JPH082079Y2

JPH082079Y2 - 呼吸装置

Info

Publication number: JPH082079Y2
Application number: JP4702090U
Authority: JP
Inventors: 仁高橋
Original assignee: 日本酸素株式会社
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2005-05-02
Also published as: JPH045196U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は、深度が浅い水深下での短時間潜水などに
用いられる呼吸装置に関する。

「従来の技術」レジャー潜水においては、150気圧12l程度の高圧空気
タンクにレギュレータを接続したスキューバ（自給式水
中呼吸器）が一般に用いられている。

ところが、このスキューバは一式20kg以上にも達する
重量を有し、しかも空気容量が大きいため自ずと長時間
潜水を行なうことになり、潜水医学や潜水物理に対する
知識、ならびに操作に熟練が必要で、十分な潜水訓練を
受けることが必要であった。

このような不都合に鑑み、本出願人は先に出願した実
願昭62-156989号において、浅い所で短時間水中を観察
したい場合に好適に使用される呼吸装置を提供した。

第３図は上記呼吸装置を示すものである。この呼吸装
置は、呼吸用マウスピース１を備えた呼吸室２に軽量小
型の酸素ボンベ３を装着し、呼吸系を炭酸ガス除去器４
を介して可撓性で膨張伸縮可能な輪状管５により連結し
て閉回路とし、上記呼吸用マウスピース１により酸素を
吸気するとともに呼気中の炭酸ガスを吸収除去して酸素
を循環させて残余する酸素を有効活用した簡易式の呼吸
装置である。

「考案が解決しようとする課題」しかしながら、上述した呼吸装置にあっては、呼吸室
２に酸素ボンベ３およびレギュレータなどを装着して使
用するために、マウスピース１をくわえて支持する分の
重量がかさみ、使用時に口元が重くなり、また水中では
酸素ボンベ３等が水中抵抗となって口元に負荷が加わ
り、使用時に口元部でマウスピースをくわえるのに負担
を感じることになっていた。

この考案は、前記事情を鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、5m程度の浅い深度の海中を５〜10
分の短い時間、安全に潜水するのに使用でき、更に呼吸
用酸素ガスボンベを装着することがなく、軽量・小型・
安価でしかも使用が簡便である呼吸器を提供することに
ある。

「課題を解決するための手段」この考案の呼吸装置は、呼吸用マウスピースを配設し
てなり、かつ酸素又はその混合ガス等の呼吸用ガスの充
填口が設けられた呼吸室の一端に呼気側逆止弁を、また
他端に呼気側逆止弁をそれぞれ配して、上記呼吸室の呼
気側逆止弁側と吸気側逆止弁側とを炭酸ガス吸収部を介
して膨張、伸縮可能な可撓性輪状管により連通せしめ、
上記充填口より供給される呼吸用ガスが循環する閉回路
を形成してなる呼吸装置であって、上記充填口は、酸素
又は混合ガス容器の接続端を接続した時に開き、該接続
端を外した時に閉じる弁を備え、かつ上記マウスピース
と呼吸室の間の通路内に開閉切換え弁を配設したことを
特徴としている。

「作用」この考案の呼吸器によれば、使用前に呼吸器の系内の
輪状管内に酸素又は混合ガス等の呼吸用ガスを充填して
封じ込め、輪状管内に充填されたこのガスを呼吸しか
つ、呼気ガス中の炭酸ガスを吸収して残余する酸素ガス
を循環再使用可能となっているものなので、呼吸室に取
り付けてあった酸素ボンベやレギュレータなどが不要と
なり、呼吸装置を軽量化と効率良く呼吸用酸素ガスを使
用することができる。

「実施例」以下、図面を利用してこの考案を詳しく説明する。

第１図および第２図はこの考案の呼吸器の一実施例を
示す図である。これらの図において符号11は呼吸室であ
り、この呼吸室11は硬質の合成樹脂等からなる筒状のも
のである。

この呼吸室11には、中央部にマウスピース12および酸
素ガスの充填口13がそれぞれ設けられ、さらに呼吸室11
の一方の端部（図中左側端部）には、吸気側逆止弁14
が、もう一方の端部（図中右側端部）には呼気側逆止弁
15がそれぞれ設けられている。

マウスピース12は、ゴム、合成樹脂等からなり、通路
16を介して呼吸室11内に連通している。またマウスピー
ス12の開口側には、咥え止め12aが形成されている。

通路16内には、通路16の開閉を切換える止弁17が設け
られている。この止弁17は、呼吸装置の不使用時に通路
16を閉じてマウスピース12からの浸水を防止するととも
に注入ガスのリークを防止するためのものであって、ス
ライド弁などの開閉の切換え操作が簡単な弁装置が好適
に用いられる。

また呼吸室11には、呼吸室11内の浸水を外部に排出す
るための排水用パージ弁18が配設されている。

上記充填口13は、呼吸室11に連通し、酸素ガスが充填
されたカートリッジ19の接続端19aが着脱自在に接続さ
れる接続孔20に、カートリッジ19の接続端19aを接続し
た時に開き、接続端19aを外した時に閉じる弁21を設け
て構成されている。この弁21は、カートリッジ19の接続
端19aが挿入されると、これに押し上げられて開き、接
続端19aを抜き出すとバネなどの弾性部材の付勢力で閉
じる開閉弁などが使用可能である。さらに充填口13の端
部に蓋を設け、呼吸装置に酸素ガスを充填した後、充填
口13を密封しても良い。

また、充填口13からの酸素ガス充填は、小型のカート
リッジ19を接続する方法の他に、一端に充填口13に接続
されるアダプタを設けた接続チューブを用い、大型の酸
素ボンベのガスを充填口13から充填する方法も実施する
ことができる。この場合、大型の酸素ボンベは基地に配
しておいて、導管により適宜充填口13からガスを充填す
れば良く、カートリッジ19を用いることなく、これによ
り呼吸装置に適宜ガス補充して使用することが出来て好
都合である。

呼吸室11の両端には、可撓性の輪状管22が呼吸室11の
呼気側逆止弁15側と吸気側逆止弁14側とを連通せしめて
取り付けられている。この輪状管22は、２本のチューブ
23,23とこれらチューブ23,23に連通してその間に着脱自
在に配置された筒状の炭酸ガス除去器24とからなるもの
で、呼吸室11を含め、全体で閉回路を形成するものであ
る。

チューブ23は、ゴム、軟質合成樹脂等の伸縮可能な材
料からなる一重管あるいは二重管式フレキシブルチュー
ブが用いられる。このチューブ23は比較的バネ定数を大
きくして、大気圧中では縮んでおり、呼吸装置を使用す
る際にガスが注入されると膨張して呼吸が可能となり、
かつ使用者の呼吸量程度以上の内容積を有するものであ
る。この場合具体的には、チューブ23の容量は3.5〜5l
の内容積を有するのが好ましく、この程度の範囲の内容
積を備えていれば、不快な呼吸抵抗を生じることなく、
２〜3mの深さで数分間の潜水を行うことができる。また
潜水時間は、チューブ23,23の内容量と、充填するカー
トリッジ19のガス量（充填量）により決定される。ちな
みに、人の酸素消費量は常圧下軽労作で１／分程度で
あるので、２本のチューブ内に合計4lの酸素ガスを充填
して使用すれば、常圧下において４〜５分の呼吸が維持
でき、水深２〜3m程度の圧力下でも３分程度は使用可能
と試算される。このときのカートリッジ19は30ml×150k
g/cm²と従来の1/3以下もので良い。また、この輪状管24
の長さは、前記閉回路の直径が平常時に人の首が十分に
通る程度に設定される。

上記炭酸ガス除去器24は、樹脂製パイプ25内に、粒状
または顆粒状等のLiOH、Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、KOH、NaOH
等の混合物からなる炭酸ガス吸収剤26（例えばケメトロ
ン社製ソーダソープ等）を充填し、漏れないよう防水フ
ィルタ（図示略）で封止したものであり、その充填量は
輪状管22のチューブ23,23内に充填された分の酸素を呼
吸して生じた炭酸ガスを完全に除去し得る量とされる。
なお、除去器24の通気抵抗はできる限り小さいことが望
ましく、不快な呼吸抵抗が生じないように吸収剤26の粒
径、充填密度、充填断面積等を決定すべきである。ちな
みに、炭酸ガス吸収剤として、例えばソーダソープを5g
充填したとすると、これは約11CO₂/kg（常圧）の吸収
能を有するから、人の炭酸ガス排出量を0.85l/分として
10分間以上使用可能であると試算される。

また炭酸ガス除去器24の両端には、固定紐27,27が設
けられ、輪状管22を首にかけてマウスピース12をくわ
え、２本の固定紐27,27を胸の前で縛り付けることによ
り、第２図に示すように呼吸装置を体にぴったりと固定
させることができる。このように呼吸装置を固定するこ
とにより、チューブ23,23が浮力により浮き上がり水中
移動の妨げとなる不都合を防止することができる。

以上の構成からなる呼吸器を使用するには、まず、炭
酸ガス除去器26を新品と交換し、止弁17を閉じて充填口
13にカートリッジ19の接続端19aを挿入し、輪状管22内
に酸素ガスを充填する。このガス充填により輪状管22の
チューブ23,23は膨張する。次いで、カートリッジ19を
脱離すると充填口13は閉じ、続いて輪状管22を首にか
け、固定紐27,27を縛り付けて固定する。次いでマウス
ピース12を咥え、止弁17を開く。そして水中に入りゆっ
くり潜降する。

この状態で息を吐くと、吸気側逆止弁14が閉じ、呼気
側逆止弁15が開いてチューブ23内に呼気が流入し、呼気
が炭酸ガス除去器24を通過して呼気中の炭酸ガスが除去
される。次いで、除去器24を通過した呼気は、呼気圧力
により吸気側のチューブ23内に押し出される。次に、息
を吸うと、呼気側逆止弁15が閉じ、吸気側逆止弁14が開
き、吸気側のチューブにある酸素ガスと炭酸ガス除去器
24を通過した呼気が吸気側のチューブより呼吸室11に入
り、潜水者の肺に入る。

以下、輪状管22のチューブ23,23内に充填された酸素
ガスが肺機能を保持する量を消費するまで、このサイク
ルが繰り返されて呼吸することができる。チューブ23,2
3内のガス量は、呼吸によって生じる炭酸ガスが除去器2
4に吸収される分だけ減少し、チューブ23,23は時間の経
過に伴って縮まってくる。チューブ23,23内のガス量が
減少し、呼吸に必要とする量以下になると呼吸し難くな
り、その時点で浮上する。また深い深度では、チューブ
23,23が水圧で縮み自分の肺と同じ圧力となり、素もぐ
り感覚で安全に呼吸でき、しかも深度が深くなると呼吸
し難くなることから、潜り過ぎが防止される。

そしてチューブ23,23内の酸素ガスを使い終わる前に
浮上する。なおチューブ23,23内のガス残量は吸い込み
うるガス量の減少度合で容易に感知できるし、水深２〜
3mからであれば残留する酸素を呼吸して確実に浮上でき
る。

このような構成の呼吸装置にあっては、簡単に装着が
可能なシンプルな構造であるので、使用が簡便となり、
また重量が軽く小型で携帯に便利かつ安価で、２〜3mの
浅い所での数分間程度の潜水が可能となる。また大気圧
下で縮み、ガス注入時に膨張するチューブを用いたの
で、時間の経過と共に呼吸ガス量が減少して呼吸し難く
なり、浮上せざるを得ないので、決して酸素欠乏となる
ことがない。また、構造的に約１〜2kgの浮力を有する
ので、不必要な時には水面に浮かべておけるし、首にか
けたままの水面移動も楽で、安全性が高い。

さらに、使用前に輪状管内に酸素ガスを充填し、輪状
管内に充填されたガスを呼吸するものなので、呼吸室に
取り付けてあった酸素ボンベやレギュレータなどが不要
となり、口元重量を軽量化できるとともに水中抵抗によ
る負荷が軽減され、使用感を向上させることができる。

また不使用時には開閉切換え弁を閉じておけば内部に
浸水することがないので、メンテナンスが簡単である。

さらにまた、充填する酸素量が少なく、潜水の都度充
填する方式であるので、小型のカートリッジ１本で済
み、カートリッジの無駄がない。また大型のボンベから
ガスを充填することも可能となり、カートリッジを不要
とすることができ、経済的である。

「実施例」第１図に示した実施例の呼吸装置を試作した。

チューブとして、管径60mmのPCV樹脂製のフレキシブ
ル管を用いた。

吸気側逆止弁および呼気側逆止弁には、それぞれ弁の
外径が20mmのマッシュルームタイプのものを用い、止弁
17にはニードル弁を用いた。

炭酸ガス吸収剤にはLiOHを主成分としたバラライム20
0gを用いた。

このような呼吸装置について、純粋酸素の標準ガス及
びスパイロメータを用いて性能を調べたところ、３分経
過後の吸気側のガス中の炭酸ガス濃度は0.005気圧以下
であり、十分使用に耐え得る性能を保持していることが
確認された。

また、酸素ガスを約4l充填して人間が呼吸してみたと
ころ、陸上で４分間、水中（水深２〜3m）で３分間以上
の呼吸を行うことができた。

「考案の効果」以上説明したように、本考案の呼吸装置によれば、酸
素ボンベやレギュレータなどを省いたシンプルな構造で
あるので使用が簡便となり、また重量が軽く、小型なの
で携帯に便利となり、さらに酸素を効率良く循環使用で
きるため浅い所での数分間の潜水が可能となる。また、
構造的に約１〜2kgの浮力を有するので、不必要な時に
は水面に浮かべておけるし、首にかけたままの水面移動
も楽で、安全性が高い。

さらに、本考案の呼吸装置は、使用前に輪状管内に酸
素ガス又はその混合ガスを充填し、輪状管内に充填され
たガスを呼吸するものなので、呼吸室に取り付けてあっ
た酸素ボンベやレギュレータなどが不要となり、口元重
量を軽量化できるとともに水中抵抗が軽減され、使用感
を向上させることができる。

さらにまた、潜水の都度に４〜5lの酸素又は混合ガス
を充填する方式なので、小型のカートリッジ１本で済
み、カートリッジの無駄がない。また大型のボンベから
ガスを充填することも可能となり、適宜な呼吸ガスの供
給が可能であり経済的である。その上、呼吸ガス封入式
で使用し得るので、呼吸ガスの消費で、呼吸困難さによ
って、ガス不足を直ちに感知し得て安全な使用が出来る
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示すもの
で、第１図は呼吸装置の平面図、第２図は使用状態を説
明するための図、第３図は従来の呼吸装置を示す平面図
である。 11……呼吸室、12……マウスピース、13……充填口、14
……吸気側逆止弁、15……呼気側逆止弁、16……通路、
17……止弁、19……カートリッジ（ガス容器）、21……
弁、22……輪状管、23……チューブ、24……炭酸ガス除
去器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】呼吸用マウスピースを配設してなり、かつ
酸素又はその混合ガス等の呼吸用ガスの充填口が設けら
れた呼吸室の一端に呼気側逆止弁を、また他端に呼気側
逆止弁をそれぞれ配して、上記呼吸室の呼気側逆止弁側
と吸気側逆止弁側とを炭酸ガス吸収部を介して膨張、伸
縮可能な可撓性輪状管により連通せしめ、上記充填口よ
り供給される呼吸用ガスが循環する閉回路を形成してな
る呼吸装置であって、上記充填口は、酸素又は混合ガス容器の接続端を接続し
た時に開き、該接続端を外した時に閉じる弁を備え、か
つ上記マウスピースと呼吸室の間の通路内に開閉切換え
弁を配設したことを特徴とする呼吸装置。