KR20090051177A

KR20090051177A - 수소 공급 시스템, 상기 시스템을 구비한 건물 구조 및 상기 시스템을 구비한 캡슐 구조

Info

Publication number: KR20090051177A
Application number: KR1020097003707A
Authority: KR
Inventors: 와타루 무로타
Original assignee: 와타루 무로타
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-05-21
Also published as: EP2067463A1; CN101516317A; US20100006099A1; WO2008013163A1; CA2665686A1; JPWO2008013163A1

Abstract

수소 공급 시스템으로서, 사람이 안전하면서도 다량으로 수소를 섭취할 수 있는 시스템, 동일 시스템을 갖는 건물 구조 또는 캡슐 구조의 제공.

수소 공급 시스템(1)은 수소 공급 수단(2)으로부터 수소 공급관(4)을 통하여 수소를 실내(3)로 공급하는 동시에 수소 교반 수단(5)을 갖고 실내에 수소가 편재되지 않는 기능을 갖고, 또한 실내(3)의 수소 농도가 필요 이상으로 높아지지 않도록 센서(6), 제어기(7)와 연동하는 개폐 마개(8) 및 배출구(9)를 갖는 시스템이며, 또한 이 시스템을 갖는 건물 구조 또는 캡슐 구조.

수소 공급 시스템, 수소 공급 수단, 수소 공급관, 배출구, 센서

Description

수소 공급 시스템, 상기 시스템을 구비한 건물 구조 및 상기 시스템을 구비한 캡슐 구조 {HYDROGEN SUPPLY SYSTEM, AND BUILDING STRUCTURE AND CAPSULE STRUCTURE HAVING THE SYSTEM}

본원 발명은, 수소 공급 수단과 수소 공급을 제어하는 수단을 갖는 시스템, 건물 구조 및 캡슐 구조에 관한 것이다.

최근, 활성 산소의 인체에 대한 악영향이 의학의 진보와 함께 밝혀지고 있다. 활성 산소에는 다양한 종류가 있으나, 그 일부를 체내로 도입한 수소와 반응시킴으로써 활성 산소의 인체에의 악영향을 저감시키는 방법이 생각되어져 왔다.

종래, 인간의 체내에 수소를 도입하기에는 인공적으로 액체 중의 수소 농도를 높인 수소를 포함하는 액체를 경구로 섭취하는 방법이 있다. 그러나, 액체에 용해하는 수소의 농도에 한계가 있기 때문에, 이 방법으로는 수소를 다량으로 섭취할 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 특정한 종류의 기체를 실내에 충만시키는 것에 대해서는, 예를 들어 산소 등으로 전례가 있다(문헌1 내지 3). 그러나, 수소에 의해 이것을 행하는 것에 대해서는 종전에 알려져 있지 않으며, 또한 수소는 다른 기체와 비교하여 폭발 한계가 4.0％로부터 74.2％로 매우 넓은 범위에서 존재하므로 실내의 구조나 환기 시스템에 있어서 일정한 배려를 할 필요가 있다.

특허 문헌1 : 일본 실용신안공개 소화 제63-78036

특허 문헌2 : 일본 특허 공개평5-103764

특허 문헌3 : 일본 특허 공개평8-154982

본원 발명은, 이러한 문제에 착안하여 이루어진 것이며, 수소의 폭발 하한계 농도를 초과하지 않는 안전한 분위기 내에 있어서 실내에 있어서의 공기 중의 수소 농도를 올림으로써 수소를 포함하는 액체를 경구로 섭취하는 방법에 비하여 보다 다량의 수소를 체내로 도입하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명의 과제를 해결하기 위해, 본원의 청구항 1에 따른 수소 공급 시스템은, 실내로 수소를 공급하는 수소 공급 수단과, 공급된 수소를 실내의 공기와 교반하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 2의 수소 공급 시스템은, 상기 시스템에, 실내로 공급된 수소의 농도를 검출하는 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 3의 수소 공급 시스템은, 상기 시스템에, 센서와 연동한 제어기를 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 4의 수소 공급 시스템은, 상기 시스템에, 제어기와 연동하는, 수소 공급 수단과 실내를 연결하는 경로를 차단하는 개폐 마개를 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 5의 수소 공급 시스템은, 상기 시스템에, 제어기와 연동하는, 실내의 공기를 실외로 배출하는 배출 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 6의 건물 구조는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 수소 공급 시스템을 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 7의 건물 구조는, 청구항 6의 건물 구조이며, 공기 교반 수단이 상기 건물 구조의 코너부에 단수 또는 복수 배치된 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 8의 건물 구조는, 청구항 6 또는 청구항 7의 건물 구조로서, 그 건물 상부 내지 전부가 돔 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 9의 건물 구조는 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 건물 구조로서, 수소 공급 수단으로부터 공급되는 수소가 상기 건물 구조의 하부로부터 상부로 상승되도록 수소 공급 수단 및 공기 교반 수단이 배치된 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항10의 건물 구조는, 청구항 6 내지 청구항 9의 건물 구조로서, 또한 외기와 무언가의 방법에 의해 차단된 기밀 공간을 갖는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항11의 캡슐 구조는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 수소 공급 시스템을 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항12의 캡슐 구조는, 청구항 1의 캡슐 구조로서, 또한 외기와 무언가의 방법에 의해 차단된 기밀 공간을 갖는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 1에 따른 수소 공급 시스템에 따르면, 실내로 수소를 공급하는 동시에, 공급된 수소를 교반 수단을 사용하여 실내의 공기와 혼합시킴으로써 비중이 가벼운 수소를 실내의 공기와 혼합시켜 실내의 수소 농도 분포를 일정하게 유지하고 또한 수소를 실내의 일부에 충만시키지 않음으로써 폭발의 위험을 방지할 수 있다.

본원의 청구항 2에 따른 수소 공급 시스템에 따르면, 실내에 있어서의 수소 농도를 측정할 수 있어, 실내로 공급 또는 배출되는 수소량의 제어의 전제가 되는 수치의 측정이 가능해진다.

본원의 청구항 3에 따른 수소 공급 시스템에 따르면, 센서에 의해 측정된 수치에 기초하여 실내의 수소 농도와 연동한 제어기의 작동이 가능해진다.

본원의 청구항 4에 따른 수소 공급 시스템에 따르면, 실내의 수소 농도와 연동한 제어기의 작동에 기초하여, 수소 공급 수단과 실내를 연결하는 경로를 차단하는 개폐 마개가 작동하여 실내로 공급되는 수소의 공급량을 제어할 수 있다. 이에 의해, 실내로 필요한 양의 수소가 공급되는 동시에, 수소에 의한 폭발의 위험도 제거할 수 있어, 필요 또한 안전한 수소 공급 시스템을 실현할 수 있다.

본원의 청구항 5에 따른 수소 공급 시스템에 따르면, 실내의 공기를 실외로 배출함으로써 실내의 수소 농도가 필요 이상으로 높아진 경우에 실내에 있는 사람에 대한 악영향 및 폭발의 위험을 피할 수 있다.

본원의 청구항 6에 따른 건물 구조에 따르면, 실내를 필요 또한 안전한 수소 농도로 유지할 수 있어 실내에 있는 사람이 필요 또한 안전하게 다량의 수소를 섭취할 수 있다.

본원의 청구항 7에 따른 건물 구조에 따르면, 공기 교반 수단이 건물 구조의 코너부에 배치됨으로써 가연성을 갖는 수소가 중앙에 공기 교반 수단을 설치한 것만으로는 교반할 수 없는 건물 구조의 코너부에 체류되어 폭발 하한계 농도를 초과하는 것을 방지할 수 있다.

본원의 청구항 8에 따른 건물 구조에 따르면, 그 건물 상부 내지 전부가 반원구형의 돔 형상으로 형성됨으로써 수소가 건물 구조의 일부에 쳬류되어 폭발 하한계 농도를 초과하는 것을 방지할 수 있다.

본원의 청구항 9에 따른 건물 구조에 따르면, 수소 공급 수단으로부터 공급되는 수소가 상기 건물 구조의 하부로부터 상부로 상승되도록 수소 공급 수단 및 공기 교반 수단이 배치됨으로써 항상 실내의 공기가 순환되어 수소가 건물 구조의 일부에 체류되어 폭발 하한계 농도를 초과하는 것을 방지할 수 있다.

본원의 청구항10에 따른 건물 구조에 따르면, 실내와 실외를 차단하여 실내를 기밀 상태로 하는 수단을 구비함으로써 실내의 수소 농도가 낮아지는 것을 방지할 수 있어 공급하는 수소량이 소량으로도 충분한, 보다 효과가 높은 시스템을 구축할 수 있다.

본원의 청구항11에 따른 캡슐 구조에 따르면, 건물 구조 등의 대규모이면서 고비용의 시스템을 건설하는 일 없이, 간이하면서 저렴하게 사람이 다량의 수소를 섭취할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.

본원의 청구항12에 따른 캡슐 구조에 따르면, 간이하면서 저렴한 것 외에, 실내와 실외를 차단하여 실내를 기밀 상태로 하는 수단을 구비함으로써 공급하는 수소를 소량으로 할 수 있어, 더 저비용의 시스템을 구축할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건물 구조의 일례를 나타내는 대략 측면 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 건물 구조의 일례 중, 공기 교반 수단이 상기 건물 구조의 코너부에 단수 또는 복수 배치된 당해 공기 교반 수단의 위치의 일례를 도시하는 대략 측면 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 건물 구조의 일례 중, 그 건물 상부가 돔 형상으로 형성되어 있는 건물 구조의 돔 구조의 일례를 도시하는 대략 측면 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 건물 구조의 일례 중, 수소 공급 수단으로부터 공급되는 수소가 상기 건물 구조의 하부로부터 상부로 상승되도록 수소 공급 수단 및 공기 교반 수단이 배치된 건물 구조의 일례를 도시하는 대략 측면 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 캡슐 구조의 일례를 나타내는 대략 정면 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 캡슐 구조의 일례를 나타내는 대략 측면 단면도이다.

<부호의 설명>

1 : 수소 공급 시스템

2 : 수소 공급 수단

3 : 실내

4 : 공급관

5, 11, 13 : 교반 장치

6 : 센서

7 : 제어기

8 : 개폐 마개

9 : 배출구

10 : 실외

12 : 돔

14 : 천장부

15 : 내벽

16 : 통로

17 : 공기 교반 장치

본원 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 본원 발명은, 실내에 필요 또한 안전한 농도의 수소를 유지하는 시스템 및 건물 구조에 관한 것이다. 본원 발명에 있어서, 실내란 실외와 벽 등으로 구획된 공간 영역으로서, 그 형태는 무엇이든 상관없으며, 실외란 구획된 공간 영역인 실내의 주위의 영역을 말한다. 예를 들어, 병원 건물 내의 1실에 있는, 수소를 공급해야 할 하나의 캡슐 내를 실내로 한 경우에는 상기 캡슐 내를 제외한 병원 건물 내의 1실 내부는 실외로서 취급한다.

도 1은 실시 형태에 따른 수소 공급 시스템(1)을 도시하고 있다. 수소 공급 시스템(1)은 수소 공급 수단(2)을 구비하고 있다. 이 수소 공급 수단(2)은, 수소 봄베 그 외의 수소를 저축하는 수단과 연결되어 있는 것, 혹은 공지의 방법으로 수소를 발생시키는 것이다. 실내(3)에 대하여, 수소 공급 수단(2)과 실내(3)를 연결하는 공급관(4)을 통하여 수소가 들여보내진다.

실내(3)에는, 실내(3)의 상방에 비중이 가벼운 수소가 편재되는 것을 저지하기 위해, 그 측면에 공급관(4)으로부터 공급된 수소와 실내(3)에 존재하는 공기를 교반 하기 위한 교반 장치(5)가 구비되어 있다. 교반 장치(5)는 실내(3)의 상방에 위치하는 경우도 있으나, 반드시 그 위치에 한정이 있는 것은 아니다.

또한, 실내(3)에는 그 상방 또는 그 주변에 센서(6)가 설치되어 있다. 센서(6)는 실내(3)의 수소 농도를 측정한다.

또한, 수소 공급 시스템(1)에는 제어기(7)가 구비되어 있으며, 이 제어기(7)는 센서(6)와 회로 등에 의해 접속되어 센서(6)와 연동할 수 있다.

공급관(4)에는 그 내부에 개폐 마개(8)가 설치되어 있고, 이 개폐 마개(8)는 제어기(7)를 통하여 센서(6)와 연동할 수 있어 센서(6)로 측정된 수소 농도가 어느 일정한 값을 초과하면 이 수소 농도를 검지한 제어기(7)에 의해 개폐 마개(8)가 작동되어 수소 공급 수단(2)으로부터 공급관(4)을 통하여 실내(3)로 공급되는 수소량을 제어할 수 있다.

센서(6)에 의해 측정된 실내(3)의 수소량이 어느 일정한 값을 초과하면 이 수소 농도를 검지한 제어기(7)에 의해 배출구(9)가 작동되어 실내(3) 내의 수소를 포함하는 공기를 실외(10)로 배출한다. 이 배출구(9)는 위치에 한정이 없으며, 또한 반드시 설치할 필요는 없다. 또한, 수소 공급 수단(2)이 배출 수단을 겸하게 하여 배출구(9)를 생략할 수도 있다.

단순히 건물 구조 실내의 상방에 공기 교반 장치를 설치하는 것만으로는 상기 실내의 코너부에 수소가 높은 농도로 체류되어 폭발 하한계 농도를 초과해 버리 는 것이 예상된다. 따라서, 도 2와 같이 공기 교반 장치의 설치 위치를 실내의 상방 코너부에 설치하는 것이 고려된다. 이 경우, 교반 장치(11)는 4코너에 설치하는 것이 바람직하고, 또한 4코너가 아닌 주변 부분에 설치하는 것도 바람직하다.

단, 건물 실내의 상방 코너부에 공기 교반 장치를 설치해도 일부에서 수소가 체류되어 폭발 하한계 농도를 초과해 버릴 위험성을 배제할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 도 3과 같이 건물(7) 상부를 반원구형의 돔(12)으로 형성하여 수소가 상승하는 지점을 실내의 정상의 일점에 집중시키고, 또한 그 정상에 교반 장치(13)를 설치함으로써 용이하면서 완전하게 수소의 체류를 피할 수 있다. 이 경우, 건물 상부의 형상은 수소를 1개소에 체류시키지 않는 형상이면 되며, 완전한 돔 형상일 필요는 없다. 예를 들어, 4코너 또는 주변부만이 원호 형상을 갖고 있고, 건물 정상부는 수평해도 상관없다.

또한, 도 4와 같이 천장부(14)를 메쉬 등의 통풍성 소재로 구성하고, 또한 벽면의 일부에 실내와 내벽(15)에 의해 구획된 통로(16)를 형성하고, 그 통로 내부에 팬 등의 공기 교반 수단(17)을 설치함으로써, 실내의 수소를 포함하는 공기가 항상 실내, 천장부(14) 및 통로(16)를 순환함으로써 실내의 일부에 수소가 체류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 공기 교반 수단(17)을 설치하는 것을 설명했으나, 실내의 수소를 포함하는 공기가 실내, 천장부(14), 통로(16)를 순환시키기 위하여 적절하게, 다른 순환 방법을 사용하여 순환 수단을 마련해도 상관없다.

상기 건물 구조에 따르면, 실내의 기밀성이 낮기 때문에, 수소가 실외의 공 기 등과 순환됨으로써 실내의 수소 농도가 저하되어 수소를 다량으로 공급해야 하는 경우도 생각할 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 건물 구조에 있어서 실외와 실내를 차단하는 어떠한 방법을 강구하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 창이나 도어의 간극을 밀봉성을 높이는 재질의 소재로 막는 구조를 갖는 동시에, 수소가 실외로 확산되지 않도록 실내의 벽면에 특정한 종류의 기밀 필름을 부착하는 것이 고려된다. 기밀 필름으로서는, 기지의 알루미늄 필름 등의 금속제 필름, 수지 필름 등이 생각된다.

또한, 상기 건물 구조는 그 건물이라고 하는 성질상, 고비용이 되기 쉽다. 따라서, 도 5 및 도 6과 같은 캡슐 구조로 함으로써 저비용이며 간이한 시스템을 구축할 수 있어 수소 시스템의 사회에의 보다 효과적인 보급을 도모할 수 있다.

상기 캡슐 구조에 따르면, 건물 구조일 때와 동일하게, 실내의 기밀성이 낮기 때문에 효과적인 수소 공급 시스템이 되지 않는 것도 생각할 수 있다. 이것을 방지하기 위해 캡슐 구조에 있어서도 실외와 실내를 차단하는 방법을 강구하는 것을 생각할 수 있다. 일례로서는, 전술한 바와 같이 캡슐의 상부 덮개부와 사람이 옆으로 누운 하부 우묵부(lower bowl)의 간극을 밀봉성을 높이는 재질의 소재로 막는 구조를 갖는 동시에, 수소가 실외로 확산되지 않도록 실내의 벽면에 특정한 종류의 기밀성 필름을 부착하는 것을 생각할 수 있다.

Claims

실내로 수소를 공급하는 수소 공급 수단과, 공급된 수소를 실내의 공기와 교반하는 공기 교반 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 수소 공급 시스템.
상기 시스템에 실내로 공급된 수소의 농도를 검출하는 센서를 구비한, 수소 공급 시스템.
상기 시스템에 센서와 연동한 제어기를 구비한, 수소 공급 시스템.
상기 시스템에 제어기와 연동하는, 수소 공급 수단과 실내를 연결하는 경로를 차단하는 개폐 마개를 구비한, 수소 공급 시스템.
상기 시스템에 실내의 공기를 배출하는 배출 수단을 구비한, 수소 공급 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수소 공급 시스템을 구비한, 건물 구조.
제6항에 있어서, 공기 교반 수단이 상기 건물 구조의 코너부에 단수 또는 복수 배치된, 건물 구조.
제6항 또는 제7항에 있어서, 그 건물 상부 내지 전부가 돔 형상으로 형성된, 건물 구조.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 공급 수단으로부터 공급되는 수소가 상기 건물 구조의 하부로부터 상부로 상승되도록 수소 공급 수단 및 공기 교반 수단이 배치된, 건물 구조.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 또한 외기와 무언가의 방법에 의해 차단된 기밀 공간을 갖는, 건물 구조.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수소 공급 시스템을 구비한, 캡슐 구조.
제11항에 있어서, 또한 외기와 무언가의 방법에 의해 차단된 기밀 공간을 갖는, 캡슐 구조.