JP2014122148A - 生体用高濃度水素ガス供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素発生剤1、該水素発生剤を有する水素ガス発生器3、該水素発生剤と反応用水2の反応により発生する水素ガスを希釈するための希釈用ガス供給器7または真空ポンプ8のうち少なくともいずれか一方を備え、前記水素ガス発生器は、その気相部4の一部あるいは全部が水素ガス透過膜5で覆われている特徴を備え、前記希釈用ガス供給器または真空ポンプから供給される希釈用ガスが水素ガスと混合されることにより、1mL/分以上の通気量で、水素ガス濃度が0.1vol%以上18.3vol%未満の混合ガスを生体に供給し、前記希釈用ガスの供給が停止した場合であっても、水素発生時の前記水素発生剤又は反応用水水面から7cm離れた位置の水素ガス濃度を18.3vol%未満に維持する。
【選択図】図1
Description
また反応用水2とは、水素発生剤1と接触することを通じて水素ガス発生器3内に水素ガスを発生させる物質である。こうした反応用水2には、水道水、浄水、イオン交換水、精製水、純水、RO水などが含まれるが、これに限るものではない。含有成分、硬度、液性の如何にかかわらず、水を含んでいる物質であれば本発明の反応用水の概念に含まれる。
NaBH4 + 2H2O → 4H2 + NaBO2
であり、水素化ホウ素ナトリウム1molからは4mol(89.6L)の水素ガスが発生するから、使用する水素化ホウ素ナトリウムは1.225mol(109.8L÷89.6L)または46.3g(37.83g/mol×1.225mol)未満であることが望まれる。
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
であり、金属マグネシウム1molからは1mol(22.4.L)の水素ガスが発生するから、使用する金属マグネシウムは4.9mol(109.8L÷22.4L)または117.6g(24mol/g×4.9mol)未満であることが望まれる。
蓋部の天面を水素ガス透過膜(旭・デュポン フラッシュスパン プロダクツ(株) タイベック1073B、以下同じ。)で覆われた、容量3500mLのプラスチック容器である水素ガス発生器に、水素発生剤として水素化ホウ素ナトリウム(テトラヒドロほう酸ナトリウム,粉末 和光純薬工業、以下同じ。)27g、リン酸第二水素ナトリウム(リン酸二水素カルシウム 和光純薬工業、以下同じ。)1.5g、炭酸水素ナトリウム(重炭酸ナトリウム 東ソー、以下同じ。)19.5gを設置するとともに、藤沢市水道水500ccを反応用水として反応させることで水素ガスを発生させた。蓋部を閉めるとともに、水素ガス発生器の気相部の水素ガス濃度を、水素発生から10分間は1分間隔で、その後は10分間隔で、計120分間測定し、その最も高い水素ガス濃度を記録した。その結果を表1に示す。
蓋部の天面を水素ガス透過膜で覆われた、容量3500mLのプラスチック容器である水素ガス発生器に、水素発生剤として水素化ホウ素ナトリウム27g、リン酸第二水素ナトリウム1.5g、炭酸水素ナトリウム19.5gを設置するとともに、藤沢市水道水500ccを反応用水として反応させることで水素ガスを発生させた後、蓋部を閉めた。水素ガス発生器より導出するチューブに、希釈用ガス供給器としてエアポンプ(Silentβ120(マルカン社製))を設け、5L/分の通気量で通常大気を送風し水素ガスを希釈した。水素ガス発生器の気相部の水素ガス濃度を、水素発生から10分間は1分間隔で、その後は10分間隔で、計120分間測定し、その最も高い水素ガス濃度を記録した。その結果を表1に示す。
蓋部の天面を水素ガス透過膜で覆われた、容量3500mLのプラスチック容器である水素ガス発生器に、水素発生剤として水素化ホウ素ナトリウム27g、リン酸第二水素ナトリウム1.5g、炭酸水素ナトリウム19.5gを設置するとともに、藤沢市水道水500ccを反応用水として反応させることで水素ガスを発生させた。蓋部を閉めるとともに、真空ポンプ(真空ポンプ アルバック機工(株) DAP-6D)を作動させ、水素ガス発生器外より通常大気を7L/分で導入し、水素ガス発生器内に送風した。水素ガス発生器の気相部の水素ガス濃度を、水素発生から10分間は1分間隔で、その後は10分間隔で、計120分間測定し、その最も高い水素ガス濃度を記録した。その結果を表1に示す。
蓋部の天面を水素ガス透過膜で覆われた、容量3500mLのプラスチック容器である水素ガス発生器に、水素発生剤として水素化ホウ素ナトリウム27g、リン酸第二水素ナトリウム1.5g、炭酸水素ナトリウム19.5gを設置するとともに、藤沢市水道水500ccを反応用水として反応させることで水素ガスを発生させた。蓋部を閉めるとともに、希釈用ガス供給器としてエアポンプ(Silentβ120(マルカン社製))より5L/分で通常大気を水素ガス発生器に送風した。水素ガス発生器の気相部の水素ガス濃度を、水素発生から10分間は1分間隔で、その後は10分間隔で、計60分間測定した。60分経過後、エアポンプを停止し、引き続き、水素ガス発生器の気相部の水素ガス濃度を、エアポンプ停止から10分間は1分間隔で、その後は10分間隔で、計60分間測定した。
エアポンプ停止前と後のそれぞれ60分間で、最も高い水素ガス濃度を記録した。その結果を表1に示す。
実施例1において、蓋部の天面を水素ガス透過膜で覆わない、普通の蓋部に変更した場合の結果を表1に示す(ただし2分経過後の測定で、爆轟濃度を超える24.0vol%を記録したため、安全性の観点からその後の実験を停止した)。
実施例1において、水素化ホウ素ナトリウム47g、リン酸第二水素ナトリウム10g、(炭酸水素ナトリウムはなし)に変更した場合の結果を表1に示す(ただし4分経過後の測定で、爆轟濃度を超える19.0vol%を記録したため、安全性の観点からその後の実験を停止した)。
2…反応用水
3…水素ガス発生器
4…水素ガス発生器の気相部
5…水素ガス透過膜
7…希釈用ガス供給器
8…真空ポンプ
9…混合ガス導出口
10…生体用水素ガス供給装置
Claims (10)
- 水素発生剤、該水素発生剤を有する水素ガス発生器、および該水素発生剤と反応用水の反応により発生する水素ガスを希釈するための希釈用ガス供給器または真空ポンプのうち少なくともいずれか一方を備え、
前記水素ガス発生器は、その気相部の一部あるいは全部が水素ガス透過膜で覆われている特徴を備え、
前記希釈用ガス供給器または真空ポンプを用いて供給される希釈用ガスが水素ガスと混合されることにより、1mL/分以上の通気量で、水素ガス濃度が0.1vol%以上18.3vol%未満の混合ガスを、生体に供給することができる生体用水素ガス供給装置であって、
前記希釈用ガスの供給が停止した場合であっても、水素発生時の前記水素発生剤又は反応用水水面から7cm離れた位置の水素ガス濃度を18.3vol%未満に維持することを特徴とする生体用水素ガス供給装置。 - 前記水素発生剤が、水素よりイオン化傾向の高い金属、金属の水素化物、または半金属の水素化物のうち少なくともいずれか一つを含む請求項1に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素発生剤が、水素化ホウ素化合物である請求項1または2に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素発生剤が、水素化マグネシウムである請求項1または2に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素発生剤が、金属アルミニウムである請求項1または2に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素発生剤の使用量が、(通気量(L/分)×0.183×連続使用想定時間(分))÷(水素発生剤と水との化学反応式において、該水素発生剤1molから発生する水素分子の物質量(mol)×22.4)モル未満である請求項1から5のいずれか一項に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素発生剤が、不織布に包まれている請求項1から6のいずれか一項に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記水素ガス発生器の体積が、前記水素発生剤体積の2倍以上である請求項1から7のいずれか一項に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記混合ガスにおける水素ガス濃度が、0.1vol%以上15vol%未満である請求項1から8のいずれか一項に記載の生体用水素ガス供給装置。
- 前記希釈用ガスが、通常大気である請求項1から9のいずれか一項に記載の生体用水素ガス供給装置。
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