JPH0711035Y2 - 呼吸装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、浅所での短時間潜水や、有毒ガス中での作業
などに用いて好適な呼吸装置に関するものである。

「従来の技術」 周知のように、自然呼吸の困難な状況においては、呼吸
装置を用いて一定時間の呼吸を可能にしている。

このような呼吸装置として、例えば、レジャー潜水で
は、150気圧12l程度の高圧空気タンクにレギュレータを
接続したスキューバ（自給式潜水呼吸装置）が一般に用
いられている。

ところがこのスキューバは、一式20kg以上にも達する重
量を有し、しかも空気容量が大きいため自ずとより深く
長時間潜水を行なうことになり、潜水医学や潜水物理に
対する知識、ならびに操作に熟練が必要で、十分な潜水
訓練を受けることなしには使用できなかった。

したがって従来は、浅い所で短時間水中を観察したい場
合、息をこらえて素潜りを行なうしかなく、この素潜り
とスキューバ潜水との間を埋めることのできる潜水装置
がなかった。

これに対し、本出願人は、本考案に先立って、十分な潜
水訓練や潜水知識がなくとも、約5m以内の浅い水中を、
数分〜10分程度の短時間安全に潜水できる軽量・小型・
簡便・安価な呼吸装置を提供した（実願昭62-156989
号）。

第４図および第５図は、前記従来提案の呼吸装置の一例
を示す平面図および正面図である。

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。

このガス供給部６は、一側面に呼吸室１へのガス供給路
につながるカートリッジ接続孔８、他側面に予備カート
リッジ固定穴９を有し、いずれも酸素カートリッジ（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。前
記接続孔８内にはカートリッジ開封機構（図示略）が設
けられており、カートリッジ10を挿入すると同時にその
先端を開封し、ガス供給路へと酸素を導入する構成とな
っている。さらに前記供給路には流量弁（図示略）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。この流量弁は、０（offの状態）〜2l/分程
度に酸素流量を調節可能なもので、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、人の酸素消費量は常圧下平常時で約0.
5l/分である。

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。

以上の如き装置で、前記酸素カートリッジ10として、例
えば内容量95ml、190気圧の酸素を充填したものを使用
した場合、酸素流量を１／分に設定すれば常圧下にお
いてカートリッジ２本で約36分の呼吸が維持でき、水深
5m程度の圧力下でも20分程度は使用可能と試算される。

前記したように、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。

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１〜2l、子供用であれば0.5〜１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。

前記、前記炭酸ガス吸収部（炭酸ガス除去器）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」、「ソーダソー
プ」）を充填し、漏れないよう防水フィルタ（図示略）
で封止したもので、その充填量は２本分のカートリッジ
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。

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および各酸素カートリッジ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。次いで流量調節ツマミ11を回して酸素を流し、数回
呼吸の後、水中に入りゆっくり潜降する。

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13が完全に膨ら
みきると、逆止弁７が開いて過剰のガスが排出される。
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13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、
酸素ガス容器よりの酸素ガスとともに潜水者の肺に入
る。以下、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
のカートリッジ10を使い終わる前に浮上して、水面また
は陸上で左右のカートリッジ10を交換することにより再
度の潜水が可能である。なお、カートリッジ10の寿命は
酸素流出量の変化で容易に察知できるし、水中で万が一
酸素が切れた場合にも、水深5mからであれば輪体14内に
残った酸素を呼吸しつつ安全に浮上できる。

上記の呼吸装置にあっては、首にかけてマウスピース２
をくわえるだけで装着でき、重量が軽く（0.8kg程
度）、小型で携帯に便利かつ安価で、酸素を効率良く循
環使用するため小型の割に満足のいく潜水が可能であ
り、この呼吸装置では又呼気を再利用して排気量が小さ
いためスキューバのように大きな排気音がしない。また
構造的に0.8〜1kgの浮力を有するので、不必要な時には
水面に浮かべておけるし、首にかけたままの水面移動も
楽で、安全性が高い。さらに、形状がシンプルで恰好が
良いうえ、チューブ12などを透明または着色した材質で
成形することもでき、潜水訓練等を受けない人々にも全
く新たで自由な水中の楽しみ方を提供できる。

また、この呼吸装置は潜水用のみでなく、有毒ガス中で
の仕事や、火災時等の防災用にも使用でき、その場合防
毒マスクと異なり無酸素雰囲気中でも使用できる利点が
ある。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、本願考案者らは、前記従来提案の呼吸装置の
さらなる性能向上を図るために検討を重ねたところ、次
の点を改善することによってより一層の性能向上が得ら
れることを確信するに至った。すなわち、呼気ガスの炭
酸ガス吸収剤層通過速度と、呼気ガスからの炭酸ガス除
去率という相反する特性を同時に向上させることが、第
１点である。そして、第２点として、マウスピースより
水が流入した場合、その流入を容易に確認することがで
き、流入した水が炭酸ガス吸収部など他の部位へ排水す
る機能を持たせることである。

「問題点を解決するための手段」 本考案は上記目的を達成するためになされたもので、本
考案に係る呼吸装置は、その炭酸ガス除去器を、伸縮可
動なピストン機構を有する容器から構成し、この容器の
水平中央を炭酸ガス吸収剤層により仕切り、仕切られた
容器の下部を左右に気密に仕切り、仕切られた左右の底
部にそれぞれ呼気および吸気用の可撓性輪状管路を接続
し、前記左右の内底部にガス拡散フィンを形成した構造
としたことを特徴とするものである。さらに、本考案で
は、呼吸室内の吸気側および呼気側逆止弁の間の底部に
逆止弁を有する排水口を設けるとともに、この排水口を
囲むように水滞留板を突設したことも特徴としている。

「作用」 前記のように炭酸ガス除去器を構成すれば、輪状管路を
通ってきた呼気ガスを均一に分散させた状態で炭酸ガス
吸収剤層中を通すことができ、それに伴って所定の炭酸
ガス除去率を得るための炭酸ガス吸収剤層の厚みを薄く
することができ、それにより同時に吸収剤層を呼気ガス
が通過する速度が向上される。また、前記のように呼吸
室に水滞留板および排水口を設ければ、マウスピースか
ら流入した水は水滞留板によってマウスピース前の呼吸
室内に滞留するため炭酸ガス吸収器などに浸入する前に
容易に確認することができ、前記炭酸ガス吸収器の伸縮
可動なピストン機構を有する本体を圧縮して、装置内の
ガス圧を高めることにより流入した水を前記排水口から
容易に排出することができる。

以下、本考案を実施例によりさらに詳しく説明する。

「実施例」 第１図はこの考案に係る呼吸装置の一実施例を示すもの
で、図中、第４図および第５図と共通する部分には同一
符号を付して説明を簡略化する。

本考案装置の特徴は、炭酸ガス除去器20および呼吸室21
の構造にある。

炭酸ガス除去器20は、第１図および第２図（ａ）（ｂ）
に示すように、伸縮可動なピストン機構を有する容器
（本体）22から構成されている。この容器22の上部はダ
イヤフラム23となっており、下部は有底円筒状の容器24
となっている。下部容器24は垂直仕切り壁25によって左
右２室26、27に気密に仕切られており、一方の室26には
流入口26aが形成され、他方の室27には流出口27aが形成
され、それぞれには前記輪状管路14のフレキシブルチュ
ーブ12が接続されるようになっている。前記仕切り壁25
の中央には内部にスプリング28aを有する支持筒28が垂
直に固定されており、この支持筒28には前記ダイヤフラ
ム23の摺動アーム23aが嵌入され、これによってダイヤ
フラム23は常に上方に付勢されている。これらダイヤフ
ラム23と下部容器24との間には水平に炭酸ガス吸収剤層
29が取り付けられており、下部容器24の各室26、27の底
面には流通ガスを拡散させるための拡散フィン30が多数
立設されている。前記構成において、まず、輪状管路14
を通ってきた呼気ガスは、流入口26aから下部容器24の
一方の室26に入り、多数の拡散フィン30によって室内に
均一に分散される。室26内で均一に分散された呼気ガス
は室26上の炭酸ガス吸収剤層29を通り抜け、ダイヤフラ
ム23内に入り、室27上の炭酸ガス吸収剤層29を通り、室
27内に流入する。このようにして、炭酸ガスを除去され
るとともに、室27内に入った呼気ガスは、拡散フィン30
によって逆に流出口27aに向かって集められ、輪状管路1
4中に導かれ、呼吸室21に向かって流される。

このように、この炭酸ガス除去器20によれば、輪状管路
14を通ってきた呼気ガスを均一に分散させた状態で炭酸
ガス吸収剤層29中を通すことができ、それに伴って所定
の炭酸ガス除去率を得るための炭酸ガス吸収剤層29の厚
みを薄くすることができ、それにより同時に吸収剤層29
を通過する呼気ガスの速度が向上されることになる。

前記呼吸室21の特徴は、室内の吸気側の逆止弁31aと呼
気側逆止弁31bの間の底部に逆止弁32aを有する排水口32
を設けるとともに、この排水口32を囲むように室内底部
に水滞留板33a、33bを突設したことにある。

この呼吸室21において、マウスピース２から水が流入す
ると、水は室21内において水滞留板33a、33bによって室
内に滞留するため、炭酸ガス吸収器20などに浸入する前
にマウスピース２を介して行う呼吸時の感触によって容
易に確認することができる。また、室21内に滞留してい
る水の排出は、前記炭酸ガス吸収器20のダイヤフラム23
を圧縮して、装置内のガス圧を高めれば、排出口32の逆
止弁32aを圧し開くことができ、それによって容易に行
うことができる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案に係る呼吸装置は、その炭
酸ガス除去器を、伸縮可動なピストン機構を有する容器
から構成し、この容器の水平中央を炭酸ガス吸収剤層に
より仕切り、仕切られた容器の下部を左右に気密に仕切
り、仕切られた左右の底部にそれぞれ呼気および吸気用
の可撓性輪状管路を接続し、前記左右の内底部にガス拡
散フィンを形成した構造としたことを特徴とするもので
ある。さらに、本考案では、呼吸室内の吸気側および呼
気側逆止弁の間の底部に逆止弁を有する排水口を設ける
とともに、この排水口を囲むように水滞留板を突設した
ことも特徴としている。

従って、本考案においては、輪状管路を通ってきた呼気
ガスを均一に分散させた状態で炭酸ガス吸収剤層中を通
すことができ、それに伴って所定の炭酸ガス除去率を得
るための炭酸ガス吸収剤層の厚みを薄くすることがで
き、それにより同時に吸収剤層を呼気ガスが通過する速
度が向上される。また、マウスピースから流入した水は
水滞留板によってマウスピース前の呼吸室内に滞留する
ため炭酸ガス吸収器などに浸入する前に容易に確認する
ことができ、前記炭酸ガス吸収器の伸縮可動なピストン
機構を有する本体を圧縮して、装置内のガス圧を高める
ことにより流入した水を前記排水口から容易に排出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を説明するため
のもので、第１図は本考案に係る呼吸装置の全体構成
図、第２図（ａ）（ｂ）は本考案装置を構成している炭
酸ガス除去器を示すもので、（ａ）図は側断面図、
（ｂ）図は（ａ）図Ｂ−Ｂ線に沿う断面構成図、第３図
は本考案装置を構成している呼吸室の側断面図、第４図
および第５図は従来の呼吸装置の平面図および正面図で
ある。 ２……マウスピース、６……ガス供給部、10……酸素カ
ートリッジ、11……流量調節ツマミ、12……フレキシブ
ルチューブ、13……炭酸ガス吸収部（炭酸ガス除去
器）、14……輪状管路、20……炭酸ガス除去器、21……
呼吸室、22……伸縮可動なピストン機構を有する容器
（本体）、23……ダイヤフラム、24……下部容器、25…
…垂直仕切り壁、26、27……室、26a……流入口、27a…
…流出口、28……支持筒、29……炭酸ガス吸収剤層、30
……拡散フィン、31a……吸気側の逆止弁、31b……呼気
側逆止弁、32……排水口、32a……逆止弁、33a,33b……
水滞留板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 重人 東京都港区西新橋１丁目16番７号 日本酸 素株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−108797（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−62858（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−37956（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】呼吸用マウスピースを配設してなるととも
   に、着脱自在に呼吸ガス容器を装着するガス供給部と連
   設してなる呼吸室の一端に呼気側逆止弁を、また他端に
   吸気側逆止弁をそれぞれ配して、前記呼吸室の呼気側逆
   止弁側と吸気側逆止弁側とを炭酸ガス除去器を介して可
   撓性輪状管路により連結して閉回路を形成してなる呼吸
   装置において、 前記炭酸ガス除去器を、伸縮可動なピストン機構を有す
   る容器から構成し、この容器の水平中央を炭酸ガス吸収
   剤層により仕切り、仕切られた容器の下部を左右に気密
   に仕切り、仕切られた左右の室の底部にそれぞれ前記可
   撓性輪状管路を接続し、前記左右の室の内底部にガス拡
   散フィンを形成した構造としたことを特徴とする呼吸装
   置。
2. 【請求項２】前記呼吸室内の吸気側および呼気側逆止弁
   の間の底部に逆止弁を有する排水口を設けるとともに、
   この排水口を囲むように水滞留板を突設したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の呼吸装置。