(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸用の装置であって、
加圧下の空気を収容できるように構成され、空気を清浄化するモード中に前記加圧空気を当該装置のユーザへと送出することができるようにするためのレギュレータに動作可能なように組み合わされているタンクと、
空気をフィルタ処理するモード中に前記装置の前記ユーザにフィルタ処理された空気を送出するためにフィルタ媒体を周囲大気が通過でき、当該フィルタ媒体は周囲大気中の固体粒子を捕らえるために充分なメッシュを有しており、かつ、清浄化を要する周囲大気が媒体と接触する滞留時間を、清浄化空気を形成すべく前記周囲大気から汚染蒸気および汚染ガスを除去するために充分に有することができるように構成されたフィルタシステムと、
前記空気をフィルタ処理するモード中に前記周囲大気を前記フィルタシステムの前記フィルタ媒体へと通過させて前記フィルタシステムへと移動させる手段と、
前記タンクと組み合わされている第１のバルブと前記フィルタシステムと組み合わされている第２のバルブとを有するバルブアセンブリと、を有し、
前記バルブアセンブリは、前記空気をフィルタ処理するモードから前記空気を清浄化するモードに移行するように前記バルブアセンブリを作動させるために、前記タンクから供給された前記加圧空気が前記第１のバルブを開き且つ前記第２のバルブを閉じるように、前記空気をフィルタ処理するモード中における前記フィルタシステムからの清浄化された空気の流れと前記空気を清浄化するモード中における前記タンクからの前記加圧された空気の流れとを制御するように構成されている、装置。
【請求項２】
二以上のフィルタエレメントをさらに有している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
装着者に密に装着されるように構成されたフェイスマスクをさらに有している、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記フェイスマスクに動作可能なように組み合わされたワンウェイ排出バルブを有している、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記バルブアセンブリは、前記タンクと前記フェイスマスクとの間に設けられる第１の管路と、前記フィルタシステムと前記フェイスマスクとの間に設けられる第２の管路と、を有している、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記バルブアセンブリの前記第２のバルブは、前記第２の管路と動作可能なように接続されるバルブより構成される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の管路は、前記レギュレータと前記フェイスマスクとの間を直接的に結合するものであり、
前記第２の管路は、前記フィルタシステムと前記フェイスマスクとの間を直接的に結合するものである、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
手動操作可能な前記レギュレータのバルブを更に備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記タンクから前記加圧空気が、前記第２のバルブを閉じるために、前記フィルタシステムからの前記周囲大気の流れを抑えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
呼吸用の装置であって、
加圧下の空気を収容できるように構成されるタンクと、
空気を清浄化するモード中に前記加圧空気を当該装置のユーザへと送出することができるように前記タンクと連結されるレギュレータと、
周囲大気がフィルタ媒体を通過できるように構成されるフィルタシステムと、
前記周囲大気を前記フィルタシステムへと移動させ、且つ空気をフィルタ処理するモード中に前記フィルタ媒体を通過させる加圧空気フローユニットと、
前記タンクと組み合わされている第１のバルブと前記フィルタシステムと組み合わされている第２のバルブとを有するバルブアセンブリと、を有し、
前記バルブアセンブリは、前記空気をフィルタ処理するモードから前記空気を清浄化するモードに移行するように、前記タンクからの前記加圧空気が前記第１のバルブを開き且つ前記第２のバルブを閉じるように、前記タンクと動作可能となるように連結されている、装置。
【請求項１１】
前記バルブアセンブリと流動的に結合される装着者に対し密に装着されるように構成されたフェイスマスクをさらに有している、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記フィルタ媒体は、周囲大気中の固体粒子を捕らえるために充分なメッシュを有している、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記フィルタ媒体は、周囲大気から汚染蒸気および汚染ガスを除去するために充分な媒体を有している、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記バルブアセンブリは、前記タンクと前記フェイスマスクとの間に設けられる第１の管路と、前記フィルタシステムと前記フェイスマスクとの間に設けられる第２の管路と、を有している、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記バルブアセンブリの前記第２のバルブは、前記第２の管路と動作可能なように接続されるバルブより構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の管路は、前記レギュレータと前記フェイスマスクとの間を直接的に結合するものであり、
前記第２の管路は、前記フィルタシステムと前記フェイスマスクとの間を直接的に結合するものである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記フィルタ媒体は、二以上のフィルタエレメントを有している、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記フェイスマスクに動作可能なように組み合わされたワンウェイ排出バルブを有している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
手動操作可能な前記レギュレータのバルブを更に備えている、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不良な環境において人間の呼吸を助けるための装置を対象にしている。さらに詳しくは、本発明は、汚染された空気の浄化および可搬式の清浄空気の提供に役立つ装置に関係する。
【背景技術】
【０００２】
この出願は、「動力付き空気浄化レスピレータシステムおよび呼吸装置（Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ａｉｒ  Ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｂｒｅａｔｈｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」という名称の２００３年３月２１日付の米国特許出願第１０／３９３，３４６号の継続出願である。
【０００３】
現在のところ、汚染された空気にさらされる人間の呼吸を助けるために、２つのシステムが存在する。第１に、ユーザによる吸入のため、圧縮された（例えば、ボトル入りの）空気を密に装着されたフェイスマスクへと供給し、あるいは口および／または鼻への他の管路へと供給する動力付きのレスピレータ（ＳＣＢＡ‐Ｓｅｌｆ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ  Ｂｒｅａｔｈｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ：自給式呼吸装置）が存在する。これらのシステムにおいては、ユーザは、周囲大気にまったくアクセスすることができない。第２に、周囲大気を呼吸に適するようにするための清浄化に依存するレスピレータ装置と接続され、キャニスタの形態で使用するためのフィルタ／汚染除去システムが存在する。このようなフィルタシステムは、補助的な動力を使用してもよく、使用しなくてもよい。動力付きのシステムにおいては、周囲大気が動力付きのファンなどによって適切なフィルタ／汚染除去手段または他の浄化手段を通して吸い込まれ、汚染されていた周囲の空気が呼吸可能にされる。得られた浄化済みの空気は、密に装着されるフェイスマスクなど、何らかのかぶり物へと供給される（このようなシステム一式が、動力付き空気浄化レスピレータ（Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ａｉｒ  Ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ：ＰＡＰＲ）として知られている）。どちらの種類の呼吸補助装置も、それがなければ有害に汚染されており、呼吸不可能であり、あるいは危険な空気であると考えられる周囲大気を呼吸する必要がある人間によって使用される。
【０００４】
危険な大気または呼吸不可能な大気は、含んでいる酸素が１９．５体積パーセントよりも少ない空気であると考えられる。あるいは、必要な酸素を含んではいるが、例えば粒子状物質やガス状物質などの有害な汚染物質をかなりの割合で含んでいる空気も、汚染されており有害であると考えられる。ある幾つかの状況（酸素の含有量が少なくとも１９．５体積％である）において、汚染の問題に対処して空気を清浄化し、ユーザが呼吸してもなお健康を保てるようにすることができるフィルタが備えられているフィルタシステムのみを使用して、装着者が大気の汚染されている領域へと進入可能であることが、理解できるであろう。フィルタには、装着者の周囲大気中の有害な成分を除去するための手段を備えることができる。特に、フィルタを基本とする汚染除去システム、すなわち汚染されている周囲大気を呼吸可能な空気へと変換するために清浄化するシステムは、空気の供給を正の圧力の下で清浄化エレメント（例えば、適切なフィルタなど）を通過させるとき、最も良好に機能する。すなわち、ポンプ／ファンが、汚染された大気をフィルタに通して、おそらくは汚染物質を改善するための材料に接触するようにして吸い込むために使用され、次いで、例えばフィルタ処理されて清浄化された空気を、正の圧力の下で、フェイスマスクあるいはマウスグリップ、フード、またはヘルメットなどの装着者の呼吸に関係した他の手段へと押し込む。電池で駆動されるポンプ／ファン手段などの動力付きの空気供給手段がおそらくは好ましいが、外部の手段によって駆動されない空気清浄化システムが使用可能であることもまた知られている。これらの動力無しのシステムにおいては、ユーザの肺の力が、汚染された空気を清浄化エレメントに通過させ、ユーザへと供給するために必要な起動力をもたらす。説明を簡単にするため、周囲大気を清浄化するこれらの手段を、空気浄化レスピレータ（ＡＰＲ）と称する。電池、線電流、または他の動力付きのポンプまたはファン機構を使用することによって空気がシステムを通過させられる場合、このような動作システムは、動力付き空気浄化レスピレータ（ＰＡＰＲ）として知られる。
【０００５】
動力付き空気浄化レスピレータシステム（ＰＡＰＲ）は、浄化済みの空気の酸素レベルが１９．５体積パーセントを上回っており、さらに汚染物質が、例えば煤や煙などのように濾過によって除去できるようなものであり、かつ／あるいは適切な浄化材料との反応によって改善できるようなものである限りにおいて、汚染物質に対して防御する。実際上の効果において、これらのシステムは、交換可能なフィルタおよび空気浄化キャニスタを使用するように設計されている。しかしながら、それらは、周囲大気の酸素含有量が１９．５体積％を下回る場合には、無価値である。
【０００６】
周囲大気がフィルタおよび／または汚染除去／浄化システムでは問題に対処できないほどに汚染されている場合、あるいは汚染がフィルタおよび／または汚染除去／浄化システムでは問題に対処できないようなものである場合、さらには／あるいは周囲大気の酸素含有量が人間の生存のための必要性を満足できないほど少ない（すなわち、大気がＩＤＬＨであり、ＩＤＬＨとは、周囲大気が生命および健康を即座に脅かす状態であることを意味する）場合など、他の状況も存在する。このような状況においては、汚染がそのような水準および種類である領域へと進入する者は、自分自身の空気供給源を携行しなければならない。これは、内部に加圧された清浄化空気を有するコンテナ（ボトル）の形態で自分の空気を持ち運ぶスキューバダイバーと類似する。
【０００７】
１つの問題は、水中においてダイバーは、スキューバタンクの重量の支持を助けるべく水の浮力という恩恵を有するのに対し、ＳＣＢＡの装着者は、ボトル入りの空気の重量をすべて支持しなければならないことである。それでも、大部分のＳＣＢＡシステムは、最大約１時間の使用のために充分なボトル入り圧縮空気の運搬を可能にするだけである。当然ながら、例えば消防士などのユーザがボトル入りの空気に頼りつつ不良な環境で作業できる時間を長くすることができると同時に、そのような追加の時間のサポートを得るために、その者が持ち運ばなければならない重量を極力小さくすることが、強く望まれる。
【０００８】
空気のボトルが、特に満杯であるときに重いことは、理解できるであろう。消防士の場合、彼らはすでに装備品を携行するという不利な環境にあり、さらに火炎の熱が圧縮空気のコンテナという余分な重量を持ち運ぶことをさらに困難にしている。さらに、消防士は、火炎によって大気が或る種のＡＰＲを装着することによって清浄化できる程度までにしか汚染されていない領域のさらに外の安全な周囲大気から、汚染が大気を妥当に清浄化することができないような程度であって、携行している空気を呼吸しなければならず、さもなければ酸素の不足から窒息させられ、あるいは他の汚染によって危害を受けるような領域に達するまでの比較的長い距離にわたって、前進しなければならないこともしばしばである。
【０００９】
自身の空気供給源を携行する場合、どれだけ多くの空気を安全に持ち運ぶことができるのかについて、きわめて現実的な実際上の限界が存在する。スキューバ装置を身につけた水面下での作業と対照的に、消防士によって使用される空気のボトルはきわめて重く、そのすべてを装着者が支持しなければならず、それらの重量を部分的に支持するという水の浮力の恩恵を有していない。より多くの空気を運べるようにそれらを大型化すると、重量が増して可搬性が低下する。重量と作業環境とのこの組み合わせが、自身の空気供給源および装備品類を装着／携行している消防士が有効に火災と闘うことができる時間を、厳しく制限している。
【００１０】
このように、例えば消防士が、火災に対処している時間の或る部分については空気の携行を必要としないが、火災に対処している時間の他の部分については可搬式のボトル入り空気を必要とする状況が存在する。今までのところ、既存のシステムは一方または他方に適している。すなわち、既存のシステムは、汚染された周囲大気を安全に呼吸するために充分に清浄化された空気に変換する正の圧力（ポンプによる）での濾過および浄化システムを提供するか、あるいは周囲大気のかわりに使用すべく人間によって持ち運ばれる加圧されたボトル入りの空気を提供する。両方のシステムとも欠点を有してはいるが、どちらのシステムも利点を有しており、さらには危機的な状況下での必要性をも有している。
【００１１】
以上および以下の説明では、本発明の使用によって利益を受ける種類の人々の例として消防士を使用する。しかしながら、本発明は、決して消防士への適用に限られるわけではない。化学プラントおよび精錬所で働く人々にも、本発明のシステムによって得られる利益について、かなりのニーズが存在する。化学または生物兵器による攻撃にさらされる戦場の兵士も、本発明のシステムによって大きな利益を受けるであろう。本発明によって同様に助けを受ける者が他にも存在することを、当業者であれば理解できるであろう。
【発明の開示】
【００１２】
本発明の一態様は、密に装着されるフェイスマスク、あるいは人物の顔または口または鼻（あるいはそれらの任意の組み合わせ）へと密に装着されるように構成され、呼吸用の空気を必要としている人物に呼吸用の空気をもたらす他の従来の手段を有している呼吸補助装置である。理解を容易にするため、さらなる説明は、フェイスマスクの使用について行なう。しかしながら、フェイスマスクの使用は例示であって、本発明を限定するものではない。マウスピースもまた、呼吸可能な空気をユーザへともたらす機能を果たすことができる。
【００１３】
完全な手動動作においては、ＰＡＰＲおよびＳＣＢＡがそれぞれ専用の呼吸用ホースによってフェイスマスクに接続される。入り口が２つあるフェイスマスクの場合にはそれぞれ専用の入り口点において接続され、入り口が１つであるフェイスマスクの場合には「Ｔ字形」部品または同様の接続装置を介して接続される。フェイスマスクまたはその近傍において、それぞれに逆止弁（ワンウェイバルブ）が設けられる。排出空気を大気へと放出できるよう、排気バルブがフェイスマスクに設けられる。装着者が清浄化された周囲大気または供給された（ボトル入りの）空気のいずれを受け取るのかを制御できるよう、バルブシステムおよび／または切り替えシステムが設けられる。ＳＣＢＡおよびＰＡＰＲからの空気供給源の両者がバルブマニホールドに接続されているバルブシステムおよび／または切り替えシステムは、ユーザによって手動で動作させることができ、その場合には、ユーザがどちらの空気供給源を使用するのかを自主的に決定する。あるいは、このバルブシステムおよび／または切り替えシステムは、半自動制御のもとで動作させることができる。起動時においては、ＳＣＢＡ供給は遮断された状態にあり、ＰＡＰＲがオンの状態にある。空気は、ＰＡＰＲを経由してフェイスマスクへと通過する。装着者の裁量において、または周囲大気の採取および試験にもとづいて動作し警報によってシステムをＰＡＰＲ動作からＳＣＢＡ動作へと切り替えるべきであることを知らせる可聴式および／または可視的警報への応答において、装着者がＳＣＢＡ供給バルブを開き、次いでＰＡＰＲをオフにする。排出されるＳＣＢＡ空気の圧力がマニホールドバルブを往復させて（ｓｈｕｔｔｌｅ）、ＰＡＰＲを自動的にオフにし、空気の供給をＳＣＢＡのみにする。別の方法では、キャニスタ／フィルタアセンブリからの清浄化空気を受け入れるか、あるいは供給空気ボトル手段からの空気を要求するかについての決定を、バルブ手段に組み合わされた採取および試験手段にもとづいて自動で行なうことができる。バルブ手段は、マニホールドバルブによって、ＳＣＢＡへのアクセスを開き、ＰＡＰＲへのアクセスを閉じるように電気的に操作される。
【００１４】
少なくとも１つの空気ボトルが、フェイスマスクの少なくとも１つの引き込み口への連結部と一体となって設けられるとともに、制御可能なバルブが設けられて、ボトルから空気を引き込むか否かについての制御を可能にする。少なくとも１つのフィルタまたはキャニスタが、空気ボトルとは別個に設けられ、やはり制御可能なバルブシステムを備えており、ＰＡＰＲにより周囲大気を取り入れてフェイスマスクへと供給するか否かについての制御を可能にする。電池または他の動力による電動モータ駆動ファンが、フィルタまたはキャニスタとユーザとの間に動作可能なように取り付けられる。電動モータ駆動ファンは、スイッチまたはハンドルなどのモータ駆動ファンの運転および停止を可能にするための手段を備えている。
【００１５】
このようにして、周囲大気が充分な酸素含有量を有しており、かつ汚染物質がキャニスタにおける濾過または化学的処理による除去に適している場合、スイッチを操作することによってファンを動作させることができる。そして、周囲大気がフィルタまたはキャニスタを通過するように供給され、フィルタまたはキャニスタによって煤やその他の有害な粒子、蒸気、または気体などの有害な成分が取り除かれる。手動操作のもとでは、周囲大気が充分な酸素を有していない場合、あるいは汚染物質がフィルタまたはキャニスタにおける濾過または他の処理によっては除去できないものである場合に、装着者によってＳＣＢＡのバルブが開かれ、ＰＡＰＲが閉じられる。周囲大気は、もはやフィルタ／キャニスタを通って取り入れられない。代わりに、直ちにＳＣＢＡによって供給が行なわれる。
【００１６】
フェイスマスクが使用される場合には、導入空気がフィルタキャニスタを通過したものであるか、ボトル入りの圧縮空気から由来したものであるかにかかわらず、呼吸により吐き出された空気を排出できるようにするワンウェイバルブが、フェイスマスクに適切に設けられる。このようなワンウェイバルブを閉回路装置と連結して使用することも、本発明の範囲内にあると考えられる。
【００１７】
従来と同様、かなりの圧力下にあるボトル入りの空気は、呼吸器系を痛めることなくユーザによって呼吸できる充分な程度に、その圧力を下げる必要がある。この手順およびそれを実現可能にするための装置は、それ自体が周知である。適切には、市販の第１段および第２段のレギュレータを、この目的のために使用することができる。すなわち、実質的に、一連の２つのバルブシステムが、空気ボトルとフェイスマスクとの間に配置されている。第１のバルブは単純な開閉バルブであって、空気ボトルまたはその直近に取り付けられる。また、圧力低減用のバルブシステムであるレギュレータが、第１のバルブとフェイスマスクとの間のラインに配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで図面を参照すると、図１および図２には、周囲大気の進入に抗して装着者の顔へと密に装着されるように構成されたフェイスマスク１０を有する装置が示されている（図をわかりやすくするため、マスクを装着するユーザは示されていない。さらに図をわかりやすくするため、代替の口および／または鼻用の呼吸エレメントも図示されていない）。ホース１４は、フェイスマスク１０を呼吸可能な空気の供給源へと直接に接続する（図１、２および６を参照）。呼吸可能な空気は、例えば、清浄化され、ブロアモータとファンとからなるアセンブリ１５によってフェイスマスクへと送り込まれる空気などである。この実施形態においては、さらにフェイスマスク１０は、ホース２７によって圧縮空気のボトル２２へと直接に接続されている。なお、この実施形態においては、フェイスマスク自身が、ボトル入りの空気および清浄化された周囲大気の両方が送り込まれるプレナムチャンバ（ｐｌｅｎｕｍ  ｃｈａｍｂｅｒ）である。
【００１９】
ブロアモータとファンとからなるアセンブリ１５は、プレナムチャンバアセンブリ１８に動作可能なように接続され、プレナムチャンバアセンブリ１８には、複数個のフィルタエレメント１６が取り付けられている。羽根車ファン２５を連動させることにより、フィルタまたはキャニスタ（清浄化空気１９を生成すべく、固体粒子物質、有毒ガスおよび／または臭気を清浄化する適切な汚染除去部１６を含んでいる）を通じて周囲大気が引き込まれるように構成されている。装着されたキャニスタの種類および汚染された領域で過ごす時間を条件として、キャニスタは、化学的に汚染され、生物学的に汚染され、あるいは原子力によって汚染された環境において、呼吸可能な空気を提供することができる。
【００２０】
恐らくは充分な酸素含有量を有している清浄化された空気は、ファン２５によってフェイスマスク１０に作用できる関係へと吸い込まれるように構成されている。それによって、呼吸可能な空気が装着者に供給される。清浄化された空気１９は、図６に示すように、マスク１０へと直接に供給することができる。あるいは、図３、４および５に示すように、清浄化された空気１９は、第２プレナムチャンバ２１の中を通ってフェイスマスク１０へと分散させることができる。
【００２１】
このように、本発明の一実施形態は、フェイスマスク１０への別個のアクセス３０，３２を設けることによって、清浄化された周囲大気の供給を、ボトル入り空気の供給（通常大気から適切に供給される）から分離させている。これらの別個の入り口点は、それぞれ、ワンウェイバルブまたは逆止弁であるバルブ３４，３６によって閉じられるよう、適切に構成されている。すなわち、これらのバルブ３０，３２ならびに空気供給源からの空気圧が、当分は、フェイスマスク１０への空気の流入を可能にする。しかし、フェイスマスクの空気在中物は、フェイスマスクから流出して他の空気供給源および浄化システムへと戻ることはできない。さらに、やはりワンウェイバルブである別個のバルブ３８が設けられており、フェイスマスク１０の在中物をフェイスマスク１０から周囲大気へと放出できるようにしている。この放出バルブ３８は、フェイスマスク１０のガス状在中物が周囲よりも高い圧力にあるときにのみ、開くように設計されている。
【００２２】
本発明の他の実施形態においては、フェイスマスク１０が、ホース１４ａを介してプレナムチャンバ２１へと接続されている。プレナムチャンバ２１は、ホース２７を通じ、レギュレータ１２および遮断弁２４を介して空気ボトル２２からの供給を受けるように構成されている。さらに、プレナムチャンバ２１は、ホース２９を介し、ファン２５を通じて、フィルタ／汚染除去キャニスタ１６からの浄化済み空気１９の供給を受けるように構成されている。プレナムチャンバ２１は、選択的にボトル入り空気または浄化済み空気の供給を受けることができる。
【００２３】
図３、４および５においては、フェイスマスク１０が、ホース１４ａを介してプレナムチャンバ２１へと接続され、次いでプレナムチャンバ２１が、ホース２７を介して圧縮空気ボトル２２へと接続されることが示されている。さらにプレナムチャンバ２１は、ホース２９を介し、ブロア羽根車２５を通じてプレナムチャンバ１８へと接続され、そこからフィルタ／汚染除去キャニスタ１６および周囲の大気の導入口３１へと接続されている。空気ボトル２２は、ホース２７、レギュレータ１２および遮断弁２４を介して、プレナムチャンバ２１へと接続されている。プレナムチャンバ２１は、空気ボトル２２またはフィルタ／汚染除去キャニスタ１６からの空気の流れを制御するように構成された適切なバルブ手段３４，３６を有している。羽根車ファン２５は、導入口３１とフィルタ／汚染除去キャニスタとを通じて、周囲大気をフェイスマスクへと移動させるための手段を提供する。
【００２４】
フィルタ／キャニスタプレナムチャンバ１８は、少なくとも１つ、好ましくは複数のフィルタまたはキャニスタ１６を担持する。各キャニスタからの出口１９は、モータ駆動ファン２５によって各フィルタ／汚染除去キャニスタ１６へと引き込まれた汚染空気が清浄化され、次いでファン２５によってホース１４ａおよびレギュレータバルブシステム２１を経由してフェイスマスク１０へと供給されるよう、好ましくはマスクプレナム２１の開口２１に動作可能なように組み合わされている。
【００２５】
図１および２においては、それぞれがフィルタ媒体を収容している３つのキャニスタ１６が示されている。さらに、キャニスタのうちの１つ以上が、フィルタ処理できない有害な成分を除去することによって、周囲環境の空気を浄化する働きをする適切な材料を収容していてもよい。
【００２６】
好ましい実施形態においては、キャニスタを、各キャニスタが別個の導入開口２０および別個の出口１９を有するように組み立てることができる。ありとあらゆる特殊フィルタ／汚染除去キャニスタを通過するすべての空気が、上述したように、ファン手段２５に動作可能なように組み合わされた空気収集チャンバ３３を有しているマニホールドプレナム１８へと出て行く。個々のフィルタ／汚染除去キャニスタは、個別にまたは複数構成で使用することができる。そして、フィルタ／汚染除去キャニスタは、すべてをフィルタプレナムチャンバ１８の片側に取り付けることができ、あるいは幾つかを片側に、幾つかを他方の側に、所望の個数を取り付けることができる。
【００２７】
レバー式ハンドルまたは回転ハンドル４３が、フィルタカバー４４およびモータオン／オフスイッチ４５に接続されている。半自動モードまたは自動モードおいては、レバー４３が電磁操作されてもよい。モータがオフの位置においては、フィルタカバーがフィルタ／汚染除去キャニスタの空気進入口を覆って配置されることによって、空気がフィルタ／汚染防止キャニスタへと入ることがないようにする。この機能により、汚染された大気中で装置がＳＣＢＡモードで動作している間に、フィルタ／汚染防止キャニスタが汚染された空気を一切取り入れないようにして、フィルタ／汚染防止キャニスタが不必要に汚染されることがなくなる。オン／オフスイッチと連動させることによって、ＰＡＰＲがオンにされたときに、フィルタ／汚染除去キャニスタの気道が開かれることを確実にする。
【００２８】
空気シリンダ２２は、従来からの装着帯１７に取り付けられる。そして、空気シリンダ２２は、該空気シリンダから解放された空気がキャニスタ内のフィルタ媒体を迂回して直接にプレナムチャンバ２１へと進み、次いでホース１４ａを通ってフェイスマスク１０に入るよう、ＰＡＰＲマニホールドプレナムチャンバ２１に動作可能なように組み合わせられる。ボトルの圧力をユーザにとって扱いやすい圧力にまで下げるため、ガス圧レギュレータ１２が、ボトル入りの空気とともに使用するために必要とされる。
【００２９】
注目すべきは、プレナムチャンバ２１を、３つあるモードのうちのいずれかで動作させることができる点である。手動制御のもとでは、ＰＡＰＲモードで始動し、ＰＡＰＲがオンにされる。主シリンダ２２のバルブは開いており、第２段のレギュレータ１２は閉じている。ブロアモータアセンブリ１５からの空気の圧力によって、プレナムチャンバ２１のバルブ３４は閉じ、バルブ３６は開いている。装着者は、大気が呼吸不可能になる恐れがあるか、あるいは大気が装着されたフィルタキャニスタが対処するように設計されているよりも大きな脅威によって汚染される恐れがあると判断した場合に、第２段のレギュレータ１２を開くことができる。これによりもたらされる空気の圧力により、バルブ３４が開かれ、空気がプレナムチャンバ２１を通過する。プレナムチャンバ２１にもたらされた圧力によって、バルブ３６が閉じられ、ＰＡＰＲからの空気を遮断する。今や、装着者はボトル入りの空気のみを呼吸することになる。装着者は、ＰＡＰＲブロアモータ１５への電源供給をオフにすることができる。
【００３０】
半自動モードまたは自動モードにおいては、ＰＡＰＲモードで始動し、ＰＡＰＲがオンにされる。主シリンダ２２のバルブは開いており、第２段のレギュレータ１２は閉じている。ブロアモータアセンブリ１５からの空気の圧力によって、プレナムチャンバ２１のバルブ３４は閉じ、バルブ３６は開いている。センサ手段が、大気が呼吸不可能になる恐れがあるか、あるいは大気が装着中のフィルタキャニスタが対処するように設計されているよりも大きな脅威によって汚染される恐れがあると判断した場合に、システムが可聴式の警報を鳴らして、第２段のレギュレータ１２を開くよう装着者に指示する。これによりもたらされる空気の圧力によって、バルブ３４が開かれ、空気がプレナムチャンバ２１を通過する。あるいは、システムが自動的にバルブ３４を開き、バルブ３６が閉じられ、ＰＡＰＲがオフにされる。
【００３１】
全自動モードにおいては、ＰＡＰＲモードで始動し、ＰＡＰＲがオンにされる。主シリンダ２２のバルブは開いており、第２段のレギュレータ１２は開いている。プレナムチャンバ２１のバルブ３４は電気的または電磁的に閉じた状態に保持されており、ブロアモータアセンブリ１５からの空気の圧力によって、バルブ３６は開いている。センサ手段が、大気が呼吸不可能になる恐れがあるか、あるいは大気が装着中のフィルタキャニスタが対処するように設計されているよりも大きな脅威によって汚染される恐れがあると判断した場合に、システムがバルブ３４への制御を切り替えてこれを開く。そして、空気がプレナムチャンバ２１へと通過され、バルブ３６が閉じられ、次いでＰＡＰＲがオフにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による装置の分解斜視図である。理解を容易にするために幾つかの部品は省略されている。
【図２】本発明による装置の一態様について、完全に組立てられた状態の斜視図である。ＰＡＰＲおよびＳＣＢＡの両者がフェイスマスクへの接続のために共通のホースを使用している。
【図３】本発明による空気供給システムの第１の実施の形態の概略図である。
【図４】本発明による空気供給システムの第２の実施の形態の概略図である。
【図５】本発明による空気供給システムの第３の実施の形態の概略図である。
【図６】本発明による空気供給システムの第４の実施の形態の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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