阅读说明：本技术 包含氢的自来水供给系统和包含氢的自来水供给方法 (Tap water supply system containing hydrogen and tap water supply method containing hydrogen ) 是由 皆川浩章 高石悟 于 2019-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了可利用通过氢气形成装置而大量形成的氢气,不必要求来自外部的动力,将氢气混合于流过的水,比如,自来水中,可在对于使用单元来说必要时,在平时供给包含氢的水,比如,自来水。氢气形成装置,氢气罐和吸气器为单元结构,该吸气器通过管内细的部分,在已形成的喷嘴部分,增加自来水流速,通过文丘里效应,形成降低到小于等于氢气罐压力的压力,在减压的自来水水流中,吸入氢气,使氢气混合于自来水中,形成包含氢的自来水。(The present invention discloses that hydrogen gas formed in large quantity by a hydrogen forming device can be utilized without requiring power from the outside, and hydrogen gas can be mixed with water flowing through, for example, tap water, and water containing hydrogen, for example, tap water, can be supplied at ordinary times as necessary for a use unit. The hydrogen forming device, the hydrogen tank and the aspirator are of a unit structure, the aspirator increases the flow rate of tap water through a thin part in a pipe at a formed nozzle part, forms a pressure reduced to be less than or equal to the pressure of the hydrogen tank through a Venturi effect, sucks hydrogen in the reduced tap water flow, and mixes the hydrogen with the tap water to form tap water containing hydrogen.)

包含氢的自来水供给系统和包含氢的自来水供给方法

技术领域

本发明涉及包含氢的自来水的自来水供给系统和包含氢的自来水供给方法。

背景技术

人们知道有从包含水的电解液中，采用光催化剂而形成氢气的氢气形成装置。人们提出采用太阳光，以便采用光催化剂，形成氢气的方案。人们期待通过该系统，大规模地将氢气确保为新能源，灵活地用于大规模地使用的水源上。

在专利文献1中，记载有下述的氢气形成装置，该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

在专利文献2中，记载有下述的氢气形成装置，该氢气形成装置包括相互电连接的阴极和阳极，与具有规定的水溶液的容器，阴极和阳极均浸泡于水溶液中，阳极具有下述的结构，在该结构中，在具有由p型半导体和n型半导体构成的pn结的太阳能电池的p型半导体层的表面上，形成通过光照射而激励电子和正空穴对的光催化剂层，以对阳极照射光能的方式构成。

在光催化剂中，人们知道有以铌类氮化物为首的各种的光催化剂，即使在当前，许多研究人员仍在研究开发用于产生氢气的光催化剂。

人们知道，已产生的氢气接纳于氢气罐中，在加氢站，供给燃料电池车。象这样，人们期待氢气灵活地用于新能源。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特许第6216968号公报

专利文献2：JP特开2003—238104号公报。

发明内容

如果通过专利文献1，2所示的那样的氢气形成装置，大量地形成氢气，对其进行贮藏，则可通过将氢气混合于自来水中，将包含氢气的水，比如，包含氢的自来水供给使用单元。关于氢水的效能，人们知道许多的信息，据报告，其不仅对于人体无害，而且大大有助于植物的生长。

于是，本发明的课题在于针对上述的方面，可利用通过氢气形成装置而大量形成的氢气，不必要求来自外部的动力，将氢气混合于流过的水，比如，自来水中，可在对于使用单元来说必要时，在平时供给包含氢的水，比如，自来水。

本发明提供一种自来水供给系统，在该自来水供给系统中，形成保持在规定的压力的自来水的导管内的自来水的支路，支路的自来水供给到各自来水使用单元；

该水供给系统由下述的部分构成，该下述的部分包括：

氢气形成装置，该氢气形成装置采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气，该氢气形成装置由下述部分构成，该下述部分包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

氢气罐，该氢气罐贮藏已形成的氢气；

吸气器，该吸气器设置于自来水的导管的一部分中，自来水管内水压作为驱动源保持在规定的压力，采用流过的自来水，包括以具有通过管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴的周围，连接来自氢气罐的氢气管，利用自来水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态；

该吸气器通过管内细的部分，在已形成的喷嘴部分，增加自来水流速，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的自来水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于自来水中，形成包含氢的自来水；

上述已形成的包含氢的自来水供给到自来水使用单元。

另外，本发明提供一种包含氢的自来水供给系统，在该自来水供给系统中，形成保持在规定的压力的自来水管内的自来水的支路，支路的自来水供给到各自来水使用单元；

该自来水供给系统包括：

氢气形成装置，该氢气形成装置采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气；

该氢气形成装置，氢气罐，与水压利用的吸气器为单元结构；

该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

该氢气罐贮藏已形成的氢气；

该吸气器设置于自来水管的一部分中，自来水管内水压作为驱动源保持在规定的压力，包括以具有通过管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴的周围，连接来自氢气管的氢气管，利用自来水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态；

从该吸气器，通过管内细的部分，在已形成的喷嘴部分，增加自来水流速，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的自来水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于自来水中，形成包含氢的自来水；

已形成的包含氢的自来水供给到自来水使用单元。

本发明提供一种自来水供给方法，该自来水供给方法为下述自来水供给系统的自来水供给方法，该自来水供给系统包括：

氢气形成装置，该氢气形成装置采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气；

该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

氢气罐，该氢气罐贮藏已形成的氢气；

氢气投入装置，该氢气投入装置将贮藏于氢气罐中的氢气导入到保持在规定的水压的自来水的导管内部，

形成自来水支路，将支路的自来水供给到各自来水使用单元；

水压利用的吸气器构成上述氢气投入装置，该自来水供给系统由该氢气投入装置，氢气罐与吸气器构成，该吸气器设置于自来水的导管的一部分中，自来水管内水压作为氢气投入的驱动源保持在规定的压力，采用流过的自来水，包括以具有通过管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴的周围，连接来自氢气罐的氢气管，利用自来水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态；

该吸气器通过管内细的部分，在已形成的喷嘴部分，增加自来水流速，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的自来水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于自来水中，形成包含氢的自来水；

上述已形成的包含氢的自来水供给到自来水使用单元。

另外，本发明提供一种自来水供给方法，该自来水供给方法为下述自来水供给系统的自来水供给方法，在该自来水供给系统包括：

氢气形成装置，该氢气形成装置采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气，该氢气形成装置，氢气罐，与水压利用的吸气器为单元结构；

该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

氢气罐，该氢气罐贮藏已形成的氢气；

氢气自来水管内导入装置，该氢气自来水管内导入装置将贮藏于氢气罐中的氢气导入到保持在规定的水压的自来水管内部；

形成自来水支路，将支路的自来水供给到各自来水使用单元；

水压利用的吸气器为单元结构，该吸气器设置于上述氢气自来水管内导入装置，氢气罐与上述自来水管的一部分中，自来水管内水压作为驱动源保持在规定的压力，包括以具有通过管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴的周围，连接来自氢气罐的氢气管，利用自来水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态；

该吸气器通过管内细的部分，在已形成的喷嘴部分，增加自来水流速，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的自来水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于自来水中，形成包含氢的自来水；

通过上述单元而形成的包含氢的自来水供给到自来水使用单元。

按照本发明，可通过使氢气形成装置和氢气罐与吸气器为单元结构，在水，比如，自来水使用单元的附近，形成氢气，将刚刚形成的氢气用作已形成的氢气的泄漏少的水，比如，自来水。接着，可通过在单元结构中采用吸气器，借助利用比如，自来水所具有的水压，将氢气混合于水，比如，自来水中。

由此，可利用通过采用光催化剂的氢气形成装置而大量地形成的氢气，可不必要求来自外部的动力，将氢气混合于水，比如，自来水中，可在对于使用单元来说必要时在平时供给包含氢的水，比如，自来水。

附图说明

图1为表示本发明构思的图；

图2为表示本发明的实施例的自来水供给系统的结构的图。

标号的说明：

标号100表示水供给系统，自来水供给系统；

标号1表示氢气形成装置；

标号2表示氢气罐；

标号3表示氢气投入装置，吸气器；

标号4表示单元结构；

标号11表示光催化剂；

标号12表示导水管；

标号12A表示上游侧导水管；

标号12B表示下游侧导水管；

标号13表示连接管；

标号15，16表示管；

标号17，18表示控制阀；

标号19表示自来水；

标号50表示建筑物；

标号60表示包含氢的自来水；

标号61表示水使用单元，自来水使用单元。

具体实施方式

下面根据附图，对本发明的实施例进行说明。

图1为说明本发明构思的图。

针对图1，在本发明的自来水供给系统100中，氢气形成装置1，氢气罐2和氢气投入装置3构成单元结构4。

在氢气形成装置1中，采用光催化剂11，使用太阳光，以便采用光催化剂11而形成氢气。

氢气罐2采用球状容器，该球状容器采用对于氢气来说具有抵抗性的钢材。

自来水供给系统100适用于下述的系统，其中，形成以规定的水压而保持的导水管内的导水的支路，将支路的导水供给到各导水使用单元。在该系统中，在导水管12的一部分上，设置氢气投入装置3。

导水管12的上游侧为上游侧导水管12A，导水管12的下游侧为下游侧导水管12B。

氢气投入装置3包括连接管13，该连接管13通过连接部14，分别与上游侧导水管12A和下游侧导水管12B连接。

氢气形成装置1和氢气罐2及氢气罐2和氢气投入装置3分别通过管15，16连接，在管上设置控制阀17，18，控制氢气的流动。

在导水管12中，采用导水管内水压保持在规定的压力，流过的导水19，该导水构成氢水投入的驱动源。

由此，在形成以规定的水压而保持的导水管内的导水的支路，支路的导水供给到各导水使用单元的水供给系统中，

可通过氢气形成装置1和氢气罐2与氢气投入装置3，形成单元结构4，该氢气形成装置1采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气，该氢气罐2贮藏已形成的氢气，该氢气投入装置3以导水为驱动源，将氢气投入导水管中，在导水的水流中，吸入氢气，使氢气与导水混合，形成包含氢的水。

通过形成单元结构，水，比如，在自来水使用单元的附近，形成氢气，可在对于使用单元必要时，在平时供给包含氢的水，比如，自来水。作为自来水使用单元，有建筑物内的自来水使用单元，在该场合，在建筑物的屋顶上，设置单元结构4。

作为自来水使用单元，除建筑物外，还包括交通工具、农场·渔港等。

图2为表示本发明的实施例的自来水供给系统100的结构的图。

针对图1所示的结构，标注同一的数值。另外，在图2中，氢气投入装置3为吸气器3。其原因在于：如氢气投入装置3的一个例子那样，采用吸气器3。另外，该图表示设置氢气形成装置1的建筑物为20，单元结构41设置于建筑物20的屋顶上。此外，该图2表示导水管内的水压保持在规定的水压，流过的导水16的一个例子采用自来水19。在此场合，自来水为氢气投入用的驱动源。

采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气的氢气形成装置1由下述的部分构成，该下述的部分包括：

第一电极31；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和第一电极31的第一室33；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和第二电极32的第二室34；

分离膜35，该分离膜35将第一室33和第二室34之间分隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源36，该直流电源36将第一电极31和第二电极32连接。

直流电源36对2个电极31，32之间，施加偏压。在第一电极31上连接直流电源36的负极，在第二电极32上连接直流电源36的正极。

在电解液供给装置40中，对第一室33和第二室34的2个室，供给包含水的电解液。电解液供给装置40经由第一供给线路41，与第一室33连接，经由第二供给线路42，与第二室34连接。

包含水的电解液采用允许质子（H^＋）的传导的NaSO₄的水溶液。也可采用其它的水溶液。

分离膜35为限制气体通过的膜，分离膜35限制由第一电极31而形成的氢气运动到第二电极32的情况和由第二电极32而形成的氧气运动到第一电极31的情况。

将由此而形成的氢气和氧气分离开。

在第二电极32中产生的电子运动到直流电源36，将电子从直流电源36，供给到第一电极31。质子穿过分离膜35，运动到第一电极31。

运动到第一电极31的质子通过第一电极31，与电子耦合，形成氢气。已形成的氢气从第一气体流路43而排出，从管15，导到氢气罐2，贮藏于氢气罐2内。

氧气从与第二室34连接的第二气体流路44而排出，贮藏于在图中没有示出的氧气罐中。

这样的结构的氢气形成装置1是公知的，其进一步的说明是不必要的。

氢气形成装置采用吸气器。与吸气器相同的原理，人们知道有作为进行减压的装置的喷射器。

在吸气器3的上游侧，连接上游自来水管12A，另外在其下游侧，连接下游自来水管12B。自来水保持在规定的水压。通常，自来水的水压保持在2～4kgf/cm²。还具有上升到大于等于该压力的情况。象这样，自来水具有作为驱动源的压力。

吸气器3由喷嘴部51和扩散器52构成。喷嘴部51由喷嘴部分53和主体部分54构成。喷嘴部51以具有管内细的部分的方式形成。自来水19通过喷嘴部分而进行高速化处理。伴随该处理，相对氢气罐内压力而减压的减压部形成于喷嘴部分周围。扩散器52形成来自喷嘴51的自来水19A的高速喷射部55。水19A的高速喷射部由吸引部56和压缩·升压部57构成，对于吸引部56，减压部形成于喷嘴部分周围，吸引氢气。吸引部56和压缩·升压部57形成氢气与自来水的混合部58，慢慢地使自来水水压上升。

采用水压的吸气器的结构是公知的。

本实施例采用利用水压的吸气器3，灵活使用自来水所具有的水压，作为氢气投入用的驱动源，进行氢气与自来水的混合。

形成从吸气器3而排出的包含氢气的自来水60的支路，将其供给到自来水使用单元61。

象以上那样，自来水供给系统形成单元结构4，该单元结构4由氢气形成装置1和氢气罐2与氢气投入装置3构成，该氢气形成装置1采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气。

氢气形成装置1由下述的氢气形成装置构成，该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接。

通过氢气形成装置而形成的氢气贮藏于氢气罐2中。

在由氢气形成装置1，氢气罐2和氢气投入装置3构成的单元结构中，氢气投入装置3采用水压利用的吸气器，该吸气器设置于自来水管的一部分中，自来水管内水压作为驱动源保持在规定的压力，采用流过的自来水，包括以管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴部的周围，连接来自氢气罐的氢气管，利用自来水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态。

该吸气器通过以具有管内细的部分的方式形成的喷嘴部，使自来水流速增加，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的导水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于自来水中，形成包含氢的自来水。

构成自来水供给系统，在该自来水供给系统中，通过上述单元而形成的包含氢的自来水供给到自来水使用单元。

另外，提供一种水供给系统，该水供给系统由图1和图2所示的结构构成，该水供给系统包括：

氢气形成装置，该氢气形成装置采用光催化剂，从由含水电解液所产生的氢气和氧气中分离氢气，该氢气形成装置，氢气罐，与水压利用的吸气器为单元结构；

该氢气形成装置包括：

第一电极；

第一室形成部，该第一室形成部形成接纳电解液和上述第一电极的第一室；

第二电极；

第二室形成部，该第二室形成部形成接纳电解液和上述第二电极的第二室；

分离膜，该分离膜将第一室和第二室之间隔开，将氢气与氧气分离开；

直流电源，该直流电源将第一电极和第二电极连接；

该氢气罐贮藏已形成的氢气；

该吸气器设置于导水管的一部分中，导水管内水压作为驱动源保持在规定的压力，采用流过的导水，包括具有通过管内细的部分的方式形成的喷嘴部，在喷嘴的周围，连接来自氢气罐的氢气管，利用导水的水流，通过文丘里效应，形成减压状态；

该吸气器通过管内细的部分，在已形成的喷嘴部分，增加导水流速，通过文丘里效应，形成降低到小于等于氢气罐压力的压力，在减压的导水的水流中，吸入氢气，使氢气混合于导水中，形成包含氢的水；

通过上述单元而形成的包含氢的水供给到水使用单元。