JPH082075Y2

JPH082075Y2 - 呼吸装置

Info

Publication number: JPH082075Y2
Application number: JP8150789U
Authority: JP
Inventors: 仁 ▲高▼橋
Original assignee: 日本酸素株式会社
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2004-07-11
Also published as: JPH0322996U

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好適に用いら
れる呼吸装置に関する。

「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（酸素）容量が大きいため自ず
と長時間潜水を行うことになり、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
訓練を受けることが必要であった。

このような不都合に鑑み、本出願人は先に出願した実
願昭62-156989号において、浅い所で短時間水中を観察
したい場合に好適に使用される呼吸装置を提供した。

第２図は上記呼吸装置を示すものである。この呼吸装
置は、呼吸用マウスピース１を備えた呼吸室２に軽量小
型の酸素ボンベ３を装着し、呼吸系を炭酸ガス除去器４
を介して可撓性で膨張伸縮可能な輪状管５により連結し
て閉回路とし、上記呼吸用マウスピース１により酸素を
吸気するとともに呼気を循環させる簡易式の呼吸装置で
ある。

「考案が解決しようとする課題」ところで上記呼吸装置にあっては、呼気および吸気の
可撓性輪状管内における循環を自分の肺活力に頼ってい
るが、可撓性で膨張伸縮可能な輪状管中に炭酸ガス除去
器が介在していることなどから、成年男子などでは問題
は無いものの、激しく動いた（泳いだ）場合などや、女
性や子供等の特に肺活量の少ない人にとっては、呼気お
よび吸気に抵抗を感じることがあった。

「課題を解決するための手段」この考案の請求項１記載の呼吸装置は、呼吸用マウス
ピースを設けかつ呼気口と吸気口とを備えた呼吸室に、
酸素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、該呼吸室の呼気口側に呼気側逆止弁を、また吸気
口側に吸気側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の膨張伸
縮可能な輪状管により連通せしめて閉回路を形成してな
る呼吸装置において、上記炭酸ガス除去器に、呼気およ
び吸気の流れ方向に送風するブロアを配設したことを特
徴としている。

また、この考案の請求項２記載の呼吸装置は、請求項
１記載の呼吸装置において、ガス供給部からのガス供給
が停止した際、ブロアの送風を停止せしめるインターロ
ック機構を設けたことを特徴としている。

「作用」この考案の請求項１記載の呼吸装置によれば、炭酸ガ
ス除去器にブロアを配設したので、呼気および吸気の抵
抗が著しく軽減し、気易くより安全に使用することがで
きる。

また請求項２記載の呼吸装置によれば、上記呼吸装置
に、ガス供給部からのガス供給が停止した際、ブロアの
送風を停止せしめるインターロック機構を設けたので、
使用中に酸素が切れた場合にも、ブロアの送風が停止す
ることによって装着者は酸素の供給が停止したことが分
かる。

「実施例」第１図はこの考案の呼吸装置の一実施例を示す図であ
る。この図において符号10は呼吸室であり、この呼吸室
10は硬質の合成樹脂等からなり僅かに円弧状をなす短い
筒状のものである。この呼吸室10の凹面側には、その中
央部にくわえ止め11a付きのマウスピース11が通路10aを
介して呼吸室内10に連通して固定されている。また、呼
吸室10には一方の端部に呼気口12が、他方の端部に吸気
口13がそれぞれ形成されており、さらに呼吸室10内には
通路10aの呼気口12側に呼気側逆止弁14が、吸気口13側
に吸気側逆止弁15が配設されている。そして、これら逆
止弁14、15により呼吸による呼吸室10内での流れは、通
路10aより呼気側逆止弁14を介して呼気口12へ、あるい
は吸気口13より吸気側逆止弁15を介して通路10aへと流
れるようになっている。また呼吸室10には、マウスピー
ス11と反対の側に箱状のガス供給部16が取り付けられて
いる。

このガス供給部16は、呼吸室10に形成された流入口17
を介して呼吸室10に連通したもので、その一側面にカー
トリッジ接続孔18を、他側面に予備カートリッジ接続孔
19を形成したものである。カートリッジ接続孔18は、呼
吸室10の流入口17に連通する図示略のガス供給路に通じ
るもので、酸素カートリッジ（ガス容器）20の先端部を
ねじ込み式やワンタッチ固定機構により着脱可能に固定
する構造のものである。また、このカートリッジ接続孔
18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20を挿入すると同時にその先端が開封
され、ガス供給路へ酸素が導入されるようになってい
る。予備カートリッジ固定穴19は、予備の酸素カートリ
ッジ（ガス容器）20の先端部を、上記カートリッジ接続
孔18と同様にねじ込み式やワンタッチ固定機構により着
脱可能に固定する構造のもので、後述する調節・切換弁
によりガス供給路に連通するように構成されたものであ
る。さらに、上記ガス供給路にはガス（酸素）の調節・
切換弁（図示略）が設けられ、その調節ツマミ21がガス
供給部16の呼吸室10と反対側の面に配置されている。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20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20か
らガス供給が受けられるよう供給経路を切り換え可能に
したものである。したがって、この調節・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20、
20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、人間の酸素消費量は常圧下平常時で約0.5l/
分であるから、上記カートリッジ20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20、20で約36分の呼吸が維持でき、水
深5mの圧力下でも20分程度は使用可能と試算される。な
お、このガス供給部16にはその上面にガス供給路に連通
するプレッシャーゲージ22が設けられており、これによ
ってカートリッジ20の圧力（残量）が視認できるように
なっている。また調節ツマミ21は、後述するブロアの入
力スイッチを兼ねたもので、これを調整することによっ
てブロアがONとなるように構成されたものである。

また、呼吸室10の呼気口12側には逆止弁23が設けられ
ている。この逆止弁23は、呼吸室10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し
て内圧を低めるものである。

呼気口12および吸気口13には、可撓性の輪状管24が呼
気口12と吸気口13とを連通せしめて取り付けられてい
る。輪状管24は２本のチューブ24a、24bからなるもの
で、これらチューブ24a、24b間にはこれらに連通して炭
酸ガス除去器25が着脱自在に配置されている。チューブ
24a（ｂ）は、ゴム、軟質合成樹脂等の膨張伸縮可能な
材料からなる蛇腹状のものであって、使用者の通常の呼
吸でその内容積を十分に膨張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。

また、上記炭酸ガス除去器25は、樹脂製容器26と、そ
の内部の吸気口13側のチューブ24bに連通する側に配置
された炭酸ガス吸収剤27と、呼気口12側のチューブ24a
に連通する側に配置されたブロア28とからなるものであ
る。樹脂製容器26は、内部の炭酸ガス吸収剤27等が交換
可能なよう開口が可能に形成されたものであり、かつ内
部への水の流入がないよう防水されたものである。炭酸
ガス吸収剤27としては、粒状または顆粒状などのLiOH、
Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、KOH、NaOH等の混合物からなるもの
が用いられ、例えば「バラライム」（ケメトロン社
製）、「ソーダライム」（ワコー純薬社製）などが使用
される。またこの炭酸ガス吸収剤27は、樹脂製容器26か
ら漏れないように防水フィルタ（図示略）で封止された
ものであり、その充填量は２本分のカートリッジ20を呼
吸して発生した炭酸ガスをほぼ完全に除去し得るとされ
る。なお炭酸ガス吸収剤27は、交換等の取り扱いが容易
となるようキャニスター等に充填して用いるものとされ
る。

ブロア28は、回転翼29およびモータ30からなる送風部
31と、上記モータ30を駆動せしめるバッテリー32とから
なるもので、上述したように調節ツマミを調整すること
によりモータ30が駆動して送風するものである。またこ
のブロア28は、その送風方向を呼気口12側のチューブ24
aから吸気口13側のチューブ24bとするものであり、流量
が40l/分、差圧が25cmH₂O程度のものである。したがっ
てこのブロア28による送風により、一般的な水中作業や
レジャーダイビングでの呼吸量は十分に確保されるもの
となる。そして、このように呼吸量が十分確保されるた
め、輪状管24の容積を少なく抑えることが可能となる。

またこのブロア28と上記ガス供給部16には、インター
ロック機構が設けられている。このインターロック機構
は、プレッシャーゲージ21に設けられてカートリッジ20
からの供給が停止したのを検知し、これを電気信号とし
て出力する検知部33と、検知部33からの電気信号をブロ
ア28に伝えるリード線34と、ブロア28に設けられたスイ
ッチ35とからなるものである。リード線34は、呼吸室10
内および呼気口12側のチューブ24a内を通って検知部33
とスイッチ35との間に配線されたものである。このよう
な構成のもとにインターロック機構は、カートリッジ20
からの酸素の供給が停止した際、自動的にブロア28の送
風を停止せしめるものとなる。

以上の構成からなる呼吸装置を潜水に使用するには、
まず、炭酸ガス吸収剤27および各酸素を充填したカート
リッジ20を新品と交換し、さらにブロア28のバッテリー
32の充電状態を確認する。そして、バッテリー32が使用
可能であるのを確認した後、輪状管24を首にかけてマウ
スピース11をくわえる。次いで、調節ツマミ21を回して
酸素を流すとともにブロア28を駆動せしめ、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、吸気側逆止弁15が閉じ、呼気
側逆止弁14が開いてチューブ24a内に一部の酸素ととも
に呼気が流入し、一部の酸素と呼気が炭酸ガス除去器25
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25を通過した呼気と一部の酸素は、呼気気圧および
ブロア28による送風によってチューブ24b内に押し出さ
れる。この場合、ブロア28による送風により、チューブ
24b側がチューブ24a側より低い圧となっているため、大
きな抵抗を感ずることなく容易に息を吐くことができ
る。またこのとき、排気量が多く各チューブ24が完全に
膨らみきると、逆止弁23が開いて過剰のガスが排出され
る。

一方、逆に息を吸うと、吸気側逆止弁15が開いて呼気
側逆止弁14が閉じ、炭酸ガス除去器25を通過して炭酸ガ
スが除去された酸素を含むガスが吸気口13側のチューブ
24bより呼吸室10に入り、カートリッジ20からの酸素と
ともに潜水者の肺に入る。この場合にも、ブロア28によ
る送風によって大きな抵抗を感ずることなく容易に息を
吸うことができる。

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をすることができる。そして、プレ
ッシャーゲージ22を確認し、１本分のカートリッジ20を
使い終わる前に浮上して、水面または陸上で調節ツマミ
21を調整して調節・切換弁を切り替える。なお、カート
リッジ20の寿命はプレッシャーゲージ22により容易に確
認できるし、また水中で万が一酸素が切れた場合にもイ
ンターロック機構が働き、ブロア28の送風が自動的に停
止することにより、装着者は酸素の供給が停止したこと
がすぐに分かる。そしてこの場合、水深が5m程度以内か
らであれば輪状管24内に残った酸素を呼吸しつつ安全に
浮上できる。

このような呼吸装置にあっては、首にかけてマウスピ
ース11をくわえるだけで装着できるなどシンプルな構造
であるため、使用が簡便となり、また重量が軽く、小型
で携帯に便利かつ安価で、酸素を効率よく循環使用する
ため小型のわりに満足のいく潜水が可能となる。また、
ブロア28を設けたため呼気および吸気の抵抗が軽減し、
ほとんど自然に近い状態で呼吸ができることから、肺活
量の少ない女性や子供にとっても息苦しさを覚えること
なく十分利用できるものとなる。さらに、インターロッ
ク機構を設けたので、水中で万一酸素が切れた場合に
も、ブロア28の送風が停止することによって酸素の供給
が停止したことが分かり、即座に浮上する態勢を整える
ことができる。

なお、上記実施例ではブロア28の電源としてバッテリ
ーを用いたが、市販の電池を使用できるようにしてもよ
く、その場合には樹脂製容器26を開口することによって
電池が交換できるようにするのが好ましい。

（実験例）第１図に示した呼吸装置を用い、呼吸シミュレーター
および人間の実装により10分間の使用試験を行い、酸素
および炭酸ガス濃度と呼吸抵抗とを調べ、その結果を以
下に示す。なお、ブロアとしては、流量が40l/min、差
圧が25cmH₂Oのものを用いた。

酸素濃度;30〜65％ 10分間（陸上および水中5mにて）炭酸ガス濃度；≦１％ 10分間（陸上および水中5mにて）呼吸抵抗；≦±5cmH₂O 10分間このように、十分な酸素が確保され、かつ炭酸ガスが
十分に除去され、さらに呼吸抵抗も低く抑えられている
ことが確認された。なお、この試験では10分型の酸素カ
ートリッジを用いたが、容量の大きいカートリッジを用
いれば使用時間を延長できるのはもちろんである。

「考案の効果」以上説明したようにこの考案における請求項１記載の
呼吸装置は、呼気および吸気の流れ方向に送風するブロ
アを設けたものであるから、呼気および吸気の抵抗が軽
減し、ほとんど自然に近い状態で呼吸ができ、よって肺
活量の少ない女性や子供にとっても息苦しさを覚えるこ
となく快適に使用することができる。

また請求項２記載の呼吸装置は、上記呼吸装置にさら
にガス供給部からのガス供給が停止した際、ブロアの送
風を停止せしめるインターロック機構を設けたものであ
るから、例えば水中で万一酸素が切れた場合にも、ブロ
アの送風が停止することによって酸素の供給が停止した
ことが分かり、即座に浮上する態勢を整えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の呼吸装置の一実施例を示すもので、
呼吸装置の平面図、第２図は従来の呼吸装置の一例を示
す平面図である。 10……呼吸室、11……マウスピース、12……呼気口、13
……吸気口、14……呼気側逆止弁、15……吸気側逆止
弁、16……ガス供給部、20……カートリッジ、24……輪
状管、25……炭酸ガス除去器、28……ブロア、33……検
知部、34……リード線、35……スイッチ。

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
気口とを備えた呼吸室に、酸素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、該呼吸室の呼気口側に
呼気側逆止弁を、また吸気口側に吸気側逆止弁をそれぞ
れ配設し、該呼吸室の呼気口と吸気口とを炭酸ガス除去
器を介して可撓性の膨張伸縮可能な輪状管により連通せ
しめて閉回路を形成してなる呼吸装置において、上記炭酸ガス除去器に、呼気および吸気の流れ方向に送
風するブロアを配設したことを特徴とする呼吸装置。
【請求項２】請求項１記載の呼吸装置において、ガス供
給部からのガス供給が停止した際、ブロアの送風を停止
せしめるインターロック機構を設けたことを特徴とする
呼吸装置。