TW201735965A - 濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統 - Google Patents

濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於附加於各種新要素之技術開發而提供一種可防止呼吸器官側之乾燥並且抑制爆震、爆炸之發生的濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統。本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統成為如下構成,其特徵在於:具備對人或動物等的供給對象(H)供給至少含有氫之氣體之氣體供給流路(1),前述氣體供給流路(1)具有供給前述氣體之氣體供給機構(11)、調整前述氣體之溫度及濕度之溫度濕度調整機構(12)、及對前述供給對象(H)供給前述氣體之氣體供氣部(13),前述氣體之氫濃度係以超過4.0%(Vol%)之濃度而供給於前述供給對象(H),並且導入有與基於新呼吸法之呼吸系統相關之構成要素。

Description

濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統
本發明係關於一種對人或動物等的供給對象供給至少含有氫之氣體之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統。
已知氫分子(H2)具有以下作用:於對身體有害之活性氧中,將羥基自由基(-OH)選擇性地無害化。近年來著眼於該作用而進行以下操作:使氫氣溶存於水或點滴治療中所使用之輸液、保存液中,將所得之溶液攝入至體內;或藉由呼吸將氫混合氣體攝入至肺泡中。
先前,於吸引氫混合氣體之方法中,可見已進行了使用氫氣濃度小於4%之混合氣體之動物實驗或臨床試驗,而將體內中之羥基自由基選擇性地消除之優異效果。然而,該氫氣濃度小於4%之範圍係為了避開氫混合氣體之爆炸危險範圍而從安全方面來看所設定之上限。
相對於此,本案之發明者認為小於4%之氫氣濃度於人體內未必為最適值,已對能以超過4.0%之濃度將氫混合氣體供給於供給對象之高濃度氫混合氣體呼吸系統之 發明進行了專利申請,並取得了專利權(專利文獻1)。於該專利文獻1中記載有一種高濃度氫混合氣體呼吸系統,該高濃度氫混合氣體呼吸系統具有保護人體之呼吸器官不受爆炸、爆震影響之機構,可進行使用濃度範圍超過4.0%之氫氣之試驗或實驗。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利第5612743號公報。
[非專利文獻]
非專利文獻1:平井學著「劈啪之靜電。與濕度之關係為?」,大阪府立產業技術綜合研究,技術表(Technical Sheet)No.10001,2010年4月27日。
非專利文獻2:橋本孝、小笠原英雄著「高溫下之氫之高速燃燒特性」,日本原子力學會雜誌,Vol.41,No.11(1999)。
非專利文獻3:「NH混合氣體於高溫域中之可燃下限測定試驗」,千代田化工建設股份有限公司,JNC TJ8430 2001-002,2002年1月。
非專利文獻4:「基礎講座」TIIS新聞,公益社團法人產業安全技術樹協會,2012 No.248,p.4至p.7,2012年4月10日。
非專利文獻5:柳生昭三及另三人「產業安全研究所研究報告關於氫之爆炸危險性之研究」,勞動省產業安全研究所,RR-18-1,1969年6月23日。
非專利文獻6:三宅淳巳「氫之爆炸與安全性」,氫能量系統,Vol.22,No.2(1997)。
非專利文獻7:土屋正彥、谷岡明彥,首都大學東京大學院,東工大「氫氧氣(Ohmasa Gas)」,網路資料。
然而,本案發明者之專利文獻1之高濃度氫混合氣體呼吸系統尚留有如下問題點。
本發明所欲解決之第一問題點係呼吸器官存在乾燥傾向之問題。亦即,先前之高濃度氫混合氣體呼吸系統於使用二氧化碳吸收劑之呼氣再循環呼吸時,呼吸中之水蒸氣於該吸收劑部分局部減少。其結果為,無法將呼吸器官之黏液層保持於正常狀態,無法利用黏液層保護呼吸器官氣道黏膜。進而,於氫混合氣體供給路徑之中途發生爆炸及爆震時,雖設有保護人體之呼吸器官之機構,但對於抑制爆炸及爆震而言不充分。尤其火焰傳播速度超過音速之爆震狀態伴有衝擊波,故對人體造成之不良影響大。因此,必須抑制爆震(進而爆炸)之發生,提高系統之安全性。
因此,必須要求對所吸入之高濃度氫混合氣體賦予適度之濕氣,或需求以吸氣為目的之高濃度氫混合氣體之適當之溫度及濕度。另外,就安全性及對人體之效果之觀點而言,要求亦包括公共實驗資料而對容許氛圍壓力進行調查分析,並導入醫學上亦最適之值,提供活用所述調查分析之結果的新的濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統。
第二問題點係專利文獻1所記載之高濃度氫混合氣體呼吸系統之『呼氣再循環方式』以外之情況下,氫氣之消耗量變得龐大,氫氣之消耗量亦與吸入之氫氣濃度之高低及利用時間之長短成比例地增大。該氫氣消耗量之增加於某種意義上亦會導致危險性之增加。因此,要求設法進行呼吸方法等迄今為尚不存在之某些改善,開發出以相對較少之氫氣消耗量獲得醫學上有效之效果之呼吸方法等(系統)。
第三問題點係就安全性及對人體之效果之觀點而言,重新看待醫療用罩之佩戴問題及容許氛圍壓力。使用者中存在不願佩戴醫療用罩之人、或不適於佩戴醫療用罩之人。對於此種人,要求開發出無需煩瑣手續而可由多人同時進行高濃度之氫混合氣體之吸引,可於確保安全性之範圍內利用高氣壓之系統。
第四問題點係關於功能性氣霧劑(aerosol),於專利文 獻1之先前型中,以排他之方式利用高濃度氫混合氣體與功能性氣霧劑。關於此方面,要求可同時進行高濃度氫混合氣體之吸引與功能性氣霧劑之吸引,另外關於功能性氣霧劑之種類及生成方法,亦要求擴大該功能性氣霧劑之選擇性。
第五問題點係專利文獻1之高濃度氫混合氣體呼吸系統的構成系統之要素選擇少之問題。因此,必須關於氫及氧及相關之所有要素而增加系統之構成要素之選擇性,以可將系統要素廣泛地提供給小規模之醫療據點至大規模之醫療據點,固定之居住用至車輛、飛機、船舶等移動體,進而個人徒步所使用之業務用呼吸裝置。
鑒於上述情況,本發明之課題在於提供一種可防止呼吸器官側之乾燥,並且抑制爆震、爆炸之發生的濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統。
為了解決上述課題,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:具備對人或動物等的供給對象供給至少含有氫之氣體之氣體供給流路,前述氣體供給流路具有供給前述氣體之氣體供給機構、調整前述氣體之溫度及濕度之溫度濕度調整機構、及對前述供給對象供給前述氣 體之氣體供氣部,前述氣體所含之氫係以超過4.0%(Vol%)之濃度供給於前述供給對象。
首先,使用大阪府立產業技術綜合研究所之相關技術資料(非專利文獻1),求出使呼吸氣流路中不產生靜電之最低限度之濕度條件。根據圖17及圖18之帶電性與濕度之關係圖,若作為安全條件而求出絕對濕度10mg/L以上時相應之溫度濕度之值,則導出溫度20℃且相對濕度60%以上。繼而,根據氫氣之各種燃燒爆炸試驗結果、表5及圖19至圖26(200氣壓以下)之分析、非專利文獻7之日本技術股份有限公司之氫氧氣之燃燒試驗(飽和水蒸氣狀態)、及人之呼吸器官之生理(根據醫學判斷),判斷出作為上限而吸氣溫度37℃之飽和水蒸氣(絕對濕度44mg/L)最適合作為吸引氣體。另外,作為環境壓力,亦於圖之分析中判斷出於安全方面可利用3氣壓之高氣壓治療裝置。
因此,本發明設置加溫加濕器,該加溫加濕器係用於將基本吸引之氫混合氣體之溫度及濕度控制於基於氫氣濃度之設定值(作為設定條件,相對濕度60%至100%、溫度20℃至40℃)。藉此,可避免可燃氣體之著火,或至少避免爆炸燃燒時之爆震狀態之產生。另外,防備已著火之情形,而設置保護呼吸器官之機構之火焰阻斷裝置、及用以緩衝由爆炸所致之壓力變動之衝擊壓緩衝部分。此外,對於呼吸器官內之著火,亦可利用藉由加濕氣體所得之呼 吸器官黏膜上之黏液層生成之防護作用而保護呼吸器官。進而,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之第一特徵在於:作為使用者容許氛圍壓力,可安全利用3氣壓以下之高氣壓氫氧混合氣體治療裝置。
繼而,專利文獻1所記載之高濃度氫混合氣體呼吸系統於肺呼吸型時使用口腔罩,通過肺泡將所吸引之氫混合氣體攝入至血液中。另一方面,本案發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統係以如下方式構成:新佩戴密閉型鼻罩等,可通過鼻腔而非口腔以獨佔方式定容量注入加濕氫氣或超過爆炸上限之氫氣濃度之加濕氫混合氣體。因此,可使濃度高之加濕氫氣自嗅覺細胞部分之嗅部不經過血液腦門而直接作用於內部之腦神經細胞等。本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之第二特徵在於:於口腔中可任意呼吸,通過鼻腔之濃度高之加濕氫氣與來自口腔之加濕空氣或加濕氧氣之呼吸氣於咽頭部分合流,被導向肺泡而亦自肺泡被吸收。
於本發明之較佳形態中,除了密閉型鼻罩以外,可使用密閉型口鼻罩、密閉型眼鼻罩。該密閉型眼鼻罩可對前述供給對象之眼球及鼻腔供給前述加濕氫氣,對眼球亦使氫氣進行接觸作用。
本發明之較佳形態之特徵在於:密閉型口鼻罩為對供 給對象之鼻腔供給加濕氫氣之口鼻罩,該口鼻罩具有對鼻腔供給前述加濕氫氣之鼻流路、及對口腔供給空氣等之口流路,於前述鼻流路與前述口流路之間,設有可將前述鼻流路與前述口流路連通及隔絕之開閉閥。
藉由如此般於口鼻罩中設有可將前述鼻流路與前述口流路連通及隔絕之開閉閥,而以可選擇口呼吸與鼻呼吸之方式構成。
另外,關於使用密閉型鼻罩等之呼吸方法,將加濕氫混合氣體之預混合口鼻呼吸方式、與氫氣和空氣等之分別供給體內混合方式(於咽頭部及氣管處之混合方式)之差異示於表1中。
呼吸氣體之混合氫氣濃度為10%。
本發明之較佳形態之特徵在於:進而具備將由前述供給對象呼出之呼氣排出之呼氣排出流路,前述呼氣排出流路具有自前述供給對象接受前述呼氣之呼氣接受機構、及使前述呼氣中之氫氣濃度降低之氫濃度降低機構。
藉由如此般呼氣排出流路具有使氫氣濃度降低之氫濃度降低機構,可將呼氣安全地排出至大氣中。
本發明之較佳形態之特徵在於:進而具備對前述供給對象供給氧及/或空氣之空氣供給流路,前述空氣供給流路具有供給前述氧及/或空氣之空氣供給機構、調整前述氧及/或空氣之濕度之濕度調整機構、及對前述供給對象供給前述氧及/或空氣之空氣供氣部。
本發明之較佳形態之特徵在於:將前述呼氣排出流路之下游連接於前述空氣供給流路之上游,於前述呼氣排出流路與前述空氣供給流路之間,設有使前述呼氣之二氧化碳濃度降低之二氧化碳濃度降低機構,於前述空氣供給流路之上游進而設有氧供給機構。
藉由如此般將呼氣排出流路連接於空氣供給流路,可將呼氣中所含之氫氣再次供給於供給對象,可削減氫氣之消耗量。
本發明之較佳形態之特徵在於:前述氣體供給機構及前述空氣供給機構為電解型氫氧供給裝置,前述電解型氫 氧供給裝置對前述氣體供給流路供給氫氣,對前述空氣供給流路供給氧氣。
本發明之較佳形態之特徵在於進而具備將前述氫氣作為燃料進行發電之燃料電池單元。
藉由如此般具有燃料電池單元,可將多餘產生之氫氣用於發電而有效地處理。
於本發明之較佳形態中具備空調機(air conditioner),該空調機可用於人或動物可生存之密閉空間(密閉室)之空氣調節。於該空調機中,作為系統而組入有並列供給氫氣、氧氣、外部之空氣及濕氣與功能性氣霧劑之機構以及二氧化碳去除機構。因此,可調節溫度、濕度、氫氣濃度、氧氣濃度及二氧化碳濃度,控制室內氣體環境,藉此可將密閉室內之氛圍環境設定製作成加濕氫混合氣體環境。藉此,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:構成人或動物不使用呼吸用之罩等而可安全地呼吸加濕氫混合氣體之系統。另外,該系統之構成要素係設計成安全防爆規格。
於本發明之較佳形態中,該系統之室內單元係由以下三個部分所構成。第一部分係空氣調節之空調機之室內部分。第二部分係連接於第一部分之室內機部分之下部,供給加濕氫混合氣體及功能性氣霧劑之附加功能單元。該附 加功能單元具有功能性氣霧劑供給功能、加溫加濕功能、氫氣及氧氣及空氣之供給功能、以及室內換氣功能。第三部分係使二氧化碳減少去除之二氧化碳去除減少機構。該二氧化碳去除減少機構具有獨自之氣體擷取送風功能。該室內單元之特徵在於統合控制該等三個部分。
於本發明之較佳形態中,為了獲得用以控制該等部分之必要之氛圍資訊,而於室內多處設有各種感測器。該各種感測器測定溫度、濕度、氫濃度、氧濃度、二氧化碳濃度、室內氣流速度等之資料,送至統合控制裝置(統合控制單元)。本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:根據該資訊而控制上述三個要素,控制室內之氣流、溫度、濕度、氫氣濃度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、功能性氣霧劑之種類及量。
本發明之較佳形態之特徵在於:於密閉室(可生存之密閉空間)內,為了進行氫氣濃度之早期調整而設有將充滿房間內部之氣體(gas)有效率地換氣的容量置換式之氣囊。通常,藉由空調機之送風能力防止氣體濃度之局部偏差,一邊注入相應之氣體一邊攪拌混合,僅以所注入之分量進行換氣而使壓力平衡一定。然而,於更換廣大空間之氣體時,會產生反復進行目標氣體之注入與攪拌混合、換氣(掃氣)之損耗。因此,將可擴大(膨脹)至大致房間之大小的防靜電規格之氣囊設置於房間之頂棚部分等,於人未 入室之時點,使用加壓空氣膨脹展開,於注入目標成分之混合氣體之同時,以與該混合氣體之注入相同之速度(以氣體流量)將氣囊之空氣排出,由此可於短時間內無浪費地更換混合氣體。如此,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之第三特徵在於具備可將充滿房間內部之氣體有效率地換氣的容量置換式之氣囊。
本發明之較佳形態之特徵在於:作為功能性氣霧劑之供給機構,利用不使用高電壓便可生成之微氣泡、奈米氣泡之生成裝置,並將該裝置設置於加溫加濕器內。或者,另行生成含有微氣泡、奈米氣泡之水、熱水而用於霧化器(nebulizer)等。再者,將微氣泡、奈米氣泡與通常之毫米尺寸、釐米尺寸之泡的液體中之上升速度示於圖15及圖16中,故作為安裝於加溫加濕器之情形時之氣體通過能力設計之參考。
又,除此以外,可於霧化器等中分別利用表2所示之氣霧劑素材。藉此,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之第四特徵在於:構築於吸引高濃度氫混合氣體之同時亦可吸引功能性氣霧劑之系統。
於本發明之較佳形態中,提高氫氣及氧氣之供給機構之自由度。作為氫氣之供給機構,首先關於患者個人用之裝置,可採用高壓氫罐(bombe)、氫吸藏合金筒(canister)、氫產生劑(與水或熱水一併使用之氫發泡劑且多種)、水之 電解裝置(以隔膜式生成氫氣與氧氣)等。另外,作為氧氣之供給機構,於醫院等中大多配備有氧之供給線路直至各病房,但亦可利用吸入用之氧罐。又,亦藉由水之電解而生成氧,但由於以氫:氧為2:1之比而產生,故視用途不同而有時多餘地產生氫氣,故可使用氫空氣燃料電池,將該多餘地產生之氫氣用於發電而獲得水作為產物。因此,本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之第五特徵在於:於難以獲取氧氣氫氣兩者之環境下亦提供便利之系統。
本發明之較佳形態之特徵在於:前述密閉室係由以依據JIS(Japanese Industrial Standards;日本工業標準)T7321及「高氣壓氧治療之安全基準」之標準所構成之耐壓容器所形成,前述耐壓容器內係以可加壓之方式構成。
本發明可提供一種可防止呼吸器官側之乾燥,並且抑制爆震、爆炸之發生的濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統。
另外,本發明採用僅對鼻腔以獨佔方式供給前述加濕氫氣之呼吸方法,藉此能以相對較少量之氫氣之使用量獲得醫學上有效之效果。
另外,本發明具備密閉室,藉此可不使用佩戴煩瑣之罩等而對供給對象進行氫氣之供給。進而,藉由導入高氣壓氫氧治療裝置,可用於高水準之疾病治療。
表2係將專利文獻1所記載之高濃度氫混合氣體呼吸系統與本案發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統比較而表示。使用高電壓之靜電霧化式加濕器雖然作為功能性氣霧劑之供給機構而發揮高性能,但無法用於作為(松下(Panasonic)製造之Nanoe等)可燃混合氣之高濃度氫混合氣體之氣體中。可使用之情況係氧氣中及氫氣中之使用。若成為混合狀態則不可使用。於本案發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統中,將圖28所示般之微氣泡、奈米氣泡產生裝置組入至加溫加濕器等裝置中。如此般於可燃混合氣之氣體路徑中設置微氣泡、奈米氣泡產生裝置,可於高濃度之加濕氫混合氣體之呼吸的同時利用,藉此不存在功能性氣霧劑之使用時限,使用便利性變得非常良好。又,藉由進一步增加功能性氣霧劑之可選擇之種類,廣泛之病態之對策得到改善。若根據表2對此次追加之氣霧劑之一例加以說明,則為Pt(鉑奈米膠體)。已報告若使用鉑電極於水蒸氣中施加5000V左右之電壓則生成該Pt(鉑奈米膠體),但以鉑奈米膠體溶液之形式而由日本國內數家廠商所銷售,可認為單獨使用之情況下亦提高醫學效力。然而已報告,若將作為金屬之鉑或經塗鉑之零件於高濃度氫混合氣體之通過路徑上使用,則因觸媒作用而使氣體著火。其他素材亦有各種特徵、優勢。
[表2]
高濃度氫混合氣體呼吸系統與濕式高濃度氫混合氣體系統之於安全方面之比較(PCT-GCP-001與PCT-GCP-002)。
1‧‧‧氫氣供給流路
1a‧‧‧氫氣供給管
2‧‧‧呼氣排出流路
2b‧‧‧室內氣排出流路
3‧‧‧空氣供給流路
3c‧‧‧外氣供給流路
5‧‧‧氫混合氣體供給流路
6、93‧‧‧發電單元
7‧‧‧掃描裝置
8‧‧‧密閉室
9‧‧‧空氣調節設備
10‧‧‧微氣泡、奈米氣泡產生裝置
10a‧‧‧容器本體
10b‧‧‧微氣泡產生機構
10c‧‧‧加熱機構
10d‧‧‧氣體供給路
10e‧‧‧氣體排出路
11、97‧‧‧氫氣產生機構
11a‧‧‧氫氧氣產生機構(水電解裝置)
12、31‧‧‧加溫加濕器
13‧‧‧密閉型鼻罩
13a‧‧‧口鼻罩
14、32‧‧‧霧化器
15‧‧‧水捕捉器
16‧‧‧密閉型眼鼻罩
17‧‧‧密閉型口鼻罩(有口鼻隔離壁)
17b‧‧‧密閉型口鼻罩(無口鼻隔離壁)
18、27、83‧‧‧感測器
21‧‧‧加濕器
22‧‧‧攪拌釋放器
23、33‧‧‧密閉型口罩
24‧‧‧合流部
33a‧‧‧密閉型口鼻罩
41‧‧‧二氧化碳濃度降低機構
42‧‧‧氧供給機構
43‧‧‧氣體流量分配裝置
44‧‧‧熱分解裝置
51‧‧‧供給線路
52‧‧‧加溫加濕器(賦予功能性氣霧劑產生功能)
53‧‧‧過濾器
54‧‧‧面罩
55‧‧‧爆震火焰抑制器
56‧‧‧儲氣袋
57‧‧‧口鼻隔離壁開閉閥
61‧‧‧發電機構(空氣氫型燃料電池)
62、93b、97b‧‧‧蓄電機構
81‧‧‧出入用門
82‧‧‧內部門
84‧‧‧二氧化碳吸收機構
85‧‧‧氣體置換用氣囊
85a‧‧‧空氣線路
85b‧‧‧收納部
86‧‧‧耐壓容器
91‧‧‧空調機
91a‧‧‧室內機
91b‧‧‧室外機
91c‧‧‧熱交換器
92‧‧‧控制單元
93a‧‧‧發電機構
93c、99‧‧‧水收納部
94‧‧‧氫氣罐
95‧‧‧緊急用氫氣排出閥
96‧‧‧緊急用氫氣排出流路
97a‧‧‧可逆型燃料電池
97c‧‧‧水箱
98‧‧‧電力供給機構
A‧‧‧氧及/或空氣
CP‧‧‧控制泵
E‧‧‧呼氣
H‧‧‧供給對象
H1‧‧‧嗅部
H2‧‧‧氫氣
H3‧‧‧口腔
GC‧‧‧鼻腔注入用氣體管
P‧‧‧泵
PW‧‧‧電源
W‧‧‧飲用水瓶、液體
圖1係表示本發明之實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖2係表示本發明之實施形態2之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖3係表示本發明之實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖4係表示本發明之實施形態4之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖5係表示本發明之實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖6中的(a)、(b)係本發明之實施形態1至實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統中使用之密閉型口鼻罩的概略圖。
圖7係表示本發明之實施形態1至實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統中使用之密閉型口鼻罩之製作例的概略圖。
圖8係表示本發明之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖9係表示本發明之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖10係表示本發明之實施形態7之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖11係表示本發明之實施形態8之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖12係表示本發明之實施形態9之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統的概略圖。
圖13係對鼻腔之濕式氫氣注入與口呼吸之說明圖。
圖14係人體之呼吸器官之支氣管樹概要圖,且係對濕式高濃度氫混合氣體之爆炸火焰的耐久性之說明圖。
圖15係水中之微尺寸之泡、釐米尺寸泡之球近似徑與上升速度的關係之說明圖。
圖16係蒸餾水中之微氣泡之上升速度與氣泡徑的關係說明圖。
圖17係大阪府立產業技術綜合研究所之Technical Sheet中使用日本紙之(消散時間)τ與絕對濕度的關係圖。
圖18係大阪府立產業技術綜合研究所之Technical Sheet中使用日本紙之電阻與相對濕度的關係圖。
圖19係產業安全研究所研究報告JUNE 1969 RR-18-1中關於氫之爆炸危險性的研究之氫-空氣系爆炸極限圖。
圖20係產業安全研究所研究報告JUNE 1969 RR-18-1中關於氫之爆炸危險性的研究之氫-氧系爆炸極限圖。
圖21係產業安全研究所研究報告JUNE 1969 RR-18-1中關於氫之爆炸危險性的研究之氫-空氣系及氫-氧系之爆炸上限圖。
圖22係公益社團法人產業安全技術樹協會發行之8L容器中之氫之火焰蔓延極限測定值的圖。
圖23係日本原子力學會雜質(Vol.41、No.11(1999))中的高溫下之氫之高速燃燒特性的胞格尺寸試驗資料之圖。
圖24係日本原子力學會雜質(Vol.41、No.11(1999))中的高溫下之氫之高速燃燒特性的胞格尺寸與水蒸氣濃度之關係圖。
圖25係氫能量系統(Vol.22、No.2(1997))的氫之爆炸與安全性之2H2+O2混合氣之起火極限圖。
圖26係氫能量系統(Vol.22、No.2(1997))的壓力對氫-空氣混合氣之爆炸極限之影響圖。
圖27係飽和水蒸氣中之氫-氧混合氣之燃燒特性之映像圖。
圖28係具備微、奈米氣泡產生機構之多功能加溫加濕器之說明圖。
以下,關於本發明,對圖式所示之較佳實施形態1至實施形態10加以詳細說明。本發明之技術範圍不限定於隨附圖式所示之實施形態,可於申請專利範圍所記載之範圍內適當變更。
<實施形態1>
如圖1所示,本發明之實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統具備對人等的供給對象H供給氫氣(H2)之氫氣供給流路1(氣體供給流路之一例)。該氫氣供給流路1具有產生氫氣之氫氣產生機構11(氣體供給機構之一例)、調整氫氣之溫度及濕度之加溫加濕器12(溫度濕度調 整機構之一例)、對鼻腔供給氫氣之密閉型鼻罩13(鼻供氣部之一例)或對鼻腔及眼球供給氫氣之密閉型眼鼻罩16(眼鼻供氣部之一例)、導入功能性氣霧劑之霧化器14、及去除多餘之水滴之水捕捉器15。
氫氣產生機構11係設置於氫氣供給流路1之起點,採用利用氫氣發泡劑或電解之氫氣生成裝置等。另外,亦可採用氫吸藏合金罐或氫氣線路等的供給氫氣之機構代替氫氣產生機構11。
加溫加濕器12係設置於氫氣供給流路1之中途,以可調整氫氣之溫度及濕度之方式構成。此處,作為由加溫加濕器12所得之溫度之設定範圍,較佳係以於氫氣到達密閉型鼻罩13(或密閉型眼鼻罩16)之地點成為20℃至40℃之方式設定。另外,由加溫加濕器12所得之濕度之較佳設定範圍為相對濕度60%至100%,更佳設定範圍為相對濕度90%至100%,進而較佳為設定為飽和水蒸氣量亦即相對濕度100%。
再者,該設定條件之最大值係根據呼吸器官之生理條件而求出,參考人之肺內氣體之條件(溫度37℃,相對濕度100%,絕對濕度44mg/L)而設定。
另外,該設定條件之最小值係根據不使氫混合氣體中產生靜電之最低限度之溫度濕度條件而求出。通常對於含 有氫氣之可燃性氣體而言,推薦於相對濕度60%以上之條件下進行處理。除此以外,已知若濕度變高則物質(氣體等)之電阻變小,難以產生靜電(參照非專利文獻1)。
根據非專利文獻1所揭示之圖17得知,隨著絕對濕度變高,靜電消除之消散時間τ以指數函數之形式減小,難以帶電。因此,於圖17中,作為難以產生靜電而不影響人體之條件,發明者估計溫度20℃、絕對濕度10mg/L(相對濕度60%:參照表3及表4)係最低限度之溫度及濕度條件。再者,表3表示0℃至46℃之範圍之溫度與飽和水蒸氣量的關係,表4表示0℃至100℃之範圍之溫度與飽和水蒸氣量之關係。
另外,根據非專利文獻1所揭示之圖18得知,隨著相對濕度變高,電阻以指數函數之形式減小。因此得知,相對濕度為越高之值,越難以產生引起爆炸及爆震發生之靜電。
*1 根據JIS Z 8806進行計算
*2 根據JIS Z 8806進行計算(大氣壓:1013.25hPa)
*2 依據JIS B 8391-1附屬書
密閉型鼻罩13係設置於氫氣供給流路1之終點,以僅覆蓋鼻腔之方式構成。因此,該密閉型鼻罩13可一直對鼻腔供給氣體濃度100%之氫氣,將鼻腔內部之空間保持於氫氣濃度高之狀態。密閉型鼻罩13可利用綁帶(band)等而自頭後固定,亦可僅以手握持而使該密閉型鼻罩13密接於鼻部。再者,於僅覆蓋鼻部之情形時,即便於本系 統之利用過程中,對於喉部乾渴亦可自飲用水瓶W隨時飲水。
另外,亦可使用具有對眼球供給氫氣之眼球供給部的潛水眼鏡型之密閉型眼鼻罩16代替該密閉型鼻罩13。於使用該密閉型眼鼻罩16之情形時,可使氫氣與眼球進行接觸作用。
進而,亦可使用在該密閉型鼻罩13之下部設有覆蓋口腔的人口鼻過濾器之口鼻罩13a。藉由該人口鼻過濾器而捕捉供給對象所排出之呼氣中之水蒸氣,故可保持口腔周邊之濕氣高。
再者,雖未圖示,但亦能以如下方式構成:對該些罩安裝壓力開關,從而可控制氫氣產生機構11中之氫氣之供給量。於如此般構成之情形時,可藉由在系統使用中取下密閉型鼻罩13而休憩,並且可藉由佩戴而再次繼續加濕氫氣之吸引。
霧化器14係設置於氫氣供給流路1之中途,可視需要於氫氣中導入功能性氣霧劑。作為該功能性氣霧劑,例如可採用含有羥基自由基(-OH)之微粒子、或含有次亞氯酸之微粒子、Pt(鉑奈米膠體)溶液等。另外,該功能性氣霧劑亦能以於加溫加濕器12中導入之方式構成,亦能以 於加溫加濕器12與霧化器14中導入不同之功能性氣霧劑之方式構成。再者,亦可選擇不使用功能性氣霧劑。
另外,添加有功能性氣霧劑之氫氣係自密閉型鼻罩13(或密閉型眼鼻罩16)以每分鐘100mL至500mL而供給於鼻腔(將安靜時呼吸量設為每分鐘5L之情形)。氫氣之供給量係由氫氣產生機構11之氫氣產生量決定,即便使用者用力自鼻腔吸入,亦不以氫氣產生機構11之產生量以上而供給。再者,氫氣之供給量較佳係設定為自口腔之每分鐘之總呼吸量之10%以內。
繼而,參照圖13對實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之使用方法加以詳細說明。
首先,自密閉型鼻罩13(或密閉型眼鼻罩16)供給之濃度100%之氫氣以高濃度充滿被視為大致50mL之鼻腔。因此,即便為每分鐘100mL至500mL左右之極少之氫氣供給量,亦能以濃度50%以上之氫氣將鼻腔上部之嗅部H1周邊填滿。被供給於該嗅部H1周邊之氫氣自嗅部H1不經過血液腦門而局部直接到達腦神經細胞。
另一方面,於口腔內進行通常之呼吸,所吸引之空氣與被供給於鼻腔之氫氣於咽頭合流,被搬送至肺。此時,可認為肺內之氫氣濃度為最大10%左右。
使用本發明之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統時之室內之濕度較佳係確保相對濕度為60%以上。另外,較佳係於該室內設置室內之溫度、濕度、氫濃度等之感測器,設置使室內之氣流產生之送風機等,進而以安全為目的而佩戴最低限度脈搏血氧儀(pulse oximeter)作為人體之感測器。
另外,為了防止氫氣之爆炸事故,求出將房間之面積每一平米乘以地面至頂棚之高度之體積,將氫氣之總使用量為所利用之實際體積之1%以內視為安全圏內。再者,為了確保安全性,自口腔排出之呼氣之半徑1.5m左右之範圍必須排除靜電等之產生原因。
該實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統能以簡易之構成而實施,故為只要調整周圍之環境便可最經濟地使用之實施形態。該濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統較佳係以使用時間為60分鐘以內而使用(標準時間=40分鐘),最大氫氣使用量係60分鐘30L。
根據本實施形態,藉由設為使用密閉型鼻罩13(或密閉型眼鼻罩16)對鼻腔供給超過爆炸上限之濃度之氫氣的構成,可高效率地對腦神經系統中供給氫分子。亦即,以濃度50%以上之氫氣充滿鼻腔上部之嗅部H1周邊,藉此可經由嗅部H1將氫分子供給於腦。如此,可不經過血液 腦門而將氫分子供給於腦,可高效率地減少腦神經系統中所產生之活性氧。藉此,可使接近嗅部H1之海馬(hippocampus)之氧化應激(oxidative stress)降低,故可作為有效地治療及預防阿茲海默症(Alzheimer disease)等來源於腦神經系統之各種疾病的手段而受到期待。
另外,根據本實施形態,藉由設為對鼻腔供給氫氣之構成,能以較少之氫氣使用量獲得醫學上有效之效果。亦即,鼻腔之體積為約50mL,故即便氫氣之供給量為少量,亦可使鼻腔內部之空間保持氫氣濃度高之狀態。
另外,根據本實施形態,藉由將氫混合氣體之相對濕度調整為60%至100%之範圍,可抑制靜電之產生,防止爆震、爆炸之發生。
<實施形態2>
以下,參照圖2對本發明之實施形態2之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態2之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:除了上文之實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之構成以外,具備呼氣排出流路2及空氣供給流路3。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號而將該構成要素之說明簡略化。
如圖2所示,本發明之實施形態2之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統具備對人等的供給對象H供給氫氣H2之氫氣供給流路1、排出供給對象H之呼氣E之呼氣排出流路2、及對供給對象H供給氧及/或空氣A之空氣供給流路3。
呼氣排出流路2具有使呼氣E之濕度上升之加濕器21、使該呼氣E散發至大氣中之攪拌釋放器22(氫濃度降低機構之一例)、自口腔H3接受呼氣E之密閉型口罩23(呼氣接受機構之一例)、及與空氣供給流路3合流之24。呼氣排出流路2中之呼氣E係藉由攪拌釋放器22稀釋氫氣濃度,被釋放至室內。加濕器21較佳係將呼氣E加濕至飽和狀態,藉此使呼氣E成為霧狀而可視認。藉此,可粗略地確認含有氫氣之呼氣E之擴散範圍。再者,亦當然可不設置該加濕器21而構成。
空氣供給流路3具有用以輸送氣體(空氣A)之泵P、調節空氣A之溫度及濕度之加溫加濕器31、導入功能性氣霧劑之霧化器32、及自口腔H3吸引空氣A之密閉型口罩33(空氣供氣部之一例),經由合流部24而與呼氣排出流路2連接。因此,口腔H3中之呼吸(氧之吸引及排出)係經由密閉型口罩23、密閉型口罩33而進行。
空氣A係藉由泵P自外部輸送至加溫加濕器31內,經調節溫度及濕度後,經由霧化器32而被供給於密閉型口罩33。合流部24係呼氣E與吸氣(空氣A)之合流部位,呼氣E係由設置於呼氣排出流路2中之加濕器21加濕,經攪拌釋放器22稀釋氫氣濃度而被釋放至外部。再者,關於泵P之空氣供給量,雖然最低必要量為每分鐘5L,但為了防止流路之結露及降低呼氣E之氫濃度,通常較佳係以最低必要量之2倍左右之量而運用。
另外,亦可使用圖6中的(a)、(b)所示般之密閉型口鼻罩17(口鼻供氣部之一例)代替密閉型口罩33。將氫氣供給流路1及空氣供給流路3連接於密閉型口鼻罩17,於密閉型口鼻罩17內向鼻腔供給氫氣,向口腔供給空氣,但若打開57之口鼻之隔離壁部,則氫氣空氣混合,而以可對鼻腔與口腔供給具有相同程度之氫氣濃度之氫混合氣體的方式構成。
於如此般供給氫混合氣體之情形時,重要的是將溫度及濕度設定為氫混合氣體難以發生爆震、爆炸之條件。
繼而,對難以發生爆震、爆炸之溫度條件及濕度條件加以詳細說明。
通常於產生爆震波之情形時,觀察到規則的魚鱗狀之火焰之軌跡。通常將該軌跡之三重干涉點間之距離稱為胞格尺寸(cell size)。胞格尺寸係根據作為對象之可燃性混 合氣之組成、溫度、壓力而決定之特性值,已知胞格尺寸越小,爆震之程度越劇烈。
此處,於非專利文獻2所揭示之圖23中示出高溫下之氫之高速燃燒特性的胞格尺寸試驗資料。根據該圖23得知,於氫氣濃度30%之時胞格尺寸變為最小,無論氫氣濃度為30%以下還是30%以上,均有胞格尺寸變大之傾向。
另外,於非專利文獻2所揭示之圖24中示出高溫下之氫之高速燃燒特性之胞格尺寸與水蒸氣濃度的關係。根據該圖24得知,相對濕度越變高,有火焰之胞格尺寸越變大之傾向。
鑒於以上之傾向推定:相對濕度越高,越抑制爆震之程度。
另外,將非專利文獻3所揭示之空氣中之氫之爆炸極限示於表5中。根據該表5推定:水蒸氣之含量為飽和狀態下的開放管中之爆炸下限於向下傳播方向上為8%至10%。
JNC TJ8430 2001-002 NH混合氣體於高溫域中之可燃下限測定試驗 2002年1月 千代田化工建設股份有限公司。
(核燃料循環開發機構 契約業務報告書)
進而,將氫混合氣體之爆炸範圍與爆震範圍之特性匯總示於表6中。該表6係於本發明者此前提出申請之專利文獻1之表1之內容中推定追加飽和狀態之氫氣之特性。
[表6]氫氣之爆炸範圍與爆震範圍之特性(濕式為推定)低濃度→高濃度
X記號係未著火燃燒,
如該表6所示,氫空氣混合氣(乾燥)與氫氧混合氣(乾燥)之18.3%至59%範圍發生爆震,相對於此,推定氫氧混合氣(飽和水蒸氣)之18.3%至59%範圍係爆震得到抑制。
圖27係比較氫氧混合氣(乾燥)與氫氧混合氣(飽和水蒸氣)之燃燒特性之概念圖。
進而,對假如於口腔內產生火焰亦確保安全性之情況進行說明。
於非專利文獻4所揭示之圖22中示出8L容器中之氫之火焰蔓延極限測定值。根據該圖22得知,無論為哪種氫氣濃度,只要為0.20mm以下之流路則火焰淬熄。此 處,如圖14所示,人體之肺係結構自身構成為爆震火焰抑制器(detonation flame arrester)狀。因此,由於距肺之終末細支氣管係火焰蔓延極限以下之尺寸,故即便於產生火焰時,亦經自然淬熄而得到防禦。
另外,表7中示出氫混合氣體之爆炸燃燒時(爆聚時)之體積變動之假想值(假定為完全燃燒)。亦即,於氫與氧反應而成為水之情形時,體積收縮。此時,呼吸器官內之壓力急遽降低,故可能對人體造成不良影響。
因此,可參考該表7之值,使用縮小率低之氫氧濃度,降低對人體造成不良影響之風險。
根據本實施形態,藉由具備呼氣排出流路2,可將含有氫氣之呼氣E安全地排出。於上文之實施形態1之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統中,將含有氫氣之呼氣E自口腔H3直接排出,故半徑1.5m左右必須採取排除靜電等之產生原因等安全對策。另一方面,於本實施形態中,可藉由呼氣排出流路2使含有氫氣之呼氣E移動至安全位置並排出。另外,藉由利用攪拌釋放器22稀釋氫氣濃度,可安全地排出呼氣E。
另外,根據本實施形態,藉由在空氣供給流路3之中途設置加溫加濕器31,可將供給於呼吸器官之空氣加濕。因此,即便於長時間使用本系統之情形時,亦可防止呼吸器官側之乾燥而將呼吸器官系統之氣道內黏液層保持於正常狀態,以黏液層保護呼吸器官氣道黏膜。另外,藉由以黏液層保護呼吸器官氣道黏膜,即便於產生未預料到之事故之情形時,亦可保護呼吸器官內之黏膜。
另外,根據本實施形態,藉由在氫氣供給流路1及呼氣排出流路2之中途設置加溫加濕器12、加溫加濕器21,可將氫混合氣體調整為不產生爆震狀態之溫度、濕度。亦即,於使用密閉型口鼻罩17對口腔及鼻腔供給氫混合氣體之情形時,藉由將吸引之氫混合氣體之相對濕度調整至60%至100%之範圍,將溫度調整至20℃至40℃之範圍,可抑制氫氣之著火,並且防止爆震之發生。
<實施形態3>
以下,參照圖3對本發明之實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:除了上文之實施形態2之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之構成以外,將呼氣排出流路2之下游側連接於空氣供給流路3之上游側。再者,該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號而將該構成要素之說明簡略化。
如圖3所示,本發明之實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統具備對人等的供給對象H供給氫氣之氫氣供給流路1、排出供給對象H之呼氣E之呼氣排出流路2、及對供給對象H供給氧及/或空氣A之空氣供給流路3。
於呼氣排出流路2之中途設有氣體流量分配裝置43而將流路一分為二。其中一條流路係連接於將呼氣E釋放至外部之攪拌釋放器22,以將呼氣排出至外部之方式構成。另一條流路係連接於配置於空氣供給流路3之上游之加溫加濕器31,以將呼氣E內所含之氫氣H2再次供給於供給對象H之方式構成。另外,於氣體流量分配裝置43與加溫加濕器31之間,設有使呼氣E之二氧化碳濃度降低之二氧化碳濃度降低機構41。進而,對加溫加濕器 31設有用以補充供給對象H所消耗之氧氣之氧供給機構42。
作為二氧化碳濃度降低機構41,可採用氯化鋰或化合物A(Compound A)等二氧化碳吸收劑等,以吸收呼氣E中之二氧化碳之方式構成。進而,藉由氧供給機構42添加所消耗之氧,藉此以確保21%之氧濃度,可再次從空氣供給流路3自密閉型口罩33吸引之方式構成。
氧供給機構42通常可利用通往醫院之各病房的氧之供給線路或氧罐,除此以外,只要為可供給能對供給對象H供給之氧氣之機構,則當然可採用。再者,關於氫氣之供給,亦可不僅自氫氣產生機構11供給,而自口腔攝取經加濕之氫混合氣體、空氣或添加有氧之空氣及循環之氫氣。
另外,於呼氣排出流路2中設置氣體流量分配裝置43,以可將呼氣排出流路2中之呼氣E自攪拌釋放器22釋放至外部之方式構成。該氣體流量分配裝置43及攪拌釋放器22係用於在本系統之使用開始時將殘留於供給對象H之肺中的氮等排出,提高流路中之氫氣濃度。進而,於該攪拌釋放器22之周邊,亦可設置將氫混合氣體熱分解之44。
此外,於氫氣供給流路1中,亦可設置監視氫氣之濕度、溫度、壓力及流量之感測器18或可調節氫氣之供給量之控制泵CP。
進而,亦可於空氣供給流路3中設置監視空氣A之溫度、濕度、流量、壓力、氫氣濃度、氧氣濃度、二氧化碳氣體濃度之感測器34。可根據由該些感測器18、感測器34所取得之資訊,決定自氫氣供給流路1供給之氫氣之供給量或42之氧量、攪拌釋放器22中之呼氣之排出量等。
根據本實施形態,將呼氣排出流路2之下游連接於空氣供給流路3之上游,形成循環路徑,藉此可削減氫氣之消耗量。亦即,藉由將呼氣所含之氫氣再次供給於供給對象H,可削減氫氣之使用量。另外,呼氣排出流路2及空氣供給流路3所形成之循環流路較佳係於該流路內進行親水性之塗佈。藉由如此般於循環流路內實施親水性之塗佈,可於混合氣體流路內形成水分之膜,防止靜電之產生。
<實施形態4>
以下,參照圖4對本發明之實施形態4之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態4之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:具備使上文之實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之氫氣供給流路1與空氣供給流路3合一的氫混合氣體供給流路5(氣 體供給流路之一例)。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
如圖4所示,本發明之實施形態4之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統具備對人等的供給對象H供給加濕氫混合氣體之加濕氫混合氣體供給流路5(氣體供給流路之一例)、及排出自呼吸器官呼出之呼氣E之呼氣排出流路2。
氫混合氣體供給流路5具有可供給氫氣及氧氣之供給線路51、調節氫混合氣體之溫度及濕度之加溫加濕器52、供給外氣之過濾器53、及對臉面供給加濕氫混合氣體之密閉型面罩54。
於密閉型面罩54中設有爆震火焰抑制器55等淬熄機構、及緩和衝擊壓之儲氣袋(reservoir)56等衝擊壓緩衝手段。再者,亦可使用以覆蓋鼻及口之方式形成之密閉型口鼻罩17b代替密閉型面罩54。
爆震火焰抑制器55係以如下方式構成:即便於氫氣供給流路1或呼氣排出流路2、空氣供給流路3中發生爆炸或爆震時,火焰亦不會進入呼吸器官。另外,該爆震火焰抑制器55亦能以如下方式構成:藉由電氣加熱進行溫度控制,於飽和水蒸氣之通過時不產生結露。
儲氣袋56係以於爆震時產生之衝擊壓不到達呼吸器官之方式設置。
根據本實施形態,藉由具備使氫氣供給流路1與空氣供給流路3合一之氫混合氣體供給流路5,可將設置於流路中之加溫加濕器設為一個。因此,可簡化系統之構成,削減製造費用等。
<實施形態5>
以下,參照圖5對本發明之實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:除了上文之實施形態3之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之構成以外,具有將氫氣作為燃料而發電之發電單元6。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
於本發明之實施形態5之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統中,氫氣產生機構11係電解型氫氧供給裝置,藉由將水電解而獲得氧氣O2與氫氣H2。繼而,藉由泵P將氧氣O2供給於空氣供給流路3,將氫氣H2供給於氫氣供給流路1。再者,呼氣排出流路2亦能以如下方式構成:設置監視呼氣E之H2/O2/CO2濃度之感測器27,取得呼氣E之成分。
發電單元6係設置於氫氣供給流路1之氫氧氣產生機構11a與加溫加濕器12之間,具有可將氫氣H2作為燃料而發電之發電機構61、及將由該發電機構61所得之電力蓄積之蓄電機構62。
於本實施形態中,與上文之實施形態3同樣地,將呼氣E中所含之氫氣再次自空氣供給流路3供給於供給對象H。若自空氣供給流路3供給於呼吸器官之氫氣濃度達到目標值,則自氫氣供給流路1供給之氫氣之必要量減少。然而,氧必須持續供給,故必須將多餘地產生之氫氣安全地處理。
此處,經由氣體流量分配裝置43將氫氧氣產生機構11a中產生之氫氣之多餘部分導入至發電機構61中進行發電,藉此可將氫氣安全地處理並且有效地活用。由該發電機構61所得之電力被送至蓄電機構62,發電時所得之水可作為加溫加濕器等之水而再利用。
另外,電解型氫氧供給裝置之氫氣之供給量具有最大每分鐘1000mL左右之能力,故即便於使呼氣E釋放至外部而進行運轉之情形時,亦可保持約20%之吸氣氫濃度。即便於該情形時,亦可對加溫加濕器31供給氧氣,添加至空氣A中而進行富氧狀態下之吸引。另外,藉由使二 氧化碳吸收機構22吸收呼氣E之二氧化碳並進行循環呼吸運轉,可將對供給對象H供給之氫氣濃度提高至接近80%。
再者,於氫氣供給流路1之終點設有密閉型口鼻罩17。
如圖6中的(a)所示,密閉型口鼻罩17亦可具備爆震火焰抑制器55等淬熄機構、緩和衝擊壓之儲氣袋56等衝擊壓緩衝機構、及將口與鼻之流路隔開之口鼻隔離壁開閉閥57。
於該口鼻隔離壁開閉閥57中設有開閉式之滑動閥(內部開閉式滑動閘),以藉由開閉口與鼻之流路而可選擇口呼吸與鼻呼吸之方式構成。
亦即,該密閉型口鼻罩17具有對鼻腔供給前述氫氣之鼻流路、及對口腔供給空氣之口流路,於前述鼻流路與前述口流路之間,設有可將前述鼻流路與前述口流路連通及隔絕之開閉閥。
該密閉型口鼻罩17亦能以如下方式構成:可用手握持並使該密閉型口鼻罩17密接於口鼻部而使用,若停止手之握持,則藉由壓力檢測而濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統停止。再者,亦當然可利用綁帶等而固定保持於臉面。
另外,對於有個性之臉輪廓之人而言,亦可如圖7所示般,藉由臉面形狀之掃描裝置7及3D印表機而製作與此人之輪廓相應之密閉型口鼻罩17。
根據本實施形態,藉由具備將氫氣作為燃料進行發電之發電單元6,可將氫氧氣產生機構11a中所產生必要以上之程度之氫氣安全地處理,並有效地活用。
<實施形態6>
以下,參照圖8對本發明之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於進而具備密閉室8及空氣調節設備9。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
如圖8所示,本發明之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統具備可充滿經加濕之氫混合氣體之密閉室8、及管理該密閉室8之空氣調節之空氣調節設備9。
密閉室8具有:用以由使用者進入密閉室8內之出入用門81,用以將密閉室8內密閉之內部門82,取得密閉室8內之溫度、濕度、壓力、H2/O2/CO2濃度等空氣調節 資訊之感測器83,及將供給對象H之呼氣E中所含之二氧化碳吸收的二氧化碳吸收機構84。
另外,該密閉室8較佳係於適當位置設有透明之隔熱窗,以可自密閉室8之外部把握內部之狀況。此外,密閉室8之牆壁或頂棚、地面較佳係設置加熱機構或為隔熱保溫結構,以可保持密閉室8內之溫度。
該密閉室8內之二氧化碳濃度較佳係藉由二氧化碳吸收機構84以成為一定之數值以內之方式管理。
空氣調節設備9具有空調機91、控制該空調機91之控制單元92、對空調機91供給電力之發電單元93、對空調機91及發電單元93供給氫氣之氫氣罐94(氫氣供給機構之一例)。
於空調機91中設有室內機91a、室外機91b及熱交換器91c。對於該空調機91,連接有對使用者分別供給氫氣之氫氣供給管1a、排出密閉室8內之氣體之室內氣排出流路2b、及對密閉室8內供給外氣之外氣供給流路3c。
控制單元92接受設於密閉室8內之感測器之資訊,進行使用者偏好之空氣調節之控制。密閉室8內之氫氣濃度係以通過氫氣供給流路1所供給之氫氣量進行調節,設想最大為20%。另外,密閉室8內之溫度及濕度係根據空 調機91之功能而控制,此時之控制條件較佳係相對濕度100%、溫度37℃。
再者,密閉室8內之壓力係基本設為常壓,藉由使呼氣排出流路2及空氣供給流路3適當工作,而對密閉室8內之空氣進行換氣及壓力調整。此外,可藉由控制單元92控制壁面溫度與內部之氣流之方向及強度,以不於密閉室8之壁面產生結露。
發電單元93具有可將氫氣H2作為燃料進行發電之發電機構93a、將由該發電機構93a所得之電氣蓄積之蓄電機構93b、及儲存自該發電機構93a排出之水之水收納部93c。
發電機構93a係空氣-氫燃料電池,可將自氫氣罐94供給之氫氣H2作為燃料而獲得電力及水。將所得之電力蓄積於蓄電機構93b中,將所得之水儲存於水收納部93c中。將該電力輸送至空調機91等濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之藉由電力而動作之各裝置而加以利用。將水送至空調機91,用於將密閉室8內之空氣加濕。
氫氣罐94具有緊急用氫氣排出閥95及緊急用氫氣排出流路96,設有於遭受某些災害而危險迫近之情形拋棄氫氣之機構。該緊急用氫氣排出閥95及緊急用氫氣排出 流路96亦係藉由控制單元92進行控制。
多個供給對象H可進入該密閉室8內,藉由自空調機91延伸之氫氣供給流路1對供給對象H供給氫氣。如圖9所示,該氫氣供給流路1中設有多個泵P,藉由將鼻腔注入用氣體管GC連接於該泵P,而自泵P供給加濕氫氣。該加濕氫氣之注入量係藉由控制單元92以不過剩供給之方式控制。
繼而,對本實施形態之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之機制及使用方法加以說明。
首先,空調機91之室內機91a具有兩個功能。第一個功能與通常之空調機同等,係控制室內之溫度或室內之氣流等的功能。第二個功能係附加功能,具有氫氣供給部、氧氣供給部、加濕部、功能性氣霧劑供給部及換氣部。該附加功能例如係於室內機91a之下半部分將各氣體釋放口設為接近橫向一排之排列。
此處使用之機器較佳係完全不因摩擦等而產生靜電之安全防爆規格。該室內機91a之兩個功能係藉由控制單元92而控制。氫氣與氧氣向室內之釋放係不同之時序(timing),進行部分釋放而非氣體之連續釋放。例如於將50L加濕氫氣釋放至室內之情形時,將1L至2L脈波狀(間歇地)噴氣,將該噴氣重複25次至50次。亦即,於噴氣 與下一噴氣之間有時滯(time lag)。
將該加濕氫氣噴氣釋放至密閉室8內之期間中,室內機91a可聯動而產生氣流,使該噴氣之加濕氫氣於室內分散。加濕氧氣亦同樣地於室內分散。將氧氣供給部與氫氣供給部配置於距離最遠之位置。氫氣與氧氣均於釋放前加濕(於混合以前加濕)且氧氣與氫氣之釋放不同時進行。另外,亦能以使氫氣帶有添加適當之臭味(芳香(aromatherapy)等)而得知氫氣之分散之方式構成。
功能性氣霧劑供給部及加濕部係與氫氣及氧氣之室內釋放無關而另行運轉。另外,功能性氣霧劑供給部及加濕部分別具有各自之釋放口,分別進行一定時間之連續運轉。於室外具有氫氣單元等而擔憂危險性之部位,可配備檢測氫氣之燃燒之紫外線感測器,監視不可見之氫氣之燃燒。於利用密閉室8時,作為供給對象H之患者入室後無法設定目標值進行運轉,故預先決定目標值,於患者入室之前製作準備房間之狀態。
將溫度、濕度、氧濃度、氫濃度、氣霧劑之種類及噴霧量等設定為怎樣之值係醫學課題,由專門醫師決定。於最初設定房間之氛圍狀態時,便利的是利用後述容量置換用之氣囊85(參照實施形態8)。該氣囊系統不僅可用於最初之設定時,亦可用於患者全部退出而要求設定新環境之 情形。又,亦可於房間之維護時活用。另外,患者之入室時,以穿著專用之衣物為標準。入室時間係醫療關係者(專門醫師等)決定事項,但設想大體上60分鐘左右。亦設想除了患者以外醫師、護士等隨時同處於房間內,照顧患者。於中途欲離場之患者、或病狀之急變等情況下,可隨時離室。換氣部係用於對充滿房間之氣體構成進行變更之情形、或將氫氣等噴氣之情形等時將房間之壓力保持於一定。
控制單元92較佳係具備用以使該些構件聯動而控制房間之氛圍狀態的高性能之控制部。密閉室8之大小及容量等資料係登記於控制部中,或藉由控制部之距離感測器而計算,決定以何種程度運作各要素。關於入室者,亦利用熱感知感測器等而計算入室者之人數、推定消耗氧量等,決定氧氣之供給量之控制、或二氧化碳去除裝置之運轉控制等。又,該二氧化碳去除裝置係根據吸收劑之顏色變化而獲知剩餘之可使用量(亦可利用氣體感測器而把握)。
密閉室8不僅為多人數用,亦可使用1人至2人用之小型者。小規模者不僅為患者用,亦於醫療從事者受到放射線照射(X射線檢查或CT(Computed Tomography;電腦斷層攝影)檢查、患者之放射線治療時)之後產生的晚期放射線障礙之對策方面受到期待。視氫氣濃度不同,該密閉 室8有時可使用簡易密閉型之帳篷(tent)。設想此時之氫氣濃度為8%左右。使用帳篷之情況下,例如為了盡可能防護因核事故等而無法避難、於地區學校之講堂等避難之人不受γ射線障礙(放射線障礙),可於講堂等大型建築物中設置簡易密閉型帳篷而使用等。使用帳篷之情況下,亦可於車輛等中設定簡易密閉空間,構築濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統(客車、軌道等之改造或簡易密閉空間之構築)。此時之推定氫氣濃度為8%以下。
關於密閉室8,設想各種使用形態。亦可有效利用設置於內部之氫氣或氫混合氣體之氫氣供給管1a,不於室內釋放氫混合氣體,而利用氫氣或氫混合氣體之氫氣供給管1a使患者吸入高濃度之加濕氫,將呼氣直接釋放至室內;或者自氫氣或氫混合氣體之氫氣供給管1a吸引濕式氧20%濕式氫80%之混合氣體。如此般設想多種指令表(repertory)。
根據本實施形態,藉由具備可充滿經加濕之氫混合氣體之密閉室8、及管理該密閉室8之空氣調節之空氣調節設備9,無需於加濕環境下佩戴罩等。因此,對於不願佩戴醫療用罩之人或不適於佩戴醫療用罩之人,亦可不進行煩瑣手續而吸引氫氣。
另外,根據本實施形態,可使多個供給對象H同時進行高濃度之氫氣之吸引。
<實施形態7>
以下,參照圖10對本發明之實施形態7之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態7之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:與上文之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統不同,具有氫氣產生機構97。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
本發明之實施形態7之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之空氣調節設備9具有空調機91、控制該空調機91之控制單元92、對空調機91供給氫氣之氫氣產生機構97、及對該濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統供給電力之電力供給機構98。
氫氣產生機構97具有藉由利用電力將水電解而獲得氫氣及氧氣之可逆型燃料電池97a、預先蓄積對該可逆型燃料電池97a供給之電力之蓄電機構97b、及預先蓄積對可逆型燃料電池97a供給之水之水箱97c。於圖9中,氫氣產生機構97係表示配置於密閉室8之外之狀態,但亦可配置於密閉室8內。
本發明之實施形態7之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統係利用外部電力之類型,使用自電力供給機構98供給之電力,藉由可逆型燃料電池97a將水電解,藉此獲得氫氣及氧氣。另一方面,於產生了多餘之氫氣之情形時,亦可使氫氣與空氣中之氧反應進行發電而獲得水。所產生之電力係由蓄電池利用,水被送至水箱97c而再利用。
<實施形態8>
以下,參照圖11對本發明之實施形態8之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態8之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:除了上文之實施形態6之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之構成以外,具備氣體置換用氣囊85。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
本發明之實施形態8之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之密閉室8具有氣體置換用氣囊85。氣體置換用氣囊85係藉由不產生靜電之材料而形成,可藉由自空氣線路85a將外部之空氣導入、排出而膨脹及收縮。另外,於密閉室8內設有氣體置換用氣囊85之收納部85b,以收納收縮狀態之氣體置換用氣囊85之方式而構成。再者,本實施形態之空調機91分別自氣體罐94供給氫氣,自電力供給機構98供給電力,自水收納部99供給水。
該氣體置換用氣囊85係於進行密閉室8內之氣體更換時使用。首先,注入空氣而使氣體置換用氣囊85之體積擴張,藉此將存在於密閉室8內之空氣通過呼氣排出流路2而排出至密閉室8外。此時,幾乎未產生密閉室8內部之壓力變動。繼而,利用泵將已擴張之氣體置換用氣囊85內部之空氣排出,以與該排出速度相同之速度自空調機91將加濕氫混合氣體供給於密閉室8內。該期間亦幾乎未產生密閉室8內之壓力變動。該一系列操作係藉由控制單元92而控制。
根據本實施形態,藉由具備氣體置換用氣囊85,可將充滿密閉室8內之氣體有效率地換氣。於不使用該氣體置換用氣囊85進行換氣之情形時,必須一邊將充滿密閉室8內之舊氣體排出一邊導入新氣體,舊氣體與新氣體混合,故難以提高氫氣濃度。然而,藉由使用氣體置換用氣囊85,可於排出舊氣體之後導入僅新氣體,故能以最小限度之氫氣使用量以氫氣濃度高之空氣將密閉室8內填滿。
<實施形態9>
以下,參照圖12對本發明之實施形態9之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態9之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於:密閉室8具備 耐壓容器86。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
本發明之實施形態9之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統採用耐壓容器86作為密閉室8。如圖12所示,供給對象H進入耐壓容器86內,將氫氣、氧氣、空氣等加壓而導入,藉此可於高壓環境下對使用者供給氫氣及氧氣。
首先可推測,爆炸極限之範圍並未因將氫混合氣體加壓而大幅度地變動。
於非專利文獻5所揭示之圖19中示出氫-空氣系爆炸極限之範圍。根據該圖19得知,即便於將氫-空氣系氣體加壓之情形時,爆炸極限之範圍亦未大幅度地變化。
於非專利文獻5所揭示之圖20中示出氫-氧系爆炸極限之範圍。根據該圖20得知,即便於將氫-氧系氣體加壓之情形時,爆炸極限之範圍亦未大幅度地變化。
於非專利文獻5所揭示之圖21中示出氫-空氣系及氫-氧系之爆炸極限之範圍。根據該圖21得知,氫-空氣系及氫-氧系之情況下,爆炸極限之範圍之傾向未改變。
進而,於非專利文獻6所揭示之圖26中示出壓力對氫-空氣混合氣之爆炸極限之影響。根據該圖26得知,即便於將氫-空氣系混合氣置於高壓環境下(1atm至220atm)之情形時,爆炸極限之範圍亦未大幅度地變動。
根據以上之圖19至圖21及圖26判斷,即便於將氫混合氣體加壓之情形時,爆炸極限之範圍亦未大幅度地變動。
繼而,將氫氣之攝取方法及血中溶存量之簡易計算推定值匯總示於表8中。該表8係除了本發明者此前提出申請之專利文獻1之表2之內容以外,藉由計算而推定加壓時之氫氣之血中溶存量。再者,計算方法係採用專利文獻1所示之式(參照專利文獻1之圖10等)。
如該表8所示,推定藉由將氫混合氣體加壓而供給於供給對象,血中溶存量增加。
作為該濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之應用目 的,想到癌症治療。首先,對人體而言體重60kg中存在平均4g左右之鐵離子,癌細胞中鐵特異性地多。因此,藉由將人體置於高壓氧環境下而設定為容易產生活性氧之狀況,可對癌細胞中之鐵離子產生活性氧(芬頓反應(Fenton reaction))而誘發鐵死亡(Ferroptosis),藉此嘗試癌症治療。此時,通常細胞亦受到另產生之活性氧之攻擊,故為了防禦該情況而適量添加氫氣。各參數係通過動物實驗或試行而決定。
關於使用該耐壓容器86之加壓治療室(高氣壓氫氧治療裝置),作為醫療器具裝置,使用依據相關標準之JIS T 7321及「高氣壓氧治療之安全基準」之基準者。作為該基準,決定利用壓力及利用時間,有一人用之第一種裝置(圖12)及多人數用之第二種裝置。第一種裝置之基準係常用治療壓力為2ATA(任何情形時均為2.8ATA以內),治療時間60分鐘。第二種裝置之基準係治療壓力為2ATA以上3ATA以下,於任何情形時均不超過3ATA,治療時間為60分鐘以上90分鐘以內。
該高氣壓氧氫治療裝置中所用之治療氣體之成分比率係專門醫師之專權事項。又,呼吸方式有於高氣壓氫氧治療裝置之中佩戴罩等並通過罩等而呼吸高氣壓氫氧氣之方法,但容器內亦可經高氣壓空氣填滿而進行呼吸。
<實施形態10>
以下,參照圖28對本發明之實施形態10之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統加以詳細說明。該實施形態10之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統之特徵在於進而具備微氣泡、奈米氣泡產生裝置10。再者,於該實施形態中,對與上文之實施形態基本相同之構成要素標注相同符號並將該構成要素之說明簡略化。
本發明之實施形態10之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統進而具備微氣泡、奈米氣泡產生裝置10作為功能性氣霧劑之供給機構。該微氣泡、奈米氣泡產生裝置10具備加入液體W之容器本體10a、連接於電源PW之微氣泡產生機構10b、連接於電源PW之加熱機構10c、氣體供給路10d及氣體排出路10e。
微氣泡、奈米氣泡產生裝置10亦可設於氣泡式之加溫加濕器內部。該微氣泡、奈米氣泡產生裝置10使液中大量產生奈米氣泡,與用於呼吸之氫氣、氧氣、空氣等一起而捕集加入有奈米氣泡之水蒸氣。圖28係使用多孔質電極單元,產生氧及氫之奈米氣泡。除此以外,微氣泡、奈米氣泡之產生機構有若干種,但必須選擇可精簡地配備者。日本之東麗(Toray)亦使用微細結構膜,製作對配置於水中之該膜注入氣體而產生上述氣泡之產生機構。圖28之氣體之液中上升速度等係參考圖15及圖16之資料而進行系統之概略設計。又,圖28之水或熱水成為被稱
為功能水之狀態,通常該水或熱水之氧化還原電位自負50mV變為負200mV之狀態。又,功能性氣霧劑之表面張力小,對人之呼吸器官之負擔少。
根據本實施形態,利用不使用高電壓便可生成之微氣泡、奈米氣泡之生成裝置作為功能性氣霧劑之供給機構。該微氣泡、奈米氣泡之生成裝置係設置於加溫加濕器內而使用。或者,另生成含有微氣泡、奈米氣泡之水或熱水而用於霧化器等。藉此,可構築於高濃度氫混合氣體之吸引之同時亦可吸引功能性氣霧劑的系統。
[產業可利用性]
藉由使用加溫加濕器等將高濃度之氫混合氣體調整為不產生爆震狀態之溫度、濕度,可保持保護呼吸器官氣道黏膜之黏液正常。另外,於呼吸罩中設置爆震火焰抑制器及衝擊壓緩衝部分,構築複合安全系統。另外,開發出對鼻腔及口腔分別送入氣體之密閉型罩而可對鼻腔注入氫氣。另外,將整個房間設為治療室,不佩戴呼吸罩亦可吸引加濕高濃度氫混合氣體,作為系統之適應性廣泛地擴大。尤其加濕氫氣鼻腔注入方式於急性期之腦梗塞之治療至癡呆症之治療的腦神經疾病之治療中極有前途。藉此,更具體而言可踏足未至領域,關於原本之氫氣所具有之各種醫學效果、效用而進行廣泛之實驗、試行、實用。進而,將整個房間設為治療室而使加濕高濃度氫混合氣體安全 地充滿之方法可廣泛地應用於核避難所至原子力發電所周邊之避難設施、車輛、船舶、飛機、醫院之治療室。進而,對高氣壓氧氫治療裝置之適應亦可成為開闢藉由誘發鐵死亡而治療癌症之途徑之一個手段。又,適應於人工呼吸器官或人工心肺系統而期待治療效果之提高。
1‧‧‧氫氣供給流路
11‧‧‧氫氣產生機構
12‧‧‧加溫加濕器
13‧‧‧密閉型鼻罩
13a‧‧‧口鼻罩
14‧‧‧霧化器
15‧‧‧水捕捉器
16‧‧‧密閉型眼鼻罩
H‧‧‧供給對象
H1‧‧‧嗅部
H2‧‧‧氫氣
H3‧‧‧口腔
W‧‧‧飲用水瓶、液體

Claims (16)

  1. 一種濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,具備:氣體供給流路,係對人或動物的供給對象供給至少含有氫之氣體;前述氣體供給流路具有:氣體供給機構,係供給前述氣體;溫度濕度調整機構,係調整前述氣體之溫度及濕度;以及氣體供氣部,係對前述供給對象供給前述氣體;前述氣體所含之氫係以超過4.0%(Vol%)之濃度而供給於前述供給對象;前述氣體之相對濕度係設定於60%至100%之範圍;前述氣體之溫度係設定於20度至40度之範圍。
  2. 如請求項1所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體之適應環境壓力係設定於常壓至3氣壓之範圍。
  3. 如請求項1或2所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體供氣部係對前述供給對象之鼻腔以獨佔方式供給前述氣體之密閉型鼻供氣部。
  4. 如請求項1或2所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體供氣部係對前述供給對象之眼球及鼻腔供給前述氣體之密閉型眼鼻供氣部。
  5. 如請求項1或2所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體供氣部係對前述供給對象之鼻腔及口腔供給氣體之密閉型口鼻供氣部;前述口鼻供氣部具有:專用鼻流路,係對前述鼻腔供給前述氣體;以及專用口流路,係對前述口腔供給呼吸用之空氣;於前述專用鼻流路與前述專用口流路之間,設有可將前述專用鼻流路與前述專用口流路連通及隔絕之開閉閥。
  6. 如請求項1或2所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體供氣部具有:防爆火焰阻斷用之爆震火焰抑制器或火焰抑制器;以及衝擊壓緩衝機構。
  7. 如請求項1所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中進而具備:呼氣排出流路,係排出前述供給對象之呼氣;前述呼氣排出流路具有:呼氣接受機構,係自前述供給對象接受前述呼氣;以及氫濃度降低機構,係使前述呼氣中之氫氣濃度降低。
  8. 如請求項7所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中進而具備: 空氣供給流路,係對前述供給對象供給氧及/或空氣;前述空氣供給流路具有:空氣供給機構,係供給前述氧及/或空氣;濕度調整機構,係調整前述氧及/或空氣之濕度;以及空氣供氣部,係對前述供給對象供給前述氧及/或空氣。
  9. 如請求項8所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中將前述呼氣排出流路之下游側連接於前述空氣供給流路之上游側;於前述呼氣排出流路與前述空氣供給流路之間設有使前述呼氣之二氧化碳濃度降低之二氧化碳濃度降低機構;於前述空氣供給流路之上游設有氧供給機構。
  10. 如請求項8或9所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述氣體供給機構及前述空氣供給機構係電解型氫氧供給裝置;前述電解型氫氧供給裝置將氫供給於前述氣體供給流路;將氧供給於前述空氣供給流路。
  11. 如請求項10所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中進而具備:燃料電池單元,係將由前述電解型氫氧供給裝置 所產生之多餘氫氣作為燃料進行發電。
  12. 如請求項1所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中進而具備:密閉室,係前述供給對象可入室;以及安全防爆型之空氣調節設備,係設於前述密閉室中,控制密閉室內之溫度及濕度以及室內氣流而進行空氣調節管理;以及安全防爆型之附加機構,係將經加濕之氫氣及氧氣供給於密閉室內;前述附加機構具有排出室內之氣體之室內氣排出流路及將外氣供給於室內之外氣供給流路作為室內之換氣機構,使前述空氣調節設備及前述附加機構運轉,使加濕氫混合氣體充滿前述密閉室內,藉此使人或動物的供給對象呼吸加濕氫混合氣體。
  13. 如請求項12所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中具有於前述密閉室內對供給對象分別供給加濕氫氣之供給流路,並且具備通過前述供給流路對供給對象之鼻腔供給前述加濕氫氣之鼻供氣部,於前述密閉室內,供給對象可分別通過鼻供氣部進行加濕氫氣之鼻腔注入。
  14. 如請求項12或13所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中於前述密閉室之內部設有藉由注入加壓加濕空氣而可最大限度地膨脹至接近密閉室之容量的經抗靜電加工之氣囊,可藉由排出氣囊內部之加 濕空氣而精簡地收縮至收納狀態,可於使前述氣囊擴張及收縮之時序聯動而使前述附加機構運轉,將充滿前述密閉室內之氣體之至少大部分一次性換氣。
  15. 如請求項12或13所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中前述密閉室內之相對濕度為60%至100%之範圍;前述密閉室內之溫度至少為20度至40度之範圍。
  16. 如請求項1或2所記載之濕式高濃度氫混合氣體呼吸系統,其中於前述溫度濕度調整機構中設有微氣泡、奈米氣泡供給機構。
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