CN104174311A - 洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统，所述洗浴用纳米微泡发生装置包括气体发生器、供水器和混合器，所述混合器至少包括一静态混合元件和一混合管路，所述静态混合元件内部形成有至少一个混合腔体，所述混合腔体内填充有颗粒填充物和/或多孔结构物。所述泡浴系统包括泡浴装置和所述洗浴用纳米微泡发生装置，可溶性气体和水在所述气泡发生装置进行混合溶解后，输出压力状态下溶解气体后的水至所述泡浴装置中，所述压力状态下溶解气体后的水在被输送到泡浴装置后释放为常压，溶解在水中的气体由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，微泡破裂过程中可对待清洗表面进行打击，清除污物并可增加血液循环。
Description
技术领域
本发明涉及纳米级微气泡发生技术，具体为涉及一种洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统，尤其适用于人体洗浴保健领域。
背景技术
人们越来越意识到在当今快节奏的现代社会环境下，保健与放松的重要性。
传统上，使用对人体无害的可溶解于水的气体,如溶解二氧化碳或药物成分于水中，用于在洗浴过程同时治疗多种疾病或保健，例如含碳酸的温泉在医疗上被认为可以增加人体血液循环，在欧洲特别是在德国，二氧化碳或含有药物成分的温泉进行泡浴被认为是可以增加血液循环并易于被皮肤吸收的。在含有1000ppm溶解二氧化碳的温泉中泡浴，长久以来被认为是一种有效的健康恢复方式，有时医院也对开出药物配方来配合温泉洗浴来达到治疗效果。
多年来，中国保健泡浴过程也可能加入有治疗和保健作用的中草药，如：桑叶泡澡—可清除肝火；菊花泡澡—可疏散风热，明目，清热解毒，平肝阳；桂枝泡澡—可发汗解表，温通经脉，通阳化气。超过几百种的中草药都可以通过泡浴促进皮肤对药物进行吸收。
糖尿病患者都有着血液循环问题，更有甚者可能导致肾脏并发症，而需要进行透析治疗，也有可能导致足部血液循环不畅，从而形成坏疽而截肢。
在日本，有人使用溶解在水中的氢气对人体进行保健,据说氢气通过人体皮肤的毛细血管进入人体,起到清除人体内自由基的目的。
在欧洲，人们使用臭氧溶解在水中，饮用溶解臭氧的水或使用臭氧水进行洗浴也起到很大的保健功效。但是由于传统的技术所限,在水中的臭氧溶解浓度较低。
现如今，各种水疗方式以各种形式出现，而传统方式的水疗，有很多是通过鼓风机结合浴缸内微孔的形式对浴缸进行气泡填充，通过此种形式由于气体只是形成了气泡，气体在水中通过气体对水的冲击产生气泡,气泡的大小决定于气体与水接触时气体释放的孔径的大小和气体进入浴缸的速度，无法形成溶解后的气体逸出后所产生的纳米泡沫。
有些保健方法可能使用到如二氧化碳气体，氢气、氧气、臭氧等对人体有治疗作用的气体，在这种情况下，使用鼓风加泡的形式浪费了大量气体，从浴缸中溢出的气体还可能对人体的呼吸系统造成伤害，如二氧化碳气体逸出过多，或氧气溢出过多人可能会造成呼吸缺氧或氧中毒等情况。而这些气体使用传统的方法无法提高其溶解度，尤其是在适合人体泡浴的温度下(30-42度)溶解度更低，也无法形成溶解后的气体逸出后所产生的纳米泡沫。
-U.S.Pat.No.5,930,851 issued on Aug.3,1999专利中公开了水疗按摩浴缸和水疗方法的应用。在这个专利中，使用安装在浴缸周边的热风喷嘴，喷嘴由浴缸壁上的小孔与热风分配管道相连，热风由鼓风机产生压力吹入浴缸。鼓风时控制风的压力同时也控制风的温度。热风通过微孔释放到装有水的浴缸中对身体产生湍流，从而产生按摩作用。
-专利US2002/0188237A1和US PAT NO.5090403中披露了使用气泡垫子来形成微泡的形式进行泡泡浴的手段。以上两种按摩浴缸都使用了鼓风机，但鼓风机只能使用空气，不能使用二氧化碳、氧气、氢气、臭氧等对人体皮肤吸收有益但会对人的呼吸产生影响的气体。如果使用此种方式时在泡浴装置加装盖子并主动抽除多余的气体防止对人的呼吸产生影响，也会造成大量有价值的气体的浪费。
-专利US2009/0106889 A1 Therapeutic Bath Liner其使用空气鼓风进浴缸而产生微小泡沫进行泡浴，其方式的压力和气体与液体交换不能够使气体大量溶解于水中，也无法形成微小的纳米泡沫。
-专利US20080243094A1 Bathtub Apparatus,Therapeutic BathtubApparatus,Bathing Water and Therapeutic Bathing Water，其不能使气体在溶解的过程中，使气体与液体在压力状态下充分进行传质交换，无法形成气体在水中的大量溶解，其使用的浴缸内的水循环并与气体不断传质交换的方式，如果使用有价值的气体如氧气、氢气等会造成大量的浪费，并对泡浴者在泡浴过程中的呼吸受到影响而产生不适。由于其传质交换效率低，只能应用于溶解度较大的气体，如二氧化碳。
以下专利都涉及气体与液体之间交换形成泡沫对人体进行保健或医疗，但是都无法实现通过提高气体在水中的溶解度来形成纳米泡沫。
-CN201320280975一种浴缸式水疗机，
-US6499154B1 Bubble Jetting Apparatus,
-US 6317903B1 Bathtub Design With Therapeutical Treatment Devices,
-US2011/0220229 Water Supply Apparatus of Hydrotherapy System,
-US8205277B2和US2008/0206362,US8136800B2 Device and Method forIncreasing Blood Flow and Insulin-like Growth Factor,
-US2008/0189847 A1 Manufacturing Method for Micro-nano BubbleBathtubwater and Mocro-nano Bubble Bathtub。
由于气泡的细度越细，对人体的微按摩作用越显著，对促进血液循环效果越明显。
以上所列专利都披露的是使空气作为形成微泡的手段，由于空气的溶解度极其低，很难形成纳米微泡。有些有治疗作用的气体，如氢气、氧气、臭氧等的溶解度极低，很难使用传统方式或以上所列方式增大其溶解度并安全的应用于泡浴。
为了解决上述问题，亟需发明一种可实现将二氧化碳、空气、氧气、氢气、臭氧等可溶性气体或其相互混合的气体溶解至水中，并产生纳米级微气泡的洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统。
发明内容
鉴于现有技术的上述不足，本发明提出一种可实现将二氧化碳、空气、氧气、氢气、臭氧等可溶性气体或其相互混合的气体溶解至水中，并产生纳米级微气泡的洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种洗浴用纳米微泡发生装置，包括：用于提供一定压力状态下的可溶性气体的气体发生器，用于提供一定压力状态下水的供水器，以及用于将所述可溶性气体与所述水进行溶解混合的混合器，所述气体发生器与所述供水器分别导通至所述混合器内，所述可溶性气体和所述水在所述混合器内进行混合溶解后输出。
其中，所述混合器至少包括一静态混合元件和一混合管路，所述气体发生器与所述供水器导通在所述混合管路一端上，所述混合管路的另一端导通连接至所述静态混合元件上。
所述静态混合元件内部形成有至少一个混合腔体，所述混合腔体内填充有颗粒填充物和/或多孔结构物。
作为本发明的进一步改进，所述混合腔体为多个，多个所述混合腔体串联和/或并联组合，所述混合腔体的内径大于相邻所述混合腔体之间的连接口径。本发明根据实际使用需要选择多个所述混合腔体依次串联的组合方式或多个所述混合腔体并联的组合方式或将多个所述混合腔体进行串并联交替组合的方式，串联的混合腔体组合方式可以使可溶性气体和水进行多次交换融合，并联的混合腔体组合方式可以使可溶性气体和水在流量较大的时候进行分流，保持同样的压力进行交换融合，并提高处理效率，此外，本发明还要求所述混合腔体的内径大于相邻所述混合腔体之间的连接口径，能够进一步提高可溶性气体和水在通过混合腔体时内部建立压力的同时增加可溶性气体和水的交换频率。
作为本发明的进一步改进，任一所述混合腔体沿轴向截面为矩形、菱形或梭子形。
作为本发明的进一步改进，所述颗粒填充物的颗粒形状为圆珠形或不规则形状，颗粒平均直径为0.5毫米到10毫米。
作为本发明的进一步改进，所述混合器还包括一动态混合元件，所述动态混合元件为一动态搅拌器，所述动态搅拌器包括有定子、转子和壳体，所述定子和所述转子设置在所述壳体内，所述壳体的一端设置有用于导入所述可溶性气体和所述水的输入端，所述壳体的另一端设置有用于输出气水混合物的输出端，所述输出端连接导通至所述混合管路上，所述气体发生器与所述供水器依次通过所述壳体的输入端和输出端导通连接至所述混合管路一端上。
作为本发明的进一步改进，所述混合器内的压力最低为1bar，所述供水器提供的水的压力大于所述混合器内的压力，所述气体发生器提供的可溶性气体的压力大于所述混合器内的压力。
作为本发明的进一步改进，所述气体发生器输出的可溶性气体为二氧化碳、氧气、氢气和/或臭氧。
作为本发明的进一步改进，所述供水器包括：水源、加热器和水输送泵，通过供水管道依次导通连接所述水源、所述加热器和所述水输送泵，由所述水输送泵对外输出带一定压力状态和温度的水。
作为本发明的进一步改进，所述气体发生器包括：可溶性气源和气体增压输送泵，所述可溶性气源通过供气管道连接气体增压输送泵，由气体增压输送泵对外输出带一定压力状态的可溶性气体。
作为本发明的进一步改进，所述气体增压输送泵为隔膜泵或柱塞泵。
作为本发明的进一步改进，所述气体增压输送泵的输出端上设置有用于防止水输送压力大于气体输送压力时造成所述气体增压输送泵出现损坏的单向阀。
作为本发明的进一步改进，所述气体增压输送泵的输出端上还设置有气体流量计和减压阀。
作为本发明的进一步改进，所述洗浴用纳米微泡发生装置还包括用于分离装置中未溶解于水中的可溶性气体的气液分离装置，所述气液分离装置设置在所述静态混合元件的气液混合输出端上，对未溶解在水中的气体进行分离抽出。
作为本发明的进一步改进，所述洗浴用纳米微泡发生装置还包括用于消除所述气液分离装置分离抽出的可溶性气体的尾气消除装置，所述尾气消除装置连接在所述气液分离装置的气体抽出端上，通过催化或加热的方法使分离抽出的可溶性气体化为无害气体排至外部空间。
作为本发明的进一步改进，所述气液分离装置的气体抽出端直接连接至所述气体发生器上，进行可溶性气体的循环回收再利用。
本发明洗浴用纳米微泡发生装置的主要工作过程和工作原理如下：
本发明的洗浴用纳米微泡发生装置通过气体发生器提供一定压力状态下的可溶性气体，通过供水器提供一定压力状态下的水，通过混合管路将所述可溶性气体和水进行混合输入特制的静态混合元件，在静态混合元件的混合腔体内进行静态混合及充分接触溶解，而所述可溶性气体和水在通过所述颗粒填充物和/或多孔结构物时将充分接触并形成一定压力并使可溶性气体与水进行充分的融合。
由增大气体溶解度的基本法则可知，本发明的洗浴用纳米微泡发生装置能够有效的增大气体溶解时的溶解压力，以及增加可溶性气体和水的接触面积，从而大大增加其溶解度。
由上可见，本发明的洗浴用纳米微泡发生装置可输出压力状态下溶解气体后的水至常压状态的外部，溶解在水中的气体会由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，实现纳米微泡发生，微泡破裂过程中对待清洗表面进行打击，可清除污物，而对于人体表皮的清洁时，人体通过表皮吸收了氧或臭氧或氢气，能够起到清除人体自由基或中和人体血液酸性的目的并增加血液循环。其中，本发明在静态混合元件的混合腔体内填充有颗粒填充物和/或多孔结构物使可溶性气体和水在通过静态混合元件时充分进行气液接触交换溶解，其内部产生的阻力能使可溶性气体和水在进入静态混合元件前压力升高，使可溶性气体和水在通过混合腔体时内部建立压力的同时增加可溶性气体和水的交换频率。
本发明还提出了一种泡浴系统，包括泡浴装置和气泡发生装置，所述气泡发生装置为上述的洗浴用纳米微泡发生装置，可溶性气体和水在所述气泡发生装置进行混合溶解后，输出压力状态下溶解气体后的水至所述泡浴装置中，所述压力状态下溶解气体后的水在被输送到泡浴装置后释放为常压，溶解在水中的气体由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，微泡破裂过程中可对待清洗表面进行打击，清除污物，而对于人体表皮的清洁时，人体通过表皮吸收了氧或臭氧或氢气，能够起到清除人体自由基或中和人体血液酸性的目的并增加血液循环。
作为本发明的进一步改进，所述泡浴装置为喷淋器、足浴桶、桑拿箱、浴缸或浴桶。
作为本发明的进一步改进，所述泡浴装置上还设置有盖体和负压排气口，所述盖体盖合在所述泡浴装置敞口端面上，所述盖体上预留有用于人体头部伸出的缺口部，所述缺口部由所述盖体的一侧端面向内延伸形成，所述负压排气口导通设置在所述泡浴装置和/或所述盖体上，对从纳米微泡释放出来的气体进行排出。
作为本发明的进一步改进，所述盖体由固定盖体和滑动盖体组成，所述滑动盖体可相对于所述固定盖体和泡浴装置水平滑动，所述缺口部开设在所述滑动盖体上。
本发明的泡浴系统的具体工作过程可参考上述洗浴用纳米微泡发生装置的工作过程和工作原理，此处不再赘述。
本发明的洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统具有的主要有益效果如下：
1、本发明的洗浴用纳米微泡发生装置可实现将二氧化碳、空气、氧气、氢气、臭氧等可溶性气体或其相互混合的气体溶解至水中，并高效产生纳米级微气泡。
2、本发明的洗浴用纳米微泡发生装置进一步显著促进可溶性气体溶解至水中，极大的提高了每单位水溶解气体的溶解量，且大大的提高了可溶性气体和水的传质速度和混合效率。具体为：内置多个所述混合腔体串联和/或并联组合式的静态混合元件，且所述混合腔体的内径大于相邻所述混合腔体之间的连接口径，使可溶性气体和水在通过混合腔体时内部建立压力的同时增加可溶性气体和水的交换频率；所述混合器进一步加设动态混合元件，动静结合使用，溶解更加彻底。
通过增压泵对可溶性气体先进行增压，并采用转子或转子与定子相结合的动态搅拌器使增压后的可溶性气体与带有一定压力的水在压力条件下充分传质，从而加快可溶性气体溶解到水中的速率，提高混合效率，最后输出溶解充分的液体。
3、本发明的洗浴用纳米微泡发生装置使用过程安全环保，对未完全溶解的可溶性气体进行回收循环利用或消除，不会对周边空间和使用人员造成危害。
4、本发明的泡浴系统，除了具备本发明的洗浴用纳米微泡发生装置的优点外，还通过进一步加装盖体和负压排气口，进一步提高了泡浴系统的安全性和使用便捷性。
5、本发明的洗浴用纳米微泡发生装置和泡浴系统适用范围广泛，除了适合人体泡浴和淋浴，还可适用于如动物洗浴、物品清洗、果蔬清洗等需要微泡清洗的应用。利用本发明可使用臭氧气体溶解于水中，并使用溶解臭氧的水进行消毒应用或对水本身进行消毒的应用。受本发明启示或使用本发明的方法应用在气体连续溶解在水中的其它应用也在本发明范围之内。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为实施例一洗浴用纳米微泡发生装置的原理示意图。
图2为实施例一洗浴用纳米微泡发生装置的结构示意图。
图3为实施例一静态混合元件的结构示意图。
图4为实施例一静态混合元件内填充的颗粒填充物的结构示意图。
图5为实施例一洗浴用纳米微泡发生装置进一步改进后的结构示意图。
图6为其他实施例中静态混合元件的结构示意图。
图7为其他实施例中静态混合元件的结构示意图。
图8为其他实施例中静态混合元件内填充的颗粒填充物的结构示意图。
图9为实施例二洗浴用纳米微泡发生装置的结构示意图。
图10为实施例二动态混合元件的结构示意图。
图11为实施例二动态混合元件的定子和壳体的结构示意图。
图12为实施例二动态混合元件的转子的结构示意图。
图13为实施例三泡浴系统的结构示意图。
图14为实施例四泡浴系统的结构示意图。
图中标记说明：
气体发生器100，可溶性气源110，气体增压输送泵120，气体流量计130，减压阀140，单向阀150，供水器200，水源210，加热器220，水输送泵230，压力表240，混合器300，静态混合元件310，混合腔体311，连接部312，颗粒填充物313，混合管路320，动态混合元件330，定子331，转子332，壳体333，输出端334，水输入端335，气输入端336，压力监测表337，气液分离装置400，尾气消除装置500，泡浴装置600，盖体700，缺口部710，固定盖体720，滑动盖体730，负压排气口800。
具体实施方式
实施例一：
图1为实施例一洗浴用纳米微泡发生装置的原理示意图。如图1所示，本实施例提出一种洗浴用纳米微泡发生装置，其包括：用于提供一定压力状态下的可溶性气体的气体发生器100，用于提供一定压力状态下水的供水器200，以及用于将所述可溶性气体与所述水进行溶解混合的混合器300，气体发生器100与供水器200分别导通至混合器300内，所述可溶性气体和所述水在混合器300内进行混合溶解后输出。
图2为实施例一洗浴用纳米微泡发生装置的结构示意图。示例性的，如图2所示，本实施例的混合器300包括一静态混合元件310和一混合管路320，气体发生器100与供水器200通过三通管共同导通在混合管路320一端上，混合管路320的另一端导通连接至静态混合元件310上。
示例性的，如图3和图4所示，本实施例的静态混合元件310内部形成有三个混合腔体311，三个混合腔体311如图3所示依次串联组合，任一混合腔体311沿轴向截面为矩形，具体为每一混合腔体311均为圆柱形空腔，且混合腔体311的内径大于相邻所述混合腔体之间的连接部312的连接口径(内径)，并在混合腔体311内填充有颗粒填充物313，如图4所示，颗粒填充物313的颗粒形状为圆珠形，颗粒平均直径为0.5毫米到10毫米。
当然了，在其他实施例中，如图6和图7所示，本实施例的静态混合元件310内部形成的混合腔体311的数量也可以是一个或其他数量，其具体形状沿轴向截面还可以是如图6梭子形或如图7菱形等其他形状，混合腔体311还可通过并联或串并联交错结合方式进行组合，静态混合元件310的数量也可以根据实际需要设置多个，进行多次溶解。如图8所示，本实施例的颗粒填充物313也可以采用其他不规则形状和直径的填充颗粒，颗粒填充物还可以替换为多孔结构物，使气体和水在通过所述多孔结构物时内部建立压力的同时增加气体和水的交换频率，此处不再赘述。
具体的，如图2所示，本实施例的供水器200包括：水源210、加热器220和水输送泵230，通过供水管道依次导通连接水源210、加热器220和水输送泵230，由水输送泵230对外输出带一定压力状态和温度的水。本实施例的气体发生器100包括：可溶性气源110和气体增压输送泵120，可溶性气源110通过供气管道连接气体增压输送泵120，由气体增压输送泵120对外输出带一定压力状态的可溶性气体。气体增压输送泵120的输出端上设置有气体流量计130和减压阀140，以及用于防止水输送压力大于气体输送压力时造成气体增压输送泵出现损坏的单向阀150。
其中，水输送泵230和气体增压输送泵120均可根据输送需求选购相应的外购件，如气体增压输送泵120可以选用隔膜泵或柱塞泵等类型的气体增压输送泵。
此外，本实施例的进一步实施方式，如图5所示，本实施例的洗浴用纳米微泡发生装置还包括：用于分离装置中未溶解于水中的可溶性气体的气液分离装置400，以及用于消除所述气液分离装置分离抽出的可溶性气体的尾气消除装置500。气液分离装置400设置在静态混合元件310的气液混合输出端上，对未溶解在水中的气体进行分离抽出；尾气消除装置500通过催化或加热的方法使分离抽出的可溶性气体化为无害气体排至外部空间。
具体的，本实施例的混合器300内的压力最低为1bar，供水器200提供的水的压力大于混合器300内的压力，气体发生器100提供的可溶性气体的压力大于混合器300内的压力。本实施例的供水器200提供的所述一定压力状态下的水，可以为常温或加热后或经过净化,或含有对人体有治疗、保健作用药物的水,也可以是对身体有保健作用的沐浴产品或精油。气体发生器100输出的可溶性气体根据需要选用为二氧化碳、氧气、氢气、臭氧和/或对人体无毒无害的其它可溶于水的气体,一种或多种混合使用均可。水和可溶性气体的压力根据实际使用需要进行调节设置。
示例性的，本实施例的气体发生器100输出的可溶性气体为氧气，供水器200的水源为自来水源，利用本实施例的洗浴用纳米微泡发生装置的产生纳米级氧气微泡的发生过程如下：
本实施例的水源210为净化后的自来水，经过加热器220加热(加热器220可以为电热水器或煤气热水器)，然后通过水输送泵230以每分钟4升的速度输送到混合管路320上，在水输送泵230输出端上可安装压力表240来检测水的压力，水输送泵230输出的水的流量控制可以通过电器元件如PLC控制器(图中未示出)来控制水输送泵230的转速来控制流量，也可在水输送泵230前或水输送泵230后安装液体流量计来检测水的流量是否准确。水输送泵230可选用离心泵等输送时使水产生可以超过1.5bar压力的输送泵。
可溶性气源110使用氧气纯度99.5％商业用气瓶，在使用初期，由于新气瓶的压力较高，可通过控制减压阀140和气体流量计130来控制气压大于1.5bar和流量为每分钟3升。但在可溶性气源110长时间使用后气瓶压力低于1.5bar的情况下，无法达到输送条件时，即低于混合器所要求的1.5bar的情况下，为维持一定压力状态下的可溶性气体的提供，通过调整气体增压输送泵120的速度以使气体进入混合器300内的压力超过1.5bar流量为3升每分钟(可通过如PLC控制器发出的电子信号调整气体增压输送泵的转速以控制气体流量，也可通过PLC控制的气体质量流量计或调整气体压力结合浮球流量计来控制气体流量)。同时启动供水器200，根据需要调节水的温度、流量和压力，输出带有大于混合器300内压力小于输出气体压力的一定压力状态下的水。氧气和水一起经由三通管共同通过混合管路320导入静态混合元件310的混合腔体311内，通过如图4所示的三段串联组合式的混合腔体311，氧气和水通过圆珠形的颗粒填充物313和连接部312的过程中会形成一定压力，并使氧气和水进行更加充分的接触融合。
经过静态混合元件310的充分融合后输出压力状态下溶解气体后的水至常压状态的外部，暴露在常压状态下的外部环境中，溶解在水中的气体会由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，即可实现纳米微泡发生，可直接喷淋在待清洗表面，微泡破裂过程中将对待清洗表面进行打击，充分清除污物并增加血液循环。
其中，本实施例在输出使用前还可进行了气液分离和尾气消除，避免残余的未被溶解的气体影响使用效果。当然了，在其他具体实施例中也可以直接将气液分离所得的气体排放到大气中，或将所述气液分离装置的气体抽出端直接连接至所述气体发生器上，进行可溶性气体的循环回收再利用。
实施例二：
图9为实施例二洗浴用纳米微泡发生装置的结构示意图。如图9所示，本实施例又提出一种洗浴用纳米微泡发生装置，本实施例是在实施例一的基础上进行进一步的改进，与实施例一的主要不同之处在于：在混合器300中进一步加设了动态混合元件330。
本实施例的洗浴用纳米微泡发生装置所采用的混合器300除了包括静态混合元件310和混合管路320外，还包括有一动态混合元件330，如图10至图12所示，本实施例动态混合元件330的为一动态搅拌器，所述动态搅拌器包括有定子331、转子332和壳体333，定子331和转子332设置在壳体333内，壳体333的一端设置有用于导入所述可溶性气体和所述水的输入端，壳体333的另一端设置有用于输出气水混合物的输出端334，所述输出端连接导通至混合管路320上，气体发生器100与供水器200依次通过壳体333的输入端和输出端导通连接至混合管路320一端上，如图9所示，动态混合元件330替代了混合管路320一端上的所述三通管的设置。
具体的，如图10所示，本实施例的动态混合元件330的所述输入端分设为水输入端335和气输入端336，水自水输入端335进入动态混合元件330的壳体333内，气体自气输入端336进入动态混合元件330的壳体333内，气体和水在壳体内部进行混合溶解。在其他实施例中也可以设置一个输入端，气体与水通过三通管合并后统一由输入端进入动态混合元件的壳体内，动态混合元件330的具体设置数量和设置位置也可以根据需要进行调整，此处不再赘述。
示例性的，如图12所示，本实施例的转子332带有圆形或方形的齿，由电机驱动的轴带动旋转，转子332在旋转的过程中为防止水和气体从静态混合元件中泄漏，所述轴与所述壳体的密封使用单断面机械密封或填料密封。如图11所示，本实施例的定子331上带有圆形或方形的齿，由壳体333的内周侧壁向内进行延伸形成。转子332插入壳体333内部，转子332与定子331之间形成齿与齿相互交错。转子332在定子331中旋转，使气体和水在通过由转子332和定子331组成的动态混合元件330的壳体333内腔室时相互接触混合溶解，混合后的气体和水从动态混合元件的壳体333的输出端334流出。混合时可通过转子332的转速来使气体和水充分接触，增大水和气体的接触表面积，增加气体在水中的溶解度，转子的转速越大气体在水中的溶解度越大。在动态混合元件330内的混合压力需超过1.5bar，压力越大混合时气体在水中的溶解度越大。壳体333内的压力可以通过调整连接壳体333输出端334的管道粗细或长短进行调整，壳体333的输出端334通过混合管路320连接至静态混合元件310上，以达到增加动态混合元件330内的压力并提升溶解效果的目的。在动态混合元件330内或壳体333的输出端334上或与混合管路320上可以安装压力监测表337来检测动态混合元件330内的压力。
在本实施例中，其他部件的设置和具体应用过程可以参照实施例一的具体描述，此处不再赘述。
实施例三：
图13为实施例三泡浴系统的结构示意图。如图13所示，本实施例提出了一种泡浴系统，其包括泡浴装置和气泡发生装置，所述气泡发生装置为实施例一中所述的洗浴用纳米微泡发生装置(具体结构参照实施例一)，可溶性气体和水在所述气泡发生装置进行混合溶解后，输出压力状态下溶解气体后的水至所述泡浴装置中，所述压力状态下溶解气体后的水在被输送到泡浴装置后释放为常压，溶解在水中的气体由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，微泡破裂过程中可对待清洗表面进行打击，清除污物，与此同时，人体通过表皮深层次大面积的接触和吸收了氧或臭氧或氢气，能够起到清除人体自由基或中和人体血液酸性的目的并增加血液循环。
具体的，如图13所示，本实施例的泡浴装置600为浴缸，所述气泡发生装置的输出端输入泡浴装置600内，而在泡浴装置600上还设置有盖体700和负压排气口800，盖体700盖合在泡浴装置600敞口端面上，盖体700上预留有用于人体头部伸出的缺口部710，缺口部710由盖体700的一侧端面向内延伸形成，负压排气口800导通设置在泡浴装置600和盖体700上，对从纳米微泡释放出来的气体进行排出。
示例性的，本实施例的盖体700由固定盖体720和滑动盖体730组成，滑动盖体730可相对于固定盖体720和泡浴装置600水平滑动，缺口部710开设在滑动盖体730上，固定盖体720固体覆盖在泡浴装置600敞口端面的一侧上，滑动盖体730可滑动的设置在泡浴装置600敞口端面的另一侧上，且在滑动盖体730的两侧边和泡浴装置600敞口端面四周边缘上对应设置滑轨，使得滑动盖体730可在泡浴装置600敞口端面上进行滑动，并可滑动至固定盖体720下方。本实施例负压排气口800是利用外接排风机将从纳米微泡释放出来的气体排出泡浴装置600所放置的空间。
在其他具体实施例中，所述负压排气口导通设置的具体位置以达到泡浴装置内气体排出为目的任意部位安置，可以设置在泡浴装置侧壁上部或所述盖体上等。所述盖体还可以采用其他方式进行组合使用，如盖体可以是整体一板块覆盖在泡浴装置敞口端面上，也可以是多块滑动或活动铰接设置。且气体增压输送泵、水输送泵、动态混合元件、排风机、加热器等所有可以使用电气控制的部位都可以使用电子控制，与PLC控制器进行控制连接实现自动化，还可在各管道间安装电磁阀或气动阀门以控制各路的接通与断开，此处不再赘述。
示例性的，使用者在利用本实施例的泡浴系统进行泡浴的具体使用情况如下：
使用者推开滑动盖体730，躺入泡浴装置600中，然后合上滑动盖体730，使用者的头部通过缺口部710伸出泡浴装置600，然后启动所述气泡发生装置和负压排气口，可溶性气体和水在所述气泡发生装置进行混合溶解后，输出压力状态下溶解气体后的水至泡浴装置600中，所述压力状态下溶解气体后的水在被输送到泡浴装置后释放为常压，溶解在水中的气体由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，微泡破裂过程中对人体皮肤表面进行打击，清除污物，与此同时，人体通过表皮深层次大面积的接触和吸收了氧或臭氧或氢气，能够起到清除人体自由基或中和人体血液酸性的目的并增加血液循环。
实施例四：
图14为实施例四泡浴系统的结构示意图。如图14所示，本实施例又提出了一种泡浴系统，其与实施例三的主要不同之处在于，本实施例采用的所述气泡发生装置为实施例二中所述的洗浴用纳米微泡发生装置(具体结构参照实施例二)，其他具体结构和使用操作可参考实施例三的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，在其他具体实施例中，本发明的泡浴系统所采用的泡浴装置还可以是浴桶、喷淋器、足浴桶或桑拿箱等，也可以是喷淋器结合浴缸等一起使用，只需将气泡发生装置的输出端连接至喷淋器上，人在泡浴的过程中，即可同时一边手持喷头对全身进行浇淋。当然了，基于本发明的洗浴用纳米微泡发生装置及泡浴系统，除应用于人体泡浴之外,还可以应用在如动物洗浴,物品清洗,果蔬清洗等需要微泡清洗的应用。如利用本发明可使用臭氧气体溶解于水中，并使用溶解臭氧的水进行消毒应用或对水本身进行消毒的应用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (20)
1.一种洗浴用纳米微泡发生装置，包括：用于提供一定压力状态下的可溶性气体的气体发生器，用于提供一定压力状态下水的供水器，以及用于将所述可溶性气体与所述水进行溶解混合的混合器，所述气体发生器与所述供水器分别导通至所述混合器内，所述可溶性气体和所述水在所述混合器内进行混合溶解后输出；其特征在于：
所述混合器至少包括一静态混合元件和一混合管路，所述气体发生器与所述供水器导通在所述混合管路一端上，所述混合管路的另一端导通连接至所述静态混合元件上；
所述静态混合元件内部形成有至少一个混合腔体，所述混合腔体内填充有颗粒填充物和/或多孔结构物。
2.如权利要求1所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述混合腔体为多个，多个所述混合腔体串联和/或并联组合，所述混合腔体的内径大于相邻所述混合腔体之间的连接口径。
3.如权利要求1或2所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：任一所述混合腔体沿轴向截面为矩形、菱形或梭子形。
4.如权利要求1或2所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述颗粒填充物的颗粒形状为圆珠形或不规则形状，颗粒平均直径为0.5毫米到10毫米。
5.如权利要求1所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述混合器还包括一动态混合元件，所述动态混合元件为一动态搅拌器，所述动态搅拌器包括有定子、转子和壳体，所述定子和所述转子设置在所述壳体内，所述壳体的一端设置有用于导入所述可溶性气体和所述水的输入端，所述壳体的另一端设置有用于输出气水混合物的输出端，所述输出端连接导通至所述混合管路上，所述气体发生器与所述供水器依次通过所述壳体的输入端和输出端导通连接至所述混合管路一端上。
6.如权利要求1或5所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述混合器内的压力最低为1bar，所述供水器提供的水的压力大于所述混合器内的压力，所述气体发生器提供的可溶性气体的压力大于所述混合器内的压力。
7.如权利要求1所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气体发生器输出的可溶性气体为二氧化碳、氧气、氢气和/或臭氧。
8.如权利要求1所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述供水器包括：水源、加热器和水输送泵，通过供水管道依次导通连接所述水源、所述加热器和所述水输送泵，由所述水输送泵对外输出带一定压力状态和温度的水。
9.如权利要求1或2或8所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气体发生器包括：可溶性气源和气体增压输送泵，所述可溶性气源通过供气管道连接气体增压输送泵，由气体增压输送泵对外输出带一定压力状态的可溶性气体。
10.如权利要求9所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气体增压输送泵为隔膜泵或柱塞泵。
11.如权利要求9所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气体增压输送泵的输出端上设置有用于防止水输送压力大于气体输送压力时造成所述气体增压输送泵出现损坏的单向阀。
12.如权利要求9所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气体增压输送泵的输出端上还设置有气体流量计和减压阀。
13.如权利要求1或2或5所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述洗浴用纳米微泡发生装置还包括用于分离装置中未溶解于水中的可溶性气体的气液分离装置，所述气液分离装置设置在所述静态混合元件的气液混合输出端上，对未溶解在水中的气体进行分离抽出。
14.如权利要求13所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述洗浴用纳米微泡发生装置还包括用于消除所述气液分离装置分离抽出的可溶性气体的尾气消除装置，所述尾气消除装置连接在所述气液分离装置的气体抽出端上，通过催化或加热的方法使分离抽出的可溶性气体化为无害气体排至外部空间。
15.如权利要求13所述的洗浴用纳米微泡发生装置，其特征在于：所述气液分离装置的气体抽出端直接连接至所述气体发生器上，进行可溶性气体的循环回收再利用。
16.一种泡浴系统，包括泡浴装置和气泡发生装置，其特征在于：所述气泡发生装置为权利要求1-15任一项所述的洗浴用纳米微泡发生装置，可溶性气体和水在所述气泡发生装置进行混合溶解后，输出压力状态下溶解气体后的水至所述泡浴装置中，所述压力状态下溶解气体后的水在被输送到泡浴装置后释放为常压，溶解在水中的气体由于压力减低而形成纳米级的气体微小泡沫并缓慢释放，微泡破裂过程中可对待清洗表面进行打击，清除污物并可增加血液循环。
17.如权利要求16所述的泡浴系统，其特征在于：所述泡浴装置为喷淋器、足浴桶或桑拿箱。
18.如权利要求16所述的泡浴系统，其特征在于：所述泡浴装置为浴缸或浴桶。
19.如权利要求18所述的泡浴系统，其特征在于：所述泡浴装置上还设置有盖体和负压排气口，所述盖体盖合在所述泡浴装置敞口端面上，所述盖体上预留有用于人体头部伸出的缺口部，所述缺口部由所述盖体的一侧端面向内延伸形成，所述负压排气口导通设置在所述泡浴装置和/或所述盖体上，对从纳米微泡释放出来的气体进行排出。
20.如权利要求19所述的泡浴系统，其特征在于：所述盖体由固定盖体和滑动盖体组成，所述滑动盖体可相对于所述固定盖体和泡浴装置水平滑动，所述缺口部开设在所述滑动盖体上。
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