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ガス機器の豆知識

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Q1.酸素ボンベの使用可能時間はどれくらい?

500L型を例に説明致します。

500L型の酸素ボンベには35℃の時に、14.7MPaで500L(大気圧下)となるよう充填されています。
しかし、実際に使用する場所の気温は、35℃より低く空調された場所で使用されるケースが大半であると考えられます。
容器の中の酸素は、35℃より温度が低い分、圧力が下がり体積も収縮致します。
仮に20℃の場合、13.7MPaで約470Lになります。
また、流量計の目盛にも誤差があります。
その為、満タンの500L型は、若干の余裕を考え450Lで計算致します。

1L/分で使用すると450÷1=450  約450分
2L/分で使用すると450÷2=225  約225分
3L/分で使用すると450÷3=150  約150分
4L/分で使用すると450÷4=112.5 約112分
5L/分で使用すると450÷5=90  約90分

上記の時間は、満タンのボンベが完全に空になるまでの目安の時間なので、実際にはより安全を見て、1〜2MPa程度の圧力が残った状態でボンベを交換して頂きたいと思います。

使いかけの場合の簡易的な計算方法について説明いたします。
容器容量(ボンベの刻印のV)3.4L、圧力11MPaの場合の簡易的な計算式は、

3.4×11×10≒374

10%安全を見て337Lとなり、あとは流量で割ると使用可能時間になります。
1500L型は前述の約3倍になります。

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Q2.笑気ボンベの使用可能時間はどれくらい?

よく麻酔器に取付けてある2.5kg型を例に説明致します。

笑気の液体1kgを気化させますと気体の約500Lとなります。
すなわち2.5kg型の笑気は、1250Lとなります。使用可能時間の計算は、Q1の酸素と同様、10%安全を見て1250×0.9÷流量=時間となります。

使いかけの場合の簡易的な計算方法は、重量を測り、容器の重量(ボンベの刻印のW)を引き、500を掛けます。
測定した容器重量8.0kg、重量(刻印のW)6.3kgの場合の簡易的な計算式

(8.0−6.3)×500=850

10%安全を見て765Lとなり、流量で割ると使用可能時間になります。

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Q3.二酸化炭素(炭酸)ボンベの使用可能時間はどれくらい?

よく気腹器等に使用される2.2kg型を例に説明致します。

二酸化炭素の液体1kgを気化させますと気体の約500Lとなります。
すなわち2.2kg型の二酸化炭素は、1100Lとなります。使用可能時間の計算は、Q1の酸素と同様、10%安全を見て1100×0.9÷流量=時間となります。

使いかけの場合の簡易的な計算方法は、重量を測り、容器の重量(ボンベの刻印のW)を引き、500を掛けます。
測定した容器重量7.0kg、重量(刻印のW)5.6kgの場合の簡易的な計算式

(7.0−5.6)×500=700

10%安全を見て630Lとなり、流量で割ると使用可能時間になります。

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Q4.皮膚科で使用している液体窒素(-196℃)の自然蒸発はどれくらい?

容器メーカーや置き場所の状況によって若干誤差はありますが、一般的に使用されている5Lの容器で、1日に0.34L(6.4%)蒸発致します。全く使用しないままでも15日程度で空になります。
ちなみに10L容器で、1日に0.4L(4%)蒸発致します。

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Q5.空になったボンベのバルブは、閉めた方がよいのでしょうか?

極力、バルブを閉めて返却して下さるようお願い致します。
バルブを閉める事により、雨水等の水分や空気や異物の混入を防ぐ事ができます。

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Q6.酸素ボンベを寝かしておいても良いでしょうか?

液体ではなく気体の入った酸素ボンベは、寝かして置く事は問題ありません。
ただし、転がらないような処置をされるようお願い致します。(笑気や二酸化炭素(炭酸ガス)は、中身が液体であり立てて置く事が必要です)
本来、ボンベスタンドに入れて立てて置く事が基本ですが、入りきらない場合に暫定処置として、寝かせて置いても結構です。

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Q7.ボンベからガスが突然噴出した場合どのようにしたらよいのでしょうか?

院内に置いてある小型の酸素ボンベや気腹器等に使用される二酸化炭素(炭酸)ボンベ等から、大きな音とともにガスが噴出することがまれにあります。

これは火災の際、ボンベ内の圧力上昇によりボンベ自体が破裂して、消火作業中の方等が被災する事を防ぐために、バルブに破裂式安全弁が付いていますが、その薄い銅板が充填・カラを繰り返す事で金属疲労等により誤作動した時に起きてしまいます。

時期的には冬の寒い日に納品された直後で、ボンベにとって急激な温度上昇があった時や、夏の暑い日が多いようです。

この場合ガスの噴出を止めることはできません。ガスの噴出している部分には絶対に触れないで下さい。凍傷等の危険があります。そして近寄らないで下さい。高濃度の二酸化炭素を吸入した場合、意識不明や昏睡状態になる危険があります。概ね小型の酸素ボンベで数分、小型の二酸化炭素ボンベですと10分程度で空になります。

ガスの漏洩に対する基本は火気と換気になります。火の気を消して、ドアや窓を開放し換気をします。二酸化炭素の場合は不燃性なので火気はあまり関係ありませんが、ガス漏れしたら火気・換気と単純に覚えて頂き対応して頂ければと思います。

またガス納入業者へ急ぎ連絡をお願い致します。

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Q8.液化している酸素や窒素の1Kgは、気化すると何L(リットル)になるの?

簡単な計算式がありますので、それを用いて説明致します。

   液化ガス1Kg = 1000 × 22.4 ÷ 分子量

この答えが、L(リットル)です。(0℃ 1atm)

原子量の一例、水素・・・1  炭素・・・12   窒素・・・14  酸素・・・16

Q2の笑気(N2O)は、

   (液化)笑気ガス1Kg = 1000 × 22.4 ÷ 44 = 509 ≒ 500L

Q3の二酸化炭素(CO2)は、

   (液化)二酸化炭素ガス1Kg = 1000 × 22.4 ÷ 44 = 509 ≒ 500L

   
   (液化)酸素ガス1Kg = 1000 × 22.4 ÷ 32 = 700L

   (液化)窒素ガス1Kg = 1000 × 22.4 ÷ 28 = 800L

概算値ですが、上記のように算出する事ができます。

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