專利名稱：產(chǎn)生一氧化氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生一氧化氮的領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及用于家庭護理應(yīng)用的移動式一氧化氮的產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
在多種應(yīng)用中使用一氧化氮是眾所周知的，例如在從氨合成硝酸的奧斯特瓦爾德法(Ostwald process)中作為中間體。此外，還已知數(shù)種治療性應(yīng)用。作為實例，一氧化氮被血管內(nèi)皮用作周圍的平滑肌放松的信號，從而導致擴寬血管并因此增加血流量。這導致一氧化氮特別適用于血壓病。然而，許多類似的或其他應(yīng)用是已知的一氧化氮的用途。一氧化氮的示例性的應(yīng)用是改善肺功能并用于治療或預防支氣 管狹窄或可逆的肺血管收縮等、用于治療或預防哺乳動物中過度的內(nèi)膜增生導致的動脈再狹窄、用于治療受感染的組織例如殺死細菌，其涉及局部遞送含一氧化氮的氣源到含有受感染組織的皮膚表面。然而，最有名的一氧化氮的應(yīng)用之一是施用到患有持續(xù)性肺動脈高壓(PPHN)的患者。一氧化氮可以用幾種方式施用。已知提供在氣瓶內(nèi)的含一氧化氮的氣體。然而，后者的處理和貯存在安全措施方面是復雜的。此外，在治療應(yīng)用的方面，貯存的氣體必須符合非?？量痰囊?。因此，采用按需施用是更有利的。這使得一氧化氮在使用前不久產(chǎn)生，從而避免了安全性和貯存問題。這種按需施用尤其非常適于家庭護理應(yīng)用。為了促進一氧化氮的家庭護理應(yīng)用，一氧化氮的移動式產(chǎn)生是最有利的。已知產(chǎn)生一氧化氮的方法，包括移動式的一氧化氮產(chǎn)生。例如，已知僅僅使用空氣和電源、通過電氣排放(electric gas discharge)以產(chǎn)生一氧化氮?，F(xiàn)有技術(shù)可用于醫(yī)療或緊急護理設(shè)施，遞送與其他氣體混合的治療有效濃度的一氧化氮到人體的特定器官。已知現(xiàn)有技術(shù)的這些方法的主要缺點是大量形成更高氧化態(tài)的氮氧化物。作為實例，形成了二氧化氮。由于這些較高氧化態(tài)的氮氧化物的毒性高，尤其是二氧化氮，產(chǎn)生的氣體混合物不能直接使用，而需要進一步的純化步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是提供一種產(chǎn)生一氧化氮的方法，其克服上述的局限。本發(fā)明的另一個目標是提供一種產(chǎn)生一氧化氮的方法，其中有效地防止較高氧化態(tài)的氮氧化物的形成，尤其是二氧化氮的形成。本發(fā)明的另一個目標是提供一種產(chǎn)生一氧化氮的方法，其容易執(zhí)行并且可用于家庭護理應(yīng)用。這些目的中至少一個可通過產(chǎn)生一氧化氮的方法實現(xiàn)，特別是用于治療性應(yīng)用，該方法包括以下步驟引導工藝氣體(process gas)進入反應(yīng)室中，其中所述工藝氣體包括氮氣和氧氣；加熱工藝氣體至足夠高的溫度，使氧氣和氮氣能夠反應(yīng)形成一氧化氮，從而形成包含一氧化氮的氣體；并且從反應(yīng)室提取包含一氧化氮的氣體，其中在反應(yīng)室內(nèi)的工藝氣體中存在的氧氣的量為< 5體積％。
因此，所述反應(yīng)室內(nèi)工藝氣體的氧含量低是本發(fā)明的一個基本特征。因此，或者可以使用具有所需的氧含量的工藝氣體。還可以使用具有較高氧含量的工藝氣體，從而在工藝氣體進入反應(yīng)室之前減少氧含量。這樣產(chǎn)生的優(yōu)點是只有非常少量的氧氣留在反應(yīng)體積中，氧氣可以把一種組分進一步氧化成較高氧化態(tài)的氮氧化物。作為實例，眾所周知，一氧化氮易被氧化成二氧化氮。然而，二氧化氮是一種非常有毒的氣體，應(yīng)用前必須通過純化步驟將其除去。根據(jù)本發(fā)明，大體上防止了形成較高氧化態(tài)的氮氧化物并從而形成有毒的副產(chǎn)品。產(chǎn)生的含一氧化氮的氣體可分別直接用于治療應(yīng)用或者醫(yī)療應(yīng)用。這樣可以對患者直接施用。復雜或昂貴的純化步驟是不必要的，因為一氧化氮存在于接近大氣密度的純氮氣或基本上為純氮氣的氣氛中。此外，即使以類似上述的方式，在反應(yīng)室內(nèi)的工藝氣體中使用這么少量的氧氣，可以提供治療有效濃度的一氧化氮。因此，濃縮步驟不是必要的，而產(chǎn)生的氣體可用于直接按需施用。
含一氧化氮的氣體優(yōu)選是包含氮氣和一氧化氮的氣體混合物。然而,氮氣的含量大大過剩，從而發(fā)揮惰性氣體的作用。在產(chǎn)生的氣體混合物中仍然存在一些氧氣并將與一氧化氮反應(yīng)的情況下，無論如何二氧化氮的形成是在有害水平以下的，從而沒有負面影響。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了良好的系統(tǒng)維護的可能性，因為沒有化學反應(yīng)造成的化合物的消耗和中毒。根據(jù)本發(fā)明的方法必須使用的設(shè)備可以是簡單、重量輕且節(jié)能的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，在反應(yīng)室內(nèi)的工藝氣體中的氧氣含量為所包含的氧氣完全或至少基本完全被轉(zhuǎn)化成一氧化氮。這意味著，工藝氣體被處理成在反應(yīng)室內(nèi)只包含大幅減少的含氧量。然后,所有或幾乎所有包含的氧氣與反應(yīng)室內(nèi)的一氧化氮反應(yīng)。反應(yīng)后，可能只有微量的氧氣量存在于產(chǎn)生的氣體混合物中。在本發(fā)明的進一步優(yōu)選的實施方案中，空氣被用作工藝氣體。對于家庭護理應(yīng)用，這尤其有利。此外，不必貯存工藝氣體。根據(jù)本發(fā)明的方法的這一實施方案實施簡單且節(jié)約成本。本發(fā)明的進一步優(yōu)選的實施方案中，在反應(yīng)室內(nèi)的工藝氣體中的氧氣存在的分壓為20Pa。這是一個幾乎完全防止高氧化態(tài)的氮氧化物形成的濃度，而所產(chǎn)生的包含一氧化氮的氣體被濃縮到足以是治療有效的。在進一步優(yōu)選的實施方案中，一氧化氮在產(chǎn)生的含一氧化氮的氣體中的含量為彡IOppm至彡IOOOppm0這是一個即使如上述工藝氣體中的氧含量被減少也可以容易達到的量。此外，產(chǎn)生的氣體中一氧化氮的濃度高到足以達到治療有效的水平。該氣體因此可以被直接用于施用。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，工藝氣體被加熱到> 1000K的溫度范圍。這個溫度范圍使氧氣和氮氣有效反應(yīng)，從而是節(jié)能的。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，反應(yīng)室通過熱隔離進行隔離。這項措施進一步減少能量輸入從而提高能源效率，以便有效地加熱反應(yīng)室、并因此有效加熱工藝氣體。因此，該實施方案尤其節(jié)約成本。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，反應(yīng)室內(nèi)的氧含量通過引導工藝氣體通過第一膜來實現(xiàn)。這是非常有效的形成氧含量足夠低的工藝氣體的措施，即使是以具有更大氧氣量的工藝氣體開始的。合適的膜的壽命長，且對于維護的要求低。此外，通過提供第一膜以降低氧含量，根據(jù)本發(fā)明的方法可以很容易地按需進行，即，在使用前不久進行。不需要貯存特殊的工藝氣體。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，所產(chǎn)生的包含一氧化氮的氣體通過第二膜從反應(yīng)室提取到提取室。這是一種特別簡單的、節(jié)省成本的提取所產(chǎn)生氣體的方法，并提供后者用于施用。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，使用擺動法(swing process)。所述擺動法是在反應(yīng)室的加熱階段之后進行冷卻階段的方法。這樣可將膜再生，從而得到最佳的反應(yīng)條件。在這種情況下，如果使用兩個平行布置的反應(yīng)室是尤其優(yōu)選的。因此，產(chǎn)生的含一氧化氮氣體可產(chǎn)生連續(xù)流動,尤其是在相反階段工作的時候。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，該方法包括以下額外的步驟
提供第一室，所述第一室包括額外氣體，所述額外氣體包括氮氣；從所述額外氣體獲得氮氣；使用獲得的氮氣作為運送從反應(yīng)室提取到的一氧化氮和/或引導獲得的氮氣進入反應(yīng)室的載氣。本實施方案具有的優(yōu)點是它能夠通過使用獲得的氮氣作為載氣，把從反應(yīng)室提取的一氧化氮運送到需要一氧化氮的位置。另一個或者額外的優(yōu)點是獲得的氮氣可用于產(chǎn)生工藝氣體。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施方案中，所述方法包括以下額外的步驟提供所述額外氣體，從而它包括氮氣和氧氣；從所述額外氣體獲得氧氣；弓I導至少部分獲得的氧氣進入反應(yīng)室。本實施方案具有的優(yōu)點是所獲得的氧氣可以被用來產(chǎn)生工藝氣體。另一部分獲得的氧氣可用于其他目的，例如施用給患者。可以在使用獲得的氧氣產(chǎn)生工藝氣體之外或者不使用獲得的氧氣產(chǎn)生工藝氣體而代替性地追求這類其他目的。


參考以下所述的實施方案，本發(fā)明的這些以及其他方面將顯而易見并得以說明。附圖中圖I顯示為根據(jù)本發(fā)明的方法而設(shè)計的布置的示意圖；圖2-圖3顯示為根據(jù)本發(fā)明的方法而設(shè)計的布置的額外的示意圖；圖4示意性地顯示本發(fā)明背后的概念的概括。實施方案的詳細說明圖I中，示意性地顯示了布置I。布置I可以包括第一膜2，以制備工藝氣體；反應(yīng)室3，用于進行氮氣和氧氣的反應(yīng)；第二膜4，用于純化產(chǎn)生的氣體；以及提取室5，用于提取所產(chǎn)生的含一氧化氮的氣體。設(shè)計所述布置I來實施根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生一氧化氮的方法，如下文所述。根據(jù)本發(fā)明，產(chǎn)生至少部分包含一氧化氮的氣體。因此，使用作為基礎(chǔ)材料的工藝氣體。所述工藝氣體可以是任何一種氣體，該氣體中至少部分包含氮氣和氧氣，是形成一氧化氮的離析物(educt)。然而，優(yōu)選工藝氣體基本上由氮氣和氧氣組成，其中氮氣的過剩是有利的。因此，可以優(yōu)選使用空氣作為工藝氣體。因此，所述反應(yīng)室3可以連接到進氣口 6，進氣口 6配備有泵，該泵迫使工藝氣體，例如空氣，通過進氣口 6進入反應(yīng)室3。根據(jù)本發(fā)明，使用低氧含量的工藝氣體是必需的，即，反應(yīng)室內(nèi)氧含量在按體積<5%(體積％)范圍內(nèi)。使用在氮氣環(huán)境中的減少的氧氣含量是非常適合抑制NO(NOx)的較高的氧化態(tài)的措施。尤其是非常有毒的二氧化氮可保持在有害水平以下。氧含量減少時也可以遞送醫(yī)療應(yīng)用所需的量?？梢灾赋觯暂^高的氧含量開始時，除了減少在工藝氣體中的含氧量之外，總壓力下降也可以是有利的。這樣的壓力減小也就是存在的氧氣的絕對量的減少，可以與工藝氣體中的氧氣壓力進一步降低組合使用。必須指出，可使用升高的溫度來實現(xiàn)相應(yīng)的效果(抑制氮氧化物的較高氧化態(tài))。因此，減少氧含量和提高溫度的組合可以是有利的。然而，為實現(xiàn)反應(yīng)室內(nèi)的含氧量減少的工藝氣體的應(yīng)用，引導工藝氣體通過進氣口 6進入反應(yīng)室3，從而穿過第一膜2。作為目標，第一膜2必須把工藝氣體中的氧含量降 低到< 5體積％的量，或者，在優(yōu)選的實施方案中，降低到所有依然存在于反應(yīng)室3內(nèi)的氧氣可以與一氧化氮反應(yīng)的量。示例性的氧含量可以在20Pa的分壓范圍內(nèi)。形成這種第一膜2的一種簡單的方法是使用與氧氣相比更好地滲透氮氣的膜。這種膜對于氧氣可以是致密的。這意味著所述膜對大多數(shù)氣體是可透過性的，尤其是氮氣，然而它對于氧氣具有減小很多的滲透性能。在這種情況下，膜2可以被設(shè)計成進氣口 6的塞子。還可以設(shè)計膜2作為反應(yīng)室3的封口。然而，重要的是引導工藝氣體在進入反應(yīng)室3之前通過第一膜2。不使用膜2關(guān)于減少氧含量的滲透性能，第一膜2也可以設(shè)計成通過氧吸附來減少氧含量。在這種情況下，第一膜2可如上所述地定位，或者，可替代地，在反應(yīng)室3內(nèi)這樣定位。在這種情況下，可直接引導所述工藝氣體到反應(yīng)室3，而非通過第一膜2對其進行應(yīng)用。此外，在反應(yīng)室3內(nèi)存在的工藝氣體中氧含量的減少可通過氮分離器實現(xiàn)。該氮分離器(如UBE Industries的氮分離器)可以包括聚酰亞胺膜的模塊，它主要由中空纖維膜組成。使氧氣向外側(cè)滲透，導致剩下的氮氣具有非常低的氧含量。作為示例性的值，如此產(chǎn)生的工藝氣體可以具有99%的氮純度。使用沸石(zeolithe)可達到相應(yīng)的效果。在這種情況下，氧氣滲透過外側(cè)，而滯留物流(retentate flow)的含氧量大幅降低。另一種可能性是使用可逆固氧劑，即氧選擇性材料，這樣工藝氣體中的氧氣由所述試劑吸附。然而，必須指出，如果工藝氣體是由混合基礎(chǔ)氣體產(chǎn)生的，尤其是以這種方式混合氧氣和氮氣，則氧氣的量處于所描述的范圍內(nèi)，可以省略第一膜2。到此為止，規(guī)定量的氮氣和氧氣可以被引導入反應(yīng)室3。這可以通過兩個氣插嘴(gas insert)插入規(guī)定量的氮氣和氧氣來進行。還可以在把它們插入所述反應(yīng)室3之前直接混合純凈的氮氣和氧氣。然而，優(yōu)選直接在使用前通過第一膜2減少氧氣含量，因為在這種情況下不需要貯存基礎(chǔ)氣體，這對于家庭護理應(yīng)用尤其有利。通過使用惰性氣體或稀有氣體，氧氣的濃度可以進一步降低，惰性氣體或稀有氣體分別為載體?？赡艿妮d體可以是氮氣或氬氣。在第一膜2的下游，具有降低的氧氣含量的工藝氣體被引導入反應(yīng)室3，進行氧氣和氮氣的反應(yīng)形成一氧化氮。反應(yīng)室3至少部分地由壁7所包圍。壁7以及由此反應(yīng)室3可以具有任何合適的構(gòu)型；但是可優(yōu)選管狀。形成壁7的感興趣的材料是塑料、玻璃、陶瓷等。反應(yīng)室3在兩個對邊可以分別由第一膜2和第二膜4封閉，其如圖I中所示。然而，膜2和膜4分別只是在進氣口 6或出氣口 8內(nèi)的小插頭(plug)可能是有利的。在后一種情況下，膜2和膜4至少部分地由壁材料7形成的端壁取代，并如此形成壁7的一部分。為了使工藝氣體反應(yīng)，必須加熱工藝氣體到一個升高的溫度。加熱氧含量減少的工藝氣體很快導致可以按需供應(yīng)一氧化氮。這進一步降低一氧化氮被氧化并形成較高氧化態(tài)的氮氧化物的危險。為加熱工藝氣體，提供了加熱裝置11。所述加熱裝置11可以是任何合適的加熱裝 置，其被設(shè)計來加熱所述工藝氣體。優(yōu)選所述加熱裝置11連接到位于反應(yīng)室3外的電源。所述加熱裝置11和電源之間的電連接可以只是電線，優(yōu)選布置電線把反應(yīng)室3內(nèi)的加熱設(shè)備11電連接到外面的電源。—種合適的加熱裝置11包括電極，并被設(shè)計用于氣體放電燃燒，從而產(chǎn)生等離子體，其中工藝氣體與氣體放電形成的等離子體接觸。在這種情況下，可以使用非常高的溫度，例如超過3300K的溫度可以是合適的。在這種情況下，重要的是使用在目前條件下惰性的電極材料。此外，還可以利用放電，所述放電基于電容性、電感性或微波耦合，從而無需電極(electrode-less)。在這種情況下,可以避免放電電極的材料損失。此外，應(yīng)用等離子體是有利的，因為等離子體提供發(fā)出藍光和紫外光的額外優(yōu)點。因此，由于二氧化氮被光致離解成一氧化氮，反應(yīng)室3內(nèi)存在的二氧化氮的量進一步減少。另一種可能的加熱裝置11是一種裝置，該裝置可以由電流直接加熱并且是基于導電材料的。例如，其可以是金屬絲或半導體材料。示例性的材料可以是鉬、鉭和鋨、Nernst-glower(稀土氧化物)或碳化娃(siIiciumcarbide)制得的細絲。然而，重要的是所用的材料對反應(yīng)室3內(nèi)的條件具有惰性。在這種情況下，約1000K或以上(彡1000K)的溫度可以是足夠的。此外，還可以使用間接加熱的隔離材料。簡單的實例可以是石英玻璃管和氧化鋁管(DGA)，例如由鎢絲(如鹵素白熾燈)加熱，或由氣體放電加熱(在石英或DGA內(nèi)的高強度氣體放電燈)。再次，所用的材料必須有足夠的惰性，約1000K或以上(彡1000K)的溫度可以是足夠的。另一種可能的加熱裝置11設(shè)計成從外部加熱工藝氣體(外部加熱)。這可以通過施加外加場(即微波、激光、光等)實現(xiàn)。然而,可使用任何加熱裝置11,其用于加熱工藝氣體到一個溫度范圍,使氮氣和氧氣反應(yīng)。必須指出，升高的溫度Twall>600K可以被應(yīng)用到所述的壁來抑制進一步的氧化，與加熱工藝氣體的方式無關(guān)。這意味著進一步防止一氧化氮與最后剩余的氧氣形成二氧化氮。為了實現(xiàn)有效并節(jié)能地加熱工藝氣體，可以提供熱隔離12。所述熱隔離12可安排在壁7外或反應(yīng)室3內(nèi)，優(yōu)選連接到壁7上。所述熱隔離減少能量，所述能量是加熱工藝氣體到足夠高的值使氮氣和氧氣反應(yīng)形成一氧化氮所必需的。該熱隔離12可設(shè)計成防止熱傳導和/或熱輻射造成的損失。眾所周知的措施為，例如，施加真空(傳導率)或施加例如金屬反射層(輻射)。所述壁7本身也可以用來隔熱，例如通過由金屬或任何已知的絕緣材料制得壁7。在氮氣和氧氣反應(yīng)形成一氧化氮的方面，擺動法可以是有利的。在加熱階段，產(chǎn)生一氧化氮，并由于在反應(yīng)室3內(nèi)氣體溫度升高引起的總壓或分壓梯度，直接迫使一氧化氮流進提取室5。在這個階段，第一膜2也可以向例如空氣釋放吸附的氧氣，因此，通過進氣口 6返回。在冷卻階段，由于反應(yīng)室3內(nèi)氣體的溫度下降導致的例如空氣和反應(yīng)室3之間的總壓或分壓梯度，進入反應(yīng)室3的氧氣以及，根據(jù)實施方案的種類，氮氣的流速增加。然而，通過提供例如兩個在相反階段工作的反應(yīng)室3，可以不斷產(chǎn)生一氧化氮。通過氣體溫度調(diào)節(jié)和/或通過脈沖式功率沉積(例如開-關(guān)周期)，每秒遞送的一氧化氮的量可以適應(yīng)應(yīng)用的需求。在反應(yīng)室3的下游，可以提供第二膜4。該第二膜4是一氧化氮可滲透的膜。用第 二膜4進一步凈化從反應(yīng)室3提取到提取室5的一氧化氮。因此，很明顯，反應(yīng)后通過在反應(yīng)室3提供氣體混合物可以省略所述第二膜4，該氣體混合物適合直接使用。這可以通過提供各自的工藝氣體來實現(xiàn)。在這種情況下，第二膜可以由閥門替換。然而，如果使用第二膜4，第二膜4對高氧化態(tài)的氮氧化物(NOx)以及此外對于氧氣的滲透大大減少，以防止稍后氧氣對一氧化氮的氧化。第二膜4也可以用作壁7的一部分。在這種情況下，優(yōu)選使用對于一氧化氮不可滲透，但對于較高氧化態(tài)的氮氧化物高度可滲透的膜。這樣的膜可以采用例如PermSelect提供的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。在這種情況下，第二膜4沒有用作反應(yīng)室3和提取室5之間的分隔，而是作為壁7的一部分。然后，不需要的較高氧化態(tài)的氮氧化物被引導至例如大氣中，在那里可以收集氮氧化物，而引導含一氧化氮的氣體通過出氣口 10。提及提取室5，后者以從反應(yīng)室3提取產(chǎn)生的一氧化氮作為目標。這使得產(chǎn)生的一氧化氮適用于醫(yī)療應(yīng)用，即作為吸入氣體等施用到患者。通過提供第二膜4作為反應(yīng)室3和提取室5之間的間隔，一氧化氮可以分別通過工藝氣體或含產(chǎn)生的一氧化氮的氣體的流動來提取。提取室5也可以被設(shè)計成壓縮機系統(tǒng)的較低壓力側(cè)，在極端情況下，設(shè)計成真空泵，該真空泵把這個室內(nèi)的富一氧化氮的氣體壓縮回標準壓力條件。提取的主要組分將是氮氣，氮氣也(部分)滲透通過所述第二膜。在省略第二膜4的情況下，即提取室5直接接觸反應(yīng)室3，提取室5配備閥門，取決于操作的狀態(tài)，該閥門打開或關(guān)閉該設(shè)備對著應(yīng)用一氧化氮的區(qū)域。圖2-4顯示為根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)計的布置的額外示意圖。圖2示意性顯示包括氮氣和氧氣的第一室25。作為示例，所述第一室25可包括空氣，當然空氣包括氮氣和氧氣。也可以存在氮氣和氧氣以外的組分。在第一室25內(nèi)，氮氣和氧氣可保持在壓力下，例如6bar的壓力下。在本實例中,氮氣和氧氣是從第一室25得到的。一方面，氮氣和氧氣從第一室25遷移進反應(yīng)室30。該反應(yīng)室30與圖I所示的反應(yīng)室3類似，但并不一定包括例如隔離12。在本實施方案中，反應(yīng)室30包括加熱裝置32，其處于類似于圖I中的加熱裝置11的情形下。由第一室25獲得的氮氣和氧氣通過第一膜2遷移進反應(yīng)室30，該第一膜2降低氮/氧混合物的氧含量。另一方面，分別通過路徑35和路徑40從第一室25獲得氮氣和氧氣。膜45和膜50可用于分別獲得來自第一室25沿著路徑35和路徑40遷移的氮氣和氧氣。類似圖I中的情形，反應(yīng)室30包括任選的第二膜4，該第二膜用于從反應(yīng)室30提取一氧化氮。提取的一氧化氮保持在提取室5中。根據(jù)本圖中所示的實施方案，從第一室25獲得的氮氣沿路徑35遷移，并用于從提取室5運輸一氧化氮至位置47的載氣，一氧化氮在位置47被使用。這樣的位置可以是需要一氧化氮的患者。一氧化氮連同氮氣載氣可以置于超過Ibar的壓力下，把一氧化氮運送到需要一氧化氮的位置。從第一室25獲得的氧氣沿著路徑40遷移到需要氧氣的位置。這樣的位置可能也是需要氧氣的患者，和需要一氧化氮的患者是同一位，或者其他用途。本圖所示情形的可能變化包括其中路徑35不存在的情形，以及路徑40不存在的情形。第一室25不需要通過第一膜2直接接觸反應(yīng)室30。在這種情況下，氮氣和氧氣需要通過其他手段提供到反應(yīng)室30，如直接饋送。這些情形將在下面的圖中顯示。另一種可能的情形是第一室25只包括氮氣。顯然，在這種情形下路徑40是不存在的。仍然是在后一種情形下，可從第一室25向反應(yīng)室30為工藝氣體提供氮氣，和/或減少工藝氣體中氧氣的相對含量。然而，來自第一室25的氮氣也可能專門用作在提取室5中提取的一氧化氮的載氣。在本發(fā)明所有的實施方案 中，通過從第一室25或任何其他合適的構(gòu)件例如氮氣儲罐向反應(yīng)室30提供氮氣，可以減少工藝氣體中氧氣的相對含量。圖3示意性顯示了與圖2顯示的布置類似的布置。請讀者參考對上圖中布置的運行的描述。在這兩幅圖中相應(yīng)的元件已經(jīng)給出了相同的附圖標記。本圖再次顯示了第一室25、反應(yīng)室30、加熱裝置32、路徑35和路徑40、提取室5、可選的第二膜4、使用位置47以及膜45和膜50。然而，在本圖中，第一室25不通過第一膜2接觸反應(yīng)室30。相反，至少部分使用膜45從第一室25獲得并沿路徑35遷移的氮氣被抽走，沿著新路徑37流向反應(yīng)室30。類似地，至少部分使用膜50從第一室25獲得并沿路徑40遷移的氧氣被抽走，沿新路徑42流向反應(yīng)室30?？蛇x的吸入泵60和65可用于分別運輸?shù)獨夂脱鯕怆x開第一室25。本圖所示情形的可能變化包括不存在路徑35的情形、不存在37路徑的情形、路徑35和路徑37都不存在的情形、不存在40路徑的情形、不存在路徑42的情形以及路徑40和路徑42都不存在的情形。在不從第一室25獲得氧氣的情形下，第一室25顯然不需要包括氧氣或用于從第一室25獲得氧氣的膜50。在這種情形下，氧氣需要從其他構(gòu)件提供到反應(yīng)室30，如氧氣儲罐。圖4示意性顯示了本發(fā)明背后的概念的概括。反應(yīng)室70用于產(chǎn)生一種氣體，該氣體包括預期目的所需的目標氣體。從反應(yīng)室70提取目標氣體，并保持在提取室75內(nèi)。任選的膜100可用于提取用途。本圖所示的布置還包括了包括額外氣體的第一室80。至少額外氣體的第一部分是從第一室80得到的，并作為把目標氣體從提取室75運送到位置200的載氣，在位置200需要目標氣體。任選的膜210可用于從第一室80獲得所述的第一部分。通過路徑85從第一室80運輸所述第一部分到提取室75。可替代地或額外地，獲得額外氣體的第二部分，并通過路徑90運輸?shù)搅硗獾奈恢?00，在位置200需要第二部分。這個位置可以是但不必須是與需要目標氣體的位置相同的位置。一個可能的將要使用目標氣體和/或從額外氣體中得到的第二部分的位置是患者，該患者需要目標氣體和/或第二部分?？墒褂靡环N任選的膜220從第一室80獲得第二部分。如之前的實施方案中所示，額外氣體可能包括氮氣和氧氣，額外氣體的第一部分和第二部分可以分別是氮氣和氧氣。在本圖所示的情形的變化包括不存在路徑85的情形以及不存在路徑90的情形。任選的吸入泵105和110可用于分別沿路徑85和路徑90運輸從第一室80得到的第一部分和第二部分。至少部分在第一室80內(nèi)的額外氣體可運輸進反應(yīng)室70，以支持含目標氣體的氣體的產(chǎn)生。本圖中未顯示這種運輸，但是例如在前面兩幅圖中所示。該具體實施方案具有有效利用該布置中可得到的材料的優(yōu)點。雖然在附圖和前面的說明中詳細地說明和描述了本發(fā)明，這樣的說明和描述應(yīng)當被認為是說明性或示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于已披露的實施 方案。通過研究附圖、本公開以及所附的權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實施被主張權(quán)利的本發(fā)明時，可以理解和完成對披露的實施方案的其他的變體。在權(quán)利要求中，單詞“包括(comprising)”不排除其他元件或步驟，且不定冠詞“a”或“an”不排除復數(shù)。在相異的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施這一事實并不表示不能利用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.產(chǎn)生一氧化氮的方法，特別是用于治療性應(yīng)用，該方法包括以下步驟 在反應(yīng)室3內(nèi)提供工藝氣體，其中 所述工藝氣體包括氮氣和氧氣； 加熱所述工藝氣體至高到足以使氧氣和氮氣反應(yīng)形成一氧化氮的溫度，從而形成包含一氧化氮的氣體；并且 從所述反應(yīng)室3提取所述包含一氧化氮的氣體， 其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的所述工藝氣體中存在的氧氣的量為< 5體積％。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的所述工藝氣體中的氧氣以這樣的量存在，使得所包含的氧氣完全或至少基本完全被轉(zhuǎn)化成一氧化氮。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中使用空氣產(chǎn)生所述工藝氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項所述的方法，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的所述工藝氣體中存在的氧氣的分壓為20Pa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的方法，其中一氧化氮在產(chǎn)生的包含一氧化氮的氣體中的含量為> IOppm至< lOOOppm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的一項所述的方法，其中將所述工藝氣體加熱到>1000K的溫度范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項所述的方法，其中通過熱隔離12隔離所述反應(yīng)室3。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項所述的方法，其中所述反應(yīng)室內(nèi)的氧含量是通過引導所述工藝氣體通過第一膜2達到的。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8任一項所述的方法，其中所產(chǎn)生的包含一氧化氮的氣體通過第二膜4從所述反應(yīng)室3提取到提取室5中。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9任一項所述的方法，其中使用擺動法。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中使用兩個平行布置的反應(yīng)室3。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11任一項所述的方法，其中所述方法包括以下額外的步驟 提供第一室，所述第一室包括額外氣體，所述額外氣體包括氮氣； 從所述額外氣體獲得氮氣； 使用獲得的氮氣作為運送從所述反應(yīng)室3提取到的一氧化氮和/或引導獲得的氮氣進入所述反應(yīng)室3的載氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述方法包括以下額外的步驟 提供所述額外氣體，從而它包括氮氣和氧氣； 從所述額外氣體中獲得氧氣； 引導至少部分獲得的氧氣進入所述反應(yīng)室3。
全文摘要
本發(fā)明涉及產(chǎn)生一氧化氮的方法，特別是用于治療性應(yīng)用，該方法包括以下步驟引導工藝氣體進入反應(yīng)室3中，其中所述工藝氣體包括氮氣和氧氣；加熱所述工藝氣體至高到足以使氧氣和氮氣反應(yīng)形成一氧化氮的溫度，從而形成包含一氧化氮的氣體；并且從所述反應(yīng)室3提取所述包含一氧化氮的氣體，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的所述工藝氣體中存在的氧氣的量為≤5體積%。
文檔編號A61K33/00GK102781825SQ201080058604
公開日2012年11月14日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者C·H·伊格尼, R·希爾比希, R·平特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司