrequenz eines durchschnittlichen Erwachsenen liegt unter normalen Bedingungen im Mittel bei 14 Atemzügen pro Minute, wobei ein Luftstrom von 7 1/min geatmet wird. Folgende Vergleichswerte wurden ermittelt:The average adult's respiratory rate is 14 breaths per minute under normal conditions with an airflow of 7 l / min. The following comparison values were determined:
Atemvolumen beim Spazierengehen 14 1/min Atemvolumen beim Radfahren 40 1/min Atemvolumen beim Rudersport 150 1/minRespiratory volume during walking 14 1 / min Respiratory volume during cycling 40 1 / min Respiratory volume during rowing 150 1 / min
Das Atemvolumen beispielsweise eines operierenden Chirurgen, konzentriert und stehend, ist bei 12 1/min anzusetzten, kurzzeitige Spitzenwerte von bis zu 80 1/min (Husten) wurden ermittelt. Auf die Dauer einer Stunde bezogen erzeugt ein OP-Mitarbeiter zwischen 0,5 - 2,5 m3/h bakteriell kontaminierter Atemluft, die gefiltert werden muß.The tidal volume, for example, of an operating surgeon, concentrated and standing, is to be applied at 12 rpm, short-term peak values of up to 80 1 / min (cough) were determined. Based on the duration of one hour, an OR employee generates between 0.5 - 2.5 m 3 / h of bacterially contaminated respiratory air, which must be filtered.
Um herkömmliche Masken zu untersuchen und um den Verlauf von Atemstrδmen sichtbar zu machen, wurde das VerfahrenIn order to examine conventional masks and to visualize the course of respiratory flows, the procedure became
TZBLATT der Schliereninterferometrie eingesetzt. Bei dieser Messmethode können Dichteunterschiede in einem Fluid (z. B. Luft oder Wasser) sichtbar gemacht werden, indem das Verhalten eines Lichtstrahles entlang eines Versuchsmediums untersucht wird. Ausgehend von der Tatsache, daß die ausgeatmetete Luft eine andere Dichte als die Umgebungsluft aufweist, läßt sich bei diesem Dichtemessverfahren der Strδmungsverlauf der Experationsluft optisch erfassen. Dabei kann angenommen werden, daß die Inspirationsluf einen entsprechenden Strδmungsverlauf aufweist.TZBLATT the Schlieren interferometry used. In this measurement method, density differences in a fluid (eg, air or water) can be visualized by examining the behavior of a light beam along a test medium. Based on the fact that the exhaled air has a different density than the ambient air, can be detected optically in this density measurement method of the course of the flow of the experimental air. It can be assumed that the inspiratory air has a corresponding course of flow.
Fig. l zeigt die Profilaufnähme einer Testperson. Die Richtung der turbulententen Atemstrδme belegt die Notwendigkeit eines Mundschutzes beispielsweise während einer Opration. Fig. l zeigt aber auch, daß der Atemstrom einen ganz bestimmten Strδmungsverlauf einnimmt, und daß eine Vorrichtung zum kontrollierten Zuführen von Außenluft oder Abführen von Atemluft den Luftstrom auf geeignete Weise kanalisieren muß. Dieses wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Maskenkörpers und die geregelte Zuführung von Außenluft oder Abführung von Atemluft erreicht.Fig. 1 shows the profile of a subject. The direction of the turbulent respiratory flows proves the need for a mouthguard, for example during an opration. However, Fig. 1 also shows that the respiratory flow occupies a very specific course of flow, and that a device for the controlled supply of outside air or the discharge of respiratory air must channel the air flow in a suitable manner. This is achieved by the inventive arrangement of the mask body and the regulated supply of outside air or discharge of breathing air.
Bevorzugete Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Die Erfindung ist im folgenden an Hand verschiedener Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are given in the subclaims. The invention is explained below with reference to various embodiments with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 die Profildarstellung einer Testperson zur Verdeutlichung des Atemstromverlaufes,1 shows the profile representation of a test person to illustrate the respiratory flow path,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Person, die das erfindungsgemäße System zum Zuführen oder Abführen von Atemluft trägt,2 shows a side view of a person wearing the system according to the invention for supplying or removing breathing air,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung desFig. 3 is a perspective view of the
Systems von Fig. 2 mit einer Luftmengen- Steuervorrichtung,System of FIG. 2 with an air flow control device,
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Luftmengen- Steuervorrichtung von Fig. 3,4 is an exploded view of the air flow control device of FIG. 3, FIG.
Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Maskenkörpers,5 shows an alternative embodiment of the mask body according to the invention,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maskenkörpers,6 shows a further embodiment of the mask body according to the invention,
Fig. 7 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maskenkörpers, Fig. 8 eine nochmals abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maskenkörpers,7 shows a fourth embodiment of the mask body according to the invention, 8 shows a further modified embodiment of the mask body according to the invention,
Fig. 9 eine sechste Ausführungεform des erfindungsgemäßen Maskenkörpers,9 shows a sixth embodiment of the mask body according to the invention,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines10 is a schematic representation of a
Strδmungskδrpers, der im Maskenkörper von Fig. 9 vorgesehen ist, undStrδmungskδrpers, which is provided in the mask body of Fig. 9, and
Fig. lla 11b schematische Darstellungen einer Luft¬ leitung mit Rückschlagklappenventilen.FIG. 11 a shows schematic illustrations of an air line with non-return flap valves.
Fig. 1 zeigt den Strömungsverlauf der Expirationsluft einer Testperson. Für die vorgesehenen Anwendungsgebiete zum Zuführen oder Abführen von Atemluft , nämlich als Operationsmaske, als Smogmaske, als Atemschutzmaske für Allergiker oder Asthmatiker, als Schutzmaske zur Reinhaltung von Reinsträumen, für eine dosierte Medikamen ierung von zu inhalierenden Substanzen, als Arbeitsschutzmaske oder auch ein portables System zum Ermitteln des Atemvolumens eines Trägers ist es ausreichend, die Expirationsluft in einem dem dargestellten Strδmungsverlauf der Atemluft entsprechenden Bereich sowie in einer gewissen, diesen Bereich umgebenden Unsicherheitszone zu erfassen bzw. Inspirationsluft diesem Bereich zuzuführen.Fig. 1 shows the flow pattern of the expiration air of a subject. For the intended application areas for supplying or discharging breathing air, namely as a surgical mask, as a smog mask, as a respirator for allergic or asthmatic, as a protective mask for clean rooms, for a metered medicament of substances to be inhaled, as a work protection mask or a portable system for Determining the respiratory volume of a carrier, it is sufficient to detect the expiration air in a region corresponding to the flow of air shown in the respiratory air and in a certain, surrounding this area uncertainty zone or inspiratory air this Supply area.
In den weiteren Figuren die verschiedene Ausführungsformen zeigen, sind entsprechende Komponenten des erfindungsgemäßen Systems mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the further figures showing various embodiments, corresponding components of the system according to the invention are identified by the same reference numerals.
Fig. zeigt einen Maskenkörper 10, der vor dem Mund- und Nasenbereich eines Benutzers angeordnet ist. In etwa in der Mitte des Maskenkδrpwers 10 mündet in einem Mündungsbereich 10a ein starre Luftrohr 13, das aus dem Maskenkörper heraus und seitlich am Kopf eines Benutzers entlang geführt und mit einer Haltevorrichtung verbunden ist. Die Haltevorrichtung umfaßt einen längenverstellbaren oberen Kopfbügel 11 und einen hinteren Kopfbügel 12, die jeweils um den Kopf eines Benutzers herum gelegt sind und an beiden Seiten des Kopfes, in etwa der Höhe der Schläfen durch zwei Stell- und Halteknδpfe 15 verbunden und zueinander verschwenkbar gelagert sind. Das Luftrohr 13 ist durch den drehbaren Stell- und Halteknopf 15 hindurch geführt und weist an seinem Außenumfang Rippen 13a auf, durch die eine eingestellte Position des Luftrohres im Stell- und Halteknopf 15 arretierbar ist. Die Länge des oberen, quer über den Kopf eines Benutzers verlaufenden Kopfbügeis 11 ist ebenfalls einstellbar und arretierbar, so daß bei einer geeigneten Einstellung der Haltebügel undFig. 1 shows a mask body 10 which is arranged in front of the mouth and nose area of a user. In approximately the middle of the mask body 10, a rigid air tube 13, which is guided out of the mask body and laterally along the head of a user and connected to a holding device, opens into an opening region 10a. The holding device comprises a length-adjustable upper headband 11 and a rear headband 12, which are each placed around the head of a user around and connected on both sides of the head, approximately the height of the temples by two adjusting and Halteknδpfe 15 and are mounted to each other pivotable , The air tube 13 is guided through the rotatable setting and holding knob 15 and has ribs 13a on its outer circumference, by means of which a set position of the air tube in the setting and holding knob 15 can be locked. The length of the upper, extending transversely over the head of a user Kopfbügeis 11 is also adjustable and lockable, so that at a suitable setting of the headband and
ERSATZBLATT des Luftrohres eine stabile Halterung mit mehr Punktkontakt am Kopf des Benutzers für den Maskenkörper 10 gebildet ist, so daß Der Maskenkörper 10 mit einem festen Abstand ohne Hautkontakt vor dem Mund- und Nasenbereich des Benutzers liegt. An der Innenseite der Stell- und Halteknδpfe 15 können zusätzlich Kopfpolster vorgesehen sein. Das vom Mündungsbereich 10a des Maskenkörpers entfernte Ende des Luftrohres 13 ist eine Steckverbindung 17 mit einem Luftschlauch 14 zum Zuführen oder Abfüren von Atemluft verbunden.SUBSTITUTE SHEET the air tube is a stable support with more point contact on the head of the user for the mask body 10 is formed, so that the mask body 10 is at a fixed distance without skin contact in front of the mouth and nose area of the user. On the inside of the adjusting and Halteknδpfe 15 head pad can be additionally provided. The end of the air tube 13 remote from the mouth region 10a of the mask body is connected to a plug connection 17 with an air hose 14 for supplying or discharging respiratory air.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Systems von Fig. 2, wobei der Luftschlauch 14 an eine Luftstrom- Steuervorrichtung 16 angeschloßen ist. Das in Fig. 3 gezeigte System wird zum kontrollierten Absaugen von Expirationsluft verwendet und ist beispielsweise in einem Operationssaal oder einem Reinraum einsetzbar. Die Luftführung ist durch Pfeile gekennzeichnet, wobei die weißen Pfeile A der über den Maskenrand in den Innenraum des Maskenkörpers 10 strömenden Frischluft entsprechenden, und schwarze Pfeile B der kontaminierten und abzuführenden Expirationsluft entsprechen. Der Maskenkörper 10 ist so ausgeformt, daß er den aus Mund und Nase austretenden Luftstrom B weitgehend vollständig auffängt. Die Luftmengen-Steuervorrichtung 16, welche weiter unten noch näher beschrieben ist, saugt den ExpirationsluftstromFIG. 3 is a perspective view of the system of FIG. 2 with the air hose 14 connected to an airflow control device 16. The system shown in Fig. 3 is used for the controlled extraction of expired air and can be used, for example, in an operating room or a clean room. The air duct is indicated by arrows, the white arrows A corresponding to the fresh air flowing over the mask edge into the interior of the mask body 10, and black arrows B corresponding to the expired air to be discharged and discharged. The mask body 10 is formed so that it largely completely absorbs the airflow B exiting from the mouth and nose. The air quantity control device 16, which will be described in more detail below, sucks the expiratory air flow
ERSATZBLATT kontinuierlich ab, wobei sich durch die Sogwirkung in der Luftleitung 13, 14 und im Maskeninneren, insbesondere im Mündungsbereich 10a, ein kontinuierlicher Frischluftstrom von der Umgebung über den Maskenrand in den Maskeninnenraum ergibt, welcher den Träger mit Frischluft versorgt und gleichzeitig eine Sogbarriere bildet, die das Austreten beispielsweise bakteriell kontaminierter Expirationsluft über den Maskenrand nach außen verhindert. Dadurch wird ein vollflächiges Anlegen des Maskenkörpers an der Haut überflüssig, und dennoch ist die Umgebung wirksam vor kontaminierter Atemluft geschützt.SUBSTITUTE SHEET continuously, wherein the suction effect in the air line 13, 14 and in the mask interior, in particular in the mouth region 10a, a continuous flow of fresh air from the environment via the mask edge results in the mask interior, which supplies the carrier with fresh air and at the same time forms a Sogbarriere prevents the escape of, for example, bacterially contaminated expiration air via the mask edge to the outside. As a result, a full-surface application of the mask body to the skin is unnecessary, and yet the environment is effectively protected from contaminated air.
Bei vorwiegend absaugenden Systemen kann am unteren Rand des Maskenkörpers 10 eine Auffangrinne für möglicherweise mit der Expirationsluft austretenden Speichel oder Kondenswasser vorgesehen sein, um diesen gegebenenfalls an ein Auffangbehältnis weiterzuleiten (nicht gezeigt) . Dort kann die Flüssigkeit gesammelt und abgeschieden werden. Im übrigen fördert der konstante Absaug- oder Zuluftstrom die Trocknung des Maskenbereiches.In the case of predominantly aspirating systems, at the lower edge of the mask body 10 there may be provided a collecting channel for saliva or condensate possibly exiting with the expiration air in order, if appropriate, to pass it on to a collecting receptacle (not shown). There, the liquid can be collected and separated. Moreover, the constant suction or supply air stream promotes the drying of the mask area.
Die abgeführt Expirationsluft B geht durch die Luftmenge - Steuervorrichtung 15 hindurch, in der ein Filter zur Reinigung oder Dekontamination der Luft vorgesehen ist, und wird als gereinigte Luft C an die Umgebung abgegeben. Das beschriebene System kann auch in umgekehrter Richtung zum kontrollierten Zuführen von Atemluft verwendet werden.The discharged expiratory air B passes through the air quantity control device 15 in which a filter for cleaning or decontaminating the air is provided, and is discharged as purified air C to the environment. The described system can also be reversed used for the controlled supply of breathing air.
Fig. 4 zeigt die Luftmengen-Steuervorrichtung 16 mit einer steuerbaren Luftpumpe 17 und einem Luftfilter 18 in Explosionsdarstellung. Die Luftmengen-Steuereinrichtung 16 umfaßt ein Gehäuse 19 mit zwei Kammern für die Luftpumpe 17 und den Luftfilter 18 und einen Gehäusedeckel 20. An der Unterseite des Gehäuse 19 ist ein Halteclip 21 vorgesehen, um die Luftmengen-Steuereinrichtung 16 beispielsweise an einem Kleidungsstück, einem Gürtel etc. zu befestigen. Die Luftmengen-Steuervorrichtung weist ferner einen Anschluß für eine Energieversorgung 22 auf, wobei anstelle von oder zusätzlich zu den gezeigten Batterien 22 auch ein Netzanschluß vorgesehen sein kann. Ferner sind einen LCD-Anzeige 23 für verschiedenen Betriebszustände, ein Einschaltknopf 24 und eine Kontroll- LED 25 vorgesehen.4 shows the air quantity control device 16 with a controllable air pump 17 and an air filter 18 in an exploded view. The air quantity control device 16 comprises a housing 19 with two chambers for the air pump 17 and the air filter 18 and a housing cover 20. At the bottom of the housing 19, a retaining clip 21 is provided to the air quantity control device 16, for example, on a garment, a belt etc. to attach. The air quantity control device further comprises a connection for a power supply 22, wherein instead of or in addition to the batteries 22 shown, a network connection may be provided. Further, an LCD display 23 for various operating conditions, a power button 24 and a control LED 25 are provided.
In Fig. 4 nicht gezeigt ist eine Steuerelektronik, die ebenfalls in der Luftmengen-Steuereinrichtung 16 untergebracht sein kann.In Fig. 4 is not shown an electronic control system, which may also be accommodated in the air quantity control device 16.
Die Luftpumpe 17 ist regelbarer Ventilator mit einer Leistung bis zu 9m3/h. Als Luftfilter ist eine austauschbare Filterpatrone aus einem Glasfasergewebe vorgesehen, dessen Abscheidegrad 99,9 % beträgt, eine Standzeit von mindestens 325 Stunden aufweist, wobei es 100 % Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann. Dieses Filtermaterial ist besonders vorteilhaft, weil es desinfizierbar und widerverwendbar ist. Alternativ kann jedoch auch ein Luftfilter 18 aus einem Vlieswerkstoff vorgesehen sein. Am Gehäusedeckel 20 befindet sich ein Anschluß 20a für die Luftleitung 14 sowie Durchbrechungen 20b für eintretende oder austretende Luft. Das Gehäuse 19 und der Gehäusedeckel 20 bestehen vorzugsweise aus Valox oder glasfaserverstärktem Valox (Polybuthylen Terephthalat) , die gedruckte Schaltplatte der Steuerelektronik aus Ulte .The air pump 17 is a controllable fan with a capacity of up to 9m 3 / h. As an air filter, a replaceable filter cartridge made of a glass fiber fabric is provided, whose separation efficiency is 99.9%, has a life of at least 325 hours, where it can absorb 100% humidity. This filter material is particularly advantageous because it is disinfectable and reusable. Alternatively, however, an air filter 18 may be provided from a nonwoven material. On the housing cover 20 is a connection 20a for the air line 14 and openings 20b for incoming or exiting air. The housing 19 and the housing cover 20 are preferably made of Valox or glass fiber reinforced Valox (Polybuthylen terephthalate), the printed circuit board of the control electronics from Ulte.
Der Verlauf eines Luftstromes eines absaugendes System durch die Luftmengen-Steuervorrichtung ist in Fig. 4 mit Pfeilen angedeutet.The course of an air flow of a suctioning system by the air quantity control device is indicated in Fig. 4 with arrows.
Fig. 5 und 6 zeigen zwei alternative Ausgestaltungen des Maskenkörpers 10 für ein System zum kontrollierten Abführen von Atemluft.Figures 5 and 6 show two alternative embodiments of the mask body 10 for a system for the controlled discharge of breathing air.
Der Maskenkörper 10 von Fig. 5 weist seitliche Luftführungskanäle 26 auf, bei denen der Maskenkorperrand einen größeren Abstand zur Gesichtsoberfläche eines Benutzers aufweist, so daß Luft vorzugsweise durch diese Luftführungskanäle 26 strömt. Am oberen Rand des Maskenkörpers 10 ist ein Steg 27 vorgesehen, mit dem der Maskenkörper auf dem Nasenrücken eines Benutzers aufliegt, wobei dieser Steg einerseits die korrekte Positionierung des Maskenkörpers 10 vor dem Mund- und Nasenbereich erleichtert, anderseits zum Schütze der Augenpartie gegen möglicherweise nach oben aus dem Maskeninneren ausströmende Zugluft dient. Der Maskenkörper von Fig. 5 weist also in seinem Umfang Bereiche mit unmittelbaren Hautkontakt, Bereiche mit einem geringen, definierten Abstand zur Hautoberfläche und Bereiche mit einem größeren Abstand zur Hautoberfläche auf. Dadurch , durch die nach strδmungstechnischen und ergonomischen Gesichtspunkten ausgebildete Form des Maskenkörpers sowie durch die Absaugwirkung der mit der Luftleitung 13 verbundenen Luftmengen-Steuereinrichtung, die einen ständigen Frischluftsog A über den Maskenrand in den Maskeninnenraum bewirkt, und so einerseits die Frischluftzufuhr unterstützt, andererseits eine Frischluft-Sogbarriere aufbaut, ist sichergestellt, daß keine Expirationsluft über den Maskenrand aus dem Maskeninnenraum austritt.The mask body 10 of FIG. 5 has lateral air guide channels 26 in which the masking cosmetic barrier has a greater distance from the face surface of a user, so that air preferably flows through these air guide channels 26. At the top of the Mask body 10 is a web 27 is provided, with which the mask body rests on the nose bridge of a user, this web on the one hand facilitates the correct positioning of the mask body 10 in front of the mouth and nose area, on the other hand to protect the eye area against possibly upwardly flowing out of the mask interior Draft is used. The mask body of FIG. 5 thus has areas with direct skin contact, areas with a small, defined distance to the skin surface and areas with a greater distance to the skin surface in its periphery. As a result, by the formed after strδmungstechnischen and ergonomic aspects form of the mask body and by the suction effect of the connected to the air line 13 air flow control device that causes a constant fresh air suction A on the mask edge in the mask interior, and so on the one hand, the fresh air supply supports, on the other hand, a fresh air -Sogbarriere, it is ensured that no expiration air exits through the mask edge of the mask interior.
Fig. 6 zeigt einen stark reduzierten Maskenkörper 10, der ergonomisch der Gesichtsform eines bestimmten Benutzers angepaßt ist. Der Maskenkörper bedeckt Mund und Nase des Trägers, wobei der Abstand des Maskenrandes zur Oberfläche der Haut relativ gering ist; durch definierteFig. 6 shows a greatly reduced mask body 10 which is ergonomically adapted to the face shape of a particular user. The mask body covers the mouth and nose of the wearer, the distance of the mask edge from the surface of the skin being relatively small; by defined
≡RSATZBLATT Anlagestellen 10b, 10c im Bereich der Nase und des Kinns wird sichergestellt, daß der definierte Abstand zwischen Hautoberfläche und Maskenrand eingehalten wird. Der Mündungsbereich 10a des Luftrohres 13 befindet sich relativ nahe vor Mund und Nase des Trägers, so daß die Expirationsluft sicher abgesaugt wird. Dabei entsteht die bereits erläuterte Sogbarriere am Rand des Masenkδrpers 10, die einerseits Frischluft von außen nachzieht, anderersits verhindert, daß kontaminierte Expirationsluft unkontrolliert nach außen abgegeben wird.≡RSATZBLATT Plants 10b, 10c in the area of the nose and the chin is ensured that the defined distance between the skin surface and mask edge is maintained. The mouth portion 10a of the air tube 13 is located relatively close to the mouth and nose of the wearer, so that the expiration air is sucked off safely. This creates the already explained suction barrier at the edge of the mannequin body 10, which on the one hand draws fresh air from the outside, on the other hand prevents contaminated expired air from being released uncontrollably to the outside.
Fig. 7 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen des Maskenkörpers 10 des erfindungsgemäßen Systems zum Zuführen von Atemluft.7 to 9 show further embodiments of the mask body 10 of the system according to the invention for supplying breathing air.
Diese Systeme mit relativ offenen Maskenkörpern können beispielsweise als Smogmasken, Atemschutzmasken für Allergiker oder Ashtmatiker oder dergleichen eingesetzt werden. Sie bieten einen maximalen Tragekomfort und gleichzeitig einen relativ guten Schutz gegen kontaminierte Außenluft, der für einen Einsatz im nicht toxischen Bereich vollkommen ausreichend ist.These systems with relatively open mask bodies can be used for example as smog masks, respirators for allergic persons or ashtmatists or the like. They offer maximum comfort and at the same time a relatively good protection against contaminated outside air, which is perfectly adequate for use in non-toxic areas.
Der Maskenkörper 10 von Fig. 7 weist an seinen oberen Rand einen Steg 27 auf, mit dem er auf dem Nasenrücken eines Benutzers aufsitzt. Der Maskenkörper 10 selbst entsprichtThe mask body 10 of Fig. 7 has at its upper edge on a web 27, with which it rests on the nose bridge of a user. The mask body 10 itself corresponds
ERSATZBLATT in etwa einer vergrößerten Nachbildung der Nase und ist nach unten hin offen, wobei das Luftrohr 13 in dem der Nasenspitze entsprechenden Teils des Maskenkörpers mündet. Der untere Rand des Maskenkörpers 10 ist leicht nach innen gebogen, so daß die durch das Luftrohr 13 einströmende Frischluft zu Mund und Nasenlöchern geführt is . Dabei wird ein Luftstromkegel erzeugt, der im wesentlichen den gesamten Nasen- und Mundbereich abdeckt, aus dem Atemluft aufgenommen wird, und kontaminierte Außenluft abhält. Da der Maskenkörper 10 körperlich nur die Nase überdeckt, kann der Benutzer eines solchen Systems bequem, ohne einen größeren Atemwiderstand durch den Mund ausatmen.HE S ATZBLATT approximately in an enlarged replica of the nose and is open at the bottom, wherein the air tube 13 opens in the nasal tip corresponding part of the mask body. The lower edge of the mask body 10 is slightly bent inwardly, so that the fresh air flowing in through the air pipe 13 is led to the mouth and nostrils. In this case, an airflow cone is generated, which covers substantially the entire nose and mouth area, is taken from the breathing air, and prevents contaminated outside air. Because the mask body 10 physically covers only the nose, the user of such a system can comfortably exhale through the mouth without greater resistance to breathing.
In Fig. ist ein ähnliches System wie das von Fig. 7 gezeigt, bei dem der Maskenkörper 10 über einen Steg 17 auf dem Nasenrücken eines Trägers des Systems abgestützt ist. Der Maskenkörper 10 entspricht hier einem seitlich offenen, sich von der Nase bis zum Kinn erstreckenden Schild, das die im Mündungsbereich 10a etwas unterhalb des Mundes eines Benutzers austretende Luft schräg nach oben zu Mund und Nase lenkt. Auch bei diesem Maskenkörper 10 wird durch die spezielle Luftführung ein im wesentlich geschlossenem: Luftposterkegel aus zugeführter Luft über dem Mund- und Nasenbereich gebildet, so daß keine oder nur vernachlässigbar kleine Mengen kontaminierter Außenluft in die Atemwege geraten kann. Andererseits ist auch hier dieIn Fig. 1, a system similar to that shown in Fig. 7 is shown, in which the mask body 10 is supported by a web 17 on the bridge of the nose of a wearer of the system. The mask body 10 corresponds here to a laterally open, extending from the nose to the chin shield that directs the emerging in the mouth region 10a slightly below the mouth of a user air obliquely up to the mouth and nose. Also in this mask body 10 is formed by the special air flow in a substantially closed: air pressure cone from supplied air over the mouth and nose area, so that no or only negligible small amounts of contaminated outside air can get into the airways. On the other hand, here is the
ERSATZBLATT natürliche Atmung nicht durch den relativ großen Atemwiderstand einer geschlossenen oder beinahe geschlossenen Maske behindert. Insbesondere bei eine plötzlichen Änderung der Atemtätigkeit, wie Husten oder Niesen, kann die ausgestoßene Luft bei den Systemen von Fig. 7 oder 8 problemlos nach unten ausweichen, ohne die Funktion des Gesamtsystems zui beeinträchtigen. Ein konstant zugeführter Luftstrom durch die Luftleitung 14, 13 sorgt ein für ein stets vorhandenes Luftpolster, das sofort nach Ausatmen wieder aufgebaut wird und das unkontrollierte Eindringen von Außenluft in die Atemwege verhindert.SUBSTITUTE SHEET natural respiration is not hindered by the relatively large breathing resistance of a closed or nearly closed mask. Particularly in the case of a sudden change of the respiratory activity, such as coughing or sneezing, the expelled air in the systems of Fig. 7 or 8 can easily move downwards without impairing the function of the entire system. A constantly supplied air flow through the air duct 14, 13 provides for an always present air cushion, which is rebuilt immediately after exhalation and prevents the uncontrolled ingress of outside air into the respiratory tract.
Fig. 9 zeigt eine nochmals reduzierte Variante des erfindungsgemäßen Systems. Der Maskenkörper 10 besteht im wesentlichen nur noch aus einer erweiterten, zu Mund und Nase eines Benutzers ausgerichteten Ausströmöffnung 10a des Luftrohres 13. Dabei kann, wie in Fig. 10 gezeigt, im Mündungsbereich 10a ein zentraler Stδmungskδrper 28 vorgesehen sein, der den zugeführten Luftstrom aufteilt, so daß eine Art Luftmantel oder Reinluftvorhang um Mund- und Nasenbereich gebidet wird, der Außenluft wirksam abhält.9 shows a further reduced variant of the system according to the invention. The mask body 10 consists essentially only of an enlarged, aligned to the mouth and nose of a user discharge opening 10a of the air tube 13. In this case, as shown in Fig. 10, in the mouth region 10a a central Stδmungskδrper 28 may be provided which divides the supplied air flow so that a kind of air jacket or air curtain is brewed around the mouth and nose area, which effectively keeps outside air.
Fig. lla und llb zeigen eine besonders günstige Ausführungsform des Luftrohres 13 in der Nähe desFIGS. 11a and 11b show a particularly favorable embodiment of the air tube 13 in the vicinity of the
ERSATZBLATT Mündungsbereiches 10a des Maskenkörpers 10 für ein System zum Abführen von Atemluft. In der Wand des Luftrohres 13 sind eine oder mehrere Rückschlagklappen 29 eingesetzt, die an der Mündung des Luftrohres 13 angelenkt sind und sich in Stromabwärtiger Richtung nach innen offenen. Bei Normalbetrieb sind die Rückschlagklappen 29 geöffnet (Fig. llb) , so daß Luft sowohl vom Maskenkörper 10 durch den Mündungsbereich 10a als auch durch von den Rückschlagklappen 29 freigegebene Öffnungen 30 in dem Luftrohr 13 in das Luftrohr 13 strömen und von der Luftmengen-Steuervorrichtung 16 abgesaugt werden kann. Bei Zunahme des durch den Mündungsbereich 10a hindurchgehenden Luftstromes verschließen die Rückschlagkappen 29 abhängig von dem auf sie einwirkenden Druck teilweise oder ganz die Öffnungen 30, wie in Fig. lia gezeigt, und der abgeforderte Luftrstrom entspricht im wesentlichen vollständig der Expirationsluf . Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des die Luft abführenden Luftrohres 13 kann die Luftmengen-Steuervorrichtung 16 im wesentlichen mit konstanter Leistung arbeiten und dennoch stets die gesamte Menge der' ausgestoßenen Expirationsluft abfordern, und zwar auch bei einem plötzlichen Anstieg des ausgeatmeten Luftvolumens beispielsweise durch Husten oder Niesen.SUBSTITUTE SHEET Mouth region 10a of the mask body 10 for a system for removing breathing air. In the wall of the air tube 13, one or more check valves 29 are used, which are hinged to the mouth of the air tube 13 and open in the downstream direction inwardly. During normal operation, the check valves 29 are opened (FIG. 11 b) so that air flows from the mask body 10 through the mouth region 10 a as well as through apertures 30 released from the non-return flaps 29 into the air tube 13 and from the air flow control device 16 can be sucked off. As the flow of air passing through the orifice portion 10a increases, the check caps 29 partially or fully occlude the orifices 30 depending on the pressure applied to them, as shown in Fig. Lia, and the requested air flow is substantially equal to that of the expiration air. This inventive design of the air-purifying air pipe 13, the air flow control device 16 can operate at a constant power and still always demand the entire amount of 'expired expired air, even with a sudden increase in exhaled air volume, for example by coughing or sneezing.
Andere Möglichkeiten, ein plötzlich ansteigendesOther possibilities, a sudden increase
ERSATZBLATT Luftvolujmen aufzunehemen und abzufordern sind ebenfalls denkbar. Durch eine geeignete Ausbildung der Luftleitung und/oder des Maskenkörpers, z.B. durch be- oder entstehende Aussackungen und/oder Faltungen im Masken¬ oder Maskenaustrittsbereich, kann eine plötzliche Erhöhung des ausgeatmeten Luftvolumens abgefangen werden. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 11, kann die maximal benötigte Absaug- oder Zuführleistung der Luftmengen- Steuervorrichtung ständig bereitgehalten werden, wobei im Normalbetrieb nur ein Teil des zur Verfügung stehenden Absaug- oder Zuführvolumens tasächlich genutzt wird, das übrige Luftvolumen wird ähnlich wie bei Fig. 11 "leer" angesaugt oder abgeführt. Bei einer Verstärkung der Atemtätigkeit und einem dadurch bedingten Anstieg des ausgestoßenen oder einzuatmenden Luftvolumens kann stufenlos ein Stellgerät, ein Membran- oder ein Klappenventilsystem durch eine elektronische Steuerung und/oder den veränderten Luftdruck selbst aktiviert werden, so daß das vorher "leerlaufende" Luftvolumen dem Maskenkörper zugeführt oder von diesem abgesaugt wird.HE S ATZBLATT It is also conceivable to record air volumes and to request them. By means of a suitable design of the air line and / or of the mask body, for example by forming or developing sagging and / or folding in the mask or mask exit area, a sudden increase in the exhaled volume of air can be intercepted. As in the embodiment of FIG. 11, the maximum required suction or feed rate of the air quantity control device can be kept constantly available, wherein in normal operation only a part of the available suction or feed volume is actually used, the remaining air volume is similar to Fig. 11 sucked "empty" or discharged. With an increase in the respiratory activity and a consequent increase in the volume of air expelled or inhaled, an actuator, diaphragm or flap valve system can be continuously activated by an electronic control and / or the modified air pressure itself, so that the previously "idle" air volume is exposed to the mask body supplied or sucked off by this.
Im Mündungsbereich 10a des Maskenkörpers 10 oder in der Luftleitung können Sensoren zur Ermittlung des Atemvolumens auf Grund von Druckdifferenzen, Temperaturdifferenzen oder Dichtedifferenzen und dergleichen vorgesehen sein. Auch eine mechanischeIn the mouth region 10a of the mask body 10 or in the air line sensors for determining the breathing volume due to pressure differences, temperature differences or density differences and the like may be provided. Also a mechanical one
ERSATZBLATT Ermittlung des Atemvolumens mit einem Spirometer oder eine akustische Erfassung von Änderungen der Atemtätigkeit können bei dem erfindungsgemäßen System eingesetzt werden. Die entsprechenden Sensorsignale werden an eine Steuerelektronik weitergegeben, welche sowohl die Betätigung entsprechender Ventil-, Membran- oder Klappensysteme steueren kann als auch die Leistung der Luftmengen-Steuervorrichtung 16 abhängig vom zu fördernden Luftvolumen verändern kann.SUBSTITUTE SHEET Determination of the respiratory volume with a spirometer or an acoustic detection of changes in the respiratory activity can be used in the system according to the invention. The corresponding sensor signals are passed on to a control electronics, which can control both the operation of appropriate valve, membrane or flap systems and the power of the air flow control device 16 can change depending on the volume of air to be delivered.
Die folgenden, in den Zeichnungen nicht sämtlich dargestellten Funktionen und Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination bei dem erfindungsgemäßen System realisiert sein.The following functions and features not all shown in the drawings may be implemented individually or in any combination in the system according to the invention.
Anstelle des Luftrohres 13 kann auch ein flexibler Schlauch aus dem Mündungsbereich des Maskenkörpers herausgeführt sein, wobei dann eine entsprechend andere Haltevorrichtung für den Maskenkörper vorgesehen sein muß. Die mit der Luftleitung verbundene Luftmengen- Steuervorrichtung kann vorzugsweise am Körper des Benutzers, beispielsweise am Rücken oder an einem Gürtel befestigt sein, sie kann jedoch auch vom Benutzer entfernt, in einer stationären Anlage, in einem anderen Raum etc. angeordnet sein.Instead of the air tube 13 may also be a flexible hose led out of the mouth region of the mask body, in which case a correspondingly different holding device must be provided for the mask body. The airflow control device connected to the air duct may preferably be attached to the body of the user, for example on the back or on a belt, but may also be located away from the user, in a stationary installation, in another room, etc.
ERSATZBLATT Für relativ unkritische Anwendungen kann bei einer geeigneten Ausformung des Maskenkörpers die Luftmengen- Steuervorrichtung auch vollständig fehlen, wobei die Luftleitung dann in eine Frischluftumgebung geführt sein müßte, und wobei durch die Ausformung Maskenkörpers gewährleistet sein muß, daß sich allein durch die Atemtätigkeit des Trägers des erfindungsgemäßen Systems eine Sog- oder Druckbarriere am Maskenrand bildet, die unkontrolliertes Eintreten bzw. Austreten von Atemluft verhindert.SUBSTITUTE SHEET For relatively uncritical applications, the air quantity control device may also be completely absent in a suitable shaping of the mask body, wherein the air line would then have to be guided in a fresh air environment, and wherein by the formation mask body must be ensured that only by the respiratory activity of the wearer of the invention System forms a suction or pressure barrier on the mask edge, which prevents uncontrolled entry or exit of breathing air.
Die Luftmengen-Steuervorrichtung regelt das Ansaugen bzw. Zuführen vorzugsweise in Abhängigkeit vom tatsächlichen Atemstrom, wobei Stδrereignisse wie Husten, Niesen oder Räuspern, entweder durch eine Veränderung der Pumpenleistung oder durch die obenbeschriebenen Ventilsysteme und Luftreservebereiche im Maskenkörper und der Luftleitung ausgleichbar sind. Ferner sieht die Steuervorrichtung Kontrollelemente für die Energieversorgung und die Filtereinheit vor. Sicherheitssmaßnahmen, wie ein Verdoppeln der kritischen Komponenten der Steuereinrichtung und Warneinrichtungen, welche Ausfall oder Störungen einzelner oder mehrerer Komponenten anzeigen, können ebenfalls in der Steuervorrichtung integriert sein. Ferner können für bestimmte Anwendungsfälle eine HeizVorrichtung, eineThe air flow control device preferably regulates the suction or delivery depending on the actual respiratory flow, wherein stuttering events such as coughing, sneezing or hemming, either by a change in pump performance or by the above-described valve systems and air reservoir areas in the mask body and the air line can be compensated. Furthermore, the control device provides control elements for the power supply and the filter unit. Safety measures, such as duplication of the critical components of the control device and warning devices, which indicate failure or malfunction of individual or several components, can also be integrated in the control device. Furthermore, for certain applications, a heating device, a
ERSATZBLATT Trocknungsvorrichtung oder eine Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen sein, die die zuzuführenden Atemluft nach Bedarf entsprechend konditionieren. Der zuzuführenden Atemluft können bei einer entsprechenden Ausführungsform des Systems auch zusätzliche Medikamente oder andere Substanzen zugesetzt werden, die für eine Inhalation geeignet sind.SUBSTITUTE SHEET Drying device or a moistening device may be provided which condition the supplied breathing air as needed. In a corresponding embodiment of the system, the breathing air to be supplied may also be supplemented with additional medicaments or other substances which are suitable for inhalation.
Der Ventilator der Luftpumpe 17 der Luftmengen- Steuervorrichtung 16 kann entweder ständig in Betrieb sein, so daß ein andauernder leichter Unterdruck oder Überdruck im Maskenkörper 10 herrscht und eine ständige Druck- bzw. Sogbarriere am Rand des Maskenkörpers aufrechterhalten wird, oder er kann abhängig von der Atemtätigkeit des Benutzers betrieben werden. Auch eine manuelle Aktivierung oder Steuerung der Luftmengen- Steuervorrichtung und der Luftreservebereiche über einen entsprechenden Schalter liegt im Bereich der Erfindung.The fan of the air pump 17 of the air flow control device 16 may either be constantly in operation, so that a continuous slight negative pressure or pressure prevails in the mask body 10 and a permanent pressure or Sogbarriere is maintained at the edge of the mask body, or it can be dependent on the The user's breathing activity. Also, a manual activation or control of the air quantity control device and the air reserve areas via a corresponding switch is within the scope of the invention.
Der Maskenkörper kann entweder eine standardisierte Form haben, welche an die Gesichtskontur eines durchschnittlichen Erwachsenen angepaßt ist, oder er kann für jeweils einen ganz bestimmten Benutzer ausgebildet sein, wobei dann das Abformen, Scannen oder Abtasten der Kopfform des speziellen Benutzers eine Grundlage für die Ausformung des Maskenkörpers bildet.The mask body may either have a standardized shape adapted to the facial contour of an average adult, or it may be designed for a particular user, and then the molding, scanning or scanning of the specific user's head shape provides a basis for the formation of the Forms mask body.
ERSATZBLATT Der Maskenkörper und das Luftrohr bestehen vorzugsweise aus sterilisierbarem Kunstoff, wie PEI (Polyetherimid) , für den Luftschlauch und entsprechende Dichtungen kann Silikon oder PVC verwendet werden. Alle Teile des erfindungsgemäßen Systems sind vollständig voneinander trennbar, wiederverwendbar und/oder wiederverwertbar.SUBSTITUTE SHEET The mask body and the air tube are preferably made of sterilizable plastic, such as PEI (polyetherimide), for the air hose and corresponding seals, silicone or PVC can be used. All parts of the system according to the invention are completely separable, reusable and / or recyclable.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawing and in the claims may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET

Claims

System zum kontrollierten Zuführen oder Abführen vonAtemluftAnsprüche System for the controlled supply or discharge of air respirations
1. System zum kontrollierten Zuführen oder Abführen von Atemluft, mit einem Maskenkörper (10) und einer Haltevor¬ richtung (11, 12) zur Halterung des Maskenkörpers vor dem Mund- und/oder Nasenbereich eines Benutzers, dadurch gekennzeicbnet, daß der Rand des Maskenkörpers (10) zumin¬ dest in Teilbereichen einen Abstand zum Mund- und/oder Nasenbereich des Benutzers aufweist und daß eine Luftlei¬ tung (13, 14) zum geregelten Zuführen von Außenluft oder Absaugen von Atemluft im Maskenkörper (10) mündet.A system for the controlled supply or discharge of breathing air, comprising a mask body (10) and a Haltevor¬ direction (11, 12) for holding the mask body in front of the mouth and / or nose area of a user gekennzeicbnet that the edge of the mask body (10) at least in some areas has a distance to the mouth and / or nose area of the user and that a Luftlei¬ device (13, 14) for the regulated feeding of outside air or suction of breathing air in the mask body (10) opens.
2. System nach Anspruch l, gekennzeichnet durch eine über- die Luftleitung (13, 14) mit dem Maskenkörper (10) verbun-2. System according to claim l, characterized by an over the air line (13, 14) connected to the mask body (10).
ERSATZBLATT denen Luftmengen-Steuervorrichtung (16) zur Steuerung der Durchflußmenge des Luftstromes durch die Luftleitung und zur Bildung und Aufrechterhaltung einer Frischluft-Druck- bzw. Sogbarriere am Rand des Maskenkör¬ pers.SUBSTITUTE SHEET which air quantity control device (16) for controlling the flow rate of the air flow through the air line and the formation and maintenance of a fresh air pressure or suction barrier at the edge of Maskenkör¬ pers.
3. System nach Anspruch l oder 2, gekennzeichnet durch eine Filtervorrichtung in der Luftleitung zur Reinigung der zuzuführenden Außenluft oder der abgeführten Atemluft.3. System according to claim l or 2, characterized by a filter device in the air line for cleaning the supplied outside air or the discharged breathing air.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung in die Luftmengen-Steuervorrichtung (16) integriert is .4. System according to claim 3, characterized in that the filter device in the air flow control device (16) is integrated.
5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einstellbare, am Kopf des Benutzers in Mehrpunkt-Kontakt anlegbare Bügel (11, 12) aufweist und den Maskenkörper (10) so vor dem5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the holding device adjustable, at the head of the user in multipoint contact can be applied bracket (11, 12) and the mask body (10) so before the
Mund- und Nasenbereich des Benutzers hält, daß zumindst ein Teil des Maskenkörpers einen geringen, definierten Abstand zur Gesichtsoberfläche des Benutzers aufweist.The user's mouth and nose area holds that at least a portion of the mask body has a small, defined distance from the user's facial surface.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Luftmengen-Steuervorrichtung (16) eine steuerbare Luftpumpe (18) zur Förderung eines Luft- stromes veränderlicher Größe aufweist.6. System according to any one of claims 3 to 5, characterized ge indicates that the air quantity control device (16) has a controllable air pump (18) for conveying an air flow of variable size.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung eine auswechsel¬ bare Filterpatrone aus einem Glasfasergewebe aufweist.7. System according to one of claims 3 to 6, characterized in that the filter device has a auswechsel¬ bare filter cartridge made of a glass fiber fabric.
8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (11, 12) ein an Haltebügeln (11,12) verschiebbar und schwenkbar gelager¬ tes Luftrohr aufweist, das einerseits im Maskenkörper8. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the holding device (11, 12) has a holding brackets (11,12) displaceable and pivotally gelager¬ TES air tube, on the one hand in the mask body
ERSATZBLATT (10) mündet und den Maskenkörper einstellbar in seiner Position hält, und das andererseits über einen Luft- schlauch (14) mit der Luftmengen-Steuervorrichtung (16) verbunden ist.SUBSTITUTE SHEET (10) and adjustably holds the mask body in its position, and on the other hand via an air hose (14) to the air flow control device (16) is connected.
9. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Maskenkörper (10) ein oder mehrere Luftreservebereiche vorgesehen sind, um abhängig von Luft- druckveränderungen im Maskenkörper den zuzuführenden oder abzuführenden Luftvolumenstrom schnell anzupassen.9. System according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more air reserve areas are provided in the mask body (10), depending on air pressure changes in the mask body to be supplied to the supplied or discharged air volume flow quickly.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftreservebereiche als druckabhängige Sollverformun¬ gen des Maskenkörpers (10) ausgebildet sind.10. System according to claim 9, characterized in that the air reserve areas as pressure-dependent Sollverformun¬ conditions of the mask body (10) are formed.
11. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) Luftleitvorrich¬ tungen aufweist, die saubere ausgestoßene Atemluft oder einzuatmende Frischluft im wesentlichen gleichmäßig über den Randbereich des Maskenkörpers (10) nach außen bzw. nach innen leiten, so daß sich eine Druck- bzw. Sog¬ barriere bildet, die das Eintreten kontaminierter Außen¬ luft in Masktenkörper bzw. das Austreten kontaminierter Atemluft aus dem Maskenkörper weitgehend verhindert.11. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) Luftleitvorrich¬ lines, the clean expelled breathing air or fresh air to be inhaled substantially uniformly over the edge region of the mask body (10) to the outside or inwards, so a pressure or suction barrier is formed which largely prevents the entry of contaminated outside air into the body of the body or the escape of contaminated breathing air from the mask body.
12. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Auffangrinne im unteren Bereich des Maskenkörpers (10) zum Auffangen von austretendem Speichel und Kondenswasser.12. System according to any one of the preceding claims, gekenn¬ characterized by a collecting channel in the lower region of the mask body (10) for collecting saliva and condensate escaping.
13. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskerkδrper (10) am oberen Rand einen als Luftbarriere wirkenden, an das Gesicht eines Benutzers anlegbaren Steg aufweist, der einen Luftstrom vom Augenbereich abhält.13. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the Maskerkδrper (10) at the top of an acting as an air barrier, can be applied to the face of a user web, which prevents air flow from the eye area.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET
14 System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß im Mündungsbereich (10a) der Luftleitung (13) im Mas¬ kenkörper (10) ein zentraler Strömungskörper (28) angeord¬ net ist, der einen LuftStrommantel erzeugt, welcher ver¬ hindert, daß unreine Außenluft in den Maskenkörper eintritt.14 system for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized in that in the mouth region (10a) of the air line (13) in the Mas¬ kenkörper (10) a central flow body (28) is angeord¬ net, which generates an air current sheath, which ver¬ hinders that impure outside air enters the mask body.
15 System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mischvorrichtung, die dem zuzuführenden Luf ström ausgewählte Substanzen zusetzt.A system for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a mixing device which adds substances selected to the supplied air flow.
16. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch eine Sensorvorrichtung im Mün¬ dungsbereich der Luftleitung (13) im Maskenkörper (10) zum Erfassen des momentanen Atemvolumens.16. System according to any one of the preceding claims, characterized by a sensor device in the Mün¬ region of the air duct (13) in the mask body (10) for detecting the instantaneous tidal volume.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Veränderung des Atemvolumens aufgrund einer Druckveränderung, einer Temperaturänderung, einer Änderung der Luftstrδmungsgeschwindigkeit oder der¬ gleichen erfaßt.17. System according to claim 16, characterized in that the sensor device detects a change in the breathing volume due to a pressure change, a change in temperature, a change in Luftstrδmungsgeschwindigkeit or der¬ same.
18. System nach Anspruch 16 oder 17 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Luftmengen-Steuervorrichtung (16) eine Steuerelektronik aufweist und abhängig von einem erfaßten tatsächlichen Atemvolumen regelbar ist.18. System according to claim 16 or 17, characterized gekenn¬ characterized in that the air quantity control device (16) has control electronics and is controllable depending on a detected actual tidal volume.
19. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Tragevorrichtung für die Luftmengen- Steuervorrichtung (16) , die am Rücken eines Benutzers be¬ festigbar ist.19. System according to one of the preceding claims, gekenn¬ characterized by a support device for the air flow control device (16), which is be¬ festigbar on the back of a user.
ERSATZBLATT HE S ATZBLATT
20. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung und die Luftmen¬ gen-Steuervorrichtung in einem Helm intergriert.20. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the holding device and the Luftmen¬ gene control device integrated in a helmet.
21. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Warnanlage zum Anzeigen eines Ausfalls oder einer Störung einzelner Komponenten des Systems21. System according to one of the preceding claims, gekenn¬ characterized by a warning system for indicating a failure or malfunction of individual components of the system
22. System nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 21, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum manuellen Aktivieren der Luftreservebereiche.22. System according to any one of the preceding claims 8 to 21, characterized by a device for manually activating the air reserve areas.
23. System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Befeuchtungseinrichtung zum Befeuchten der zuzuführenden Atemluft.23. System for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a moistening device for moistening the supplied breathing air.
24. System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der zuzuführenden Atemluft.24. System for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a heating device for heating the supplied breathable air.
25. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) und die Halte- Vorrichtung (11,12) im wesentlichen aus Polyetherimid bestehen.25. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) and the holding device (11,12) consist essentially of polyetherimide.
26. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (13, 14) aus Silikon oder PVC besteht.26. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the air duct (13, 14) consists of silicone or PVC.
27. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des Systems vollstä- dig voneinander trennbar sind27. System according to any one of the preceding claims, characterized in that all components of the system are completely separable from each other
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET
28. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Prädikatoreinrichtung zum Vorhersagen von plötzlichen Änderungen der Atemtätigkeit des Benut¬ zers, wie Husten oder Nießen, aufgrund von Erfahrungswerten.28. System according to one of the preceding claims, gekenn¬ characterized by a predicator means for predicting sudden changes in the respiratory activity of Benut¬ zers, such as coughing or Nießen, based on experience.
29. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) der Kopfform eines bestimmten Benutzers anpaßbar ist.29. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) of the head shape of a particular user is adaptable.
30. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch eine Gegensprechanlage im oder am Maskenkörper (10) .30. System according to any one of the preceding claims, characterized by at an intercom system in or on the mask body (10).
31. System zum kontrollierten Abführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Mündungsbereich der Luftleitung (13) außerhalb des Maskenkörpers (10) eine oder mehrere Rückschlagklappen in der Wand der Luftleitung (13) vorgesehen sind, die bei Normalbetrieb geöffnet sind und sich bei einem Anstieg des abzuführenden Luftvolumens schließen.31. System for the controlled discharge of breathing air according to one of the preceding claims, characterized in that in the mouth region of the air line (13) outside of the mask body (10) one or more non-return valves in the wall of the air duct (13) are provided which open during normal operation and close with an increase in the volume of air to be discharged.
32. System zum kontrollierten Abführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Maskenkörpers (10) eine oder mehrere Rückschlagklappen vorgesehen sind, die bei Normalbetrieb geöffnet sind und sich bei einem Anstieg des abzuführenden Luftvolumens schließen.32. The system for the controlled discharge of breathing air according to one of the preceding claims, characterized in that in the wall of the mask body (10) one or more non-return valves are provided, which are open during normal operation and close at an increase in the volume of air to be discharged.
33. Verfahren zum kontrollierten Zuführen von Atemluft, dadurch gekennzeichnet, daß im Mund- und Nasenbereich ei¬ ner Person gesteuert eine Luftdruckzone aufgebaut wird, in der Frischluft zugeführt wird, und die eine Druckbarriere gegen unkontrolliert eindringende Außenluft bildet. 33. A method for the controlled supply of breathing air, characterized in that in the mouth and nose area ei¬ ner person controlled an air pressure zone is built, is supplied in the fresh air, and forms a pressure barrier against uncontrolled penetrating outside air.
34. Verfahren zum kontrollierten Abführen von Atemluft, dadurch gekennzeichnet, daß im Mund- und Nasenbereich ei¬ ner Person gesteuert eine Luftunterdruckzone aufgebaut wird, in ausgeatmete Luft abgesaugt wird, und die eine Sogbarriere gegen unkontrolliert austretenden Atemluft bildet. 34. A method for the controlled removal of respiratory air, characterized in that in the mouth and nose area ei¬ ner person controlled an air vacuum zone is built up, is sucked into exhaled air, and forms a suction barrier against uncontrolled leaking breath.
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