(57)【要約】 【課題】健康上有益な酸水素ガスを高濃度で家庭において安全に使用することができる生体用酸水素ガス供給装置を提供する。【解決手段】電解槽５内で電解質４を電気分解し、酸水素ガスを発生させる装置であって、前記電解槽５内には陽極側一対の電極板３と、陰極側一対の電極板４で構成され、前記電極板３は電解質４の水溶液に浸かるように配置され、前記電極板３の構造は、網目状構造のチタン（Ｔｉ）基材２１にイリジウム（Ｉｒ）の薄膜を鍍金したイリジウム（Ｉｒ）層２２と、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）の蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層２３から構成され、前記電極板３に矩形波のパルス状の直流電流を供給する制御器と、酸水素供給チューブ６と、三方向切替弁７と、気体供給ポンプ１０と、を備えることを特徴とする生体用多機能酸水素ガス発生装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内で電解質を電気分解して酸水素ガスを発生させる装置であって、前記電解槽内には陽極側一対の電極板と、陰極側一対の電極板で構成され、前記電極板は前記電解質の水溶液に浸かるように配置され、前記電極板の構造は、網目状構造のチタン（Ｔｉ）基材にイリジウム（Ｉｒ）の薄膜を鍍金したイリジウム（Ｉｒ）層と、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）の蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層から構成され、前記電極板に矩形波のパルス状の直流電流を供給する制御器と、酸水素供給チューブと、発生した前記酸水素ガスの供給先を切り替える三方向切替弁と、前記電解質の水温を測定モニターする温度センサーを備えることを特徴とする生体用多機能酸水素ガス発生装置。
【請求項２】
前記電極版が網目状構造のチタン（Ｔｉ）基材にイリジウム（Ｉｒ）を膜厚８μｍ〜１０μｍの薄膜を鍍金したイリジウム（Ｉｒ）層と、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）を膜厚５μｍ〜８μｍの蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層からなる構造を特徴とする請求項１に記載の生体用多機能酸水素ガス発生装置。
【請求項３】
前記三方向切替弁により、鼻腔カニューラ・飲料用コップ・浴槽のいずれかに酸水素ガスを供給することができる請求項１または２に記載の生体用多機能酸水素ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、生体用酸水素ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）が２対１の混合比で混ざり合った混合ガスは、酸水素ガスと称され、内燃機関の混合燃料として注目されている。酸水素ガスを発生する装置としては、水の電気分解を利用した酸水素ガス発生装置が一般的に知られている（特許文献１）。しかし、生体用酸水素ガス発生装置に係る製品は未だ存在していない。
【０００３】
生体用水素ガス供給装置として、水素ガス発生装置から鼻腔カニューラへの導管の一部に空気混合器を取り付けることにより、水素ガスの濃度を任意に設定することができる生体用水素ガス供給装置が知られている（特許文献２）。
【０００４】
また、他の生体用水素ガス供給装置として、水素ガス透過膜を有する電解室で発生した水素ガスに希釈用ガスを送風することにより、水素ガス濃度を調整して水素ガスと希釈用ガスからなる混合ガスを生体に供給することができる生体用水素ガス供給装置が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３７６６２号公報
【特許文献２】特開２００９−０５８８１号公報
【特許文献３】特許第５５０２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の生体用水素ガス供給装置は、高濃度の水素ガス濃度を希釈させる必要があるため、水素ガスと希釈用ガスからなる混合ガス濃度の管理・維持が必要とされ装置が複雑化しており、また、飲料水用や浴槽用に使用されることはない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、水素濃度調整が不要であり、健康上有益な酸水素ガスを高濃度で家庭において安全、かつ、簡単で便利に使用することができる生体用酸水素ガス供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、電解槽５内で電解質４を電気分解し、酸水素ガスを発生させる装置であって、前記電解槽５内には電極から電解質４に正電荷が移動する陽極側一対の電極板３と、電解質４から電極に向って正電荷が移動する陰極側一対の電極板４で構成され、前記電極板３は電解質４の水溶液に浸かるように配置され、前記電極板３の構造は、網目状構造のチタン（Ｔｉ）基材２１にイリジウム（Ｉｒ）の薄膜を鍍金したイリジウム（Ｉｒ）層２２と、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）の蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層２３から構成され、前記電極板３に矩形波のパルス状の直流電流を供給する制御器と、酸水素ガスの供給経路である酸水素供給チューブ６と、発生した前記酸水素ガスの供給先を切り替える三方向切替弁７と、酸水素ガスを供給する気体供給ポンプ１０と、電解質４の水温を測定モニターする温度センサー１２と、を備えることを特徴とする生体用多機能酸水素ガス発生装置である。
【０００９】
さらに、上述の酸水素ガスによる酸水素ガス発生装置において、電極板３が網目状構造のチタン（Ｔｉ）基材２１にイリジウム（Ｉｒ）を膜厚８μｍ〜１０μｍの薄膜を鍍金したイリジウム（Ｉｒ）層２２と、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）を膜厚５μｍ〜８μｍの蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層２３からなる構造であり、電解質４は水に炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を溶解させていることを特徴とする生体用多機能酸水素ガス発生装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記のとおり、酸水素ガスを直接吸引、酸水素ガスを飲料水に供給、酸水素ガスを浴槽の湯に供給することができるため、一般家庭で目的に応じて快適・安全・簡単に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の多機能酸水素ガス発生装置の系統図である。
【図２】本発明の網目状構造の電極及び断面構造例を示す図である。
【図３】本発明の電極板の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明の多機能酸水素ガス発生装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願発明を実施するための実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本願発明の実施形態に係る構成例を示す多機能酸水素ガス発生装置１の系統図である。
【００１３】
多機能酸水素ガス発生装置１は、電解質４に電流を流して電気分解することにより酸素ガス・水素ガス（１：２の割合）の混合気体である酸水素ガスを生成するための装置である。
【００１４】
図１に示すように多機能酸水素ガス発生装置１は、パルス電源２、電極板３、電解質４を収容する電解槽５、酸水素供給チューブ６、酸水素ガスの供給先を切り替える三方向切替弁７、酸水素ガスを供給する気体供給ポンプ１０、電解質４の水温を測定モニターする温度センサー１２を有している。なお、電解槽５は絶縁性を備えた耐熱透明ガラスで構成されている。
【００１５】
また、三方向切替弁７以降の酸水素供給チューブ６の末端には、鼻腔カニューラ８、飲料用コップ９、浴槽１１が配置されている。
【００１６】
電解質４の水溶液は、重曹（炭酸水素ナトリウム  ＮａＨＣＯ３）を水（純水であっても良い）に溶解させて１２００ｃｃ収容されている。電解質の水溶液の濃度は、約１．２パーセント（水１２００ｃｃに重曹１４ｇを溶かす）としており、最も効率よく酸水素ガスを発生する。重曹は、人体に無害な物質で、食品添加物や医薬品として古くから利用されており、容易に入手可能であり、常温では安定しており長期保存が可能である。
【００１７】
電解槽５には、電極板３とパルス電源２が電気的に接続され、電極から電解質４に正電荷が移動する陽極側一対の電極板３（電解質から電子が流入する電極）と、電解質４から電極に向って正電荷が移動する陰極側一対の電極板３（電解質に向って電子が放出される電極）が電解質４の水溶液に浸かるように配置されている。
【００１８】
発明の実施例として、各電極の大きさは直径約１０ｃｍの円盤状（表面積は約８０平方センチメートル）であり、陽極の電極が２枚と陰極側の電極が２枚で構成する。電極板３どうしは、約２ｍｍ間隔で並行に４枚配置されている。
【００１９】
パルス電源２は、直流１２Ｖ電源の矩形波のパルス状の直流電流を、陽極電極線と陰極電極線に供給している。
【００２０】
このパルス状の直流電流の周波数は１００Ｈｚから１，０００Ｈｚの範囲内であり、供給する電流値は２Ａから６Ａである。直流電流が２Ａより小さいと、水の電気分解効率が低下するので酸水素ガス発生量が低下し、直流電流が６Ａより大きいと酸水素ガス発生量は増えるが消費電力が大きくなるので適さない。
【００２１】
発明の実施例においては、電解質４の電気分解時に毎分１００ｃｃの酸水素ガスを生成することができる。
【００２２】
電解槽５で発生した酸水素ガスは、酸水素供給チューブ６を通り三方向切替弁７で三方向に切り替えることで、鼻腔カニューラ８、又は飲料水が入った飲料用コップ９、又は浴槽１１に供給することができる。三方向切替弁７は、電磁弁であり電気をＯＮ−ＯＦＦすることにより、酸水素ガスの流れ方向を切り換えることができるものである。浴槽１１に酸水素ガスを供給する場合は、気体供給ポンプ１０を起動させ酸水素ガスを供給する。
【００２３】
温度センサー１２で測定された電解質４の水溶液が一定温度以上に上昇した場合、警報が発報し電源供給が遮断され、多機能酸水素ガス発生装置１は安全に停止することができる。
【００２４】
図２は電極の構造例を示す図であり、図２（Ａ）に示すように電極板３の電極は、網目状構造をしている。図２は金属の鋼線を織った金網状のものを示しているが、金属板に孔を空けて製造されたものでも良い。
【００２５】
図２（Ｂ）は、正面から見た電極板３の拡大図であり、チタン（Ｔｉ）基材２１の鋼線からなる網目状構造で、線径Ｇは０．５ｍｍ、縦線および横線の目開きＨは０．３ｍｍ〜１ｍｍのものを使用する。
【００２６】
図２（Ｃ）は、網目状構造の鋼線の切断面の拡大図を示し、本願発明に係る電極の製造方法である。
【００２７】
チタン（Ｔｉ）基材２１の表面にイリジウム（Ｉｒ）を膜厚８μｍ〜１０μｍの薄膜を鍍金することによりイリジウム（Ｉｒ）層２２を形成し、さらに真空蒸着によりインジウム（Ｉｎ）を膜厚５μｍ〜８μｍの蒸着薄膜のインジウム（Ｉｎ）層２３を形成する。インジウムを選定した理由は、導電性が高く、常温で安定な結晶構造であり、水に対して安定しているからである。
【００２８】
電極板３は、電解質４の電気分解時に、電極板３の表面に酸素ガス及び水素ガスを含んだ酸水素ガスを大量に発生させるものである。陽極からは酸素ガスが発生し、陰極からは水素ガスが発生する。このような構造の電極板３は、導電性が高いので消費電力が少なくて済む効果がある。
【００２９】
図３は、複数の電極板３の構成例を示す平面図である。
【００３０】
電極板３どうしを約２ｍｍ間隔で並行に４枚配置し、互いに接触しないように絶縁棒３２、絶縁体３４、ナット３３を用いて形成する。陽極と陰極の電極板３どうしは互いに電気的に接続されないように構成されている。
【００３１】
電極板３の一端に導電ボルト３１を用いて複数の電極板３と陰極側の電極と結合して、電気的に接続する。また、電極板３の他端に導電ボルト３１を用いて複数の電極板３と陽極側の電極と結合して、電気的に接続する。したがって、隣り合う電極板３どうしはプラスとマイナスが交互になるように、複数の陽極電極と陰極電極を形成している。
【００３２】
図４は、本発明の多機能酸水素ガス発生装置１の斜視図である。取っ手が取り付けられており、持ち運ぶことが可能である。また、多機能酸水素ガス発生装置の筐体側面は透明ガラスで内部の電解槽５で発生する酸水素ガスを監視することができる。
【００３３】
操作スイッチ４１により、酸水素ガスを鼻腔カニューラ８用、飲料水が入った飲料用コップ９用、浴槽１１用に切り替えることができ、また、酸水素ガス供給する時間を２０分〜６０分の任意にタイマー設定することもできる。
【００３４】
飲料用コップ９に酸水素ガスを供給する場合は、図４に示すように多機能酸水素ガス発生装置１の前部に飲料用コップ９を置き、直接酸水素ガスを吸引する場合は、鼻腔カニューラ８のチューブを吸引用コネクター４２に接続し、酸素水素ガスを浴槽１１に供給する場合は、延長供給チューブ１３を風呂用コネクター４３に接続する。吸引用コネクター４２と風呂用コネクター４３は、エアー配管等のワンタッチ式コネクターである。
【符号の説明】
【００３５】
１    多機能酸水素ガス発生装置
２    パルス電源
３    電極板
４    電解質
５    電解槽
６    酸水素供給チューブ
７    三方向切替弁
８    鼻腔カニューラ
９    飲料用コップ
１０  気体供給ポンプ
１１  浴槽
１２  温度センサー
１３  延長供給チューブ
２１  チタン（Ｔｉ）基材
２２  イリジウム（Ｉｒ）層
２３  インジウム（Ｉｎ）層
３１  導電ボルト
３２  絶縁棒
３３  ナット
３４  絶縁体
４１  操作スイッチ
４２  吸引用コネクター
４３  風呂用コネクター
Ｇ    線径
Ｈ    目開き
【図１】
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【図２】
2018021219.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018021219.tif 000006