(57)【要約】  閉回路酸素吸入器は、該酸素吸入器の動作中、空気を前後に流通させるように設けられたハウジングと、該ハウジング内に含まれるＣＯ２吸収キャニスターと、前記ハウジングから延出する肺嚢とを備え、酸素吸入器の動作中、空気が前方に流通する空気として再循環した後、空気は前記キャニスターを通って前記肺嚢に向かって前方に流通し、前記ハウジングを通って後方に流通するようになっている。前記酸素吸入器はさらに前記ハウジングと関連して適切に作用する圧縮酸素のボトルを含み、酸素吸入器の動作中、前記肺嚢に酸素ガスを連続的に放出するように設けられている。
2008525097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）酸素吸入器の動作中、酸素を前後に流通させるように設けられるハウジングと、
２）該ハウジング内に含まれるＣＯ２吸収キャニスターと、
３）前記ハウジングから延出する肺嚢と、
を備え、酸素吸入器の動作中、大量の空気が前方に流通する空気として再循環した後、大量の空気は前記ハウジング及びキャニスターを通って前記肺嚢に向かって前方に流通し、該肺嚢から前記ハウジングを通って後方に流通するようになっており、さらに前記ハウジングと関連して適切に作用する圧縮酸素のボトルを含み、酸素吸入器の動作の少なくとも一時期の間、前記肺嚢に酸素ガスを連続的に放出するように設けられていることを特徴とする閉回路酸素吸入器。
【請求項２】
前記動作中、空気の前方への流通、後方への流通、及び再循環のうちの少なくとも１つの間、開放された状態の前記ボトルのバルブを含んでいる請求項１に記載の酸素吸入器。
【請求項３】
前記酸素ガスの連続的な放出は前記動作の初期段階に実質的に開始する請求項１に記載の酸素吸入器。
【請求項４】
前記ボトルの少なくとも一部分は前記連続的な放出の間に冷却するように設けられている請求項１に記載の酸素吸入器。
【請求項５】
前記ボトルは前記大量の後方に流通する空気の少なくとも一部分が流通する流路を含んでいる請求項４に記載の酸素吸入器。
【請求項６】
前記後方へ流通する空気量の少なくとも一部分は前記ボトルの流路を通過し、前記ボトルの少なくとも冷却された一部分に接触し、前記空気の少なくとも一部分が冷却されるようになっている請求項５に記載の酸素吸入器。
【請求項７】
前記空気量が前方へ流通する空気として再循環する時に、前記後方へ流通する空気量の少なくとも一部分は前記冷却の少なくとも一部分を保持する請求項６に記載の酸素吸入器。
【請求項８】
前記前方へ流通する空気量の少なくとも一部分の前記保持された冷却はＣＯ２吸収キャニスターの少なくとも一部分を冷却する請求項７に記載の酸素吸入器。
【請求項９】
前記キャニスターから延出すると共に該キャニスターから実質的に離れた前記肺嚢への開口部を有する延長スリーブをさらに備え、前記前方へ流通する空気量の少なくとも一部分が前記スリーブを通って前記肺嚢に流通する請求項１に記載の酸素吸入器。
【請求項１０】
前記スリーブは、柔軟、やや柔軟、堅い、やや堅い、切断されているの少なくともいずれかである請求項９に記載の酸素吸入器。
【請求項１１】
前記スリーブは前記前方に流通する空気量の少なくとも一部分を前記肺嚢に放出された酸素と実質的に混合させるように設けられている請求項９に記載の酸素吸入器。
【請求項１２】
前記前方に流通する空気量の少なくとも一部分が前記スリーブを通過する時に前記スリーブは障害物を生成し、該障害物は前記前方へ流通する空気量の一部分に前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過させる請求項９に記載の酸素吸入器。
【請求項１３】
前記スリーブは少なくとも一つの制限を含んでいる請求項９に記載の酸素吸入器。
【請求項１４】
前記制限は前記前方へ流通する空気量の少なくとも一部分に前記スリーブをよりゆっくりと通過させるように設けられている請求項１３に記載の酸素吸入器。
【請求項１５】
前記制限は前記前方へ流通する空気量の少なくとも一部分に前記キャニスターをよりゆっくりと通過させるように設けられている請求項１４に記載の酸素吸入器。
【請求項１６】
１）圧縮酸素ガスのボトルから酸素ガスを連続的に膨張させ、
２）前記膨張により前記ボトルを冷却し、
３）前記酸素吸入器内に暖かい大量の空気を前方及び後方へ流通させ、
４）前記後方へ流通する量を前記ボトルの近くに流通させ、
５）前記量と前記ボトルの間で熱交換を行い、
６）前記量を冷却する、
ことを含んでいる閉回路酸素吸入器の空気を冷却する方法。
【請求項１７】
前記冷却された量を再循環することをさらに含んでいる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
１）前記酸素吸入器の動作中、前方及び後方へ空気を流通させるように設けられた流路を有するハウジングと、
２）該ハウジング内に含まれるＣＯ２吸収キャニスターと、
３）前記ハウジングから延出する肺嚢と、
４）前記ハウジングと関連して適切に作用し、前記肺嚢に酸素ガスを放出するように設けられた圧縮酸素のボトルと、
５）前記流路と前記ハウジングの少なくとも１つの少なくとも一部分から延出する延長スリーブと、
を備え、前記スリーブは前記ハウジングから実質的に離れた開口部を有し、前方へ流通する空気量が前記スリーブを通って前記肺嚢に流通するように前記スリーブが配置されていることを特徴とする閉回路酸素吸入器。
【請求項１９】
前記スリーブは、柔軟、やや柔軟、堅い、やや堅い、切断されているの少なくともいずれかである請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２０】
前記スリーブは前記吸収された空気量の少なくとも一部分を前記肺嚢に放出された酸素と実質的に混合させるように設けられている請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２１】
前記前方に流通する空気量が通過する時に前記スリーブは障害物を生成し、該障害物は前記前方へ流通する空気量に前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過させる請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２２】
前記スリーブは少なくとも一つの制限を含んでいる請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２３】
前記制限は前記前方へ流通する空気量に前記スリーブをよりゆっくりと通過させるように設けられている請求項２２に記載の酸素吸入器。
【請求項２４】
前記制限は前記前方へ流通する空気量に前記キャニスターをよりゆっくりと通過させるように設けられている請求項２３に記載の酸素吸入器。
【請求項２５】
前記前方へ流通する空気量は前記肺嚢から前記ハウジングを通って流通するように設けられ、前記空気量が少なくとも前方及び後方へ流通する間、開放状態のままの前記ボトルのバルブを含んでいる請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２６】
前記動作の実質的な部分の間、前記ボトルのバルブは連続的に開放状態のままである請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２７】
前記酸素ガスの連続的な放出は前記動作の初期段階に実質的に開始する請求項２５に記載の酸素吸入器。
【請求項２８】
前記ボトルの少なくとも一部分は前記連続的な放出の間に冷却するように設けられている請求項１８に記載の酸素吸入器。
【請求項２９】
前記前方へ流通する空気量は前記肺嚢から前記ハウジングを通って後方へ流通するように設けられ、前記ボトルは後方へ流通する空気量の少なくとも一部分が流通する流路を備えている請求項２８に記載の酸素吸入器。
【請求項３０】
前記後方へ流通する空気の少なくとも一部分は前記ボトルの流路を通過し、前記ボトルの少なくとも冷却された部分と接触し、前記空気が冷却されるようになっている請求項２９に記載の酸素吸入器。
【請求項３１】
前記酸素吸入器は前記後方へ流通する空気の酸素吸入器が前方へ流通する空気として再循環されるようになっている請求項３０に記載の酸素吸入器。
【請求項３２】
前記空気が前方へ流通する空気として再循環される時に、前記後方へ流通する空気の少なくとも一部分は前記冷却の少なくとも一部分を実質的に保持する請求項３１に記載の酸素吸入器。
【請求項３３】
前記前方へ流通する空気の少なくとも一部分の前記保持された冷却は前記ＣＯ２吸収キャニスターの少なくとも一部分を冷却する請求項３２に記載の酸素吸入器。
【請求項３４】
前方へ流通する空気を酸素吸入器の酸素ガスと実質的に混合させる方法であって、
１）肺嚢へ酸素を放出し、
２）前記肺嚢にスリーブを実質的に延出し、
３）前記スリーブを通って前記肺嚢に前記前方へ流通する空気を流通させ、
４）前記空気と前記酸素を実質的に混合する、
ことを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記前方へ流通する量を前記スリーブに通過させる前に吸収キャニスターに通過させ、
前記前方へ流通する空気量の流路を妨害し、前記前方への量の流路を前記キャニスターに通して遅らせる、
ことをさらに含んでいる請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放出された空気からＣＯ２を吸収し、Ｏ２により空気を濃縮し、それにより、吸気のため放出空気を再循環させる閉回路酸素吸入器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００４年１２月２８日に出願された米国仮出願６０／６３９，２９６に関し、その明細はここに完全に組み込まれている。
【０００３】
酸素吸入器は、閉回路において放出された空気からＣＯ２（ニ酸化炭素）を吸収し、Ｏ２（酸素）により空気を濃縮することにより、ユーザに再循環された浄化空気を供給する。酸素吸入器は空気及び又は酸素の重いタンクを必要とする開放呼吸システムより軽量である。
【０００４】
酸素吸入器は、外部環境から隔離した呼吸環境を提供し、例えば、燃焼している火からの煙や工業環境の汚染がある所、及び酸素の少ない高い標高の場所のような、悪い環境において特に有用である。さらに、酸素吸入器は水中ダイビングで使用されている。
【０００５】
煙が充満した環境下では、酸素吸入器はユーザの顔面に装着し、煙の多い環境からの避難を可能にする。
【０００６】
例えば、工業環境において、実質的に有毒ガス汚染に直面して、酸素吸入器は労働者が汚染源を見つけて修理することを可能にする再循環空気を供給する。代わりの解決策であるマスクフィルターは各種フィルターのうちの１つを含むマスクを備え、各フィルターは一定の有毒ガスのためにだけ効果がある。一つの酸素吸入器と同じ保護範囲を供給するためには、複数のマスク及び又はフィルターが現場になければならない。
【０００７】
酸素が薄くなる標高の高い所では、登山者は酸素吸入器を周期的に使用することにより機能し続け、重い酸素タンクを運搬する必要性を除去する。ダイバーは酸素タンク単体より長い間、酸素吸入器と共に酸素タンクの量を使用することができる。
【０００８】
酸素吸入器は柔軟な嚢、ここでは肺嚢を含み、この肺嚢はユーザの口及び又は鼻を覆うマニホールドを有する吸収キャニスターに接続されている。放出された空気は、キャニスターから肺嚢に流通する間、ＣＯ２を吸収し、Ｏ２により濃縮することにより吸気のために再循環される。
【０００９】
ＣＯ２は、主に水蒸気に溶解した炭酸の形で、ソーダ石灰を含む吸収キャニスターに吸収される。ソーダ石灰は、９４％の水酸化カルシウムと、５％の水酸化ナトリウムと、１％の水酸化カリウムの混合物である。キャニスターはさらに、溶解していない吸収用のＣＯ２ガスを溶解するための水と、ソーダ石灰を顆粒状に保つ二酸化珪素と、ソーダ石灰の消耗を示すｐＨ感光性色素とを含んでいる。
【００１０】
ＣＯ２の吸収は、以下の化学反応により起こる。
Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＝Ｈ２ＣＯ３＝Ｈ＋＋ＨＣＯ３−
ＮａＯＨ＋Ｈ２ＣＯ３＝ＮａＨＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
２ＮａＨＣＯ３＋Ｃａ（ＯＨ）２＝２ＮａＯＨ＋ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
水酸化カルシウムは、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムがＣＯ２の吸収割合を増進している間にＣＯ２の大部分を吸収する。上記した化学反応は発熱を伴い、ソーダ石灰の温度は約華氏１４０度の温度に急速に達すると共にその温度を維持する。
【００１１】
ＣＯ２の吸収に続いて、Ｏ２ガスは、圧縮酸素ボトルから浄化された空気に導入され、ＣＯ２を除去して浄化され、Ｏ２により濃縮された空気はユーザにより吸い込まれ、それにより、困難な呼吸環境下において有効な解決策を供給する。
【００１２】
酸素吸入器はユーザが吐き出した空気を繰り返し再循環し、ユーザの体温の熱を急速に吸収し、それにより、再循環された空気の温度を環境の周囲温度より高く上昇させる。
【００１３】
上記したＣＯ２の吸収のために必要な発熱を伴う反応のさらなる問題として、閉回路の空気に対する著しい熱の付加があり、これは空気を不快な暑さにする。さらに、例えば、酸素吸入器が荒れ狂う火の焼け付くような熱の前で使用されると、環境の熱は酸素吸入器の温度をさらに高く上昇させる。そのような使用では、閉回路において過度に加熱された熱は不快なだけではなく、有害になり、ユーザをパニックに落とし入れ、取り返しのつかない衝撃を与える結果となる。
【００１４】
ダイバーに使用される酸素吸入器は、低温の周囲の水が十分に冷却する時には吸い込んだ空気を冷却する機構を必要としないが、陸上での使用では、ダイバーの酸素吸入器はユーザに対して同様に不快な暑い空気を供給する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
過熱され再循環された酸素吸入器の空気はさらなる２つの問題を生じる。第１の問題は、吸い込まれた空気によりＯ２が十分に混合されないことである。Ｏ２ガスは、タンクからの膨張によって、肺嚢において過熱され吐き出された空気より冷たく重い。重く冷たいＯ２は吸収に続いて、Ｏ２ガスＣＯ２の吸収に続いて、Ｏ２ガスＣＯ２の吸収に続いて、軽くて暑く濃縮されておらず吐き出された空気が上昇し、肺嚢の頂部で空気の取り入れ口を塞いでいる間、Ｏ２ガスは肺嚢の底に沈む。主に空気の取り入れ口に入ってくる濃縮されていない暑い放出空気によって、ユーザは必要なＯ２を奪われる。
【００１６】
過熱された空気に関連した第２の問題は、ＣＯ２を十分に吸収しないことである。基本的な顆粒はＣＯ２の吸収に関連した発熱を伴う反応により加熱されると、顆粒の効率は減少し、ＣＯ２の余り吸収しなくなる。さらに、空気が熱により膨張すると、吐き出された空気は吸収キャニスターから出され、ＣＯ２の吸収効率を低下させることもある。
【００１７】
効率の悪いＣＯ２の吸収や吐き出された空気とＯ２の混合不足は、共に過度に暑い吐出空気から発生し、ユーザは低酸素及びその後遺症となる。
【００１８】
キワク（Ｋｉｗａｋ）に対する米国特許４，３１４，５６６は、外部に配置された熱交換システムを有する酸素吸入器を開示し、ロザー（Ｌｏｓｅｒ）らに対する米国特許５，２６９，２９３は、外部の沸石吸着性冷却システムを開示しており、両方のシステムは過熱に対する潜在的な解決策を与えているが、酸素吸入器に対してかなりの重量、容積、サイズ及び又は支出を付加する。
【００１９】
ＣＯ２の発熱を伴う吸収に関連したすべての問題に加えて、それぞれの吸入サイクルの間、Ｏ２ガスを放出するために開放するＯ２のボトルにデマンドバルブに関連した３つの問題がある。
【００２０】
第１の問題は、デマンドバルブが複雑で、吸入サイクルと共に開閉し、バルブは機能不全になり易い。第２の問題は、デマンドバルブが重く、酸素吸入器に好ましくない重量を付加する。第３の問題は、デマンドバルブが以下の吐出を開放するだけであることである。ユーザが吐出の反対に吸い込みで第１の吸入サイクルを開始した場合、ユーザは吸込なしにより、生命を維持する空気をユーザからさらに取り上げる息詰まりの発作を起こすことがある。
【００２１】
パーカー（Ｐａｒｋｅｒ）に対する米国特許６，７１２，０７１は、適切な酸素量を保証するための酸素センサ及びインジェクターを教示し、レディ（Ｒｅａｄｅｙ）らに対する米国特許６，００３，５１３は、一定レベルのＯ２を維持するためのステッピングモータで制御される可変流量システムを教示し、重量、容積及び複雑さに加えて、両方のシステムは酸素吸入器に著しい容積を付加し、以下の少なくとも１つの発散の機能を開始するに過ぎず、それにより息詰まりを防止することができない。
【００２２】
要約すると、有効な吸入システムを与えながら、酸素吸入器は、Ｏ２の要求されるバルブの容積や重量を大きくしたり、そのバルブを複雑にしたりすることなく、最初の吸込により、快適な温度で、ＣＯ２を効率的に浄化し、Ｏ２と適切な混合をする空気を供給するといった基本的な問題を解決することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、非常に早い吸い込みから快適な温度で、ＣＯ２を効率的に浄化し、Ｏ２を適切に濃縮した酸素を供給する、単純で、耐久性があり、軽量の構造を有する酸素吸入器により、従来技術の欠点の少なくとも幾つかをうまく処理する。
【００２４】
本発明の一実施の形態は、ＣＯ２吸収キャニスターを含むハウジングと、該ハウジングから延出する肺嚢とを有する、閉回路酸素吸入器を備えている。
【００２５】
実施例では、ハウジング及び肺嚢は、吐き出された空気が動作中にキャニスターを通過するように組み立てられ、吐き出された空気からのＣＯ２量は吸収される。その後、空気はハウジングの流路を通って肺嚢に及び肺嚢から流通する。
【００２６】
さらに、ハウジングと関連して適切に作用する圧縮酸素のボトルが設けられ、前記動作中、肺嚢にＯ２ガスを連続的に放出するように設けられている。
【００２７】
実施例では、前記酸素吸入器は、前記作動中に開放状態のままの前記ボトルのバルブを含み、Ｏ２ガスは前記作動の初期段階に及び又は最初の吸い込みの前に肺嚢を実質的に充填する。
【００２８】
さらなる実施例では、前記連続的な放出は前記ボトルを冷却するように設けられ、前記冷却されたボトルは前記吸い込まれた空気が通過する流路を含み、それにより吸い込まれた空気が冷却される。
【００２９】
さらに、吸い込まれた空気は、吐き出された空気がキャニスターを通過する時に閉回路で前記冷却を維持し、それにより、吸収されたＣＯ２量を増加させる。
【００３０】
さらに別の実施例では、酸素吸入器はキャニスターから肺嚢からに実質的に延出する延長スリーブを含み、該スリーブはキャニスターから実質的に離れた開口部を有している。吐き出された空気は、前記キャニスターを通り、前記スリーブを通って、前記肺嚢に流通する。
【００３１】
さらなる実施例では、前記スリーブは吐き出された空気を肺嚢に放出されたＯ２ガスと実質的に混合させるように設けられている。
【００３２】
さらに、前記スリーブは、吐き出された空気がスリーブを通過する時に障害物を作り出し、該障害物は吐き出された空気が前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過するようにさせ、それにより、前記吸収されたＣＯ２量を増加させる。
【００３３】
さらなる実施例では、前記スリーブは少なくとも１つの制限を含んでおり、該制限は吐き出された空気が前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過するようにさせ、それにより、前記吸収されたＣＯ２量を増加させる。
【００３４】
本発明の一実施の形態は、閉回路酸素吸入器の空気を冷却するための方法であり、圧縮されたＯ２ガスのボトルから連続的に膨張するＯ２ガスを備え、該膨張したＯ２ガスにより前記ボトルを冷却し、該ボトルの近くに暖かい空気量を通過させ、前記量と前記ボトルとの間で熱交換し、前記量を冷却する。
【００３５】
実施例では、前記方法は前記ボトルからＯ２を連続的に放出することをさらに含んでいる。
【００３６】
本発明のさらなる実施の形態では、閉回路酸素吸入器は、ＣＯ２吸収キャニスターとＯ２ガスを放出するように設けられた圧縮Ｏ２のボトルとを含むハウジングを備えている。酸素吸入器は、ハウジングから延出する肺嚢と、キャニスターから肺嚢に実質的に延出する延長スリーブとをさらに含んでいる。酸素吸入器は吐き出された空気がキャニスターを通過するように組み立てられ、吐き出された空気からのＣＯ２量が吸収され、空気は肺嚢に続き、前期ボトルは肺嚢にＯ２ガスを放出する。
【００３７】
さらなる実施例では、前記スリーブは吸収された空気を肺嚢に放出されたＯ２と実質的に混合させるように設けられている。さらに、前記スリーブは吐き出された空気が通過する時に障害物を作り出し、該障害物は吐き出された空気に前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過させ、それにより、吐き出された空気から吸収されるＣＯ２の量を増加させる。
【００３８】
さらなる実施例では、前記スリーブは少なくとも１つの制限を含み、該制限は吐き出された空気に前記スリーブ及びキャニスターをよりゆっくりと通過させ、それにより、吐き出された空気から吸収されたＣＯ２の量を増加させる。
【００３９】
さらなる実施例では、バルブは前記動作中に開放状態のままの前記ボトルに含まれ、前記ボトルは前記動作中に肺嚢にＯ２ガスを連続的に放出するように設けられている。
【００４０】
さらなる実施例では、Ｏ２ガスは前記動作の初期段階と最初の吸い込みのうちの少なくとも一つで肺嚢を充填する。
【００４１】
選択的には、前記Ｏ２ボトルは、前記圧縮されたＯ２ボトルを冷却する方法でＯ２ガスを放出するように設けられている。さらなる実施例では、前記冷却されたボトルは吐き出された空気が通過する流路を含み、それにより、吐き出された空気を冷却する。
【００４２】
さらなる実施例では、前記吐き出された空気は、吐き出された空気がキャニスターを通過する時に閉回路の前記冷却を維持し、それにより吸収されるＣＯ２の量を増加させる。
【００４３】
本発明のさらなる実施の形態は、酸素吸入器のＯ２と吐き出された空気を実質的に混合する方法を備えている。この方法は、肺嚢にＯ２を通過させ、肺嚢に実質的にスリーブを延出し、スリーブを通って肺嚢に吐き出された空気を通過させると共に空気を前記Ｏ２と実質的に混合することを含んでいる。
【００４４】
他の方法で定義されなければ、ここで使用されるすべての技術および科学用語は本発明が属する技術分野で当業者により共通に理解されるのと同一の意味を有している。ここに説明したものと同様又は同等の方法及び材料が本発明の実施又は試験において使用可能であるが、適切な方法及び材料は以下に説明する。争いの場合には、定義を含む特許明細書が調整する。さらに、材料、方法、及び例は例示のためだけであり、限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明は図面を参照しつつ例示する。詳細に図面を参照すると、詳細が例示により示され、本発明の好適な方法の例示の説明の目的のため、本発明の原理及び概念の最も有用及び容易に理解できる記載となると信じられるものを提供する目的で示されていることを強調する。
【００４６】
この点において、本発明の基本的な理解のために必要とされる以上により詳細に本発明の構造的な詳細を示そうとしておらず、本発明の方法が実際にどのように具体化させるかを当業者に明らかにさせため記載は図面と共に示されている。
【００４７】
以下の説明に記載された発明の限定されない実施例は添付した図面を参照して理解される。図に示された構成の寸法及び符号は主に便宜上及び説明の明瞭のため選択されたものであり、必ずしも縮尺化されたものではない。
【００４８】
本発明は、吐き出された空気から効率よくＣＯ２を吸収し、吐き出された空気に実質的に連続的にＯ２を混合し、快適な温度でユーザに呼気のために空気を供給する、単純でトラブルのない部品及び動作を有する酸素吸入器に関する。
【００４９】
図から分かるように、酸素吸入器１００は、空気の流路を有するＣＯ２吸収キャニスター１２１を含むハウジング１２０を備え、ＣＯ２吸収性材料１７０を含む流路は吐き出された空気１２２からＣＯ２を吸収するように設けられている。
【００５０】
ＣＯ２を含む吐出空気１２２はキャニスター１２１を通ってマウスピース１４０から肺嚢１６０に向かって流通する。キャニスター１２１内には、主に炭酸の形のＣＯ２分子は浄化された空気を生じる発熱を伴う反応でソーダ石灰の顆粒を含む吸収性材料により実質的に吸収される。
【００５１】
ここで使用されているように、「ＣＯ２吸収キャニスター」は、流路を有すると共にＣＯ２吸収性材料を含むキャニスターのことを言い、「ＣＯ２吸収性材料」は、ソーダ石灰を含むがそれに限定されるものではないＣＯ２を実質的に吸収する材料のことを言い、「実質的にＣＯ２を吸収」は、例えば、吐き出された浄化されていない空気の量１２２が３％のＣＯ２を含んでいる場合に、浄化された空気の量１３２が約１％のＣＯ２を含むといったような、ＣＯ２のかなりの割合を吸収することを言う。
【００５２】
「浄化された空気」は、ＣＯ２が実質的に吸収される空気１３２のことを言う。
【００５３】
実施例では、ボトル１１０中のＯ２の圧縮量は酸素吸入器の動作中に連続する放出ノズル１６２を通って連続的に放出され、浄化された空気１３２をＯ２ガス１６４により濃縮する。通常、ノズル１６２は単純、軽量で強い設計を有している。ノズル１６２は、さらなる動作又は調整なしで、Ｏ２１６８の放出を開始する開放位置をとり、酸素吸入器１００の動作中、開放状態のままであり、機能不全の可能性は無視してよい程である。
【００５４】
実施例では、延長スリーブ１４４は実質的にキャニスター１２１から肺嚢１６０に延出し、キャニスター１２１から実質的に離れた開口部１４８を有している。スリーブ１４４はキャニスター１２１から実質的に離れた浄化された空気１３２を開放し、スリーブの開口部１４８から流通する浄化された空気１３２はＯ２１６４により実質的に混合する。
【００５５】
実施例では、スリーブ１４４の少なくとも一部分は柔軟性材料を備えている。代わりに、スリーブの少なくとも一部分は、やや柔軟、やや堅い及び堅く、例えば、入れ子式又は互いに柔軟に接続された幾つかの堅い部分を備えている。
【００５６】
実施例では、実質的な混合１２４は実質的にＣＯ２が浄化されてＯ２により濃縮された同質の空気１８０となる。その後、浄化された空気１８０は肺嚢１６０から流通することによりマウスピース１４０に戻り、Ｏ２により濃縮され、ユーザが各呼気でＯ２１６４の適切な量を連続的に受け取る。呼気のために濃縮された空気１８０は、肺嚢１６０からマウスピース１４０に空気１８０を導く戻り流路１１２を通ってマウスピースに流通する。
【００５７】
ここで使用されているように、「前方に流通する空気」は、マウスピース１４０を通り、ハウジング１２０及びキャニスター１２１を通って肺嚢１６０に流通する吐出空気１２２のことを言い、「後方に流通する空気」又は「戻り空気」は、肺嚢１６０からハウジング１２０を通り、マウスピース１４０を通って流通する空気１８０のことを言い、空気１８６が前方に流通する吐出空気１２２として再循環された後、ユーザによって吸い込まれる。
【００５８】
ここで使用されているように、「再循環」は、酸素吸入器１００からユーザによって吸い込まれ、その後、マウスピース１４０を通って酸素吸入器１００に吐き出された空気１２２としてユーザにより吐き出された空気１８０のことを言う。
【００５９】
実施例では、ボトル１１０で圧縮されたＯ２１６８が膨張すると、ボトル１１０が冷却される。濃縮されたＯ２１８０が冷却されたボトル１１０に沿って流路１１２を流通すると、濃縮された空気１８０はユーザの体温及び吸収キャニスター１２１での上述した発熱を伴う化学反応に関連して熱を損失し、冷却空気１８６となる。暑い空気１８０がボトル１１０との接触を通じて冷却された空気１８６となるこの配置は、ユーザが快適な温度で戻りの空気１８６の供給を受け取ることを保証し、ユーザが上記したパニックや衝撃を受けるのを防止する。
【００６０】
例えば、燃えている建物のように、加熱された環境において空気１８０を吸い込むと、冷却された空気１８６はますます重要となり、ボトル１１０は火により生じた空気の焼け付くような熱を冷却し、近くの火からの熱にも拘らず、ユーザの注意を喚起するのに役立つ。
【００６１】
実施例では、吐き出された空気１２２は、空気１２２が以下の呼気を再循環する時に冷却された空気１８６に内在する冷却部分を保持する。それにより、吐き出された空気１２２内の保持された冷却は、顆粒１７０の発熱を伴う吸収により吐き出されたキャニスター１２１のソーダ石灰の顆粒１７０を冷却する。冷却された顆粒１７０は、発熱を伴う反応の熱を減少することにより、キャニスター１２１の発熱を伴うＣＯ２の吸収処理の効率を増加させる。それにより、冷却された顆粒１７０は各吸入サイクルにおいて空気１２２から吸収されるＣＯ２の割合を増加させ、浄化された空気１３２の純度を高める。
【００６２】
実施例では、マウスピース１４０はバックパス毛管バルブ１９２とフォワードパス毛管調節器１９４を含んでいる。吐き出された空気１２２がマウスピースからキャニスター１２１に吐き出されると、バックパス毛管バルブ１９２は閉塞し、後方へ流通する空気１８６がマウスピース１４０を通過するのを防止する。反対に、冷却された空気１８６がマウスピース１４０を通って吸い込まれると、フォワードパス毛管調節器１９４は閉塞し、前方へ流通する吐出空気１２２がマウスピース１４０を通過するのを防止する。
【００６３】
実施例では、酸素吸入器１００はコンパクト、軽量で、救急隊員によりユーザに簡単に取り付けられる。犠牲者に酸素吸入器を供給する場合、マウスピース１４０は簡単に犠牲者の口に配置され、肺嚢１６０は犠牲者の顎の下にしまい込まれ、酸素吸入器１００は最初の呼気で直ぐにＯ２１６４を供給するように作動される。圧縮Ｏ２の即時の供給は、へこんだ肺嚢１６０からユーザが吸い込むことを試みた場合のように、ユーザが窒息するのを防止する。
【００６４】
最初の呼気の間、空気１２２はキャニスター１２１に入り、２回目の呼気の間、空気１３２はスリーブ１４４に入る。３回目の呼気により、浄化された空気１３２は、スリーブ１４４が空気１３２内に障害物を作りながらスリーブの開口部１４８から移動する。
【００６５】
空気１３２の障害物は空気１３２がスリーブ１４４を出る速度を遅くし、浄化されていない空気１２２の速度を減少させ、それにより浄化されていない空気１２２の一定時間を増加し、吐出された空気１２２からのＣＯ２の吸収の効率を高める。
【００６６】
代わりに、スリーブ１４４はスリーブの流路１４６を制限すると共に空気の速度をさらに減少させる制限１４５を含み、それにより、顆粒１７０との接触時間及び吐出空気１２２の浄化効率をさらに増加させる。
【００６７】
制限１４５はスリーブの流路１４６への一つの陥入として示されているが、多数の形式、とりわけ、多数の陥入及び又は開口部１４８の部分的な閉塞を取ることができる。代わりに、流路１３２の制限は開口部１４８を完全に閉鎖し続けてもよく、１つ以上の開口部が流路１４６の壁に含まれてもよい。
【００６８】
さらに、上述したように、冷却された空気１８６の結果として空気１２２の冷却器の全体温度は発熱を伴う反応を低温度で進行させ、吐出空気１２２からのＣＯ２の除去をより効率的にさせる。
【００６９】
酸素吸入器１００の最初の機能に続いて、空気１２２のユーザの３回目の吐出は上述した肺嚢１６０での実質的な混合となる、ユーザの４回目の吐出により、同質の濃縮された空気１８０が流路１１２に入り、冷却された空気１８６となる。すべてのこの時間、ユーザはＯ２ボトル１１０からのＯ２の一定供給によりＯ２１６４を吸い込み、息が詰まるのを防止することができる。ユーザの５回目の吐出により、ユーザはマウスピース１４０を通過する冷却空気１８６を吸い込み始める。
【００７０】
快適な温度での最初の呼気及び前方からの生命を維持するＯ２１６４の効率的な供給及び又は空気１８６は、空気１８６を待つ時間を浪費したり、或いは空気１８６がないために息苦しかったりすることがなく、ユーザを直ぐに安全の方へ進めることができる。
【００７１】
さらに、救急隊員は、酸素吸入器の使用に慣れるためにユーザを息苦しくさせたり、或いは動かないデマンドバルブを修理したりする時間を浪費する必要がなく、それにより、救急隊員が他の犠牲者を直ぐに探し続けることができ、酸素吸入器１００の有利な構造により寿命を潜在的に蓄えることができる。
【００７２】
おそらくより重要なのは、酸素吸入器１００の軽量化によって、それぞれの救急隊員が捜索及び救出任務において複数の酸素吸入器１００を運ぶことができるようになる。救急隊員は犠牲者に迅速に取り付け、犠牲者を例えば建物の安全出口のような安全に導き、他の犠牲者を直ぐに捜索し続け、さらなる酸素吸入器１００を装着させることができる。
【００７３】
酸素吸入器１００の設計が変化している間、救急隊員が、顧客の不用のベルト（図示省略）から延出するホルスターにおいて複数の小さく、軽量の酸素吸入器を運ぶことが仮定されている。緊急時に複数の酸素吸入器１００の効率的な分配を可能にすることに加えて、そのような配置は、例えば、非常口を開放したり、或いは消火器を操作して非常口への火のないアクセルを供給したりするような、より良い使用のため、救急隊員の手を自由にする。
【００７４】
一旦ユーザが安全になると、酸素吸入器１００の使用は、低酸素症及び衝撃のおそれが消滅し、酸素吸入器１００を取り外すことを燃えている建物の外部の救急隊員が決定するまで続けられる。代わりに、ボトル１１０にＯ２が実質的にない時には、酸素１６４の圧力は所定の閾値以下になり、酸素吸入器１００が救急隊員により交換されなければならないことを可聴及び又は可視表示器１８８に表示させる。
【００７５】
酸素吸入器１００には多数の変更が可能であり、例えば、マウスピース１４０の代わりに組合せノーズ及びマウスピースマニホールドを使用してもよい。さらに或いは代わりに、ハウジング１２０及び又は肺嚢１６０は代わりの形状又はサイズの一つで供給されてもよく、多数の変更が当業者に公知である。
【００７６】
本発明は、火の存在する適用に関連する事項により説明されている。しかしながら、さらなる使用が当業者にとって容易に明らかである。さらなる使用は、上述したように、水中ダイビング、有毒ガスのような工業汚染物質の存在下での吸入、及び空気自体が呼気を維持するには薄い標高の高い所での使用を含む。
【００７７】
したがって、本発明の通則やその適用範囲に対する偏見なしにこの記載が与えられることを理解すべきである。上述した例の考察により当業者にとって本発明のさらなる適用、目的、利点、及び新規な特徴が明らかとなり、それは限定を意図するものではない。
【００７８】
本特許が有効な間、多数の関連のあるシステムが開発され、酸素吸入器ユニット及びその方法の用語の範囲は、例えば、ソーダ石灰が吸収剤として引用されるが、本発明は潜在的に使用可能であり、或いは今又は将来使用されるであろうＣＯ２吸収剤を予測しているように、すべての新しい技術を含むことを意図している。
【００７９】
明瞭化のため、本発明の一定の特徴は別個の実施例の文脈で記載されているが、一つの実施例の組合せで提供されてもよいことが認識される。反対に、簡潔さのため、本発明の各種特徴は、一つの実施例の文脈で記載されているが、別個に又は適切なサブコンビネーションで提供されることも可能である。
【００８０】
さらに、本発明は、添付した請求項の精神及び広義な範囲内にあるすべてのそのような変更、修正及び変形を包含することを意図している。本明細書中で述べたすべての刊行物、特許及び特許出願は、各個の刊行物、特許又は特許出願が本質的に個々に参照により組み込まれるために示されている程度において、ここに組み込まれている。さらに、本出願の引用文献又は参照文献の認定はそのよう文献が本発明の従来技術として利用されることを許可したものと解釈されるべきではない。
【００８１】
ここで使用されているように、「約」という用語は、＋−１０％のことを言う。ここに使用されているように、「含む」、「備えている」及び「有する」及びそれらの結合は、「含むが必ずしも限定されない」ことを意味する。
【００８２】
本発明はここまでに記載したことにより限定されないことは当業者であれば認識するだろう。むしろ、本発明の範囲は請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係る酸素吸入器の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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