CN103787465B - 便携式电解水机及其电解水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式电解水机及其电解水的方法，包括杯体和套设于杯体内的内胆,内胆用于容纳原水并在电解原水时用作阴极电极，杯体与内胆之间形成有第一容纳空间；内胆内固定有一阳极电极和用于吸附原水电解时产生的酸性离子的吸附装置。本发明的便携式电解水机利用容纳原水的内胆作为阴极电极，因此仅需要一个用作阳极的电极板，且利用吸附装置直接吸附阳极电极附近的原水电离产生的酸性离子，因此不必设置专门的离子膜将酸性离子和碱性离子分离，即可制备弱碱性离子水，原水使用率达100%，内胆体积小，采用单极板，电解所需要的功耗低，采用无离子膜的设计方案，节约材料，安全高效。

Description

便携式电解水机及其电解水的方法

技术领域

本发明涉及家用水处理设备，更具体地说，涉及一种便携式电解水机及其电解水的方法。

背景技术

目前，随着生活水平的提高，人们对饮用水的质量要求越来越高，电解水也逐渐成为一种备受青睐的高品质饮用水，电解水机也逐步走进千家万户及办公场所。

电解水机是将电解槽中的原水利用阴极电极和阳极电极分别电解原水产生碱性离子水和酸性离子水，水通电后发生电离：H2O=OH-+H+，电解槽的阴阳两极上发生反应为：

在阴极：4H++4e=2H2↑；

在阳极：4OH–4e=2H2O+O2↑；

现有技术的电解水机的电解槽由离子膜分为阴、阳两室，两室之间只有离子可以自由穿透。因此，可以利用离子膜分离阴极和阳极电解产生的离子，于是制备得到酸性离子水和碱性离子水。

现在市场上的电解水机存在以下的不足：

1.固定安装，一般都是装于厨房，不能随身携带；

2.耗水，电解制水过程需要同时生成两酸度不同的水，一般电解水机有两路出水水路，一路出碱性水，一路出酸性水，酸碱比例为1：1；对于仅仅需要制备酸性水或者碱性水的用户来说，这无疑是一种浪费；

3.最少也要有两片电极板，阴极与阳极最少各一片电极板才能工作；

4.传统电解水机阴阳极中间都有一张离子膜；

5.功耗高，传统电解水机的功耗一般为80W-120W。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述便携性差、耗水、专用电极和离子膜必不可少的缺陷，提供一种便携式电解水机及其电解水的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式电解水机，用于通过电解原水制备弱碱性离子水，包括杯体和套设于所述杯体内的内胆,所述内胆用于容纳原水并在电解原水时用作阴极电极，所述杯体与内胆之间形成有第一容纳空间；

所述内胆内固定有一阳极电极和用于吸附原水电解时产生的酸性离子的吸附装置；

所述第一容纳空间内安装有与所述内胆和阳极电极电连接的用于提供电解电压的电源。

本发明所述的便携式电解水机，其中，所述内胆由不锈钢材料制成，所述阳极电极为单片铂钛合金电极板。

本发明所述的便携式电解水机，其中，所述内胆的内表面设置有用于增加电解面积的水纹。

本发明所述的便携式电解水机，其中，所述吸附装置包括固定于所述内胆的底部且内部中空的固定件和填充在所述固定件内部的活性炭；

所述固定件具有一开口端，所述阳极电极为电极板，所述阳极电极安装于所述固定件上并封盖所述开口端；所述阳极电极与所述固定件的底壁之间形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内填充所述活性炭。

本发明所述的便携式电解水机，其中，还包括安装在所述第一容纳空间的设置有电解控制电路的电路板，所述电解控制电路与所述电源电连接并用于控制电解工作。

本发明所述的便携式电解水机，其中，所述电解控制电路的最大功率为5W。

本发明所述的便携式电解水机，其中，所述电源和电路板均固定在所述杯体的底部，所述电路板上还设置有与所述电源电连接并用于对所述电源进行充电的充电管理电路，所述便携式电解水机还包括电连接至所述充电管理电路的充电接口，所述杯体的周向侧壁上开设有一安装孔，所述充电接口插装在所述安装孔内。

本发明所述的便携式电解水机，其中，还包括安装在所述第一容纳空间的设置有电解控制电路的电路板，所述电解控制电路与所述电源电连接并用于控制电解工作，且所述电解控制电路的最大功率为5W；所述电源和电路板均固定在所述杯体的底部，所述电路板上还设置有与所述电源电连接并用于对所述电源进行充电的充电管理电路，所述便携式电解水机还包括电连接至所述充电管理电路的充电接口，所述杯体的周向侧壁上开设有一安装孔，所述充电接口插装在所述安装孔内；

所述杯体的容量小于等于350ml；

所述内胆由不锈钢材料制成，所述阳极电极为单片铂钛合金电极板；所述内胆的内表面设置有用于增加电解面积的水纹；

所述吸附装置包括固定于所述内胆的底部且内部中空的固定件和填充在所述固定件内部的活性炭；所述固定件具有一开口端，所述阳极电极为电极板，所述阳极电极安装于所述固定件上并封盖所开口端；所述阳极电极与所述固定件的底壁之间形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内填充所述活性炭。

本发明还公开了一种基于所述的便携式电解水机的电解水的方法，所述方法用于电解原水生成弱碱性离子水，所述方法包括：

S1、将原水倒入内胆，再启动所述便携式电解水机，开始电解原水；

S2、电源为所述内胆和阳极电极提供电解电压，原水被电解产生酸性离子和碱性离子，吸附装置吸收酸性离子使得原水中碱性离子浓度升高；

S3、预定时间之后电解充分，内胆中的原水转换为弱碱性离子水。

本发明所述的电解水的方法，其中，所述步骤S1中倒入的原水的体积小于350ml，所述步骤S1启动电解和S2中原水被电解由设置在电路板上的电解控制电路控制，所述电解控制电路的最大功率为5W。

实施本发明的便携式电解水机，具有以下有益效果：本发明的便携式电解水机利用容纳原水的内胆作为阴极电极，因此仅需要一个用作阳极的电极板，且利用吸附装置直接吸附阳极电极附近的原水电离产生的酸性离子，因此不必设置专门的离子膜将酸性离子和碱性离子分离，即可制备弱碱性离子水，且将其制作成一个杯体，类似平常随身携带的水杯，便于使用者携带以随时制备弱碱性离子水供饮用，另外，本发明的电解水机由于容量适中，原水使用率达100%，因此电解功率小，利于设置电路板和充电接口，用户可以充好电之后随身携带。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明便携式电解水机的剖面结构示意图；

图2是本发明便携式电解水机的较佳实施例中内胆的剖面结构示意图；

图3是本发明便携式电解水机的较佳实施例中固定件的立体图；

图4是本发明便携式电解水机的较佳实施例中固定件的剖视图。

具体实施方式

本发明为了解决现有的电解水机便携性差、耗水、专用电极和离子膜必不可少的缺陷，提供一种便携式电解水机及其电解水的方法。本发明的便携式电解水机利用容纳原水内胆作为阴极电极，因此仅需要一个用作阳极的电极板，且利用吸附装置直接吸附阳极电极附近的原水电离产生的酸性离子，因此不必设置专门的离子膜将酸性离子和碱性离子分离，即可制备弱碱性离子水，且将其制作成一个杯体，类似平常的随身携带的水杯，便于使用者携带以随时制备弱碱性离子水供饮用，另外，本发明的电解水机由于容量适中，原水使用率达100%，因此电解功率小，利于设置电路板和充电接口，用户可以充好电之后随身携带。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1是本发明便携式电解水机的剖面结构示意图；图2是本发明便携式电解水机的较佳实施例中内胆的剖面结构示意图；

本发明的便携式电解水机，包括杯体1和套设于所述杯体1内的内胆2，内胆2用于容纳原水并用作阴极电极，所述杯体1与内胆2之间形成有第一容纳空间210。

所述内胆2内固定有一阳极电极3和用于吸附阳极电极3附近的原水电解时产生的酸性离子的吸附装置4。

所述第一容纳空间210内安装有与所述内胆2和阳极电极3电连接的用于提供电解电压的电源5，电源5为直流电源，优选的为可充电直流电源。

其中，所述内胆2和阳极电极3分别通过内置屏蔽层的屏蔽导线分别与至所述电源5的负极和正极连通。屏蔽导线可以避免信号干扰，保证制备离子水的安全性和可靠性。

一旦启动电解在水中施以直流电压，阴极电极（即内胆2）附近的原水被电解产生酸性离子H+和碱性离子OH-，由于H+带正电而向阴极电极移动，H+得到一个电子后变成还原性极强的活性氢，活性氢不稳定，两个氢原子得到两个电子变为氢气逸出水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，则OH-不断聚积在阴极，成为碱性离子水；相反，阳极附近的原水被电解后产生的OH-带负电向阳极移动，失去电子变成氧气，而产生的H+被吸附装置4吸收，因此不会产生酸性离子水。

由于阳极电极3附近产生的酸性离子H+被吸附装置4吸收，不会产生酸性离子水，因此可以省略现有技术的饮水机中的离子膜，节省材料，且内胆2中的所有原水最终都电解为碱性离子水，可以直接饮用，既避免了现有技术中同时制备两种离子水的耗水的缺陷，又节省了体积和功耗。

其中，所述内胆2由316不锈钢材料制成，所述阳极电极3为单片铂钛合金电极板。所述内胆2的内表面设置有用于增加阴极电极的电解面积的水纹，电解面积的增加便于将内胆2中的水均匀电解。

本发明中，所述杯体1的容量小于等于350ml，非常适合随身携带，较佳实施例中，杯体1与常用的水杯外形相仿，且呈圆筒型，内胆2也呈圆筒型，且所述杯体1的顶部开口，所述便携式电解水机还包括一盖合在所述杯体1的顶部的盖体10。其中，内胆2高度为小于等于200mm，内胆2底部直径为小于等于70mm，体积的设计是根据平常水杯的体积设计，便于用户携带。

本发明的便携式电解水机还包括安装在所述第一容纳空间210的设置有电解控制电路的电路板6，所述电解控制电路与电源5以及阳极电极和阴极电极电连接并用于控制电解工作，其中，所述电源5和电路板6均固定在所述杯体1的底部。所述电解控制电路的最大功率为5W。而现有技术中的电解水机一般为80W-120W。

由于现有技术中的电解水机都是固定在厨房利用市电进行供电电解，体积大、耗水且电解水机的功率大，不能随时携带，而本发明的便携式电解水机的电路板6上还设置有与所述电源5电连接并用于对所述电源5进行充电的充电管理电路，所述便携式电解水机还包括电连接至所述充电管理电路的充电接口7，所述杯体1的周向侧壁上开设有一安装孔，所述充电接口7插装在所述安装孔内。通过充电接口7，用户可以预先充好电，然后将本发明的便携式电解水机像平常的热水杯一样随时携带，无论你是出差，度假，旅游，保证你随时随地都能喝上碱性离子水，需要饮用碱性离子水的时候再装入原水电解即可。

可见本发明的内胆2的体积小，采用单极板，电解所需要的功耗低，仅为5W，达到节能效果，采用无离子膜的设计方案，节约材料，安全，高效。其中当机器工作时，大约需要8分钟时长，8分钟后即制成一杯水，此时杯子里的水PH值可达到8.5左右，并且无酸性废水排出，节约水源，保护环境。

参考图3是本发明便携式电解水机的较佳实施例中固定件的立体图；图4是本发明便携式电解水机的较佳实施例中固定件的剖视图。

吸附装置4固定于所述内胆2的底部中心，所述吸附装置4具有一开口端，所述阳极电极3为电极板，所述阳极电极3安装于所述吸附装置4上并封盖所述吸附装置4的开口端，便于吸附阳极电极3附近的酸性离子。活性炭42均为欧洲进口的椰壳活性炭，吸收效率高。

具体的，吸附装置4包括一具有所述开口端且内部中空的固定件41和填充在所述固定件41内部的活性炭42；较佳实施例中，所述固定件41呈圆筒型，所述固定件41远离开口端的内壁沿径向延伸形成一内凸缘411，所述固定件41的底部开设有一第一安装孔414，沿所述第一安装孔414周向侧缘朝向所述阳极电极3方向轴向延伸形成第一环形凸起415，且第一环形凸起415与内凸缘411平齐，所述阳极电极3呈圆盘型并抵持在所述内凸缘411和第一环形凸起415上，所述阳极电极3开设有与所述第一安装孔414同轴设置的第二安装孔，所述固定件41和阳极电极3通过螺栓9依次穿过所述第一环形凸起415和第二安装孔进行固定。

所述阳极电极3与所述固定件41的底壁之间形成第二容纳空间410，第二容纳空间410内填充所述活性炭42。阳极电极3附近的原水经电解后产生的酸性离子H+直接被活性炭42吸收，于是酸性离子水经过吸附装置4后又过滤为原水，净水使用率达100%，与传统电解水机相比，非常节水。

优选的，所述固定件41的周向侧壁开设有连通所述第二容纳空间410与外部空间的至少一个排水通孔413。较佳实施例中，所述排水通孔413沿所述固定件41的周向侧壁均匀布设，且每个所述排水通孔413呈沿所述固定件41的轴向方向延伸的长条形，经过吸附装置4后过滤出来的原水从排水通孔413排出。

在固定的同时，为了方便拆卸固定件41，吸附装置4还包括一固定于所述内胆2底部的用于安装所述固定件41的安装座8，所述安装座8包括座体81和沿所述座体81的端面侧缘朝远离所述内胆2底部的一侧轴向延伸形成的环形的连接部82，所述固定件41的周向侧壁还形成一外凸缘412，所述连接部82套设于所述固定件41上且与所述外凸缘412相抵持；

所述座体81底部开设有与第一安装孔414同轴设置的第三安装孔，沿所述第三安装孔周向侧缘朝向所述阳极电极3方向轴向延伸第二环形凸起，第二环形凸起穿插在所述第一环形凸起415内，螺栓9依次穿过所述第二环形凸起和第二安装孔将所述安装座8、固定件41和阳极电极3同轴固定。

工作原理如下：用户打开盖体10倒入原水到内胆2中，盖好盖体10，启动相关按钮开始电解，阴极电极（即内胆2）附近的原水被电解产生酸性离子H+和碱性离子OH-，由于H+带正电而向阴极电极移动，两个氢原子得到两个电子变为氢气逸出水电离的可逆平衡遭破坏，为了重新达到平衡，水不断电离，则OH-不断聚积在阴极，成为碱性离子水；相反，阳极附近的原水被电解后产生的OH-带负电向阳极移动，失去电子变成氧气，而产生的H+被吸附装置4吸收，并将原水从排水通孔413排出。预定时间之后，电解完毕，整个内胆2的原水最终电解为仅剩下碱性离子OH-碱性离子水，用于可以打开盖体10直接饮用制备好的离子水。

综上所述，本发明的便携式电解水机利用容纳原水内胆作为阴极电极，因此仅需要一个用作阳极的电极板，且利用吸附装置直接吸附阳极电极附近的原水电离产生的酸性离子，因此不必设置专门的离子膜将酸性离子和碱性离子分离，即可制备弱碱性离子水，且将其制作成一个杯体，类似平常的随身携带的水杯，便于使用者携带以随时制备弱碱性离子水供饮用，另外，本发明的电解水机由于容量适中，原水使用率达100%，因此电解功率小，利于设置电路板和充电接口，用户可以充好电之后随身携带。

本发明还公开了一种基于上述的便携式电解水机的电解水的方法，所述方法用于电解原水生成碱性离子水，所述方法包括：

S1、将原水倒入内胆2，再启动所述便携式电解水机，开始电解原水，倒入的原水的体积小于350ml，

S2、电源5为内胆2和阳极电极3提供电解电压，原水被电解产生酸性离子和碱性离子，吸附装置4吸收酸性离子使得原水中碱性离子浓度升高；

S3、预定时间（大约需要8分钟时长）之后电解充分，内胆2中的原水转换为弱碱性离子水，其PH值可达到8.5。

其中，所述步骤S1中所述步骤S1启动电解和S2中原水被电解由设置在电路板6上的电解控制电路控制，所述电解控制电路的最大功率为5W。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种便携式电解水机，用于通过电解原水制备弱碱性离子水，其特征在于，包括杯体(1)和套设于所述杯体(1)内的内胆(2),所述内胆(2)用于容纳原水并在电解原水时用作阴极电极，所述内胆(2)由不锈钢材料制成，所述杯体(1)与内胆(2)之间形成有第一容纳空间(210)；

所述内胆(2)内固定有一阳极电极(3)和用于吸附原水电解时产生的酸性离子的吸附装置(4)，所述阳极电极(3)为单片铂钛合金电极板；

所述第一容纳空间(210)内安装有与所述内胆(2)和阳极电极(3)电连接的用于提供电解电压的电源(5)；

所述吸附装置(4)包括固定于所述内胆(2)的底部且内部中空的固定件(41)和填充在所述固定件(41)内部的活性炭(42)；

所述固定件(41)具有一开口端，所述阳极电极(3)安装于所述固定件(41)上并封盖所述开口端；所述阳极电极(3)与所述固定件(41)的底壁之间形成第二容纳空间(410)，所述第二容纳空间(410)内填充所述活性炭(42)。

2.根据权利要求1所述的便携式电解水机，其特征在于，所述内胆(2)的内表面设置有用于增加电解面积的水纹。

3.根据权利要求1所述的便携式电解水机，其特征在于，还包括安装在所述第一容纳空间(210)的设置有电解控制电路的电路板(6)，所述电解控制电路与所述电源(5)电连接并用于控制电解工作。

4.根据权利要求3所述的便携式电解水机，其特征在于，所述电解控制电路的最大功率为5W。

5.根据权利要求3所述的便携式电解水机，其特征在于，所述电源(5)和电路板(6)均固定在所述杯体(1)的底部，所述电路板(6)上还设置有与所述电源(5)电连接并用于对所述电源(5)进行充电的充电管理电路，所述便携式电解水机还包括电连接至所述充电管理电路的充电接口(7)，所述杯体(1)的周向侧壁上开设有一安装孔，所述充电接口(7)插装在所述安装孔内。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的便携式电解水机的电解水的方法，所述方法用于电解原水生成弱碱性离子水，其特征在于，所述方法包括：

S1、将原水倒入内胆(2)，再启动所述便携式电解水机，开始电解原水；

S2、电源(5)为所述内胆(2)和阳极电极(3)提供电解电压，原水被电解产生酸性离子和碱性离子，吸附装置(4)吸收酸性离子使得原水中碱性离子浓度升高；

S3、预定时间之后电解充分，内胆(2)中的原水转换为弱碱性离子水。

7.根据权利要求6所述的电解水的方法，其特征在于，所述步骤S1中倒入的原水的体积小于350ml，所述步骤S1启动电解和S2中原水被电解由设置在电路板(6)上的电解控制电路控制，所述电解控制电路的最大功率为5W。