JP2016077440A - 吸入用混合ガス、混合ガスボンベ及び吸入用混合ガスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】安全かつ手軽に水素を摂取することができる吸入用混合ガス及び混合ガスボンベと、吸入用混合ガスの製造方法とを提供すること。【解決手段】吸入用混合ガス１は、３．９ｖｏｌ％の水素１１と、１９ｖｏｌ％の酸素１２と、７７．１ｖｏｌ％の希釈気体１３とを混合してなる。混合ガスボンベ１００は、吸入用混合ガス１を充填する容器２を有している。容器２は、その内部と外側とを連通する貫通孔２４４と、貫通孔２４４を開放状態及び閉塞状態に切り替え可能に構成されたガス噴射機構３とを備えている。混合ガスボンベ１００は、容器２内に吸入用混合ガス１を圧縮して充填されてなる。【選択図】図１
Description
本発明は、水素を含む吸入用混合ガス、吸入用混合ガスを充填した混合ガスボンベ、及び吸入用混合ガスの製造方法に関する。
近年、医療分野や健康増進法の一つとして、水素が注目されている。水素を摂取することにより、例えば、ガンや脳梗塞の治療及び予防、体内の活性酸素を還元除去する作用等の種々の効果が期待されている。
水素を含む混合ガスとしては、例えば、特許文献１に示されたものがある。特許文献１には、水素発生剤を有する水素ガス発生器と、水素ガスを希釈するための希釈用ガス供給器又は真空ポンプとを備えた生体用高濃度水素ガス供給装置が示されている。特許文献１には、水素ガス発生器から供給される水素ガスと、希釈用ガス供給器又は真空ポンプによって供給される希釈用ガスとを混合した、水素ガス濃度が０．１ｖｏｌ％〜１８．３ｖｏｌ％の混合ガスが示されている。
水素を含む混合ガスとしては、例えば、特許文献１に示されたものがある。特許文献１には、水素発生剤を有する水素ガス発生器と、水素ガスを希釈するための希釈用ガス供給器又は真空ポンプとを備えた生体用高濃度水素ガス供給装置が示されている。特許文献１には、水素ガス発生器から供給される水素ガスと、希釈用ガス供給器又は真空ポンプによって供給される希釈用ガスとを混合した、水素ガス濃度が０．１ｖｏｌ％〜１８．３ｖｏｌ％の混合ガスが示されている。
しかしながら、特許文献１の生体用高濃度水素ガス供給装置によって供給される混合ガスにおいて、水素濃度が４．０ｖｏｌ％以上になると、混合ガスが可燃性を有する。そのため、混合ガスに引火するおそれがあり、混合ガスを可燃性ガスとして特別に管理する必要がある。
また、生体用高濃度水素ガス供給装置は、構造が複雑でかつ大型であり、導入コストが高額となる。そのため、個人や小規模な店舗での導入は、設置スペースの問題や費用的な負担が大きい。
また、生体用高濃度水素ガス供給装置は、構造が複雑でかつ大型であり、導入コストが高額となる。そのため、個人や小規模な店舗での導入は、設置スペースの問題や費用的な負担が大きい。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、安全かつ手軽に水素を摂取することができる吸入用混合ガス及び混合ガスボンベと、吸入用混合ガスの製造方法とを提供しようとするものである。
本発明の一態様は、０．１ｖｏｌ％以上４．０ｖｏｌ％未満の水素と、
１８ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の酸素と、
希釈気体とを混合してなることを特徴とする吸入用混合ガスにある。
１８ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の酸素と、
希釈気体とを混合してなることを特徴とする吸入用混合ガスにある。
また、本発明の他の態様は、上記吸入用混合ガスと、
該吸入用混合ガスを充填する容器とを有しており、
該容器は、内部に充填された上記吸入用混合ガスを吐出するガス供給機構を有しており、
上記吸入用混合ガスは、上記容器内に圧縮して充填されていることを特徴とする混合ガスボンベにある。
該吸入用混合ガスを充填する容器とを有しており、
該容器は、内部に充填された上記吸入用混合ガスを吐出するガス供給機構を有しており、
上記吸入用混合ガスは、上記容器内に圧縮して充填されていることを特徴とする混合ガスボンベにある。
また、本発明のその他の態様は、上記吸入用混合ガスを安全に製造する方法であって、
酸素と希釈気体とを混合した予備混合ガスを準備し、
該予備混合ガスに、水素を混合して上記吸入用混合ガスを生成することを特徴とする吸入用混合ガスの製造方法にある。
酸素と希釈気体とを混合した予備混合ガスを準備し、
該予備混合ガスに、水素を混合して上記吸入用混合ガスを生成することを特徴とする吸入用混合ガスの製造方法にある。
上記吸入用混合ガスは、水素濃度及び酸素濃度を上記の範囲内に設定してある。そのため、安全かつ手軽に水素を摂取することができる。
すなわち、大気中に含まれる水素量は５×１０−５ｖｏｌ％とごく微量であり、通常の生活では十分な量の水素を摂取することができない。上記吸入用混合ガスは、０．１ｖｏｌ％以上の水素を含んでいるため、上記吸入用混合ガスを吸入することにより、多くの水素を容易に摂取することができる。また、上記吸入用混合ガスにおける水素濃度を、４．０ｖｏｌ％未満に制限することにより、上記吸入用混合ガスを不燃性ガスとし、上記吸入用混合ガスへの引火を防止することができる。これにより、上記吸入用混合ガスの取り扱いを容易にすることができる。
すなわち、大気中に含まれる水素量は５×１０−５ｖｏｌ％とごく微量であり、通常の生活では十分な量の水素を摂取することができない。上記吸入用混合ガスは、０．１ｖｏｌ％以上の水素を含んでいるため、上記吸入用混合ガスを吸入することにより、多くの水素を容易に摂取することができる。また、上記吸入用混合ガスにおける水素濃度を、４．０ｖｏｌ％未満に制限することにより、上記吸入用混合ガスを不燃性ガスとし、上記吸入用混合ガスへの引火を防止することができる。これにより、上記吸入用混合ガスの取り扱いを容易にすることができる。
また、上記吸入用混合ガスは、１８ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の酸素を含んでいる。これにより、吸入用混合ガスをより安全に吸入することができる。酸素濃度が１８ｖｏｌ％未満になると、上記吸入用混合ガスを吸入した際に酸素欠乏症となるおそれがある。また、酸素濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、上記吸入用混合ガスを吸入することにより、酸素中毒となるおそれがある。
このように、上記吸入用混合ガスによれば、安全かつ手軽に水素を摂取することができる。
このように、上記吸入用混合ガスによれば、安全かつ手軽に水素を摂取することができる。
また、上記混合ガスボンベは、上記容器内に上記吸入用混合ガスを圧縮充填してなる。そのため、上記ガス噴射機構を操作することにより、上記吸入用混合ガスを容易に供給することができる。また、工場等において上記吸入用混合ガスを生成し、上記容器内に圧縮充填することにより、上記吸入用混合ガスを生成する設備を導入しなくとも、上記吸入用混合ガスを使用することができる。これにより、安価で手軽に上記吸入用混合ガスを入手することができる。
また、上記吸入用混合ガスの製造方法においては、上記予備混合ガスを準備した後、水素を混合することにより、上記吸入用混合ガスを生成している。上記予備混合ガスに水素を加えることにより、上記吸入用混合ガスを生成する過程において、可燃性となる水素濃度となることがない。したがって、上記吸入用混合ガスの生成過程における安全性を向上することができる。
以上のごとく、本発明によれば、安全かつ手軽に水素を摂取することができる吸入用混合ガス及び混合ガスボンベと、吸入用混合ガスの製造方法とを提供することができる。
上記吸入用混合ガスは、人間以外にも種々の生物に用いることができる。例えば、動物や昆虫に吸入させてもよいし、植物に向けて吹き付けてもよい。また、魚の水槽にバブリングしてもよい。
また、上記吸入用混合ガスにおける水素濃度は、４．０ｖｏｌ％未満でできるだけ高濃度であることが好ましい。この場合には、より効率良く水素を摂取することができる。
また、希釈気体としては、窒素、アルゴン、ヘリウム等、人体に害がなく吸入可能な気体を用いることができるが、中でも窒素を用いることが好ましい。
また、上記吸入用混合ガスにおける水素濃度は、４．０ｖｏｌ％未満でできるだけ高濃度であることが好ましい。この場合には、より効率良く水素を摂取することができる。
また、希釈気体としては、窒素、アルゴン、ヘリウム等、人体に害がなく吸入可能な気体を用いることができるが、中でも窒素を用いることが好ましい。
また、上記吸入用混合ガスにおいて、酸素及び上記希釈気体として、酸素、窒素及び微量成分を含む大気を用いており、酸素濃度が１９ｖｏｌ％以上２１ｖｏｌ％以下であり、窒素濃度が７４ｖｏｌ％以上７８ｖｏｌ％以下であることが好ましい。この場合には、大気を利用することで、より容易かつ安価に上記吸入用混合ガスを生成することができる。尚、大気は、酸素、窒素および微量成分としてのアルゴン、二酸化炭素等を含むものである。
また、上記吸入用混合ガスに香料を添加し、香りを付与してあることが好ましい。この場合には、上記吸入用混合ガスを吸入する際に、香りによって、例えば、リラックス効果やリフレッシュ効果等の種々の効果を得ることができる。
また、上記吸入用混合ガスに水分を添加し、加湿してあることが好ましい。この場合には、上記吸入用混合ガスを吸入することで、口内や咽喉を加湿し、潤わせることができる。
また、上記混合ガスボンベにおいて、上記吸入用混合ガスが充填された上記容器内における圧力Ｐは、０ＭＰａ＜Ｐ＜１ＭＰａであることが好ましい。この場合には、上記混合ガスボンベの上記吸入用混合ガスは、高圧ガスに分類されないため、取り扱いが容易となる。これにより、例えば、航空機内への持ち込みが可能となる等規制が緩和され、より多くの場面で上記吸入用混合ガスを使用することが可能となる。
また、上記容器の内容積は、１０ｍｌ〜９９０ｍｌであることが好ましい。この場合には、上記混合ガスボンベに、少なくとも一回の吸入に必要な上記吸入用混合ガスを充填しながら、上記混合ガスボンベの大きさをコンパクトにすることができる。これにより、上記混合ガスボンベの携帯性を向上し、より多くの場面で上記吸入用混合ガスを使用することが可能となる。また、上記容器の内容積は、５００ｍｌ以下であることがより好ましい。この場合には、上記混合ガスボンベの携帯性をより向上することができる。また、航空機内へ手荷物として持ち込むことができる容器の内容積の上限が５００ｍｌであり、上記混合ガスボンベの航空機内への持ち込み及び航空機内での使用が可能となる。
また、上記吸入用混合ガスの製造方法において、上記予備混合ガスとして大気を用いることが好ましい。この場合には、上記予備混合ガスを準備するための設備を簡略化することができる。これにより、より容易かつ安価に上記吸入用混合ガスを生成することができる。
（実施例１）
上記吸入用混合ガス、上記混合ガスボンベ及び上記吸入用混合ガスの製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すごとく、吸入用混合ガス１は、３．９ｖｏｌ％の水素１１と、２０．１ｖｏｌ％の酸素１２と、７６ｖｏｌ％の希釈気体１３とを混合してなる。混合ガスボンベ１００は、吸入用混合ガス１を充填する容器２を有している。容器２は、その内部と外側とを連通する貫通孔２４４と、貫通孔２４４を開放状態及び閉塞状態に切り替え可能に構成されたガス噴射機構３とを備えている。混合ガスボンベ１００は、容器２内に吸入用混合ガス１を圧縮して充填されてなる。
上記吸入用混合ガス、上記混合ガスボンベ及び上記吸入用混合ガスの製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すごとく、吸入用混合ガス１は、３．９ｖｏｌ％の水素１１と、２０．１ｖｏｌ％の酸素１２と、７６ｖｏｌ％の希釈気体１３とを混合してなる。混合ガスボンベ１００は、吸入用混合ガス１を充填する容器２を有している。容器２は、その内部と外側とを連通する貫通孔２４４と、貫通孔２４４を開放状態及び閉塞状態に切り替え可能に構成されたガス噴射機構３とを備えている。混合ガスボンベ１００は、容器２内に吸入用混合ガス１を圧縮して充填されてなる。
本例の吸入用混合ガス１は、水素１１の濃度を３．９ｖｏｌ％とし、酸素１２の濃度を２０．１ｖｏｌ％とし、残部を希釈気体１３とした。尚、酸素１２及び希釈気体１３は、大気からなり、大気に純水素１１を加えることにより吸入用混合ガス１を生成している。本例における大気は、ＪＩＳ Ｗ ０２０１−１９９０に示された「海面近くの清浄な乾燥空気の組成」に相当するものであり、約７８ｖｏｌ％の窒素、約２１ｖｏｌ％の酸素、約０．９ｖｏｌ％のアルゴン及び微量成分を含むものである。微量成分としては、二酸化炭素、ヘリウム、クリプトン等が含まれる。尚、大気の成分は、時刻や場所によって変動するため、「海面近くの清浄な乾燥空気の組成」に完全に一致するものでなくてもよい。
また、吸入用混合ガス１には、香料及び水分が添加されている。香料としては、例えば、ミント、フルーツ、植物などの種々の香りを発する公知のものを用いることができる。また、添加される水分量は適宜設定することができる。好ましくは、吸入時における吸入用混合ガス１の相対湿度がＲｈ５０％〜Ｒｈ１００％であることが好ましい。
図１に示すごとく、吸入用混合ガス１は、容器２内に圧縮充填され、混合ガスボンベ１００が形成される。尚、容器２の内容積は、３１４ｍｌであり、容器２内における圧力は、０．９ＭＰａとした。
混合ガスボンベ１００の容器２は、アルミ合金をしごき加工によって一体成型したアルミモノブロックエアゾール缶からなる本体部２１と、本体部２１の上部に配設されたガス噴射機構３と、ガス噴射機構３と接続された吸入用マスク３４とを有している。
混合ガスボンベ１００の容器２は、アルミ合金をしごき加工によって一体成型したアルミモノブロックエアゾール缶からなる本体部２１と、本体部２１の上部に配設されたガス噴射機構３と、ガス噴射機構３と接続された吸入用マスク３４とを有している。
本体部２１は、上方に向かって突出する半球状の底部２２と、底部２２の外周縁から上方に向かって立設した円筒状の側壁部２３と、側壁部２３の上端部を覆う蓋部２４とを有している。蓋部２４は、上方に向かうにつれて直径が縮小するテーパ部２４１と、テーパ部２４１の内周縁から上方に立設した後に下方に向かって折り返されたフランジ部２４２と、フランジ部２４２の内側に形成された中央部２４３とを有している。中央部２４３の中心には、本体部２１の内部と外部とを連通する貫通孔２４４が形成されている。
貫通孔２４４には、容器２内に圧縮充填された吸入用混合ガス１を噴出するためのガス噴射機構３が配設されている。ガス噴射機構３は、貫通孔２４４の内側に配設されるバルブ３１と、バルブ３１における上端部（容器２の外側）に配設されるボタン３２とを有している。バルブ３１は、内部に図示しないガス流路と、ガス流路を開閉する開閉弁と、開閉弁を閉塞状態に付勢するばね部材とを備えている。また、ボタン３２には、バルブ３１のガス流路と連通したガス噴射口３２１が形成されている。
吸入用マスク３４は、ガス噴射口３２１と連通する円筒状の連結部３４１と、連結部３４１におけるガス噴射口３２１と反対側の端部に設けられたマスク部とを有している。マスク部は、連結部３４１からボタン３２と反対側に向かうにつれて拡径された拡径部３４２と、拡径部３４２の端部から拡径部３４２と反対側に向かって延びる円筒状のマスク端部３４３とを備えている。
図２に示すごとく、混合ガスボンベ１００を使用する際には、使用者は、混合ガスボンベを持ち吸入用マスク３４によって鼻及び口を覆う。そして、バルブ３１の上端部に配設されたボタン３２を押すことにより、バルブ３１に内蔵されたバネ部材の付勢力に抗して、開閉弁を開放状態とする。これにより、容器２内に圧縮充填された吸入用混合ガス１が、ガス流路を通じて、ガス噴射口３２１から吸入用マスク３４へと供給される。
次に、吸入用混合ガス１の製造方法について説明する。
吸入用混合ガス１は、図３に示す吸入用混合ガス生成装置４によって生成される。
吸入用混合ガス生成装置４は、予備混合ガス１４としての大気を供給する予備混合ガス供給手段４１と、純水素１１を供給する水素供給手段４２と、香料を供給する香料供給手段４３と、水分を供給する加湿手段４４と、吸入用混合ガス１を撹拌する撹拌手段４５と、各ガスが流通する流路を形成する配管４６、４７、４８とを備えている。
吸入用混合ガス１は、図３に示す吸入用混合ガス生成装置４によって生成される。
吸入用混合ガス生成装置４は、予備混合ガス１４としての大気を供給する予備混合ガス供給手段４１と、純水素１１を供給する水素供給手段４２と、香料を供給する香料供給手段４３と、水分を供給する加湿手段４４と、吸入用混合ガス１を撹拌する撹拌手段４５と、各ガスが流通する流路を形成する配管４６、４７、４８とを備えている。
予備混合ガス供給手段４１は、大気を吐出する吐出口を備えた電動ポンプからなる。予備混合ガス供給手段４１の吐出口には、予備混合ガス配管４６が連結されている。予備混合ガス配管４６の内部には、予備混合ガス１４を流通する予備混合ガス流路が形成されている。また、予備混合ガス配管４６は、予備混合ガス流路を開閉するための開閉バルブ４６１と、予備混合ガス流路を流通する予備混合ガス１４の流量を制御する質量流量計４６２と、予備混合ガス流路内の圧力を監視する圧力ゲージ４６８と、予備混合ガス配管４６における逆流を防止するための逆流防止弁４６５とを備えている。
水素供給手段４２は、水素１１を圧縮充填した水素ボンベからなる。水素供給手段４２には、水素配管４７が連結されている。水素配管４７の内部には、水素１１を流通する水素流路が形成されている。また、水素配管４７は、水素流路を開閉するための開閉バルブ４７１と、水素流路を流通する水素１１の流量を制御する質量流量計４７２と、水素流路内の圧力を監視する圧力ゲージ４７４と、水素配管４７における逆流を防止するための逆流防止弁４７３とを備えている。
予備混合ガス配管４６及び水素配管４７は、混合ガス配管４８と接続されている。混合ガス配管４８の内部には、予備混合ガス１４と水素１１とが混合された吸入用混合ガス１を流通する混合ガス流路が形成されている。また、混合ガス配管４８には、香料を供給する香料供給手段４３と、水分を供給する加湿手段４４と、混合ガス流路を開閉する開閉バルブ４８１と、混合ガス流路内の気体を排出するためのパージバルブ４８２と、混合ガス配管４８内の圧力を監視するための圧力ゲージ４８３とが配設されている。混合ガス配管４８の末端には、吸入用混合ガス１を圧縮充填する大型容器４９が接続されている。尚、本例の大型容器４９の内容積は１０Ｌとし、吸入用混合ガス１を充填した後の圧力は１４．７ＭＰａとした。
また、パージバルブ４８２には、図示しない真空ポンプが接続されており、パージバルブ４８２を開放した状態で真空ポンプを作動させることにより、混合ガス配管４８、予備混合ガス配管４６、水素配管４７及び大型容器４９内の気体を排出し真空引きを行うことができる。
また、香料供給手段４３と加湿手段４４との配置順序は、反対であってもよいし、後述するガス充填装置５に設けてもよい。また、混合ガスボンベ１００の内部又は外部に加湿手段を設けてもよい。
また、香料供給手段４３と加湿手段４４との配置順序は、反対であってもよいし、後述するガス充填装置５に設けてもよい。また、混合ガスボンベ１００の内部又は外部に加湿手段を設けてもよい。
次に、吸入用混合ガス生成装置４によって吸入用混合ガス１を生成する際の具体的な手順を説明する。
まず、予備混合ガス供給手段４１を停止状態とすると共に水素供給手段４２の元栓を閉塞した状態で、パージバルブ４８２及び開閉バルブ４８１を開放し真空ポンプを作動させる。これにより、各配管４６、４７、４８内及び大型容器４９内が真空となる。パージバルブ４８２を閉塞し、予備混合ガス供給手段４１を作動させると共に、予備混合ガス配管４６に設けられた開閉バルブ４６１を開放する。これにより予備混合ガス配管４６及び混合ガス配管４８の内部を予備混合ガス１４によって充満させる。
次に、水素供給手段４２の元栓を開放すると共に、水素配管４７に設けられた開閉バルブ４７１を開放する。水素１１は、水素供給手段４２から水素配管４７内を流通して、混合ガス配管４８において予備混合ガス１４と混合され、吸入用混合ガス１が生成される。
まず、予備混合ガス供給手段４１を停止状態とすると共に水素供給手段４２の元栓を閉塞した状態で、パージバルブ４８２及び開閉バルブ４８１を開放し真空ポンプを作動させる。これにより、各配管４６、４７、４８内及び大型容器４９内が真空となる。パージバルブ４８２を閉塞し、予備混合ガス供給手段４１を作動させると共に、予備混合ガス配管４６に設けられた開閉バルブ４６１を開放する。これにより予備混合ガス配管４６及び混合ガス配管４８の内部を予備混合ガス１４によって充満させる。
次に、水素供給手段４２の元栓を開放すると共に、水素配管４７に設けられた開閉バルブ４７１を開放する。水素１１は、水素供給手段４２から水素配管４７内を流通して、混合ガス配管４８において予備混合ガス１４と混合され、吸入用混合ガス１が生成される。
吸入用混合ガス１は、混合ガス配管４８を流通する際に、香料供給手段４３及び加湿手段４４において、香料及び水分を添加された後、撹拌手段４５によって混合され成分分布が一様な吸入用混合ガス１となる。この吸入用混合ガス１は、大型容器４９内に圧縮充填される。
次に、混合ガスボンベ１００の製造方法について説明する。
混合ガスボンベ１００は、図４に示すガス充填装置５を用いて製造される。
ガス充填装置５は、吸入用混合ガス１が圧縮充填された上述の大型容器４９と、大型容器４９と接続された供給配管５１と、供給配管５１から分岐された３つの分岐配管５２１、５２２、５２３とを有している。
混合ガスボンベ１００は、図４に示すガス充填装置５を用いて製造される。
ガス充填装置５は、吸入用混合ガス１が圧縮充填された上述の大型容器４９と、大型容器４９と接続された供給配管５１と、供給配管５１から分岐された３つの分岐配管５２１、５２２、５２３とを有している。
供給配管５１は、分岐配管５２１、５２２、５２３よりも大型容器４９側の位置に配設された第１バルブ５１１及び第２バルブ５１２の２つの開閉バルブと、第１バルブ５１１と第２バルブ５１２との間に配置された圧力調整器５１３と、供給配管５１内の気体を排出するためのパージバルブ５３とを備えている。
３つの分岐配管５２１、５２２、５２３には、混合ガスボンベ１００の容器２がそれぞれ接続される。
パージバルブ５３には、図示しない真空ポンプが接続されており、パージバルブ５３を開放した状態で真空ポンプを作動させることにより、供給配管５１、分岐配管５２１、５２２、５２３及び容器２内の気体を排出し真空引きを行うことができる。
３つの分岐配管５２１、５２２、５２３には、混合ガスボンベ１００の容器２がそれぞれ接続される。
パージバルブ５３には、図示しない真空ポンプが接続されており、パージバルブ５３を開放した状態で真空ポンプを作動させることにより、供給配管５１、分岐配管５２１、５２２、５２３及び容器２内の気体を排出し真空引きを行うことができる。
図４に示すごとく、ガス充填装置５においては、分岐配管５２１、５２２、５２３にそれぞれ混合ガスボンベ１００の容器２を接続した後、大型容器４９の元栓を閉塞すると共に、第１バルブ５１１、第２バルブ５１２及びパージバルブ５３を開放する。そして、パージバルブ５３に接続された真空ポンプによって、供給配管５１、分岐配管５２１、５２２、５２３及び容器２内の気体を排出し真空引きを行う。次いで、第１バルブ５１１および第２バルブ５１２及びパージバルブ５３を順次閉じて、大型容器４９の元栓を開放したのち、第１バルブ５１１及び第２バルブ５１２を順次開放することで、容器２内に吸入用混合ガス１が充填される。このとき、容器２内に充填された吸入用混合ガス１の圧力は、圧力調整器５１３によって、０．９ＭＰａに調整される。これにより、容器２内への吸入用混合ガス１の充填が完了し、混合ガスボンベ１００が完成する。
尚、本例のガス充填装置５は、３本の分岐配管５２１、５２２、５２３を有しているが、より多くの分岐配管を用いて同時に多くの容器に充填することができる。この場合、多くの混合ガスボンベ１００を効率良く製造することができる。
尚、本例のガス充填装置５は、３本の分岐配管５２１、５２２、５２３を有しているが、より多くの分岐配管を用いて同時に多くの容器に充填することができる。この場合、多くの混合ガスボンベ１００を効率良く製造することができる。
本例に示すごとく、吸入用混合ガス１を大型容器４９に充填した後、大型容器４９から複数の容器２に充填することにより、吸入用混合ガス１における成分が同一の混合ガスボンベ１００が容易に得られる。これにより、混合ガスボンベ１００における吸入用混合ガス１の品質を均一化し、管理を容易化することができる。
次に、本例の作用効果について説明する。
吸入用混合ガス１は、水素濃度及び酸素濃度を上記の範囲内に設定してある。そのため、安全かつ手軽に水素１１を摂取することができる。
すなわち、大気中に含まれる水素量は５×１０−５ｖｏｌ％とごく微量であり、通常の生活では十分な量を摂取することができない。吸入用混合ガス１は、０．１ｖｏｌ％以上の水素１１を含んでいるため、吸入用混合ガス１を吸入することにより、多くの水素１１を容易に摂取することができる。また、吸入用混合ガス１における水素濃度を、４．０ｖｏｌ％未満に制限することにより、吸入用混合ガス１を不燃性ガスとし、吸入用混合ガス１への引火を防止することができる。
吸入用混合ガス１は、水素濃度及び酸素濃度を上記の範囲内に設定してある。そのため、安全かつ手軽に水素１１を摂取することができる。
すなわち、大気中に含まれる水素量は５×１０−５ｖｏｌ％とごく微量であり、通常の生活では十分な量を摂取することができない。吸入用混合ガス１は、０．１ｖｏｌ％以上の水素１１を含んでいるため、吸入用混合ガス１を吸入することにより、多くの水素１１を容易に摂取することができる。また、吸入用混合ガス１における水素濃度を、４．０ｖｏｌ％未満に制限することにより、吸入用混合ガス１を不燃性ガスとし、吸入用混合ガス１への引火を防止することができる。
また、吸入用混合ガス１は、１８ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の酸素１２を含んでいる。酸素濃度が１８ｖｏｌ％未満になると、吸入用混合ガス１を吸入した際に酸素欠乏症となるおそれがある。また、酸素濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、吸入用混合ガス１を吸入することにより、酸素中毒となるおそれがある。
このように、水素１１及び酸素１２を適当な濃度に設定することにより、吸入用混合ガス１によって、安全かつ手軽に水素１１を摂取することができる。
このように、水素１１及び酸素１２を適当な濃度に設定することにより、吸入用混合ガス１によって、安全かつ手軽に水素１１を摂取することができる。
また、酸素１２及び希釈気体１３として、酸素、窒素及び微量成分を含む大気を用いており、吸入用混合ガス１において、酸素濃度が１９ｖｏｌ％以上２１ｖｏｌ％以下であり、窒素濃度が７４ｖｏｌ％以上７８ｖｏｌ％以下である。このように、大気を利用することで、より容易かつ安価に上記吸入用混合ガスを生成することができる。
また、吸入用混合ガス１に香料を添加し、香りを付与してある。そのため、吸入用混合ガス１を吸入する際に、香りによって、例えば、リラックス効果やリフレッシュ効果等の種々の効果を得ることができる。
また、吸入用混合ガス１に水分を添加し、加湿してある。そのため、吸入用混合ガス１を吸入することで、口内や咽喉を加湿し、潤わせることができる。
また、混合ガスボンベ１００は、容器２内に吸入用混合ガス１を圧縮充填してなる。そのため、ガス噴射機構３を操作することにより、吸入用混合ガス１を容易に供給することができる。また、工場等において吸入用混合ガス１を生成し、混合ガスボンベ１００に圧縮充填することにより、吸入用混合ガス１を生成する設備を導入しなくとも、吸入用混合ガス１を使用することができる。これにより、安価で手軽に吸入用混合ガス１を入手することができる。
また、混合ガスボンベ１００において、吸入用混合ガス１が充填された容器２内における圧力Ｐは、０ＭＰａ＜Ｐ＜１ＭＰａである。そのため、混合ガスボンベ１００の吸入用混合ガス１は、高圧ガスに分類されないため、取り扱いが容易となり、航空機内への持ち込みが可能となる等規制が緩和される。これにより、より多くの場面で吸入用混合ガス１を使用することが可能となる。
また、容器２の内容積は、３１４ｍｌであり、１０ｍｌ〜９９０ｍｌの範囲内である。そのため、混合ガスボンベ１００の大きさをコンパクトにすることができる。これにより、混合ガスボンベ１００の携帯性を向上し、より多くの場面で吸入用混合ガス１を使用することが可能となる。
また、吸入用混合ガス１の製造方法においては、予備混合ガス１４を準備した後、水素１１を混合することにより、吸入用混合ガス１を生成している。予備混合ガス１４に水素１１を加えることにより、吸入用混合ガス１を生成する過程において、可燃性となる水素濃度となることがない。したがって、生成の過程での混合ガスへの引火を防止し、安全に吸入用混合ガス１を製造することができる。
また、予備混合ガス１４として大気を用いている。そのため、予備混合ガス１４を準備するための設備を簡略化することができる。これにより、より容易かつ安価に吸入用混合ガス１を生成することができる。
以上のごとく、本例によれば、安全かつ手軽に水素１１を摂取することができる吸入用混合ガス１及び混合ガスボンベ１００と、吸入用混合ガス１の安全な製造方法とを提供することができる。
（実施例２）
本例は、図５に示すごとく、吸入用混合ガス生成装置の一例を示すものである。
吸入用混合ガス生成装置４０１は、純水素１１を供給する水素供給手段４２と、純酸素１２を供給する酸素供給手段４１１と、希釈気体１３を供給する希釈気体供給手段４１２と、これらを接続する配管とを備えている。
本例は、図５に示すごとく、吸入用混合ガス生成装置の一例を示すものである。
吸入用混合ガス生成装置４０１は、純水素１１を供給する水素供給手段４２と、純酸素１２を供給する酸素供給手段４１１と、希釈気体１３を供給する希釈気体供給手段４１２と、これらを接続する配管とを備えている。
酸素供給手段４１１は、純酸素１２を圧縮充填した酸素ガスボンベからなる。酸素供給手段４１１には、酸素配管４６３が連結されている。酸素配管４６３の内部には、酸素１２を流通する酸素流路が形成されている。また、酸素配管４６３は、酸素流路を開閉するための開閉バルブ４６４と、酸素供給手段４１１側への逆流を防止するための逆流防止弁４１３とを備えている。
希釈気体供給手段４１２は、希釈気体１３を圧縮充填した希釈気体ガスボンベからなる。尚、希釈気体１３としては、窒素、アルゴン、ヘリウム等、人体に害がなく吸入可能な気体を用いることができる。また、希釈気体１３は、容器２に圧縮充填された状態において気体であることが好ましい。希釈気体供給手段４１２には、希釈気体配管４６６が連結されている。希釈気体配管４６６の内部には、希釈気体１３を流通する希釈気体流路が形成されている。また、希釈気体配管４６６は、希釈気体流路を開閉するための開閉バルブ４６７と、希釈気体供給手段４１２側への逆流を防止するための逆流防止弁４１４とを備えている。
また、酸素配管４６３及び希釈気体配管４６６は、予備混合ガス配管４６と接続されている。酸素１２及び希釈気体１３は、予備混合ガス配管４６内において混合され、予備混合ガス１４が準備される。
また、酸素配管４６３及び希釈気体配管４６６は、予備混合ガス配管４６と接続されている。酸素１２及び希釈気体１３は、予備混合ガス配管４６内において混合され、予備混合ガス１４が準備される。
水素供給手段４２は、純水素１１を圧縮充填した水素ボンベからなる。水素供給手段４２には、水素配管４７が連結されている。水素配管４７の内部には、水素１１を流通する水素流路が形成されている。また、水素配管４７は、水素流路を開閉するための開閉バルブ４７１と、水素供給手段４２側への逆流を防止するための逆流防止弁４７３とを備えている。
また、予備混合ガス配管４６及び水素配管４７は、混合ガス配管４８と接続されている。水素１１及び予備混合ガス１４は、混合ガス配管４８内において混合され、吸入用混合ガス１が生成される。
また、予備混合ガス配管４６及び水素配管４７は、混合ガス配管４８と接続されている。水素１１及び予備混合ガス１４は、混合ガス配管４８内において混合され、吸入用混合ガス１が生成される。
混合ガス配管４８には、内部における圧力を計測する圧力ゲージ４８３と、混合ガス配管４８を開閉する開閉バルブ４８１、４８４とが配設されている。また、混合ガス配管４８の端部には、大型容器４９が接続されている。
本例の吸入用混合ガス生成装置４０１においては、酸素配管４６３、希釈気体配管４６６、水素配管４７及び混合ガス配管４８にそれぞれ配設された開閉バルブ４６４、４６７、４７１の開度調整、及び混合ガス配管４８、大型容器４９内における圧力調整により、吸入用混合ガスにおける水素、酸素及び希釈気体の濃度調整及び充填圧力の調整を行うことができる。
本例の吸入用混合ガス生成装置４０１においては、酸素配管４６３、希釈気体配管４６６、水素配管４７及び混合ガス配管４８にそれぞれ配設された開閉バルブ４６４、４６７、４７１の開度調整、及び混合ガス配管４８、大型容器４９内における圧力調整により、吸入用混合ガスにおける水素、酸素及び希釈気体の濃度調整及び充填圧力の調整を行うことができる。
尚、実施例１及び実施例２においては、吸入用混合ガス生成装置４によって生成された吸入用混合ガス１を大型容器４９に圧縮充填したが、生成された吸入用混合ガス１を直接使用してもよいし、直接小型の容器２に圧縮充填してもよい。また、大型容器４９に吸入用混合ガス１を充填したものを混合ガスボンベとして用いることができる。
１ 吸入用混合ガス
１００ 混合ガスボンベ
１１ 水素
１２ 酸素
１３ 希釈気体
２ 容器
２４４ 貫通孔
３ ガス噴射機構
１００ 混合ガスボンベ
１１ 水素
１２ 酸素
１３ 希釈気体
２ 容器
２４４ 貫通孔
３ ガス噴射機構
Claims (9)
- ０．１ｖｏｌ％以上４．０ｖｏｌ％未満の水素と、
１８ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の酸素と、
希釈気体とを混合してなることを特徴とする吸入用混合ガス。 - 酸素及び上記希釈気体として、酸素、窒素及び微量成分を含む大気を用いており、酸素濃度が１９ｖｏｌ％以上２１ｖｏｌ％以下であり、窒素濃度が７４ｖｏｌ％以上７８ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の吸入用混合ガス。
- 香料を添加し、香りを付与してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸入用混合ガス。
- 水分を添加し、加湿してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸入用混合ガス。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸入用混合ガスと、
該吸入用混合ガスを充填する容器とを有しており、
該容器は、その内部と外側とを連通する貫通孔と、該貫通孔を開放状態及び閉塞状態に切り替え可能に構成されたガス噴射機構とを備えており、
上記容器内に上記吸入用混合ガスが圧縮して充填されてなることを特徴とする混合ガスボンベ。 - 上記吸入用混合ガスが充填された上記容器内における圧力Ｐは、０ＭＰａ＜Ｐ＜１ＭＰａであることを特徴とする請求項５に記載の混合ガスボンベ。
- 上記容器の内容積は、１０ｍｌ〜９９０ｍｌであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の混合ガスボンベ。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸入用混合ガスを製造する方法であって、
酸素と希釈気体とを混合した予備混合ガスを準備し、
該予備混合ガスに、水素を混合して上記吸入用混合ガスを生成することを特徴とする吸入用混合ガスの製造方法。 - 上記予備混合ガスとして大気を用いることを特徴とする請求項８に記載の吸入用混合ガスの製造方法。
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- 2014-10-15 JP JP2014210464A patent/JP6513924B2/ja active Active
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