(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、缶本体、及び出口を備えた自給式の呼吸装置であって、
当該缶本体は少なくとも１枚の二酸化炭素ガス収着性物質含有シートを備え、
当該シートの少なくとも一部は分離用手段によって間隔を設けられ、
当該シートは、実質的に缶の長手方向に且つ缶本体に平行に広がり、且つ、入口に進入した空気が缶内部の長手方向にそって流れて当該シートの表面に実質的に平行な状態で出口から流れ出るように配置され、
当該シートはガス透過性で且つ液体水に対して抵抗性であり、
当該シートは、水が当該缶本体を通り抜ける場合に当該ガス収着性物質が缶本体から移動するのを防止するため当該ガス収着性物質を当該シートの内側に保持するように構成された、自給式呼吸装置。
【請求項２】
シートが螺旋状に配置され、そのシートは分離用手段によって間隔を設けられた請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項３】
缶が、平行に配列された複数のシートを備えた請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項４】
シートがそれ自身の上に折り返されてプリーツのついた構造を形成した請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項５】
分離用手段が、シートの隣接部分の間に配置された分離用スクリーンである請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項６】
分離用手段が、シートを缶本体に取り付ける注封を含んでなる請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項７】
シートが、２枚のガス透過性で液体水に対して抵抗性の膜の間に積層された内部スクリーンであり、収着性物質がそのスクリーンの空隙の中に配置された請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項８】
シートが、収着性物質で包まれた内部スクリーンであり、その収着性物質が、２枚のガス透過性で液体水に対して抵抗性の膜の間に存在する請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項９】
シートが、収着性物質を充填され、フィブリルによって相互に接続された結節の微細構造を有する延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンを含んでなる請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１０】
シートが、そのシートの両面に結合した延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン膜をさらに含んでなる請求項９に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１１】
収着性物質が、ＩＡ族とＩＩＡ族の金属の水酸化物からなる群より選択された物質である請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１２】
収着性物質が、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、及びそれらの混合物からなる群より選択された物質である請求項１１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１３】
缶がガス分配用手段を備えた請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１４】
ガスが缶を通過するにはプレートを通過しなければならないようにして、ガス分配用手段が、缶内に、ガスの流れに垂直な位置にガス透過性プレートを備えた請求項１３に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１５】
缶本体が円形の横断面形状を有する請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１６】
缶本体が四角形の横断面形状を有する請求項１に記載の自給式呼吸装置。
【請求項１７】
レブリーザーの収着缶に使用される収着性物質含有シートであって、２枚のガス透過性で液体水に対して抵抗性の膜の間に積層された内部スクリーンと、そのスクリーンの隙間の中に配置された収着性物質からなる収着性物質含有シート。
【請求項１８】
レブリーザーの収着用缶に使用される収着性物質含有シートであって、収着性物質で包まれた内部スクリーンを含んでなり、その収着性物質が、２枚のガス透過性で撥水性の膜の間に存在する収着性物質含有シート。
【請求項１９】
ガス透過性の膜が延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンからなる請求項１７又は１８に記載のシート。
【請求項２０】
収着性物質が、ＩＡ族とＩＩＡ族の金属の水酸化物からなる群より選択された請求項１７又は１８に記載のシート。
【請求項２１】
収着性物質が、酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、及びそれらの混合物からなる群より選択された請求項１７又は１８に記載のシート。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、自給式の水中ダイビングに使用される再呼吸用装置において、吐き出された空気から二酸化炭素を除去するための収着用システムに関する。
発明の背景
その最も簡単な形態において、レブリーザー（rebreather）は、人が吐息の一部又は全部を保持して再使用することを可能にするデバイスである。身体を動かしたときでも、人は、吸い込んだ酸素の僅かな割合を使用するに過ぎない。レブリーザーは、未使用の酸素をシステム内で再循環し、酸素が着用者により使用されるときにより酸素を補給する。このことは、非常に小さな酸素タンクが、従来のスキューバ（自給式水中呼吸装置）用具を用いて可能であるよりも、はるかに長時間持続することを可能にする。一般的なレブリーザーシステムの３つの主な構成部分は、ガス供給／酸素コントロール、カウンターラング（counterlung）、及び二酸化炭素の除去である。
レブリーザーは、ＣＯ2分圧を安全レベルに維持する二酸化炭素除去システムを有する。このことは、実施が割合に容易であり、ソーダ石灰のような化学的収着剤を装填された缶の中に、吐き出されたガスを通すことによって達成される。いくつかのメーカーがこれらの収着剤を製造し、独自の特別な処方を使用する。例えば、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅによって製造されるＳＯＤＡＳＯＲＢ（登録商標）は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、及び水酸化カリウムの混合物からなる。水酸化リチウムようなこの他の収着剤も使用されることができ、改良された低温水性能を提供することができる。
収着剤は、一般に直径０．０４〜０．２５インチの小さな顆粒の形態であり、吐き出されたガスが通される缶の中に配置される。小さめの顆粒は、単位重量あたりより大きい表面積を可能にするが、人は、過度に高い抵抗がなしにこの缶を通して「呼吸」しなければならないため、割合に低い圧力低下でこれらの顆粒の周りと缶の中を通るガスの流れを可能にするように、比較的大きめの収着剤の粒子が採用される。このように、現状の収着缶の１つの制約は、低い圧力損失を得るため、ひいては、容易に呼吸するために必要な収着剤粒子サイズが割合に大きいことである。
また、大きい収着剤粒子サイズは、より小さい粒子よりも少ない表面積と単位体積を有し、したがって、同じ収着速度を得るためには、大きい粒子の入った収着器はより小さい粒子の入った収着器よりもサイズが大きくなければならない。このように、現状のシステムのもう１つの欠点は、レブリーザーのガスボトルよりもなお大きいスペースを取ることが多い、大きい缶のサイズである。
現状のＣＯ2収着缶を装填する方法は、缶の中に顆粒を注ぎ入れ、次いで缶をとんとん叩いて顆粒を沈降させ、顆粒の移動を防ぐための発泡体ライナー（通常その後で圧縮される）のために十分な空間を残存させることによるものである。過度に叩いたり圧縮を行なうと、顆粒が共にきしるため、顆粒が微粒化又は「ダスト化」することであろう。顆粒の沈降が不十分であると、ダイビングの途中で顆粒が移動し、顆粒のより少ない缶の床の領域を吐き出されたガスが通り抜ける「溝形成（channeling）」が生じることがある。即ち、人によって顆粒の充填技術が異なるため、「溝形成」又はダスト化による効率の低下や、潜在的なアルカリ性カクテル（caustic cocktail）が生じることがある。
収着缶について起きる初期の問題の１つは、使用者の肺や喉を傷めるこれらの収着剤の小粒子の吸い込みである。このため、今日の収着剤顆粒は、破砕性と微粒化を最少限にするために立案された非収着性成分を有することがある。この問題は、全ての浮遊粒子を濾過除去する疎水性の入口と出口のフィルターを缶に使用することによって解決することができる。しかしながら、これらのフィルターを使用する欠点は、呼吸抵抗の増加である。フィルターの表面積を大きくすることによって圧力低下は最少限にされ得るが、プリーツ加工されたフィルターエレメントのような、割合に大きくてスペースをとるフィルターの犠牲を払うことになるに過ぎない。このように、既存の缶のもう１つの制約は、安全性、呼吸抵抗、及びサイズのかね合いである。
レブリーザーシステムに関するもう１つのより重大な問題は、マウスピースを除去することによって、あるいは別なシステムの故障によってレブリーザーが水で溢れることである。これが起きると、水が収着缶の中に入り込み、収着剤粒子を拾い上げ、使用者の口に流し込むことがある。この現象は、当該工業では「アルカリ性カクテル（caustic cocktail）」と称され、リチウムを基剤とした収着性物質を使用の場合は特に危険である。また、逆止弁と水トラップの使用がアルカリ性カクテルの危険を最少限にすることもできる。しかしながら、これらの改良されたシステムは、より安全ではあっても、それを通して呼吸することがよりむつかしくなり、また、より嵩張るといった欠点を有する。
ホーホベルク（Hochberg）の米国特許第５１６５３９９号明細書は、収着剤が繊維状材料と緊密に混合され、シートに形成されたＣＯ2収着手段を開示する。このシートは、全体的な強度を改良するため、ＣＯ2透過性布帛層に結合される。この開示された技術は、微粒化の可能性がより少ないＣＯ2収着用シートが製造されることを可能にするが、水に直接暴露されるように設計されていない。
本発明の目的は、収着剤が収納され、ガス収着缶の中に閉じ込められることを保証する収着システムを提供することである。
本発明のもう１つの目的は、収着剤の吸入の危険が殆ど又は全くない再呼吸用ＣＯ2収着システムを提供することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、より高い表面積を得るため、ひいては、より長い使用寿命又はより小さい缶サイズを得るため、割合に小さい収着剤の顆粒サイズを使用する手段を提供することである。
また、本発明の目的は、収着剤を水に暴露することなく完全に水浸しにされ得る缶を提供することである。即ち、缶を掃除した後、アルカリ性カクテルを生じさせることなしに通常の機能をすることができる。
本発明のさらにもう１つの目的は、増大された圧力低下又はシステムの嵩張りといった不利益なしに、上記の特長の全てを与えるＣＯ2収着システムを提供することである。
さらにもう１つの目的は、スキューバダイビング装置に使用されるレブリーザーのＣＯ2収着缶を提供することである。
本発明のこれら及びこの他の目的は、以下の説明を再吟味することによって明らかになるであろう。
発明の要旨
本発明は、効率的なＣＯ2収着を提供すると同時にガスが通過するための圧力低下が最少限であるように立案された、改良されたレブリーザーのガス収着缶である。また、本発明は、優れた収着能力と共に缶内の収着性物質の収納を提供する、内部に収着性物質を有する空気透過性で疎水性（撥水性）で水蒸気透過性のシートを提供する。シートの撥水性は、缶が水浸しになった場合、水がシートの内部の収着性物質まで到達して接触することを防止する。
１つの態様において、ガス収着缶は、入口、本体、及び出口を有し、缶本体は、収着性物質を含有する少なくとも１枚、好ましくは複数枚のシートを備える。このシートは、缶の内部に配置され、入口から進入したガスがシートの１つの表面に実質的に平行に通過するように調整される。このシートは多孔質であり、ＣＯ2はシートの中に拡散して収着性物質と接触することができる。しかしながら、その気孔は、液体水がシートに侵入して収着性物質に接触することができない程度に十分小さい。
好ましくは、本缶は、このような平行なシートを多数枚備えることができる。その多数枚のシートの少なくとも一部は、収着用シートにそったガスの流れを高めるため、分離用手段によって間隔を設けられる。１つの態様において、その分離用手段は、シートの間に配置された分離用スクリーンであることができる。また、この分離用手段は、缶壁にシートを取り付ける注封材料であることもできる。
収着性物質を含有するシートは、いくつかの仕方で作成されることかできる。第１に、このシートは、スクリーン部材の間の空隙の中に配置された収着性物質を有する、２枚の疎水性で撥水性でガス透過性の膜又はフィルムの間に位置された内部スクリーンからなることができる。もう１つの態様において、内部スクリーンが収着性物質によって囲まれ、２枚の疎水性で撥水性でガス透過性の膜又はフィルムがその収着性物質を覆って配置される。第３の態様において、シートは、フィブリルによって相互に接続された結節の微細構造を有する延伸膨張多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような多孔質で疎水性で撥水性の膜からなり、そのシートがガス収着性物質を含む。第４の態様において、シートは、ガス収着性物質を充填された多孔質で防水性の膜からなり、それが別な多孔質膜によって各々の面の上を覆われる。これらの構成のいずれも、ガスと水に曝されたときに缶の中の収着性物質を効果的に収納し、低い圧力低下で効率的な収着を可能にする。
その最も簡単な形態の１つにおいて、本発明のＣＯ2除去システムは、多数の独立した層を有する缶を備え、選択された化学的収着剤が、高度な微粒子濾過効率を有する防水性でガス透過性膜の中に封入される。吐き出された空気は、カートリッジの中に流れ込み、これらの膜を通過する（貫通するのではない）。
この構造は、従来のＣＯ2除去缶構造に勝る多数の明確な特長を提供する。第１に、高度な微粒子効率を有する膜の中に化学的収着剤を封入することによって、粒子が使用者に吸い込まれる機会が殆ど又は全くない。第２に、膜が疎水性であるため、液体水が膜に侵入して化学的収着剤と混ざることができず、それによって、「アルカリ性カクテル」の可能性を妨げる。第３に、膜はガス透過性であるため、吐き出されたＣＯ2は容易に通り抜け、選択された化学的収着剤に収着されることができる。第４に、非常に小さい（０．０５インチ以下）の収着剤粒子が封入されることができ、それによって、有効な収着剤表面積を劇的に増加させる。最後にそして最も重要なことには、吐き出されたガスはこれらの膜を通過し、それらを貫通しないため、缶の端から端までの圧力低下は非常に小さく、このため、それを通して呼吸することが容易なシステムを使用者に提供する。
本発明のガス収着缶はＣＯ2を収着し、水中ダイビングのレブリーザーとして有用である。
【図面の簡単な説明】
図１ａは、本発明の角型のガス収着缶の透視図である。
図１ｂは、図１ａの態様の側面図である。
図２は、図１ｂの２−２に沿って破断して得られた、平行に配列されたシートの横断面図である。
図３は、図２に示された横断面の循環領域の拡大図である。
図４は、プリーツ加工されたシートを有する本発明の缶の横断面図である。
図５は、缶が円筒状でシートが螺旋状である、本発明の収着缶の三次元的図面である。
図６は、図５の収着缶の横断面上面図であり、缶の内部のシートが螺旋状の構成を有する。
図７は、図６に示された横断面の循環領域の拡大図であり、分離用手段によって隔てられたシートを示す。
図８は、本発明の収着用シートの横断面図であり、そのシートは、収着剤粒子がその中に封入された延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンからなる。
図９は、本発明の収着用シートの横断面図であり、図８のシートが外側の膜によって囲まれている。
図１０は、本発明の収着用シートの横断面図であり、収着性物質が内部スクリーンに取り付けられ、外側膜が収着剤粒子に取り付けられている。
図１１は、本発明の収着用シートの横断面図であり、外側膜が内部スクリーンに取り付けられ、スクリーンの間隙が収着性物質を収納する。
図１２〜１５は、図１１のシートを作成するための方法の半横向きの立面図である。
図１６は、図１の缶の破断図であり、缶の横断面の全体にわたって均等に気体の流れを再分配する拡散パネルを示す。
発明の詳細な説明
本発明は、とりわけスキューバダイビング装置において、効率的な収着をし、収着性物質の均等な消費を行ない、液体水に直接曝されたときでも収着性物質の収納をし、更にガス通過のための最少限の圧力低下を提供するように立案された、レブリーザーのガス収着缶を提供する。ガスからＣＯ2を除去するためのメカニズムは、特定の選択された物質に依存するため、本願明細書における用語「収着」は、吸着、吸収、及び化学的収着を包含する意味で使用される。図１ａと１ｂにおいて、全体的に20と示された改良されたガス収着缶のデバイスは、ガスの入口24と出口26を有する中空の缶本体23を画定する壁22を備える。缶20は任意の形状でよいが、好ましくは角形又円筒形である。缶は、ガラス繊維強化プラスチックのような硬質材料からなることができる。図２と３に示されたように、缶の内側中空部分は、収着性物質を収納する多孔質で、耐水性で、空気透過性のシート30を収める。これらのシート30は、ガスの流れ方向に平行に配列され、缶本体の実質的に長手方向に広がる。吐き出されたガスは、ガス収着缶20の入口24を通り抜け、シート30の間のスペース34を通り、出口26を通って外に流れ出る。吐き出されたガスはこれらの収着用シートを通過して流れるため、ある種のガスは、そのシートの中に拡散し、その中に収納された収着剤と反応し又は収着剤によって収着されることができる。シート表面は、ガスの流れと平行に配列されているため、制御された割合に低い圧力低下が維持されると同時に、均一な流れが全てのシートを通り過ぎ、効率的な収着とシート30に収納された収着剤の均等な消費を可能にする。
図２に示されたように、缶22は、ガスがシート30の表面に実質的に平行に流れるように配列された、複数の多孔質で、疎水性で、ガス透過性の収着用シート30を備える。この態様において、缶本体22は、四角形の横断面を有する。シート30は、分離用スクリーン32によって相互に間隔を設けられる。図３は、図２の詳細な拡大部分であり、分離用スクリーン32がシート30の間に配置された収着用シート30と分離用スクリーン32を示す。
分離用スクリーン32とシート30は、缶を通るガスの流れに平行な位置に適所に支持される。分離用スクリーン32とシート30は、缶壁22に直接取り付けられることができ、あるいは、缶壁に取り付けられたフレームその他のデバイスを使用して間接的に取り付けられることもでき、あるいは、缶の内部形状によって適所に支持されることもできる。
図４は、図１ｂの線２−２にそって破断して得られたもう１つの態様を示し、角形の缶本体22が、「プリーツ加工された（pleated）」シート30を収め、そのプリーツ加工されたシートの部分は、分離用スクリーン32によって間隔を設けられている。分離用スクリーン32は、缶本体22やシート30に取り付けられる必要はない。
図５に示されたように、本発明のもう１つの態様において、缶20は円形又は円筒状の形状を有することができる。缶は、缶にドーナツ形状を与える開口部36を中央部に有することができ、あるいは、缶は充実であってもよい。示された態様において、シート30は螺旋状である。円筒状缶本体22を通る空気の流れは、図５に示されたように底部から上部であり、螺旋状の収着用シートの表面に平行である。流れはエンドプレート27と28を通り抜ける。図６は、「螺旋状」構成で缶22の中に配置された収着用シート30を備え、シートが中心の周りに巻回された、図５の円筒状缶20の上面図を示す。図７は、螺旋状に配置されたシート30の間に配置された分離用スクリーン32を示す。
缶を通る吐き出されたガスの流速は、収着用シートの間の合計のスペースによって制御される。したがって、大きめの横断面積又は厚めの分離用手段を有する缶は、収着用シートを通り過ぎるガスの流速を下げる効果を有するであろう。この速度は、特定の用途と収着性物質について所望の速度を得るように、缶の長さと適合される必要がある。
また、本発明は、湿潤な又は乾燥した環境中の使用者から収着剤を隔離するガス収着用シート30を提供する。シート30は、収着剤粒子を中に収納し、収着剤粒子を放出することなく、振動、空気、及び水への暴露に耐えるように構成される。シート30の４通りの態様が図８、９、１０及び１１に示されている。
図８に示された１つの態様において、シート30は、フィブリル41によって相互に接続された結節40の微細構造を有する、収着剤を充填された延伸膨張多孔質ＰＴＦＥシートから作成され、収着性物質39は、Ｍｏｒｔｉｍｅｒ  Ｊｒ．の米国特許第４９８５２９６号明細書に教示のようにＰＴＦＥ構造体の空隙に存在し、この特許は本願でも参考にして取り入れられている。このシートは撥水性であるが、空気透過性である。理想的には、粒子39は、多重モード（例えば、二重モードや三重モード）の仕方にし、異なるサイズの粒子が互いの周りに散在して、粒子の間の利用可能な空隙スペースを出来るだけ多く充填し、シートに含まれる活性物質の量を最大限にするように充填される。また、この技術は、１種より多くの収着剤粒子が１枚のシートの中に装填されることを可能にする。また、非常に小さい粒子（＜５０μｍ）のため、ＣＯ2収着に利用可能な表面積は、均等な小さい顆粒（１２メッシュ）を使用した場合に比較して極端に大きい。
シート30として、充填された延伸膨張多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）を使用することによって、多くの付加的な長所がさらに付与される。ｅＰＴＦＥは、製造の際に及びフィルターの寿命の全体にわたって収着剤物質のダスト発生を効果的に抑制する、糸屑のない、ガス発生のない不活性な材料である。また、この材料の加工上の特長として、広いシートに製造され次いで所望の形状に切断される（又は切断してプリーツ加工される）ことが可能な、割合に薄くて高い充填率の材料を形成する性能が挙げられる。
収着剤を充填されたＰＴＦＥシートを使用する長所は、高い収着剤の充填密度を達成するシートの性能である。収着剤粒子のサイズを制御することにより、また、押出された収着剤を充填されたＰＴＦＥシートを圧縮することによって、非常に高密度の収着剤の充填が達成されることができる。さらに、ｅＰＴＦＥ構造は、非常に密集して充填された処方であっても、ガスが中に拡散して収着剤粒子と反応することを可能にする。
ＣＯ2収着剤を充填されたｅＰＴＦＥシートの特質は、構造的完全性を維持するために、別な支持用布帛や材料が全く必要とされないことである。事実、この充填されたｅＰＴＦＥシートは、乾燥した条件下での屈曲、プリーツ加工及び機械的振動に耐え得るだけでなく、ｅＰＴＦＥの疎水性が、直接の液体水の接触に曝されたときでも、水がＣＯ2収着剤と決して混ざり合うことなく、この構造的耐久性を提供する。このように、シート30のこの好ましい態様は、「アルカリ性カクテル」の問題を防ぐのに理想的である。
本発明のシートに使用される特定の収着性物質又は粒子39は、収着される特定のガスによって決まる。ＣＯ2ガスを収着するためには、収着性物質39は、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）及びそれらの混合物、又はこの他のＩＡ族とＩＩＡ族の金属の水酸化物、及びポリマー収着性物質を含むことができる。用語「粒子」は、任意のアスペクト比の個々の粒子を意味し、したがって繊維や粉末も包含する。
シート30のもう１つの好ましい態様が図９に示されており、充填されたｅＰＴＦＥシート30が、２枚の疎水性で気体透過性の膜42の間に包み込まれている。これらの外側膜42は、収着性物質39がシート30の中に収納されることを保証すると同時に、水がシートの中に収納された収着剤に到達することを防ぐ、余分な保護を付加する。膜42は、収着剤粒子が呼吸用ガス回路に逃げ込むことを効率よく防ぐため、高度の濾過効率を有する必要がある。これらの膜42は、好ましくは、多孔質延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）を含んでなり、これは、疎水性であって且つ高い粒子濾過効率を提供するためである。また、ＰＴＦＥは、密着性と無ピンホールを維持しながら極めて薄い寸法に形成されることができ、所望の幅にスリットされ得る広い幅に作成されることがでいるといった、多数の改良された加工上の特長を提供する。膜が薄い程、所与の体積あたりのフィルター収着速度は高い。そのようなものとして、これらの外側膜は非常に薄く、濾過と疎水性のためだけであって、構造的完全性を付加するためには使用されない。外側膜42は、熱可塑性接着剤ポリマーによってシート30に取り付けられることができる。ｅＰＴＦＥのこれらの外側層の付加的保護により、より有害なＣＯ2収着剤の使用が考慮される。
シートの第３の態様が、図１０の破断図で示されており、内部スクリーン43が、２枚の疎水性でガス透過性膜42によって囲まれた収着性物質39によって包まれている。
シート30の第４の態様が図１１に示されており、内部スクリーン44が、２枚の疎水性でガス透過性の膜42に取り付けられ、収着性物質39が、スクリーン部材44の間の隙間に配置されている。
図１２〜１５は、内部スクリーン44、収着性物質39及び外側膜42を有する図１１のシート30の製造方法を図解する。図１２は内部スクリーン44を示す。次に、図１３において、内部スクリーン44が積層工程によって膜42に取り付けられる。次に、図１４において、収着性物質39が内部スクリーン44の開放小室の中に加えられる。その後で、図１５において、第２の膜42が内部スクリーン44の上に積層され、それによって収着性物質39をその中に包む。
本発明のもう１つの好ましい態様において、図１６に示されたように、ガス拡散パネル45が収着用シート30の上流に配置される。この拡散パネル45は、全ての収着用シート30の間に均等にガスが流れるように、缶20を通って流れるガスを再分配する作用を行う。このガスの再分配は、拡散パネル45を横切る圧力低下のために生じる。この拡散パネルは、焼結されたプラスチックや金属、織物又は不織物の合成又は天然の布帛などのような任意の多孔質材料から作成されることができる平坦なシートを含んでなる。このガス拡散パネル45は、水が缶20に入った場合に、何らかの有意な圧力上昇なしに水が拡散パネルを通ることができる程度に疎水性でないことが好ましい。この拡散パネルの使用によって、各々の独立したシート30を通り過ぎるガスの量は、拡散パネル45の均一性によって主として規定される。このことは、均一な厚さを有する分離用スクリーン32によって間隔を設けた正確なシート30に加えて、優れた流れの均一性を可能にし、ひいては、収着反応と缶20の内部寸法の利用を可能にする。
本発明のレブリーザーの缶は、従来の収着缶構造に勝る数多くの明確な特長を提供する。本発明は、高い圧力で水や振動に曝されたときでも、シートの中の収着剤の優れた収納を与える収着用シートを提供する。ガスがシート表面に平行に流れるといった収着用シートの配列は、ガス拡散パネルに加え、ガスが通過するために生じる圧力低下が最少限でありながらも効率的な収着を提供する。本発明の安全効率と低下された呼吸抵抗のこれらの特長は、缶のサイズや嵩張りの代償が全くなしであることは明らかである。
これらの理由により、本発明の缶は、スキューバダイビング装置に使用されるレブリーザーの缶の技術の大きな進歩であると考えられ、レブリーザーのＣＯ2収着に伴う安全性の問題を解決する助けになると期待される。
例１
構成部分
１．カールトン製の空のＣＯ2ＭＫ１６レブリーザーの缶
２．ポリプロピレンスクリーン
０．２５インチ平方の網目、厚さ０．０６インチ、インターメット社製
３．ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）の膜
厚さ０．５ミル、０．５インチの圧力低下で１８ｃｆｍのガス流量、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ＆  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社
４．ポリプロピレン分離用スクリーン
Ｎａｈｌｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から入手した厚さ０．０３４インチのＮａｌｅｔｅｘ
５．厚さ０．２５インチの部分的に網状のポリエステルフォーム
６．ＳＯＤＡＳＯＲＢ微粉末
Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ製（ＣＯ2収着剤）
ＳＯＤＡＳＯＲＢ（登録商標）微粉末は、先ず、網目の大きさで２０を超える全ての顆粒を除去するために篩に通される。次いでその微粉末に１５重量％の水含有率となるまで水が添加される。
ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）膜は、加熱ロールを用いて連続的な仕方で０．２５インチのポリプロピレン網目スクリーンの１つの面に積層され、その加熱ロールはＧＯＲＥ−ＴＥＸ膜を通して伝熱して膜に接触するポリプロピレン表面を溶融させ、次いでその膜をロール上に回収する。次いでこのロールを、スクリーンの面を上にしてほどき、一方で、ＳＯＤＡＳＯＲＢ（登録商標）微粉末を、塗布バーを用いて広げてスクリーン用網目の中に入れる。次いでＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）膜の第２の層を０．２５インチのスクリーンに積層し、このようにしてスクリーン用網目の間にＳＯＤＡＳＯＲＢ（登録商標）微粉末を封入する。次いでこの複合体を適当な幅（この場合は２．８７５インチ）にスリットする。分離用スクリーンを同じ幅にスリットし、この複合体とＮａｌｅｔｅｘポリプロピレンスクリーンを、厚さ２．８７５インチのドーナツに似た形状に一緒に巻き取る。０．２５インチのポリエステルフォームを、ドーナツの外側と内側の面の周りに巻回し、そのアセンブリーを缶の中に配置する。ガスは、缶の平坦な底部を通って流れ込み、上昇し、収着剤層の間に流れ込み、上部から出ていく。フォームは、吐き出されたガスが、カートリッジの内側又は外側の面に沿って溝形成することを防ぐ。空のＭＫ１６缶は、入口側の顆粒の移動を防ぐことを目的とした適当なガス拡散パネルを予め備えた。このように、缶を通る吐き出されたガスの分配は、一般的な顆粒床形缶において隣接顆粒によって生じるでたらめのガス溝形成と異なり、入口の拡散パネルの均一性によって制御される。
本願において本発明の特定の態様を例示し、説明してきたが、本発明はこの例示や説明に限定されるべきでない。いろいろな変化や変更が、次の請求の範囲の中で本発明の一部として取り入れられ、具体化され得ることは明らかであろう。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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