JP3192728U - 健康気体発生器の電解槽用の液体・気体循環システム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、近年多くの医療専門家が、病気になるリスクを積極的に低減するために、食品の健康効果に関する研究、遺伝性疾患のスクリーニング検査などの疾患予防に焦点を合わせている。さらに、平均余命を延ばすために、スキンケア製品や抗酸化食品/薬剤を含め、多くの老化防止技術が開発されている。
さらに、長時間にわたって高濃度の酸素を吸入する必要のある患者は肺障害に罹患しやすく、この肺障害は水素を吸入することによって改善できることを示す臨床経験もある。つまり、水素含有気体は、水の電解によって得ることのできる一種の健康気体と見なされる。
液体/気体循環システムは、純水を収容するための第1の槽をさらに備える。第1の槽は、気体注入口、第1の液体排出口、第2の気体排出口および圧力逃し弁を備える。気体注入口は、第1の槽の下部に取り付けられており、電解槽の第1の気体排出口と連結されている。第1の液体排出口は第1の液体注入口と連結されている。第2の気体排出口および圧力逃し弁は、第1の槽の上部に取り付けられている。第1の槽内の混合気体の圧力が所定値を超えると、圧力逃し弁が過剰圧力を放出することができる。
水素爆発を防ぐための別の手段は、混合気体の貯蔵量を安全な値に保つことである。本考案では、第1の水位検出器、圧力逃し弁および第2の槽が、混合気体が安全な値にあることを確実にする。さらに、電解槽の第1の液体注入口および第1の気体排出口、ならびに第1の槽の気体注入口および第1の液体排出口が、ともに第1の槽への純水の補充を実現する。その結果、電解槽内の混合気体が自動的に第1の槽に運ばれ、それにより、液体/気体を循環させる目的を達成することができる。
本実施態様では、電解槽110は、多数のシート電極114を有するチップ電解装置である。電解槽110を作動させると、水112が電解され、水素と酸素の混合気体116が発生する。水素と酸素の混合気体116は分離されて電解槽の上部に行くため、電解槽の上部には混合気体116を引き出すための第1の気体排出口118がある。さらに、電解槽の下部には第1の液体注入口120があり、水112が水の電解によって消費されたときに、電解槽110に純水を供給する。
さらに、混合気体116が純水124を通過する過程で、純水124は、高比熱により、熱の大半を吸収し、混合気体116の温度をおおよそ室温(25℃)まで下げることができる。このようにして、水素爆発の可能性が低減され、システムの安全性が強化される。
一実施態様では、気体注入口126の位置が第1の槽122の基準水位よりも大幅に低い限り、図1に示すように、気体注入口126は第1の槽122の下部の外壁に取り付けられている。その一方で、塩素などの少量の望ましくない電解ガスは、純水124に溶解可能であるため、純水124がフィルターとなる。第1の槽122は、第1の槽122の下部に取り付けられている第1の液体排出口128をさらに備える。第1の液体排出口128は、導管を介して第1の液体注入口120に接続されており、補充のために、電解槽110に第1の槽122内の純水124を運び込む。
好ましくは、第1の槽122が、電解槽110の位置よりもわずかに高い位置に取り付けられており(図1に示すように、第1の槽122の底面が電解槽110の上面より高いか、または、第1の槽122の底面が電解槽110の底面より高く、例えば、第1の槽122の底面が電解槽110の下側の4分の1より高い)、その結果、サイフォンの原理または重力の原理によって、追加の加圧装置を必要とせずに、電解槽110を自動的に補充することができる。さらに、混合気体116の第1の槽122への導入によって発生する圧力も、第1の槽122内の純水124が、補充のために電解槽110に流れ込むのを促す。
例えば、第2の気体排出口130が詰まるなどの異常がある場合、電解槽110からの混合気体116が継続的に第1の槽122に運び込まれるために、第1の槽122の圧力が上昇する。そうすると、圧力逃し弁132が、第1の槽122内の混合気体116を放出し、水素爆発を防ぐ。一実施態様において、圧力逃し弁132は、開放して大気圧(1Pa)で混合気体116を放出するよう設定されている。第1の槽122は、第1の槽122内の純水の水位を検出する第1の水位検出器134をさらに備える。第1の水位検出器134の動作形式は、以下に詳しく述べる。
一実施態様において、第2の液体排出口138は、第2の槽136の下部に取り付けられており、また、第2の液体注入口140は、第1の槽122の上部に取り付けられている。さらに、第2の液体注入口140と第2の液体排出口138との間に連結されている液体弁142がある。第1の槽122内の純水124の水位が所定値を下回ったことを第1の水位検出器134が検出すると、液体弁142が開放可能となり、その結果、補充のために、第2の槽136内の純水124が第1の槽122に流れ込むことができる。すなわち、第1の水位検出器134は、液体弁142を選択的に開放することができる。
第1の槽122が電解槽110に純水124を継続的に供給するため、生成および貯蔵される混合気体116の量が増加し、第1の槽122内の純水124の水位が低下する。混合気体116の量が多すぎると、水素爆発が起こりやすくなる。したがって、第1の水位検出器134を用いて、第1の槽122内の混合気体116の量を、安全な値に保つことができる。混合気体116の放出および純水124の補充は、第1の槽122内の混合気体116の圧力および貯蔵の制御に役立ち、それにより水素爆発の防止に役立つ。
別の好ましい実施態様では、第2の槽136は、第1の槽122よりもわずかに高い位置にあり(図1に示すように、第2の槽136の底面が第1の槽122の上面より高いか、または、第2の槽136の底面が第1の槽122の底面より高く、例えば、第2の槽136の底面が第1の槽122の下側の4分の1より高い)、その結果、液体弁142が開放されると、サイフォンの原理または重力の原理によって、追加の加圧装置を必要とせずに、第1の槽122を自動的に補充することができる。
第1の排水口148、第2の排水口150および第3の排水口152は、それぞれ第1の排水弁154、第2の排水弁156および第3の排水弁158によって制御される。第1の排水弁154、第2の排水弁156および第3の排水弁158は、使用者が整備または修理を実施できるように、電解槽110、第1の槽122および第2の槽136から排水することができる。
図2の液体/気体循環システム200と図1の液体/気体循環システム200との唯一の違いは、電解槽210が、円筒電極220を備える2方式電解装置であることである。残りの部品、配置および動作形式は図1と同じであり、ここでは説明しない。重要なのは、いくつかの実施態様において、圧力逃し弁132および液体弁142が、簡単な制御回路またはコンピューターシステムによって制御され、また、圧力逃し弁132および液体弁142が電磁弁であることである。
図3に示すように、液体/気体循環システム300は、図1に存在する第2の槽を備えていないが、その代わりに、第1の槽122に第1の注水口310を有する。第1の槽122内の純水124の水位が所定値を下回ったことを第1の水位検出器134が検出すると、第1の水位検出器134の警告灯が、第1の注水口310から純水124を補充するよう使用者に知らせる。
図3に示すように、第1の水位検出器134は、純水124の水位が低すぎないか、または高すぎないかを検出するために用いることができる。純水124の水位が高すぎる場合、第1の水位検出器134の警告灯が、純水124の補充をやめるよう使用者に知らせ、純水124の水位が低すぎる場合、第1の水位検出器134の警告灯が、第1の注水口310から純水124を補充するよう使用者に知らせる。このとき、電解槽の電源を切り、使用者が純水124の補充を終えるのを待つことができる。
別の実施態様では、2方式電解装置は、図5に示すように、外筒52、中間筒54および内筒56を備える。中間筒54は、電源に電気的に接続された主陽極電極であり、また、中間筒54は、ステンレス鋼、またはプラチナ被覆されたその他の金属材料などの導電性金属材料で作られている。外筒52、中間筒54および内筒56は、すべて、中空円筒構造の形状で構成されている。加えて、外筒52の内縁が、多数の歯状構造(例えば40以上の歯)を備え、中間筒54の外縁および内縁が、多数の歯状構造(例えば40以上の歯)を備え、内筒56の外縁が、多数の歯状構造(例えば40以上の歯)を備え、歯が互いに対応することにより、電解を行う面積が増大する。
本考案では、第1の水位検出器、圧力逃し弁、および第2の槽からの補充のすべてが、これを実現するのに役立つ。さらに、電解槽の第1の液体注入口および第1の気体排出口、ならびに第1の槽の気体注入口および第1の液体排出口は、第1の槽内の純水を補充することができるようにし、また、次いで電解槽内の混合気体を自動的に第1の槽に運び入れることができるようにすることにより、液体/気体の循環の目的を達成する。
Claims (17)
- 水素と酸素の混合気体を発生するための水電解で利用される液体/気体循環システムであって、
電解槽であって、第1の液体注入口および第1の気体排出口が前記電解槽に取り付けられており、水を収容し、水の電解により水素と酸素の混合気体を発生するために用いられる電解槽、ならびに
別の水を収容するための第1の槽であって、
前記第1の槽に取り付けられ、前記電解槽の前記第1の気体排出口に接続された気体注入口、
前記電解槽の前記第1の液体注入口に接続された第1の液体排出口、
前記第1の槽に取り付けられ、前記水素と酸素の混合気体を排出するために用いられる第2の気体排出口、ならびに
前記第1の槽に取り付けられた圧力逃し弁であって、前記圧力逃し弁が前記第1の槽内の前記混合気体を選択的に放出する圧力逃し弁
を備える第1の槽
を備える、液体/気体循環システム。 - 前記気体注入口は、前記第1の槽の下部の外壁に取り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第2の気体排出口における前記水素と酸素の混合気体の流量は、0.1L/分〜2L/分であることを特徴とする、請求項2に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第1の槽は、前記電解槽の底面より高い位置にある底面を有することを特徴とする、請求項2に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第1の槽は、
前記第1の槽内の前記別の水の水位を検出する第1の水位検出器、および
前記第1の槽内の前記別の水を補充する第1の注水口
をさらに備える、請求項1に記載の液体/気体循環システム。 - 前記第1の水位検出器は、前記圧力逃し弁を選択的に開放し、前記第1の槽内の前記混合気体を放出することを特徴とする、請求項5に記載の液体/気体循環システム。
- 別の水を収容するために用いられる第2の液体排出口を備える第2の槽をさらに備え、
前記第1の槽が、前記第2の液体排出口に接続された第2の液体注入口をさらに備えることを特徴とする、
請求項1に記載の液体/気体循環システム。 - 前記第2の液体排出口は、前記第2の槽の下部に取り付けられており、また、第2の液体注入口が、前記第1の槽の上部に取り付けられていることを特徴とする、請求項7に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第2の槽は、前記第1の槽の底面より高い位置にある底面を有することを特徴とする、請求項8に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第2の液体注入口と前記第2の液体排出口との間に取り付けられた液体弁をさらに備え、
第1の槽が、前記第1の槽内の前記別の水の水位を検出し、前記液体弁を選択的に開放して前記第1の槽内の前記別の水を補充する第1の水位検出器をさらに備えることを特徴とする、
請求項7に記載の液体/気体循環システム。 - 前記第1の水位検出器は、前記圧力逃し弁をさらに選択的に開放して前記第1の槽内の前記混合気体を開放することを特徴とする、請求項10に記載の液体/気体循環システム。
- 前記液体弁および前記圧力逃し弁は、同時に開放されることを特徴とする、請求項11に記載の液体/気体循環システム。
- 前記第2の槽は、
前記第2の槽内の前記別の水の水位を検出する第2の水位検出器、および
前記第2の槽内の前記別の水を補充する第2の注水口
をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載の液体/気体循環システム。 - 前記電解槽は、外筒、前記外筒の内側に位置する中間筒、および前記中間筒の内側に位置する内筒を備える2方式電解装置をさらに備え、前記中間筒が、電源に選択的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の液体/気体循環システム。
- 前記中間筒は、多数の歯状構造が設けられた外縁および内縁を備えることを特徴とする、請求項14に記載の液体/気体循環システム。
- 前記外筒は、多数の歯状構造が設けられた内縁を備え、また、前記内筒が、多数の歯状構造が設けられた外縁を備えることを特徴とする、請求項15に記載の液体/気体循環システム。
- 前記電解槽は、第1の電極および第2の電極をさらに備え、また、第1の電極および第2の電極が、交換可能な極性を有することを特徴とする、請求項1に記載の液体/気体循環システム。
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