JP3177140U - ヘルスケア用酸素ガスと水素ガスのガス供給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】酸素ガスと水素ガスとの割合を制御し清浄度が高い混合ガスを供給することができるヘルスケア用ガスのガス供給システムを提供する。
【解決手段】電解ユニット３の電解槽３１には正極プレート３２及び負極プレート３３が配置され、電圧制御器３４が正極プレート３２と負極プレート３３とに電気的に接続されて設けられ、第１のガスパイプ３５が電解槽３１に連通して混合ガスを流出させる。ろ過洗浄ユニット４は、水を収容し、その水面が第１のガスパイプ３５の流出端３５１より高いように第１のガスパイプ３５が連通する収容タンク４１と、収容タンク４１に連通し混合ガスを流出させる第２のガスパイプ４２とを有する。制御ユニット５の第１のインターフェース５０は、電圧制御器３４から正極プレート３２と負極プレート３３に出力された電圧差によって、酸素ガス・水素ガスの流量比を変えるように制御操作する。
【選択図】図１

Description

本考案は、例えばヘルスケア用ガスとしての酸素ガスと水素ガスを供給するための酸素ガスと水素ガスのガス供給システムに関する。
近年、ヘルスケア分野の医療ガス、例えば酸素ガスを発生させる方法として、例えば特許文献１に記載されている装置によって酸素ガスをつくる手法が知られている。この酸素ガス発生装置は、図３に示すように、適量の水を反応室１１１に入れると共に、酸素生成剤（例えば過炭酸ナトリウム）及び触媒を反応室１１１に投入し、またろ過除湿部材１６をインレット１１４に引っ掛けてセットし、キャップ１２で円筒１３と共にインレット１１４を蓋する。次に、水を透明材料で作られた円筒１３の浄化槽１３１に入れ、キャップ１４で蓋する。反応室１１１において発生した酸素ガスがガス上昇パイプ１２１から流出し、酸素取出しパイプ１４２から酸素ガスを取り出すようになっている。
台湾特許公告第１９９１１３号公報
上記酸素製造装置によれば、酸素ガスをつくることができるが、酸素ガスと同時に水素をつくることができないため、水素ガスを取り入れたい場合、別の装置を使わなければならず、設置空間を取ってしまい、使い勝手が悪い問題点がある。
本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、酸素ガスと水素ガスとの割合を制御しながら清浄度が高い酸素ガスと水素ガスの混合ガスを供給することができるヘルスケア用ガスのガス供給システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本考案は、電解液である水を入れる電解槽と、前記電解槽内に設けられている少なくとも１つの正極プレートと、前記電解槽内に設けられている少なくとも１つの負極プレートと、前記正極プレートと前記負極プレートとに電気的に接続されている電圧制御器と、前記電解槽に空間的に連通して酸素ガスと水素ガスの混合ガスを流出させる第１のガスパイプと、を有し、前記第１のガスパイプは、前記電解槽に空間的に連通している端と反対側の流出端を有する、電解ユニットと、水を収容し、その水面が前記第１のガスパイプの流出端より高いように前記第１のガスパイプが連通する収容タンクと、前記収容タンクに連通し、酸素ガスと水素ガスとの混合ガスを流出させる第２のガスパイプと、を有するろ過洗浄ユニットと、前記電圧制御器に電気的に接続され、前記電圧制御器から正極プレートと負極プレートに出力された電圧差によって、発生する酸素ガス・水素ガスの流量比を変えるように制御操作する第１のインターフェースを有する制御ユニットとを備えていることを特徴とするヘルスケア用ガスのガス供給システムを提供する。
本考案に係るガス供給システムによれば、第１のインターフェースの操作によって、正極プレートと負極プレートの電圧差を調節し、発生した水素ガス及び酸素ガスの割合を制御することができるので、必要に応じて水素ガス及び酸素ガスの混合割合を決めることができ、使い勝手が良い。また、電解槽から流出された水素ガス及び酸素ガスの混合ガスを収容タンクにおける水の中に混ぜることによってろ過洗浄することができるので、使用される混合ガスの清浄度が高く保つことができる。
本考案に係るガス供給システムの構成の一例を概略的に示す正面断面図である。 本考案に係るガス供給システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 従来の医療ガスとしての酸素ガスを製造する装置の一例を示す概略図である。
以下に、添付図面を参照して、本考案の一実施例に係るヘルスケア用の酸素ガス・水素ガス供給システムについて説明する。なお、この実施例により本考案が限定されるものではない。
（実施例）
図１は、本考案に係る酸素ガス・水素ガスのガス供給システムの構成の一例を概略的に示す正面断面図、図２は、本考案に係る酸素ガス・水素ガスのガス供給システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。図中、２は設置空間を有する筐体であり、筐体２内には、概ね電解ユニット３と、ろ過洗浄ユニット４と、制御ユニット５とが設けられている。
電解ユニット３は、電解液とする水を入れる電解槽３１と、所定の間隔をおいて電解槽３１内に設けられている複数の正極プレート３２と、所定の間隔をおいて電解槽３１内に設けられている負極プレート３３と、正極プレート３２と負極プレート３３とに電気的に接続されている電圧制御器３４と、電解槽３１に空間的に連通し、酸素ガスと水素ガスの混合ガスを流出させる第１のガスパイプ３５と、電解槽３１に空間的に連通し、電解槽３１に水を補充供給する第１の供給モジュール３６を備えている。
複数の正極プレート３２と複数の負極プレート３３のそれぞれは、互いに並列接続されている。電圧制御器３４は、正極プレート３２と負極プレート３３のそれぞれに電気的に接続されており、正極プレート３２及び負極プレート３３によって水の電気分解を行うと、正極プレート３２の周りに酸素ガスが発生し、負極プレート３３の周りに水素ガスが発生するように、正極プレート３２と負極プレート３３との電圧を制御する。
第１のガスパイプ３５は、電解槽３１に空間的に連通している端と反対側の流出端３５１を有する。
第１の供給モジュール３６は、電解槽３１に空間的に連通する第１のガイドパイプ３６１と第１のキャップ３６２とを有し、第１のガイドパイプ３６１には、筐体２の外側に開放しており、第１のキャップ３６２により蓋閉される第１の連通口３６１１が設けられている。
ろ過洗浄ユニット４は、水を収容して第１のガスパイプ３５が連通する収容タンク４１と、収容タンク４１に連通して酸素ガスと水素ガスとの混合ガスが流出する第２のガスパイプ４２と、収容タンク４１に空間的に連通し、収容タンク４１に水を補充供給する第２の供給モジュール４３と、第１のガスパイプ３５に設けられ、混合ガスにおける不純物をろ過するための例えば網状のろ過部材４４と備えている。
なお、収容タンク４１内に蓄えられる水の液面位置は、第１のガスパイプ３５の流出端３５１より高くあるように保たれるものとする。
第２のガスパイプ４２は、収容タンク４１への連通端と、該連通端の反対側の、筐体２の外側に開放する開放端とを有する。
第２の供給モジュール４３は、収容タンク４１に空間的に連通する第２のガイドパイプ４３１と第２のキャップ４３２とを有する。第２のガイドパイプ４３１には、筐体２の外側に開放しており、第２のキャップ４３２により蓋閉される第２の連通口４３１１が設けられている。
制御ユニット５は、酸素ガスと水素ガスとの割合を調節制御するように操作する第１のインターフェース５０と、第２のガスパイプ４２から流出された酸素ガス・水素ガスの混合ガスの流量を検出する流量検出手段５２と、第２のガスパイプ４２から流出された酸素ガス・水素ガスの混合ガスの流量を調節制御するように操作する第２のインターフェース５３と、電解槽３１の上方に取り付けられ、水の液面の高さを検出する第１のセンサー５５と、収容タンク４１の上方に取り付けられ、水の液面の高さを検出する第２のセンサー５６と、第１のセンサー５５と第２のセンサー５６とにより制御されるアラーム報知器５７と、第１のセンサー５５と第２のセンサー５６とに電気的に接続されているスイッチ５８と、第１のガスパイプ３５に取り付けられている流量計５９とを備えている。なお、第１のインターフェース５０や、流量検出手段５２、第２のインターフェース５３、アラーム報知器５７は、使用者が簡単に監視、操作できるようにするために筐体２の外部に設けられている。
第１のインターフェース５０は、電圧制御器３４から正極プレート３２と負極プレート３３に出力された電圧差を制御操作するように電圧制御器３４に電気的に接続されており、正極プレート３２と負極プレート３３の電圧差によって、発生する酸素ガス・水素ガスの流量比を調節して変えるように制御操作する。
第２のインターフェース５３は、正極プレート３２及び負極プレート３３に出力された電圧を調節し、第２のガスパイプ４２に流れる酸素ガス・水素ガスの混合ガスの流量を制御操作するように、電圧制御器３４に電気的に接続されている。
アラーム報知器５７は、第１のセンサー５５によって電解槽３１における水面が予め定められた高さより低い、或いは第２のセンサー５６によって収容タンク４１における水面が第１のガスパイプ３５の流出端より低いなどの異常状況が検出されると、作動して警報信号を出力する。アラーム報知器５７は、例えば点灯したり点滅するアラームライト、或いは警報音を出す警報機を用いることができる。また、スイッチ５８は、アラーム報知器５７による知らせと同時に、電解ユニット３への電源を自動的にオフするように作動する。このように、異常状況の知らせがあると、電解槽３１又は収容タンク４１に水を補充するように知らせることができる。
このようにすると、電解ユニット３が電解槽３１内の水がなくなった後も稼働し続けて故障することを防止することができ、また、ろ過部材４４を通らずに酸素ガス・水素ガスの混合ガスが外部に流出することも防止することができる。
流量計５９は、第１のガスパイプ３５に流れる混合ガスの流量を検出することによって、ガス供給システムの保守において電解ユニット３の稼働状況を知ることができる。
次に、以上のように構成された本考案に係るガス供給システムの動作を説明する。
まず、適量の水を第１の連通口３６１１及び第２の連通口４３１１を介して電解槽３１及び収容タンク４１に入れる。電解ユニット３に電源を投入すると、複数の正極プレート３２及び複数の負極プレート３３の周りに酸素ガス及び水素ガスが発生する。発生した酸素ガス及び水素ガスの混合ガスは第１のガスパイプ３５を通って収容タンク４１に収容されている水に流れて気泡として生成される。この気泡がろ過洗浄ユニット４においてろ過洗浄され、水面に浮き上がって放出された混合ガスは、第２のガスパイプ４３１を通して筐体２の外部へ流出される。流出された混合ガスは医療・ヘルスケア用ガスとして用いられることができる。
また、発生した混合ガスにおける酸素ガスと水素ガスとの割合は、正極プレート３２と負極プレート３３との電圧差によって決定される。例えば、正極プレート３２と負極プレート３３との電圧が同じであるとき、水素ガスと酸素ガスの割合は２対１となる。このように必要に応じて第１のインターフェース５０を操作すると、所定の割合で発生した混合ガスが得られる。なお、一般に医療・ヘルスケア用ガスにおいて水素ガスと酸素ガスの割合は６６：３４又は８：２である。
また、流量検出手段５２によって筐体２から流出された混合ガスの流量を検出することができ、また第２のインターフェース５３を操作することにより混合ガスの流量を増減することができる。
以上により、本考案に係るガス供給システムは、第１のインターフェース５０の操作によって、正極プレート３２と負極プレート３３の電圧差を調節し、発生する水素ガス及び酸素ガスの割合を制御することができるので、必要に応じて水素ガス及び酸素ガスの混合割合を決めることができ、使い勝手が良い。また、電解槽３１から流出された水素ガス及び酸素ガスの混合ガスを収容タンク４１における水の中に混ぜることによってろ過洗浄することができるので、使用される混合ガスの清浄度を高く保つことができる。
本考案に係るガス供給システムは、医療・ヘルスケア用ガスとしての酸素ガス・水素ガスの混合ガスを供給するガス供給システムに有用である。
２ 筐体
３ 電解ユニット
３１ 電解槽
３２ 正極プレート
３３ 負極プレート
３４ 電圧制御器
３５ 第１のガスパイプ
３５１ 流出端
３６ 第１の供給モジュール
３６１ 第１のガイドパイプ
３６１１ 第１の連通口
３６２ 第１のキャップ
４ ろ過洗浄ユニット
４１ 収容タンク
４２ 第２のガスパイプ
４３ 第２の供給モジュール
４３１ 第２のガイドパイプ
４３１１ 第２の連通口
４３２ 第２のキャップ
４４ ろ過部材
５ 制御ユニット
５０ 第１のインターフェース
５２ 流量検出手段
５３ 第２のインターフェース
５５ 第１のセンサー
５６ 第２のセンサー
５７ アラーム報知器
５８ スイッチ
５９ 流量計

Claims (9)

  1. 電解液である水を入れる電解槽と、前記電解槽内に設けられている少なくとも１つの正極プレートと、前記電解槽内に設けられている少なくとも１つの負極プレートと、前記正極プレートと前記負極プレートとに電気的に接続されている電圧制御器と、前記電解槽に空間的に連通して酸素ガスと水素ガスの混合ガスを流出させる第１のガスパイプと、を有し、前記第１のガスパイプは、前記電解槽に空間的に連通している端と反対側の流出端を有する、電解ユニットと、
    水を収容し、前記第１のガスパイプが連通する収容タンクと、前記収容タンクに連通し、酸素ガスと水素ガスとの混合ガスを流出させる第２のガスパイプと、を有し、前記収容タンク内の水面位置は、前記第１のガスパイプの流出端より高い、ろ過洗浄ユニットと、
    前記電圧制御器に電気的に接続され、前記電圧制御器から前記正極プレートと前記負極プレートに出力された電圧差によって、発生する酸素ガス・水素ガスの流量比を変えるように制御操作する第１のインターフェースを有する制御ユニットと
    を備えていることを特徴とするヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  2. 前記正極プレートは、複数あり、互いに所定の間隔をおいて設けられ、
    前記負極プレートは、複数あり、互いに所定の間隔をおいて設けられ、
    前記電圧制御器は、複数の前記正極プレート及び複数の前記負極プレートに電気的に接続され、
    前記電解ユニットは、前記電解槽に空間的に連通し、前記電解槽に水を補充供給する第１の供給モジュールを更に有し、
    前記ろ過洗浄ユニットは、前記収容タンクに空間的に連通し、前記収容タンクに水を補充供給する第２の供給モジュールを更に有することを特徴とする請求項１に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  3. 前記ろ過洗浄ユニットは、前記第１のガスパイプに設けられ、水素ガスと酸素ガスの混合ガスにおける不純物をろ過するためのろ過部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  4. 前記制御ユニットは、
    前記第２のガスパイプから流出された酸素ガスと水素ガスの混合ガスの流量を検出する流量検出手段と、
    前記第２のガスパイプから流出された酸素ガスと水素ガスの混合ガスの流量を調節制御するように操作する第２のインターフェースと
    を更に有することを特徴とする請求項１に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  5. 前記制御ユニットは、
    前記電解槽上に取り付けられ、水の液面の高さを検出する第１のセンサーと、
    前記収容タンク上に取り付けられ、水の液面の高さを検出する第２のセンサーと、
    前記第１のセンサーによって前記電解槽における水面が予め定められた高さより低い、或いは前記第２のセンサーによって前記収容タンクにおける水面が前記第１のガスパイプの流出端より低い異常状況が検出されると、作動して警報信号を出力するよう前記第１のセンサーと前記第２のセンサーとにより制御されるように設けられているアラーム報知器と、
    を更に有することを特徴とする請求項１に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  6. 前記制御ユニットは、
    前記異常状況が検出されると、前記電解ユニットへの電源を自動的にオフするように作動するよう前記第１のセンサーと前記第２のセンサーとに電気的に接続されているスイッチを更に有することを特徴とする請求項５に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  7. 前記制御ユニットは、前記第１のガスパイプに取り付けられている流量計を更に有することを特徴とする請求項１に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  8. 前記電解ユニットと前記ろ過洗浄ユニットとがまとめて設けられている筐体を更に有することを特徴とする請求項２に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
  9. 前記第１の供給モジュールは、前記電解槽に空間的に連通する第１のガイドパイプと第１のキャップとを有し、
    前記第１のガイドパイプには、前記筐体の外側に開放しており、前記第１のキャップにより蓋閉される第１の連通口が設けられ、
    前記第２の供給モジュールは、前記収容タンクに空間的に連通する第２のガイドパイプと第２のキャップとを有し、
    前記第２のガイドパイプには、前記筐体の外側に開放しており、前記第２のキャップで蓋閉される第２の連通口が設けられていることを特徴とする請求項８に記載のヘルスケア用ガスのガス供給システム。
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