(57)【要約】【課題】少ない水素の量であっても、対象物表面における水素圧を昇圧することができ、水素を対象物に効率よく浸透させる水素浸透装置を提供する。【解決手段】本発明に係る水素浸透装置１００は、対象物３０の表面に水素を供給し、対象物３０の内部に水素を浸透させる装置であって、隔膜１１と外壁１２とを有し、対象物３０を覆うカバー１と、カバー１に接続され、対象物３０の端部に配置されるリング２と、カバー１内部に水素を供給する水素導入口３と、隔膜１１と外壁１２とで形成される空間４０に不活性ガスを供給する不活性ガス導入口４と、リング２に設けられた密閉用弁５と、を有する。密閉用弁５は、リング２に接する第一層５１と、当該第一層５１に積層された第二層５２との積層体で構成され、第一層５１には、リング２と接続する接続部５４近傍において、リング２の内側に向かって突出する皺部５６が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面に水素を供給し、前記対象物の内部に前記水素を浸透させる水素浸透装置であって、
隔膜と外壁とを有し、前記対象物を覆うカバーと、
前記カバーに接続され、前記対象物の端部に配置されるリングと、
前記カバー内部に水素を供給する水素導入口と、
前記隔膜と前記外壁との間に形成される空間に不活性ガスを供給する不活性ガス導入口と、
前記リングに設けられた密閉用弁と、を有し、
前記空間内に供給された前記不活性ガスが、前記隔膜を介して、前記カバー内に供給された水素に圧力を加えることを特徴とする水素浸透装置。
【請求項２】
前記隔膜の厚さは、前記外壁の厚さよりも小さい請求項１に記載の水素浸透装置。
【請求項３】
さらに、前記カバー内部に供給された前記水素を排出する水素排出口と、前記隔膜と前記外壁との間に形成される前記空間に供給された前記不活性ガスを排出する不活性ガス排出口と、を有する請求項１又は２に記載の水素浸透装置。
【請求項４】
前記密閉用弁は、前記リングの開口方向側から平面視した際の外縁が形成する形状が略円形状であり、
前記略円形状の中央部に設けられた、前記リングの直径よりも小さい、前記対象物を挿入する挿入口と、
略円形状の外縁に設けられ、前記リングと接続する接続部と、
前記接続部から前記挿入口方向に延設された弁本体と、を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水素浸透装置。
【請求項５】
前記密閉用弁は、前記リングに接する第一層と、当該第一層に積層された第二層との積層体で構成され、
前記第一層には、前記リングと接続する接続部近傍において、前記リングの内側に向かって突出する皺部が形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水素浸透装置。
【請求項６】
前記密閉用弁が、ゴムで形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水素浸透装置。
【請求項７】
前記ゴムが、クロロプレンゴムである請求項６に記載の水素浸透装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体などの対象物の表面に水素を供給し、その対象物の内部に水素を効率よく浸透させる水素浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体の老化や病気の原因とされている活性酸素を水素により除去すべく、人体に水素を取り込む方法とその量に関する研究がなされている。人体に水素を取り込む方法としては、水素を水に溶かした水素水を飲む方法、水素を発生させる入浴剤を投入した湯船に浸かる方法、水素を口から直接吸入する方法などが検討されている。特に、人体に外部から水素を取り込んだ量と呼気から水素の吐出量の変化を研究して、病気の予防に活用することも考えられている。
【０００３】
しかし、常圧における水素の水への溶解度は極めて低いことから、水素水を飲む方法や湯船に浸かる方法により人体に取り込まれる水素の量は、極めて少ないと考えられる。水素を口から直接吸入する方法であっても、血中の水素濃度を上げるのは困難である。
【０００４】
その他の方法として、人体に直接水素を接触させる方法も考えられる。特許文献１には、含水性の乾燥基材シートおよび水分と反応して水素発生可能な金属材料を備え、上記金属材料は、上記乾燥基材シートに水分を含浸させたとき、該水分と反応して水素発生可能に上記乾燥基材シートに直接又は間接に支持されていることを特徴とする水素発生用乾燥シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された水素発生用乾燥シートで水素を発生させるためには、乾燥基材シートに水を含浸させた後に人体の皮膚に貼り付ける必要があるが、その間にも水素は発生していることから水素が無駄に外部に放出されてしまう。また、水を含浸させた基材シートを人体の皮膚に貼り付けることから、発生した水素が人体の皮膚に到達するためには水の中を通る必要があり、常圧における水素の水への溶解度は極めて低いことを考慮すると、その効率は低いものとなる。さらに、乾燥基材シートに支持させる水素発生可能な金属材料の量にも限界があり、多量の水素を人体の皮膚に接触させることは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、少ない水素供給量であっても、対象物の内部に水素を効率よく浸透させる水素浸透装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、対象物の表面に水素を供給し、前記対象物の内部に前記水素を浸透させる水素浸透装置であって、
隔膜と外壁とを有し、前記対象物を覆うカバーと、
前記カバーに接続され、前記対象物の端部に配置されるリングと、
前記カバー内部に水素を供給する水素導入口と、
前記隔膜と前記外壁との間に形成される空間に不活性ガスを供給する不活性ガス導入口と、
前記リングに設けられた密閉用弁と、を有し、
前記空間内に供給された前記不活性ガスが、前記隔膜を介して、前記カバー内に供給された水素に圧力を加えることを特徴とする水素浸透装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水素浸透装置によれば、少ない水素供給量であっても、対象物表面近傍の水素の圧力を高くすることができ、対象物の内部に水素を効率よく浸透させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る水素浸透装置の第一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の水素浸透装置の斜視図である。
【図３】図１の水素浸透装置が備える密閉用弁の構成例を示す断面図である。
【図４】図３の密閉用弁の斜視図である。
【図５】図１の水素浸透装置を着座で使用した状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る水素浸透装置の第二実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６の水素浸透装置の断面図である。
【図８】図６の水素浸透装置に手を挿入した状態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る水素浸透装置の他の構成例を示す斜視図である。
【図１０】図９の水素浸透装置に腕を挿入した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の水素浸透装置は、対象物の表面に水素を供給し、その対象物の内部に水素を浸透させるためのものである。対象物としては、人体の各部位（手、腕、足、脚、腹、頭、胸、肩）などが挙げられる。すなわち、水素浸透装置を人体の皮膚の周囲に設置して水素を供給させれば、人体の皮膚の表面から水素を効率よく浸透させることができる。もちろん、対象物は人体に限らず、表面から水素を浸透させるものであれば、本発明の水素浸透装置を利用することができる。
【００１２】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る水素浸透装置について説明する。
図１は、本発明に係る水素浸透装置の第一実施形態を示す断面図、図２は、図１の水素浸透装置の斜視図、図３は、図１の水素浸透装置が備える密閉用弁の構成例を示す断面図、図４は、図３の密閉用弁の斜視図、図５は、図１の水素浸透装置を着座で使用した状態を示す断面図である。
水素浸透装置１００は、対象物を覆うカバー１と、リング２と、水素導入口３と、不活性ガス導入口４と、密閉用弁５とを有している。
【００１３】
カバー１は、隔膜（内壁）１１と外壁１２とを有しており、さらに、隔膜１１と外壁１２との間に、空間４０が形成されている。この空間４０には、不活性ガス導入口４が接続されている。
【００１４】
隔膜１１は、カバー１内部に供給（封入）された水素に、空間４０の不活性ガスの圧力を伝える機能を有している。このような機能を有することにより、カバー１内部（空間５０）に供給された水素の圧力を高いものとすることができる。その結果、少ない水素の供給量でも、人体の皮膚の表面から水素を効率よく浸透させることができる。
なお、隔膜１１の上記のような機能を発揮させる方法として、例えば、隔膜１１の厚さを外壁１２の厚さよりも薄くすることや、隔膜１１を外壁１２よりも柔らかい材質で構成すること等が挙げられる。
【００１５】
隔膜１１の材質としては、水素や不活性ガスを通過又は浸透させない素材で形成されていることが好ましく、ポリエチレンシートやポリ塩化ビニリデンシートなどのプラスチックフィルムを用いることができる。隔膜１１の厚さは、外壁１２の厚さよりも薄いのが好ましい。具体的には、隔膜１１の厚さは、０．０５〜１ｍｍとすることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍとすることがより好ましく、例えば０．２ｍｍとすることができる。
また、外壁１２の材質としては、隔膜１１と同様に、水素や不活性ガスを通過又は浸透させない素材で形成されていることが好ましく、ポリエチレンシートやポリ塩化ビニリデンシートなどのプラスチックフィルムを用いることができる。外壁１２の厚さは、１〜３ｍｍとすることが好ましく、例えば２ｍｍとすることができる。
【００１６】
リング２は、表面から水素を浸透させる対象物の端部（図１では頭部の端部である首付近）に配置され、リング２に接続されたカバー１により対象物３０が覆われている。そして、水素導入口４からカバー１の内部に水素が供給される。すなわち、水素浸透装置１００により対象物３０の表面に水素が供給される。
【００１７】
リング２の材質としては、布、革、プラスチック、金属などが挙げられ、これらを組み合わせた多層構造とすることもできる。リング２の幅は、５〜１５ｍｍとすることが好ましく、例えば１０ｍｍとすることができる。リング２の厚さは、２〜１０ｍｍとすることが好ましく、例えば５ｍｍとすることができる。リング２の内径は、リング２が対象物３０の長手方向にずれにくい大きさであればよく、例えば、対象物の端部の太さ＋１〜１０ｍｍ（好ましい例：対象物の端部の太さ＋４ｍｍ）とすることができる。
リング２とカバー１とは、接着剤等で接着されていてもよく、一体成形などにより一体化されていてもよい。さらに、リング２の外周にカバー１を巻き付け、さらにその外周に押さえバンド（不図示）を装着することで、リング２の外周にカバー１を固定してもよい。
【００１８】
リング２のカバー１が接続されている反対側の縁部には、密閉用弁５が設けられている。
密閉用弁５は、対象物３０を挿入した状態で、カバー１内部を密閉状態にする機能を備えている。
密閉用弁５は、図４に示すように、リング２の開口方向側から平面視した際の外縁が形成する形状が略円形状を有している。
また、密閉用弁５は、略円形状の中央部に設けられた、リング２の直径よりも小さい、対象物３０を挿入するための挿入口５３と、略円形状の外縁に設けられ、リング２の外周面においてリング２と接続する接続部５４と、接続部５４から挿入口５３方向に延設された弁本体５５と、を有している。
【００１９】
また、密閉用弁５は、図３に示すように、リング２に接する第一層５１と、当該第一層５１に積層された第二層５２との積層体で構成されている。
第一層５１には、図３に示すように、接続部５４近傍において、リング２の内側に向かって突出する皺部５６が形成されている。言い換えると、皺部５６は、リング２の内周に沿って形成されている。
水素原子は小さくアルミニウム以外は透過しやすいが、このような皺部５６を設けることで、弁本体５５を常時対象物の端部に押し付けることができる。その結果、カバー１内の密閉状態をより確実に保持することができる。
なお、密閉用弁５の形状は、カバー１内部の密閉状態を保持可能な形状であれば、図示のような形状に限定されない。
【００２０】
密閉用弁５の材質としては、特に限定されないが、ゴムを用いるのが好ましい。
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。なかでも、対象物３０と密着してずれにくいことから、クロロプレンゴムが好ましい。第一層５１及び第二層５２は、同じゴムで形成されていてもよく、異なるゴムで形成されていてもよい。
なお、ゴムのＪＩＳ−Ｋ６３０１で測定される硬さ（スプリング式Ａ型）は１０〜９０であることが好ましく、ゴムのＪＩＳ−Ｋ６３０１で測定される破断伸びは１００〜１０００％であることが好ましい。
【００２１】
水素導入口３は、カバー１内部の空間５０に水素を導入するための入口である。
水素導入口３は、外部の水素供給装置８を着脱自在に接続可能な機構を有していることが好ましい。こうすることで、水素供給装置８を水素導入口３に接続して水素を導入するだけで対象物の表面に水素を供給することができ、新しい水素供給装置を付け替えれば、本発明の水素浸透装置を何度も使用することができる。また、水素の供給量や圧力、さらには水素の質も自由に選定することができる。
【００２２】
なお、水素供給装置８としては、水素を供給可能なのものであればよく、水素浸透装置１００と別体でもよく一体となっていてもよい。水素供給装置８は、水素ボンベでもよく、内部に水素を発生させることが可能な水素発生用材料を含む装置又は袋体でもよい。
水素供給装置８から供給される水素の圧力は、０．００５〜０．０３０ＭＰａであることが好ましく、０．０１０〜０．０２０ＭＰａであることがより好ましい。
【００２３】
また、水素導入口３と水素供給装置８との間には、水素供給装置８側から順に、水素の導入量を調整するバルブ１３と、検知袋１４とが設けられている。
検知袋１４は、検知袋１４の外部に、例えば手などで圧力をかけることで、空間５０の水素圧を変化させることができる。
【００２４】
不活性ガス導入口４は、空間４０へ不活性ガスを導入するための入口である。
不活性ガス導入口４は、外部の不活性ガス供給装置９を着脱自在に接続可能な機構を有していることが好ましい。こうすることで、不活性ガス供給装置９を不活性ガス導入口４に接続して不活性ガスを導入するだけで空間４０に不活性ガスを供給することができ、新しい不活性ガス供給装置を付け替えれば、本発明の水素浸透装置を何度も使用することができる。また、不活性ガスの供給量や圧力、さらには不活性ガスの質も自由に選定することができる。
【００２５】
不活性ガスとしては、特に限定されず、例えば、ヘリウム・ネオン・アルゴン等の希ガス、窒素や空気等を挙げることができる。これらの中でも、安価で化学的に安定なヘリウムを用いるのが好ましい。
不活性ガスは、水素の減少した量だけ常時補填するために極少量の絞りを入れて、不活性ガスの供給量を規制して安全を確保することが好ましい。
不活性ガス供給装置９から供給される不活性ガスの圧力は、０．１０〜０．１３ＭＰａであることが好ましく、０．１０〜０．１２ＭＰａであることがより好ましい。
【００２６】
また、不活性ガス導入口４と不活性ガス供給装置９との間には、不活性ガス供給装置９側から順に、不活性ガスの導入量を調整するバルブ１５と、検知袋１６とが設けられている。
検知袋１６は、検知袋１６の外部に、例えば手などで圧力をかけることで、空間４０の不活性ガス圧を変化させることができる。
そして、水素浸透装置１００は、空間４０の不活性ガス圧が変化することで、空間５０の水素圧も変化するよう構成されている。
【００２７】
また、本実施形態の水素浸透装置１００は、空間５０内の水素を排出するための水素排出口６が設けられている。
水素排出口６は、図１に示すように、空間５０内の水素圧を変化させることが可能な検知袋１８と、水素の排出量を調整するバルブ１９とに接続されている。
また、本実施形態の水素浸透装置１００は、空間４０内の不活性ガスを排出するための不活性ガス排出口７が設けられている。
不活性ガス排出口７は、図１に示すように、空間４０内の不活性ガス圧を変化させることが可能な検知袋２０と、不活性ガスの排出量を調整するバルブ２１とに接続されている。
また、本実施形態の水素浸透装置１００では、図１に示すように、顔と水素とが接触しないように、隔壁１７で顔部分が空間５０から隔離されている。言い換えると、隔壁１７は顔の外周を覆うように設けられている。また、隔壁１７は、図３に示すような密閉用弁５と同様の構造を有している。
【００２８】
図１〜４に示す水素浸透装置１００は、リング２を１つのみ有していることから、水素を浸透させたい対象物が、人体の頭、手や足のように、末端に存在する場合に有効である。
このような水素浸透装置１００では、空間５０内への水素の供給量を小さくした場合であっても、空間４０内の安全な不活性ガスの圧力によって、空間５０内での水素の圧力を高めることができるため、対象物３０の内部に水素を効率よく浸透させることができる。
また、このような水素浸透装置１００では、安全性を考慮して、例えば、水素の圧力が０．００２ＭＰａとなる程度に少量の水素を封入し、その後、隔膜１１を通して水素に不活性ガスで圧力をかける。それにより、水素の量に関係なく水素は一定の圧力を確保することできる。
なお、水素浸透装置１００の使用において、図５に示すように、水素浸透装置１００が上に移動するのを防止するストッパー６０を設けてもよい。
【００２９】
（第二実施形態）
水素浸透装置１００を、対象物３０として人体の手に適用する場合、図６〜図８に示すような水素浸透装置１００を用いることができる。
図６〜図８に示すような水素浸透装置１００は、人体の手に対応する大きさとなっていること、及び、隔壁１７を有していないこと以外は、前述した第一実施形態と同様の構成となっている。
【００３０】
本発明の水素浸透装置は、リング２を２つ有していてもよい。そのような本発明の他の実施形態に係る水素浸透装置の構成例を図９（斜視図）に示す。基本的な構成は、第一実施形態及び第二実施形態の水素浸透装置と同様であるが、図９の水素浸透装置では、２つのリング２がカバー１を介して接続されている。そして、この水素浸透装置１００に、対象物３０としての腕を挿入した状態を図１０に示す。このような水素浸透装置１００は、水素を浸透させたい対象物が、人体の腕、脚、腹などのように、末端ではなく中央に存在する場合に有効である。
【００３１】
以上のような構成を有する本発明の水素浸透装置によれば、対象物の表面に接触した状態で、その表面に多くの水素を供給可能となり、対象物の表面から水素を効率よく浸透させることができる。人体の表面に水素を供給して皮膚から水素を効率よく浸透させることができれば、人体の老化や病気の原因となっているとされている活性酸素を水素により除去することが期待される。なお、本発明の水素浸透装置の試作品を、実際に人体（例えば腕）に設置して水素を供給したところ、その人の呼気中に含まれる水素の濃度が上昇したことから、人体の皮膚から水素が浸透していると推察される。
【００３２】
以上、本発明の水素浸透装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、前述した実施形態では、水素排出口や不活性ガス排出口を有する構成について説明したが、これらはあってもよいし、無くてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００    水素浸透装置
１    カバー
１１  隔膜（内壁）
１２  外壁
２    リング
３    水素導入口
４    不活性ガス導入口
５    密閉用弁
５１    第一層
５２    第二層
５３    挿入口
５４    接続部
５５    弁本体
５６    皺部
６    水素排出口
７    不活性ガス排出口
８    水素供給装置
９    不活性ガス供給装置
１３、１５、１９、２１    バルブ
１４、１６、１８、２０    検知袋
１７    隔壁
３０    対象物
４０、５０    空間
６０    ストッパー
【図１】
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【図２】
2020130216.tif 000004
【図３】
2020130216.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020130216.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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