WO2008060175A1 - Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy - Google Patents

Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy Download PDF

Info

Publication number
WO2008060175A1
WO2008060175A1 PCT/RU2006/000595 RU2006000595W WO2008060175A1 WO 2008060175 A1 WO2008060175 A1 WO 2008060175A1 RU 2006000595 W RU2006000595 W RU 2006000595W WO 2008060175 A1 WO2008060175 A1 WO 2008060175A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas mixture
hypoxic
gas
products
oxygen concentration
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000595
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Simon Naumovich Basovich
Original Assignee
Simon Naumovich Basovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Simon Naumovich Basovich filed Critical Simon Naumovich Basovich
Priority to PCT/RU2006/000595 priority Critical patent/WO2008060175A1/en
Publication of WO2008060175A1 publication Critical patent/WO2008060175A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0045Means for re-breathing exhaled gases, e.g. for hyperventilation treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0087Environmental safety or protection means, e.g. preventing explosion
    • A61M16/009Removing used or expired gases or anaesthetic vapours
    • A61M16/0093Removing used or expired gases or anaesthetic vapours by adsorption, absorption or filtration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases
    • A61M16/122Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases with dilution
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/84General characteristics of the apparatus for treating several patients simultaneously

Definitions

  • the present invention relates to medicine, sports and agriculture.
  • the present invention relates to methods and devices for ripoxic stimulation of the body by exposure to its respiratory system using air with a low oxygen concentration.
  • This kind of effect is called “hypoxytherapy” in the literature and means, in a broad sense, treatment, rehabilitation, prophylaxis, adaptation, hypoxic stimulation, hypoxic training of the human body or, in general, any living organism.
  • a decrease in oxygen concentration in the inhaled air is a means of increasing the nonspecific resistance of the body, i.e. acts as a therapeutic factor.
  • Such a physiological effect of air with a reduced partial pressure of oxygen (“mountain air”) has long been known. This physiological effect is used in mountain resorts. It is also used by athletes traveling to the mountains in preparation for the competition. The most widely this physiological effect is used in medical institutions.
  • a hypoxic gas mixture is produced, i.e. nitrogen-oxygen mixture, the oxygen concentration in which is less than in atmospheric air, i.e. less than 21%.
  • the use of a hypoxic gas mixture with an oxygen concentration in the range of 9-18% is described, but the most common use of a concentration of 10-14%, see, for example, "Normobaric hypoxytherapy", Methodological recommendations of the Ministry of Health of the USSR and Russia, editions 1985, 1988, 1992, 1994, 2001
  • hypoxic gas mixture for hypoxic therapy was to mix balloon nitrogen with balloon oxygen (Gurevich MO, Sumskaya AM, Khachaturian AA Experience in the treatment of depression with hypoxemia. Neurology and Psychiatry, 1941, v. X, v. 9-10, p. 3-10). Patients were inhaled from a hypoxic gas mixture from Douglas bags filled with hypoxic gas mixtures with different oxygen concentrations.
  • a similar method for generating a hypoxic gas mixture is described in US Pat. No. 5,860,857, where the entire room was filled with a mixture of nitrogen and oxygen (US Pat. No. S860857, 454/338, F24F 007/007, 1999).
  • This method requires a large operating costs.
  • a method for producing a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy is also proposed, which consists in mixing atmospheric air with nitrogen from cylinders. This method has been recommended in the official publication: Non-Specific Enhancement Method
  • US Pat. No. 5,924,419 describes devices for generating a hypoxic gas mixture for hypoxytherapy based on the use of short-cycle adsorption (US Pat. No. 5,924,419, HK128 / 205.11, MK A62B 007/00, 1999). Devices based on the same principle are described in the official publication: Normobaric hypoxytherapy. Guidelines for aviation doctors. Moscow, 2002
  • US Pat. Nos. 5,799,652, 5,887,439, and 5,964,222 describe devices for generating a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy, using either membrane technology or short-cycle adsorption (US Pat. No. 5,799,652, HK 128 / 205.11, MK A63B 023/18, 1998; US Pat. Ne 5887439 , HK 62/78, MK A61L 009/00, 1999; U.S. Patent NS5964222. HK 128 / 205.26, MK A61G 10/00, 1999).
  • the objectives of the present invention are to reduce the cost of producing a ripoxic gas mixture, the energy intensity of the process of generating a ripoxic gas mixture, and weight and size indicators that implements the method of apparatus.
  • these goals are achieved by using gas-vapor products of fuel combustion as a raw material for the production of a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy. This makes it possible to achieve your goals.
  • FIG. 1 is a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is a boiler house or a cogeneration plant; in FIG. 2 is a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is an automobile power plant with low-temperature hydrogen-air fuel cells.
  • the grounds of the proposed method are as follows.
  • Most power plants that produce thermal, electrical, or mechanical energy operate by burning fuel.
  • the process of burning fuel is the process of its oxidation with atmospheric oxygen.
  • the oxygen of the air supplied to the furnace of a power plant enters the oxidation reaction there with fuel and related substances in the furnace.
  • thermal energy is generated in the furnace. Since the generation of thermal energy occurs due to the oxidation by oxygen of the air entering the furnace, the oxygen concentration in the stream of gas-vapor combustion products (flue gases, flue gases) exiting the furnace will be less than the oxygen concentration in atmospheric air, i.e. less than 21%.
  • the coefficient of excess air used in heat engineering i.e.
  • the ratio of the mass of air entering the furnace to the mass of air theoretically necessary for complete combustion of the fuel, to maximize the efficiency, is maintained close to unity. Therefore, the concentration of oxygen in the exhaust flue gas is significantly lower than the concentration of oxygen in the atmospheric air, which facilitates the further development of hypoxic gas mixtures for hypoxic therapy.
  • the gas-vapor products of fuel oxidation are water, carbon dioxide (carbon dioxide) and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) relatively small amounts of carbon monoxide and nitrogen oxides. In this case, purification of the above-mentioned gas products of fuel oxidation is required.
  • devices for cleaning can be used known devices, for example, adsorbers with replaceable filter media from activated carbon, zeolites, etc.
  • moisture is removed from combined-gas products of fuel combustion, when applicable. This increases the comfort of breathing for the consumer.
  • steam-gas products of fuel combustion can contain not only water vapor, but also steam condensate.
  • devices for removing moisture can be used known devices, for example, adsorbers with replaceable filter media from silica gel. You can also use other desiccants or dehumidifiers, for example, inertial type. It should be noted that if the atmospheric air in the area where the consumer is located is very dry, moisture can not be removed.
  • gas-vapor products of fuel combustion when applicable, are cooled. It also improves breathing comfort for the consumer. Cooling is carried out by known methods (air, water, natural, forced, etc.). In the case of using a hydrogen power plant with fuel cells, the fuel cells and / or gas-vapor products of fuel combustion, which in this case are water vapor, are cooled.
  • gas-vapor products of fuel combustion are mixed with atmospheric air. This ensures the safety of the use of the method, i.e. safety of hypoxic therapy (ripoxic stimulation). If the oxygen concentration in the purified and dried fuel combustion products is below the maximum permissible value, for example, below 12%, then with prolonged use this can be dangerous for the consumer, especially suffering from heart failure. Mixing the products of fuel combustion with atmospheric air allows increasing the oxygen concentration to safe values.
  • concentration of oxygen in the target product produced by mixing, i.e. in a hypoxic gas mixture can be calculated by the formula:
  • the concentration of oxygen in the r-toxic gas mixture is controlled, the process of mixing gas-vapor products of fuel combustion with atmospheric air is controlled to achieve the specified oxygen concentration in the r-toxic gas mixture.
  • Monitoring the concentration of oxygen in a repoxic gas mixture is carried out by known oxygen sensors, for example, of the electrochemical type.
  • the regulation of the process of mixing gas-vapor products of fuel combustion with atmospheric air is carried out by changing the supply of either atmospheric air or combustion products. In both cases, regulation is carried out until a predetermined oxygen concentration in the ripoxic gas mixture is reached.
  • Regulation of the oxygen concentration ensures the safety of the use of the method, since with such regulation the oxygen concentration does not fall below a predetermined limit. This regulation also ensures the efficiency of the use of the method, since the optimal concentration of oxygen for the given consumer is established.
  • FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the proposed method in the case when the energy device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is a boiler house or a cogeneration plant.
  • the chimney 1 through a pipe 2 is connected to the air conditioning unit 3.
  • the air conditioning unit 3 consists of a cooling unit 4 and a cleaning unit ⁇ .
  • the cleaning unit 5 is connected to the input of the smoke exhauster 6, the output of which is connected to the first input of the oxygen concentration control unit 7.
  • This unit consists of a mixer 8, an oxygen sensor 9, an indicator 10, a comparator 11.
  • the output of the oxygen sensor 9 is connected to the input of the indicator 10 and to the first input 12 of the comparator 11.
  • the second input 13 of the comparator 11 is a reference signal input (the setter itself is conditionally not yet busy).
  • the output of the comparator 11 is connected to the control input of the mixer 8.
  • the second input 14 of the oxygen concentration control unit 7, or, which is the same, the second input of the mixer 8, is connected to the atmosphere.
  • the output of the oxygen concentration control unit 7 is connected to the inputs of the valves 15, 16, 17 connected in parallel.
  • the outputs of the valves 15, 16, 17 are connected to the inputs of the gas meters 18, 19, 20, respectively.
  • the outputs of the gas meters 18, 19, 20 are connected to the first inputs of the respective concentration control units
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) oxygen 21, 22, 23.
  • the second input of each unit for controlling the concentration of oxygen 21, 22, 23 is connected to the atmosphere.
  • the output of each oxygen concentration control unit 21, 22, 23 is connected to the corresponding consumer of the hypoxic gas mixture.
  • This device operates as follows. From the furnace of the energy device into the chimney 1 in the direction of the arrow 24, the gas-vapor products of fuel combustion enter. Part of these products moves in the direction of arrow 25 and is released into the atmosphere. Another part of these products under the influence of the negative pressure created by the exhaust fan 5 moves in the direction of the arrow 26 and through the pipe 2 enters the air conditioning unit 3. In the air conditioning unit 3, the gas-vapor combustion products of the fuel are cooled and cleaned of moisture and toxic impurities. At the output of the air conditioning unit 3, steam-gas products of fuel combustion purified from impurities are generated, the oxygen concentration in which is not known exactly. Further, these products through the exhaust fan 6 are fed to the first input of the oxygen concentration control unit 7.
  • An oxygen sensor 9, for example, of an electrochemical type, generates an electric voltage proportional to the oxygen concentration at the output of the mixer 8. This voltage is supplied to an indicator 10 that displays the measured oxygen concentration, and to the first input 12 of the comparator 11.
  • the second input 13 of the comparator 11 is the input of the reference signal.
  • This reference signal is set, for example, by the operator in the form of an angle of rotation of the handle of the potentiometer.
  • the comparator compares the values of the signals at their inputs and, based on the result of the comparison, generates a signal to the mixer 8. According to this signal in the mixer 8, the ratio between the values of two gas flows changes: the flow of combined-gas products of fuel combustion entering the first input of the mixer 8 and the atmospheric air flow which communicates the mixer 8 at its second input 14.
  • the target product is generated, i.e. hypoxic gas mixture with a given oxygen concentration.
  • the produced hypoxic gas mixture with a given oxygen concentration enters the valve line 15, 16, 17.
  • the consumer by adjusting the corresponding valve can turn on the supply of the hypoxic gas mixture, and its quantity is taken into account by the corresponding gas meter 18, 19, 20.
  • the hypoxic gas mixture From the output of each gas meter 18 , 19, 20 the hypoxic gas mixture enters the first input of the oxygen concentration control unit 21, 22, 23, respectively, the second of which is connected to the atmosphere.
  • Each of the oxygen concentration control units 21, 22, 23 is similar in structure to the oxygen concentration control unit 7.
  • From the output of the oxygen concentration control units 21, 22, 23, the hypoxic gas mixture is supplied to the respective consumers.
  • the oxygen concentration at the outlet of each of these blocks is set individually by the consumer using the appropriate unit for controlling the oxygen concentration 7. The consumer has the opportunity
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) use the incoming hypoxic gas mixture in your breathing zone in accordance with your needs. For example, it can fill one or more rooms with a hypoxic gas mixture. He can also use the hypoxic gas mixture in economy mode, breathing it through a mask in either continuous or intermittent mode.
  • FIG. 1 shows the flow of a hypoxic gas mixture to three consumers. It should be understood that this amount is arbitrary. The number of consumers can be from one to many thousands. The latter will take place when the raw materials for the production of a hypoxic gas mixture are taken from a large energy device, for example, from a cogeneration plant, and fed into a large number of apartments of one or more houses. Hypoxitherapy as a means of maintaining health is useful for almost all people, therefore, the potential need for a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy is great. Hypoxitherapy in the proposed form can also be used in hospitals, rehabilitation centers, health centers.
  • the device for implementing the proposed method shown in FIG. 1 uses as a raw material an insignificant part of the gas-vapor products of fuel combustion coming from the furnace of the energy device to the chimney 1. If the used part of gas-vapor products of combustion becomes significant, this increases the coefficient of excess air of the energy device, thereby reducing its efficiency. In order not to reduce the efficiency of the energy device, it is necessary to compensate for the outflow of combined-gas products of combustion along arrow 26 by decreasing this flow along arrow 25, for example, by putting a shutter in the way of the latter (not shown in Fig. 1). It is also possible to use not part of the combined-cycle products of fuel combustion coming from the furnace of the energy device into the chimney 1, but all of these products in full.
  • conditioning unit 3 performs three functions: cooling combined-gas products of fuel combustion, cleaning them from excess toxic substances and moisture. The procedure for performing these functions by the air conditioning unit 3 is not of fundamental importance.
  • FIG. 2 shows a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is an automobile power plant with low-temperature hydrogen-air fuel cells.
  • the power plant located in the car 27 includes a hydrogen source 28 connected to the hydrogen input of the fuel cell unit 29.
  • the air outlet 30 of the fuel cell unit 29 is connected to the input of the moisture separator 31, the output of which is connected to the input of the air distributor 32.
  • One output of the air distributor 32 is directed into the car interior (upward in Fig. 2), the second output of the air distributor 32 is directed (in Fig. 2) downward, outward of the car, and ends with the exhaust pipe 33.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) air 34 of the fuel cell unit 29 is connected to the output of the fan 35, the input of which is connected to the output of the control unit 36.
  • the control unit 36 includes an oxygen sensor, a comparator and an indicator, similar to the oxygen concentration control unit in FIG. one.
  • This device operates as follows. From the hydrogen source 28, hydrogen is supplied to the hydrogen input of the fuel cell unit 29. This unit generates electrical voltage used to power the car’s electric motors.
  • the near-cathode space of the fuel cell unit 29 is connected to the air outlet 30 and the air inlet 34 and is a furnace and at the same time a mixer of the fuel cell unit 29. Air is supplied to the near-cathode space of the fuel cell unit 29 by a fan 35. In this space, hydrogen is oxidized by atmospheric oxygen, i.e. reaction of flameless combustion of hydrogen fuel. As a result of the near-cathode space, gas-vapor products of fuel combustion are formed, which in this case are water vapor and air with a reduced oxygen concentration.
  • the gas-vapor combustion products of the fuel enter the dehumidifier 31, from the output of which the air purified from excess moisture passes to the inlet of the air distributor 32.
  • the air entering the inlet of the air distributor 32 is a hypoxic gas mixture, i.e. target product.
  • the consumer controls the switching of the air directional valve 32, depending on which the ripoxic gas mixture can either enter the consumer in the passenger compartment of the car 27 (up arrow) or be emitted into the atmosphere through exhaust pipe 33.
  • the oxygen concentration in the ripoxic gas mixture entering the consumer is measured by an oxygen sensor located in the control unit 36.
  • the output signal of the control unit 36 controls the performance of the fan 35, which controls the mixing process in the near-cathode space the fuel cell unit 29.
  • the control unit 36, the fan 35 in combination with the near-cathode space of the fuel cell unit 29 can be considered as a variation of the oxygen concentration control unit 7 shown in FIG. 1. It should be understood that the use in an automobile of an oxygen concentration control unit in such a structural form as in FIG. 1 is also possible.
  • a ripoxic gas mixture by a consumer in a car can be different; a rpoxic gas mixture can fill the entire premises of a car or a fenced part of this premises.
  • the hypoxic gas mixture may also be supplied to vehicle passengers through masks, caps, or bells.
  • the oxygen concentration in the supplied hypoxic gas mixture should be safe. If the consumer does not have serious deviations from the cardiovascular system, then an oxygen concentration of about 14% can be considered practically safe even with prolonged continuous breathing of a hypoxic gas mixture.
  • An additional way to ensure safety during ripoxitherapy is to gradually adapt to a low oxygen concentration. In the proposed invention, this is achieved by measuring and regulating the concentration of oxygen in the hypoxic gas mixture supplied to consumers for respiration. At the beginning of the application of this method, you can establish a knowingly safe large concentration of oxygen, for example, 18%, and then gradually, over the course of days, weeks or even months, reduce this concentration.
  • An adaptation option is also possible due to a gradual transition from short-term inhalation of a hypoxic gas mixture to longer inhalation.
  • hypoxic gas mixture has a calming, sedative effect, which is good as a therapeutic and prophylactic effect, but because of this effect, the driver can become sleepy. For this reason, the effect of the hypoxic gas mixture on the driver should be limited.

Abstract

The invention relates to medicine, sports and agriculture, in particular to methods and devices for hypoxically stimulating the organism (hypoxitherapy) by effecting the respiratory system thereof with the aid of hypoxic gas mixtures and to the use of gas-vapour fuel combustion products in the form of a raw material for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy. The inventive method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy consists in extracting a part or the totality of the gas-vapour fuel combustion products, in removing excessive toxic agents and/or moisture from the thus extracted gas-vapour fuel combustionproducts, in cooling said products and in mixing them with atmospheric air at a control of an oxygen sensor. The examples of devices for carrying out said method are also disclosed. Said invention makes it possible to reduce the cost of the produced hypoxic gas mixture, the power consumption by a process for the production thereof and to improve the mass/volume characteristics of the devices used for carrying out the inventive method.

Description

СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ГИПОКСИТЕРАПИИ METHOD FOR PRODUCING A HYPOXIC GAS MIXTURE FOR HYPOXYTHERAPY
Настоящее изобретение относится к медицине, спорту и сельскому хозяйству.The present invention relates to medicine, sports and agriculture.
Более определенно, настоящее изобретение относится к способам и устройствам для rипоксической стимуляции организма воздействием на его дыхательную систему с помощью воздуха с пониженной концентрацией кислорода. Такого рода воздействие в литературе называется "гипокситерапия" и означает, в широком смысле, лечение, реабилитацию, профилактику, адаптацию, гипоксическое стимулирование, гипоксическую тренировку организма человека или, вообще, любого живого организма.More specifically, the present invention relates to methods and devices for ripoxic stimulation of the body by exposure to its respiratory system using air with a low oxygen concentration. This kind of effect is called “hypoxytherapy” in the literature and means, in a broad sense, treatment, rehabilitation, prophylaxis, adaptation, hypoxic stimulation, hypoxic training of the human body or, in general, any living organism.
Снижение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе является средством повышения неспецифической резистентности организма, т.е. действует как лечебно- профилактический фактор. Такое физиологическое действие воздуха с пониженным парциальным давлением кислорода ("горный воздух") давно известно. Это физиологическое действие используется на горных курортах. Оно же используется спортсменами, выезжающими в горы при подготовке к соревнованиям. Наиболее же широко это физиологическое действие используется в лечебно-профилактических учреждениях.A decrease in oxygen concentration in the inhaled air is a means of increasing the nonspecific resistance of the body, i.e. acts as a therapeutic factor. Such a physiological effect of air with a reduced partial pressure of oxygen ("mountain air") has long been known. This physiological effect is used in mountain resorts. It is also used by athletes traveling to the mountains in preparation for the competition. The most widely this physiological effect is used in medical institutions.
Для проведения гипокситерапии вырабатывают гипоксическую газовую смесь, т.е. азотно-кислородную смесь, концентрация кислорода в которой меньше, чем в атмосферном воздухе, т.е. меньше 21%. Описано использование rипоксической газовой смеси с концентрацией кислорода в пределах 9-18%, но наиболее распространено использование концентрации 10-14%, см., например, "Нормобарическая гипокситерапия", Методические рекомендации Министерства здравоохранения СССР и России, издания 1985, 1988, 1992, 1994, 2001 г.г.For hypoxic therapy, a hypoxic gas mixture is produced, i.e. nitrogen-oxygen mixture, the oxygen concentration in which is less than in atmospheric air, i.e. less than 21%. The use of a hypoxic gas mixture with an oxygen concentration in the range of 9-18% is described, but the most common use of a concentration of 10-14%, see, for example, "Normobaric hypoxytherapy", Methodological recommendations of the Ministry of Health of the USSR and Russia, editions 1985, 1988, 1992, 1994, 2001
Для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии предложено несколько способов.Several methods have been proposed for generating a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy.
Наиболее ранним известным способом выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии было смешение баллонного азота с баллонным же кислородом (Гуревич M.O., Сумская A.M., Хачатуриан A.A. Опыт лечения депрессий гипоксемией. Неврология и психиатрия, 1941, т. X, в. 9-10, с. 3-10). Вдыхание пациентами rипоксической газовой смеси производилось из мешков Дугласа, заполненных гипоксическими газовыми смесями с различной концентрацией кислорода. Аналогичный способ выработки rипоксической газовой смеси описан в патенте США 5860857, где смесью азота и кислорода заполнялось все помещение (патент CШAN<S860857, 454/338, F24F 007/007, 1999).The earliest known method of producing a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy was to mix balloon nitrogen with balloon oxygen (Gurevich MO, Sumskaya AM, Khachaturian AA Experience in the treatment of depression with hypoxemia. Neurology and Psychiatry, 1941, v. X, v. 9-10, p. 3-10). Patients were inhaled from a hypoxic gas mixture from Douglas bags filled with hypoxic gas mixtures with different oxygen concentrations. A similar method for generating a hypoxic gas mixture is described in US Pat. No. 5,860,857, where the entire room was filled with a mixture of nitrogen and oxygen (US Pat. No. S860857, 454/338, F24F 007/007, 1999).
Этот способ требует больших эксплуатационных расходов.This method requires a large operating costs.
Предложен также способ выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии, состоящий в смешении атмосферного воздуха с азотом из баллонов. Этот способ был рекомендован в официальном издании: Метод повышения неспецифическойA method for producing a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy is also proposed, which consists in mixing atmospheric air with nitrogen from cylinders. This method has been recommended in the official publication: Non-Specific Enhancement Method
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) резистентное™ организма с помощью нормобарической rипоксической стимуляции. Методические рекомендации МЗ СССР. Утверждены 4 апреля 1985 г. Москва, 1985 г.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) organism resistant ™ using normobaric ripoxic stimulation. Methodical recommendations of the Ministry of Health of the USSR. Approved April 4, 1985 Moscow, 1985
В авторских свидетельствах СССР NSNS1470002, 1526688, 1801440, в патентах России N-Ns 2004261 , 2019199, 2070063, 2074742, 2128524, 2158610, в патентах США Ns 5207623, 5383448, 5850833, 6009870 описаны устройства для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии, основанные на использовании полупроницаемых мембран (авторское свидетельство СССР Ns 1470002, F25D 17/06, 1993; авторское свидетельство СССР NsI 526688, A61G 10/00, 1989; авторское свидетельство СССР NS1801440, A61G 10/00, 1993; патент России Ns2004261 , A61M 16/00, 1993; патент России Ns 2019199, A61M 16/00, A61G 10/00, 1994; патент России Nэ2070063, A61M 16/00, 1996; патент России Ns2074742, A61M 16/00, 1997; патент России N22128524, A61M 16/00, 1999; патент России N°2158610, A61M 16/00, 2000; патент США Ns 5207623, HK 482/61, MK A63B 069/16,1993; патент США Ns 5383448, HK128/205.11, MK A62B 007/10, 1995; патент США NS5850833, HK 128/202.12, MK A61G 010/00, 1998; патент США Ns6009870, HK 128/202.12, MK A61G 10/00, 2000).In the USSR copyright certificates NSNS1470002, 1526688, 1801440, in Russian patents N-Ns 2004261, 2019199, 2070063, 2074742, 2128524, 2158610, in US patents Ns 5207623, 5383448, 5850833, 6009870 describes devices for the production of hypoxic gas, toxic gas mixture using semipermeable membranes (USSR copyright certificate Ns 1470002, F25D 17/06, 1993; USSR copyright certificate NsI 526688, A61G 10/00, 1989; USSR copyright certificate NS1801440, A61G 10/00, 1993; Russian patent Ns2004261, A61M 16 / 00, 1993; Russian patent Ns 2019199, A61M 16/00, A61G 10/00, 1994; Russian patent Ne2070063, A61M 16/00, 1996; Russian patent Ns2074742, A61M 16/00, 1997; patent Russia N22128524, A61M 16/00, 1999; Russian patent N ° 2158610, A61M 16/00, 2000; US patent Ns 5207623, HK 482/61, MK A63B 069 / 16,1993; US patent Ns 5383448, HK128 / 205.11, MK A62B 007/10, 1995; US patent NS5850833, HK 128 / 202.12, MK A61G 010/00, 1998; US patent Ns6009870, HK 128 / 202.12, MK A61G 10/00, 2000).
Этот же способ описан в официальном издании: Нормобарическая гипокситерапия. Метод повышения резистентности организма с помощью прерывистой rипоксической стимуляции. Методические рекомендации МЗ СССР. Утверждены 27 октября 1988 г. Москва, 1988 г.The same method is described in the official publication: Normobaric hypoxytherapy. A method of increasing the body's resistance using intermittent ripoxic stimulation. Methodical recommendations of the Ministry of Health of the USSR. Approved October 27, 1988 Moscow, 1988
В патенте США 5924419 описаны устройства для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии, основанные на использовании короткоцикловой адсорбции (патент СШАNs 5924419, HK128/205.11, MK A62B 007/00, 1999). Устройства на этом же принципе описаны в официальном издании: Нормобарическая гипокситерапия. Методические рекомендации для авиационных врачей. Москва, 2002 г.US Pat. No. 5,924,419 describes devices for generating a hypoxic gas mixture for hypoxytherapy based on the use of short-cycle adsorption (US Pat. No. 5,924,419, HK128 / 205.11, MK A62B 007/00, 1999). Devices based on the same principle are described in the official publication: Normobaric hypoxytherapy. Guidelines for aviation doctors. Moscow, 2002
В патентах США 5799652, 5887439, 5964222 описаны устройства для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии, где используется либо мембранная технология, либо короткоцикловая адсорбция (патент США Ne 5799652, HK 128/205.11, MK A63B 023/18, 1998; патент США Ne 5887439, HK 62/78, MK A61L 009/00, 1999; патент США NS5964222. HK 128/205.26, MK A61G 10/00, 1999).US Pat. Nos. 5,799,652, 5,887,439, and 5,964,222 describe devices for generating a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy, using either membrane technology or short-cycle adsorption (US Pat. No. 5,799,652, HK 128 / 205.11, MK A63B 023/18, 1998; US Pat. Ne 5887439 , HK 62/78, MK A61L 009/00, 1999; U.S. Patent NS5964222. HK 128 / 205.26, MK A61G 10/00, 1999).
Эти способы выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии являются дорогостоящими, энергоемкими, а аппаратура, реализующая способ, имеет большие массогабаритные показатели.These methods of generating a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy are expensive, energy-intensive, and the apparatus implementing the method has large overall dimensions.
Целями настоящего изобретения являются снижение стоимости выработки rипоксической газовой смеси, энергоемкости процесса выработки rипоксической газовой смеси и массогабаритных показателей реализующей способ аппаратуры.The objectives of the present invention are to reduce the cost of producing a ripoxic gas mixture, the energy intensity of the process of generating a ripoxic gas mixture, and weight and size indicators that implements the method of apparatus.
Согласно предложенному изобретению, эти цели достигаются применением парогазовых продуктов сгорания топлива в качестве сырья для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии. Это дает возможность достичь поставленные цели.According to the proposed invention, these goals are achieved by using gas-vapor products of fuel combustion as a raw material for the production of a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy. This makes it possible to achieve your goals.
Предложенное изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The proposed invention is illustrated by drawings, which depict:
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) на фиг. 1 - схема устройства для осуществления предложенного способа в случае, когда энергетическим устройством, служащим источником парогазовых продуктов сгорания топлива, является котельная или теплоэлектроцентраль; на фиг. 2 - схема устройства для осуществления предложенного способа в случае, когда энергетическим устройством, служащим источником парогазовых продуктов сгорания топлива, является автомобильная энергетическая установка с низкотемпературными водородно-воздушными топливными элементами.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) in FIG. 1 is a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is a boiler house or a cogeneration plant; in FIG. 2 is a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is an automobile power plant with low-temperature hydrogen-air fuel cells.
Основания предложенного способа следующие. Большинство энергетических установок, вырабатывающих тепловую, электрическую или механическую энергию, работают за счет сжигания топлива. Процесс сжигания топлива есть процесс его окисления кислородом воздуха, Кислород воздуха, подаваемого в топку энергетической установки, вступает там в реакцию окисления с топливом и сопутствующими веществами, находящимися в топке. В результате в топке вырабатывается тепловая энергия. Поскольку выработка тепловой энергии происходит за счет окисления кислородом поступающего в топку воздуха, то концентрация кислорода в выходящем из топки потоке парогазовых продуктов сгорания топлива (дымовые газы, топочные газы) будет меньше концентрации кислорода в атмосферном воздухе, т.е. меньше 21%. В большинстве энергетических установок применяемый в теплотехнике коэффициент избытка воздуха, т.е. отношение массы воздуха, поступившей в топку, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания топлива, для максимизации кпд поддерживается близким к единице. Следовательно, концентрация кислорода в отходящих дымовых газах существенно меньше концентрации кислорода в атмосферном воздухе, что облегчает дальнейшую выработку гипоксических газовых смесей для гипокситерапии.The grounds of the proposed method are as follows. Most power plants that produce thermal, electrical, or mechanical energy operate by burning fuel. The process of burning fuel is the process of its oxidation with atmospheric oxygen. The oxygen of the air supplied to the furnace of a power plant enters the oxidation reaction there with fuel and related substances in the furnace. As a result, thermal energy is generated in the furnace. Since the generation of thermal energy occurs due to the oxidation by oxygen of the air entering the furnace, the oxygen concentration in the stream of gas-vapor combustion products (flue gases, flue gases) exiting the furnace will be less than the oxygen concentration in atmospheric air, i.e. less than 21%. In most power plants, the coefficient of excess air used in heat engineering, i.e. the ratio of the mass of air entering the furnace to the mass of air theoretically necessary for complete combustion of the fuel, to maximize the efficiency, is maintained close to unity. Therefore, the concentration of oxygen in the exhaust flue gas is significantly lower than the concentration of oxygen in the atmospheric air, which facilitates the further development of hypoxic gas mixtures for hypoxic therapy.
Применение отходящих парогазовых продуктов сгорания топлива в качестве сырья для выработки rипоксической газовой смеси для гипокситерапии и является основой данного изобретения.The use of exhaust gas-vapor products of fuel combustion as a raw material for the production of a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy is the basis of this invention.
При горении топлива в топке могут образовываться, в зависимости от экологической чистоты топлива, такие вещества как двуокись углерода, окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, пары воды и др. Для реализации предложенного способа необходима очистка от этих примесей. Сложность очистки зависит от экологической чистоты применяемого топлива.When burning fuel in the furnace, substances such as carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, sulfur dioxide, water vapor, etc. may be formed, depending on the ecological purity of the fuel. To implement the proposed method, it is necessary to clean these impurities. The complexity of cleaning depends on the environmental cleanliness of the fuel used.
В самом простом случае, когда имеется энергетическая установка с низкотемпературными водородно-воздушными топливными элементами, в качестве топлива используется водород, и в результате его беспламенного горения (окисления) образуется только водяной пар и вода. В этом случае токсичные примеси не образуются, и очистка от них не нужна.In the simplest case, when there is a power plant with low-temperature hydrogen-air fuel cells, hydrogen is used as fuel, and as a result of its flameless combustion (oxidation), only water vapor and water are formed. In this case, toxic impurities are not formed, and purification from them is not needed.
В случае энергетической установки, использующей экологически относительно чистое углеводородное топливо, такое как диметилэфир или природный газ, парогазовыми продуктами окисления топлива являются вода, углекислый газ (двуокись углерода) иIn the case of a power plant using environmentally friendly hydrocarbon fuels such as dimethylether or natural gas, the gas-vapor products of fuel oxidation are water, carbon dioxide (carbon dioxide) and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) относительно небольшое количество окиси углерода и окислов азота. В данном случае требуется очистка от упомянутых газовых продуктов окисления топлива. В качестве устройств для очистки могут использоваться известные устройства, например, адсорберы со сменными фильтрующими наполнителями из активированного угля, цеолитов и др.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) relatively small amounts of carbon monoxide and nitrogen oxides. In this case, purification of the above-mentioned gas products of fuel oxidation is required. As devices for cleaning can be used known devices, for example, adsorbers with replaceable filter media from activated carbon, zeolites, etc.
В случае энергетической установки, использующей такое экологически грязное углеводородное топливо как каменный уголь, бурый уголь, бензин, дизельное топливо, количество токсичных газовых продуктов окисления значительно больше, чем в предыдущем случае. При этом вышеупомянутые очистительные устройства, где это экономически целесообразно, также могут использоваться, но при более частой смене фильтрующих наполнителей.In the case of a power plant using such environmentally dirty hydrocarbon fuels as coal, brown coal, gasoline, diesel fuel, the amount of toxic gas oxidation products is much larger than in the previous case. Moreover, the above-mentioned cleaning devices, where it is economically feasible, can also be used, but with a more frequent change of filter media.
Для реализации настоящего изобретения из парогазовых продуктов сгорания топлива, когда это применимо, удаляют влагу- Это повышает комфортность дыхания для потребителя. Следует отметить, что в парогазовых продуктах сгорания топлива могут содержаться не только пары воды, но и конденсат пара. В качестве устройств для удаления влаги могут использоваться известные устройства, например, адсорберы со сменными фильтрующими наполнителями из силикагеля. Можно использовать также другие влагопоглотители или влагоотделители, например, инерционного типа. Следует отметить, что, если атмосферный воздух в местности, где находится потребитель, очень сухой, удаление влаги можно не производить.For the implementation of the present invention, moisture is removed from combined-gas products of fuel combustion, when applicable. This increases the comfort of breathing for the consumer. It should be noted that steam-gas products of fuel combustion can contain not only water vapor, but also steam condensate. As devices for removing moisture can be used known devices, for example, adsorbers with replaceable filter media from silica gel. You can also use other desiccants or dehumidifiers, for example, inertial type. It should be noted that if the atmospheric air in the area where the consumer is located is very dry, moisture can not be removed.
Для реализации настоящего изобретения парогазовые продукты сгорания топлива, когда это применимо, охлаждают. Это также повышает комфортность дыхания для потребителя. Охлаждение производится известными методами (воздушное, водяное, естественное, принудительное и др.). В случае использования водородной энергетической установки с топливными элементами охлаждению подвергаются топливные элементы и/или парогазовые продукты сгорания топлива, которые в данном случае представляют собой водяной пар.To implement the present invention, gas-vapor products of fuel combustion, when applicable, are cooled. It also improves breathing comfort for the consumer. Cooling is carried out by known methods (air, water, natural, forced, etc.). In the case of using a hydrogen power plant with fuel cells, the fuel cells and / or gas-vapor products of fuel combustion, which in this case are water vapor, are cooled.
Для реализации настоящего изобретения парогазовые продукты сгорания топлива смешивают с атмосферным воздухом. Это обеспечивает безопасность использования способа, т.е. безопасность проведения гипокситерапии (rипоксической стимуляции). Если концентрация кислорода в очищенных и осушенных продуктах сгорания топлива ниже предельно допустимой величины, например, ниже 12%, то при длительном использовании это может быть опасно для потребителя, особенно страдающего сердечной недостаточностью. Смешение продуктов сгорания топлива с атмосферным воздухом позволяет увеличить концентрацию кислорода до безопасных величин. Концентрацию кислорода в вырабатываемом в результате смешения целевом продукте, т.е. в rипоксической газовой смеси, можно вычислить по формуле:To implement the present invention, gas-vapor products of fuel combustion are mixed with atmospheric air. This ensures the safety of the use of the method, i.e. safety of hypoxic therapy (ripoxic stimulation). If the oxygen concentration in the purified and dried fuel combustion products is below the maximum permissible value, for example, below 12%, then with prolonged use this can be dangerous for the consumer, especially suffering from heart failure. Mixing the products of fuel combustion with atmospheric air allows increasing the oxygen concentration to safe values. The concentration of oxygen in the target product produced by mixing, i.e. in a hypoxic gas mixture can be calculated by the formula:
kг= 20,9 - q (20,9 - kθ,kg = 20.9 - q (20.9 - kθ,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) где k2 - концентрация кислорода в rипоксической газовой смеси, %; q - объемная доля продуктов сгорания топлива в смеси; к-i - концентрация кислорода в продуктах сгорания топлива, %.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) where k 2 is the oxygen concentration in the hypoxic gas mixture,%; q is the volume fraction of fuel combustion products in the mixture; k-i - oxygen concentration in the products of fuel combustion,%.
Например, при концентрации кислорода в продуктах сгорания топлива ki = 5% и их доле q = 0,4 концентрация кислорода в вырабатываемом в результате смешения целевом продукте, т.е. в rипоксической газовой смеси K2 = 14,54%.For example, at an oxygen concentration in the fuel combustion products ki = 5% and their share q = 0.4, the oxygen concentration in the target product produced as a result of mixing, i.e. in a repoxic gas mixture, K 2 = 14.54%.
Для реализации настоящего изобретения контролируют концентрацию кислорода в rипоксической газовой смеси, регулируют процесс смешения парогазовых продуктов сгорания топлива с атмосферным воздухом до достижения заданной концентрации кислорода в rипоксической газовой смеси. Контроль концентрации кислорода в rипоксической газовой смеси проводят известными кислородными датчиками, например, электрохимического типа. Регулирование процесса смешения парогазовых продуктов сгорания топлива с атмосферным воздухом проводят изменением подачи либо атмосферного воздуха, либо продуктов сгорания. В обоих случаях регулирование проводят до достижения заданной концентрации кислорода в rипоксической газовой смеси.For the implementation of the present invention, the concentration of oxygen in the r-toxic gas mixture is controlled, the process of mixing gas-vapor products of fuel combustion with atmospheric air is controlled to achieve the specified oxygen concentration in the r-toxic gas mixture. Monitoring the concentration of oxygen in a repoxic gas mixture is carried out by known oxygen sensors, for example, of the electrochemical type. The regulation of the process of mixing gas-vapor products of fuel combustion with atmospheric air is carried out by changing the supply of either atmospheric air or combustion products. In both cases, regulation is carried out until a predetermined oxygen concentration in the ripoxic gas mixture is reached.
Регулирование концентрации кислорода обеспечивает безопасность использования способа, поскольку при таком регулировании концентрация кислорода не опускается ниже установленного предела. Это регулирование обеспечивает также эффективность использования способа, поскольку устанавливаются оптимальные для данного потребителя значения концентрации кислорода.Regulation of the oxygen concentration ensures the safety of the use of the method, since with such regulation the oxygen concentration does not fall below a predetermined limit. This regulation also ensures the efficiency of the use of the method, since the optimal concentration of oxygen for the given consumer is established.
Примеры устройств, реализующих предложенный способ, приведены ниже.Examples of devices that implement the proposed method are given below.
На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предложенного способа в случае, когда энергетическим устройством, служащим источником парогазовых продуктов сгорания топлива, является котельная или теплоэлектроцентраль.In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the proposed method in the case when the energy device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is a boiler house or a cogeneration plant.
Дымоход 1 с помощью трубы 2 соединен с блоком кондиционирования 3. Блок кондиционирования 3 состоит из узла охлаждения 4 и узла очистки δ.Узел очистки 5 соединен с входом дымососа 6, выход которого подключен к первому входу блока регулирования концентрации кислорода 7. Этот блок состоит из смесителя 8, кислородного датчика 9, индикатора 10, компаратора 11. Выход кислородного датчика 9 соединен с входом индикатора 10 и с первым входом 12 компаратора 11. Второй вход 13 компаратора 11 является входом задания опорного сигнала (сам задатчик условно не не показан). Выход компаратора 11 соединен с управляющим входом смесителя 8. Второй вход 14 блока регулирования концентрации кислорода 7, или, что то же самое, второй вход смесителя 8, соединен с атмосферой.The chimney 1 through a pipe 2 is connected to the air conditioning unit 3. The air conditioning unit 3 consists of a cooling unit 4 and a cleaning unit δ. The cleaning unit 5 is connected to the input of the smoke exhauster 6, the output of which is connected to the first input of the oxygen concentration control unit 7. This unit consists of a mixer 8, an oxygen sensor 9, an indicator 10, a comparator 11. The output of the oxygen sensor 9 is connected to the input of the indicator 10 and to the first input 12 of the comparator 11. The second input 13 of the comparator 11 is a reference signal input (the setter itself is conditionally not yet busy). The output of the comparator 11 is connected to the control input of the mixer 8. The second input 14 of the oxygen concentration control unit 7, or, which is the same, the second input of the mixer 8, is connected to the atmosphere.
Выход блока регулирования концентрации кислорода 7 соединен с параллельно смонтированными входами вентилей 15, 16, 17. Выходы вентилей 15, 16, 17 соединены с входами газовых счетчиков 18, 19, 20 соответственно. Выходы газовых счетчиков 18, 19, 20 соединены с первыми входами соответствующих блоков регулирования концентрацииThe output of the oxygen concentration control unit 7 is connected to the inputs of the valves 15, 16, 17 connected in parallel. The outputs of the valves 15, 16, 17 are connected to the inputs of the gas meters 18, 19, 20, respectively. The outputs of the gas meters 18, 19, 20 are connected to the first inputs of the respective concentration control units
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кислорода 21, 22, 23. Второй вход каждого блока регулирования концентрации кислорода 21 , 22, 23 соединен с атмосферой. Выход каждого блока регулирования концентрации кислорода 21, 22, 23 соединен с соответствующим потребителем гипоксической газовой смеси.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) oxygen 21, 22, 23. The second input of each unit for controlling the concentration of oxygen 21, 22, 23 is connected to the atmosphere. The output of each oxygen concentration control unit 21, 22, 23 is connected to the corresponding consumer of the hypoxic gas mixture.
Данное устройство работает следующим образом. Из топки энергетического устройства в дымоход 1 в направлении стрелки 24 поступают парогазовые продукты сгорания топлива. Часть этих продуктов движется в направлении стрелки 25 и выбрасывается в атмосферу. Другая часть этих продуктов под действием отрицательного давления, создаваемого дымососом 5, движется в направлении стрелки 26 и по трубе 2 поступает в блок кондиционирования 3. В блоке кондиционирования 3 парогазовые продукты сгорания топлива охлаждаются и очищаются от влаги и токсичных примесей. На выходе блока кондиционирования 3 вырабатываются очищенные от примесей парогазовые продукты сгорания топлива, концентрация кислорода в которых точно неизвестна. Далее эти продукты через дымосос 6 поступают на первый вход блока регулирования концентрации кислорода 7. Кислородный датчик 9, например, электрохимического типа, вырабатывает электрическое напряжение, пропорциональное концентрации кислорода на выходе смесителя 8. Это напряжение поступает на индикатор 10, отображающий измеренную концентрацию кислорода, и на первый вход 12 компаратора 11. Второй вход 13 компаратора 11 является входом задания опорного сигнала. Этот опорный сигнал задается, например, оператором в виде угла поворота ручки потенциометра. Компаратор сравнивает величины сигналов на своих входах и по результату сравнения вырабатывает сигнал на смеситель 8. По этому сигналу в смесителе 8 меняется соотношение между величинами двух потоков газов: потока парогазовых продуктов сгорания топлива, поступающего на первый вход смесителя 8, и потока атмосферного воздуха, с которым сообщается смеситель 8 по своему второму входу 14. В результате действия отрицательной обратной связи на выходе блока регулирования концентрации кислорода 7 вырабатывается целевой продукт, т.е. гипоксическая газовая смесь с заданной концентрацией кислорода.This device operates as follows. From the furnace of the energy device into the chimney 1 in the direction of the arrow 24, the gas-vapor products of fuel combustion enter. Part of these products moves in the direction of arrow 25 and is released into the atmosphere. Another part of these products under the influence of the negative pressure created by the exhaust fan 5 moves in the direction of the arrow 26 and through the pipe 2 enters the air conditioning unit 3. In the air conditioning unit 3, the gas-vapor combustion products of the fuel are cooled and cleaned of moisture and toxic impurities. At the output of the air conditioning unit 3, steam-gas products of fuel combustion purified from impurities are generated, the oxygen concentration in which is not known exactly. Further, these products through the exhaust fan 6 are fed to the first input of the oxygen concentration control unit 7. An oxygen sensor 9, for example, of an electrochemical type, generates an electric voltage proportional to the oxygen concentration at the output of the mixer 8. This voltage is supplied to an indicator 10 that displays the measured oxygen concentration, and to the first input 12 of the comparator 11. The second input 13 of the comparator 11 is the input of the reference signal. This reference signal is set, for example, by the operator in the form of an angle of rotation of the handle of the potentiometer. The comparator compares the values of the signals at their inputs and, based on the result of the comparison, generates a signal to the mixer 8. According to this signal in the mixer 8, the ratio between the values of two gas flows changes: the flow of combined-gas products of fuel combustion entering the first input of the mixer 8 and the atmospheric air flow which communicates the mixer 8 at its second input 14. As a result of the negative feedback at the output of the oxygen concentration control unit 7, the target product is generated, i.e. hypoxic gas mixture with a given oxygen concentration.
Вырабатываемая гипоксическая газовая смесь с заданной концентрацией кислорода поступает на линейку вентилей 15, 16, 17. Потребитель регулировкой соответствующего вентиля может включить себе подачу гипоксической газовой смеси, причем ее количество, учитывается соответствующим газовым счетчиком 18, 19, 20. С выхода каждого газового счетчика 18, 19, 20 гипоксическая газовая смесь поступает на первый вход блока регулирования концентрации кислорода 21 , 22, 23 соответственно, второй которого соединен с атмосферой. Каждый из блоков регулирования концентрации кислорода 21, 22, 23 по структуре аналогичен блоку регулирования концентрации кислорода 7. С выхода блоков регулирования концентрации кислорода 21, 22, 23 гипоксическая газовая смесь поступает соответствующим потребителям. Концентрация кислорода на выходе каждого из этих блоков устанавливается потребителем индивидуально с помощью соответствующего блока регулирования концентрации кислорода 7. Потребитель имеет возможностьThe produced hypoxic gas mixture with a given oxygen concentration enters the valve line 15, 16, 17. The consumer by adjusting the corresponding valve can turn on the supply of the hypoxic gas mixture, and its quantity is taken into account by the corresponding gas meter 18, 19, 20. From the output of each gas meter 18 , 19, 20 the hypoxic gas mixture enters the first input of the oxygen concentration control unit 21, 22, 23, respectively, the second of which is connected to the atmosphere. Each of the oxygen concentration control units 21, 22, 23 is similar in structure to the oxygen concentration control unit 7. From the output of the oxygen concentration control units 21, 22, 23, the hypoxic gas mixture is supplied to the respective consumers. The oxygen concentration at the outlet of each of these blocks is set individually by the consumer using the appropriate unit for controlling the oxygen concentration 7. The consumer has the opportunity
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) использовать поступающую гипоксическую газовую смесь в зоне своего дыхания в соответствии со своими потребностями. Например, он может наполнить гипоксической газовой смесью одну или несколько комнат. Он может также использовать гипоксическую газовую смесь в экономном режиме, дыша ею через маску либо в непрерывном, либо в прерывистом режиме.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) use the incoming hypoxic gas mixture in your breathing zone in accordance with your needs. For example, it can fill one or more rooms with a hypoxic gas mixture. He can also use the hypoxic gas mixture in economy mode, breathing it through a mask in either continuous or intermittent mode.
На фиг. 1 показана подача гипоксической газовой смеси трем потребителям. Следует понимать, что это количество условно. Количество потребителей может быть от одного до многих тысяч. Последнее будет иметь место в том случае, когда сырье для выработки гипоксической газовой смеси берется от крупного энергетического устройства, например, от теплоэлектроцентрали, и подается в большое количество квартир одного или нескольких домов. Гипокситерапия как средство поддержания здоровья полезна практически для всех людей, поэтому потенциальная потребность в гипоксической газовой смеси для гипокситерапии велика. Гипокситерапия в предлагаемом виде может использоваться также в больницах, реабилитационных центрах, оздоровительных учреждениях.In FIG. 1 shows the flow of a hypoxic gas mixture to three consumers. It should be understood that this amount is arbitrary. The number of consumers can be from one to many thousands. The latter will take place when the raw materials for the production of a hypoxic gas mixture are taken from a large energy device, for example, from a cogeneration plant, and fed into a large number of apartments of one or more houses. Hypoxitherapy as a means of maintaining health is useful for almost all people, therefore, the potential need for a hypoxic gas mixture for hypoxic therapy is great. Hypoxitherapy in the proposed form can also be used in hospitals, rehabilitation centers, health centers.
Устройство для реализации предложенного способа, показанное на фиг. 1, использует в качестве сырья незначительную часть парогазовых продуктов сгорания топлива, поступающих из топки энергетического устройства в дымоход 1. Если же используемая часть парогазовых продуктов сгорания становится значительной, это увеличивает величину коэффициента избытка воздуха энергетического устройства, уменьшая тем самым его кпд. Чтобы не уменьшать кпд энергетического устройства, нужно компенсировать отток парогазовых продуктов сгорания по стрелке 26 уменьшением этого потока по стрелке 25, например, поставив на пути последнего заслонку (на фиг. 1 не показано). Возможно также использовать не часть парогазовых продуктов сгорания топлива, поступающих из топки энергетического устройства в дымоход 1, а все эти продукты полностью.The device for implementing the proposed method shown in FIG. 1, uses as a raw material an insignificant part of the gas-vapor products of fuel combustion coming from the furnace of the energy device to the chimney 1. If the used part of gas-vapor products of combustion becomes significant, this increases the coefficient of excess air of the energy device, thereby reducing its efficiency. In order not to reduce the efficiency of the energy device, it is necessary to compensate for the outflow of combined-gas products of combustion along arrow 26 by decreasing this flow along arrow 25, for example, by putting a shutter in the way of the latter (not shown in Fig. 1). It is also possible to use not part of the combined-cycle products of fuel combustion coming from the furnace of the energy device into the chimney 1, but all of these products in full.
На фиг. 1 блок кондиционирования 3 выполняет три функции: охлаждения парогазовых продуктов сгорания топлива, их очистки от избытка токсичных веществ и от влаги. Порядок выполнения этих функций блоком кондиционирования 3 не имеет принципиального значения.In FIG. 1 conditioning unit 3 performs three functions: cooling combined-gas products of fuel combustion, cleaning them from excess toxic substances and moisture. The procedure for performing these functions by the air conditioning unit 3 is not of fundamental importance.
На фиг. 2 изображена схема устройства для осуществления предложенного способа в случае, когда энергетическим устройством, служащим источником парогазовых продуктов сгорания топлива, является автомобильная энергетическая установка с низкотемпературными водородно-воздушными топливными элементами. В состав энергетической установки, размещаемой в автомобиле 27, входит источник водорода 28, соединенный с водородным входом блока топливных элементов 29. Выход воздуха 30 блока топливных элементов 29 соединен с входом влагоотделителя 31, выход которого соединен с входом пневмораспределителя 32. Один выход пневмораспределителя 32 направлен в салон автомобиля (вверх на фиг. 2), второй выход пневмораспределителя 32 направлен (на фиг. 2) вниз, наружу автомобиля, и заканчивается выхлопной трубой 33. ВходIn FIG. 2 shows a diagram of a device for implementing the proposed method in the case where the power device serving as a source of combined-gas products of fuel combustion is an automobile power plant with low-temperature hydrogen-air fuel cells. The power plant located in the car 27 includes a hydrogen source 28 connected to the hydrogen input of the fuel cell unit 29. The air outlet 30 of the fuel cell unit 29 is connected to the input of the moisture separator 31, the output of which is connected to the input of the air distributor 32. One output of the air distributor 32 is directed into the car interior (upward in Fig. 2), the second output of the air distributor 32 is directed (in Fig. 2) downward, outward of the car, and ends with the exhaust pipe 33. Entrance
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) воздуха 34 блока топливных элементов 29 соединен с выходом вентилятора 35, вход которого присоединен к выходу блока управления 36. Блок управления 36 включает кислородный датчик, компаратор и индикатор, подобно блоку регулирования концентрации кислорода на фиг. 1.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) air 34 of the fuel cell unit 29 is connected to the output of the fan 35, the input of which is connected to the output of the control unit 36. The control unit 36 includes an oxygen sensor, a comparator and an indicator, similar to the oxygen concentration control unit in FIG. one.
Данное устройство работает следующим образом. От источника водорода 28 водород поступает на водородный вход блока топливных элементов 29. Этот блок вырабатывает электрическое напряжение, используемое для питания электродвигателей автомобиля. Околокатодное пространство блока топливных элементов 29 соединяется с выходом воздуха 30 и входом воздуха 34 и является топкой и одновременно смесителем блока топливных элементов 29 . Воздух в околокатодное пространство блока топливных элементов 29 подается вентилятором 35. В этом пространстве происходит окисление водорода кислородом воздуха, т.е. реакция беспламенного горения водородного топлива. В результате околокатодном пространстве образуются парогазовые продукты сгорания топлива, которые в данном случае представляют собой водяной пар и воздух с уменьшенной концентрацией кислорода.This device operates as follows. From the hydrogen source 28, hydrogen is supplied to the hydrogen input of the fuel cell unit 29. This unit generates electrical voltage used to power the car’s electric motors. The near-cathode space of the fuel cell unit 29 is connected to the air outlet 30 and the air inlet 34 and is a furnace and at the same time a mixer of the fuel cell unit 29. Air is supplied to the near-cathode space of the fuel cell unit 29 by a fan 35. In this space, hydrogen is oxidized by atmospheric oxygen, i.e. reaction of flameless combustion of hydrogen fuel. As a result of the near-cathode space, gas-vapor products of fuel combustion are formed, which in this case are water vapor and air with a reduced oxygen concentration.
Далее парогазовые продукты сгорания топлива поступают на влагоотделитель 31, с выхода которого очищенный от излишней влаги воздух проходит на вход пневмораспределителя 32. Поступающий на вход пневмораспределителя 32 воздух является rипоксической газовой смесью, т.е. целевым продуктом. Потребитель по своему желанию управляет переключением пневмораспределителя 32, в зависимости от чего rипоксическая газовая смесь может поступать либо потребителю в салон автомобиля 27 (по стрелке вверх), либо выбрасываться в атмосферу через выхлопную трубу 33. Концентрация кислорода в поступающей потребителю rипоксической газовой смеси измеряется кислородным датчиком, находящимся в блоке управления 36. Выходной сигнал блока управления 36 регулирует производительность вентилятора 35, управляющего процессом смешения в околокатодном пространстве блока топливных элементов 29. Чем большей задана желаемая концентрация кислорода, тем большей устанавливается производительность вентилятора 35. Благодаря отрицательной обратной связи потребитель может задавать любую желаемую концентрацию кислорода в пределах производительности источника rипоксической газовой смеси. Блок управления 36, вентилятор 35 в сочетании с околокатодным пространством блока топливных элементов 29 можно рассматривать как разновидность блока регулирования концентрации кислорода 7, изображенного на фиг. 1. При этом следует понимать, что использование в автомобиле блока регулирования концентрации кислорода в таком структурном виде, как на фиг. 1, тоже возможно.Next, the gas-vapor combustion products of the fuel enter the dehumidifier 31, from the output of which the air purified from excess moisture passes to the inlet of the air distributor 32. The air entering the inlet of the air distributor 32 is a hypoxic gas mixture, i.e. target product. The consumer, at his request, controls the switching of the air directional valve 32, depending on which the ripoxic gas mixture can either enter the consumer in the passenger compartment of the car 27 (up arrow) or be emitted into the atmosphere through exhaust pipe 33. The oxygen concentration in the ripoxic gas mixture entering the consumer is measured by an oxygen sensor located in the control unit 36. The output signal of the control unit 36 controls the performance of the fan 35, which controls the mixing process in the near-cathode space the fuel cell unit 29. The larger the desired oxygen concentration is set, the greater the fan capacity 35 is set. Thanks to the negative feedback, the consumer can set any desired oxygen concentration within the capacity of the source of the repoxic gas mixture. The control unit 36, the fan 35 in combination with the near-cathode space of the fuel cell unit 29 can be considered as a variation of the oxygen concentration control unit 7 shown in FIG. 1. It should be understood that the use in an automobile of an oxygen concentration control unit in such a structural form as in FIG. 1 is also possible.
Использование rипоксической газовой смеси потребителем, находящимся в автомобиле, может быть различным, rипоксической газовой смесью можно заполнить всё помещение автомобиля или огороженную часть этого помещения. Гипоксическую газовую смесь можно также подавать пассажирам автомобиля через маски, колпаки или раструбы.The use of a ripoxic gas mixture by a consumer in a car can be different; a rpoxic gas mixture can fill the entire premises of a car or a fenced part of this premises. The hypoxic gas mixture may also be supplied to vehicle passengers through masks, caps, or bells.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Концентрация кислорода в подаваемой потребителям гипоксической газовой смеси должна быть безопасной. Если у потребителя нет серьезных отклонений со стороны сердечно-сосудистой системы, то практически безопасной даже при длительном непрерывном дыхании гипоксической газовой смесью можно считать концентрацию кислорода порядка 14%. Дополнительным способом обеспечения безопасности при rипокситерапии является постепенная адаптация к пониженной концентрации кислорода. В предложенном изобретении это обеспечивается измерением и регулированием концентрации кислорода в гипоксической газовой смеси, подаваемой потребителям для дыхания. В начале применения данного способа можно устанавливать заведомо безопасную большую концентрацию кислорода, например, 18%, а затем постепенно, в течение дней, недель или даже месяцев снижать эту концентрацию. Возможен также вариант адаптации за счет постепенного перехода от кратковременного вдыхания гипоксической газовой смеси к более длительному вдыханию.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The oxygen concentration in the supplied hypoxic gas mixture should be safe. If the consumer does not have serious deviations from the cardiovascular system, then an oxygen concentration of about 14% can be considered practically safe even with prolonged continuous breathing of a hypoxic gas mixture. An additional way to ensure safety during ripoxitherapy is to gradually adapt to a low oxygen concentration. In the proposed invention, this is achieved by measuring and regulating the concentration of oxygen in the hypoxic gas mixture supplied to consumers for respiration. At the beginning of the application of this method, you can establish a knowingly safe large concentration of oxygen, for example, 18%, and then gradually, over the course of days, weeks or even months, reduce this concentration. An adaptation option is also possible due to a gradual transition from short-term inhalation of a hypoxic gas mixture to longer inhalation.
В случае использования предложенного способа в автомобиле следует учесть, что гипокситерапия обладает успокаивающим, седативным эффектом, что хорошо как лечебно- профилактическое воздействие, но из-за этого эффекта водителя может клонить ко сну. По этой причине воздействие гипоксической газовой смеси на водителя должно быть ограничено.In the case of using the proposed method in a car, it should be borne in mind that hypoxytherapy has a calming, sedative effect, which is good as a therapeutic and prophylactic effect, but because of this effect, the driver can become sleepy. For this reason, the effect of the hypoxic gas mixture on the driver should be limited.
Из приведенного описания видно, что применение парогазовых продуктов сгорания топлива в качестве сырья для выработки гипоксической газовой смеси для rипокситерапии позволяет достичь все поставленные выше цели настоящего изобретения.From the above description it is seen that the use of combined-cycle products of fuel combustion as a raw material for the production of a hypoxic gas mixture for ripoxitherapy allows to achieve all the above objectives of the present invention.
Хотя это изобретение было описано на примерах как способов, так и устройств для реализации изобретения, должно быть понятно, что могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях реализации изобретения без отхода от смысла и пределов заявленного изобретения.Although this invention has been described with examples of both methods and devices for implementing the invention, it should be understood that various changes can be made in the form and details of the invention without departing from the meaning and scope of the claimed invention.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

Формула изобретения Claim
Применение парогазовых продуктов сгорания топлива в качестве сырья для выработки гипоксической газовой смеси для гипокситерапии.The use of combined-cycle products of fuel combustion as a raw material for the production of a hypoxic gas mixture for hypoxytherapy.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2006/000595 2006-11-13 2006-11-13 Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy WO2008060175A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000595 WO2008060175A1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000595 WO2008060175A1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008060175A1 true WO2008060175A1 (en) 2008-05-22

Family

ID=39401900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000595 WO2008060175A1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2008060175A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4610703A (en) * 1986-01-31 1986-09-09 Thaddeus Kowalczyk Air purifier for protecting motor vechicle occupants from pollution
US5799652A (en) * 1995-05-22 1998-09-01 Hypoxico Inc. Hypoxic room system and equipment for Hypoxic training and therapy at standard atmospheric pressure
US5887439A (en) * 1995-05-22 1999-03-30 Kotliar; Igor K. Hypoxic cleanroom systems for industrial applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4610703A (en) * 1986-01-31 1986-09-09 Thaddeus Kowalczyk Air purifier for protecting motor vechicle occupants from pollution
US5799652A (en) * 1995-05-22 1998-09-01 Hypoxico Inc. Hypoxic room system and equipment for Hypoxic training and therapy at standard atmospheric pressure
US5887439A (en) * 1995-05-22 1999-03-30 Kotliar; Igor K. Hypoxic cleanroom systems for industrial applications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7011092B2 (en) Portable hypoxic apparatus
US7601189B2 (en) Filtration method and a filter device for removing impurities from the air of a limited space and an apparatus for removing carbon dioxide from the air of an air-raid shelter
US20050160909A1 (en) Oxygen enrichment of indoor human environments
US7059323B2 (en) Incubator with oxygen metering
WO2018127932A1 (en) Room oxygen enhancer with air purification
CN101598373A (en) Aerial temperature and humidity is regulated and cleaning system in the car
RU2299077C2 (en) Method for producing hypoxic gaseous mixture for hypoxytherapy
UA97380C2 (en) Flammable gas concentration system
CN106247474A (en) Hospital environment sterilization purification system
WO2008060175A1 (en) Method for producing a hypoxic gas mixture used for hypoxitherapy
CN106582196B (en) A kind of modularization granular active carbon emission-control equipment
CN110068095B (en) Oxygen supply and carbon discharge bed head air supply device
CN105413387B (en) A kind of VOCs tail gas adsorptions-catalytic-combustion processing system
JP6764644B2 (en) Exhaust gas supply system and exhaust gas supply method
JPH10216455A (en) Air feeder of special composition
WO2019070223A1 (en) System (in.airbox) for providing a user with healthy air
JPS6331251B2 (en)
CN206739476U (en) A kind of intelligent air purification device
EP2903676B1 (en) Face mask arrangement, system containing it
JP2006325786A (en) Low oxygen air conditioner
RU2325942C2 (en) Method and device for air conditioning indoors by means of air mixture with reduced oxygen partial pressure
CN201997222U (en) Phosphine fumigating tail gas purification system
CN206045757U (en) A kind of cleaning plant for waste gas of plasma
JP3234144U (en) A system that provides healthy air to users (in-air box)
CN219889695U (en) Air treatment device for emergency refuge

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06835807

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06835807

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1