WO1994002190A1 - Process and system of controllable breathing air supply or evacuation - Google Patents

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Bernhard Geisen
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    • A61M2016/0036—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase

Definitions

  • the invention relates to a system for the controlled supply or removal 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, and a method for the controlled supply or removal of breathing air.
  • a simple and inexpensive type of conventional protective masks which are used, for example, to keep bacteria and germs away in an operating room, but also in a similar manner as a dust mask, has a single-layer or multi-layer fleece, which is tied with ribbons in front of the nose and mouth area User is held.
  • Such a mask is mostly intended for single use. Their filtering effect is limited because the fleece is blocked by the moisture in the breath and contaminated air can thus enter or exit laterally over the edge of the fleece. Investigations have shown that the filter effect of such a breathing mask is exhausted after about 20 minutes by the contamination of the mask itself and by the moisture absorbed. Further disadvantages of such a respirator mask are its lack of comfort, the relatively high breathing resistance, a certain visual impairment, the possible fogging of glasses, uncomfortably moist and warm skin contact and the like. In some cases, allergic skin reactions to the nonwoven material can also occur. Finally, the relatively complex manufacture of such disposable asks, in particular for use in operating theaters, which moreover are difficult to recycle, bears no relation to their low level Lifespan.
  • breathing mask for protection against contaminated outside air
  • a mask body made of rubber or plastic which lies tightly against the mouth and nose of a wearer, and a filter system which mostly connects directly to the mask body and which filters filtered outside air into the interior of the mask lets in.
  • Such breathing masks are usually relatively heavy and often cause wearing conditions in the wearer due to the absolute absence of air and the strong breathing resistance of the filter system.
  • the invention is therefore based on the object of providing a system and a method for the controlled supply or removal of breathing air which can be used as a respirator mask which avoids the disadvantages described above and in particular optimal decontamination of the breathing air with a high level of wearing comfort without obstructing the breathing activity or the view.
  • the system should preferably have a low weight and should be individually adaptable to a user.
  • a system is to be provided which is easy to clean, reusable and reusable.
  • This object is achieved according to the invention by a system for the controlled supply or discharge of breathing air with the features of claim -1.
  • a method for the controlled supply and discharge of breathing air with the features of claims 33 and 34 is provided.
  • the system according to the invention can, for example, remove and filter breathing air laden with germs and bacteria if a completely sterile atmosphere is required in an operating room, a clean room or the like.
  • the system can also be used as a "smog" mask, as a respirator for allergy sufferers or asthmatics, etc. by supplying clean air in a controlled manner, it being possible, if necessary, to add substances suitable for inhalation, such as special substances, to this supplied air Medication.
  • the system according to the invention offers high wearing comfort, the mask body lying in front of the nose and / or mouth area of the user with only partial or no skin contact.
  • the design of the mask body, the breathing activity and the constant supply or suction of air form a pressure or suction barrier in the edge area of the mask body, which contaminates the uncontrolled entry and exit Air prevents, but does not or hardly affects the natural breathing activity of the wearer.
  • the respiratory rate of an average adult is 14 breaths per minute on average under normal conditions, with an air volume of 7 1 / min being breathed.
  • the following comparison values were determined:
  • the respiratory volume of an operating surgeon is to be set at 12 1 / min, short-term peak values of up to 80 1 / min (cough) were determined. Based on the duration of one hour, an operating room worker produces between 0.5 - 2.5 m 3 / h of bacterially contaminated breathing air, which has to be filtered.
  • the procedure was used to examine conventional masks and to make the course of respiratory flows visible the Schlieren interferometry used.
  • density differences in a fluid e.g. air or water
  • the flow pattern of the experimental air can be optically recorded in this density measurement method. It can be assumed that the inspiratory air has a corresponding flow pattern.
  • FIG. 1 shows the profile recording of a test person.
  • the direction of the turbulent air currents demonstrates the need for mouth protection, for example during an operation.
  • FIG. 1 also shows that the respiratory flow has a very specific flow pattern and that a device for the controlled supply of outside air or the removal of breathable air must channel the air flow in a suitable manner. This is achieved by the arrangement of the mask body according to the invention and the regulated supply of outside air or removal of breathing air.
  • FIG. 2 is a side view of a person wearing the breathing air supply or removal system of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of the system of FIG. 2 with an air quantity control device
  • FIG. 4 is an exploded view of the air quantity control device of FIG. 3,
  • 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
  • FIG. 9 shows a sixth embodiment of the mask body according to the invention,.
  • Fig. 10 is a schematic representation of a
  • 11a 11b are schematic representations of an air line with non-return flap valves.
  • FIG. 1 shows the flow pattern of the expiratory air of a test person.
  • an operating mask for supplying or discharging breathing air
  • a smog mask for a breathing mask for allergy sufferers or asthmatics
  • a protective mask for keeping clean rooms clean
  • metered medication of substances to be inhaled for a metered medication of substances to be inhaled
  • an occupational safety mask or a portable system for determining of the breath volume of a wearer
  • 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 opens out of the mask body and along the side of a user's head and is connected to a holding device.
  • the holding device comprises a length-adjustable upper headband 11 and a rear headband 12, each of which is placed around the head of a user and on both sides of the head, approximately the height of the temples connected by two adjusting and holding buttons 15 and pivotally mounted to one another are.
  • the air tube 13 is guided through the rotatable adjusting and holding button 15 and has on its outer circumference ribs 13a, by means of which an adjusted position of the air tube in the adjusting and holding button 15 can be locked.
  • the length of the upper head strap 11, which extends transversely over the head of a user, is also adjustable and lockable, so that with a suitable adjustment of the holding bracket and a stable holder with more point contact on the head of the user for the mask body 10 is formed, so that the mask body 10 lies at a fixed distance without skin contact in front of the mouth and nose area of the user. Additional head pads can be provided on the inside of the adjusting and holding buttons 15. That from the mouth area 10a of the mask body.
  • distal end of the air tube 13 is connected via a plug-in connection 17 to an air hose 14 for supplying or discharging breathing air.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the system of Fig. 2, wherein the air hose 14 is connected to an air flow control device 16.
  • the system shown in Fig. 3 is used for controlled suction of expiratory air and can be used for example in an operating room or a clean room.
  • the air flow is characterized by arrows, the white arrows A corresponding to the fresh air flowing into the interior of the mask body 10 via the mask edge, and black arrows B corresponding to the contaminated and expired air to be removed.
  • the mask body 10 is shaped in such a way that it largely completely absorbs the air flow B emerging from the mouth and nose.
  • the air quantity control device 16 which will be described in more detail below, sucks the exhalation air stream continuously, the suction effect in the air line 13, 14 and in the interior of the mask, in particular in the mouth area 10a, resulting in a continuous fresh air flow from the surroundings via the edge of the mask into the interior of the mask, which supplies the wearer with fresh air and at the same time forms a suction barrier which the escape of, for example, bacterially contaminated expiration air via the mask edge to the outside. This eliminates the need for full-surface application of the mask body on the skin, and yet the environment is effectively protected against contaminated breathing air.
  • a collecting channel for saliva or condensed water which may escape with the expiration air can be provided at the lower edge of the mask body 10 in order to pass this on to a collecting container (not shown), if necessary. There the liquid can be collected and separated. In addition, the constant suction or supply air flow promotes drying of the mask area.
  • the discharged expiration air B passes through the air quantity control device 15, in which a filter for cleaning or decontamination of the air is provided, and is released into the environment as cleaned air C.
  • the described system can also work in the opposite direction for the controlled supply of breathing air.
  • FIG. 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 volume 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.
  • a holding clip 21 is provided on the underside of the housing 19 in order to hold the air volume control device 16, for example on a piece of clothing, a belt etc. to attach.
  • the air quantity control device also has a connection for a power supply 22, it being possible for a mains connection to be provided instead of or in addition to the batteries 22 shown.
  • an LCD display 23 for various operating states, a power button 24 and a control LED 25 are provided.
  • Control electronics which can also be accommodated in the air quantity control device 16, are not shown in FIG. 4.
  • the air pump 17 is a controllable fan with an output of up to 9 m 3 / h.
  • a replaceable filter cartridge made of a glass fiber fabric is provided as the air filter, the degree of separation of which is 99.9%. has a service life of at least 325 hours, whereby it can absorb 100% humidity.
  • This filter material is particularly advantageous because it can be disinfected and reused.
  • an air filter 18 made of a non-woven material can also be provided.
  • On the housing cover 20 there is a connection 20a for the air line 14 and openings 20b for entering or exiting air.
  • the housing 19 and the housing cover 20 are preferably made of Valox or glass fiber reinforced Valox (polybutylene terephthalate), the printed circuit board of the control electronics from Ultem.
  • 5 and 6 show two alternative configurations of the mask body 10 for a system for the controlled removal of breathing air.
  • the mask body 10 of FIG. 5 has lateral air guide channels 26, in which the edge of the mask body is at a greater distance from the face surface of a user, so that air preferably flows through these air guide channels 26.
  • a body 27 is provided with the mask body 10, by means of which the mask body rests on the bridge of the nose of a user, this web on the one hand facilitating the correct positioning of the mask body 10 in front of the mouth and nose area and on the other hand to protect the eye area against those possibly flowing out of the inside of the mask Drafts serve. 5 therefore has on its periphery areas with direct skin contact, areas with a small, defined distance from the skin surface and areas with a greater distance from the skin surface.
  • FIG. 6 shows a greatly reduced mask body 10 which is ergonomically adapted to the shape of the face of a particular user.
  • the mask body covers the mouth and nose of the wearer, the distance between the edge of the mask and the surface of the skin being relatively small; by defined Contact points 10b, 10c in the area of the nose and chin are ensured that the defined distance between the surface of the skin and the edge of the mask is maintained.
  • the mouth area 10a of the air tube 13 is located relatively close to the mouth and nose of the wearer, so that the expiratory air is safely extracted.
  • the suction barrier already explained arises at the edge of the mask body 10, which on the one hand draws fresh air from the outside and on the other hand prevents contaminated expiratory air from being released to the outside in an uncontrolled manner.
  • FIG. 7 to 9 show further embodiments of the mask body 10 of the system for supplying breathing air according to the invention.
  • the mask body 10 of FIG. 7 has at its upper edge a web 27 with which it sits on the bridge of the nose of a user.
  • the mask body 10 itself corresponds approximately an enlarged replica of the nose and is open towards the bottom, the air tube 13 opening into the part of the mask body corresponding to the tip of the nose.
  • the lower edge of the mask body 10 is slightly bent inwards, so that the fresh air flowing in through the air pipe 13 is guided to the mouth and nostrils. This creates an air flow cone that essentially covers the entire nose and mouth area, from which breathing air is taken in, and keeps contaminated outside air out. Since the mask body 10 only physically covers the nose, the user of such a system can comfortably exhale through the mouth without greater breathing resistance.
  • FIG. 8 shows a system similar to that of FIG. 7, in which the mask body 10 is supported on the bridge of the nose of a wearer of the system via a web 17.
  • the mask body 10 corresponds here to a laterally open shield, which extends from the nose to approximately the chin and which directs the air escaping slightly below the mouth of a user in the mouth region 10a upwards to the mouth and nose.
  • a substantially closed air cushion cone of supplied air is formed above the mouth and nose area by the special air duct, so that no or only negligibly small amounts of contaminated outside air can get into the airways.
  • Natural breathing is not hampered by the relatively high breathing resistance of a closed or almost closed mask.
  • the expelled air in the systems of FIG. 7 or 8 can easily move downwards without impairing the function of the overall system.
  • a constantly supplied air flow through the air line 14, 13 ensures that an air cushion is always present, which is rebuilt immediately after exhaling and prevents the uncontrolled penetration of outside air into the airways.
  • the mask body 10 essentially consists only of an enlarged outflow opening 10a of the air tube 13, which is oriented towards the mouth and nose of a user.
  • a central flow body 28 can be provided in the mouth area 10a, which divides the supplied airflow , so that a kind of air jacket or clean air curtain is formed around the mouth and nose area, which effectively keeps outside air.
  • 11a and 11b show a particularly favorable embodiment of the air tube 13 in the vicinity of the Mouth area 10a of the mask body 10 for a system for removing breathable air.
  • one or more check valves 29 are inserted, which are articulated at the mouth of the air tube 13 and open inwards in the downstream direction.
  • the non-return flaps 29 are open (FIG. 11 b), so that air flows both from the mask body 10 through the mouth region 10 a and through openings 30 in the air tube 13 that are cleared from the non-return flaps 29 and into the air tube 13 and from the air quantity control device 16 can be suctioned off.
  • the air quantity control device 16 can operate essentially at constant power and still always discharge the entire amount of expired air, even if the exhaled air volume suddenly increases, for example by coughing or sneezing.
  • a sudden increase Taking up and requesting air volume is also conceivable.
  • a suitable design of the air line and / or the mask body for. B. by existing or emerging sacks and / or folds in the mask or mask exit area, a sudden increase in the exhaled air volume can be intercepted.
  • the maximum required suction or supply power of the air quantity control device can be kept at hand, only a part of the available suction or supply volume being actually used in normal operation, the remaining air volume being similar to that of Fig. 11 sucked or discharged "empty".
  • an actuator, a diaphragm or a flap valve system can be activated continuously by an electronic control and / or the changed air pressure itself, so that the previously "idling" air volume is activated by the mask body is supplied or suctioned off from this.
  • sensors for determining the respiratory volume can be provided on the basis of pressure differences, temperature differences or density differences and the like.
  • a mechanical one Determination of the breathing volume with a spirometer or an acoustic detection of changes in breathing activity can be used in the system according to the invention.
  • the corresponding sensor signals are forwarded to control electronics, which can both control the actuation of corresponding valve, diaphragm or flap systems and can change the output of the air quantity control device 16 depending on the air volume to be conveyed.
  • a flexible hose can also be led out of the mouth area of the mask body, in which case a correspondingly different holding device must be provided for the mask body.
  • the air quantity control device connected to the air line can preferably be fastened to the body of the user, for example on the back or on a belt, but it can also be arranged away from the user, in a stationary installation, in another room, etc.
  • the air volume control device may also be completely absent if the mask body is suitably shaped, the air line then having to be routed into a fresh air environment, and the form of the mask body has to ensure that the respiratory activity of the wearer of the invention alone is sufficient Systems forms a suction or pressure barrier at the edge of the mask, which prevents uncontrolled entry or exit of breathing air.
  • the air quantity control device regulates the suction or supply preferably as a function of the actual respiratory flow, interference events, such as coughing, sneezing or clearing of the throat, being compensable either by a change in the pump output or by the above-described valve systems and air reserve areas in the mask body and the air line. Furthermore, the control device provides control elements for the energy supply and the filter unit. Safety measures, such as doubling the critical components of the control device and warning devices which indicate failure or malfunctions of one or more components, can also be integrated in the control device. Furthermore, a heating device, a Drying device or a moistening device can be provided, which condition the breathing air to be supplied accordingly as required. In a corresponding embodiment of the system, medication or other substances that are suitable for inhalation can also be added to the breathing air to be supplied.
  • the fan of the air pump 17 of the air quantity control device 16 can either be in constant operation so that there is a permanent slight negative pressure or overpressure in the mask body 10 and a constant pressure or suction barrier is maintained at the edge of the mask body, or it can be dependent on that Breathing activity of the user.
  • a manual activation or control of the air quantity control device and the air reserve areas via a corresponding switch is also within the scope of the invention.
  • the mask body can either have a standardized shape, which is adapted to the face contour of an average adult, or it can be designed for a specific user in each case, in which case the molding, scanning or scanning of the head shape of the specific user forms a basis for the shaping of the Forms the body of the mask.
  • the mask body and the air tube are preferably made of sterilizable plastic, such as PEI (polyetherimide), and silicone or PVC can be used for the air hose and corresponding seals. All parts of the system according to the invention can be completely separated from one another, reused and / or recycled.

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 AtemluftExhaling breath
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 removal 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, and a method for the controlled supply or removal 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 breathing masks are used to protect the environment from contaminated breathing air or a person from polluted outside air. A simple and inexpensive type of conventional protective masks, which are used, for example, to keep bacteria and germs away in an operating room, but also in a similar manner as a dust mask, has a single-layer or multi-layer fleece, which is tied with ribbons in front of the nose and mouth area 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, einem unangenehm 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 Wegwerf asken, insbesondere für den OP-Einsatz, die darüberhinaus nur schwer recyclebar sind, in keinem Verhältnis zu ihrer geringen Lebensdauer.Such a mask is mostly intended for single use. Their filtering effect is limited because the fleece is blocked by the moisture in the breath and contaminated air can thus enter or exit laterally over the edge of the fleece. Investigations have shown that the filter effect of such a breathing mask is exhausted after about 20 minutes by the contamination of the mask itself and by the moisture absorbed. Further disadvantages of such a respirator mask are its lack of comfort, the relatively high breathing resistance, a certain visual impairment, the possible fogging of glasses, uncomfortably moist and warm skin contact and the like. In some cases, allergic skin reactions to the nonwoven material can also occur. Finally, the relatively complex manufacture of such disposable asks, in particular for use in operating theaters, which moreover are difficult to recycle, bears no relation to their low level Lifespan.
Eine weitere 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 Beklem ungszustände beim Träger.Another type of breathing mask for protection against contaminated outside air, for example as gas masks, has a mask body made of rubber or plastic which lies tightly against the mouth and nose of a wearer, and a filter system which mostly connects directly to the mask body and which filters filtered outside air into the interior of the mask lets in. Such breathing masks are usually relatively heavy and often cause wearing conditions in the wearer due to the absolute absence of air and the strong breathing resistance of the filter system.
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 based on the object of providing a system and a method for the controlled supply or removal of breathing air which can be used as a respirator mask which avoids the disadvantages described above and in particular optimal decontamination of the breathing air with a high level of wearing comfort without obstructing the breathing activity or the view. The system should preferably have a low weight and should be individually adaptable to a user. In addition, a system is to be provided which is easy to clean, reusable and reusable. This object is achieved according to the invention by a system for the controlled supply or discharge of breathing air with the features of claim -1. Furthermore, according to the invention, a method for the controlled supply and discharge of breathing air with the features of claims 33 and 34 is provided.
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 Astmatiker 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 breathing air laden with germs and bacteria if a completely sterile atmosphere is required in an operating room, a clean room or the like. Conversely, however, the system can also be used as a "smog" mask, as a respirator for allergy sufferers or asthmatics, etc. by supplying clean air in a controlled manner, it being possible, if necessary, to add substances suitable for inhalation, such as special substances, to this supplied air Medication.
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 Maskenkörper, die das unkontrollierte Eintreten bzw. Austreten kontaminierter Luft verhindert, dabei jedoch die natürliche Atemtätigkeit des Trägers nicht oder fast nicht beeinträchtigt.The system according to the invention offers high wearing comfort, the mask body lying in front of the nose and / or mouth area of the user with only partial or no skin contact. The design of the mask body, the breathing activity and the constant supply or suction of air form a pressure or suction barrier in the edge area of the mask body, which contaminates the uncontrolled entry and exit Air prevents, but does not or hardly affects the natural breathing activity of the wearer.
Untersuchungen der Anmelderin zur Atemtätigkeit eines Erwachsenen, die bei der Entwicklung des neuen System berücksichtigt wurden, sind im folgenden erläutert.Investigations of the applicant's respiratory activity in adults, which were taken into account in the development of the new system, are explained below.
Die Atemfrequenz eines durchschnittlichen Erwachsenen liegt unter normalen Bedingungen im Mittel bei 14 Atemzügen pro Minute, wobei ein Luftvolumen von 7 1/min geatmet wird. Folgende Vergleichswerte wurden ermittelt:The respiratory rate of an average adult is 14 breaths per minute on average under normal conditions, with an air volume of 7 1 / min being breathed. The following comparison values were determined:
Atemvolumen beim Spazierengehen 14 1/min Atemvolumen beim Radfahren 40 1/minBreathing volume while walking 14 1 / min Breathing volume while cycling 40 1 / min
Atemvolumen beim Rudersport 150 1/minBreathing 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 respiratory volume of an operating surgeon, for example, concentrated and standing, is to be set at 12 1 / min, short-term peak values of up to 80 1 / min (cough) were determined. Based on the duration of one hour, an operating room worker produces between 0.5 - 2.5 m 3 / h of bacterially contaminated breathing air, which has to be filtered.
Um herkömmliche Masken zu untersuchen und um den Verlauf von Atemstrδmen sichtbar zu machen, wurde das Verfahren 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 Strömungsverlauf der Experationsluft optisch erfassen. Dabei kann angenommen werden, daß die Inspirationsluf einen entsprechenden Strδmungsverlauf aufweist.The procedure was used to examine conventional masks and to make the course of respiratory flows visible the Schlieren interferometry used. With this measurement method, density differences in a fluid (e.g. air or water) can be made visible 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, the flow pattern of the experimental air can be optically recorded in this density measurement method. It can be assumed that the inspiratory air has a corresponding flow pattern.
Fig. 1 zeigt die Profilaufnahme einer Testperson. Die Richtung der turbulenten Atemströme belegt die Notwendigkeit eines Mundschutzes beispielsweise während einer Operation. 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. Dies wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Maskenkörpers und die geregelte Zuführung von Außenluft oder Abführung von Atemluft erreicht.1 shows the profile recording of a test person. The direction of the turbulent air currents demonstrates the need for mouth protection, for example during an operation. However, FIG. 1 also shows that the respiratory flow has a very specific flow pattern and that a device for the controlled supply of outside air or the removal of breathable air must channel the air flow in a suitable manner. This is achieved by the arrangement of the mask body according to the invention and the regulated supply of outside air or removal of breathing air.
Bevorzugte 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 clarify the course of the respiratory flow,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Person, die das erfindungsgemäße System zum Zuführen oder Abführen von Atemluft trägt,2 is a side view of a person wearing the breathing air supply or removal system of the present invention;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Systems von Fig. 2 mit einer Luftmengen- Steuervorrichtung,3 is a perspective view of the system of FIG. 2 with an air quantity control device,
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Luftmengen- Steuervorrichtung von Fig. 3,4 is an exploded view of the air quantity control device of FIG. 3,
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 Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maskenkörpers, .9 shows a sixth embodiment of the mask body according to the invention,.
Fig. 10 eine schematische Darstellung einesFig. 10 is a schematic representation of a
Strömungskörpers, der im Maskenkörper von Fig. 9 vorgesehen ist, undFlow body, which is provided in the mask body of Fig. 9, and
Fig. 11a 11b schematische Darstellungen einer Luftleitung mit Rückschlagklappenventilen.11a 11b are schematic representations 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 Medikamentierung von zu inhalierenden Substanzen, als Arbeitsschutzmaske oder auch ein portables System zum Ermitteln des Atemvolumens eines Trägers ist es ausreichend, die Expirationsluft in einein dem dargestellten Strδmungsverlauf der Atemluft entsprechenden Bereich sowie in einer gewissen, diesen Bereich umgebenden Unsicherheitszone zu erfassen bzw. Inspirationsluft diesem Bereich zuzuführen.1 shows the flow pattern of the expiratory air of a test person. For the intended areas of application for supplying or discharging breathing air, namely as an operating mask, as a smog mask, as a breathing mask for allergy sufferers or asthmatics, as a protective mask for keeping clean rooms clean, for a metered medication of substances to be inhaled, as an occupational safety mask or a portable system for determining of the breath volume of a wearer, it is sufficient to detect the expiratory air in an area corresponding to the flow pattern of the breathed air as well as in a certain uncertainty zone surrounding this area, or inspiratory air to this Area to feed.
In den weiteren Figuren die verschiedene Ausführungsformen zeigen, sind entsprechende Komponenten des erfindungsgemäßen Systems mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the other figures, which show different embodiments, corresponding components of the system according to the invention are identified with 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 Maskenkörpers 10 mündet in einem Mündungsbereich 10a ein starres 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 Hal eknδpfe 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 Haltknopf 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 und 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 Halteknöpfe 15 können zusätzlich Kopfpolster vorgesehen sein. Das vom Mündungsbereich 10a des Maskenkörpers. entfernte Ende des Luftrohres 13 ist über eine Steckverbindung 17 mit einem Luftschlauch 14 zum Zuführen oder Abfüren von Atemluft verbunden.FIG. 1 shows a mask body 10 which is arranged in front of the mouth and nose area of a user. Approximately in the middle of the mask body 10, in a mouth region 10a, a rigid air tube 13 opens out of the mask body and along the side of a user's head and is connected to a holding device. The holding device comprises a length-adjustable upper headband 11 and a rear headband 12, each of which is placed around the head of a user and on both sides of the head, approximately the height of the temples connected by two adjusting and holding buttons 15 and pivotally mounted to one another are. The air tube 13 is guided through the rotatable adjusting and holding button 15 and has on its outer circumference ribs 13a, by means of which an adjusted position of the air tube in the adjusting and holding button 15 can be locked. The length of the upper head strap 11, which extends transversely over the head of a user, is also adjustable and lockable, so that with a suitable adjustment of the holding bracket and a stable holder with more point contact on the head of the user for the mask body 10 is formed, so that the mask body 10 lies at a fixed distance without skin contact in front of the mouth and nose area of the user. Additional head pads can be provided on the inside of the adjusting and holding buttons 15. That from the mouth area 10a of the mask body. distal end of the air tube 13 is connected via a plug-in connection 17 to an air hose 14 for supplying or discharging breathing 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 vom 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 entsprechen, 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 Exprirationsluftstro 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.Fig. 3 shows a perspective view of the system of Fig. 2, wherein the air hose 14 is connected to an air flow control device 16. The system shown in Fig. 3 is used for controlled suction of expiratory air and can be used for example in an operating room or a clean room. The air flow is characterized by arrows, the white arrows A corresponding to the fresh air flowing into the interior of the mask body 10 via the mask edge, and black arrows B corresponding to the contaminated and expired air to be removed. The mask body 10 is shaped in such a way that it largely completely absorbs the air flow B emerging from the mouth and nose. The air quantity control device 16, which will be described in more detail below, sucks the exhalation air stream continuously, the suction effect in the air line 13, 14 and in the interior of the mask, in particular in the mouth area 10a, resulting in a continuous fresh air flow from the surroundings via the edge of the mask into the interior of the mask, which supplies the wearer with fresh air and at the same time forms a suction barrier which the escape of, for example, bacterially contaminated expiration air via the mask edge to the outside. This eliminates the need for full-surface application of the mask body on the skin, and yet the environment is effectively protected against contaminated breathing 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 suction systems, a collecting channel for saliva or condensed water which may escape with the expiration air can be provided at the lower edge of the mask body 10 in order to pass this on to a collecting container (not shown), if necessary. There the liquid can be collected and separated. In addition, the constant suction or supply air flow promotes drying of the mask area.
Die abgeführt Expirationsluft B geht durch die Luftmengen- 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 expiration air B passes through the air quantity control device 15, in which a filter for cleaning or decontamination of the air is provided, and is released into the environment as cleaned air C. The described system can also work in the opposite direction 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 Gehäuses 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 eine LCD-Anzeige 23 für verschiedenen Betriebszustände, ein Einschaltknopf 24 und eine Kontroll- LED 25 vorgesehen.FIG. 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 volume 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. A holding clip 21 is provided on the underside of the housing 19 in order to hold the air volume control device 16, for example on a piece of clothing, a belt etc. to attach. The air quantity control device also has a connection for a power supply 22, it being possible for a mains connection to be provided instead of or in addition to the batteries 22 shown. Furthermore, an LCD display 23 for various operating states, 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.Control electronics, which can also be accommodated in the air quantity control device 16, are not shown in FIG. 4.
Die Luftpumpe 17 ist ein 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 wiederverwendbar ist. Alternativ kann jedoch auch ein Luftfilter 18 aμs 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 Ultem.The air pump 17 is a controllable fan with an output of up to 9 m 3 / h. A replaceable filter cartridge made of a glass fiber fabric is provided as the air filter, the degree of separation of which is 99.9%. has a service life of at least 325 hours, whereby it can absorb 100% humidity. This filter material is particularly advantageous because it can be disinfected and reused. Alternatively, however, an air filter 18 made of a non-woven material can also be provided. On the housing cover 20 there is a connection 20a for the air line 14 and openings 20b for entering or exiting air. The housing 19 and the housing cover 20 are preferably made of Valox or glass fiber reinforced Valox (polybutylene terephthalate), the printed circuit board of the control electronics from Ultem.
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 an exhaust system through the air quantity control device is indicated by arrows in FIG. 4.
Fig. 5 und 6 zeigen zwei alternative Ausgestaltungen des Maskenkörpers 10 für ein System zum kontrollierten Abführen von Atemluft.5 and 6 show two alternative configurations of the mask body 10 for a system for the controlled removal of breathing air.
Der Maskenkörper 10 von Fig. 5 weist seitliche Luftführungskanäle 26 auf, bei denen der Maskenkörperrand einen größeren Abstand zur Gesichtsoberfläche eines Benutzers aufweist, so daß Luft vorzugsweise durch diese Luf führungskanäle 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, andererseits zum Schütze der Augenpartie gegen möglicherweise nach oben aus dem Maskeninneren ausströmende Zugluft dient. Der Maskenkörper von Fig. 5 weist also an seinem Umfang Bereiche mit unmittelbaren Hautkontakt, Bereiche mit einem geringen, definierten Abstand zur Hautoberfläche und Bereiche mit einem größeren Abstand zur Hau Oberfläche auf. Dadurch, durch die nach strömungstechnischen 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 sicherstellt, 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 edge of the mask body is at 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 A body 27 is provided with the mask body 10, by means of which the mask body rests on the bridge of the nose of a user, this web on the one hand facilitating the correct positioning of the mask body 10 in front of the mouth and nose area and on the other hand to protect the eye area against those possibly flowing out of the inside of the mask Drafts serve. 5 therefore has on its periphery areas with direct skin contact, areas with a small, defined distance from the skin surface and areas with a greater distance from the skin surface. This is due to the shape of the mask body, which is designed from the point of view of aerodynamics and ergonomics, and the suction effect of the air quantity control device connected to the air line 13, which causes a constant fresh air suction A via the edge of the mask into the interior of the mask and thus on the one hand supports the fresh air supply and on the other hand fresh air Builds up suction barrier, it is ensured that no expiratory air escapes from the mask interior via the mask edge.
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 definierte Anlagestellen 10b, 10c im Bereich der Nase und des Kinns wird sichergestellt, das 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 Maskenkörpers 10, die einerseits Frischluft von außen nachzieht, andererseits verhindert, daß kontaminierte Expirationsluft unkontrolliert nach außen abgegeben wird.6 shows a greatly reduced mask body 10 which is ergonomically adapted to the shape of the face of a particular user. The mask body covers the mouth and nose of the wearer, the distance between the edge of the mask and the surface of the skin being relatively small; by defined Contact points 10b, 10c in the area of the nose and chin are ensured that the defined distance between the surface of the skin and the edge of the mask is maintained. The mouth area 10a of the air tube 13 is located relatively close to the mouth and nose of the wearer, so that the expiratory air is safely extracted. The suction barrier already explained arises at the edge of the mask body 10, which on the one hand draws fresh air from the outside and on the other hand prevents contaminated expiratory air from being released to the outside in an uncontrolled manner.
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 for supplying breathing air according to the invention.
Diese Systeme mit relativ offenen Maskenkörpern können beispielsweise als Smogmasken, Atemschutzmasken für Allergiker oder Asthmatiker 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, respiratory masks for allergy sufferers or asthmatics or the like. They offer maximum comfort and at the same time a relatively good protection against contaminated outside air, which is completely sufficient for use in the non-toxic area.
Der Maskenkörper 10 von Fig. 7 weist an seinem oberen Rand einen Steg 27 auf, mit dem er auf dem Nasenrücken eines Benuters aufsitzt. Der Maskenkörper 10 selbst entspricht 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 ist. 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.The mask body 10 of FIG. 7 has at its upper edge a web 27 with which it sits on the bridge of the nose of a user. The mask body 10 itself corresponds approximately an enlarged replica of the nose and is open towards the bottom, the air tube 13 opening into the part of the mask body corresponding to the tip of the nose. The lower edge of the mask body 10 is slightly bent inwards, so that the fresh air flowing in through the air pipe 13 is guided to the mouth and nostrils. This creates an air flow cone that essentially covers the entire nose and mouth area, from which breathing air is taken in, and keeps contaminated outside air out. Since the mask body 10 only physically covers the nose, the user of such a system can comfortably exhale through the mouth without greater breathing resistance.
In Fig. 8 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 etwa 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 geschlossener Luftpolsterkegel 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 die natürliche Atmung nicht durch den relativ großen Atemwiderstand einer geschlossenen oder beinahe geschlossen 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 zu beeinträchtigen. Ein konstant zugeführter Luftstrom durch die Luftleitung 14, 13 sorgt ein für ein stets vorhandenes Luftpolster, das sofort nach dem Ausatmen wieder aufgebaut wird und das unkontrollierte Eindringen von Außenluft in die Atemwege verhindert.FIG. 8 shows a system similar to that of FIG. 7, in which the mask body 10 is supported on the bridge of the nose of a wearer of the system via a web 17. The mask body 10 corresponds here to a laterally open shield, which extends from the nose to approximately the chin and which directs the air escaping slightly below the mouth of a user in the mouth region 10a upwards to the mouth and nose. In this mask body 10, too, a substantially closed air cushion cone of supplied air is formed above the mouth and nose area by the special air duct, so that no or only negligibly small amounts of contaminated outside air can get into the airways. On the other hand, here too Natural breathing is not hampered by the relatively high breathing resistance of a closed or almost closed mask. Particularly in the case of a sudden change in breathing 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 overall system. A constantly supplied air flow through the air line 14, 13 ensures that an air cushion is always present, which is rebuilt immediately after exhaling and prevents the uncontrolled penetration of outside air into the airways.
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 Strömungskδrper 28 vorgesehen sein, der den zugeführten Luftstrom aufteilt, so daß eine Art Luftmantel oder Reinluftvorhang um Mund- und Nasenbereich gebildet wird, der Außenluft wirksam abhält.9 shows a further reduced variant of the system according to the invention. The mask body 10 essentially consists only of an enlarged outflow opening 10a of the air tube 13, which is oriented towards the mouth and nose of a user. As shown in FIG. 10, a central flow body 28 can be provided in the mouth area 10a, which divides the supplied airflow , so that a kind of air jacket or clean air curtain is formed around the mouth and nose area, which effectively keeps outside air.
Fig. 11a und 11b zeigen eine besonders günstige Ausführunsform des Luftrohres 13 in der Nähe des 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 öffnen. Bei Normalbetrieb sind die Rückschlagklappen 29 geöffnet (Fig. 11b) , 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 Rückschlagklappen 29 abhängig von dem auf sie einwirkenden Druck teilweise oder ganz die Öffnungen 30, wie in Fig. 11a gezeigt, und der abgeförderte Luftrstrom entspricht im wesentlichen vollständig der Expirationsluft. 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 abfördern, und zwar auch bei einem plötzlichen Anstieg des ausgeatmeten Luftvolumens beispielsweise durch Husten oder Niesen.11a and 11b show a particularly favorable embodiment of the air tube 13 in the vicinity of the Mouth area 10a of the mask body 10 for a system for removing breathable air. In the wall of the air tube 13, one or more check valves 29 are inserted, which are articulated at the mouth of the air tube 13 and open inwards in the downstream direction. During normal operation, the non-return flaps 29 are open (FIG. 11 b), so that air flows both from the mask body 10 through the mouth region 10 a and through openings 30 in the air tube 13 that are cleared from the non-return flaps 29 and into the air tube 13 and from the air quantity control device 16 can be suctioned off. As the air flow passing through the mouth region 10a increases, the non-return flaps 29 partially or completely close the openings 30 depending on the pressure acting on them, as shown in FIG. 11a, and the air flow discharged corresponds essentially completely to the expiratory air. Due to this inventive design of the air-discharging air pipe 13, the air quantity control device 16 can operate essentially at constant power and still always discharge the entire amount of expired air, even if the exhaled air volume suddenly increases, for example by coughing or sneezing.
Andere Möglichkeiten, ein plötzlich ansteigendes Luftvolumen aufzunehmen 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 tatsächlich 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 Lutvolumens 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.Other options, a sudden increase Taking up and requesting air volume is also conceivable. By a suitable design of the air line and / or the mask body, for. B. by existing or emerging sacks and / or folds in the mask or mask exit area, a sudden increase in the exhaled air volume can be intercepted. As in the embodiment of FIG. 11, the maximum required suction or supply power of the air quantity control device can be kept at hand, only a part of the available suction or supply volume being actually used in normal operation, the remaining air volume being similar to that of Fig. 11 sucked or discharged "empty". If the breathing activity is increased and the resulting increase in the volume of air expelled or inhaled, an actuator, a diaphragm or a flap valve system can be activated continuously by an electronic control and / or the changed air pressure itself, so that the previously "idling" air volume is activated by the mask body is supplied or suctioned off from 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 mechanische 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 steuern kann als auch die Leistung der Luftmengen-Steuervorrichtung 16 abhängig vom zu fördernden Luftvolumen verändern kann.In the mouth area 10a of the mask body 10 or in the air line, sensors for determining the respiratory volume can be provided on the basis of pressure differences, temperature differences or density differences and the like. Also a mechanical one Determination of the breathing volume with a spirometer or an acoustic detection of changes in breathing activity can be used in the system according to the invention. The corresponding sensor signals are forwarded to control electronics, which can both control the actuation of corresponding valve, diaphragm or flap systems and can change the output of the air quantity control device 16 depending on the air volume to be conveyed.
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, which are not all shown in the drawings, can 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. 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.Instead of the air tube 13, a flexible hose can also be led out of the mouth area of the mask body, in which case a correspondingly different holding device must be provided for the mask body. The air quantity control device connected to the air line can preferably be fastened to the body of the user, for example on the back or on a belt, but it can also be arranged away from the user, in a stationary installation, in another room, etc. For relatively uncritical applications, the air volume control device may also be completely absent if the mask body is suitably shaped, the air line then having to be routed into a fresh air environment, and the form of the mask body has to ensure that the respiratory activity of the wearer of the invention alone is sufficient Systems forms a suction or pressure barrier at the edge of the mask, 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. Sicherheitsmaßnahmen, wie ein Verdoppeln der kritischen Komponenten der Steuervorrichtung 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, eine 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 zusätzlich Medikamente oder andere Substanzen zugesetzt werden, die für eine Inhalation geeignet sind.The air quantity control device regulates the suction or supply preferably as a function of the actual respiratory flow, interference events, such as coughing, sneezing or clearing of the throat, being compensable either by a change in the pump output or by the above-described valve systems and air reserve areas in the mask body and the air line. Furthermore, the control device provides control elements for the energy supply and the filter unit. Safety measures, such as doubling the critical components of the control device and warning devices which indicate failure or malfunctions of one or more components, can also be integrated in the control device. Furthermore, a heating device, a Drying device or a moistening device can be provided, which condition the breathing air to be supplied accordingly as required. In a corresponding embodiment of the system, medication or other substances that are suitable for inhalation can also be added to the breathing air to be supplied.
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 quantity control device 16 can either be in constant operation so that there is a permanent slight negative pressure or overpressure in the mask body 10 and a constant pressure or suction barrier is maintained at the edge of the mask body, or it can be dependent on that Breathing activity of the user. A manual activation or control of the air quantity control device and the air reserve areas via a corresponding switch is also 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. Der Maskenkörper und das Luftrohr bestehen vorzugsweise aus sterilisierbarem Kunststoff, 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.The mask body can either have a standardized shape, which is adapted to the face contour of an average adult, or it can be designed for a specific user in each case, in which case the molding, scanning or scanning of the head shape of the specific user forms a basis for the shaping of the Forms the body of the mask. The mask body and the air tube are preferably made of sterilizable plastic, such as PEI (polyetherimide), and silicone or PVC can be used for the air hose and corresponding seals. All parts of the system according to the invention can be completely separated from one another, reused and / or recycled.
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 sein. The features of the invention disclosed in the above description, in the drawing and in the claims can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various embodiments.

Claims

System zum kontrollierten Zuführen oder Abführen vonAtemluftAnsprüche System for the controlled supply or discharge of breathing air demands
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 ge¬ kennzeichnet, 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.1. System for controlled. Supply or discharge of breathing air, with a mask body (10) and a holding device (11, 12) for holding the mask body in front of the mouth and / or nose area of a user, characterized in that the The edge of the mask body (10) is at least in some areas at a distance from the mouth and / or nose area of the user and that an air line (13, 14) for regulated supply of outside air or suction of breathing air opens into the mask body (10).
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine über- die Luftleitung (13, 14) mit dem Maskenkörper (10) verbun- 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.2. System according to claim 1, characterized by an air line (13, 14) connected to the mask body (10) which air quantity control device (16) for controlling the flow rate of the air flow through the air line and for forming and maintaining a fresh air pressure or suction barrier at the edge of the mask body.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Filtervorrichtung in der Luftleitung zur Reinigung der zuzuführenden Außenluft oder der abgeführten Atemluft.3. System according to claim 1 or 2, characterized by a filter device in the air line for cleaning the outside air to be supplied or the exhaled breathing air.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung in die Luftmengen-Steuervorrichtung (16) integriert ist.4. System according to claim 3, characterized in that the filter device is integrated in the air quantity control device (16).
5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einstellbare, am Kopf des Benutzers in Mehrpunkt-Kontakt anlegbare Bügel5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the holding device adjustable, can be put on the head of the user in multi-point contact bracket
(11, 12) aufweist und den Maskenkörper (10) so vor dem Mund- und Nasenbereich des Benutzers hält, daß zumindest ein Teil des Maskenkörpers einen geringen, definierten Abstand zur Gesichtsoberflache des Benutzers aufweist.(11, 12) and holds the mask body (10) in front of the mouth and nose area of the user such that at least part of the mask body is at a small, defined distance from the face surface of the user.
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 in that the air quantity control device (16) has a controllable air pump (18) for promoting 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 any one of claims 3 to 6, characterized in that the filter device has a replaceable 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 (13) aufweist, das einerseits im Maskenkörper (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.8. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the holding device (11, 12) on a mounting bracket (11, 12) displaceably and pivotally gelager¬ T air tube (13), on the one hand in the mask body (10) opens and holds the mask body in its adjustable position, and on the other hand it is connected to the air quantity control device (16) via an air hose (14).
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) in order to quickly adapt the air volume flow to be supplied or removed depending on changes in air pressure in the mask body.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftreservebereiche als druckabhängige Soll-Verformun¬ gen des Maskenkörpers (10) ausgebildet sind.10. System according to claim 9, characterized in that the air reserve areas are designed as pressure-dependent target deformations of the mask body (10).
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. eine Sog¬ barriere bildet, die das Eintreten kontaminierter Außen¬ luft in den Maskenkörper 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 breathed air or fresh air to be inhaled conduct substantially uniformly over the edge region of the mask body (10) outwards or inwards, so that a pressure or suction barrier is formed which largely prevents the entry of contaminated outside air into the mask 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 gutter in the lower region of the mask body (10) for collecting escaping saliva and condensed water.
13. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) am oberen Rand einen als Luftbarriere wirkenden, an das Gesicht eines Benutzers anlegbaren Steg aufweist, der einen Luftstrom vom Augenbereich abhäl . 13. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) at the upper edge has a web acting as an air barrier, which can be placed on the face of a user and which keeps an air flow from the eye area.
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 Strömungskδrper (28) angeord¬ net ist, der einen LuftStrommantel erzeugt, welcher ver¬ hindert, daß unreine Außenluft in den Maskenkörper ein¬ tritt.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 mask body (10) a central flow body (28) is arranged, which generates an air current jacket , which prevents impure outside air from entering the mask body.
15. System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mischvorrichtung, die dem zuzuführenden Luftström ausgewählte Substanzen zusetzt.15. System for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a mixing device which adds selected substances to the air flow to be supplied.
16. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung im Mün- dungsbereich der Luftleitung (13) im Maskenkörper (10) zum Erfassen des momentanen Atemvolumens.16. System according to one of the preceding claims, ge indicates by a sensor device in the mouth region of the air line (13) in the mask body (10) for detecting the current breathing volume.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Veränderung des Atemvolumens aufgrund einer Druckänderung, einer Temperaturänderung, einer Änderung der Luftströmungsgeschwindigkeit oder der¬ gleichen erfaßt.17. System according to claim 16, characterized in that the sensor device detects a change in the respiratory volume due to a change in pressure, a change in temperature, a change in the air flow rate or the like.
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 adjustable 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 any one of the preceding claims, marked by a carrying device for the air quantity control device (16) which can be attached to the back of a user.
20. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung und die Luftmen¬ gen-Steuervorrichtung in einem Helm integriert sind.20. System according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device and the Luftmen¬ gene control device are 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 Systems.21. System according to any one of the preceding claims, marked by a warning system for displaying a failure or a 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 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 zuzufüh¬ renden Atemluft.23. System for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a humidification device for moistening the breathing air to be fed.
24. System zum kontrollierten Zuführen von Atemluft nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der zuzuführenden Atem¬ luft.24. System for the controlled supply of breathing air according to one of the preceding claims, characterized by a heating device for heating the breathing air to be supplied.
25. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) und die Halte¬ vorrichtung (11, 12) im wesentlichen aus Polyetherimid be¬ stehen.25. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) and the holding device (11, 12) essentially consist 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 one of the preceding claims, characterized in that the air line (13, 14) consists of silicone or PVC.
27. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des Systems vollstän¬ dig voneinander trennbar sind. 27. System according to one of the preceding claims, characterized in that all components of the system are completely separable from each other.
28. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet durch eine Prädiktoreinrichtung zum Vorhersagen von plötzlichen Änderungen der Atemtätigkeit des Benut¬ zers, wie Husten oder Nießen, aufgrund von Erfahrungswer- ten.28. System according to one of the preceding claims, characterized by a predictor device for predicting sudden changes in the breathing activity of the user, such as coughing or sneezing, based on experience.
29. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenkörper (10) der Kopfform einen bestimmten Benutzers anpaßbar ist. $29. System according to one of the preceding claims, characterized in that the mask body (10) of the head shape is adaptable to a specific user. $
30. System nach einem der vorangehenden Anspüche, ge¬ kennzeichnet durch eine Gegensprechanlage im oder am Mas¬ kenkörper (10) .30. System according to one of the preceding claims, characterized by 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 removal of breathing air according to one of the preceding claims, characterized in that one or more non-return flaps are provided in the wall of the air line (13) in the mouth region of the air line (13) outside the mask body (10), which open during normal operation are and close when the volume of air to be discharged increases.
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. System for the controlled removal of breathing air according to one of the preceding claims, characterized in that one or more non-return flaps are provided in the wall of the mask body (10), which are open during normal operation and close when the volume of air to be discharged increases.
33. Verfahren zum kontollierten 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 an air pressure zone is set up in a controlled manner in the mouth and nose area of a person, in which fresh air is supplied, and which forms a pressure barrier against uncontrolled penetration of outside air.
34. Verfahren zum kontollierten Abführen von Atemluft, dadurch gekennzeichnet, daß im Mund- und Nasenbereich ei¬ ner Person gesteuert eine Luftunterdruckzone aufgebaut wird, in der ausgeatmete Luft abgesaugt wird, und die eine Sogbarriere gegen unkontrolliert austretenden Atemluft bildet. 34. Method for the controlled removal of breathing air, characterized in that in the mouth and nose area of a person controlled an air vacuum zone is built up, in which exhaled air is sucked out, and which forms a suction barrier against uncontrolled exhaling air.
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