(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素吸収剤を収容し、空気が流入する流入口および前記二酸化炭素吸収剤と化学反応した空気が流出する流出口を有すると共に六角筒形状に形成された吸収剤用容器を備えた二酸化炭素除去装置と、
作業者が装着するマスクと、
前記流出口に接続された流出口接続部と、
前記マスクと前記流出口接続部とを連結する呼気管と、
前記流入口に接続された流入口接続部と、
一端が外部に連通し、他端が前記流入口接続部に接続された吸気管と、を備え、
前記流出口接続部は前記吸気管に接続可能に構成され、前記流入口接続部は前記呼気管に接続可能に構成されている、呼吸装置。
【請求項２】
前記流出口は前記流入口と同一線上に配置されている、請求項１に記載の呼吸装置。
【請求項３】
二酸化炭素吸収剤を収容し、空気が流入する流入口および前記二酸化炭素吸収剤と化学反応した空気が流出する流出口を有すると共に四角筒形状に形成された吸収剤用容器を備える二酸化炭素除去装置と、
作業者が装着するマスクと、
前記流出口に接続された流出口接続部と、
前記マスクと前記流出口接続部とを連結する呼気管と、
前記流入口に接続された流入口接続部と、
一端が外部に連通し、他端が前記流入口接続部に接続された吸気管と、を備え、
前記流出口接続部は前記吸気管に接続可能に構成され、前記流入口接続部は前記呼気管に接続可能に構成されている、呼吸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二酸化炭素を吸収する吸収剤が収容された二酸化炭素除去装置が知られている。例えば特許文献１には、円筒状の外筒と、当該外筒の内部に設けられ通気構造となっている底部を有する有底円筒状の内筒と、当該内筒内に収容された二酸化炭素吸収剤とを備える二酸化炭素除去装置（特許文献１ではキャニスタと記載）が開示されている。
【０００３】
上記の二酸化炭素除去装置では、二酸化炭素吸収剤として二酸化炭素との反応が比較的穏やかで安全性に優れる水酸化カルシウムが用いられており、当該二酸化炭素吸収剤は呼気弁を通過した患者の呼気から二酸化炭素を除去する。そして、二酸化炭素吸収剤により二酸化炭素が除去された呼気は新鮮なガスとして吸気弁を介して患者に送られる。このような二酸化炭素吸収剤は二酸化炭素との反応を繰り返すと反応効率が低下するため、二酸化炭素を除去することが難しくなる。そのため、所定時間が経過すると二酸化炭素吸収剤を交換する必要がある。二酸化炭素吸収剤の交換は当該二酸化炭素吸収剤を収容する内筒ごと行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６３１４０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二酸化炭素除去装置は狭隘な閉鎖空間で使用されることがある。このような狭隘な閉鎖空間には交換のための複数の上記内筒が保管される。しかしながら、従来の二酸化炭素除去装置では、内筒が円筒状に形成されているので当該内筒内の上流側から下流側に流れる空気の整流性は良いが、上記狭隘な閉鎖空間における限られた保管スペースを有効に使うことが難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、限られた保管スペースを有効に使うことができる二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の二酸化炭素除去装置は、二酸化炭素吸収剤を収容し、空気が流入する流入口および前記二酸化炭素吸収剤と化学反応した空気が流出する流出口を有する吸収剤用容器を備え、前記吸収剤用容器は四角筒形状又は六角筒形状に形成されているものである。
【０００８】
本発明に従えば、吸収剤用容器が四角筒形状又は六角筒形状に形成されていることによって、複数の吸収剤用容器を立てた状態で配置する際に、隣り合う四角筒形状の吸収剤用容器の側面同士を接触させて配置し又は隣り合う六角筒形状の吸収剤用容器の側面同士を接触させて配置することで、容器同士間の空隙が生じることがない。これにより、限られた保管スペースを有効に使うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、限られた保管スペースを有効に使うことができる二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る二酸化炭素除去装置を備える呼吸装置を作業者が装着した状態を示す図である。
【図２】図１の呼吸装置の概略的構成を示す図である。
【図３】図１の二酸化炭素除去装置を示す斜視図である。
【図４】図３の二酸化炭素除去装置の断面図である。
【図５】図３の吸収剤用容器内の空気の整流性を説明するための図である。
【図６】図３の複数の吸収剤用容器の保管性を説明するための図である。
【図７】吸収剤用容器の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置について図面を参照して説明する。以下に説明する二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。
【００１２】
図１は本実施形態に係る二酸化炭素除去装置を備える呼吸装置を作業者が装着した状態を示す図である。本実施形態の呼吸装置は例えば狭隘な閉鎖空間において使用することができる。作業者が狭隘な閉鎖空間内に長期間隔離された場合、呼気による二酸化炭素濃度および湿度の増加に伴い、上記狭隘な閉鎖空間は高濃度二酸化炭素環境および高湿度環境となる。このような狭隘な閉鎖空間において、作業者は、図１に示すように呼吸装置１００を装着して呼吸を継続することができる。
【００１３】
このような呼吸装置１００は、図２に示すように、二酸化炭素除去装置５０と、作業者が装着するマスク２０と、二酸化炭素除去装置５０とマスク２０とを接続する呼気管５とを備える。
【００１４】
閉鎖空間内の高濃度の二酸化炭素を含む空気は二酸化炭素除去装置５０に流入し、空気に含まれる二酸化炭素のほぼ全部又は一部が当該二酸化炭素除去装置５０により除去される。そして、二酸化炭素が除去されることで安全濃度になった空気（以下、除去後空気と呼ぶ場合がある）は呼気管５を介してマスク２０内に送られる。なお、二酸化炭素除去装置５０の詳細な構成については後述する。
【００１５】
マスク２０は例えば二股管マスクであり、作業者の鼻と口を覆うことができるように構成されている。このようなマスク２０は、第１管２１と、第２管２２と、逆止弁２３，２４と、作業者の鼻と口に連通する呼吸口２５と、マスク本体部２６とを備える。第１管２１の上流端は呼気管５の下流端に接続されている。第１管２１の下流端はマスク本体部２６を介して外部に連通している。また、逆止弁２３，２４は、上流側からこの順で第１管２１に介挿されている。第２管２２は、第１管２１の、逆止弁２３と逆止弁２４との間における部分から分岐している。この第２管２２の下流端は呼吸口２５に接続されている。このような構成において、呼気管５からの除去後空気は、第１管２１に流入して逆止弁２３および第２管２２を介して呼吸口２５に流れて作業者に吸引される。その後、作業者から吐き出される呼気は第２管２２および第１管２１の下流部分（すなわち第１管２１のうち第２管２２の分岐点よりも下流側の部分）を通って外部（狭隘な閉鎖空間）に排出される。以上により、作業者は狭隘な閉鎖空間において呼吸を継続することができる。
【００１６】
続いて、本実施形態の二酸化炭素除去装置５０の構成について図面を参照しつつ説明する。図１および２に示すように、本実施形態の二酸化炭素除去装置５０は、ケース５１と、ケース５１内に収納され且つ後述の二酸化炭素吸収剤Ｃを収容する筒状の吸収剤用容器１と、流入口接続部２と、流出口接続部３と、吸気管４とを備える。吸収剤用容器１はケース５１内で例えば縦型配置される。
【００１７】
図４に示すように、吸収剤用容器１は二酸化炭素吸収剤Ｃを収容する。二酸化炭素吸収剤Ｃとしては、比較的反応が穏やかで安全性の高い例えば水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２  ）を用いることができる。このような二酸化炭素吸収剤Ｃは二酸化炭素との反応を繰り返すと反応効率が徐々に低下するため、二酸化炭素を除去し続けることが難しくなる。そのため、所定時間が経過すると二酸化炭素吸収剤Ｃを交換する必要がある。二酸化炭素吸収剤Ｃの交換は吸収剤用容器１ごと行われる。この場合、呼気管５と流出口接続部３との接続状態を解除して且つ吸気管４と流入口接続部２との接続状態を解除することにより吸収剤用容器１を取り外した後、狭隘な閉鎖空間に予め保管されている新しい吸収剤用容器１の流出口接続部３と呼気管５とを接続すると共に流入口接続部２と吸気管４とを接続する。
【００１８】
図３に示すように、吸収剤用容器１は空気が流入する流入口１ａおよび当該空気が二酸化炭素吸収剤Ｃと化学反応した後に流出する流出口１ｂを有する。流入口１ａと流出口１ｂとは同一線上に配置されている。そして、上記の流入口接続部２は吸収剤用容器１の流入口１ａに接続され、流出口接続部３は吸収剤用容器１の流出口１ｂに接続されている。このような構成において、上述の呼気管５の上流端は流出口接続部３に接続されている。また、上記の吸気管４の上流端は外部に連通し、当該吸気管４の下流端は流入口接続部２に接続されている。
【００１９】
本実施形態では、流出口接続部３は吸気管４にも接続可能に構成され、流入口接続部２は呼気管５にも接続可能に構成されている。流入口接続部２および流出口接続部３として、例えばワンタッチ継手や止め輪等を採用することができる。
【００２０】
ここで、吸収剤用容器１は例えば六角筒形状に形成されている。このような吸収剤用容器１は、筒部１０と、当該筒部１０の一端（例えば下端）側の開口および他端（例えば上端）側の開口をそれぞれ覆う蓋部１１と、筒部１０内の一端側および他端側にそれぞれ設けられるフィルタ１３と、通気構造を有して各フィルタ１３を位置決めする押え部材１２とを備える。
【００２１】
二酸化炭素吸収剤Ｃは吸収剤用容器１の筒部１０内に収容される。二酸化炭素吸収剤Ｃの両側にフィルタ１３が配置されている。フィルタ１３は例えば活性炭フィルタであり、空気に圧力損失を加えることで偏流を抑制することができ、また脱臭や二酸化炭素吸収剤Ｃを固定する役割を果たす。このように二酸化炭素吸収剤Ｃが固定されることで、振動による二酸化炭素吸収剤Ｃの粉化が抑制され、二酸化炭素吸収剤Ｃの偏りによる偏流が抑制又は防止される。
【００２２】
各押え部材１２は対応する蓋部１１に対して所定間隔を空けて配置されている。これにより、各蓋部１１と各押え部材１２との間に空気を滞留させる空間が形成される。これにより、空気が一方のフィルタ１３に対して均一に流入し易くなり、また除去後空気が他方のフィルタ１３から均一に流出し易くなる。また、上述の流入口１ａは一方（下側）の蓋部１１の中央に設けられ、流出口１ｂは他方（上側）の蓋部１１の中央に設けられている。以上の構成において、閉鎖空間内の空気は、吸気管４を通って吸収剤用容器１内に流入し、当該吸収剤用容器１内の二酸化炭素吸収剤Ｃによって二酸化炭素のほぼ全部又は一部が除去された後、除去後空気として呼気管５を介してマスク２０内に送られる。
【００２３】
二酸化炭素吸収剤Ｃによる二酸化炭素の吸収反応式は以下の通りである。
ＣＯ２  ＋Ｃａ（ＯＨ）２  →ＣａＣＯ３  ＋Ｈ２  Ｏ
【００２４】
ここで、吸収剤用容器１は、上述したように六角筒形状に形成されている。これにより、四角筒形状の吸収剤用容器に比べて、図５に示すように吸収剤用容器１内で空気の偏流が生じ難く、整流性が良くなる。しかし、整流性をさらに向上しようとするなら、吸収剤用容器１を円筒状に形成することが望ましいが、円筒状の複数の吸収剤用容器１を狭隘な閉鎖空間で立てた状態で配置する場合、容器同士間の空隙を空けずに配置することができない。そのため、狭隘な閉鎖空間に多くの吸収剤用容器１を保管しておくことが難しい。その結果、狭隘な閉鎖空間における限られた保管スペースを有効に使うことができない。これに対して、本実施形態の吸収剤用容器１は上述の通り六角筒形状に形成されているので、図６に示すようにハニカム構造を実現することができる。すなわち、容器同士間の空隙が生じることなく複数の吸収剤用容器１を配置することができる。したがって、狭隘な閉鎖空間における限られた保管スペースを有効に使うことが可能となる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態の二酸化炭素除去装置５０によれば、流入口１ａおよび流出口１ｂが同一線上に配置されると共に吸収剤用容器１が六角筒形状に形成されていることによって、四角筒形状に形成された吸収剤用容器に比べて、空気が吸収剤用容器１内を通過する際に通気抵抗が抑制されて当該空気の偏流が生じることを抑制することができる。また、吸収剤用容器１が上記形状に形成されていることによって、複数の吸収剤用容器１を立てた状態で狭隘な閉鎖空間等に配置する際に、隣り合う六角筒形状の吸収剤用容器１の側面同士を接触させて配置することで容器同士間の空隙が生じることがない。これにより、狭隘な閉鎖空間における限られた保管スペースを有効に使うことができる。したがって、限られた保管スペースに多くの交換用の吸収剤用容器１を保管することが可能となる。この場合、反応効率が比較的低い上述の水酸化カルシウム系の二酸化炭素吸収剤Ｃを用いた場合にはより多くの二酸化炭素吸収剤Ｃが必要となるが、上述の通り保管性に優れる吸収剤用容器１を狭隘な閉鎖空間に多く保管しておくことができる。また、六角筒形状の吸収剤用容器１は、円筒状の吸収剤用容器に比べて回転や転倒し難く、安定して保管することができる。
【００２６】
また、従来、電源を使用せずに二酸化炭素を除去する手段として、アルカリ性の吸収剤を用いた除去装置があるが、二酸化炭素の除去効率を大幅に向上するには人体に有害な吸収剤を使用する必要がある。しかし、近年このような吸収剤を劇物に指定する動きがある。そのため、安全性に対する懸念がより一層高まっている。このため、上記有害な吸収剤に比べて除去効率が劣る吸収剤を多量に使用することが考えられる。しかしながら、狭隘な閉鎖空間は高濃度二酸化炭素環境および高湿度環境であり、当該閉鎖空間内における交換用の吸収剤用容器１の備え付け量には限りがある。このような課題に対して、本実施形態では、比較的反応が穏やかで安全性の高い例えば水酸化カルシウムを二酸化炭素吸収剤Ｃとして採用すると共に保管性に優れた六角筒形状の吸収剤用容器１を採用することで、相反関係にある二酸化炭素吸収剤Ｃの安全性と吸収剤用容器１の保管性とを両立させることが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態では、吸収剤用容器１が六角筒形状に形成されていることで、四角筒形状の吸収剤用容器に比べて通気抵抗が抑制され空気の偏流が生じ難くなる。
【００２８】
さらに、本実施形態の呼吸装置１００によれば、上述の二酸化炭素除去装置５０を備えるので、限られた保管スペースを有効に使うことができる。また、二酸化炭素除去装置５０の使用開始から所定時間が経過した後に、流出口接続部３に吸気管４の一端を接続し換え、流入口接続部２に呼気管５の一端を接続し換えることによって、空気通過方向下流側に収容されて二酸化炭素の吸収反応が進んでいない二酸化炭素吸収剤Ｃの吸収機能を促進させることができる。これにより、吸収剤用容器１に収容された二酸化炭素吸収剤Ｃを全体的に反応させて当該二酸化炭素吸収剤Ｃを有効に使用することができる。
【００２９】
以上のような呼吸装置１００は、上述の通り、狭隘な閉鎖空間において有用である。具体的には、呼吸装置１００は例えば換気に必要な電源を持ち運ぶことができない、或いは電源の喪失により換気を行うことが不可能な災害時避難場所（例えばシェルター等）や特殊防護設備等において有用である。
【００３０】
（変形例）
上述の実施形態の他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で次のような種々の変形も可能である。
【００３１】
上記実施形態では、吸収剤用容器１を六角筒形状に形成することとしたが、これに限定されるものではなく、吸収剤用容器１を四角筒形状に形成してもよい。
【００３２】
また、図４の吸収剤用容器１を次のように変形してもよい。なお、図７において、上述の図４と同じ構成には同一符号を付与してその説明を省略する。変形例に係る吸収剤用容器２００は例えば六角筒形状に形成される。図７に示すように、吸収剤用容器２００は、二酸化炭素吸収剤Ｃを収容する筒部２０１と、筒部２０１の下流側の開口を覆う凹型の蓋部２０３と、筒部２０１内の二酸化炭素吸収剤Ｃの両側に設けられるフィルタ２０４と、各フィルタ２０４の外側に設けられて当該各フィルタ２０４を位置決めすると共に通気構造を有する押え部材２０２とを備える。フィルタ２０４は例えばスポンジであり、二酸化炭素吸収剤Ｃを位置決めする役割を担う。各押え部材２０２は筒部２０１に溶着される。蓋部２０３の中央には流出口１ｂが設けられる。蓋部２０３のうち筒部２０１に接触する部分は筒部２０１の各開口に向かうにつれて孔径が小さくなるテーパ状に形成されており、これにより吸収剤用容器２００の気密性が確保される。また、各押え部材２０２は筒部２０１の中央に向かって凸部に形成されており、それ故下流側の押え部材２０２と蓋部２０３との間に空気を滞留させる空間が形成される。
【００３３】
このような構成を有する吸収剤用容器２００を交換する際には、上述の蓋部２０３から筒部２０１の下流端を取り外し、各押え部材２０２が付いた状態の新しい筒部２０１に付け替える。この場合、保管されている新しい筒部２０１の各押え部材２０２の外側にはそれぞれキャップ２０５が設けられており、上記交換の際に各キャップ２０５を取り外す。これにより、狭隘な閉鎖空間の空気が上流側の押え部材２０２およびフィルタ２０４を介して筒部２０１内に導入され、二酸化炭素吸収剤Ｃにより二酸化炭素が除去される。なお、二酸化炭素吸収剤Ｃの使用開始から所定時間が経過した後に、蓋部２０３から筒部２０１の下流端を取り外し、当該筒部２０１の上流端を今度は下流端として蓋部２０３に付け替えるようにしてもよい。これにより、空気通過方向下流側に収容されて二酸化炭素の吸収反応が進んでいない、付け替える前の二酸化炭素吸収剤Ｃの吸収機能を促進させることができる。このことによって、吸収剤用容器２００に収容された二酸化炭素吸収剤Ｃを全体的に反応させて当該二酸化炭素吸収剤Ｃを有効に使用することができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、吸収剤用容器１をケース５１内で縦型配置したが、これに限らず、吸収剤用容器１をケース５１内で横型配置してもよい。
【００３５】
また、二酸化炭素の除去効率をより向上することに鑑みれば、吸収剤用容器１の横断面積をより増やすことが考えられる。しかし、吸収剤用容器１の横断面積を増やすと、空気を吸収剤用容器１内で均一に流すことが難しくなる。そこで、一方の吸収剤用容器１の下流端と他方の吸収剤用容器１の上流端とを管で接続し、当該他方の吸収剤用容器１の下流端とさらに別の吸収剤用容器１の上流端とを管で接続し、このような接続を繰り返して成る吸収剤用容器１の連結構造を採用することができる。これにより、空気の整流性を確保しつつ二酸化炭素の除去効率を向上することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、二酸化炭素吸収剤Ｃとして水酸化カルシウムを採用したが、これに限定されるものではなく、二酸化炭素吸収剤Ｃとして他の化学物質を用いてもよい。
【００３７】
さらに、水酸化カルシウム系の吸収剤は水分がないと中和反応が起こり難いという性質上、予め水分を含んでいる。上記中和反応の際、使用空間の水分量が多すぎても少なすぎても反応効率が良くないことが分かっている。そのため、使用空間の湿度および反応により生成される水分の量に応じて、二酸化炭素吸収剤Ｃの水分含有率を適度に調整することが望ましい。
【００３８】
（リクレーム）
本発明の二酸化炭素除去装置は、二酸化炭素吸収剤を収容し、空気が流入する流入口および前記二酸化炭素吸収剤と化学反応した空気が流出する流出口を有する吸収剤用容器を備え、前記吸収剤用容器は四角筒形状又は六角筒形状に形成されているものである。
【００３９】
本発明に従えば、吸収剤用容器が四角筒形状又は六角筒形状に形成されていることによって、複数の吸収剤用容器を立てた状態で配置する際に、隣り合う四角筒形状の吸収剤用容器の側面同士を接触させて配置し又は隣り合う六角筒形状の吸収剤用容器の側面同士を接触させて配置することで、容器同士間の空隙が生じることがない。これにより、限られた保管スペースを有効に使うことができる。
【００４０】
上記発明において、前記吸収剤用容器は六角筒形状に形成されていてもよい。
【００４１】
上記構成に従えば、四角筒形状の吸収剤用容器に比べて、空気が吸収剤用容器内を通過する際に通気抵抗が抑制されて当該空気の偏流が生じることを抑制することができる。
【００４２】
上記発明において、前記流出口は前記流入口と同一線上に配置されていてもよい。
【００４３】
上記構成に従えば、吸収剤用容器内における空気の整流性が良くなり、当該空気の偏流がより生じ難くなる。
【００４４】
本発明の呼吸装置は、上記の二酸化炭素除去装置と、作業者が装着するマスクと、前記流出口に接続された流出口接続部と、前記マスクと前記流出口接続部とを連結する呼気管と、前記流入口に接続された流入口接続部と、一端が外部に連通し、他端が前記流入口接続部に接続された吸気管と、を備え、前記流出口接続部は前記吸気管に接続可能に構成され、前記流入口接続部は前記呼気管に接続可能に構成されているものである。
【００４５】
本発明に従えば、上述の二酸化炭素除去装置を備えているので、上記と同様に限られた保管スペースを有効に使うことができる。また、二酸化炭素除去装置の使用開始から所定時間が経過した後に、流出口接続部に接続された呼気管を吸気管に接続し換え、流入口接続部に接続された吸気管を呼気管に接続し換えることにより、空気通過方向下流側に収容されて二酸化炭素の吸収反応が進んでいない二酸化炭素吸収剤の吸収機能を促進させることができる。これにより、吸収剤用容器に収容された二酸化炭素吸収剤を全体的に反応させて当該二酸化炭素吸収剤を有効に使用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１，２００  吸収剤用容器
１ａ  流入口
１ｂ  流出口
２  流入口接続部
３  流出口接続部
４  吸気管
５  呼気管
２０  マスク
５０  二酸化炭素除去装置
１００  呼吸装置
Ｃ  二酸化炭素吸収剤
【要約】
【課題】限られた保管スペースを有効に使うことができる二酸化炭素除去装置およびそれを備える呼吸装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素除去装置は、二酸化炭素吸収剤を収容し、空気が流入する流入口および二酸化炭素吸収剤と化学反応した空気が流出する流出口を有する吸収剤用容器を備え、吸収剤用容器は四角筒形状又は六角筒形状に形成されている。
【選択図】図３【図１】
0006726794.tif 000002
【図２】
0006726794.tif 000003
【図３】
0006726794.tif 000004
【図４】
0006726794.tif 000005
【図５】
0006726794.tif 000006
【図６】
0006726794.tif 000007
【図７】
0006726794.tif 000008