专利名称：一种急救用供氧器的制作方法
技术领域：
本发明属于化学反应动力学、热力学、化工设备设计、医技学、急救学等领域，主要涉及一种种急救用供氧器，是以化学反应的机构产生作用。。
背景技术：
实际上，急救用的氧气供应对氧气的品质有一定的要求其一是参和比(氧比二氧化碳＝97％∶3％)，氧气浓度越高越好，但是不能是纯氧。这是因为人体自主神经需要二氧化碳的刺激，否则病患会停止呼吸。其二是供气压力有一定的范围(成人是60±10cm水柱，儿童45±5cm水柱)；过低急救无效，过高可能伤害病患的肺组织，甚至于因为气胸而死亡。其三是要快(急救黄金时间约5分钟)，否则脑死的机率大增。其四是供应氧气的量要足，简单的计算成人肺活量700ml×每分钟呼吸15次×急救时间10分钟，即等于105公升的急救氧气。
此外对于供氧设备上亦有相当的要求其一是要轻便，最好是3kg以下，急救人员可以提着狂奔，尽快救助病患。其二是启动快速，最好是30秒内氧气进入正常供应(含供应压力及参和比的条件)，而且是一个人完成。其三是不需要其它的能源供应，紧急时或许没有插座可用。
现今的医疗设备中，供氧是基础的需求，但是设备庞大沉重，不适合趋赴病患作急救。急救用的储氧钢瓶，亦是沉重的难以在救护车以外使用。至今尚无一种符合具有供应氧及二氧化碳具有固定参和比、供气压力在固定的范围、反应时间短、供气量足够、轻便、操作无需外加电源等需求的急救用供氧器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于携带、能快速启用、供氧量充足、能升压供氧的急救用供氧器，使得挽回病患生命的机会大幅提高。
实现本发明发明目的的技术方案如下本发明急救用供氧器的主体分为二个部份，其一是氧气发生器21，其二是氧气品质调整器22，二者都是以化学反应的机构为主。
氧气发生器包括过氧化物储瓶、排水集气筒及固定在其内侧的以多孔性固体为载体的触媒、氧气连通管；氧气品质调整器包括氧气连通管接头、蠕动泵、储酸罐、氧气品质调整器密封盖、氧气导出管，且氧气品质调整器内部装有碳酸盐溶液和酸碱度指示剂；所述氧气发生器和氧气品质调整器通过氧气连通管相连接。
所述蠕动泵包括蠕动泵驱动杓、蠕动泵外齿轮、蠕动泵内齿轮、蠕动泵硅胶管和蠕动泵座。
氧气发生器21是一以过氧化物(优先双氧水2)为介质，经反应后供氧的制作方法。前述双氧水2，分子式为H2O2，一般是以35％的水溶液为工业化商品之型式。本发明的原理是利用双氧水2在接触大表面积之多孔性镀钯活性碳触媒4时，所产生之解离氧自由基，吸附于固体表面，而后结合为氧分子，进而进行脱附反应，成为氧气气泡9后释出，所发生的全反应是2H2O2→2H2O+O2↑。以H2O2分子量34来说，35％的双氧水(2)每公升有10莫耳的H2O2，故可发生5莫耳的O2，在标准状况下(25℃、1大气压)每莫耳的O2会约有25公升的容积，5莫耳的O2就会有125公升的容积，足以供应急救成人病患12分钟所需。
本发明优选双氧水2是因为价格便宜，除了双氧水外，毒性低的过氧化物都可采用，例如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等等。
本发明优选多孔性镀钯活性碳触媒4是因为价格便宜，作为载体的多孔性固体除了活性碳以外，还可以采用活性碳、硅藻土、氧化铝、沸石等材料。
本发明优选钯为触媒也是因为价格便宜，作为触媒除了钯以外，还可以采用铂、铑、铱、钌、锇、铼等铂族的贵金属。
氧气发生器21除了发生氧气外，另外负责一项重要的任务，就是调节供氧的压力，使得供氧时不论输出气量是多或少，都维持供氧的压力在目标设定值。如图1所示，氧气气泡9被排水集气筒3所收集并藉由氧气连通管7送到氧气品质调整器22内。当氧气发生的量大于藉由氧气连通管7送到氧气品质调整器22内的量时，排水集气筒3会依据阿基米得定律而浮上，此时固定于排水集气筒3内侧的镀钯活性碳触媒4与双氧水之触媒接触液位高6降低，造成接触面积减少，从而减少了氧气气泡9的发生量；极至的情况是排水集气筒3内双氧水2的液位降低到镀钯活性碳触媒4底部以下，此时氧气气泡9将完全不发生。
相对的若是氧气发生的量不足时，排水集气筒3内双氧水与触媒接触液位高6会升高，使得排水集气筒3内侧的镀钯活性碳触媒4与双氧水2的接触面积大幅增加，从而增加了氧气气泡9的发生量。依据阿基米得定律，氧气发生器21所提供的氧气压力就等于氧气排水液位高5，就因为前述的自动调适作用，氧气发生器21所提供的氧气压力可以维持在相当稳定的范围。当双氧水2的有效成份用完时最明显征兆是排水集气筒3没办法上浮，而氧气品质调整器22的底部所产生的氧气气泡9也明显不足。此时就要更新双氧水2了。
氧气发生器21所提供的氧气是纯氧，为了能达到能供病患使用的参和比氧气比二氧化碳97％∶3％，故使氧气发生器21所提供的氧气经过氧气连通管7到氧气连通管接头8而进入氧气品质调整器22的底部，发生很多的氧气气泡9。氧气品质调整器22内部承装约1公升的5％碳酸钠溶液15并加入0.2g的甲基红酸碱度指示剂，此时为碱性故为黄色。氧气气泡9从底部向上浮升，会推动蠕动泵驱动杓10顺时针旋转，从而驱动蠕动泵外齿轮11及蠕动泵内齿轮12，藉由对蠕动泵硅胶管13的蠕动挤压，在氧气品质调整器密封盖19上方的储酸罐18所含的10％柠檬酸溶液定量的泵入碳酸钠溶液15。此时所发生的反应是2Na2CO3+C6H8O7→H2O+CO2↑+C6H6O7＝+2Na-。氧气气泡9从底部向上浮升的量越大，推动蠕动泵驱动杓10顺时针旋转速度越高，泵入碳酸钠溶液15的柠檬酸溶液越多，二氧化碳的发生量越大；反之则泵入碳酸钠溶液15的柠檬酸溶液越少，二氧化碳的发生量越少；如此就能维持氧气及二氧化碳的参和比了。
当碳酸钠溶液15的有效成份用完时溶液酸碱度就会变酸，而最明显征兆是溶液中所含之甲基红酸碱度指示剂会从黄色变为红色，此时就要更新氧气品质调整器22其中的碳酸钠溶液15了。本发明优选碳酸钠也是因为价格便宜，作为碳酸盐除了碳酸钠以外，还可以采用碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐。
前述以蠕动泵泵入氧气品质调整器22内的酸溶液，优选柠檬酸也是因为价格便宜，作为酸化碳酸盐的酸类除了柠檬酸以外，还可以采用乳酸、苹果酸、琥珀酸、磷酸等挥发性低、刺激性低的酸类。
前述用以显示碳酸盐溶液酸碱度的指示剂，优选甲基红也是因为价格便宜，作为碳酸盐溶液酸碱度的指示剂除了甲基红以外，还可以采用溴瑞香草酚蓝、甲基橙、地中海石蕊、酚酞、姜黄素、提子素等等。
经过氧气品质调整器22所产出之氧气，会含有反应溶液的雾滴。为避免刺激病患的呼吸道，使氧气经氧气品质调整器密封盖19上方的滤气罐16，藉由活性碳填充17脱附作用将氧气所含有的反应溶液雾滴脱除，之后即可经由氧气导出管20导入呼吸面罩或鼻管供病患呼吸使用。
前述镀钯活性碳触媒4的制作，是将活性碳表面化学镀上具有触媒性的贵金属。以下叙述制作程序1.首先选用活性碳应最少符合以下规格1)比表面积1000m2/g、2)碘值700、3)蜜糖值200、4)粒径3mm。
2.将活性碳清洗去除黑粉。
3.浸入前处理剂水溶液。
4.浸入触媒贵金属水溶液，取出沥干。
5.浸入以还原剂还原贵金属成元素态，取出沥干。
6.置入无氧烤箱以120℃烤干。
在排水集气筒3内侧涂上黏胶的，并将上述粉状的镀钯活性碳触媒4黏着后即是成品。
本发明产品具有如下优点1、供应氧及二氧化碳具有固定参和比；2、供气压力在固定的范围；3、反应时间短；4、供气量足；5、轻便、便于携带；6、操作无需外加电源。
图1为本发明急救用供氧器的结构示意图。
图中标号说明1-双氧水储瓶2-双氧水3-排水集气筒4-镀钯活性碳触媒5-氧气排水液位高6-双氧水与触媒接触液位高7-氧气连通管8-氧气连通管接头9-氧气气泡10-蠕动泵驱动杓 11-蠕动泵外齿轮12-蠕动泵内齿轮13-蠕动泵硅胶管14-蠕动泵座15-碳酸钠溶液16-滤气罐17-活性碳填充18-储酸罐19-氧气品质调整器密封盖20-氧气导出管21-氧气发生器22-氧气品质调整器具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的实施例以如图1的装置，其中双氧水储瓶1中有效过氧化氢为35％，容量2公升。
排水集气筒3中含10g经由以下程序制备的活性碳1.首先选用活性碳符合以下规格1)比表面积1000m2/g、2)碘值700、3)蜜糖值200、4)粒径3mm。
2.将活性碳清洗去除黑粉。
3.浸入10％盐酸、2％氯化亚锡水溶液。
4.浸入40ppm氯化钯、2％盐酸水溶液，取出沥干。
5.浸入2％联氨水溶液，将钯还原成元素态，取出沥干。
6.置入无氧烤箱以120℃烤干。
7.在排水集气筒3内侧涂上黏胶的，并将上述粉状的镀钯活性碳触媒4黏着。
测试结果
以前述条件所组装的供氧器，经开启后使用，在15分钟内供应了172公升的氧气，最高的压力为60±4cm水柱，供应状态如表一所示；以上的供应足可满足心肺复苏术之使用。(产气量的测试使用yamatake的CMS-MASS FLOW METER。气压的测试使用自制的U型水管。氧含量的测试使用升仪股份有限公司PGM-50非分散性红外光气体侦测仪。)表一供氧器供应状态测试结果
上述氧气发生器21所提供的氧气经过氧气连通管7到氧气连通管接头8而进入氧气品质调整器22的底部，发生很多的氧气气泡9，氧气品质调整器22内部承装约1公升的5％碳酸钠溶液15并加入0.2g的甲基红酸碱度指示剂，此时为碱性故为黄色。氧气气泡9从底部向上浮升，会推动蠕动泵驱动杓10顺时针旋转，从而驱动蠕动泵外齿轮11及蠕动泵内齿轮12，藉由对蠕动泵硅胶管13的蠕动挤压，在氧气品质调整器密封盖19上方的储酸罐18所含的10％柠檬酸溶液定量的泵入碳酸钠溶液15。此时所发生的反应是2Na2CO3+C6H8O7→H2O+CO2↑+C6H6O7＝+2Na-。氧气气泡9从底部向上浮升的量越大，推动蠕动泵驱动杓10顺时针旋转速度越高，泵入碳酸钠溶液15的柠檬酸溶液越多，二氧化碳的发生量越大；反之则泵入碳酸钠溶液15的柠檬酸溶液越少，二氧化碳的发生量越少；如此就能维持氧气及二氧化碳的参和比97％∶3％。
使达到要求的氧气经滤气罐16脱除雾滴之后，即可经由氧气导出管20导入呼吸面罩或鼻管供病患呼吸使用。
权利要求
1.一种急救用供氧器，包括氧气发生器和氧气品质调整器两个部份，其特征在于氧气发生器和氧气品质调整器内均发生化学反应，氧气发生器包括过氧化物储瓶、排水集气筒及固定在其内侧的以多孔性固体为载体的触媒、氧气连通管；氧气品质调整器包括氧气连通管接头、蠕动泵、储酸罐、氧气品质调整器密封盖、氧气导出管，且氧气品质调整器内部装有碳酸盐溶液和酸碱度指示剂；所述氧气发生器和氧气品质调整器通过氧气连通管相连接。
2.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述氧气发生器是利用过氧化物储瓶内的过氧化物接触大表面积的多孔性固体触媒时，产生氧气后释放出经氧气连通管进入氧气品质调整器，进入氧气品质调整器的氧气推动蠕动泵驱动杓使碳酸盐发生反应产生二氧化碳，使得氧气与二氧化碳的体积百分比为97％∶3％。
3.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述蠕动泵包括蠕动泵驱动杓、蠕动泵外齿轮、蠕动泵内齿轮、蠕动泵硅胶管和蠕动泵座。
4.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述氧气品质调整器，在氧气导出管之前还设置有填充活性碳的滤气罐。
5.根据权利要求1或2任意一项所述的一种急救用供氧器，其特征在于过氧化物选自双氧水、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述多孔性固体选自活性碳、硅藻土、氧化铝、沸石材料中的一种或一种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述触媒选自钯、铂、铑、铱、钌、锇、铼等铂族的贵金属中的一种或一种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述产生二氧化碳气体的碳酸盐溶液选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡中的一种或一种以上的组合。
9.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述储酸罐中装有柠檬酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、磷酸中的一种或一种以上的组合。
10.根据权利要求1所述的一种急救用供氧器，其特征在于所述酸碱度指示剂选自甲基红、溴瑞香草酚蓝、甲基橙、地中海石蕊、酚酞、姜黄素、提子素中的一种或一种以上的组合。
全文摘要
本发明涉及一种急救用供氧器，括二个部份，其一是氧气发生器，其二是氧气品质调整器，二者都是以化学反应的机构产生作用。氧气发生器包括过氧化物储瓶、排水集气筒及固定在其内侧的以多孔性固体为载体的触媒、氧气连通管；氧气品质调整器包括氧气连通管接头、蠕动泵、储酸罐、氧气品质调整器密封盖、氧气导出管，且氧气品质调整器内部装有碳酸盐溶液和酸碱度指示剂；所述氧气发生器和氧气品质调整器通过氧气连通管相连接。本发明产品具有供应氧及二氧化碳具有固定参和比、供气压力在固定的范围、反应时间短、供气量足够、轻便、操作无需外加电源等优点。
文档编号A61M16/10GK101069763SQ200610119179
公开日2007年11月14日 申请日期2006年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者何靖, 李威德 申请人:何靖