JPS6287172A - 呼吸用空気発生方法 - Google Patents
呼吸用空気発生方法Info
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- JPS6287172A JPS6287172A JP22966185A JP22966185A JPS6287172A JP S6287172 A JPS6287172 A JP S6287172A JP 22966185 A JP22966185 A JP 22966185A JP 22966185 A JP22966185 A JP 22966185A JP S6287172 A JPS6287172 A JP S6287172A
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- Japan
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- air
- breathing
- carbon dioxide
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水中での呼吸装置、密閉空間における呼吸装
置、火災時の緊急避難用などの呼吸装置に適用するだめ
の呼吸用空気発生方法に関するものである。
置、火災時の緊急避難用などの呼吸装置に適用するだめ
の呼吸用空気発生方法に関するものである。
従来から、呼気を循環し、この循環系に酸素を補充して
呼吸用空気を発生させる自蔵循環式呼吸装置が知られて
いる。たとえば、５１５Ｍ−７６５１、Ｔ−８１５６に
示されるように、過酸化カリウム（ＫＯ２）を使用し、
水やＣＯ２と作用させて０２を発生するようにした方式
、塩素酸ナトリウム（ＮａＣＩＯ３）を使用し、触媒の
作用で０２を発生させる方式が知られている。
呼吸用空気を発生させる自蔵循環式呼吸装置が知られて
いる。たとえば、５１５Ｍ−７６５１、Ｔ−８１５６に
示されるように、過酸化カリウム（ＫＯ２）を使用し、
水やＣＯ２と作用させて０２を発生するようにした方式
、塩素酸ナトリウム（ＮａＣＩＯ３）を使用し、触媒の
作用で０２を発生させる方式が知られている。
また特開昭５４−２０９８８、特開昭５４−１４２８９
６、特開昭５５−４２２３７、特開昭５６−１．４９８
０３、特開昭５７−１００９０３ 、特開昭５７−１４
２２６５号公報に示されるように、過酸化水１（Ｈｚ○
２）を二酸化マンガン（ＭｎＯ２）で分解して０２を得
る方法が提案されている。
６、特開昭５５−４２２３７、特開昭５６−１．４９８
０３、特開昭５７−１００９０３ 、特開昭５７−１４
２２６５号公報に示されるように、過酸化水１（Ｈｚ○
２）を二酸化マンガン（ＭｎＯ２）で分解して０２を得
る方法が提案されている。
しかし自蔵循環呼吸装置として、現在天用化されている
ＫＯ２を用いる方式と、ＮａＣ工０３を触媒と固めだキ
ャンドルとして用いる方式とは、共に固形物の型で酸素
を作詩しているため、反応が固−固または固−気反応と
なることより、酸素発生遺を制御することがきわめて困
難となる。
ＫＯ２を用いる方式と、ＮａＣ工０３を触媒と固めだキ
ャンドルとして用いる方式とは、共に固形物の型で酸素
を作詩しているため、反応が固−固または固−気反応と
なることより、酸素発生遺を制御することがきわめて困
難となる。
一方、過酸化水素をＭｎＯ２で分解する方式は、過酸化
水素が液体であシ、空気ボンベに比べ同量の酸素歯シの
容積が小さく、少量、小重量で長時間の呼吸が可能とな
る利点を有しているが、循環式としての使用ではなく、
開放式で短時間使用を目的としておシ、またｆｖｌｎ○
２が吸気に混入すると、人体に対して有害であるなどの
問題点がるる。
水素が液体であシ、空気ボンベに比べ同量の酸素歯シの
容積が小さく、少量、小重量で長時間の呼吸が可能とな
る利点を有しているが、循環式としての使用ではなく、
開放式で短時間使用を目的としておシ、またｆｖｌｎ○
２が吸気に混入すると、人体に対して有害であるなどの
問題点がるる。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、人間の呼吸
に必要な酸素を、過酸化水素を人体に無害な酵素を用い
て分解することにより得、呼気中の炭酸ガスを高分子膜
により排除し、窒素ガスと残存酸素を循環利用すること
によシ、自蔵循環式呼吸装置に適した呼吸用空気発生方
法の提供を目的とするものである。
に必要な酸素を、過酸化水素を人体に無害な酵素を用い
て分解することにより得、呼気中の炭酸ガスを高分子膜
により排除し、窒素ガスと残存酸素を循環利用すること
によシ、自蔵循環式呼吸装置に適した呼吸用空気発生方
法の提供を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の呼
吸用空気発生方法は、呼気を循環し、この循環系に酸素
を補充して呼吸用空気を発生させる方法において、呼気
を高分子膜に通し炭酸ガスを分離して系外に排除し、残
りの呼気を循環させ、一方、過酸化水素を酵素を用いて
分解することによシ酸素を発生させ、この酸素を循環系
に補充することを特徴とじている。
吸用空気発生方法は、呼気を循環し、この循環系に酸素
を補充して呼吸用空気を発生させる方法において、呼気
を高分子膜に通し炭酸ガスを分離して系外に排除し、残
りの呼気を循環させ、一方、過酸化水素を酵素を用いて
分解することによシ酸素を発生させ、この酸素を循環系
に補充することを特徴とじている。
過酸化水素を分解するだめの酵素としては、食品工業分
野で酵素剤として販売されているカタラーゼを用いる。
野で酵素剤として販売されているカタラーゼを用いる。
カタラーゼは結晶化が容易で、肝臓、赤血球、細菌など
から結晶状に得られ、分子量約２２５，０００の物質で
ある。
から結晶状に得られ、分子量約２２５，０００の物質で
ある。
カタラーゼの固定化方法としては、（１）共有結合、イ
オン結合、物理的吸着、生化学的親和力などにより、不
溶性の担体に固定化する担体結合法、（２）生体触媒同
士をグｌしｐ／Ｉ／アルデヒドのような多官能性試薬で
架橋する架橋法、（３）低分子化合物を重合ちるいは会
合させるか、あるいは高分子化合物を可溶の状態から不
溶の状態に移すことによって生ずる高分子ゲ／１／（格
子型）、マイクロカプセル、リポソームに包み込んだり
、中空繊維（ホローファイバ）、限外−過膜に生体触媒
を閉じ込める包括法、（４）これら３方法を適宜組み合
わせた複合法、が用いられる。
オン結合、物理的吸着、生化学的親和力などにより、不
溶性の担体に固定化する担体結合法、（２）生体触媒同
士をグｌしｐ／Ｉ／アルデヒドのような多官能性試薬で
架橋する架橋法、（３）低分子化合物を重合ちるいは会
合させるか、あるいは高分子化合物を可溶の状態から不
溶の状態に移すことによって生ずる高分子ゲ／１／（格
子型）、マイクロカプセル、リポソームに包み込んだり
、中空繊維（ホローファイバ）、限外−過膜に生体触媒
を閉じ込める包括法、（４）これら３方法を適宜組み合
わせた複合法、が用いられる。
（１）の担体結合法における共有結合用の担体としテハ
、セ／’ロース、アガロース、デキストラン、キチン、
コラーゲン、アミノ酸ポリマー、ポリスチレン、エチレ
ン−マレイン酸コポリマー、ホリアクリルアミド、ポリ
ビニルアルコール、ナイロン、４，６−ジクロロ−６−
）ジアゾニルイオン交換体、イオン交換樹脂、ガラスピ
ーズ、ニッケルシリカアルミナ、ジルコニア、セラミッ
クなどが用いられ、物理的吸着用の担体としては、砂（
アルキルアミノ化）、カーボン、活性炭、シリカゲル、
アルミナ、モレキュラーシープ、チタニア、ステンレス
スチール、リン酸カルシウムゲルェノキシアセチル化物
、キチン、アガロ−スゲ！ペセルロース、タンニン、シ
リコンゴムナトカ用イられ、イオン結合用の担体として
は、アンバーライト（ Ａｍｂｅｒｌｉ℃ｅ）、ダイア
イオニｙ （Ｄｉａｉ．ｏｎ）、セファデックス（Ｓｅ
ｐｈａｄｅｘ） 、セルロースなどが用いられる。
、セ／’ロース、アガロース、デキストラン、キチン、
コラーゲン、アミノ酸ポリマー、ポリスチレン、エチレ
ン−マレイン酸コポリマー、ホリアクリルアミド、ポリ
ビニルアルコール、ナイロン、４，６−ジクロロ−６−
）ジアゾニルイオン交換体、イオン交換樹脂、ガラスピ
ーズ、ニッケルシリカアルミナ、ジルコニア、セラミッ
クなどが用いられ、物理的吸着用の担体としては、砂（
アルキルアミノ化）、カーボン、活性炭、シリカゲル、
アルミナ、モレキュラーシープ、チタニア、ステンレス
スチール、リン酸カルシウムゲルェノキシアセチル化物
、キチン、アガロ−スゲ！ペセルロース、タンニン、シ
リコンゴムナトカ用イられ、イオン結合用の担体として
は、アンバーライト（ Ａｍｂｅｒｌｉ℃ｅ）、ダイア
イオニｙ （Ｄｉａｉ．ｏｎ）、セファデックス（Ｓｅ
ｐｈａｄｅｘ） 、セルロースなどが用いられる。
（２）の架橋法における架橋剤としては、グルタルアル
デヒドのほか、マレインイミド誘導体、ハロゲン化アリ
ール、インシアナート類、イミドエステル、クロロ−８
−１−リアジン類、ヘキサメチレンジイソチオシアナー
ト、ビスジアゾベンジジンなどが用いられる。
デヒドのほか、マレインイミド誘導体、ハロゲン化アリ
ール、インシアナート類、イミドエステル、クロロ−８
−１−リアジン類、ヘキサメチレンジイソチオシアナー
ト、ビスジアゾベンジジンなどが用いられる。
（３）の包括法に２ける格子型の包括用材料としてハ、
コラーゲン、フィブリン、アルブミン、カゼイン、七ル
ロースファイバ、セルローストリアセヌード、寒天、ア
ルギン酸カルシウム、カラギーナン、アガロース、ポリ
アクリル゛７ミド、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタク
リル クロリド、γーメチルポリグルタミン酸、ポリスチレン
、ポリビニルピロリドン、ポリジメチルアクリルアミド
、ポリウレタン、光架橋性樹脂などが用いられ、マイク
ロカプセル用包括材料としては、コロジオン、ナシ。ロ
ン、ポリスチレン、ポリウレア、エチルセルロース、シ
リコンｇＪ体、フェニルシロキサン、硝酸セルロースナ
トカ用いられ、リポソーム用包括材料としては、炭化水
素、リン脂質などが用いられる。
コラーゲン、フィブリン、アルブミン、カゼイン、七ル
ロースファイバ、セルローストリアセヌード、寒天、ア
ルギン酸カルシウム、カラギーナン、アガロース、ポリ
アクリル゛７ミド、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタク
リル クロリド、γーメチルポリグルタミン酸、ポリスチレン
、ポリビニルピロリドン、ポリジメチルアクリルアミド
、ポリウレタン、光架橋性樹脂などが用いられ、マイク
ロカプセル用包括材料としては、コロジオン、ナシ。ロ
ン、ポリスチレン、ポリウレア、エチルセルロース、シ
リコンｇＪ体、フェニルシロキサン、硝酸セルロースナ
トカ用いられ、リポソーム用包括材料としては、炭化水
素、リン脂質などが用いられる。
また高分子膜としては、ＣＯ２の気体透過係数の大きい
、ポリアクリルニトリル トリル 商標、アクリルニトリルの含有率の高い共重合体）、ポ
リ塩化ビニリデン、バレッタヌ（ソハイオ社登録商標、
アクリロニトリルの含有率の高い共重合体）、ポリエチ
レンテレフタレート、ナイロン−６、ポリ塩化ビニ）Ｖ
（＝可塑）、ポリエチレン（密度０．９６４）、酢酸
セルロース（無可塑）、ブチルゴム、ポリカーボネート
、ポリプロピレン（密度０．９０７ ）、ポリスチレン
、ポリエチレン（密度０、９２２ ）、ネオプレン、テ
フロン、ポリ（２，６−ジメチ／レフエニレンオキシド
）、天然ゴム、ポリ（４−メチルペンテン−ｌ）、ポリ
ジメチルシロキサン、シリコンゴムなどが用いられる。
、ポリアクリルニトリル トリル 商標、アクリルニトリルの含有率の高い共重合体）、ポ
リ塩化ビニリデン、バレッタヌ（ソハイオ社登録商標、
アクリロニトリルの含有率の高い共重合体）、ポリエチ
レンテレフタレート、ナイロン−６、ポリ塩化ビニ）Ｖ
（＝可塑）、ポリエチレン（密度０．９６４）、酢酸
セルロース（無可塑）、ブチルゴム、ポリカーボネート
、ポリプロピレン（密度０．９０７ ）、ポリスチレン
、ポリエチレン（密度０、９２２ ）、ネオプレン、テ
フロン、ポリ（２，６−ジメチ／レフエニレンオキシド
）、天然ゴム、ポリ（４−メチルペンテン−ｌ）、ポリ
ジメチルシロキサン、シリコンゴムなどが用いられる。
以下、本発明の実施例を水中呼吸装置の場合について図
面に基づいて説明する。第１図は本発明の方法を実施す
る水中呼吸装置の一例を示している。１は多数のシリコ
ンのホローファイバ（中空繊維）を充てんするか、また
はシリコン膜を螺旋状に充てんした炭酸ガス分離器、２
はカタラーゼの固定化物を充てんした酸素．発生器であ
る。人間の口から排出される呼気を弁３を介して炭酸ガ
ス分離器１に導入し、シリコンのホローファイバまたは
螺旋状のシリコン膜を通して炭酸ガスを分離して系外に
排出し、残９の呼気の一部をバイパスライン４に流し、
呼気の残部を酸素発生器２に導入する。酸素発生器２に
は過酸化水素タンク５か素が発生する。
面に基づいて説明する。第１図は本発明の方法を実施す
る水中呼吸装置の一例を示している。１は多数のシリコ
ンのホローファイバ（中空繊維）を充てんするか、また
はシリコン膜を螺旋状に充てんした炭酸ガス分離器、２
はカタラーゼの固定化物を充てんした酸素．発生器であ
る。人間の口から排出される呼気を弁３を介して炭酸ガ
ス分離器１に導入し、シリコンのホローファイバまたは
螺旋状のシリコン膜を通して炭酸ガスを分離して系外に
排出し、残９の呼気の一部をバイパスライン４に流し、
呼気の残部を酸素発生器２に導入する。酸素発生器２に
は過酸化水素タンク５か素が発生する。
発生した酸素を含む呼気は循環ポンプ７により水分分離
器８に送られ、ここで水分が分離された後、前記バイパ
スライン４からのＣＯ２を含まない呼気が合流して、人
間の呼吸に適する組成の空気が調整される。この空気は
圧力調整用バッファータンク１０で圧力が調整された後
、弁３を経て人間の口に供給される。１１はバイパスポ
ンプ、１２は小型電池である。なおバイパスライン４ｔ
ｌ−設けない場合もある。
器８に送られ、ここで水分が分離された後、前記バイパ
スライン４からのＣＯ２を含まない呼気が合流して、人
間の呼吸に適する組成の空気が調整される。この空気は
圧力調整用バッファータンク１０で圧力が調整された後
、弁３を経て人間の口に供給される。１１はバイパスポ
ンプ、１２は小型電池である。なおバイパスライン４ｔ
ｌ−設けない場合もある。
第２図は本発明の方法を実施する水中呼吸装置；ｌの池
の例を示している。本例は呼気の循環系に酸素発生器２
ａを接続し、呼気を酸素発生器に流すことなく、循環系
に直接酸素を供給するように構成したものである。他の
構成は第１図の場合と同様である。
の例を示している。本例は呼気の循環系に酸素発生器２
ａを接続し、呼気を酸素発生器に流すことなく、循環系
に直接酸素を供給するように構成したものである。他の
構成は第１図の場合と同様である。
上記の実施例は水中呼吸装置の場合について説明したが
、水中に１収ることなく、（堕上、緊急用などに適用す
ることもできる。この場合は水分分離器８、圧力調整用
バッファータンク１０は不要となる。また緊急用の場合
は、ポンプ、電池を設けないように（４成することもで
きる。
、水中に１収ることなく、（堕上、緊急用などに適用す
ることもできる。この場合は水分分離器８、圧力調整用
バッファータンク１０は不要となる。また緊急用の場合
は、ポンプ、電池を設けないように（４成することもで
きる。
つぎにカタラーゼの必要量について説明する。
カタラーゼ１分子（分子ｍｔ ２２５．０００ ）当り
、１分間に５００万分子のＨ２Ｏ２を分解するので、カ
タラーゼ５，２〜ｆ １． ３（１／ｌＩｉｎの酸素を
発生することになる。
、１分間に５００万分子のＨ２Ｏ２を分解するので、カ
タラーゼ５，２〜ｆ １． ３（１／ｌＩｉｎの酸素を
発生することになる。
したがって第３図に示すように、８ ０ １７ｍｉｎの
呼気を処理するには、Ｈ２Ｏ２を４ １Ａｉｎの割合で
分解すれば、呼吸用空気を発生させることができる。こ
のときの炭酸ガス分′．４器ｌの膜Ｄ￥ｉ積は約２０ｍ
必要でめり、炭酸ガス分離器１の容積は約０．５１必要
となる。
呼気を処理するには、Ｈ２Ｏ２を４ １Ａｉｎの割合で
分解すれば、呼吸用空気を発生させることができる。こ
のときの炭酸ガス分′．４器ｌの膜Ｄ￥ｉ積は約２０ｍ
必要でめり、炭酸ガス分離器１の容積は約０．５１必要
となる。
これらのことから、水中呼吸装置に適用する場合、５．
２ｋｑのＨ２Ｏ２で一名の人間が１８潜行可能とな９、
装置の小型軽量化および長時間潜行を図ることができ、
水中への気泡排出が少ないという効果を奏する。
２ｋｑのＨ２Ｏ２で一名の人間が１８潜行可能とな９、
装置の小型軽量化および長時間潜行を図ることができ、
水中への気泡排出が少ないという効果を奏する。
本発明の方法は上記のよう（ｔこ、固定化酵素を用いて
いるので、（１）過酸化水素を分解する能力がきわめて
強く、きわめて少量で作用し、未分解の過酸化水素の残
存がなくなり、また酸素発生量の制御を容易に行うこと
ができる。（２） Ｚ ＩＮ化マンガンなどの無機触媒
に比べ、全く毒性がなく、吸気に混入しても無害である
。（３）固定化酵素の形状は自由に選ぶことができ、通
常の粉末無機触媒に比べ、通気抵抗を著しく下げる構造
を採ることができる。
いるので、（１）過酸化水素を分解する能力がきわめて
強く、きわめて少量で作用し、未分解の過酸化水素の残
存がなくなり、また酸素発生量の制御を容易に行うこと
ができる。（２） Ｚ ＩＮ化マンガンなどの無機触媒
に比べ、全く毒性がなく、吸気に混入しても無害である
。（３）固定化酵素の形状は自由に選ぶことができ、通
常の粉末無機触媒に比べ、通気抵抗を著しく下げる構造
を採ることができる。
（４）固定化酵素は常に水で湿っており、かつ粉化しな
い構造体であるので、系内を汚染することがない。した
がって分離Ｓの使用も可能となる。（５）少量で長く使
用できるので経済的である。などの利点を有し、また炭
酸ガス分離に高分子膜を用いているので、（１）無機吸
着剤を用いる方式の場合、有害物質でるる無機吸着剤の
飛沫同伴による吸気への影響があるが、高分子膜を利用
することで、その心配が全くなくなる。（２）炭酸ガス
の排出と同時に、分圧の関係で酸素の一部収入をも期待
できる。
い構造体であるので、系内を汚染することがない。した
がって分離Ｓの使用も可能となる。（５）少量で長く使
用できるので経済的である。などの利点を有し、また炭
酸ガス分離に高分子膜を用いているので、（１）無機吸
着剤を用いる方式の場合、有害物質でるる無機吸着剤の
飛沫同伴による吸気への影響があるが、高分子膜を利用
することで、その心配が全くなくなる。（２）炭酸ガス
の排出と同時に、分圧の関係で酸素の一部収入をも期待
できる。
（３）吸収剤の場合、毎回数シ替えることが必要である
のに比べ、取シ替えることなく何回でも使用することが
できる。（４）固形物粉体あるいは無機、有機液体によ
る系内への汚染がなくなる。などの利点金有している。
のに比べ、取シ替えることなく何回でも使用することが
できる。（４）固形物粉体あるいは無機、有機液体によ
る系内への汚染がなくなる。などの利点金有している。
したがって呼気を循環する系において、固定化酵素と高
分子膜とを組み合わせて用いることによシ、炭酸ガスの
排除と、補充用酸素の制御とを容易に行うことができる
という効果を奏する。
分子膜とを組み合わせて用いることによシ、炭酸ガスの
排除と、補充用酸素の制御とを容易に行うことができる
という効果を奏する。
第１図は本発明の方法を実施する呼吸装置の一例を示す
フローシート、第２図は他の例を示すフローシート、第
３図は物質収支を示す説明図である。 ｌ・・・炭酸ガス分離器、２．２ａ・・・酸素発生器、
３・・・弁、４・・パイパヌライン、５・・・過酸化水
素タンク、６・・・過酸化水素供給ポンプ、７・・・循
環ポンプ、８・・・水分分離器、ｌＯ・・・圧力調整用
バッファータンク、１１・・・バイパスポンプ、１２・
・・小型電池
フローシート、第２図は他の例を示すフローシート、第
３図は物質収支を示す説明図である。 ｌ・・・炭酸ガス分離器、２．２ａ・・・酸素発生器、
３・・・弁、４・・パイパヌライン、５・・・過酸化水
素タンク、６・・・過酸化水素供給ポンプ、７・・・循
環ポンプ、８・・・水分分離器、ｌＯ・・・圧力調整用
バッファータンク、１１・・・バイパスポンプ、１２・
・・小型電池
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 呼気を循環し、この循環系に酸素を補充して呼吸用
空気を発生させる方法において、呼気を高分子膜に通し
炭酸ガスを分離して系外に排除し、残りの呼気を循環さ
せ、一方、過酸化水素を酵素を用いて分解することによ
り酸素を発生させ、この酸素を循環系に補充することを
特徴とする呼吸用空気発生方法。 ２ 酵素としてカタラーゼを用いる特許請求の範囲第１
項記載の呼吸用空気発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22966185A JPS6287172A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 呼吸用空気発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22966185A JPS6287172A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 呼吸用空気発生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287172A true JPS6287172A (ja) | 1987-04-21 |
Family
ID=16895695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22966185A Pending JPS6287172A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 呼吸用空気発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287172A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0498833U (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-26 | ||
| EP0788806A3 (de) * | 1996-01-22 | 1998-04-22 | Gertraud Canavate Riera | Mittel zur Freisetzung von Sauerstoff in Sauerstoffgeneratoren |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22966185A patent/JPS6287172A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0498833U (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-26 | ||
| EP0788806A3 (de) * | 1996-01-22 | 1998-04-22 | Gertraud Canavate Riera | Mittel zur Freisetzung von Sauerstoff in Sauerstoffgeneratoren |
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