JPH0554200U - 循環式呼吸器の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 循環式呼吸器において、ガス切れ元弁や調整
弁の開き忘れを未熟練者でも確実に知ることが出来る呼
吸器の安全装置。 【構成】 筒状の外筒２１と、この外筒２１の一方の端
部に設けられ、源ガスが導入される調整ガス導入口２５
と、上記外筒の中間を仕切り、上記調整ガス導入口２５
との間に調整ガス室２４を形成する可動弁部材壁２６
と、この可動弁部材壁の上記調整ガス導入口２５と反対
側の面で閉塞された、呼吸器ガス導入口２９が設けられ
た呼吸器ガス室２７、および逆止弁３１を介して外部に
連通する放出ガス室２８とを有する循環式呼吸器の安全
装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、潜水などに用いられる循環式呼吸器に取付けられる安全装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

一般にレジャー潜水においては、２００気圧、１０リットル程度の高圧空気ボ ンベにレギュレータを接続した呼吸器が用いられている。

【０００３】 この呼吸器には、吸気として送られて酸素（あるいは空気の如く酸素を含む混 合ガス）等の呼吸用ガスを吸気し、続く呼気時に吐き出す呼気ガスを系外に排出 する開放型呼吸器と、上記吐き出される呼気ガスを該ガス中のＣＯ₂ を除去して 精製し、吸気ガスとして循環し、新たに送気される呼吸用ガスに混合し、再利用 する循環式呼吸器と、更にこれら２つの機能を備えた中間型の半循環式呼吸器等 がある。

【０００４】 そしてこれらの呼吸器のうち、用意した呼吸用ガスを有効に使用し得て、同量 のガスでより長時間にわたって活動可能な循環式呼吸器が好まれて使用されるよ うになってきている。

【０００５】 以下これを図６および図７に、循環式呼吸器の一例を示す平面図、正面図に図 示して説明する。 図中符号１は、樹脂製で僅かに円弧状をなす短い筒状の呼吸室であり、その凹 面側の中央部にはくわえ止め２Ａ付きのマウスピース２が固定されている。この マウスピース２は呼吸室１内に通路１Ａを介して連通し、呼吸室１には図中左側 端部に呼気時に呼吸室１からの左側への流出を阻止する吸入側逆止弁３、右側端 部に吸入時右側管路より呼吸室１への流入を阻止する呼気側逆止弁４が設けられ ている。また呼吸室１には流入口５が形成され、呼吸室１にはこの流入口５に連 通して箱状のガス供給部６が設けられている。

【０００６】 該ガス供給部６は、一側面に呼吸室１へのガス供給路６ａにつながる呼吸用ガ ス容器接続孔８、他側面に予備ガス容器固定穴９を有し、いずれも酸素ガス等の 呼吸用ガス容器１０の先端をねじ込み式やワンタッチ固定機構等により着脱可能 に固定する構造となっている。

【０００７】 前記ガス容器１０には元弁（図示せず）が設けられており、接続孔８に呼吸用 ガス容器１０を取付け元弁を開くことによってガス供給路６ａに酸素等の呼吸用 ガスが導入されるようになっている。

【０００８】 さらに、前記供給路には数種のオリフィスを備えてこれを切り換えて所定の流 量にする流量切り換え弁（図示せず）が設けられ、その調節ツマミ１１がガス供 給部６の下面に配置されている。この流量切り換え弁は、たとえば０（ｏｆｆの 状態），１．０，１．５，２リットル／分の３段階に呼吸ガスの流量を切り換え し得るもので、潜水者が自身の呼吸状態を確認しつつ流量を適宜水中で調節でき るようになっている。なお、人間の酸素消費量は常圧下平常時で約０．５リット ル／分である。

【０００９】 また、呼吸室１の右側下壁には逆止弁７が設けられ、後述するフレキシブルチ ューブ１２が膨らみきって呼吸室１の内圧が外圧より高まった場合にのみ開き、 混入水をトラップするとともに、外部にガスを逃すようになっている。

【００１０】 前記呼吸室１の両端には、柔軟な合成ゴムや樹脂等からなる蛇腹状のフレキシ ブルチューブ１２の一端がそれぞれ連結されるとともに、これらチューブ１２の 管路途中に筒状の炭酸ガス吸収部１３が着脱自在に介装され、全体で閉回路を形 成する輪状管路１４が構成されている。

【００１１】 前記フレキシブルチューブ１２は、使用者の通常の呼吸量以上の内容積増減が 可能であるように、太さ、材質、肉厚、蛇腹形状等が総合的に決定されている。 具体的には、成人用として１〜２リットル、子供用であれば０．５〜１リットル 程度の内容積増減が、不快な呼吸抵抗を生じずに可能な範囲とされている。また 輪状管路１４の直径は、平常時に人の首が十分に通り、伸縮時に首を締め付ける ことがなく、かつ拡張時に肩からずり落ちない範囲に設定されている。

【００１２】 一方、前記炭酸ガス吸収部１３は、樹脂製パイプ１５内に、粒状または顆粒状 等のＣａ（ＯＨ）₂ ，Ｂａ（ＯＨ）₂ ，ＫＯＨ，ＮａＯＨ等の混合物からなる炭 酸ガス吸収剤１６（例えばケメトロン社製「バラライム」，ワコー純薬製「ソー ダソープ」）を充填し、漏れないよう防水フィルタ（図示せず）で封止したもの で、その充填量は２本分のガス容器１０を呼吸して発生した炭酸ガスを略完全に 除去できる量とされている。

【００１３】 以上の構成からなる呼吸装置を使用するには、まず、炭酸ガス吸収部１３およ び各酸素ガス容器１０を新品と交換し、輪状管路１４を首にかけてマウスピース ２をくわえる。次いで流量切り換え弁の調節ツマミ１１を回して所望の呼吸用ガ ス量とし、数回呼吸の後、水中に入りゆっくり潜降する。

【００１４】 この状態で息を吐くと、逆止弁３が閉じ、逆止弁４が開いて輪状管路１４内に 一部の酸素ガス等呼吸用ガスとともに呼気が流入し、チューブ１２が膨らみつつ 一部の酸素ガス等呼吸用ガスと呼気が炭酸ガス吸収部１３を通過して呼気中の炭 酸ガスが除去される。この時、排気量が大きく各チューブ１２が完全に膨らみき ると、排気弁７が開いて過剰のガスが排出される。

【００１５】 一方、逆に息を吸うと、逆止弁３が開いて逆止弁４が閉じ、炭酸ガス吸収部１ ３を通過して炭酸ガスを除去された酸素ガスを含むガスが輪状管路１４より呼吸 室１に入り、酸素ガス等呼吸用ガス容器よりの呼吸用ガスとともに潜水者の肺に 入る。

【００１６】 このサイクルを繰り返すことにより、地上と変わりなく快適に呼吸することが できる。そして１本分の呼吸用ガス容器１０を使い終わる前に浮上して、水面ま たは陸上で左右のガス容器１０を交換することにより再度の潜水が可能である。 なお上記循環式呼吸器として循環輪状管路１４として伸縮・膨張可能なフレキシ ブルチューブ１２を用いたものを例示したが、フレキシブルチューブ１２に代え て単なる硬質の輪状管としてこの管路に可撓バックを配設したものも同様な作動 をする。

【００１７】 この循環式の呼吸器においては、ガス供給源から酸素等の呼吸用ガスの供給が 全くない場合においても、呼吸が可能で、酸素分圧が徐々に低下してはじめて気 がつき、あわてることがある。

【００１８】 そのため、このような循環式呼吸器では、呼吸用ガス容器１０のガス切れ、元 弁や調整弁の開き忘れを装着者に知らせる安全装置として、（ａ）酸素センサ（ 分圧計）、（ｂ）残圧計、（ｃ）ホイッスル等が使用されている。

【００１９】 （ａ）の酸素センサによる方法は、呼吸回路内の酸素分圧を常時測定し、分圧 が所定値以下となった場合に警報音などによって装着者に知らせるもの。

【００２０】 （ｂ）の残圧計による方法は、呼吸用ガス容器内のガス圧力を圧力計によって 測定し、装着者はその表示を見て判断するもの。

【００２１】 （ｃ）のホイッスルによる方法は、呼吸用ガス容器のガスを放出する部分にホ イッスルを設け、ガスが供給されていることを音によって、装着者に知らせるも の。などである。

【００２２】

【考案が解決しようとする課題】

ところでこのように、上記従来の安全装置は、ガス切れ、元弁や調整弁（以下 元弁等という）の開け忘れ等、異状状態であることを装着者に知らせることは出 来るが、開放式呼吸器のように、元弁等を開き忘れれば一切吸気が得られないの と異なり、呼吸は正常時と同様に出来、酸素分圧が徐々に低下してはじめて感知 される。 そのため、循環式呼吸器は、上記安全装置の確認訓練をし、ある程度の熟練を 経た後に実際の現場で使用することが必要である。

【００２３】 本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、上記のようなガス源切れ、元弁等 の開き忘れ等を、呼吸回路内に供給する直前の調整圧力の変動から感知し、呼気 ガスの一部を水中に放出させることによって、未熟練者でも確実に異常であるこ とがわかる循環式呼吸器の安全装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る安全装置においては、外壁を形成する筒状の外筒内に、呼吸器内 のガスを導入する導入口を有する呼吸器ガス室を中間に配して、その両端に所定 圧力の呼吸器送給ガスを導入する導入口を有する調整ガス室と、外部に向けて放 出可能な逆止弁を設けてなる放出ガス室との三つの区画室を形成してなり、かつ 上記呼吸器ガス室と調整ガス室とをそれぞれの室の圧力差で作動する可動弁部材 壁で仕切られてなるとともに、上記呼吸器ガス室と放出ガス室とを上記可動弁部 材壁の作動で開閉する連通口を有する仕切壁で仕切られてなることを問題解決の 手段とした。

【００２５】

【作用】

本考案の安全装置は、上記の構成となっているので、呼吸用ガス容器から安全 装置の調整ガス室に調整ガス導入口を介して導入されるガスの圧力が小さいと、 呼吸器ガス室と、放出ガス室との連通口を閉塞している可動弁部材壁２６の閉塞 力が低下し、呼吸器ガス室２７から放出ガス室２８にガスが流れ、放出ガス室の 逆止弁から水中に放出されるので、ガス容器の異状や調整器等ガス容器〜ガス流 路内で異状が発生していることが明瞭にわかる。

【００２６】

【実施例】

図１は本考案に係る呼吸器の安全装置の一実施例を示すもので、図中２１は筒 状の外筒である。この外筒２１の一方の端部には呼吸用ガス容器２２から、圧力 調整器２３によって所定圧力に調整された調整ガスを調整ガス室２４内に導入す る調整ガス導入口２５が設けられている。

【００２７】 上記外筒１の中間は、たとえば可撓性ダイヤフラムよりなる可動弁部材壁２６ によって仕切られ、このダイヤフラム２６の上記調整ガス導入口２５と反対側の 面によって閉塞された、呼吸器ガス室２７および放出ガス室２８が設けられてい る。

【００２８】 上記呼吸器ガス室２７は、呼気が流入する呼吸器ガス導入口２９が設けられ、 循環式呼吸器の循環管路３０に連通しており、放出ガス室２８は、外側に開く逆 止弁３１を介して、外部に開放されている。なお２２ａは呼吸用ガス容器２２よ りの呼吸用ガスを循環管路３０に所定流量供給するための流量調整器である。

【００２９】 以下その動作につき説明する。 図２は呼吸器への呼吸ガスが正常に供給されている時の本考案の安全装置の作 動状態を示すもので、呼吸用ガスは呼吸用ガス容器２２より圧力調整器２３で所 定の一定圧力にし、次いで流量調整器２２ａで所望流量に定めて循環式呼吸器の 循環管路３０に供給される。このような状態で上記圧力調整器２３で一定圧力に された呼吸器用ガスの一部を分岐し、安全装置の調整ガス導入口２５より調整ガ ス室２４に導入される。そしてこの調整ガスは調整ガス室２４と呼吸器ガス室２ ７とを仕切っている可撓性ダイヤフラムの如き可動弁部材壁２６を加圧する。一 方安全装置の呼吸器ガス室２７は導入口２９を介して呼吸器の循環管路３０の系 と連設されている。 このような配設で使用者は呼吸器により、呼吸器用ガス容器２２より供給され る呼吸器用ガスを吸入する。

【００３０】 しかし、呼吸用ガス容器２２のガス切れや元弁、圧力調整器の開き忘れや閉塞 の場合には、調整ガス室２４及び循環管路３０への呼吸用ガスの流入が止まり、 図３に示すように環境圧力と調整ガス室２４の圧力は均圧化し、ダイヤフラムの 如き可動弁部材壁２６に作用する圧力は低くなる。このため循環管路３０での呼 気時には安全装置の呼吸器ガス室２７内の圧が上昇し、ダイヤフラム２６を正常 状態とは逆方向（図面左方向）に押し上げる。この結果呼吸器ガス室２７と放出 ガス室２８を仕切る壁に隙間が生じこれらが連通され、呼気の一部が放出ガス室 ２８に流れ、この呼気の一部は逆止弁３１を介して水中に放出される。したがっ て、熟練者でなくとも、異状の発生を知ることができる。

【００３１】 上記循環式呼吸器は、呼気を再循環させて再利用するものであるから、呼気を 循環回路外に放出すると、吸気量が減少し、装着者は呼吸困難となる。この場合 、逆止弁３１を介して排出されるガス量は、逆止弁３１、可動弁部材壁２６の径 、硬さ等を変えることによって、変えることができ、装着者が安全に使用できる 範囲を選定することができる。

【００３２】 図４、図５は、可動弁部材壁２６をダイヤフラムの代りに逆止弁４１、或いは スプリング４２ａを用いた逆止弁４２を用いたもので、作動については上記ダイ ヤフラム２６と同様である。この場合においても、逆止弁４１の弾性やスプリン グ４２ａの強さを変えることによって、呼吸回路から外部に放出されるガス量が 調整できる。 なお上記実施例では安全装置の調整ガス室２４への調整ガスの導入を、呼吸用 ガス容器２２より圧力調整器２３を経た後の呼吸用ガスを分岐して導いたが、こ れに限定されるものでなく、更に流量調整器２２ａ後の呼吸器の循環管路３０に 導入する前で呼吸用ガスを分岐して導いても良いし、また流量調整器２２ａ後の 呼吸用ガスを本安全装置の調整ガス室２４に導入し、調整ガス室２４を経由して これを呼吸器の循環管路３０に供給するようにしてもよい。

【００３３】 次に安全装置を試作して、テストを実施した。 試作した装置は、内径２２ｍｍの外筒２１を用い、可動弁部材壁２６として厚 さ１ｍｍのダイアフラムを取付け、図１の構造の安全装置とした。この装置を、 図６に示す循環式呼吸器に組込み、深さ５ｍの実験プールにおいて試用テストを 行なった。 本体の逆止弁７の設定圧力は通常呼吸時（約１５リットル／分）において約４ ０ｃｍＨ₂ Ｏである。これに対して、本装置の逆止弁３１の作動圧は、通常呼吸 時で１０ｃｍＨ₂ Ｏであった。

【００３４】 この装置を組込んだ循環式呼吸器を使用して、水中で呼吸を行ない、各使用状 態における作動状態を調べた。

【００３５】 （ｉ）呼吸用ガス容器元弁の開け忘れ 本装置を使用した場合呼気の一部は、本装置の逆止弁３１を介して水中に排気 されて気泡の発生が確認された。本装置未設置の循環式呼吸器では、元弁閉の使 用に際して約１分間の呼吸（１０回程度の呼吸）が可能であったが、本装置を組 込んだ後は、１５ｓｅｃ程度（約３回）の呼吸が可能であった。

【００３６】 （ii）正常の作動時 呼吸用ガス容器の元弁が開かれ、全ての調整器が正常に作動している通常の呼 吸時には、本装置を組込んだ後においても、本装置を介して水中への排気は無く 、通常の呼吸ができた。

【００３７】 （iii）ガス切れ時 本装置が組込まれた循環式呼吸器において、呼吸用ガス容器内でのガス切れ後 は、呼気の一部が本装置の逆止弁３１を介して水中に排気され、水中で気泡の発 生が確認された。本装置が組込まれていない場合には、ガス切れ後約３分間（約 ３０回）の呼吸が可能であったが、組込み後は、約１分間（約１０回）の呼吸が 可能であった。上記循環式呼吸器の調整圧力は約０．１ｋｇｆ／ｃｍ² であった 。

【００３８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る安全装置は、呼吸用ガス容器の元弁や系の各 調整器の開き忘れ、系の閉塞等による呼吸用ガスの未供給事故や、更には呼吸用 ガスのガス切れになると、呼吸器ガス室に送入された呼気が放出ガス室に流入さ れ、安全装置の逆止弁３１から水中に放出されて気泡が発生するので、未熟練者 でもただちに異状であることがわかり、パニックに追込まれることなく対策する ことができる。

【００３９】 また異状の感知の水中に気泡を噴出させる他、呼吸器ガス室から放出ガス室に ガスが移動する場合に、警報音を発生させることによって行なってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る循環呼吸器の安全装置の一実施例
を示す図である。

【図２】図１の安全装置が正常に作動している状態を示
す図である。

【図３】図１の安全装置が作動して異状を報知している
場合を示す図である。

【図４】本考案に係る安全装置の他の例を示す図１相当
図である。

【図５】本考案に係る安全装置のさらに他の例を示す図
１相当図である。

【図６】循環式呼吸器の一例を示す平面図である。

【図７】図６の呼吸室部分の正面図である。

【符号の説明】

１ 呼吸室 １Ａ 通路 ２ マウスピース ２Ａ くわえ止め ３ 吸入側逆止弁 ４ 呼気側逆止弁 ５ 流入口 ６ ガス供給部 ６ａ ガス供給路 ７ 逆止弁 ８ ガス容器接続孔 ９ ガス容器固定穴 １０ 酸素ガス容器（ガス容器） １１ 調節ツマミ １２ フレキシブルチューブ １３ 炭酸ガス吸収部 １４ 輪状管路 １５ 樹脂製パイプ １６ 炭酸ガス吸収剤 ２１ 外筒 ２２ 呼吸用ガス容器 ２２ａ 流量調整器 ２３ 圧力調整器 ２４ 調整ガス室 ２５ 調整ガス導入口 ２６ 可動弁部材壁 ２７ 呼吸器ガス室 ２８ 放出ガス室 ２９ 呼吸器ガス導入口 ３０ 循環管路 ３１ 逆止弁 ４１ 逆止弁 ４２ 逆止弁 ４２ａ スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中 正三 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)考案者 高橋 仁 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外壁を形成する筒状の外筒内に、呼吸器
   内のガスを導入する導入口を有する呼吸器ガス室を中間
   に配して、その両端に所定圧力の呼吸器送給ガスを導入
   する導入口を有する調整ガス室と、外部に向けて放出可
   能な逆止弁を設けてなる放出ガス室との三つの区画室を
   形成してなり、かつ上記呼吸器ガス室と調整ガス室とを
   それぞれの室の圧力差で作動する可動弁部材壁で仕切ら
   れてなるとともに、上記呼吸器ガス室と放出ガス室とを
   上記可動弁部材壁の作動で開閉する連通口を有する仕切
   壁で仕切られてなることを特徴とする循環式呼吸器の安
   全装置。
2. 【請求項２】 可動弁部材壁が可撓性ダイヤフラムであ
   ることを特徴とする請求項１記載の循環式呼吸器の安全
   装置。
3. 【請求項３】 ダイヤフラムの代りに、導入室および放
   出室をそれぞれ閉塞、或いは連通する弁が設けられた請
   求項１記載の循環式呼吸器の安全装置。