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壹種制造氫水的裝置
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申請(專利)號:CN201210080246.5
申請日?2012.03.23
公開(公告)號?CN102603036A
公開(公告)日?2012.07.25
申請(專利權)人?煙臺市馬可波羅電子科技有限公司
地址?264000 山東省煙臺市芝罘區世回堯路234號
發明(設計)人?高鵬;劉朋;張永濤
主分類號?C02F1/461(2006.01)I
國省代碼?山東;37
NO. ?日期 最新法律狀態 ?描述
2 2012.11.14 實質審查的生效 實質審查的生效 IPC(主分類):C02F 1/461 申請:20120323
1 2012.07.25 公開 公開
摘要
壹種制造氫水的裝置，包括容器，至少壹個陰極電極板、至少壹個陽極電極板，主機，容器為絕緣材料，陰極、陽極電極板相互間隔設置於容器內，主機包括電路控制板，陰極電極板連接於電路控制板的輸入端上，陽極電極板連接於連接電路控制板的輸出端上，陰極電極板的電解面積大於陽極電極板的電解面積。本發明可以將水及含水溶液電解，形成PH值呈中性的含氫水。
權利要求書
1.? 壹種制造氫水的裝置，其特征在於：包括容器(1)，至少壹個陰極電極板(21)、至少壹個陽極電極板(22)，主機(5)，所述容器(1)為絕緣材料，所述陰極、陽極電極板(21、22)相互間隔設置於所述容器(1)內，所述主機(5)上設有電路控制板(51)，所述陰極電極板(21)連接於電路控制板(51)的輸入端(511)上，所述陽極電極板(22)連接於電路控制板(51)的輸出端(512)上，所述陰極電極板(21)的電解面積大於所述陽極電極板(22)的電解面積。
2.? 如權利要求1所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述陰極、陽極電極板(21、22)均為環狀，並且上述兩電極板相互環套，所述陰極電極板(21)的表面積至少是陽極電極板表面積(22)的1.2倍。
3.? 如權利要求2所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述陰極、陽極電極板(21、22)均為圓環狀，所述陽極電極板(22)設置於陰極電極板(21)內並且上述兩電極板高度相同、同心設置，所述陰極、陽極電極板(21、22)之間的距離為3‑50mm，所述陰極電極板(21)的表面積至少是陽極電極板(22)的2倍。
4.? 如權利要求3所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述陰極、陽極電極板(21、22)之間設有催化合金(6)。
5.? 如權利要求4所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述催化合金(6)為圓環狀合金網，高度與所述陰極、陽極電極板(21、22)相同。
6.? 如權利要求1所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述容器(1)內設有第壹、第二陰極電極板(23、25)和壹個陽極電極板，上述兩陰極電極板相並聯並且連接於所述電路控制板(51)的輸入端(511)上。
7.? 如權利要求1所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述容器(1)上設有進、出水口(11、12)，所述容器(1)內設有第壹、第二陽極電極板(71、72)及第壹、第二陰極電極板(73、74)，所述第壹、第二陰極電極板(73、74)位於所述第壹、第二陽極電極板(71、72)之間，所述第壹陽極電極板(71)和第二陰極電極板(74)固定於所述容器(1)頂部，所述第壹陰極電極板(73)、第二陽極電極板(72)固定於所述容器(1)底部，並且所述第壹、第二陽極電極板(71、72)的壹側面分別與所述容器(1)的兩內壁緊密貼合，所述第壹、第二陽極電極板(71、72)相並聯並連接所述電路控制板(51)的輸出端(512)，所述第壹、第二陰極電極板(73、73)相連接並連接所述電路控制板(51)的輸入端(511)。
8.? 如權利要求1所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述容器(1)上設有進、出水口(11、12)，所述容器(1)內設有完全相同的第壹、第二、第三陰極電極板(73’、74’、75’)和第壹、第二陽極電極板(71’、72’)，陰極電極板和陽極電極板交錯設置，上述三個陰極電極板相互並聯並連接所述電路控制板(51)的輸入端(511)，上述兩個陽極電極板相互並聯並連接所述電路控制板(51)的輸出端(512)，所述進水口(11)上設有水流感應器(14)，所述主機(5)上設有互感器(513)。
9.? 如權利要求1至8任壹所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述陰極、陽極電極板均為金屬網板，網孔規格在0.3mm*0.3mm‑60mm*60mm之間，並且兩電極板是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射上述任壹種生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、釕、銥、銠、鈀、鈮、矽、鋰、鋁、碳。
10.? 如權利要求6至8任壹所述的制造氫水的裝置，其特征在於：所述每兩相鄰陰極、陽極電極板之間均設置有催化合金，催化合金是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射任壹種上述生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、鈦、釕、銥、銠、矽、鋰、鈀、鈮、鈣、銣。
說明書
壹種制造氫水的裝置?
技術領域?
本發明涉及壹種水處理裝置，具體涉及壹種水的電化學處理裝置。?
背景技術?
氫是宇宙中含量最多的元素，氫氣是無色無味具有還原性的雙原子氣體，在自然界中幾乎不存在，氫氣溶解度低，且不能被有機體吸收，因此人們壹直沒有註意氫氣對高等生物體的作用，大部分生物學家認為氫氣是理性惰性氣體。2007年，國際上首次報道，動物呼吸2％的氫氣可有效治療腦缺血再灌註損傷；2011年，第二軍醫大學海軍醫學系實驗室發現，腹腔註射含氫生理鹽水也能非常有效的治療新生大鼠缺血缺氧性腦損傷，並分別用三種損傷模型驗證了氫氣在保護神經細胞方面的有效作用。目前有證據顯示：氫氣促進生物體生理反應的有效性集中在抗氧化和信號分子作用方面，抗氧化是對抗衰老的有效辦法已經被生物學界所認可，而信號分子極有可能是類似壹氧化氮對神經系統的調節作用。雖然其他某些反應機制還尚不明朗，但無可爭議的是氫氣作為治療方法進入壹個全新的時代。?
市面上現有的功能水產品，都是以水的“堿性”或“負電位”或“小分子團”為中心，通過人為添加礦物質或人工合成物的浸泡溶解來生成功能水，此種方法沒有物質載體，其功能性缺乏科學實驗認可，顯效率低，使用繁瑣，並存在不安全的因素。?
電解離子水機是將經過凈化後的水，接通直流電後，透過離子隔膜將水中的陰陽離子分開，陰極部分生成含礦物、負電位的堿性水，PH值可達到10.0以上；陽極部分生成包含酸性離子在內、正電位的水，此種水酸度太強，對人體組織和容器具有較強的腐蝕性，使用中也存在不安全因素。?
通過呼吸方式吸取氫氣也是壹種途徑，但是氫氣濃度不易控制，危險度較高，且不易保存。而從水中制造的氫氣溶解在水中，安全度高，便於保存，並且通過飲水的方式進入人體，吸收速度快，效果明顯，是壹種突破性的氣體與水體結合的保健醫療新方式。?
發明內容?
本發明的目的是提供壹種制造氫水的裝置，其可以將水或含水液體電解，形成PH值呈中性的含氫水。?
為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為：壹種制造氫水的裝置，其中，包括容器，至少壹個陰極電極板、至少壹個陽極電極板，主機，所述容器為絕緣材料，所述陰極、陽極電極板相互間隔設置於所述容器內，所述主機上設有電路控制板，所述陰極電極板連接於電路控制板的輸入端上，所述陽極電極板連接於電路控制板的輸出端上，所述陰極電極板的電解面積大於所述陽極電極板的電解面積。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述陰極、陽極電極板均為環狀，並且上述兩電極板相互環套，所述陰極電極板的表面積至少是陽極電極板表面積的1.2倍。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述陰極、陽極電極板均為圓環狀，所述陽極電極板設置於陰極電極板內並且上述兩電極板高度相同、同心設置，所述陰極、陽極電極板之間的距離為3‑50mm，所述陰極電極板的表面積至少是陽極電極板的2倍。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述陰極、陽極電極板之間設有催化合金。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述催化合金為圓環狀合金網，高度與所述陰極、陽極電極板相同。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述容器內設有第壹、第二陰極電極板和壹個陽極電極板，上述兩陰極電極板相並聯並且連接於所述電路控制板的輸入端上。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述容器上設有進、出水口，所述容器內設有第壹、第二陽極電極板及第壹、第二陰極電極板，所述第壹、第二陰極電極板位於所述第壹、第二陽極電極板之間，所述第壹陽極電極板和第二陰極電極板固定於所述容器頂部，所述第壹陰極電極板、第二陽極電極板固定於所述容器底部，並且所述第壹、第二陽極電極板的壹側面分別與所述容器的兩內壁緊密貼合，所述第壹、第二陽極電極板相並聯並連接所述電路控制板的輸出端，所述第壹、第二陰極電極板相連接並連接所述電路控制板的輸入端。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述容器上設有進、出水口，所述容器內設有完全相同的第壹、第二、第三陰極電極板和第壹、第二陽極電極板，陰極電極板和陽極電極板交錯設置，上述三個陰極電極板相互並聯並連接所述電路控制板的輸入端，上述兩個陽極電極板相互並聯並連接所述電路控制板的輸出端，所述進水口上設有水流感應器，所述主機上設有互感器。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述陰極、陽極電極板均為金屬網板，網孔規格在0.3mm*0.3mm‑60mm*60mm之間，並且兩電極板是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射上述任壹種生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、釕、銥、銠、鈀、鈮、矽、鋰、鋁、碳。?
本發明制造氫水的裝置，其中，所述每兩相鄰陰極、陽極電極板之間均設置有催化合金，催化合金是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射任壹種上述生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、鈦、釕、銥、銠、矽、鋰、鈀、鈮、鈣、銣。?
采用上述方案後，本發明制造氫水的裝置由於容器內設於陰極、陽極，陰極電極板的電解面積大於陽極電極板的電解面積，因此在容器內倒入合適的水且通電時，通過水的導電介質作用，構成雙極型回路，陰極面積大於陽極面積的設置，使陰極析出更多氫氣，在陽極析出較少氧氣，除兩者中和為水外，水中還溶解有較多的凈余氫氣，部分其余氫氧根離子被氫離子中和為水或被水中堿性金屬離子中和而減少，由於氫水生成後水的PH值未發生最終改變，水仍呈中性。氫水可以對高血糖、高血脂、高血壓、惡性腫瘤、肥胖、提高記憶、提高免疫力、殺菌消炎鎮痛、抗衰老、腦損傷保護、心腦缺血、神經元再生等多種疾病或癥狀有治療效果，是目前最有效、最安全的抗氧化物質，因此氫水制造裝置進入家庭或醫療機構對治療或健康能產生積極影響。?
另外，在陰極電極板、陽極電極板之間設置催化合金，催化合金可以把陽極電極板析出的氫氧根結合為無毒的堿式鹽並沈澱，這樣就減少了氧氣的生成數量，相應增加了水中氫氣的濃度。?
兩電極板都采用金屬網板，且同心結構設置，則電極板含有較大的表面積，因此在電離時水做對流循環的運動，壹方面促進氫分子的結合幾率，提高了氫水中氫氣濃度，另壹方面氫分子在水中分散均勻，有利於提高使用效果。由於催化合金能減少電離出的氫氧根含量，促進氫水中氫氣的濃度的進壹步上升，其復合制氫水效果顯著提高，並且水質應用範圍擴大，既可以對自來水、天然水這樣TDS值比較高的水質進行處理，也可以對TDS比較低的水質進行處理，如TDS為50PPM的純凈水。?
附圖說明?
圖1是本發明制造氫水的裝置實施例1的主視圖；?
圖2是本發明制造氫水的裝置實施例1的俯視圖；?
圖3是本發明制造氫水的裝置實施例2的主視圖；?
圖4是本發明制造氫水的裝置實施例2的俯視圖；?
圖5是本發明制造氫水的裝置實施例3的主視圖；?
圖6是本發明制造氫水的裝置實施例3的俯視圖；?
圖7是本發明制造氫水的裝置實施例4的主視圖；?
圖8是本發明制造氫水的裝置實施例4的俯視圖；?
圖9是本發明制造氫水的裝置實施例5的主視圖；?
圖10是本發明制造氫水的裝置實施例5的俯視圖；?
圖11是本發明制造氫水的裝置實施例6的主視圖；?
圖12是本發明制造氫水的裝置實施例6的俯視圖；?
圖13是本發明制造氫水的裝置實施例7的俯視圖；?
圖14是本發明制造氫水的裝置實施例8的主視圖；?
圖15是本發明制造氫水的裝置實施例9的主視圖；?
圖16是本發明制造氫水的裝置實施例10的主視圖；?
圖17是本發明制造氫水的裝置實施例11的主視圖；?
圖18是本發明制造氫水的裝置實施例12的主視圖；?
圖19是本發明制造氫水的裝置實施例13的主視圖。?
下面結合附圖具體說明本發明制造氫水的裝置。?
具體實施方式?
實施例1，如圖1、2所示，本發明制造氫水的裝置包括容器1，陰極電極板21、陽極電極板22，電極座3，第壹、第二導體41、42，主機5，容器1、電極座3均為絕緣材料，主機5包括電路控制板51，電極座3設於容器1內，並且電極座3上設有相互間隔的陰極、陽極安裝孔，陰極、陽極安裝孔內分別設有第壹、第二導體41、42，第壹、第二導體41、42上分別設有壹個安裝槽，陰極、陽極電極板21、22分別卡固於第壹、第二導體41、42的安裝槽內，第壹導體41通過導線連接電路控制板51的輸入端511，第二導體42通過導線連接電路控制板51的輸出端512，陰極電極板21的電解面積大於陽極電極板22的電解面積，陰極電極板21、陽極電極板22可以是金屬平板或金屬網板，形狀不限，並且兩電極板是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射等上述任壹種生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、碳、鉻、釕、銥、銠、鈀、鈮、矽、鋰、銅等。?
實施例2，如圖3、4所示，與實施例1不同之處在於陰極、陽極電極板21、22均為圓環狀，陽極電極板22設置於陰極電極板21內並且上述兩電極板高度相同、同心設置，陰極、陽極電極板21、22之間的距離為3mm‑50mm，陰極電極板21的表面積至少是陽極電極板22的1.2倍。?
另外，陰極、陽極電極板21、22還可以為同心設置、相互環套、截面為其他形狀的金屬塊。?
本實施例中，陰極電極板的表面積大於陽極電極板的表面積，因此陰極電極板的電流密度要大於陽極電極板的電流密度，因此，兩電極產生的電極吸引力引起離子運動幾率不均等的狀況，氫離子自身結合幾率大於氫氧根離子與氫離子的結合幾率，從而在水中電離生成氫分子並結合為氫氣，這樣結構在同等條件下能增加處理水量，因為產生的氫分子在水中溢出的距離增長，更容易溶解於水中，適用於TDS較大的自來水制氫水。?
實施例3，如圖5、6所示，與實施例2不同之處在於陰極、陽極電極板21、22均為金屬網板，網孔規格在0.3mm*0.3mm‑60mm*60mm之間，優化規格為3mm*4mm，陰極電極板21的表面積是陽極電極板22的2倍，並且陰極、陽極電極板21、22之間設置有催化合金6，催化合金6設置於電極座3上的卡槽內，催化合金6為圓環狀合金網，高度與陰極、陽極電極板21、22相同，合金網孔規格在0.3mm*0.3mm‑60mm*60mm，優化規格為3mm*4mm，催化合金6可以是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射等任壹種上述生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、鈦、釕、銥、銠、矽、鋰、鈀、鈮、鈣、銣。?
實施例4，如圖7、8所示，與實施例3不同之處在於催化合金6截面為正方形，另外，陰極、陽極電極板21、22截面還可選擇長方形、正方形或其他正多邊形。?
實施例5，如圖9、10所示，本發明制造氫水的裝置包括容器1，第壹、第二陰極電極板23、25和陽極電極板24，電極座3，第壹、第二、第三導體43、44、45，主機5，主機5上設有電路控制板，電極座3設置於容器1內，容器1、電極座3均為絕緣材料，電極座3上設有三個相互間隔的安裝孔，第壹、第二、第三導體43、44、45分別設於三個安裝孔內，第壹、第二陰極電極板23、25和陽極電極板24分別與第壹、第二、第三導體43、44、45相連接，第三導體45通過導線連接電路控制板的輸出端512，第壹、第二導體43、44相並聯並通過導線連接電路控制板的輸入端511。上述三個電極板可以是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射等任壹種生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、釕、銥、銠、鈀、鈮、矽、鋰、銅、碳等。?
本實施例中，由於陰陽電極表面積增加，電離析氫相對增強，適用於TDS低於30的純凈水，且能制造較大水量的氫水，並且電解後水中的氫氣濃度提高，為提高氫水濃度水平，陽極電極板的表面積可以進壹步優化為第壹陰極電極板表面積的二分之壹，三個電極可以是金屬板，金屬網板，形狀不限，金屬網板的厚度在0.1mm‑50mm之間，優化厚度為1mm。每兩電極之間的間距在0.2mm‑80mm之間，用於家庭保健飲用氫水制作時每兩電極板之間的間距是25mm，用於醫療用氫水制作時每兩電極板之間間距是20mm，用於養殖業用氫水制作時每兩電極板之間間距是30mm，用於種植業用氫水制作時每兩電極板之間的間距是50mm。?
實施例6，如圖11、12所示，與實施例5不同之處在於，第壹陰極電極板23與陽極電極板24之間，陽極電極板24與第二陰極電極板25之間分別設有第壹催化合金板61、第二催化合金板62，上述第壹、第二催化合金板61、62可為金屬平板或金屬網板，可以是以鑄造、軋制、電鍍、噴塗、燒結、濺射等任壹種生產工藝形成的下列任壹種金屬元素或下列各金屬元素的組合：鉑、銀、鎂、鋅、鐵、鋯、鈦、釩、鉻、鈦、釕、銥、銠、矽、鋰、鈀、鈮、鈣、銣等。?
本實施例中，由於催化合金在水中釋放電子，快速析出氫氣，不斷遊離出金屬陽離子，極易與電解出的氫氧根離子結合，從而阻礙了氫氧根與氫離子結合為水，延長了氫氣保留時間，保持了氫水濃度，有利於提高氫水的使用價值。?
實施例7，如圖13所示，容器1上設有進水口11、出水口12，並且容器1為絕緣材料，容器1內壁設有矽膠層13，容器1內設有完全相同的第壹、第二陽極電極板71、72及第壹、第二陰極電極板73、74，第壹、第二陰極電極板73、74位於第壹、第二陽極電極板71、72之間，第壹陽極電極板71和第二陰極電極板74固定於容器1頂部，並且第壹陽極電極板71、第二陰極電極板74的下邊緣與容器1底面之間留有間隙，第壹陰極電極板73、第二陽極電極板72固定於容器1底部，第壹陰極電極板73、第二陽極電極板72上邊緣與容器1頂部之間留有間隙，第壹、第二陽極電極板71、72的壹側面分別與容器1的左右內壁的矽膠層緊密貼合，第壹、第二導體81、82分別與第壹、第二陽極電極板71、72相連接，第三、第四導體83、84分別與第壹、第二陰極電極板73、74相連接，第壹、第二導體81、82相互並聯並通過導線連接電路控制板51的輸出端512，第三、第四導體83、84相互並聯並通過導線連接電路控制板51的輸入端511，第壹、第二陽極電極板71、72可選用金屬板，第壹、第二陰極電極板73、74可選用金屬網。?
本實施例適合於連續性流水制氫水，並根據水流量的大小，調整電流、電壓大小、電極間距，陰極與陽極的不同表面積比例，使制造出的氫水更具使用價值。?
實施例8，如圖14所示，與實施例7不同之處在於，第壹陽極電極板71為圓環狀，並且第壹陽極電極板71緊密貼合於容器1內壁，第二陽極電極板72、第壹、第二陰極電極板73、74固定於容器1底部，位於第壹陽極電極板71的圓環內，並且第二陽極電極板72位於兩陰極電極板之間。?
實施例9，如圖15所示，與實施例7不同之處在於，每相鄰兩電極之間分別設有壹個相同的催化合金板63，催化合金板63為金屬網板。?
本實施例中，在進出水口分別設置催化合金網，可增強瞬間制氫水效果。?
實施例10，如圖16所示，與實施例7不同之處在於，容器1內設有完全相同的第壹、第二、第三陰極電極板73’、74’、75’和第壹、第二陽極電極板71’、72’，陰極電極板、陽極電極板交錯設置，第壹、第二、第三陰極電極板73’、74’、75’相互並聯，第壹、第二陽極電極板71’、72’相互並聯。?
本實施例中，三個陰極並聯和兩個陽極並聯的面積不對等電離裝置，第二陰極電極板為***用陰極，每兩陰極電極板之間設有壹個陽極板，工作時，形成兩個並聯電流回路，總陰極表面積要大於總陽極表面積，陰極板對陽離子吸引力大於陽極板對陰離子的吸引力，提高水中氫氣濃度，提高制氫裝置效率，並且通電時，氫氣首先在第壹、第二、第三陰極電極板附近形成，使氫氣濃度分布均勻。?
實施例11，如圖17所示，與實施例10不同之處在於，每相鄰兩電極板之間分別設有催化合金板63’，催化合金板63’為金屬網板。?
實施例12，如圖18所示，與實施例10不同之處在於，進水口11上設有水流感應器14，主機5上設有互感器513。?
實施例13，如圖19所示，與實施例6不同之處在於，電極板均固定於壹個可移動的電極座3上，電極座3可采用支架、頂蓋等方式固定在容器1的上方，支架、頂蓋可拆卸。?
上述各不同實施例中，各電極可選用同樣的材質，各催化合金板可選用同樣的材質，並且陰極電極板與陽極電極板之間的驅動電流可以是直流電、交流電、直流電與交流電的任意組合，且頻率在1赫茲‑30000赫茲之間，輸出電流強度範圍為0.01‑10安培，輸出電壓範圍為9伏‑60伏。?
上述實施例中制造氫水的裝置可電解水或任何含水液體，用於家用飲水機，或安裝於自來水管道上，用於電解水或任何含水液體，可用作家用飲水設備，或用於醫療器械、農用機械、小家電、食品生產加工設備、美容保健器械、汽車節能環保、公***衛生等領域。?
以上所述實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。