JP5405779B2 - 呼気ガスの処理装置 - Google Patents
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Description
上記水分除去手段で水分除去した呼気ガスを吸着剤に接触させて除去対象成分を除去する装置であって、
上記呼気ガスは、除去対象成分として一酸化窒素を含有し、
上記吸着剤は、水分を必要とする吸着反応により一酸化窒素を吸着除去する化学吸着剤であり、
上記冷却手段としてペルチェ素子を利用したものを用いることにより上記呼気ガスを冷却し、この冷却において、その後の上記吸着反応に必要な水分を残すように水分除去し、上記吸着反応に必要な水分を残して水分除去した後の呼気ガスを、加温してから上記化学吸着剤に接触させることを要旨とする。
また、上記冷却手段により呼気ガスを冷却して水分除去し、水分除去した後の呼気ガスを加温してから吸着剤に接触させるため、吸着剤の吸着性能を低下させることなく十分な吸着能力を発揮させて除去対象成分を除去することができる。
また、上記冷却手段がペルチェ素子を利用したものであるため、安定した水分除去能力を維持するうえに小型で、しかも、処理後の呼気ガスの相対湿度を容易に安定制御可能で、安定した湿度の呼気ガスを吸着剤に供給して吸着剤の吸着性能を安定的に維持して除去対象成分を除去することができる。また、水分過多な呼気ガスが吸着剤と接触し、結露水によって吸着剤のガス接触面積が低下してしまうことが防止される。さらに、装置内の配管などに結露水が付着して閉塞することも防止される。また、除湿が過多となって乾燥しすぎた呼気ガスが吸着剤に接触してその性能を低下させることも防止できる。
さらに、上記呼気ガスが除去対象成分として一酸化窒素を含有し、上記水分除去手段によって水分除去したのち化学吸着剤に接触させて一酸化窒素を除去するため、一酸化窒素を吸着する吸着剤の吸着性能を低下させることなく、十分な吸着能力で一酸化窒素を除去することができる。また、活性炭による吸着除去よりも、一酸化窒素の除去性能が高く、有効に作用した。
3NO+2KMnO4+H2O→3NO2↑+2MnO2↓+2KOH↓・・・(1)
3NO2+KMnO4+2KOH→3KNO3↓+MnO2↓+H2O・・・(2)
まず、本発明に相当するペルチェ素子14を利用した冷却手段10による水分除去手段4により、除湿試験を行った。
つぎに、図4(A)に示す試験装置において、冷却手段10として図1に示したのと同様に、ペルチェ素子14の排熱を加熱ブロック12において回収して除湿後のガスを加温する態様のものを使用した。
つぎに、シリカゲルによる除湿試験を行なった。
図1および図3に示す呼気ガスの処理装置1により、呼気ガスのNOxの吸着除害処理を行った。図1の装置による処理は、除湿後のガスをペルチェ素子14の排熱を利用して加温して吸着筒5に導入した例であり、図3の装置による処理は、排熱利用せずに除湿後の呼気ガスを加温せずそのまま吸着筒5に導入した例である。
人工呼吸器流量:20L/min
吸引流量:30L/min
NO濃度:20ppm
化学吸着剤と物理吸着剤の充填比率:容量比 2:1(500g:120g)
測定範囲:0〜5000ppm(フルスケール設定可能)
応答時間(0〜90%FS):10秒
サンプル流量:約0.25L/min
2:人工呼吸器
3:呼吸弁
4:水分除去手段
5:吸着筒
6:導入チューブ
7:外気混合器
8:外気導入口
9:流量測定器
10:冷却手段
11:冷却ブロック
12:加熱ブロック
13:ドレンタンク
14:ペルチェ素子
15:放熱フィン
16:冷却ファン
17:熱交換パイプ
18:熱交換パイプ
19:ドレン管
20:化学吸着層
21:物理吸着層
22:ニードル弁
25:恒温恒湿槽
26:加温加湿器
27:除湿筒
Claims (3)
- 除去対象成分を含む呼気ガスを冷却手段により冷却して呼気ガス中に含まれる水分を結露させて除去する水分除去手段を備え、
上記水分除去手段で水分除去した呼気ガスを吸着剤に接触させて除去対象成分を除去する装置であって、
上記呼気ガスは、除去対象成分として一酸化窒素を含有し、
上記吸着剤は、水分を必要とする吸着反応により一酸化窒素を吸着除去する化学吸着剤であり、
上記冷却手段としてペルチェ素子を利用したものを用いることにより上記呼気ガスを冷却し、この冷却において、その後の上記吸着反応に必要な水分を残すように水分除去し、上記吸着反応に必要な水分を残して水分除去した後の呼気ガスを、加温してから上記化学吸着剤に接触させることを特徴とする呼気ガスの処理装置。 - 呼気ガスの処理を行なっている間、水分除去後の呼気ガスの絶対湿度を10〜25g/m3内になるよう制御する請求項1記載の呼気ガスの処理装置。
- 上記ペルチェ素子の吸熱側に配置された冷却部で呼気を冷却して水分除去し、上記ペルチェ素子の放熱側に配置された加熱部で呼気を加温する請求項1または2記載の呼気ガスの処理装置。
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