生物体用高浓度氢气供给装置制造方法及图纸

一种生物体用高浓度氢气供给装置，其具备：电解槽(1)，其具有用于导入被电解原水(12)的电解室(11)、分隔上述电解室的内部与外部的一个以上的隔膜(13)、夹着上述隔膜分别设置在上述电解室的内部和外部的至少一对电极板(14、15)，所述电解室的外部的电极板以与上述隔膜接触的方式设置；用于对上述一对电极板施加直流电压的直流电源(2)；用于稀释从作为阴极的电极板产生的氢气的稀释用气体供给器(3)，通过将从所述稀释用气体供给器供给的稀释用气体送风至上述阴极，使电解时上述阴极附近的氢气浓度始终维持为低于18.3vol％，将氢气浓度为0.1～18.3vol％的包含氢气和稀释用气体的混合气体供给至生物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物体用高浓度氢气供给装置
本专利技术涉及生物体用高浓度氢气供给装置。
技术介绍
作为生物体用高浓度氢气供给装置，已知有通过在从氢气产生装置到鼻插管的导管的一部分上安装空气混合器，从而可以任意设定所供给的氢气的浓度的生物体用高浓度氢气供给装置(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-5881号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述以往的生物体用高浓度氢气供给装置中，由于在通向鼻插管的导管的一部分上安装的空气混合器内混合氢气，因此在从氢气产生装置到空气混合器的导管中使超过爆炸极限的氢气通过，无法在医疗现场、家庭中安全地使用。本专利技术所要解决的课题是提供能够在医疗现场、家庭中安全地使用健康上有益的氢气的生物体用高浓度氢气供给装置。用于解决问题的方案本专利技术通过将稀释用气体吹送到产生氢气的阴极表面或者阴极水面上，在从产生氢气的时刻到供给到生物体之间的任何一个时刻，能够将氢气维持在低于爆燃下限浓度即小于18.3vol％或者低于爆炸下限浓度即小于4vol％的生物体用高浓度氢气供给装置，从而解决了上述课题。专利技术的效果根据本专利技术，可以在医疗现场、家庭中安全地使用健康上有益的氢气。附图说明图1所示为本专利技术的一个实施方式的生物体用高浓度氢气供给装置的结构图。具体实施方式本专利技术的一个实施方式的生物体用高浓度氢气供给装置1如图1所示具备电解槽1、对电解槽1的电极板14、15施加直流电压的直流电源2、用于稀释从作为阴极的电极板14或15产生的氢气的稀释用气体供给器3。电解槽1具有用于导入被电解原水12的电解室11、分隔电解室11的内部与外部的一个以上的隔膜13、夹着隔膜13分别设置在电解室11的内部和外部的至少一对电极板14、15，电解室11的外部的电极板15以与隔膜13接触的方式设置。而且，通过将从稀释用气体供给器3供给的稀释用气体送风到作为阴极的电极板14或15的附近，使电解时的阴极附近的氢气浓度始终维持为低于爆燃下限即小于18.3vol％或者低于爆炸下限即小于4vol％，由此，将低于爆燃下限或低于爆炸下限的、包含该氢气和该稀释用气体的混合气体供给至生物体。其中，生物体用高浓度氢气供给装置1主要是为了生物体(包括细胞、脏器)的健康维持或机能维持、疾病改善或机能改善、健康诊断或机能测定而将氢气供给至生物体。其供给手段包括通过从鼻腔或口腔吸入的供给、通过暴露至或吹入皮肤或脏器的供给、或者通过暴露至或吹入液态药剂或脏器保存液等以应用于生物体为前提的生物相容液的供给、通过从含有生物体的容器或回路的外侧扩散的供给等，但不限于此。其中，被电解原水是能够通过水的电解的过程而在阴极产生氢气的水，包括自来水、净水、精制水、蒸馏水等。被电解原水可以适当含有钙离子、镁离子等电解质。关于具有分隔上述电解室11的内部与外部的一个以上的隔膜13、夹着上述隔膜13分别设置在上述电解室11的内部和外部的至少一对电极板14、15，上述电解室11的外部的电极板15以与上述隔膜13接触的方式设置的电解槽1，例如包括日本特许第3349710号等中记载的电解槽。需要说明的是，关于电解室11的内部的电极板14，其可以设置成与隔膜13接触，也可以设置成距离隔膜有小的间隙(距离隔膜1厘米以下，优选5毫米以下，更优选1毫米以下，进一步优选0.5毫米以下)。电极板14、15不限于此，例如，可以使用以钛板为原料、且被覆有选自铂、铱、钯等的组中的贵金属的电极板。另外，隔膜13理想地使用阳离子交换膜，考虑到离子传导性、物理强度、阻气性、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性等各种要因，可以优选地使用具有磺酸基作为电解质基的全氟系磺酸膜。作为这种膜，可列举出属于具有磺酸基的全氟乙烯基醚和四氟乙烯的共聚物膜的Nafion膜(注册商标，杜邦公司制造)、Flemion膜(注册商标，旭硝子公司制造)、Aciplex膜(注册商标，旭化成公司制造)等。另外，在电极板14、15之间没有夹着隔膜13的情况下，阳极产生的氧气或氯气与阴极产生的氢气混合，因此从爆炸的危险性或对生物体的毒性的观点来看是不优选的。尤其，已知氢气与氯气通过光在常温下反应，因此，本专利技术的包含氢气和稀释用气体的混合气体中的氯气浓度越低越理想，优选为1ppm以下，更优选为0.5ppm以下，进一步优选为0.1ppm以下。通过将被电解原水12导入到电解室11的内部，由直流电源2施加直流电压，被电解原水12被电解，在阴极上产生氢气。此时，存在电解室11的内部的电极板14为阴极、电解室11的外部的电极板15为阳极的情况、以及电解室11的内部的电极板14为阳极、电解室11的外部的电极板15为阴极的情况，以下分别进行说明。首先，在电解室11的内部的电极板14为阴极、电解室11的外部的电极板15为阳极的情况下，通过电解在阴极产生的氢气在电解室11内的水(阴极水)中边上升边移行到电解室11的内部的顶空部4(阴极水面上部的空间)。此时，如果用盖子等将电解室11密闭，阻碍氢气扩散到大气中，则顶空部4的氢浓度随时间而升高，超过氢气的爆燃下限18.3vol％或爆炸下限4vol％。然而，即便在不密闭电解室11，顶空部4与大气开放的情况下，在阴极水面附近的任意处，局部形成氢气的爆燃浓度范围18.5vol％以上且59vol％以下的浓度区、或者氢气的爆炸浓度范围4vol％以上且低于75vol％的浓度区。事实上，根据申请人所知，不限于本专利技术，火焰接近电解时的阴极水面时，在接近过程的某些地方发生小的爆鸣的情况并不多见。通常，氢气与大气中的氧反应而形成爆鸣气据认为是由于氢浓度超过4vol％。然而，在本专利技术这种按一定的通气量输送稀释气体的条件下，这种爆鸣气导致实际性起火(爆燃)的话，在很多情况下是比氢的爆炸极限4vol％要高得多的浓度。事实上，只要持续电解，虽然在阴极或阴极水面上一直继续产生氢气，但在4vol％的氢气浓度下，即使将火焰靠近阴极或阴极水面也没有听到爆鸣，即使能听到也只是极小的声音。在申请人的实验中，爆鸣达到一定刺耳的程度而发生小的爆燃的原因是氢浓度超过10～15vol％(爆燃下限)。另一方面，无论期望获得多高浓度的氢，但氢气与氧气的反应都不能获得超过发生爆燃而使冲击波冲向周围的浓度、即超过18.3％(爆燃下限)的浓度的氢气。基于这种认识，申请人开发了能够安全地供给超过以往认为的爆炸极限4vol％的高浓度氢气的生物体用高浓度氢气供给装置。即，在本专利技术中，电解时的阴极或阴极水面的氢气浓度维持在低于18.3vol％即可，更优选维持在低于15vol％即可，最优选维持在低于4vol％即可。接着，在电解室11的内部的电极板14为阳极、电解室11的外部的电极板15为阴极的情况下，由于阴极位于电解室11的外部，基本上处于开放于大气的状态。在该情况下，在裸露的阴极的附近，与上述同样，局部形成了氢气的爆燃浓度范围18.5vol％以上且59vol％以下的浓度区、或者氢气的爆炸浓度范围4vol％以上且低于75vol％的浓度区。另外，与电解室11的内部的电极板14为阴极的场合不同，除非设置下述侧室16等而放入水，否则由于吸收热的水在周围不存在，因此，由意外着火引起的爆炸可能性增高。因此，在本专利技术中，无论是电解室11的内部的电极板14为阴极、电解室1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物体用高浓度氢气供给装置，其具备：电解槽，其具有用于导入被电解原水的电解室、分隔所述电解室的内部与外部的一个以上的隔膜、夹着所述隔膜分别设置在所述电解室的内部和外部的至少一对电极板，所述电解室的外部的电极板以与所述隔膜接触的方式设置；用于对所述一对电极板施加直流电压的直流电源；用于稀释从作为阴极的电极板产生的氢气的稀释用气体供给器，通过将从所述稀释用气体供给器供给的稀释用气体送风至所述阴极或阴极水面，使电解时的距离所述阴极或所述阴极水面7cm的位置的氢气浓度始终维持为低于18.3vol％，将氢气浓度为0.1～18.3vol％的包含氢气和稀释用气体的混合气体供给至生物体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.04 JP 2012-127296;2012.08.09 JP 2012-176861.一种生物体用氢气供给装置，其具备：电解槽，其具有用于导入被电解原水的电解室、分隔所述电解室的内部与外部的一个以上的隔膜、夹着所述隔膜分别设置在所述电解室的内部和外部的至少一对电极板，所述电解室的外部的电极板以与所述隔膜接触的方式设置；用于对所述一对电极板施加直流电压的直流电源；用于稀释从作为阴极的电极板产生的氢气的稀释用气体供给器，通过将从所述稀释用气体供给器供给的稀释用气体送风至所述阴极或阴极水面，使电解时的距离所述阴极或所述阴极水面7cm的位置的氢气浓度始终维持为低于18.3vol％，将氢气浓度为4～18.3vol％的包含氢气和稀释用气体的混合气体供给至生物体。2.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，进一步所述电解室的内部的电极板以与所述隔膜接触的方式设置。3.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，在所述电解室设置用于导入来自所述稀释用气体供给器的稀释用气体的稀释用气体导入口和用于导出所述混合气体的混合气体导出口；在所述电解室的内部导入有被电解原水的状态下，以所述电解室的内部设置的电极板作为阴极、以所述电解室的外部设置的电极板作为阳极，对两个电极板施加来自所述直流电源的直流电压。4.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，在所述电解室的外部设置有包含所述一对电极板中的一个电极板的侧室。5.根据权利要求4所述的生物体用氢气供给装置，其中，在所述侧室设置用于导入来自所述稀释用气体供给器的稀释用气体的稀释用气体导入口和用于导出所述混合气体的混合气体导出口；在所述电解室的内部导入有被电解原水的状态下，以所述电解室的内部设置的电极板作为阳极、以所述电解室的外部设置的电极板作为阴极，对两个电极板施加来自所述直流电源的直流电压。6.根据权利要求4所述的生物体用氢气供给装置，其中，所述电解室的内部和所述侧室导入有被电解原水。7.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，所述稀释用气体是普通大气。8.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，所述稀释用气体以0.5L/分钟以上的通气量送风。9.根据权利要求1所述的生物体用氢气供给装置，其中，所述混合气体的氯气浓度为1ppm以下。10.根据权利要求1所述的生物体用氢气供...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤文武，黑川亮介，佐藤文平，濑尾知树，
申请(专利权)人：水株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP