(57)【要約】  医療施設から放出される廃棄麻酔ガスから麻酔成分を回収し分離する方法と装置が開示される。凝縮タイプの麻酔再生方法および装置は、１つ以上の次の好適な実施の形態を備える：小流量麻酔ガス捕集ユニット、廃棄麻酔ガスを低温トラップ／分流器の冷却面に霜として収集する霜分留プロセス、少なくとも１段の圧縮段階を有するコンプレッサ、および、最小限のユーティリティ設備と結合部分と医療施設の補給品を必要とする自己完結型ユニット。【選択図】図１
2008539978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄麻酔ガスの収集用装置（３０）であって：
互いに流体連通する流入部と流出部を有する第１のチャンバ（３２Ａ）であって、前記第１のチャンバの前記流入部は、麻酔装置（１２Ａ）の排出部と流体結合するようになされ、廃棄麻酔ガス成分を含むガス流れをそこから受け入れるように配列される、第１のチャンバと；
前記チャンバの前記流出部と流体結合される第１の端部を有し、真空マニホルド（１６）に流体結合するようになされる第２の端部を有する第１の排出バルブ（３４Ａ）と；
前記第１のチャンバに結合される第１の検出器（４０Ａ）であって、前記廃棄麻酔ガス成分が前記第１のチャンバに存在しそうであるときを判断するように設計され配列され、前記第１の検出器は前記第１の排出バルブを制御するように前記第１の排出バルブと運転可能に結合される、第１の検出器とを備え；
前記第１の検出器が前記廃棄麻酔ガス成分が前記第１のチャンバに存在しそうであると判断したとき、前記第１の検出器が前記第１の排出バルブを開き、前記第１のチャンバからの前記廃棄麻酔ガス成分を含む前記ガス流れを前記真空マニホルドへ排出するように前記第１のチャンバの前記流出部を前記真空マニホルドに流体接続する；
装置。
【請求項２】
前記第１の検出器が圧力計である；
請求項１の装置。
【請求項３】
前記第１の排出バルブが、ソレノイド駆動バルブである；
請求項１の装置。
【請求項４】
前記第１の排出バルブ（３４Ａ）の前記第２の端部と流体結合する真空マニホルド（１６）と；
前記真空マニホルドに流体結合され、前記真空マニホルドからのガス流れを受け入れる廃棄麻酔ガス捕集装置（２２、２４、２６Ｂ、２０）であって、前記ガス流れから前記廃棄麻酔ガス成分を除去するように設計され配列された廃棄麻酔ガス捕集装置とをさらに備える；
請求項１の装置。
【請求項５】
前記第１の排出バルブ（３４Ａ）の前記第２の端部と流体結合する真空マニホルド（１６）と；
排出部をそれぞれ有する第１および第２麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ）であって、前記第１のチャンバ（３２Ａ）の前記流入部は前記第１の麻酔装置（１２Ａ）の前記排出部と流体結合している、第１および第２麻酔装置と；
流入部と流出部を有する第２のチャンバ（３２Ｂ）であって、前記第２のチャンバの前記流入部は前記第２の麻酔装置（１２Ｂ）の前記排出部と流体結合する、第２のチャンバと；
前記第２のチャンバ（３２Ｂ）の前記流出部と流体結合する第１の端部と前記真空マニホルドと流体結合する第２の端部を有する第２の排出バルブ（３４Ｂ）と；
前記第２のチャンバに結合される第２の検出器（４０Ｂ）であって、前記廃棄麻酔ガス成分が前記第２のチャンバに存在しそうであるときを判断するように設計され配列され、前記第２の検出器は前記第２の排出バルブを制御するように前記第２の排出バルブと運転可能に結合される、第２の検出器とを備え；
前記第１の排出バルブと前記第２の排出バルブとが、前記廃棄麻酔ガス成分が前記第１のチャンバあるいは前記第２のチャンバに存在していなさそうであるとき、協同して、大気の前記排出マニホルドへの取入れを制限する；
請求項１の装置。
【請求項６】
麻酔装置（１２）からのガス流れから廃棄麻酔ガス成分を捕集する方法であって：
前記麻酔装置からの前記ガス流れをチャンバ（３２）へ受け入れる工程と；
前記チャンバで受け入れた前記ガス流れの存在を検出する工程と；
前記チャンバに受け入れた前記ガス流れの前記存在に応じて、選択的に分離可能な流路（３４）により、前記チャンバを真空マニホルド（１６）へ周期的に流体結合する工程と；
前記選択的に分離可能な流路と前記真空マニホルドにより、前記前記チャンバにて受け入れられた前記ガス流れを廃棄麻酔ガス捕集装置（２２、２４、２６Ｂ、２０）へ移送する工程と；
前記廃棄麻酔ガス捕集装置で前記ガス流れから前記廃棄麻酔ガス成分を除去する工程とを備え；
前記麻酔ガス装置から流出する廃棄麻酔ガス成分がないとき、前記チャンバと前記選択的に分離可能な流路は協同して前記真空マニホルドへの大気ガスの取入れを少なくする；
方法。
【請求項７】
前記チャンバで受け入れられた前記ガス流れの前記存在が検出されたときに、前記選択的に分離可能な流路との流体連通を有効とする工程と；
前記チャンバで受け入れられた前記ガス流れの前記存在が検出されないときに、前記選択的に分離可能な流路との流体連通を無効とする工程とをさらに備える；
請求項６の方法。
【請求項８】
前記チャンバに結合された圧力計で前記チャンバに受け入れられた前記ガス流れの圧力を検出する工程をさらに備える；
請求項６の方法。
【請求項９】
前記選択的に分離可能な流路はソレノイド駆動排出バルブを含み：
前記チャンバ内の圧力と大気圧との差圧を検出する工程と；
前記チャンバ内の前記圧力が前記大気圧より高いときに、前記圧力計により前記排出バルブを開くようにする工程と；
前記チャンバ内の前記圧力が前記大気圧より高くはないときに、前記圧力計により前記排出バルブを閉じるようにする工程とをさらに備える；
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記差圧に比例して前記排出バルブを駆動する工程をさらに備える；
請求項９の方法。
【請求項１１】
前記真空マニホルドの複数の入口ポイントに対応する複数の麻酔装置において、前記複数の入口ポイントに対応する麻酔装置で、前記廃棄麻酔ガス成分の検出された可能性のある存在に基づき、前記真空マニホルドの複数の入口ポイントにおける全ての入口ポイントでの流入を制御する工程をさらに備える；
請求項６の方法。
【請求項１２】
ガス混合物から複数のガス成分を取り除き、分離する方法であって：
前記ガス混合物が高温から低温の方向へ通り過ぎるような表面温度勾配を特徴とする冷却面（３６）を前記ガス混合物を通過させて前記ガス混合物を冷却する工程と；
前記冷却面の第１の部分（６０、６２）上へ固体として前記ガス混合物のガス状の第１の成分を凝結させることにより蒸着する工程であって、前記第１の成分は第１の融点を特徴とし、前記第１の部分（６０、６２）は前記第１の融点より低い第１の温度を特徴とする、工程と；
その後、前記冷却面の第２の部分（６３、６４）上へ固体として前記ガス混合物のガス状の第２の成分を凝結させることにより蒸着する工程であって、前記第２の成分は第２の融点を特徴とし、前記第２の部分（６３、６４）は前記第２の融点より低く前記第１の融点より低い第２の温度を特徴とする、工程と；
その後、前記冷却面（３６）を加温する工程と；
その後、前記冷却面（３６）の前記第２の部分（６３、６４）から前記蒸着した固体の第２の成分を解凍する工程と；
その後、前記第２の成分を第２の容器（２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記冷却面（３６）の前記第１の部分（６０、６２）から前記蒸着した固体の第１の成分を解凍する工程と；
その後、前記第１の成分を第１の容器（２４Ａ）に収集する工程とを備える；
方法。
【請求項１３】
前記蒸着した固体の第２の成分を液相に融解する工程と；
その後、前記液体の第２の成分を前記第２の容器（２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記蒸着した固体の第１の成分を液相に融解する工程と；
その後、前記液体の第１の成分を前記第１の容器（２４Ａ）に収集する工程とをさらに備える；
請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記蒸着した固体の第２の成分を液相に融解する工程と；
その後、前記液体の第２の成分を前記第２の容器（２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記蒸着した固体の第１の成分を気相に昇華する工程と；
その後、前記蒸気の第１の成分を前記第１の容器（２４Ａ）に収集する工程とをさらに備える；
請求項１２の方法。
【請求項１５】
前記蒸着した固体の第２の成分を気相に昇華する工程と；
その後、前記蒸気の第２の成分を前記第２の容器（２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記蒸着した固体の第１の成分を液相に融解する工程と；
その後、前記液体の第１の成分を前記第１の容器（２４Ａ）に収集する工程とをさらに備える；
請求項１２の方法。
【請求項１６】
前記蒸着した固体の第２の成分を気相に昇華する工程と；
その後、前記蒸気の第２の成分を前記第２の容器（２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記蒸着した固体の第１の成分を気相に昇華する工程と；
その後、前記蒸気の第１の成分を前記第１の容器（２４Ａ）に収集する工程とをさらに備える；
請求項１２の方法。
【請求項１７】
窒素、酸素および複数のハロカーボン成分を備える廃棄麻酔ガス混合物から複数のガス成分を除去し分離する方法であって：
前記廃棄麻酔ガス混合物を前記ガス混合物が高温から低温の方向へ通過するような表面温度勾配を特徴とする冷却面（３６）を通過させることによって、廃棄麻酔ガス混合物を冷却する工程と；
前記廃棄麻酔ガス混合物のガス状の第１のハロカーボン成分を前記冷却面（３６）の第１の部分（６０、６２）上に凝固する工程であって、前記ガス状の第１のハロカーボン成分は第１のハロカーボン融点を特徴とし、前記第１の部分（６０、６２）は前記第１のハロカーボン融点より低温の第１の温度を特徴とする、工程と；
前記廃棄麻酔ガス混合物のガス状の第２のハロカーボン成分を前記冷却面（３６）の第２の部分（６３、６４）上に凝固する工程であって、前記ガス状の第２のハロカーボン成分は第２のハロカーボン融点を特徴とし、前記第２の部分（６３、６４）は前記第２のハロカーボン融点より低温で前記第１の温度よりより低温の第２の温度を特徴とする、工程と；
その後、前記冷却面（３６）を加温する工程と；
前記冷却面（３６）の前記第２の部分（６３、６４）から前記凝固した第２のハロカーボン成分を液相に融解する工程と；
前記液体の第２ハロカーボン成分を容器（２４Ａ、２４Ｂ）に収集する工程と；
その後、前記冷却面（３６）の前記第１の部分（６０、６２）から前記凝固した第１のハロカーボン成分を液相に融解する工程と；
前記液体の第１ハロカーボン成分を容器（２４Ａ、２４Ｂ）に収集する工程とを備える；
方法。
【請求項１８】
前記廃棄麻酔ガス混合物は少なくとも１種のガス状麻酔成分を含み；
前記廃棄麻酔ガス混合物の前記ガス状麻酔成分を前記冷却面（３６）の第３の部分（６２、６３、６４）上に凝固する工程であって、前記ガス状麻酔成分は麻酔剤融点を特徴とし、前記第３の部分（６２、６３、６４）は前記麻酔剤融点より低温の第３の温度を特徴とする、工程と；
その後、前記冷却面（３６）の第３の部分（６２、６３、６４）から前記凝固された麻酔成分を気相に昇華し；
その後、前記ガス状の麻酔成分を容器（２４Ｃ）に収集する工程とをさらに備える；
請求項１７の方法。
【請求項１９】
ある量の液体酸素と熱交換し、暖めることによって、前記冷却面（３６）を冷却する工程と；
その後、暖められた量の液体酸素を医療施設（１１０）で使用する工程とをさらに備える；
請求項１７の方法。
【請求項２０】
医療施設からガス状の麻酔剤を大気に放出することを防止するため、廃棄麻酔ガス流れからガス状の麻酔剤を除去し分離する方法であって：
麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）から前記廃棄麻酔ガス流れを収集する工程と；
前記受け入れた廃棄麻酔ガス流れを、少なくとも１段の圧縮段階を有するコンプレッサ（４２）を用いて大気圧より高い圧力に圧縮する工程と；
前記ガス流れが高温から低温の方向へ通り過ぎるような表面温度勾配を特徴とする冷却面（１３６、２３６Ａ、２３６Ｂ）を前記圧縮ガス流れを通過させて前記圧縮ガス流れを冷却する工程と；
前記圧縮ガス流れから前記ガス状の麻酔剤を凝縮する工程と；
前記圧縮ガス流れから前記凝縮した麻酔剤を分離する工程と；
前記凝縮された麻酔剤を含まない前記ガス流れを大気（４６）に放出する工程とを備える；
方法。
【請求項２１】
前記廃棄麻酔ガス流れを収集する前記工程が、
麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）からチャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）へ前記ガス流れを受け入れる工程と；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に受け入れられた前記ガス流れの存在を検出する（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）工程と；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に受け入れられた前記ガス流れの前記存在に応じて、選択的に分離可能な流路（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）で前記チャンバを真空マニホルドに周期的に流体結合する工程と；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に受け入れられた前記ガス流れを前記選択的に分離可能な流路（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）および前記真空マニホルド（１６）によりコンプレッサ（４２）に移送する工程とを備え；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）と前記選択的に分離可能な流路（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）は協同して、前記廃棄麻酔流れが前記麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）から流出していないときに大気の前記真空マニホルド（１６）への取入れを少なくする；
請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記圧縮ガス流れから前記ガス状の麻酔剤を凝縮する前記工程は、前記ガス状の麻酔剤が固体として凝縮する圧力と温度で行われる；
請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記圧縮ガス流れから前記ガス状の麻酔剤を凝縮する前記工程は、前記ガス状の麻酔剤が固体として凝縮する圧力と温度で行われる；
請求項２１の方法。
【請求項２４】
前記ガス流れを、大気放出（４６）する前に膨張弁（４３）で膨張する工程と；
前記膨張弁（４３）で前記ガス流れを膨張することにより凝縮した液化した麻酔成分をレシーバ容器（４５）に収集する工程とをさらに備える；
請求項２０の方法。
【請求項２５】
前記ガス流れを、大気放出（４６）する前に膨張弁（４３）で膨張する工程と；
前記膨張弁（４３）で前記ガス流れを膨張することにより凝縮した液化した麻酔成分をレシーバ容器（４５）に収集する工程とをさらに備える；
請求項２１の方法。
【請求項２６】
医療施設からの廃棄麻酔ガスの麻酔ガス成分の大気への放出を防止するシステムであって：
麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）から廃棄麻酔ガスを収集する廃棄麻酔ガス収集ユニット（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と；
前記廃棄麻酔ガスを前記廃棄麻酔ガス収集ユニット（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）からコンプレッサ（４２）へ導き出す真空マニホルド（１６）と；
前記廃棄麻酔ガスを大気圧より高い圧力へ上昇する、少なくとも１段の圧縮段階を備えるコンプレッサ（４２）と；
前記コンプレッサ（４２）からの流路（１３９、２３９）へ流体結合された入口と、大気放出流路（４６）と流体結合した出口を有する熱交換器／コンデンサ（２２）であって、前記熱交換器／コンデンサ（２２）は内部に配置された冷却コイル（１３６、２３６Ａ、２３６Ｂ）をも有し、前記冷却コイル（１３６、２３６Ａ、２３６Ｂ）の出口は冷媒貯留槽への流路（１２７、２２７）に流体結合し、前記冷却コイル（１３６、２３６Ａ、２３６Ｂ）は冷媒源（１２０、２２０）からの流路（１２１、２２１）と流体結合する入口を有する、熱交換器／コンデンサ（２２）とを備え；
前記熱交換器／コンデンサ（２２）は、前記熱交換器／コンデンサ（２２）内部に前記廃棄麻酔ガスから液化した麻酔成分を収集する少なくとも１つの容器（２４Ａ、２４Ｂ）を有する；
システム。
【請求項２７】
前記熱交換器／コンデンサ（２２）の前記出口に流体結合する膨張弁（４３）であって、大気放出される前記廃棄ガスの圧力を減じる膨張弁（４３）と；
前記膨張弁（４３）と前記大気放出流路（４６）との間に流体結合するレシーバ容器（４５）であって、前記廃棄ガスの前記圧力を減じることにより凝縮した液化麻酔成分を収集するレシーバ容器（４５）とをさらに備える；
請求項２６のシステム。
【請求項２８】
前記廃棄麻酔ガス収集ユニット（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）が、
前記麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）からの前記廃棄麻酔ガスを受け入れるチャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）と；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に受け入れた前記廃棄麻酔ガスの存在を検出する検出装置（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）と；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に受け入れた前記廃棄麻酔ガスの前記存在に応じて前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）を真空マニホルド（１６）へ周期的に流体結合する選択的に分離可能な流路（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）とを備え；
前記チャンバ（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）と前記選択的に分離可能な流路（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）とは協同して、前記麻酔装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）から前記廃棄麻酔ガスが流出していないときに前記真空マニホルド（１６）への大気の取入れを少なくする；
請求項２６のシステム。
【請求項２９】
前記熱交換器／コンデンサ（２２）の前記出口に流体結合するタービン（４４）であって、大気放出（４６）される廃棄ガスの前記圧力を減じるタービン（４４）と；
前記タービン（４４）と前記大気放出流路（４６）との間に流体結合するレシーバ容器（４５）であって、前記廃棄ガスの前記圧力を減じることにより凝縮した液化麻酔成分を収集するレシーバ容器（４５）とをさらに備える；
請求項２６のシステム。
【請求項３０】
医療施設からのガス状麻酔剤の大気への放出を防止するために廃棄麻酔ガスからガス状麻酔剤を除去し分離する方法であって：
麻酔装置（３１２、６１２）から廃棄麻酔ガス流れを収集する工程と；
前記ガス流れが高温から低温の方向に通過するような表面温度勾配を特徴とする冷却面（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）を前記ガス流れを通過させることにより前記ガス流れを冷却する工程であって、前記ガス流れは前記冷却面を通じて熱伝達流体と伝導的に熱交換し、前記熱伝達流体は前記ガス流れとの前記熱交換により加温され、前記熱伝達流体はその後に冷却ユニット（２７０、３７０、５７０、６７０）で冷却される、工程と；
前記ガス流れから前記ガス状の麻酔剤を凝縮する工程と；
前記ガス流れから前記凝縮した麻酔剤を分離する工程と；
前記ガス流れを前記凝縮した麻酔剤なしで大気（３４６、４４６、５４６、６４６）へ放出する工程とを備える；
方法。
【請求項３１】
前記廃棄麻酔ガス流れを収集する前記工程が、
前記麻酔装置（３１２、６１２）からの前記ガス流れをチャンバ（３３２、６３２）へ受け入れる工程と；
前記チャンバ（３３２、６３２）に受け入れた前記ガス流れの存在を検出する（３４０、６４０）工程と；
前記チャンバ（３３２、６３２）に受け入れた前記ガス流れの前記存在に応じて選択的に分離可能な流路（３３４、６３４）により前記チャンバを収集取入口（３１６、６１６）へ周期的に流体結合する工程と；
前記選択的に分離可能な流路（３３４、６３４）により前記チャンバ（３３２、６３２）に受け入れた前記ガス流れを前記収集取入口（３１６、６１６）へ移送する工程とを備え；
前記チャンバ（３３２、６３２）と前記選択的に分離可能な流路（３３４、６３４）とは協同して、前記麻酔装置（３１２、６１２）から前記廃棄麻酔ガス流れが流出していないときに前記収集取入口（３１６、６１６）への大気の取入れを少なくする；
請求項３０の方法。
【請求項３２】
少なくとも１段の圧縮段階を有するコンプレッサ（３４２、６４２）を用いて、前記廃棄麻酔ガス流れを大気圧より高い圧力に圧縮する工程をさらに備える；
請求項３０の方法。
【請求項３３】
前記廃棄麻酔ガス流れから前記ガス状の麻酔剤を凝縮する前記工程は、前記ガス状の麻酔剤が固体として凝縮される圧力と温度で行われる；
請求項３０の方法。
【請求項３４】
前記ガス流れを、大気放出（３４６）の前に、タービン（３４４）により膨張させる工程と；
前記ガス流れを前記タービン（３４４）により膨張させる工程により凝縮された液化麻酔成分をレシーバ容器（３４５）に収集する工程とをさらに備える；
請求項３２の方法。
【請求項３５】
医療施設からの廃棄麻酔ガスの麻酔ガス成分の大気への放出を防止するシステムであって：
麻酔装置（３１２、６１２）から廃棄麻酔ガスを収集する廃棄麻酔ガス収集ユニット（３１５、３３０、６１５、６３０）と；
前記廃棄麻酔ガス収集ユニット（３１５、３３０、６１５、６３０）からの前記廃棄麻酔ガスを収集する収集取入口（３１６、６１６）と；
前記収集取入口（３１６、６１６）からの流路（２３９、３３９、４３９、５３９、６３９）と流体結合する入口と出口とを有する熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）であって、前記熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）は内部に配置された冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）をも有し、前記冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）の出口は冷却ユニット（２７０、３７０、５７０，６７０）への流路（２２７、３２７、４２７、５２７、６２７）に流体結合し、前記冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）は入口を有し、前記熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）は前記熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）内部に前記廃棄麻酔ガスから液化麻酔成分を収集する少なくとも１つの容器を有する、熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）と；
前記冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）の前記出口からの流路（２２７、３２７、４２７、５２７、６２７）と流体結合する入口と、前記冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）の前記入口への流路（２２１、３２１、４２１、５２１、６２１）と流体結合する出口とを有する冷却ユニット（２７０、３７０、５７０、６７０）であって、前記冷却コイル（２３６、４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６）中を流れる熱伝達流体を冷却する冷却ユニット（２７０、３７０、５７０、６７０）とを備える；
システム。
【請求項３６】
前記冷却ユニット（２７０、３７０、５７０、６７０）が、
前記熱伝達流体を圧縮するコンプレッサ（２７２）と；
冷却剤を用いて前記圧縮された熱伝達流体を冷却する熱交換器（２７４）と；
前記熱伝達流体の圧力を減じる膨張弁（２７６）とをさらに備える；
請求項３５のシステム。
【請求項３７】
前記廃棄麻酔ガス収集ユニット（３３０、６３０）が、
前記麻酔装置（３１２、６１２）からの前記廃棄麻酔ガスを受け入れるチャンバ（３３２、６３２）と；
前記チャンバ（３３２、６３２）で受け入れた前記廃棄麻酔ガスの存在を検出する検出器（３４０、６４０）と、
前記チャンバ（３３２、６３２）で受け入れた前記廃棄麻酔ガスの前記存在に応じて、前記チャンバ（３３２、６３２）を収集取入口（３１６、６１６）に周期的に流体結合する選択的に分離可能な流路（３３４、６３４）とを備え；
前記チャンバ（３３２、６３２）と前記選択的に分離可能な流路（３３４、６３４）とは協同して、前記麻酔装置（３１２、６１２）から前記廃棄麻酔ガス流れが流出していないときに前記収集取入口（３１６、６１６）への大気の取入れを少なくする；
請求項３５のシステム。
【請求項３８】
少なくとも１段の圧縮段階を備え、前記廃棄麻酔ガスを大気圧より高い圧力に上昇するコンプレッサ（３４２、６４２）をさらに備える；
請求項３５のシステム。
【請求項３９】
前記熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）の前記出口と流体結合する膨張弁（６４３）であって、大気放出（６４６）される廃棄ガスの圧力を減ずる膨張弁（６４３）と；
前記膨張弁（６４３）と大気放出流路（６４６）との間に流体結合されるレシーバ容器（６４５）であって、前記廃棄ガスの前記圧力を減ずることにより凝縮された液化麻酔成分を収集するレシーバ容器（６４５）とをさらに備える；
請求項３８のシステム。
【請求項４０】
前記熱交換器／コンデンサ（２２２、３２２、４２２、５２２、６２２）の前記出口と流体結合するタービン（３４４）であって、大気放出（３４６）される廃棄ガスの圧力を減ずるタービン（３４４）と；
前記タービン（３４４）と大気放出流路（３４６）との間に流体結合されるレシーバ容器（３４５）であって、前記廃棄ガスの前記圧力を減ずることにより凝縮された液化麻酔成分を収集するレシーバ容器（３４５）とをさらに備える；
請求項３８のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用、歯科用あるいは獣医用の吸入麻酔を用いる医療あるいは他の施設の１以上の麻酔供給システムで生ずる廃棄麻酔ガスの取り扱いに関する。大気汚染を防止するため、本発明は、大気に排出する前に廃棄麻酔ガスの流れから亜酸化窒素、フルオロエーテルおよび他のハロカーボンを除去して再生することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手術分野（医療、歯科および獣医）における麻酔供給システムでは、大量の廃棄麻酔ガスが生ずる。現在、これらのガスは、専用あるいは共用真空システムにより患者の呼気から収集される。医療施設では、一般的に１つ以上の中央配置の真空ポンプを用いて、麻酔場所のそれぞれから廃棄ガスを収集する。これらの真空ポンプは、広範囲の流量にわたり呼気された麻酔ガスを収集するように設計されるので、通常は過度に大きい。ポンプは連続的に運転されるので、廃棄麻酔ガス吸引システムは、麻酔場所から周囲の室内の空気を大量に同伴し、その廃棄麻酔ガスを大幅に希釈する。中央真空ポンプでは、ガスの流れがさらに大気と混合されることが多く、そのシステムから排出される前にさらに希釈される。この希釈された廃棄麻酔ガス／空気混合物は、手術施設の外部の位置にポンプで送られ、そこで大気に放出されるのが一般的である。
【０００３】
廃棄麻酔ガスは通常、約２０〜３０℃、１０〜６０パーセント間の相対湿度で収集される。廃棄ガスの平均的な組成は、体積パーセントで、２５〜３２パーセントの酸素、６０〜６５パーセントの窒素、５〜１０パーセントの亜酸化窒素、０．１〜０．５パーセントの揮発性ハロカーボンであって、イソフルレン、デスフルレン、セボフルレン等のフルオロエーテルを含むものと推定される。廃棄麻酔ガスは、真空ポンプからの微量の潤滑油蒸気を含んでいるかも知れない。
【０００４】
環境的関心が徐々に大きくなってきている原因としての廃棄麻酔ガスのハロカーボン（フレオン１２（フレオンは登録商標）および他の冷媒と組成的に類似）は、オゾン層破壊や、それほど重大ではないが、地球温暖化に関連している。麻酔に使われるハロカーボン（主として、ハロゲン化メチルエチルエーテル）は、他の産業的、営業的なハロカーボンの放出が近年法律や他の指導により大幅に減少してきているので、今では、重大な放出源となっている。廃棄麻酔ガスの放出は、今のところ米国内では環境規制を免れているが、廃棄麻酔ガスの放出を厳格に規制しようという法的動きが近い将来に起きそうである。
【０００５】
廃棄麻酔ガスを処理する種々の技術が、廃棄麻酔ガスの放出の問題が大きくなることを抑えるために、提案されている。たとえば、米国特許第４，２５９，３０３号は笑気ガスを触媒を用いて処理することを開示し、米国特許第５，０４４，３６３号は麻酔ガスを細粒の炭で吸収することを開示し、米国特許第５，７５９，５０４号は麻酔ガスを触媒の存在下で加熱して分解することを開示し、米国特許第５，９２８，４１１号は麻酔ガスをモレキュラシーブで吸収することを開示し、米国特許第６，１３４，９１４号は呼気された麻酔ガスからキセノンを分離することを開示している。廃棄麻酔ガスから揮発性ハロカーボンを洗い流す低温法が、米国特許第６，７２９，３２９号にベリー（Ｂｅｒｒｙ）により開示されており、ここに引用して組み込む。
【０００６】
図１は、保健管理施設用の従来技術の代表的な廃棄麻酔ガス再生システム１０を示す。システム１０は、たくさんの別々の麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを含み、麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃそれぞれは麻酔設備１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを有し、麻酔設備１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、麻酔薬をマスク１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃあるいは類似の装置を介して患者に供給する。余剰な麻酔ガス、患者の呼気および空気が麻酔設備１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃによりマスク１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃで収集され、共通の収集マニホルド１６に排出される。廃棄麻酔ガス収集マニホルド１６は、典型的には医療施設内へ堅固に配管され、麻酔設備１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、たとえば１９ｍｍあるいは３０ｍｍの麻酔コネクタ、にて収集マニホルド１６へ取外し可能に接続される。廃棄麻酔ガス再生システム１０は、１つ以上の中央真空ポンプ２０により生成される真空圧で運転される。収集された廃棄ガスの流れは、典型的にはチェッキバルブ３５を通って、１つ以上の熱交換器で構成されるコンデンサユニット２２へ送られる。液体酸素の吸収源、あるいは他の適切なヒートシンクが、廃棄麻酔の流れから熱を取り出し、麻酔ガス成分を液化する。液体の廃棄麻酔凝縮物は、収集容器２４に集められ、液体の水分凝縮物は収集容器２３に集められる。廃棄麻酔ガス成分が取り除かれた、残りのガス流れは、レシーバ２６Ｂと真空ポンプ２０を通り、それからベント４６を通って医療施設の外の大気へと排気される。
【０００７】
医療施設で麻酔場所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃから廃棄麻酔ガスを捕集する最新の方法は、大気を大流量で専用のあるいは共用の真空収集マニホルド１６へ引き込み、廃棄麻酔ガスを同伴するのが一般的である。収集マニホルド１６は、また多くの休止している麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを通じて空気を連続的に吸い込む。平均では、収集システムマニホルド１６は、各麻酔場所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃで廃棄麻酔ガスおよび／または大気を毎分２０〜３０リットルくらい引き込む。２０〜３０室の手術室を有する大型病院では、廃棄麻酔ガス再生システム１０の流量は５００〜１０００ｌ／分（１４〜３５ｓｃｆ／分）の範囲である。
【０００８】
大流量希釈廃棄ガスシステムの利点は、広範囲な麻酔排出流量に対し容易に対応すること、ほとんど麻酔がシステムから逸散しないので比較的安全であること、および、ほとんどメンテナンスが必要ではないので比較的故障の心配がないことである。しかし、大流量システムでは、エネルギ集約的であり、通常多数の麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃで十分な吸気を維持するために大型の真空ポンプ２０を必要とする。たとえば、麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれで毎分０．０２８３〜０．０５６６ｍ３（毎分１〜２立法フィート（ｃｆｍ））の流量で、約２６６６４Ｐａ（２００ｍｍＨｇ）の真空を維持するための、毎分２．８３〜５．６６ｍ３（１００〜２００ｃｆｍ）の容量の真空ポンプは一般的ではない。よって、安全に廃棄麻酔ガスを濃縮する小流量廃棄麻酔ガス捕集システムが好ましい。
【０００９】
さらに、希釈廃棄麻酔ガス流れは、熱的に非効率的である。液化により廃棄ガス成分を除去することは、全流量の流れの温度を、ガス状の廃棄成分の分圧が（そのときの温度における）飽和蒸気圧以上となる点まで低下する必要がある。したがって、大容量の希釈廃棄麻酔ガスを、その成分の飽和蒸気圧以下の温度にまで冷却するために、かなり大きな冷却施設が必要となる。
【００１０】
典型的には、麻酔ガスはかなり揮発性の高い物質である。所与の温度で、麻酔ガスは、水や他の揮発性の低い物質の蒸気圧より高い蒸気圧である。高い蒸気圧の物質は、通常、低い蒸気圧の物質と同等あるいは類似の凝縮液回収を得るのに、より冷却することが必要である。よって、麻酔ガスでは、凝縮物として相当量の麻酔を回収するのにきわめて低温、たとえば極低温まで冷却する必要がある。しかし、このようなきわめて低温は、多種の麻酔薬の凝固点に近づき、多くの場合により低い温度となる。そのような状況で、廃棄麻酔ガス流れは、システムの不適当な凍結以外に、凝縮することが出来る麻酔の濃縮物を依然として含有する。
【００１１】
温度に加え圧力も、液化に大いに影響を与えうる。液化システムの圧力を上昇することは、有利である。なぜならば、低い運転圧にて生ずるよりもかなり高い温度で液化が生ずるからである。このことにより、凝縮物の凍結に付随するリスクや問題を避けることも出来る。このような気相／液相平衡システムでは、最も有益な熱力学的特性は、圧力が、液体の凝固点よりも気体の露点にはるかに大きな影響を有することである。よって、代表的な麻酔含有蒸気の流れの露点温度は、種々の圧力に対してその凝固点を相対的に一定に保ったまま、圧力の上昇と共に上昇する。
【００１２】
蒸気の露点と凝縮物の凝固点との間の温度範囲が、システムの圧力上昇のために広がると、液化システムの運転自由度が大きくなる。たとえば、液化がより高温で起こるので、同じ量の凝縮物を生じさせるのに少ない冷媒で済む。さらに、廃棄ガス流れからより完全に麻酔剤を分離したい場合に、上昇した圧力を維持しつつ、システム温度を下げることができる。このことにより、凝縮物の凍結という付随したリスクなしで、気相からさらに麻酔剤を液化することができる。このように、液化システムの温度に関連して液化システムの圧力を調整するだけで、最適な麻酔剤の分離を達成する方策が立てられる。もちろん、相対的冷却対圧縮コストもまた、コスト最適化方策において検討することが出来る。
【００１３】
小流量廃棄麻酔ガス捕集システムを用いることと、液化前にガス流れの圧力を高めることは、廃棄麻酔ガス再生の効果と効率とを共に向上させるが、そのようなシステムと方法は、依然として医療施設の既存のユーティリティ設備と統合しなければならない。前述のように、これらの先行技術によるシステムは、典型的には大量の廃棄麻酔ガス除去のために設計されたものである。たとえば、このような既存の廃棄ガス除去システムの真空ポンプ、ダクト類、バルブ等は、廃棄麻酔ガスと一緒に同伴する大量の大気を処理するようにサイズ決めされていた。より効率的な麻酔捕集構成要素を過度に大きな廃棄空気処理システムと結合することは、必ずしも最良の可能な結果をもたらすとは限らない。よって、適切に設計された廃棄空気処理システムであって、想定される容量の廃棄ガスを取り扱うものも、望まれている。
【００１４】
さらに、従来の病院外での麻酔の使用の非常な増加は、さらなる課題を生み出している。小規模オフィスで使用される麻酔ガスは、やはり適切に取り扱われなければならない。しかし、病院で使用される既存の廃棄麻酔ガス捕集および再生は、その全体の大きさや運転費用のために小規模オフィスで用いるのは実用的ではない。小規模オフィスで使用されるほとんどの廃棄麻酔ガスは、処理せずおよび／または貴重な麻酔成分を再生しようともせずに、単に大気へ（あるいは運転室へ）放出される。したがって、病院や他の従来の医療施設で用いられるはるかに大きなシステムと同等の利点および／または特徴を有する、自己完結型廃棄麻酔ガス捕集および再生システムは、このような小さな個別のオフィス用に望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の主たる目的は、フルオロエーテル、亜酸化窒素および他の揮発性ハロカーボンを、手術あるいは他の医療施設からの廃棄麻酔ガスから、それらのガスが大気に放出される前に、取り除くための経済的な装置と方法とを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、先行技術の触媒、細粒の炭および加熱手段の必要性を排除しつつ、廃棄麻酔ガスのフルオロエーテルおよび他の揮発性ハロカーボンを大気に放出することを防止するシステムと方法を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、医療施設から大気への麻酔関連ハロカーボンの放出を９９パーセントかそれ以上減少させることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、医療施設で使用された亜酸化窒素および／または麻酔ハロカーボンの大きなパーセンテージを再生して、再蒸留および／または再利用を可能にするシステムと方法を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、医療施設が実装するのに最小の追加投資が必要なシステムと方法とを提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は、医療施設の既存の廃棄麻酔ガス再生システムを、最小の影響と費用で利用し、強化する経済的なシステムと方法を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、既存の液化ガス貯蔵搬送システムを用いて医療施設の全体エネルギ効率を向上する経済的なシステムと方法を提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、既存の液化ガス貯蔵搬送システムを用いて医療施設の再生システムの設置の影響を最小化する経済的なシステムと方法を提供することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、種々の取り除かれた亜酸化窒素、フルオロエーテルおよび他の揮発性ハロカーボン成分を、それらの泡立ち点や露点等の物理的特性に基づいて分離するシステムと方法を提供することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、液化タイプの廃棄麻酔除去システムの効果と効率とを向上させる経済的なシステムと方法を提供することである。
【００２５】
本発明の別の目的は、変化する圧力と温度下で液化タイプの廃棄麻酔捕集システムを運転することで、液化タイプの廃棄麻酔捕集システムの効果と効率とを向上させる自由度の高いシステムと方法を提供することである。
【００２６】
本発明の別の目的は、廃棄麻酔ガス流れから麻酔ガスを再生し、医療施設の既存の廃棄麻酔ガス再生システムと統合する必要のないシステムと方法を提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的は、廃棄麻酔ガス流れから麻酔ガスを再生し、医療施設のユーティリティ設備と補給品への依存が最小であるシステムと方法を提供することである。
【００２８】
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明と図面から当業者にとっては明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記の目的は、他の利点や特徴と共に、廃棄麻酔ガスからフルオロエーテル、亜酸化窒素および揮発性ハロカーボンガス成分を除去するシステムと方法で好適に具体化され、システムと方法は次のものを１つ以上備える：小流量麻酔ガス除去ユニット、低温トラップ／分流器の冷却面で霜として廃棄麻酔ガスを収集するバッチモードの霜分別プロセス、少なくとも１段の圧縮段階を有するコンプレッサ、および医療施設のユーティリティ設備と補給品と最小の結合が必要な自己完結型ユニット。
【００３０】
第１の実施の形態では、小流量除去あるいは再生システムが開示され、そのシステムは、多数のインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットを含み、その１つは医療あるいは手術施設の個々の麻酔装置に配置され、共用収集マニホルドと流体連結されている。インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットはそれぞれ、収集チャンバと、廃棄麻酔ガスが生成されていないときには対応する麻酔所で収集マニホルドの吸気側を選択的に隔離する排出バルブ、および、排出バルブを操作する付随したセンサ、回路、制御機構あるいはメカニズムを含む。
【００３１】
廃棄麻酔ガスは、麻酔装置排気口から標準麻酔廃棄ガスコネクタを通じて収集チャンバへと入り込む。高感度の圧力センサが収集チャンバ内に配置され、そのセンサは収集チャンバの排出側に配置されたソレノイド操作排出バルブに電気的に連結されるのが好ましい。圧力センサで測定された圧力は、収集チャンバの圧力と外の大気圧との差である。収集チャンバ内の圧力が大気圧より高いと、上昇した圧力がセンサで検知され、制御回路によって排出バルブを開き、結果として収集チャンバの圧力を急激に低下させる。収集チャンバの圧力が大気圧に近づくと、圧力センサは圧力低下を検知し、排出バルブを閉じる。
【００３２】
収集回路は好ましくは低電圧直流電流回路であり、排出バルブは好ましくはノーマルオープンバルブとして構成される。機械式バキュームブレーカと機械式圧力逃がし弁が収集チャンバ内に安全のために設けられている。
【００３３】
圧力検知器、排出バルブ、およびその間の回路を、場合によっては、圧力変動に対し比例応答するように選択し設計することもでき、排出バルブは小さな圧力上昇に対しては少しだけ、大きな圧力上昇に対しては大きく開く。代替の実施の形態では、圧力センサは、排出バルブの制御のために排出バルブと空気圧式あるいは機械式に連結することもでき、および／または、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットを、医療施設廃棄麻酔ガス収集マニホルドと結合される代わりに、改良型麻酔装置に組み込むこともできる。よって、改良型麻酔装置は、先行技術の麻酔装置と本発明の実施の形態によるインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットを含む。
【００３４】
廃棄麻酔ガスが生成されていないときに収集マニホルドを同伴する大気から隔離することは、平均麻酔ガス捕集流れを約９０パーセント減少させ、よって真空ポンプ、配管、および付随する他の機械設備の必要な最大容量を減少させる。
【００３５】
第２の実施の形態では、バッチモードの分別プロセスが開示され、低温トラップあるいは液体空気トラップ技術を用いて、フルオロエーテルおよび他の麻酔ハロカーボンの温度と圧力を、蒸気が凝結（蒸着）により低温トラップ／分流器の冷却面へ霜として収集する点まで、下げる。別の言い方では、廃棄麻酔ガス中のフルオロエーテルや他の麻酔ハロカーボン成分は、冷却により熱交換器の冷却コイル上へ凝固し、排気ガスからそれらの成分を取り除く。冷却源は液体酸素であることが好ましく、液体酸素は病院や外来患者向け診療所のような手術施設で入手でき、日常的使用には通常暖めなければならない。しかし、液体窒素等の他の液化ガスもまた、医療施設で普通に備えられ、冷却源として同等に使用することが出来る。
【００３６】
低温トラップ／分流器は解凍ステージの間中、周期的にスイッチが切られ、解凍ステージの間は、冷却面を通過する廃棄麻酔ガスから捉えて霜化したガス成分で厚く覆われた冷却面は徐々に暖められ、結果として捉えた成分を分離し収集する。十分に高い圧力においては（すなわち、典型的には大気圧以上）、捉えられたフルオロエーテルや他の麻酔ハロカーボンは融解し、物理的性質に応じて、液化した成分は別のタンクへ流出される。十分に低い圧力においては（すなわち、典型的には大気圧未満）、捉えられたフルオロエーテルや他の麻酔ハロカーボンは液化せずに、直接気相に昇華する。このように再生された麻酔蒸気は、さらに処理するためにガス状麻酔剤収集システムを介して収集するのが好ましい。麻酔ガスの残りは、大気へ放出するのが好ましい。
【００３７】
第３の実施の形態では、少なくとも１段の圧縮段階を有するコンプレッサを用いて、液化による麻酔剤再生の前に、廃棄麻酔ガス流れの圧力を上昇させる。廃棄麻酔ガスを大気圧より高いレベルにまで圧縮することは有益である。なぜならば圧力が高いと基本的に麻酔ガスの飽和と液化が生ずる温度が高くなるからである。このように、大気圧より高い圧力へのガスの圧縮により、大気圧と低温での液化により生じるであろう留分と、同じ留分の麻酔剤がより高温の液化で分離できることになる。さらに、圧縮された廃棄麻酔ガスの温度がこの高温から下がるにつれ、より多くの留分の麻酔剤が蒸気相から液化する。単に液化システム温度に関連して液化システム圧力を操作するだけで、麻酔剤の最適分離を達成する方策を作ることが出来る。さらに、相対的冷却対圧縮コストをその方策に組み入れれば、エネルギおよび費用の倹約が可能となる。
【００３８】
本発明の好適な実施の形態では、１段以上の圧縮段階からなるコンプレッサユニットは、廃棄麻酔ガス捕集システム内で廃棄麻酔ガス収集ユニットと液化ユニットとの間に配置される。コンプレッサユニットは、収集ユニットからの廃棄麻酔ガスを次の処理に備えるために３４５ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）にまで圧縮するサイズとされ、次の処理は、凝縮システムで、冷媒、すなわち、病院あるいは他の医療施設、歯科あるいは獣医施設により供給される液体酸素、液体窒素等を用いて行われる。代替の実施の形態では、廃棄麻酔ガス流れを３４５ｋＰａよりかなり高い圧力まで圧縮し、分離効率と留分抽出の付随する上昇を利用する。しかし、この代替の実施の形態では、コンデンサ内で内部リークが生じた場合に医療施設のガス供給を汚染するリスクを回避するために、コンデンサに別々の冷媒が供給されることが望ましい。
【００３９】
第４の実施の形態では、ユーティリティ設備や医療施設の補給品への依存が最小である自己完結型廃棄麻酔ガス再生ユニットが開示されている。そのユニットは、運転する電力、廃棄麻酔ガスの源、および大気への排出口だけを必要とする。したがって、そのユニットは、手術室、小さな動物病院あるいは歯科診療所のような小規模手術センタに簡単に収容できる。そのシステム／方法は、小型冷却ユニットを用い、小型冷却ユニットはデュポン社のスーヴァ（Ｓｕｖａ）（登録商標）９５あるいは類似の低温冷媒のような中間熱伝達流体を、約−９０℃の温度まで冷却する。本発明の好適な実施の形態では、廃棄麻酔ガスは、多段コンデンサ／熱交換器を通過し、そこで廃棄麻酔ガス流れからの熱は、小型冷却ユニットで冷却された中間熱伝達流体と熱交換される。よって、そのシステム／方法は、廃棄麻酔ガス流れに対し必要な低温冷却をするのに、医療施設からの液体酸素や液体窒素の供給に依存しない。しかし、所望により、医療施設からの液体酸素や液体窒素を、中間熱伝達流体として熱交換器／コンデンサで使ってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明を、添付図面により表される実施の形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００４１】
図２は、本発明による小流量廃棄麻酔ガス収集再生システム１１の好適な実施の形態を図示する。再生システム１１は、医療施設のそれぞれの麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに、あるいは近くに配置されるインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを含むほかは、上記の図１の先行技術の廃棄再生システム１０とほとんど同等である。インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの近くで収集マニホルド１６のそれぞれの脚に流体結合されるのが好ましい。各インテリジェントガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと、それぞれの麻酔所で廃棄麻酔ガスが生成されていないときに収集マニホルド１６の吸気口を選択的に隔離する排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃと、排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを操作する付随したセンサ、回路、制御機構あるいはメカニズムを含む。収集チャンバ３２は硬くても、柔らかくても（たとえば、伸縮するバッグ）、あるいは、それらの組合せでもよい。
【００４２】
廃棄麻酔ガスが生成されていないときに収集マニホルド１６を同伴する大気から隔離することで、平均の麻酔捕集流量を約９０％減少し、よって真空ポンプ、配管および付随する他の機械設備の必要な最大容量を減少させる。よって、２０〜３０室の手術室を有する大型病院用について、図１の従来技術の再生システム１０で５００〜１０００ｌ／分の廃棄麻酔ガス流量が、本発明の好適な実施の形態による図２の再生システム１１で５０〜１００ｌ／分に減少すると推定される。上述の再生システム１１は、既存の医療の廃棄麻酔ガス再生システム１０に個々のインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを追加することだけが必要であり、よって、現状のシステムを簡単に安価に機能向上する手段を提供する。
【００４３】
図３は、本発明の好適な実施の形態による個別のインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０を図示する。図３を参照すると、廃棄麻酔ガスは、麻酔装置１２から１９ｍｍ、３０ｍｍあるいは類似の標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８を通ってチャンバ３２へと入り込む。チャンバ３２内には、チャンバ３２の出口側に配置されたソレノイド駆動排出バルブ３４に電気的に結合した高感度の圧力計４０がある。圧力計４０で測定される圧力はチャンバ３２の圧力と外気（大気）圧との差である。チャンバ３２内の圧力が大気より僅かに高くなると、上昇した圧力が圧力計４０で検知され、制御回路によって排出バルブ３４を開く。バルブ３４を開くと、チャンバ３２が収集マニホルド１６の真空源と流体接続し、チャンバ３２内の圧力は急速に低下する。チャンバの圧力が大気圧に近づくにつれ、圧力計４０は圧力低下を検知し、排出バルブ３４を閉じる。好適な実施の形態では、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０は、直流低電圧電源６により電力供給され、火災や爆発の危険を最小化する。
【００４４】
好ましくは、排出バルブ３４はノーマルオープンのバルブで構成され、障害が生じても、排出バルブ３４が開いて動かなくなり（フェイルオープン）、システムが実質的に先行技術の連続流れの空気希釈捕集システムに戻るようにする。さらに、麻酔装置１２に異常な正圧あるいは負圧が伝達されないようにする手段が廃棄麻酔ガス収集ユニット３０に設けられ、患者の安全を確保する。起こりそうにもないが、排出バルブ３４のシート漏れや開位置での固着がチャンバ３２の圧力を大気圧よりかなり低く下げると、機械式バキュームブレーカ７がチャンバ３２にあり、引かれて開き、圧力を大気圧まで回復させる。同様に、チャンバ３２の圧力が大気圧よりかなり上昇すると、機械式逃がし弁８が開き、過度の圧力を大気に放出する。廃棄麻酔ガス収集ユニット３０は、高酸素環境での使用に対する安全基準に合致する材料で製造されるのが好ましい。
【００４５】
図３と図４を参照すると、電源６は、圧力計４０のスイッチ接点５および排出バルブ３４のソレノイド４と直列に配線されるのが好ましい。減衰コンデンサ９が、場合によっては排出バルブソレノイド４と並列に配線されてもよい。図３に示すように、チャンバ３２の圧力がほぼ大気圧であると、圧力計４０の接点５は閉じ、電源６とソレノイド４の間に電流が流れ、ソレノイド４が通電され、排出バルブ３４が閉じる。図４に示すように、チャンバ３２の圧力が大気圧より僅かに高くなると、圧力計４０の接点５は開き、よってソレノイド４の電力が切られ、排出バルブ３４は開く。図３および図４に示す回路は、最も簡単な構成であるが、より複雑な別の回路を用いることもできる。たとえば、圧力計４０、排出バルブ３４、その間の回路は、圧力変動に対して比例応答をするように選定され、構成されて、バルブ３４は、小さな圧力上昇には少し開き、大きな圧力上昇には大きく開くようにする。あるいは、たとえば、ハロカーボン、湿度、流量などの、圧力上昇による以外の呼気を検出する適切な手段を用いてもよい。圧力計、電源、および電気的駆動バルブの選定や構成および基礎的電気回路の構成はいずれも当該分野で周知であるので、この点についてのさらなる説明は、ここでは行わない。
【００４６】
図３では、圧力計４０と排出バルブ３４とを結合する電気回路が図示されているが、代替として、圧力計４０は、排出バルブ３４をコントロールするために排出バルブ３４に空気圧式あるいは機械式に接続されてもよい。機械式圧力制御アクチュエータ、機械式駆動バルブ、空気圧制御回路および空気圧駆動バルブの選定や構成は、当該分野で周知であるので、この点についてのさらなる説明は、ここでは行わない。
【００４７】
図５に示す、代替の実施の形態では、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０は、医療施設廃棄麻酔ガス収集マニホルド１６に組み込まれる代わりに、改良型麻酔装置５０に組み込んでもよい。よって、改良型麻酔装置５０は、従来技術の麻酔装置１２と、ここに記載の本発明の実施の形態によるインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０とを含む。改良型麻酔装置５０は、１９ｍｍ、３０ｍｍあるいは類似の標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８に着脱可能に結合される。全麻酔所１５に改良型麻酔装置５０を備える廃棄麻酔ガス再生システムを有する医療施設は、図２の廃棄麻酔ガス再生システム１１と同様に機能する。
【００４８】
図６は、収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが収集マニホルド１６や麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと分離し、区別された代替の実施の形態を図示する。この実施の形態では、収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはそれぞれ、第１の標準（たとえば、１９ｍｍあるいは３０ｍｍ）廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃでマニホルド１６に着脱可能に接続している。それぞれの麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、順に第２の標準廃棄麻酔ガスコネクタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに着脱可能に接続される。このように、収集マニホルド１６の改良も、麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの改良も必要とせずに、既存の廃棄麻酔ガス捕集システムを本発明による小流量再生システムにアップグレードできる。
【００４９】
図７は、病院、手術施設あるいは他の医療施設１１０で用いる、本発明によるプロセス１の好適な実施の形態を図示する。廃棄麻酔ガスは収集されて施設１１０のバルブ１１２を通り抜けて、廃棄ガス流路３９に至る。医療施設１１０に酸素を供給する流路２７は、バルブ１１４を含むのが好ましく、そこに医療施設１１０内の下流側酸素供給ラインが流体接続する。液体酸素源は、タンク１２０として概念図で示され、医療施設１１０の近くに在るのが好ましい。現在のところ、病院や他の医療施設１１０では、流路２７を通って施設１１０に到達する前に、液体酸素を熱交換器１２２を通して、液体酸素温度（約−１９３℃）から室温（約２５℃）に加温している。通常、液体酸素は、各タンク１２０の近くに配置された熱交換器１２２を用いて加温され、熱交換器１２０は液体酸素を大気温度に曝す。加温された液体酸素は、次に、流路２７とバルブ１１４により医療施設１１０内の患者が使用する位置に分配する供給ライン（不図示）に送られる。
【００５０】
図７に示すように、本発明の一実施の形態では、低温トラップ／分流器２５は、冷却コイル３６を内蔵する筐体１３０を含み、熱交換器として機能する。冷却コイル３６の内部は、筐体１３０の残りの内部から流体的に隔離されているが、これら２つの内部は、熱的に／伝熱的に結合している。低温トラップ／分流器２５は、筐体１３０内の廃棄麻酔ガスから冷却コイル３６内の液体酸素への熱交換を促進する。廃棄麻酔ガスは施設１１０から流路３９で供給され、液体酸素は液体酸素源１２０から流路２１で供給される。筐体１３０は二重壁構造とするのが好ましく、大気からよりよく保温され、よって廃棄麻酔ガスと液体酸素間だけの熱交換を促進する。
【００５１】
液体酸素の供給流路２１は、自動調温コントロールバルブ３３で、凝縮コイル３６の入口４７に流体接続されるのが好ましい。冷却コイルの出口４８は、流路１２６により医療施設１１０への酸素供給用流路２７に流体接続されるのが好ましい。液体酸素を加温するのに用いられる既存の熱交換器１２２は、以下に述べるように低温トラップ／分流器２５が解凍サイクルで運転されるとき、あるいは、低温トラップ／分流器２５がメンテナンスや修理時のように運転されていないとき、医療施設の酸素要求量が低温トラップ／分流器２５の要求量より大きくなったときに酸素を加温するために液体酸素タンク１２０と酸素流路２７との間で低温トラップ／分流器２５と並列に流体接続する位置にあるままにしておくのが好ましい。
【００５２】
廃棄麻酔ガス流路３９と遮断バルブ１１２は医療施設１１０の収集流路（不図示）に流体接続する。好ましくは、廃棄麻酔ガス流路３９は、バイパス三方バルブ２９により、筐体１３０の入口３１あるいは大気排出口４６に選択的に流体接続される。通常運転の間、流路３９は、バイパス三方バルブ２９により筐体１３０の入口３１にだけ向けられる。廃棄麻酔ガスは、排出フィッティング３７に向け低温トラップ／分流器２５の筐体１３０を通って流れ、その間にガス成分は冷却コイル３６上に凝結（蒸着）により除去され、フィッティング３７から廃棄麻酔ガスは排出口４６経由で大気に流出する。廃棄麻酔ガス流路３９は、システムのメンテナンスや修理あるいは再生システムを使用しないように望むときには、低温トラップ／分流器２５をバイパスして、大気排出口４６と直接そろえられるだけであるのが好ましい。
【００５３】
廃棄麻酔ガス（一般的に窒素、酸素、亜酸化窒素、水蒸気およびフルオロエーテルを含む）は、通常、約２０〜３０℃で１０〜６０パーセントの範囲の相対湿度で、流路３９を通って入り込む。廃棄麻酔ガスはまた、真空ポンプ（不図示）からの微量の潤滑油蒸気を含んでいることもある。液体酸素（約−１９３℃）は冷却コイル３６への入口４７で低温トラップ／分流器２５に流入し、一方、廃棄麻酔ガス（約２０〜３０℃）は入口フィッティング３１で低温トラップ／分流器２５の筐体１３０に入る。この対向流熱交換配列により、低温トラップ／分流器２５の頂部が最高温度で、低温トラップ／分流器２５の底部が最低温度という温度勾配を生ずる。低温トラップ／分流器２５の冷却コイル３６の上部領域６０は、廃棄麻酔ガスを約２０℃から約−５℃に冷却して冷却コイル３６上の霜として水蒸気を抽出する。冷却コイル３６の上中部領域６２が次に廃棄麻酔ガスを冷却し、約−６０℃で凝結／蒸着により冷却コイル３６上にセボフルレンを抽出する。次に、低中部領域６３が、約−９０℃で凝結／蒸着により亜酸化窒素を抽出し、最後に冷却コイル３６の低部領域６４が、−１００℃と−１１０℃との間で凝結／蒸着により冷却コイル３６上にイソフルレンとデスフルレンを抽出する。麻酔成分の冷却コイル３６上への直接の凝結／蒸着は、通常、低温および低圧でのみ生ずる。たとえば、亜酸化窒素は、−９０℃および８８０ｋＰａ（０．８８ｂａｒ）の三重点より低い温度と圧力で凝結／蒸着する。あるいは、１つ以上の麻酔成分を、個別の物理特性に応じて各温度領域６２、６３、６４で冷却コイル３６上に液化させ、凝固させて凝縮してもよい。
【００５４】
廃棄ガスの残り（約−１１０℃で主として窒素と酸素）は、その後流路４６を経て大気に放出され、あるいは、たとえば既存の触媒技術を用いて、さらに処理される。液体酸素は、約−１９３℃で低温トラップ／分流器２５に流入し、約０℃で低温トラップ／分流器２５から流出する。酸素はその後の処理でさらに加温され、あるいは、熱交換器１２２からのより高温の酸素流出物と混合され、室温となりあるいは医療施設での使用に適した他の温度となる。
【００５５】
低温トラップ／分流器２５は、周期的に解凍プロセスを経る。解凍サイクルの間、低温トラップ／分流器２５はゆっくりと約０℃まで加温され、冷却コイル３６の霜取りをする。加温は、自動調温コントロールバルブ３３により冷却コイル３６を流れる液体酸素の流量を減じあるいは締めることにより行われ、低温トラップ／分流器２５はその周囲との熱伝達により室温に加温される。代替の実施の形態では、熱交換器１２２からの暖かい酸素が開いているバルブ５９により冷却コイル３６を通って流れ、解凍速度を速める。さらに第３の実施の形態では、他の流体（不図示）が冷却コイル３６を流れ、コントロールされた解凍を行う。
【００５６】
筐体１３０の底端５７は、ファンネル形状で、ホッパとして作用する。最下部は四方切替バルブ５８へと液抜きするのが好ましく、四方切替バルブ５８は順に３つのドレインタンク２３、２４Ａ、２４Ｂと流体接続する。十分に高い圧力（すなわち、典型的には大気圧以上）では、凝固した麻酔成分は、除去される液体として融解する。したがって、温度が−１００℃を超えて加温されると、デスフルレン（融点は約−１０８℃）とイソフルレン（融点は約−１０３℃）が低温トラップ／分流器２５の低部領域６４から融解し、ホッパ５７に集まる。四方切替バルブ５８が、液体デスフルレンとイソフルレンが低融点収集タンク２４Ｂに重力で流れ込むように、同時に調整される。あるいは、デスフルレンあるいはイソフルレンがセボフルレンと一緒にタンク２４Ａに集められてもよい。液体デスフルレンとイソフルレンが同じタンク２４Ｂに集められるのが好ましいが、２つの別々の収集タンク（不図示）、すなわち各成分に対し１つのタンク、が用いられてもよい。
【００５７】
低温トラップ／分流器２５が−９０℃を超えて加温されると、トラップされた亜酸化窒素（融点は、約−９０℃）が低温トラップ／分流器２５の低中部領域６３から融解し、ホッパ５７に集まる。四方切替バルブ５８が、液体亜酸化窒素が中融点収集タンク２４Ａに重力で流れ込むように、同時に調整される。あるいは、亜酸化窒素はデスフルレンおよび／またはイソフルレンと一緒にタンク２４Ｂに集められてもよく、あるいは、別々のタンク（不図示）を亜酸化窒素を収集するのに用いることもできる。さらに温度が上昇すると、四方切替バルブ５８は、ホッパ５７が中融点収集タンク２４Ａと整列するように位置決めされる。温度が、約−６５℃を超えると、セボフルレン（融点は、約−６７℃）が低温トラップ／分流器２５の冷却コイル３６の上部領域６２から融解し、ホッパ５７に集まり、重力でタンク２４Ａに流出する。同様に、低温トラップ／分流器２５が凝固点を超えて加温されると、水蒸気の霜が上部領域６０から融解し、四方切替バルブ５８により高融点収集タンク２３中へと導かれる。容器２４Ａ、２４Ｂは冷却されおよび／または加圧され、収集されたフルオロエーテルを低蒸気圧に維持して、蒸発ロスを最小限とする。容器２３、２４Ａ、２４Ｂは、適切な強度と容量のいかなるものでもよく、たとえば、ドラム缶でもよい。
【００５８】
このように、フルオロエーテルは、廃棄麻酔ガスから除去されて、蒸着した霜を選択的に解凍することで個々に回収するので、凝結／蒸着、および／または、凝縮／凝固により分留される。この再生方法とシステムは、フルオロエーテルに加え、廃棄麻酔ガスから他の適当なガス成分を除去するのに用いることもできる。さらに、本実施の形態では３つの一般的な融点の範囲を用いることにより麻酔成分を分留することを説明しているが、より多数の融点の範囲あるいは選択的に狭められた融点の範囲を適切に用いるようにすることもできる。
【００５９】
２０〜３０の手術室を有する大型病院１１０では、流路３９を経由する廃棄麻酔ガスの質量流量は、１３．７９０ｋＰａ（２ｐｓｉｇ）より低い圧力で５００〜１０００ｌ／分（１４−３５ｓｃｆ／分）の範囲となる。大略−１５０℃の温度で、流路２１を通って同じ大型病院１１０へ至る酸素ガスの流入は、約３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）の圧力で１０００〜２０００ｌ／分（６０−１００ｓｃｆ／分）が平均である。これらの流量に基づくと、低温トラップ／分流器２５は、解凍サイクルが必要となる前に、氷結したハロカーボンガスを８リットル（１０ｋｇ）と氷結した水分を２０リットル（２０ｋｇ）捕捉する容量を有するように構成され配列されることが好ましい。あるいは、廃棄ガスシステムは、効率向上のため、たとえば約３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）までの高い圧力で運転してもよいが、麻酔成分の凝結／蒸着はこの高い圧力ではおそらく無理であろう。
【００６０】
施設１１０での酸素必要量が毎日変化するので、本発明の好適な実施の形態による再生システム１は、自動調温コントロールバイパスバルブ５９を、既存の熱交換器１２２と低温トラップ／分流器２５と共に用い、施設１１０への流路２７での最適酸素供給温度を維持する。制御システム（不図示）は、流量測定装置、温度測定装置、および／または圧力測定装置（不図示）を備え、自動調温コントロールバルブ３３、５９の設定を自動的に調整するのに用いられる。制御システムは、解凍サイクルを制御する回路も含み、さらにバイパスバルブ５９と四方切替バルブ５８とを適切に制御する。選択された測定装置および制御システムの設計と構成は当該技術で周知であり、ここではさらなる説明を行わない。エシュウェイ（Ｅｓｃｈｗｅｙ）らに与えられた米国特許第６，１３４，９１４号とベリー（Ｂｅｒｒｙ）に与えられた米国特許第６，７２９，３２９号は、参照してここに組み込む。
【００６１】
上述の再生システム１では、ほとんどの医療施設１１０において実施するために３つの追加構成要素だけが必要であり：それらは、（１）液体酸素源１２０の近くに配置され接続された低温トラップ／分流器２５、（２）廃棄麻酔ガスを低温トラップ／分流器２５に供給する配管、（３）再生システム１からの水や分留された液体ハロカーボンを収集するドレインタンク２３、２４Ａ、２４Ｂ、である。液体酸素に加え、液体窒素等の普通に入手可能な他の液化ガスを冷却源として用いることもできる。廃棄麻酔ガスをシステム１に供給する配管３９は、この流れの酸素含有率は４０〜５０パーセントと高いかもしれないが、比較的低圧の設計でよい。しかし、廃棄ガス流路３９で酸素が高パーセントであることは、酸素クリーン（燃料や発火物のないこと）の据付けの注意が必要である。全ての酸素経路は、完全にグリースなしとし、米国防火協会規格９９（ＮＦＰＡ９９）に準じた酸素安全であることが好ましい。熱交換器１２２を通る酸素経路は、施設１１０への全酸素流れを許容するファイルセーフ設計でもなければならない。このように、好適な実施の形態では、タンク１２０からの酸素は、電源喪失の間、熱交換器１２２を通って流路２７および施設１１０へと流れ、一方、自動調温バイパスバルブ３３は閉じて動かなくなり（フェイルシャット）、酸素が低温トラップ／分流器２５を通過して流れるのを防止する。
【００６２】
図８は、本発明の代替の実施の形態を図示する。再生システム２は、並列に配置された２つの低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂを備える点以外は、基本的に図７の再生システム１と同じである。第１の低温トラップ／分流器２５Ａが解凍サイクルのとき、第２の低温トラップ／分流器２５Ｂは低温捕捉モードで運転され、その逆もある。この構成により、廃棄麻酔ガスの連続的な処理が可能となる。この代替の実施の形態の変形として、冗長性のために第３の低温トラップ／分流器（不図示）を並列に追加してもよい。
【００６３】
図８に示すように、低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ、専用の自動調温コントロールバルブ３３Ａ、３３Ｂを有する。低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ、廃棄ガスバイパスバルブ８０と連携して作動する、結合した廃棄ガス供給バルブ８２Ａ、８２Ｂも有し、廃棄麻酔ガス流れを、捕捉サイクルで運転中の低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂに送る。所望であれば、低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ、廃棄ガスベントバルブ８６Ａ、８６Ｂをも有していてもよい。さらに、ドレインバルブ８４Ａ、８４Ｂは、四方切替バルブ５８と協同して、解凍モードで作動中の低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂの液抜きをする。再生システム２の運転は、バルブ３３Ａ、３３Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂ、８６Ａ、８６Ｂ、５８、５９を含め、制御システム（不図示）で調整されるのが好ましい。制御システムの設計と構成は当該技術分野で周知であり、ここではさらなる説明を行わない。
【００６４】
図９は、本発明の第３の実施の形態を図示する。十分に低い圧力（すなわち、典型的には大気圧より低い圧力）においては、１種以上の凝固した麻酔成分は気相に直接昇華するかも知れない。あるいは、１種以上の凝固した麻酔成分は、低温トラップ／分流器２５の運転温度と圧力によっては、解凍サイクルの間に蒸発するかも知れない。再生システム３は、廃棄麻酔ガス流れから捕捉され、解凍サイクル中に昇華しあるいは蒸発した麻酔ガスを再捕捉するように配列され設計された以外は、図７の再生システム１と基本的に同じである。
【００６５】
図９に示すように、再生システム３は、ガス状麻酔剤収集タンク２４Ｃ、三方収集バルブ５６、オプションの真空ポンプ９２および遮断バルブ９０を伴ったオプションの窒素あるいは他のガス源８９のような、追加の機器を含む。収集バルブ５６、三方切替バルブ２９および窒素遮断バルブ９０（もしあるならば）は全て、図７の実施の形態１で用いるのに前述した制御システム（不図示）で制御されるのが好ましい。運転の捕捉モードの間、三方収集バルブ５６は出口フィッティング３７が大気放出ベント４６と流体結合するように位置決めされる。廃棄麻酔ガスは、入口３１を通って低温トラップ／分流器２５に入り、冷却コイル３６を通過して、水蒸気、亜酸化窒素、フルオロエーテルおよび他の揮発性ハロカーボンを捕捉し、出口３７、亜酸化窒素収集バルブ５６およびベント流路４６を通って大気に流れる。フルオロエーテルおよび他のハロカーボン麻酔剤は通常、窒素あるいは酸素のいずれよりも高密度なので、これらが昇華した麻酔ガスは、低温トラップ／分流器２５に存在しているいかなるガス（大部分は窒素と酸素）より下方に集まる。このように、解凍サイクルの間、これらの昇華した麻酔ガスは、筐体１３０の底部で液体の直上に集まる。収集バルブ５６は出口フィッティング３７がガス状麻酔収集タンク２４Ｃと流体結合するように揃えられる。蒸気として昇華するより液体として融解する固体の麻酔成分は、前記に開示したように、ホッパ５７、切替バルブ５８および収集タンク２４Ａ、２４Ｂ経由で収集される。
【００６６】
昇華した麻酔ガスは多くの方法のうちの１つで再生される。第１の方法は、筐体１３０の底部で液面直上に配置された昇華麻酔ガスを、窒素ブランケットを用いて移動し、タンク２４Ｃに集める。窒素ガスあるいは他の適切なブランケットガスは、窒素遮断バルブ９０を通り、入口３１を通って低温トラップ／分流器２５の頂部に流れることができる。三方切替バルブ２９は筐体１３０をベント４６および施設１１０から入る廃棄麻酔ガスから隔離するように閉じる。窒素ガスは低温トラップ／分流器２５の頂部に流れ込むので、高密度の麻酔ガスを、出口フィッティング３７を通って、低温トラップ／分流器２５から外に、そして収集タンク２４Ｃに流す。窒素遮断バルブ９０は、昇華麻酔ガスの全てが低温トラップ／分流器２５から除去されたときに、閉じる。残留する窒素ガスは、低温トラップ／分流器２５から出口３７、バルブ５６およびベント４６を通って勢いよく荒い流される。
【００６７】
第２の方法では、筐体１３０の底部で液面直上に配置された昇華麻酔ガスを、真空ポンプ９２を用いて、低温トラップ／分流器２５から吸引し、タンク２４Ｃに収集することもできる。ここでも再び、三方切替バルブ２９は筐体１３０をベント４６および施設１１０から入る廃棄麻酔ガスから隔離するように閉じる。真空ポンプ９２は、昇華麻酔ガスを吸引により筐体１３０の底部から引き出し、出口３７を通って収集タンク２４Ｃ中に送る。全部の麻酔ガスが低温トラップ／分流器２５から抜き取られたならば、真空ポンプ９２の運転は終わり、切替バルブ５６の位置をタンク２４Ｃへの流れを防止するように再設定する。
【００６８】
昇華麻酔ガスは、解凍サイクルの間、低温トラップ／分流器２５内で他のガスと混合されるかも知れず、それによって前述の再生方法が効力を有さなくなる。このような状況では、圧力スイング吸着法、膜分離法等の別の方法を用いて、亜酸化窒素を他のガスから分離する。種々のガス−ガス分離技術が先行技術で周知であり、ここではさらなる説明は行わない。いずれかの再生方法によって、収集した麻酔ガスを再使用のために処理するのが好適である。
【００６９】
本発明の別の実施の形態では、再生システム３（図９）のガス状の麻酔収集手段が、再生システム２（図８）の複数の低温トラップ／分流器２５Ａ、２５Ｂに組み込まれる。
【００７０】
図１０は、大流量廃棄麻酔ガス収集再生システム２００の好適な実施の形態を図示し、凝縮による麻酔再生に先立って廃棄麻酔ガスの圧力を上昇させる少なくとも１段を有するコンプレッサを有する。再生システム２００は、膨張弁４３とコンプレッサ４２による１段以上の圧縮段階を含む以外は、図１の前述の先行技術による廃棄麻酔ガス再生システム１０と類似している。コンプレッサ４２は、廃棄麻酔ガス収集ユニット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃとコンデンサ２２の間に配置されるのが好ましい。膨張弁４３は、コンデンサ２２とレシーバ容器４５の間に配置されるのが好ましい。
【００７１】
図１０に示すように、過剰な麻酔ガス、患者の呼気および空気は、麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃによりマスク１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに集められ、共通の収集マニホルド１６へ排出される。廃棄麻酔ガス収集マニホルド１６は、典型的には医療施設に堅固に配管され、麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、たとえば、１９ｍｍあるいは３０ｍｍの麻酔コネクタで、収集マニホルド１６に着脱可能に接続される。廃棄麻酔ガス収集マニホルド１６は、コンプレッサ４２により生ずる僅かな真空、たとえば５ｃｍ、で運転される。収集マニホルド１６から、収集した廃棄麻酔ガスはチェッキバルブ３５を通って単段あるいは多段コンプレッサ４２の第１段に送られる。
【００７２】
好適な実施の形態では、コンプレッサ４２は、収集ユニット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃからの廃棄麻酔ガスを凝縮ユニット２２での引き続いての処理のために３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）までの圧力に圧縮するようなサイズとされる。３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）を超える圧力は、それに伴う分離効率と分留抽出の向上の利点を享受するために好ましい。高温排出や機械的故障の増加などの高圧縮比に伴う問題を回避するために、多段コンプレッサを使用する。多段コンプレッサは、各圧縮段階が小さな圧縮比を有することに伴う動力費削減のために、単段コンプレッサより経済的でもある。しかし、システム２００でのコンプレッサ４２は、１０：１より大きくはない圧縮比が予想されるので、単段圧縮だけを必要としている。
【００７３】
コンデンサ２２は、病院や他の医療、歯科あるいは獣医施設で通常入手可能な液化ガスの共通の供給元から得られる、液体酸素、液体窒素あるいは類似の冷媒を用いるのが好適である。廃棄麻酔ガスが施設からのガス供給圧（たとえば、３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ））を超えて圧縮されると、コンデンサユニット２２内でリークが生じた場合に、共通の冷媒供給が廃棄麻酔で汚染される可能性がある。代替の好適な実施の形態では、廃棄麻酔ガス流れは３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）を十分に超えた圧力まで圧縮され、それに伴う分離効率と分留抽出の向上の利点を享受する。しかし、３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）を超える圧縮には、コンデンサユニット２２内でリークが生じた場合の、医療施設の共通のガス供給が廃棄麻酔で汚染されるリスクを回避するために、液体酸素、液体窒素あるいは類似の冷媒を別に供給するのがよい。
【００７４】
圧縮後、廃棄麻酔ガスは収集容器すなわちレシーバ容器２６Ａを通って流れ、レシーバ容器２６Ａは圧縮のために凝縮した液を除去し、圧縮された廃棄麻酔ガス流れから分離する。麻酔成分の凝縮回収に先立ち、ガス流れ中の水蒸気は除去され、コンデンサ２２内で液体水が凍結することを防止するのがよい。廃棄麻酔ガス流れから水蒸気を除去するのに好適な方法は、第１コンデンサー段階２２２Ａ（図１１）を用いることであるが、乾燥、吸収、ろ過、半浸透あるいは疎水性膜などの別の水除去処理（不図示）を用いてもよい。これらの種々のガス乾燥法は、圧縮段階前を含む、麻酔ガスを凝縮する前のいかなる時点で用いてもよい。
【００７５】
圧縮廃棄麻酔ガス流れは、それから単段あるいは多段のコンデンサ２２で冷却され、亜酸化窒素と他の麻酔性ハロカーボンの温度は、蒸気がコンデンサコイル２３６Ｂ（図１１）上に除去できる液体として凝縮するか、コンデンサコイル１３６（図１２）上に霜として集まるかのどちらかの温度まで下げられる。凝縮プロセスが行われる温度と圧力は、麻酔ガス成分が除去できる液体として凝縮するか、霜として蒸着するかを支配する。
【００７６】
麻酔成分が凝縮を通じて除去された後、残りの廃棄ガス（主として同伴された空気で構成される）は、大気４６に放出される。好ましくは、圧縮廃棄ガスを、大気放出４６の前に、膨張弁４３とレシーバ容器４５を先ず通過させる。膨張弁４３は、圧縮廃棄ガスを大気圧まで減圧し、さらに圧縮廃棄ガスをジュールトムソン効果により冷却する。廃棄ガス中のさらなる麻酔成分は、ジュールトムソン断熱膨張により凝縮されうる。このような麻酔剤の凝縮物は、廃棄ガスの大気放出４６の前にレシーバ容器４５に収集される。しかしより好ましくは、圧縮廃棄ガスは、大気放出４６（図１３）の前に小型タービン４４（図１３）あるいは同様の装置とレシーバ容器４５にて先ず絞られ、圧縮廃棄ガスのポテンシャルエネルギを回収する。回収したエネルギはコンプレッサ４２に動力を供給し、あるいは、この方法やシステムの他のエネルギ需要を満たすのに用いられる。タービン４４の廃棄ガスの膨張により凝縮した麻酔成分は、同様に、廃棄ガスの大気放出４６の前に、レシーバ容器４５で収集される。
【００７７】
さらに、大気放出の前に、冷却された廃棄ガスを冷却されるべき流れと熱統合させると、本方法およびシステムの全体での冷却用ユーティリティを減らすことができる。たとえば、廃棄麻酔ガス流れの圧縮によりガス流れの温度が上昇する。大気放出４６される冷却された廃棄ガス流れを用いて、凝縮の前に圧縮廃棄麻酔ガス流れを冷却し、熱交換器／コンデンサ２２での全体的冷媒必要量を減らすことができる。
【００７８】
ベリーは、２つの、廃棄麻酔ガスから揮発性ハロカーボンを回収する低温の方法を開示している。一番目は、米国特許第６，７２９，３２９号で、参照してここに組み込むが、麻酔ガス成分を凝縮して回収できる液体とするのに液体酸素を使用することを開示している。図１１は、米国特許第６，７２９，３２９号のシステムと方法を概略図解し、圧縮廃棄麻酔ガス流れが入ってくるように修正している。典型的な麻酔含有蒸気流れの露点温度は圧力上昇と共に高くなるので、この一番目の回収方法は、廃棄麻酔ガス流れの圧力上昇に大きくかつ有利に影響される。
【００７９】
コンデンサユニット２２は、第１コンデンサ２２２Ａと第２コンデンサ２２２Ｂとを含んで、構成される。供給タンク２２０からの液体酸素の出口ライン２２１は、第２容器２２２Ｂのコンデンサコイル２３６Ｂと流体接続する。コンデンサコイル２３６Ｂの出口は、流路２２５を通じて第１容器２２２Ａのコイル２３６Ａの入口と流体接続している。コイル２３６Ａの出口は、流路２２７を通じてバルブ２１４およびそこに接続する医療施設の流路（不図示）と流体接続する。
【００８０】
流路２３９は、医療施設のレシーバ容器２６Ａ（図１０および１３）からの廃棄麻酔ガス流路を熱交換器／コンデンサ２２２Ａの入口に接続する。コイル２３６Ａの入口を流れる酸素の温度は、バルブ２３３により自動調温的に制御され、バルブ２１４での酸素供給の温度がほぼ室温、すなわち約２５℃となる。廃棄麻酔ガスは、流路２３９を経て、圧縮のために上昇した温度で熱交換器／コンデンサ２２２Ａに流入する。圧縮廃棄麻酔ガスは、熱交換器／コンデンサ２２２Ａの頂部あるいは入口に流入し、コイル２３６Ａを越えて下方に流れ、そこでコイル２３６Ａ中を対向して流れる液体酸素と熱交換する。圧縮廃棄麻酔ガス中の水蒸気は特定温度（０℃より高い）で液体の水に凝縮し、特定の温度は圧縮廃棄麻酔ガス流れの圧力に依存する。その後、液体の水は貯留し除去するために重力によりタンク２３へ流れる。
【００８１】
容器２２２Ａ底部近くの冷却された圧縮ガスは、流路２４１を通って熱交換器／コンデンサ２２２Ｂの頂部あるいは入口に導かれ、そこでは０℃を超えた温度で用いられる。熱交換器／コンデンサ２２２Ｂの頂部で用いられる冷却された圧縮ガスは、コイル２３６Ｂを越えて流れ、そこでコイル２３６Ｂ中を対向して流れる液体酸素と熱交換する。流路２２１からの酸素は約−１５０℃の温度でコイル２３６Ｂに流入し、上昇した温度で、コイル２３６Ｂから流路２２５を経て流出する。必要に応じて、中間バイパスバルブ２３５が流路２２１に配置され、コイル２３６Ａの入口での流路２２５の温度をほぼ０℃とすることもできる。流路２４１からの圧縮廃棄麻酔ガスの温度は、コイル２３６Ｂを通過する間に下げられ、廃棄ガスのハロカーボンは液化され、収集タンク２４へと排出される。圧縮廃棄ガスの残り、すなわち環境に危害を与えない成分、は流路４６を通って大気に放出され、あるいは膨張弁４３（図１０）で絞られさらなる麻酔凝縮物を生じ、あるいは小型タービン４４（図１３）で絞られ圧縮ガスのポテンシャルエネルギを回収し、あるいは既存の触媒技術（不図示）でのさらなる処理に付される。
【００８２】
二番目に、共に継続中の米国特許出願、発明の名称「麻酔ガス再生システムおよび方法（Ａｎｅｓｔｈｅｔｉｃ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）」は、参照してここに組み込むが、バッチ式霜分留プロセスの使用を開示しており、個々の麻酔ガスの温度は低温トラップ／分流器の冷却面に霜として収集される温度にまで冷却される。低温トラップ／分流器は、周期的に解凍ステージにと循環され、その間は、通過する廃棄麻酔ガスから蒸着した霜のガス成分で固められた冷却面がゆっくりと加温され、捕捉した成分を順次分離し収集する。図１２は、共に継続中の特許出願のシステムと方法を概略図解し、入ってくる圧縮廃棄麻酔ガス流れ用に修正している。しかし、典型的な麻酔含有蒸気流れの凝固点温度は、変動するシステムの圧力に対し相対的に一定に維持されるので、廃棄麻酔再生のこの２番目のシステムと方法は、廃棄麻酔ガス流れの圧力上昇にそれほど大きく影響されない。
【００８３】
図１２に示すように、低温トラップ／分流器１２５から成るコンデンサユニット２２は、内部に冷却コイル１３６が備えられる。供給タンク１２０からの液体酸素出口流路１２１は、低温トラップ／分流器１２５のコンデンサコイル１３６と流体接続する。コンデンサコイル１３６の入口で酸素の流量は、バルブ１３３により自動調温的に制御される。既存の熱交換器１２２は、液体酸素を加温するのに用いられるが、液体酸素タンク１２０と酸素流路１２７の間で低温トラップ／分流器１２５と並列に流体接続される位置とされるのが好ましく、低温トラップ／分流器１２５が施設での酸素必要量と整合しない、下記のような解凍サイクルで運転されている、あるいは、たとえばメンテナンスや修理で運転されていないときに、酸素を加温する。バルブ１２９は、熱交換器１２２が使用されないときには通常閉じられている。流路１２１からの酸素は約−１５０℃の温度でコンデンサコイル１３６に流入し、約０℃でコイル１３６から流出する。医療施設で使用される予定の酸素は、その後のプロセスでさらに加温されて、あるいは熱交換器１２２からの暖かい酸素流出物と混合されて、室温あるいは適当な温度になる。コイル１３６の出口は、流路１２７を介してバルブ１４４およびバルブ１４４に接続する医療施設の流路（不図示）と流体接続する。
【００８４】
流路１３９は、医療施設のレシーバ容器２６Ａ（図１０および１３）からの廃棄麻酔ガス流路を熱交換器／コンデンサ１２５の入口１３１に接続する。廃棄麻酔ガスは圧縮による上昇した温度で流路１３９を経て熱交換器／コンデンサ１２５に流入する。圧縮廃棄麻酔ガスは、熱交換器／コンデンサ１２５の頂部あるいは入口１３１で流入し、コイル１３６を通り過ぎ、コイル１３６中を対向して流れる液体酸素と熱交換する。廃棄麻酔ガスはフィッティング１３７を通って熱交換器／コンデンサ１２５から流出し、流路４６を介して大気にパージされる。
【００８５】
対向流熱交換器配列により、熱交換器／コンデンサ１２５の頂部が最高温度で、熱交換器／コンデンサ１２５の底部が最低温度という温度勾配となる。熱交換器／コンデンサ１２５の冷却コイル１３６の上部領域１６０は、圧縮廃棄麻酔ガスを約−５℃の温度まで冷却し、水蒸気を冷却コイル１３６上の霜として抽出する。冷却コイル１３６の上中部領域１６２は、次に圧縮廃棄麻酔ガスを約−６０℃の温度まで冷却し、セボフルレンを凝縮し冷却コイル１３６上に凝固させる。次に、低中部領域１６３が、約−９０℃の温度で凝縮および凝固により亜酸化窒素を抽出し、最後に冷却コイル１３６の底部領域１６４が、最低温度（約−１００℃と−１１０℃の間）で冷却コイル１３６上への凝縮と凝固によりイソフルレンとデスフルレンを抽出する。あるいは、熱交換器／コンデンサ１２５が低圧（すなわち真空圧）で運転されるならば、麻酔成分は、まず液相となることなしに、コイル１３６上に直接、凝結／蒸着する。圧縮廃棄麻酔ガスの残り、すなわち環境に危害を与えない成分、は流路４６を通って大気に放出され、あるいは膨張弁４３（図１０）で絞られさらなる麻酔凝縮物を生じ、あるいは小型タービン４４（図１３）で絞られ圧縮ガスのポテンシャルエネルギを回収し、あるいは既存の触媒技術でのさらなる処理に付される。
【００８６】
低温トラップ／分流器１２５は周期的に解凍プロセスに循環され、冷却コイル１３６の霜取りをする。コイル１３６の解凍は、自動調温コントロールバルブ１３３でそこを流れる液体酸素の流量を減じあるいはなくすことにより行われる。このことにより低温トラップ／分流器１２５を、周囲環境との熱交換を通じて室温に加温することができる。代替の実施の形態では、熱交換器１２２からの加温された酸素が、同時にバルブ１５９を開きバルブ１３３とバルブ１５４を閉じることにより、部分的にあるいは完全に冷却コイル１３６を通って流される。さらに第３の実施の形態では、他の流体（不図示）が冷却コイル１３６を通って流されて制御された解凍を行うこともできる。
【００８７】
ファンネル形のホッパ１５７が、熱交換器／コンデンサ１２５の最下点を形成し、四方切替バルブ１５８方向へ向けて液を抜くのが好ましく、四方切替バルブ１５８は順次麻酔収集タンク２４Ａ、２４Ｂおよび水収集タンク２３と流体結合する。冷却コイル１３６の温度が解凍ステージ中に約−１００℃を超えるまで上昇すると、デスフルレン（大気圧での融点は約−１０８℃）とイソフルレン（大気圧での融点は約−１０３℃）が低温トラップ／分流器１２５の底部領域１６４から融解し、ホッパ１５７に集まる。切替バルブ１５８は同時に調整され、液体のデスフルレンとイソフルレンが収集タンク２４Ａ、２４Ｂのうちの１つへ重力で送り込まれるようにする。低温トラップ／分流器が−９０℃を超えるまで加温され続けると、捕捉された亜酸化窒素が低温トラップ／分流器１２５の低中部領域１６３から融解し、ホッパ１５７に集まる。切替バルブ１５８は同時に調整され、液体の亜酸化窒素が収集タンク２４Ａ、２４Ｂのうちの１つへ重力で送り込まれるようにする。温度が−６５℃を超えるまで加温されると、セボフルレン（大気圧での融点は約−６７℃）が冷却コイル１３６の上中部領域１６２から融解し、ホッパ１５７に集まる。切替バルブ１５８は同時に調整され、液体のセボフルレンが収集タンク２４Ａ、２４Ｂのうちの１つへ重力で送り込まれるようにする。同様に、低温トラップ／分流器１２５が加温され続けると、水蒸気の霜が０℃以上で上部領域１６０から融解し、切替バルブ１５８で水収集タンク２３へと流される。この方法により、フルオロエーテルは、廃棄麻酔ガスから除去されると共に、分留される。
【００８８】
図１３は、病院、手術、歯科、獣医あるいは他の医療施設で使用するための、本発明の代替の好適な実施の形態による、小流量廃棄麻酔ガス収集再生システム５００を図解する。再生システム５００は、膨張バルブ４３をタービン４４で置き換え、医療施設の各麻酔所１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃにあるいは近くに配置されたインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを含むこと以外は、前述の図１０の再生システム２００と同様である。ベリーによる共に継続中の米国特許出願１１／２６６，９６６に開示されているように、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの近くで収集マニホルド１６のそれぞれの脚に流体結合されるのが好ましい。各インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、廃棄麻酔ガスが生成されないときにそれぞれの麻酔所で収集マニホルド１６の吸気側を選択的に遮断する排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、および、排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、を操作するための付随する圧力計４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、回路、制御あるいはメカニズムを含む。収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、剛であり、柔軟であり（たとえば伸縮バッグのようなもの）あるいはこれらの組合せである。
【００８９】
図１３を参照すると、廃棄麻酔ガスは麻酔装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃから１９ｍｍ、３０ｍｍあるいは同様な標準廃棄麻酔ガスコネクタ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを通ってチャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに流入する。高感度の圧力計４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ内で、収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの排出側に配置されたソレノイド操作排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに電気的に結合される。圧力計４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃで測定された圧力は、収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの圧力と外（大気）の圧力との差である。収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ内の圧力が大気圧より僅かに高くなると、圧力計４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが上昇した圧力を検知し、制御回路によって排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを開く。排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを開くことは、収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを収集マニホルド１６の真空源と流体接続し、結果として収集チャンバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの圧力を急激に低下させる。収集チャンバの圧力が大気圧に近づくと、圧力計４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは圧力低下を検知し、排出バルブ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを閉じる。
【００９０】
廃棄麻酔ガス収集マニホルド１６は、コンプレッサ４２により生ずる僅かな真空、たとえば５ｃｍ、で運転される。したがって、廃棄麻酔ガスが生成されていない間は収集マニホルド１６を同伴する大気から隔離することは、平均麻酔ガス捕集流れを約９０パーセント減少させ、よってコンプレッサ４２、熱交換器／コンデンサ２２、配管および付随する他の機械設備の必要な最大容量を減少させる。２０〜３０の手術室を有する大型病院では、図１の先行技術による再生システム１０での５００〜１０００ｌ／分の廃棄麻酔ガス流量が図１３の再生システム５００では５０〜１００ｌ／分に減少するものと推測される。さらに、小流量の捕集システムは、それぞれの麻酔ガスの凝縮温度まで冷却しなければならないガスが小容積なので、凝縮による廃棄麻酔ガス回収のより効率的な手段を提供する。
【００９１】
真空のマニホルド１６から、収集された廃棄ガス流れはチェッキバルブ３５を通ってコンプレッサ４２に送られる。コンプレッサ４２は、収集ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃからの廃棄麻酔ガスをコンデンサユニット２２での次の処置のために大気圧より高い圧力にまで高めるようサイズ決めされた単段圧縮段階を有する。圧縮後、廃棄麻酔ガスは収集容器すなわちレシーバ容器２６Ａを通って流れ、レシーバ容器２６Ａは圧縮のために凝縮した液を除去し、圧縮された廃棄麻酔ガス流れから分離する。圧縮廃棄麻酔ガス流れは、それから多段のコンデンサ２２で冷却され、亜酸化窒素と他の麻酔性ハロカーボンの温度は、蒸気がコンデンサコイル２３６Ｂ（図１１）上に除去できる液体として凝縮する温度まで下げられる（図１１に関しての開示を参照のこと）。あるいは、単段の低温トラップ／分流器１２５（図１２）を用いて蒸気をコンデンサコイル１３６（図１２）上の霜として凝縮し収集することもできる（図１２に関しての開示を参照のこと）。凝縮処理が行われる温度と圧力により、麻酔ガス成分が除去できる水分とし凝縮するか、あるいは霜として蒸着するかが決まる。液体の麻酔凝縮物は、収集容器２４Ａ、２４Ｂで回収され、液体の水分凝縮物は収集容器２３で回収される。
【００９２】
既に開示したように、圧縮廃棄ガスを小型タービン４４あるいは類似の装置にて大気放出４６前に絞り、圧縮廃棄ガスのポテンシャルエネルギを回収するのが好ましい。すると回収されたエネルギは、コンプレッサ４２に動力を供給したり本方法とシステムの他のエネルギ需要を満たすのに用いることができる。タービン４４にて圧縮麻酔ガス流れの圧力を減ずることにより、麻酔成分のさらなる凝縮が生ずる。したがって、レシーバ容器４５を設置して、残りの廃棄ガスの大気放出４６の前に、これらの麻酔凝縮物を収集する。
【００９３】
自己完結型廃棄麻酔ガス再生システムの好適な実施の形態が、医療施設のユーティリティ設備や補給への依存を最小限として運転するのに、配列され設計される。ガス状の麻酔成分を凝縮するのに医療施設から供給される液体酸素および／または液体窒素を必要とする他のシステムとは異なり、ここで開示されるシステムは、運転用に機械的動力あるいは電力の供給だけを必要とする。さらに、本システムは、単に麻酔成分のない廃棄ガスを排出する大気へのベントを必要とし、大規模の廃棄空気処理システムを必要としない。このように、この好適な実施の形態は、比較的自己完結型で、診療所、獣医クリニックあるいは歯科診療所に容易に収容できる。（従来病院で用いられてきたような、比較的大型の、より標準的な廃棄麻酔ガス再生システムは、全体の大きさや費用のために、これらへ設置することは実用的ではないであろう。）
【００９４】
図１４は、廃棄麻酔ガス流れから中間熱伝達流体との対向流熱交換により麻酔ガス成分を冷却し凝縮する、本発明の好適な実施の形態の熱交換器／コンデンサ２２２を図解する。デュポン社のスーヴァ（登録商標）９５あるいは類似の極低温冷媒のような熱伝達流体を、従来の電力あるいは機械動力冷却ユニット２７０を用いて、熱交換器／コンデンサ２２２に戻される前に、十分に冷却する。熱伝達流体あるいは冷媒を冷却するのに別の冷却ユニット２７０を使用すると、液体窒素や液体酸素が医療施設により供給される必要がなくなる。デュポン社のスーヴァ（登録商標）９５は、好ましい冷媒である。というのは、それが医療用冷凍機や他の超低温仕様（−４０℃と−１０１℃の間）で用いられる業界標準であり、非常に低いコンプレッサ吐出温度でより高いシステムの信頼性とコンプレッサの寿命を有し、また、環境にやさしい冷媒だからである。
【００９５】
図１４に示すように、熱伝達流体は熱交換器／コンデンサ２２２のコイル２３６中を流れ、コイル２３６の外面に凝縮する麻酔ガス成分から熱を吸収すると蒸発する。中間熱伝達流体は、その後、１段以上の冷却ステージを用いる従来の蒸気圧縮プロセスにて冷却される。飽和した（あるいは、僅かにスーパーヒートされた）熱伝達流体は、ここでは少なくとも一部が蒸発しており、コンプレッサ２７２にて高圧に圧縮される。圧縮によりコンプレッサ２７２の出口で熱伝達流体はスーパーヒートされた状態となる（すなわち、上昇した圧力における流体の飽和温度よりも高い温度となる）。スーパーヒートされた流体は、続いて、適切な冷媒、好ましくは空気を用いて熱交換器／コンデンサ２７４で冷却され凝縮する。上昇した圧力で凝縮した流体は、その後膨張弁２７６で絞られて低圧となる。この時点で、主として液体と低品位蒸気からなる熱伝達流体は、熱交換器／コンデンサ２２２で凝縮する麻酔ガス成分からもう一度熱を吸収できる。
【００９６】
従来の冷却システムの代替として、極低温冷却ユニット（不図示）を用いて、従来の冷却システムで達成されるよりもさらに低い温度（すなわち、−７３℃よりかなり低い）に中間熱伝達流体を冷却してもよい。非常に高い蒸気圧のガス状麻酔成分（すなわち、−７３℃より低い凝固点の麻酔剤）で凝縮を有効にするためには、極低温に冷却された熱伝達流体が用いられ、前述のようにこのような麻酔成分を冷却し凝縮する。簡単なリンデあるいはジュールトムソンサイクルのような、極低温冷却プロセスは先行技術で周知であるので、さらなるは説明はここでは行わない。
【００９７】
図１５は、診療所、歯科診療所、小型の動物クリニックあるいは他の医療施設で使用するための、本発明の好適な実施の形態による、小流量廃棄麻酔ガス収集再生システム３００を図解する。再生システム３００は、小型タービン３４４、コンプレッサ３４２による１段以上の圧縮段階、および医療施設の麻酔所３１５にあるいは近くに配置されるインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３３０を含むこと以外は、前述の図１の先行技術の廃棄麻酔ガス再生システム１０と同様である。コンプレッサ３４２は、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３３０とコンデンサ３２２の間に配置されるのが好ましい。小型タービン３４４は、コンデンサ３２２と大気ベント３４６との間に配置されるのが好ましい。
【００９８】
ベリーによる共に継続中の米国特許出願１１／２６６，９６６に開示されているように、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニット３３０は、標準廃棄麻酔ガスコネクタ３１８の近くで収集取入口３１６に流体結合されるのが好ましい。インテリジェントガス収集ユニット３３０は、収集チャンバ３３２、廃棄麻酔ガスが生成されないときに対応する麻酔所で収集取入口３１６の吸気側を選択的に遮断する排出バルブ３３４、および、排出バルブ３３４を操作するための付随する圧力計３４０、回路、制御あるいはメカニズムを含む。収集チャンバ３３２は、剛であり、柔軟であり（たとえば伸縮バッグのようなもの）あるいはこれらの組合せである。
【００９９】
図１５を参照すると、廃棄麻酔ガスは麻酔装置３１２から１９ｍｍ、３０ｍｍあるいは同様な標準廃棄麻酔ガスコネクタ３１８を通ってチャンバ３３２に流入する。高感度の圧力計３４０がチャンバ３３２内で、チャンバ３３２の排出側に配置されたソレノイド操作排出バルブ３３４に電気的に結合される。圧力計３４０で測定された圧力は、チャンバ３３２の圧力と外（大気）の圧力との差である。チャンバ３３２内の圧力が大気圧より僅かに高くなると、上昇した圧力が圧力計３４０で検知され、制御回路によって排出バルブ３３４を開く。排出バルブ３３４を開くことは、チャンバ３３２を収集取入口３１６の真空源と流体接続し、結果としてチャンバ３３２の圧力を急激に低下させる。チャンバの圧力が大気圧に近づくと、圧力計３４０は圧力低下を検知し、排出バルブ３３４を閉じる。
【０１００】
廃棄麻酔ガス収集取入口３１６は、コンプレッサ３４２により生ずる僅かな真空、たとえば５ｃｍ、で運転される。コンプレッサ３４２がシステム３００で使用されないと、収集取入口３１６に僅かな真空を発生させるために、真空ポンプ（不図示）が収集取入口３１６と大気ベント３４６の間に配置されなければならない。廃棄麻酔ガスが生成されていない間は収集取入口３１６を同伴する大気から隔離することは、平均麻酔ガス捕集流れを約９０パーセント減少させ、よってコンプレッサ３４２、熱交換器／コンデンサ３２２、配管および付随する他の機械設備（不図示）の必要な最大容量を減少させる。２０〜３０の手術室を有する大型病院では、図１の先行技術による再生システム１０を用いて５００〜１０００ｌ／分の廃棄麻酔ガス流量が予定されるものと推測される。小流量捕集システムでは、この麻酔ガス流量を５０〜１００ｌ／分に減少するであろう。図１５に示すシステム３００は、小型医療施設での実施用であり、１〜２０ｌ／分の麻酔ガス流量用に設計されている。それにもかかわらず、小流量捕集システムは、それぞれの麻酔ガスの凝縮温度まで冷却しなければならないガスが小容積なので、麻酔ガス流量がどのくらいでも、凝縮による廃棄麻酔ガス回収のより効率的な手段を提供する。
【０１０１】
収集取入口３１６から、収集された廃棄ガス流れはチェッキバルブ３３５を通ってコンプレッサユニット３４２へ送られる。好適な実施の形態では、コンプレッサ３４２は、収集ユニット３３０からの廃棄麻酔ガスを、コンデンサユニット３２２での次の処置用に大気圧を超えた圧力にまで圧縮するようなサイズとされる。３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）を超えた圧力は、それに伴う分離効率と分留抽出の向上の利点を享受するために好ましい。高温排出や機械的故障の増加などの高圧縮比に伴う問題を回避するのに、多段コンプレッサが使用される。結果として、コンプレッサ製造者は、１０：１より大きくない圧縮比を、特に低温使用においては、推奨する。多段コンプレッサは、各圧縮段階が小さな圧縮比を有することに伴う動力費削減のために、単段コンプレッサより経済的でもある。しかし、システム３００でのコンプレッサ３４２は、１０：１より大きくはない圧縮比が予想されるので、単段圧縮だけを必要としている。
【０１０２】
圧縮後、廃棄麻酔ガスは収集容器すなわちレシーバ容器３２６を通って流れ、レシーバ容器３２６は圧縮のために凝縮した液を除去し、圧縮された廃棄麻酔ガス流れから分離する。麻酔成分の凝縮回収に先立ち、ガス流れ中の水蒸気は除去され、コンデンサ３２２内で液体水が凍結することを防止するのがよい。廃棄麻酔ガス流れから水蒸気を除去するのに好適な方法は、第１コンデンサ段階４２２Ａ（図１６）を用いることであるが、乾燥、吸収、ろ過、半浸透あるいは疎水性膜などの別の水除去処理（不図示）を用いてもよい。これらの種々のガス乾燥法は、圧縮段階前を含む、麻酔ガスを凝縮する前のいかなる時点で用いてもよい。
【０１０３】
圧縮廃棄麻酔ガス流れは、その後単段あるいは多段のコンデンサ３２２で冷却され、亜酸化窒素と他の麻酔性ハロカーボンの温度は、蒸気がコンデンサコイル４３６Ｂ（図１６）上に除去できる液体として凝縮するか、コンデンサコイル５３６（図１７）上に霜として集まるかのどちらかの温度まで下げられる。凝縮プロセスが行われる温度と圧力は、麻酔ガス成分が除去できる液体として凝縮するか、霜として蒸着するかを支配する。図１５に示すシステム３００に対しては、少なくとも２段４２２Ａ、４２２Ｂ（図１６）のコンデンサ３２２が好ましい。第１段４２２Ａ（図１６）は廃棄麻酔ガス流れから水蒸気を除去するのに用いられ、一方、次段４２２Ｂ（図１６）は麻酔剤を凝縮するのに用いられる。液体の麻酔成分（分留されてはいない）は容器３２４に収集され、液体の水凝縮物は、容器３２３に収集され、いずれの容器も定期的に液抜きされる。
【０１０４】
専用の熱伝達流体は、コンデンサ３２２のコイル４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６（図１６および図１７）を通って流れ、廃棄麻酔ガス成分を冷却し凝縮するのに用いられる。デュポン社のスーヴァ（登録商標）９５あるいは類似の極低温冷媒のような熱伝達流体を、従来の電力冷却ユニット３７０を用いて、熱交換器／コンデンサ３２２に戻される前に、十分に冷却する。前述し、また、図１４に示したように、中間熱伝達流体は、１段以上の冷却ステージを用いる従来の蒸気圧縮プロセスにより冷却される。熱伝達流体あるいは冷媒を冷却するのに別の冷却ユニット３７０を使用することで、液体窒素および／または液体酸素が医療施設から供給される必要がなくなる。しかし、病院や他の医療、歯科、獣医施設で通常入手できる液化ガスの通常の供給から得られる液体酸素、液体窒素あるいは類似の冷媒を、専用熱伝達流体の変わりに用いることができる。廃棄麻酔ガスが、施設のガス供給圧（たとえば、３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ））を超えて圧縮されると、コンデンサユニット３２２内で内部リークが生じると共通冷媒供給の廃棄麻酔での汚染が起こりうる。したがって、液体酸素、液体窒素、あるいは類似の冷媒を用いるときは、３４４．７３８ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）を超える廃棄麻酔ガス圧に対しては別の供給源とし、医療施設の共通ガス供給を廃棄麻酔ガスで汚染するリスクを回避するのがよい。
【０１０５】
麻酔成分が凝縮により除去された後に、残りの廃棄ガス（主として同伴空気からなる）は大気３４６に放出されてもよい。しかし、より好ましくは、圧縮廃棄ガスは、大気放出３４６の前に小型タービン３４４あるいは類似の装置で先ず絞り、圧縮廃棄ガスのポテンシャルエネルギを回収する。そして回収したエネルギは、コンプレッサ３４２に動力を与え、あるいは、本方法やシステムの他のエネルギ需要を供給するのに用いられる。廃棄ガス中のさらなる麻酔成分がまたタービン３４４での膨張により凝縮するかも知れない。このような麻酔凝縮物は、廃棄ガスの大気放出３４６の前に、レシーバ容器３４５で収集される。
【０１０６】
さらに、大気排出の前に、冷却された廃棄ガスを冷却されるべき流れと熱統合することで、本方法とシステムの全体冷却ユーティリティを減少することができる。たとえば、廃棄麻酔ガス流れの圧縮は、ガス流れの温度を上昇させる。大気放出３４６される冷却された廃棄ガス流れは、この圧縮された廃棄麻酔ガス流れを凝縮する前に冷却するのに用いることができ、熱交換器／コンデンサ３２２の全体冷媒必要量を減ずる。
【０１０７】
ベリーは、廃棄麻酔ガスから揮発性ハロカーボンを回収する２つの極低温の方法を開示している。１番目は、そしてより好ましいのは、米国特許第６，７２９，３２９号であり、引用してここに組み込み、それは、麻酔ガス成分を回収できる液体凝縮物に凝縮するのに液体酸素を使用することを開示している。図１６は、米国特許第６，７２９，３２９号のシステムと方法を大略図解し、流入する圧縮廃棄麻酔ガス流れを組み込み、液体酸素をデュポン社のスーヴァ（登録商標）９５あるいは類似の極低温冷媒のような専用熱伝達流体に置き換えるための修正をされている。典型的な麻酔含有蒸気流れの露点温度は圧力の上昇と共に上昇するので、廃棄麻酔剤のこの１番目の回収方法は、流入する廃棄麻酔ガス流れの上昇した圧力に大いにそして有利に影響される。
【０１０８】
第１コンデンサ４２２Ａと第２コンデンサユニット４２２Ａを含むコンデンサユニット４２２が備えられる。冷却ユニット２７０（図１４）からの冷却された熱伝達流体用の出口流路４２１は第２容器４２２Ｂのコンデンサコイル４３６Ｂと流体接続される。コンデンサコイル４３６Ｂの出口は、流路４２５を介して第１容器４２２Ａのコイル４３６Ａの入口と流体接続する。コイル４３６Ａの出口は、流路４２７を介して小型冷却ユニット２７０（図１４）の入口と流体接続する。
【０１０９】
流路４３９は、医療施設のレシーバ容器３２６、６２６（図１５および図１８）からの廃棄麻酔ガス流路を熱交換器／コンデンサ４２２に接続する。廃棄麻酔ガスは、圧縮のために上昇した温度で流路４３９を通じて熱交換器／コンデンサ４２２に流入する。圧縮された廃棄麻酔ガスは、熱交換器／コンデンサ４２２Ａの頂部あるいは入口に流入し、コイル４３６Ａを下方に通り過ぎ、コイル４３６Ａ中を対向して流れる熱伝達流体と熱交換する。圧縮廃棄麻酔ガス中の水蒸気は特定温度（０℃より高い）で液体の水に凝縮し、特定の温度は圧縮廃棄麻酔ガス流れの圧力により変わる。その後液体の水は重力でタンク４２３に流れ、貯蔵されて除去される。
【０１１０】
容器４２２Ａの底近くの冷却された圧縮ガスは、流路４４１を通じて熱交換器／コンデンサ４２２Ｂの頂部あるいは入口に導かれ、そこでは０℃より高い温度である。熱交換器／コンデンサ４２２Ｂの頂部に至った冷却された圧縮ガスは、コイル４３６Ｂを通り過ぎ、コイル４３６Ｂ中を対向して流れる熱伝達流体と熱交換する。流路４２１からの熱伝達流体は、約−９０℃の温度でコイル４３６Ｂに流入し、流路４２５を通じて上昇した温度でコイル４３６Ｂから流出する。必要に応じて、中間バイパスバルブ４３７が流路４２１に設けられ、コイル４３６Ａの入口での流路４２５の温度を約０℃とすることもできる。流路４４１からの圧縮廃棄麻酔ガスの温度は、コイル４３６Ｂを通過する間に下げられ、廃棄ガスのハロカーボンは液化され収集タンク４２４に排出される。圧縮廃棄ガスの残り、すなわち環境に危害を及ぼさないような成分を、小型タービン３４４（図１５）にて絞り、圧縮ガスのポテンシャルエネルギを回収することが好ましい。あるいは、このような圧縮廃棄ガスは流路４４６を介して大気へ放出され、または膨張弁６４３（図１８）を通して絞りさらなる麻酔凝縮物を生じ、または既存の触媒技術（不図示）によりさらなる処理に付してもよい。
【０１１１】
２番目は、共に継続中の米国特許出願、発明の名称「麻酔ガス再生システムおよび方法（Ａｎｅｓｔｈｅｔｉｃ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）」で、引用してここに組み込み、その出願はバッチ式霜分留プロセスの使用を開示しており、個々の麻酔ガスの温度は低温トラップ／分流器の冷却面に霜として凝縮し収集される温度にまで冷却される。低温トラップ／分流器は、周期的に解凍ステージに循環され、その間は、通過する廃棄麻酔ガスから蒸着した霜のガス成分で固められた冷却面がゆっくりと加温され、捕捉した成分を順次分離し収集する。図１７は、共に継続中の前記の特許出願のシステムと方法を概略図解し、流入する圧縮廃棄麻酔ガス流れを組み込み、液体酸素をスーヴァ（登録商標）９５あるいは類似の極低温冷媒のような専用熱伝達流体に置き換えるための修正をされている。しかし、典型的な麻酔含有蒸気流れの凝固点温度は、変動するシステムの圧力に対し相対的に一定に維持されるので、この２番目の廃棄麻酔回収方法は、廃棄麻酔ガス流れの圧力上昇にそれほど大きく影響されない。
【０１１２】
図１７に示すように、低温トラップ／分流器すなわちコンデンサユニット５２２には、内部に冷却コイル５３６が備えられる。冷却ユニット５７０からの冷却された熱伝達流体用の出口流路５２１は、低温トラップ／分流器５２２のコンデンサコイル５３６と流体接続する。コイル５３６の入口での冷却された熱伝達流体の流量は、バルブ５３３によって自動調温的に制御される。流路５２１からの冷却された熱伝達流体は約−９０℃の温度でコイル５３６に流入し、約０℃でコイル５３６から流出する。コイル５３６の出口は、流路５２７を介して小型冷却ユニット５７０の入口に流体接続する。
【０１１３】
流路５３９は、医療施設のレシーバ容器３２６、６２６（図１５、１８）からの廃棄麻酔ガス流路を熱交換器／コンデンサ５２２の入口５３１へ接続する。廃棄麻酔ガスは、圧縮のために上昇した温度で流路５３９を通じて熱交換器／コンデンサ５２２に流入する。圧縮された廃棄麻酔ガスは、熱交換器／コンデンサ５２２の頂部あるいは入口５３１に流入し、下方にコイル５３６を通り過ぎ、コイル５３６中を対向して流れる熱伝達流体と熱交換する。廃棄ガスは、フィッティング５３７を通って熱交換器／コンデンサ５２２から流出し、流路５４６を介して大気に排出される。
【０１１４】
この対向流熱交換器配列により、熱交換器／コンデンサ５２２の頂部が最も高温で、熱交換器／コンデンサ５２２の底部がもっとも低温という温度勾配となる。熱交換器／コンデンサ５２２の冷却コイル５３６の上部領域５６０は、圧縮廃棄麻酔ガスを約−５℃の温度まで冷却し、水蒸気をコイル５３６上に霜として抽出する。冷却コイル５３６の中部領域５６２、５６３が次に圧縮廃棄麻酔ガスを約−６０℃の温度まで冷却し、セボフルレンをコイル５３６上に凝縮し凝固する。最後に下部領域５６４が約−９０℃の温度で凝縮と凝固により亜酸化窒素を抽出する。あるいは、熱交換器／コンデンサ５２２が低圧（すなわち、真空圧）で運転されているならば、麻酔成分は、まず液相になることなく直接コイル５３６上に凝結／蒸着するかもしれない。さらに、廃棄麻酔ガスがイソフルレン（融点は約−１０３℃）および／またはデスフルレン（融点は約−１０８℃）を含むならば、それらの麻酔成分をコイル５３６の下部領域５６４上に凝縮し凝固するのに、液体酸素や液体窒素のような極低温に冷却された熱伝達流体あるいは液化ガスが必要であろう。
【０１１５】
圧縮廃棄ガスの残り、すなわち環境に危害を及ぼさないような成分を、小型タービン３４４（図１５）にて絞り、圧縮ガスのポテンシャルエネルギを回収することが好ましい。あるいは、このような圧縮廃棄ガスは流路５４６を介して大気へ放出され、または膨張弁６４３（図１８）を通して絞りさらなる麻酔凝縮物を生じ、または既存の触媒技術（不図示）によりさらなる処理に付してもよい。
【０１１６】
低温トラップ／分流器５２２は、周期的に解凍プロセスを循環して、冷却コイル５３６の霜取りをする。コイル５３６の解凍は、自動調温コントロールバルブ５３３でそこを流れる熱伝達流体の流量を減じあるいはなくすことにより行われる。このことにより低温トラップ／分流器５２２を、大気温度の周囲環境との熱交換を通じて室温に加温することができる。代替の実施の形態では、他の流体（不図示）が冷却コイル５３６を通って流されて制御された解凍を行うこともできる。
【０１１７】
ファンネル形のホッパ５５７が、熱交換器／コンデンサ５２２の最下点を形成し、四方切替バルブ５５８方向へ液を抜くのが好ましく、四方切替バルブ５５８は順次麻酔収集タンク５２４Ａ、５２４Ｂおよび水収集タンク５２３と流体結合する。冷却コイル５３６の温度が解凍ステージ中に約−９０℃を超えるまで上昇すると、亜酸化窒素が低温トラップ／分流器５２２の下部領域５６４から融解し、ホッパ５５７に集まる。切替バルブ５５８は同時に調整され、液体の亜酸化窒素が収集タンク５２４Ａ、５２４Ｂのうちの１つへ重力で送り込まれるようにする。温度が−６５℃を超えるまで加温されると、セボフルレン（大気圧での融点は約−６７℃）が冷却コイル５３６の中部領域５６２、５６３から融解し、ホッパ５５７に集まる。切替バルブ５５８は同時に調整され、液体のセボフルレンが第２の収集タンク５２４Ａ、５２４Ｂへ重力で送り込まれるようにする。同様に、低温トラップ／分流器５２２が加温され続けると、水蒸気の霜が０℃以上で上部領域５６０から融解し、切替バルブ５５８で水収集タンク５２３へと流される。この方法により、フルオロエーテルは、廃棄麻酔ガスから除去されると共に、分留される。
【０１１８】
図１８は、診療所、歯科診療所、小型動物クリニックあるいは他の医療施設で用いる、本発明の好適な実施の形態による廃棄麻酔ガス捕集再生システム６００を図解する。再生システム６００は、既に説明した図１５の廃棄麻酔ガス再生システム３００と類似しており、システム６００は、システム３００と同様、運転動力（不図示）と、廃棄麻酔ガスの源流６１５と、大気ベント６４６を必要とするだけである。しかし、システム６００はさらに、小型、自己完結型に配列され設計されて、麻酔装置６１２に近接した病室でのその配置を容易にする。システム６００は、全容積が約０．０２８３ｍ３（１立方フィート）のパッケージユニット６０２であることが好ましい。システム６００は、熱交換器／分流器６２２を含み、熱交換器／コンデンサ６２２は、小型冷却ユニット６７０で冷却された中間熱伝達流体との対向流熱交換によって、廃棄麻酔ガス流れからの麻酔ガス成分を冷却し凝縮する。オプションとして、システム６００は、小型コンプレッサ６４２とレシーバ容器６２６、および／または、膨張弁６４３（あるいは小型タービン３４４（図１５））とレシーバ容器６４５を含んでもよい。さらに、システム６００は小流量廃棄麻酔ガス収集ユニット６３０を含むこともできる。
【０１１９】
図１８に示すような好適な実施の形態では、システム６００は、膨張弁６４３とレシーバ容器６４５に加え、コンプレッサ６４２とレシーバ容器６２６を含む。１〜２０ｌ／分の麻酔ガス流量を処理するように設計されて、廃棄麻酔ガス収集再生システム６００は、取付け可能な流路６０６を介して既存の大流量廃棄麻酔ガス収集ユニット６１５、より好ましくは、小流量廃棄麻酔ガス収集ユニット６３０と結合する。廃棄麻酔ガス取入口６１６は、コンプレッサ６４２により生成された僅かな真空圧、例えば５ｃｍで運転され、コンプレッサ６４２は取入口６１６と熱交換器／コンデンサ６２２の間に配置されるのが好ましい。収集取入口６１６から、収集された廃棄ガス流れはチェッキバルブ６３５を通ってコンプレッサ６４２へ送られる。コンプレッサ６４２は、収集ユニット６１５、６３０からの廃棄麻酔ガスの圧力を、コンデンサユニット６２２での次の処理のために大気圧を超えた圧力にまで高める大きさとされた単段圧縮段階を有する。
【０１２０】
圧縮後、廃棄麻酔ガスは収集容器すなわちレシーバ容器６２６を通って流れ、レシーバ容器６２６は圧縮のために凝縮した液を除去し、圧縮された廃棄麻酔ガス流れから分離する。圧縮廃棄麻酔ガス流れは次に多段コンデンサ６２２で冷却され、亜酸化窒素や他の麻酔性ハロカーボンは、蒸気が除去できる液体としてコンデンサコイル４３６Ｂ（図１６）上に凝縮する温度まで下げられる（図１６に関する開示を参照）。あるいは、単段コンデンサ（図１７）を用いて、蒸気をコンデンサコイル５３６（図１７）上に霜として凝縮し収集することもできる（図１７に関する開示を参照）。凝縮プロセスが行われる温度と圧力が、麻酔ガス成分が除去できる液体として凝縮するか、霜として蒸着するかを支配する。図１８に示すシステム６００に対しては、少なくとも２段４２２Ａ、４２２Ｂ（図１６）を有するコンデンサ６２２が好ましい。第１段４２２Ａ（図１６）は、廃棄麻酔ガス流れから水蒸気を除去するのに用いられ、第２段４２２Ｂ（図１６）は麻酔剤を凝縮するのに用いられる。液体の麻酔凝縮物（分留されていない）は小容量（すなわち１リットル）容器６２４に収集され、液体水凝縮物は小容量（すなわち１リットル）容器６２３に収集され、どちらの容器も定期的に液抜きされる。
【０１２１】
専用の熱伝達流体は、コンデンサ６２２のコイル４３６Ａ、４３６Ｂ、５３６（図１６、１７）を通って流れ、麻酔ガス成分を冷却し凝縮するのに用いられる。デュポン社のスーヴァ（登録商標）９５あるいは類似の極低温冷媒のような熱伝達流体を、続いて、従来の電力冷却ユニット６７０を用いて、熱交換器／コンデンサ６２２に戻される前に、冷却する。前述し、また、図１４に示したように、中間熱伝達流体は、１段以上の冷却ステージを用いる従来の蒸気圧縮プロセスにより冷却される。熱伝達流体あるいは冷媒を冷却するのに別の冷却ユニット６７０を使用することで、液体窒素および／または液体酸素が医療施設から供給される必要がなくなる。しかし、病院や他の医療、歯科、獣医施設で通常入手できる液化ガスの通常の供給から得られる液体酸素、液体窒素あるいは類似の冷媒を、専用熱伝達流体の代わりに用いることができる。
【０１２２】
麻酔成分が凝縮により除去された後に、残りの廃棄ガス（主として同伴空気からなる）は、大気放出６４６の前に膨張弁６４３とレシーバ容器６４５を通過するのが好ましい。膨張弁６４３は圧縮廃棄ガスを大気圧に減圧し、ジュールトムソン効果を通じて廃棄ガスをさらに冷却する。ジュールトムソンの断熱膨張により廃棄ガス中に残留するさらなる麻酔成分が凝縮するかもしれない。このような麻酔凝縮物は、廃棄ガスの大気放出６４６の前に、レシーバ容器６４５で収集される。
【０１２３】
大気放出６４６される、冷却された廃棄ガスは、その後、対向流熱交換器６８０で流入する流路６３９の圧縮廃棄麻酔ガス流れを冷却するのに用いられるのが好ましい。このことにより、熱交換器／コンデンサ６２２の冷却必要量を減じ、よって、システム６００の全体の運転コストを減少する。膨張弁６４３で絞られ、熱交換器６８０で加温された廃棄ガスは、取付け可能な流路６３７を通って、医療施設の既存の大気ベント６４６へと放出される。
【０１２４】
本開示の要約書は、米国特許商標庁と公衆に広く、技術的開示の本質と要点を一瞥してすばやく決定する手段を提供することだけのために記載され、好適な実施の形態だけを示し、本発明の本質を全体として示唆するものではない。
【０１２５】
本発明のいくつかの実施の形態が詳細に図示されたが、本発明は示された実施の形態に限定されない。上述の実施の形態の修正や改作は当業者が気付きうる。そのような修正や改作は、ここに記載のように本発明の思想および範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】図１は、先行技術による大流量廃棄麻酔ガス捕集再生システムを概念図で図示し、廃棄ガス流れが大気に放出される前に、フルオロエーテルや他の揮発性麻酔ガス成分を収集したガス流れから分離する。
【図２】図２は、本発明による小流量廃棄麻酔ガス再生システムの好適な実施の形態を概念図で図示し、複合真空システムへの空気排出を制限したインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットを含む。
【図３】図３は、図２のインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットの詳細概念図で、大気圧の収集チャンバと、ソレノイド駆動排出バルブを閉位置に位置させる付随した回路とともに圧力検知器を示している。
【図４】図４は、図３のインテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットの詳細概念図で、収集チャンバは大気圧より僅かに高い圧力にあり、圧力検知器と付随した回路はソレノイド駆動排出バルブを開位置に位置させるように操作している。
【図５】図５は、小流量廃棄麻酔ガス再生システムの別の実施の形態を概念図で図示し、インテリジェント廃棄麻酔ガス収集ユニットが先行技術の麻酔装置と結合されて改良型麻酔装置を形成する。
【図６】図６は、既存のシステムを改造するのに有用な小流量廃棄麻酔ガス再生システムの代替の実施の形態を概念図で図示し、インテリジェント麻酔ガス収集ユニットは収集マニホルドからも麻酔装置からも分離して、区別されている。
【図７】図７は、プロセスとシステムを概念図で図示し、廃棄麻酔ガスのフルオロエーテルや他の揮発性ハロカーボンガス成分を、プロセス用のヒートシンクとして液体酸素の源を用いて、廃棄麻酔ガスから分離し、続いてその結果物の液体ハロカーボンを順に解凍し収集することにより分留する。
【図８】図８は、並列の２つ以上の低温トラップ／分流器を含む代替の実施の形態を概念図で図示する。
【図９】図９は、図７の再生システムの代替の実施の形態を概念図で図示し、液相から蒸発した、あるいは気相へ直接昇華した廃棄麻酔ガスの捕捉された成分を収集する手段を含む。
【図１０】図１０は、大流量廃棄麻酔ガス再生システムの本発明による好適な実施の形態を概念図で図示し、１つ以上の大流量廃棄麻酔ガス収集ユニットと、１段以上の圧縮段階からなるコンプレッサと、単段あるいは多段のコンデンサ／熱交換器ユニットと、さらなる麻酔ガス凝縮物を導入する膨張弁とを含む。
【図１１】図１１は、プロセスとシステムを概念図で図示し、医療施設で廃棄麻酔ガスのハロカーボンガス成分を液体酸素の源を用いて液化し、廃棄麻酔ガスの大気への放出の前に、そのようなガス成分を除去する。
【図１２】図１２は、プロセスとシステムを概念図で図示し、廃棄麻酔ガスのフルオロエーテルや他の揮発性ハロカーボンガス成分を、プロセス用のヒートシンクとして液体酸素の源を用いて廃棄麻酔ガスの大気への放出前に、廃棄麻酔ガスから分離し、続いてその結果物の液体ハロカーボンを順に解凍し収集することにより分留する。
【図１３】図１３は、小流量廃棄麻酔ガス再生システムの本発明による好適な実施の形態を概念図で図示し、１つ以上の小流量廃棄麻酔ガス収集ユニットと、１段以上の圧縮段階からなるコンプレッサと、単段あるいは多段のコンデンサ／熱交換器ユニットと、大気放出前に圧縮された廃棄ガスのポテンシャルエネルギを捉える小型タービンとを含む。
【図１４】図１４は、本発明の好適な実施の形態の熱交換器／コンデンサを概念図で図示し、廃棄麻酔ガス流れからの麻酔ガス成分を、小型冷却ユニットで冷却された中間熱伝達流体と対向流で熱交換して冷却し、凝縮する。
【図１５】図１５は、麻酔ガス再生システムの好適な実施の形態を概念図で図示し、小流量廃棄麻酔ガス捕集ユニットと、１段以上の圧縮段階からなるコンプレッサと、廃棄麻酔ガス流れから麻酔ガス成分を除去する単段あるいは多段のコンデンサ／熱交換器ユニットと、コンデンサで冷媒として用いられる熱伝達流体を冷却する小型冷却ユニットと、大気放出前に圧縮された廃棄ガスのポテンシャルエネルギを捉える小型タービンとを含む。
【図１６】図１６は、プロセスとシステムを概念図で図示し、中間熱伝達流体を用いて廃棄麻酔ガスのハロカーボン成分を液化し、廃棄麻酔ガスを大気へ放出する前にこれらのガス成分を凝縮する。
【図１７】図１７は、プロセスとシステムを概念図で図示し、廃棄麻酔ガスのフルオロエーテルや他の揮発性ハロカーボンガス成分を、プロセス用のヒートシンクとして別の冷却ユニットで冷却された熱伝達流体を用いて、廃棄麻酔ガスの大気への放出前に、廃棄麻酔ガスから分離し、続いてその結果物の液体ハロカーボンを順に解凍し収集することにより分留する。
【図１８】図１８は、自己完結型廃棄麻酔ガス再生システムの好適な実施の形態を概念図で図示し、小流量麻酔捕集ユニットと、コンプレッサと、廃棄麻酔ガス流れから麻酔ガス成分を除去する熱交換器／コンデンサと、コンデンサで冷媒として使用される熱伝達流体を冷却するのに用いられる小型冷却ユニットと、さらなる麻酔ガス凝縮物を導入する膨張弁とを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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