私は四肢麻痺です。バッテリーで人工呼吸器の加湿器に電力を供給できますか？

私は電気工学に関してはまったくの初心者なので、あなたの専門知識が正しい方向に私を導くことを願っています。これはこのフォーラムの珍しい投稿であることを知っているので、ご検討いただきありがとうございます。

最初に、私の質問の背景を説明しましょう。私は四肢麻痺で、呼吸をサポートするために人工呼吸器を使用しています。人工呼吸器のセットアップには、肺を湿らせておくための加湿器が含まれています。私の特定の状況では、かなりの期間、加湿せずにはいられません。私は、人工呼吸器チューブ内の結露を減らす加湿器と一緒に加熱されたワイヤーを使用します。人工呼吸器と加湿器の両方が車椅子に取り付けられており、それぞれに専用の電源コードが付いています。人工呼吸器にも独自のバッテリーコンポーネントがありますが、加湿器にはありません。ご想像のとおり、電源コンセントに接続する必要があるため、モビリティが大幅に制限されます。

そのすべてを考えると、加湿器に何らかの種類のバッテリーパックで電力を供給できるようになりたいと思っています。それが可能かどうかはわかりませんが。バッテリー技術の進歩により、私はそれが可能だと考えたいと思います。私の最初のアイデアは、車椅子の動力となるバッテリーにつなげることでしたが、私の椅子にサービスを提供している人々は、それらのバッテリーは加湿器からすぐに使い果たされると教えてくれました。

以下は、加湿器の電気仕様とその他の写真です。

だから、私はいくつかの質問があると思います。この問題を解決する必要がある場合、どこから始めますか？加湿器を数時間稼働させるために必要なバッテリー容量はどれくらいですか？このようなバッテリーはすぐに入手できますか、それともこの目的のために特別に設計する必要がありますか？接続は接地できますか？私が見落としているかもしれない他の問題はありますか？

あなたが私と共有できる知識に感謝します。

どうもありがとう、デビッド

私の妻はHC-150を持っています。これは、夜間にしか使用しないため、あなたのものよりも小さくなっています。ただし、Olinが言ったように、数時間だけ必要な場合は、小さいユニットを選択することもできます。

他の回答では、ピーク電流定格について説明しましたが、バッテリー容量にとって重要なのは平均電流です。私の妻のユニットは約90Wでピークに達しますが、コールドスタートでは約33％のデューティサイクルでしか動作せず、ウォームアップ後のそれよりもはるかに少ないため、平均消費電力は30Wを大幅に下回ります。彼女は簡単に加湿器とCPAPの両方を1つの海洋ディープサイクルバッテリーからキャンプアウトで9時間以上実行します。重いですが、車椅子には搭載できませんでした。

実際の平均消費電力を知る最良の方法は、一般的な条件下で1ワットを取得して数時間測定することです。または、実験的なアプローチをとり、バッテリーと購入可能な最も効率的なインバーターを購入し、自宅で安全に過ごしている間の持続時間を確認します。おそらく、あなたはあまりにも遠くに放電しないように、何らかの種類のレベルインジケータが必要です。

インバータを選択するとき、ピーク電力は依然として重要であることに注意してください。これは、たとえ短いバーストであっても、その電力に加えて効率とエラーのマージンを処理できる必要があるためです。

あなたが自分の家の周りを移動するためにこれを望んでいるなら、他の何かがドッキング/充電ステーションのようなものであるかもしれませんので、新しい部屋に移動するとき、あなたは自分でプラグを抜き差しすることができます。いくつかのアイデアについては、ロボット充電ステーションを検索してください。

私の娘には脳性麻痺があり、可動性が彼女にとってどれほど重要かを知っています。良い解決策を見つけるための幸運を祈ります。

基本的な問題は、この加湿器に多くの電力が必要なことです。あなたが提供した仕様から184Wの最悪ケースが必要なので、インバータに210Wとしましょう。これを2時間維持する必要があるとすると、1.5 MJになります。これまでのところ、これはすべて基本的な物理学であり、巧妙な電子機器は何も回避できません。

1.5 MJの数値を自動車のバッテリーの観点から見てみましょう。12 Vで210 Wには17.5 Aが必要です。2時間で35 Ahですが、そのようなバッテリーを損傷することなく完全に放電することはできません。カーバッテリーの用語では、少なくとも50 Ahの定格が必要です。それは小さくも軽くもないでしょう。

現在、同じエネルギー貯蔵に対してより小型で軽量な他のバッテリー技術があります。たとえば、A123の20 Ah 3.3 V角形リチウムセルは、それぞれ約500 gです。（210 W）/（3 V）=合計70 Aなので、理論上は4つの20 Ahセルで1時間処理できます。ただし、これはさまざまな理由でディレーティングする必要があるため、少なくとも1時間は5セル、2時間は10セルを計算します。それは5 kgまたは11ポンドですが、それはすべてを保持するためのインバーター、充電器、および機構を考慮していません。

そのため、はい、かなりの費用で行うことができ、かなりのスペースと重量がかかり、多大な費用がかかります。より良い答えは、代わりに効率とバッテリーバックアップ用に設計されたより良い加湿器にお金を使うことです。私はそのようにそこにあるものを見ていないが、それは私が始めるところです。

加湿器がACで動作し、バッテリーから電力を供給する必要がある場合、バッテリーのDC出力を加湿器が必要とするACに変換するために、バッテリーと加湿器の間にインバーターを挿入する必要があります。

仕様から、加湿器への最悪の場合の電力入力は230V加熱線モードであり、加湿器によって消費される電力は184ワットになります。

インバーターの効率が60％であると仮定すると、加湿器に184ワットを供給するために、バッテリーはインバーターに約307ワットを供給しなければなりません。

12ボルトのバッテリーの場合、これは約26アンペアのドレインであるため、バッテリーが消耗する前に加湿器を1時間実行したい場合は、26アンペア時の容量が必要になります。2時間実行する場合、その容量は52アンペア時間である必要があります。3時間の実行、78アンペア時間など。

また、バッテリー容量は通常、C / 10またはC / 20で消費される電流に基づいて時間変数で指定されます。ここで、Cはアンペア時のバッテリー容量です。正確に思い出すと、鉛酸の場合、それよりも高いレートで電流を流すと、Cで約-10％の実行時間のペナルティが生じます。

いずれにせよ、バッテリーメーカーのデータシートを参照して、より明確なものを探してください。鉛蓄電池を使用する場合は、深放電バッテリーがおそらく検討すべきものです。

好奇心だけで、確かに攻撃的であることを意味するものではありませんが、四肢麻痺の場合、どうやってここに投稿しますか？

DIYソリューションをさらに検討する場合は、現在使用している加湿器ではなくネブライザーを検討することをお勧めします。

ネブライザーは生理食塩水または滅菌水での長い旅行に使用されています。ネブライザーはそれほど電気を使用せず、より小さくなります。車のライターに差し込むダイハードパワーインバーターがあり、ネブライザーをプラグに差し込んで、生理食塩水または滅菌水で述べたように実行します。それはあなたのために働くかもしれません。（ソース）

加湿された空気を加熱することが重要な場合、これはニーズを満たしませんが、換気水に噴霧された室温の水を使用できる場合、それはかなりうまく機能し、電力使用量を大幅に削減します。ただし、加熱されたラインを維持するか、水トラップを追加する必要があります。さらに作業を進めると、ネブライザーを制御して、吸入時に水を追加するだけで、呼気時にオフにすることができます。これにより、結露と無駄な水が削減され、エネルギーが節約されます。チューブにそのまま適合するネブライザーを見つけることができるため、試着が簡単で安価になります。かなり安価な、テスト可能な携帯用の電池式超音波ネブライザーが多数あります。

チェックアウトする別のリソースはCPAPマシンです。DC電源を備えた取り付け可能な加湿器を備えたものもあります。加湿器の付属品を購入し、電源を見て、同じDC電力を供給するバッテリーパックとレギュレーターを作成するだけです。これらは、バッテリーで電力を供給しやすいでしょう。ネブライザーのように、おそらくいくつかのトレードオフがありますが、おそらくチェックアウトする価値があります。

気管切開の入り口にアトマイザーチップまたは超音波気化器を取り付け、電源と小さな給水チューブを入れてエアチューブを上げる方が良いのではないかと思います。適切なタイミングで、吸息ごとに湿気の爆発が起こり、呼気に何も生成されません。水を温める必要がある場合は、少しヒーターを使用します。

天然ガス= 13,900 Wh / kg

リチウム電池= 180 Whr / kg

加湿器は加熱ユニットです。バッテリーは、水を加熱するエネルギーを運ぶための最も効率的な方法ではありません。天然ガスはより効率的です。おそらく、使用可能なガスを使用する加湿器ユニットがあります。

その上、今日、彼らは水を加湿するために振動を使用し、大気中の水蒸気の生成はおそらく肺の加湿器として適合させることができ、それらは約10ワットを消費します。

あなたはすでにここにたくさんの優れた答えを持っています。加湿器の1時間ごとのエネルギー要件はすでに数人が計算しています。鉛酸とはるかに軽いリチウム（eバイクバッテリー）オプションの両方が提示されています。インバーターは、バッテリーの電圧を最大120およびACにするために不可欠です。残念ながら、効率的なインバーターは大きく、いくぶん高価で、少なくとも15％のエネルギーの損失を引き起こし、かさばり、電気コードを追加し、スペースを取ります。

いずれかの会社が12ボルトの加湿器を製造しているかどうかを調査することをお勧めします。おそらく、軍隊は、電気がなく、バッテリーだけがあるフィールドでそれらを使用しますか？ほとんどの家庭用電化製品は12ボルトDC形式で購入できるようになったので、加湿器はどうでしょうか。存在しない場合は、加湿器を製造する会社を説得して、12ボルトDCバージョンを製造することができます。独立を求めている人は他にもたくさんいます。

あなたのプロジェクトをより簡単にするための考えです。

幸運を。

ユニットは、「加熱ワイヤモード」で約180W消費し、約120W消費します。通常の主電源インバータのオーバーヘッド、たとえば80％の効率を追加すると、加熱モードでは225Wになります。これは電動自転車のバッテリーの容量範囲内にあります。たとえば、GBP200用の360Whバッテリーがあります。そのため、5Kgのe-bikeバッテリー1個につき約1.5時間かかりますが、バッテリーが古くなると減少します。

問題は、バッテリーの管理の1つになります-バッテリーの適切な充電、インバーターへの適切な給電、バッテリーを切り替えるタイミング、バッテリーの残量が少なくなっていることを見つける方法など。電動自転車およびその他の機器の場合は、ここで役立ちます。

ただし、より大きな問題は信頼性の1つです。ノートパソコンのバッテリーが切れた場合は、電源を切るだけです。人工呼吸器のバッテリーが切れると、生命を脅かす可能性があります。それに対処するシステム（バックアップ、フェールセーフなど）を設計すると、コストと重量が大幅に増加します。そのようなデバイスを販売するか、場合によっては提供することも、FDAまたは同等の規制当局からの承認が必要になります-より多くの時間と費用。彼らは、システムが人々を殺さないことを非常に確実にしたいと思うでしょう。

したがって、友人に助けを求めることができ、リスクを自分で負うことに同意することで、逃げることができます。しかし、それは本当にあなたが力なしでどれだけ対処できるかに依存します-答えが「非常に小さい」なら、私はそれを危険にさらしたくないでしょう。

システムの損失を減らすことにより、バッテリーの寿命を延ばすことができます。

あなたが言及した1つの損失は、加熱されたワイヤによって打ち消されたチューブの凝縮です。この熱は、チューブの壁から逃げて失われます。断熱材をチューブに追加すると、ワイヤにはそれほど電力は必要ありません。

私が見るもう一つは、加湿器自体の壁の結露と「高温表面警告。これは熱を逃がします。再び断熱が役立ちます。熱が間違った場所に閉じ込められた場合、火災の危険を引き起こす可能性があります。注意！

かなり極端な理論を捨てるだけです...（車椅子に動力を供給することを含む総合的な解決策が必要でない限り、これはあまり意味がありません-電圧を上げれば、リチウム電池を使って湿気排出口自体をもっと簡単に行うことができます、しかし、それは比較的非効率的です[これは実際には大きな問題ではなく、単に「気分が悪い」というだけです））

長期的なポータブルソリューションとして、LiFePO4バッテリーを中国から調達することは可能です。各100Ahで77個の3.2V LiFePO4バッテリーを使用し、230Vで出力を調整するための調整方法を見つけることができます（LiFePO4 LR6バッテリーのテストから、メーカーはAhを宣伝するときに〜3Vをカットオフポイントと呼ぶ傾向があります）。3V未満で動作させるべきではありません（電圧がかかっていると、その付近の崖から落ちます）が、LiFePO4は、仕様を大幅に上回る電圧で素早く「サージ」を開始することにも注意してください。 （〜3.9V）-これはおそらくそれから力を引き出しているものを台無しにするので、本当に規制する必要があります。

とにかく-バッテリーあたり300Whと仮定すると、23.1KWhになります。ユニットの平均消費電力が35Wであると仮定すると、これにより最大3週間の電力が得られます（自己放電の要因）。車椅子のトレッドにも動力を与え（不完全な情報で大まかな推測を投げる、ここ）、そしてあなたが動いていると仮定すると（かなり平らな地形で歩行速度[〜3.7mph]）24時間サイクルの〜10％ 〜12.5Whを加湿ベントから35Whに追加して、推定実行時間を〜1週間半にします。

-しかし、それは地獄のために、あなたが何らかのハイキングに似た旅行をしていると仮定しましょう（このバッテリータイプは通常の屋外の熱と日光で比較的良いことに留意してください）、あなたはラフで60％の時間を移動しています毎時平均240Whの歩行速度での地形（加湿通気後の275）。推定実行時間は3日間を少し超えるので、まともな週末旅行が可能です。

バッテリーのコストは約7,700ドルと見積もっています（これは控えめな見積もりではなく、かなり堅実な取引が得られることを前提としています）。レギュレーター（〜$ 100）、バンクフレーム/配線（〜$ 500）、および充電方法（〜$ 500-5000）が必要です。おそらく、充電のために銀行を取り外すために何らかの種類のホイストまたはスライディング方法が必要になるでしょう（または、充電フレームがバッテリーの上に収まる可能性がありますが、車椅子を離れる必要があります）。誰かの労力（〜25-75h）があれば、このプロジェクトは$ 11kで入ると思います。ただし、バッテリーの数を半分に減らして115Vで動作させると、すべてのコストがほぼ半分になります（サイズが半分になるとバッテリーバンクが数百ポンドを少し超えるため、グリップポイントが良好であると仮定して、手動で移動するのに数人だけが必要です）、元々与えられていた実行時間を〜55％短縮する必要があるだけです。ただし、電動車椅子自体に動力を供給しなければ、プロジェクトは馬鹿げたものになりますが、電圧を上げる必要がないため、効率が大幅に向上します。この銀行は2〜4個の電動フォークトラックバッテリーのような巨大な（ただし、77の「モジュール」が事実上あるため、銀行は必ずしも1つの堅固なブロックである必要はありません）。傾斜した路面での運転では、おそらく少しクレイジーになります-滑らかな場合を除き、ロールオーバーは間違いなく致命的です）。充電器のリギング方法にほぼ完全に依存して、元の容量の80％を下回る前に、このバンクから1500-4000の充電/放電サイクルを取得できるはずです（LiFePO4ソリューションは、気づく前に15年以上続くと思います）それはそれほど多くの充電を保持しません、そしてあなたが毎週かそこらを充電する必要を我慢することをいとわないならば、それはおそらく一生続くことができるでしょう。

追記：セルあたりの放電は非常に低いため（負荷が比較的多数のセルに分割される場合）、実行時間は過小評価されている可能性が10〜20％あります（大幅に取得できるはずです）バッテリーあたり100AH以上）。彼らは比較的クールに実行する必要があり、爆発する傾向はありません。また、メンテナンスに関して心配することはまったくありません。私はパワーチェアーの引き分けを推定する際に銀行の重みを考慮しませんでした、そしてパワーチェアーが引き付けるものについてはかすかな考えしか持っていません（そして、あなたのミステリーデバイスが引き付けるものを考えるとき、特にかすかな）。車椅子が追加の重量に対応しているかどうかを知る。実行時のコストで銀行のサイズを小さくするために、より良い妥協が行われる可能性があります。それは、そうでない人と議論することです。適切な知識がなくても数分間自由に過ごすことができ、気を散らすだけではありません。：P

すべてのベスト-楽しいプロジェクトのように聞こえます。経験のためだけにプロジェクトを引き受けてくれる地元の専門家を見つけることができるかもしれません。

ETA：適切に設計されたレギュレーターは、バッテリーあたりの平均電圧が3Vを下回ると、加湿ベント以外のすべての電源を遮断できます。理想的には、115Vと低電圧に切り替えて、バッテリーから完全に引き出せるようにします（LiFePO4は、鉛酸のような深い放電についてはあまりうるさいわけではありませんが、3V未満に放電すると電圧出力が急落しますが、したがって、115Vに切り替える必要があります）。緊急の場合に、これは湿度の高い通気口での追加の実行時間の日数を与えると思います。椅子の中の複雑な（重い、大きく、高価な）充電器は、ソーラーソリューションや壁に差し込むだけでも可能ですが、そのコストは利益を上回ると思います。

あなたの質問への答えはイエスです、あなたはバッテリーから加湿器に電力を供給することができます。必要なのは、バッテリー電圧を取得し、それを加湿器に必要な電圧（および電流）に変換するインバーターだけです。
提供されている仕様を使用すると、120v、2A（240W）の出力（最小）が必要です。12v 20A 入力インバータ; 海洋の「深放電」12v、400CCAバッテリー。

バッテリーとインバーターは、小さなトレーラー（車輪付きのもの）に取り付けることができるため、椅子に簡単に取り付けて牽引できます。物事を簡単にするために、私はこれを複製することをお勧めします。それにより、一方のユニットが使用されている間にもう一方のユニットが充電されます。幸運を！

燃料電池を介して継続的に再充電する小型のバッテリーの使用を検討してください。参照：http : //en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

燃料電池のいくつかの問題は、（1）発熱...より効率的な燃料電池は高温で動作する傾向があり、（2）酸素消費量です。

燃料電池は交換可能なプロパンまたは天然ガスカートリッジで動作し、副産物として水蒸気が発生する可能性があります。これは酸素を消費するため、限られたスペースでこれを使用することは望ましくありません。燃料電池には、従来の燃料燃焼発電機では注意すべき有害な副産物がありません。

残念ながら、どこで適切な燃料電池を見つけることができるかわかりません。バッテリーに関しては、航空用の密閉型バッテリーを調べることから始めます。現代の中型および大型航空機のバッテリーに使用される環境の品質と範囲は非常に高いです。

内部に電源ケーブルを供給する機器を屋外に設置することを許容できる場合は、はるかに安価なソリューションがあります。車のオルタネーターを駆動する芝刈り機エンジンは、インバーターやバッテリーよりもはるかに安価です。ガソリンは9700wh /リットルなので、また、12ボルトを供給するためのシステム全体が大幅に軽量化されました。効率の損失も考慮に入れます。5馬力の芝刈り機エンジンが機器を作動させ、同時にバッテリーを充電するため、断続的に排気を発生させる「ガスバーナー」を作動させることができます。