JP6377861B2 - 呼吸装置のためのフィルタアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、空気をフィルタリングするためのフィルタアセンブリに関し、特に、動力付き空気浄化呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）のような呼吸装置のためのフィルタアセンブリに関する。

動力付き空気浄化呼吸用保護具（ＰＡＰＲ）のような呼吸装置は、一般的にフィルタリングされた非有毒空気が着用者に供給される汚染環境で使用される。ＰＡＰＲ装置は、典型的に、フィルタリングされた空気を生成するフロー生成器と、フィルタリングされた空気を着用者に伝達するためのマスクとを備える。フロー生成器は、典型的に、環境から空気を引き込むように構成された動力付推進器と、空気が通り過ぎてフィルタリングされるフィルタ素子とを備える。フィルタリングされた空気は、その後、マスクを介して着用者に運搬される。

フィルタアセンブリは、典型的に、一つ以上のフィルタ素子、及び、一つ以上のフィルタ素子のそれぞれを受けて保持するように適合されたハウジングを備える。フィルタ素子は、典型的には、ハウジングに解除的に接続される。これにより、素子に塵が溜まるか、さもなければ、使用終了時に、交換が許容される。即ち、フィルタ素子の特定のフィルタ特性が、呼吸装置が使用される環境に最も適するように、あるフィルタ素子が他のものと交換されることが許容される。フィルタアセンブリは、フィルタ素子が設けられたハウジングの中の凹部に接近し、好ましくない水の進入を防止するためにハウジングに搭載されたときにフィルタ素子を覆うための回動可能なカバーを備えることが多い。呼吸装置は、呼吸装置が使用される環境に依存して、フィルタ素子の様々な異なるタイプにしばしば使用される。例えば、フィルタアセンブリは、１個以上の粗雑フィルタ、プレフィルタ、高効率特定空気（HEPA、high efficiency particulate air）フィルタ、進歩的カーボンフィルタ、活性化カーボンフィルタ（蒸気活性化、又は、複式化学的活性化）、光学触媒フィルタ又はコーティング（環境光及び／又はＬＥＤ活性化）、及び／又は低温触媒フィルタであり得る。

従って、フィルタアセンブリにフィルタ素子が搭載されることが、呼吸装置の機能に、及び潜在的に使用者の健康に重要である。また、特定のフィルタ特性を提供するフィルタ素子の適当なタイプを搭載することが重要である。しかしながら、呼吸装置の中にフィルタ素子を配置すると、使用者がフィルタ素子を見ることが困難で、このため、フィルタ素子が存在するか否かを判定することが困難になることが多いので、これらの要求の双方が問題となる。また、搭載されたフィルタ素子が、呼吸装置が使用される環境に適合されているかを判定し、フィルタ素子を除去して点検することを要求することに、不都合がしばしば生じる。

このような呼吸装置を使用していると、フィルタ素子が「ブロック」され、即ち、塵及び／又は汚染菌で一杯になり、フィルタリングされた空気を使用者に提供することができなくなることが共通して起こる。従来の呼吸装置は、フィルタが完全にブロックされたときに活性化される「フィルタブロックアラーム」を提供することが多いが、このようなアラームは、フィルタが完全にブロックされたときにのみ活性化される。このことは、使用者が装置を調整し、汚染された環境に入る直ぐ後で呼吸装置が使用できなくなることを意味し、使用者にさらに不都合であり得る。

従って、フィルタ素子がフィルタアセンブリに搭載されているかを使用者が確認し、フィルタ素子のタイプ及び／又は特性、及び／又はフィルタ素子がどの程度ブロックされ又は塵が満杯かを潜在的に確認するためのフィルタアセンブリ、又は、フィルタアセンブリを備えた呼吸装置が有用である。さらに、従来技術に現れる不利益を回避し又は改良し、又は、従来技術のアプローチの代替を提供する解決策を供給することが有用である。

本発明のある側面に従えば、呼吸装置のためのフィルタアセンブリが提供される。フィルタアセンブリは、フィルタ素子を受けて保持する寸法の孔が規定されるフレーム、前記フレームに接続され、前記孔を覆う寸法のカバー、フィルタ素子、及び、前記フィルタ素子が前記フィルタフレームに保持され、前記カバーが前記孔を横切って配置されるときを表示する表示器とを備える。

添付された図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態が例示の方法によってのみ記載される。
図１は、フィルタアセンブリを備えた呼吸装置の斜視図である。 図２は、図１に示される呼吸装置の部分の他の斜視図である。 図３は、他のフィルタアセンブリを備えた他の呼吸装置の斜視図である。 図４は、図３に示される呼吸装置の部分の他の斜視図である。

本開示は、呼吸装置のためのフィルタアセンブリに関する。フィルタアセンブリは、フィルタ素子を受けて保持する寸法の孔が規定されるフレーム、前記フレームに接続され、前記孔を覆う寸法のカバー、フィルタ素子、及び、前記フィルタ素子が前記フィルタフレームに保持され、前記カバーが前記孔を横切って配置されるときを表示する表示器とを備える。

開示されるフィルタアセンブリは、フィルタ素子がフィルタフレームの中に搭載されているかどうかを確認するための明確な視覚的及び／又は聴覚的表示を提供するように構成され得る。カバーの下の視界から隠れたときに、フィルタ素子が存在するかどうかを操作者がたやすく判断することが許容されるので、これは有利である。フィルタ素子を搭載し損なって呼吸装置を使用すると、使用者に不利な健康効果が引き起こされる。このため、フィルタアセンブリは、この事項の発生可能性を低減する呼吸装置の顕著な安全性の特徴を提供する。

動力付き呼吸装置にフィルタアセンブリが使用されると、表示器が動作したときに、フィルタアセンブリは、呼吸装置が動作しないようにしてもよい。従って、さらに、フィルタアセンブリの安全性の側面が強化される。

フィルタアセンブリは、フィルタ素子とフィルタフレームとの間でデータをやり取りするように構成された無線通信手段を備えてもよい。これは、使用環境に応じて、多くの異なるタイプのフィルタ素子が呼吸装置に搭載される場合に特に有効である。なぜならば、データにより装置が、フィルタ素子のタイプ及びその性質／フィルタリング特性、及び、その期間満了データのような他の有用な情報をたやすく特定することができるからである。このデータにより、呼吸装置は、操作者への機能、通信情報を判定することができる。

図１はフィルタリングされた空気を使用者に供給する呼吸装置１０を示す。この呼吸装置は、マスク１２に接続されたネックコンポーネント１１を備える。ネックコンポーネントはフロー生成器（図示せず）及びフィルタアセンブリ１３を内蔵する。フィルタアセンブリ１３は、フィルタ素子１５を受けて保持する寸法のフレーム１４と、フィルタ素子１５と、フレーム１４に回動可能に接続されたカバー１６と、表示器１７とを含む。カバー１６は、空気を通過させ、フレーム１４に対して回動するときに、フィルタ素子を包む寸法の１個以上の孔を規定する。カバー１６は、典型的に、フレーム１４に保持されたフィルタ素子１５から液体及び／又は光が離れるように液体及び／又は光を偏向させる形状を有する。これにより、フィルタ素子１５がダメージを受け、又は、フィルタ素子１５のグレードが落ちる。表示器１７は、少なくとも１個以上のフレーム１４及びフィルタ素子１５に接続され、典型的に、カバー１６がフレーム１４に対して回動するときに見えるように構成される。

フロー生成器は、フィルタリングされていない空気を呼吸装置１０の外部からフィルタアセンブリ１３を通して引き込み、フィルタアセンブリ１３にフィルタリングされていない空気をフィルタリングさせる。そして、フロー生成器は、フィルタリングされた空気をマスク１２に運び、使用者によるその吸入が許容される。

フィルタアセンブリ１３は、１個以上のフィルタ素子１５を受けて保持するように適用される。各フィルタ素子１５は、カバー１６がフレーム１４から離れるように回動し、フィルタ素子１５を除去することにより、交換され得る。

表示器１７は、フレーム１４及びフィルタ素子１５の一方又は両方から伸びるタブ２１を備える。タブ２１は、カバー１６の周辺を超えた各コンポーネント１４、１５から伸びるように構成される。単一のタブが使用され、例えば、フィルタ素子１５のみから伸びる場合、タブ２１は、フィルタ素子１５が存在することを示す色、文字、及び／又は、指示情報を含む。例えば、タブ２１は、輝く緑色で色づけることにより、フィルタ素子１５が呼吸装置１０に搭載されているかどうかを使用者は素早く確認することができる。また、タブ２１は、フィルタ素子１５の濾過特性を示す色、文字、又は、表示情報を含んでもよい。

又は、２つのタブが使用されている場合、フレーム１４から伸びるタブはフィルタ素子１５が存在しないことを示す。この構成では、フィルタ素子１５から伸びるタブ２１は、フィルタ素子１５がフレーム１４に搭載されているときに、「フィルタ非存在」タブを隠すために、フレーム１４から伸びるタブに重なってタブを実質的に覆うように構成される。

図２において、ネックコンポーネント１１は、他のカバー１６１が接続されて、フィルタフレーム１４（見えない）に対して回動して孤立して示されている。フィルタ素子１５（これも見えない）がフレーム１４に搭載されていることが、そこから及びカバー１６１の下から伸びるタブ２１により示される。

図３は、呼吸装置１０の特徴の多くを共有する他の呼吸装置２０を示す。このため、共通の参照符号は共有する特徴を示す。呼吸装置２０は、電子表示システムを含む他のフィルタアセンブリ３０を備える。この表示システムは、フレーム１４に取り付けられたフィルタ素子１５の存在を判定するためのセンサ３１を備える。フィルタ素子１５は、また、センサ３１により検出されるように構成された検出手段３２を含む。このシステムは、さらに、フィルタ素子１５の存在を検出するセンサ３１に応じて動作可能な１個以上の表示器３３を備える。この表示器は、ＬＥＤ及び／又はブザーのような視覚的又は聴覚的な１個以上の表示器を含んでもよい。これにより、フィルタ素子の存在に応じて視覚的又は聴覚的な信号を出力する。

この電子表示システムは、フィルタ素子１５が存在するか存在しないかに応じて表示器３３を動作させるように構成されてもよい。例えば、表示器３３がＬＥＤであり、フィルタ素子１５がフィルタフレーム１４に搭載されてセンサ３１により検出されるまで光るように動作してもよい。類似的に、表示器３３は、例えば、フィルタ素子１５がフィルタフレーム１４に搭載されてセンサ３１により検出されるまで、赤色光を放射する第１モードで動作し、そして、例えば、緑色光を照射する第２モードで表示器３３を動作させてもよい。

センサ３１は、磁気センサとして構成されてもよく、検出手段３２は１個以上の磁石を備える。複数の磁石、例えば、パターンに従って配置された４個の磁石が使用されると、磁石の存在又は不存在が、フレーム１４に搭載されたフィルタ素子１５のタイプ、又はその満了日のようなデータを呼吸装置２０に伝達するために有用である。

また、センサ３１は、無線周波数確認（ＲＦＩＤ）リーダのような無線信号受信器と置き換えてもよい。そして、検出手段３２は、ＲＦＩＤモジュール（ＲＦＩＤ「タグ」として周知である）無線信号送信器に置き換えてもよい。この実施形態では、例えば、アンモニア、酸性ガス、有機ガス、素子１４の初期フロー抵抗、素子１５のブロックフロー抵抗、素子１５の満了日、及び／又は、フィルタ素子１５のパート番号／シリアル番号／バッチコードのようなフィルタ素子１５の濾過特性のより複雑なデータがフィルタ素子１５と呼吸装置２０との間で伝達される。初期（清浄な）フロー抵抗及びブロックフロー抵抗データが呼吸装置２０に伝達されると、装置２０が、集積圧力センサを使用して、フィルタ素子１５をどの程度ブロックするか、例えば、３０％ブロックするかを動的に決定し、及び、これにより、呼吸装置２０及び／又は表示器３３の動作に影響を与えることができるので、これは特に有用である。例えば、表示器３３は、フィルタ１５の「パーセンテージブロック」を表示し、これにより、このステータスを使用者がモニタできるＬＣＤスクリーンを備えてもよい。

装置２０及び／又はフィルタアセンブリ３０は、伝達データから、例えば、呼吸装置２０の予め定義された使用環境にフィルタ素子１５が適合しているか否かを決定し、装置２０の動作を許可するか否かを決定し、表示器３３が動作すべきか及びどのように動作すべきかを決定するためのプロセッサ（図示せず）をさらに備えてもよい。例えば、無線伝達データは、フィルタ素子１５が装置２０の意図された環境に適合しているが、満了日が近づいており、このため、表示器が緑色光を放出しながら素早く点滅し、フィルタ素子１５が使用できるが速やかに交換すべきであることを示してもよい。

さらに、この無線伝達データは、フィルタ素子１５が呼吸装置２０と互換性がある真正フィルタ１５であるかを決定し、これにより、装置２０及び表示器３３の動作に影響を与えることに使用されてもよい。

フィルタ素子１５とフィルタアセンブリ３０及び／又は呼吸装置２０との間の無線通信は、ＲＦＩＤ、又は、近距離無線通信（ＮＦＣ）のようないかなる適切な無線プロトコルでもあり得る。

図４は、接続された他のカバーを有し、フィルタフレーム１４（見えない）に対して回動するネックコンポーネント１１を単独で示している。フィルタ素子１５（これも見えない）が、フレーム１４に搭載され、表示器３３により表示され、複数のＬＥＤにより構成され、光るカバーの下に配置される。

本発明は特定の実施形態を参照して上記に記載したが、これらの実施形態に限定されず、他の形態でも実施され得る。

Claims (11)

1. 呼吸装置のためのフィルタアセンブリであって、
   フィルタ素子を受けて保持する寸法の孔が規定されるフレームと、
   前記フレームに接続され、前記孔を覆う寸法のカバーと、
   フィルタ素子と、
   前記フィルタ素子が前記フィルタフレームに保持され、前記カバーが前記孔を横切るように配置されるときを表示する表示器とを備え、
   前記表示器が、前記フィルタフレームと前記フィルタ素子との少なくとも一方から伸びる少なくとも１個のタブを含み、
   前記表示器が、前記フィルタフレームと前記フィルタ素子とのそれぞれから伸びるタブを含み、前記タブの一方が、前記フィルタ素子が前記フィルタフレームに保持されるときに、前記タブの他方に重なり、実質的に前記タブの他方を覆うように配置されることを特徴とするフィルタアセンブリ。
2. 前記少なくとも１個のタブが、色又は表示情報を含む部分を少なくとも備える請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
3. 前記フレームが、前記孔に保持された前記フィルタ素子を検出するセンサを備え、前記フィルタ素子の検出に応じて前記表示器が動作する請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
4. 前記フレームが、前記孔に保持された前記フィルタ素子を検出するセンサを備え、前記センサが前記フィルタ素子を検出するまで、前記表示器が動作する請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
5. 前記表示器が、光源と音源生成器との少なくとも一つを含む請求項３又は４に記載のフィルタアセンブリ。
6. 前記フィルタ素子が、前記センサにより検出されるように構成された検出素子をさらに含む請求項３又は４に記載のフィルタアセンブリ。
7. 前記検出素子が磁石であり、前記センサが磁気センサである請求項６に記載のフィルタアセンブリ。
8. 前記フィルタフレームが無線信号受信器をさらに含み、前記フィルタ素子が無線信号送信器をさらに含み、前記表示器が前記フィルタ素子及びフィルタフレームの間の無線通信の受信に応じて動作する請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
9. 前記表示器が二つのモードで動作可能であり、前記アセンブリが、無線通信を認証し、認証された通信が特定されたときに第１モードで前記表示器を動作させ、非認証通信が特定されたときに第２モードで前記表示器を動作させるように構成されたプロセシング手段をさらに含む請求項８に記載のフィルタアセンブリ。
10. 請求項４に記載のフィルタアセンブリを備えた動力付呼吸装置であって、前記表示器の動作に応じて、前記呼吸装置が動作を防止されることを特徴とする動力付呼吸装置。
11. 使用者の口及び鼻孔の少なくとも一つを実質的に囲むように適合されたマスクと、
    前記マスクに取り付けられ、前記使用者の首を実質的に囲むように適合されたネックコンポーネントとを備え、
    前記ネックコンポーネントが、請求項１に記載のフィルタアセンブリと、フロー生成器とを含み、
    これにより、前記フロー生成器が呼吸装置の外側からフィルタリングされていない空気を受け取り、前記フィルタリングされていない空気を、前記フィルタアセンブリを通して運搬して前記フィルタリングされていない空気をフィルタリングし、フィルタリングされた空気を前記マスクに運搬することを特徴とする呼吸装置。

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