WO2008013163A1 - Hydrogen supply system, and building structure and capsule structure having the system - Google Patents

Description

明 細 書 水素供給システム、 該システムを備えた建物構造及び前記システムを備え たカプセル構造 技術分野

[0001] 本願発明は、水素供給手段と水素供給を制御する手段を有するシステム、建物構 造及びカプセル構造に関する。

背景技術

[0002] 近年、活性酸素の人体に対する悪影響が医学の進歩とともに明らかになりつつある 。活性酸素には様々な種類がある力 その一部を体内に取り込んだ水素と反応させ ることにより、活性酸素の人体への悪影響を低減させる方法が考えられてきた。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 従来、人間の体内に水素を取り込むには、人工的に液体中の水素濃度を高めた水 素を含む液体を経口で摂取する方法がある。しかし、液体に溶解する水素の濃度に 限界があるため、この方法では水素を多量に摂取できないという問題があった。 なお、特定の種類の気体を室内に充満させることについては、例えば、酸素などで 前例がある（文献 1乃至 3。）。しかし、水素によってこれを行うことについては従前知ら れておらず、かつ、水素は他の気体と比較して爆発限界が 4. 0%力、ら 74. 2%と非 常に広い範囲で存在するので、室内の構造や換気システムにおいて一定の配慮を 払う必要がある。

特許文献 1：実開昭 63-78036

特許文献 2：特開平 5-103764

特許文献 3：特開平 8-154982

課題を解決するための手段

[0004] 本願発明は、このような問題に着目してなされたものであって、水素の爆発下限界 濃度を超えない安全な雰囲気内において室内における空気中の水素濃度を上げる ことにより、水素を含む液体を経口で摂取する方法に比べ、より多量の水素を体内に 取り込むことを目的とする。 [0005] 本願発明の課題を解決するために、本願の請求項 1にかかる水素供給システムは

、室内に水素を供給する水素供給手段と、供給された水素を室内の空気と攪拌する 手段を備えたことを特徴とする。

[0006] 本願の請求項 2の水素供給システムは、前記システムに、室内に供給された水素の 濃度を検出するセンサーを備えたことを特徴とする。

[0007] 本願の請求項 3の水素供給システムは、前記システムに、センサーと連動した制御 器を備えたことを特徴とする。

[0008] 本願の請求項 4の水素供給システムは、前記システムに、制御器と連動する、水素 供給手段と室内を結ぶ経路を遮断する開閉栓を備えたことを特徴とする。

[0009] 本願の請求項 5の水素供給システムは、前記システムに、制御器と連動する、室内 の空気を室外へ排出する排出手段を備えたことを特徴とする。

[0010] 本願の請求項 6の建物構造は、請求項 1乃至請求項 5の何れかの水素供給システ ムを備えたことを特徴とする。

[0011] 本願の請求項 7の建物構造は、請求項 6の建物構造であって、空気攪拌手段が該 建物構造の隅部に単数又は複数配置されたことを特徴とする。

[0012] 本願の請求項 8の建物構造は、請求項 6又は請求項 7の建物構造であって、その 建物上部乃至全部がドーム状に形成されたことを特徴とする。

[0013] 本願の請求項 9の建物構造は、請求項 6乃至請求項 8のいずれかの建物構造であ つて、水素供給手段から供給される水素が該建物構造の下部から上部に昇流するよ うに水素供給手段及び空気攪拌手段が配置されたことを特徴とする。

[0014] 本願の請求項 10の建物構造は、請求項 6乃至請求項 9の建物構造であって、かつ 外気と何らかの方法で遮断された気密空間を有することを特徴とする。

[0015] 本願の請求項 11のカプセル構造は、請求項 1乃至請求項 5の何れかの水素供給 システムを備えたことを特徴とする。

[0016] 本願の請求項 12のカプセル構造は、請求項 1のカプセル構造であって、かつ外気 と何らかの方法で遮断された気密空間を有することを特徴とする。

本願発明の効果

[0017] 本願の請求項 1にかかる水素供給システムによれば、室内に水素を供給するととも に、供給された水素を、攪拌手段を用いて室内の空気と混合させることにより、比重 の軽い水素を室内の空気と混合させて室内の水素濃度分布を一定に保ち、かつ水 素を室内の一部に充満させないことで、爆発の危険を防止することができる。

[0018] 本願の請求項 2にかかる水素供給システムによれば、室内における水素濃度を測 定すること力 Sでき、室内に供給または排出する水素量の制御の前提となる数値の測 定が可能となる。

[0019] 本願の請求項 3にかかる水素供給システムによれば、センサーにより測定された数 値に基づき、室内の水素濃度と連動した制御器の作動が可能となる。

[0020] 本願の請求項 4にかかる水素供給システムによれば、室内の水素濃度と連動した 制御器の作動に基づき、水素供給手段と室内を結ぶ経路を遮断する開閉栓が作動 し、室内に供給される水素の供給量を制御することができる。これにより、室内に必要 な量の水素が供給されるとともに、水素による爆発の危険も取り除くことができ、必要 かつ安全な水素供給システムが実現できる。

[0021] 本願の請求項 5にかかる水素供給システムによれば、室内の空気を室外へ排出す ることにより、室内の水素濃度が必要以上に高くなつた場合に、室内に存する人に対 する悪影響及び爆発の危険を避けることができる。

[0022] 本願の請求項 6にかかる建物構造によれば、室内を必要かつ安全な水素濃度に保 つことができ、室内に存する人が必要かつ安全に多量の水素を摂取することができる

[0023] 本願の請求項 7にかかる建物構造によれば、空気攪拌手段が建物構造の隅部に 配置されることにより、可燃性を有する水素が、中央に空気攪拌手段を設けただけで は攪拌できない建物構造の隅部に滞留し、爆発下限界濃度を超えることを防止でき

[0024] 本願の請求項 8にかかる建物構造によれば、その建物上部乃至全部が半円球形の ドーム状に形成されることにより、水素が建物構造の一部に滞留して爆発下限界濃 度を超えることを防止できる。

[0025] 本願の請求項 9にかかる建物構造によれば、水素供給手段から供給される水素が 該建物構造の下部から上部に昇流するように水素供給手段及び空気攪拌手段が配 置されることにより、常に室内の空気が循環され、水素が建物構造の一部に滞留して 爆発下限界濃度を超えることを防止できる。

[0026] 本願の請求項 10にかかる建物構造によれば、室内と室外を遮断し、室内を気密状 態にする手段を備えることで、室内の水素濃度が低くなることを防止でき、供給する 水素量が少量で足る、より効果の高いシステムを構築できる。

[0027] 本願の請求項 11に力、かるカプセル構造によれば、建物構造と!/、つた大規模かつ 高コストのシステムを建設することなぐ簡易かつ安価に人が多量の水素を摂取する ことができるシステムを構築できる。

[0028] 本願の請求項 12にかかるカプセル構造によれば、簡易かつ安価であることに加え て、室内と室外を遮断し、室内を気密状態にする手段を備えることで、供給する水素 を少量にでき、さらに低コストのシステムを構築できる。

発明を実施するための最良の形態

[0029] 本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本願発明は、室内に必要かつ 安全な濃度の水素を保つシステム及び建物構造に関するものである。本願発明にお いて、室内とは、室外と壁等で仕切られた空間領域であって、その形態は問わないも のをいい、室外とは、仕切られた空間領域である室内の周囲の領域をいう。例えば、 病院建物内の一室にある、水素を供給すべき一のカプセル内を室内とした場合は、 前記カプセル内を除く病院建物内の一室内部は室外として扱う。

[0030] 図 1は、実施の形態に力、かる水素供給システム 1を示している。水素供給システム 1 は、水素供給手段 2を備えている。この水素供給手段 2は、水素ボンべその他の水素 を貯蓄する手段と連結されているもの、もしくは、公知の方法で水素を発生させるもの である。室内 3に対して、水素供給手段 2と室内 3とを結ぶ供給管 4を通じて水素が送 り込まれる。

[0031] 室内 3には、室内 3上方に比重の軽い水素が偏在することを阻止するため、その側 面に、供給管 4から供給された水素と室内 3に存する空気を攪拌するための攪拌装 置 5が備えられている。攪拌装置 5は、室内 3上方に位置することもある力 必ずしも その位置には限定はない。

[0032] また、室内 3には、その上方またはその周辺にセンサー 6が取り付けられている。セ ンサー 6は、室内 3内の水素濃度を測定する。

[0033] さらに、水素供給システム 1には制御器 7が備わっており、この制御器 7はセンサー 6と回路等により接続され、センサー 6と連動することができる。

[0034] 供給管 4には、その内部に開閉栓 8が設けられており、この開閉栓 8は制御器 7を介 してセンサー 6と連動することができ、センサー 6で測定された水素濃度がある一定の 値を超えると、この水素濃度を検知した制御器 7によって開閉栓 8が作動し、水素供 給手段 2から供給管 4を通じて室内 3に供給される水素量を制御することができる。

[0035] センサー 6によって測定された室内 3の水素量がある一定の値を超えると、この水素 濃度を検知した制御器 7によって排出口 9が作動し、室内 3内の水素を含む空気を室 外 10へと排出する。この排出口 9は位置に限定がなぐまた必ずしも設ける必要はな い。さらには、水素供給手段 2が排出手段を兼ね、排出口 9を省略することもできる。

[0036] 単に建物構造室内の上方に空気攪拌装置を設けるのみでは、該室内の隅部に水 素が高い濃度で滞留し爆発下限界濃度を超えてしまうことが予想される。そこで、図 2 のように、空気攪拌装置の取付位置を室内の上方隅部に設置することが考えられる 。この場合、攪拌装置 11は、四隅に設けることが好ましぐまた、四隅ではない周辺 部分に設けることも好ましい。

[0037] ただ、建物室内の上方隅部に空気攪拌装置を設けても、一部で水素が滞留し爆発 下限界濃度を超えてしまう危険性を排除できない場合がある。そこで、図 3のように、 建物上部を半円球形のドーム 12に形成し、水素が上昇する地点を室内の頭頂の一 点に集中させ、かつその頭頂に攪拌装置 13を設けることにより、容易にかつ完全に 水素の滞留を避けることができる。この場合、建物上部の形状は、水素を一箇所に滞 留させない形状であれば足り、完全なドーム上である必要はない。例えば、四隅また は周辺部のみが円弧状を有しており、建物頂部は水平であっても構わない。

[0038] さらには、図 4のように、天井部 14をメッシュ等の通風性素材で構成し、かつ壁面の 一部に室内と内壁 15で仕切られた通路 16を設け、その通路内部にファン等の空気 攪拌手段 17を設けることで、室内の水素を含む空気が常に室内、天井部 14及び通 路 16を循環することにより室内の一部に水素が滞留することを防止できる。なお、本 実施例では空気攪拌手段 17を設けることを説明したが、室内の水素を含む空気が 室内、天井部 14、通路 16を循環させるために適宜、別の循環方法を用い、循環手 段を設けても構わない。

[0039] 上記建物構造によると、室内の気密性が低いために、水素が室外の空気等と循環 することにより室内の水素濃度が低下し、水素を多量に供給せざるを得なくなることも 考えうる。これを防ぐために、建物構造において、室外と室内を遮断する何らかの方 法を講じること力 S考えられる。例えば、窓や扉の隙間を密封性を高める材質の素材で 塞ぐ構造を持つとともに、水素が室外に拡散しないように、室内の壁面に特定の種類 の気密フィルムを貼付することが考えられる。気密フィルムとしては、既知のアルミフィ ルムなどの金属製フィルム、樹脂フィルム等が考えられる。

[0040] また、上記建物構造は、その建物という性質上、高コストになりがちである。そこで、 図 5及び図 6のようなカプセル構造にすることで、低コストで簡易なシステムを構築す ることができ、水素システムの社会へのより効果的な普及を図ることができる。

[0041] 上記カプセル構造によると、建物構造のときと同じぐ室内の機密性が低いために、 効果的な水素供給システムとならないことも考え得る。これを防ぐために、カプセル構 造においても、室外と室内を遮断する方法を講じることが考えられる。一例としては、 前述のとおり、カプセルの上蓋部と人が横たわる下椀部との隙間を密封性を高める 材質の素材で塞ぐ構造を持つとともに、水素が室外に拡散しないように、室内の壁面 に特定の種類の気密性フィルムを貼付することが考えられる。

図面の簡単な説明

[0042] [図 1]本発明に係る建物構造の一例を示す略側面断面図である。

[図 2]本発明に係る建物構造の一例のうち、空気攪拌手段が該建物構造の隅部に単 数又は複数配置された当該空気攪拌手段の位置の一例を示す略側面断面図であ

[図 3]本発明に係る建物構造の一例のうち、その建物上部がドーム状に形成されてい る建物構造のドーム構造の一例を示す略側面断面図である。

[図 4]本発明に係る建物構造の一例のうち、水素供給手段から供給される水素が該 建物構造の下部から上部に昇流するように水素供給手段及び空気攪拌手段が配置 された建物構造の一例を示す略側面断面図である。 園 5]本発明に係るカプセル構造の一例を示す略正面断面図である。

[図 6]本発明に係るカプセル構造の一例を示す略側面断面図である。 符号の説明

1 水素供給シスう

2 水素供給手段

3 室内

4 供給管

5 攪拌装置

6 センサー

7 制御 ¾=

8 開閉栓

9 排出口

10 室外

11 攪拌装置

12 ドーム

13 攪拌装置

14 天井部

15 内壁

16 通路

17 空気攪拌装置

Claims

請求の範囲

[I] 室内に水素を供給する水素供給手段と、供給された水素を室内の空気と攪拌する 空気攪拌手段とを備えたことを特徴とする水素供給システム。

[2] 前記システムに、室内に供給された水素の濃度を検出するセンサーを備えた水素 供給システム。

[3] 前記システムに、センサーと連動した制御器を備えた水素供給システム。

[4] 前記システムに、制御器と連動する、水素供給手段と室内を結ぶ経路を遮断する 開閉栓を備えた水素供給システム。

[5] 前記システムに、室内の空気を排出する排出手段を備えた水素供給システム。

[6] 請求項 1乃至請求項 5の何れかの水素供給システムを備えた建物構造。

[7] 請求項 6の建物構造であって、空気攪拌手段が該建物構造の隅部に単数又は複 数配置された建物構造。

[8] 請求項 6又は請求項 7の建物構造であって、その建物上部乃至全部がドーム状に 形成された建物構造。

[9] 請求項 6乃至請求項 8のいずれかの建物構造であって、水素供給手段から供給さ れる水素が該建物構造の下部から上部に昇流するように水素供給手段及び空気攪 拌手段が配置された建物構造。

[10] 請求項 6乃至請求項 9の建物構造であって、かつ外気と何らかの方法で遮断され た気密空間を有する建物構造。

[I I] 請求項 1乃至請求項 5の何れかの水素供給システムを備えたカプセル構造。

[12] 請求項 11のカプセル構造であって、かつ外気と何らかの方法で遮断された気密空 間を有するカプセル構造。