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本発明は、医療用やその他にも産業用として利用される一酸化窒素を生成するためのNO発生装置に関する。   The present invention relates to a NO generator for producing nitric oxide used for medical purposes and other industrial purposes.

近年、呼吸器系疾患の新たな治療法として、一酸化窒素(NO)吸入療法が注目を集めている。一酸化窒素は、情報伝達物質としての作用や、血管を局所的に拡張させる作用などを有していることが、近年発見されている。この発見に基づいて、肺高血圧症、急性呼吸不全、喘息その他呼吸器系疾病に一酸化窒素吸入療法を利用できることが判ってきた。例えば肺高血圧症の患者にNOガスを吸入させると、肺胞表面の血管が拡張して血液中の酸素濃度が上昇し、肺高血圧症を軽減・改善することができる。このような一酸化窒素吸入療法は、これまでの一般的な血管拡張作用のある薬物のような全身の血管を拡張することに起因した血圧低下の虞がなく、臨床的に極めて安全かつ有効な療法として期待されている。   In recent years, nitric oxide (NO) inhalation therapy has attracted attention as a new treatment method for respiratory diseases. In recent years, it has been discovered that nitric oxide has an action as an information transmission substance and an action of locally expanding blood vessels. Based on this discovery, it has been found that nitric oxide inhalation therapy can be used for pulmonary hypertension, acute respiratory failure, asthma and other respiratory diseases. For example, when NO gas is inhaled by a patient with pulmonary hypertension, blood vessels on the alveolar surface dilate and the oxygen concentration in the blood increases, thereby reducing or improving pulmonary hypertension. Such nitric oxide inhalation therapy is clinically extremely safe and effective without the risk of blood pressure reduction caused by dilating the whole body blood vessels such as conventional drugs with vasodilatory effects. Expected as a therapy.

当初、吸入療法に用いられる一酸化窒素の供給方法としては、高圧ガス容器に保管された一酸化窒素ガスを減圧して供給希釈ガスと混合し、この混合ガスを患者に吸引させることが一般的であった。しかし、一酸化窒素ガスは一般に不安定で、高圧ガス容器に保存されている間に有害な二酸化窒素へと変質する虞がある。そこで、適度に希釈した混合ガスを高圧ガス容器に保管しておき、必要に応じてその高圧ガス容器から取り出すという手法が採用されるようになってきた。   Initially, as a method of supplying nitric oxide used for inhalation therapy, it is common to decompress the nitric oxide gas stored in the high-pressure gas container and mix it with the supply dilution gas, and let the patient inhale this mixed gas Met. However, nitric oxide gas is generally unstable and may be transformed into harmful nitrogen dioxide while stored in a high-pressure gas container. Therefore, a method has been adopted in which a moderately diluted mixed gas is stored in a high-pressure gas container and taken out from the high-pressure gas container as necessary.

しかし、この高圧ガス容器内に一酸化窒素ガスを安定的に保存するという手法でも、高圧ガス容器が転倒したりその口金が破損するなどして一酸化窒素ガスが高圧ガス容器から大気中に大量に放出される、といった事故が生じる虞もある。また、そのような事故で放出された一酸化窒素は大気中の酸素と瞬時に結合して大量の有毒な二酸化窒素となる虞もある。   However, even in the method of stably storing nitric oxide gas in the high-pressure gas container, a large amount of nitrogen monoxide gas from the high-pressure gas container to the atmosphere due to the high-pressure gas container falling or its mouth being damaged. There is also a risk of accidents such as being released into the environment. In addition, nitric oxide released in such an accident may be instantaneously combined with oxygen in the atmosphere to form a large amount of toxic nitrogen dioxide.

また、高圧ガス容器は相当の大きさを有するから、緊急を要する場合の搬入や取り回しが極めて煩雑なものとなり、ひいては吸入患者のQOL(Quality Of Life ; 生活の質)の低下につながることも懸念される。このようなことが一酸化窒素吸入療法の普及の阻害要因ともなっていた。   In addition, since the high-pressure gas container has a considerable size, carrying in and handling in case of emergency is extremely complicated, and there is a concern that it may lead to a decrease in QOL (Quality Of Life) of inhaled patients. Is done. This was an obstacle to the spread of nitric oxide inhalation therapy.

そこで、一酸化窒素を高圧ガス容器から供給するという手法以外の供給方法として、高温白金を触媒としたアンモニア(NH3 )の酸化反応による手法または銅と希硝酸(HNO3 )との反応による手法のような、化学反応を用いた生成法と、空気中でのアーク放電に伴う電離現象を用いた生成法とが提案されていた(特許文献1〜4)。
特開2004−167284号公報 特開2004−65636号公報 特開2000−102616号公報 特表平7−505073号公報
Therefore, as a supply method other than the method of supplying nitrogen monoxide from a high-pressure gas container, a method based on an oxidation reaction of ammonia (NH 3 ) using high temperature platinum as a catalyst or a method based on a reaction between copper and dilute nitric acid (HNO 3 ) Such a production method using a chemical reaction and a production method using an ionization phenomenon associated with arc discharge in air have been proposed (Patent Documents 1 to 4).
JP 2004-167284 A JP 2004-65636 A JP 2000-102616 A Japanese National Patent Publication No. 7-505073

しかしながら、化学反応を用いた生成法では、一酸化窒素の原料であるアンモニアや希硝酸自体が毒性を有しているため、医療現場に持ち込んでの利用は実際上好ましくない。   However, in the production method using a chemical reaction, ammonia or dilute nitric acid itself, which is a raw material for nitric oxide, is toxic, so that it is practically undesirable to use it in a medical field.

また、アーク放電は一般に大電流を必要とし、そのアーク放電の大きなエネルギーによって溶接棒を溶かして溶接を行うという溶接法であることからも明らかなように、アーク放電を用いた一酸化窒素の生成法では、アークのエネルギーによる電極の侵食(電蝕)を不可避的に伴う。このような電蝕に起因した不純物が混入するという問題や、電極の寿命が短いといった問題がある。   In addition, arc discharge generally requires a large current, and it is obvious from the welding method that welding is performed by melting the welding rod with the large energy of the arc discharge. The method inevitably involves electrode erosion (electric corrosion) due to arc energy. There is a problem that impurities due to such electric corrosion are mixed, and a problem that the life of the electrode is short.

また、アーク放電を用いた一酸化窒素の生成法では、アーク放電の不安訂正に起因して、一酸化窒素生成濃度が不安定になる傾向にあるという問題がある。   Further, in the method of generating nitric oxide using arc discharge, there is a problem that the concentration of nitric oxide generated tends to become unstable due to correction of anxiety of arc discharge.

さらには、アーク放電を生じさせるための大電流に起因して著しい電磁ノイズが発生し、それが臨床では周囲の医療機器に誤動作を誘発させる要因となってしまうという、医療用システムの一つとして利用する場合には致命的とも言える問題があった。   Furthermore, as one of the medical systems in which significant electromagnetic noise is generated due to a large current for causing arc discharge, which causes a malfunction in surrounding medical devices in clinical practice. There was a fatal problem when using it.

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、アーク放電のような著しい電磁ノイズを生じることなく、また電極に電蝕を生じることなく、空気または窒素・酸素混合ガスのような無害な原料から一酸化窒素を安定的に生成することが可能なNO発生装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and the object thereof is to produce air or a nitrogen / oxygen mixed gas without causing significant electromagnetic noise such as arc discharge and without causing electrolytic corrosion on the electrode. An object of the present invention is to provide a NO generator capable of stably generating nitric oxide from such a harmless raw material.

本発明のNO発生装置は、内部に一対の放電電極を有する放電反応容器と、放電反応容器内に窒素および酸素を含む原料気体を供給する原料供給手段と、放電電極に所定の放電電圧を印加し前記放電反応容器内でコロナ放電を発生させることにより一酸化窒素(NO)を生成するNO生成手段と、生成された一酸化窒素を取り出すNO取出手段とを備えたものである。一対の放電電極は、状電極と針状電極の少なくとも針の先端の周囲を離間して取り巻くように配置された円筒状電極とであり、かつ、針状電極の先端の周囲と円筒状電極とは間隙を介して対面している。


The NO generator of the present invention includes a discharge reaction vessel having a pair of discharge electrodes therein, a raw material supply means for supplying a raw material gas containing nitrogen and oxygen in the discharge reaction vessel, and applying a predetermined discharge voltage to the discharge electrodes And NO generating means for generating nitric oxide (NO) by generating corona discharge in the discharge reaction vessel, and NO extracting means for taking out the generated nitric oxide. A pair of discharge electrodes, a needle electrode is at at least the needle tip arranged cylindrical electrode so as to surround spaced around the needle-like electrode, and surrounding a cylindrical tip of the needle electrode It faces the electrode through a gap.


このNO発生装置では、コロナ放電によって、窒素と酸素とを含んだ気体から、一酸化窒素が生成される。このコロナ放電では、アーク放電のような著しい電磁ノイズが生じることなく、かつアーク放電の場合のような電極に著しい電蝕が生じることもない。   In this NO generator, nitric oxide is generated from a gas containing nitrogen and oxygen by corona discharge. This corona discharge does not cause significant electromagnetic noise as in arc discharge, and does not cause significant galvanic corrosion on the electrode as in arc discharge.

また、2つの放電電極同士の間の距離を10mm以下とし、かつ5kV以下の直流電圧または10kV以下で1μs以下の時間幅のパルス電圧を2つの電極同士に印加するコロナ放電用電圧印加器を備えることで、さらに効率的に一酸化窒素が生成されるようにしてもよい。ここで、上記の直流電圧やパルス電圧の下限値については、コロナ放電が生じ得る最低電圧値であることは言うまでもない。   In addition, a voltage applicator for corona discharge that applies a DC voltage of 5 kV or less or a pulse voltage of 10 μV or less and a time width of 1 μs or less to the two electrodes is provided with a distance between the two discharge electrodes of 10 mm or less. Thus, nitric oxide may be generated more efficiently. Here, it goes without saying that the lower limit value of the DC voltage or pulse voltage is the lowest voltage value at which corona discharge can occur.

また、列設された複数の針状電極を一極として有すると共に、前記複数の針状電極の先端に対して離間して設けられた1つの平板状電極を他極として有するようにすることで、さらに効率的に一酸化窒素が生成されるようにしてもよい。   In addition to having a plurality of needle-like electrodes arranged as one pole, and having one flat electrode spaced apart from the tips of the plurality of needle-like electrodes as another pole, Further, nitric oxide may be generated more efficiently.

また、原料ガス供給手段は乾燥器を備える構成とし、原料ガスを乾燥させたのちに放電反応容器に供給するようにしてもよく、これによりさらに効率的に一酸化窒素を生成することができる。   In addition, the raw material gas supply means may be configured to include a dryer, and after the raw material gas is dried, the raw material gas may be supplied to the discharge reaction vessel, whereby nitrogen monoxide can be generated more efficiently.

また、放電反応容器へと供給される原料ガスの圧力は、大気圧以上ないし10気圧以下の範囲内の値に設定することが好ましく、これにより効率的に一酸化窒素が生成される。   In addition, the pressure of the raw material gas supplied to the discharge reaction vessel is preferably set to a value within the range of atmospheric pressure to 10 atmospheric pressure, thereby efficiently generating nitric oxide.

また、放電反応容器で生成される一酸化窒素の量または生成速度を計測するNO計測器を備えると共に、このNO計測器によって計測された一酸化窒素の量または生成速度に基づいて放電電極への印加電圧を操作量として制御するフィードバック制御系を備えるようにしてもよい。このような構成とすることにより、放電反応容器で生成される一酸化窒素の量または生成速度を制御することができ、一酸化窒素の量または生成速度を安定化させることができる。   In addition, a NO measuring device for measuring the amount or generation rate of nitric oxide generated in the discharge reaction vessel is provided, and the discharge electrode is supplied to the discharge electrode based on the amount or generation rate of nitric oxide measured by the NO measuring device. A feedback control system that controls the applied voltage as an operation amount may be provided. With such a configuration, the amount or generation rate of nitric oxide generated in the discharge reaction vessel can be controlled, and the amount or generation rate of nitric oxide can be stabilized.

また、窒素酸化物除去器を備えて窒素酸化物NOx (x≧2)を除去するようにすれば、人体に有害な窒素酸化物が除去されて、さらに純粋な一酸化窒素を生成することができる。 Moreover, if a nitrogen oxide remover is provided to remove nitrogen oxides NO x (x ≧ 2), nitrogen oxides harmful to the human body are removed, and pure nitrogen monoxide is generated. Can do.

本発明のNO発生装置によれば、一酸化窒素の生成手段としてコロナ放電を用いるようにしたので、アーク放電のような著しい電磁ノイズを生じることなく、また電極の寿命を短命化することなく、空気または窒素・酸素混合ガスのような無害な原料から一酸化窒素を長期間安定的に生成することが可能になる。   According to the NO generator of the present invention, since corona discharge is used as the means for generating nitric oxide, it does not cause significant electromagnetic noise such as arc discharge, and without shortening the life of the electrode, It becomes possible to stably generate nitric oxide for a long period from harmless raw materials such as air or nitrogen / oxygen mixed gas.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るNO発生装置の主要部の構成を模式的に表したものである。また、図2は、それに用いられる2つの電極を部分的に抜き出して拡大して表したものである。   FIG. 1 schematically shows the configuration of the main part of an NO generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a part of two electrodes used therein.

このNO発生装置は、空気取込口1、乾燥器2、ポンプ3、放電反応容器4、パルスパワー電源5、NO2 除去装置6、NO計測器7および純粋NO取出口8とを備えて、コロナ放電によって一酸化窒素を生成するものである。ここで、図1では、空気およびその他の生成されたガスの流れを実太線で、情報または電流の流れを破線で、それぞれ示してある。 This NO generator comprises an air inlet 1, a dryer 2, a pump 3, a discharge reaction vessel 4, a pulse power power source 5, a NO 2 removal device 6, a NO measuring device 7 and a pure NO outlet 8. Nitric oxide is generated by corona discharge. Here, in FIG. 1, the flow of air and other generated gas is indicated by a solid line, and the flow of information or current is indicated by a broken line.

空気取込口1は、このNO発生装置の外部から、一酸化窒素の原料である空気を取り入れるためのもので、例えばファンネル状に形成されて、周囲の空気を効果的に集めて吸入することができるように設定されている。   The air intake 1 is for taking in air, which is a raw material of nitric oxide, from the outside of this NO generator. For example, the air intake 1 is formed in a funnel shape and effectively collects and sucks ambient air. Is set to be able to.

乾燥器2は、外部から空気取込口1を通って取り込まれた空気を乾燥させて、ポンプ3へと送出するものである。この乾燥器2によって乾燥された空気は、後述する放電反応容器4でコロナ放電が生じやすくなると共に窒素や酸素のガス原子のイオン化が発生しやすくなり、その結果、NOの生成効率がさらに向上するものとなる。   The dryer 2 dries the air taken in from the outside through the air intake 1 and sends it to the pump 3. The air dried by the dryer 2 is likely to cause corona discharge in a discharge reaction vessel 4 to be described later and easily ionizes nitrogen and oxygen gas atoms. As a result, NO generation efficiency is further improved. It will be a thing.

ポンプ3は、乾燥空気を放電反応容器4へと大気圧以上ないし10気圧以下の範囲内の所定の圧力値で供給するための、NO原料ガス供給器である。その具体的な圧力値は、電極間電圧、電圧パルス周波数、所望の生成速度など、乾燥空気の圧力以外の緒条件に対応してコロナ放電による一酸化窒素を効果的に発生することができる値に、適宜に設定される。以上の空気取込口1、乾燥器2およびポンプ3を含めて本発明の原料ガス供給手段が構成されている。   The pump 3 is an NO source gas supply device for supplying dry air to the discharge reaction vessel 4 at a predetermined pressure value in the range of atmospheric pressure to 10 atmospheres. The specific pressure value is a value that can effectively generate nitric oxide by corona discharge corresponding to the conditions other than the pressure of dry air, such as interelectrode voltage, voltage pulse frequency, desired generation rate, etc. It is set appropriately. The raw material gas supply means of the present invention is configured including the air intake port 1, the dryer 2 and the pump 3.

放電反応容器4は、内部に、離間して2つの放電電極を有し、それら電極同士に所定の放電電圧を印加することで、コロナ放電を生じさせ、そのコロナ放電に伴って一酸化窒素を生成するものである。そのコロナ放電を発生させるための放電電極は、図2〜図5に例示したような構造とすることが可能である。   The discharge reaction vessel 4 has two discharge electrodes spaced apart from each other, and a predetermined discharge voltage is applied between the electrodes to cause a corona discharge. Nitrogen monoxide is generated along with the corona discharge. Is to be generated. The discharge electrode for generating the corona discharge can have a structure as illustrated in FIGS.

すなわち、図2に示したように、放電電極を直径の異なる2本の同軸円筒状電極21,22とし、所定の電圧を印加することで、電極21,22同士の対面している表面間に電界が生じて、一酸化窒素を効果的に生成可能なコロナ放電を発生させることができる。   That is, as shown in FIG. 2, the discharge electrodes are two coaxial cylindrical electrodes 21 and 22 having different diameters, and a predetermined voltage is applied between the facing surfaces of the electrodes 21 and 22. An electric field is generated to generate a corona discharge that can effectively generate nitric oxide.

または、図3に示したように、一方の電極として針状電極31を備えると共に、その針状電極31の針の先端32に対して所定の間隙を有して対面する平板状電極33を備えて、針状電極31の先端32の周囲に集中して生じる電界によってコロナ放電を発生させてもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 3, a needle electrode 31 is provided as one electrode, and a flat electrode 33 facing the needle tip 32 of the needle electrode 31 with a predetermined gap is provided. Thus, corona discharge may be generated by an electric field that is generated around the tip 32 of the needle electrode 31.

もしくは、図4に示したように、針状電極31とその針状電極31の少なくとも針の先端32の周囲を離間して取り巻くように配置された円筒状状電極23とを備えて、針状電極31の先端32付近の周囲に集中して生じる電界によってコロナ放電を発生させてもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 4, the needle-like electrode 31 and the cylindrical electrode 23 arranged so as to surround and surround at least the tip 32 of the needle-like electrode 31 are provided. Corona discharge may be generated by an electric field that is concentrated around the tip 32 of the electrode 31.

あるいは、図5に示したように、列設された多数の針状電極31を一極として有すると共に、それら多数の針状電極31のそれぞれの先端32に対して離間して設けられた1つの平板状電極33を他極として有するようにしてもよい。これら多数の針状電極31のそれぞれの先端32の周囲に集中して生じる電界によって、一酸化窒素を生成可能なコロナ放電を、単純計算でそれら針状電極31の本数に比例して多量に発生させることができ、それによって、さらに多量の一酸化窒素を効果的に生成することが可能となる。   Alternatively, as shown in FIG. 5, a large number of needle-like electrodes 31 arranged in a row are provided as one pole, and one of the many needle-like electrodes 31 provided separately from the tip 32 thereof. You may make it have the flat electrode 33 as another pole. Corona discharge capable of generating nitric oxide is generated in a large amount in proportion to the number of needle-like electrodes 31 by simple calculation due to the electric field generated around the tips 32 of the many needle-like electrodes 31. Thereby making it possible to effectively produce a larger amount of nitric oxide.

ここで、パワーパルス電源5によって印加される電圧にもよるが、後述するような電圧設定の場合には、より効果的かつ安定的にコロナ放電を実現して一酸化窒素をさらに効果的に生成するためには、上記の離間して設けられた2つの電極同士の間の距離を10mm以下とすることが望ましい。なお、この距離の下限値は、電極間の空気の全絶縁破壊等が発生することなくコロナ放電が安定的に継続されるような距離であることは言うまでもない。   Here, although depending on the voltage applied by the power pulse power supply 5, in the case of voltage setting as described later, corona discharge is realized more effectively and stably, and nitric oxide is generated more effectively. In order to achieve this, it is desirable that the distance between the two spaced apart electrodes be 10 mm or less. Needless to say, the lower limit value of the distance is a distance at which corona discharge can be stably continued without causing all insulation breakdown of air between the electrodes.

パルスパワー電源5は、コロナ放電を生じさせるための電圧を出力し、放電反応容器4内の電極同士に印加するためのもので、例えばオンボード型のパルス電源などを用いることが可能である。このパルスパワー電源5としては、上記のような電極の設定に対しては、5kV以下の直流電圧、または10kV以下で1μs以下の時間幅のパルス電圧を、それら2つの電極同士に印加するように設定することが望ましい。このパルスパワー電源5を含めて、本発明のNO生成手段が構成されている。   The pulse power source 5 is for outputting a voltage for generating corona discharge and applying it to the electrodes in the discharge reaction vessel 4. For example, an on-board type pulse power source can be used. The pulse power source 5 is configured so that a DC voltage of 5 kV or less, or a pulse voltage of 10 μV or less and a time width of 1 μs or less is applied to the two electrodes for the above-described electrode setting. It is desirable to set. The NO generating means of the present invention is configured including the pulse power source 5.

NO2 除去装置6は、放電反応容器4におけるコロナ放電によって一酸化炭素(NO)が生成される際に、それに付随して二酸化窒素(NO2 )が発生する虞があるので、そのような二酸化窒素を除去するための窒素酸化物除去器である。このNO2 除去装置6の構成および機能については一般的な二酸化窒素除去装置と同様のもので構わない。 The NO 2 removal device 6 may generate nitrogen dioxide (NO 2 ) along with carbon monoxide (NO 2) when carbon monoxide (NO) is generated by corona discharge in the discharge reaction vessel 4. A nitrogen oxide remover for removing nitrogen. The configuration and function of the NO 2 removal device 6 may be the same as that of a general nitrogen dioxide removal device.

NO計測器(NOセンサ)7は、放電反応容器4で生成される一酸化窒素の単位時間当りの生成量(生成速度)を計測するものである。   The NO measuring device (NO sensor) 7 measures the production amount (generation rate) of nitric oxide produced in the discharge reaction vessel 4 per unit time.

NO取出手段としての純粋NO取出口8は、放電反応容器4で生成され、NO2 除去装置6によって二酸化窒素を除去されて純度を高められた一酸化窒素を外部へと取り出すための取出口である。この純粋NO取出口8では、放電反応容器4で生成された一酸化窒素の濃度が高い場合には、空気と混合させることで適度な濃度に希釈してから、外部に取り出されるようにしてもよい。 The pure NO outlet 8 as the NO extracting means is an outlet for taking out nitrogen monoxide, which is generated in the discharge reaction vessel 4 and whose nitrogen dioxide has been removed by the NO 2 removal device 6 and whose purity has been increased, to the outside. is there. In this pure NO outlet 8, when the concentration of nitric oxide produced in the discharge reaction vessel 4 is high, it is diluted to an appropriate concentration by mixing with air and then taken out to the outside. Good.

ここで、このNO発生装置は、NO計測器7によって計測された一酸化窒素の生成速度に基づいてパルスパワー電源5の出力を操作量として制御するフィードバック制御系を備えており、これにより放電反応容器4で生成される一酸化窒素の生成速度を制御するようになっている。このようなフィードバック制御系によって、一酸化窒素の生成を所定の生成速度で安定的かつ効率的に継続することが可能となる。   Here, the NO generating device includes a feedback control system that controls the output of the pulse power power source 5 as an operation amount based on the generation rate of nitric oxide measured by the NO measuring device 7, and thereby discharge reaction. The production rate of nitric oxide produced in the container 4 is controlled. By such a feedback control system, it becomes possible to continue the production of nitric oxide stably and efficiently at a predetermined production rate.

このような本実施の形態のNO発生装置は、従来の一酸化窒素供給システムのようなガスボンベが不要で、極めて小型・軽量である。しかも一酸化窒素の原料は空気であるから、コロナ放電を生じさせるための例えば家庭用電源または電池等のような電源さえあれば、空気が存在しているどのような場所でも、一酸化窒素を生成することが可能である。   Such a NO generator according to the present embodiment does not require a gas cylinder as in the conventional nitric oxide supply system, and is extremely small and lightweight. Moreover, since the raw material of nitric oxide is air, as long as there is a power source such as a household power source or a battery for generating corona discharge, nitric oxide can be used in any place where air is present. It is possible to generate.

なお、原料ガスとしては、上記の実施の形態のような乾燥空気の他にも、窒素・酸素混合ガスを用いるようにしてもよい。また、NO2 の他にもNOの生成に付随して生成される可能性のある窒素酸化物(NOx ;x≧2)を除去するために、NOx 除去装置を備えるようにしてもよい。 In addition to the dry air as in the above embodiment, a nitrogen / oxygen mixed gas may be used as the source gas. Further, in addition to NO 2 , a NO x removal device may be provided in order to remove nitrogen oxide (NO x ; x ≧ 2) that may be generated accompanying the generation of NO. .

次に、このNO発生装置の作用および効果について説明する。   Next, the operation and effect of this NO generator will be described.

空気取入口1から吸入された空気は、乾燥機2で乾燥されることによりコロナ放電を生じやすい状態にされる。そしてポンプ3によって、例えば大気圧以上ないし10気圧以下の範囲内の圧力値にまで圧縮されて、放電反応容器4へと送り込まれる。   The air sucked from the air intake 1 is dried by the dryer 2 so that corona discharge is likely to occur. Then, it is compressed by the pump 3 to a pressure value in the range of, for example, atmospheric pressure or more to 10 atmospheres or less, and sent to the discharge reaction vessel 4.

放電反応容器4では、パルスパワー電源5から、例えば電圧3kVで周波数1μsのパルス電圧が2つの電極同士に印加されることによりコロナ放電を生じる。そのコロナ放電に伴って乾燥空気から一酸化窒素が生成される。   In the discharge reaction vessel 4, a corona discharge is generated by applying a pulse voltage of, for example, a voltage of 3 kV and a frequency of 1 μs from the pulse power source 5 to the two electrodes. Nitric oxide is generated from the dry air with the corona discharge.

このコロナ放電では、アーク放電のような電極の侵蝕(電蝕)がほとんど発生せず、放電も安定的であるから、そのような侵蝕された電極の金属成分が、取り出される一酸化窒素に混入することはほとんど無い。従って、電極の金属成分等の混入のない、純度の高い一酸化窒素を、安定的に供給することができる。   In this corona discharge, electrode erosion (electric corrosion) like arc discharge hardly occurs, and the discharge is stable, so the metal component of such eroded electrode is mixed into the extracted nitric oxide. There is little to do. Therefore, it is possible to stably supply high-purity nitric oxide that does not contain metal components of the electrode.

また、このコロナ放電は、アーク放電と比較して、極めて小さい電流で生じ得ると共に、放電の安定性が良好であることから、顕著な電磁気ノイズをほとんど発生することなく一酸化窒素を生成することができる。また、パルスパワー電源5のような電源系を、例えば電池とオンボード交流発生回路とを組み合わせてなる小電流インバータ交流電源のような、極めて小型で簡易なものとすることができる。   In addition, this corona discharge can be generated with a very small current compared to arc discharge, and since the discharge stability is good, it generates nitric oxide with little noticeable electromagnetic noise. Can do. In addition, the power supply system such as the pulse power supply 5 can be made extremely small and simple, such as a small current inverter AC power source combining a battery and an onboard AC generation circuit.

放電反応容器4で生成された一酸化窒素は、NO2 除去装置6を通ってNO2 を除去されることで純度を高められて、純粋NO取出口8から外部へと取り出される。 The nitric oxide produced in the discharge reaction vessel 4 has its purity increased by removing NO 2 through the NO 2 removal device 6 and taken out from the pure NO outlet 8 to the outside.

このように、本実施の形態のNO発生装置では、従来の一酸化窒素供給システムのようなガスボンベが不要で極めて小型・軽量であり、しかも一酸化窒素の原料は空気であるから、コロナ放電を生じさせるための例えば家庭用電源または電池等のような電源さえあれば、どこでも一酸化窒素を生成することが可能であり、また簡易に運搬可能である。従って、このNO発生装置は、どこへでも運搬することができ、どこでも一酸化窒素を生成することができる。   Thus, the NO generator of the present embodiment does not require a gas cylinder as in the conventional nitric oxide supply system, is extremely small and lightweight, and the source of nitric oxide is air, so corona discharge is not generated. Nitric oxide can be generated anywhere and can be easily transported as long as there is a power source, such as a household power source or a battery, to generate it. Therefore, this NO generator can be transported anywhere and can generate nitric oxide anywhere.

また、小電流で生じるコロナ放電を利用しているので、顕著な電磁気ノイズをほとんど発生することなく、安定的に一酸化窒素を生成することができる。しかも、フィードバック制御系を有して、一酸化窒素の生成速度を制御しているので、さらに安定した一酸化窒素の生成が可能である。また、パルスパワー電源5のような電源系を、例えば電池とオンボード交流発生回路とを組み合わせてなる小電流インバータ交流電源のような、極めて小型で簡易なものとすることができる。   Further, since the corona discharge generated with a small current is used, nitric oxide can be stably generated with little noticeable electromagnetic noise. In addition, since the feedback control system is provided to control the production rate of nitric oxide, more stable production of nitric oxide is possible. In addition, the power supply system such as the pulse power supply 5 can be made extremely small and simple, such as a small current inverter AC power source combining a battery and an onboard AC generation circuit.

本発明のNO発生装置は、一酸化窒素吸入療法などに用いられる一酸化窒素ガスを、著しい電磁ノイズ等を生じることなしに、空気または窒素・酸素混合ガスから安全かつ安定的に生成するための、運搬可能な小型の臨床用NO発生装置等として利用可能である。あるいはその他にも、一般に工業・産業用途の一酸化窒素を空気または窒素・酸素混合ガスから安定的に低コストで生成するための、産業用NO発生装置等としても種々利用可能である。   The NO generating apparatus of the present invention is for safely and stably generating nitric oxide gas used for nitric oxide inhalation therapy or the like from air or a nitrogen / oxygen mixed gas without causing significant electromagnetic noise or the like. It can be used as a small clinical NO generator that can be transported. In addition, it can also be used in various ways as an industrial NO generator for generating nitrogen monoxide from air or nitrogen / oxygen mixed gas stably at low cost.

本発明の一実施の形態に係るNO発生装置の主要部の構成を模式的に表したブロック図である。It is a block diagram showing typically the composition of the principal part of the NO generating device concerning one embodiment of the present invention. 図1のNO発生装置に用いられる2つの電極を部分的に抜き出して拡大して示した斜視図である。It is the perspective view which expanded and showed partially extracted two electrodes used for the NO generator of FIG. 電極構造の一例を表す図である。It is a figure showing an example of an electrode structure. 電極構造の他の例を表す図である。It is a figure showing the other example of an electrode structure. 電極構造のさらに他の例を表す図である。It is a figure showing the further another example of an electrode structure.

符号の説明Explanation of symbols

1…空気取込口、2…乾燥器、3…ポンプ、4…放電反応容器、5…パルスパワー電源、6…NO2 除去装置、7…NO計測器、8…純粋NO取出口、21,22…電極、31…針状電極、33…平板状電極。
1 ... air inlet, 2 ... dryer, 3 ... pump, 4 ... discharge reaction vessel, 5 ... Pulsed Power, 6 ... NO 2 removal device, 7 ... NO instrument, 8 ... pure NO outlet, 21, 22 ... Electrode, 31 ... Needle electrode, 33 ... Flat plate electrode.

Claims (6)

内部に一対の放電電極を有する放電反応容器と、
前記放電反応容器内に窒素および酸素を含む原料気体を供給する原料供給手段と、
前記放電電極に所定の放電電圧を印加し前記放電反応容器内でコロナ放電を発生させることにより一酸化窒素(NO)を生成するNO生成手段と、
前記生成された一酸化窒素を取り出すNO取出手段とを備え、
前記一対の放電電極は
状電極と
前記針状電極の少なくとも針の先端の周囲を離間して取り巻くように配置された円筒状電極とであり、かつ、
前記針状電極の先端の周囲と前記円筒状電極とは間隙を介して対面している
ことを特徴とするNO発生装置。
A discharge reaction vessel having a pair of discharge electrodes therein;
Raw material supply means for supplying a raw material gas containing nitrogen and oxygen into the discharge reaction vessel;
NO generating means for generating nitric oxide (NO) by applying a predetermined discharge voltage to the discharge electrode and generating corona discharge in the discharge reaction vessel;
NO extraction means for extracting the generated nitric oxide,
The pair of discharge electrodes are :
A needle electrode ;
A cylindrical electrode disposed so as to surround and surround at least the tip of the needle of the needle electrode , and
The NO generator according to claim 1, wherein the periphery of the tip of the needle electrode and the cylindrical electrode face each other through a gap .
前記2つの放電電極同士の間の距離を10mm以下とし、かつ、前記放電電圧を、5kV以下の直流電圧または10kV以下で1μs以下の時間幅のパルス電圧とする
ことを特徴とする請求項1に記載のNO発生装置。
The distance between the two discharge electrodes is 10 mm or less, and the discharge voltage is a DC voltage of 5 kV or less or a pulse voltage having a time width of 10 μV or less and 1 μs or less. The NO generator described.
前記原料ガス供給手段は乾燥器を含み、原料ガスを乾燥させたのちに前記放電反応容器に供給する
ことを特徴とする請求項1ないし2のうちいずれか1の項に記載のNO発生装置。
3. The NO generating apparatus according to claim 1, wherein the raw material gas supply unit includes a dryer, and after the raw material gas is dried, the raw material gas is supplied to the discharge reaction vessel. 4.
前記NO原料ガス供給手段により供給される原料ガスの圧力を、大気圧以上ないし10気圧以下の範囲内の値とする
ことを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1の項に記載のNO発生装置。
4. The pressure according to claim 1, wherein the pressure of the source gas supplied by the NO source gas supply means is set to a value in the range of atmospheric pressure to 10 atmospheres. 5. NO generator.
前記放電反応容器で生成される一酸化窒素の量または生成速度を計測するためのNO計測器を備えると共に、前記NO計測器によって計測された計測結果に基づいて前記放電電極に印加する電圧を操作量として制御するフィードバック制御系を備え、生成される一酸化窒素の量または生成速度を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1の項に記載のNO発生装置。
A NO measuring device for measuring the amount or generation rate of nitric oxide produced in the discharge reaction vessel is provided, and the voltage applied to the discharge electrode is operated based on the measurement result measured by the NO measuring device. The NO generating device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a feedback control system that controls the amount, and controlling the amount or generation rate of the generated nitric oxide.
窒素酸化物除去器を備え、窒素酸化物NOx (x≧2)を除去する
ことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1の項に記載のNO発生装置。
The NO generator according to any one of claims 1 to 5, comprising a nitrogen oxide remover and removing nitrogen oxide NO x (x ≧ 2).
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