JP2023554469A - 一酸化窒素を生成するための設備、システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、一酸化窒素（ＮＯ）生成設備、システム及び方法の実施例を提供する。いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備は、液体領域及びガス領域を有する反応室を含んでもよい。液体領域は、反応媒体を収容するように構成されてもよく、ガス領域は、ＮＯを含む製品ガスを収容するように構成されてもよい。ＮＯ生成設備は、反応媒体の中に設けられた複数の電極を更に含んでもよく、且つ、複数の電極に電気的に接続され、且つ複数の電極のうちの少なくとも１つの電極に予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加してＮＯを生成するように構成されるエネルギー源を含んでもよい。ＮＯ生成設備は、キャリアガスを受け取るように構成される入口回路を更に含んでもよく、且つ、該ＮＯ生成設備は、入口回路に流体的に連通し且つ反応媒体内でキャリアガスの気泡を発射するように構成される少なくとも１つのスパージャーを含んでもよい。
Description
関連出願の相互参照
本願は、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８３９．７、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８４６．７、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８６２．６、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０８９４８．Ｘ、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８００．Ｘ、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８４７．６、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８６６．９、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０７２４８５．５、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０７２５０３．Ｘ、２０２０年２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１１０１８３８７３．０、２０２１年２月８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１２０３５３６４４．４、２０２１年２月８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１２０３５３６５０．Ｘの優先権を主張し、全てのこれらの文献は全体として引用により本稿に組み込まれている。
本願は、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８３９．７、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８４６．７、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０２８６２．６、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０１１５０８９４８．Ｘ、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８００．Ｘ、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８４７．６、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０６４８６６．９、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０７２４８５．５、２０２０年１２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２０２３０７２５０３．Ｘ、２０２０年２月１８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１１０１８３８７３．０、２０２１年２月８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１２０３５３６４４．４、２０２１年２月８日に提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２１２０３５３６５０．Ｘの優先権を主張し、全てのこれらの文献は全体として引用により本稿に組み込まれている。
本開示は、一酸化窒素を生成及び／又は輸送するための設備、システム及び方法に関し、特に、必要に応じて一酸化窒素を生成及び／又は輸送するための設備、システム及び方法に関する。
一酸化窒素（ＮＯ）は、多くの生理及び病理過程において重要な役割を果たすガス信号分子である。ＮＯは、中間転送メカニズムがない場合に細胞膜を介して拡散することができ、そのため、有効且つ速やかな方式で近隣の細胞又は組織に信号を発することができる。例えば、脈管内皮細胞によって生成されたＮＯは、周囲の脈管平滑筋にリラックス信号を発することで、脈管の拡張及び血流の増加を引き起こすことができる。ＮＯは更に、人体細胞の生化学イベントのうちの電子移動及び酸化還元反応に関与する可能性がある。ＮＯは、グアニル酸シクラーゼを活性化することにより、様々な生理学的効果、例えば内皮依存性脈管拡張を引き起こすことができる。
ＮＯを吸入することにより、身体の酸化能力を向上させ、且つ重篤患者の高リスクの体外心肺サポートへのニーズを減少することができる。適量の吸入ＮＯを制御して使用することにより、肺動脈の高圧を低下させて酸素化を改善することができる。アメリカ食品医薬品局は、吸入ＮＯを１つの薬品として新生児の持続的な肺動脈の高圧の治療に使用することを承認した。ＮＯの吸入治療も既に、様々な疾患又は臨床医学分野、例えば新生児呼吸障害、集中治療医学、心臓胸郭外科手術、急性呼吸窮迫及び麻酔学に使用されている。
臨床環境において、高圧ガスタンク又はガスボンベを使用してＮＯを提供する。このようなガスタンクの大きさ及び重量は大きく、且つ、このようなガスタンクは、通常、ホイール式輸送装置又はカートに固定され、通常、混雑した集中治療室のベッド近傍に置かれる。このような重くて大きなガスタンクを使用すると、患者及び医療従事者に安全上でのリスクをもたらす可能性がある。例えば、患者及び医療従事者は、システムの設定期間に形成された有毒な二酸化窒素又は損壊したレギュレータ、弁、又は供給ラインの潜在的なＮＯ漏れにより形成された有毒な二酸化窒素に曝される可能性がある。医療従事者は更に、ガスタンクの移動又は交換で、身体を負傷する可能性がある。従って、これらの欠点のうちの１つ又はより多くの欠点を克服及び／又は解決する必要がある。本開示は、タンクがないか又は「タンクなし」のシステム及び方法に関し、該システム及び方法は、大量の加圧ＮＯを貯蔵する必要がなく、ニーズを踏まえて必要に応じてＮＯを生成することができる。
本開示のいくつかの実施例によれば、一酸化窒素（ＮＯ）を生成するための設備を提供する。いくつかの実施例において、該設備は、液体領域及びガス領域を有する反応室を含んでもよい。液体領域は、反応媒体を含有するように構成されてもよい。ガス領域は、ＮＯを含む製品ガスを含有するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、該設備は、反応媒体の中に設けられた複数の電極を含んでもよい。複数の電極は陰極を含んでもよい。いくつかの実施例において、該設備は、複数の電極に電気的に接続されたエネルギー源を含んでもよい。エネルギー源は、陰極に予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加してＮＯを生成するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、該設備は、反応媒体の中に設けられたスパージャーを含んでもよい。いくつかの実施例において、該設備は、入口回路を含んでもよい。入口回路は、スパージャーに流体的に連通してもよく、且つ、該入口回路は、キャリアガスをスパージャーに伝送するように構成される。いくつかの実施例において、該設備は、出口回路を含んでもよい。出口回路は、反応室のガス領域に流体的に連通してもよく、且つ、該出口回路は、反応室から製品ガスを伝送するように構成される。いくつかの実施例において、該設備は、第１流体フローを反応室に対して循環させるように構成される第１循環回路を含んでもよい。第１循環回路は、反応室のガス領域に流体的に連通する第１入口と、スパージャーに流体的に連通する第１出口と、第１入口から第１出口への第１流体フローを形成するように構成される第１ポンプとを含んでもよい。
本開示の一実施例によれば、一酸化窒素を生成する方法を提供する。いくつかの実施例において、該方法は、エネルギー源により予め設定された電圧又は予め設定された電流を複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極に印加することを含んでもよい。複数の電極は、ＮＯを生成するために、反応室に含有される反応媒体の中に設けられてもよい。複数の電極は陰極を含んでもよい。反応室はガス領域及び液体領域を含んでもよい。液体領域は、反応媒体を含有するように構成されてもよい。ガス領域は、ＮＯを含む製品ガスを含有するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、該方法は、入口回路を介してキャリアガスを受け取ることを含んでもよい。入口回路は、反応媒体の中に設けられたスパージャーに流体的に連通してもよい。いくつかの実施例において、該方法は、スパージャーにより反応媒体でキャリアガスの気泡を発射することを含んでもよい。気泡は、複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極の表面を掠めることができる。いくつかの実施例において、該方法は、第１循環回路で第１流体フローを反応室に対して循環させることを含んでもよい。第１流体フローは、製品ガスフローを含んでもよい。いくつかの実施例において、該方法は、製品ガスを反応室から伝送して出口回路を通過させることを含んでもよい。出口回路は、反応室のガス領域に流体的に連通してもよい。
前述した一般的な記述及び以下の詳細な記述は、例示的かつ説明的なものに過ぎず、保護を求めている開示された実施例を限定するものではないことを理解すべきである。
図面は、本明細書の一部を構成する。図面には、本開示のいくつかの実施例が示され、且つ、図面は、記述とともに添付された特許請求の範囲に記載された何らかの開示された実施例の原理を解釈することに使用される。
以下、図面を参照し、開示された実施例を詳細に参照する。別途定義がない限り、技術的用語又は科学的用語は、当業者が通常理解している意味を持つ。当業者が開示された実施例を実践できるように、開示された実施例について十分詳細に記述する。他の実施例を利用することができ、且つ、開示された実施例の範囲から逸脱しない前提で変更することができることを理解すべきである。従って、材料、方法及び例は、説明的なものに過ぎず、且つ限定的なものでなければならないことを意味しない。
本開示は、１つ又はより多くの電気化学反応からＮＯを生成するための設備、システム及び方法を提供する。本開示の一態様によれば、実施例は、ＮＯを含む製品ガスを出力することができる。予め設定された濃度及び／又は流量で製品ガス中のＮＯを生成又は輸送することができる。例えば、いくつかの実施例は、臨床に関連する濃度及び／又は流量のＮＯを有する製品ガスを出力して、ＮＯの吸入、治療に供することができる。製品ガス中
のＮＯの濃度及び／又は流量を調整することができる。例えば、製品ガス中のＮＯの濃度は、約０から約２００００ｐｐｍの範囲内にあってもよい。
のＮＯの濃度及び／又は流量を調整することができる。例えば、製品ガス中のＮＯの濃度は、約０から約２００００ｐｐｍの範囲内にあってもよい。
本開示において、ガス濃度を記述するための無次元単位「ｐｐｍ」とは、百万分のいくつかの体積を指し、且つ、他の濃度単位、例えば百万分のいくつかのモル又はミリグラムパーリットル（ｍｇ／Ｌ）に変換することができる。本開示において、ガス濃度を記述するための無次元単位「％」又は「体積％」とは、体積百分率を指し、且つ、他の濃度単位、例えば重量百分率又はモル濃度に変換することができる。本稿で使用されるように、数値範囲における「約」は、該数値範囲が正常な業界及び主題の変化、もしくは製造及び／又は操作のための公差をカバーすることを示す。本稿で使用されるように、数値範囲におけるフレーズ「よりも小さい」、「よりも大きい」、「１つの値と別の値との間」又は「１つの値から別の値まで」は、端点、端点内、又は端点の間の全ての値を含む。
本開示の別の態様によれば、実施例は、少なくとも１つの操作周期を含む段階においてＮＯを生成することを許可可能である。操作周期の期間において、製品ガス中のＮＯの濃度及び／又は流量は、定常状態に達する及び／又は保持されることが可能である。本稿に記載されるように、定常状態での製品ガス中のＮＯの濃度及び／又は流量は、定常誤差により、ある値又はある範囲からずれる可能性がある。例えば、定常誤差は、約０から約１０％の範囲内にあってもよい。操作周期は、例えば、約６０時間又はより長い時間に及ぶように持続することができる。
本開示の別の態様によれば、実施例は、少なくとも１つのランプ周期を含む段階においてＮＯを生成することを許可可能である。本稿に記載されるように、ランプ周期とは、製品ガスのＮＯ濃度が初期濃度から予め設定された定常濃度に増加又は低下できる過渡周期を指してもよい。ランプ周期は、ランプアップ周期又はランプダウン周期であってもよい。例えば、ランプ周期の範囲は、約２分から約１０分までであってもよい。例えば集中治療室で必要となる可能性があるように、安定したＮＯフローをより速やか又は直ちに提供することを許可するために、ランプ周期を予め決定又は調整することができる。
本開示の別の態様によれば、実施例は、複数の段階においてＮＯを生成することを許可可能である。時間の推移に伴って同じ患者又は異なる患者を治療するために、ＮＯ生成の複数の段階においてＮＯを提供することができる。本発明のいくつかの実施例によりＮＯを生成又は輸送するための１つ又はより多くのパラメータを予め決定及び／又は調整することができる。例えば、段階の数、段階における操作周期の数、操作周期の開始時間及び／又は終了時間、及び／又は段階の操作周期における製品ガス中のＮＯの濃度及び／又は流量を予め決定及び／又は調整することができる。
本開示の別の態様によれば、健康リスクに曝されることを低減するために、実施例は、製品ガスに存在する可能性のある１種類又はより多くの種類の有毒な不純物、例えば二酸化窒素を減少又は除去することができる。
以下、本開示に一致するＮＯを生成するための様々な設備、システム及び方法について記述する。
図１は、本開示のいくつかの実施例によるＮＯシステム１０の模式図である。図１に示すように、いくつかの実施例において、システム１０は、ＮＯ生成設備１００を含む。ＮＯ生成設備１００は、１種類又はより多くの種類の電気化学反応でＮＯを生成する。いくつかの実施例において、システム１０は、ＮＯ生成設備１００の上流に設けられ且つ該ＮＯ生成設備に流体的に連通するキャリアガス源２００を含む。キャリアガス源２００は、キャリアガス１２２を生成又は供給することができる。生成されたＮＯをＮＯ生成設備１
００から送り出すために、キャリアガス１２２をＮＯ生成設備１００に供給することができる。例えば、キャリアガス１２２は、生成されたＮＯをＮＯ生成設備１００からスイープ、パージ、及び／又は連行することができる。
００から送り出すために、キャリアガス１２２をＮＯ生成設備１００に供給することができる。例えば、キャリアガス１２２は、生成されたＮＯをＮＯ生成設備１００からスイープ、パージ、及び／又は連行することができる。
ＮＯ生成設備１００は、製品ガス中の生成されたＮＯを出力することができる。製品ガスは、１種類又はより多くの種類の成分を含んでもよい。いくつかの実施例において、製品ガスはキャリアガスを含む。製品ガスは、ＮＯ生成設備１００から１つ又はより多くの下流システム又は装置に流れることができる。１つ又はより多くの下流システム又は装置は、ＮＯ生成設備１００からの製品ガスを運送、処理及び／又は貯蔵することができる。例えば、製品ガスは、１種類又はより多くの種類の不純物、例えば水分、１種類又はより多くの種類の有毒ガス及び固体物質を含んでもよい。いくつかの実施例において、システム１０は、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少又は除去するための１つ又はより多くの濾過システム又は装置を含む。いくつかの実施例において、システム１０は、有酸素又は無酸素の場合に患者にＮＯを輸送するための通気回路を含む。以下、システム１０、及びシステム１０を使用してＮＯを生成する方法の様々な実施例について記述する。
ＮＯの電気化学的生成
図２は、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成設備１００の模式図である。ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２中の１つ又はより多くの電気化学反応からＮＯを生成するように構成される。図２に示すように、いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、反応室１０２及び複数の電極を含む。いくつかの実施例において、反応室１０２は、液体領域１０８及びガス領域１１０を含む。液体領域１０８は、反応媒体１１２を受け取るように構成される。ガス領域１１０は、反応媒体１１２で生成された及び／又は該反応媒体から運送されたガスを受け取るように構成される。
図２は、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成設備１００の模式図である。ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２中の１つ又はより多くの電気化学反応からＮＯを生成するように構成される。図２に示すように、いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、反応室１０２及び複数の電極を含む。いくつかの実施例において、反応室１０２は、液体領域１０８及びガス領域１１０を含む。液体領域１０８は、反応媒体１１２を受け取るように構成される。ガス領域１１０は、反応媒体１１２で生成された及び／又は該反応媒体から運送されたガスを受け取るように構成される。
いくつかの実施例において、反応室１０２は、第１側１０４及び第２側１０６を含む。第１側１０４は、反応室１０２の頂側であってもよい。第２側１０６は、反応室１０２の底側であってもよい。第１側１０４と第２側１０６とは、互いに平行に延伸してもよい。例えば、第１側１０４は、第２側１０６の表面に平行に延伸する表面を有してもよい。液体領域１０８は、第２側１０６に近接して設けられてもよい。ガス領域１１０は第１側１０４に近接して設けられてもよい。
図２に示すように、いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、入口回路１２０及び出口回路１２４を含む。入口回路１２０は、キャリアガス源２００の下流に設けられ且つ該キャリアガス源に流体的に連通する。いくつかの実施例において、入口回路１２０は、液体領域１０８で少なくとも１つの出口１４４を有し、例えば、開口を有する。入口回路１２０は、キャリアガス１２２を受け取り、キャリアガス１２２を液体領域１０８に運送することができる。出口回路１２４は、反応室１０２のガス領域１１０の下流に設けられ且つ該反応室のガス領域に流体的に連通する。いくつかの実施例において、出口回路１２４は、ガス領域１１０で少なくとも１つの入口を有し、例えば、開口を有する。例えば、キャリアガス１２２は、生成されたＮＯを、ガス領域１１０から出口回路１２４を通過させてＮＯ生成設備１００から送り出すことができる。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、１つ又はより多くのＮＯセンサ（示されず）を含んでもよく、該ＮＯセンサは、製品ガス中のＮＯの濃度を検出するように構成される。ＮＯセンサは、任意の適切な位置に設けられてもよい。例えば、ＮＯセンサは、ガス領域１１０における製品ガスに接触するように設けられてもよい。いくつかの実施例において、ＮＯセンサは、反応室１０２の出口回路１２４の中又はその近傍に設けられる。例えば、ＮＯセンサは、出口回路１２４の開口、例えば、出口回路１２４の入口又は出口に設けられてもよい。例えば、ＮＯセンサは、出口回路１２４の導管内に設けられてもよい。いくつかの実施例において、ＮＯセンサは、出口回路１２４の下流、又は出口回路１２４の下流の１つ又はより多くのフィルタもしくは濾過装置の下流に設けられてもよい。例えば、図１及び図２に示すように、ＮＯセンサ１２５は、濾過システム５００のフィルタ５０６の下流に設けられてもよく、該濾過システムは、出口回路１２４の下流に設けられる。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００の複数の電極は、第１電極１１６及び第２電極１１８を含む。第１電極１１６及び第２電極１１８は反応媒体１１２の中に設けられる。いくつかの実施例において、第２電極１１８は第１電極１１６の逆電極である。例えば、第１電極１１６は、陰極であってもよく、第２電極１１８は陽極であってもよく、逆も同様である。本稿に記載されるように、第１電極１１６について本開示におけるいくつかの実施例を記述したが、第２電極１１８についての類似する実施例は、当業者にとって明らかである。いくつかの実施例において、複数の電極は参照電極を含む。参照電極は、第１電極１１６、第２電極１１８又は第３電極（示されず）であってもよい。参照電極は、反応媒体１１２の中又はその外部に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、図２に示すように、第１電極１１６及び第２電極１１８は、エネルギー源１１４に電気的に接続される。いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、第１電極１１６に電圧を印加するか、又は第１電極１１６と第２電極１１８との間に電位差を生じさせるように構成される。いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、第１電極１１６に電流を印加するか、又は第２電極１１８から第１電極１１６へ流れる電流を生じさせるように構成され、逆も同様である。１つ又はより多くの条件（例えば、製品ガス中のＮＯの所望の濃度及び／又は流量）に基づき、電極に印加される電圧又は電流を予め決定及び／又は調整することができる。
いくつかの実施例において、第１電極１１６に印加される電圧は、第１電極１１６と第２電極１１８との間、又は第２電極１１８と第１電極１１６との間の電位差として測定されてもよい。いくつかの実施例において、第１電極１１６に印加される電流は、第１電極１１６を通過する電流として測定されてもよい。いくつかの実施例において、第１電極１１６に印加される電圧は、第１電極１１６と参照電極との間、又は参照電極と第１電極１１６との間の電位差として測定されてもよい。
いくつかの実施例において、反応媒体１１２は液体である。例えば、反応媒体１１２は水溶液又は有機溶液を含んでもよい。いくつかの実施例において、反応媒体１１２は亜硝酸イオン源を含む。いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２中の亜硝酸イオンを、電極（例えば、第１電極１１６）の表面に近接及び／又は位置するＮＯに電気化学的還元することによりＮＯを生成する。いくつかの実施例において、１種類又はより多くの種類の触媒により、亜硝酸イオンからＮＯへの電気化学的還元を促進又は実現する。いくつかの実施例において、１種類又はより多くの種類の触媒は反応媒体１１２に溶解又は分散される。１種類又はより多くの種類の触媒は、電極（例えば、第１電極１１６）の表面に近接及び／又は接触し、単独又は共同で電極の表面と反応媒体１１２中の亜硝酸イオンとの間の電子移動のメディエーターを担当することができる。
いくつかの実施例において、触媒は、電極（例えば、第１電極１１６）の表面に固定可能である。いくつかの実施例において、触媒は、シスチン、システイン、メチオニン、チオフェン及びその誘導体を含む群から選択される１種類又はより多くの種類の化合物を含む。例えば、１種類又はより多くの種類の触媒は、共有的に付着、吸着、ドーピングしたり、電極に堆積された材料、例えばポリマー、薄膜又はヒドロゲルに共有的に付着したりしてもよい。電極に堆積可能な材料のいくつかの例は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０
８１で見つけることができる。本稿に記載されるように、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１は、引用により本稿に組み込まれ、本開示で議論される関連主題に使用される。
８１で見つけることができる。本稿に記載されるように、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１は、引用により本稿に組み込まれ、本開示で議論される関連主題に使用される。
触媒は、電極（例えば、第１電極１１６）の表面及び／又はその近傍で反応媒体１１２中の亜硝酸イオンをＮＯに電気化学的還元することに寄与することができる。いくつかの実施例において、触媒は、金属を含有する化合物、例えば金属－リガンド錯体を含む。いくつかの実施例において、以下の反応により、金属を含有する化合物は、反応媒体１１２中の亜硝酸イオンをＮＯに電気化学的還元することに寄与することができ、
Ｍ（第１価）（ｌ）＋ ｅ－ → Ｍ（第２価）（ｌ） 反応１
Ｍ（第２価）（ｌ）＋ ＮＯ２ － ＋ ２Ｈ＋ → Ｍ（第１価）（ｌ） ＋ ＮＯ ＋
Ｈ２Ｏ 反応２
ここで、Ｍ（ｌ）は金属－リガンド錯体を示し、Ｍは少なくとも１種類の金属イオンを示し、ｌは少なくとも１種類の周囲リガンド又は錯化剤を示し、ＮＯ２ －は亜硝酸イオンを示す。金属－リガンド錯体中の少なくとも１種類の金属イオンを第１価から第２価に還元することにより、ＮＯを生成することができ、第２価は第１価よりも低い。還元された金属－リガンド錯体は、反応媒体１１２中の亜硝酸イオンをＮＯに還元するとともに原始の金属－リガンド錯体に酸化される中間体を担当する。
Ｍ（第１価）（ｌ）＋ ｅ－ → Ｍ（第２価）（ｌ） 反応１
Ｍ（第２価）（ｌ）＋ ＮＯ２ － ＋ ２Ｈ＋ → Ｍ（第１価）（ｌ） ＋ ＮＯ ＋
Ｈ２Ｏ 反応２
ここで、Ｍ（ｌ）は金属－リガンド錯体を示し、Ｍは少なくとも１種類の金属イオンを示し、ｌは少なくとも１種類の周囲リガンド又は錯化剤を示し、ＮＯ２ －は亜硝酸イオンを示す。金属－リガンド錯体中の少なくとも１種類の金属イオンを第１価から第２価に還元することにより、ＮＯを生成することができ、第２価は第１価よりも低い。還元された金属－リガンド錯体は、反応媒体１１２中の亜硝酸イオンをＮＯに還元するとともに原始の金属－リガンド錯体に酸化される中間体を担当する。
少なくとも１種類の金属イオンは、例えば、銅、鉄、チタン、クロム、マンガン、コバルト及びニッケルイオンから選択される１種類又はより多くの種類の金属イオンを含んでもよい。少なくとも１種類の周囲リガンド又は錯化剤は、例えば、トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＴＰＡ又はＴＰＭＡ）、１，４，７－トリアザシクロノナン、１，４，７－トリメチル－１，４，７－トリアザシクロノナン（Ｍｅ３ＴＡＣＮ）、トリス（２－アミノエチル）アミン、３－（（２－アミノエチル）アミノ）プロピオン酸、及びビス（２－アミノピリジン）プロピオン酸から選択される１種類又はより多くの種類を含んでもよい。金属イオン、もしくは周囲リガンド又は錯化剤のいくつかの他の例は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１で見つけることができる。
いくつかの実施例において、金属－リガンド錯体を触媒として使用するのは、陰極電圧又は陰極電流を使用して、ＮＯを生成するか及び／又はＮＯの生成を調節することを許可する。いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電圧又は電流の大きさの制御は、例えば、電極の表面及び／又は電極の表面近傍における還元形式の金属－リガンド錯体とその酸化形式のものとの比率の制御を許可する。これは、反応媒体１１２での亜硝酸イオン及び金属－リガンド錯体の所定の濃度で生成されたＮＯの量及び／又はレートの制御を許可可能である。
いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）は、１つ又はより多くの表面を含む任意の適切な形状を有してもよい。例えば、第１電極１１６は、板、シート又はネットを含んでもよい。いくつかの実施例において、第１電極１１６に陰極電圧を印加するか、又は第１電極１１６に陰極電流を印加すると、第１電極１１６の１つ又はより多くの表面及び／又はその近傍で発生した１つ又はより多くの電気化学反応からＮＯを電気化学的生成する。反応媒体１１２中の第１電極１１６の表面及び／又はその近傍での電気化学反応から生成された一部又は全部のＮＯを反応媒体１１２から送り出して、これを反応室１０２のガス領域１１０に運送することができる。例えば、キャリアガス１２２は、反応媒体１１２から生成された一部又は全部のＮＯをスイープ、パージ及び／又は連行することに使用可能である。
エネルギー源１１４は、１つ又はより多くの適切な動力装置又は回路を含んでもよく、これらの動力装置又は回路は、電極に電圧又は電流を印加することを許可し、例えば、電気コンセント、動力回路、直流電源、交流電源、発電機又はエネルギー貯蔵装置である。
エネルギー貯蔵装置は、例えば、１つ又はより多くの電池又は燃料電池を含んでもよい。いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、電極に印加される電圧又は電流を制御又は調整するための１つ又はより多くの電気回路を含む。いくつかの実施例において、１つ又はより多くの電気回路は、電極に印加される電圧を制御又は調整するためのポテンショスタットを含んでもよい。いくつかの実施例において、１つ又はより多くの電気回路は、電極を通過する電流を制御又は調整するためのガルバノスタットを含んでもよい。
エネルギー貯蔵装置は、例えば、１つ又はより多くの電池又は燃料電池を含んでもよい。いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、電極に印加される電圧又は電流を制御又は調整するための１つ又はより多くの電気回路を含む。いくつかの実施例において、１つ又はより多くの電気回路は、電極に印加される電圧を制御又は調整するためのポテンショスタットを含んでもよい。いくつかの実施例において、１つ又はより多くの電気回路は、電極を通過する電流を制御又は調整するためのガルバノスタットを含んでもよい。
いくつかの実施例において、第１電極１１６及び第２電極１１８の極性を切り替えることができる。例えば、エネルギー源１１４の極性を反転させ、例えば、反転スイッチ回路を使用することでＤＣ電源からの電圧又は電流の極性を反転させるか又はＡＣ電源を使用することにより、第１電極１１６及び第２電極１１８の極性を切り替えることができる。例えば、エネルギー源１１４は、電極に周期的な交流電流又は交流電圧を印加するように構成されるＡＣ電源である。
例えば、電極の極性の切り替えは、制御回路でソフトウェアプログラムにより自動的に制御されてもよい。加えて又は代えて、電極の極性の切り替えは、ユーザで手動的に制御され、例えば、スイッチの使用で制御されてもよい。ＮＯ生成の期間、２つの操作周期の間又は２つの段階の間において電極の極性を切り替えることができる。電極に接触又は近接する反応媒体１１２中のＮＯは、電極の劣化を引き起こす可能性があり、且つＮＯ生成効率に悪影響を及ぼす可能性がある。電極の極性を切り替えることにより、ＮＯ生成のための有効な表面積を増加することができ、且つ、電極及び／又はＮＯ生成設備１００の寿命を増加することができる。
ＮＯ生成設備１００の電極（例えば、第１電極１１６、第２電極１１８又は参照電極）は、１種類又はより多くの種類の材料で作製できる。ＮＯ生成設備１００の１つ又はより多くの電極は、同じ材料又は異なる材料で作製できる。いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００の電極は、少なくとも１種類の導電材料を含む。該少なくとも１種類の導電材料は、金属又は非金属の材料であってもよい。該少なくとも１種類の導電材料は、例えば１つのグループの導電材料から選択されてもよく、該グループの導電材料は、白金、パラジウム、金、銅、黄銅、銀、炭素、ガラス状炭素、ホウ素ドープダイヤモンド（ＢＤＤ）、黒鉛、ステンレス鋼、チタン、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの１種類又はより多くの種類の合金、例えばルテニウム－イリジウム合金を含む。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００の電極は、少なくとも１種類の基材を含む。該少なくとも１種類の基材は、金属又は非金属の材料であってもよい。該少なくとも１種類の基材は、例えば１つのグループの材料から選択されてもよく、該グループの材料は、二酸化ケイ素、導電性ガラス、錫がドープされた酸化インジウム、フッ素がドープされた酸化インジウム、導電性プラスチック、白金、金、銅、黄銅、銀、炭素、ガラス状炭素、ホウ素ドープダイヤモンド（ＢＤＤ）、黒鉛、ステンレス鋼、チタン、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの１種類又はより多くの種類の合金、例えばルテニウム－イリジウム合金を含む。いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００の電極は、少なくとも１種類の基材に塗布された少なくとも１種類の導電材料を含む。任意の適切なメッキ方法、例えば電気メッキ、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）又はプラズマ増強化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）を使用し、少なくとも１種類の導電材料を少なくとも１種類の基材に塗布することができる。
ＮＯ生成設備１００の電極（例えば、第１電極１１６）は、任意の形状、構造及び／又は大きさを有してもよい。いくつかの実施例において、第１電極１１６は、その上及び／又はその近傍でＮＯを電気化学的生成する表面を提供する。例えば、第１電極１１６の形状は、板、シート、ネット又はロッドの形式であってもよい。第１電極１１６の表面は表
面積を有してもよい。該表面積は、表面でＮＯを生成するレートと正相関する可能性がある。第１電極１１６は、より大きな表面積を許可する構造、例えば多孔構造を有してもよい。
面積を有してもよい。該表面積は、表面でＮＯを生成するレートと正相関する可能性がある。第１電極１１６は、より大きな表面積を許可する構造、例えば多孔構造を有してもよい。
図３Ａは、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成設備１００の第１電極１１６及び第２電極１１８の模式図である。適切な手段を使用して第１電極１１６及び第２電極１１８を第１電極及び第２電極の表面が反応媒体１１２の中に設けられるように反応室１０２の中に置くことができる。例えば、図３Ａに示すように、フレーム１２６は、第１電極１１６及び第２電極１１８を反応室１０２の中に置くことに使用可能である。フレーム１２６は、反応室１０２の第１側１０４に接続された頂側を有してもよい。第１電極１１６及び第２電極１１８は、任意の適切な方式、例えば、ネジ、スナップ、ワイヤ、クリップ締付材の使用又は任意の他の適切な締付手段で、フレーム１２６に付接されてもよい。
いくつかの実施例において、図３Ａに示すように、第１電極１１６及び第２電極１１８は、１つ又はより多くの表面１２８を有する２つの矩形板を含む。第１電極１１６及び第２電極１１８は、同じ大きさ又は類似する大きさを有してもよい。いくつかの実施例において、第１電極１１６及び／又は第２電極１１８は、約３ｃｍから約１５ｃｍまでの長さを有する。いくつかの実施例において、第１電極１１６及び／又は第２電極１１８は、約２ｃｍから約１０ｃｍまでの幅を有する。第１電極１１６及び第２電極１１８は、任意の適切な距離で離間され、例えば約０．２ｃｍから約１０ｃｍ離間されて設けられてもよい。第１電極１１６及び第２電極１１８は、第１電極１１６の表面１２８の少なくとも一部を、第２電極１１８の表面１２８の少なくとも一部に沿って延伸させ、例えば、第２電極の表面の少なくとも一部に平行に延伸させるように設けられてもよい。
いくつかの実施例において、図１～２に示すように、第１電極１１６及び第２電極１１８は、鉛直に位置決めされる。例えば、第１電極１１６及び第２電極は、反応室１０２の第２側１０６に垂直に設けられてもよい。いくつかの実施例において、各電極は、頂部エッジ１３０及び底部エッジ１３２を含む。頂部エッジ１３０は、反応室１０２の第１側１０４に沿って延伸し、例えば、反応室の第１側に平行に延伸してもよい。底部エッジ１３２は、反応室１０２の第２側に沿って延伸し、例えば、反応室の第２側に平行に延伸してもよい。
電線を使用して電極をエネルギー源１１４に電気的に接続することができる。例えば、図３Ａに示すように、電線１３６は、第１端でエネルギー源１１４（示されず）に接続され、且つ第２端で電極、例えば第１電極１１６又は第２電極１１８に接続される。電線１３６は、電極（例えば、第１電極１１６及び第２電極１１８）に半田付け又はろう付けすることができる。電線１３６は、１種類又はより多くの種類の導電材料（例えば、銅、アルミニウム、鋼又は銀）で作製でき、且つ防食の目的のために処理することができる。いくつかの実施例において、電線１３６は、フレーム１２６に締め付けられる。
いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電圧はＤＣ電圧である。いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電圧の範囲は約１．０Ｖから約５．０Ｖまで、例えば、約１．０Ｖから約２．０Ｖまで、約２．０Ｖから約３．０Ｖまで、約３．０Ｖから約４．０Ｖまで、約４．０Ｖから約５．０Ｖまで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、電極（例えば、第１電極１１６）に励起電圧を印加するように構成される。いくつかの実施例において、励起電圧は、予め設定された電圧の約２倍から約８倍、例えば、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍又は約８倍である。
いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電流はＤＣ電流である。いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電流の範囲は約０ｍＡから約６００ｍＡまで、例えば、約０ｍＡから約１０ｍＡまで、約１０ｍＡから約５０ｍＡまで、約５０ｍＡから約１００ｍＡまで、約１００ｍＡから約２００ｍＡまで、約２００ｍＡから約３００ｍＡまで、約３００ｍＡから約４００ｍＡまで、約４００ｍＡから約５００ｍＡまで、約５００ｍＡから約６００ｍＡまで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、エネルギー源１１４は、第１電極１１６に励起電流を印加するように構成される。いくつかの実施例において、励起電流は、予め設定された電流の約２倍から約８倍、例えば、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍又は約８倍である。
当業者は、励起電圧又は励起電流が予め設定された電圧又は予め設定された電流の整数倍である必要がないことを認識できる。該範囲内の任意の数値は全て、本開示に開示された目的を満たすことができる。
手動方式又はソフトウェア及び／又はハードウェア制御により、電圧又は電流の極性を切り替え、第１電極１１６及び第２電極１１８の極性を交換することができる。いくつかの実施例において、第１電極１１６及び第２電極１１８の極性は周期的に切り替えられる。例えば、第１電極１１６及び第２電極１１８の極性は、約１０分から約１０時間、例えば、約５分から約１０分、約１０分から約３０分、約３０分から約１時間、約１時間から約２時間、約２時間から約３時間、約３時間から約４時間、約４時間から約５時間、約５時間から約６時間、約６時間から約７時間、約７時間から約８時間、約８時間から約９時間、約９時間から約１０時間、又はそれらの組み合わせごとに切り替えられてもよい。
いくつかの実施例において、反応媒体１１２は、反応媒体１１２のｐＨの変化を調整制御又は阻止するための少なくとも１種類の緩衝剤又は緩衝剤成分を含む。例えば、該少なくとも１種類の緩衝剤又は緩衝剤成分は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、４－（２－ヒドロキシエチル）－１－ピペラジンエタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、３－（Ｎ－モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、クエン酸、クエン酸ナトリウム、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（Ｔｒｉｓ）、リン酸塩緩衝食塩水（ＰＢＳ）、ホウ酸、ホウ砂、及びホウ酸－ホウ砂緩衝剤を含む群から選択される１種類又はより多くの種類の有機又は無機の緩衝剤又は緩衝剤成分を含んでもよい。反応媒体１１２で使用可能な緩衝剤又は緩衝剤成分のいくつかの他の例は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１で見つけることができる。
反応媒体１１２中の少なくとも１種類の緩衝剤又は緩衝剤成分は、任意の適切な濃度を有してもよい。例えば、反応媒体１１２中の少なくとも１種類の緩衝剤又は緩衝剤成分の濃度範囲は、約０．０１ｍｏｌ／Ｌから約０．５ｍｏｌ／Ｌまで、約０．５ｍｏｌ／Ｌから約１．０ｍｏｌ／Ｌまで、約１．０ｍｏｌ／Ｌから約１．５ｍｏｌ／Ｌまで、約１．５ｍｏｌ／Ｌから約２．０ｍｏｌ／Ｌまで、約２．０ｍｏｌ／Ｌから約２．５ｍｏｌ／Ｌまで、約２．５ｍｏｌ／Ｌから約３．０ｍｏｌ／Ｌまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
反応媒体１１２中の亜硝酸イオン源は、１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩を含んでもよい。亜硝酸塩は、有機亜硝酸塩又は無機亜硝酸塩であってもよい。有機亜硝酸塩の例は、有機亜硝酸アンモニウム塩、例えば亜硝酸テトラメチルアンモニウム及び亜硝酸テトラエチルアンモニウムを含む。無機亜硝酸塩の例は、金属亜硝酸塩、例えばリチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、及び鉄の亜硝酸塩を含む。亜硝酸イオン源のいくつかの他の例は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１で見つけることができる。反応媒体１１２中の１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩の濃度範囲は、約０．０１ｍｏｌ／Ｌから約０．５ｍｏｌ／Ｌまで、約０．５ｍｏｌ／Ｌから約１．０ｍｏｌ／Ｌまで、約１．０ｍｏｌ／Ｌから約１．５ｍｏｌ／Ｌまで、約１．５ｍｏｌ／Ｌから約２．０ｍｏｌ／Ｌまで、約２．０ｍｏｌ／Ｌから約２．５ｍｏｌ／Ｌまで、約２．５ｍｏｌ／Ｌから約３．０ｍｏｌ／Ｌまで、約３．０ｍｏｌ／Ｌから約３．５ｍｏｌ／Ｌまで、約３．５ｍｏｌ／Ｌから約４．０ｍｏｌ／Ｌまで、約４．５ｍｏｌ／Ｌから約５．０ｍｏｌ／Ｌまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
トリウム、カリウム、ルビジウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、及び鉄の亜硝酸塩を含む。亜硝酸イオン源のいくつかの他の例は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２７０８１で見つけることができる。反応媒体１１２中の１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩の濃度範囲は、約０．０１ｍｏｌ／Ｌから約０．５ｍｏｌ／Ｌまで、約０．５ｍｏｌ／Ｌから約１．０ｍｏｌ／Ｌまで、約１．０ｍｏｌ／Ｌから約１．５ｍｏｌ／Ｌまで、約１．５ｍｏｌ／Ｌから約２．０ｍｏｌ／Ｌまで、約２．０ｍｏｌ／Ｌから約２．５ｍｏｌ／Ｌまで、約２．５ｍｏｌ／Ｌから約３．０ｍｏｌ／Ｌまで、約３．０ｍｏｌ／Ｌから約３．５ｍｏｌ／Ｌまで、約３．５ｍｏｌ／Ｌから約４．０ｍｏｌ／Ｌまで、約４．５ｍｏｌ／Ｌから約５．０ｍｏｌ／Ｌまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
触媒が反応媒体１１２に溶解された場合、反応媒体１１２中の触媒の濃度範囲は、約１ｍｍｏｌ／Ｌから約５ｍｍｏｌ／Ｌまで、約１ｍｍｏｌ／Ｌから約１０ｍｍｏｌ／Ｌまで、約１ｍｍｏｌ／Ｌから約１５ｍｍｏｌ／Ｌまで、約５ｍｍｏｌ／Ｌから約１０ｍｍｏｌ／Ｌまで、約５ｍｍｏｌ／Ｌから約１５ｍｍｏｌ／Ｌまで、又は約１０ｍｍｏｌ／Ｌから約１５ｍｍｏｌ／Ｌまでであってもよい。
反応媒体１１２は、１種類又はより多くの種類の他の成分を含んでもよい。例えば、反応媒体１１２は、ＮＯを生成するための１種類又はより多くの種類の電気化学反応を促進可能な１種類又はより多くの種類の添加剤、例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含んでもよい。
ＮＯ生成設備１００の実施例は、ＮＯ生成設備１００の性能を改善し、例えば、ＮＯ生成設備１００の反応レート及び／又はファラデー効率を向上させ、製品ガス中のＮＯの濃度を向上させ、又は所定の量の反応媒体１１２を使用して生成されたＮＯの量又は濃度を向上させるために、下記の１つ又はより多くの特徴を含んでもよい。例えば、ＮＯ生成設備１００のファラデー効率は、約７０％から約８０％又はより高い範囲内にあってもよい。
反応媒体の温度制御
いくつかの実施例において、反応媒体１１２は、反応温度に保持されるか、又は反応温度近傍に保持されるか、又は１つの温度範囲内に保持される。反応室１０２中の電気化学反応は、反応温度又は反応温度近傍又は温度範囲内で、最も高い、所望の又は最適化された反応レート及び／又はファラデー効率を有してもよい。反応温度又は温度範囲は、１つ又はより多くの条件、例えば緩衝剤及び／又は触媒成分並びに反応媒体１１２中の濃度に基づいて決定できる。いくつかの実施例において、反応温度又は温度範囲の範囲は、約５℃から約１０℃まで、約１０℃から約１５℃まで、約１５℃から約２０℃まで、約２０℃から約２５℃まで、約２５℃から約３０℃まで、約２０℃から約３０℃まで、約３０℃から約３５℃まで、約３５℃から約４０℃まで、約４０℃から約４５℃まで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
いくつかの実施例において、反応媒体１１２は、反応温度に保持されるか、又は反応温度近傍に保持されるか、又は１つの温度範囲内に保持される。反応室１０２中の電気化学反応は、反応温度又は反応温度近傍又は温度範囲内で、最も高い、所望の又は最適化された反応レート及び／又はファラデー効率を有してもよい。反応温度又は温度範囲は、１つ又はより多くの条件、例えば緩衝剤及び／又は触媒成分並びに反応媒体１１２中の濃度に基づいて決定できる。いくつかの実施例において、反応温度又は温度範囲の範囲は、約５℃から約１０℃まで、約１０℃から約１５℃まで、約１５℃から約２０℃まで、約２０℃から約２５℃まで、約２５℃から約３０℃まで、約２０℃から約３０℃まで、約３０℃から約３５℃まで、約３５℃から約４０℃まで、約４０℃から約４５℃まで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２の温度を制御するための温度保持装置１３８を含む。例えば、図１～２に示すように、温度保持装置１３８は、反応室１０２近傍、例えば、反応室１０２の下方、隣又は周囲に設けられてもよい。いくつかの実施例において、温度保持装置１３８は、１つ又はより多くの温度制御設備、例えば温度制御水浴、温度制御油浴、空気撹拌装置（例えば、ファン）、熱輻射器、熱電加熱及び／又は冷却装置（例えば、ｐ－ｎ接合装置）を含む。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２の中に設けられて温度保持装置１３８と通信する温度センサ１４０を含む。温度保持装置１３８は、温度センサ１４０からの信号に基づいて反応媒体１１２の温度を監視することができる。温度保
持装置１３８は、信号に応答して反応媒体１１２を加熱又は冷却することができる。いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電圧又は電流は、エネルギー源１１４で温度センサ１４０からの信号に基づいて調整することができる。例えば、エネルギー源１１４の制御回路は、温度センサ１４０と通信可能であり、且つ第１電極１１６に印加される電圧又は電流の振幅及び／又は極性を調整することができる。
持装置１３８は、信号に応答して反応媒体１１２を加熱又は冷却することができる。いくつかの実施例において、電極（例えば、第１電極１１６）に印加される電圧又は電流は、エネルギー源１１４で温度センサ１４０からの信号に基づいて調整することができる。例えば、エネルギー源１１４の制御回路は、温度センサ１４０と通信可能であり、且つ第１電極１１６に印加される電圧又は電流の振幅及び／又は極性を調整することができる。
反応媒体からＮＯを運送する
反応媒体１１２から反応媒体１１２で生成された一部又は全部のＮＯを運送することができる。例えば、反応媒体１１２で生成されたＮＯを運送し、例えば、それを、キャリアガス１２２を使用することで反応媒体１１２からガス領域１１０にスイープ、パージ及び／又は連行することができる。
反応媒体１１２から反応媒体１１２で生成された一部又は全部のＮＯを運送することができる。例えば、反応媒体１１２で生成されたＮＯを運送し、例えば、それを、キャリアガス１２２を使用することで反応媒体１１２からガス領域１１０にスイープ、パージ及び／又は連行することができる。
いくつかの実施例において、図２に示すように、キャリアガス１２２は、電極（例えば、第１電極１１６）の表面１２８をスイープすることに使用される。電極の表面をスイープすることにより、電極の表面及び／又は電極の表面近傍での電気化学反応のファラデー効率及び／又は反応レートを増加することができ、及び／又は製品ガスのＮＯ濃度を増加することができる。例えば、いくつかの場合、反応媒体１１２中の触媒の１種類又はより多くの種類の金属イオン、例えば、電気化学反応２により生成されたＭ（１価）イオンは、不溶形に沈殿する可能性がある。例えば、触媒の金属イオンは、Ｃｕ２＋であってもよい。いくつかの場合、Ｃｕ２＋は、以下の反応から沈殿することができ、
Ｃｕ２＋ ＋ ２ＯＨ－ → Ｃｕ（ＯＨ）２↓→ ＣｕＯ ＋ Ｈ２Ｏ
反応媒体１１２中の触媒の金属イオンの沈殿は、反応媒体１１２中の触媒の濃度を低下させることができ、且つ、ＮＯを生成するための電気化学反応のレートを低下させることができる。金属イオンの沈殿は、金属イオンの不溶形、例えばＣｕ（ＯＨ）２を、電極の表面に堆積するように生じさせる。これは、ＮＯを生成するための表面積を減少することができ、且つ、更に電極の寿命を低減することができる。電極の表面をスイープすることにより、電極の表面及び／又は電極の表面近傍での物質（例えば、金属イオン）の移動を増加することができる。これは、金属イオンの表面での堆積を減少又は抑制することができ、従って、ＮＯ生成レート及び／又は製品ガスのＮＯ濃度を増加することができる。
Ｃｕ２＋ ＋ ２ＯＨ－ → Ｃｕ（ＯＨ）２↓→ ＣｕＯ ＋ Ｈ２Ｏ
反応媒体１１２中の触媒の金属イオンの沈殿は、反応媒体１１２中の触媒の濃度を低下させることができ、且つ、ＮＯを生成するための電気化学反応のレートを低下させることができる。金属イオンの沈殿は、金属イオンの不溶形、例えばＣｕ（ＯＨ）２を、電極の表面に堆積するように生じさせる。これは、ＮＯを生成するための表面積を減少することができ、且つ、更に電極の寿命を低減することができる。電極の表面をスイープすることにより、電極の表面及び／又は電極の表面近傍での物質（例えば、金属イオン）の移動を増加することができる。これは、金属イオンの表面での堆積を減少又は抑制することができ、従って、ＮＯ生成レート及び／又は製品ガスのＮＯ濃度を増加することができる。
１つ又はより多くの流動制御装置により、キャリアガス１２２を反応媒体１１２の中に導入することができる。例えば、図２に示すように、キャリアガス源２００は、反応媒体１１２の中に導入されたキャリアガスフロー１２２の質量又は体積流量を測定して制御することができる流動制御装置２０４を含んでもよい。弁２０６は、流動制御装置２０４を保護するために流動制御装置２０４の下流に設けられてもよい。例えば、弁２０６は、反応媒体１１２の入口回路１２０から流動制御装置２０４への逆流を防止するように構成されるチェック弁であってもよい。以下、キャリアガス１２２をキャリアガス源２００からＮＯ生成設備１００に供給する実施例について更に記述する。
いくつかの実施例において、キャリアガス１２２を、気泡経路に沿って伝播する気泡として構成される形式で反応媒体１１２の中に導入する。気泡経路は、電極の表面（例えば、第１電極１１６の表面１２８）に沿って延伸して、該表面を掠めることができる。キャリアガスの気泡が反応媒体１１２の表面に上昇すると、該キャリアガスの気泡は、第１電極１１６の表面１２８近傍及び／又は該表面で生成されたＮＯを連行、スイープ及び／又はパージすることができる。キャリアガスの気泡は、第１電極１１６の表面１２８近傍の反応媒体１１２を混合するか又は乱すことができ、且つ、該キャリアガスの気泡は、該表面近傍の物質（例えば、金属イオン）の移動を増加することができる。キャリアガスの気泡は、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを反応媒体１１２からガス領域１１０にパージすることができる。
いくつかの実施例において、ＮＯ生成設備１００は、キャリアガス１２２から気泡を生成するための１つ又はより多くのスパージャーを含む。本稿で使用されるように、スパージャーは、ガスの気泡を液体に発射するように構成される装置又はシステムを含んでもよい。いくつかの場合、スパージャーは、バブラーと呼ばれてもよい。キャリアガス１２２の気泡を発射してＮＯを反応媒体１１２から送り（例えば、スイープ、パージ及び／又は連行）出すために、１つ又はより多くのスパージャーを反応媒体１１２中の任意の適切な位置に設けることができる。例えば、１つ又はより多くのスパージャーを反応室１０２の第２側１０６の上方又は近傍に設けることができる。
いくつかの実施例において、図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２の中に設けられて第１電極１１６に近接する第１スパージャー１３４を含む。いくつかの実施例において、図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は、第２電極１１８に近接して設けられた第２スパージャー１３４を含む。いくつかの実施例において、スパージャー１３４は、キャリアガス１２２を受け取るように構成され、且つ、該スパージャーは、キャリアガスの気泡を発射し、第１電極１１６又は第２電極１１８の１つ又はより多くの表面１２８を掠めるようにさせる。図３Ｂは、本開示のいくつかの実施例によるスパージャー１３４の透視図である。図３Ｂに示すように、スパージャー１３４は、細長い形状、例えば、細長い柱形形状を有してもよい。
いくつかの実施例において、図３Ａに示すように、スパージャー１３４は、第１電極１１６又は第２電極１１８に沿って設けられてもよく、これにより、スパージャー１３４から発せられた気泡は第１電極１１６又は第２電極１１８の１つ又はより多くの表面１２８に沿って上昇して伝播することができる。例えば、図２及び図３Ａに示すように、スパージャー１３４は、第１電極１１６又は第２電極１１８の底部エッジ１３２と反応室１０２の第２側１０６との間に設けられてもよい。スパージャー１３４から発せられた気泡は、底部エッジ１３２から表面１２８を通って第１電極１１６又は第２電極１１８の頂部エッジ１３０まで延伸する気泡経路に沿って伝播することができる。いくつかの実施例において、スパージャー１３４は、底部エッジ１３２の長さに沿って延伸してもよく、これにより、気泡は第１電極１１６の表面１２８全体を掠めることができる。
いくつかの実施例において、スパージャー１３４と第１電極１１６又は第２電極１１８との間の距離を選択し、電極の１つ又はより多くの表面に対するスイープの被覆率及び／又は効率を増加することができる。スパージャー１３４は、電極から一定の距離だけ離れた箇所に設けられてもよく、例えば、該距離は、約１ｃｍよりも小さく、約５ｍｍよりも小さく、約２ｍｍよりも小さく、約１ｍｍよりも小さく、又は約０．５ｍｍよりも小さい。
スパージャー１３４は、ガスを受け取ってガスの気泡を発射するための任意の適切な構造を有してもよい。いくつかの実施例において、スパージャー１３４は、気泡を発射するための複数の孔を提供する多孔構造１４１を含む。例えば、図３Ｂに示すように、スパージャー１３４は、多孔構造１４１で囲まれた内腔１４２を含んでもよい。ガスは、内腔１４２を流れて多孔構造１４１における孔により発泡することができる。内腔１４２は、第１開口から第２開口まで延伸する管状形状を有してもよい。内腔１４２は、スパージャー１３４の中心線に沿って延伸してもよく、又はスパージャーの中心線に沿って延伸しなくてもよい。内腔１４２は、１つ又はより多くの条件、例えば受け取ったガスの流量並びに気泡の所望の密度及び／又は大きさに基づいて選択された直径を有してもよい。例えば、内腔１４２が有する直径の範囲は、約１ｍｍから約９ｍｍまで、例えば、約１ｍｍから約２ｍｍまで、約２ｍｍから約３ｍｍまで、約３ｍｍから約４ｍｍまで、約４ｍｍから約５ｍｍまで、約５ｍｍから約６ｍｍまで、約６ｍｍから約７ｍｍまで、約７ｍｍから約８ｍｍまで、約８ｍｍから約９ｍｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
いくつかの実施例において、図２及び図３Ａに示すように、入口回路１２０の出口１４４は、スパージャー１３４（例えば、スパージャー１３４の内腔１４２）に流体的に接続される。キャリアガス１２２は、キャリアガス源２００から入口回路１２０を通過して出口１４４を経由してスパージャー１３４に流れることができる。いくつかの実施例において、スパージャー１３４はスパージャー台１４８に付接される。いくつかの実施例において、スパージャー台１４８はフレーム１２６に付接される。スパージャー台１４８は、スパージャー１３４が所望の位置に設けられることを許可可能である。
いくつかの実施例において、スパージャー台１４８は、気泡の流動を案内するための１つ又はより多くの構造を含んでもよい。例えば、スパージャー台１４８は、１つ又はより多くの開口を有するシェルを含んでもよく、１つ又はより多くの開口は、スパージャー１３４から発せられた気泡を電極の１つ又はより多くの表面１２８に案内するように構成される。例えば、図３Ａに示すように、スパージャー台１４８は、スパージャー１３４の頂部部分及び／又は上部部分に位置する開口を含んでもよく、これにより、気泡がスパージャー１３４の上部部分から発せられて第１電極１１６の表面１２８に沿って伝播することが可能になる。スパージャー台１４８は、スパージャー１３４の１つ又はより多くの部分がガス又は気泡を発射することを防止するための１つ又はより多くの遮りコンポーネント又は密封コンポーネントを含んでもよい。例えば、スパージャー台１４８は、ガスが多孔構造１４１を通ることなく直接内腔１４２から流出することを阻止するように構成される部分を有してもよい。例えば、スパージャー台１４８は、内腔１４２の第１端を遮るか又は密封する部分を有してもよく、該第１端は、出口１４４に接続された第２端に対向する。
いくつかの実施例において、スパージャー１３４は、多孔構造１４１を提供する少なくとも１種類の多孔材料を含む。気泡の密度及び／又は大きさは、１種類又はより多くの種類の条件、例えば気圧、ガスの流量、及び少なくとも１種類の多孔材料の孔の密度及び／又は大きさに依存することができる。所定のガスの流量で、小さい孔は、スパージャー１３４が高い密度を有する小さい気泡を生成することを許可可能である。少なくとも１種類の多孔材料は、金属材料、例えばステンレス鋼を含んでもよい。少なくとも１種類の多孔材料は非金属材料を含んでもよい。非金属材料は、重合材料、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、セラミック、石英又は炭化珪素であってもよい。
気泡の所望の密度、大きさ及び／又は流量に基づいてスパージャー１３４の少なくとも１種類の多孔材料の孔の大きさを選択することができる。例えば、孔の大きさ範囲は、約０．１μｍから約０．５μｍまで、約０．１μｍから約０．２μｍまで、約０．２μｍから約０．５μｍまで、約０．５μｍから約１μｍまで、約１．０μｍから約１０μｍまで、約１０μｍから約２０μｍまで、約２０μｍから約５０μｍまで、約５０μｍから約１００μｍまで、約１００μｍから約１５０μｍまで、約１５０μｍから約２００μｍまで、約２００μｍから約３００μｍまで、約３００μｍから約４００μｍまで、約４００μｍから約５００μｍまで、約５００μｍから約６００μｍまで、約６００μｍから約７００μｍまで、約７００μｍから約８００μｍまで、約８００μｍから約９００μｍまで、約９００μｍから約１ｍｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
スパージャー１３４の多孔材料は、一定の厚さを有してもよく、ガスフローは、該厚さを通って気泡を生じさせることができる。多孔材料の厚さは、多孔材料の内表面から外表面まで測定することができる。多孔材料の厚さを増加することにより、ガスフローの抵抗を増加して発泡効率を低下させることができる。多孔材料の厚さを減少することにより、気泡の密度及び／又は速度を低下させることができる。電極の表面をスイープするための
任意の密度及び／又は大きさが適切な気泡を取得するために、多孔材料の厚さを選択することができる。例えば、多孔材料の厚さの範囲は、約０．５ｍｍから約１ｍｍまで、約１ｍｍから約２ｍｍまで、約２ｍｍから約３ｍｍまで、約３ｍｍから約４ｍｍまで、約４ｍｍから約５ｍｍまで、約５ｍｍから約６ｍｍまで、約６ｍｍから約７ｍｍまで、約７ｍｍから約８ｍｍまで、約８ｍｍから約９ｍｍまで、約９ｍｍから約１０ｍｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
任意の密度及び／又は大きさが適切な気泡を取得するために、多孔材料の厚さを選択することができる。例えば、多孔材料の厚さの範囲は、約０．５ｍｍから約１ｍｍまで、約１ｍｍから約２ｍｍまで、約２ｍｍから約３ｍｍまで、約３ｍｍから約４ｍｍまで、約４ｍｍから約５ｍｍまで、約５ｍｍから約６ｍｍまで、約６ｍｍから約７ｍｍまで、約７ｍｍから約８ｍｍまで、約８ｍｍから約９ｍｍまで、約９ｍｍから約１０ｍｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
キャリアガスの生成
いくつかの実施例において、キャリアガス１２２は、キャリアガス源２００から生成又は供給される。キャリアガス１２２は、任意の適切なガス、例えば空気、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、及び酸素ガスを含んでもよい。いくつかの実施例において、キャリアガス１２２は窒素ガスを含む。いくつかの実施例において、キャリアガス１２２中の窒素ガスの濃度は、約体積の９９．０％であるか、又は体積の９９．０％よりも高い。例えば、キャリアガス１２２中の窒素ガスの濃度は、約体積の９９．１０％、９９．２０％、９９．３０％、９９．４０％、９９．５０％、９９．６０％、９９．７０％、９９．８０％、９９．９０％、９９．９５％、９９．９８％又は９９．９９％であるか、又はそれよりも高くなってもよい。キャリアガス１２２は酸素ガスを含有してもよい。例えば、キャリアガス１２２中の酸素ガスの濃度は、約１％、０．５％又は０．１％よりも小さくなってもよい。
いくつかの実施例において、キャリアガス１２２は、キャリアガス源２００から生成又は供給される。キャリアガス１２２は、任意の適切なガス、例えば空気、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、及び酸素ガスを含んでもよい。いくつかの実施例において、キャリアガス１２２は窒素ガスを含む。いくつかの実施例において、キャリアガス１２２中の窒素ガスの濃度は、約体積の９９．０％であるか、又は体積の９９．０％よりも高い。例えば、キャリアガス１２２中の窒素ガスの濃度は、約体積の９９．１０％、９９．２０％、９９．３０％、９９．４０％、９９．５０％、９９．６０％、９９．７０％、９９．８０％、９９．９０％、９９．９５％、９９．９８％又は９９．９９％であるか、又はそれよりも高くなってもよい。キャリアガス１２２は酸素ガスを含有してもよい。例えば、キャリアガス１２２中の酸素ガスの濃度は、約１％、０．５％又は０．１％よりも小さくなってもよい。
いくつかの実施例において、図１に示すように、キャリアガス源２００は、圧縮空気からキャリアガス１２２を生成するように構成される窒素ガス生成設備２０２を含む。いくつかの実施例において、圧縮空気を空気圧縮機システム又は貯蔵庫からキャリアガス源２００に供給する。いくつかの実施例において、圧縮空気をキャリアガス源２００に供給する前に、圧縮ガスを濾過する。例えば、キャリアガス源２００は、窒素ガス生成設備２０２の上流に設けられ且つ該窒素ガス生成設備に流体的に連通するように構成される濾過設備を含んでもよい。濾過設備は、１つ又はより多くのフィルタ、例えばダストフィルタ及び水分フィルタを含んでもよい。いくつかの実施例において、キャリアガス源２００は、圧力センサ、及び圧力コントローラ、例えば圧力レギュレータ又は圧力制御弁を含む。圧力コントローラは、圧力センサからの応答又は信号に基づいて窒素ガス生成設備２０２に入る圧縮空気の圧力及び／又は流量を調整制御することができる。
窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から窒素ガスを生成するための１つ又はより多くの適切な装置を含んでもよい。いくつかの実施例において、窒素ガス生成設備２０２は、少なくとも１種類のカーボンモレキュラーシーブ（ＣＭＳ）を含む。カーボンモレキュラーシーブは、空気から窒素ガスを分離することを許可する孔径分布を有してもよい。いくつかの実施例において、窒素ガス生成設備２０２は、少なくとも１つの窒素ガス分離膜を含む。窒素ガス分離膜は、窒素ガス及び酸素ガスが膜壁を通る浸透レートに基づいて空気から窒素ガスを分離することができる。窒素ガス分離膜は、任意の適切な構成を有してもよい。いくつかの実施例において、窒素ガス分離膜は、少なくとも１束の選択的に浸透可能な中空繊維を含む。
窒素ガス分離膜は、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）、臭素化ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリイミド、及びポリジメチルシロキサンを含む群から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含んでもよい。いくつかの実施例において、窒素ガス分離膜は複数の孔を有し、該孔の平均孔径範囲は、約０．００５μｍから約０．００７μｍまで、約０．００７μｍから約０．０１μｍまで、約０．０１μｍから約０．０１３μｍまで、約０．０１３μｍから約０．０１５μｍまで、約０．０１５μｍから約０．０１７μｍまで、約０．０１７μｍから約０．０１９μｍまで、約０．０１９μｍから約０．０２μｍまで、又はそれらの組み合わせである。
本稿に記載されるように、窒素ガス生成設備２０２の記述は、通常、他のキャリアガス（例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、及び酸素ガス）を生成する設備に適用され、且つ、当業者にとって明らかである。
いくつかの実施例において、窒素ガス生成設備２０２は、入口回路１２０の上流に設けられ且つ該入口回路に流体的に連通する。いくつかの実施例において、図１に示すように、キャリアガス源２００は、窒素ガス生成設備２０２の下流及び入口回路１２０の上流に設けられた流動制御装置２０４を更に含む。流動制御装置２０４は、ＮＯ生成設備１００に入るキャリアガス１２２の流量を制御するように構成されてもよい。キャリアガス１２２の流量を増加することにより、ＮＯ生成レート及び／又は製品ガス中のＮＯの濃度を増加することができる。例えば、キャリアガス１２２の流量を増加することにより、第１電極１１６の表面に対するスイープを増加することができ、且つ、生成されたＮＯを反応媒体１１２から運送するレートを増加することができる。いくつかの実施例において、出口回路１２４から出力されたＮＯ生成設備１００の製品ガスの流量はキャリアガス１２２の流量に比例する。
反応室に対する製品ガスの再循環
いくつかの実施例において、図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は、ガス循環回路３００を含む。いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は、循環入口３０２及び循環出口３０４を含む。いくつかの実施例において、循環入口３０２は反応室１０２のガス領域１１０に流体的に連通する。例えば、循環入口３０２は、ガス領域１１０の壁の内側又はガス領域の壁に設けられた開口を含んでもよい。いくつかの実施例において、循環出口３０４は反応室１０２の液体領域１０８に流体的に連通する。例えば、循環出口３０４は入口回路１２０に流体的に連通してもよい。例えば、循環出口３０４は、液体領域１０８の壁の内側又は液体領域の壁に設けられた開口を含んでもよい。
いくつかの実施例において、図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は、ガス循環回路３００を含む。いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は、循環入口３０２及び循環出口３０４を含む。いくつかの実施例において、循環入口３０２は反応室１０２のガス領域１１０に流体的に連通する。例えば、循環入口３０２は、ガス領域１１０の壁の内側又はガス領域の壁に設けられた開口を含んでもよい。いくつかの実施例において、循環出口３０４は反応室１０２の液体領域１０８に流体的に連通する。例えば、循環出口３０４は入口回路１２０に流体的に連通してもよい。例えば、循環出口３０４は、液体領域１０８の壁の内側又は液体領域の壁に設けられた開口を含んでもよい。
いくつかの実施例において、ガス領域１１０における製品ガスは、反応室１０２に対して循環入口３０２から循環出口３０４に再循環する。例えば、再循環する製品ガス３０３は、循環入口３０２から循環出口３０４に流れることができる。いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は、再循環する製品ガスフロー３０３を生成するように構成されるガスポンプ３０６を含む。ガスポンプ３０６は、循環入口３０２の下流及び循環出口３０４の上流に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、図２に示すように、ガス循環回路３００は、ＮＯ生成設備１００の出口回路１２４に流体的に連通する。例えば、ガス循環回路３００の循環入口３０２は、出口回路１２４に流体的に連通してもよい。ガス循環回路３００及び出口回路１２４は、公共の入口、例えば循環入口３０２を有してもよい。ガス循環回路３００及び出口回路１２４は公共の流体経路を有してもよい。いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は、循環入口３０２の下流に設けられた第１濾過装置５０８を含む。公共の流体経路は、公共の入口から第１濾過装置５０８に延伸してもよい。
いくつかの実施例において、第１濾過装置５０８は、ガスポンプ３０６の上流に設けられる。濾過装置５０８は、再循環する製品ガス３０３中の液体物質及び／又は固体物質を減少又は除去することができる。いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は第２濾過装置３０７を含む。第２濾過装置３０７は、カプセルフィルタ又はメンブレンフィルタを含んでもよい。第２濾過装置３０７は、再循環する製品ガス３０３中の１種類又はより多くの種類の不純物（例えば、液体物質及び固体物質）を除去し、ガスポンプ３０６を保護することができる。
再循環する製品ガス３０３を電極の表面に導入して、該電極の表面を掠めるようにさせることができる。いくつかの実施例において、循環出口３０４はスパージャー１３４に流体的に連通する。例えば、循環出口３０４はスパージャー１３４の内腔１４２に流体的に接続されてもよい。ガスポンプ３０６は、循環入口３０２の下流及びスパージャー１３４の上流に設けられてもよく、且つ再循環する製品ガス３０３は、循環入口３０２からスパージャー１３４の内腔１４２に流れることができる。
いくつかの実施例において、図２に示すように、再循環する製品ガス３０３は、キャリアガス１２２と組み合わせられてガスフロー１４６を形成する。例えば、ガス循環回路３００は、三方コネクタ３０８を含んでもよい。三方コネクタ３０８は、循環出口３０４に流体的に接続可能であり且つ再循環する製品ガス３０３を受け取るように構成される。三方コネクタ３０８は、キャリアガス源２００及び／又は入口回路１２０に流体的に接続可能であり且つキャリアガス１２２を受け取るように構成される。三方コネクタ３０８は、受け取った再循環する製品ガス３０３とキャリアガス１２２とを組み合わせてガスフロー１４６を形成することができる。三方コネクタ３０８は、任意の適切な構造、例えば三方フィッティング又は三方弁を含んでもよい。ガスフロー１４６をスパージャー１３４に供給して電極の表面を掠めるための気泡を生成することができる。
いくつかの実施例において、ガス循環回路３００は弁２０６を含んでもよい。弁２０６は循環出口３０４の上流に設けられてもよい。弁２０６は、ガスポンプ３０６の下流に設けられてもよく、且つ、三方コネクタ３０８の下流に設けられてもよい。弁２０６は、ガスフロー１４６の逆流及び／又は反応媒体１１２の反応室１０２からガスポンプ３０６への逆流を防止することができる。ガスフロー１４６は、弁２０６を介して循環出口３０４及び出口１４４に流れて１つ又はより多くのスパージャー１３４に供給されることができる。１つ又はより多くのスパージャー１３４は、反応媒体１１２で生成されたＮＯをガス領域１１０に運送（例えば、スイープ、パージ及び／又は連行）するために、ガスフロー１４６から気泡を発射することもできる。例えば、いくつかの実施例において、スパージャー１３４は、ガスフロー１４６から気泡を発射して、電極（例えば、第１電極１１６）の表面を掠めるようにさせる。
ガス領域１１０における製品ガスは、キャリアガス１２２及び生成されたＮＯを含んでもよい。いくつかの実施例において、ガス領域１１０における製品ガスを再循環させることは、製品ガス中のキャリアガス１２２を電極の表面に再循環させることを許可する。キャリアガスを再循環させることにより、ＮＯの生成をサポートするために必要なキャリアガス量、例えば、第１電極１１６を掠める及び／又は生成されたＮＯを運送するためのキャリアガス量を減少することができる。製品ガスを再循環させることは、ＮＯが反応室１０２のガス領域１１０における製品ガスに蓄積することを許可して、ガス領域１１０における製品ガス中のＮＯの濃度がより高くなることを許可することができる。これは、ＮＯ生成設備１００のガス領域１１０から運送された製品ガス中のＮＯの濃度がより高くなる及び／又はより安定することを許可可能である。
図４Ａは、本開示のいくつかの実施例による製品ガス中のＮＯの濃度及び第１電極１１６に印加された電流の図形表示である。該例において、ＮＯ生成設備１００は、ガス領域及び液体領域を有する反応室１０２と、液体領域に含まれる反応媒体１１２と、反応媒体１１２の中に設けられた第１電極１１６及び第２電極１１８と、第１電極１１６の表面を掠めるためのスパージャー１３４と、製品ガスを再循環させるためのガス循環回路３００と、第１電極１１６を掠めるためのスパージャー１３４とを含んでもよい。電極は、各々ステンレス鋼で作製でき、且つ、各々表面積が約５ｃｍ×約６ｃｍの板を含んでもよい。反応媒体１１２は、約１．０ｍｏｌ／ＬのＮａＮＯ２、約７ｍｍｏｌ／ＬのＣｕＳＯ４、約７ｍｍｏｌ／ＬのＭｅ３ＴＡＣＮ、及び約０．５ｍｏｌ／ＬのＨＥＰＥＳ緩衝液を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＨＥＰＥＳ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体１１２は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。スパージャー１３４は、長さが約７ｃｍ、内径が約５ｍｍ、外径が約１０ｍｍの柱形であってもよく、且つ、該スパージャーの平均孔径が、約２０μｍである。約３００ｍＬ／ｍｉｎの流量で濃度が約体積の９９．７％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約３Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。図４Ａに示すように、第１電極１１６に印加された電流を約０ｍＡから約３００ｍＡに増加することにより、製品ガス中のＮＯの濃度を増加することができる。該例において、データを線形回帰モデルにフィッティングすると、各１ｍＡの印加電流に対して、製品ガス中のＮＯの濃度が約３６．１ｐｐｍ増加することができ、且つ、ＮＯ生成設備１００が７０．７％のファラデー効率を有することができることが表明された。第１電極１１６に対するスイープを減少することにより、単位あたりの印加電流によるＮＯ濃度の増加を減少することができ、且つファラデー効率を低下させることができる。
図４Ｂは、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成設備１００によって生成された製品ガス中のＮＯの濃度の経時的な変化の図形表示である。該例において、ＮＯ生成設備１００は、上記の参照の図４Ａの例に記載された反応条件と同じ反応条件を有してもよく、約２分のランプ周期内で約３００ｍＡの電流を初期に印加する以外、その後、第１電極１１６に１００ｍＡの電流を約６０時間印加することができる。ランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００の製品ガス中のＮＯの濃度は約３６００ｐｐｍに増加し、且つ、３６００ｐｐｍ又は約３６００ｐｐｍの定常濃度で約６０時間保持される。このような量のＮＯが生成されると、通常、約８Ｌの圧縮ＮＯを貯蔵するために約４つから５つのガスタンクが必要となり、該圧縮ＮＯは、約１３．８ＭＰａの圧力で約８００ｐｐｍのＮＯ濃度を有する。スパージャー１３４を使用して第１電極１１６の表面をスイープすること、及び、ガス循環回路３００を介して製品ガスを再循環させることは、長い時間周期内で安定した濃度でＮＯを生成することを許可する。ＮＯ生成設備１００によって生成できるＮＯの量は、例えば、約６０時間内でのＮＯ濃度が約３６００ｐｐｍの製品ガスを有する。
反応媒体からＮＯを分離する
ＮＯ生成設備１００の反応媒体１１２を処理、交換又は補充する前に、該反応媒体を繰り返し使用してＮＯを生成することができる。例えば、ＮＯ生成設備１００の反応媒体１１２を使用し、１つの段階における複数の操作周期内又は複数の段階においてＮＯを生成することができる。一部の生成されたＮＯは、操作周期又は１つの段階の後に反応媒体１１２に溶解可能である。反応媒体１１２に溶解されたＮＯは、反応媒体１１２を繰り返し使用することによって生成できるＮＯの濃度及び／又は量を低下させることができ、且つ、段階又は操作周期の間の待ち時間を増加することができる。
ＮＯ生成設備１００の反応媒体１１２を処理、交換又は補充する前に、該反応媒体を繰り返し使用してＮＯを生成することができる。例えば、ＮＯ生成設備１００の反応媒体１１２を使用し、１つの段階における複数の操作周期内又は複数の段階においてＮＯを生成することができる。一部の生成されたＮＯは、操作周期又は１つの段階の後に反応媒体１１２に溶解可能である。反応媒体１１２に溶解されたＮＯは、反応媒体１１２を繰り返し使用することによって生成できるＮＯの濃度及び／又は量を低下させることができ、且つ、段階又は操作周期の間の待ち時間を増加することができる。
例えば、反応媒体１１２に溶解されたＮＯは、金属－リガンド錯体の触媒、例えばＣｕ（ＩＩ）－１，４，７－トリメチル－１，４，７－トリアザシクロノナン（Ｃｕ（Ｍｅ３ＴＡＣＮ））と相互作用することができる。例えば、２つの段階の間の待ち時間の期間において、反応媒体１１２に溶解されたＮＯは、Ｃｕ（Ｍｅ３ＴＡＣＮ）の中心銅イオンに結合可能である。これは、次の段階においてＮＯを生成するための電気化学反応を触媒することに使用される、反応媒体１１２中の金属－リガンド錯体の濃度を低下させることができ、且つ、次の段階の反応レート及び／又は製品ガス中のＮＯの濃度を低下させることができる。いくつかの場合、１つの段階の製品ガス中のＮＯの濃度は、前の段階の製品ガス中のＮＯの濃度よりも低くなる可能性があり、例えば、約１０％から約３０％低くなる。
いくつかの実施例において、反応媒体１１２の中に設けられた１つ又はより多くのスパ
ージャー１３４は、溶解されたＮＯを反応媒体１１２からガス領域１１０にパージし、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少するために、ガスの気泡を生成することができる。いくつかの実施例において、電極の表面をスイープすることにより、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少することができる。例えば、スパージャー１３４は、ガスの気泡を、第１電極１１６の表面１２８に沿って伝播し且つ該表面を掠めるように生成することができる。ガスの気泡は、第１電極１１６の表面及び／又は第１電極の表面近傍で生成されたＮＯを反応媒体１１２から連行及び／又はスイープして出すことができ、これは、生成されたＮＯが反応媒体１１２に溶解されることを減少又は防止することができる。
ージャー１３４は、溶解されたＮＯを反応媒体１１２からガス領域１１０にパージし、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少するために、ガスの気泡を生成することができる。いくつかの実施例において、電極の表面をスイープすることにより、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少することができる。例えば、スパージャー１３４は、ガスの気泡を、第１電極１１６の表面１２８に沿って伝播し且つ該表面を掠めるように生成することができる。ガスの気泡は、第１電極１１６の表面及び／又は第１電極の表面近傍で生成されたＮＯを反応媒体１１２から連行及び／又はスイープして出すことができ、これは、生成されたＮＯが反応媒体１１２に溶解されることを減少又は防止することができる。
いくつかの実施例において、図１及び図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少又は除去するための液体－ガス分離回路４００を含む。液体－ガス分離回路４００は、流体フロー（例えば、液体フロー又はガスフロー）を反応室１０２に対して循環させるように構成される。液体－ガス分離回路４００は、反応媒体１１２を繰り返し使用してＮＯを生成する前、期間及び／又は後に使用可能である。
いくつかの実施例において、図２に示すように、液体－ガス分離回路４００は第１ポート４０２及び第２ポート４１０を含む。いくつかの実施例において、第１ポート４０２は液体領域１０８に流体的に連通する。第１ポート４０２は、反応室１０２の液体領域１０８の中で（例えば、反応媒体１１２の水平面の下で）の開口を含んでもよい。いくつかの実施例において、第２ポート４１０はガス領域１１０に流体的に連通する。第２ポート４１０は、反応室１０２のガス領域１１０の中で（例えば、反応媒体１１２の水平面の上で）の開口を有してもよい。いくつかの実施例において、液体－ガス分離回路４００は、反応媒体フロー１１２を反応室１０２に対して第１ポート４０２から第２ポート４１０に循環させるように構成される。いくつかの実施例において、液体－ガス分離回路４００は、製品ガスフローを反応室１０２に対して第２ポート４１０から第１ポート４０２に循環させるように構成される。
いくつかの実施例において、液体－ガス分離回路４００はポンプ４０６を含む。いくつかの実施例において、ポンプ４０６は液体－ガス両用ポンプである。いくつかの実施例において、ポンプ４０６は可逆ポンプである。ポンプ４０６は、第１ポート４０２から第２ポート４１０へ、又は第２ポート４１０から第１ポート４０２への流体フローを生じさせることができる。いくつかの実施例において、流体フローは液体フローである。例えば、ポンプ４０６は、第１ポート４０２から第２ポート４１０への反応媒体フロー１１２を生じさせることができる。いくつかの実施例において、流体フローはガスフローである。例えば、ポンプ４０６は、第２ポート４１０から第１ポート４０２への製品ガスフローを生じさせることができる。
ポンプ４０６は、任意の適切な流量で流体フローを生じさせることができる。例えば、ポンプ４０６は、一定の流量で流体フロー（例えば、反応媒体フロー）を生じさせることができ、該一定の流量の範囲は、約０．２５Ｌ／ｍｉｎから約１０Ｌ／ｍｉｎまで、例えば、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１．０Ｌ／ｍｉｎまで、約１．０Ｌ／ｍｉｎから約１．５Ｌ／ｍｉｎまで、約１．５Ｌ／ｍｉｎから約２．０Ｌ／ｍｉｎまで、約２．０Ｌ／ｍｉｎから約２．５Ｌ／ｍｉｎまで、約２．５Ｌ／ｍｉｎから約３．０Ｌ／ｍｉｎまで、約３．０Ｌ／ｍｉｎから約３．５Ｌ／ｍｉｎまで、約３．５Ｌ／ｍｉｎから約４．０Ｌ／ｍｉｎまで、約４．０Ｌ／ｍｉｎから約４．５Ｌ／ｍｉｎまで、約４．５Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、約５．０Ｌ／ｍｉｎから約５．５Ｌ／ｍｉｎまで、約５．５Ｌ／ｍｉｎから約６．０Ｌ／ｍｉｎまで、約６．０Ｌ／ｍｉｎから約６．５Ｌ／ｍｉｎまで、約６．５Ｌ／ｍｉｎから約７．０Ｌ／ｍｉｎまで、約７．０Ｌ／ｍｉｎから約７．５Ｌ／ｍｉｎまで、約７．５Ｌ／ｍｉｎから約８．０Ｌ／ｍｉｎまで、約８．０Ｌ／ｍｉｎから約８．５Ｌ／ｍｉｎまで、約８．５Ｌ／ｍｉｎから約９Ｌ／ｍｉｎまで、約９．０Ｌ／ｍｉｎから約９．５Ｌ／ｍｉｎまで、約９．５Ｌ／ｍｉｎから約１０Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、図１及び図２に示すように、液体－ガス分離回路４００は液体－ガス分離装置４０８を含む。いくつかの実施例において、液体－ガス分離装置４０８は、第１ポート４０２と第２ポート４１０との間に設けられる。液体－ガス分離装置４０８は、ポンプ４０６の下流又は上流に設けられてもよい。いくつかの実施例において、液体－ガス分離装置４０８は、少なくとも１つの第１チャンバ４１４及び少なくとも１つの第２チャンバ４１６を含む。第１チャンバ４１４及び／又は第２チャンバ４１６は、任意の適切な形状及び大きさを有してもよい。例えば、第１チャンバ４１４及び／又は第２チャンバ４１６は、管状構造を有してもよい。第１チャンバ４１４は、第２チャンバ４１６に受け取られてもよく、逆も同様である。いくつかの実施例において、液体－ガス分離装置４０８は、第１チャンバ４１４及び第２チャンバ４１６を閉鎖するように構成されるシェル又はハウジングを含む。
いくつかの実施例において、第１チャンバ４１４と第２チャンバ４１６とは分離膜で離間される。分離膜は、ＮＯが浸透可能な材料を含んでもよい。例えば、分離膜は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シリコーン樹脂又はポリプロピレン等の材料を含んでもよい。ＮＯは、第１チャンバ４１４における液体から分離膜を通過して第２チャンバ４１６におけるガスに拡散することができる。分離膜は、任意の適切な構成を有してもよい。例えば、分離膜で形成された壁を有する複数の中空繊維である。
分離膜を、ある周期及び／又はある循環量内で反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少又は除去することを許可する任意の適切な面積を有するように選択することができる。いくつかの実施例において、液体－ガス分離装置４０８の分離膜が有する表面積の範囲は、約５００ｃｍ２から約５００００ｃｍ２まで、例えば、約５００ｃｍ２から約１０００ｃｍ２まで、約１０００ｃｍ２から約５０００ｃｍ２まで、約５０００ｃｍ２から約１００００ｃｍ２まで、約１００００ｃｍ２から約１５０００ｃｍ２まで、約１５０００ｃｍ２から約２００００ｃｍ２まで、約２００００ｃｍ２から約２５０００ｃｍ２まで、約２５０００ｃｍ２から約３００００ｃｍ２まで、約３００００ｃｍ２から約３５０００ｃｍ２まで、約３５０００ｃｍ２から約４００００ｃｍ２まで、約４００００ｃｍ２から約４５０００ｃｍ２まで、約４５０００ｃｍ２から約５００００ｃｍ２まで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、第１チャンバ４１４は、入口４１８及び出口４２０を含む。ポンプ４０６は、入口４１８から第１チャンバ４１４を通過して出口４２０に到達するように反応媒体１１２を駆動することができる。反応媒体１１２が第１チャンバ４１４を流れている時、反応媒体１１２に溶解されたＮＯは、分離膜を通過して第２チャンバ４１６に拡散することができる。いくつかの実施例において、第２チャンバ４１６は、入口４２２及び出口４２６を含む。スイープガスは、入口４２２から第２チャンバ４１６を通過して出口４２６に流れることができる。スイープガスは、第２チャンバ４１６に拡散したＮＯを混合ガスとして出口４２６から送り出すことができる。以下で更に記述するように、混合ガスを廃ガス処理装置７００に運送することができる。
スイープガスは、任意の適切なガス、例えば空気、酸素ガス、窒素ガス、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。スイープガスは、ガス源（例えば、キャリアガス源２００）から入口４２２に供給することができる。いくつかの実施例において、キャリアガス１２２は、スイープガスとして使用される。例えば、流体コントローラ４２４は、キャリアガス１２２のキャリアガス源２００から入口４２２への流動を制御することに使用可能である。流体コントローラ４２４は、圧力コントローラ、例えば圧力制御弁又は圧力レギュレータを含んでもよい。
いくつかの実施例において、図２に示すように、ＮＯ生成設備１００は濾過装置４１２を含む。いくつかの実施例において、濾過装置４１２は液体－ガス分離装置４０８の上流に設けられる。濾過装置４１２は、反応媒体１１２から１種類又はより多くの種類の不純物（例えば、固体物質）を濾過するように構成される１つ又はより多くのフィルタを含んでもよい。濾過装置４１２は、反応媒体１１２が液体－ガス分離装置４０８を流れている時、該液体－ガス分離装置の分離膜を、反応媒体１１２中の不純物によって損壊されないように保護することができる。
いくつかの実施例において、液体－ガス分離回路４００は、作業モード及びクリーニングモードを有する。作業モードで、液体－ガス分離回路４００は、反応媒体１１２を第１ポート４０２から液体－ガス分離装置４０８を通過させて第２ポート４１０に循環させることにより、反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少又は除去することができる。クリーニングモードで、反応室１０２のガス領域１１０におけるガスは、第２ポート４１０から液体－ガス分離装置４０８を通過して第１ポート４０２に循環することができる。ガスを、液体－ガス分離装置４０８を循環して通過するようにさせることにより、作業モードの後に液体－ガス分離装置４０８における残りの反応媒体１１２を反応室１０２に送り戻すことができる。例えば、ポンプ４０６は、一定の流量で流体フロー（例えば、ガス領域１１０におけるガスフロー）を生じさせることができ、該一定の流量の範囲は、約０．２５Ｌ／ｍｉｎから約５Ｌ／ｍｉｎまで、例えば、約０．２５Ｌ／ｍｉｎから約０．５Ｌ／ｍｉｎまで、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１．０Ｌ／ｍｉｎまで、約１．０Ｌ／ｍｉｎから約１．５Ｌ／ｍｉｎまで、約１．５Ｌ／ｍｉｎから約２．０Ｌ／ｍｉｎまで、約２．０Ｌ／ｍｉｎから約２．５Ｌ／ｍｉｎまで、約２．５Ｌ／ｍｉｎから約３．０Ｌ／ｍｉｎまで、約３．０Ｌ／ｍｉｎから約３．５Ｌ／ｍｉｎまで、約３．５Ｌ／ｍｉｎから約４．０Ｌ／ｍｉｎまで、約４．０Ｌ／ｍｉｎから約４．５Ｌ／ｍｉｎまで、約４．５Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。クリーニングモードは、反応媒体１１２の損失を減少することができ、且つ、反応媒体１１２及び／又はＮＯ生成設備１００の寿命を延ばすことができる。クリーニングモードは、分離膜を乾燥させて次の作業モードのために準備をすることができる。
いくつかの実施例において、図２に示すように、液体－ガス分離回路４００は、液体－ガス分離回路４００を作業モードとクリーニングモードとの間で切り替えさせるための切替弁４０４を含む。いくつかの実施例において、切替弁４０４は、液体－ガス分離回路４００の流体フローの方向を制御するように構成される１つ又はより多くの弁を含む。例えば、切替弁４０４は、１グループの常閉弁を含んでもよく、且つ、該切替弁は、弁の異なるサブセットを開くことにより液体－ガス分離回路４００の中の流体フローの方向を変更することができる。このような場合、ポンプ４０６は、必ずしも可逆ポンプとして作業モード及びクリーニングモードで操作しなくてもよい。
例えば、図２に示すように、切替弁４０４は、１グループの４つの弁４０４ａ～４０４ｄを含んでもよい。いくつかの場合、弁４０４ａは、第１ポート４０２とポンプ４０６との間に設けられ、弁４０４ｂは、第１ポート４０２と第１チャンバ４１４の流体の出口４２０との間に設けられ、弁４０４ｃは、第２ポート４１０とポンプ４０６との間に設けられ、弁４０４ｄは、第２ポート４１０と第１チャンバ４１４の流体の出口４２０との間に設けられる。例えば、作業モードで、弁４０４ａ及び４０４ｄは開かれ、弁４０４ｂ及び４０４ｃは閉じられる。反応媒体１１２は、第１ポート４０２から、弁４０４ａ、ポンプ４０６、液体－ガス分離装置４０８の流体の入口４１８及び流体の出口４２０、並びに弁４０４ｄを通過して第２ポート４１０に流れることができる。例えば、クリーニングモードで、弁４０４ａ及び４０４ｄは閉じられ、弁４０４ｂ及び４０４ｃは開かれる。反応室１０２のガス領域１１０におけるガスは、第２ポート４１０から、弁４０４ｃ、ポンプ４０６、液体－ガス分離装置４０８の流体の入口４１８及び流体の出口４２０、並びに弁４０４ｂを通過して第１ポート４０２に流れることができる。
いくつかの実施例において、液体－ガス分離回路４００は、電磁弁（示されず）を含む。電磁弁は、液体－ガス分離装置４０８の上流に設けられてもよい。電磁弁は、反応媒体１１２がＮＯの電気化学的生成の期間において反応媒体１１２の中に蓄積可能な圧力により液体－ガス分離装置４０８に入ることを防止することができる。
図４Ｃは、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成設備１００によって複数の段階の期間において生成された製品ガス中のＮＯの濃度の図形表示である。該例において、ＮＯ生成設備１００は、上記の参照の図４Ａの例に記載された反応条件と同じ反応条件を有してもよく、複数の段階において約２分のランプ周期内で約１５０ｍＡの電流を初期に印加する以外、その後、第１電極１１６に５０ｍＡの電流を印加することができる。ＮＯ生成設備１００は液体－ガス分離回路４００を更に含んでもよい。各段階において、第１電極１１６に印加される電流を終止した後、液体－ガス分離回路４００は作業モードで作動することができ、且つ、該液体－ガス分離回路は、所定の反応媒体１１２に溶解されたＮＯを減少又は除去するために、反応媒体１１２を、液体－ガス分離装置４０８を約０．５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環して約１０分通過するようにさせる。その後、液体－ガス分離回路４００は、クリーニングモードで操作することができ、且つ、該液体－ガス分離回路は、ガス領域１１０におけるガスを、液体－ガス分離装置４０８を約１Ｌ／ｍｉｎの流量で循環して約０．５分通過するようにさせる。図４Ｃに示すように、反応媒体１１２を使用するＮＯ生成設備１００は、５つの連続的な段階においてＮＯ濃度が約２０００ｐｐｍの製品ガスを生成することができる。
以下、ＮＯシステムのいくつかの例を提供する。いくつかの例において、ＮＯシステム１０は、ＮＯ生成設備１００及びキャリアガス源２００を含んでもよい。ＮＯ生成設備１００は、ガス領域及び液体領域を有する反応室１０２と、液体領域に含まれる反応媒体１１２と、反応媒体１１２の中に設けられた陰極及び陽極と、２つのスパージャー１３４と、ガス循環回路３００と、液体－ガス分離回路４００とを含んでもよい。スパージャー１３４は、２つの電極近傍にそれぞれ設けられてもよく、且つ、該スパージャーは、気泡を電極の表面で伝播するように発射するように構成される。キャリアガス源２００は、圧縮空気からキャリアガス１２２を生成することができる。キャリアガス源２００は、圧縮空気中の水分及び固体物質を減少又は除去するための水分フィルタ及びダストフィルタを含んでもよい。キャリアガス源２００は窒素ガス生成設備２０２を更に含んでもよく、該窒素ガス生成設備は、圧縮空気からＮ２を分離するための窒素ガス分離膜を有する。陰極及び陽極は電源に電気的に接続可能である。電源は、陰極に電流又は電圧を印加することができ、且つ、ＮＯは、陰極の表面又は陰極の表面近傍で生成され且つキャリアガス１２２によってガス領域にスイープ又は連行されることができ、これにより、製品ガスが生成される。ガス循環回路３００は、製品ガスをガス領域からスパージャーに再循環することができる。再循環ガスは、キャリアガス１２２と組み合わせられてスパージャーの中に導入されることができる。液体－ガス分離回路４００は、陰極に電流又は電圧を印加している時に陰極への電圧又は電流の印加を終止した後、反応媒体に溶解されたＮＯを分離するための液体－ガス分離装置４０８を含んでもよい。液体－ガス分離装置４０８は、表面積を有する分離膜を含んでもよい。液体－ガス分離回路４００は、第１周期において作業モードで作動することができ、且つ、第１周期の後の第２周期においてクリーニングモードで作動することができる。
例えば、陰極及び陽極は白金で作製されてもよい。反応媒体は、約０．０１ｍｏｌ／ＬのＨＥＰＥＳ緩衝液、約０．０１ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸ナトリウム、及び約１ｍｍｏｌ／Ｌ
の銅－トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＣｕＴＰＭＡ）を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＨＥＰＥＳ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約１０ｍＡの電流を印加する前に、陰極に約２０ｍＡの励起電流を約０．５分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）で作製されてもよく、且つ、約０．０１μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．０％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約５０ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約０．５Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電流を陰極に印加してから約１０分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約２００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電流の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約１０分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約１分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約２５０００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
の銅－トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＣｕＴＰＭＡ）を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＨＥＰＥＳ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約１０ｍＡの電流を印加する前に、陰極に約２０ｍＡの励起電流を約０．５分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）で作製されてもよく、且つ、約０．０１μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．０％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約５０ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約０．５Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電流を陰極に印加してから約１０分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約２００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電流の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約１０分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約１分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約２５０００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
また、例えば、陰極及び陽極は金で作製されてもよい。反応媒体は、約１ｍｏｌ／ＬのＭＯＰＳ緩衝液、約１ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸ナトリウム、及び約３ｍｍｏｌ／ＬのＦｅ－１，４，７－トリアザシクロノナンを含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＭＯＰＳ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約１．４Ｖの電圧を印加する前に、陰極に約４．２Ｖの励起電圧を約１分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、臭素化ポリカーボネートで作製されてもよく、且つ、約０．０２μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．６％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約１００ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約１Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電圧を陰極に印加してから約９分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約１２００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電圧の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約５分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約０．５分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約１０００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
また、例えば、陰極及び陽極は炭素で作製されてもよい。反応媒体は、約１．５ｍｏｌ／ＬのＴｒｉｓ緩衝液、約２ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸カリウム、及び約４ｍｍｏｌ／ＬのＴｉ（Ｍｅ３ＴＡＣＮ）を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＴｒｉｓ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約１００ｍＡの電流を印加する前に、陰極に約５００ｍＡの励起電流を約１．５分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、ポリプロピレンで作製されてもよく、且つ、約０．０１２μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．７％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約２００ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約１．５Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電流を陰極に印加してから約６分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約３０００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電流の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約１２分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約０．９分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約１０００ｃｍ２から約５００００ｃｍ２の表面積、例えば、約５００００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
また、例えば、陰極及び陽極は、ガラス状炭素が塗布されたＳｉＯ２で作製されてもよい。反応媒体は、約２ｍｏｌ／ＬのＭＯＰＳ緩衝液、約３ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸ナトリウム、及び約５ｍｍｏｌ／Ｌのクロム－トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＣｒＴＰＭＡ）を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してＭＯＰＳ緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約２Ｖの電圧を印加する前に、陰極に約１２Ｖの励起電圧を約２分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜はポリイミドで作製されてもよく、且つ、約０．００５μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．９９％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約３００ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約２Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電圧を陰極に印加してから約５分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約４２００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電圧の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約５分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約１．５分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約１０００ｃｍ２から約５０００ｃｍ２の表面積、例えば、約３７５００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
また、例えば、陰極及び陽極は、ステンレス鋼が塗布された導電性ガラスで作製されてもよい。反応媒体は、約２．５ｍｏｌ／Ｌのリン酸塩緩衝液、約４ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸ナトリウム、及び約６ｍｍｏｌ／Ｌのマンガン－トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＭｎＴＰＭＡ）を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してリン酸塩緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約２００ｍＡの電流を印加する前に、陰極に約１．４Ａの励起電流を約２．５分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で作製されてもよく、且つ、約０．００８μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．８％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約４００ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約２．５Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電流を陰極に印加してから約４．６分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約６３００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電流の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約２０分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約２分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約１０００ｃｍ２から約５０００ｃｍ２の表面積、例えば、約１２５００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
また、例えば、陰極及び陽極は、イリジウム－ルテニウム合金が塗布されたステンレス鋼で作製されてもよい。反応媒体は、約３ｍｏｌ／Ｌのホウ酸－ホウ砂緩衝液、約５ｍｏｌ／Ｌの亜硝酸カリウム、及び約７ｍｍｏｌ／Ｌのコバルト－（ビス（２－アミノエチルプロジン）プロピオン酸を含んでもよい。適切なアルカリ性溶液（例えば、ＮａＯＨ溶液）を使用してホウ酸－ホウ砂緩衝液に対して滴定を行うことができ、これにより、反応媒体は約６から約８のｐＨ値、例えば、約７．２のｐＨ値を有することができる。陰極に約３Ｖの電圧を印加する前に、陰極に約２４Ｖの励起電圧を約３分印加することができる。窒素ガス生成設備２０２の窒素ガス分離膜は、臭素化ポリカーボネートで作製されてもよく、且つ、約０．０１５μｍの平均孔径を有してもよい。窒素ガス生成設備２０２は、圧縮空気から濃度が約体積の９９．９％であるＮ２を含有するキャリアガス１２２を生成することができる。約６００ｍＬ／ｍｉｎの流量でキャリアガス１２２をスパージャー１３４に導入することができる。ガス循環回路３００は、製品ガスを約３Ｌ／ｍｉｎの流量で再循環させることができる。電圧を陰極に印加してから約５分のランプ周期後に、ＮＯ生成設備１００は、ＮＯ濃度が約１０４００ｐｐｍの製品ガスを出力することができる。陰極への電流の印加を終止した後、液体－ガス分離回路４００は、作業モードで約１８分作動することができ、且つ、その後、クリーニングモードで約１．６分作動することができる。液体－ガス分離装置４０８の分離膜は、約１０００ｃｍ２から約５０００ｃｍ２の表面積、例えば、約５０００ｃｍ２の表面積を有してもよい。
製品ガスの濾過
システム１０は、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少又は除去するための１つ又はより多くの濾過システム又は装置を含んでもよい。いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、ＮＯ生成設備１００の下流に設けられた濾過システム５００を含む。例えば、濾過システム５００は、ＮＯ生成設備１００のガス領域１１０及び／又は出口回路１２４の下流に設けられ且つ該ＮＯ生成設備のガス領域及び／又は出口回路に流体的に連通してもよい。濾過システム５００は、ＮＯ生成設備１００からの製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば、水分及び／又は固体物質を減少又は除去することができる。本稿に記載されるように、水分は、製品ガスに存在する可能性のある気相又は液相の任意の液体、例えば水蒸気、水滴、溶媒蒸気、及び溶媒液滴を含んでもよい。
システム１０は、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少又は除去するための１つ又はより多くの濾過システム又は装置を含んでもよい。いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、ＮＯ生成設備１００の下流に設けられた濾過システム５００を含む。例えば、濾過システム５００は、ＮＯ生成設備１００のガス領域１１０及び／又は出口回路１２４の下流に設けられ且つ該ＮＯ生成設備のガス領域及び／又は出口回路に流体的に連通してもよい。濾過システム５００は、ＮＯ生成設備１００からの製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば、水分及び／又は固体物質を減少又は除去することができる。本稿に記載されるように、水分は、製品ガスに存在する可能性のある気相又は液相の任意の液体、例えば水蒸気、水滴、溶媒蒸気、及び溶媒液滴を含んでもよい。
濾過システム５００は、１つ又はより多くの濾過装置又はフィルタを含んでもよい。いくつかの実施例において、濾過システム５００は１つ又はより多くの固体物質フィルタ５０２を含む。固体物質フィルタ５０２は、例えば、濾過材料及び／又は孔径を修改又は選択することにより任意のタイプの固体物質を濾過するように構成されてもよいことが想定できる。１つの実施例において、固体物質フィルタ５０２は塩エアロゾルフィルタであってもよい。いくつかの実施例において、固体物質フィルタ５０２はメンブレンフィルタを含む。メンブレンフィルタは、多孔構造を有する重合材料を含んでもよい。例えば、重合材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、混合セルロースエステル、ポリアミド（ナイロン）、ナイロン６、及びナイロン６６から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含んでもよい。多孔構造の平均孔径の範囲は、約０．０１μｍから約２μｍまで、例えば、約０．１μｍから約０．２μｍまで、約０．２μｍから約０．４μｍまで、約０．４μｍから約０．６μｍまで、約０．６μｍから約０．８μｍまで、約０．８μｍから約１．０μｍまで、約１．０μｍから約１．２μｍまで、約１．２μｍから約１．４μｍまで、約１．４μｍから約１．６μｍまで、約１．６μｍから約１．８μｍまで、約１．８μｍから約２μｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
１つの例において、固体物質フィルタ５０２は、ＰＴＥＦで作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約１．０μｍである。別の例において、固体物質フィルタ５０２は、ポリフッ化ビニリデンで作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約０．１μｍである。別の例において、固体物質フィルタ５０２は、ポリエーテルスルホンで作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約２．０μｍである。別の例において、固体物質フィルタ５０２は、ナイロン６で作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約０．１μｍである。別の例において、固体物質フィルタ５０２は、ナイロン６６で作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約０．８μｍである。別の例において、固体物質フィルタ５０２は、混合セルロースエステルで作製された部材フィルタを含んでもよく、その平均孔径が約１．６μｍである。
いくつかの実施例において、濾過システム５００は１つ又はより多くの水分フィルタ５
０４を含む。水分フィルタ５０４は、気相及び／又は液相における液体、例えば水を減少又は除去することができる。いくつかの実施例において、水分フィルタ５０４はメンブレンフィルタを含む。いくつかの実施例において、メンブレンフィルタは重合材料を含む。重合材料は多孔構造を有してもよい。重合材料は、液体蒸気及び／又は液体液滴を吸収することができる。加えて又は代えて、重合材料は、液体蒸気及び／又は液体液滴を少なくとも部分的に浸透可能である。例えば、メンブレンフィルタはＮａｆｉｏｎ（登録商標）膜を含んでもよい。
０４を含む。水分フィルタ５０４は、気相及び／又は液相における液体、例えば水を減少又は除去することができる。いくつかの実施例において、水分フィルタ５０４はメンブレンフィルタを含む。いくつかの実施例において、メンブレンフィルタは重合材料を含む。重合材料は多孔構造を有してもよい。重合材料は、液体蒸気及び／又は液体液滴を吸収することができる。加えて又は代えて、重合材料は、液体蒸気及び／又は液体液滴を少なくとも部分的に浸透可能である。例えば、メンブレンフィルタはＮａｆｉｏｎ（登録商標）膜を含んでもよい。
いくつかの実施例において、濾過システム５００は１つ又はより多くの付加のフィルタ５０６を含む。フィルタ５０６は、製品ガスから不純物、例えば水分及び／又は固体物質を更に除去又は減少するために、固体物質フィルタ５０２及び／又は水分フィルタ５０４の下流に設けられてもよい。いくつかの実施例において、フィルタ５０６はメンブレンフィルタを含む。いくつかの実施例において、メンブレンフィルタは重合材料を含む。いくつかの実施例において、メンブレンフィルタは多孔構造を有する。例えば、メンブレンフィルタの重合材料は多孔構造を有してもよい。多孔構造の平均孔径の範囲は、約０．０１μｍから約２μｍまで、例えば、約０．０１μｍから約０．１μｍまで、約０．１μｍから約０．２μｍまで、約０．２μｍから約０．３μｍまで、約０．３μｍから約０．４μｍまで、約０．４μｍから約０．５μｍまで、約０．５μｍから約１．０μｍまで、約１．０μｍから約２μｍまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。いくつかの実施例において、フィルタ５０６の平均孔径は、固体物質フィルタ５０２の平均孔径に等しいか又はそれよりも小さい。
本稿に記載されるように、本開示のいくつかの実施例で使用されるメンブレンフィルタは、少なくとも１層の膜を含んでもよく、該膜は、ガス、液体及び／又は固体を濾過又は分離するための任意の適切な構成を有してもよい。例えば、メンブレンフィルタの膜は、デッドエンド濾過のために構成されてもよく、そのうち、流体は膜を通ることができ、且つ、流体から分離されようとする成分は、膜によって遮られるか又は捕獲されることが可能である。又は、メンブレンフィルタの膜は、クロスフロー濾過のために構成されてもよく、そのうち、流体は、フィード側で膜の表面を通ることができ、且つ、流体から分離されようとする成分は、フィード側に保留されるか、又は膜を通過して浸透側に浸透してもよい。クロスフロー濾過の例示的な構成は、膜で形成された１つ又はより多くの中空繊維である。
例えば、ＮＯ生成設備１００のガス領域１１０から出力された製品ガスは、一定量の液体不純物及び／又は固体不純物、例えば水及び塩エアロゾルを含んでもよい。このような量の不純物は、ポンプ３０６及びフィルタ５０２～５０６のうちの１つ又はより多くのフィルタのような下流装置の寿命を損壊する及び／又は影響を及ぼす可能性がある。いくつかの実施例において、システム５００は、ＮＯ生成設備１００の下流に設けられた濾過装置５０８を含む。いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、再循環する製品ガス３０３中の液体不純物及び／又は固体不純物を減少又は除去するためにポンプ３０６の上流に設けられる。例えば、ＮＯ生成設備１００のガス領域１１０から出力された製品ガスは、１種類又はより多くの種類の不純物、例えば水又は反応媒体１１２の液滴又は蒸気を含んでもよい。いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、固体物質フィルタ５０２及び／又は水分フィルタ５０４の上流に設けられる。濾過装置５０８は、製品ガスがフィルタ５０２～５０６のうちの１つ又はより多くのフィルタを流れる前に、製品ガスから液体不純物及び／又は固体不純物を減少又は除去することができる。
図５Ａ～５Ｃには、本開示のいくつかの実施例による濾過装置５０８が示される。図５Ａ～５Ｃに示すように、いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、ハウジング５１０、入口５１８及び出口５２０を含む。いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、ハウジング５１０の中に設けられた少なくとも１つのチャンバを含む。入口５１８及び／又は出口５２０は、ハウジング５１０の中の少なくとも１つのチャンバに流体的に連通してもよい。ハウジング５１０は、任意の適切な形状、例えば、柱形形状を有してもよい。図５Ｃに示すように、入口５１８は、ハウジング５１０の底部部分に設けられてチャンバに流体的に連通してもよい。出口５２０は、ハウジング５１０の頂部部分に設けられてチャンバに流体的に連通してもよい。
いくつかの実施例において、図５Ｂに示すように、濾過装置５０８は、１つ又はより多くの濾過室５１２を含む。濾過室５１２は、任意の適切な形状、例えば、柱形形状を有してもよい。濾過室５１２は、ハウジング５１０の縦方向軸線回りに配置されてもよく、且つ、等間隔に離間されるか又は不等間隔に離間されてもよい。濾過装置５０８は、任意の適切な数の濾過室５１２、例えば、２つから５つの濾過室を含んでもよい。例えば、３つの濾過室５１２は、ハウジング５１０の縦方向軸線回りに等間隔で、約１２０度離間されてもよい。
各濾過室５１２は、入口５２２及び出口５２４を有してもよい。１つ又はより多くの濾過室５１２の入口及び出口は、流動経路を限定することができる。１つ又はより多くの濾過室５１２（例えば、最初の濾過室５１２）は、ハウジング５１０の入口５１８に流体的に連通する入口５２２を有してもよい。１つ又はより多くの濾過室５１２（例えば、最後の濾過室５１２）は、ハウジング５１０の出口５２０に流体的に連通する出口５２４を有してもよい。いくつかの実施例において、濾過室５１２は、その中を流れる流体中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少又は除去するように構成される濾過材料５１６を含む。濾過材料５１６は、濾過室５１２の少なくとも一部、例えば濾過室５１２の中部部分を充填することができる。濾過材料５１６は、任意の適切な材料、例えばシリカゲル、スポンジ、綿、ポリプロピレン（例えば、ＰＰ綿フィルタ）、フォーム、及び発泡樹脂を含んでもよい。
いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、フィード室５２６を含む。フィード室５２６は、入口５１８に流体的に連通してもよく、濾過待ちの流体、例えばガスフローを受け取ることに使用される。フィード室５２６は、１つ又はより多くの濾過室５１２に流体的に連通してもよい。例えば、フィード室５２６は、濾過室５１２の入口５２２に流体的に連通する出口を有してもよい。いくつかの実施例において、フィード室５２６は、ハウジング５１０の中間部分を延伸して通り、これにより、フィード室５２６とハウジング５１０の内表面との間に空洞が形成される。
例えば、図５Ａ～５Ｃに示すように、ハウジング５１０は柱形形状を有してもよい。フィード室５２６は、ハウジング５１０の縦方向軸線の少なくとも一部に沿って延伸する柱形形状を有してもよい。フィード室５２６とハウジング５１０との間に形成された環状空間は、空洞を形成することができる。いくつかの実施例において、１つ又はより多くのチャンバ（例えば、濾過室５１２）は、フィード室５２６とハウジング５１０との間の空洞に設けられる。
濾過装置５０８は、ガス（例えば、ガス領域１１０から出力された製品ガス）中の少なくとも一部の液体不純物及び／又は固体不純物が、例えば、重力沈降又は分離に基づいてガスと分離することを許可するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、濾過室５１２の入口５２２は、鉛直に出口５２４よりも低い位置に設けられ、これにより、入口５２２から出口５２４に流れるガスに浮遊している液体粒子及び／又は固体粒子はガスから沈降して出ることができ、且つ濾過室５１２の底部に沈降することができる。
例えば、濾過室５１２は、細長い形状（例えば、柱形形状）を有してもよく、且つ、そ
の縦方向軸線に沿って鉛直位置に設けられてもよい。このような構成において、入口５２２は、濾過室５１２の底部部分又は下部部分に設けられてもよく、出口５２４は、濾過室５１２の頂部部分又は上部部分に設けられてもよい。ガスフローは、入口５２２から濾過室５１２に入り、移動又は上昇して濾過室５１２の少なくとも一部を通過し、出口５２４に到達することができる。ガスフローが濾過室５１２で移動又は上昇している時、該ガスフローは、濾過材料５１６を通ることができ、且つ、ガスフローに浮遊している液体不純物及び／又は固体不純物は、沈降して出てガスフローと分離することができる。
の縦方向軸線に沿って鉛直位置に設けられてもよい。このような構成において、入口５２２は、濾過室５１２の底部部分又は下部部分に設けられてもよく、出口５２４は、濾過室５１２の頂部部分又は上部部分に設けられてもよい。ガスフローは、入口５２２から濾過室５１２に入り、移動又は上昇して濾過室５１２の少なくとも一部を通過し、出口５２４に到達することができる。ガスフローが濾過室５１２で移動又は上昇している時、該ガスフローは、濾過材料５１６を通ることができ、且つ、ガスフローに浮遊している液体不純物及び／又は固体不純物は、沈降して出てガスフローと分離することができる。
いくつかの実施例において、濾過装置５０８は、濾過室５１２に流体的に連通する緩衝室５１４を含む。例えば、緩衝室５１４は、濾過室５１２の底部部分における開口又はポートを経由して濾過室５１２に流体的に接続されてもよい。濾過待ちのガス（例えば、ガスフロー）は、開口又はポートを経由して緩衝室５１４から濾過室５１２に流れ、濾過室５１２で上昇し、出口５２４から排出されることができる。濾過室５１２におけるガスから沈降して出た液体物質及び／又は固体物質は、濾過室５１２の底部部分に沈殿することができる。沈降した液体及び／又は固体は、緩衝室５１４に流れて該緩衝室に蓄積することができる。
任意の適切な手段により（例えば、重力又はポンプにより）、緩衝室５１４に蓄積した液体物質及び／又は固体物質を濾過装置５０８から送り出すことができる。濾過装置５０８から送り出された液体物質及び／又は固体物質は、処理又は繰り返し使用可能である。例えば、ＮＯ生成設備１００からの製品ガスから沈降して出た反応媒体１１２を、緩衝室５１４から反応室１０２の液体領域１０８に送り戻し、繰り返し使用することができる。
いくつかの実施例において、図５Ｃに示すように、緩衝室５１４はフィード室５２６に流体的に連通する。流体は、フィード室５２６から緩衝室５１４に流れ、緩衝室５１４から濾過室５１２に流れることができる。例えば、濾過待ちの流体（例えば、ガスフロー）は、入口５１８からフィード室５２６、緩衝室５１４及び濾過室５１２を流れて出口５２０に流れることができる。
いくつかの実施例において、図５Ａ～５Ｃに示すように、濾過装置５０８は、１つよりも多い沈降過程の進行を許可するために、２つ又はより多くの流体的に接続された濾過室５１２を含む。例えば、第１濾過室５１２の出口５２４は、第２濾過室５１２の入口５２２に流体的に接続されてもよい。ガスは、液体不純物及び／又は固体不純物がガスフローに伴って各濾過室の入口５２２から出口５２４に上昇してガスフローから沈降して出ることを許可するために、２つ又はより多くの濾過室５１２を流れることができる。
いくつかの実施例において、図５Ａ～５Ｂに示すように、緩衝室５１４は、２つの濾過室５１２を流体的に接続する。緩衝室５１４は、２つの濾過室５１２に接続するように構成される開口又は導管を有してもよく、これにより、流体が２つの濾過室５１２のぞれぞれにおける入口５２２から出口５２４に流れることができる。例えば、図５Ｂに示すように、第１濾過室５１２の出口５２４は緩衝室５１４の入口であってもよく、第２濾過室５１２の入口５２２は緩衝室５１４の出口であってもよい。流体は、第１濾過室５１２の出口５２４から緩衝室５１４に流れ、緩衝室５１４から第２濾過室５１２の入口５２２に流れることができる。このような場合、図５Ｂに示すように、第１濾過室５１２の出口５２４は緩衝室５１４の頂部部分に設けられてもよく、第２濾過室５１２の入口５２２は緩衝室５１４の底部部分に設けられてもよい。
濾過装置５０８は、１つ又はより多くの他の部品、例えばハウジング５１０における１つ又はより多くの入口、出口及び／又はチャンバを被覆又は密封するための部品を含んでもよい。いくつかの実施例において、図５Ａに示すように、濾過装置５０８は、緩衝室５
１４におけるガスが緩衝室５１４から１つ又はより多くの濾過室５１２に流れることを許可するために緩衝室５１４の頂側を被覆するように構成される密封材を含む。いくつかの実施例において、図５Ａに示すように、濾過装置５０８は、被覆材５２８を含む。被覆材５２８は、ハウジング５１０の頂側を被覆することができ、且つ、濾過室５１２におけるガスが出口５２４で排出されることを許可するために濾過室５１２の頂側を被覆することができる。被覆材５２８は、任意の適切な接続を経由し、例えば、プレスばめ、又は適切な締付コンポーネント（例えば、ネジ締付材）の使用によりハウジング５１０に固定可能である。いくつかの実施例において、図５Ａに示すように、濾過装置５０８は、入口５１８の周囲で密封を形成するように構成されるシールリングを含む。
１４におけるガスが緩衝室５１４から１つ又はより多くの濾過室５１２に流れることを許可するために緩衝室５１４の頂側を被覆するように構成される密封材を含む。いくつかの実施例において、図５Ａに示すように、濾過装置５０８は、被覆材５２８を含む。被覆材５２８は、ハウジング５１０の頂側を被覆することができ、且つ、濾過室５１２におけるガスが出口５２４で排出されることを許可するために濾過室５１２の頂側を被覆することができる。被覆材５２８は、任意の適切な接続を経由し、例えば、プレスばめ、又は適切な締付コンポーネント（例えば、ネジ締付材）の使用によりハウジング５１０に固定可能である。いくつかの実施例において、図５Ａに示すように、濾過装置５０８は、入口５１８の周囲で密封を形成するように構成されるシールリングを含む。
圧力容器
ＮＯ生成設備１００によって生成された製品ガスの流量及び／又はＮＯ濃度は、１種類又はより多くの種類の条件の変化、例えば温度、電極に印加された電流又は電圧、副反応、電極の劣化又は反応媒体１１２中の亜硝酸塩源、及び触媒の濃度の変化により変化することができる。システム１０は、ＮＯ生成設備１００によって生成された製品ガスの流量及び／又はＮＯ濃度を安定させるための１つ又はより多くの装置又はシステム（例えば、圧力容器）を含んでもよい。このような装置又はシステムは、システム１０が安定したＮＯ供給を提供することを許可可能である。
ＮＯ生成設備１００によって生成された製品ガスの流量及び／又はＮＯ濃度は、１種類又はより多くの種類の条件の変化、例えば温度、電極に印加された電流又は電圧、副反応、電極の劣化又は反応媒体１１２中の亜硝酸塩源、及び触媒の濃度の変化により変化することができる。システム１０は、ＮＯ生成設備１００によって生成された製品ガスの流量及び／又はＮＯ濃度を安定させるための１つ又はより多くの装置又はシステム（例えば、圧力容器）を含んでもよい。このような装置又はシステムは、システム１０が安定したＮＯ供給を提供することを許可可能である。
いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、圧力容器６００を含む。圧力容器６００は、ＮＯ生成設備１００の下流に設けられ且つ該ＮＯ生成設備に流体的に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧力容器６００は、ＮＯ生成設備１００の出口回路１２４からの製品ガスを受け取る。濾過システム５００の１つ又はより多くのフィルタは、ＮＯ生成設備１００の下流及び圧力容器６００の上流に設けられてもよい。ＮＯ生成設備１００からの製品ガスは、出口回路１２４から濾過システム５００の１つ又はより多くのフィルタを通過して圧力容器６００に流れることができる。製品ガスが圧力容器６００に入る前に、濾過システム５００は、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば水分及び／又は固体物質（例えば、塩エアロゾル）を減少又は除去することができる。
いくつかの実施例において、図６Ａに示すように、圧力容器６００は、本体６０２、ガス入口６１２及びガス出口６１４を含む。本体６０２は、内部空洞を閉鎖するように構成される任意の適切な形状、例えば柱形形状を有してもよい。ガス入口６１２及びガス出口６１４は、本体６０２の内部空洞に流体的に接続される。例えば、図６Ａに示すように、ガス入口６１２及び／又はガス出口６１４は各々、本体６０２に設けられた開口又はポートを有してもよい。
圧力容器６００は、圧力保持周期の期間においてＮＯ生成設備１００からの製品ガスを受け取って貯蔵することができる。圧力保持周期の終了時に、圧力容器６００の中の圧力は、予め設定されたレベル又は予め設定された範囲に増加することができる。加えて又は代えて、圧力保持周期の終了時に、圧力容器６００に収容された製品ガス中のＮＯの濃度は、予め設定されたレベル又は予め設定された範囲に増加することができる。圧力保持周期を予め決定及び／又は調整することができる。いくつかの実施例において、圧力保持周期後に、圧力容器６００から製品ガスを放出することができる。圧力容器６００から放出された製品ガスのＮＯ濃度は、ランプ周期内で増加することができ、且つランプ周期の終了時又はランプ周期の終了後に定常状態に達することができる。
いくつかの実施例において、圧力容器６００は、安定したＮＯ供給をより速やか又は直ちに提供することを許可するために、圧力保持周期及びランプ周期を短縮するように構成される。例えば、圧力容器６００は、本体６０２の内部空洞で１つ又はより多くの流動経
路を含んでもよい。１つ又はより多くの流動経路は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路を含んでもよい。１つ又はより多くの流動経路は、本体６０２の内部空洞の少なくとも一部の中の製品ガスの圧力及び／又はＮＯ濃度が迅速に定常状態に達することを許可可能である。例えば、１つ又はより多くの流動経路は、新しいガス（例えば、製品ガス）が内部空洞に入り、内部空洞の少なくとも一部に以前から存在する古いガス（例えば、空気又は窒素ガス）を迅速にパージ又は消尽することを許可可能である。加えて又は代えて、１つ又はより多くの流動経路は、新しいガスと古いガスとの不均一な混合を減少するか又はなくすことができる。
路を含んでもよい。１つ又はより多くの流動経路は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路を含んでもよい。１つ又はより多くの流動経路は、本体６０２の内部空洞の少なくとも一部の中の製品ガスの圧力及び／又はＮＯ濃度が迅速に定常状態に達することを許可可能である。例えば、１つ又はより多くの流動経路は、新しいガス（例えば、製品ガス）が内部空洞に入り、内部空洞の少なくとも一部に以前から存在する古いガス（例えば、空気又は窒素ガス）を迅速にパージ又は消尽することを許可可能である。加えて又は代えて、１つ又はより多くの流動経路は、新しいガスと古いガスとの不均一な混合を減少するか又はなくすことができる。
本稿に記載されるように、曲がりくねった流動経路（例えば、蛇行した流動経路）とは、三次元空間で任意の方向に沿って第１点から第２点まで延伸する非直接流動経路を指してもよい。例えば、曲がりくねった流動経路とは、圧力容器６００を通る横断面及び／又は縦方向平面における第１点から第２点まで延伸する非直接流動経路を指してもよい。
例えば、圧力容器６００は、圧力保持周期が約６０ｍｉｎ未満、例えば、約１ｍｉｎ未満、約５ｍｉｎ未満、約１０ｍｉｎ未満、約２０ｍｉｎ未満、約３０ｍｉｎ未満、約４０ｍｉｎ未満、又は約５０ｍｉｎ未満であることを許可可能である。例えば、圧力容器６００は、ランプ周期が約２０ｍｉｎ未満、例えば、約１ｍｉｎ未満、約２ｍｉｎ未満、約３ｍｉｎ未満、約４ｍｉｎ未満、約５ｍｉｎ未満、約８ｍｉｎ未満、又は約１０ｍｉｎ未満であることを許可可能である。
図６Ａ～６Ｃは、本開示のいくつかの実施例による圧力容器６００の様々なビューである。いくつかの実施例において、圧力容器６００は１つ又はより多くのパネル又はバッフル６０４を含み、該パネル又はバッフルは、内部空洞で複数の流体的に接続された領域を限定する。様々な構成において、流体的に接続された領域は、圧力容器６００を通る曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路を形成することができる。例えば、複数のパネル６０４は、内部空洞を第１領域６０６及び第２領域６０８に区画することができる。第１領域６０６と第２領域６０８とは、例えば、開口、ポート又は導管を経由して流体的に接続されてもよい。圧力容器６００に入った流体（例えば、製品ガス）は、第１領域６０６に入ることができ、且つ、曲がりくねった流動経路を介して第１領域６０６から第２領域６０８に流れることができる。又は、圧力容器６００に入った流体（例えば、製品ガス）は、第１領域６０６に入ることができ、且つ、第２領域６０８に流入しないか又は第２領域６０８を流れない場合に圧力容器から離れることができ、即ち、第２領域６０８を迂回することができる。曲がりくねった流動経路は、圧力容器６００に入った新しいガスが圧力容器の中の以前から存在する古いガスを有効にパージ又は消尽することを許可可能である。曲がりくねった流動経路は、圧力容器６００の１つ又はより多くの領域の中の圧力が、圧力容器全体の中の圧力が定常状態に達することを許可するために必要な時間よりも短い周期内で定常状態に達することを更に許可可能である。
いくつかの実施例において、第１領域６０６は、ガス入口６１２及びガス出口６１４に流体的に接続される。例えば、ガス入口６１２は、第１領域６０６に設けられた第１開口又は第１ポートに流体的に接続されてもよい。ガス出口６１４は、第１領域６０６に設けられた第２開口又は第２ポートに流体的に接続されてもよい。ガスは、第１領域６０６の少なくとも一部を経由してガス入口６１２からガス出口６１４に流れることができる。
第１領域６０６は、ガス入口６１２に入ったガスが第１領域６０６の少なくとも一部を迅速に充填することを許可するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、第１領域６０６は、第１流動経路６１８を限定する複数のチャンバに区画される。例えば、１つ又はより多くのパネル６１６は、第１領域６０６に設けられて該第１領域を複数のチャンバに区画してもよい。第１流動経路６１８は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路であってもよい。曲がりくねった流動経路は、第１領域６０６に入った新しいガスが、第１領域６０６の１つ又はより多くのチャンバに以前から存在する古いガスを迅速にパージ又は消尽することを許可可能である。これは、第１領域６０６の１つ又はより多くのチャンバの中の圧力が、第１領域６０６及び第２領域６０８における１つ又はより多くのチャンバの中の圧力が定常状態に達することを許可するために必要な時間よりも短い周期内で定常状態に達することを許可可能である。例えば、第１領域６０６の１つ又はより多くのチャンバが定常圧力に達するには、約５分よりも少なくかかる可能性があるが、圧力容器６００の本体６０２の内部空洞が定常圧力に達するには、約２０から約３０分かかる可能性がある。
例えば、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、ガス入口６１２及びガス出口６１４は、第１チャンバ６０６ａに流体的に接続されてもよい。製品ガスは、第１チャンバ６０６ａの少なくとも一部を経由してガス入口６１２からガス出口６１４に流れることができる。ガス入口６１２で受け取られた製品ガスは、第１領域６０６の第１チャンバ６０６ａに入って第１領域６０６の第１チャンバ６０６ａを迅速に充填することができ、これにより、第１チャンバ６０６ａの中の圧力が短時間内で定常状態に達することを許可する。これは、ガス出口６１４から製品ガスを放出する前の圧力保持時間を減少することができる。
第１チャンバ６０６ａは、任意の適切な形状及び／又はサイズを有してもよく、これは、該チャンバの中の製品ガスの圧力が短い圧力保持時間内で定常状態に達することを許可する。例えば、第１チャンバ６０６ａは、本体６０２の縦方向サイズに沿って延伸する細長い形状及び狭い横断面を有してもよい。第１チャンバ６０６ａは、任意の適切なサイズ又は体積を有してもよい。例えば、第１チャンバ６０６ａが有する体積は、本体６０２の内部空洞の５０％、又はそれよりも小さい体積であってもよい。例えば、圧力容器６００は、約８００ｍＬの内部体積を有してもよく、且つ、第１チャンバ６０６ａは約１０ｍＬから約２００ｍＬの体積を有してもよい。１つの例において、製品ガスを受け取って約２０分保持する圧力保持周期後に、圧力容器６００は、ガス出口６１４で製品ガスを放出することができ、且つ放出された製品ガス中のＮＯ濃度は、約１０分内で定常状態に達することができる。
いくつかの実施例において、第２領域６０８は、通路６１０を経由して第１領域６０６に流体的に接続される。第２領域６０８は、第１領域６０６から流出したガスを受け取って貯蔵することができる。第２領域６０８は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路を含んでもよい。例えば、第２領域６０８は、第１領域６０６からのガスが第２領域６０８の少なくとも一部を充填することを許可するように構成されてもよい。
いくつかの実施例において、第２領域６０８は、第２流動経路６２０を限定する複数のチャンバに区画される。例えば、１つ又はより多くのパネル６１６は、第２領域６１６に設けられて該第２領域を複数のチャンバに区画してもよい。第２流動経路６２０は、例えば、通路６１０を経由して第１流動経路６１８に流体的に連通してもよい。第２流動経路６２０及び第１流動経路６１８は、１つの連続的な流動経路を形成することができる。第２流動経路６２０は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路であってもよい。曲がりくねった流動経路は、第１領域６０６から第２領域６０８に入った新しいガスが、第２領域６０８の１つ又はより多くのチャンバに以前から存在する古いガスをパージ又は消尽することを許可可能である。これは、第２領域６０８の１つ又はより多くのチャンバの中の圧力が、第２領域６０８全体の中の圧力が定常状態に達する前に定常状態に達することを更に許可可能である。
第２領域６０８のチャンバは、ガス貯蔵ユニットと呼ばれてもよい。第２領域６０８の複数のチャンバのうちの１つ又はより多くのチャンバは、各ガス貯蔵ユニットにおける体
積を更に小さくするために、更に１つ又はより多くのサブチャンバに区画されてもよい。これは、第２領域６０８の中の新しいガスと古いガスとの不均一な混合を減少するか又はなくすことができ、且つ、第２領域６０８の中の圧力が定常状態に達するために必要な時間を減少することができる。例えば、第２領域６０８のチャンバは各々、１つ又はより多くの仕切材６０９により２つ又はより多くの流体的に接続されたサブチャンバに区画されてもよい。仕切材６０９は、チャンバでガスフローを案内するための任意の適切な構造、例えばパネル又はプレートを有してもよい。例えば、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、２つ又はより多くの仕切材６０９は各々、サブチャンバが仕切材の間の空間６１１を経由して流体的に接続されるように、圧力容器６００の縦方向軸線の少なくとも一部に沿って延伸してもよく、且つ、径方向に離間されてもよい。
積を更に小さくするために、更に１つ又はより多くのサブチャンバに区画されてもよい。これは、第２領域６０８の中の新しいガスと古いガスとの不均一な混合を減少するか又はなくすことができ、且つ、第２領域６０８の中の圧力が定常状態に達するために必要な時間を減少することができる。例えば、第２領域６０８のチャンバは各々、１つ又はより多くの仕切材６０９により２つ又はより多くの流体的に接続されたサブチャンバに区画されてもよい。仕切材６０９は、チャンバでガスフローを案内するための任意の適切な構造、例えばパネル又はプレートを有してもよい。例えば、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、２つ又はより多くの仕切材６０９は各々、サブチャンバが仕切材の間の空間６１１を経由して流体的に接続されるように、圧力容器６００の縦方向軸線の少なくとも一部に沿って延伸してもよく、且つ、径方向に離間されてもよい。
本稿に記載されるように、第１領域６０６又は第２領域６０８における流体的に接続されたチャンバは、新しいガスが該領域の１つ又はより多くのチャンバの中の以前から存在する古いガスをパージ又は消尽することを許可する流動経路を限定するための任意の適切な構成を有してもよい。例えば、図６Ｃに示すように、チャンバ（例えば、第１チャンバ６０６ａ）の入口及び出口は、少なくとも１つの次元（例えば、水平及び／又は縦方向次元）に沿って離れて設けられてもよい。このような構成は、チャンバに入った新しいガスが入口から少なくとも１つの次元に沿ってチャンバを通って出口に流れ、チャンバの中の以前から存在する古いガスをパージ又は消尽することを許可可能である。
第２領域６０８は、製品ガスを貯蔵する貯蔵庫として使用可能である。例えば、ガス入口６１２で受け取られた製品ガスの流量がガス出口６１４で放出された製品ガスの流量よりも高い場合、余分な製品ガスは、第１領域６０６から第２領域６０８に流れて貯蔵されることができる。ガス入口６１２で受け取られた製品ガスの流量がガス出口６１４で放出された製品ガスの流量よりも低い場合、第２領域６０８に貯蔵された製品ガスは、製品ガスフローを補充するために、第２領域６０８から第１領域６０６に流れることができる。このような場合、圧力容器６００は、ガス出口６１４で放出された製品ガスの圧力、流量及び／又はＮＯ濃度の変化を減少することができる。これは、例えば、ＮＯの生成に様々な条件により変化する可能性がある場合、安定したＮＯ供給を提供することに有利となる可能性がある。これは更に、必要に応じて所望の圧力、流量及び／又は濃度でＮＯ供給を提供することに有利となる可能性がある。第２領域６０８は更に、ＮＯのバックアップ源として使用可能である。例えば、ＮＯ生成設備１００によるＮＯの生成及び／又はシステム１０でのＮＯの運送の異常に応答し、第２領域６０８に貯蔵された製品ガスを放出してＮＯの供給を継続又は補充することができる。
いくつかの実施例において、圧力容器６００は、圧力開放弁６２２を含む。圧力開放弁６２２は、圧力容器６００の中の圧力を閾値を超えないように制御するように構成される。該閾値は、予め設定された安全閾値であってもよい。圧力開放弁６２２は、例えばバネの力により、常閉されたものであってもよい。圧力容器６００における１つ又はより多くの領域の中の圧力が閾値を超えると、圧力開放弁６２２を開くことができる。いくつかの実施例において、圧力開放弁６２２は第２領域６０８に流体的に連通する。図１に示すように、圧力開放弁６２２から放出された製品ガスを、圧力容器６００から廃ガス処理装置７００に運送することができる。
いくつかの実施例において、システム１０は、圧力容器６００における１つ又はより多くの領域又はチャンバの中の圧力を測定するための１つ又はより多くの圧力センサを含む。いくつかの実施例において、圧力センサ６２４は、第１領域６０６の中の圧力、例えば、第１領域６０６の第１チャンバ６０６ａの中の圧力を測定するように構成されてもよい。圧力センサ６２４の測定値は、ガス出口６１４から下流のシステム又は装置に放出される製品ガスの圧力を指示することができる。いくつかの実施例において、１つ又はより多くの圧力センサ（示されず）は、第２領域６０８の中の圧力を測定するように構成されてもよい。このような圧力センサの測定値は、第２領域６０８に貯蔵された製品ガスの量を指示することができる。
いくつかの実施例において、圧力容器６００はパージ弁６２６を含む。パージ弁６２６は、圧力容器６００の内部空洞における１つ又はより多くの領域の中のガス、例えば製品ガスをパージ又は消尽することに使用可能である。例えば、パージ弁６２６は、第１領域６０６又は第２領域６０８に流体的に連通してもよい。図１に示すように、パージ弁６２６から放出された製品ガスを、圧力容器６００から廃ガス処理装置７００に運送することができる。いくつかの実施例において、図１に示すように、ＮＯセンサ６２８は、パージ弁６２６の下流に設けられ、且つパージ弁６２６から放出された製品ガスのＮＯ濃度を測定するように構成される。ＮＯセンサ６２８の測定値は、圧力容器６００の１つ又はより多くの領域から製品ガスをパージ又は消尽したか否かを指示することができる。
いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、圧力容器６００から放出された製品ガスの流量を制御するための１つ又はより多くの流動制御装置６３０を含む。流動制御装置６３０は、ガス出口６１４の下流に設けられ且つ該ガス出口に流体的に連通してもよい。流動制御装置６３０は、流量計及び／又は流量コントローラ、例えば流量制御弁を含んでもよい。いくつかの実施例において、システム１０は、第１流動制御装置６３０及び第２流動制御装置６３０を含む。第１流動制御装置６３０を選択して第１範囲内の流量を測定及び／又は調整することができ、且つ、第２流動制御装置６３０を選択して第１範囲よりも低い第２範囲内の流量を測定及び／又は調整することができる。以下で説明されるように、流動制御装置６３０は、システム１０の１つ又はより多くの他の部品（例えば、通気回路９００）に連通し、及び／又はそれによって制御されてもよい。
廃ガス処理
システム１０は、ＮＯを生じさせるか及び／又は運送する前、期間及び／又は後に廃ガスを生成することができる。例えば、液体－ガス分離装置４０８により反応媒体１１２からＮＯを分離する過程において、廃ガスを生成する可能性がある。また、例えば、圧力容器６００の圧力開放弁６２２から製品ガスを放出すると、廃ガスを生成する可能性がある。システム１０の廃ガスは、１種類又はより多くの種類の成分、例えばＮＯ、キャリアガス、水分、ＮＯを生成及び／又は運送する期間に生成する可能性のある他の窒素酸化物を含んでもよい。例えば、システム１０でのＮＯを生成又は運送する過程において、ＮＯは二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化可能である。
システム１０は、ＮＯを生じさせるか及び／又は運送する前、期間及び／又は後に廃ガスを生成することができる。例えば、液体－ガス分離装置４０８により反応媒体１１２からＮＯを分離する過程において、廃ガスを生成する可能性がある。また、例えば、圧力容器６００の圧力開放弁６２２から製品ガスを放出すると、廃ガスを生成する可能性がある。システム１０の廃ガスは、１種類又はより多くの種類の成分、例えばＮＯ、キャリアガス、水分、ＮＯを生成及び／又は運送する期間に生成する可能性のある他の窒素酸化物を含んでもよい。例えば、システム１０でのＮＯを生成又は運送する過程において、ＮＯは二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化可能である。
窒素酸化物（ＮＯｘとも呼ばれる）、例えば、ＮＯ及びＮＯ２は、直接システム１０から環境に放出されると、空気汚染及び／又は健康リスクを引き起こす可能性がある。いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、システム１０から廃ガスを放出する前に廃ガスを処理するための１つ又はより多くの廃ガス処理装置７００を含む。廃ガス処理装置７００は、廃ガス中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物を減少又は除去することにより、潜在的な空気汚染及び／又は窒素酸化物に曝されるリスクを減少するか又はなくすことができる。
いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は、液体－ガス分離装置４０８の下流に設けられ且つ該液体－ガス分離装置に流体的に連通する。廃ガス処理装置７００は、液体－ガス分離装置４０８の出口４２６から混合ガスを受け取ることができる。混合ガスは、スイープガス及び１種類又はより多くの種類の窒素酸化物（例えば、ＮＯ及びＮＯ２）を含んでもよい。いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は、圧力容器６００の下流に設けられ且つ圧力開放弁６２２に流体的に連通する。圧力容器６００の中の圧力が閾値に達するか又は超えると、廃ガス処理装置７００は、圧力開放弁６２２から放出された製品ガスを受け取ることができる。製品ガスは、キャリアガス及び１種類又はより多くの種類の窒素酸化物（例えば、ＮＯ及びＮＯ２）を含んでもよい。
いくつかの実施例において、圧力容器６００及び液体－ガス分離装置４０８からの廃ガスは、同じ廃ガス処理装置７００により処理することができる。例えば、システム１０は、廃ガス処理装置７００の上流、並びに圧力容器６００及び液体－ガス分離装置４０８の下流に設けられた三方コネクタ７０２を含んでもよい。圧力容器６００及び液体－ガス分離装置４０８からの廃ガスは、三方コネクタ７０２で組み合わせられて同じ廃ガス処理装置７００に流れることができる。三方コネクタ７０２は、任意の適切な構造、例えば三方フィッティング又は三方弁を含んでもよい。
いくつかの実施例において、廃ガスが廃ガス処理装置７００を通過している時、廃ガス処理装置７００は、廃ガス中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物を減少又は除去する。いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は、本体、入口及び出口を含む。入口及び出口は、本体によって限定された空洞に流体的に連通する。いくつかの実施例において、空洞の少なくとも一部には濾過材料が充填されており、廃ガスが該濾過材料を通過している時、該濾過材料は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物を減少又は除去することができる。例えば、濾過材料は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物ＮＯｘ（例えば、ＮＯ及びＮＯ２）を吸収するように構成される１種類又はより多くの種類の吸収材料を含んでもよい。
いくつかの実施例において、吸収材料は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物と反応できる吸収剤で調製された基材を含む。例えば、基材には酸化剤が塗布されてもよい。基材は、吸収剤が１種類又はより多くの種類の窒素酸化物と反応する表面積を提供するための任意の適切な構成を有してもよい。例えば、基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂、二酸化ケイ素、及び活性炭から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含んでもよい。例えば、吸収剤は、過マンガン酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩及び重クロム酸塩から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含んでもよい。
いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は、流体経路を限定するように構成される複数のバッフルを含む。いくつかの実施例において、流動経路の少なくとも一部には濾過材料が充填されている。流動経路は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路であってもよい。例えば、複数のバッフルは、互い違いな方式で空洞の壁から延伸し、蛇行した流動経路を限定してもよい。曲がりくねった流動経路は、１つ又はより多くの次元に沿って延伸してもよい。曲がりくねった流動経路は、廃ガスが該装置を通過している時により多くの窒素酸化物を減少又は除去することを許可するために廃ガスと濾過材料との間の接触を増加することができる。
図７Ａ～７Ｃは、本開示のいくつかの実施例による廃ガス処理装置７００の様々なビューである。図７Ａ～７Ｃに示すように、いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は、本体７０３、入口７２２、及び出口７２４を含む。入口７２２及び出口７２４は、本体７０３によって限定された空洞７０６に流体的に連通する。本体７０３は、任意の適切な形状、構成及び／又はサイズを有してもよい。例えば、本体７０３は柱形形状を有してもよい。
いくつかの実施例において、本体７０３は、第１側７１８及び第２側７２０を有する。入口７２２及び出口７２４は、本体７０３の対向側又は同じ側に設けられてもよい。例えば、入口７２２は第１側７１８に設けられてもよく、出口７２４は第２側７２０に設けられてもよい。又は、入口７２２及び出口７２４は、いずれも第１側７１８又は第２側７２
０に設けられてもよい。いくつかの実施例において、本体７０３は、第１側７１８から第２側７２０に延伸する内層シェル７０８及び外層シェル７１０を含む。内層シェル７０８及び外層シェル７１０は環状空洞７０６を限定することができる。内層シェル７０８及び外層シェル７１０は、任意の適切なサイズを有してもよい。例えば、外層シェル７１０の直径範囲は１２０ｍｍから１６０ｍｍまでであってもよく、内層シェル７０８の直径範囲は８０ｍｍから１２０ｍｍまでであってもよい。
０に設けられてもよい。いくつかの実施例において、本体７０３は、第１側７１８から第２側７２０に延伸する内層シェル７０８及び外層シェル７１０を含む。内層シェル７０８及び外層シェル７１０は環状空洞７０６を限定することができる。内層シェル７０８及び外層シェル７１０は、任意の適切なサイズを有してもよい。例えば、外層シェル７１０の直径範囲は１２０ｍｍから１６０ｍｍまでであってもよく、内層シェル７０８の直径範囲は８０ｍｍから１２０ｍｍまでであってもよい。
いくつかの実施例において、図７Ｃに示すように、空洞７０６は、壁７１６により仕切られ、該壁は、内層シェル７０８と外層シェル７１０との間に延伸し、且つ第１側７１８から第２側７２０に延伸する。入口７２２及び出口７２４は、壁７１６の対向側近傍に設けられてもよい。空洞７０６の少なくとも一部には濾過材料（示されず）が充填されていてもよい。廃ガス処理装置７００を通った廃ガスは、入口７２２から空洞７０６を通過して出口７２４に流れることができる。
いくつかの実施例において、廃ガス処理装置７００は複数のバッフルを含む。複数のバッフルは、空洞７０６で曲がりくねった流動経路７０４（例えば、蛇行した流動経路）を限定する任意の構成を有してもよい。いくつかの実施例において、図７Ｃに示すように、第１グループのバッフル７１２は、第１側７１８と第２側７２０との間に延伸し、且つ内層シェル７０８から外層シェル７１０に向かって延伸してもよく、第２グループのバッフル７１４は、第１側７１８と第２側７２０との間に延伸し、且つ外層シェル７１０から内層シェル７０８に向かって延伸してもよい。バッフル７１２及び７１４は、廃ガスフローを案内するために、内層シェル７０８と外層シェル７１０との間で任意の適切な距離延伸してもよい。例えば、バッフル７１２と外層シェル７１０との間の距離及び／又はバッフル７１４と内層シェル７０８との間の距離は、２ｍｍから８ｍｍの範囲内にあってもよい。
いくつかの実施例において、第１グループのバッフル７１２及び第２グループのバッフル７１４は互い違いな方式で設けられてもよい。例えば、図７Ｃに示すように、第１グループのバッフル７１２は、内層シェル７０８の円周回りに均一に分布してもよく、第２グループのバッフル７１４は、外層シェル７１０の円周回りに均一に分布してもよく、該第２グループのバッフルは第１グループのバッフル７１２とずれている。廃ガス処理装置７００は、任意の適切な数のバッフル、例えば、２から１６個のバッフルを含んでもよい。例えば、第１グループのバッフル７１２及び／又は第２グループのバッフル７１４の数は、２から８の範囲内にあってもよい。第１グループのバッフル７１２及び第２グループのバッフル７１４の数は、同じであってもよいし、異なってもよい。廃ガス処理装置７００は、任意の適切な数のバッフルを含み、適切な濾過材料を提供しても提供しなくてもよいことが想定できる。
廃ガスは、入口７２２から曲がりくねった流動経路７０４を通過して出口７２４に流れることができる。曲がりくねった流動経路７０４には濾過材料が充填されていてもよい。廃ガスが流動経路７０４における濾過材料を通っている時、廃ガス中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物は吸収可能である。廃ガスは、出口７２４から廃ガス処理装置７００から離れることができ、且つ、更なる処理を経るか又は経ない場合に環境に放出可能である。
有毒な窒素酸化物の減少及び／又は除去
ＮＯは、１種類又はより多くの種類の有毒な窒素酸化物（例えば、ＮＯ２）に酸化可能であり、これらの有毒な窒素酸化物がＮＯとともに患者に輸送されれば、健康リスクを引き起こす可能性がある。いくつかの実施例において、システム１０はガス変換器８００を含む。ガス変換器８００は、製品ガスが該ガス変換器を通過している時に製品ガスに存在
する可能性のある一部又は全部の潜在する有毒な窒素酸化物（例えば、ＮＯ２）をＮＯに変換することができる。ガス変換器８００は、有毒な窒素酸化物に曝される潜在的なリスクを低減することができ、且つ製品ガス中の他の窒素酸化物をＮＯに変換して戻すことによりＮＯの産量を向上させることができる。
ＮＯは、１種類又はより多くの種類の有毒な窒素酸化物（例えば、ＮＯ２）に酸化可能であり、これらの有毒な窒素酸化物がＮＯとともに患者に輸送されれば、健康リスクを引き起こす可能性がある。いくつかの実施例において、システム１０はガス変換器８００を含む。ガス変換器８００は、製品ガスが該ガス変換器を通過している時に製品ガスに存在
する可能性のある一部又は全部の潜在する有毒な窒素酸化物（例えば、ＮＯ２）をＮＯに変換することができる。ガス変換器８００は、有毒な窒素酸化物に曝される潜在的なリスクを低減することができ、且つ製品ガス中の他の窒素酸化物をＮＯに変換して戻すことによりＮＯの産量を向上させることができる。
いくつかの実施例において、ガス変換器８００は、ＮＯ生成設備１００の下流に設けられ且つ該ＮＯ生成設備に流体的に連通する。いくつかの実施例において、ガス変換器８００は、濾過システム５００の下流に設けられ且つ該濾過システムに流体的に連通する。いくつかの実施例において、ガス変換器８００は、圧力容器６００の下流に設けられ且つ該圧力容器に流体的に連通する。図８Ａは、本開示のいくつかの実施例によるガス変換器の分解図である。いくつかの実施例において、図８Ａに示すように、ガス変換器８００は、本体８０８、入口８１８及び出口８２０を含む。入口８１８及び出口８２０は、本体８０８によって限定された空洞に流体的に連通する。本体８０８は、任意の適切な形状を有してもよい。いくつかの実施例において、本体８０８は、第１側と第２側との間に延伸する柱形形状を有する。２つのエンドキャップ８０６は、本体８０８の第１側及び第２側を被覆することができる。入口８１８及び出口８２０は、同じエンドキャップ８０６又は異なるエンドキャップ８０６に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、ガス変換器８００は、１つ又はより多くのメンブレンフィルタ８１０及びフィルタホルダ８１２を含む。フィルタホルダ８１２は、メンブレンフィルタ８１０をエンドキャップ８０６と本体８０８との間に設けるように構成されてもよい。メンブレンフィルタ８１０は、ガス変換器８００に入った及び／又は離れた製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば、水分及び固体物質を減少又は除去することができる。
いくつかの実施例において、空洞の少なくとも一部には濾過材料が充填されており、製品ガスが該濾過材料を通過している時、該濾過材料は、１種類又はより多くの種類の有毒な窒素酸化物、例えばＮＯ２を吸収することができる。例えば、濾過材料は、ソーダ石灰粒子を含んでもよい。いくつかの実施例において、空洞の少なくとも一部には濾過材料が充填されており、製品ガスが該濾過材料を通過している時、該濾過材料は、１種類又はより多くの種類の有毒な窒素酸化物（例えば、ＮＯ２）をＮＯに変換することができる。いくつかの実施例において、濾過材料は、還元剤を携帯するように構成される基材を含む。例えば、基材の表面は、還元剤で調製し、例えば、施したり、処理したり塗布したりしてもよい。還元剤は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物と反応してそれらをＮＯに還元することができる。基材は、還元剤を載置するための表面積を提供するための任意の適切な構成を有してもよい。例えば、基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含んでもよい。例えば、還元剤は、１種類又はより多くの種類の酸化防止剤、例えばビタミンＡ、ビタミンＥ及びビタミンＣを含んでもよい。本稿で使用されるように、ビタミンＣは、アスコルビン酸又はアスコルビン酸塩と呼ばれてもよい。
任意の適切な方法又はプロセスを使用して濾過材料を調製することができる。例えば、一定量の１種類又はより多くの種類の還元剤を溶液に調製することができる。該溶液は水溶液又は有機溶液であってもよく、且つ、該溶液は１種類又はより多くの種類の還元剤の飽和溶液であってもよい。一定量の基材を溶液に加えて均一に混合させることができる。その後、溶液から基材を除去し、且つ溶媒の蒸発を許可するために乾燥温度である時間の間乾燥させることができる。１種類又はより多くの種類の条件に基づき、例えば、使用される材料のタイプ及び必要な還元能力に基づき、任意の適切な量の還元剤及び基材を選択することができる。例えば、範囲が約５ｇから約５０ｇの還元剤の量を使用して１基材当たりの量が約１００ｇの基材を調製することができる。
１つの例において、約２５ｇのビタミンＣの量を使用して１アルミナ粒子当たりの量が約１００ｇのアルミナ粒子を塗布することができる。別の例において、約５ｇのビタミンＡの量を使用して１綿当たりの量が約１００ｇの綿を調製することができる。別の例において、約５ｇのビタミンＥの量を使用して１発泡樹脂当たりの量が約１００ｇの発泡樹脂を調製することができる。別の例において、約３０ｇのビタミンＣの量を使用して１モレキュラーシーブ当たりの量が約１００ｇのモレキュラーシーブを調製することができる。別の例において、約２０ｇのビタミンＡの量を使用して１スポンジ材料当たりの量が約１００ｇのスポンジ材料を調製することができる。別の例において、約１５ｇのビタミンＥの量を使用して１シリカゲル当たりの量が約１００ｇのシリカゲルを調製することができる。
乾燥温度の範囲は約４０℃から約１５０℃まで、例えば、約４０℃から約５０℃まで、約５０℃から約６０℃まで、約６０℃から約７０℃まで、約７０℃から約８０℃まで、約８０℃から約９０℃まで、約９０℃から約１００℃まで、約１００℃から約１１０℃まで、約１１０℃から約１２０℃まで、約１２０℃から約１３０℃まで、約１３０℃から約１４０℃まで、約１４０℃から約１５０℃まで、又はそれらの組み合わせであってもよい。乾燥時間の範囲は約０．１ｈから約１０ｈまで、例えば、約０．１ｈから約０．２ｈまで、約０．２ｈから約０．５ｈまで、約０．５ｈから約１ｈまで、約１ｈから約２ｈまで、約２ｈから約３ｈまで、約３ｈから約４ｈまで、約４ｈから約５ｈまで、約５ｈから約６ｈまで、約６ｈから約７ｈまで、約７ｈから約８ｈまで、約８ｈから約９ｈまで、約９ｈから約１０ｈまで、又はそれらの組み合わせであってもよい。
いくつかの実施例において、図８Ａ～８Ｂに示すように、ガス変換器８００の空洞は複数のチャンバ８１６に区画され、各チャンバはいずれも入口及び出口を有する。最初のチャンバの入口は入口８１８に流体的に接続されてもよく、最後のチャンバの出口は出口８２０に流体的に接続されてもよい。チャンバ８１６の入口及び出口は、流動経路８０２を限定するために流体的に接続されてもよい。濾過材料は、各チャンバの少なくとも一部、例えば、チャンバの入口から出口までを充填することができる。各チャンバの入口及び出口は、対向端に設けられてもよく、これにより、チャンバを通ったガスは入口からチャンバを通り、濾過材料を通って出口に流れることができる。
流動経路８０２は、曲がりくねった流動経路、例えば蛇行した流動経路であってもよい。本体８０８の空洞における曲がりくねった流動経路は、所定の空洞体積で製品ガスが装置を通過している時により多くの窒素酸化物がＮＯに還元されることを許可するために、製品ガスと濾過材料との間の接触を増加することができる。
ガス変換器８００の空洞におけるチャンバは、任意の適切な構成を有してもよい。例えば、１つ又はより多くのパネル８１４は、本体８０８の両側に設けられ、それらの間で延伸してもよい。パネル８１４は、本体８０８の縦方向軸線回りに等間隔又は不等間隔に離間されて配置されてもよい。パネル８１４は各々、縦方向軸線から径方向に本体８０８の内壁に延伸してもよい。例えば、パネル８１４は、空洞を複数の細長いチャンバ８１６に均一に区画することができ、該細長いチャンバは、本体８０８の両側の間で延伸し、且つ本体８０８の縦方向軸線回りに配置される。任意の適切な数のパネル８１４を使用することができる。例えば、パネル８１４が本体８０８の縦方向軸線回りに配置されれば、奇数の数のパネル８１４は、空洞を奇数の数のチャンバに区画することができ、且つ、入口８１８及び出口８２０は、対向するエンドキャップ８０６に設けられてもよい。又は、偶数の数のパネル８１４は、空洞を偶数の数のチャンバに区画することができ、且つ、入口８１８及び出口８２０は、同じエンドキャップ８０６に設けられてもよい。
１つの例において、ガス変換器８００の空洞は、図８Ａ～８Ｂに示すように、３つの細長いチャンバに均一に区画されてもよい。各チャンバには濾過材料が充填されていてもよい。例えば、平均直径が約０．２ｍｍのアルミニウムシリカゲル粒子及びビタミンＣを使用して濾過材料を調製することができる。まず、約５ｇのビタミンＣを１００ｇの水に溶解させ、ビタミンＣの飽和水溶液を調製することができる。量が１００ｇのアルミニウムシリカゲル粒子を溶液に加えて均一に混合させることができる。アルミニウムシリカゲル粒子を約１００℃で約０．５時間乾燥させることができる。１．０Ｌ／ｍｉｎの流量で１００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は約９０時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。
又は、平均直径が約３ｍｍのシリカゲル粒子及びビタミンＥを使用して濾過材料を調製することができる。まず、約１５ｇのビタミンＥを飽和溶液に調製することができる。約１００ｇのシリカゲル粒子を溶液に加えて均一に混合させることができる。シリカゲル粒子を約５０℃で約５時間乾燥させることができる。４．０Ｌ／ｍｉｎの流量で５００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は約５時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。
別の例において、ガス変換器８００の空洞は、図８Ａ～８Ｂに示す実施例と類似し、４つの細長いチャンバに均一に区画されてもよい。各チャンバには濾過材料が充填されていてもよい。平均直径が約５ｍｍのモレキュラーシーブ粒子及びビタミンＡを使用して濾過材料を調製することができる。まず、約２５ｇのビタミンＡを飽和溶液に調製することができる。約１００ｇのモレキュラーシーブ粒子を溶液に加えて均一に混合させることができる。モレキュラーシーブ粒子を約８０℃で約２時間乾燥させることができる。２．０Ｌ／ｍｉｎの流量で２００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は約７０時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。又は、平均直径が約６ｍｍのアルミナ粒子及びビタミンＣを使用して濾過材料を調製することができる。約３５ｇのビタミンＣを飽和溶液に調製することができる。アルミナ粒子を溶液に加えて均一に混合させることができる。アルミナ粒子を約１２０℃で約０．２５時間乾燥させることができる。１．０Ｌ／ｍｉｎの流量で５００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は約１２５時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。
別の例において、ガス変換器８００の空洞は、図８Ａ～８Ｂに示す実施例と類似し、５つの細長いチャンバに均一に区画されてもよい。各チャンバには濾過材料が充填されていてもよい。スポンジ及びビタミンＥを使用して濾過材料を調製することができる。約４０ｇのビタミンＥを飽和溶液に調製することができる。約１００ｇのスポンジを溶液に浸すことができる。スポンジを約１５０℃で約０．２時間乾燥させることができる。３．０Ｌ／ｍｉｎの流量で８００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は約１２時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。又は、綿及びビタミンＡを使用して濾過材料を調製することができる。約５０ｇのビタミンＡを飽和溶液に調製することができる。約１００ｇの綿を溶液に浸すことができる。綿を約７０℃で約３時間乾燥させることができる。４．０Ｌ／ｍｉｎの流量で４００ｐｐｍのＮＯ２を含有するガスフローを処理するように、該ガス変換器８００を使用することができ、持続時間は３５時間である。ガスフロー中の約１００％のＮＯ２をＮＯに変換することができる。
いくつかの実施例において、ガス変換器８００から放出された製品ガスは、システム１
０の出力ガスであってもよい。システムの出力ガスの質量及び／又は流量を監視することができる。例えば、ＮＯ、ＮＯ２及び水分の濃度を監視することができる。いくつかの実施例において、流量計でシステム１０の出力ガスの流量を監視する。
０の出力ガスであってもよい。システムの出力ガスの質量及び／又は流量を監視することができる。例えば、ＮＯ、ＮＯ２及び水分の濃度を監視することができる。いくつかの実施例において、流量計でシステム１０の出力ガスの流量を監視する。
ＮＯの輸送及び／又は監視
システム１０によって生成されたＮＯは、様々なＮＯに基づく治療に使用可能である。例えば、システム１０によって生成されたＮＯは、ＮＯ吸入治療に使用可能である。別の種類のガス（例えば、酸素ガス）があるか又はない場合に、システム１０によって生成されたＮＯを患者に輸送することができる。例えば、ベンチレーターで提供される空気フロー又は酸素ガスフローにより、システム１０によって生成されたＮＯを患者に輸送することができる。
システム１０によって生成されたＮＯは、様々なＮＯに基づく治療に使用可能である。例えば、システム１０によって生成されたＮＯは、ＮＯ吸入治療に使用可能である。別の種類のガス（例えば、酸素ガス）があるか又はない場合に、システム１０によって生成されたＮＯを患者に輸送することができる。例えば、ベンチレーターで提供される空気フロー又は酸素ガスフローにより、システム１０によって生成されたＮＯを患者に輸送することができる。
いくつかの実施例において、図１に示すように、システム１０は、患者に吸入ＮＯを輸送するための通気回路９００を含む。いくつかの実施例において、通気回路９００は、圧力容器６００の下流に設けられ且つ該圧力容器に流体的に連通する。通気回路９００は、ガス変換器８００の下流に設けられ且つ該ガス変換器に流体的に連通してもよい。通気回路９００は、任意の適切な形式でＮＯを輸送するように、システム１０を呼吸装置又はシステムに接続するように構成されてもよい。例えば、通気回路９００は、システム１０をベンチレーター、ネブライザ、陽圧気道圧力器、酸素供給器等に接続することができる。
図９は、本開示のいくつかの実施例によるシステム１０の通気回路９００の模式図である。いくつかの実施例において、通気回路９００は、吸気回路９０４及び呼気回路９２２を含む。吸気回路９０４は、ベンチレーター９０６に流体的に接続されるように構成されてもよく、且つ、該吸気回路は、マスク又はチューブを経由してガスフロー（例えば、空気フロー又は酸素ガスフロー）をベンチレーター９０６から患者９１０に輸送する。呼気回路９２２は、患者９１０からの吐き出しガスをベンチレーター９０６に輸送することができる。
いくつかの実施例において、図９に示すように、通気回路９００は、ＮＯ供給を受け取るように構成されるポート９０２を含む。例えば、ポート９０２は、吸気回路９０４に沿って設けられ、該吸気回路に流体的に連通してもよい。いくつかの実施例において、ポート９０２は、圧力容器６００及び／又はガス変換器８００の下流に設けられ且つ該圧力容器及び／又はガス変換器に流体的に連通する。圧力容器６００から供給されたＮＯは、吸気回路９０４を流れる酸素ガス又は空気と混合され及び／又はそれにより連行されてガス混合物９０７を形成し、患者９１０に輸送することができる。いくつかの実施例において、加湿器９０８はポート９０２の下流に設けられ、且つ、ガス混合物９０７を患者９１０に輸送する前に、加湿器９０８により該ガス混合物を加湿させることができる。
いくつかの実施例において、通気回路９００は流量コントローラ９１６を含む。流量コントローラ９１６は、ポート９０２の上流に設けられてもよく、且つ、該流量コントローラは、ポート９０２に入るガスフロー（例えば、圧力容器６００又はガス変換器８００からのＮＯを含有する製品ガス）の流量を制御するように構成される。流量コントローラ９１６は、入口ポート、出口ポート、流量センサ、及び制御弁を含んでもよい。いくつかの実施例において、流量コントローラ９１６はマスフローコントローラである。
いくつかの実施例において、通気回路９００は制御装置９１８を含む。制御装置９１８は、有線接続又は無線接続を経由して流量コントローラ９１６と通信することができる。制御装置９１８は、流量コントローラ９１６に制御信号を送信し、ポート９０２に入るガスフローの流量を調整することができる。例えば、制御装置９１８は、ポート９０２に入る製品ガスの流量を指示するセンサ信号を流量コントローラ９１６から受信することがで
き、且つ、該制御装置は、受信したセンサ信号に応答して制御信号を生成することができる。制御信号を制御装置９１８から流量コントローラ９１６に送信し、ポート９０２に入るガスフローの流量を調整することができる。
き、且つ、該制御装置は、受信したセンサ信号に応答して制御信号を生成することができる。制御信号を制御装置９１８から流量コントローラ９１６に送信し、ポート９０２に入るガスフローの流量を調整することができる。
いくつかの実施例において、通気回路９００は、ベンチレーター９０６から出力された空気フロー又は酸素ガスフローの流量を測定するように構成される流量センサ９０５を含む。流量センサ９０５は吸入回路９０４に沿って設けられ、例えば、ポート９０２の上流に設けられるてもよい。制御装置９１８は、有線接続又は無線接続を経由して流量センサ９０５と通信することができる。制御装置９１８は、流量コントローラ９１６に制御信号を送信し、流量センサ９０５からのセンサ信号に基づいてポート９０２に入るガスフローの流量を調整することができる。例えば、制御装置９１８は、ベンチレーター９０６から出力された酸素ガスフローの流量を指示するセンサ信号を流量センサ９０５から受信することができ、且つ、該制御装置は、受信したセンサ信号に応答して制御信号を生成することができる。ポート９０２に入って酸素ガスフローと混合する製品ガスの流量を調整するように、制御信号を流量コントローラ９１６に送信することで、患者９１０に輸送される混合ガス中のＮＯの濃度の調整を許可することができる。
いくつかの実施例において、通気回路９００は、１つ又はより多くのガスセンサを含む。ガスセンサは、１種類又はより多くの種類のタイプのガスを検出するように構成される任意の適切なセンサであってもよく、且つ、該ガスセンサは、ガス混合物９０７中の１種類又はより多くの種類の成分（例えば、ＮＯ、ＮＯ２、Ｏ２及び水分）の濃度を測定することができる。例えば、ガスセンサは、電気化学ガスセンサ、赤外線ガスセンサ又は熱伝導ガスセンサであってもよい。
いくつかの実施例において、通気回路９００は、サンプリングポート９１２を含む。サンプリングポート９１２は、吸気回路９０４に沿って設けられ（例えば、加湿器９０８の下流に設けられる）、且つ該吸気回路に流体的に連通してもよい。サンプリングポート９１２は、アプリケータ（例えば、マスク又は気管内のチューブ）の上流に設けられてもよい。サンプリングポート９１２からのサンプリングガス又はサンプリングガスフローは、ガス混合物９０７の各種類の成分の濃度の測定に使用可能である。
いくつかの実施例において、１つ又はより多くのガスセンサは、サンプリングポート９１２近傍に設けられてもよく、且つ、該１つ又はより多くのガスセンサは、有線接続又は無線接続を経由して制御装置９１８と通信することができる。いくつかの実施例において、１つ又はより多くのガスセンサはガス監視装置１１００に設けられる。サンプルガスフローは、サンプリングポート９１２からサンプリング回路９１４を通過してガス監視装置１１００に流れることができる。ガス監視装置１１００は、有線接続又は無線接続を経由して制御装置９１８と通信することができる。１種類又はより多くの種類の成分（例えば、ＮＯ、ＮＯ２及びＯ２）の濃度を指示するセンサ信号をガスセンサ又はガス監視装置１１００から制御装置９１８に送信することができる。制御装置９１８は、受信したセンサ信号に応答して制御信号を生成することができ、且つ、該制御装置は制御信号をシステムの１つ又はより多くの部品に送信し、ガス混合物９０７の１種類又はより多くの種類の成分の濃度を調整することができる。例えば、制御装置９１８は、エネルギー源１１４に制御信号を送信してＮＯ濃度を調整するか、又は流量コントローラ９１６に制御信号を送信してガス混合物９０７中のＮＯ、ＮＯ２及びＯ２の濃度を調整することができる。
ガス監視装置１１００は、様々な特徴を含んでもよい。例えば、ガス監視装置１１００は、ガス混合物９０７の１種類又はより多くの種類の測定ガスの濃度が予め設定された閾値を超える（例えば、ＮＯは２５ｐｐｍで、ＮＯ２は５ｐｐｍである）と、１つ又はより多くの警報（例えば、聴覚警報又は視覚警報）を提供するように構成される警報装置を含
んでもよい。ガス監視装置１１００は、警報及び／又は測定された濃度値を表示するためのディスプレイを含んでもよい。ガス混合物９０７が加湿器９０８を通ることができるため、ポート９１２からのサンプルガスフローは高湿度を有してもよい。ガス混合物９０７のサンプルガスフロー中の水分を減少又は除去することにより、ガス監視装置１１００の１つ又はより多くのガスセンサの正確度を向上させることができる。
んでもよい。ガス監視装置１１００は、警報及び／又は測定された濃度値を表示するためのディスプレイを含んでもよい。ガス混合物９０７が加湿器９０８を通ることができるため、ポート９１２からのサンプルガスフローは高湿度を有してもよい。ガス混合物９０７のサンプルガスフロー中の水分を減少又は除去することにより、ガス監視装置１１００の１つ又はより多くのガスセンサの正確度を向上させることができる。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、ガス混合物９０７のサンプルガスフロー中の水分を減少又は除去するように構成される水分収集器１０００を含む。図１０Ａは、本開示のいくつかの実施例による水分収集器１０００の透視図である。図１０Ｂは、水分収集器１０００の部分透視図である。図１０Ｃは、水分収集器１０００の別の部分透視図である。図１０Ａ～１０Ｃに示すように、いくつかの実施例において、水分収集器１０００は、１つ又はより多くの入口（例えば、入口１００８）及び１つ又はより多くの出口（例えば、第１出口１０１０及び第２出口１０１２）を含む。ガスフロー１００９（例えば、ポート９１２からのサンプルガスフロー）は、１つ又はより多くの入口を経由して水分収集器１０００に入ることができ、且つ、該ガスフローは、１つ又はより多くの出口を経由して水分収集器１０００から離れることができる。例えば、図１０Ａに示すように、ガスフロー１００９は、入口１００８を経由して水分収集器１０００に入ることができ、且つ、該ガスフローは、それぞれ第１出口１０１０及び第２出口１０１２を経由して水分収集器１０００から離れる第１気流１０１４及び第２気流１０１６に分けられてもよい。
いくつかの実施例において、水分収集器１０００は、カップ状物１００２、被覆材１００４及び水分フィルタ１００６を含む。いくつかの実施例において、水分フィルタ１００６は、カップ状物１００２と被覆材１００４との間に設けられる。ガスフロー１００９は、入口１００８から水分フィルタ１００６を流れて出口１０１０及び／又は出口１０１２から流出することができる。水分フィルタ１００６はガスを浸透させることができるが、水分（例えば、水滴又は水蒸気）を浸透させない。例えば、水分フィルタ１００６は、ガス分子が通ることを許可するが大きな粒子（例えば、水分子又は固体粒子）が通ることを許可しないように構成される孔を有する材料を含んでもよい。いくつかの実施例において、水分フィルタ１００６は多孔膜を含む。いくつかの実施例において、多孔膜はガス透過膜である。いくつかの実施例において、多孔膜は疎水膜である。
いくつかの実施例において、水分収集器１０００は、ガスフローが入口から出口に流れることを許可するように構成される１つ又はより多くの流動経路を含む。いくつかの実施例において、水分収集器１０００は、流動経路を限定する第１チャンバ１０１８及び第２チャンバ１０２０を含む。第１チャンバ１０１８は、入口１００８の下流に設けられ且つ該入口に流体的に連通してもよい。第２チャンバ１０２０は、第１チャンバ１０１８の下流に設けられ且つ該第１チャンバに流体的に連通してもよく、且つ、該第２チャンバは、出口１０１０の上流に設けられ且つ該出口に流体的に連通する。水分フィルタ１００６は、第１チャンバ１０１８と第２チャンバ１０２０との間に設けられてもよい。ガスフロー１００９は、第１チャンバ１０１８から水分フィルタ１００６を通過して第２チャンバ１０２０に流れることができ、且つ、該ガスフローは、水分レベルがガスフロー１００９よりも低い第１ガスフロー１０１４になることができる。
例えば、水分フィルタ１００６によって遮られた水分は、第１チャンバ１０１８内及び水分フィルタ１００６に蓄積する可能性がある。蓄積した水分は液体液滴を形成する可能性がある。液体液滴は、水分フィルタ１００６のガスフロー１００９又は第１チャンバ１０１８に面する一側に蓄積でき、第１チャンバ１０１８内に収集でき、且つ第１チャンバ１０１８の開口１０２２を介してカップ状物１００２に流れることができる。水分フィルタ１００６に蓄積した液体、例えば水分フィルタ１００６の第１チャンバ１０１８に面する一側に蓄積した液体は、該水分フィルタを通過するガスフロー１００９の通過量を減少することができる。このような液体の蓄積は、水分フィルタ１００６のガス透過膜の孔を塞ぎ、水分収集器１０００のガス通過量を低下させる可能性がある。いくつかの実施例において、水分フィルタ１００６は、液体が重力により水分フィルタ１００６のエッジに向かって蓄積するように、傾斜した角度で設けられる。
いくつかの実施例において、水分収集器１０００は、水分収集器１０００を通過するガスフローの通過量を増加するための１つ又はより多くの付加の流動経路を含む。例えば、水分フィルタ１００６は、第３チャンバ１０２４及び第４チャンバ１０２６を含んでもよい。第３チャンバ１０２４は、例えば、開口を経由してカップ状物１００２に流体的に連通するように設けられてもよい。第４チャンバ１０２６は、第３チャンバ１０２４の下流に設けられ且つ該第３チャンバに流体的に連通してもよく、且つ、該第４チャンバは、出口１０１２の上流に設けられ且つ該出口に流体的に連通する。水分フィルタ１００６は、第３チャンバ１０２４と第４チャンバ１０２６との間に設けられてもよい。図１０Ａに示すように、第２ガスフロー１０１６は、水分フィルタ１００６からカップ状物１００２に導くことができ、且つ、該第２ガスフローは、カップ状物１００２から第３チャンバ１０２４に流れ、水分フィルタ１００６を通過して第４チャンバ１０２６に流れることができる。第２ガスフロー１０１６は、出口１０１２を経由して水分収集器１０００から離れることができる。第２ガスフロー１０１６は、水分フィルタ１００６に蓄積した液体（例えば、水）を掃除し、水分フィルタ１００６を流れるガスの通過量を向上させることができる。
いくつかの実施例において、図１１Ａ～１１Ｄに示すように、水分収集器１０００の１つ又はより多くの出口は、ガス監視装置１１００のガス検知回路に流体的に連通する。例えば、出口１０１０及び１０１２は、ガス検知回路に流体的に連通してもよい。水分収集器１０００からの１つ又はより多くのガスフローは、ガス検知回路によるガス濃度の測定に使用可能である。いくつかの実施例において、水分収集器１０００からの第１ガスフロー１０１４は、ガス検知回路によってガス濃度の測定に使用される。
ガス監視装置１１００のガス検知回路は、ガス濃度の測定及び／又は測定の正確度の向上のための様々な部品及び特徴を含んでもよい。いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、検知モジュール１１０２を含む。検知モジュール１１０２は、１つ又はより多くのガスセンサ、例えばＮＯ２センサ１１０２ａ、ＮＯセンサ１１０２ｂ、及びＯ２センサ１１０２ｃを含んでもよい。１つ又はより多くのガスセンサは、ガス検知回路で循環するガスフロー（例えば、第１ガスフロー１０１４）の少なくとも一部を受け取るように構成される１つ又はより多くのチャンバの中に設けられてもよい。例えば、図１１Ａ～１１Ｄに示すように、ガスセンサは、１つのチャンバに設けられてもよく、これにより、その中を流れるガスのガス濃度を測定する。ガス監視装置１１００は、センサから受信された検知信号を受信して処理するための、センサと有線通信又は無線通信するコンピュータ可読記憶装置及び／又はプロセッサ（示されず）を含んでもよい。ガス監視装置１１００は、検知信号又は読み取り値をコントローラ、例えば制御装置９１８又は電子装置（例えば、タブレットコンピュータ、コンピュータ又はスマートフォン）に伝送するための、プロセッサ、コンピュータ可読記憶装置及び／又はガスセンサと有線通信又は無線通信する送信機回路（示されず）を含んでもよい。ガスセンサの読み取り値は、ガスセンサ又はプロセッサにより検知信号に基づいて取得することができる。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００のガス検知回路はポンプ１１０４を含む。ポンプ１１０４は、ガス検知回路で１つ又はより多くのガスフローを生成又は駆動するように構成される。いくつかの実施例において、ガス検知回路は、ガス検知回路で１つ又はより多くのガスフローを案内するように構成される１つ又はより多くの弁を含む。
例えば、ガス検知回路は、少なくとも１つのチェック弁１１０６、例えば球状逆止弁を含んでもよい。チェック弁１１０６は、逆流を防止するために、任意の適切な位置に設けられてもよい。例えば、ポンプ１１０４は、ガス検知回路の下流位置に設けられてもよく、これにより、ポンプの出口からのガスフローを環境に放出することができる。チェック弁１１０６は、環境空気がガス検知回路に逆流することを防止するために、ポンプ１１０４の下流に設けられてもよい。
例えば、ガス検知回路は、少なくとも１つのチェック弁１１０６、例えば球状逆止弁を含んでもよい。チェック弁１１０６は、逆流を防止するために、任意の適切な位置に設けられてもよい。例えば、ポンプ１１０４は、ガス検知回路の下流位置に設けられてもよく、これにより、ポンプの出口からのガスフローを環境に放出することができる。チェック弁１１０６は、環境空気がガス検知回路に逆流することを防止するために、ポンプ１１０４の下流に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、ガス検知回路の中のガスフローの方向又は流動経路を変更するように構成される１つ又はより多くの切替弁を含む。例えば、ガス監視装置１１００は、第１切替弁１１１０及び第２切替弁１１１２を含んでもよい。切替弁は、ガス検知回路の中のガスの流動経路又は流動方向を選択するための１つ又はより多くの位置（例えば、第１位置及び第２位置）を有してもよい。ユーザインタフェースを使用して切替弁の位置を手動的に又は自動的に選択することができる。ユーザインタフェースは、例えば、グラフィカルユーザインタフェース、又はコントロールパネルであってもよく、例えばスイッチ又はボタンである。
いくつかの実施例において、１つ又はより多くの切替弁は、制御モジュール１１１４に設けられてもよい。図１１Ａ～１１Ｄに示すように、制御モジュール１１１４は、１つ又はより多くの接続ポート、例えば接続ポート１１１６Ａ～１１１６Ｇを含んでもよい。切替弁は、１つ又はより多くの接続ポートを流体的に接続することができる。このような構成は、ガス監視装置１１００の組み立て性及び／又はメンテナンス性を向上させることができる。例えば、第１切替弁１１１０は、接続ポート１１１６Ａと１１１６Ｃとを流体的に接続するための第１位置を有してもよく、且つ、該第１切替弁は、接続ポート１１１６Ａと１１１６Ｄとを流体的に接続するための第２位置を有してもよい。例えば、第２切替弁１１１２は、接続ポート１１１６Ｅと１１１６Ｇとを流体的に接続するための第１位置を有してもよく、且つ、該第２切替弁は、接続ポート１１１６Ｆと１１１６Ｇとを流体的に接続するための第２位置を有してもよい。いくつかの実施例において、選択された接続ポートは、１つ又はより多くの流動経路を形成するために流体的に接続されてもよい。例えば、接続ポート１１１６Ｂと１１１６Ｃとは流体的に接続されてもよい。以下、切替弁のガス監視装置１１００の１つ又はより多くの操作過程における様々な用途について更に記述する。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、１つ又はより多くの圧力センサを含む。いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、少なくとも１つの絶対圧力センサ１１１８を含む。いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、少なくとも１つの差圧センサ１１２０を含む。差圧センサは、ガス検知回路の中のガスフローの流量を測定することに使用可能である。例えば、差圧センサ１１２０によって測定された差圧及びベルヌーイの式に基づいてガスフローの流量を計算することができる。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００のガス検知回路は、１つ又はより多くの流量レギュレータ、例えば第１流量レギュレータ１１２２及び第２流量レギュレータ１１２４を含む。流量レギュレータは、流量コントローラ、流量リミッタ又は流量リストリクタであってもよい。流量レギュレータは、その中を流れるガスフローの流量を制御するように構成されてもよい。例えば、流量レギュレータは、流動経路のガスフローの流量を特定の範囲又は特定の値に制限するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、第１流量レギュレータ１１２２は、水分収集器１０００からの第１ガスフロー１０１４を調整制御するように構成される。いくつかの実施例において、第２流量レギュレータ１１２４は、水分収集器１０００からの第２ガスフロー１０１６を調整制御するように構成される。いくつかの実施例において、差圧センサ１１２０は、流量レギュレータ１１２２における差圧を測定するように構成される。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、１つ又はより多くのフィルタを含む。フィルタは、ガスフロー中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば水分及び固体物質を減少又は除去するために、ガス検知回路における任意の適切な位置に設けられてもよい。このようなフィルタは、ガスセンサの測定の正確度を向上させるために、ガス検知モジュールの中の水分を更に減少又は除去することができる。加えて又は代えて、このようなフィルタは、固体物質が弁に入ることを減少又は防止することができ、ガス監視装置１１００の寿命を高めることができる。
いくつかの実施例において、フィルタ１１２８は、ガス検知モジュール１１０２の上流に設けられる。フィルタ１１２８は、気相及び／又は液相中の水分、例えば水を減少又は除去するように構成される水分フィルタを含んでもよい。フィルタ１１２８は、メンブレンフィルタ、例えばＮａｆｉｏｎ（登録商標）メンブレンフィルタを含んでもよい。ガス監視装置１１００のガス検知回路は、環境又はガス供給（例えば、圧縮空気供給）から空気フローを受け取るように構成される１つ又はより多くのガス入口（例えば、第１ガス入口１１２７ａ及び第２ガス入口１１２７ｂ）を含んでもよい。フィルタ１１２６は、ガス入口から受け取られたガスフロー中の水分及び／又はダストを減少又は除去するために、ガス入口の下流に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、ガス検知回路は、１つ又はより多くのＮＯｘ吸収器１１０８を含む。ＮＯｘ吸収器１１０８は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物、例えばＮＯ２及びＮＯを吸収するように構成されてもよい。いくつかの実施例において、ＮＯｘ吸収器１１０８は、ガス入口を経由してガス検知回路に入った空気フロー中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物、例えばＮＯ２及びＮＯを除去又は減少するために、ガス入口の上流に設けられる。ガス検知回路は、ガスフロー（例えば、第２ガスフロー１０１６又は第１ガスフロー１０１４）を環境に出力するように構成される１つ又はより多くのガス出口（例えば、ガス出口１１２９）を含んでもよい。いくつかの実施例において、ＮＯｘ吸収器１１０８は、ガスフローを環境に放出する前に、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物、例えばＮＯ２及びＮＯを除去又は減少するために、ガス出口の下流に設けられる。
ＮＯｘ吸収器１１０８は、１種類又はより多くの種類の窒素酸化物ＮＯｘ（例えば、ＮＯ及びＮＯ２）を吸収するように構成される１種類又はより多くの種類の吸収材料を含んでもよい。ＮＯｘ吸収器１１０８における吸収材料は、廃ガス処理装置７００の吸収材料に類似してもよい。ＮＯｘ吸収器１１０８は、廃ガス処理装置７００の構造に類似する構造を有してもよい。例えば、ＮＯｘ吸収器１１０８は、少なくとも一部に１種類又はより多くの種類の吸収材料が充填された曲がりくねった流動経路を含んでもよい。
ガス監視装置１１００の様々な部品は、１つ又はより多くの操作過程、例えば初期化過程、校正過程、サンプリング過程、及びクリーニング過程に使用可能である。このような１つ又はより多くの操作過程は、プロセッサにより自動的に制御されるか、及び／又はユーザによりユーザインタフェース（例えば、コントロールパネル又はグラフィカルユーザインタフェース）を経由して手動的に制御されてもよい。以下、ガス監視装置１１００によって実行される様々な過程の実施例について記述する。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、初期化過程を実行するように構成される。図１１Ａは、本開示のいくつかの実施例によるガス監視装置１０００の初期化過程の模式図である。ガス検知回路の中の水分を減少又は除去するか、及び／又は以前から存在するガスをガス検知回路からパージして出すために、初期化過程を実行することができる。例えば、初期化過程の期間において、環境空気をガス検知回路の少なくとも一部
の中に導入し且つ該ガス検知回路の少なくとも一部を通らせて、検知モジュール１１０２及び／又はガス検知回路の１つ又はより多くの流動経路を乾燥及び／又はパージすることができる。
の中に導入し且つ該ガス検知回路の少なくとも一部を通らせて、検知モジュール１１０２及び／又はガス検知回路の１つ又はより多くの流動経路を乾燥及び／又はパージすることができる。
いくつかの実施例において、図１１Ａに示すように、初期化過程の期間において、選定された接続ポートを流体的に接続してガス検知回路における１つ又はより多くのガスフローを案内するために、１つ又はより多くの切替弁を適切な位置に切り替えることができる。例えば、接続ポート１１１６Ａ及び１１１６Ｄを流体的に接続するために、第１切替弁１１１０を第２位置に切り替えることができる。接続ポート１１１６Ｆ及び１１１６Ｇを流体的に接続するために、第２切替弁１１１２をその第２位置に切り替えることができる。図１１Ａにおける矢印に示すように、初期化過程の期間において、例えば、ポンプ１１０４は、ガス検知回路（即ち、ガス入口１１２７ａから、接続ポート１１１６Ｄ及び１１１６Ａ、検知モジュール１１０２、フィルタ１１２８、接続ポート１１１６Ｇ及び１１１６Ｆを通過し、出口１０１０に到達する）を通る空気フローを生成することができる。初期化過程の期間において、空気フローは更に、流量レギュレータ１１２２、フィルタ１１２６、流量レギュレータ１１２４、及びチェック弁１１０６のうちの１つ又はより多くのものを流れることができる。空気フローは、ガス出口１１２９を経由して検知回路から離れる前にＮＯｘ吸収器１１０８を流れることができる。
初期化過程の期間において、図１１Ａに示すように、ポンプ１１０４は、出口１０１０に流れ、カップ状物１００２、出口１０１２、接続ポート１１１６Ｂ及び１１１６Ｃを流れ、且つガス出口１１２９に流れるように空気フローを駆動することができる。初期化過程を、任意の適切な持続時間、例えば約１分未満、約３０秒未満、約１０秒未満、又は約１秒未満に及んで実行することができる。
初期化過程の期間において、ガス監視装置１１００の様々な部品が正常条件で作動できるか否かを決定することができる。加えて又は代えて、ガス監視装置１１００は、１つ又はより多くの警報を生成してガス検知回路の１つ又はより多くの異常状況を指示することができる。例えば、弁が正常条件で作動できるか否かを決定するために、切替弁を異なる位置に切り替えることができる。ポンプ１１０４が正常条件で作動できるか否かを決定するために、ポンプ１１０４をある流量に設定することができ、且つ、ポンプ１１０４によって生成されたガスフローの流量を測定することができる。ガス検知回路にガスフローがない場合、絶対圧力センサ１１１８の正常な読み取り値は、予め設定された値、例えば約６００ｍｂａｒから約１２５０ｍｂａｒまでの任意の値を超えず、且つ、差圧センサ１１２０の読み取り値に基づいて計算された正常な流量は、ポンプの設定によって予め設定された流量範囲、例えば約５０ｍｌ／ｍｉｎから約１０００ｍｌ／ｍｉｎまでの流量範囲を超えなくてもよい。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、検知モジュール１１０２における１つ又はより多くのガスセンサを校正するために、校正過程を実行するように構成される。校正過程を規則的に実行し、例えば、周期的に、ニーズに基づいて、又はガス混合物９０７を患者に輸送する前に校正過程を実行することができる。空気（例えば、環境空気又は圧縮空気）又はそのガス成分の濃度が知られている標準ガスを使用してセンサを校正することができる。図１１Ｂは、本開示のいくつかの実施例によるガス監視装置１１００の校正過程の模式図である。いくつかの実施例において、図１１Ｂに示すように、校正過程において環境空気を使用する。例えば、接続ポート１１１６Ｂ及び１１１６Ｃを流体的に接続するために、第１切替弁１１１０をその第１位置に切り替えることができる。接続ポート１１１６Ｅ及び１１１６Ｇを流体的に接続するために、第２切替弁１１１２をその第１位置に切り替えることができる。ポンプ１１０４は、ガス入口１１２７ｂから接続ポート１１１６Ｅ及び１１１６Ｇ、フィルタ１１２８、検知モジュール１１０２、接続ポート１１１６Ａ及び接続ポート１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に到達する空気フローを生成することができる。ＮＯｘ吸収器１１０８は、空気フローが検知モジュール１１０２を通る前にＮＯ２及びＮＯを除去又は減少するために、ガス入口１１２７ｂの下流に設けられてもよい。空気フローは、流量レギュレータ１１２２、フィルタ１１２６及びチェック弁１１０６のうちの１つ又はより多くのものを通ってもよい。
校正過程の期間において、ポンプ１１１４は更に、出口１０１２から接続ポート１１１６Ｂ及び１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に到達するようにガスフロー１０１６を駆動することができる。ガスフロー１０１６は更に、フィルタ１１２６、流量レギュレータ１１２４、チェック弁１１０６及びＮＯｘ吸収器１１０８のうちの１つ又はより多くのものを流れることができる。
いくつかの実施例において、校正過程を実行して検知モジュール１１０２の少なくとも１つのセンサの校正曲線を調整し、例えば、オフセット値を使用して校正曲線を調整する。校正過程は、ゼロ点校正及び／又はスパン校正を含んでもよい。例えば、ゼロ点校正において、環境からの空気フローは、ＮＯｘ吸収器１１０８を通った後、約２１％のＯ２、約０％又は０ｐｐｍのＮＯ、及び約０％又は０ｐｐｍのＮＯ２を有するように予め設定されてもよい。検知モジュールのセンサは、空気フローの読み取り値がこれらの予め設定された濃度に対応すると仮定することができ、且つオフセット値を使用してそれらの校正曲線を調整することができる。
いくつかの実施例において、スパン校正においては、校正過程においてＯ２、ＮＯ及び／又はＮＯ２の濃度が知られている１種類又はより多くの種類の標準ガスを使用することができる。図１１Ｃに示すように、接続ポート１１１６Ａ及び１１１６Ｃを流体的に接続するために、第１切替弁１１１０をその第１位置に切り替えることができる。接続ポート１１１６Ｆ及び１１１６Ｇを流体的に接続するために、第２切替弁１１１２をその第２位置に切り替えることができる。ポンプ１１０４は、出口１０１０から接続ポート１１１６Ｆ、接続ポート１１１６Ｇ、フィルタ１１２８、検知モジュール１１０２、接続ポート１１１６Ａ及び接続ポート１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に流れるように標準ガスを駆動することができる。ガス出口１１２９を経由して標準ガスフローを放出する前に、該標準ガスフローは更に、流量レギュレータ１１２２、チェック弁１１０６及びＮＯｘ吸収器１１０８のうちの１つ又はより多くのものを通過してもよい。検知モジュールのセンサは、標準ガスフローの読み取り値が標準ガスの知れている濃度に対応すると仮定することができ、且つオフセット値を使用してそれらの校正曲線を調整することができる。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、サンプルガスフロー中の１種類又はより多くの種類のガス成分の濃度を測定するために、サンプリング過程を実行するように構成される。図１１Ｃは、本開示のいくつかの実施例によるガス監視装置１１００のサンプリング過程の模式図である。ニーズに基づいてサンプリング過程を実行することができ、又は、患者９１０にガス混合物９０７を輸送するとともにサンプリング過程を持続的又は間欠的に実行することができる。いくつかの実施例において、サンプリング過程においては、ガス検知回路は、水分収集器１０００の出口１０１０から第１ガスフロー１０１４を受け取ることができ、及び／又は水分収集器１０００の出口１０１２から第２ガスフロー１０１６を受け取ることができる。第１流量レギュレータ１１２２は、第１ガスフロー１０１４の流量を第１流量に調整制御することができる。第２流量レギュレータ１１２４は、第２ガスフロー１０１６の流量を第２流量に調整制御することができる。ポンプ１１０４の設定、及び／又は、流量レギュレータ１１２２及び１１２４の設定に基づいて第１流量及び第２流量を予め決定して調整することができる。第１流量と第２流量とは加算されてポンプ１１０４の流量になることができる。例えば、ポンプ１１０４の流量は約５０ｍＬ／ｍｉｎから約１０００ｍＬ／ｍｉｎの範囲内にあってもよく、第１ガスフロー１０１４の第１流量は約４０ｍＬ／ｍｉｎから約８００ｍＬ／ｍｉｎの範囲内にあってもよく、且つ、第２ガスフロー１０１６の第２流量は約１０ｍＬ／ｍｉｎから約２００ｍＬ／ｍｉｎの範囲内にあってもよい。
いくつかの実施例において、サンプリング過程において第１ガスフロー１０１４中の濃度を測定する。図１１Ｃに示すように、接続ポート１１１６Ａ及び１１１６Ｃを流体的に接続するために、第１切替弁１１１０をその第１位置に切り替えることができる。接続ポート１１１６Ｆ及び１１１６Ｇを流体的に接続するために、第２切替弁１１１２をその第２位置に切り替えることができる。ポンプ１１０４は、出口１０１０から接続ポート１１１６Ｆ、接続ポート１１１６Ｇ、フィルタ１１２８、検知モジュール１１０２、接続ポート１１１６Ａ及び接続ポート１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に到達するように第１ガスフロー１０１４を駆動することができる。ガス出口１１２９を経由して第１ガスフロー１０１４を放出する前に、該第１ガスフローは更に、流量レギュレータ１１２２、チェック弁１１０６及びＮＯｘ吸収器１１０８のうちの１つ又はより多くのものを通過してもよい。ポンプ１１０４は更に、出口１０１２から接続ポート１１１６Ｂ及び接続ポート１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に到達するように第２ガスフロー１０１６を駆動することができる。ガス出口１１２９を経由して第２ガスフロー１０１６を放出する前に、該第２ガスフローは更に、流量レギュレータ１１２４、チェック弁１１０６及びＮＯｘ吸収器１１０８のうちの１つ又はより多くのものを通過してもよい。
いくつかの実施例において、検知モジュール１１０２の１つ又はより多くのガスセンサは、第１ガスフロー１０１４がガス検知モジュール１１０２を通過している時に該第１ガスフロー中の１種類又はより多くの種類のガス成分（例えば、ＮＯ２、ＮＯ及びＯ２）の濃度を認識して測定するように構成される。これらのセンサからの読み取り値を、有線通信又は無線通信を介してガス監視装置１１００のプロセッサ及び／又はコンピュータ可読記憶媒体（示されず）に伝送し、更なる処理に使用する及び／又は１つ又はより多くの他の装置に伝送することができる。
第１ガスフロー１０１４が予め設定された流量又は予め設定された流量範囲内でセンサを通過する場合、検知モジュール１１０２における１つ又はより多くのセンサの正確度を向上させることができる。いくつかの実施例において、第１ガスフロー１０１４の流量は、流量レギュレータ１１２２によって調整制御され、且つ、差圧センサ１１２０は、流量レギュレータ１１２２を通過する第１ガスフロー１０１４の流量を測定することに使用される。予め設定された流量又は流量範囲は、センサのタイプに基づく任意の適切な値又は範囲であってもよい。例えば、１つ又はより多くのセンサは電気化学センサであってもよく、且つ、予め設定された流量範囲は、約５０ｍｌ／ｍｉｎから約４５０ｍｌ／ｍｉｎまで、例えば、約２２０ｍｌ／ｍｉｎから約２４０ｍｌ／ｍｉｎまでであってもよい。ポンプ１１０４を使用し、検知モジュールを通過する第１ガスフロー１０１４の流量を予め設定された値又は範囲に調整することができる。
いくつかの実施例において、ガス監視装置１１００は、水分収集器１０００の水分フィルタ１００６及び／又はガス検知回路に蓄積した液体を減少又は除去するために、クリーニング過程を実行するように構成される。図１１Ｄは、本開示のいくつかの実施例によるガス監視装置１１００のクリーニング過程の模式図である。図１１Ｄに示すように、接続ポート１１１６Ａ及び１１１６Ｃを遮断することで第１ガスフロー１０１４を遮断するために、第１切替弁１１１０をその第２位置に切り替えることができる。接続ポート１１１６Ｅ及び１１１６Ｇを流体的に接続するために、第２切替弁１１１２をその第１位置に切り替えることができる。ポンプ１１０４は、出口１０１２から接続ポート１１１６Ｂ及び接続ポート１１１６Ｃを通過してガス出口１１２９に到達するように第２ガスフロー１０１６を駆動することができる。ガス出口１１２９を経由して第２ガスフロー１０１６を放出する前に、該第２ガスフローは更に、フィルタ１１２６、流量レギュレータ１１２４、チェック弁１１０６及びＮＯｘ吸収器１１０８のうちの１つ又はより多くのものを通過してもよい。
クリーニング過程の期間において、第１ガスフロー１０１４を遮断することは、第２ガスフロー１０１６の流量の増加を許可する。図１０Ａに示すように、出口１０１２から離れる前に、第２ガスフロー１０１６は、第１チャンバ１０１８からカップ状物１００２に流れ、且つ、水分フィルタ１００６、例えば水分フィルタ１００６のガスフロー１００９に面する一側又は第１チャンバ１０１８に面する一側に流れ戻ることができ、液体はここに蓄積することができる。第２ガスフロー１０１６の流量を増加することにより、水分フィルタ１００６に蓄積した液体に対する乾燥又は掃除を増加することができる。
ガス監視装置１１００は、ニーズに基づいて、及び／又は１種類又はより多くの種類の異常状況が発生する時にクリーニング過程を実行することができる。クリーニング過程を、任意の適切な持続時間、例えば約２分未満、約１分未満、約３０秒未満、又は約１０秒未満に及んで実行することができる。クリーニング過程は、自動的に開始されるか又は手動的に開始されてもよい。例えば、液体が水分フィルタ１００６の少なくとも一部及び／又はガス検知回路における流動経路を閉塞すると、ガス監視装置１１００のプロセッサは、絶対圧力センサ１１１８及び／又は差圧センサ１１２０の１つ又はより多くの異常な読み取り値に応答してクリーニング過程を開始することができる。例えば、サンプリング過程の期間において、圧力センサ１１１８によって測定された正常な絶対圧力は、約０．５ｂａｒから約１．２５ｂａｒの範囲内にあってもよい。該範囲を超える絶対圧力は、水分フィルタ１００６及び／又はガス検知回路が液体によって塞がれたことを表明する可能性がある。圧力センサ１１２０によって測定された差圧に基づいて計算された正常な流量の範囲は、約２０ｍｌ／ｍｉｎから約２７５ｍｌ／ｍｉｎまで、例えば、約２０ｍｌ／ｍｉｎから約５０ｍｌ／ｍｉｎまで、約５０ｍｌ／ｍｉｎから約１００ｍｌ／ｍｉｎまで、約１００ｍｌ／ｍｉｎから約１５０ｍｌ／ｍｉｎまで、約１５０ｍｌ／ｍｉｎから約２００ｍｌ／ｍｉｎまで、約２００ｍｌ／ｍｉｎから約２５０ｍｌ／ｍｉｎまで、又は約２５０ｍｌ／ｍｉｎから約２７５ｍｌ／ｍｉｎまでであってもよい。該範囲よりも低い流量は、水分フィルタ１００６及び／又はガス検知回路が液体によって塞がれたことを表明する可能性がある。
本稿に記載されるように、システム１０をモジュール化することで、システム１０を取り外す必要がほぼなく、その１つ又はより多くの部品、例えば反応室１０２、反応媒体１１２、１つ又はより多くの電極（例えば、第１電極１１６、第２電極１１８）、濾過システム５００又はそのフィルタ、圧力容器６００、廃ガス処理装置７００、ガス変換器８００、及び流動制御装置を容易に交換、メンテナンス又は修理することを可能にしてもよい。従って、システム１０のメンテナンスコストを下げることができ、且つシステム１０の作動寿命を延ばすことができる。
いくつかの実施例において、システム１０は、制御回路と通信するユーザインタフェースを含んでもよい。ユーザインタフェースは、ユーザからの命令を受信して、システムパラメータ、例えば段階の数、各段階における操作周期の数、段階又は操作周期におけるＮＯの濃度及び／又は流量を調整するための１つ又はより多くのコントローラを含んでもよい。制御回路は、様々な部品、例えばエネルギー源１１４、キャリアガス源２００及び流量コントローラ又は制御装置に制御信号を送信してこれらのシステムパラメータを調整することができる。
ＮＯを生成及び／又は輸送するための様々な方法には、システム１０又はその１つ又はより多くの部品、例えば本稿に記載されたＮＯ生成設備１００を使用することができる。
例えば、システム１０又はＮＯ生成設備１００は、必要に応じてＮＯを生成することに使用可能である。いくつかの実施例において、システム１０又はＮＯ生成設備１００は、ランプ周期内において予め設定された濃度で安定したＮＯ供給を提供することに使用可能である。ランプ周期とは、製品ガスのＮＯ濃度が初期濃度から予め設定された定常濃度に変化できる過渡周期を指してもよい。例えば、ランプ周期の期間において、製品ガスのＮＯ濃度は、初期濃度（例えば、ゼロ）から予め設定された定常濃度に増加する。システム１０又はＮＯ生成設備１００は、１つ又はより多くの段階内又は１つ又はより多くの操作周期内で安定したＮＯ供給を提供することに使用可能である。システム１０は、ＮＯの生成又は輸送の期間において潜在的な空気汚染及び／又は有毒ガス（例えば、二酸化窒素）に曝されることを減少又は最小化することに使用可能である。システム１０は、呼吸装置（例えば、ベンチレーター）により供給された別の種類の処理ガス（例えば、酸素ガス又は空気）を利用してＮＯを輸送することに使用可能である。システム１０は、患者に輸送されようとするか又は患者により吸入されようとするガス混合物の１種類又はより多くの種類の成分の濃度を監視することに使用可能である。
例えば、システム１０又はＮＯ生成設備１００は、必要に応じてＮＯを生成することに使用可能である。いくつかの実施例において、システム１０又はＮＯ生成設備１００は、ランプ周期内において予め設定された濃度で安定したＮＯ供給を提供することに使用可能である。ランプ周期とは、製品ガスのＮＯ濃度が初期濃度から予め設定された定常濃度に変化できる過渡周期を指してもよい。例えば、ランプ周期の期間において、製品ガスのＮＯ濃度は、初期濃度（例えば、ゼロ）から予め設定された定常濃度に増加する。システム１０又はＮＯ生成設備１００は、１つ又はより多くの段階内又は１つ又はより多くの操作周期内で安定したＮＯ供給を提供することに使用可能である。システム１０は、ＮＯの生成又は輸送の期間において潜在的な空気汚染及び／又は有毒ガス（例えば、二酸化窒素）に曝されることを減少又は最小化することに使用可能である。システム１０は、呼吸装置（例えば、ベンチレーター）により供給された別の種類の処理ガス（例えば、酸素ガス又は空気）を利用してＮＯを輸送することに使用可能である。システム１０は、患者に輸送されようとするか又は患者により吸入されようとするガス混合物の１種類又はより多くの種類の成分の濃度を監視することに使用可能である。
本稿に記載されるように、ステップの並べ替え、ステップの挿入、及び／又はステップの削除を含む任意の方式で開示された方法のステップを修正することができる。別途説明がない限り、開示された方法の１つ又はより多くのステップは、同時又は任意の適切な時間順で実行されてもよい。
図１２は、本開示のいくつかの実施例によるＮＯ生成方法１２００を示すフローチャートである。いくつかの実施例において、図１２に示すように、方法１２００は、ステップ１２０２～１２１０を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０２は、エネルギー源により反応媒体の中に設けられた複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極に電圧又は電流を印加してＮＯを生成することを含む。複数の電極は陰極を含んでもよい。いくつかの実施例において、複数の電極の１つ又はより多くの表面又は複数の電極の１つ又はより多くの表面近傍でＮＯを生成する。反応媒体は、ＮＯ生成設備の反応室内に含まれてもよい。いくつかの実施例において、反応室はガス領域及び液体領域を含み、且つ、反応媒体は液体領域に設けられる。
いくつかの実施例において、ステップ１２０２において、１つ又はより多くの条件（例えば、出力する製品ガス中の所望のＮＯ濃度）に基づき、複数の電極に印加される電圧又は電流を予め決定及び／又は調整することができる。いくつかの実施例において、予め設定された電圧の範囲は約１．４Ｖから約５．０Ｖまでである。いくつかの実施例において、予め設定された電流の範囲は約０ｍＡから約３００ｍＡまでである。ＮＯ生成のレートは、複数の電極に印加された電圧又は電流の増加に伴って増加することができる。いくつかの場合、複数の電極に約０ｍＡの電流を印加すると、ＮＯを生成する可能性がある。いくつかの実施例において、ステップ１２０２は、複数の電極に印加される電圧又は電流を終止することを含む。
いくつかの実施例において、ステップ１２０２は、予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加する前に、励起周期内で複数の電極に励起電圧又は励起電流を印加することを含む。励起周期の範囲は約０．５分から約５分まで、例えば、約０．５分から約１分まで、約１分から約２分まで、約２分から約３分まで、約３分から約４分まで、約４分から約５分まで、又はそれらの組み合わせであってもよい。いくつかの実施例において、励起電圧は予め設定された電圧の約２倍から約８倍である。いくつかの実施例において、励起電流は予め設定された電流の約２倍から約８倍である。
いくつかの実施例において、ステップ１２０２は、２つの電極（例えば、陰極及び陽極）の極性を切り替えることを含む。例えば、ステップ１２０２は、例えばＤＣ電源の極性を反転させるか又はＡＣ電源を使用することにより、エネルギー源の極性を反転させることを含んでもよい。ニーズに基づいて、又は予め設定されたスケジュールに基づいて２つの電極の極性を切り替えることができる。例えば、２つの電極の極性は、周期的に、例えば、約１０分から約１０時間ごとに切り替えられてもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２０４を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０４は、ＮＯ生成設備によりＮＯ生成設備の入口回路を介してキャリアガスを受け取ることを含む。入口回路は、反応媒体の中に設けられた少なくとも１つのスパージャーに流体的に連通してもよい。該少なくとも１つのスパージャーは、複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極近傍に位置してもよい。いくつかの実施例において、キャリアガス源からキャリアガスを受け取る。いくつかの実施例において、キャリアガスは窒素ガスを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０４は、キャリアガス源により圧縮空気からキャリアガスを生成することを含む。例えば、窒素ガス生成設備を使用して圧縮空気からキャリアガスを生成することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２０４は、流動制御装置により入口回路を介して受け取られたキャリアガスの流量を制御することを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０４は、一定の流量でキャリアガスを受け取ることを含み、該一定の流量の範囲は約５０ｍＬ／ｍｉｎから約１２Ｌ／ｍｉｎまで、例えば、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１Ｌ／ｍｉｎまで、約１Ｌ／ｍｉｎから約３Ｌ／ｍｉｎまで、約３Ｌ／ｍｉｎから約５Ｌ／ｍｉｎまで、約５Ｌ／ｍｉｎから約８Ｌ／ｍｉｎまで、約８Ｌ／ｍｉｎから約１０Ｌ／ｍｉｎまで、約１０Ｌ／ｍｉｎから約１２Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、ステップ１２０４は、キャリアガスを使用してシステム１０をパージすることを含む。例えば、キャリアガスは、システムの一部又は全部のガスフロー領域又は経路、例えば、反応室のガス領域、入口及び出口回路、循環回路、並びに圧力容器を通過することができる。キャリアガスを利用してシステム１０をパージすることにより、製品ガスで生成されたＮＯが有毒な亜硝酸の酸化物（例えば、ＮＯ２）に酸化されることを減少することができる。システム１０をパージすることにより、ＮＯ２を減少又は除去するように構成されるガス変換器の寿命を延ばすことができる。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２０６を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０６は、キャリアガスを使用して複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極の表面をスイープすることを含む。電極の表面をスイープすることにより、電極の表面又は電極の表面近傍で生成されたＮＯを反応媒体からスイープ、パージ及び／又は連行して出すことができる。これは、生成されたＮＯ及びキャリアガスを含む可能性がある製品ガスを生成する可能性がある。いくつかの実施例において、製品ガスの少なくとも一部は、ＮＯ生成設備の反応室のガス領域に受け取られる及び／又は蓄積される。
いくつかの実施例において、ステップ１２０６は、キャリアガスの気泡を生成し、複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極の表面をスイープするようにさせることを含む。例えば、ステップ１２０６は、スパージャーによりキャリアガスを受け取ることを含んでもよく、且つ、該ステップは、スパージャーにより反応媒体でキャリアガスの気泡を発射し、複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極の表面をスイープするようにさせることを含んでもよい。スパージャーは、入口回路に流体的に連通してもよく、且つ、該スパージャーは反応媒体の中に設けられ、複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極に近接する。スパージャーによって発せられた気泡は、気泡経路に沿って伝播することができ、該気泡経路は、少なくとも１つの電極の表面に沿って延伸してもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２０８を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０８は、第１循環回路を使用して第１流体フローを反応室に対して循環させることを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０８は、ガスポンプにより第１循環回路の入口から出口への第１流体フローを生じさせることを含む。いくつかの実施例において、第１流体フローは、ステップ１２０６で生成された製品ガスフローを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０８は、ガスポンプの上流に設けられた１つ又はより多くのフィルタを使用し、再循環する流体フローを濾過することを含む。１つ又はより多くのフィルタは、再循環する流体フローがガスポンプに入る前に、再循環する流体フロー中の液体物質及び／又は固体物質を減少又は除去することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２０８は、第１流体フローを一定の流量で循環させることを含んでもよく、該一定の流量の範囲は約０．５Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、例えば、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１．０Ｌ／ｍｉｎまで、約１．０Ｌ／ｍｉｎから約１．５Ｌ／ｍｉｎまで、約１．５Ｌ／ｍｉｎから約２．０Ｌ／ｍｉｎまで、約２．０Ｌ／ｍｉｎから約２．５Ｌ／ｍｉｎまで、約２．５Ｌ／ｍｉｎから約３．０Ｌ／ｍｉｎまで、約３．０Ｌ／ｍｉｎから約３．５Ｌ／ｍｉｎまで、約３．５Ｌ／ｍｉｎから約４．０Ｌ／ｍｉｎまで、約４．０Ｌ／ｍｉｎから約４．５Ｌ／ｍｉｎまで、約４．５Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２１０を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１０は、ＮＯを含む製品ガスを反応室から伝送して出口回路を通過させることを含む。いくつかの実施例において、出口回路は反応室のガス領域に流体的に連通する。いくつかの実施例において、反応室から伝送された製品ガスのＮＯ濃度は、ランプ周期内で定常状態に達することができる。例えば、ランプ周期の範囲は約２分から約１０分であってもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００は、下記ステップ１２１２～１２２２から選択される１つ又はより多くのステップを含んでもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２１２を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１２は、ＮＯ濃度センサを使用して製品ガス中のＮＯの濃度を測定することを含む。いくつかの実施例において、ＮＯ濃度センサは、ガス領域中のＮＯ濃度を測定するためにガス領域中の製品ガスに接触するように設けられてもよい。いくつかの実施例において、ＮＯ濃度センサは、反応室から離れた製品ガスのＮＯ濃度を検出するために、反応室の出口回路、反応室の出口回路近傍又は反応室の出口回路の下流に設けられてもよい。例えば、ＮＯセンサは、出口回路の開口、出口回路の導管内、又は出口回路の下流に設けられたフィルタの下流に設けられてもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２１４を含む。ステップ１２１４は、段階又は操作周期内でＮＯを生成した後、反応媒体に溶解されたＮＯを減少又は除去することができる。ステップ１２１４は、反応媒体から少なくとも一部の溶解されたＮＯを分離することを含んでもよい。ステップ１２１４は、例えば廃ガス処理装置の使用により、分離されたＮＯを処理することを更に含んでもよい。
いくつかの実施例において、ステップ１２１４は、第２循環回路を使用して第２流体フローを反応室に対して循環させることを含む。いくつかの実施例において、第２循環回路の中の第２流体フローは液体フローを含む。いくつかの実施例において、第２循環回路の中の第２流体フローはガスフローを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２０２で反応媒体を使用してＮＯを生成する前、期間及び／又は後に、ステップ１２１４を実行する。例えば、段階又は操作周期内でＮＯを生成してから、電極に印加される電圧又は電
流を終止した後に、ステップ１２１４を実行することができる。次の段階又は操作周期に使用されるＮＯを生成するために、電極への電圧又は電流の印加を開始する前にステップ１２１４を実行することができる。
流を終止した後に、ステップ１２１４を実行することができる。次の段階又は操作周期に使用されるＮＯを生成するために、電極への電圧又は電流の印加を開始する前にステップ１２１４を実行することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２１４は、作業モードで操作するように第２循環回路を構成及び／又は操作することを含む。作業モードで、第２流体フローは反応媒体フローを含んでもよい。いくつかの実施例において、作業モードで第２循環回路を操作することは、ポンプを使用して第２流体フローを、第２循環回路の第１ポートから循環して液体－ガス分離装置を通過し且つ第２循環回路の第２ポートから流出するようにさせることを含む。第１ポートは、反応室の液体領域に流体的に連通してもよく、第２ポートは、反応室のガス領域に流体的に連通してもよい。
作業モードで、第２流体フローは、任意の適切な流量で循環することができ、例えば、流量の範囲は約０．１Ｌ／ｍｉｎから約０．５Ｌ／ｍｉｎまで、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１．０Ｌ／ｍｉｎまで、約１．０Ｌ／ｍｉｎから約３．０Ｌ／ｍｉｎまで、約３．０Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、約５．０Ｌ／ｍｉｎから約８．０Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。第２循環回路は、作業モードで、任意の適切な時間、例えば約０．５分未満、約１分未満、約２分未満、約５分未満、約１０分未満、又は約２０分未満作動することができる。
いくつかの実施例において、作業モードで第２循環回路を操作することは、第２流体フローが液体－ガス分離装置を通過している時に反応媒体からＮＯを分離することを含む。いくつかの実施例において、作業モードで第２循環回路を操作することは、第２流体フローから分離されたＮＯを混合ガスとして液体－ガス分離装置から連行して出すために、スイープガスを液体－ガス分離装置を通過するようにさせることを含む。いくつかの実施例において、作業モードで第２循環回路を操作することは、混合ガスを環境に放出する前に、混合ガスを廃ガス処理装置に運送することを含む。
いくつかの実施例において、ステップ１２１４は、クリーニングモードで第２循環回路を構成及び／又は操作することを含む。クリーニングモードは作業モードの後に作動することができる。クリーニングモードで、第２流体フローはガスフローを含んでもよい。いくつかの実施例において、クリーニングモードで第２循環回路を操作することは、ポンプを使用して第２流体フローを、第２循環回路の第２ポートから循環して液体－ガス分離装置を通過し且つ第２循環回路の第１ポートから流出するようにさせることを含む。いくつかの実施例において、クリーニングモードで第２循環回路を操作することは、液体－ガス分離装置における残りの反応媒体を反応室に送り戻すことを含む。クリーニングモードは、例えば液体－ガス分離装置の分離膜を乾燥させることにより、次の作業モードのために液体－ガス分離装置を準備することができる。
クリーニングモードで、第２流体フローは、任意の適切な流量で循環することができ、例えば、流量の範囲は、約０．２５Ｌ／ｍｉｎから約０．５Ｌ／ｍｉｎまで、約０．５Ｌ／ｍｉｎから約１．０Ｌ／ｍｉｎまで、約１．０Ｌ／ｍｉｎから約３．０Ｌ／ｍｉｎまで、約３．０Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎまで、又はそれらの組み合わせである。第２循環回路は、クリーニングモードで、任意の適切な時間、例えば約０．５分未満、約１分未満、約２分未満、又は約５分未満作動することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２１４は、第２循環回路が作業モードで作動することを許可するために切替弁を第１位置に配置することを含んでもよく、且つ、該ステップは、第２循環回路がクリーニングモードで作動することを許可するために切替弁を第２位置に配置することを含んでもよい。
いくつかの実施例において、ステップ１２１４は、キャリアガスを使用して反応室（例えば、反応室のガス領域）をパージすることを含む。キャリアガスは、反応室のガス領域に蓄積でき、且つ、該キャリアガスは、クリーニングモードで第２循環回路において循環することができる。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２１６を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１６は、製品ガスを反応室から伝送して濾過システムを通過させることを含む。ステップ１２１６は、濾過システムにより、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物、例えば固体物質（例えば、塩エアロゾル）及び水分を減少又は除去することを含んでもよい。濾過システムは、１つ又はより多くの濾過装置又はフィルタを含んでもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２１８を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、製品ガスを圧力容器に伝送することを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、圧力容器で製品ガスを受け取って１つの圧力保持時間貯蔵することを含む。圧力保持周期の終了時に、圧力容器の中の圧力及び／又はＮＯ濃度は、予め設定されたレベル又は予め設定された範囲に増加することができる。いくつかの実施例において、圧力容器は第１領域及び第２領域を含む。ステップ１２１８は、圧力容器の第１領域に流体的に連通する入口を介して製品ガスを受け取ることを含んでもよい。ステップ１２１８は、製品ガスを圧力容器の第１領域に貯蔵することを含んでもよい。ステップ１２１８は、例えば第１領域に流体的に連通する出口を介して、圧力容器から製品ガスを放出することを含んでもよい。圧力容器から放出された製品ガス中のＮＯの濃度は、ランプ周期内で定常状態に達する可能性がある。ランプ周期とは、製品ガスのＮＯ濃度が初期濃度から予め設定された定常濃度に変化できる過渡周期を指してもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、流動制御装置を使用して圧力容器から放出された製品ガスの流量を測定及び／又は調整することを含んでもよい。流動制御装置は、制御装置から受信された命令に基づいて製品ガスの流量を調整することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、第１領域に流体的に連通する第２領域で製品ガスを受け取って貯蔵することを含む。ステップ１２１８は、予め設定された閾値よりも低いか又は等しい圧力で製品ガスを第２領域に貯蔵することを含んでもよい。ステップ１２１８は、第２領域に貯蔵された製品ガスを第２領域から第１領域に放出することを含んでもよく、且つ該ステップは、製品ガスを第１領域から圧力容器の外に放出することを更に含んでもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、圧力容器における１つ又はより多くの領域の中の圧力が予め設定された閾値を超えると、圧力開放弁により圧力容器から（例えば、圧力容器の第２領域から）ガスを放出することを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２１８は、例えば、廃ガス処理装置により、圧力開放弁によって放出されたガスを処理することを含む。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２２０を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２２０は、製品ガス中の１種類又はより多くの種類の有毒な窒素酸化物、例えばＮＯ２を減少又は除去するために、製品ガスをガス変換器を通過するように運送することを含んでもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２２０は、製品ガスが通過している時、ガス変換器により、一部又は全部の有毒な窒素酸化物、例えばＮＯ２を吸収又は転化することを含む。有毒な窒素酸化物はＮＯに転化可能である。ステップ１２２０は、製品ガスを入口から曲がりくねった流動経路を通過させてガス変換器の出口に伝送することを含んでもよく、且つ、該ステップは、製品ガスを、曲がりくねった流動経路における濾過材料を通過するように伝送することを含んでもよい。ステップ１２２０は、濾過材料を使用して製品ガス中の一部又は全部の有毒な窒素酸化物を吸収することを含んでもよい。加えて又は代えて、ステップ１２２０は、濾過材料を使用して製品ガス中の一部又は全部の有毒な窒素酸化物をＮＯに転化することを含んでもよい。
いくつかの実施例において、方法１２００はステップ１２２２を含む。いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、通気回路を使用して患者にＮＯ又はＮＯを含むガス混合物を輸送することを含む。ガス混合物は、１種類又はより多くの種類のガス成分、例えば空気、酸素ガス、水分を含んでもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、通気回路の吸気回路を介して患者にＮＯ又はガス混合物を輸送することを含む。いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、通気回路の呼気回路を介して患者からの吐き出しガスを受け取ることを含む。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、通気回路に接続された呼吸装置（例えば、ベンチレーター）によって供給されたガスフロー（例えば、空気フロー又は酸素ガスフロー）によりＮＯを輸送することを含む。例えば、ステップ１２２２は、呼吸装置（例えば、ベンチレーター）によって供給されたガスフロー（例えば、空気フロー又は酸素ガスフロー）とＮＯシステムから受け取られた製品ガスフローとを組み合わせてガス混合物を生成することを含んでもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、ガス混合物を患者に輸送する前にガス混合物を加湿させることを含む。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、流量センサを使用して呼吸装置（例えば、ベンチレーター）から供給されたガスフロー（例えば、空気フロー又は酸素ガスフロー）の流量を測定することを含む。流量センサは、有線接続又は無線接続を経由して制御装置と通信することができる。ステップ１２２２は、検知信号又は読み取り値を流量センサから制御装置に送信することを更に含んでもよい。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、１つ又はより多くのガスセンサ又は１つ又はより多くのガスセンサを含むガス監視装置により、患者に輸送されようとするガス混合物の１種類又はより多くの種類の成分の濃度を測定することを含む。例えば、ステップ１２２２は、患者に輸送されようとするガス混合物のサンプルガスフローを取得し、該サンプルガスフローの１種類又はより多くの種類の成分の濃度を測定することを含んでもよい。１つ又はより多くのガスセンサ又はガス監視装置は、有線接続又は無線接続を経由して制御装置と通信することができる。ステップ１２２２は、検知信号又は読み取り値を１つ又はより多くのガスセンサ又はガス監視装置から制御装置に送信することを含んでもよい。いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、１つ又はより多くのガスセンサの１つ又はより多くの読み取り値が閾値よりも高い又は低いと、警報を提供することを含む。該警報は、任意の適切な形式、例えば聴覚又は視覚警報であってもよく、任意の適切な持続時間に及んでもよい。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、呼吸装置（例えば、ベンチレーター）によって供給されたガスフロー（例えば、空気フロー又は酸素ガスフロー）と混合するか又は組み合わせるために、製品ガスの流量を制御することを含む。例えば、制御装置は、ＮＯシステムからの製品ガスの流量を制御するように構成される流動制御装置と通信することができる。制御装置は、流動制御装置に命令を送信して製品ガスの流量を調整することができる。制御装置は、１つ又はより多くの流量センサ及び／又は１つ又はより多くのガスセンサの１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値に基づいて命令を生成することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、ベンチレーターによって供給された空気フロー又は酸素ガスフローの流量を制御することを含む。例えば、制御装置は、ベンチレーターと有線通信又は無線通信することができる。制御装置は、ベンチレーターに命
令を送信して空気フロー又は酸素ガスフローの流量を調整することができる。
令を送信して空気フロー又は酸素ガスフローの流量を調整することができる。
いくつかの実施例において、ステップ１２２２は、患者に輸送されようとするガス混合物の１種類又はより多くの種類の成分の濃度を測定するために、１つ又はより多くの操作過程においてガス監視装置を操作することを含む。例えば、ステップ１２２２は、初期化過程、クリーニング過程、サンプリング過程、及び校正過程のうちの１つ又はより多くの過程を実行することを含んでもよい。
前述した説明は、説明の目的で呈されるものである。それらは網羅的なものではなく、且つ開示された精確な形式又は実施例に限定されるものではない。開示された実施例の明細書及び実践を考えると、実施例の修正及び改編は明らかである。例えば、記述された実施形態はハードウェアを含むが、本開示に該当するシステム及び方法は、ハードウェア及びソフトウェアで実現可能である。また、何らかの部品が既に互いに接続されると記述されているが、これらの部品は、互いに集積されてもよいし、任意の適切な方式で分布してもよい。
また、本稿は既に、説明的な実施例について記述したが、範囲は、本開示に基づく均等な要素、修正、省略、組み合わせ（例えば、様々な実施形態の態様にわたる組み合わせ）、改編及び／又は代替案を有する任意及び全ての実施例を含む。また、開示された方法のステップは、ステップの並べ替え、又はステップの挿入、又はステップの削除を含む任意の方式で修正することができる。
詳細な説明によれば、本開示の特徴及び利点は明らかである。また、本開示の内容を研究することにより、多くの修正及び変化が生じやすいため、本開示の内容を示す及び記載する的確な構成及び操作に限定することは望まれず、従って、本開示の範囲内に入る全ての適切な修正及び均等物を採用することができる。
上記実施例は、ハードウェア、ソフトウェア（プログラムコード）、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施可能であることを理解すべきである。ソフトウェアにより実施されれば、これは上記コンピュータ可読媒体に記憶されてもよい。プロセッサにより実行されると、ソフトウェアは、開示された方法の少なくとも一部のステップを実行することができる。
前述した明細書においては、多くの具体的な細部を参照して実施例について記述しており、該多くの具体的な細部は、実施形態によって異なってもよい。前記の実施例に対して何らかの改編及び修正を行うことができる。本稿に開示された開示内容の明細書及び実践を考慮すると、他の実施例は、当業者にとって明らかである。明細書及び例は、単に例示的なものと見なされることを意図しており、本開示の内容のリアルな範囲及び精神は、添付された特許請求の範囲によって指示される。図示されたステップの順序も、説明のためのものに過ぎず、任意の所定の操作方法に対して全てのステップを実行しなければならないことを意味するものではなく、全てのステップが任意の特定のステップの順序に限定されることを意味するものでもない。従って、当業者は、同じ方法を実施する場合、これらのステップが、異なる順で実行されてもよいことを理解できる。また、図示された設備は、説明的なものに過ぎず、且つ所定の設備又はシステムは、これらの設備の部品又はモジュールの異なる組み合わせを含んでもよい。
Claims (129)
- 反応媒体を収容するように構成される液体領域、及びＮＯを含む製品ガスを収容するように構成されるガス領域を有する反応室と、
前記反応媒体の中に設けられ、陰極を含む複数の電極と、
前記複数の電極に電気的に接続され、且つ前記陰極に予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加してＮＯを生成するように構成されるエネルギー源と、
前記反応媒体の中に設けられたスパージャーと、
前記スパージャーに流体的に連通し、且つキャリアガスを前記スパージャーに伝送するように構成される入口回路と、
前記反応室のガス領域に流体的に連通し、且つ前記反応室から前記製品ガスを伝送するように構成される出口回路と、
第１流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、前記反応室のガス領域に流体的に連通する第１入口と、前記スパージャーに流体的に連通する第１出口と、前記第１入口から前記第１出口への第１流体フローを生成するように構成される第１ポンプと、を含む第１循環回路と、を含む、
一酸化窒素（ＮＯ）を生成するための設備。 - 前記キャリアガスは窒素ガスを含む、請求項１に記載の設備。
- 前記第１流体フローは製品ガスフローを含む、請求項１に記載の設備。
- 前記スパージャーは前記陰極に近接して設けられ、且つ、気泡を前記陰極の表面に沿って伝播するように前記反応媒体内で発するように構成される、請求項１に記載の設備。
- 前記スパージャーは、約０．１μｍから約１ｍｍの平均サイズを有する複数の孔を含む多孔構造を含む、請求項１に記載の設備。
- 前記反応室は、第１側と、前記第１側に対向する第２側とを含み、且つ、前記陰極は、前記反応室の第２側に対してほぼ垂直に位置決めされた電極板を含む、請求項１に記載の設備。
- 前記電極板は、表面と、前記反応室の第１側に沿って延伸する第１エッジと、前記第１エッジに対向して前記反応室の第２側に沿って延伸する第２エッジとを含む、請求項６に記載の設備。
- 前記スパージャーは、前記反応室の第２側と前記電極板の第２エッジとの間に設けられ、且つ、前記電極板の第２エッジから第１エッジまで延伸する気泡経路に沿って気泡を発するように構成される、請求項７に記載の設備。
- 第２流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、
前記反応室の液体領域に流体的に連通する第１ポートと、
前記反応室のガス領域に流体的に連通する第２ポートと、
前記第１ポートから前記第２ポートへ又は前記第２ポートから前記第１ポートへの第２流体フローを生成するように構成される第２ポンプと、
前記第２ポンプの下流に設けられ且つ前記反応媒体が通過している時に前記反応媒体からＮＯを分離するように構成される液体－ガス分離装置と、を含む第２循環回路を更に含む、請求項１に記載の設備。 - 前記液体－ガス分離装置は、ＮＯが浸透可能な分離膜を含む、請求項９に記載の設備。
- 前記分離膜は、範囲が約５００ｃｍ２から約５００００ｃｍ２までの表面積を有する、請求項１０に記載の設備。
- 前記第２循環回路は、切替弁を更に含み、且つ作業モード及びクリーニングモードで操作するように構成され、
前記作業モードで、前記切替弁は第１位置にあり、前記第２流体フローは反応媒体フローを含み、且つ、前記第２ポンプは、前記第２流体フローを、前記第１ポートから循環して前記液体－ガス分離装置を通過し且つ前記第２ポートに到達するようにさせるように構成され、
前記クリーニングモードで、前記切替弁は第２位置にあり、前記第２流体フローはガスフローを含み、且つ、前記第２ポンプは、前記第２流体フローを、前記第２ポートから循環して前記液体－ガス分離装置を通過し且つ前記第１ポートに到達するようにさせるように構成される、請求項９に記載の設備。 - 前記反応媒体は、緩衝溶液、亜硝酸イオン源及び触媒を含む、請求項１に記載の設備。
- 前記触媒は金属－リガンド錯体を含む、請求項１３に記載の設備。
- 前記亜硝酸イオン源は１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩を含む、請求項１３に記載の設備。
- 前記予め設定された電圧は約１Ｖから約５．０Ｖである、請求項１に記載の設備。
- 前記予め設定された電流は約０ｍＡから約６００ｍＡである、請求項１に記載の設備。
- 前記製品ガスのＮＯ濃度を検出するように構成されるＮＯセンサを更に含む、請求項１に記載の設備。
- 反応媒体を収容するように構成される液体領域、及びＮＯを含む製品ガスを収容するように構成されるガス領域を有する反応室と、前記反応媒体の中に設けられ、陰極を含む複数の電極と、前記複数の電極に電気的に接続され、且つ前記陰極に予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加してＮＯを生成するように構成されるエネルギー源と、前記反応媒体の中に設けられたスパージャーと、前記スパージャーに流体的に連通し、且つキャリアガスを前記スパージャーに伝送するように構成される入口回路と、前記反応室のガス領域に流体的に連通し、且つ前記反応室から前記製品ガスを伝送するように構成される出口回路と、を含むＮＯを生成するための設備と、
前記出口回路に流体的に連通し、前記出口回路からの製品ガスを受け取り、予め設定された圧力、又は予め設定された圧力よりも低い圧力で受け取った製品ガスを貯蔵し、受け取った製品ガスを放出するように構成される圧力容器と、を含む、
一酸化窒素（ＮＯ）を生成するためのシステム。 - 前記キャリアガスは窒素ガスを含む、請求項１９に記載のシステム。
- 第１流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、
前記反応室のガス領域に流体的に連通する第１入口と、
前記スパージャーに流体的に連通する第１出口と、
前記第１入口から前記第１出口への第１流体フローを生成するように構成される第１ポンプと、を含む第１循環回路を更に含む、請求項１９に記載のシステム。 - 前記第１流体フローは製品ガスフローを含む、請求項２１に記載のシステム。
- 前記スパージャーは前記陰極に近接して設けられ、且つ、気泡を前記陰極の表面に沿って伝播するように前記反応媒体内で発するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記スパージャーは、約０．１μｍから約１ｍｍの平均サイズを有する複数の孔を含む多孔構造を含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記反応室は、第１側と、前記第１側に対向する第２側とを含み、且つ、前記陰極は、前記反応室の第２側に対してほぼ垂直に位置決めされた電極板を含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記電極板は、表面と、前記反応室の第１側に沿って延伸する第１エッジと、前記第１エッジに対向して前記反応室の第２側に沿って延伸する第２エッジとを含む、請求項２５に記載のシステム。
- 前記スパージャーは、前記反応室の第２側と前記電極板の第２エッジとの間に設けられ、且つ、前記電極板の第２エッジから第１エッジまで延伸する気泡経路に沿って気泡を発するように構成される、請求項２６に記載のシステム。
- 第２流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、
前記反応室の液体領域に流体的に連通する第１ポートと、
前記反応室のガス領域に流体的に連通する第２ポートと、
前記第１ポートから前記第２ポートへ又は前記第２ポートから前記第１ポートへの第２流体フローを生成するように構成される第２ポンプと、
前記第２ポンプの下流に設けられ且つ前記反応媒体が通過している時に前記反応媒体からＮＯを分離するように構成される液体－ガス分離装置と、を含む第２循環回路を更に含む、請求項１９に記載のシステム。 - 前記液体－ガス分離装置は、ＮＯが浸透可能な分離膜を含む、請求項２８に記載のシステム。
- 前記分離膜は、約５００ｃｍ２から約５００００ｃｍ２の表面積を有する、請求項２８に記載のシステム。
- 前記第２循環回路は、切替弁を更に含み、且つ作業モード及びクリーニングモードで操作するように構成され、
前記作業モードで、前記切替弁は第１位置にあり、前記第２流体フローは反応媒体フローを含み、且つ、前記第２ポンプは、前記第２流体フローを、前記第１ポートから循環して前記液体－ガス分離装置を通過し且つ前記第２ポートに到達するようにさせるように構成され、
前記クリーニングモードで、前記切替弁は第２位置にあり、前記第２流体フローはガスフローを含み、且つ、前記第２ポンプは、前記第２流体フローを、前記第２ポートから循環して前記液体－ガス分離装置を通過し且つ前記第１ポートに到達するようにさせるように構成される、請求項２８に記載のシステム。 - 前記反応媒体は、緩衝溶液、亜硝酸イオン源及び触媒を含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記触媒は金属－リガンド錯体を含む、請求項３２に記載のシステム。
- 前記亜硝酸イオン源は１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩を含む、請求項３２に記載のシステム。
- 前記予め設定された電圧は約１．４Ｖから約５．０Ｖである、請求項１９に記載のシステム。
- 前記予め設定された電流は約０ｍＡから約６００ｍＡである、請求項１９に記載のシステム。
- 前記製品ガスのＮＯ濃度を検出するように構成されるＮＯセンサを更に含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記圧力容器は、
第１領域と、前記第１領域に流体的に連通して前記第１領域の下流に設けられた第２領域とを含む内部空洞を限定する本体と、
前記第１領域に流体的に連通するガス入口及びガス出口と、
前記第１領域及び前記第２領域を通過する曲がりくねった流動経路を限定する複数のバッフルと、
前記本体に設けられて前記第２領域に流体的に連通する圧力開放弁と、を含む、請求項１９に記載のシステム。 - 前記第１領域は、第１流動経路を限定する第１グループの複数のチャンバを含み、
前記第２領域は、前記第１流動経路に流体的に連通する第２流動経路を限定する第２グループの複数のチャンバを含む、請求項３８に記載のシステム。 - 前記圧力容器は、前記第１領域の中のガス圧力を検出するように構成される圧力センサを更に含む、請求項３８に記載のシステム。
- 前記出口回路の下流に設けられ且つ該出口回路に流体的に連通し、前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少するように構成される濾過システムを更に含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記濾過システムは、水分フィルタ及び固体物質フィルタを含む、請求項４１に記載のシステム。
- 前記固体物質フィルタは、多孔構造を有する重合材料を含む、請求項４２に記載のシステム。
- 前記重合材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、混合セルロースエステル、ポリアミド（ナイロン）、ナイロン６、及びナイロン６６を含む集合から選択される１種類又はより多くの種類の材料を含む、請求項４３に記載のシステム。
- 前記多孔構造は、約０．０１μｍから約２．０μｍの平均孔サイズを有する、請求項４３に記載のシステム。
- 前記水分フィルタは、少なくとも１つのメンブレンフィルタを含む、請求項４２に記載のシステム。
- 前記第１循環回路の前記第１入口の下流及び前記第１ポンプの上流に設けられ、前記第１流体フロー中の１種類又はより多くの種類の液体不純物及び／又は固体不純物を減少又は除去するように構成される濾過装置を更に含む、請求項２１に記載のシステム。
- 前記濾過装置は、前記１種類又はより多くの種類の液体不純物及び／又は固体不純物が重力に基づいて前記第１流体フローから沈降して出ることを許可するように構成される、請求項４７に記載のシステム。
- 前記圧力容器の下流に設けられ且つ前記圧力開放弁に流体的に連通し、前記圧力開放弁を経由して前記圧力容器から受け取ったガス中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物を減少又は除去するように構成される廃ガス処理装置を更に含む、請求項３８に記載のシステム。
- 前記廃ガス処理装置は、前記１種類又はより多くの種類の窒素酸化物と反応するように構成される濾過材料が少なくとも部分的に充填された曲がりくねった流動経路を含む、請求項４９に記載のシステム。
- 前記濾過材料は、酸化剤で調製された基材を含む、請求項５０に記載のシステム。
- 前記基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂、二酸化ケイ素、及び活性炭を含む集合から選択される少なくとも１種類の材料を含む、請求項５１に記載のシステム。
- 前記酸化剤は、過マンガン酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩、及び重クロム酸塩を含む集合から選択される１種類又はより多くの種類の塩を含む、請求項５１に記載のシステム。
- 前記圧力容器の下流に設けられ且つ前記圧力容器に流体的に連通し、前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の二酸化窒素を吸収する及び／又は前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の二酸化窒素をＮＯに転化するように構成されるガス変換器を更に含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記ガス変換器は、
本体と、
入口と、
出口と、
前記入口から前記出口まで延伸し、濾過材料が少なくとも部分的に充填されたように構成される曲がりくねった流動経路と、を含む、請求項５４に記載のシステム。 - 前記濾過材料は、還元剤で調製された基材を含む、請求項５５に記載のシステム。
- 前記基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂を含む集合から選択される少なくとも１種類の材料を含む、請求項５６に記載のシステム。
- 前記還元剤は、ビタミンＣ、ビタミンＥ、及びビタミンＡを含む集合から選択される少なくとも１種類を含む、請求項５６に記載のシステム。
- 前記ガス変換器は、前記本体の内部空洞を、前記曲がりくねった流動経路を限定する複数のチャンバに区画するように構成される複数のバッフルを更に含む、請求項５５に記載のシステム。
- 前記入口回路の上流に設けられ且つ前記入口回路に流体的に連通し、前記キャリアガスを生成するか、又は前記入口回路に前記キャリアガスを供給するように構成されるキャリアガス源を更に含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記キャリアガス源は、圧縮空気から前記キャリアガスを生成するように構成され、窒素ガス分離膜を含む窒素ガス生成設備を含む、請求項６０に記載のシステム。
- 前記キャリアガスは、体積で計ると約９９．０％よりも高い窒素ガスを含む、請求項６０に記載のシステム。
- 前記キャリアガス源は、前記入口回路へのキャリアガスの流量を制御するように構成される流動制御装置を含む、請求項６０に記載のシステム。
- 呼吸装置に接続するように構成され、前記呼吸装置及び前記圧力容器の下流に設けられ且つ前記呼吸装置及び前記圧力容器に流体的に連通する吸気回路を含む通気回路を更に含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記吸気回路は、
前記呼吸装置からの空気フロー又は酸素ガスフローを受け取るように構成される入口と、
前記入口の下流に設けられ、前記圧力容器からの製品ガスを受け取るように構成されるポートと、
前記入口の下流に設けられ且つ前記空気フロー又は前記酸素ガスフローの流量を測定するように構成される流量センサと、
前記圧力容器からの製品ガス及び前記呼吸装置からの空気又は酸素ガスを含むガス混合物を輸送するように構成される出口と、を含む、請求項６４に記載のシステム。 - 前記吸気回路は、前記出口の上流に設けられ且つ前記ガス混合物のサンプルガスフローを出力するように構成されるサンプリングポートを更に含む、請求項６５に記載のシステム。
- 前記サンプルガスフローを受け取り、前記サンプルガスフローのＮＯ２、ＮＯ及びＯ２のうちの１種類又はより多くの種類の濃度を測定するように構成される１つ又はより多くのガスセンサを含むガス監視装置を更に含む、請求項６６に記載のシステム。
- 前記圧力容器から前記吸気回路に入る製品ガスの流量を制御するように構成される流動制御装置と、
前記流量センサ、前記流動制御装置及び前記ガス監視装置と通信し、
前記ガス監視装置及び／又は前記流量センサから１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値を受信し、前記１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値に基づいて命令を生成し、前記吸気回路に入る製品ガスの流量を調整するように、前記流動制御装置に前記命令を送信するように構成される制御装置と、を更に含む、請求項６７に記載のシステム。 - 反応媒体を収容するように構成される液体領域、及びＮＯを含む製品ガスを収容するように構成されるガス領域を有する反応室と、前記反応媒体の中に設けられ、陰極を含む複数の電極と、前記複数の電極に電気的に接続され、且つ前記陰極に予め設定された電圧又は予め設定された電流を印加してＮＯを生成するように構成されるエネルギー源と、前記反応媒体の中に設けられたスパージャーと、前記スパージャーに流体的に連通し、且つキャリアガスを前記スパージャーに伝送するように構成される入口回路と、前記反応室のガス領域に流体的に連通し、且つ前記反応室から前記製品ガスを伝送するように構成される出口回路と、第１流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、前記反応室のガス領域に流体的に連通する第１入口、前記スパージャーに流体的に連通する第１出口、及び前記第１入口から前記第１出口への第１流体フローを生成するように構成される第１ポンプを含む第１循環回路と、第２流体フローを前記反応室に対して循環させるように構成され、前記反応室の液体領域に流体的に連通する第１ポート、前記反応室のガス領域に流体的に連通する第２ポート、前記第１ポートから前記第２ポートへ又は前記第２ポートから前記第１ポートへの第２流体フローを生成するように構成される第２ポンプ、及び前記第２ポンプの下流に設けられ且つ前記反応媒体が通過している時に前記反応媒体からＮＯを分離するように構成される液体－ガス分離装置を含む第２循環回路と、ＮＯを生成するための設備と、
前記出口回路の下流に設けられ且つ前記出口回路に流体的に連通し、前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少するように構成される濾過システムと、
前記濾過システムの下流に設けられ且つ前記濾過システムに流体的に連通し、前記出口回路からの製品ガスを受け取り、予め設定された圧力、又は予め設定された圧力よりも低い圧力で受け取った製品ガスを貯蔵し、受け取った製品ガスを放出するように構成される圧力容器と、
前記圧力容器の下流に設けられ且つ前記圧力容器に流体的に連通し、前記製品ガス中のＮＯを患者に輸送するように構成される通気回路と、を含む、
一酸化窒素（ＮＯ）を生成するためのシステム。 - エネルギー源により予め設定された電圧又は予め設定された電流を、反応室内に収容された反応媒体の中に設けられ、陰極を含む複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極に印加してＮＯを生成し、前記反応室が、ＮＯを含む製品ガスを収容するように構成されるガス領域、及び前記反応媒体を収容するように構成される液体領域を含むことと、
前記反応媒体の中に設けられたスパージャーに流体的に連通する入口回路を介してキャリアガスを受け取ることと、
前記スパージャーにより、前記反応媒体内で前記キャリアガスの気泡を発して、前記複数の電極のうちの１つ又はより多くの電極の表面を掠めるようにさせることと、
前記第１循環回路で、製品ガスフローを含む第１流体フローを前記反応室に対して循環させることと、
前記反応室のガス領域に流体的に連通する出口回路を介して前記反応室から前記製品ガスを伝送することと、を含む、
一酸化窒素（ＮＯ）を生成するための方法。 - 前記第１流体フローを前記反応室に対して循環させることは、第１ポンプにより、前記反応室のガス領域に流体的に連通する前記第１循環回路の第１入口から、前記スパージャーに流体的に連通する前記第１循環回路の第１出口への第１流体フローを生じさせることを含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記第１流体フローを約０．５Ｌ／ｍｉｎから約５．０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させることを更に含む、請求項７１に記載の方法。
- 前記スパージャーの上流で前記第１流体フローと前記キャリアガスとを組み合わせることを更に含む、請求項７１に記載の方法。
- 前記スパージャーは、約０．１μｍから約１ｍｍの平均サイズを有する複数の孔を含む多孔構造を含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記反応室は、第１側と、前記第１側に対向する第２側とを含み、且つ、前記陰極は、
前記反応室の第２側に対してほぼ垂直に位置決めされた電極板を含む、請求項７０に記載の方法。 - 前記電極板は、表面と、前記反応室の第１側に沿って延伸する第１エッジと、前記第１エッジに対向して前記反応室の第２側に沿って延伸する第２エッジとを含む、請求項７５に記載の方法。
- 前記スパージャーは、前記反応室の第２側と前記電極板の第２エッジとの間に設けられ、
前記スパージャーにより前記電極板の第２エッジから第１エッジまで延伸する気泡経路に沿って前記気泡を発することを更に含む、請求項７６に記載の方法。 - 前記予め設定された電圧又は前記予め設定された電流の印加を終止することと、
第２循環回路で前記反応室に対する第２流体フローを生じさせることと、を更に含む、請求項７０に記載の方法。 - 前記第２循環回路は、切替弁を更に含み、且つ作業モード及びクリーニングモードで操作するように構成され、
前記切替弁を第１位置に配置することと、
第２ポンプにより反応媒体フローを含む前記第２流体フローを、前記反応室の液体領域に流体的に連通する第１ポートから循環して液体－ガス分離装置を通過し且つ前記反応室のガス領域に流体的に連通する第２ポートに到達するようにさせることと、前記液体－ガス分離装置により、前記反応媒体がその中を通過している時に前記反応媒体からＮＯを分離することとを含む、前記作業モードで前記第２循環回路を操作することと、を更に含む、請求項７８に記載の方法。 - 前記液体－ガス分離装置は、ＮＯが浸透可能な分離膜を含む、請求項７９に記載の方法。
- 前記液体－ガス分離装置は、５００ｃｍ２から５００００ｃｍ２までの表面積を有するメンブレンフィルタを含む、請求項８０に記載の方法。
- 前記第２流体フローを約０．２５Ｌ／ｍｉｎから約１０．０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させることを更に含む、請求項７９に記載の方法。
- 前記作業モードで前記第２循環回路を約２０分よりも少なく操作することを更に含む、請求項７９に記載の方法。
- 前記切替弁を第２位置に配置することと、
前記第２ポンプにより、ガスフローを含む前記第２流体フローを前記第２ポートから前記液体－ガス分離装置を通過させて前記第１ポートに循環させることを含む、前記クリーニングモードで前記第２循環回路を操作することと、を更に含む、請求項７９に記載の方法。 - 前記第２流体フローを０．２５Ｌ／ｍｉｎから５．０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環して前記液体－ガス分離装置を通過するようにさせることを更に含む、請求項８４に記載の方法。
- 前記クリーニングモードで前記第２循環回路を約０．５分から約５分の時間操作することを更に含む、請求項８４に記載の方法。
- 前記反応媒体は、緩衝溶液、亜硝酸イオン源及び触媒を含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記触媒は金属－リガンド錯体を含む、請求項８７に記載の方法。
- 前記亜硝酸イオン源は１種類又はより多くの種類の亜硝酸塩を含む、請求項８７に記載の方法。
- 前記予め設定された電圧は約１．４Ｖから約５．０Ｖである、請求項７０に記載の方法。
- 前記予め設定された電流は約０ｍＡから約６００ｍＡである、請求項７０に記載の方法。
- ＮＯセンサにより前記製品ガスのＮＯ濃度を測定することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記予め設定された電圧又は前記予め設定された電流を印加する前に、励起周期内で前記複数の電極のうちの少なくとも１つの電極に励起電圧又は励起電流を印加することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記励起周期は約０．５分から約５分である、請求項９３に記載の方法。
- 前記励起電圧は前記予め設定された電圧の約２倍から約８倍である、請求項９３に記載の方法。
- 前記励起電流は前記予め設定された電流の約２倍から約８倍である、請求項９３に記載の方法。
- ランプ周期内で定常ＮＯ濃度を有する製品ガスを、前記出口回路を通過するように伝送することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記ランプ周期は約２分から約１０分である、請求項９７に記載の方法。
- 約５０ｍＬ／ｍｉｎから約１２ｍＬ／ｍｉｎの流量で前記キャリアガスを受け取ることを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記製品ガスを、
前記出口回路に流体的に連通し、第１領域、及び前記第１領域に流体的に連通して前記第１領域の下流に設けられた第２領域を含む内部空洞を限定する本体と、前記第１領域に流体的に連通するガス入口及びガス出口と、前記第１領域及び前記第２領域を通過する曲がりくねった流動経路を限定する複数のバッフルと、前記本体に設けられて前記第２領域に流体的に連通する圧力開放弁とを含む圧力容器に伝送することを更に含む、請求項７０に記載の方法。 - 圧力保持周期の後に、前記ガス出口を経由して前記圧力容器から前記製品ガスを伝送することを更に含む、請求項１００に記載の方法。
- 圧力センサにより前記第１領域の中のガス圧力を検出することを更に含む、請求項１０１に記載の方法。
- 前記製品ガスを前記出口回路から、前記出口回路の下流に設けられ且つ前記出口回路に流体的に連通する濾過システムに伝送することと、
前記濾過システムにより前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の不純物を減少することと、を更に含む、請求項７０に記載の方法。 - 前記濾過システムは、水分フィルタ及び固体物質フィルタを含む、請求項１０３に記載の方法。
- 前記固体物質フィルタは、多孔構造を有する重合材料を含む、請求項１０４に記載の方法。
- 前記重合材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、混合セルロースエステル、ポリアミド（ナイロン）、ナイロン６、及びナイロン６６を含む集合から選択される、請求項１０５に記載の方法。
- 前記多孔構造は、０．１μｍから２．０μｍの平均孔径を有する、請求項１０５に記載の方法。
- 前記水分フィルタは、少なくとも１つのメンブレンフィルタを含む、請求項１０４に記載の方法。
- 濾過装置により重力に基づいて前記第１流体フロー中の１種類又はより多くの種類の液体不純物及び／又は固体不純物を減少又は除去することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記圧力開放弁により前記圧力容器から放出されたガスを廃ガス処理装置に伝送することと、
前記廃ガス処理装置により前記ガス中の１種類又はより多くの種類の窒素酸化物を還元することと、を更に含む、請求項１００に記載の方法。 - 前記製品ガスを、前記１種類又はより多くの種類の窒素酸化物と反応するように構成される濾過材料が少なくとも部分的に充填された、前記廃ガス処理装置の曲がりくねった流動経路を通過するように伝送することを更に含む、請求項１１０に記載の方法。
- 前記濾過材料は、酸化剤で調製された基材を含む、請求項１１１に記載の方法。
- 前記基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂、二酸化ケイ素、及び活性炭を含む集合から選択される少なくとも１種類の材料を含む、請求項１１２に記載の方法。
- 前記酸化剤は、過マンガン酸塩、過硫酸塩、クロム酸塩、及び重クロム酸塩を含む集合から選択される１種類又はより多くの種類の塩を含む、請求項１１２に記載の方法。
- 前記製品ガスを、前記圧力容器から、入口から出口まで延伸し、濾過材料が少なくとも部分的に充填されたように構成される曲がりくねった流動経路を含むガス変換器に伝送し、該ガス変換器を通過させることと、
前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の二酸化窒素を吸収する及び／又は前記製品ガス中の１種類又はより多くの種類の二酸化窒素をＮＯに転化することと、を更に含む、請求項１００に記載の方法。 - 前記濾過材料は、還元剤で処理されて調製された基材を含む、請求項１１５に記載の方法。
- 前記基材は、モレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、スポンジ、綿、発泡樹脂を含む集合から選択される少なくとも１種類の材料を含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記還元剤は、ビタミンＣ、ビタミンＥ及びビタミンＡの集合から選択される少なくとも１種類を含む、請求項１１６に記載の方法。
- 窒素ガス分離膜を含む窒素ガス生成設備により圧縮空気から前記キャリアガスを生成することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
- 前記キャリアガスは、体積で計ると約９９．０％よりも高い窒素ガスを含む、請求項１１９に記載の方法。
- 前記窒素ガス分離膜は、約０．００５μｍから約０．０２μｍの平均孔径を有する複数の孔を含む、請求項１１９に記載の方法。
- 前記窒素ガス分離膜は、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）、臭素化ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリイミド及びポリジメチルシロキサンを含む集合から選択される少なくとも１種類の材料を含む、請求項１２１に記載の方法。
- 流動制御装置により前記入口回路に流れるキャリアガスの流量を制御することを更に含む、請求項１１９に記載の方法。
- 前記圧力容器の下流に設けられ且つ前記圧力容器に流体的に連通し、呼吸装置に接続するように構成される通気回路を介して、前記製品ガスを伝送することを更に含む、請求項１００に記載の方法。
- 前記通気回路の吸気回路の入口を経由して前記呼吸装置からの空気フロー又は酸素ガスフローを受け取ることと、
前記吸気回路の入口の下流に設けられたポートを経由して前記圧力容器からの製品ガスを受け取ることと、
前記吸気回路の出口を経由して前記圧力容器からの製品ガス及び前記呼吸装置からの空気又は酸素ガスを含むガス混合物を輸送することと、を更に含む、請求項１２４に記載の方法。 - １つ又はより多くのガスセンサを含むガス監視装置により、前記吸気回路のサンプリングポートから前記ガス混合物のサンプルガスフローを受け取ることを更に含む、請求項１２５に記載の方法。
- 前記ガス監視装置により、前記サンプルガスフローのＮＯ２、ＮＯ及びＯ２のうちの１種類又はより多くの種類の濃度を測定することを更に含む、請求項１２６に記載の方法。
- 制御設備により、前記ガス監視装置からの１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値を受信することと、
前記制御装置により、前記１つ又はより多くの検知信号に基づいて命令を生成することと、
前記制御装置により、前記吸気回路に入る製品ガスの流量を調整するように、前記圧力
容器の下流に設けられた流動制御装置に命令を送信することと、を更に含む、請求項１２６に記載の方法。 - 制御装置により、前記入口の下流に設けられ且つ前記空気フロー又は前記酸素ガスフローの流量を測定するように構成される流量センサからの１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値を受信することと、
前記制御装置により、前記１つ又はより多くの検知信号又は読み取り値に基づいて命令を生成することと、
前記制御装置により、前記吸気回路に入る製品ガスの流量を調整するように、前記圧力容器の下流に設けられた流動制御装置に命令を送信することと、を更に含む、請求項１２６に記載の方法。
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