自助式高濃氧呼吸器的製作方法
2023-04-23 16:43:06
專利名稱：自助式高濃氧呼吸器的製作方法
技術領域：
本發明屬於化學反應動力學、熱力學、化工設備設計領域，具體涉及一種自助式高濃氧呼吸器。
背景技術：
隨著生活水平的提高及工作的繁忙，現代人仰賴空調又少於運動，前者使人處於空氣氧含量偏低的狀態；後者使人肺活量偏低，兩者均造成攝取氧氣不足的情形，使人發生嗜睡恍惚的症狀。輕微者影響工作或學習效率，嚴重者發生意外事故。
目前市場上的保健商品中，供氧是採用瓶裝或罐裝的氧氣，不但無技術會含量可言，而且無法回收使用，至今尚無一種自助式供氧器，能符合具有依使用者的操作，定量的供應高濃氧並有效儲存不予浪費、反應時間短、供氣量足夠、輕便、操作無需外加電源等。
發明內容
針對已有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種自助式高濃氧呼吸器，本發明的自助式高濃氧呼吸器安全、便於攜帶且能及時為使用者提供高濃氧氣。
解決本發明技術問題的技術方案如下一種自助式高濃氧呼吸器包括三個部份供氧器、儲氧袋和鼻罩套，其中供氧器1包括承裝過氧化物水溶液的容器2和裝有多孔性觸媒8的承裝脫氧反應的容器7，二者之間通過過氧化物水溶液送出管6相連接，過氧化物水溶液的容器中設有過氧化物水溶液吸管5，過氧化物水溶液吸管5通過單向閥4與塑料皺摺吸頭3連接；供氧器的操作原理是利用過氧化物水溶液9在接觸大表面積之多孔性觸媒8時，所產生之解離氧自由基，吸附於固體表面，而後結合為氧分子，進而進行脫附反應，成為氧氣10氣泡後釋出，以雙氧水為例，又稱過氧化氫，分子式為H2O2，一般是以35％的水溶液為工業化商品之型式。所發生的全反應是2H2O2→2H2O+O2↑。以H2O2分子量34來說，35％的雙氧水每公升有10莫耳的H2O2，故可發生5莫耳的O2，在標準狀況下(25℃、1大氣壓)每莫耳的O2會約有25公升的容積，5莫耳的O2就會有125公升的容積。
儲氧袋13設有氧氣送入管14和氧氣送出管18的儲氧袋；氧氣送入管14與供氧器1的脫氧反應容器7相連，氧氣送出管18與鼻罩套相連；鼻罩套包括歧管19和鼻罩20，還可以包括軟墊21和頭背帶22。
所述儲氧袋13下方為存液區24，上方為儲氧囊17，存液區24和儲氧囊17之間設有吸水性高分子填充包15和防水透氣布16層。
過氧化物選自雙氧水、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等中的一種或一種以上的組合。
所述多孔性固體觸媒，是以多孔性固體為載體，以貴金屬為觸媒，多孔性固體載體選自活性碳、硅藻土、氧化鋁或沸石等中的一種或一種以上的組合，優選沸石；所述貴金屬觸媒選自鈀、鉑、銠、銥、釕、鋨、錸等鉑族之貴金屬中的一種或一種以上的組合，優選採用鈀為觸媒。
圖1為本發明自助式高濃氧呼吸器的結構示意圖；圖2為採用氯化鈣增重法量測脫氧反應殘餘溶液的帶出量的實驗過程圖。
圖中標號說明1-供氧器 2-過氧化物水溶液容器 3-塑料皺摺吸頭4-單向閥 5-過氧化物水溶液吸管 6-過氧化物水溶液送出管7-承裝脫氧反應容器8-多孔性觸媒 9-過氧化物水溶液10-氧氣 11-脫氧反應殘餘溶液 12-氧氣送出軟管13-儲氧袋
14-儲氧袋氧氣送入軟管15-吸水性高分子填充包 16-防水透氣布17-儲氧囊 18-儲氧袋氧氣送出軟管19-歧管 20-鼻罩21-軟墊 22-頭背帶23-頸背帶 24-存液區25-單向氣閥 26-秤臺掛架 27電子秤28氯化鈣除溼劑密封盒29氯化鈣除溼劑30電子秤 31乾燥氧氣輸送管32水盆33量桶 34非分散性紅外光氣體偵測儀35抽氣管具體實施方式
下面結合附圖1和圖2進一步說明本實用新型是如何實現的實施例自助式高濃氧呼吸器的供氧機制是利用觸媒將過氧化物水溶液中的結合氧釋放出來，其結構分成供氧器、儲氧袋、鼻罩套三個子結構，以下說明各子結構裝置及操作所發生的功能。
1、供氧器是氧氣發生的裝置(如圖1所示)，其結構是在供氧器1內包括有過氧化物水溶液軟塑膠袋2及承裝脫氧反應軟塑膠袋7兩個主體，在供氧器外殼1之上有單向閥4及塑料皺摺吸頭3兩個裝置。過氧化物水溶液軟塑膠袋2中承裝了雙氧水9，透過過氧化物水溶液吸管5連接到單向閥4及塑料皺摺吸頭3，經過過氧化物水溶液送出管6到達承裝脫氧反應軟塑膠袋7。而承裝脫氧反應軟塑膠袋7中包裝一個多孔性觸媒8，反應所產生的氧氣10經過氧氣送出軟管12送到儲氧袋13中，而脫氧反應殘餘溶液11則留存在承裝脫氧反應軟塑膠袋7中。
供氧器的操作方式是使用者將塑料皺摺吸頭3下壓後釋放，塑料皺摺吸頭3因其彈性向上回彈，同時將雙氧水9經過過氧化物水溶液吸管5抽引向上，而單向閥4限制雙氧水9回流到過氧化物水溶液軟塑膠袋2，卻經過過氧化物水溶液送出管6到達承裝脫氧反應軟塑膠袋7，此時會接觸多孔性觸媒(鍍鈀的沸石)8而發生脫氧反應。所產生之氧氣10會向上浮出，經過氧氣送出軟管12到儲氧袋14中；而雙氧水9經脫氧反應後產生之脫氧反應殘餘溶液11則留存在承裝脫氧反應軟塑膠袋7之中。因為壓塑料皺摺吸頭3的容積一固定，因而使用者每次下壓，結果獲得的氧氣量也固定。經過使用者多次下壓，隨著過氧化物水溶液9的抽出，自過氧化物水溶液軟塑膠袋2體積逐漸縮小，而脫氧反應殘餘溶液11逐漸變多也使承裝脫氧反應軟塑膠袋7體積逐漸變大。但是兩者加總體積依然留存於供氧器外殼1之內，無外洩之虞。
2、儲氧袋是積存並過濾氧氣的裝置。(如圖1所示)，其結構是附有儲氧袋氧氣送入軟管14及儲氧袋氧氣送出軟管18的儲氧袋13。分為其下的存液區25及其上的儲氧囊17，其間並包括吸水性高分子填充包15及防水透氣布16兩個部件。儲氧袋的設計思想是經過供氧器所產出之氧氣，會含有脫氧反應殘餘溶液11的霧滴。為避免刺激使用者的呼吸道，使氧氣經儲氧袋13下方的存液區24做初步的汽液分離，並藉由吸水性高分子填充包15脫附作用將氧氣所夾雜的脫氧反應殘餘溶液11霧滴進一步脫除，之後即可經由儲氧袋氧氣送出軟管18導入呼吸面罩或鼻管供病患呼吸使用。儲氧袋的操作方式是使用者將塑料皺摺吸頭3下壓後所產生的氧氣自供氧器送入儲氧袋氧氣送入軟管14，首先進入下方的存液區24，在此氧氣將其所夾雜的脫氧反應殘餘溶液11留存在存液區24而向上經過吸水性高分子填充包15，進一步的將夾雜的脫氧反應殘餘溶液11脫除。其後氧氣更向上經過防水透氣布16，更進一步的確定將脫氧反應殘餘溶液11脫除，而進入儲氧囊17，此時的氧氣已經具有良好的品質，待使用者運用。使用者在使用時，需要將儲氧袋13上方的頸背帶23套在脖子上使儲氧袋13的存液區24垂於下方，如此才能使儲氧袋13正常運作。
3、鼻罩套是方便使用者吸取氧氣的裝置。(如圖1所示)，其結構是附有歧管19、鼻罩20、軟墊21、頭背帶22的組合，其使用的方式是使用者將頭背帶22套於後腦杓，透過鼻罩20自然的呼吸即可。鼻罩套的運作方式如下當儲氧囊17充滿了氧氣，受外界大氣壓力的影響，自然會經儲氧袋氧氣送出軟管18被推送到鼻罩20內部，若使用者此時沒有吸氣，過量的氧氣會經過歧管19排放於大氣之中。若使用者吸氣而儲氧囊17中之氧氣不足，空氣也會順著歧管19通入鼻罩20，不會讓使用者有吸氣困難的感覺。當使用者呼氣時，富二氧化碳的呼氣在鼻罩20的前端經過單向氣閥25向下排出，不會讓使用者有呼氣困難的感覺。
前述鍍鈀沸石觸媒的製作，是將沸石表面化學鍍上具有觸媒性的貴金屬。以下敘述製作程序
1.首先選用沸石應最少符合以下規格1)比表面積200m2/g、2)粒徑3mm。
2.將沸石清洗去除粉削。
3.浸入前處理劑水溶液。
4.浸入觸媒貴金屬水溶液，取出瀝乾。
5.浸入以還原劑還原貴金屬成元素態，取出瀝乾。
置入無氧烤箱以120℃烤乾。
表一為呼吸器製作的詳細規格，表一呼吸器製作的詳細規格
量測供氧量的方法是採用排水集氣法。
量測氧氣的品質是採用升儀股份有限公司PGM-50非分散性紅外光氣體偵測儀。
量測脫氧反應殘餘溶液11的帶出量是採用氯化鈣增重法(如圖2所示)。
經過實測的結果如表二所示表二實施例的實測結果
注1.抽取次塑料皺摺吸頭3壓下第幾次。
2.抽取量塑料皺摺吸頭3壓下後釋放，所抽引出的雙氧水cc數。
3.出氣量每次抽引出雙氧水經過脫氧反應所產生氧氣的cc數。
4.反應時間上述氧氣出氣量釋放80％所需要的時間sec。
5.儲氧袋增重秤臺掛架26下的電子秤27顯示儲氧袋13增重量g，亦表示供氧器所逸出的脫氧反應殘餘溶液11到儲氧袋13的量。
6.氯化鈣增重電子秤30顯示氯化鈣除溼劑29增重量g，亦表示儲氧袋13所逸出之脫氧反應殘餘溶液11到氯化鈣除溼劑密封盒28的量。乾燥的氧氣通過乾燥氧氣輸送管31進入水盆32中的量筒33中，用抽氣管35抽出，進入非分散性紅外光氣體偵測儀34對氧氣的品質進行檢測。
結果分析1.253cc的雙氧水共產生31公升之高濃氧氣。
2.每次抽因雙氧水脫氧反應歷經20～30秒，供應1.2公升之高濃氧氣，已可配合成人使用者每5秒一次、每次500cc之常態呼吸。
儲氧袋增重1.2g，而氯化鈣乾燥劑卻無增重，表示儲氧袋去除脫氧反應殘餘溶液之效果明顯有效。
權利要求
1.一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述高濃氧呼吸器包括三個部份供氧器、儲氧袋和鼻罩套，其中供氧器(1)包括承裝過氧化物水溶液的容器(2)和裝有多孔性觸媒(8)的承裝脫氧反應的容器(7)，二者之間通過過氧化物水溶液送出管(6)相連接，過氧化物水溶液的容器中設有過氧化物水溶液吸管(5)，過氧化物水溶液吸管(5)通過單向閥(4)與塑料皺摺吸頭(3)連接；儲氧袋(13)設有氧氣送入管(14)和氧氣送出管(18)的儲氧袋；氧氣送入管(14)與供氧器(1)的脫氧反應容器(7)相連，氧氣送出管(18)與鼻罩套相連；鼻罩套，包括歧管(19)和鼻罩(20)。
2.根據權利要求1所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述儲氧袋(13)下方為存液區(24)，上方為儲氧囊(17)，存液區(24)和儲氧囊(17)之間設有吸水性高分子填充包(15)和防水透氣布(16)層。
3.根據權利要求1所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述鼻罩套還包括軟墊(21)和頭背帶(22)。
4.根據權利要求1所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於過氧化物選自雙氧水、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種或一種以上的組合。
5.根據權利要求1所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述多孔性固體觸媒，是以多孔性固體為載體，以貴金屬為觸媒。
6.根據權利要求5所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述多孔性固體載體選自活性碳、硅藻土、氧化鋁或沸石中的一種或一種以上的組合。
7.根據權利要求6所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述多孔性固體載體為沸石。
8.根據權利要求5所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述貴金屬選自鈀、鉑、銠、銥、釕、鋨、錸等鉑族之貴金屬中的一種或一種以上的組合。
9.根據權利要求8所述的一種自助式高濃氧呼吸器，其特徵在於所述貴金屬為鈀。
全文摘要
本發明公開了一種自助式高濃氧呼吸器，包括三個部份供氧器、儲氧袋和鼻罩套，其中供氧器包括承裝過氧化物水溶液的容器和裝有多孔性觸媒的承裝脫氧反應的容器，儲氧袋設有氧氣送入管和氧氣送出管的儲氧袋；氧氣送入管與供氧器的脫氧反應容器相連，氧氣送出管與鼻罩套相連；本發明裝置是用來為使用者提供高濃氧氣，助其振奮精神；並具有供氧之作動實時、攜帶方便、使用上無安全之顧慮等優點。
文檔編號C01B13/02GK101069764SQ200710037198
公開日2007年11月14日 申請日期2007年2月6日 優先權日2007年2月6日
發明者何靖 申請人:何靖