JPH0734794Y2

JPH0734794Y2 - 呼吸器

Info

Publication number: JPH0734794Y2
Application number: JP3204388U
Authority: JP
Inventors: 仁高橋; 正三田中; 真司大嶋; 重人鈴木
Original assignee: 日本酸素株式会社
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2003-03-10
Also published as: JPH01134598U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は、浅所での短時間潜水などに用いられる呼吸
器に関する。

「従来の技術」レジャー潜水においては、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（自給式水中
呼吸器）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。

近時、このような不具合に鑑み、浅い所で短時間水中を
観察したい場合に使用されるものとして、軽量小型の酸
素ボンベを備え、呼吸系を炭酸ガス除去器を介して可撓
性輪状管により連結して閉回路とし、マウスピースより
酸素を吸気するとともに呼気を循環させるタイプの簡易
呼吸器が提案されている。

「考案が解決しようとする課題」しかしながら、上述した簡易呼吸器にあっては、マウス
ピースから水が流入し、これによって炭酸ガス除去器に
用いられている炭酸ガス呼吸剤が吸湿（吸水）し、呼吸
抵抗が上昇したり、さらには炭酸ガス吸収剤の性能が劣
化するといった恐れがある。そして、このような恐れを
回避するため、呼吸系にロータリースライドバルブやON
-OFF弁を取り付けることが考えられるが、十分に安全で
確実な対策とはならず、また、口でくわえるマウスピー
ス方式に代わって顔面に装着するマスク方式なども考え
られるが、重装備となり高価にもなるといった欠点があ
る。

この考案は、前記事情を鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、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、かつマウスピースから水が流入した場合
にも容易にこれを排水できる機構を設けた、軽量・小型
・安価で使用の簡便な呼吸器を提供することにある。

「課題を解決するための手段」この考案の呼吸器では、呼吸用マウスピースを設けかつ
呼気口と吸気口と排水口とを備えた呼吸室に、酸素また
は酸素を含む混合ガスを充填した容器を着脱自在に装着
したガス供給部を設け、該呼吸室の吸気口に吸気部逆止
弁を、また排水口に排水部逆止弁をそれぞれ配設し、該
呼吸室の呼気口と吸気口とを炭酸ガス除去器を介して可
撓性輪状管により連通せしめて閉回路を形成し、該呼吸
室に、これに連通して呼気時に呼気口を開口しかつ排水
口を閉塞し、呼気時に呼気口を閉塞しかつ排水口を開口
するスライド弁を設けたことにより前記課題を解決し
た。

「作用」この考案の呼吸器によれば、呼吸室に排水口を設けかつ
該排水口に排水部逆止弁を設け、さらに該呼吸室に連通
して呼気時に拡大し吸気時に縮小するとともに外部より
伸縮可能なパージ部を設け、該パージ部に呼気時に呼気
口を開口しかつ排水口を閉塞し、吸気時に呼気口を閉塞
しかつ排水口を開口するスライド弁を設けたので、呼吸
室内に水が流入した際、パージ部を外部から縮小してス
ライド弁で呼気口を閉塞し、呼吸室内に呼気することに
より、呼吸室内に流入した水が排水口から容易に排出さ
れる。

「実施例」以下、図面を利用してこの考案を詳しく説明する。

第１図ないし第３図はこの考案の呼吸器の一実施例を示
す図である。これらの図において符号１は呼吸室であ
り、この呼吸室１は硬質の合成樹脂からなる円筒状のも
のである。この呼吸室１には、中央部にマウスピース２
およびガス供給部３がそれぞれ呼吸室１を中心にして周
方向に90°の角度をなして設けられ、さらに呼吸室１の
一方の端部には呼気口４が、もう一方の端部には呼気口
５がそれぞれ形成されている。マウスピース２は、ゴ
ム、合成樹脂等からなり、通路1aを介して呼吸室１内に
連通するもので、くわえ止め2aを形成したものである。
ガス供給部３は、呼吸室１の流入口1bを介して呼吸室１
と連通する箱状のもので、その一側面に呼吸室１へのガ
ス供給路につながるカートリッジ接続孔６、他側面に予
備カートリッジ固定穴７を有し、いずれも酸素または酸
素を含む混合ガスのカートリッジ（ガス容器）８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。ここで、前記接続孔６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８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または混合ガスを導入する構成とな
っている。さらに、前記供給路には酸素または混合ガス
調節・切換弁（図示略）が設けられ、その調節ツマミ９
がガス供給部３の下面に配置されている。この酸素また
は混合ガス調節・切換弁は、０（offの状態）〜2l/分程
度にガス流量を調節できるとともに、一方のカートリッ
ジ８からガス供給が停止する直前に速やかに他方のカー
トリッジ８からガス供給を受けられるように供給経路を
切換できるものである。したがって、このガス調節・切
換弁を使用することにより、例えば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、二つのカ
ートリッジ８、８内の全酸素を呼吸に有効利用できるよ
うになっている。ちなみに、人の酸素消費量は常圧下平
常時で約0.5l/分であるから、前記カートリッジ８とし
て、例えば内容量95ml、190気圧の酸素を充填したもの
を使用すれば、ガス流量を１／分に設定した場合、常
圧下において２本のカートリッジ８、８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。また、ガス供給部３内にはオーバーフ
ローバルブ10が設けられている。このバルブ10は、呼吸
室１の内圧が外圧より高まった場合にのみ開き、これに
より外部へガスを排気するものである。

呼気口４および吸気口５は、前記マウスピース２と同一
方向に向けて開口するものであり、これら呼気口４およ
び吸気口５には、可撓性の輪状管11が呼気口４と吸気口
５とを連通せしめて取り付けられている。輪状管11は、
２本のチューブ12、12とこれらチューブ12、12に連通し
てその間に着脱自在に配置された筒状の炭酸ガス除去器
13とからなるもので、呼吸室１を含め、全体で閉回路を
形成するものである。チューブ12は、ゴム、軟質合成樹
脂等の伸縮可能な材料からなるものであって、使用者の
通常の呼吸でその内容積を十分伸縮せしめることがで
き、かつ使用者の呼吸量程度以上の内容積を有するもの
である。この場合具体的には、成人用の場合１〜2l、子
供用の場合0.5〜１程度の内容積を有するのが好まし
く、この程度の範囲の内容積を備えていれば、不快な呼
吸抵抗を生じることがない。また、この輪状管11の長さ
は、前記閉回路の直径が平常時首にかけられる程度とな
るように設定されている。

また、前記の炭酸ガス除去器13は、樹脂製パイプ14内
に、粒状または顆粒状等のLiOH、Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、KO
H、NaOH等の混合物からなる炭酸ガス吸収剤15（例えば
ケメトロン社製「バラライム」、ソーダソープ等）を充
填し、漏れないよう防水フィルタ（図示略）で封止した
ものであり、その充填量は２本分のカートリッジ８を呼
吸して発生した炭酸ガスをほぼ完全に除去し得る量とさ
れる。なお、除去器13の通気抵抗はできる限り小さいこ
とが望ましく、不快な呼吸抵抗が生じないように吸収剤
15の粒径、充填密度、充填断面積等を決定すべきであ
る。ちなみに、炭酸ガス吸収剤として、例えばソーダソ
ープを100g充填したとすると、これは約230lCO₂/kg（常
圧）の吸収能を有するから、人の炭酸ガス排出量を0.7l
/分として常圧下で約33分間使用可能であり、水深5m程
度では圧力増加を考慮しても約20分間使用可能と試算さ
れる。

また、呼吸室１には、吸気口５に呼気が呼吸室１から第
１図中右側へ流出するのを阻止する吸気部逆止弁16が設
けられ、吸気口５側に排気弁17が設けられている。排気
弁17は、チューブ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、外部にガスを逃がすよう
になっている。

さらに、呼吸室１には、呼気口４の反対側に開口して排
水口18が形成されている。この排水口18には、外部より
呼吸室１内に水等が流入するのを阻止する排水部逆止弁
19が設けられている。

また、呼吸室１には、上記呼気口４および排水口18の呼
吸室１側端側の側部に呼吸室１に連通してパージ部20が
配設されている。パージ部20は、ゴム、軟質合成樹脂等
の弾性材からなる側板20aと金属、硬質合成樹脂等の剛
性材からなる底板20bにより構成された有底円筒状のも
ので、吸気時に呼吸室１内が負圧になることによって縮
小し、呼気時に呼吸室１内が加圧されることによって拡
大するものである。また、このパージ部20は、外部より
パージ部20の底板20bを押圧することによって容易に縮
小され、押圧を解除することによって弾性復帰により元
の状態に復帰するようになっている。

このパージ部20には、その内部にスライド弁21がパージ
部20の底板20bに固定されて配設されている。スライド
弁21は、金属、硬質合成樹脂等からなるものであって、
第３図に示すように有底円筒状でその開口部側に突片21
aが、また該突片21aの反対側に突片21aより長大な案内
片21bがそれぞれ形成され、さらに案内片21b側の側面に
排水孔21cが形成されたものである。

このような構成のもとにスライド弁21は、吸気時、パー
ジ部20が縮小することによりパージ部20の底板20bに押
圧されて第１図中二点鎖線で示す位置に移動し、突片21
aが呼気口４を閉塞せしめ、かつ排水孔21cが排水口18上
に移動して呼吸室１内と排水口18とを連通せしめる。ま
た、呼気時には、パージ部20が拡大することによって第
１図中実線で示した位置に復帰し、呼気口４を開口して
これを呼吸室１内に連通せしめ、かつ案内片21bが排水
口18を閉塞せしめる。ここで、スライド弁21の移動は、
案内片21bの先端側が呼吸室１内に接しているためスム
ーズに動作する。

以上の構成からなる呼吸器を使用するには、まず、炭酸
ガス除去器13および各酸素またはその混合ガスのカート
リッジ８を新品と交換し、輪状管11を首にかけてマウス
イース２をくわえる。次いで、流量調節ツマミ９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、吸気部逆止部16が閉じ、チュー
ブ12内に一部の酸素ガスとともに呼気が流入し、一部の
酸素ガスと呼気が炭酸ガス除去器13を通過して呼気中の
炭酸ガスが除去される。次いで、除去器13を通過した呼
気と一部の酸素ガスは、呼気圧力により吸気側のチュー
ブ12内に押し出される。

次に、息を吸うと、吸気部逆止弁16が開き、除去器13を
通過して炭酸ガスが除去された酸素ガスを含むガスが吸
気側のチューブ12より呼吸室１に入り、酸素または混合
ガスのカートリッジ８からの酸素ガスとともに潜水者の
肺に入る。

また、マウスピース２から呼吸室１内に水が流入し、こ
れを口中にて感知した場合には、パージ部20の底板20b
を押圧し、強制的にスライド弁21を吸気時と同じ位置に
移動せしめ、この状態にて呼吸室１内に強く息を吸い込
む。すると、呼吸室１の内圧が高まることにより、排水
部逆止弁19が開き、呼吸室１内の水がスライド弁21の排
水孔21cを介して排水口18から排出される。

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８を使い終わる前に浮上して、水面または陸
上で酸素または混合ガス調節・切換弁を用いて一方のカ
ートリッジ８から他方のカートリッジ８へと酸素の供給
経路を切り換えることにより再度の潜水が可能となる。
なお、カートリッジ８の寿命は、酸素流出量の変化で容
易に感知できるし、水中で万が一酸素が切れた場合に
も、水深5mからであればチューブ12内に残留する酸素を
呼吸しつつ安全に浮上できる。

このような構成の呼吸器にあっては、首にかけてマウス
ピース２をくわえるだけで装着できるなどシンプルな構
造であることにより、使用が簡便となり、また重量が軽
く（0.5kg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
が可能となる。また、構造的に約１〜2kg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、
パージ部20およびスライド弁21などからなる排水機構を
設けたことにより、呼吸室１へ流入した水を容易に排出
することができ、水の炭酸ガス除去器13への回り込みに
起因する呼吸抵抗の上昇や炭酸ガス吸収剤15の性能劣化
を防止することができる。

「試作例」第１図ないし第３図に示した構造の呼吸器を試作した。

炭酸ガス吸収剤にはLiOHを主成分としたバラライム（70
g）を用い、酸素カートリッジには内容量95ml、190気圧
の酸素を充填したものを２本用いた。また、カートリッ
ジからの酸素供給量は１／分に設定した。

さらに、パージ部には内径33mmのシリコンゴム製フレキ
シブルチューブを用い、スライド弁にはABS樹脂製で外
径30mmのものを用いた。さらにまた、吸気部逆止弁およ
び排水部逆止弁には、それぞれ弁の外径が20mmのマッシ
ュルームタイプのものを用いた。

このような呼吸器について、純粋酸素の標準ガス及びス
パイロメータを用いて性能を調べたところ、20分経過後
の吸気側のガス中の炭酸ガス濃度は0.005気圧以下であ
り、十分使用に耐え得る性能を保持していることが確認
された。

また、水中にてマウスピースから呼吸室内に水を強制的
に入れ、その後スライド弁を作動させて呼吸室内に息を
吹き込み、水を排出したところ、水を容易に排出するこ
とができた。そして、この呼吸器を水中より引き上げ、
内部を調べたところ、炭酸ガス除去器への水の流入は見
られなかった。

「考案の効果」以上説明したように、本考案の呼吸器によれば、シンプ
ルな構造であることによって使用が簡便となり、また重
量が軽く、小型あることによって携帯に便利となり、さ
らに酸素を効率良く循環使用できるため十分に満足し得
る潜水が可能となる。また、構造的に約１〜2kg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、パージ部およびスライド弁などからなる排水機
構を設けたことにより、呼吸室へ流入した水を容易に排
出することができ、水の炭酸ガス除去器への回り込みに
起因する呼吸抵抗の上昇や炭酸ガス吸収剤の性能劣化を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの考案の呼吸器の一実施例を示
すもので、第１図は呼吸器の平面図、第２図は呼吸器の
正面図で、第３図はスライド弁の概略構成図である。１……呼吸室、２……マウスピース、３……ガス供給
部、４……呼気口、５……吸気口、８……カートリッ
ジ、11……輪状管、13……炭酸ガス除去器、16……吸気
部逆止弁、18……排水口、19……排水部逆止弁、20……
パージ部、21……スライド弁。

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)参考文献特公昭50−37956（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】呼吸用マウスピースを設けかつ呼気口と吸
気口と排水口とを備えた呼吸室に、酸素または酸素を含
む混合ガスを充填した容器を着脱自在に装着したガス供
給部を設け、該呼吸室の吸気口に吸気部逆止弁を、また
排水口に排水部逆止弁をそれぞれ配設し、該呼吸室の呼
気口と吸気口とを炭酸ガス除去器を介して可撓性輪状管
により連通せしめて閉回路を形成し、該呼吸室に、これ
に連通して呼気時に拡大し呼気時に縮小するとともに外
部より伸縮可能なパージ部を設け、該パージ部に呼気時
に呼気口を開口しかつ排水口を閉塞し、吸気時に呼気口
を閉塞しかつ排水口を開口するスライド弁を設けたこと
を特徴とする呼吸器。
【請求項２】前記閉回路は、人体の首部に遊嵌可能な輪
径を有することを特徴とする請求項１記載の呼吸器。