JPS6323712A - ガス混合物から二酸化炭素を除去するための装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ガス混合物から二酸化炭素を除去するため
の装置、いわゆる二酸化炭素吸収器に関する。この装置
は、主として、呼吸ガス混合物から二酸化炭素を抽出す
るのを意図している。

（従来技術） 医療補助の分野では、呼吸ガスの混合物から二酸化炭素
を抽出することができる装置たとえば人工呼吸器、麻酔
剤の投薬のための装置および人体の呼吸系の診断ないし
は化学的測定のための装置を含む補助具のような装置に
対する大きな需要がある。この必要性は、また、たとえ
ばダイバによっておよび他の非呼吸環境における人間に
よって用いられる呼吸装置のように、直接周りから呼吸
することができない状況下において用いられる呼吸装置
の場合においても普及している。ガス混合物から二酸化
炭素を抽出するために用いられる工業的な吸収器に適用
されない二酸化炭素吸収器には、多数の要件がある。人
工呼吸器２麻酔装置。

呼吸装置や類似の目的のために用いられる二酸化炭素吸
収器は絶対的に安全でなければならない。

すなわち、その装置に接続された人間が有害物質を吸い
込むというどんな危険もあってはならないのである。吸
収器は、また、そこを通るガスの経路が、その吸収器に
接続された人間がそこを通して容易に呼吸できるように
、低抵抗でなければならない。吸収器は効果的なもので
ありながら、しかも比較的小さい容積でまた重量が軽（
なければならない。吸収器は好ましくは１回限りの使用
に向けられるものであるので、したがって使いやすくま
た安価に製造できなければならない。

前述の分野に用いられるための、かつここ数十年間総合
的に有力な二酸化炭素吸収器は、ガス混合物のための入
口と出口とを有しかつ吸収材料を含む容器を備え、この
吸収材料は、まれにシリカを含む、ソーダ石灰として公
知の水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムの混合物の小
片ないしは粗い粒子の混合物を含む。そのシリカは吸収
材料を固めかつダスト（はこりやちり）の形成を減じる
ために添加される。同じような方法で用いられる他の吸
収材料は「バラリーム（Ｂａｒａｌｙｍｅ）　Ｊであり
、これは水酸化バリウムと水酸化カルシウムとの混合物
を含む。

（発明が解決しようとする問題点） これら公知の二酸化炭素吸収器は非常に長時間にわたっ
て利用可能であるが、それらは次のような欠点を有する
。たとえば、そのような固形の吸収材料は純粋に均質で
なければならず、その上、その吸収器に接続された人間
が肺まで吸い込むどんな小さい粒子やダストも含んでは
ならない。したがって、そのような吸収剤を硬くかつ比
較的大きな材料の片で構成しなければならない。その結
果、ガス混合物と二酸化炭素結合混合物との間の比接触
表面積が小さくなり、したがって二酸化炭素の吸収効率
を維持するためには大きな容積の吸収材料を必要とする
。さらに、使用の際に吸収材料の小片や粒子の表面に炭
酸塩（Ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）が形成されると、これら
被覆された表面の下に配置された大量の材料がまだ二酸
化炭素を結合することができるにも拘らず、その材料を
二酸化炭素の吸収に関して不活性にしてしまう。また、
これら吸収剤はかなりの量の湿気や吸収プロセスからの
熱を吸収し、そしてその結果粒子が凝集されあるいは「
一体焼成」されてしまい、それによってそこを通るガス
の経路に対する抵抗が増加する。これによって、流過抵
抗が増加するとともに、吸収材料の不均質や非効果的な
使用を生じる。結果として、この混合物は二酸化炭素の
吸収に関して最も有効であるにも拘らず、比較的小さな
割合の水酸化ナトリウムだけがソーダ石灰中に用いられ
得ることになる。

それゆえに、この発明の目的は、前述の公知の二酸化炭
素吸収器に対してかなり改良された二酸化炭素吸収器を
提供することである。

この発明の他の目的は、大量生産に適合することができ
る合理的な方法ないし態様で製造することができる、二
酸化炭素吸収器を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 従来技術の吸収器と同じように、この発明に従った二酸
化炭素吸収器は、また、処理されるべきガス混合物のた
めの人口と出口とを備え、二酸化炭素を化学的に結合す
ることができる物質からなる吸収材料を含む容器を備え
る。この発明に従った吸収器は、主として、その吸収材
料が細かく分割されたガス浸透性の繊維構造を備え、そ
の繊維構造から二酸化炭素を化学的に結合することがで
きる１またはそれ以上の物質を含む溶液をその中に吸収
しかつその溶液が繊維構造の中に液体の形で保持される
、そのような繊維構造を備えることが特徴である。

（発明の効果） この発明に従った吸収器における二酸化炭素結合材料は
微細に分割された溶液の形を有するので、ダストを形成
するという危険もなく、したがってその吸収器に接続さ
れた人間が有害物質を吸い込むという危険もない。さら
に、溶液は繊維構造の中に吸収されているため、その構
造中に含まれる二酸化炭素結合材料を有する構造を通し
て流れるガス混合物の接触のために、非常に大きな比表
面積が得られ、それによって高効率が達成できる。

この発明に従った吸収器によって与えられる他の利点は
、炭酸塩が形成されることによる効率の低下速度が比較
的遅いということである。このことは、効率的な吸収器
を小さい寸法でしかも軽い重量でつくることを可能にす
る。これらの利点は、特に比較的短時間の間だけ用いら
れるような吸収器について顕著である。この後者の点に
関して、以前は、比較的大きな寸法でかつ重量の重い吸
収器を用いる必要があった。

乾燥状態ではその重量および容量に対して非常に大量の
液体を吸収することができかつ強制的な蒸発以外ではそ
の繊維材料から液体を抽出することが実際上は不可能に
するように吸収された液体を保持することができる繊維
材料は、市場において容易に入手可能である。そのよう
な繊維材料の使用は、どんな有害なまたは有毒な物質も
その吸収器の中に残さずかつそこに接続された人間に伝
えられないということを完全に保証する。そのような高
吸収材料の成るものは、スウェーデンのウーデホルムズ
・アーベー（Ｕｄｄｅｈｏｌｍｓ　ＡＢ）によって、セ
コソーブ（ＳＥＣＯ３ＯＲＢ）という名前で製造され販
売されていて、それは高吸収セルロース誘導体すなわち
ポーラスを含み、粒子化されたカルボキシメチルセルロ
ースは約１１Ｍの粒子サイズを有する。この高吸収材料
は、レーヨン繊維や綿繊維のマトリクスに組み込まれる
ことによって、フェルト化されあるいは柔らかいものを
固めた構造で与えられ得る。しかしながら、この発明に
従った二酸化炭素吸収器は、ガス浸透性を有しその容積
に対して大量の液体を液体の形で吸収しかつ積極的に保
持することができる繊維状の構造の任意の適宜の形式の
ものを用いることができる。

液体は事実上の繊維それ自体に単独で結合することがで
きるので、したがってそれぞれの繊維の間の隙間は液体
を自由に通すことができ、その液体が染み込んだ繊維構
造は良好なガス浸透性を呈し、この浸透性はその吸収器
の使用の間中当初のレベルを維持する。

大量の液体を吸収しかつ保持することができる繊維材料
を含むのに加えて、この発明に従った吸収器の繊維構造
は、わずかな吸収能力しか持たない繊維材料を組み込ん
でもよく、この繊維材料の目的は液体吸収繊維材料を分
離しかつ全体として繊維構造へのガス透過性の所望の程
度を与えることである。このわずかな液体吸収量を処理
する繊維材料の適当なものは、たとえば、ポリプロピレ
ンの２成分繊維を含み、また、フェルト化されあるいは
柔らかいものを固めた構造の形を有する。

液体吸収繊維材料と実質的に液体を吸収しない繊維材料
とが交互の層に配置されると、利点がある。

この発明に従った吸収器は、たとえば、添付図面におい
て概略的に図解された態様でかつ断面で示したように構
成される。

（実施例） この発明に従った吸収器は、硬い外側の、実質的に円筒
形の容器１を含み、この容器１はその一端に処理される
べきガスのための入口２を備え、他端にその処理された
ガスのための出口９を備える。その人口２は、長い中空
の実質的にチューブ状の支持要素３を保持するようにさ
れ、この支持要素３は外部容器１内で同軸的に延び、入
口２から離れたその一端が栓ないし端壁４の助けによっ
て閉じられている。支持要素３は基本的には円筒形状で
あるが、それは複数の、環状の外方に突出したフィンな
いしフランジ３ａを備え、その要素の壁には、多数のア
パーチャないし開口３ｂが形成される。この支持要素３
は吸収材料５を支持し、この吸収材料５は要素３を取り
囲む、フェルト化されあるいは柔らかいものを固めた複
数の円筒形の層を含む。これらは相互に同軸であり、重
ね合わされた繊維層は、二酸化炭素吸収剤を含む溶液た
とえば水酸化ナトリウムの水溶液を液体の形で吸収しか
つそこに保持する高吸収繊維構造と、たとえばポリプロ
ピレンの２成分構造のような極くわずかな液体吸収特性
を有する繊維構造とを交互に含む。

矢印６で示すように、入口２に入った二酸化炭素含有ガ
スは、支持要素３の内部に導かれ、矢印７で示すように
、そこから開口３ｂを通り、そしてその後、円筒形の繊
維構造層５を通る。繊維構造５をそのガスが通過すると
き、入ってくる二酸化炭素は、二酸化炭素結合物質の溶
液との化学的な協働によって、そのガスから抽出されか
つ吸収され、そしてその繊維構造によって保持される。

二酸化炭素吸収繊維構造５を通過した後、ガスは、いま
やその二酸化炭素含有物が清浄化され、矢印８で示すよ
うに、出口９を通して導き出される。

しかしながら、この発明に従った吸収器は、上述のもの
以外の方法で構成されてもよいことが理解されよう。

この発明に従った吸収器の繊維構造によって吸収されか
つ保持された液体が、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、
水酸化バリウム（Ｂａ　　（ＯＨ）ｚ）、水酸化カリウ
ム（ＫＯＨ）および水酸化カルシウム（Ｃａ　　（ＯＨ
）ｚ）のようなアルカリ金属および／またはアルカリ土
類金属の一次的な水酸化化合物のような１またはそれ以
上の二酸化炭素結合混合物の水溶液を含む場合に、利点
がある。４０〜５０％のＮａＯＨを含む水溶液が用いら
れるとき、特別な利点がある。しかしながら、二酸化炭
素を結合することができる他の液溶性混合物が用いられ
てもよいことが理解されよう。安価で、無害で、常温で
は比較的揮発しにくいために、この点で水は非常に有利
な溶剤のように思えるが、用いられる繊維構造に液体の
形で吸収されかつ結合される他の溶剤が用いられてもよ
い、ということが理解されよう。

この発明に従った吸収器は、主として、人工呼吸器、麻
酔剤投薬装置、呼吸装置および類似の応用に関連して呼
吸ガ、スから二酸化炭素を除去するために開発されかつ
特別な利点を有するが、この吸収器は、勿論、二酸化炭
素含有ガス混合物から二酸化炭素を抽出する他の関連に
おいて用いられてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 図において、１は外部容器、２は入口、３は支持要素、
３ａはフランジ、３ｂは開口、５は繊維構造層、９は出
口を示す。 特許出願人　イーコール・アーベー 代理人　弁理士　山　１）　義　人 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ガス混合物のための入口と出口とを有し、二酸化炭
   素を化学的に結合することができる物質を含む吸収媒体
   を封入する容器を備える、ガス混合物特に呼吸ガスから
   二酸化炭素を除去するための装置において、 吸収媒体は、吸収されかつ液体の形で保持された、二酸
   化炭素を化学的に結合することができる１またはそれ以
   上の物質の溶液を有する繊維構造を備えることを特徴と
   する、装置。 ２　前記溶液は、たとえばＮａＯＨ、Ｂａ（ＯＨ）＿２
   、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）＿２のような１またはそれ以上
   のアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属の水酸
   化の水溶液を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ３　溶液は４０〜５０％のＮａＯＨを含む水溶液である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４　繊維構造は、高度に液体を吸収しかつ保持すること
   ができる繊維材料と、比較的低い液体吸収能力の繊維材
   料とを含み、後者の繊維材料は液体吸収繊維材料を分離
   しかつ繊維構造の所望の程度のガス浸透性を確保するマ
   トリクスの形に配置されることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の装置。 ５　相互に異なる吸収能力の２つの繊維材料は交互の層
   に配置されることを特徴とする、特許請求の範囲第４項
   記載の装置。 ６　繊維構造はフェルト構造であることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
   装置。 ７　液体吸収および液体保持繊維材料はレーヨンと綿の
   混紡と、それに結合された高液体吸収セルロース誘導体
   とを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ない
   し第６項のいずれかに記載の装置。 ８　セルロース誘導体はカルボキシメチルセルロースで
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第７項記載の装
   置。 ９　不活性繊維材料はポリプロピレンの２成分繊維を含
   むことを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の装置
   。