特許 7220774 空気交換バックアップユニットを備えたＮＢＣろ過システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-02

(45)【発行日】2023-02-10

(54)【発明の名称】空気交換バックアップユニットを備えたＮＢＣろ過システム

(51)【国際特許分類】

   A62B 13/00 20060101AFI20230203BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20230203BHJP

   F24F 8/108 20210101ALI20230203BHJP

【ＦＩ】

A62B13/00

F24F7/06 B

F24F8/108

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021505647

(86)(22)【出願日】2019-03-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 IL2019050293

(87)【国際公開番号】W WO2020031169

(87)【国際公開日】2020-02-13

【審査請求日】2022-01-17

(31)【優先権主張番号】261094

(32)【優先日】2018-08-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IL

(73)【特許権者】

【識別番号】521040488

【氏名又は名称】ベス－エル ジフロン ヤアコヴ インダストリーズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｔｈ－Ｅｌ Ｚｉｋｈｒｏｎ Ｙａａｑｏｖ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100139723

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 洋

(72)【発明者】

【氏名】コーガー，サミュエル

(72)【発明者】

【氏名】シュナイダー，ジョナサン

【審査官】飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０１５９４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１６７３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３２８７７５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００４－２７０４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０４８６９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４９－０２８８３７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】登録実用新案第３１４７２３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－２６８８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６２Ｂ ７／００－３３／００

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｆ２４Ｆ ８／１０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタユニット；前記フィルタユニットに気流接続されたブロワー；および前記ブロワーに機械的に接続された空気交換バックアップユニットを備える、防護シェルター用のＮＢＣろ過システムであって、
前記空気交換バックアップユニットが、互いに連続的にリンクされて折り畳み式アームを形成する複数のヒンジ式セグメントを含み、該ヒンジ式セグメントは、相互に回転運動を伝達するように構成され、前記空気交換バックアップユニットの第１の端部は前記ブロワーを駆動し、前記空気交換バックアップユニットの第２の端部は取り外し可能な手回しクランクを支持し、前記手回しクランクを手動で回転させることにより前記ブロワーのインペラが回転し、前記ＮＢＣろ過システムが天井近くの位置に取り付けられ、前記空気交換バックアップユニットが平常時は選択的に折り畳まれている、
ことを特徴とする、ＮＢＣろ過システム。

【請求項2】

前記ヒンジ式セグメントのそれぞれは、該セグメントの一端から他端へ回転運動を伝達する機械的ドライブを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項3】

前記ヒンジ式セグメントを対にする各リンクは、１つのセグメントから他のセグメントへ回転運動を伝達する回転可能なシャフトを備え、該シャフトはヒンジ軸と同じ軸を共有することを特徴とする、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項4】

前記ヒンジ式セグメントの少なくとも１つはさらに、第１の増速トランスミッションの少なくとも１つのステージを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項5】

前記空気交換バックアップユニットの前記第１の端部が、前記ブロワーを駆動する電気モータに旋回可能に取り付けられ、前記手回しクランクを手動で回転させることにより前記電気モータのシャフトが実質的に前記電気モータの定格回転数で回転することを特徴とする、請求項４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項6】

前記空気交換バックアップユニットの前記第２の端部が、前記手回しクランクの手動クランキングに都合のよい位置で前記防護シェルターの壁にしっかりと取り付けることができることを特徴とする、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項7】

前記モータが、第２の増速トランスミッションを介して前記ブロワーを駆動することを特徴とする、請求項５に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項8】

前記第２の増速トランスミッションが、３０００ｒｐｍ超の回転速度で前記ブロワーのインペラを駆動できることを特徴とする、請求項７に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項9】

前記ブロワーを駆動する前記電気モータが、４極誘導モータであることを特徴とする、請求項５に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項10】

前記第２の増速トランスミッションが、マルチグルーブＶベルトドライブ；歯付きベルトドライブ；ローラーチェーンドライブ；および逆歯チェーンドライブからなる群より選択されることを特徴とする、請求項７に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項11】

前記ローラーチェーンドライブまたは前記逆歯チェーンドライブのピッチサイズが、４ｍｍ～６ｍｍの間で選択されることを特徴とする、請求項１０に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項12】

前記ヒンジ式セグメントのそれぞれが、前記第１の増速トランスミッションの１つのステージを含むことを特徴とする、請求項４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項13】

前記第１の増速トランスミッションが、ローラーチェーンドライブの３つのステージを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項14】

前記ローラーチェーンドライブのピッチサイズが、６ｍｍ～１０ｍｍの間で選択されることを特徴とする、請求項１３に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項15】

操作中、前記第１の増速トランスミッションが、前記モータのシャフトに取り付けられた一方向フリーホイールを介して、前記モータに回転運動を伝達することを特徴とする、請求項５に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項16】

前記第１の増速トランスミッションの第１の中間シャフトが、前記空気交換バックアップユニットの第１のセグメントと第２のセグメントとの間のヒンジ軸も画定し、前記第１の増速トランスミッションの第２の中間シャフトが、前記空気交換バックアップユニットの前記第２のセグメントと第３のセグメントとの間のヒンジ軸も画定することを特徴とする、請求項１３に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項17】

前記空気交換バックアップユニットが４つのセグメントを含み、該セグメントのそれぞれが、前記ブロワーを直接駆動するのに十分な全体的な伝達比を提供する前記第１の増速トランスミッションの１つのステージを備えることを特徴とする、請求項４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項18】

前記空気交換バックアップユニットが２つのセグメントを含み、専用の増速トランスミッションが、前記空気交換バックアップユニットと前記モータとの間に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項19】

前記空気交換バックアップユニットが第１の増速比を備え、前記専用の増速トランスミッションが、全体として必要な増速比を提供するように計算された追加の第２の増速比を提供することを特徴とする、請求項１８に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項20】

停電の際に防護シェルターに新鮮な空気を導入する方法であって、
ａ．フィルタユニット；電気モータによって駆動されるブロワー；前記電気モータに旋回可能に取り付けられた第１の端部を有する空気交換バックアップユニット；および前記空気交換バックアップユニットの第２の端部に選択的に取り付けられた取り外し可能な手回しクランクを含む、天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムを提供する工程であって、前記空気交換バックアップユニットが、互いに連続的にリンクされて折り畳み式アームを形成する複数のヒンジ式セグメントを含み、該ヒンジ式セグメントが、相互に回転運動を伝達するように構成される、工程；
を伝達するように構成される。
ｂ．停電時に前記空気交換バックアップユニットを展開する工程；
ｃ．前記空気交換バックアップユニットの前記第２の端部を、前記手回しクランクの手動クランキングに都合のよい位置で防護シェルターの壁に取り付ける工程；
ｄ．前記取り外し可能な手回しクランクを前記空気交換バックアップユニットの前記第２の端部に取り付ける工程；および
ｅ．停電が続く間に前記手回しクランクを回転させる工程
を含む、方法。

【請求項21】

ｆ．電力が復活したときに前記手回しクランクを回転させる工程ｅを停止する工程；
ｇ．前記取り外し可能な手回しクランクを前記空気交換バックアップユニットの前記第２の端部から取り外す工程；
ｈ．前記空気交換バックアップユニットの前記第２の端部を前記防護シェルターの壁から取り外す工程；および
ｉ．前記空気交換バックアップユニットを折り畳む工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共同防護シェルターのＮＢＣろ過システムに関する。より詳細には、空気交換バックアップユニットを備えたＮＢＣろ過システムに関する。

【背景技術】

【0002】

イスラエルでは、オフィスビル、ショッピングモール、商業施設、娯楽施設などの公共建造物は、緊急時に使用するためにＮＢＣ防護スペースを保持する必要がある。防護スペースには、ＮＢＣろ過システムが含まれる。保持されたスペースは、平時は他の定期的な目的に使用されてもよい。通常、このスペースは、重い家具を必要とせず、緊急時に迅速に片付けることができる会議室または待合室として使用される。このような建物における床面積１平方メートルあたりのコストが高いため、ＮＢＣろ過システムが占めるスペースは最小限であることが所望である。

【0003】

規制では、そのような公共のＮＢＣろ過システムは、粒子フィルタおよびガス吸着フィルタで構成されるフィルタユニット、および、一定の空気交換率に適した電動ブロワーを含むべきであることが示されている。さらに、ＮＢＣろ過システムには、停電時に手動で操作するための手回しクランクのような人力インターフェースを含む、人力によって活動される空気交換バックアップユニットが必要である。空気交換バックアップユニットは、電力が利用できない場合は電力の代わりに人力を使用して防護シェルターに新鮮な空気を導入する。通常、空気交換バックアップユニットは、手回しクランクによって手動で回転される入力シャフトおよび電動ブロワーを回転させるために係合される出力シャフトを有する、増速ギアを含む。手回しクランクは、正常時にスペースを空けるために取り外し可能でもよい。

【0004】

「Ｎｕｃｌｅａｒ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ」の略であるＮＢＣという用語は、ここでは広義の解釈で使用されており、核、生物、放射能、および化学の１つまたは複数を意味する。したがって、ろ過システムに必ずしもすべての機能が実装されていない。例えば、生物学的および化学的攻撃防護を提供するが、核攻撃防護を全くまたは部分的にしか提供しないろ過システムは、依然としてＮＢＣろ過システムと考えられる。

【0005】

イスラエル国特許出願第２４４６３１号は、セキュリティルームの換気およびろ過システムを提案し、これは以下を含む：セキュリティルームを換気するために空気を送るブロワー；ブロワーに接続されて空気をろ過するエアフィルタ；エアフィルタおよびブロワーを内部に収納できるハウジング；および、ハウジング下の空間を利用できるようにハウジングをセキュリティルームの天井の収納位置に上昇させ、かつ、ハウジングをセキュリティルームの床の作動位置に降下させる機構。

【0006】

しかしながら、提案された解決策は煩雑であり、緊急時にろ過システム全体を降下させる必要がある。システム全体の重量が１００ｋｇに達する可能性があり、平均的な人が簡単に操作できるようにする必要がある昇降機構は、それ自体が複雑になる。

【0007】

本出願人のイスラエル国特許出願第２４６８２７号は、特許文献１としても公開され、床面積を節約し全体的なスペースを節約する、共同防護シェルター用の操作が簡単なＮＢＣろ過システムについて説明する。出願第２４６８２７号によると、ＮＢＣろ過システムは、シェルターの占有者が快適に手の届かない場所にあるスペースに含まれているため、使用可能な床面積を節約する一方で、起動、手動操作、およびＮＢＣろ過システムの状態を変更するための手段は、シェルターの占有者が快適に手の届く範囲内の位置から操作される。上記の出願はまた、本発明を実施するための基本的な構造上のオプションを示唆している。

【0008】

具体的には、ＮＢＣろ過システムおよび空気交換バックアップユニットが平均的な人の身長よりも高い位置にあるＮＢＣろ過システムを操作するオプションが提案されている。このオプションは、手回しクランクまたはフットペダルなどの人力インターフェースが、手の届かないＮＢＣろ過システムに離れて機械的または電気的に接続されることを提案している。

【0009】

提案される空気交換バックアップユニットは、平均的な人が使用するのに適切な高さにおいて別のユニットとして配置された手回しクランクによって遠隔で駆動される。手回しクランクは、片側で壁に支持されており、必要に応じて反対側で取り外し可能なフロアスタンドで支持され、使用中に手回しクランクをしっかりと保持する。必要に応じて、フロアスタンドが不要になるように、適切な支持性能ベアリングを使用してのみ手回しクランクを壁に取り付けることができる。動力は、手回しクランクおよび電動ブロワーシャフトに取り付けられたプーリーまたはスプロケットを備えた駆動ベルトまたはチェーンなどの機械的動力伝達手段を介して伝達される。

【0010】

しかしながら、実際の設置では、ＮＢＣろ過システムはさまざまな場所およびさまざまな高さに取り付けられているようである。さまざまの場所は、建物の構造間の吸気管の位置のバリエーションによって実施される。このように場所が異なるため、さまざまな設置に単一の駆動解決策を使用することは困難である。

【0011】

さらに、提案されたチェーンまたはベルト駆動は、外部にあり増速ギアに追加される通気システムの効率を低下させる。さらに、特許文献２で提供される解決策は原則的なものであるが、より具体的な構造上の実装が必要である。

【0012】

したがって、効率的な節電操作、異なる建設現場での設置の容易さ、および維持費の削減を可能にするために、上記の従来技術のシステムをさらに最適化する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】国際公開第２０１８／０１５９４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

したがって、本発明の主な目的は、従来技術のシステムの欠点および制限を克服し、空気交換バックアップユニットの最適化構造を有する共同防護シェルターのＮＢＣろ過システムを提供することである。提案される最適化構造は、設置の柔軟性を維持しながら、空気交換バックアップユニットのさまざまな構成要素の効率的な操作および統合を提供する。その結果、ろ過システムは、単一タイプの空気交換バックアップユニットを使用して、さまざまな位置および方向で簡単に設置できる。

【0015】

本発明の実施形態によれば、天井近くの位置に取り付けられたＮＢＣろ過システムが提供され、以下を備える：フィルタユニット、フィルタユニットに気流接続されたブロワー、およびブロワーに機械的に接続された空気交換バックアップユニット。空気交換バックアップユニットは、互いに連続的にリンクされて折り畳み式アームを形成する複数のヒンジ式セグメントを含む。ヒンジ式セグメントは、相互に回転運動を伝達するように構成されている。空気交換バックアップユニットの第１の端部はブロワーを駆動し、空気交換バックアップユニットの第２の端部は取り外し可能な手回しクランクを支持する。手回しクランクを手動で回転させると、ブロワーのインペラが回転する。空気交換バックアップユニットは、平常時は選択的に折り畳まれている。

【0016】

実施形態の一態様によれば、ヒンジ式セグメントのそれぞれは、セグメントの一端から他端へ回転運動を伝達する機械的ドライブを備えている。

【0017】

実施形態の別の態様によれば、ヒンジ式セグメントを対にする各リンクは、ヒンジ軸と同じ軸を共有する回転可能なシャフトを備えている。

【0018】

実施形態の一態様によれば、ヒンジ式セグメントの少なくとも１つはさらに、第１の増速トランスミッションの少なくとも１つのステージを含む。

【0019】

別の態様によれば、空気交換バックアップユニットの第１の端部は、ブロワーを駆動する電気モータに旋回可能に取り付けられている。手回しクランクを手動で回転させると、電気モータのシャフトが実質的に電気モータの定格回転数で回転する。

【0020】

さらに別の態様によれば、空気交換バックアップユニットの第２の端部は、手回しクランクの手動クランキングに都合のよい位置で防護シェルターの壁にしっかりと取り付けることができる。

【0021】

本発明の別の態様によれば、停電の際に防護シェルターに新鮮な空気を導入する方法が提供される。この方法は、以下の１つまたは複数の工程を含む：
ａ．以下を含む天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムを提供する工程：フィルタユニット；電気モータによって駆動されるブロワー；前記電気モータに旋回可能に取り付けられた第１の端部を有する空気交換バックアップユニット；および前記空気交換バックアップユニットの第２の端部に選択的に取り付けられた取り外し可能な手回しクランク；前記空気交換バックアップユニットは、互いに連続的にリンクされて折り畳み式アームを形成する複数のヒンジ式セグメントを含み、ヒンジ式セグメントは、相互に回転運動を伝達するように構成される。
ｂ．停電時に空気交換バックアップユニットを展開する工程。
ｃ．空気交換バックアップユニットの第２の端部を、前記手回しクランクの手動クランキングに都合のよい位置で防護シェルターの壁に取り付ける工程。
ｄ．取り外し可能な手回しクランクを空気交換バックアップユニットの第２の端部に取り付ける工程。
ｅ．および、停電が続く間に手回しクランクを回転させる工程。

【0022】

この方法はさらに、以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｆ．電力が復活したときにクランキング動作を停止する工程。
ｇ．取り外し可能な手回しクランクを空気交換バックアップユニットの第２の端部から取り外す工程。
ｈ．空気交換バックアップユニットの第２の端部を防護シェルターの壁から取り外す工程。
ｉ．および、空気交換バックアップユニットを折り畳む工程。

【0023】

本発明、および本発明を実際に実行することができる方法は、非限定的な例としてのみ、以下の説明のための図を参照して理解され、同様の参照番号は同様の較正要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に従って作製された空気交換バックアップユニットを用いるＮＢＣろ過システムの正面図

【図2】図１のＮＢＣろ過システムの斜視図

【図3】半分折り畳まれた空気交換バックアップユニットを示す、図１のＮＢＣろ過システムの斜視図

【図4】取り付けブラケットおよびブロワーのカバーが取り外された、図３に示されるＮＢＣろ過システムの斜視図

【図5】空気交換バックアップユニットおよびブロワーの斜視背面図

【図6】オープンフレーム型の空気交換バックアップユニットの斜視概略図

【図7】図６に示される２つのセグメントの分解斜視図

【図8】図５の空気交換バックアップユニットおよびブロワーの分解斜視図

【図9】ブロワーおよび空気交換バックアップユニットの電気的および手動駆動システムを示す斜視スケルトン図

【図10】本発明の別の実施形態に従って作製された空気交換バックアップユニットの斜視図

【図11】本発明のさらに別の実施形態に従って作製された空気交換バックアップユニットの斜視図

【図12】ＮＢＣろ過システムの操作方法を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明を詳細に説明する前に、本発明に関連するいくつかの用語を定義する。本出願を通して以下の定義が用いられることに留意すべきである。

【0026】

本発明の目的で、「上部（top）」、「底部（bottom）」、「下（below）」、「上（above）」、「左」、「右」、「水平」、「垂直」、「上方（upper）」、「下方（down）」などの方向を示す用語は、本発明のさまざまの実装形態の説明において単に便宜のために使用される。本発明を実施するアセンブリは、さまざまに方向づけられてもよい。

【0027】

本発明の目的で、「複数」という用語は、２つまたは２つより多くを指す。

【0028】

本発明の目的で、「ヒンジ式要素」という用語は、少なくとも１つのヒンジを備えているか、またはヒンジ点の周りで当該要素の旋回を可能にする少なくとも１つのヒンジ点を有する要素を指す。

【0029】

本発明の目的で、「セグメント」という用語は、アセンブリが分離または分割される部品の１つを指す。

【0030】

本発明の目的で、「空気交換バックアップユニット」という用語は、停電の場合に防護シェルターに新鮮な空気を導入するように構成された、人力によってエネルギーを与えられる装置を指す。

【0031】

本発明の目的で、「折り畳み可能」という用語は、それが使用されていないときに小さいスペースに折り畳むことができる構造を指す。

【0032】

本発明の目的で、「逆歯チェーン」または「サイレントチェーン」という用語は、標準または修正歯車と係合するようにそのリンク上に形成された歯を備えたある種の駆動チェーンを指す。

【0033】

本発明の目的で、「ピッチ」という用語は、ローラーチェーン内のローラーなどの、連続対応する物理的事象の間の距離を指す。

【0034】

「ＮＢＣ」という用語は、核、生物、化学および放射能の脅威のいずれか、またはそれらの任意の組合せを含む、あらゆる種類の危険物質の一般的な略語として、この文章を通して使用される。そのような組合せには、例えば、ＮＢＣ、ＣＢＲＮ、ＣＢＲ、ＢＣ、ＢおよびＣが含まれ得る。

【0035】

図を参照すると、本発明の一実施形態によれば、図１には、全体が１０で示された共同防護シェルター用のＮＢＣろ過システムの正面図が示されている。図２は、同様のＮＢＣろ過システムの斜視図を示しており、破線は防護シェルターの近くの内部境界を表している。図１および２には、プレフィルタ１４、フィルタユニット３０、および全体が２０で示された空気交換バックアップユニット２０が見える。粗い粒子を保持することを目的としたプレフィルタ１４は、建設中に建物のコンクリート壁に埋め込まれた空気取り入れ口に取り付けられる。空気取り入れ口は、従来技術で知られているように、ブラストバルブをさらに含んでもよい。フィルタユニット３０は通常、粒子フィルタおよびガス吸着フィルタを含む。フィルタユニット３０はさらに、本発明の範囲外である内部バイパスおよび切替弁（図示せず）を含んでもよい。さらに図４には、フィルタユニット３０に気流接続されたブロワー４０が示される。ブロワー４０は通常、ブロワー４０を防護シェルターの壁に固定する取り付けブラケットとしても機能するカバー３２によって覆われている。空気交換バックアップユニット２０は、ブロワー４０に機械的に接続され、停電時に手動で操作されて、ブロワー４０のインペラ７６（図９）を回転させる回転運動の伝達によってブロワー４０に電力を供給する。

【0036】

ある実施形態によれば、ブロワー４０は通常、電力が利用可能である間は電気モータ４２によって駆動される。空気交換バックアップユニット２０は、ブロワー４０に直接、または本明細書で以下に説明するように電気モータ４２を介して、機械的に接続されてもよい。空気交換バックアップユニットは、複数のヒンジ式セグメントを含み、ここでは、例として、互いに連続的にリンクされる３つのセグメント２２（ａ、ｂ、およびｃ）を用いて示されている。折り畳み可能なアームを形成するリンクされたヒンジ式セグメントは、図３および４において部分的に折り畳まれて示される。

【0037】

図５を参照すると、空気交換バックアップユニット２０の第１の端部２４は、ブロワー４０を駆動する電気モータ４２に旋回可能に取り付けられている。空気交換バックアップユニットの動作中、停電の場合、回転運動は、以下で説明するように、ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）を介して、通常は一方向フリーホイールを介して、手回しクランク２８から電気モータ４２のシャフト４４（図８）に伝達される。

【0038】

空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６は、取り外し可能な手回しクランク２８を支持する。約４０ｒｐｍの通常の手動操作での手回しクランク２８の回転によって、電気モータ４２のシャフト４４が実質的に電気モータの定格速度で回転される。空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６は、例えば専用の固定ブラケット６０によって、手回しクランクの手動クランキングに便利な位置で防護シェルターの壁にしっかりと取り付けることができる。空気交換バックアップユニット２０は、図３および図４に示されるように、平常時に選択的に折り畳まれてもよい。

【0039】

図３および図４を参照すると、空気交換バックアップユニット２０は部分的に折り畳まれた状態で示され、ヒンジ式セグメント２２は、ヒンジの周りに折り畳まれて、Ｚ字形を形成する。セグメントは、下部セグメント２２ａが上部セグメント２２ｃと接触する点までさらに折り畳まれて、空気交換バックアップユニット２０が、ブロワー４０の取り付けブラケットとしても機能するカバー３２の後ろに隠されてもよいことが理解されるであろう。その結果、空気交換バックアップユニット２０は、防護シェルターの居住者には実質的に見えなくなる。図２に示すように、ＮＢＣろ過システム１０は、全体として、天井近くの防護シェルターの壁に取り付けられている。したがって、平常時に、空気交換バックアップユニット２０が折り畳まれると、ＮＢＣろ過システム１０は、防護シェルターで行われる通常の活動を妨害しない。

【0040】

背景技術で述べたように、実際の設置では、ＮＢＣろ過システムはさまざまな位置およびさまざまな高さに取り付けられる。さまざまな位置は、建物の構造間の吸気管の位置の変化によって実行される。本発明の実施形態は、空気交換バックアップユニット２０の折り畳みアーム構造を任意の設置位置に単純に適合させることによって、この問題を解決する。図１および図２では垂直方向に示されているが、空気交換バックアップユニット２０は、停電時の動作中であっても、部分的に折り畳まれるかまたは防護シェルターの壁に対角線上に固定されることによって、異なる取り付け位置を補正することができることに留意すべきである。上記の回転運動は、ヒンジ式セグメントの任意の角度沈下（angular settlement）において同じ効率で、手回しクランク２８からヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）を介して伝達される。

【0041】

上記のように、空気交換バックアップユニット２０の動作中、停電の場合、回転運動は、手回しクランク２８からヒンジ式セグメント２２を介して電気モータ４２に伝達される。回転運動の伝達方法は、図６および図７を参照して説明される。ある実施形態によれば、互いにリンクされた３つのヒンジ式セグメント２２が図６に示される。ヒンジ式セグメントは、駆動システムを露出させる単純な開放構成を使用する。ヒンジ式セグメント２２のそれぞれは、セグメントの一端から他端に回転運動を伝達する機械的ドライブ５２を備えている。例えば、それぞれがセグメントの一端に取り付けられ、ベルトまたはチェーンドライブによって回転可能に接続された一対の滑車、プーリ、またはスプロケットによる。あるいは、一対または複数の嵌合ギアを用いてもよい。必要に応じて、機械的ドライブ５２の１つまたはすべてが、伝達比または伝達ステージを画定しうる。任意の実施形態によれば、ヒンジ式セグメント２２の少なくとも１つは、第１の増速伝達の少なくとも１つのステージを含む。あるいは、第１の増速伝達は、以下に示されるように、空気交換バックアップユニット２０の一端に別個に配置されてもよい。

【0042】

セグメントの一端から他端に回転運動を伝達する上記の機械的ドライブに加えて、ヒンジ式セグメント２２は、相互に回転運動を伝達するように構成される。これは、図６においてより明確に示され、図５の２つのセグメント２２が展開されて示されている。構造要素５３は、両端に開口部５４を備えた平らな細長い本体として作製される。一体型シャフトベアリング５５（ウォーターポンプベアリングとしても知られている）、または両側を通過して伸長するシャフト５６を有する専用ベアリングアセンブリが、開口部５４のそれぞれに提供される。ベアリング５５の外径またはベアリング５５のハウジングは、構造要素５３をリンクするヒンジとして機能する。構造要素５３は、ベアリング５５が開口部５４に自由適合することにより、ベアリング５５の周りで旋回可能である。ベアリング５５を所定の位置に保持するために、保持クリップがさらに提供されてもよい。スプロケット５７、５８は、ベアリング５５のシャフト５６の両端に取り付けられている。スプロケット５７、５８は、圧入、キー、平面、ロックねじ、またはシャフト５６の周りのスプロケット５７、５８の自由回転を防止する任意の他のロック要素によって、シャフト５６に固定的に取り付けられてもよい。その結果、シャフト５６は、シャフト５６の一端に取り付けられたスプロケット５８とシャフト５６の他端に取り付けられたスプロケット５７との間で回転運動を伝達する。スプロケット５８は、上記のように、セグメント２２ａの機械的ドライブ５２ａによって駆動される。そして、スプロケット５７は、セグメント２２ｂの機械的ドライブ５２ｂを駆動している。シャフト５６は、ベアリング５５によって画定されるセグメント２２ａ、２２ｂの間のヒンジと同じ軸を共有することに留意されたい。したがって、ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）（図６）を対にするヒンジのそれぞれは、回転運動を１つのセグメントから他のセグメントに伝達しかつヒンジ軸と同じ軸を共有する回転可能なシャフト５６を備えている。シャフト５６は、セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）間で回転運動を伝達する。スプロケット５７および５８の直径または歯数の比率は、各ステージの増速量または各セグメントの機械的ドライブを示す。

【0043】

図５は、ＮＢＣろ過システムから取り出された空気交換バックアップユニット２０およびブロワー４０の斜視背面図を示している。全体が２０で示された空気交換バックアップユニットは、半分折り畳まれて示されている。空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６は、周囲突出部３６およびロックピン３４を備えている。第２の端部２６は、専用固定ブラケット６０の周囲凹部６４を備えた適合ポケット６２に周囲突出部３６を係合させることにより、専用固定ブラケット６０（図４）にしっかりと取り付けることができる。手回しクランク２８の動作中に、ロックピン３４をブラケット６０のロック穴６６に係合させて、空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６の移動を防止することができる。空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６を固定ブラケット６０に方向付ける経路が、６８と記された矢印によって示されている（図４）。空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６を防護シェルターの壁にしっかりと取り付けるための他の手段が提供され得ることが理解されるであろう。そのような他の手段には、ほぞ穴およびほぞ、手動ファスナー、レバーラッチファスナー、円錐継手および他の既知の手段が含まれてもよい。

【0044】

図４および５を参照すると、ブロワー４０の吸気ポート４６は、可撓性ダクト７０を介してフィルタユニット３０に気流接続される。ブロワー４０の吹出ポート４８は、防護シェルターの空間に開放されており、ろ過された空気が制限なしに空間に拡散される。図４に示されるように、ブロワー４０は、直接または第２の増速トランスミッション７４を介して、電気モータ４２によって駆動される。経済的および長期的な信頼性の理由から、標準４極誘導モータ４２が好ましいかもしれない。

【0045】

図８を参照すると、ブロワー４０およびモータ４２は、空気交換バックアップユニット２０に関連する位置から移動される。セグメント２２ａおよび２２ｃのカバー３８ａおよび３８ｃのそれぞれもまた、位置から移動されて、全体として２０で示される空気交換バックアップユニットの第１の増速トランスミッションの伝達ステージ７２ａおよび７２ｃを露出させる。上記の実施形態によれば、構造要素は、空洞２３を用いて作製され、移動する駆動要素との接触からユーザを保護するカバー３８を備えていることに留意されたい。上記の実施形態によれば、ヒンジ式セグメント２２のそれぞれは、セグメントの一端から他端に回転運動を伝達する機械的ドライブ７２（ａ、ｂおよびｃ）を備えている。図示される実施形態によれば、ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）のそれぞれは、空気交換バックアップユニット２０の第１の増速トランスミッションの１つのステージを含む。

【0046】

図９を参照すると、構造要素が取り外され、伝達要素が露出している空気交換バックアップユニットが示されている。ある実施形態によれば、第１の増速トランスミッションは、３つのステージ７２（ａ、ｂおよびｃ）を含むローラーチェーンドライブとして構成される。ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂおよびｃ）を対にするリンクのそれぞれは、ヒンジ軸と同じ軸を共有する回転可能なシャフト８８、９８を備えている。他の任意の数のヒンジ式セグメントおよび伝達ステージを使用してもよいことが明らかであるが、効率の理由から、最適な数は、所望の増速比を提供する最小数である。ローラーチェーンドライブのピッチサイズは、６ｍｍ～１０ｍｍの間で選択される。第１の増速トランスミッションの異なるステージは、各ステージに関連する異なるモーメントおよび回転速度のために、異なるピッチサイズを許容しうることが理解されよう。

【0047】

より詳細には、さらに図９を参照すると、停電の際の手回しクランク２８の手動操作中に、第１のスプロケット８２が入力シャフト８１を介して手回しクランク２８によって直接回転される。第１のスプロケット８２は、第１のドライブチェーン８６を介して、好ましくは第１のスプロケット８２よりも小さい第２のスプロケット８４を回転させる。第１のスプロケット８２、第１のドライブチェーン８６、および第２のスプロケット８４は共に、空気交換バックアップユニット２０の第１の増速トランスミッションの第１のステージ７２ａを形成している。図９に示されるように、第２のスプロケット８４は、空気交換バックアップユニット２０を構成する折り畳み式アームの第１のセグメント２２ａと第２のセグメント２２ｂとの間のヒンジ軸も画定する第１の中間シャフト８８の一端に取り付けられる。第３のスプロケット９２は、第１の中間シャフト８８の他端に取り付けられ、したがって、第２のスプロケット８４と同じ回転速度を許容する。

【0048】

第３のスプロケット９２は、第２のドライブチェーン９６を介して、好ましくは第３のスプロケット９２よりも小さい第４のスプロケット９４を回転させる。第３のスプロケット９２、第２のドライブチェーン９６、および第４のスプロケット９４は共に、空気交換バックアップユニット２０の第１の増速トランスミッションの第２のステージ７２ｂを形成している。第４のスプロケット９４は、空気交換バックアップユニット２０を構成する折り畳み式アームの第２のセグメント２２ｂと第３のセグメント２２ｃとの間のヒンジ軸も画定する第２の中間シャフト９８の一端に取り付けられる。第５のスプロケット１０２は、第２の中間シャフト９８の他端に取り付けられ、したがって、第４のスプロケット９４と同じ回転速度を許容する。

【0049】

第５のスプロケット１０２は、第３のドライブチェーン１０６を介して、好ましくは第５のスプロケット１０２よりも小さい最終スプロケット１０４を回転させる。第５のスプロケット１０２、第３のドライブチェーン１０６、および最終スプロケット１０４は共に、空気交換バックアップユニット２０の第１の増速トランスミッションの第３のステージ７２ｃを形成している。

【0050】

最終スプロケット１０４は、フリーホイールクラッチまたはフリーホイールベアリングとしても知られている一方向フリーホイールを介してモータシャフト４４の第１の端部１０７に取り付けられている。一方向フリーホイールは、空気交換バックアップユニット２０によるモータシャフト４４の回転を可能にするが、モータが電圧印加されているときのフリーホイールによる第１の増速トランスミッションの回転を防止する。異なるタイプの一方向またはクラッチ機構、例えば、当技術分野で知られているラチェット機構または巻線ばね機構を代わりに使用してもよいことが理解されよう。

【0051】

さらに図９を参照すると、第２の増速トランスミッション７４は、該当する場合、モータシャフト４４の第２の端部１０８に取り付けられた第１のスプロケット１１０、ドライブチェーン１１２、および第１のスプロケット１１０よりも小さい第２のスプロケット１１４を備える。第２の増速トランスミッション７４の第２のスプロケット１１４は、ブロワーシャフト１１６の第１の端部に取り付けられている。ブロワーシャフト１１６の第２の端部は、ブロワー４０のインペラ７６を支持する。

【0052】

ブロワー４０を駆動する第２の増速トランスミッション７４は、既知の４極誘導タイプのモータ４２を使用して、３０００ｒｐｍを超える回転速度でブロワーのインペラ７６を駆動することができる。伝送損失を最小限に抑えるために、第２の増速トランスミッション７４は、以下を含むいくつかの選択肢の間で選択される、低摩擦で効率的な駆動システムであり得る：マルチグルーブ（multi-groove）Ｖベルトドライブ、歯付きベルトドライブ、ローラーチェーンドライブ、またはサイレントチェーンとしても知られている逆歯チェーンドライブ。この第２の増速トランスミッションの高速および低トルクにより、ローラーチェーンドライブまたはサイレントチェーンドライブを使用する場合、ピッチサイズは３ｍｍ～６ｍｍの間で選択される。ダイレクトギアドライブ、シングルまたはマルチＶベルトドライブ、フラットベルトドライブおよびラダーチェーンドライブなどの他のトランスミッションタイプを使用できることが理解されよう。

【0053】

図１０を参照すると、４つのセグメント２２（ａ、ｂ、ｃおよびｄ）が使用される異なる実施形態が示されている。各セグメントは、第１の増速トランスミッションの１つのステージ５２（ａ、ｂ、ｃおよびｄ）を備えている。３セグメント構成よりも全体的な伝達比が高くなる可能性があるため、第２の増速トランスミッションおよび好ましくは３０００ｒｐｍより高い定格速度のモータ４２がブロワー４０を直接駆動する必要はない。空気交換バックアップユニット２０は、停電および手回しクランク２８の手動操作の場合に、モータ４４のシャフトの他端を駆動している。

【0054】

図１１を参照すると、２つのセグメント２２ａおよび２２ｂのみが使用される追加の実施形態が示されている。図１１の実施形態に示されるように、各セグメント２２ａおよび２２ｂの両端のスプロケット５９は同じサイズである。したがって、空気交換バックアップユニット２０では速度の増加はない。増速タスクのために、空気交換バックアップユニット２０とモータ４２との間に取り付けられた専用の増速トランスミッション３９が提供される。しかしながら、増速トランスミッションステージの任意の組合せを使用できることが理解されよう。空気交換バックアップユニット２０は、特定の第１の増速比を備えてもよく、専用の増速トランスミッション３９は、全体として必要な増速比を提供するように計算された追加の第２の増速比を提供する。

【0055】

本発明は、上記のような装置に関する保護、並びに、天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムおよび折り畳み式アーム構造の空気交換バックアップユニットを用いて停電の際に防護シェルターに新鮮な空気を導入するという所望の結果を達成するために取られる方法の工程を求める。

【0056】

したがって、図１２を参照して、以下の１つまたは複数の工程を含む方法が提供される：
ａ．以下を含む天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムを提供する工程：フィルタユニット；電気モータによって駆動されるブロワー；電気モータに旋回可能に取り付けられた第１の端部を有する空気交換バックアップユニット；および空気交換バックアップユニットの第２の端部に選択的に取り付けられた取り外し可能な手回しクランク。空気交換バックアップユニットは、互いに連続的にリンクされて折り畳み式アームを形成する複数のヒンジ式セグメントを含む。ヒンジ式セグメントは、相互に回転運動を伝達するように構成される。
ｂ．停電時に空気交換バックアップユニットを展開する工程。図１２のフローチャートの活動１２０および１２２として示される。
ｃ．空気交換バックアップユニットの第２の端部を、手回しクランクの手動クランキングに都合のよい位置で防護シェルターの壁に取り付ける工程。フローチャートの活動１２４として示される。
ｄ．取り外し可能な手回しクランクを空気交換バックアップユニットの第２の端部に取り付ける工程。フローチャートの活動１２６として示される。
ｅ．停電が続く間に手回しクランクを回転させる工程。フローチャートの活動１２８および決定１３０として示される。

【0057】

この方法はさらに、以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｆ．電力が復活したときにクランキング動作を停止する工程。フローチャートの活動１３２として示される。
ｇ．取り外し可能な手回しクランクを空気交換バックアップユニットの第２の端部から取り外す工程。フローチャートの活動１３４として示される。
ｈ．空気交換バックアップユニットの第２の端部を防護シェルターの壁から取り外す工程。フローチャートの活動１３６として示される。
ｉ．空気交換バックアップユニットを折り畳む工程。フローチャートの活動１３８として示される。

【0058】

フローチャートの活動１２０から１２８は、空気交換バックアップユニットの手動操作を開始するために必要であるが、以下の活動１３２から１３８は、必要に応じて、または後になってあるいは折り畳み状態に戻す前にシステムをさらにチェックする専任の保守担当者によって実行されてもよいことが理解されるであろう。

【0059】

上記で説明され添付図面に示される本発明の特定の実施形態は、単に例示のためだけに示されていることが理解されるであろう。本発明の他の変形、修正、および応用を、当業者は容易に思いつくであろう。したがって、すべてのそのような変形が本発明の範囲および原理内と考えられることが明らかである。よって、本明細書で求められる保護は、以下の特許請求の範囲に記載される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】