CN105110446B - 纳米气泡制氢水机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米气泡制氢水机，它包括箱体、供氢气管和供水管、氢气发生器、压力泵、溶气罐、纳米氢气泡发生器、气泡水管。纳米氢气泡发生器包括管道、隔膜片，每个所述隔膜片上开设有用于产生压差从而使压力降低至水体所在温度下的饱和蒸汽压的压差孔，进而使水中氢分子汽化产生纳米氢气泡，最终得到超饱和富氢水。通过物理的方法得到富氢水，无任何化学污染，氢气通过纳米氢气泡以高浓度溶解于水中，形成超饱和富氢水存于超饱和富氢水水箱中，氢气浓度可以达到2.6PPM，远高于日本的1.0PPM。
Description
技术领域
本发明涉及一种洗护设备领域，特别涉及一种纳米气泡制氢水机。
背景技术
目前制氢水方法是利用电解水产氢气再将氢气注入水中，电解水产氢的方式会改变浸泡液的酸碱性，同时可能会有微量的电极金属离子脱落散发在水中，这会改变了水的特性，影响水的纯度。电解水产氢气需要浸泡72 小时，且氢气浓度只能达到1.6PPM。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过物理方法得到富氢水且氢气浓度极高的纳米气泡制氢水机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种纳米气泡制氢水机，它包括箱体、安装于所述箱体内的供氢气管和供水管、氢气发生器、用于增加从供氢气管引入的氢气和从供水管引入的水的压力从而提高氢气在水中溶解度的压力泵、使氢气充分在水中溶解的溶气罐、与所述溶气罐通过溶气水管相连接纳米氢气泡发生器、将经过所述纳米氢气泡发生器时形成压差进而产生含有大量纳米氢气泡的水送出的气泡水管，所述压力泵与所述溶气罐相连通，所述氢气发生器包括密闭的机壳、穿设于所述机壳上端用于喷淋产生氢气的反应物的进料管，用于将产生的氢气引出的供氢气管的一端与所述机壳相连通，另一端与所述压力泵相连通，所述机壳底部填有用于反应产生氢气的另一种反应物。
优化的，所述机壳的底部设置有可从其侧壁抽出的填料盒，所述填料盒与推入所述机壳后，其外壁与所述机壳的外壁密封拼接。
优化的，所述进料管的下端连接有使反应物均匀淋于另一种反应物上的淋蓬头。
优化的，所述机壳内位于所述进料管和另一反应物之间设置有用于使反应物均匀淋于另一种反应物上的海绵。
优化的，所述纳米氢气泡发生器包括中部开设有通孔的管道、多块设置在所述管道的通孔内的隔膜片，每个所述隔膜片上开设有用于产生压差从而使压力降低至水体所在温度下的饱和蒸汽压的压差孔。
优化的，所述压差孔包括位于隔膜片中心的中心孔和开设在所述中心孔的周围的多个小孔，所有所述小孔以所述中心孔的圆心为中心呈发散状分布。
优化的，所述管道的内壁的两端开设有分别用于连接气泡水管和溶气水管的螺纹。
进一步地，所述中心孔直径为4～6mm，所述小孔直径为0.5～2mm。
进一步地，所述小孔分别形成个数较多和个数较少的长小孔组和短小孔组，同一个长小孔组或短小孔组中的小孔呈直线排布，长小孔组和短小孔组呈环形整列分布与所述隔膜片上。
进一步地，相邻两个长小孔组之间具有三个均匀分布的短小孔组。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：水在自来水的水压下和氢气一起进入压力泵和溶气罐，然后进入纳米氢气泡发生器内，通过管道内部开设有压差孔的隔膜片产生径向压差，当水流中位于压差孔附近的局部压力降低至水体所在温度下的热力学平衡蒸汽压（饱和蒸汽压）时，原来溶于水体中的氢气就会分离出来迅速汽化成大量的纳米氢气泡而使水体呈乳白色（如牛奶），压力泵和溶气罐能有效提高氢气在水中的溶解度，当溶气罐内的水经过纳米氢气泡发生器时将有更多的氢气从水中汽化，从而大幅提高的纳米氢气泡的量，同时水流经过微孔产生的剪切力使得气体分散出更多的纳米氢气泡。小型化，微管道式的纳米氢气泡发生器的设计使纳米氢气泡制氢水机小型化(长30cm至40cm、宽10至20cm、高50cm左右),可以是台式或壁挂式, 方便医用和家用；浓度高，氢气浓度可以达到2.6PPM，远高于日本的1.0PPM，具有国际领先的优势；速度快，通过氢气发生器、气液容积泵、纳米氢气泡发生器，可以将原本需要2小时以上饱和氢水制备过程缩短至1到2分钟，使得制氢饮水机的商业化；抗氧化性能力强，氧化还原电位轻松突破-650mV，高效中和体内强毒性活性氧羟自由基，对癌症、心脑血管疾病、糖尿病、慢性肾脏疾病、便秘等所有由自由基引起的各类慢性疾病都有强大的防治作用；安全，完全的物理方式，除了增加氢气溶解度，不改变水的任何特性。
附图说明
附图1为纳米气泡制氢水机的结构示意图；
附图2为纳米氢气泡发生器的结构示意图；
附图3为纳米氢气泡发生器的剖视图；
附图4为隔膜片的主视图；
以上附图中：1、箱体；2、压力泵；3、溶气罐；4、纳米氢气泡发生器；5、氢气发生器；41、管道；42、隔膜片；43、挡片；421、中心孔；422、小孔；423、环形凸起；51、机壳；52、进料管；53、填料盒；54、淋蓬头；55、海绵。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，纳米气泡制氢水机包括箱体1、供氢气管、供水管、压力泵2和溶气罐3、纳米氢气泡发生器4，气泡水管、氢气发生器5。供氢气管和供水管的一端安装在箱体1上，两者的另一端分别与压力泵2的进气口和进水口相连接，溶气罐3的进口和压力泵2的出口之间用水管连接，溶气罐3的出口和纳米氢气泡发生器4的入口之间也采用水管连接，气泡水管连接在纳米氢气泡发生器4的出口上。氢气发生器5包括密闭的机壳51、穿设于机壳51上端用于喷淋产生氢气的反应物的进料管52、填料盒53、淋蓬头54、海绵55。壳体51的其中一个侧壁为外壁，该外壁与箱体1的侧壁重合，进料管52上安装有用于控制产生氢气量的电磁阀。用于将产生的氢气引出的供氢气管的一端与机壳51相连通，另一端与压力泵2相连通，底部填有用于反应产生氢气的另一种反应物。填料盒53机壳51的底部设置有可从其外壁抽出，填料盒53与推入机壳51后，其外壁与机壳51的外壁密封拼接，也与箱体1的侧壁密封拼接；淋蓬头54连接在进料管52的下端，且使反应物均匀淋于另一种反应物上的；用于使反应物均匀淋于另一种反应物上的海绵55位于机壳51内且其位于进料管52和另一反应物之间。用于产生氢气的方式有很多，在本实施例中，进料管52中的反应物为水，填充在填料盒53中的反应物为氢化钙（CaH2）固体。
如图2、3所示，纳米氢气泡发生器4包括中部开设有通孔的管道41、多块设置在管道41的通孔内的隔膜片42，管道41的内壁的两端开设有分别用于连接气泡水管和溶气水管的螺纹，其中一端内壁上固定设置有挡片43，用于防止隔膜片42从管道41内脱落。所有隔膜片42在管道41内同轴设置且等间距分布，如图4所示，在本实施例中，隔膜片两端面的边缘上设置有环形凸起423，相邻的两个隔膜片42开设有小孔422的主体部分通过环形凸起423间隔开，每个隔膜片42上开设有用于产生压差从而使水达到饱和蒸汽压的压差孔。压差孔包括位于隔膜片42中心的中心孔421和开设在中心孔421的周围的多个小孔422，所有小孔422以中心孔421的圆心为中心呈发散状分布。中心孔421直径为1～10mm，最优取5mm，其用于形成增加紊流，提高纳米氢气泡的数量，小孔422直径为1～5mm，最优取1mm。在小孔422分别形成个数较多和个数较少的长小孔组和短小孔组，同一个长小孔组或短小孔组中的小孔呈直线排布，长小孔组和短小孔组呈环形整列分布与隔膜片42上。相邻两个长小孔组之间具有三个均匀分布的短小孔组。压力泵和溶气罐能有效提高氢气在水中的溶解度，当溶气罐内的水经过纳米氢气泡发生器时将有更多的氢气从水中汽化，从而大幅提高的纳米氢气泡的量，同时水流经过微孔产生的剪切力使得气体分散出更多的纳米氢气泡。
纳米气泡制氢水机的原理如下：进料管中的水依次经过淋蓬头、海绵均匀的淋到氢化钙上后产生氢气，水在自来水的水压下和氢气分别通过一起进入压力泵和溶气罐，然后进入纳米氢气泡发生器内，通过管道内部开设有压差孔的隔膜片产生径向压差，当水流中位于压差孔附近的局部压力降低至水体所在温度下的热力学平衡蒸汽压（饱和蒸汽压）时，原来溶于水体中的氢气就会分离出来迅速汽化成大量的纳米氢气泡而使水体呈乳白色（如牛奶），纳米氢气泡制氢水机就是通过纳米氢气泡的特性将溶解力差的氢气溶解于水，制备超饱和富氢水。微纳米氢气泡大幅度提高氢气在水中溶解度的原理:根据质量守恒定律, N = ṅ·A·t（N=摩尔数，ṅ=传质通量,即传质速率，A=传质面积，t=时间）, 传质效果与传质面积、时间成正比。超大的比表面积:1mm普通气泡利用空穴原理分散成100nm微纳米氢气泡，其比表面积可增大10000倍，增加了气液传质界面，提高气液传质速率和效率。滞留性：根据Stokes定律，气泡在水中的上升速度与气泡直径的平方成正比，微纳米氢气泡似烟雾在水中弥漫，在水体中可停留3-4 h的时间，增加了气液传质的时间。超饱和富氢水对人体疾病预防和治疗原理如下:人体是由细胞所组成的，人的疾病最终都可以归结为细胞受损，人的衰老也是由于细胞老化或坏死所造成的。造成细胞病态或者老化的主要元凶就是过剩的氧自由基。氢的主要功效为：抗氧化。选择性的中和羟基自由基，亚硝酸阴离子等。氢离子与活性氧结合，还原成水，排出体外。氢气在生物上还具有许多优点，一个比较明显的特点就是强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内如细胞核和线粒体等任何部位。这是奠定氢气可以用于治疗疾病的一个重要特征。简单的来说，超饱和富氢水即为氢还原水，就是一种让水中含有强还原力的氢，通过其抗氧化还原力、清除体内过剩活性氧（氧自由基）的一种饮用水。
纳米气泡制氢水机具有以下优点：
1)、小型化，微管道式的纳米氢气泡发生器的设计使纳米氢气泡制氢饮水机小型化(长30cm至40cm、宽10至20cm、高50cm左右),可以是台式或壁挂式, 方便医用和家用。
2)、浓度高，氢气浓度可以达到2.6PPM，远高于日本的1.0PPM，具有国际领先的优势。
3)、速度快，通过氢气发生器、气液容积泵、纳米氢气泡发生器，可以将原本需要2小时以上饱和氢水制备过程缩短至1到2分钟，使得制氢饮水机的商业化。
4)、抗氧化性能力强，氧化还原电位轻松突破-650mV，高效中和体内强毒性活性氧羟自由基，对癌症、心脑血管疾病、糖尿病、慢性肾脏疾病、便秘等所有由自由基引起的各类慢性疾病都有强大的防治作用。
5)、安全，完全的物理方式，除了增加氢气溶解度，不改变水的任何特性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，如：压差孔包括均匀分布的多个小孔，小孔直径为0.5～2mm，小孔由隔膜片中心向四周呈发散状分布等变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种纳米气泡制氢水机，其特征在于：它包括箱体（1）、安装于所述箱体（1）内的供氢气管和供水管、氢气发生器（5）、用于增加从供氢气管引入的氢气和从供水管引入的水的压力从而提高氢气在溶气罐（3）中溶解度的压力泵（2）、使氢气在高压下充分在水中溶解的溶气罐（3）、通过溶气水管与所述溶气罐（3）相连接的纳米氢气泡发生器（4）、将经过所述纳米氢气泡发生器（4）时形成压差进而产生含有大量纳米氢气泡的水送出的气泡水管，所述压力泵（2）与所述溶气罐（3）相连通，所述氢气发生器（5）包括密闭的机壳（51）、穿设于所述机壳（51）上端用于喷淋产生氢气的反应物的进料管（52），用于将产生的氢气引出的供氢气管的一端与所述机壳（51）相连通，另一端与所述压力泵（2）相连通，所述机壳（51）底部填有用于反应产生氢气的另一种反应物，所述纳米氢气泡发生器（4）包括中部开设有通孔的管道（41）、多块设置在所述管道（41）的通孔内的隔膜片（42），每个所述隔膜片（42）上开设有用于产生压差从而使压力降低至水体所在温度下的饱和蒸汽压的压差孔。
2.根据权利要求1所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述机壳（51）的底部设置有可从其侧壁抽出的填料盒（53），所述填料盒（53）推入所述机壳（51）后，其外壁与所述机壳（51）的外壁密封拼接。
3.根据权利要求1所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述进料管（52）的下端连接有使反应物均匀淋于另一种反应物上的淋蓬头（54）。
4.根据权利要求1所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述机壳（51）内位于所述进料管（52）和另一反应物之间设置有用于使反应物均匀淋于另一种反应物上的海绵。
5.根据权利要求1所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述压差孔包括位于隔膜片（42）中心的中心孔（421）和开设在所述中心孔（421）的周围的多个小孔（422），所有所述小孔（422）以所述中心孔（421）的圆心为中心呈发散状分布。
6.根据权利要求1所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述管道（41）的内壁的两端开设有分别用于连接气泡水管和溶气水管的螺纹。
7.根据权利要求5所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述中心孔（421）直径为4～6mm，所述小孔（422）直径为0.5～2mm。
8.根据权利要求5所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：所述小孔（422）分别形成个数较多和个数较少的长小孔组和短小孔组，同一个长小孔组或短小孔组中的小孔呈直线排布，长小孔组和短小孔组呈环形整列分布与所述隔膜片（42）上。
9.根据权利要求8所述的纳米气泡制氢水机，其特征在于：相邻两个长小孔组之间具有三个均匀分布的短小孔组。
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