CN106308336A - 一种基于triz的分流式富水杯的设计方法 - Google Patents

一种基于triz的分流式富水杯的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于TRIZ的分流式富水杯的设计方法，将TRIZ中有关解决物理矛盾的空间分离方法加以应用，将空间分离方法所对应的多个发明原理中常用的有：分割原理、抽取原理、局部质量原理、借助中介物原理、嵌套原理融合于改进电解装置的构思中,同时还利用多用性原理共同产生了分流式富水杯的创新设计方法。本发明基于TRIZ的分流式富水杯的设计方法,将TRIZ至少6个发明原理触入创新设计中,较好地解决现有技术上氢氧气泡同向或同道上升、相互干扰，减轻氢气容易释放的倾向；让本发明的技术方案更易于产品化开发，让消费者方便地携带美观实用的富氢水杯，且饮用到更好的富氢水。

Description

一种基于TRIZ的分流式富水杯的设计方法
技术领域
本发明涉及一种基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，属于富氢水制造技术应用领域。
背景技术
富氢水,顾名思义就是富含氢气的水。英文是hydrogenRich water，日文是“水素水”。作为一种选择性抗氧化物质，氢气对很多疾病具有治疗作用，具有十分广泛的应用前景。
近年来，国内市场上富氢水、水素水产品渐多，富氢水、水素水的杯具也有所见，其中采用电解制氢的技术占有相当比例，包括相关的专利技术的涌现。在这些电解制氢杯具及其专利技术中, 常见有水平布置的电极结构, 如中国专利: 申请号201510366113.8 ,申请号201510126957.5，201520051049.X等; 也有上下布置的电极结构,如中国专利: 申请号201520786526.7等。这两种布置的电极结构其产品经实验或实用，仍发现其不足现象。
一是电极片平面布置结构，用于透明杯体中，可以观察到电解产出的气泡：氧--氢--氧--氢--氧--氢间隔向上释放气泡，其中氢气泡细小、量多、上升力小，氧气泡泡大、量少、上升力大，上升速度快，两气泡到达杯体中上部开始互相干扰，氧气泡向上冲撞氢气泡，加快氢气释放溢出。
二是电极片上下布置结构，用于透明杯体中，可以观察到电解产出的气泡：氧--氢--氧--氢--氧间隔向上或氢--氧重叠垂直向上，两气泡上升过程互相干扰，氧气泡向上冲撞氢气泡更为严重，特别是氢--氧重叠垂直向上的结构，其气泡都集中于杯体中央部分，而靠近杯体圆周部分却是空白区。由于阳极片在下，所产出氧气受水压等影响，更容易向上助推氢气泡更快更容易地释放。
据第二军医大孙学军教授主编的《氢分子生物学》的一个重要论点：“饱和富氢水产品在开发过程中遇到最大障碍不是氢气的溶解度，而是氢气非常容易从水中释放出来”。而上述两种电极片装置所产生的气泡会间隔而不同道地上升或同道密集上升，印证了所造成的相互干扰与助推氢气更容易释放的事实。这是我们不希望看到的现象，这也是现有技术的不足之处。
“发明问题解决理论”(TRIZ) 是 20 世纪 40 年代起源于苏联的一种系统化的技术创新方法论。应用TRIZ的40个发明原理对照与本发明相关的同类专利的技术特征、技术方案等, 进行分析、归纳、提炼, 总结其中可借鉴的若干发明原理, 为我所用。
上述两种电极布置结构在富氢水杯具内出现相互排斥的气泡现象，用TRIZ发明原理和创新思维来看待这个现象，认为这种矛盾的双方存在于同一客体即水杯内腔，这里存在典型的物理矛盾。以阴--阳极上下重叠布置的结构为例，两气泡在杯体内中央部分密集上升，而在杯体内圆周边缘却是气泡空白地带，即存在两气泡不交叉的空间，这就是要解决物理矛盾时，即可使用“空间分离”方法的理由。
为了避免上述两种电极布置结构的不足之处, 为此，有必要应用TRIZ发明原理指导该领域技术及产品的创新设计。
发明内容
本发明主要目的是提供一种基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，让所产生的氢氧气泡分道上升而互不干扰，确保氢气正常释放而不是助推其加快更容易释放。
为了实现上述目的, 本发明采用以下技术方案: 一种基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：将TRIZ中有关解决物理矛盾的空间分离方法加以应用，将空间分离方法所对应的多个发明原理中常用的有：分割原理、抽取原理、借助中介物原理、局部质量原理、嵌套原理融合于改进电解装置的构思中, 同时还利用多用性原理共同产生了分流式富水杯的创新设计方法。
进一步的，根据所述的分割原理应用，在杯体内结构布局上设计，让电解所产出的氢气泡和氧气泡做到分流上升，分别释放，互不干扰。
进一步的，根据所述的抽取原理应用，将电解所产生氧气单独抽出，抽取其可产生负面影响即气泡干扰的属性。
进一步的，根据所述的借助中介物原理，设计出剖面成倒锥台的集气罩，将其设置在电解圈上方。
进一步的，根据所述的局部质量原理应用，让物体的不同部分，即杯身内径间距上，各具不同功能，依此原理设计集气罩上口径大小，让其与杯身内径之差的1/2作为氧气通道，其单边通道大小约占杯身内经5-10%。
进一步的，根据所述的嵌套原理应用，在电解制氢过程中，即将氢气气泡嵌入氧气气泡圈中，然后将两个气泡体装在杯身内，三者彼此配合。
进一步的，根据所述的多用性原理应用，即使一个物体具备多项功能，在杯身合适位置上设计有环形分布的2-6个LED灯, 使之至少具备3项功能：提醒告知功能、美观产品功能及电解显示功能；所设计的滤芯安装的矿化烧结球对水电解至少具备3项功能：通过增加通过滤芯的水中矿物质而增加电解质，从而提高电解效率；增加处理原水的种类，包括原先不易电解的纯净水；增加水中的金属镁成份，遇水后化学反应生成氢气，从而在总体上増加制氢生成数量和溶解度。
进一步的，所述基于 TRIZ的分流式富水杯，包括杯身、与所述杯身顶部可拆卸式连接的盖体、与所述杯身底部密封固定连接的底座、安装在杯身内的电解装置，其特征在于：所述底座内安装有供电模块、PCB板；所述PCB板上设置有控制电路；所述底座的顶部设置有加热环及温度传感器；所述盖体包括带透气孔的储水仓、设置在储水仓底部的带透水孔的滤芯盒、与储水仓顶部可拆卸式连接的瓶盖；所述瓶盖顶部设置有一泄气阀；所述电解装置包括一与底座底部连接的电极座、安装在电极座顶部的集气罩及从上至下安装在电极座上的阴极板、第一隔离板、离子膜、第二隔离板、阳极片；所述阳极片下方的电极座上开设有通气孔；所述供电模块、温度传感器、加热环、阴极板、阳极片分别与控制电路连接；供电模块包括蓄电池及其相连接的充电接口、触摸按键；所述触摸按键与控制电路连接；充电接口、触摸按键设置在底座外侧；所述底座内侧还设置有N个LED灯，N个LED灯分别与所述控制电路连接；其中N为不小于3的自然数；LED灯为RGB LED灯；所述滤芯盒内装有2-4mm颗粒状矿化烧结球，所述的矿化烧结球由20-50%的镁粉、5-10%锌粉，以及电气石、麦饭石、木魚石、陶粘土等矿物材料组成，并经过粉磨、造粒、成球、烧结而成。
本发明的有益效果: 本发明基于 TRIZ的分流式富水杯与设计方法, 将TRIZ至少6个发明原理触入创新设计中, 较好地解决现有技术上氢氧气泡同向或同道上升、相互干扰，减轻氢气容易释放的倾向； 让本发明的技术方案更易于产品化开发，让消费者方便地携带美观实用的富氢水杯，且饮用到更好的富氢水。
附图说明
图1 为本发明剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步解释说明。
一种基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：将TRIZ中有关解决物理矛盾的空间分离方法加以应用，将空间分离方法所对应的多个发明原理中常用的有：分割原理、抽取原理、借助中介物原理、局部质量原理、嵌套原理融合于改进电解装置的构思中,同时还利用多用性原理共同产生了分流式富水杯的创新设计方法。
在本发明一实施例中，根据所述的分割原理应用，在杯体内布局上设计，让电解所产出的氢气泡和氧气泡做到分流上升，分别释放，互不干扰。
在本发明一实施例中，根据所述的抽取原理应用，将电解所产生氧气单独抽出，抽取其可产生负面影响即气泡干扰的属性。
在本发明一实施例中，根据所述的借助中介物原理，设计出剖面成倒锥台的集气罩，将其设置在电解圈上方。
在本发明一实施例中，根据所述的局部质量原理应用，让物体的不同部分，即杯身内径间距上，各具不同功能，依此原理设计集气罩上口径大小，让其与杯身内径之差的1/2作为氧气通道，其单边通道大小约占杯身内经5-10%。
在本发明一实施例中，根据所述的嵌套原理应用，在电解制氢过程中，即将氢气气泡嵌入氧气气泡圈中，然后将两个气泡体装在杯身内，三者彼此配合。
在本发明一实施例中，根据所述的多用性原理应用，即使一个物体具备多项功能，在杯身合适位置上设计有环形分布的2-6个LED灯, 使之至少具备3项功能：提醒告知功能、美观产品功能及电解显示功能；所设计的滤芯安装的矿化烧结球对水电解至少具备3项功能：通过增加通过滤芯的水中矿物质而增加电解质，从而提高电解效率；增加处理原水的种类，包括其他原先不易电解的纯净水等；增加水中的金属镁成份，遇水后化学反应生成氢气，从而在总体上増加制氢生成数量和溶解度。
在本发明一实施例中，所述基于 TRIZ的分流式富水杯一种分流式的富氢水杯，包括杯身3、与杯身顶部可拆卸式连接的盖体、与杯身底部密封固定连接的底座6、安装在杯身内的电解装置，所述底座内安装有供电模块65、PCB板62；PCB板上设置有控制电路；底座的顶部设置有加热环5及温度传感器51；盖体包括带透气孔12的储水仓13、设置在储水仓底部的带透水孔23的滤芯盒2、与储水仓顶部可拆卸式连接的瓶盖14；瓶盖顶部设置有一泄气阀11；电解装置包括一与底座底部连接的电极座4、安装在电极座顶部的集气罩41及从上至下安装在电极座上的阴极板42、离子膜43、阳极片44；阳极片下方的电极座上开设有通气孔45；供电模块、温度传感器、加热环、阴极板、阳极片分别与控制电路连接。具体结构示意图参见图1。底座内侧还设置有N个LED灯63，N个LED灯分别与控制电路连接；其中N为不小于3的自然数；LED灯为RGB LED灯。供电模块包括蓄电池及其相连接的充电接口61、触摸按键64；触摸按键与控制电路连接；充电接口、触摸按键设置在底座外侧。所述滤芯盒2内装有2-4mm颗粒状矿化烧结球，所述的矿化烧结球由20-50%的镁粉、5-10%锌粉，以及电气石、麦饭石、木魚石、陶粘土等矿物材料组成，并经过粉磨、造粒、成球、烧结而成。
对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明， 而不是用来限制本发明的。 本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化， 只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点， 仍然在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：将TRIZ中有关解决物理矛盾的空间分离方法加以应用，将空间分离方法所对应的多个发明原理中常用的有：分割原理、抽取原理、借助中介物原理、局部质量原理、嵌套原理融合于改进电解装置的构思中,同时还利用多用性原理共同产生了分流式富水杯的创新设计方法。
2.根据权利要求1所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的分割原理应用，在杯体内结构布局上设计，让电解所产出的氢气泡和氧气泡做到分流上升，分别释放，互不干扰。
3.根据权利要求1所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的抽取原理应用，将电解所产生氧气单独抽出，抽取其可产生负面影响即气泡干扰的属性。
4.根据权利要求1所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的借助中介物原理，设计出剖面成倒锥台的集气罩，将其设置在电解圈上方。
5.根据权利要求4所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的局部质量原理应用，让物体的不同部分，即杯身内径间距上，各具不同功能，依此原理设计集气罩上口径大小，让其与杯身内径之差的1/2作为氧气通道，其单边通道大小约占杯身内经5-10%。
6.根据权利要求1所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的嵌套原理应用，在电解制氢过程中，即将氢气气泡嵌入氧气气泡圈中，然后将两个气泡体装在杯身内，三者彼此配合。
7.根据权利要求1所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：根据所述的多用性原理应用，即使一个物体具备多项功能，在杯身合适位置上设计有环形分布的2-6个LED灯, 使之至少具备3项功能：提醒告知功能、美观产品功能及电解显示功能；所设计的滤芯安装的矿化烧结球对水电解至少具备3项功能：通过增加通过滤芯的水中矿物质而增加电解质，从而提高电解效率；增加处理原水的种类，包括原先不易电解的纯净水；增加水中的金属镁成份，遇水后化学反应生成氢气，从而在总体上増加制氢生成数量和溶解度。
8.根据权利要求1-7任一所述的基于 TRIZ的分流式富水杯的设计方法，其特征在于：所述基于 TRIZ的分流式富水杯，包括杯身、与所述杯身顶部可拆卸式连接的盖体、与所述杯身底部密封固定连接的底座、安装在杯身内的电解装置，其特征在于：所述底座内安装有供电模块、PCB板；所述PCB板上设置有控制电路；所述底座的顶部设置有加热环及温度传感器；所述盖体包括带透气孔的储水仓、设置在储水仓底部的带透水孔的滤芯盒、与储水仓顶部可拆卸式连接的瓶盖；所述瓶盖顶部设置有一泄气阀；所述电解装置包括一与底座底部连接的电极座、安装在电极座顶部的集气罩及从上至下安装在电极座上的阴极板、第一隔离板、离子膜、第二隔离板、阳极片；所述阳极片下方的电极座上开设有通气孔；所述供电模块、温度传感器、加热环、阴极板、阳极片分别与控制电路连接；供电模块包括蓄电池及其相连接的充电接口、触摸按键；所述触摸按键与控制电路连接；充电接口、触摸按键设置在底座外侧；所述底座内侧还设置有N个LED灯，N个LED灯分别与所述控制电路连接；其中N为不小于3的自然数；LED灯为RGB LED灯；所述滤芯盒内装有2-4mm颗粒状矿化烧结球，所述的矿化烧结球由20-50%的镁粉、5-10%锌粉，以及电气石、麦饭石、木魚石、陶粘土等矿物材料组成，并经过粉磨、造粒、成球、烧结而成。
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