JPS59197258A - 人工呼吸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発ＥＩＦ＋は吻合によりアルカリ土類金属またはカリ
ウムの酸化物または水酸化物が添加されている超酸化カ
リウムのごときペレットの形の吸収剤全含有するカート
リッジ型の、酸素を化学的に発生する人工呼吸装置、特
に高い動力学的水準で作動するカートリッジに関する。

この桶の装置は通常、適切に定められたあるい各の装置
についてその設計２行うにあたっては超酸化物の重量７
１ｉ−最小にし、従ってこれに対応して使用割合を最大
にすることが求められているが、この目的全達成するだ
めには、種々のパラメーター、例えば超酸化物の反応性
、その＠、厩に基づく挙動、超酸化物ペレットの大きさ
と形状および特に再生剤の構造が最良な相関関係にある
ことが要求される。

酸素を化学的に発生する呼吸装置は、呼吸水準（ｒｅｓ
ｐｉｒａｔｉｏｎ　１ｅｖｅｌ　）が、二酸化炭素含有
量がグル！係のものについて吐出量が数分間で３５ｖ分
（場合によっては７θｌ／分）に達したときには、しば
しば強力な再生条件下で再生される。これらの条件下に
おいては、超酸化カリウムを基材とする固体薬剤粒子は
超酸化物と二酸化炭素および水蒸気との反応の場所とな
る。酸累奮発生するこれらの反応は非常に発熱性であり
、薬＝粒子はコＯＯ〜３００℃に達する非常に高い温度
にさらされる。

超酸化物は水蒸気より二酸化炭素とより迅速に反応し、
これはＣ０２の固定がより迅速に行われることに対応す
るが、これに対して純粋な超酸化カリウムは比較的溶融
性の水酸化カリウム全生成することにより水蒸気から酸
素を発生させることが知られている。従って呼吸ガスの
再生のための超酸化物粒子の床に、高い呼吸速度に対応
するガス全作用させた場合には、呼吸装置の上流端部に
おける再生剤の層は急速に炭酸化されそして再生剤粒子
はその形状と機械的性質を保持しているが、上記の層の
下流側においては旬生剤粒子は多量の水を吸収しそして
急速に変形し、潮解することが認められている。

この操作を継続した場合、との潮解によりａ子がｗｔｓ
し、その結果、再生剤が部分的に潰れかくして質密な溶
を細塊が形成され、ガスに対して反応性の表面が著しく
減少する；史に、薬剤間に空間が形成されるが、この空
間は害虫されるべきガスに対する優先的な通路となりそ
してこの空間内では二酸化炭素の処理が不完全にしか行
われない。

かなりの割合の反応性物質が再生剤粒子の床中に依然と
して残留しているが、初出ガス中の二酸化炭素含有９が
急速に増加し、これに対応して床の全体の反応性が著し
く減少することが認められる；このガスの精製水準の低
下によりしばしば粒子床の圧力が著しく降下する。その
結果、超酸化物の使用が不十分となり、超酸化物はその
反応ボテンシアルに到達しない。

カー）　ＩＪツ・ゾの構造を、ガスが薄い厚さの超酸化
物中を遅い速度で通過するようなものにすることにより
、あるいは、壁と接触する多数の金梳隔壁により再生剤
全分割することにより上記の欠点全軽減することが試み
られている。しかしながらこれらの方法においてはカー
）　ＩＪフッソ構造が複雑となりそしてこの構造の場合
には非反応性物質のＭＵｃが比較的大きくなる；更にカ
ートリッジの価格が高くなりまたカートリッジの充填が
や＼困難で必りかつ自動化に不適当なものとなる。

最近、強力な再生条件下での超峡化カリウムの圧力降下
の過匿の増大を防止すること全可能にする装置が提案さ
れた。特願昭夕ど−／１２り７号明細徊゛の記載によれ
は造粒瞥ンζはベレット化夜行うｔ２ｉＪに、粉末状１
匹のアルカリ土類酸化’Ｉ、／ｌをある割合で超酸化カ
リウム中に配合する；水蒸気により惹起される粒子の劣
化は遅延芒ｉシる。このような結果を得るのには酸化カ
ルシウムが特に有効である。しかしながら、この酸化カ
ルシウムの添加は発止さぜイ１する酸素の量に影響葡及
はし、上記酸化カルシウムにより超酸化物が稀釈される
ために、酸素の発生が−Ｕ、制限される。

この方法は高い動力学的水準で作動ししかも長須」間（
」」生し得るかつ実除上固体刊生剤の反応能力の全体ケ
使用し得る、約、２９ｃｍという厚さを有する比較的ｊ
１７い反応混合物の床上形ＪＪｊＩ、−ｊ−ることを希
呼吸水堺に対応するガス混合物を処理すること葡１１ｉ
Ｊ能にする、かつ、特に威素発住材料の反応能カ全実瞳
上完全に使用し得る装置を製造することが試みられてい
る。

本発明Ｖこよれば、茜いけ吸水準（ｒｅｓｆｉｒａｔｏ
ｒｙｌｅｖｅｌ　）で作動する、かつ、発生した熱を部
分的に外部に放出することにより純粋な超酸化カリウム
または場合により若干の酸化カリウムを含有する超酸化
カリウムの混合物の厚い床の最大限の使用を可能にする
内部装置全備えた、ば累を化学的に発生する人工呼吸装
置用の金属カートリッジカニ提供される。

開放上蓋と閉鎖低部とを有するノーウジングカｈらなる
、ガスの垂直な循環を行う人工呼吸装置のｅ３部装置の
一形式においては、ガスの導入を行うための同軸コネク
ターとガスの排出を行うための同軸コネクターは２１ウ
ジングの上蓋に同軸的に設けられており、精製されるべ
きガスの導入のための中央コネクター（導入管）は、そ
の底部か開放されており、垂直管としてノ・ウジングの
底部と再生剤全支持しているカートリッジの下方有孔壁
との間の間隙空間まで伸長しており；そしてこの尋人管
は下方有孔壁の中心部と接触しかつ、この有孔壁と糊接
またはスタンピングにより接合されている。

精製されるべきガスは導入管全下方に循壊しりいでハウ
ジング本体の間隙空間内に分配された後、再生剤を支持
している有孔壁紮通過しそして該再生剤内全上方に循環
する；再生されたガスは再生カートリッジの上方有孔板
全通過した後、排出コネクターをヘイて排出される。

ｉｋＷすべきガスを導入するための中央管からなる内部
装置は金属例えば銅または真ちゅうのごとき熱伝導性材
料により構成することが有利でしる。

再生すべきガスが上方に循環するカートリッジの別の形
式の内部装）ηに分いては、カートリッジのハウジング
の上方部に、再生剤中での力゛ス流の循環の方向と並行
な、上記ノ・ウヅングのをＶｃｌｊ！ｊ定されたかつ再
生剤の高さよりも小右い長さケ有する一連のラジェータ
ー（放熱板）が設けられている。ラジェーターの長さは
再生剤ケ支付している２枚の有孔板の間の間隙の、４〜
ｈでちることが有利である。再生剤の上方部において、
処理すべき力スの排出倶ｊに設置さ２′１．るこれらの
内部装置すなわちラジェーターは銅および真ちゅうのご
とき熱伝導性の良好な材料、例えはＯ６Ｓ〜／　ｍｍの
厚さのシートから製造される。

ラジェーターとして、まっすぐな管、平らなシートのご
とき簡単で経済的なかつ容易に製造し得る構造のもの全
使用することによりすぐれた結果を得られるが、ラジェ
ーターはフィン、波形シートのごとき工！ｌｌ精巧な構
造にすること０てきるいある場合には１．ｉ−）主剤の
操作部ｌｉｔ叱囲の融点ケ有する合金のごとき吸熱によ
り変化する材料のラジェーターも製造し得る。

カートリソジノ・ウジングの内部装置がラジェーター７
とはである場合には、カートリッジの７１ウヅングＱｉ
、上倫と紙部とからなり、かつ、ノｈウソングの底部に
設けられた同軸吸入コイ・フタ−とノ・ウジングの上蓋
に設けられた回φ１；Ｉ排出コイ・フタ−と會崩し得る
。

カートリッジの重刑な具体例は、２種の円部Ｊ、憤。

含有する；すなわち、カートリッジは”ｌ’ｒ５　ｍ丁
べさガスを導入するための、／・ウジング底部の間隙空
間に達する垂直中央管と、ノ・ウジングの壁に１一定さ
れているかつ再生剤中（１）ガ゛ス流の循環方間に並行
なそして上記再生剤の高さより小さい長さ１．好ましく
は４”ｊ主剤の高さを限定する２枚の有孔壁のｌｉ」の
間隙の′／、２〜′／３の長さを有する一連のラジェー
ターと含有することが有利である。この形式′　　の装
置６においてはカートリッジの７ヘウジングはガスの導
入と排出を行うための同軸コネクターを備えた１ノ；１
放上蓋を有する。

以下に２いては図面全参照しながら本発明を具体的に祝
Ｉ力する。

第１図において、金属ノ・ウジング本体（１）はその上
方端部に例えは溶接により上蓋（−２）が取付けられて
いる。上薮（−２＞は中央開口（λ′）を有しておりそ
してこの中央開口（２つはこの開口から伸長しているか
つ再生ガス用）ξイブ（図示せず）に連結し得るコネク
ター（連粘管）（３）を有する。開口（２１）とコネク
ター（３）は図に示すごとく中央部に設けられている。

ノヘウジングの下方端部に中火開口（ｌｌＪ）を有する
底（≠）が例えば浴接されてお９、中央開口（Ｗ）から
再生すべきガスを導入するだめのコネクター（ｊ）が伸
長している。

ハウジング本体の内側に再生カートリッジ（幻があり、
このカートリッジは下方有孔９ｔ１１壁（７）と上方有
孔側壁＜ｇ＞とからなシ、その間に再生剤が収容されて
いる。底（≠）と有孔壁（７）の間にノ・ウジング底部
の間隙空間（り）がるる。

この再生装置においては再生すべきガスは１方ノξイブ
によシコネクター＜ｉ＞と開口（ψ）を■二で導入され
、カートリッジ（Ａ）内の再生剤中を上方に＃虻［７そ
して再生後、上方パイプによりｌｊ？ｉ口（−２’）と
コネクタ−（３）を経て摺ト出される。

第２図において、ハウジング本体（１）はその上方端部
において上鏡（２）が＠接されている。上蓋（，２）は
中央開口（−２’）を有、しており、ハウジング本体の
下方端部は閉鎖底部（４’）　ｋ有する。上蓋（２）に
は精製すべきガスを導入するだめのコネクター（Ｊ−）
と再生されたガスを排出させるためのコネクター（３）
が同軸的に浴接されている；中央開放コネクターが導入
管（ｊ′）として伸長しており、カートリッジ（乙）の
下方有孔壁（７）の中央に達している。

この再生装置においては和製すべきガスは導入コネクタ
ー（ｊ）中に導入され、導入管（ｊ′）を通過して垂直
に下方に循環し、ハウジング底部の間隙空間（９）に分
配され、下方有孔壁（７）と酸化カリウムの床とを上方
に通過し、カートリッジ優）の上方有孔壁（ざ）を通過
し、上方間隙空間（１０）中を循環しついで同軸排出コ
ネクター（３）を経て再生ガスノミイブ（図示せず）の
方向に移動して、装置から流出する。

第３図と第３ａ図には第１図に示す形式のノ・ウジング
であって更に例えば浴接部（／２）によりノ・ウジング
の側壁に適当に固定された一連の並行ラジェーター（／
／）からなる内部装置を有するものが示されている。第
３図の線ＡＢでの断面を基ず第３ａ図には、特にフィン
形のラジェーターについでその配列状態とハウジング壁
土でのそれらの固定点（／２）とラジェーター間の接触
点（／３）とが示されている。

第≠図には第２図に示す形式のハウジングであって史に
第３ａ図との関係で述べたごとく固定されている一連の
並行なうジエーター（／／）からなる内部装置を有する
ものが示でれている。第４′ａ凶寸第グ凶の線ＡＢでの
断面金示すもので、この〆１から２ジエーターの配列状
態、それらの・・ウジング壁上での固定点（／−２）１
　　ラジェーター間の接触点（／３）および精製される
べきガスの導入用の導看（３ｉＱの中心部との固定点（
ｌ≠）が理路される。

第５図は第弘図のハウジングの鳥１敞凶であり、中央導
入管とフィン形ラジェーターとを有する場合における精
製されるべきガスと再生後のガスの方向およびノ・ウジ
ング内に設置されたカートリッジの上方部にあるガスの
出口が示されている。

酸素を化学的に発生する人工呼吸装置の性能を１’４ら
かにするために以下に友釣して述べる装置が゛ヅ６′Ｊ
、に使用される： この装置は１分間当りの脈動数（ｐｕｌｓａｔｉｏｎ）
が、２０でかつ２０℃での１分間当りの平均送出量が３
ｊｌの脈動ガス発生器からなる。このガス発生器に脈ｍ
Ｊ１回毎に、／、−１′ｔ／分の平均送出量（ｌＩ−５
％のもの、３ｓｉ７分）に和尚する一定容量の二［ン・
化炭素を送入する。このガスを３７℃にしついでこの温
ルニで水蒸気により飽和させた後、超酸化カリウム床上
に’＞＝送しついでｌＩｆ吸袋（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ
ｙｓａｃ　）中で捕集しついでガス再生器中に吸引しそ
こで二１５り化炭素と水蒸気の蟲初の匝にもどす。従っ
てこの装置は半閉鎖回路としての機能を果す；ガス発生
器は尋人された二酸化炭素の８前に等しい容量の精製ガ
スを大気中に放出する；呼吸袋上の検…：パルブにより
超酸化カリウムからなる吋−収装入物により場合により
供給される過剰の酸素を排除する。戯索−二酸化炭素分
析器により精製力スの組成を連続的に辿ｊ定する；装置
すなわち超酸化カリウム−呼吸袋の呼気および我意の際
の圧力降下の変動も測定する。

次の限界値の一つに達する時間がカートリッジの面］入
時間である：す々わち、精製ガスの００２含有量がｉ、
ｓ％以上である；呼気の際の圧力降下の増大が、ｌ−ミ
ＩＪパール以上である（これは部分的目詰による超酸化
物床の圧力降下の請人を示す）；我意の際の圧力降下の
変化が急速に増大し、呼吸袋が平である（これはぽ素の
発生器か苓であるかまたは著しく減少し、もはや呼吸に
必少″な赦を惰足させないことを示す）。

上記の試験条件下で下記の実施例に述べるごとき試験を
行った。

実施例／−≠ ／Ａ２詞の長方形断面を有する超酸化カリウム床を使用
し、この床に我意の際に、精製すべきガスを上方に通過
させた。使用したこの床＜ｉｔｏｏｙ）は、ＫＯ２７０
％、０ａＯ１０％、ＫＯＨ／　ｊ％およびオギシ塩化物
型のＣｕ”０．／　３　Ｊ％を含有する超酸化物を主体
する混合物から調製した直径り匍、厚さ≠、！喘の両凹
形ペレットから構成されていた。

内部装的備えていない第１図の装置を使用した場合、和
製ガスのＣＯ２含有量は操作開始７ｇ分後にｉ、ｓ％を
越えた。

中央導入管を備えた第一図の装置を使用した場合には、
ざど分に上記限界値に到達した。

第３図に図解的に示すラジェーターを有する装置の場合
には、精製ガスのＣＯ２含有量は操作開始の７７分後に
前記限界値に到達した。

中央導入管とラジェーターを備えた第≠図の装置を使用
した場合には、ＣＯ２に関しての４久時間は１０２分で
ちった。

いずれの場合にも圧力降下の増大量は所定の限界１直よ
シ十分低い値に留った。

実施例ｊ ７３．３％のＫＯ２，ｆｆ％のＯａＯおよび／　Ｏｐｐ
ｍ（７）Ｏｕ”＋からなる超酸化カリウム／どｏｏｙを
、／１２ｃｆｌの断面積を有する、第１図に示すごとき
カートリッジに装入した。操作は前記実施例と同一条件
で行ったが、この場合には、カートリッジを市販の人工
呼吸装置中で使用されるものに類似するハウジング中に
装入した。

操作開始後数分間続く最初の安定化時間の経過後におい
ては呼気（ｅｘｐｉｒａｔｉｏｎ　）の際の圧力降下は
実際上、一定の状態であることが認められた。

排出ガスの二酸化炭素含有量は７２分後に最大のｏ、ｔ
ｒ％に達し、その後急速に減少して、７２分後には僅か
０．−２％であった。操作開始から７７分後に酸素の発
生は停止し、呼吸袋は平らになり、我意の際の圧力降下
が急速に増大した。

【図面の簡単な説明】

第１図は開放上蓋と底部とを有するが内部装置のない再
生装置の断面図でらる。 第２図は精製すべきガスを尋人するだめの中央管と開放
上蓋を有する再生装置の断面図である。 第３図および第３ａ図は開放上蓋と開放ノ底部を有しか
つラジェーターを備えた再生装置の断面図である。 第弘図および第グａ図は２種の内部装置すなわち、中央
導入管とラジェーターを有する再生装置の断面図である
。 第５図はラジェーターがフィンである再生装置症の烏敞
図である。 第１図〜第ｊ図において、 ／・・ハウジング本体、２・・・上蓋、−′・・・中央
開口、３　・コネクター、弘・・・開放底部または閉鎖
底部、グ′・・・中央開口、ｊ・・・コネクター、　ｊ
ｒ・・導入管、６・・・カートリッジ、７およびざ・・
・下方および上方有孔壁、りおよびＩＯ・・・下方２よ
び上方間隙空間、／／・・・ラジェーター、／２・・・
固定点、／３・・・接触点、／４Ｌ・・・固定点 ＦｌＧｌ ＦＩＧ３ Ｇ４ ＦＩＧ、２ Ｇ−３ａ ＦＩＧ、４ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開放上蓋（２）と閉鎖底部Ｕ）とを有するハウジン
   グ（１）からなるペレットの形の吸収性再生剤を収容す
   るだめのカートリッジ型の呼吸装置であってかつ、ｉＪ
   ］生ずべきガス全垂直な方向で上方に循環させる方式の
   化学的に酸素全発生する人工呼吸装置において、ガスを
   導入する／こめの同軸コネクターチューブ（５）とガス
   全排出させるだめの同軸コネクターチューブ（３）とが
   ハウジング（１）の上蓋（２）の中央に同軸的に設けら
   れているとと；中央尋人コネクターチューブ（５）は導
   入管（５“）として、前記再生剤全通過してハウジング
   （１）の底部間隙空間（９）まで伸長して、再生剤全支
   持している下方有孔壁（７）の表面まで到達しているこ
   と；および上記導入管（５）は上記有孔壁（７）の中央
   部に接触しかつこれに固定されていること；を特徴とす
   る、化学的に酸素を発生する人工呼吸装置。 ２、精製すべきガスを導入するだめの中央導入管（！お
   よびデ）は熱伝導性材料からなる、特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３、ハウジングと、この中に内蔵されている一肉生剤収
   容カートリツソとからなる、ベレットの形の吸収性再生
   剤全収容するためのカー）　ＩＪツジ型の人工呼吸装置
   でろってかつ再生すべきガスを垂直方向で上方に循環さ
   せる方式の化学的に酸素を発生する人工呼吸装置におい
   て、再生すべきガスの出口側の、カートリッジ（６）の
   上方部に、再生剤全通過するガス流の循環方向と並行に
   伸長するかつハウジング（２）の壁に固定されているそ
   して丹生剤の高さより小さい長さヲ肩する一連のラジェ
   ーターα◇が設けられていることを特徴とする、化学的
   に酸素全発生する人工呼吸装置。 先　カートリッジが上方有孔壁と下方有孔壁と會有し、
   ハウジングが上方有孔壁から癲れている壁と下方有孔壁
   から離れている壁と會肩しておりそれによって上方間隙
   空間と下方１ｉｊ」隙空間とが形成されている、特許請
   求の範囲第３項記載の表面。 ！、　ラジェーターσめの長さが、再生剤（６）全支持
   している２枚の有孔壁（７およびｒ）の間の間隙の長さ
   の／３〜るである、特許請求の範囲第≠項記載の装置。 ６、　ラジェーターα■が熱電導性の良好な材料かしな
   る、特許請求の範囲第３項記載の装置。 ７、　ラジェーターＨが熱電導性の良好な材料からなる
   、特許請求の範囲第Ｓ項記載の装置。 ｇ、　ラジェーターがフィンの形である、％￥＋開求の
   範囲第３項記載の装置。 り、　ラジェーターがフィンの形である、特許請求の範
   囲第５項記載の装置。 １０、　　ラジェーターがフィンの形でおる、特許請求
   の範囲第を項記載の装置。 ／ｌ、　　ラジェーターがフィンの形である、特許請求
   の範囲第７項記載の装置。 １．２．　　ベレットの形の再生剤全収容するためのカ
   ートリッジがハウジング中に内蔵されており、このカー
   トリッジはその底部表面として下方有孔壁（力を有して
   おり；再生すべきガスの出口側の、前記カートリッジ（
   ６）の上方部に、再生剤を通過するガス流の循環方向と
   並行に伸長しているかつハウジング＠の壁に固定されて
   いるそして再生剤の長さより小さい長さ？有する一連の
   ラジェーターσルが設けられている、特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 １３、　　ラジェーターが、再生剤の操作温度範囲にめ
   る浴融温度含有する、吸熱的に変化する材料からなる、
   特許請求の範囲第３項記載の装置。 ／４ｔ、　　ジノエータ−が、再生剤の操作温度範囲に
   ある溶融温度７有する、吸熱的に変化する材料からなる
   、特許請求の範囲第５項記載の裳敵、ｉｓ、　　ラジェ
   ーターが、再生剤の操作温度範囲にある溶融温度含有す
   る、吸熱的に変化する材本トからなる、特許請求の範囲
   第６項記載の装置、。 ｌ乙、　　ラジェーターが、再生剤の操作温度範囲にあ
   る溶融温度を有する、吸熱的に変化する椙料からなる、
   特許請求の範囲第７項記載の装置。 ／７．　　ラジェーターが、再生剤の操作温度範囲にあ
   る溶融温度を有する、吸熱的に友化する材料からなる、
   特許請求の範囲第ｇ項記載の装置。 ／♂、　ラジェーターが、再生剤の操作温度範囲にある
   浴融温圧を有する、吸熱的に変化する材料からなる。Ｉ
   特許請求の範囲第２項記載の装置。 ／り、／′ラジェーター、再生剤の操作温度範囲にある
   溶融温度を有する、吸熱的に変化する材料からなる、特
   許請求の範囲第ｉｏ項記載の装置。 ２０、　　ラジェーターが、再生剤の操作温度範囲にあ
   るｋｍ温＆’に有する、吸熱的に変化する材料からなる
   、特許請求の範囲第１２項記載の装置。