特許 7263513 防護シェルターのためのモジュール式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】2023-04-14

(45)【発行日】2023-04-24

(54)【発明の名称】防護シェルターのためのモジュール式ＮＢＣろ過システム

(51)【国際特許分類】

   A62B 23/04 20060101AFI20230417BHJP

   A62B 31/00 20060101ALI20230417BHJP

   B01D 46/00 20220101ALI20230417BHJP

   E04H 9/14 20060101ALI20230417BHJP

   G21F 7/00 20060101ALI20230417BHJP

   G21F 7/015 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

A62B23/04

A62B31/00

B01D46/00 F

E04H9/14 K

G21F7/00 S

G21F7/015

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021525112

(86)(22)【出願日】2019-04-01

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-17

(86)【国際出願番号】 IL2019050376

(87)【国際公開番号】W WO2020100132

(87)【国際公開日】2020-05-22

【審査請求日】2022-02-10

(31)【優先権主張番号】262997

(32)【優先日】2018-11-13

(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

Ｂ０１Ｄ ４６／００

Ｅ０４Ｈ ９／１４

Ｇ２１Ｆ ７／００

Ｇ２１Ｆ ７／０１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムであって、
ａ）細長い形状で、前記防護シェルターの壁の上部に沿って水平方向に配置されるフィルタユニットであって、該フィルタユニットの第１の先端近くで互いに近接して位置する入口ポートおよび出口ポートを備える、フィルタユニット；
ｂ）電気モータによって駆動されるブロワーであって、前記入口ポートおよび前記出口ポートから遠位の第２の先端近くで前記フィルタユニットに沿って配置される、ブロワー；
ｃ）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、手動の空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が前記電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持し、平常時は選択的に折り畳まれている、手動の空気交換バックアップユニット；および
ｄ）前記フィルタユニットおよび前記ブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、前記フィルタユニットの前記第１の先端近くで前記フィルタユニットに沿って伸長する管状ハウジング、内部の長手方向に移動可能な管状弁膜、および、前記管状弁膜を移動させ換気状態とろ過状態との間で前記切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁
を含む、ＮＢＣろ過システム。

【請求項2】

前記ＮＢＣろ過システムを構成する４つの主な構成要素の各々が、他の構成要素に影響を与えることなく、異なる容量を有する同じ機能性の構成要素と交換されてもよいことを特徴とする、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が、互いの間で回転運動を伝達するように構成さ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4】

前記ヒンジ式セグメントの少なくとも１つが、第１の増速トランスミッションの少なくとも１つのステージを含み、前記手回しクランクの手動操作により前記電気モータが該電気モータの実質的に定格回転数で回転することを特徴する、請求項３に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項5】

３つのヒンジ式セグメントを含み、前記ヒンジ式セグメントの各々が、前記第１の増速トランスミッションのローラーチェーンドライブの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】

前記フィルタユニットの前記入口ポートおよび前記出口ポートが、前記防護シェルターの前記壁に面し、前記フィルタユニットの目に見える面が良い審美的な外観を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8】

前記ブロワー、前記手動の空気交換バックアップユニットおよび前記切替弁が、前記フィルタユニットと前記防護シェルターの壁との間に配置され、したがって、前記シェルターの占有者の目に触れないことを特徴とする、請求項７に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項9】

取付けブラケットとしても機能する外周カバーが、前記フィルタユニットを前記防護シェルターの壁に固定し、前記外周カバーが、前記ブロワー、前記切替弁、および、折り畳まれた場合の前記空気交換バックアップユニットを被包することを特徴とする、請求項８に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項10】

前記外周カバーが、その底面において開口を含み、該開口が、前記カバーを所定の位置に維持しながら、前記空気交換バックアップユニットの展開を可能とすることを特徴とする、請求項９に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項11】

前記フィルタユニットがさらに、粒子フィルタおよびガス吸着フィルタ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12】

前記ブロワーが、第２の増速トランスミッションを介して前記電気モータにより駆動され、前記第２の増速トランスミッションが、ギアドライブ、ベルトドライブ、マルチグルーブベルトドライブ、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１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項13】

前記ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース、および、前記モータの速度を電気的に調整するよう構成される調整ノブをさらに含む、請求項１に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項14】

前記ブロワーから遠位の前記管状ハウジングの第１の端部が、前記切替弁の一次入口として作用し、前記ブロワーに近位の前記長手方向に移動可能な管状弁膜の第１の端部が、前記切替弁の一次出口として作用し、前記フィルタユニットの前記入口ポートに気流接続される前記管状ハウジングから伸長する第１の横ダクトが、前記切替弁の二次出口として作用し、前記フィルタユニットの前記出口ポートに気流接続される前記管状ハウジングから伸長する第２の横ダクトが、前記切替弁の二次入口として作用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15】

前記切替弁の前記一次出口は、拡張式ダクトによって前記ブロワーの入口に気流接続されることを特徴とする、請求項１４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項16】

前記管状弁膜の軸方向の移動が、前記管状ハウジングの前記第１の端部に向かい、前記一次入口が前記一次出口に気流接続され、したがって前記フィルタユニットが迂回されることを特徴とする、請求項１４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項17】

前記管状弁膜の軸方向の移動が、前記管状ハウジングの前記第１の端部から離れ、前記一次入口が前記二次出口に気流接続され、前記一次出口が前記二次入口に気流接続され、したがって気流が前記フィルタユニットを通過するよう方向付けられることを特徴とする、請求項１４に記載のＮＢＣろ過システム。

【請求項18】

モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムの操作方法であって、
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：前記防護シェルターの壁の上部に沿って配置されるフィルタユニット；電気モータによって駆動され、前記フィルタユニットに沿って配置されるブロワー；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、空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が前記電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持する、空気交換バックアップユニット；前記ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース；前記モータの速度を調整するよう構成される調整ノブ；および、前記フィルタユニットおよび前記ブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、換気状態とろ過状態との間で前記切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁；
ｂ．前記防護シェルター内へ入ることが必要な場合に、前記ブロワーを駆動する前記電気モータの電源をオンにする工程；
ｃ．前記状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に前記調整ノブを調整する工程；および
ｄ．前記ブロワーを駆動する前記電気モータの電源をオフにし、平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に前記防護シェルターから離れる工程
を含む、方法。

【請求項19】

工程ｃとｄとの間に、
ｅ．前記空気交換バックアップユニットがまだ展開されていない場合に、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；
ｆ．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前記防護シェルターの壁に取り付ける工程；
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の端部に取り付ける工程；
ｈ．停電が続く間に前記手回しクランクをクランキングさせる工程；および
ｉ．前記状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に前記手回しクランクのクランキング速度を調整する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

工程ｉの後に、
ｊ．電力が復活したときに前記手回しクランクをクランキングさせる工程ｈを停止する工程；
ｋ．平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に、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；
ｌ．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
ｍ．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１９に記載の方法。

【請求項21】

工程ｃとｄとの間に、
ｎ．ＮＢＣ災害宣言の場合に前記状態選択ハンドルをろ過状態に切り替える工程；および
о．ＮＢＣ災害宣言が取り消される際に、汚染物質が検出されない場合にのみ、前記状態選択ハンドルを換気状態に戻すように切り替える工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井近くに取り付けられた、共同防護シェルターのための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、増速トランミッションを含む。

【0004】

さらに、平常時または従来の災害時に有効な換気モードとＮＢＣ災害時に有効なＮＢＣ防護モードとの間で、ＮＢＣろ過システム状態を変える必要がある。

【0005】

「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。

【0006】

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開示し、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。

【0007】

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。

【0008】

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。イスラエル国出願第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。

【0009】

上述のイスラエル国出願第２４６８２７号は、濾過システムの異なる構成要素を高度に統合することによって、スペースの問題を解決する。そのような高度な統合は、それぞれの気流容量または設置タイプのために特定のシステム設計を必要とする。結果として、８、１５、３０、５０、および１００人の占有者を対象としたシステムは、各サイズの気流容量範囲のために全体のシステムの完全な再設計を必要とする。さらに、時に物理的なスペース制限のために必要とされる右手または左手用の設置も制限される。防護スペースは通常他の目的で使用されるので、審美的な外観もまた、公共建築においても必要条件となる。さらに、イスラエル国出願第２４６８２７号に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。

【0010】

本出願人のイスラエル国特許出願第２６１０９４号は、フィルタユニット、ブロワー、および空気交換バックアップユニットを備える、共同防護シェルターの天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムを開示する。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。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る。また、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、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。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られる。空気交換バックアップユニットは、平常時に選択的に折り畳まれる。

【0011】

上記のイスラエル国出願第２６１０９４号は、空気交換バックアップユニットおよびその独特の構造に特に関係する。本発明は、モジュール式ＮＢＣろ過システムの構成要素として上記の空気交換バックアップユニットを利用しうる。

【0012】

したがって、モジュール式の、審美的で、製造が効率的で、設置が簡単な、かつ製造コストの低いＮＢＣろ過システムを提供するために、従来のシステムをさらに最適化および詳述することが必要である。

【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、共同防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムの最適化構造を提供することである。提案される最適化構造は、標準的なビルディングブロックのモジュラー構築を実施しながら、ろ過システムの様々の構成要素の高度な統合を提供する。その結果、異なる気流容量のろ過システムを容易に組み立てることができ、製造が単純化できる。さらに、ほとんどの機械的構成要素は、審美的なフィルタユニットおよび随意的な周辺カバーの陰になり、シェルターの占有者の目に触れない。最適化構造は、本出願人により行われた長期の研究および開発プロセスの結果である。

【0015】

ある実施形態によれば、モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムが提供され、以下を備える：
ａ）細長い形状で、防護シェルターの壁の上部に沿って水平方向に配置されるフィルタユニットであって、フィルタユニットの第１の先端近くで互いに近接して位置する入口ポートおよび出口ポートを備える、フィルタユニット。
ｂ）電気モータによって駆動されるブロワーであって、入口ポートおよび出口ポートから遠位の第２の先端近くでフィルタユニットに沿って配置される、ブロワー。
ｃ）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、手動の空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持し、平常時は選択的に折り畳まれている、手動の空気交換バックアップユニット。および
ｄ）フィルタユニットおよびブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、フィルタユニットの第１の先端近くでフィルタユニットに沿って伸長する管状ハウジング、内部の長手方向に移動可能な管状弁膜、および、管状弁膜を移動させ換気状態とろ過状態との間で切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁。

【0016】

本発明のある態様によれば、ＮＢＣろ過システムを構成する４つの主な構成要素の各々は、他の構成要素に影響を与えることなく、異なる容量を有する同じ機能性の構成要素と交換してもよい。

【0017】

別の態様によれば、フィルタユニットの入口ポートおよび出口ポートは、防護シェルターの壁に面し、フィルタユニットの目に見える面が良い審美的な外観を有する。

【0018】

さらなる態様によれば、ブロワー、手動の空気交換バックアップユニットおよび切替弁は、フィルタユニットと防護シェルターの壁との間に配置され、したがって、シェルターの占有者の目に触れない。

【0019】

１つの態様によれば、ろ過システムはさらに、ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース、および、モータの回転速度を電気的に調整するよう構成される調整ノブを含む。

【0020】

１つの態様によれば、切替弁の一次出口は、拡張式ダクトによってブロワーの入口に気流接続される。

【0021】

ある実施形態によれば、ろ過システムの動作方法がさらに開示される。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：防護シェルターの壁の上部に沿って配置されるフィルタユニット；電気モータによって駆動され、フィルタユニットに沿って配置されるブロワー；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、空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持する、空気交換バックアップユニット；ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース；モータの速度を調整するよう構成される調整ノブ；および、フィルタユニットおよびブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、換気状態とろ過状態との間で切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁。
ｂ．防護シェルター内へ入ることが必要な場合に、ブロワーを駆動する電気モータの電源をオンにする工程。
ｃ．状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に調整ノブを調整する工程。および
ｄ．ブロワーを駆動する電気モータの電源をオフにし、平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に防護シェルターから離れる工程。

【0022】

ある態様によれば、本発明の方法はさらに、工程ｃとｄとの間に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｅ．空気交換バックアップユニットがまだ展開されていない場合に、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。
ｆ．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。
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の端部に取り付ける工程。
ｈ．停電が続く間に手回しクランクをクランキングさせる工程。および
ｉ．状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に手回しクランクのクランキング速度を調整する工程。

【0023】

さらなる態様によれば、本発明の方法はさらに、工程ｉの後に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｊ．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。
ｋ．平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に、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。
ｌ．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。および
ｍ．空気交換バックアップユニットを折り畳む工程。

【0024】

別の態様によれば、本発明の方法はさらに、工程ｃとｄとの間に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｎ．ＮＢＣ災害宣言の場合に状態選択ハンドルをろ過状態に切り替える工程。および
ｄ．ＮＢＣ災害宣言が取り消される際に、汚染物質が検出されない場合にのみ、状態選択ハンドルを換気状態に戻すように切り替える工程。

【0025】

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構成要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に従って作製されたＮＢＣろ過システムの正面図

【図2】防護シェルターの壁上の位置に示されるＮＢＣろ過システムの異なる実装形態の斜視図

【図3】半分折り畳まれた折り畳み式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】図３に示されるＮＢＣろ過システムの斜視背面図

【図5】図１に示されるＮＢＣろ過システムの上面図

【図6】図１の線Ａ－Ａに沿って取られた断面図

【図7】異なる動作状態を示す、図６に示されるような断面図

【図8】図４に示されるＮＢＣろ過システムの分解斜視図

【図9】空気交換バックアップユニットの拡大分解斜視図

【図10】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11】本発明の別の実施形態に従って作製された切替弁の分解斜視図

【図12】本発明の別の実施形態に従って作製された切替弁の分解斜視図

【図13】異なる動作状態を示す切替弁の断面図

【図14】異なる動作状態を示す切替弁の断面図

【図15】本発明の異なる実施形態に従った、ＮＢＣろ過システムの斜視図

【図16】完全に折り畳まれた空気交換バックアップユニットを示す、図１５のＮＢＣろ過システムの斜視図

【図17】図１６のＮＢＣろ過システムの斜視背面図

【図18】図１７に示されるＮＢＣろ過システムの分解斜視図

【図19】本発明の実施形態のろ過システムを動作するために取られる方法の工程を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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チェーンを指す。

【0035】

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。

【0036】

「ＮＢＣ」という用語は、核、生物、化学、放射能およびそれらの任意の組合せのいずれかを含む、あらゆる種類の危険物質または脅威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。

【0037】

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で示された天井近くに取り付けられたＮＢＣろ過システムの正面図が示されている。図２は、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。以下にさらに説明されるように、図１のＮＢＣろ過システムは、第１の方向に取り付けられ、図２のＮＢＣろ過システムは逆方向に取り付けられることが留意されるであろう。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。

【0038】

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３２（図６）およびガス吸着フィルタ３４（図６）を含む。空気交換バックアップユニット２０は、停電時にブロワー４０（図４）を手動で動作するよう構成される。

【0039】

図８を参照すると、システムのモジュール性を示す、ＮＢＣろ過システム１０の分解背面図が示される。図８に示されるように、ＮＢＣろ過システム１０は、４つのメインのサブアセンブリを含む：入口ポート３６および出口ポート３８を有するフィルタユニット３０、電気モータ４２によって駆動されるブロワー４０、フィルタユニット３０およびブロワー４０を選択的に気流接続する切替弁５０、および空気交換バックアップユニット２０。

【0040】

ある実施形態によれば、空気交換バックアップユニット２０は、折り畳み可能なアームを形成する複数のヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂ、およびｃ）を含む。空気交換バックアップユニット２０は、以下に詳細に説明されるように、平常時に折り畳まれていてもよい。

【0041】

図１５～１８を参照すると、本発明の別の実施形態が示されており、取付けフレームとしても機能する外周カバー１５０が、フィルタユニット３０を防護シェルターの壁に固定する。外周カバー１５０は、ブロワー４０、切替弁５０、および、図１６に示されるように折り畳まれた場合の空気交換バックアップユニット２０を被包する。空気交換バックアップユニット２０が折り畳まれる場合、ろ過システムの様々の構成要素が、フィルタユニット３０および外周カバー１５０の陰に隠れて防護シェルターの占有者に見えないことが理解されるであろう。

【0042】

フィルタユニット３０および外周カバー１５０の目に見える前面１５４は、近審美的外観を特徴とし、防護シェルターは平常時に任意の他の目的に使用できる。様々の実施形態により開示されるろ過システムは、以下に説明されるように最小限の労力で常にすぐに使える状態であることも理解されるであろう。

【0043】

上述のように、手動の空気交換バックアップユニットは、停電時にブロワーを手動で操作するために設計される。本発明の実施形態によれば、手動の空気交換バックアップユニットは、折り畳み式アームとして構成される。図８～１０を参照すると、折り畳み式アームは、互いに連続的にリンクされる複数のヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂ、およびｃ）を含む。ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂ、およびｃ）は、互いの間の回転運動の伝達のために構成される。ヒンジ式セグメント２２（ａ、ｂ、およびｃ）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。手動の空気交換バックアップユニット２０の第１の端部２４は、電気モータ４２に旋回可能に取り付けられている。手動の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が実質的に電気モータの定格速度で回転される。回転運動は、通常は一方向フリーホイールを介して、最上部のヒンジ式セグメント２２ｃから電気モータ４２のシャフト４４に伝達される。折り畳み式アームの第２の端部２６は、専用のブラケット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。手動の空気交換バックアップユニット２０は、平常時に選択的に折り畳まれてもよい。

【0044】

図３および図４を参照すると、手動の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。図１７に示されるように、セグメントは、下部セグメント２２ａが上部セグメント２２ｃと近接触する点までさらに折り畳まれて、手動の空気交換バックアップユニット２０は、フィルタユニット３０の後ろに隠れ、防護シェルターの占有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、手動の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、防護された空間で行われる通常の活動を妨害しない。

【0045】

図４、９および１０を参照して、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）の各々は、手動の空気交換バックアップユニット２０の第１の増速伝達の１つのステージを含む。図１０において、構造要素が取り外され、伝達要素が露出している手動の空気交換バックアップユニット２０が図示される。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。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～８ｍｍ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。

【0046】

より詳細には、さらに図１０を参照すると、停電の際の取外し可能な手回しクランク２８の手動操作中に、入力シャフト６６に取り付けられた第１のスプロケット８２が手回しクランク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、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１０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。

【0047】

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、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。

【0048】

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、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。

【0049】

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にリンクされている。一方向フリーホイールは、手動の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。

【0050】

図５～８を参照すると、フィルタユニット３０は、粒子フィルタ３２およびガス吸着フィルタ３４を含む。入口ポート３６および出口ポート３８は、切替弁５０に気流接続され、以下にさらに説明されるように、図６において換気モードおよび図７においてＮＢＣろ過モードを示す。最適な実施形態によれば、フィルタユニット３０は、細長い形状で、防護シェルターの壁の上部に沿って水平方向に配置される。フィルタユニットの入口ポート３６および出口ポート３８は、フィルタユニットの第１の先端近くで互いに近接して配置される。必要に応じて、フィルタユニットの入口ポートおよび出口ポートは、防護シェルターの壁に面している。

【0051】

図１５～１８を参照すると、ある実施形態によれば、取付けフレームとしても機能する外周カバー１５０が、フィルタユニット３０を防護シェルターの壁に固定する。ブロワー４０、切替弁５０および空気交換バックアップユニット２０はすべて、フィルタユニット３０の内面１５６（図１７）に直接固定される。フィルタユニット３０を含む外周カバー１５０を防護シェルターの壁から取り外す、または、外周カバー１５０を防護シェルターの壁から取り外すことなくフィルタユニット３０を外周カバー１５０から取り外すことにより、交換またはメンテナンスのためにろ過システム１０全体を取り外すことが可能である。

【0052】

外周カバー１５０は、底面において開口１５２を備える。開口１５２は、外周カバー１５０を所定の位置に維持しながら、空気交換バックアップユニット２０の展開を可能とする。取外し可能な、ヒンジ式の、スライド形または他の開放可能なカバー（図示せず）を、平常時に審美的理由のために開口１５２に取り付けてもよい。

【0053】

必要に応じて、平常時に折り畳まれた位置で折り畳み式空気交換バックアップユニット２０をロックするために、外周カバーの底面における凹部および固定ピン１５８が設けられる。空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６から伸長するシャフト６６が凹部にロックされ、空気交換バックアップユニット２０を折り畳まれた位置に固定する。停電時には、固定ピン１５８が取り外され、空気交換バックアップユニット２０は手動操作位置に拡張される。

【0054】

ある実施形態によれば、外周カバー１５０は、ろ過システム１０の底部に設けられる部分的なカバーでもよい。そのような部分的なカバーによって、材料および製造コストを低減しながら、審美的な外観が提供される。

【0055】

さらに図１５および１６を参照すると、一例として、外周カバー１５０の底面にユーザパネル１８０が設けられる。ユーザパネル１８０は、ブロワー４０のモータ４２の電源をオンおよびオフにするよう配線される電気スイッチ１８１、モータ４２の速度を調整するよう構成される速度調整ノブ１８４、および状態表示インターフェース１８２を含む。随意的な光源１８６が、停電時の照明のために提供される。

【0056】

状態表示インターフェース１８２は、防護シェルター内に入る新鮮な空気の流速の目に見えるまたは別の方法で認知できる読み取りを提供する。状態表示は、当該技術において知られるような機械的ベーンタイプのものでもよい、または、本出願人のイスラエル国特許出願第２５７９３４号に記載されるような電気的タイプのものでもよい。測定された気流は、好ましくは電動操作され、または、停電の結果として手動で空気交換バックアップユニット２０を使用して、ブロワー４０によって生成される。電気的な状態表示インターフェース１８２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または表示されるように一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いてもよく、気流の速度を視覚的に表示する。一例として、一連のＬＥＤが用いられる場合、気流の速度は、発光するＬＥＤの数または位置により判断される。

【0057】

電気モータ４２は通常、部分的に塞がれたフィルタユニット３０を補填するようにオーバーサイズであることに留意すべきである。しかしながら、過剰の気流によって吸着フィルタの操作時間が短くなり、所望でない。通常の電動操作中のそのような状態を避けるために、気流速度を定期的に調整する必要がある。通常の電動操作中、オペレータは、調整ノブ１８４を使用してブロワー速度を電気的に調整しうる。停電時に、オペレータは、手回しクランク２８の回転の速度を増加または減少させ、状態表示インターフェース１８２条に示される所望の気流速度を得ることができ、したがって、吸着フィルタの操作時間を延ばし、物理的労力を節約して手回しクランクをより長く手動操作することが可能となる。

【0058】

図６、８、９および１０を参照すると、ブロワー４０の吸引ポート４６は、拡張式ダクト７０を介して切替弁５０に気流接続される。ブロワー４０の排気ポート４８は、防護シェルターのスペースに対して開かれており、ろ過された空気が制限なくスペース中に広がる。ブロワー４０は、直接または図１０に示されるように第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。経済的および長期間の信頼性の理由で、標準的な４極誘導モータが好ましい。第２の増速トランスミッションは、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。

【0059】

ブロワーを駆動する第２の増速トランスミッション７４は、４極誘導モータを使用して、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、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として構成されてもよい。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Ｖベルトドライブ、Ｖリブ（V-Ribbed）またはポリグルーブとしても知られるマルチグルーブ（multi-groove）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。ブロワー４０は、それぞれ入口ポート３６、出口ポート３８から遠位に、第２の先端近くにフィルタユニット３０に沿って配置される。必要に応じて、ブロワー４０は、フィルタユニット３０と防護シェルターの壁との間に配置されてもよい。

【0060】

図６、７、８、１３および１４を参照すると、上述の切替弁５０は、平常時または従来の災害時に有効な換気モードとＮＢＣ災害時に有効なＮＢＣ防護モードとの間で、ＮＢＣろ過システム状態を変えるよう構成される。ある実施形態によれば、切替弁５０は、管状ハウジング５２および内部の軸方向に移動可能な管状弁膜５４を含む。管状ハウジング５２は、フィルタユニット３０の第１の先端近くでフィルタユニット３０に沿って伸長し、ここに入口ポート３６および出口ポート３８が配置される。ブロワー４０から遠位の管状ハウジング５２は、切替弁の一次入口５６として作用する。一次入口５６は、プレフィルタ１４に気流接続される。ブロワー４０に近位の軸方向に移動可能な管状弁膜の第１の端部は、切替弁の一次出口５７として作用する。一次出口５７は、拡張式ダクト７０を介してブロワー４０の吸引ポート４６に気流接続される。フィルタユニット３０の入口ポート３６に気流接続される管状ハウジング５２から伸長する第１の横ダクトは、切替弁の二次出口５８として作用する。また、フィルタユニット３０の出口ポート３８に気流接続される管状ハウジング５２から伸長する第２の横ダクトは、切替弁の二次入口５９として作用する。

【0061】

上述のように、切替弁５０の一次出口５７は、気密接続を維持しながら管状弁膜５４の軸方向の移動を可能とする拡張式ダクト７０によって、ブロワー４０の吸引ポート４６に気流接続される。図６および１３に示されるように、管状弁膜５４の軸方向の移動は、ブロワー４０から遠位の管状ハウジングの第１の端部に向かい、気流によって一次入口５６は一次出口５７に接続され、したがって、フィルタユニット３０を迂回する。また、図７および１４に示されるように、管状弁膜５４の軸方向の移動は、管状ハウジングの第１の端部から離れ、気流によって一次入口５６は二次出口５８に接続され、一次出口５７が二次入口５９に接続され、一次入口５６から一次出口５７への直接の通路が遮断され、したがって、気流がフィルタユニット３０を通過するよう方向付けられる。

【0062】

より詳細には、図１１および１２は、異なる方向から図示される、切替弁の２つの分解斜視図を示す。概して５４と示される管状弁膜は、概して５２と示される管状ハウジング中の位置から、一次入口５６を介してその軸に沿って引き抜くことにより引き出される。管状弁膜５４は、第１の管状部分１２０、第１の管状部分１２０よりも直径が小さい第２の管状部分１２２、およびその間に位置する空気力学的に形成された楕円錘部分１２４を含む。楕円錘部分１２４は、第２の管状部分１２２のものと実質的に同様であるベース直径を受容する。楕円錘部分１２４は、第１の管状部分１２０の方を指し、その中に部分的に入れられる。すべての３つの構成要素、すなわち、第１の管状部分１２０、第２の管状部分１２２、および楕円錘部分１２４は、共通の長手軸を共有する。３つの構成要素は、複数の放射状に配置された縦型フィン１２６によって単一のユニットに接合される。第１の管状部分１２０と楕円錘部分１２４との間に位置する外周ギャップ１２８を介して、および、第２の管状部分１２２と楕円錘部分１２４との間に位置する円筒ギャップ１３０を介して、気流が可能である。

【0063】

環状エラストマーシール１３１が、管状弁膜５４に提供される。一対のシール１３１が、第１の管状部分１２０の両端に提供され、別の対のシール１３１が、第２の管状部分１２２の両端に提供され、第３の対のシールが、楕円錘部分１２４のベースに提供される。

【0064】

管状ハウジング５２は、段階的直径のシリンダとして構成され、より大きい直径部分１３２は、管状弁膜５４の第１の管状部分１２０を受容し、より小さい直径部分１３４は、管状弁膜５４の第２の管状部分１２２を受容する。第１の横ダクト１３６は、管状ハウジング５２のより大きい直径部分１３２から伸長する。また、第２の横ダクト１３８は、管状ハウジング５２のより小さい直径部分１３４から伸長する。

【0065】

ある実施形態によれば、随意的な取付けブラケット５５が、管状ハウジング５２に提供され、防護シェルターの壁へのＮＢＣろ過システム１０の取付けを促進する。フィルタユニット３０の長さおよびＮＢＣろ過システムの総重量に依存して、追加の取付けブラケット（図示せず）をブロワー４０に取り付けてもよい。補完的な壁ブラケットを防護シェルターの壁に取り付けてもよく、ＮＢＣろ過システム全体は、安心して追加の準備をすることなく補完的な壁ブラケットに掛けられる。

【0066】

動作中に図１３および１４を参照すると、図６および７に関して上記で簡単に説明されたように、換気モード（図１３）およびＮＢＣろ過モード（図１４）において、概して５０で示される切替弁の断面図が示される。

【0067】

この実施形態によれば、図１３に示されるような換気モードにおいて、管状弁膜５４の第１の管状部分１２０は、第１の横ダクト１３６中への出口を遮断する。また、管状弁膜５４の第２の管状部分１２２は、第２の横ダクト１３８中への出口を遮断する。その結果、切替弁５０の一次入口５６に入る空気は、外周ギャップ１２８を介して、管状弁膜５４の楕円錘部分１２４の周りを流れる。次いで、空気は、第２の管状部分１２２と楕円錘部分１２４との間に位置する円筒ギャップ１３０を通って流れる。また、管状弁膜５４の第２の管状部分１２２を通って、切替弁５０の一次出口５７に流れる。気流パターンは、矢印の付いた中心線により示される。空気力学的に形成された楕円錘部分１２４は、最小損失で円滑なフローパターンを提供することが留意されるであろう。このフローパターンは、特に、ブロワーが手動で操作される停電時に人的エネルギーを節約するために極めて重要である。

【0068】

図１４に示されるようなＮＢＣろ過モードにおいて、管状弁膜５４は、一次入口５６から離れて軸方向に移動し、楕円錘部分１２４が、一次入口５６から一次出口５７までの軸方向経路を遮断する。管状弁膜５４の第１の管状部分１２０は、第１の横ダクト１３６中への出口を空け、空気は一次入口５６から二次出口５８まで流れることができる。他方、管状弁膜５４の第２の管状部分１２２は、第２の横ダクト１３８中への出口を空け、空気は二次入口５９から一次出口５７まで流れることができる。気流パターンは、矢印の付いた中心線により示され、切替弁５０の外側の直線部分は、フィルタユニット３０を通る空気の経路を示す。

【0069】

状態選択レバー１４０は、二次入口５９の反対側の管状ハウジング５２の上部に回転可能に取り付けられる。状態選択レバー１４０は、それぞれ第１のリンク要素１４２および第２のリンク要素１４４、および、選択レバー１４０の角変位を管状弁膜５４の線形変位に変換するよう配置されるピボット１４６を備える。ピボット１４６は、一次出口５７の近くで管状弁膜５４に設けられた開口を通過する。第１のリンク要素１４２および第２のリンク要素１４４によるピボット１４６の動きによって、管状弁膜５４が上述のような操作状態の１つに移動する。

【0070】

図１７および１８を参照すると、代替的な実施形態によれば、異なる状態選択機構が提供される。状態選択機構は、ベルクランク１６２のような方向変化機構の第１のアームにリンクされたプッシュプル式ハンドル１６０、および、一端でベルクランク１６２の第２のアームに取り付けられ他端でピボット１４６に取り付けられたリンク１６４を含み、ピボット１４６は第１の実施形態に関して上述されるように管状弁膜５４を通過する。

【0071】

ハンドル１６０は、外周カバー１５０の下方に伸長し、ＮＢＣ災害の宣言時に操作のモードをろ過モードに切り替えるために握って引くことが容易である。ハンドル１６０を情報に押すことにより、ろ過システムが換気モードに戻される。

【0072】

上述のように、図１のＮＢＣろ過システムは第１の方向に取り付けられ、図２のＮＢＣろ過システムは逆方向に取り付けられる。理解の容易のために、図１に示される方向は右手用設置と称され、図２に示される方向は左手用設置と称される。図４、８および９を参照すると、手動の空気交換バックアップユニット２０は、上述のように電気モータ４２に旋回可能に取り付けられて任意の方向に回転されてもよい。手動の空気交換バックアップユニット２０の第３のセグメント２２ｃは、必要に応じて、旋回可能な接合部を介して電気モータ４２のフレームに取り付けられてもよい。したがって、空気交換バックアップユニット２０は所望の下向きの方向を維持しながら、ＮＢＣろ過システム全体が逆になってもよい。右手用設置および左手用設置操作は、防護シェルターのエッジに関して空気取り入れ口の異なる位置を通知することが必要とされる。明らかに、空気取り入れ口のそのような異なる位置は、建造物の異なる建築上の設計により共通である。上記の説明から、ＮＢＣろ過システムは、任意の方向を受容し、したがって、変則的または間違った位置ですら空気取り入れ口の任意の位置を採用しうることが理解されよう。

【0073】

本発明の説明される実施形態および可能な他の実施形態は、標準的なビルディングブロックのモジュラー構築を実施しながら、ＮＢＣろ過システムの４つの主な構成要素の高度な統合を提供する。したがって、ＮＢＣろ過システムを構成する４つの主な構成要素の各々は、他の構成要素に影響を与えることなく、異なる容量を有する同じ機能性の構成要素と交換してもよい。例えば、異なる占有者容量または異なる防護時間のためにより長いまたはより短いフィルタユニット３０を用いて、他の構成要素は標準的なものを使用してもよい。必要に応じて、ブロワー４０のみを、用途により適切な異なる流速または異なる圧力のブロワーと交換してもよい。切替弁および空気交換バックアップユニットを、ＮＢＣろ過システムのいくつかの容量のために効果的に使用してもよい。その結果、異なる気流容量のろ過システムが容易に組み立てられ、製造が単純化される。

【0074】

本発明は、上記のような装置に関する防護、並びに、平常時または従来の災害時に防護シェルターを換気し、並びに、ＮＢＣ汚染の際に導入される空気を精製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。いずれの操作も、停電時であっても実行可能である。方法の工程は、即時利用のためにＮＢＣろ過システムの操作が容易で準備ができていることを示す。

【0075】

したがって、図１９を参照して、以下の１つまたは複数の工程を含む、モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムの操作方法が提供される：
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：防護シェルターの壁の上部に沿って配置されるフィルタユニット３０；電気モータ４２によって駆動され、フィルタユニット３０に沿って配置されるブロワー４０；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２２（ａ、ｂ、ｃ）を含む、空気交換バックアップユニット２０であって、第１の端部２４が電気モータ４２に旋回可能に取り付けられ、第２の端部２６が取外し可能な手回しクランク２８を保持する、空気交換バックアップユニット２０；ブロワー４０の空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース１８２；モータ４２の速度を調整するよう構成される調整ノブ１８４；および、フィルタユニット３０およびブロワー４０を選択的に気流接続する切替弁５０であって、換気状態とろ過状態との間で切替弁５０を切り替えるための状態選択ハンドル１４０、１６０を含む、切替弁５０。
ｂ．防護シェルター内へ入ることが必要な場合に、電気スイッチ１８１を用いてブロワー４０を駆動する電気モータ４２の電源をオンにする工程。図１９のフローチャートの開始２００および活動２０２として示される。
ｃ．状態表示インターフェース１８２を監視し、必要な場合に調整ノブ１８４を調整する工程。フローチャートの活動２０４、決定２５０、２５２および活動２５４として示される。
ｄ．スイッチ１８１を用いて、ブロワーを駆動する電気モータの電源をオフにし、平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に防護シェルターから離れる工程。決定２４０、活動２６０および終了２６２として示される。

【0076】

本発明の方法はさらに、工程ｃとｄとの間に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｅ．空気交換バックアップユニット２０がまだ展開されていない場合に、停電時に空気交換バックアップユニット２０を展開する工程。決定２０６、２０７および活動２０８として示される。
ｆ．空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６を、通常はブラケット６０を用いて、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。活動２１０として示される。
ｇ．取り外し可能な手回しクランク２８を空気交換バックアップユニット２０の第２の端部２６に取り付ける工程。活動２１２として示される。
ｈ．停電が続く間に手回しクランク２８をクランキングさせる工程。フローチャートの活動２１４および決定２１６として示される。
ｉ．状態表示インターフェース１８２を監視し、必要な場合に手回しクランク２８のクランキング速度を調整する工程。フローチャートの活動２０４、決定２５０、２５２および活動２５６として示される。

【0077】

本発明の方法はさらに、工程ｉの後に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｊ．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２１８として示される。
ｋ．平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に、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２２２および決定２２０として示される。
ｌ．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から取り外す工程。フローチャートの活動２２４として示される。
ｍ．空気交換バックアップユニット２０を折り畳む工程。フローチャートの活動２２６として示される。

【0078】

本発明の方法はさらに、工程ｃとｄとの間に以下の１つまたは複数の工程を含んでもよい：
ｎ．ＮＢＣ災害宣言の場合に状態選択ハンドル１４０、１６０をろ過状態に切り替える工程。図１９のフローチャートの決定２３０および活動２３２として示される。
ｄ．ＮＢＣ災害宣言が取り消される際に、汚染物質が検出されない場合にのみ、状態選択ハンドル１４０、１６０を換気状態に戻すように切り替える工程。図１９のフローチャートの決定２３４、２３６および活動２３７、２３８として示される。汚染が生じた場合、ろ過システムはろ過状態のままでなければならず、ろ過ユニットは適切な設備を有する専門のスタッフにより交換されなければならないことが理解されよう。

【0079】

フローチャートの活動２０８から２１４により示される工程ｅ、ｆ、ｇ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ことが理解されよう。しかしながら、活動２２０から２２６により示される続く工程ｋ、ｌ、ｍは、随意的である、または、後になってあるいは準備状態および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。

【0080】

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。
他の実施形態
１． モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムであって、
ａ）細長い形状で、前記防護シェルターの壁の上部に沿って水平方向に配置されるフィルタユニットであって、該フィルタユニットの第１の先端近くで互いに近接して位置する入口ポートおよび出口ポートを備える、フィルタユニット；
ｂ）電気モータによって駆動されるブロワーであって、前記入口ポートおよび前記出口ポートから遠位の第２の先端近くで前記フィルタユニットに沿って配置される、ブロワー；
ｃ）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、手動の空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が前記電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持し、平常時は選択的に折り畳まれている、手動の空気交換バックアップユニット；および
ｄ）前記フィルタユニットおよび前記ブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、前記フィルタユニットの前記第１の先端近くで前記フィルタユニットに沿って伸長する管状ハウジング、内部の長手方向に移動可能な管状弁膜、および、前記管状弁膜を移動させ換気状態とろ過状態との間で前記切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁
を含む、ＮＢＣろ過システム。
２． 前記ＮＢＣろ過システムを構成する４つの主な構成要素の各々が、他の構成要素に影響を与えることなく、異なる容量を有する同じ機能性の構成要素と交換されてもよいことを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
３． 前記ヒンジ式セグメントが、互いの間で回転運動を伝達するように構成されることを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
４． 前記ヒンジ式セグメントの少なくとも１つが、第１の増速トランスミッションの少なくとも１つのステージを含み、前記手回しクランクの手動操作により前記電気モータが該電気モータの実質的に定格回転数で回転することを特徴する、実施形態３に記載のＮＢＣろ過システム。
５． 前記ヒンジ式セグメントの各々が、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、実施形態４に記載のＮＢＣろ過システム。
６． 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、実施形態５に記載のＮＢＣろ過システム。
７． 手動操作中、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、実施形態４に記載のＮＢＣろ過システム。
８． 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、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
９． 前記フィルタユニットの前記入口ポートおよび前記出口ポートが、前記防護シェルターの前記壁に面し、前記フィルタユニットの目に見える面が良い審美的な外観を有することを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
１０． 前記ブロワー、前記手動の空気交換バックアップユニットおよび前記切替弁が、前記フィルタユニットと前記防護シェルターの壁との間に配置され、したがって、前記シェルターの占有者の目に触れないことを特徴とする、実施形態９に記載のＮＢＣろ過システム。
１１． 取付けブラケットとしても機能する外周カバーが、前記フィルタユニットを前記防護シェルターの壁に固定し、前記外周カバーが、前記ブロワー、前記切替弁、および、折り畳まれた場合の前記空気交換バックアップユニットを被包することを特徴とする、実施形態１０に記載のＮＢＣろ過システム。
１２． 前記外周カバーが、その底面において開口を含み、該開口が、前記カバーを所定の位置に維持しながら、前記空気交換バックアップユニットの展開を可能とすることを特徴とする、実施形態１１に記載のＮＢＣろ過システム。
１３． 前記フィルタユニットがさらに、粒子フィルタおよびガス吸着フィルタを含むことを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
１４． 前記電気モータが、３０００ｒｐｍ超の回転速度で前記ブロワーのインペラを回転させることを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
１５． 前記ブロワーが、第２の増速トランスミッションを介して前記電気モータにより駆動されることを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
１６． 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、実施形態１５に記載のＮＢＣろ過システム。
１７． 前記第２の増速トランスミッションが、ギアドライブ、ベルトドライブ、マルチグルーブベルトドライブ、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、実施形態１５に記載のＮＢＣろ過システム。
１８． 前記ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース、および、前記モータの速度を電気的に調整するよう構成される調整ノブをさらに含む、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
１９． 前記ブロワーから遠位の前記管状ハウジングの第１の端部が、前記切替弁の一次入口として作用し、前記ブロワーに近位の前記軸方向に移動可能な管状弁膜の第１の端部が、前記切替弁の一次出口として作用し、前記フィルタユニットの前記入口ポートに気流接続される前記管状ハウジングから伸長する第１の横ダクトが、前記切替弁の二次出口として作用し、前記フィルタユニットの前記出口ポートに気流接続される前記管状ハウジングから伸長する第２の横ダクトが、前記切替弁の二次入口として作用することを特徴とする、実施形態１に記載のＮＢＣろ過システム。
２０． 前記切替弁の前記一次出口は、拡張式ダクトによって前記ブロワーの入口に気流接続されることを特徴とする、実施形態１９に記載のＮＢＣろ過システム。
２１． 前記管状弁膜の軸方向の移動が、前記管状ハウジングの前記第１の端部に向かい、前記一次入口が前記一次出口に気流接続され、したがって前記フィルタユニットが迂回されることを特徴とする、実施形態１９に記載のＮＢＣろ過システム。
２２． 前記管状弁膜の軸方向の移動が、前記管状ハウジングの前記第１の端部から離れ、前記一次入口が前記二次出口に気流接続され、前記一次出口が前記二次入口に気流接続され、したがって気流が前記フィルタユニットを通過するよう方向付けられることを特徴とする、実施形態１９に記載のＮＢＣろ過システム。
２３． モジュール式の、天井近くに取り付けられた、防護シェルターのためのＮＢＣろ過システムの操作方法であって、
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：前記防護シェルターの壁の上部に沿って配置されるフィルタユニット；電気モータによって駆動され、前記フィルタユニットに沿って配置されるブロワー；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、空気交換バックアップユニットであって、第１の端部が前記電気モータに旋回可能に取り付けられ、第２の端部が取外し可能な手回しクランクを保持する、空気交換バックアップユニット；前記ブロワーの空気流量を示すよう構成される状態表示インターフェース；前記モータの速度を調整するよう構成される調整ノブ；および、前記フィルタユニットおよび前記ブロワーを選択的に気流接続する切替弁であって、換気状態とろ過状態との間で前記切替弁を切り替えるための状態選択ハンドルを含む、切替弁；
ｂ．前記防護シェルター内へ入ることが必要な場合に、前記ブロワーを駆動する前記電気モータの電源をオンにする工程；
ｃ．前記状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に前記調整ノブを調整する工程；および
ｄ．前記ブロワーを駆動する前記電気モータの電源をオフにし、平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に前記防護シェルターから離れる工程
を含む、方法。
２４． 工程ｃとｄとの間に、
ｅ．前記空気交換バックアップユニットがまだ展開されていない場合に、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；
ｆ．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前記防護シェルターの壁に取り付ける工程；
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の端部に取り付ける工程；
ｈ．停電が続く間に前記手回しクランクをクランキングさせる工程；および
ｉ．前記状態表示インターフェースを監視し、必要な場合に前記手回しクランクのクランキング速度を調整する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態２３に記載の方法。
２５． 工程ｉの後に、
ｊ．電力が復活したときに前記クランキング動作を停止する工程；
ｋ．平常時に戻るまたはシェルターを出ることが宣言された場合に、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；
ｌ．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
ｍ．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、実施形態２４に記載の方法。
２６． 工程ｃとｄとの間に、
ｎ．ＮＢＣ災害宣言の場合に前記状態選択ハンドルをろ過状態に切り替える工程；および
ｄ．ＮＢＣ災害宣言が取り消される際に、汚染物質が検出されない場合にのみ、前記状態選択ハンドルを換気状態に戻すように切り替える工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態２３に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】