專利名稱：麻醉氣體回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為醫(yī)療、牙科或獸醫(yī)目的而采用吸入麻醉的醫(yī)療保健或其它設(shè) 備的一種或多種麻藥遞送系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢棄麻醉氣體的處理。為了防止大氣污 染，本發(fā)明涉及在排入大氣之前從廢棄麻醉氣體流中除去和回收一氧化二氮、 氟代醚和其它鹵化碳。
2. 現(xiàn)有技術(shù)的描述
外科設(shè)備(醫(yī)療、牙科和獸醫(yī))中的麻藥遞送系統(tǒng)可產(chǎn)生大量廢棄麻醉氣體。 目前通過專用或共用的真空系統(tǒng)來收集患者呼出的氣體。醫(yī)療保健設(shè)施通常采 用一個或多個中央真空泵來收集各個麻醉場所的廢氣。這些真空泵一般規(guī)模超 大，因此它們被設(shè)計成能在廣泛的流速范圍內(nèi)收集呼出的麻醉氣體。因?yàn)檫@些 泵是連續(xù)運(yùn)行的，廢棄麻醉氣體吸氣系統(tǒng)也從麻醉場所抽吸了大量周圍的室內(nèi) 空氣，顯著地稀釋了廢棄麻醉氣體。在中央真空泵中，氣流常常與其它室內(nèi)空 氣混合以進(jìn)一步稀釋，然后再從設(shè)備排出。這種稀釋的廢棄麻醉氣體/氣體混合 物通常被泵送至外科設(shè)備之外，從而排入開放的大氣環(huán)境中。通常在約20-30'C、相對濕度為10-60%的條件下收集廢棄麻醉氣體。廢棄 氣體的平均組成估計為(體積％): 25-32%氧氣、60-65%氮?dú)狻?-10%—氧化二氮 以及0.1-0.5%揮發(fā)性鹵化碳，包括氟代醚，如異氟烷，地氟烷和七氟醚。廢棄 麻醉氣體還含有痕量來自真空泵的潤滑油蒸氣。作為環(huán)境因素的一個日益重要的方面，己將廢棄麻醉氣體鹵化碳(組成類似 于Freon-12⑧及其它制冷劑)與臭氧損耗聯(lián)系起來，并在一定程度上與全球變暖 聯(lián)系起來?，F(xiàn)在，麻醉中使用的鹵化碳(主要是鹵化甲基乙基醚)是一種主要的 排放源，因?yàn)榻陙碛捎诹⒎ê推渌h(huán)保倡議，其它工業(yè)和商業(yè)上的齒化碳排 放己大大降低。雖然在美國，廢棄麻醉氣體的排放尚未受到環(huán)境法的調(diào)控，在 不遠(yuǎn)的將來很可能通過立法來嚴(yán)格控制廢棄麻醉氣體的排放。
在緩解越來越嚴(yán)重的廢棄麻醉氣體排放問題的嘗試中，人們已提出了一些技術(shù)來處理廢棄的麻醉氣體。例如，美國專利4,259,303公開了用催化劑來處 理笑氣，美國專利5,044,363公開了通過木炭顆粒來吸收麻醉氣體，美國專利 5,759,504詳細(xì)描述了在催化劑的存在下通過加熱來破壞麻醉氣體，美國專利 5,928，411公開了通過分子篩來吸收麻醉氣體，以及美國專利6,134,914公開了 從呼出的麻醉氣體分離氙。除去廢棄麻醉氣體中的揮發(fā)性鹵化碳的低溫方法參見 Beny的美國專利6,729,329，該專利結(jié)合于此作為參考。

圖1顯示了典型的現(xiàn)有技術(shù)中用于健康保健設(shè)備的廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng) 10。系統(tǒng)IO包括多個獨(dú)立的麻醉場所15A、 15A、 15C,它們分別具有麻醉機(jī) 12A、 12A、 12C，通過面罩14A、 14A、 14C或類似裝置麻醉患者。麻醉機(jī)12A、 12A、 12C在面罩14A、 14A、 14C處收集過量的麻醉氣體、患者呼出的氣體以 及空氣并排放到共同的收集總管16。廢棄麻醉氣體收集總管16通常固定懸掛 在醫(yī)療保健設(shè)施內(nèi)，麻醉機(jī)12A、 12A、 12C在標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器18A、 18A、 18C(例如19 mm或30 mm麻醉連接器)處可拆卸地連接于收集總管16。 廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)10在一個或多個真空泵20產(chǎn)生的真空壓力下運(yùn)行。收 集的廢棄流典型地流過止回閥35到達(dá)由一個或多個熱交換器組成的冷凝器單 元22。 一個液態(tài)氧源或其它合適的散熱器從廢棄麻醉氣體流提取熱量，冷凝麻 醉氣體組分。液態(tài)麻醉氣體冷凝物被俘獲在收集容器24內(nèi)，而液態(tài)水冷凝物 被俘獲在收集容器23內(nèi)。去除廢棄麻醉氣體組分后剩余的氣流流過接收器26B 和真空泵20，然后經(jīng)排氣口 46排入醫(yī)療保健設(shè)施外部的大氣中。清除醫(yī)療保健設(shè)施在麻醉場所15A、 15B、 15C中產(chǎn)生的廢棄麻醉氣體的 現(xiàn)有方法包括將高流速室內(nèi)空氣抽吸到專用或共用的真空收集總管16內(nèi)以 帶走廢棄麻醉氣體。收集總管16也可通過多個空閑的麻醉機(jī)12A、 12B、 12C 連續(xù)抽吸空氣。平均來說，在每個麻醉場所15A、 15B、 15C，收集系統(tǒng)總管 16每分鐘抽取20-30升的廢棄麻醉氣體和/或室內(nèi)空氣。對于擁有20-30個手術(shù) 室的大醫(yī)院來說，估計廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)10流速范圍在500到1000升/ 分鐘(14-35標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘)之間。高流速稀釋廢氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于該系統(tǒng)容易接收大量廢棄麻醉氣體流， 該系統(tǒng)由于麻醉氣體很少能夠逃逸出去而更安全，并且該系統(tǒng)因?yàn)閹缀醪恍枰?維護(hù)而很少出現(xiàn)故障。然而，高流速系統(tǒng)是能量密集型的，通常需要大型真空 泵20，以在許多麻醉場所15A、 15B、 15C維持足夠的抽吸能力。例如，為了
在各個麻醉場所15A、15B、15C以l-2立方英尺/分鐘(cfm)的流速維持約200 mm Hg的真空，常常需要使用100-200 cfm容量的真空泵。因此，需要能夠安全地 濃縮廢棄麻醉氣體的低流速廢棄麻醉氣體清除系統(tǒng)。此外，稀釋的廢棄麻醉氣體流熱效率低。冷凝去除廢氣組分需要將整個氣 流的溫度降低至氣態(tài)廢棄組分(在該溫度下)的分壓力等于或大于飽和蒸氣壓的 溫度。因此，為了將大量稀釋的廢棄麻醉氣體冷卻至其組分的飽和蒸氣壓以 下的溫度，需要大規(guī)模冷卻設(shè)備(即，大量液態(tài)氧、液氮等)。典型地，麻醉氣體是高度揮發(fā)性物質(zhì)。在給定的溫度下，它們的蒸氣壓比 水和其它揮發(fā)性較低的物質(zhì)的蒸氣壓要高。與蒸氣壓較低的物質(zhì)相比，蒸氣壓 較高的物質(zhì)通常需要更多冷卻以實(shí)現(xiàn)相同或類似的冷凝回收。因此，麻醉氣體 需要冷卻至極低溫度，即深冷溫度，以回收顯著量的麻醉氣體冷凝物。然而， 這種極度低溫將接近、在許多情況下還將低于許多麻醉劑的冰點(diǎn)。在這種情況 下，除了不利的系統(tǒng)冷凍之外，廢棄麻醉氣體流仍然具有可被冷凝的麻醉劑濃 度。除溫度外，壓力也能顯著影響冷凝。升高冷凝系統(tǒng)的壓力是有益的，因?yàn)?與比較低的操作壓力相比，這將使冷凝在顯著更高的溫度下進(jìn)行。這還避免了 與冷凝物凍結(jié)有關(guān)的風(fēng)險和問題。對于這種類型的蒸氣/液相平衡系統(tǒng)，最有益 的熱力學(xué)特征是壓力對蒸氣露點(diǎn)的影響比對液相冰點(diǎn)的影響要大得多。因此， 典型的含麻醉劑的蒸氣流的露點(diǎn)溫度隨著壓力的增加而增加，但在各種系統(tǒng)壓 力下冰點(diǎn)溫度保持相對恒定。由于系統(tǒng)壓力增加導(dǎo)致的蒸氣露點(diǎn)和冷凝物冰點(diǎn)之間的溫度跨度的增加 為冷凝系統(tǒng)提供了較大的操作靈活性。例如，僅需要較少的低溫冷凍劑就可實(shí) 現(xiàn)相同程度的冷凝，因?yàn)槔淠稍谳^高的溫度下進(jìn)行。而且，如果需要麻醉劑 與廢氣流之間分離更加完全，可在維持升高的壓力的同時降低系統(tǒng)溫度。這就 使得更多的麻醉劑從蒸氣相冷凝下來而沒有冷凝物凍結(jié)的風(fēng)險。因此，開發(fā)了 一種方案來實(shí)現(xiàn)麻醉劑的最佳分離，該方法僅相對于冷凝系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)冷凝 系統(tǒng)的壓力。當(dāng)然，在任何成本優(yōu)化方案中也應(yīng)考慮相對冷凍與壓縮成本。采用低流速麻醉氣體清除系統(tǒng)和在冷凝前增加氣流壓力能夠提高廢棄麻 醉氣體回收的效率和效力，然而，這種系統(tǒng)和方法必須與現(xiàn)有醫(yī)療保健設(shè)施的 基礎(chǔ)設(shè)備整合。如上所述，這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)通常被設(shè)計成能強(qiáng)效去除廢棄 麻醉氣體。例如，這些現(xiàn)有的廢棄麻醉氣體去除系統(tǒng)的真空泵、管道系統(tǒng)、閥
門等的大小能夠處理大量夾帶的室內(nèi)空氣以及廢棄麻醉氣體。將更有效的麻醉 清除組件界面連接到超大型廢氣處理系統(tǒng)中不一定會產(chǎn)生最佳的可能結(jié)果。因 此，還需要經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計的廢氣處理系統(tǒng)，其適合控制預(yù)期的廢氣容量。而且，在傳統(tǒng)醫(yī)院環(huán)境之外越來越多地使用麻醉產(chǎn)生了其它問題。小型診 所環(huán)境中使用的麻醉氣體仍然必須適當(dāng)控制。然而，醫(yī)院中使用的現(xiàn)有的廢棄 麻醉氣體清除和回收裝置因?yàn)槠涑笠?guī)模和運(yùn)行成本而不適用于小型診所環(huán) 境。小型診所環(huán)境中，大多數(shù)廢棄麻醉氣體不經(jīng)處理和/或未盡力回收有價值的 麻醉組分而直接排入大氣。因此，對于這些小型、獨(dú)立的診所而言，需要能夠 提供與醫(yī)院或其它傳統(tǒng)醫(yī)療保健設(shè)施中使用的大型系統(tǒng)具有相同效果和/或特 征的自備式廢棄麻醉氣體清除和回收系統(tǒng)。3.本發(fā)明的目的本發(fā)明的主要目的是，提供一種在排入大氣之前去除外科或其它醫(yī)療保健 設(shè)施產(chǎn)生的廢棄麻醉氣體中的氟代醚、 一氧化二氮和其它揮發(fā)性鹵化碳的經(jīng)濟(jì) 的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種能夠基本上防止廢棄麻醉氣體中的氟代 醚和其它揮發(fā)性鹵代碳排入大氣而不需要使用現(xiàn)有技術(shù)的催化劑、木炭顆粒和 加熱技術(shù)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種能夠?qū)⑨t(yī)療保健設(shè)施排放到大氣的與麻 醉相關(guān)的鹵化碳減少約99%以上的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種能夠回收和再蒸餾和/或重復(fù)利用所述設(shè) 施中使用的大百分比的一氧化二氮和/或麻醉鹵化碳的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種對所述醫(yī)療保健設(shè)施僅需最小額外投入 來實(shí)施的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種以最小影響和成本的方式利用和增強(qiáng)現(xiàn) 有醫(yī)療保健設(shè)施中的廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種通過利用現(xiàn)有的液化氣體儲存和遞送系 統(tǒng)提高醫(yī)療保健設(shè)施的總能量效率的經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種通過利用現(xiàn)有的液化氣體儲存和遞送系 統(tǒng)使回收系統(tǒng)的安裝對醫(yī)療保健設(shè)施的影響最小的經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種基于其物理特性如起泡性和露點(diǎn)來分離
各種被去除的一氧化二氮、氟代醚和其它揮發(fā)性鹵代碳組分的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種增加冷凝型廢棄麻醉劑清除系統(tǒng)的效力 和效率的經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種通過在各種壓力和溫度下運(yùn)行系統(tǒng)來增 加冷凝型廢棄麻醉劑清除系統(tǒng)的效力和效率的靈活的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種從回收廢棄麻醉氣體流回收麻醉氣體而 不需要與現(xiàn)有醫(yī)療保健設(shè)施的廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)整合的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是，提供一種從回收廢棄麻醉氣體流回收麻醉氣體的 系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法對醫(yī)療保健設(shè)施的公共基礎(chǔ)設(shè)備和供給的依賴最 小。通過下面的說明和附圖，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說是顯而易見的。發(fā)明概述上述目的以及其它優(yōu)點(diǎn)和特征較佳地體現(xiàn)在用于從廢棄麻醉氣體去除氟 代醚、 一氧化二氮和揮發(fā)性鹵化碳?xì)怏w組分的系統(tǒng)和方法中，該系統(tǒng)和方法包 括一個或多個以下組成部分低流速麻醉氣體清除裝置，將廢棄麻醉氣體以霜 凍形式收集到冷阱/分餾器冷卻表面的分批模式霜凍分餾過程，具有至少一個壓 縮階段的壓縮器，以及與醫(yī)療保健設(shè)施的公共基礎(chǔ)設(shè)備和供給設(shè)備接口最少的 自備式裝置。在第一個實(shí)施方式中，描述了一種低流速清除或回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括許 多智能型廢棄麻醉氣體收集單元，分別位于醫(yī)療保健或外科設(shè)施的各個麻醉機(jī) 處并與共同的收集總管流體連通。每個智能型氣體收集單元包括收集室；排 氣閥，在不產(chǎn)生廢棄麻醉氣體時選擇性地隔離各個麻醉場所處收集總管的抽 吸；以及相關(guān)的傳感器、電路、控制器或機(jī)構(gòu)以操縱排氣閥。廢棄麻醉氣體通過標(biāo)準(zhǔn)麻醉劑廢氣連接器從麻醉機(jī)排氣口進(jìn)入收集室。收 集室內(nèi)設(shè)置有壓敏傳感器，優(yōu)選與位于收集室排氣側(cè)的通過螺線管操作的排氣 闊電連接。壓力傳感器測定的壓力是收集室與外部環(huán)境氣壓間的差值。如果收 集室內(nèi)的壓力超過環(huán)境壓力，壓力傳感器將檢測到壓力升高，控制電路打開排 氣閥而使收集室壓力快速下降。當(dāng)室內(nèi)壓力接近環(huán)境壓力時，壓力傳感器檢測 到壓力下降而關(guān)閉排氣閥。 收集電路優(yōu)選是低壓直流電路，排氣闊優(yōu)選被設(shè)計成常開閥。收集室內(nèi)出 于安全目的而設(shè)置機(jī)械真空斷路器和機(jī)械安全闊。壓力檢測器、排氣閥及其間的電路任選地選擇和設(shè)計成呈比例地響應(yīng)壓力 變化，壓力升高較少時排氣閥開放程度較小，壓力升高較多時開放程度較大。 在另一個實(shí)施方式中，壓力檢測器通過氣動方式或機(jī)械方式連接于排氣闊以控 制排氣閥，和/或智能型廢棄麻醉氣體收集單元可結(jié)合在改良的麻醉機(jī)中而不是 與醫(yī)療保健設(shè)施廢棄麻醉氣體收集總管形成一體。因此，改良的麻醉機(jī)包括現(xiàn) 有技術(shù)的麻醉機(jī)和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的智能型廢棄麻醉氣體收集單元。在沒有廢氣麻醉氣體生成時，使收集總管與夾帶的室內(nèi)空氣隔離能夠降低 平均麻醉劑清除速率約90%，從而降低真空泵、管道系統(tǒng)及其它相關(guān)硬件的必 需容量。在第二個實(shí)施方式中，描述了分批模式分餾過程，該方法采用冷阱或液體 空氣阱技術(shù)，從而將氟代醚和其它麻醉劑鹵化碳的溫度和壓力降低到蒸氣通過 去升華(沉積)作用以霜凍形式集中在冷阱/分餾器冷卻表面上的程度。換言之， 廢棄麻醉氣體中的氟代醚和其它麻醉劑鹵化碳組分通過冷凍作用固化在熱交 換器的冷卻盤管上，以從流出氣體除去所述組分。冷凍來源優(yōu)選是醫(yī)院或門診 診所等外科設(shè)施中存在的液態(tài)氧，并且液態(tài)氧必須加熱以便正常使用。然而， 醫(yī)療保健設(shè)施中通常也存在其它液化氣體，例如液氮等，同樣可用作冷凍源。冷阱/分餾器周期性地循環(huán)通過融化階段，期間廢棄麻醉氣體通過時沉積結(jié) 塊形成霜凍氣體組分的冷卻表面逐漸升溫以相繼分離和收集俘獲的組分。在足 夠高的壓力下(即典型地處于大氣壓及以上)，俘獲的氟代醚和其它麻醉劑卣化 碳組分熔化，液態(tài)組分根據(jù)其物理特征而排入各個罐中。在足夠低的壓力下(即 典型地低于大氣壓)，俘獲的氟代醚和其它麻醉劑鹵化碳組分不會液化而是直接 升華到氣相。這些回收的麻醉劑蒸氣優(yōu)選由氣相麻醉劑收集系統(tǒng)收集以進(jìn)一步 處理。麻醉氣體的其余組分優(yōu)選排入大氣。在第三個實(shí)施方式中，采用具有至少一個壓縮階段的壓縮器來升高廢棄麻 醉氣體流的壓力，然后冷凝回收麻醉劑。將廢棄麻醉氣體壓縮到超過大氣壓的 水平是有益的，因?yàn)閴毫ι弑厝簧呗樽須怏w飽和和冷凝時的溫度。因此， 氣體壓縮到超過大氣壓能使相同餾份的麻醉劑在較高的溫度下通過冷凝而除 去，就像在大氣壓和較低溫度下冷凝時發(fā)生的那樣。而且，隨著壓縮的廢棄麻 醉氣體的溫度從較高溫度降低，更多的麻醉劑從氣相冷凝。僅須通過相對于冷 凝系統(tǒng)溫度來操作冷凝系統(tǒng)壓力，即可開發(fā)一種方案來實(shí)現(xiàn)麻醉劑的最佳分 離。而且，如果在方案中考慮相對冷凍與壓縮成本等因素，節(jié)省能量和成本是 可能的。在本發(fā)明一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，包括一個或多個壓縮階段的壓縮單元位 于廢棄麻醉氣體收集單元和冷凝單元之間的廢棄麻醉氣體清除系統(tǒng)內(nèi)。壓縮單元被配置成能夠?qū)碜允占瘑卧穆樽韯U氣壓縮到壓力高達(dá)50psig，在冷凝系統(tǒng)中用醫(yī)院或其他醫(yī)療、牙科或獸醫(yī)設(shè)施提供的冷凍劑(即液態(tài)氧、液氮等)進(jìn)行后續(xù)處理。在另一個實(shí)施方式中，將廢棄麻醉氣體流壓縮到大大超過50psig，以利用伴隨而來的分離效率和分餾提取效果的提高。然而，在該可選的實(shí)施方式中，冷凝器需要獨(dú)立的冷凍劑供應(yīng)，以避免冷凝器發(fā)生內(nèi)部滲漏時污 染醫(yī)療保健設(shè)施的氣體供應(yīng)的風(fēng)險。在第四個實(shí)施方式中，描述了一種自備式廢棄麻醉氣體回收單元，它對醫(yī) 療保健設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)的依賴性最小。該單元僅需要操作電源、廢棄麻醉 氣體來源和排氣孔。因此，可容易地配置在小型外科中心，例如內(nèi)科診所、小 型動物診所或牙科診所中。該系統(tǒng)/方法采用小型冷凍單元，以將中間熱傳遞流體(例如DuPont Suva 95或類似的低溫冷凍劑)降低至約-90。C。在本發(fā)明一個 優(yōu)選的實(shí)施方式中，廢棄麻醉氣體通過多階段冷凝器/熱交換器，其中，廢棄麻 醉氣體流與小型冷凍單元冷卻的中間熱傳遞流體發(fā)生熱量交換。因此，該系統(tǒng) /方法不依賴醫(yī)療保健設(shè)施的液態(tài)氧或液氮供應(yīng)來實(shí)現(xiàn)廢棄麻醉氣體流的必需 的低溫冷卻。然而，需要時，熱交換器/冷凝器中也可采用醫(yī)療保健設(shè)施供應(yīng)的 液態(tài)氧和/或液氮作為中間熱傳遞流體。附圖簡要說明下面將基于附圖所示實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的高流速廢棄麻醉氣體清除和回收系統(tǒng)的示意圖，氟 代醚及其它揮發(fā)性麻醉氣體組分通過該系統(tǒng)經(jīng)冷凝從收集的氣流中分離，然后 廢棄的氣流排入大氣；圖2顯示了本發(fā)明低流速廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施方式的示 意圖，該系統(tǒng)包括能夠限制空氣被抽吸到共用真空系統(tǒng)中的智能型廢棄麻醉氣 體收集單元；圖3是圖2智能型廢棄麻醉氣體收集單元的具體示意圖，顯示環(huán)境壓力下
的收集室和帶有相關(guān)電路的壓力檢測器，該電路可將通過螺線管操作的排氣閥 置于關(guān)閉位置；圖4是圖3智能型廢棄麻醉氣體收集單元的具體示意圖，其中，收集室處 于稍高于環(huán)境壓力的壓力下，并且壓力檢測器及相關(guān)電路在工作中可將通過螺 線管操作的排氣闊置于開放位置；圖5顯示了另一個實(shí)施方式的低流速廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的示意圖，其 中，智能型廢棄麻醉氣體收集單元與現(xiàn)有技術(shù)的麻醉機(jī)組合形成改良的麻醉 機(jī)；圖6顯示了用于改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)的另一個實(shí)施方式的低流速廢棄麻醉氣體回 收系統(tǒng)的示意圖，其中，智能型麻醉氣體收集單元獨(dú)立于收集總管和麻醉機(jī)；圖7顯示了在將廢棄麻醉氣體排入大氣之前，采用液態(tài)氧源作為散熱器， 從廢棄麻醉氣體分離氟代醚和其它揮發(fā)性卣化碳?xì)怏w組分，然后通過相繼融化 和收集所得的液態(tài)鹵化碳進(jìn)行分餾的過程和系統(tǒng)；圖8顯示了包括平行的兩個或多個冷阱/分餾器的可選實(shí)施方式的示意圖；圖9顯示了圖7可選實(shí)施方式的回收系統(tǒng)的示意圖，包括用于收集廢棄麻 醉氣體中從液相蒸發(fā)或直接升華成氣相的截留組分的機(jī)構(gòu)；圖10顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的高流速廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的示意 圖，它包括一個或多個高流速廢棄麻醉氣體收集單元，包括一個或多個壓縮階 段的壓縮器，單階段或多階段冷凝器/熱交換器單元，以及引導(dǎo)其它麻醉氣體冷 凝的膨脹閥；圖11顯示了醫(yī)療保健設(shè)施中采用液態(tài)氧源來液化廢棄麻醉氣體中的鹵化 碳?xì)怏w組分的過程和系統(tǒng)，用于在將廢棄麻醉氣體排入大氣之前去除該氣體組 分；圖12顯示了在將廢棄麻醉氣體排入大氣之前，采用液態(tài)氧源作為散熱器， 從廢棄麻醉氣體分離氟代醚和其它揮發(fā)性鹵化碳?xì)怏w組分，然后通過相繼融化 和收集所得的液態(tài)鹵化碳進(jìn)行分餾的過程和系統(tǒng)；圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的低流速廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的 示意圖，它包括一個或多個低流速廢棄麻醉氣體收集單元，包括一個或多個壓 縮階段的壓縮器，單階段或多階段冷凝器/熱交換器單元，用于在大氣排放之前 獲取壓縮廢氣的潛在能量的小型透平機(jī)；圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的熱交換器/冷凝器的示意圖，它通 過與在小型冷凍單元中冷卻的中間熱傳遞流體進(jìn)行逆流熱交換來冷卻和冷凝 廢棄麻醉氣體流中的麻醉氣體組分；圖15顯示了優(yōu)選實(shí)施方式的麻醉氣體回收系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括低流速廢棄麻醉氣體清除單元，包括一個或多個壓縮階段的壓縮器，用于去除廢 棄麻醉氣體流中的麻醉氣體組分的單階段或多階段冷凝器/熱交換器單元，用于 冷卻在冷凝器中用作冷凍劑的熱傳遞流體的小型冷凍單元，以及用于在大氣排放之前獲取壓縮廢棄潛在能量的小型透平機(jī)；圖16顯示了采用中間熱傳遞流體來液化廢棄麻醉氣體中的鹵化碳?xì)怏w組 分，以在將廢棄麻醉氣體排入大氣之前冷凝所述氣體組分的過程和系統(tǒng)的示意 圖；圖17顯示了在將廢棄麻醉氣體排入大氣之前，采用在獨(dú)立的冷凍單元中 冷卻的熱傳遞流體作為散熱器，從廢棄麻醉氣體分離氟代醚和其它揮發(fā)性鹵化 碳?xì)怏w組分，然后通過相繼融化和收集所得的液態(tài)鹵化碳進(jìn)行分餾的過程和系 統(tǒng)；以及圖18顯示了優(yōu)選實(shí)施方式的自備式廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的示意圖，該 系統(tǒng)包括低流速麻醉劑清除單元，壓縮器，用于去除廢棄麻醉氣體流中的麻醉 氣體的熱交換器/冷凝器，用于冷卻在冷凝器中用作冷凍劑的熱傳遞流體的小型 冷凍單元，以及用于引導(dǎo)其它麻醉氣體冷凝的膨脹閥。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的描述圖2示意性地顯示了本發(fā)明低流速廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng)11的優(yōu) 選實(shí)施方式?；厥障到y(tǒng)11與上述圖1所示現(xiàn)有技術(shù)的廢氣回收系統(tǒng)IO幾乎相 同，只是加入了位于醫(yī)療保健設(shè)施中各個麻醉場所15A、 15B、 15C處或其附 近的智能型廢棄麻醉氣體收集單元30A、 30B、 30C。智能型廢棄麻醉氣體收 集單元30A、 30B、 30C優(yōu)選在標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器18A、 18B、 18C附近 收集總管16的各個支管內(nèi)流體連通。每個智能型氣體收集單元30A、30B、30C 包括收集室32A、 32B、 32C;排氣閥34A、 34B、 34C，以在不產(chǎn)生廢棄麻 醉氣體時選擇性地隔離各個麻醉場所中收集總管16的抽吸；以及相關(guān)的傳感 器、電路、控制器或機(jī)構(gòu)以操縱排氣閥34A、 34B、 34C。收集室32可以是剛 性、柔性(例如彈性袋)或兩者的組合。沒有廢棄麻醉氣體生成時，防止收集總管16夾帶室內(nèi)空氣能降低平均麻
醉劑清除流速約90%，從而降低了真空泵、管道系統(tǒng)及其它相關(guān)硬件的必需容量。這樣，對于有20-30個手術(shù)室的大型醫(yī)院而言，估計圖l所示現(xiàn)有技術(shù)回 收系統(tǒng)10中500-1000升/分鐘的廢棄麻醉氣體流速將降低至圖2所示根據(jù)本發(fā) 明優(yōu)選實(shí)施方式的回收系統(tǒng)11的流速50-100升/分鐘。上述回收系統(tǒng)11僅需 在現(xiàn)有的醫(yī)療保健廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)10中分別添加智能型廢棄麻醉氣體 收集單元30A、 30B、 30C，從而為升級現(xiàn)有系統(tǒng)提供了簡單且花費(fèi)不多的方 式。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的單個智能型廢棄麻醉氣體收集單元 30。在圖3中，麻醉機(jī)12產(chǎn)生的廢棄麻醉氣體通過19毫米、30毫米或類似的 標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器18排入收集室32。室32內(nèi)是壓敏傳感器40，傳感 器40與位于室32排氣側(cè)通過螺線管操作的排氣閥34電連通。壓力傳感器40 測定的是室32的壓力與外部(環(huán)境)空氣壓力的差值。如果室32內(nèi)的壓力升高 至稍高于環(huán)境壓力，則壓力傳感器40檢測到壓力增加，通過控制電路使排氣 閥34打開。排氣閥34開放則使室32與收集總管16內(nèi)的真空源流體連通，導(dǎo) 致室32內(nèi)的壓力快速降低。隨著室內(nèi)壓力接近環(huán)境壓力，傳感器40檢測到壓 力下降而使排氣閥34關(guān)閉。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，智能型廢棄麻醉氣體收集 單元30由直流低壓電源6供電以盡可能降低著火或爆炸的危險。優(yōu)選地，排氣閥34被設(shè)計成正常情況下閥門開放，這樣，如果出現(xiàn)故障 排氣閥34不能打開，系統(tǒng)將有效地恢復(fù)到現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)流動空氣稀釋型清 除系統(tǒng)。而且，在廢棄麻醉氣體收集單元30中提供能夠防止傳遞至麻醉機(jī)12 的壓力過正或過負(fù)的裝置，以確?；颊甙踩?。雖然不太可能，如果排氣闊34 的閥座或閥桿處于開放位置時發(fā)生滲漏并導(dǎo)致室32內(nèi)的壓力降低至顯著低于 環(huán)境壓力，室32內(nèi)存在的機(jī)械真空斷路器7將打開以使壓力恢復(fù)至環(huán)境壓力。 類似地，當(dāng)室32內(nèi)的壓力增加至顯著高于環(huán)境壓力時，機(jī)械安全閥8將打開 以將過多的壓力釋放到大氣中。廢棄麻醉氣體收集單元30優(yōu)選由符合在富含 氧的環(huán)境中使用的安全標(biāo)準(zhǔn)的材料構(gòu)成。參考圖3和4，優(yōu)選電源6與壓力檢測器40的開關(guān)觸頭5以及排氣閥34 的螺線管4串聯(lián)。阻尼電容器9可任選地與排氣閥螺線管4并聯(lián)。如圖3所示， 當(dāng)室32內(nèi)的壓力接近環(huán)境壓力時，壓力檢測器40的觸頭5閉合，電流在電源 6和螺線管4之間流動，激發(fā)螺線管4并關(guān)閉排氣閥34。當(dāng)室32內(nèi)的壓力增 加到稍高于環(huán)境壓力時，如圖4所示，壓力檢測器40的觸頭5打開，從而斷開螺線管4的電源并而使排氣閥34打開。圖3和4所示電路是最簡單的設(shè)計， 當(dāng)然也可采用其它更加復(fù)雜的電路。例如，可選擇壓力檢測器40、排氣闊34 及其間的電路，形成對壓力變化的成正比例的響應(yīng)，這樣，壓力增加較小時閥 34開放程度較小，壓力增加較大時開放程度較大?；蛘?，也可使用除檢測壓力 增加之外的合適裝置檢測呼出氣體，例如檢測鹵化碳、水分或流速。因?yàn)閴毫?檢測器、電源以及電驅(qū)動閥門的選擇和設(shè)計以及基礎(chǔ)電路設(shè)計是本領(lǐng)域眾所周 知的，所以這里將不再進(jìn)一步討論這些問題。雖然圖3顯示了與電路連接的壓力傳感器40和排氣閥34，壓力傳感器40 也可以氣動方式或機(jī)械方式連接于排氣閥34以實(shí)現(xiàn)其控制。機(jī)械壓力控制型 致動器、機(jī)械操作閥、氣動控制電路以及空氣致動閥是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周 知的，因此，這里將不再進(jìn)一步討論。在另一個實(shí)施方式中，如圖5所示，智能型廢棄麻醉氣體收集單元30可 結(jié)合到改良的麻醉機(jī)50內(nèi)而不是與醫(yī)療保健設(shè)施廢棄麻醉氣體收集總管16整 合。改良的麻醉機(jī)50包括現(xiàn)有技術(shù)的麻醉機(jī)12和本文所述本發(fā)明實(shí)施方式的 智能型廢棄麻醉氣體收集單元30。改良的麻醉機(jī)50可拆卸地連接19毫米、30 毫米或類似的標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器18。包括配備有改良的麻醉機(jī)50的廢 棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的醫(yī)療保健設(shè)施在所有麻醉場所15都將以與圖2所示廢 棄麻醉氣體回收系統(tǒng)11相同的方式運(yùn)行。圖6顯示了另一個實(shí)施方式，其中，收集單元30A、 30B、 30C獨(dú)立于收 集總管16和麻醉機(jī)12A、 12B、 12C。在該實(shí)施方式中，每個收集單元30A、 30B、30C在第一標(biāo)準(zhǔn)(例如，19毫米或30毫米)廢棄麻醉氣體連接器18A、 18B、 18C處可拆卸地連接于總管16。每個麻醉機(jī)12A、 12B、 12C又可拆卸地連接 于第二標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器19A、 19B、 19C。因此，為了將現(xiàn)有廢棄麻醉 氣體清除系統(tǒng)升級成本發(fā)明低流速回收系統(tǒng)，既不需要改進(jìn)收集總管16也不 需要改進(jìn)麻醉機(jī)12A、 12B、 12C。圖7顯示了在醫(yī)院、外科病房或其它醫(yī)療保健設(shè)施110中使用的本發(fā)明分 批模式分餾過程1的優(yōu)選實(shí)施方式。收集廢棄麻醉氣體，通過設(shè)施110中的閥 112進(jìn)入廢氣流動管線39。向設(shè)施110供氧的流動管線27優(yōu)選包括閥114，醫(yī) 院110內(nèi)的下游氧氣服務(wù)線與閥114流體連接。罐120示意性地顯示了液態(tài)氧 來源，它優(yōu)選位于醫(yī)療保健設(shè)施110附近。目前，醫(yī)院和其它醫(yī)療保健設(shè)施110 使液態(tài)氧通過熱交換器122，在液態(tài)氧經(jīng)流動管線27到達(dá)設(shè)施IIO之前將其溫
度(約-193。C)提高到室溫(約25°C)。 一般地，采用位于每個罐120附近的熱交 換器122來升高液態(tài)氧的溫度，這些熱交換器使液態(tài)氧暴露于環(huán)境空氣溫度。 然后，溫度升高的氧氣經(jīng)流動管線27和閥114應(yīng)用于服務(wù)線(未示出)，分布到 醫(yī)療保健設(shè)施110內(nèi)的患者使用點(diǎn)。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，如圖7所示，使用冷阱/分餾器25作為熱交 換器，冷阱/分餾器25包括外殼130，外殼130內(nèi)具有冷卻盤管36。冷卻盤管 36的內(nèi)部體積與外殼130的剩余空間流體隔離，但這兩個空間是熱/傳導(dǎo)連接 的。冷阱/分餾器25有利于外殼130中廢棄麻醉氣體與冷卻盤管36中液態(tài)氧的 熱交換。廢棄麻醉氣體由設(shè)施110經(jīng)流動管線39提供，液態(tài)氧由液態(tài)氧源120 經(jīng)流動管線21提供。外殼130優(yōu)選為雙層壁結(jié)構(gòu)，它提高了與環(huán)境條件的絕 熱性，因而僅僅促進(jìn)廢棄麻醉氣體與液態(tài)氧之間的熱交換。液態(tài)氧源流動管線21優(yōu)選通過恒溫控制閥33與冷凝盤管36的入口 47流 體連接。冷卻盤管的出口 48通過流動管線126與向設(shè)施110供氧的流動管線 27流體連通。用于升高液態(tài)氧溫度的現(xiàn)有熱交換器122優(yōu)選在液態(tài)氧罐120和 供氧流動管線27之間保持與冷阱/分餾器25流體并聯(lián)，以在設(shè)施需氧量高于冷 阱/分餾器25的需求時，冷阱/分餾器25在如下所述凍融循環(huán)下運(yùn)行時，或者 冷阱/分餾器25不在服務(wù)中(例如維護(hù)和檢修中)時升髙氧的溫度。廢棄麻醉氣體流動管線39和斷開閥門112與設(shè)施110中的收集流動管線 (未示出)流體連接。優(yōu)選地，廢棄麻醉氣體流動管線39通過三通旁路閥29選 擇性地與外殼130的入口 31或與排氣口46流體連通。正常運(yùn)行期間，流動管 線39僅通過三通選擇閥29導(dǎo)向至外殼130的入口 31。廢棄麻醉氣體通過冷阱 /分餾器25的外殼130向出口接頭37流動，期間氣體組分通過去升華作用(沉 積)留在冷卻盤管36上，廢棄麻醉氣體從接頭37經(jīng)排氣口 46流入大氣。系統(tǒng) 維護(hù)、檢修或回收系統(tǒng)不在使用中的情況下，優(yōu)選廢棄麻醉氣體流動管線39 直接對準(zhǔn)排氣口46，繞過冷阱/分餾器25。廢棄麻醉氣體(通常包含氮?dú)?、氧氣?一氧化二氮、 一氧化二氮、水蒸氣和 氟代醚)通常在約20-30°C、相對濕度10-60%下經(jīng)流動管線39進(jìn)入。廢棄麻醉 氣體還可包含痕量來自真空泵(未示出)的潤滑油蒸氣。液態(tài)氧(約-193。C)在冷卻 盤管36的入口 47處進(jìn)入冷阱/分餾器25，而廢棄麻醉氣體(約20-30。C)在入口 接頭31處進(jìn)入冷阱/分餾器25的外殼130。這種逆流熱交換器設(shè)計形成一定的 溫度梯度，其中冷阱/分餾器25的頂點(diǎn)最熱而冷阱/分餾器25的底部溫度最低。
冷阱/分餾器25的冷卻盤管36的上部區(qū)域60將廢棄麻醉氣體冷卻至約2(TC到 -5°C，從而將水蒸氣以霜凍的形式提取到盤管36上。然后，冷阱/分餾器25冷 卻盤管36的中上部區(qū)域62，在約-60'C的溫度下冷卻廢棄麻醉氣體，以使七氟 醚經(jīng)去升華/沉積作用被提取到盤管36上。然后，中下部區(qū)域63在約-卯'C的 溫度下經(jīng)去升華作用提取一氧化二氮，最后冷卻盤管36的下部區(qū)域64在-100 'C到-ll(TC的溫度下將異氟垸和地氟垸經(jīng)去升華/沉積作用提取到盤管36上。 麻醉組分直接去升華/沉積到盤管36上通常僅在低溫低壓下發(fā)生。例如， 一氧 化二氮在低于其三相點(diǎn)(-9(TC，0.88巴)的溫度和壓力下發(fā)生去升華/沉積?；蛘?， 一種或多種麻醉組分可在對應(yīng)于其各自物理特征的溫度區(qū)域62、 63、 64以液 體形式冷凝并固化到盤管36上。然后，廢氣(約-ll(TC下大多是氮?dú)夂脱鯕?經(jīng)管線46或經(jīng)進(jìn)一步處理(例 如，通過現(xiàn)有的催化劑技術(shù))后排入大氣。進(jìn)入冷阱/分餾器25的約-193。C的液 態(tài)氧從冷阱/分餾器25出來時約為0"C?？赏ㄟ^后續(xù)過程或與溫度較高的來自 熱交換器122的氧流出物混合來進(jìn)一步將氧的溫度升高到室溫或醫(yī)療保健設(shè)施 應(yīng)用中其它合適的溫度。冷阱/分餾器25周期性循環(huán)經(jīng)歷融化過程。在融化循環(huán)期間，冷阱/分餾器 25的溫度緩慢升高到約0°C，以對冷卻盤管36進(jìn)行除霜處理。實(shí)現(xiàn)升高溫度 的過程為通過恒溫控制閥33減少或固定液態(tài)氧通過冷卻盤管36的流動，通 過與周圍進(jìn)行熱交換而使冷阱/分餾器25升高到室溫。在另一個實(shí)施方式中， 打開閥59，將來自熱交換器122的溫度較高的氧介導(dǎo)通過冷卻盤管36，以提 高融化速率。在第三個實(shí)施方式中，可將其它流體(未示出)介導(dǎo)通過冷卻盤管 36，以實(shí)現(xiàn)受控融化。外殼130的底端57為漏斗形，用作收料斗。最低點(diǎn)較佳地通入四通選擇 閥58，選擇閥58又與三個排出罐23、 24A、 24B流體連通。在足夠高的壓力 下(即，典型地處于大氣壓及以上)，固化的麻醉組分熔化成可除去的液體。因 此，當(dāng)溫度升高到超過約-10(TC時，地氟烷(熔點(diǎn)約-108。C)和異氟烷(熔點(diǎn)約 -103。C)從冷阱/分餾器25下部區(qū)域64熔化并集中在收料斗57中。選擇閥58 同時對準(zhǔn)，以使液態(tài)地氟垸和異氟垸通過重力作用進(jìn)入低熔點(diǎn)收集罐24B中。 或者，地氟烷或異氟垸也可收集在含七氟醚的罐24A中。雖然液態(tài)地氟烷和異 氟垸優(yōu)選收集在相同的罐24B中，也可采用兩個獨(dú)立的收集罐(未示出)，每種 組分一個。 當(dāng)冷阱/分餾器溫度升高到超過-90。C時，截留的一氧化二氮(熔點(diǎn)約-9(TC) 從冷阱/分餾器25的中下部區(qū)域63熔化并集中在收料斗57中。選擇閥58同時 對準(zhǔn)，以使液態(tài)一氧化二氮通過重力作用進(jìn)入中間熔點(diǎn)收集罐24A?；蛘撸?氧化二氮也可收集在含地氟烷和/或異氟垸的罐24B中，或者采用獨(dú)立的罐(未 示出)來收集一氧化二氮。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時，選擇閥58使收料斗57對準(zhǔn)中 間熔點(diǎn)收集罐24A。當(dāng)溫度超過約-65。C時，七氟醚(熔點(diǎn)約-67。C)從冷阱/分餾 器25的冷卻盤管36的中上部區(qū)域62熔化，收集在收料斗57中，通過重力作 用進(jìn)入罐24A。類似地，當(dāng)冷阱/分餾器25的溫度升高至超過冰點(diǎn)時，水蒸氣 霜凍將從上部區(qū)域60熔化，經(jīng)選擇閥58進(jìn)入高熔點(diǎn)收集罐23。收集罐24A 和24B可冷卻和/或加壓，以使收集的氟代醚維持低蒸氣壓，以盡可能減少蒸氣 損失。收集罐23、 24A和24B可以具有任何合適的強(qiáng)度和/或容量，例如55加 侖鋼罐。這樣，當(dāng)從廢棄麻醉氣體中去除氟代醚時，通過去升華/沉積作用和/或冷 凝/固化作用使其分餾，然后通過選擇性融解沉積的霜凍而分別回收。除氟代醚 之外，上述回收方法和系統(tǒng)還可用于從廢棄的氣體流中去除其它合適的氣體組 分。而且，雖然該實(shí)施方式描述了利用三個普通熔點(diǎn)范圍來分餾麻醉組分，適 當(dāng)時也可采用更多熔點(diǎn)范圍或選擇性地較窄的熔點(diǎn)范圍。對于具有20-30個手術(shù)室的大醫(yī)院110來說，估計廢棄麻醉氣體物流在小 于2psig下通過流動管線39的速率為500-1,000升/分鐘(14-35標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/ 分鐘)。同一大醫(yī)院110中，溫度約為-15(TC、壓力約為50 psig時，氧氣流入 流動管線21的平均流速為1,000-2,000升/分鐘(60-100標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘)。 基于這些流速，冷阱/分餾器25優(yōu)選被設(shè)計和配置成在所需融化循環(huán)之前能夠 截留8升(10千克)凍結(jié)的鹵化碳?xì)怏w和20升(20千克)凍結(jié)的水。或者，廢棄 氣體系統(tǒng)在升高的壓力下運(yùn)行，例如高達(dá)約50psig，以提高效率，然而，在該 升高的壓力下很可能不能發(fā)生麻醉組分的去升華/沉積。因?yàn)樵O(shè)施110的氧需求每天不同，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的回收系統(tǒng)1 采用恒溫控制旁路閥59，以及現(xiàn)有的熱交換器122和冷阱/分餾器25來維持通 往設(shè)施110的流動管線27中最佳的供氧溫度。采用包括流速測定裝置、溫度 測定裝置和/或壓力測定裝置(未示出)的控制系統(tǒng)(未示出)來自動控制恒溫控制 閥33、 59的設(shè)置?？刂葡到y(tǒng)還包括控制融化循環(huán)的電路，適當(dāng)時額外控制旁 路閥59和選擇閥58。由于選擇測定裝置以及控制系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域
公知的，這里將不再進(jìn)一步描述。授予Eschwey等的美國專利6,134,914和授 予Berry的美國專利6，729、 329結(jié)合于此作為參考。在大多數(shù)醫(yī)療保健設(shè)施110，上述回收系統(tǒng)1僅需要以下三個附加組件來 執(zhí)行操作(l)位于液態(tài)氧源120附加并與其連接的冷阱/分餾器25， (2)將廢棄 麻醉氣體遞送至冷阱/分餾器25的管道系統(tǒng)，和(3)從回收系統(tǒng)1收集水和分餾 的液態(tài)鹵化碳的收集罐23、 24A和24B。除了液態(tài)氧，也可使用其它常用的液 態(tài)氣體，例如液氮等作為制冷源。將廢棄麻醉氣體遞送至系統(tǒng)1的管道系統(tǒng)39 可被設(shè)計成用于較低壓力，雖然氣流中的氧含量可高達(dá)40-50%。然而，廢氣流 動管線39中高百分比的氧氣要求在安裝設(shè)備時針對氧氣清潔要求采取預(yù)防措 施。所有氧通路優(yōu)選無油脂，并且氧安全符合國家防火相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)99(NatkmalFire Protection Association standard 99)(NFPA 99)。流經(jīng)熱交換器122的氧通路也必 須裝有自動防故障裝置，以使氧完全流至設(shè)施110。因此，在一個優(yōu)選的實(shí)施 方式中，當(dāng)在斷電期間恒溫旁路閥33不能關(guān)閉以防止氧流過冷阱/分餾器25時， 罐120中的氧流過熱交換器122到達(dá)流動管線27和設(shè)施110。圖8顯示了本發(fā)明另一個實(shí)施方式?；厥障到y(tǒng)2與圖7的回收系統(tǒng)1基本 上相同，只是系統(tǒng)2包括兩個平行設(shè)置的冷阱/分餾器25A、 25B。當(dāng)?shù)谝焕溱? 分餾器25A處于融化循環(huán)時，第二冷阱/分餾器25B以冷阱模式運(yùn)行，反之亦 然。這種構(gòu)型可以連續(xù)處理廢棄麻醉氣體。在該可選實(shí)施方式的一種變化形式 中，可平行加入第三冷阱/分餾器(未示出)備用。如圖8所示，每個冷阱/分餾器25A、 25B具有其自身的恒溫控制閥33A、 33B。每個冷阱/分餾器25A、 25B也具有相關(guān)的廢棄氣體供應(yīng)閥82A、 82B， 閥82A、 82B與廢棄氣體旁路闊80協(xié)同作用，從而將廢棄麻醉氣體流引導(dǎo)到正 處于截留循環(huán)的冷阱/分餾器25A、 25B。需要時，每個冷阱/分餾器25A、 25B 也可具有排氣閥86A、 86B。此外，排放閥84A、 84B與選擇閥58協(xié)同作用， 排放正處于融化模式的冷阱/分餾器25A、 25B中的流體。回收系統(tǒng)2的運(yùn)行方 式，包括閥門33A、 33B、 82A、 82B、 84A、 84B、 86A、 86A、 58和59的定 位，優(yōu)選通過控制系統(tǒng)(未示出)協(xié)調(diào)。因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域公 知的，這里將不再進(jìn)一步討論。圖9顯示了本發(fā)明第三個實(shí)施方式。在足夠低的壓力下(S卩，典型地低于大 氣壓)， 一種或多種固化麻醉組分可直接升華到氣相中。或者， 一種或多種固化 麻醉劑可在融化循環(huán)期間蒸發(fā)，取決于冷阱/分餾器25的工作溫度和壓力?；?br> 收系統(tǒng)3與圖7的回收系統(tǒng)1基本上相同，只是系統(tǒng)3被設(shè)置和設(shè)計成能夠從 融化循環(huán)期間升華或蒸發(fā)的廢棄麻醉氣體流中回收麻醉氣體。如圖9所示，回收系統(tǒng)3包括附加設(shè)備，例如氣體麻醉劑收集罐24C，三 通收集閥56，可選的真空泵92以及帶有隔離閥90的任選的氮?dú)饣蚱渌鼩怏w源 89。收集閥56、三通選擇闊29以及氮?dú)飧綦x閥90(如果有的話)都優(yōu)選由上面 圖7所示實(shí)施方式1中使用的控制系統(tǒng)(未示出)來控制。在俘獲工作模式期間， 收集閥56的定位能使出口接頭37與排氣孔46流體連通。廢棄麻醉氣體通過 入口31進(jìn)入冷阱/分餾器25，通過冷卻盤管36上方以俘獲水蒸氣、 一氧化二 氮、氟代醚和其它揮發(fā)性鹵化碳，然后通過出口37、 一氧化二氮收集閥56和 排氣管線46進(jìn)入大氣。因?yàn)榉押推渌u化碳麻醉劑的密度一般大于氮?dú)?或氧氣，這些升華的麻醉氣體在冷阱/分餾器25中集中位于任何存在的氣體(大 多是氮?dú)夂脱鯕?下方。因此，融化循環(huán)期間，這些升華的麻醉氣體剛好集中在 外殼BO底部所有液體上方。收集閥56對準(zhǔn)，使出口接頭37與麻醉氣體收集 罐24C流體連通。不會升華成蒸氣而是熔化成液態(tài)的固體麻醉組分則由上文所 述的收料斗57、選擇閥58和收集罐24A、 24B收集。升華的麻醉氣體通過多種方法回收。第一種方法，采用保護(hù)性氮?dú)饽苁箘?好位于外殼130底部所有液體水平上方的升華的麻醉氣體移動并集中在罐24C 中。氮?dú)饣蚱渌线m的保護(hù)氣流過氮?dú)飧綦x閥90，經(jīng)入口接頭31進(jìn)入冷阱/分 餾器25頂部。將三通選擇閥29關(guān)閉，以使外殼130與排氣孔46和來自設(shè)施 110的廢棄麻醉氣體隔離。隨著氮?dú)饬魅肜溱?分餾器25頂部，迫使密度較大 的麻醉氣體流出冷阱/分餾器25，通過出口接頭37，進(jìn)入收集罐24C。當(dāng)所有 升華的麻醉氣體從冷阱/分餾器25去除后，氮?dú)飧綦x閥卯關(guān)閉。其余氮?dú)鈴睦?阱/分餾器25經(jīng)出口 37、閥56和排氣孔46排出。第二種方法，采用真空泵92，從冷阱/分餾器25抽吸剛好位于外殼130底 部所有液體水平上方的升華的麻醉氣體并收集在罐24C中。同樣，將三通選擇 閥29關(guān)閉，以使外殼130與通氣孔46和來自設(shè)施110的廢棄麻醉氣體隔離。 真空泵92將升華的麻醉氣體從外殼130底部抽吸通過出口 37，進(jìn)入收集罐24C。 當(dāng)所有麻醉氣體從冷阱/分餾器25去除后，真空泵92停止運(yùn)行并重新設(shè)定選擇 閥56的位置以防止流入罐24C。融化循環(huán)期間，升華的麻醉氣體可與冷阱/分餾器25內(nèi)的其它氣體混合， 而使前述回收方法失效。在這種情況下，采用其他方法，例如壓力擺動吸收法、
膜分離法等方法來分離一氧化二氮與其它氣體。各種氣體分離技術(shù)在本領(lǐng)域是 公知的，本文不再詳細(xì)描述。無論采用哪種回收方法，收集的麻醉氣體優(yōu)選經(jīng) 過加工后再次使用。在本發(fā)明另一個實(shí)施方式中，回收系統(tǒng)3(圖9)的麻醉氣體收集裝置與回收系統(tǒng)2(圖8)的多個冷阱/分餾器25A、 25B結(jié)合。圖10顯示了一個優(yōu)選實(shí)施方式的高流速廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng) 200，該系統(tǒng)包括具有至少一個階段的壓縮器，以在冷凝回收麻醉氣體之前提 高廢棄麻醉氣體的壓力?；厥障到y(tǒng)200類似于前述圖l所示的現(xiàn)有技術(shù)廢棄麻 醉氣體回收系統(tǒng)10，只是包括膨脹閥43和一個或多個壓縮器42提供的壓縮階 段。壓縮器42優(yōu)選位于廢棄麻醉氣體收集單元15A、 15B、 15C和冷凝器22 之間。膨脹闊43優(yōu)選位于冷凝器22和接收器45之間。如圖10所示，過量麻醉氣體、患者呼出氣體和空氣在14A、 14B、 14C處 被麻醉機(jī)12A、 12B、 12C收集并排放到共同的收集總管16。廢棄麻醉氣體收 集總管16通常固定懸掛在醫(yī)療保健設(shè)施內(nèi)，麻醉機(jī)12A、 12B、 12C在標(biāo)準(zhǔn)廢 棄麻醉氣體連接器18A、 18B、 18C(例如19毫米或30毫米麻醉連接器)處可 拆卸地連接于收集總管16。廢棄麻醉氣體收集總管16在由壓縮器42產(chǎn)生的低 度真空壓力(例如5厘米汞柱)下運(yùn)行。收集的廢棄麻醉氣體由收集總管16 通過止回閥35進(jìn)入單階段或多階段壓縮器42的第一階段。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓縮器42被配置成能夠?qū)碜允占瘑卧?5A、 15B、 15C的廢棄麻醉氣體壓縮至高達(dá)50 psig的壓力，以在冷凝單元22中進(jìn)行后續(xù) 處理。優(yōu)選超過50 psig的壓力，以利用伴隨而來的分離效率和分餾提取效果的 提高。采用多階段壓縮器以避免產(chǎn)生與高壓縮比有關(guān)的問題，例如排放溫度高 和機(jī)械故障的增加。因此，壓縮器生產(chǎn)商推薦壓縮比不超過10:1，尤其在低溫 應(yīng)用中。多階段壓縮器還比單階段壓縮器更加經(jīng)濟(jì)，因?yàn)閴嚎s階段的壓縮比較 小將節(jié)省伴隨的動力成本。然而，系統(tǒng)200的壓縮器42僅需要一個壓縮階段， 因?yàn)轭A(yù)計壓縮比不超過10:1。冷凝器22優(yōu)選采用液態(tài)氧、液氮，或醫(yī)院或其它醫(yī)療、牙科或獸醫(yī)設(shè)施 中常用的來自液化氣體通用供應(yīng)管道的類似冷凍劑。如果廢棄麻醉氣體的壓縮 超過設(shè)施氣體供應(yīng)壓力(例如，50psig)， 一旦冷凝器單元22內(nèi)發(fā)生內(nèi)部滲漏， 將發(fā)生帶有廢棄麻醉劑的通用冷凍劑的污染。在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，廢 棄麻醉氣體流被壓縮到大大超過50 psig的壓力，以提高分離效率和促進(jìn)分離提
取。但是，當(dāng)壓縮超過50psig時，推薦采用獨(dú)立的液態(tài)氧、液氮或類似冷凍劑 供應(yīng)，從而避免一旦冷凝器單元22內(nèi)發(fā)生內(nèi)部滲漏，醫(yī)療保健設(shè)施通用氣體 供應(yīng)被廢棄麻醉氣體污染的風(fēng)險。壓縮后，廢棄麻醉氣體流過收集容器或接收器26A，使所有經(jīng)壓縮而冷凝的液體從壓縮的廢棄麻醉氣體流中除去和分離。冷凝回收麻醉組分之前，應(yīng)除去氣流中的任何水蒸氣，以防止液態(tài)水冷凝物在冷凝器22中凍結(jié)。去除廢棄 麻醉氣體流中的水蒸氣的優(yōu)選方法是利用第一冷凝器階段222A(圖11)，然而， 也可采用其它脫水方法，例如干燥、吸收、過濾、半滲膜或疏水膜等。這些不 同的氣體干燥方法可在麻醉氣體冷凝之前的任意時間使用，包括壓縮階段之、/ -刖。然后，壓縮的廢棄麻醉氣體流在單階段或多階段冷凝器22中冷卻，使一 氧化二氮和其它麻醉劑鹵化碳的溫度降低至一定程度，從而使蒸氣以可移除液 體形式冷凝在冷凝盤管236B(圖ll)上或者以霜凍形式沉積在冷凝盤管136(圖 12)上。進(jìn)行冷凝過程的溫度和壓力決定了麻醉氣體組分是以可移除液體形式冷 凝還是以霜凍形式沉積。麻醉組分通過冷凝去除之后，剩余的廢氣(主要由夾帶空氣組成)可排入大 氣46。優(yōu)選地，壓縮廢氣進(jìn)行大氣排放46之前，先通過膨脹閥43和接收器 45。膨脹閥43將壓縮廢氣降低到大氣壓并通過Joule-Thompson效應(yīng)進(jìn)一步冷 卻壓縮廢氣。廢氣中的任何其它麻醉組分通過Joule-Thompson絕熱膨脹冷凝。 廢氣進(jìn)行大氣排放46之前，將這些麻醉冷凝物收集在接收器45中。然而，更 優(yōu)選地，壓縮廢氣進(jìn)行大氣排放46之前，先節(jié)流通過小型透平機(jī)44(圖13)或 類似裝置和接收器45(圖13),以獲取壓縮廢氣的潛在能量。然后，利用獲取的 能量來激發(fā)壓縮器42或滿足該方法和系統(tǒng)的其它能量需求。廢氣進(jìn)行大氣排 放46之前，將廢氣在透平機(jī)44中膨脹而冷凝的任何麻醉組分同樣收集在接收 器45中。而且，進(jìn)行大氣排放之前，冷卻的廢氣與待冷卻氣流間的熱整合可降低該 方法和系統(tǒng)總的冷卻效用。例如，廢棄麻醉氣體流的壓縮導(dǎo)致氣流溫度升高。 將要排放46的冷卻的廢氣流可用于在冷凝前冷卻該壓縮的廢棄麻醉氣體流， 從而降低熱交換器/冷凝器22總的冷凍劑需求。Berry描述了兩種從廢棄麻醉氣體回收揮發(fā)性鹵化碳的低溫方法。第一種 美國專利6,729、 329(結(jié)合于此作為參考)描述了使用液態(tài)氧來將麻醉氣體組分
冷凝成可回收的液體冷凝物。圖11 一般地顯示了'329專利的方法和系統(tǒng)，該 方法和系統(tǒng)在通入壓縮廢棄麻醉氣體流方面經(jīng)過改良。因?yàn)槌Ｓ秘?fù)載麻醉劑的 蒸氣流的露點(diǎn)溫度隨壓力升高而升高，所述回收方法受到廢棄麻醉氣體流壓力 升高的顯著而有益的影響。提供一冷凝器單元22，它包括第一和第二冷凝器222A和222B。來自供應(yīng) 罐220的液態(tài)氧的出口管線221與第二冷凝管222B的冷凝盤管236B流體連通。 冷凝盤管236B的出口經(jīng)流動管線225與第一冷凝管222A的盤管236A的入口 流體連通。盤管236A的出口經(jīng)流動管線227與閥214以及醫(yī)療保健設(shè)施中與 其連接的流動管線(未示出)流體連通。流動管線239將醫(yī)療保健設(shè)施中接收器26A(圖10和13)的廢棄麻醉氣體流 動管線連接至熱交換器/冷凝器222A的入口。盤管236A入口處氧流溫度由閥 233恒溫控制，使得閥214處的氧流溫度近似為室溫，即約25。C。廢棄麻醉氣 體由于壓縮而在升髙的溫度下經(jīng)流動管線239進(jìn)入熱交換器/冷凝器222A。壓 縮的廢棄麻醉氣體在頂部或入口處進(jìn)入熱交換器/冷凝器222A，向下通過盤管 236A上方，在盤管236A處與逆流流過盤管236A的液態(tài)氧交換熱量。壓縮廢 棄麻醉氣體中的水蒸氣在特定溫度下(超過0'C)冷凝成液態(tài)水，該溫度取決于壓 縮廢棄麻醉氣體流的壓力。然后，液態(tài)水由于重力作用而落入罐23中儲存和 去除。冷凝管222A底部附近冷卻的壓縮氣體經(jīng)流動管線241運(yùn)送到熱交換器/冷 凝器222B頂部或入口處，在大于0"C的溫度下通過所述頂部或人口處施加該氣 體。施加于熱交換器/冷凝器222B頂部冷卻的壓縮氣體通過盤管236B上方， 所述氣體與逆流通過盤管236B的液態(tài)氧交換熱量。來自流動管線221的氧在 約-150。C的溫度下進(jìn)入盤管236B，并在較高的溫度下經(jīng)流動管線225離開盤 管236B。需要時，在管線221上提供中間旁路閥235，以使管線225在盤管236A 入口處的溫度約為0°C。來自流動管線241的壓縮廢棄麻醉氣體通過盤管236B 上方時溫度降低，使廢氣中的鹵化碳液化并排入收集罐24中。壓縮廢氣的其 余組分(即對大氣無害的組分)經(jīng)流動管線46排入大氣，節(jié)流通過膨脹閥43(圖 IO)以引導(dǎo)其它麻醉劑冷凝，節(jié)流通過小型透平機(jī)44(圖13)以獲取壓縮氣體的 潛在能量，或者通過現(xiàn)有的催化劑技術(shù)(未示出)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。第二個題為"麻醉氣體回收系統(tǒng)和方法"("Anesthetic Gas Reclamation System and Method")的共同待批申請_/_，—結(jié)合于此作為參考，該申請描述了
分批模式霜凍分餾過程的應(yīng)用，其中，將各種麻醉氣體的溫度降低至能夠在冷 阱/分餾器的冷卻表面以霜凍形式收集的程度。冷阱/分餾器周期性循環(huán)通過融 化階段，期間廢棄麻醉氣體通過時沉積結(jié)塊形成霜凍氣體組分的冷卻表面逐漸 升溫以相繼分離和收集俘獲的組分。圖12—般地顯示了'_共同待批專利申請 的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法在通入壓縮廢棄麻醉氣體流方面進(jìn)行了改進(jìn)。然 而，因?yàn)榘樽韯┑某Ｓ谜魵饬鞯谋c(diǎn)溫度在各種系統(tǒng)壓力下保持相對恒 定，該第二種廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)和方法不會受到廢棄麻醉氣體流壓力增加 的顯著影響。如圖12所示，由冷阱/分餾器125構(gòu)成的冷凝器單元22中具有冷卻盤管 136。液態(tài)氧供應(yīng)罐120的出口管線121與冷阱/分餾器125的冷凝盤管136流 體連通。盤管136入口處的氧流由閥門133恒溫控制。用于升高液態(tài)氧溫度的 現(xiàn)有的熱交換器122優(yōu)選保持在與液態(tài)氧罐120和氧流動管線127之間的冷阱 /分餾器125平行流體連接的適當(dāng)位置，以在冷阱/分餾器125與設(shè)施氧需求不 同步時，在如下所述的融化循環(huán)中運(yùn)行時，或者不在服務(wù)中(例如維護(hù)或檢修期 間)時升高氧的溫度。當(dāng)熱交換器122不再使用中時，閥門129通常處于關(guān)閉狀 態(tài)。來自流動管線121的氧在約-150。C的溫度下進(jìn)入盤管136并在約OX:下離 開盤管136。旨在醫(yī)療保健設(shè)施中利用的氧可通過后續(xù)過程或與熱交換器122 流出的溫度較高的氧混合而進(jìn)一步升高溫度至室溫或合適的溫度。盤管136的 出口經(jīng)流動管線127與閥門114及與其連接的醫(yī)療保健設(shè)施的流動管線(未示出) 流體連通。流動管線139將來自醫(yī)療保健設(shè)施接收器26A(圖10和13)的廢棄麻醉氣體 流動管線連接至熱交換器/冷凝器125的入口 131。由于壓縮，廢棄麻醉氣體在 升高的溫度下經(jīng)流動管線139進(jìn)入熱交換器/冷凝器125。壓縮廢棄麻醉氣體進(jìn) 入熱交換器/冷凝器125入口 131頂部，向下通過盤管136，在盤管136上與逆 流通過盤管136的液態(tài)氧交換熱量。廢棄麻醉氣體經(jīng)接頭137流出熱交換器/ 冷凝器125并通過流動管線46排入大氣。這種逆流熱交換器裝置產(chǎn)生溫度梯度，其中冷阱/分餾器125的頂部最熱而 冷阱/分餾器125的底部最冷。冷阱/分餾器125冷卻盤管136的上部區(qū)域?qū)?縮的廢棄麻醉氣體冷卻至約-5。C，將水蒸氣以霜凍形式提取到盤管136上。接 著，冷卻盤管136的中上部區(qū)域?qū)嚎s廢棄麻醉氣體冷卻至約-60。C，使七氟醚 冷凝和固化在盤管136上。然后，中下部區(qū)域163在約-9(TC的溫度下通過冷凝
和固化作用提取一氧化二氮，最后，冷卻盤管136的下部區(qū)域164在最低的溫 度下(約-10(TC到-ll(TC)通過冷凝和固化作用將異氟垸和地氟垸提取到盤管 136上。或者，如果熱交換器/冷凝器125在低壓下運(yùn)行(即真空壓力)，則麻醉 組分可直接去升華/沉積到盤管136上而不會首先形成液態(tài)。壓縮廢棄麻醉氣體 的其它組分(即對大氣無害的組分)經(jīng)流動管線46排入大氣，節(jié)流通過膨脹閥 43(圖IO)以引導(dǎo)額外的麻醉劑冷凝，節(jié)流通過小型透平機(jī)44(圖13)，以獲取壓 縮氣體潛在的能量，或者通過現(xiàn)有的催化劑技術(shù)進(jìn)一步處理。冷阱/分餾器125周期性地循環(huán)通過融化過程，以除去冷卻盤管136上的霜 凍。盤管136的融化由恒溫控制閥133減少或阻制液態(tài)氧流過來實(shí)現(xiàn)。這使得 冷阱/分餾器125通過與周圍環(huán)境發(fā)生熱轉(zhuǎn)移而升高到室溫。在另一個實(shí)施方式 中，通過同時開放閥159并關(guān)閉閥133、 154，將來自熱交換器122加溫的氧部 分或完全介導(dǎo)通過冷卻盤管136。在又一個實(shí)施方式中，可將其它流體(未示出) 引導(dǎo)通過冷卻盤管136來控制融化。漏斗形收料斗157形成熱交換器/冷凝器125的最低點(diǎn)，優(yōu)選排入四通選擇 閥158，閥158則與麻醉劑收集罐24A、 24B和水收集罐23流體連通。當(dāng)融化 階段期間盤管136的溫度升高到超過約-100。C時，地氟烷(大氣壓下熔點(diǎn)約 -108°0)和異氟垸(大氣壓下熔點(diǎn)約-103°0)從冷阱/分餾器125的下部區(qū)域164熔 化并集中在收料斗157中。選擇閥158同時對準(zhǔn)，以使液態(tài)地氟烷和異氟烷通 過重力作用而輸送到收集罐24A、 24B中的一個。隨著冷阱/分餾器繼續(xù)升溫到 超過-90。C，捕集的一氧化二氮從冷阱/分餾器125中下部區(qū)域163熔化并集中 在收料斗157中。選擇閥158同時對準(zhǔn)，以使液態(tài)一氧化二氮通過重力作用而 輸送到收集罐24A、 24B中的一個。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到超過-65。C時，七氟 醚(大氣壓下熔點(diǎn)約-67。C)從冷卻盤管136中上部區(qū)域162熔化并集中在收料斗 157中。選擇閥158同時對準(zhǔn)，以使液態(tài)七氟醚通過重力作用而輸送到收集罐 24A、 24B中的一個。類似地，隨著冷阱/分餾器125繼續(xù)升溫，超過0。C時水 蒸氣霜凍將從上部區(qū)域160熔化并通過選擇閥158輸送到水收集罐23內(nèi)。通 過該方法，氟代醚在從廢棄麻醉氣體中去除時實(shí)現(xiàn)了分餾。圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施方式，醫(yī)院、外科、牙科、獸醫(yī)或其 它醫(yī)療保健設(shè)施中使用的低流速廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng)500?；厥障到y(tǒng) 500與上文所述圖10的回收系統(tǒng)200相同，只是用透平機(jī)44代替膨脹閥43， 并加入設(shè)置在醫(yī)療保健設(shè)施的麻醉場所15A、 15B、 15C處或其附近的智能型
廢棄麻醉氣體收集單元30A、 30B、 30C。如Berry的共同待批申請11/266,966 中所述，智能型廢棄麻醉氣體收集單元30A、 30B、 30C優(yōu)選在標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉 氣體連接器18A、 18B、 18C附近的收集總管16各個分支內(nèi)流體連通。每個智 能型氣體收集單元30A、 30B、 30C包括收集室32A、 32B、 32C;排氣閥34A、 34B、 34C，以在不產(chǎn)生廢棄麻醉氣體時選擇性地隔離各個麻醉場所中收集總管 16的抽吸；以及相關(guān)的壓力傳感器40A、 40B、 40C、電路、控制器或機(jī)構(gòu)， 以操縱排氣閥34A、 34B、 34C。收集室32、 32B、 32C可以是剛性、柔性(例 如彈性袋)或兩者的組合。參考圖13，廢棄麻醉氣體從麻醉機(jī)12A、 12B、 12C進(jìn)入，通過19毫米、 30毫米或類似的標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器18A、 18B、 18C排入室32A、 32B、 32C。室32A、 32B、 32C內(nèi)是與位于室32A、 32B、 32C排出側(cè)的通過螺線管 操作的排氣闊34A、 34B、 34C電連通的壓敏傳感器40A、 40B、 40C。壓力傳 感器40A、 40B、 40C測定的壓力是室32A、 32B、 32C的壓力與外界(環(huán)境)大 氣壓的差值。如果室32A、 32B、 32C內(nèi)的壓力升高到稍高于環(huán)境壓力，壓力 傳感器40A、 40B、 40C檢測到壓力升高，通過控制電路打開排氣閥34A、 34B、 34C。開放閥34A、 34B、 34C使室32A、 32B、 32C與收集總管16中的真空源 流體連通，快速降低室32A、 32B、 32C中的壓力。當(dāng)室內(nèi)壓力接近環(huán)境壓力 時，傳感器40A、 40B、 40C檢測到壓力下降，同時排氣閥34A、 34B、 34C關(guān) 閉。廢棄麻醉氣體收集總管16在壓縮器42產(chǎn)生的低度真空壓力(例如5厘米 汞柱)下運(yùn)行。因此，不產(chǎn)生廢棄麻醉氣體時，防止收集總管16夾帶室內(nèi)空 氣能夠降低平均麻醉劑清除流速約90%，從而降低了壓縮器42、熱交換器/冷 凝器22、管道系統(tǒng)及相關(guān)其它硬件的必需容量。對于具有20-30個手術(shù)室的大 醫(yī)院來說，估計圖1所示現(xiàn)有技術(shù)回收系統(tǒng)10中500-1000升/分鐘的廢棄麻醉 氣體流速將降低至圖13所示回收系統(tǒng)500的流速50-100升/分鐘。而且，低流 速清除系統(tǒng)提供了通過冷凝作用更有效地回收廢棄麻醉氣體的方式，因?yàn)橹恍?將較少體積的氣體冷卻至各種麻醉氣體的冷凝溫度。真空總管16收集的廢氣流通過止回閥35到達(dá)壓縮器42。壓縮器42具有 一個壓縮階段，其規(guī)模能夠?qū)碜允占瘑卧?0A、 30B、 30C的廢棄麻醉氣體 的壓力升高到超過大氣壓，隨后在冷凝單元22中進(jìn)行處理。壓縮后，廢棄麻 醉氣體通過收集容器或接收器26A，使所有經(jīng)壓縮而冷凝的液體從壓縮的廢棄 麻醉氣體流中除去和分離。然后，壓縮的廢棄麻醉氣體流在多階段冷凝器22 中冷卻，使一氧化二氮和其它麻醉劑鹵化碳的溫度被降低至一定程度，從而使蒸氣以可移除液體形式冷凝在冷凝盤管236B(圖ll)(參見圖11的描述)?；蛘?， 也可采用單階段冷阱/分餾器125(圖12)來冷凝和收集冷凝盤管136(圖12)上霜 凍形式的蒸氣(參見圖12的描述)。進(jìn)行冷凝過程的溫度和壓力控制著麻醉氣體 組分是以可移除液態(tài)形式冷凝還是以霜凍形式沉積。液態(tài)麻醉劑冷凝物被收集 到收集罐24A、 24B中，而液態(tài)水冷凝物被收集到收集容器23中。如上所述，優(yōu)選壓縮廢氣在進(jìn)行大氣排放46之前首先節(jié)流通過小型透平 機(jī)44或類似裝置，以獲取壓縮廢氣的潛在能量。然后，利用獲取的能量來激 發(fā)壓縮器42或滿足所述方法和系統(tǒng)的其它能量需求。降低壓縮工作麻醉氣體 流通過透平機(jī)44的壓力可導(dǎo)致其它麻醉組分冷凝。因此，提供接收器45來收 集這些麻醉劑冷凝物，然后將其余廢氣排入大氣46。自備式廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式被設(shè)置和設(shè)計成對醫(yī)療保 健設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施和供給的依賴性最小。與需要醫(yī)療保健設(shè)施供應(yīng)液態(tài)氧和/ 或液氮來冷凝氣態(tài)麻醉劑組分的其它系統(tǒng)不同，本文所述系統(tǒng)僅需要機(jī)械能或 電能來運(yùn)行。而且，本發(fā)明僅需要排氣孔來排放沒有麻醉劑組分的廢氣，而不 需要大型廢氣處理系統(tǒng)。因此，優(yōu)選的實(shí)施方式相對而言是自備式的，可容易 地融入內(nèi)科診所、獸醫(yī)診所或牙科診所內(nèi)。[較大型、更常規(guī)的廢棄麻醉氣體回 收系統(tǒng)(例如醫(yī)院里常用的那些)在上述診所環(huán)境中由于其超規(guī)模和成本而不實(shí) 用。]圖14顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的熱交換器/冷凝器222，它通過與逆流 的中間熱傳遞流體交換熱量來冷卻和冷凝廢棄麻醉氣體流的麻醉氣體組分。然 后，采用常規(guī)的電能或機(jī)械能驅(qū)動的冷凍單元270在熱傳遞流體(例如DuPont Suva 95或類似的超低溫冷凍劑)返回到熱交換器/冷凝器222之前將其冷卻。 采用獨(dú)立的冷凍單元270來冷卻熱傳遞流體或冷凍劑就不再需要醫(yī)療保健設(shè)施 供應(yīng)液氮和/或液態(tài)氧。DuPontSuva 95是優(yōu)選的冷凍劑，因?yàn)樵卺t(yī)療冷凍器 和其它超低溫應(yīng)用(在-40。C至l」-101。C之間)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，DuPont Suva 95能 顯著降低壓縮器的排放溫度，從而大大增加系統(tǒng)的可靠性和壓縮器壽命，同時 它也是環(huán)境友好型冷凍劑。如圖14所示，熱傳遞流體流過熱交換器/冷凝器222的盤管236，從麻醉 氣體組分吸收熱量而蒸發(fā)，冷凝在盤管236的外表面上。然后，采用一個或多
個冷凍階段，通過常規(guī)蒸氣壓縮過程冷卻中間熱傳遞流體。此時至少部分蒸發(fā) 的飽和(或稍許過熱)的熱傳遞流體在壓縮器272中被壓縮到較高的壓力。壓縮導(dǎo)致熱傳遞流體在壓縮器272出口處變得過熱(即，在升高的壓力下達(dá)到比流體飽和溫度更高的溫度)。然后，采用合適的冷卻劑(優(yōu)選空氣)將過熱的流體在熱交換器/冷凝器274中冷卻和冷凝。然后，冷凝的流體在升高的壓力下節(jié)流通過 膨脹閥72至較低的壓力。此時，主要由液體和少量蒸氣組成的熱傳遞流體再 次準(zhǔn)備好在熱交換器/冷凝器222中從冷凝的麻醉氣體組分吸收熱量。作為常規(guī)冷凍系統(tǒng)的可選方式，采用低溫冷凍單元(未示出)來將中間熱傳 遞流體冷卻至甚至比用常規(guī)冷凍系統(tǒng)所能達(dá)到的更低的溫度(即大大低于 -73°C)。為了使蒸氣壓非常高的氣態(tài)麻醉劑組分(即冰點(diǎn)低于-73。C的麻醉劑)冷 凝，采用低溫冷卻熱傳遞流體來冷卻和冷凝上述麻醉劑組分。低溫冷凍過程， 例如簡單的Linde或Joule-Thompson循環(huán)是本領(lǐng)域眾所周知的，這里將不再描 述。圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，在內(nèi)科診所、牙科診所、小型獸 醫(yī)診所或其它醫(yī)療保健設(shè)施中使用的低流速廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng)300?；厥障到y(tǒng)300類似于圖1所示現(xiàn)有技術(shù)的廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)10，只 是加入了小型透平機(jī)344，壓縮器342提供的一個或多個壓縮階段，以及位于 醫(yī)療保健設(shè)施麻醉診所315處或其附近的智能型廢棄麻醉氣體收集單元330。 壓縮器342優(yōu)選位于智能型廢棄麻醉氣體收集單元330和冷凝器322之間。小 型透平機(jī)344優(yōu)選位于冷凝器322和排氣孔346之間。如Berry的共同待批的申請11/266,966中所述，智能型廢棄麻醉氣體收集 單元330優(yōu)選與標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器318附近的收集進(jìn)口 316流體連通。 智能型氣體收集單元330包括收集室332;排氣閥334，以在不產(chǎn)生廢棄麻 醉氣體時選擇性地隔離各個麻醉場所中收集進(jìn)口 316的抽吸；以及相關(guān)的壓力 傳感器340、電路、控制器或機(jī)構(gòu)，以操縱排氣閥334。收集室322可以是剛 性、柔性(例如彈性袋)或兩者的組合。參考圖15，廢棄麻醉氣體從麻醉機(jī)312進(jìn)入，通過19毫米、30毫米或 類似的標(biāo)準(zhǔn)廢棄麻醉氣體連接器318排入室332。室332內(nèi)是與位于室322排 出側(cè)的通過螺線管操作的排氣閥334電連通的壓力敏感型傳感器340。壓力傳 感器340測定的壓力是室332的壓力與外界(環(huán)境)大氣壓的差值。如果室332 內(nèi)的壓力升高到稍高于環(huán)境壓力，壓力傳感器340就檢測到壓力升高，并通過
控制電路打開排氣閥334。開放閥334使室332與收集進(jìn)口 316中的真空源流 體連通，從而快速降低室332中的壓力。當(dāng)室內(nèi)壓力接近環(huán)境壓力時，傳感器 340檢測到壓力下降，同時排氣閥334關(guān)閉。廢棄麻醉氣體收集進(jìn)口 316在壓縮器342產(chǎn)生的低度真空壓力(例如5厘 米汞柱)下運(yùn)行。如果系統(tǒng)300中不使用壓縮器342，那么需要在收集進(jìn)口 316 和排氣孔346之間設(shè)置真空泵(未示出)，以在收集進(jìn)口 316內(nèi)產(chǎn)生的低度真空 壓力。不產(chǎn)生廢棄麻醉氣體時，防止收集進(jìn)口 316夾帶室內(nèi)空氣能夠降低平均 麻醉劑清除流速約90%，從而降低了壓縮器342、熱交換器/冷凝器322、管道 系統(tǒng)及相關(guān)其它硬件(未示出)的必需容量。對于具有20-30個手術(shù)室的大醫(yī)院 來說，估計采用圖1所示現(xiàn)有技術(shù)的回收系統(tǒng)10中廢棄麻醉氣體流速為 500-1000升/分鐘。低流速清除系統(tǒng)能夠?qū)⒃撀樽須怏w流速降低至50-100升/ 分鐘。適用于較小醫(yī)療保健設(shè)施的圖15所示系統(tǒng)300被設(shè)計成麻醉氣體流速 1-20升/毫升。然而，低流速清除系統(tǒng)提供了通過冷凝作用更有效地回收廢棄 麻醉氣體的方式，而無論麻醉氣體流速如何，因?yàn)橹恍鑼⑤^少體積的氣體冷卻 至各種麻醉氣體的冷凝溫度。收集的廢氣流從收集進(jìn)口 316通過止回閥335到達(dá)壓縮器單元342。在一 個優(yōu)選的實(shí)施方式中，壓縮器342被配置成能夠?qū)碜允占瘑卧?30的廢棄麻 醉氣體壓縮至稍高于大氣壓的壓力，以在冷凝單元322中進(jìn)行后續(xù)處理。優(yōu)選 超過50psig的壓力，以利用伴隨而來的分離效率和分餾提取效果的提高。采用 多階段壓縮器以避免產(chǎn)生與高壓縮比有關(guān)的問題，例如排放溫度高和機(jī)械故障 的增加。因此，壓縮器生產(chǎn)商推薦壓縮比不超過10:1，尤其在低溫應(yīng)用中。多 階段壓縮器還比單階段壓縮器更加經(jīng)濟(jì)，因?yàn)閴嚎s階段的壓縮比較小將節(jié)省伴 隨的動力成本。然而，系統(tǒng)300的壓縮器342僅需要一個壓縮階段，因?yàn)轭A(yù)計 壓縮比不超過10:1。壓縮后，廢棄麻醉氣體通過收集容器或接收器326，使所有經(jīng)壓縮而冷凝 的液體從壓縮的廢棄麻醉氣體流中除去和分離。冷凝回收麻醉組分之前，應(yīng)除 去氣流中的任何水蒸氣，以防止液態(tài)水冷凝物在冷凝器322中凍結(jié)。去除廢棄 麻醉氣體流中的水蒸氣的優(yōu)選方法是利用第一冷凝器階段422A(圖16)，然而， 也可采用其它脫水方法，例如干燥、吸收、過濾、半滲膜或疏水膜等。這些氣 體干燥方法可在麻醉氣體冷凝之前的任意時間使用，包括壓縮階段之前。然后，壓縮的廢棄麻醉氣體流在單階段或多階段冷凝器322中冷卻，使一 氧化二氮和其它麻醉劑鹵化碳的溫度降低至一定程度，從而使蒸氣以可移除液 體的形式冷凝在冷凝盤管436B(圖16)上，或者以霜凍形式沉積在冷凝盤管536(圖17)上。進(jìn)行冷凝過程的溫度和壓力控制著麻醉氣體組分是以可移除液體 形式冷凝還是以霜凍形式沉積。對于圖15所示的系統(tǒng)300，優(yōu)選具有至少兩個 階段422A、 422B(圖16)的冷凝器322。第一階段422A(圖16)用于去除廢棄麻 醉氣體流中的水蒸氣，第二階段422B(圖16)則用于冷凝麻醉劑。液態(tài)麻醉劑冷 凝物(未分餾)收集在容器324中，液態(tài)水冷凝物則收集在容器323中，兩個容 器有規(guī)律地排空。專用熱傳遞流體流過冷凝器322的盤管436A、 436A、 536(圖16和17)， 用于冷卻和冷凝麻醉氣體組分。然后，在熱傳遞流體(例如DuPontSuva⑧95或 類似的超低溫冷凍劑)返回?zé)峤粨Q器/冷凝器322之前，采用常規(guī)電能冷凍單元 370將其冷卻。如前面結(jié)合圖14所述，采用一個或多個冷凍階段，通過常規(guī)蒸 氣壓縮過程冷卻中間熱傳遞流體。采用獨(dú)立的冷凍單元370來冷卻熱傳遞流體 或冷凍劑就不再需要醫(yī)療保健設(shè)施供應(yīng)液氮和/或液態(tài)氧。但是，在醫(yī)院或其它 醫(yī)療、牙科或獸醫(yī)設(shè)施中，也可采用由液化氣體通用供應(yīng)源獲取的液態(tài)氧、液 氮或類似冷凍劑來代替專用的熱傳遞流體。如果廢棄麻醉氣體被壓縮到超出設(shè) 施的氣體供應(yīng)壓力(例如50 psig)，那么一旦冷凝器單元322發(fā)生內(nèi)部滲漏，則 通用冷凍供應(yīng)源將被廢棄麻醉氣體所污染。因此，使用液態(tài)氧、液氮或類似冷 凍劑時，在廢棄麻醉氣體壓超過50psig的情況下，推薦采用獨(dú)立的供應(yīng)源，以 避免醫(yī)療保健設(shè)施的通用氣體供應(yīng)源被廢棄麻醉氣體污染的風(fēng)險。麻醉組分通過冷凝去除之后，剩余的廢氣(主要由夾帶空氣組成)可排入大 氣346。然而，更優(yōu)選壓縮廢氣進(jìn)行大氣排放346之前，首先節(jié)流通過小型透 平機(jī)344或類似裝置，以獲取壓縮廢氣的潛在能量。然后，利用獲取的能量激 發(fā)壓縮器342或滿足該方法和系統(tǒng)的其它能量需求。廢氣中的其它麻醉劑組分 也可通過在透平機(jī)344中膨脹而冷凝。這些麻醉劑冷凝物在廢氣進(jìn)行大氣排放 346之前集中在接收器345中。而且，進(jìn)行大氣排放之前，冷卻的廢氣與待冷卻的氣流之間的熱整合可降 低該方法和系統(tǒng)總的冷卻效用。例如，廢棄麻醉氣體流的壓縮導(dǎo)致氣流溫度升 高。待排出346的冷卻廢氣流可用于在冷凝前冷卻該壓縮廢棄麻醉氣體流，以 降低熱交換器/冷凝器322總的冷凍劑需求。Berry描述了兩種從廢棄麻醉氣體回收揮發(fā)性鹵化碳的低溫方法。第一種， 也是更優(yōu)選的是美國專利6,729、 329(結(jié)合于此作為參考)，它描述了使用液態(tài) 氧來將麻醉氣體組分冷凝成可回收的液態(tài)冷凝物。圖16 —般地顯示了'329專 利的系統(tǒng)和方法，經(jīng)改良以適應(yīng)通入壓縮廢棄麻醉氣體流以及用專用熱傳遞流 體(例如DuPont Suva 95或類似的超低溫冷凍劑)代替液態(tài)氧。因?yàn)榈湫偷呢?fù) 載麻醉劑的蒸氣流的露點(diǎn)溫度隨壓力升高而升高，第一種廢棄麻醉氣體的回收 方法受到通入的廢棄麻醉氣體流壓力升高的顯著而有益的影響。提供一冷凝器單元422，它包括第一和第二冷凝器422A和422B。來自冷 凍單元270的用于冷卻熱傳遞流體的出口管線421與第二冷凝管422B的冷凝 盤管436B流體連通。冷凝盤管436B的出口經(jīng)流動管線425與第一冷凝管422A 盤管436A的入口流體連通。盤管436A的出口經(jīng)流動管線427與小型冷凍單元 270(圖14)的入口流體連通。流動管線439將醫(yī)療保健設(shè)施中的接收器326、 626(圖15和18)的廢棄麻 醉氣體流動管線連接至熱交換器/冷凝器422的入口 。廢棄麻醉氣體進(jìn)入由于壓 縮而在升高的溫度下經(jīng)流動管線439進(jìn)入熱交換器/冷凝器422。壓縮的廢棄麻 醉氣體在頂部或入口處進(jìn)入熱交換器/冷凝器422A，向下通過盤管436A上方， 在盤管436A處與逆流流過盤管436A的熱傳遞流體交換熱量。壓縮廢棄麻醉氣 體中的水蒸氣在特定溫度下(超過0'C)冷凝成液態(tài)水，該溫度取決于壓縮廢棄麻 醉氣體流的壓力。然后，液態(tài)水由于重力作用而落入罐423中，以便儲存和去 除。容器422A底部附近冷卻的壓縮氣體經(jīng)流動管線441運(yùn)送到熱交換器/冷凝 器422B底部或入口處，在大于0"C的溫度下通過所述底部或入口處施加該氣 體。施加于熱交換器/冷凝器422B頂部冷卻的壓縮氣體通過盤管436B上方， 所述氣體與逆流通過盤管436B的熱傳遞流體交換熱量。來自流動管線421的 熱交換流體在約-90。C的溫度下進(jìn)入盤管436B并以較高的溫度經(jīng)流動管線425 離開盤管436B。需要時，在管線421上提供中間旁路閥437，以使管線425在 盤管436A入口處的溫度約為0°C。來自流動管線441的壓縮廢棄麻醉氣體通 過盤管436B上方時溫度降低，使廢氣鹵化碳液化并排入收集罐424中。壓縮 廢氣的其余組分(即對大氣無害的組分)經(jīng)流動管線446排入大氣，節(jié)流通過膨 脹閥643(圖18)以引導(dǎo)其它麻醉劑冷凝，或者通過現(xiàn)有的催化劑技術(shù)(未示出) 進(jìn)行進(jìn)一步的處理。第二個題為"麻醉氣體回收系統(tǒng)和方法"("Anesthetic Gas Reclamation
System and Method")的共同待批的申請_/_，—結(jié)合于此作為參考，該申請描述 了分批模式霜凍分餾過程的應(yīng)用，其中，將各種麻醉氣體的溫度降低至一定程 度，使其能夠在冷阱/分餾器的冷卻表面以霜凍形式冷凝和收集。冷阱/分餾器 周期性循環(huán)通過融化階段，期間廢棄麻醉氣體通過時沉積結(jié)塊形成霜凍氣體組 分的冷卻表面逐漸升溫，以相繼分離和收集俘獲的組分。圖17—般地顯示了'— 共同待批專利申請的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法經(jīng)過改良，以適應(yīng)通入壓縮的 廢棄麻醉氣體流以及用專用熱傳遞流體(例如Suva 95或類似的超低溫冷凍劑) 代替液態(tài)氧。然而，因?yàn)榘樽韯┑某Ｓ谜魵饬鞯谋c(diǎn)溫度在各種系統(tǒng)壓力 下保持相對恒定，該第二種廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)和方法不會受到廢棄麻醉氣 體流壓力增加的顯著影響。如圖17所示，由冷阱/分餾器或冷凝器單元522中具有冷卻盤管536。來 自冷凍單元570的冷卻的熱傳遞流體的出口管線521與冷阱/分餾器522的冷凝 盤管536流體連通。盤管536入口處的冷卻熱傳遞流體流由閥門533恒溫控制。 來自流動管線521的冷卻的熱傳遞流體在約-9(TC的溫度下進(jìn)入盤管536，在約 0'C下離開盤管536。盤管536的出口經(jīng)流動管線527與小型冷凍單元570的入 口流體連通。流動管線539將來自醫(yī)療保健設(shè)施的接收器326、 626(圖15和18)的廢棄 麻醉氣體流動管線連接至熱交換器/冷凝器522的入口 531。廢棄麻醉氣體經(jīng)流 動管線539進(jìn)入熱交換器/冷凝器522的溫度由于壓縮而升高。壓縮的廢棄麻醉 氣體進(jìn)入熱交換器/冷凝器522入口 531頂部，向下通過盤管436，在盤管536 上與逆流通過盤管536的熱傳遞流體交換熱量。廢棄麻醉氣體經(jīng)接頭537流出 熱交換器/冷凝器522并通過流動管線546排入大氣。這種逆流熱交換器設(shè)計產(chǎn)生溫度梯度，其中冷阱/分餾器522的頂部最熱而 冷阱/分餾器522的底部最冷。冷阱/分餾器522的冷卻盤管536的上部區(qū)域560 將壓縮的廢棄麻醉氣體冷卻至約-5。C，將水蒸氣以霜凍形式提取到盤管536上。 接著，冷卻盤管536的中部區(qū)域562、 563將壓縮廢棄麻醉氣體冷卻至約-60。C， 使七氟醚冷凝和固化在盤管536上。最后，下部區(qū)域564在約-9(TC的溫度下通 過冷凝和固化作用提取一氧化二氮或者，如果熱交換器/冷凝器525在低壓下運(yùn) 行(即真空壓力)，則麻醉組分可直接去升華/沉積到盤管536上，而不會首先形 成液態(tài)。而且，如果廢棄麻醉氣體含有異氟垸(熔點(diǎn)約-103。C)和/或地氟烷(熔點(diǎn) 約-108。C)，那么低溫冷卻的熱傳遞流體或液化氣體(例如液態(tài)氧或液氮)需要將
這些麻醉劑組分冷凝和固化到盤管536的下部區(qū)域564上。壓縮廢棄麻醉氣體的剩余組分(即對大氣無害的組分)優(yōu)選節(jié)流通過小型透 平機(jī)344(圖15)，以獲取壓縮氣體的潛在能量?；蛘撸@些壓縮廢氣經(jīng)流動管 線546排入大氣，節(jié)流通過膨脹閥643(圖18)以引導(dǎo)其他麻醉劑組分冷卻，或 者經(jīng)現(xiàn)有的催化劑技術(shù)進(jìn)一步處理(未示出)。冷阱/分餾器522周期性地循環(huán)通過融化過程，以除去冷卻盤管536上的霜 凍。盤管536的融化由恒溫控制閥533減少或阻制熱傳遞流體流過來實(shí)現(xiàn)。這 使得冷阱/分餾器522通過與處于環(huán)境溫度的周圍環(huán)境發(fā)生熱轉(zhuǎn)移而升高到室 溫。在另一個實(shí)施方式中，可將其它流體(未示出)引導(dǎo)通過冷卻盤管536來控 制融化。漏斗形收料斗557形成熱交換器/冷凝器522的最低點(diǎn)，優(yōu)選排入四通選擇 閥558，閥558則與麻醉劑收集罐524A、 524B和水收集罐523流體連通。當(dāng) 融化階段期間盤管536溫度升高到超過約-90。C時， 一氧化二氮從冷阱/分餾器 522的下部區(qū)域564熔化并集中在收料斗557中。選擇閥558同時對準(zhǔn)，以使 液態(tài)一氧化二氮通過重力作用而輸送到收集罐524A、 524B中的一個。隨著溫 度繼續(xù)升高到超過-65。C，七氟醚(大氣壓下熔點(diǎn)約-67°0)從盤管536中部區(qū)域 562、 563熔化并集中在收料斗557中。選擇閥558同時對準(zhǔn)，以使液態(tài)七氟醚 通過重力作用而輸送到收集罐524A、 524B中的另一個。類似地，隨著冷阱/ 分餾器522繼續(xù)升溫，超過0"C時，水蒸氣霜凍將從上部區(qū)域560熔化并通過 選擇閥558輸送到水收集罐523內(nèi)。通過該方法，氟代醚在從廢棄麻醉氣體中 被去除時實(shí)現(xiàn)了分餾。圖18顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實(shí)施方式，內(nèi)科診所、牙科診所、小型 獸醫(yī)診所或其它醫(yī)療保健設(shè)施中使用的廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng)600?；?收系統(tǒng)600與上文所述圖15的廢棄麻醉氣體回收系統(tǒng)300類似，其類似之處 在于，像系統(tǒng)300 —樣，系統(tǒng)600僅需要操作動力(未示出)、廢棄麻醉氣體流 615來源和排氣孔646。但是，系統(tǒng)600還被設(shè)置和設(shè)計成緊湊自備式單元， 以便將其置于病房內(nèi)麻醉機(jī)612旁。優(yōu)選地，系統(tǒng)600是一個包封單元602， 其總體積占據(jù)約一立方英尺。系統(tǒng)600包括熱交換器/冷凝器622，通過與在小 型冷凍單元670中冷卻的中間熱傳遞流體進(jìn)行逆流熱交換來冷卻和冷凝廢棄麻 醉氣體流中的麻醉氣體組分。任選地，系統(tǒng)600可包括小型壓縮器642和接收 器626，和/或膨脹閥643(或小型透平機(jī)344(圖15))和接收器645。此外，系統(tǒng) 600還可包括低流速廢棄麻醉氣體收集單元630。在圖18所示優(yōu)選的實(shí)施方式中，系統(tǒng)600包括壓縮器642和接收器626 以及膨脹閥643和接收器645。廢棄麻醉氣體收集和回收系統(tǒng)600被設(shè)計成用 于處理流速為1-20升/分鐘的麻醉氣體，該系統(tǒng)通過可附連的流動管線606與 現(xiàn)有高流速615，或者更優(yōu)選的低流速630麻醉氣體收集單元連通。廢棄麻醉 氣體收集進(jìn)口 616以壓縮器642產(chǎn)生的低度真空壓力(例如5厘米汞柱)下運(yùn) 行，壓縮器優(yōu)選位于進(jìn)口 616和熱交換器/冷凝器622之間。收集的麻醉氣體流 從收集進(jìn)口 616通過止回閥635到達(dá)壓縮器642。壓縮器642具有單個壓縮階 段，它被配置成將來自收集單元615、 630的廢棄麻醉氣體的壓力升高到超過 大氣壓的壓力，以便在冷凝單元622中進(jìn)行后續(xù)處理。壓縮后，廢棄麻醉氣體流過收集容器或接收器626，使所有經(jīng)壓縮而冷凝 的液體從壓縮的廢棄麻醉氣體流中除去和分離。然后，壓縮的廢棄麻醉氣體流 在多階段冷凝器622中冷卻，使一氧化二氮和其他麻醉劑鹵化碳的溫度降低至 一定程度，從而使蒸氣以可除去的液體形式冷凝在冷凝器盤管436B(圖16)上(參 見圖16的描述)?；蛘?，單階段冷凝器522(圖17)也可用于在冷凝器盤管536(圖 17)上冷凝和收集霜凍形式的蒸氣(參見圖17的描述)。進(jìn)行冷凝過程的溫度和 壓力決定了麻醉氣體組分是以可除去的液態(tài)形式冷凝還是以霜凍形式沉積。對 于圖18所示系統(tǒng)600，優(yōu)選具有至少兩個階段422A、422B(圖16)的冷凝器622。 第一階段422A(圖16)用于去除廢棄麻醉氣體流中的水蒸氣，第二階段422B(圖 16)用于冷凝麻醉劑。液態(tài)麻醉劑冷凝物(未分餾)收集在小容量(g卩1升)容器624 中，液態(tài)水冷凝物收集在小容量(即l升)容器623中，兩個容器有規(guī)律地排空。采用流過冷凝器622的盤管436A、 436A、 536(圖16和17)的專用熱傳遞 流體來冷卻和冷凝廢棄麻醉氣體組分。然后，在熱傳遞流體(例如DuPont Suva 95或類似超低溫冷凍劑)回到熱交換器/冷凝器622之前，采用常規(guī)電力冷凍單 元670將其冷卻。如上面結(jié)合圖14所述，采用一個或多個冷凍階段，通過常 規(guī)蒸氣壓縮過程冷卻中間熱傳遞流體。采用獨(dú)立的冷凍單元670來冷卻熱傳遞 流體或冷凍劑就不再需要醫(yī)療保健設(shè)施供應(yīng)液氮和/或液態(tài)氧。但是，在醫(yī)院或 其它醫(yī)療、牙科或獸醫(yī)設(shè)施中，也可采用由液化氣體通用供應(yīng)源獲取液態(tài)氧、 液氮或類似冷凍劑來代替專用的熱傳遞流體。麻醉劑組分通過冷凝去除之后，剩下的壓縮廢氣(主要由夾帶空氣組成)優(yōu) 選通過膨脹閥643和接收器645，然后進(jìn)行大氣排放646。膨脹閥643將壓縮 廢氣降低至大氣壓，并通過Joule-Thompson效應(yīng)進(jìn)一步冷卻廢氣。廢氣中殘余 的其它麻醉劑組分可通過Joule-Thompson絕熱膨脹冷凝。這些麻醉劑冷凝物 在進(jìn)行大氣排放646之前集中在接收器645中。然后，優(yōu)選采用待排放646的冷卻的廢氣在逆流熱交換器680中冷卻通入 的壓縮廢棄麻醉氣體。這就降低了熱交換器/冷凝器622對冷凍劑的需求，從而 降低了系統(tǒng)600總的運(yùn)行成本。廢氣節(jié)流通過閥643并在交換器680中升溫，然后通過可附連的流動管線637排放到醫(yī)療保健設(shè)施的現(xiàn)有排氣孔646中。 撰寫說明書摘要僅僅是為了讓美國專利商標(biāo)局和普通公眾通過粗略瀏覽能夠快速確定技術(shù)說明書的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要點(diǎn)，它僅僅代表了優(yōu)選的實(shí)施方 式而不是展示本發(fā)明的全部性質(zhì)。雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明的某些實(shí)施方式，本發(fā)明并不限于所示實(shí)施方式； 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)和改良形式。這些改進(jìn)和 改良在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于收集廢棄麻醉氣體的裝置(30)，所述裝置包括具有入口和出口的第一室(32A)，所述第一室的所述入口被配置成與麻醉機(jī)(12A)的排氣口流體連通并被設(shè)置成能夠由其接收包含廢棄麻醉氣體組分的氣流；第一排氣閥(34A)，其第一端與所述室的所述出口流體連通，第二端被配置成與真空總管(16)流體連通；和與所述第一室連接的第一檢測器(40A)，它被設(shè)計和設(shè)置成能夠確定何時所述第一室內(nèi)可能存在所述廢棄麻醉氣體組分，所述第一檢測器可操作地與所述第一排氣閥連接以控制排氣閥；從而，當(dāng)所述第一檢測器確定所述第一室內(nèi)可能存在所述廢棄麻醉氣體組分時，所述第一檢測器使所述第一排氣閥打開，以使所述第一室與所述真空總管流體連通，將所述氣流從所述第一室抽入所述真空總管。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一檢測器是壓力檢測器。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一排氣閥是螺線管驅(qū)動閥。
4. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與所述第一排氣閥(34A)的所述第二端流體連通的真空總管(16);和 與所述真空總管流體連通以便從其接收所述氣流的廢棄麻醉氣體清除裝置(22、 24、 26B、 20)，所述廢棄麻醉氣體清除裝置被設(shè)計和設(shè)置成能夠從所述 氣流去除所述廢棄麻醉氣體組分。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與所述第一排氣閥(34A)的所述第二端流體連通的真空總管(16); 各自具有排氣口的第一和第二麻醉機(jī)(12A、 12B)，所述第一室(32A)的所述入口與所述第一麻醉機(jī)(12A)的所述排氣口流體連通；具有入口和出口的第二室(32B)，所述第二室的所述入口與所述第二麻醉機(jī) (12B)的所述排氣口流體連通；第二排氣閥(34B)，其第一端與所述第二室(32B)的所述出口流體連通，第 二端與所述真空總管流體連通；和與所述第二室連接的第二檢測器(40B)，它被設(shè)計和設(shè)置成能夠確定何時所述第二室內(nèi)可能存在所述廢棄麻醉氣體組分，所述第二檢測器可操作地與所述第二排氣閥連接以控制排氣閥；從而所述第一排氣闊和所述第二排氣閥協(xié)同作用，以在所述第一室或所述第二 室內(nèi)不可能存在所述廢棄麻醉氣體組分時限制大氣進(jìn)入所述排氣總管。
6. —種清除從麻醉機(jī)(12)流出的氣流中的廢棄麻醉氣體組分的方法，所述 方法包括以下步驟從所述麻醉機(jī)接收所述氣流進(jìn)入室(32);檢測所述室接收的所述氣流的存在；響應(yīng)所述室內(nèi)接收的所述氣流的存在，通過可選擇性隔離的流動路徑(34) 使所述室與真空總管(16)周期性地流體連通；通過所述可選擇性隔離的流動路徑和所述真空總管將所述室內(nèi)接收的所 述氣流轉(zhuǎn)移到廢棄麻醉氣體清除裝置(22、 24、 26B、 20)內(nèi)；通過所述廢棄麻醉氣體清除裝置從所述氣流除去所述廢棄麻醉氣體組分；從而所述室和所述可選擇性隔離的流動路徑協(xié)同作用，以在所述麻醉機(jī)不產(chǎn)生 所述廢棄麻醉氣體組分時最大程度地減少大氣進(jìn)入所述真空總管。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 當(dāng)檢測到所述室內(nèi)存在所述氣流時，促使所述可選擇性隔離的流動路徑中形成流體連通，當(dāng)沒有檢測到所述室內(nèi)存在所述氣流室，阻止所述選擇性隔離的流動路徑 中形成流體連通。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 通過與所述室連接的壓力傳感器來檢測所述室內(nèi)接收的氣流的存在。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述可選擇性隔離的流動路徑包括螺線管驅(qū)動的排氣闊，所述方法還包括以下步驟檢測所述室內(nèi)壓力與環(huán)境壓力之間的壓力差；當(dāng)所述室內(nèi)壓力大于所述環(huán)境壓力時，通過所述壓力傳感器使所述排氣閥 打開；當(dāng)所述室內(nèi)壓力不大于所述環(huán)境壓力時，通過所述壓力傳感器關(guān)閉所述排氣閥。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 根據(jù)所述壓力差成比例地驅(qū)動所述排氣閥。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 在對應(yīng)于多個進(jìn)入點(diǎn)的多個麻醉機(jī)中，在對應(yīng)于所述進(jìn)入點(diǎn)的麻醉機(jī)處，在所述真空總管的多個進(jìn)入點(diǎn)中，基于檢測到的所述廢棄麻醉氣體組分的可能 存在控制每個進(jìn)入點(diǎn)的流入。
12. —種去除和分離氣體混合物中多種氣態(tài)組分的方法，所述方法包括以下 步驟使所述氣體混合物通過具有表面溫度梯度特征的冷卻表面(36)上方，使得 所述氣體混合物沿較高溫度到較低溫度的方向通過表面上方來冷卻所述氣體 混合物，使所述氣體混合物的第一氣態(tài)組分通過去升華作用以固體形式沉積到所述冷卻表面的第一部分(60、 62)上，所述第一組分的特征在于第一熔點(diǎn)，所述 第一部分(60、 62)的特征在于比所述第一熔點(diǎn)溫度低的第一溫度，然后使所述氣態(tài)混合物的第二氣態(tài)組分通過去升華作用以固體形式沉積到所 述冷卻表面的第二部分(63、 64)上，所述第二組分的特征在于第二熔點(diǎn)，所述 第二部分(63、 64)的特征在于比所述第二熔點(diǎn)溫度低并且比所述第一溫度低的 第二溫度，然后加熱所述冷卻表面(36)，使所述沉積的固態(tài)第二組分從所述冷卻表面(36)的所述第二部分(63、 64) 融化，然后，將所述第二組分收集到第二容器(24B)中，然后使所述沉積的固態(tài)第一組分從所述冷卻表面(36)的第一部分(60、 62)融化， 然后，將所述第一組分收集到第一容器(24A)中。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 使所述沉積的固態(tài)第二組分熔化成液態(tài)，然后 將所述液態(tài)第二組分收集到所述第二容器(24B)中，然后 使所述沉積的固態(tài)第一組分熔化成液態(tài)，以及 將所述液態(tài)第一組分收集到所述第一容器(24A)中。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 使所述沉積的固態(tài)第二組分熔化成液態(tài)，然后將所述液態(tài)第二組分收集到所述第二容器(24B)中，然后使所述沉積的固態(tài)第一組分去升華成氣態(tài)，以及將所述氣態(tài)第一組分收集到所述第一容器(24A)中。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 使所述沉積的固態(tài)第二組分去升華成氣態(tài)，然后 將所述氣態(tài)第二組分收集到所述第二容器(24B)中，然后 使所述沉積的固態(tài)第一組分熔化成液態(tài)，以及 將所述液態(tài)第一組分收集到所述第一容器(24A)中。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 使所述沉積的固態(tài)第二組分去升華成氣態(tài)，然后 將所述氣態(tài)第二組分收集到所述第二容器(24B)中，然后 使所述沉積的固態(tài)第一組分去升華成氣態(tài)，以及 將所述氣態(tài)第一組分收集到所述第一容器(24A)中。
17. —種從包含氮?dú)?、氧氣和多種鹵化碳組分的廢棄麻醉氣體混合物中去 除和分離多種氣態(tài)組分的方法，所述方法包括以下步驟使所述廢棄麻醉氣體混合物通過具有表面溫度梯度特征的冷卻表面(36)上方，使得所述氣體混合物沿較高溫度到較低溫度的方向通過表面上方來冷卻所 述氣體混合物，使所述廢棄麻醉氣體混合物中的第一卣化碳?xì)鈶B(tài)組分固化到所述冷卻表 面(36)的第一部分(60、 62)上，所述第一鹵化碳?xì)鈶B(tài)組分的特征在于第一鹵化碳 熔點(diǎn)，所述第一部分(60、 62)的特征在于比所述第一鹵化碳熔點(diǎn)溫度低的第一、〉曰f^F使所述廢棄麻醉氣體混合物中的第二鹵化碳?xì)鈶B(tài)組分固化到所述冷卻表 面(36)的第二部分(63、 64)上，所述第二鹵化碳?xì)鈶B(tài)組分的特征在于第二鹵化碳 熔點(diǎn)，所述第二部分(63、 64)的特征在于比所述第二鹵化碳熔點(diǎn)溫度低并且比 所述第一溫度低的第二溫度，然后加熱所述冷卻表面(36)，使所述固化的第二鹵化碳組分從所述冷卻表面(36)的所述第二部分(63、64) 熔化成液態(tài)，然后將所述第二鹵化碳液態(tài)組分收集到容器(24A、 24B)中，然后 使所述固化的第一鹵化碳組分從所述冷卻表面(36)的所述第一部分(60、62)熔化成液態(tài)，以及將所述第一鹵化碳液態(tài)組分收集到容器(24A、 24B)中。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述廢棄麻醉氣體混合物包含至少一種氣態(tài)麻醉劑組分，所述方法還包括 以下步驟使所述廢棄麻醉氣體混合物中的所述氣態(tài)麻醉劑組分固化到所述冷卻表 面(36)的第三部分(62、 63、 64)上，所述氣態(tài)麻醉劑組分的特征在于麻醉劑熔點(diǎn)， 所述第三部分(62、 63、 64)的特征在于比所述麻醉劑熔點(diǎn)低的第三溫度，然后，使所述固化的麻醉劑組分從所述冷卻表面(36)的所述第三部分(62、 63、 64) 升華成氣態(tài)，然后，將所述氣態(tài)麻醉劑組分收集到容器(24C)中。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 通過熱傳遞冷卻所述冷卻表面(36)并使一定體積的液態(tài)氧升溫，然后 在醫(yī)療保健設(shè)施(110)中使用所述體積的升溫的液態(tài)氧。
20. —種去除和分離廢棄麻醉氣體流中的氣態(tài)組分以防止氣態(tài)麻醉劑從醫(yī) 療保健設(shè)施排入大氣的方法，所述方法包括以下步驟從麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)收集所述廢棄麻醉氣體流，采用具有至少一個壓縮階段的壓縮器(42)將所述收集的廢棄麻醉氣體流壓 縮到超過大氣壓的壓力，使所述壓縮的氣體混合物通過具有表面溫度梯度特征的冷卻表面(136、 236A、 236B)上方，使得所述氣流沿較高溫度到較低溫度的方向通過表面上方 來冷卻所述氣流，使所述氣態(tài)麻醉劑從所述壓縮氣流冷凝，從所述壓縮氣流分離所述冷凝的麻醉劑，將不含所述冷凝麻醉劑的所述氣流排入大氣(46)。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述收集廢棄麻醉氣體流的 步驟包括將所述氣流從麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)收集到室(32A、 32B、 32C)中， 檢測(40A、 40B、 40C)所述室(32A、 32B、 32C)內(nèi)所述氣流的存在， 響應(yīng)所述室(32A、 32B、 32C)內(nèi)接收的所述氣流的存在，通過可選擇性隔 離的流動路徑(34A、 34B、 34C)使所述室與真空總管周期性地流體連通；通過所述可選擇性隔離的流動路徑(34A、 34B、 34C)和所述真空總管(16)將所述室(32A、 32B、 32C)內(nèi)接收的所述氣流轉(zhuǎn)移到壓縮器(42);所述室(32A、 32B、 32C)和所述可選擇性隔離的流動路徑(34A、 34B、 34C)協(xié)同作用，以在所述麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)中不產(chǎn)生所述廢棄麻醉氣體流時最大程度地減少大氣進(jìn)入所述真空總管(16)。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述使氣態(tài)麻醉劑從所述廢 棄麻醉氣體流冷凝的步驟在能使所述氣態(tài)麻醉劑以固體形式冷凝的壓力和溫 度下進(jìn)行。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述使氣態(tài)麻醉劑從所述廢 棄麻醉氣體流冷凝的步驟在能使所述氣態(tài)麻醉劑以固體形式冷凝的壓力和溫 度下進(jìn)行。
24. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 在所述氣流進(jìn)行大氣排放(46)之前使其膨脹通過膨脹閥(43)，和 在接收器(45)中收集所述氣流膨脹通過所述膨脹閥(43)冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
25. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 在所述氣流進(jìn)行大氣排放(46)之前使其膨脹通過膨脹閥(43)，和 在接收器(45)中收集所述氣流膨脹通過所述膨脹閥(43)冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
26. —種防止廢棄麻醉氣體中的麻醉氣體組分從醫(yī)療保健設(shè)施排入大氣的 系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括.-從麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)收集廢棄麻醉氣體的廢棄麻醉氣體收集單元 (15A、 15B、 15C、 30A、 30B、 30C)，用于將所述廢棄麻醉氣體從所述廢棄麻醉氣體收集單元(15A、 15B、 15C、 30A、 30B、 30C)抽吸到壓縮器(42)的真空總管(16)，包括至少一個壓縮階段的壓縮器(42)，以使所述廢棄麻醉氣體的壓力升高 到超過大氣壓，熱交換器/冷凝器(22)，具有與來自所述壓縮器(42)的流動管線(139、 239) 流體連通的入口和與排氣管線(46)流體連通的出口，所述熱交換器/冷凝器(22) 還具有設(shè)置在其中的冷卻盤管(136、 236A、 236B)，所述冷卻盤管(136、 236A、 236B)的出口與冷凍器的流動管線(127、 227)流體連通，所述冷卻盤管(136、 236A、 236B)的入口與來自冷凍劑來源(120、 220)的流動管線(121、 221)流體連接，所述熱交換器/冷凝器(22)具有至少一個冷凝管(24A、 24B)，用于在所述熱 交換器/冷凝器(22)內(nèi)收集來自所述廢棄麻醉氣體的液態(tài)麻醉劑組分。
27. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 與所述熱交換器/冷凝器(22)的所述出口流體連通的膨脹閥(43)，所述膨脹閥(43)用于降低待排放的所述廢氣的壓力，和在所述膨脹閥(43)和所述排氣管線(46)之間流體連通的接收器(45)，所述接 收器(45)用于收集由于降低所述廢氣壓力而冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
28. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述廢棄麻醉氣體收集單元 (15A、 15B、 15C、 30A、 30B、 30C)包括室(32A、 32B、 32C)，用于從所述麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)接收所述廢棄 麻醉氣體，檢測器(40A、 40B、 40C)，用于檢測所述室(32A、 32B、 32C)內(nèi)所述廢棄 麻醉氣體的存在，和可選擇性隔離的流動路徑(34A、 34B、 34C)，其響應(yīng)所述室(32A、 32B、 32C)內(nèi)接收的廢棄麻醉氣體的存在而使所述室(32A、 32B、 32C)與真空總管(16) 周期性地流體連通，從而所述室(32A、 32B、 32C)和所述可選擇性隔離的流動路徑(34A、 34B、 34C) 協(xié)同作用，以在所述麻醉機(jī)(12A、 12B、 12C)不產(chǎn)生所述廢棄麻醉氣體時最大 程度地減少大氣進(jìn)入所述真空總管(16)。
29. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 與所述熱交換器/冷凝器(22)的所述出口流體連通的透平機(jī)(44)，所述透平機(jī)(44)能夠降低待排放(46)廢氣的壓力，和在所述透平機(jī)(44)和所述排氣管線(46)之間流體連通的接收器(45)，所述接 收器(45)用于收集由于降低所述廢氣壓力而冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
30. —種去除和分離廢棄麻醉氣體流中的氣態(tài)麻醉劑以防止氣態(tài)麻醉劑從 醫(yī)療保健設(shè)施排入大氣的方法，所述方法包括以下步驟從麻醉機(jī)(312、 612)收集所述廢棄麻醉氣體流，使所述氣流通過具有表面溫度梯度特征的冷卻表面(236、 436A、 436B、 536) 上方，使得所述氣流沿較高溫度到較低溫度的方向通過表面上方來冷卻所述氣 流，所述氣流通過所述冷卻表面?zhèn)鲗?dǎo)與熱傳遞流體交換熱量，所述熱傳遞流體由于與所述氣流交換熱量而變熱，然后所述熱傳遞流體再在冷凍單元(270、370、 570、 670)中冷卻，從所述氣流冷凝所述氣態(tài)麻醉劑，從所述氣流分離所述冷凝的麻醉劑將所述不含所述冷凝麻醉劑的氣流排入大氣(346、 446、 546、 646)。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述收集廢棄麻醉氣體流的 步驟包括將所述氣流從麻醉機(jī)(312、 612)收集到室(332、 632)中， 檢測(340、 640)所述室(332、 632)內(nèi)接收的所述氣流的存在， 響應(yīng)所述室(332、 632)內(nèi)接收的所述氣流的存在，通過可選擇性隔離的流動路徑(334、 634)使所述室與收集進(jìn)口(316、 616)周期性地流體連通；通過所述可選擇性隔離的流動路徑(334、 634)，將所述室(332、 632)內(nèi)接收的所述氣流傳遞至所述收集進(jìn)口(316、 616)，所述室(332、 632)和所述可選擇性隔離的流動路徑(334、 634)協(xié)同作用，以在所述麻醉機(jī)(312、 612)不產(chǎn)生所述廢棄麻醉氣體流時最大程度地減少大氣進(jìn)入所述收集進(jìn)口(316、 616)。
32. 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 采用具有至少一個壓縮階段的壓縮器(342、 642)將所述廢棄麻醉氣體流壓縮到超過大氣壓的壓力。
33. 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，使所述氣態(tài)麻醉劑從所述廢 棄麻醉氣體流中冷凝的所述步驟在能使所述氣態(tài)麻醉劑以固體形式冷凝的壓 力和溫度下進(jìn)行。
34. 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在所述氣流進(jìn)行大氣排放(346)之前使其膨脹通過透平機(jī)(344)，和 在接收器(345)中收集由于所述氣流膨脹通過所述透平機(jī)(344)而冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
35. —種防止廢棄麻醉氣體中的麻醉氣體組分從醫(yī)療保健設(shè)施排入大氣的 系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢棄麻醉氣體收集單元(315、 330、 615、 630)，用于從麻醉機(jī)(312、 612)收集廢棄麻醉氣體，收集進(jìn)口(316、 616)，用于接收來自所述廢棄麻醉氣體收集單元(315、 330、 615、 630)的所述廢棄麻醉氣體，熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)，具有入口和出口，入口與 來自所述收集進(jìn)口(316、 616)的流動管線(239、 339、 439、 539、 639)流體連通， 所述熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)還具有設(shè)置在其中的冷卻盤管 (236、 436A、 436B、 536)，所述冷卻盤管(236、 436A、 436B、 536)的出口與冷 凍單元(270、 370、 570、 670)的流動管線(227、 327、 427、 527、 627)流體連通， 所述冷卻盤管(236、 436A、 436B、 536)具有入口，所述熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)具有至少一個冷凝管(224、 324、 424、 524A、 524B、 624)，用于在所述熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)內(nèi)收集來自所述廢棄麻醉氣體的液態(tài)麻醉劑組分，冷凍單元(270、 370、 570、 670)，其入口與來自所述冷卻盤管(236、 436A、 436B、 536)的所述出口的流動管線(227、 327、 427、 527、 627)流體連通，其出 口與來自所述冷卻盤管(236、 436A、 436B、 536)的所述入口的流動管線(221 、 321、 421、 521、 621)流體連通，所述冷凍單元(270、 370、 570、 670)用于冷卻 流過所述冷卻盤管(236、 436A、 436B、 536)的熱傳遞流體。
36. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍單元(270、 370、 570、 670)還包括用于壓縮所述熱傳遞流體的壓縮器(272)，熱交換器(274)，所述熱交換器采用冷卻劑來冷卻所述被壓縮的熱傳遞流 體，禾口膨脹閥(276)，用于降低所述熱傳遞流體的壓力。
37. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述廢棄麻醉氣體收集單元 (330、 660)還包括室(332、 632)，用于接收來自所述麻醉機(jī)(312、 612)的所述廢棄麻醉氣體， 檢測器(340、 640)，用于檢測所述室(332、 632)內(nèi)接收的所述廢棄麻醉氣體 的存在，可選擇性隔離的流動路徑(334、 634)，其響應(yīng)所述室(332、 632)內(nèi)接收的所 述廢棄麻醉氣體的存在而使所述室(332、 632)與收集進(jìn)口(316、 616)周期性地流 體連通，從而所述室(332、 632)和所述可選擇性隔離的流動路徑(334、 634)協(xié)同作用，以 在所述麻醉劑(312、 612)不產(chǎn)生所述廢棄麻醉氣體時最低程度地減少大氣進(jìn)入 所述收集進(jìn)口(316、 616)。
38. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 具有至少一個壓縮階段的壓縮器(342、 642)，用于將所述廢棄麻醉氣體的壓力升高到超過大氣壓。
39. 如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 與所述熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)的所述出口流體連通的膨脹閥(643)，所述膨脹閥(643)用于降低待排放(646)的廢氣壓力，在所述膨脹閥(643)和排氣管線(646)之間流體連通的接收器(645),所述接 收器(645)用于收集由于降低所述廢氣壓力而冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
40. 如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 與所述熱交換器/冷凝器(222、 322、 422、 522、 622)的所述出口流體連通的透平機(jī)(344)，所述透平機(jī)(344)用于降低待排放(346)的廢氣壓力，和在所述透平機(jī)(344)和排氣管線(346)之間流體連通的接收器(345)，所述接 收器(345)用于收集由于降低所述廢氣壓力而冷凝形成的液態(tài)麻醉劑組分。
全文摘要
描述了從醫(yī)療保健設(shè)施排放的廢棄麻醉氣體中回收和分離麻醉氣體組分的方法和裝置。冷凝型麻醉劑回收方法和裝置包括一個或多個以下優(yōu)選的實(shí)施方式低流速麻醉氣體清除單元，用于將廢棄麻醉氣體以霜凍形式收集到冷阱/分餾器冷卻表面的霜凍分餾過程，具有至少一個壓縮階段的壓縮器，以及與醫(yī)療保健設(shè)施的公共基礎(chǔ)設(shè)備和供給設(shè)備接口最少的自備式裝置。
文檔編號A62B7/04GK101212998SQ200680022156
公開日2008年7月2日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者J·M·貝里, S·莫里斯 申請人:麻醉氣體回收有限公司