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Patent Searching and Data


Title:
FILTER BLOWER FOR GAS MASKS OR HOODS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/071583
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a filter blower for gas masks or hoods which are used in hazardous environments. The direct-current motor comprises a fixed stator coil module (1) and a magnet rotor which is rotatable around the periphery thereof and which also forms the blower wheel. The coils (5), the connections and electrical connection lines (7), together with an upstream motor control and voltage converter module (8,9) are embedded in a non-conducting casting compound. Power is supplied by an intrinsically safe voltage with a higher current value, corresponding to the required motor output, from an intrinsically safe accumulator or battery block (15). The filter blower, despite its high performance, is intrinsically safe in all parts and can be used in explosion protection zone 0 .

Inventors:
SCHUBERT AXEL (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/004267
Publication Date:
August 26, 2004
Filing Date:
December 19, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MSA AUER GMBH (DE)
SCHUBERT AXEL (DE)
International Classes:
A62B7/10; A62B18/00; (IPC1-7): A62B7/10
Foreign References:
US6032668A2000-03-07
US4633868A1987-01-06
US5072728A1991-12-17
Other References:
See also references of EP 1594576A1
Attorney, Agent or Firm:
Wablat, Wolfgang (Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Filtergebläse für mit einem Atemluftreinigungsfilter versehene Atemschutzmasken oderhauben, das mit ei nem Gleichstrommotor angetrieben ist und zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gleichstrommo tor mit feststehendem StatorSpulenmodul (1) und um dessen Umfangsfläche rotierendem Magnetrotor (12) die am StatorSpulenmodul (1) angeordneten Spulen (5) und deren elektrische Anschlüsse in eine nicht leitende Vergussmasse (6) eingebettet sind, dem Stator Spulenmodul (1) zur Energieeinspeisung über abge schirmte elektrische Verbindungsleitungen (7) ein Mo torsteuerungsmodul (8) und ein Spannungswandlermodul (9) vorgeschaltet sind, die gleichermaßen in eine nicht leitende Vergussmasse (6) eingebettet sind, und die entsprechend der gewünschten Motorleistung erfor derliche Energieversorgung mit einem Strom /Spannungsverhältnis erfolgt, bei dem die Spannung einen der Eigensicherheit entsprechenden Wert nicht überschreitet.
2. Filtergebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Magnetrotor (12) eine in einem Gehäuse topf (11) zentrisch angeordnete Welle (13) aufweist, die in einer zentrisch im StatorSpulenmodul ausge bildeten Lagerbuchse (3) drehbar gelagert ist, sowie über am Innenumfang angeordnete Magnete (12a) und am Außenumfang angebrachte Gebläseflügel (14) verfügt.
3. Filtergebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das StatorSpulenmodul (1), das Motorsteue rungsmodul (8) und das Spannungswandlermodul (9) aus einer BasisLeiterplatte (10) angeordnet sind, auf der die elektrischen Verbindungsleitungen (7) in In nenlage oder im Verguss angeordnet sind.
4. Filtergebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Energieversorgung aus einem eigensicher ausgebildeten Akkuoder Batterieblock (15) erfolgt.
Description:
Beschreibung Filtergebläse für Atemschutzmasken oder-hauben Die Erfindung betrifft ein Filtergebläse für mit einem Atemluftreinigungsfilter versehene Atemschutzmasken oder -hauben, das mit einem Gleichstrommotor angetrieben ist und zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorge- sehen ist.

Atemschutzhauben oder-masken, bei denen die Luftzufuhr zum Benutzer über ein Atemluftreinigungsfilter erfolgt, werden häufig mit einem von einem Gleichstrommotor ange- triebenen Filtergebläse ausgerüstet, um den Atemkomfort zu erhöhen, das heißt, die Atmung über das Filtermaterial zu erleichtern und dadurch auch Langzeiteinsätze des Be- nutzers und die Verwendung bestimmter Filtertypen zu er- möglichen.

Bei Gebläsefiltergeräten besteht immer wieder die Notwen- digkeit, diese auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzen zu können. Daraus ergibt sich die Forderung, den das Filtergebläse antreibenden Gleichstrommotor so auszubilden, dass beim Betrieb auftretende Funken die explosive Atmosphäre nicht entzünden können. Filtergeblä- semotoren, die aufgrund einer geforderten hohen Leistung nicht mehr als eigensicher gelten und daher nicht in explosibler Umgebung betrieben werden können, müssen da- her in der Schutzart d", das heißt, druckfeste Kapse- lung, ausgeführt sein. Die druckfeste Kapselung ist bei Filtergebläsemotoren aber insofern nachteilig, als der Fertigungsaufwand für derart ausgebildete Motoren auf- grund der erforderlichen geringen Spaltbreiten und großen Spaltlängen zwischen Motorgehäuseöffnung und Motorwelle sehr hoch ist und die Motoren entsprechend teuer sind.

Wegen der zum Auffangen der innerhalb des Motorgehäuses

auftretenden Zündenergie notwendigen Maßnahmen haben die in Schutzart d"ausgeführten Gebläsemotoren zudem ein hohes Gewicht. Sie können zudem nicht in der Zone"O" eingesetzt werden.

Der Betrieb von nicht in der Schutzart"d"ausgeführten Gleichstrommotoren in explosibler Atmosphäre ist hingegen nur möglich, wenn die in den Motor eingespeiste Leistung einschließlich der Induktivität nicht zu groß sind, das heißt, noch im eigensicheren Bereich (Schutzart"i") lie- gen. Dieser Forderung werden jedoch die hohen Leistungen der für Gebläsefiltergeräte verwendeten Gleichstrommotore nicht gerecht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fil- tergebläse für ein auch in der Explosionsschutzzone"0" einsetzbares Gebläsefiltergerät zu entwickeln, das mit hoher Leistung eigensicher betrieben und mit vergleichsweise geringem Aufwand gefertigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Filterge- bläse gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich weite- re Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin- dung.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht-ausgehend von der Verwendung eines Außenläufermotors mit einem innen- liegenden Stator mit feststehenden Spulen (Stator- Spulenmodul) und festen elektrischen Anschlüssen sowie einem am Umfang des Stators drehbar angeordneten Magnet- rotor zur Erzeugung des Magnetfeldes-darin, dass die Spulen, die elektrischen Verbindungsleitungen und An- schlüsse für die Spulen sowie dem Motor vorgeschaltete Motorsteuerungs-und Spannungswandlermodule in eine nicht leitende Vergussmasse eingebettet sind, wobei die Ener-

gieversorgung mit einer noch im eigensicheren Bereich liegenden Spannung und entsprechend der geforderten Mo- torleistung hoher Stromstärke erfolgt.

Das so ausgebildete Filtergebläse ist trotz einer über den Eigensicherheitskriterien liegenden hohen Leistung in Bezug auf die Energieversorgung, die Energieeinspeisung und den Motorbetrieb dennoch eigensicher sowie konstruk- tiv einfach und fertigungs-und kostengünstig aufgebaut und weist zudem ein gegenüber den in Schutzart"d"ausge- bildeten Filtergebläsen geringeres Gewicht auf und kann in der Schutzzone 0"mit den höchsten Sicherheitsanfor- derungen eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht eines Filtergebläses nebst Energieversorgung, teilweise im Schnitt und in auseinandergezogener schematischer Darstellung ; und Fig. 2 eine Draufsicht auf den feststehenden Teil und die Energieversorgung des Gleichstrommotors für das Filtergebläse.

Das Filtergebläse ist als Außenläufermotor ausgebildet, bei dem der Anker als feststehendes Stator-Spulenmodul 1 ausgeführt ist und fest auf einer Stator-Leiterplatte 2 angebracht ist. Das Stator-Spulenmodul 1 umfasst konzen- trisch um eine Lagerbuchse 3 angeordnete Spulenkerne 4 mit jeweils auf diese gewickelter Spule 5. Die Bauteile, elektrischen Zuleitungen und Anschlüsse des Stator- Spulenmoduls 1 und der Stator-Leiterplatte 2 sind in eine nicht leitende Vergussmasse 6 eingebettet. Die Stator- Leiterplatte 2 ist über elektrische Verbindungsleitungen

7 an ein Motorsteuerungsmodul 8 und ein Spannungswandler- modul 9, deren Leiterplatten 8a, 9a ebenfalls in eine Vergussmasse eingebettet sind, angeschlossen. Das Stator- Spulenmodul 1 sowie das Motorsteuerungs-und das Span- nungswandlermodul 8,9 sind auf einer Basisleiterplatte 10 angebracht, auf der die Verbindungsleitungen 7 eben- falls in eine nicht leitende Vergussmasse eingebettet sind. Das Stator-Spulenmodul 1 wird am Umfang von einem in einem Gehäusetopf 11 vorgesehenen Magnetrotor 12 zur Erzeugung eines Magnetfeldes umfasst, der über eine zent- risch im Gehäusetopf 11 befestigte und in der Lagerbuchse 3 gelagerte Welle 13 drehbar um das Stator-Spulenmodul 1 gelagert ist. Am Außenumfang des um das Stator- Spulenmodul 1 drehbaren Gehäusetopfes 11 sind Gebläse- schaufeln 14 angebracht.

Aufgrund der Verwendung eines als Außenläufer ausgebilde- ten Gebläsemotors (Gleichstrommotors), bei dem sowohl die Spulen 5 als auch deren Anschlüsse an die Spannungsquelle 15 feststehend und in eine Vergussmasse 6 eingebettet ausgeführt sind und somit während des Betriebs entstehen- de elektrische Leistung nicht nach außen dringen kann, ist der Gleichstrommotor ohne die ansonsten erforderliche druckfeste Kapselung in Schutzart"d"eigensicher ausge- führt. Dem im Verguss ausgeführten Motorsteuerungsmodul 8 für die Leistungsversorgung und Drehrichtungserkennung ist ein ebenfalls durch eine Vergussmasse abgeschirmter Spannungswandlermodul 9 zur Bereitstellung einer hohen Motorleistung, die die Grenzen der Eigensicherheit über- schreitet, vorgeschaltet, so dass die Energieversorgung in diesem Bereich ebenfalls eigensicher ist. Die Energie- zufuhr zum Spannungswandlermodul 9 erfolgt mit einem noch eigensicheren Strom-/Spannungsverhältnis, das heißt mit einem der Eigensicherheit genügenden Spannungswert von beispielsweise 6 bis 8 Volt, und somit unvergossen von einem eigensicher ausgeführten Akku-oder Batterieblock

15, und einem der gewünschten Motorleistung entsprechen- den höheren Stromwert.

In der zuvor beschriebenen Ausführungsform gilt der Fil- tergebläsemotor in allen Teilen-von der Energieversor- gung über die Energieeinspeisung bis hin zum Betrieb- somit als eigensicher und kann in einer explosionsgefähr- deten Bereichen, zum Beispiel in der Explosionsschutzzone "0"mit langanhaltender oder häufiger Gefahr des Auftre- tens einer explosiblen Atmosphäre eingesetzt werden. Das Gebläse ist zudem konstruktiv einfach und leicht ausge- bildet.

Bezugszeichenliste 1 Stator-Spulenmodul 2 Stator-Leiterplatte 3 Lagerbuchse 4 Spulenkern 5 Spule 6 Vergussmasse 7 Elektr. Verbindungsleitungen 8 Motorsteuerungsmodul 8a Leiterplatte von 8 9 Spannungswandlermodul 9a Leiterplatte von 9 10 Basisleiterplatte 11 Gehäusetopf 12 Magnetrotor 13 Welle 14 Gebläseschaufeln 15 Spannungsquelle (Akku-oder Batterieblock)