CN109071278B - 氢水制造系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢水制造系统，尤其涉及一种不存在电解过程中可能会发生的所供应的氢水中含臭氧的忧虑，且在使原水的水压不会作用于作为核心部件的电解槽的同时，提升氢水中氢气的溶解量的装置。所述氢水制造系统包括：容器状的恒压维持部(100)，其接受接受原水并进行蓄水，以维持恒定水位；电解部(200)，其由从所述恒压维持部(100)独立地接受原水的氧气发生室(210)和氢气发生室(220)隔着离子交换膜(230)形成为两部分的密闭容器构成，且在所述氧气发生室(210)设置有正极板(211)，在所述氢气发生室(220)设置有负极板(221)，以通过供应电源实施电解；流体泵(300)，其从所述电解部(200)的氢气发生室(220)接受原水和氢气并压送；溶解部(400)，其具备喷嘴(410)，从所述流体泵(300)接受原水和氢气并喷射，以使氢气溶解于原水；以及流量检测传感器(500)，其设置于所述溶解部(400)后方的管道内，在通过检测氢水的供水而驱动所述流体泵(300)的同时，向所述电解部(200)供应电源，以实施电解。该装置在提高各种构件的耐久性的同时，一方面提升氢水中氢气的溶解量，另一方面，不但迅速供应所生成的氢水，使氢水的效果最大化，还能预防不可避免地中断原水供应时可能会发生的构件的损伤。

Description

氢水制造系统
技术领域
本发明涉及利用水的电解的氢水制造系统，尤其涉及一种不存在电解过程中可能会发生的所供应的氢水中含臭氧的忧虑，且在使原水的水压不会作用于作为核心部件的电解槽的同时，提升氢水中氢气的溶解量的装置，该装置在提高各种构件的耐久性的同时，一方面提升氢水中氢气的溶解量，另一方面，不但迅速供应所生成的氢水，使氢水的效果最大化，还能预防不可避免地中断原水供应时可能会发生的构件的损伤的装置。
背景技术
通常，氢水(hydrogen water)指混入有一定水准以上的氢分子(H2)的水，2007年5月8日，美国医学杂志《自然医学》中发表了氢水对癌症、脑部疾病和动脉硬化等有治疗效果。
饮用这种氢水有预防过敏性皮炎等皮炎、美白皮肤、通过抗氧化的抗衰老、提高免疫力等效果，尤其是，当体内流入放射线污染物时，会增加活性氧，从而导致癌症等各种疾病，而饮用氢水有清除这种活性氧的效果，因而当前备受瞩目。
这种具有多重效果的氢水通常通过电解或利用镁(Mg)的化学反应制作，尤其，由于氢气溶解于氢水的时间较短，制造氢水后，需在短时间内饮用，因而其缺点在于，氢水不易于流通供应。
因此，当前正以诸多形式开发直接制造氢水的装置。
韩国公开专利公报第10-2013-73831号中公开了对利用电解的传统的氢水制造装置的一示例。
然而，根据韩国公开专利公报第10-2013-73831号中公开的传统的氢水制造装置，由于在具有规定体积的容器内进行电解后，饮用在该容器中生成的氢水，因而无法连续制造氢水，尤其是，通过电解制造的氢水中对人体有害的臭氧的溶解量升高的忧虑较大。
此外，韩国公开专利公报第10-2013-85815中公开了对利用电解的传统的氢水制造装置的另一示例。
此外，根据韩国公开专利公报第10-2013-85815号中公开的传统的氢水制造装置，由于未单独处理电解后的氧气，因而所生成的氢水中臭氧的溶解量升高的忧虑同样较大，且由于有各种构件与原水直接连接，原水的压力直接作用于这种构件，因而存在耐久性下降导致无法长期使用的问题。
此外，韩国注册专利公报第10-1427989号中公开了对利用电解的传统的氢水制造装置的又一示例。
然而，根据韩国注册专利公报第10-1427989号中公开的传统的氢水制造装置，由于其单纯直接供应通过电解生成的氢水，因而所存在的现有技术上的问题是，氢水中氢气溶解量有限。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明提供一种通过使供水管道的水压不直接作用于氢水制造系统内部，在提高各种构件的耐久性的同时，通过利用溶解部的氢气和原水的溶解，一方面提升氢水中氢气的溶解量，另一方面，不但迅速供应所生成的氢水，使氢水的效果最大化，还能预防不可避免地中断原水供应时可能会发生的构件的损伤的氢水制造系统。
技术方案
如此构思的本发明通过如下构成实现，即，包括：容器状的恒压维持部，其接受原水并进行蓄水，以维持恒定水位；电解部，其由从所述恒压维持部独立地接受原水的氧气发生室和氢气发生室隔着离子交换膜形成为两部分的密闭容器构成，且在所述氧气发生室设置有正极板，在所述氢气发生室设置有负极板，以通过供应电源实施电解；流体泵，其从所述电解部的氢气发生室接受原水和氢气并压送；溶解部，其具备喷嘴，从所述流体泵接受原水和氢气并喷射，以使氢气溶解于原水；以及流量检测传感器，其设置于所述溶解部后方的管道内，在通过检测氢水的供水而驱动所述流体泵的同时，向所述电解部供应电源，以实施电解。
此时，优选地，所述流体泵和所述溶解部之间的管道与所述恒压维持部之间，进一步设有自动截止阀，该自动截止阀根据管道内的压力，在预先设定的规定压力以下时开放，以从所述流体泵和所述溶解部之间的管道向所述恒压维持部排出空气，以预防所述流体泵的损伤。
此外，优选地，所述溶解部如下构成，即，包括：喷嘴，其向垂直下方喷射原水和氢气；器皿状的内部容器，其在外周面形成有多个通孔；以及外壳，其容纳所述内部容器，且在上侧设有所述喷嘴，在下侧形成有出口。
发明的效果
根据如上所述的本发明，通过使供水管道的水压不直接作用于氢水制造系统内部，在提高各种构件的耐久性的同时，通过利用溶解部的氢气和原水的溶解，一方面提升氢水中氢气的溶解量，另一方面，不但迅速供应所生成的氢水，使氢水的效果最大化，还能预防不可避免地中断原水供应时可能会发生的构件的损伤。
附图说明
图1是示出本发明的氢水制造系统的概略性构成图。
图2是示出本发明的氢水制造系统中恒压维持部的实施例的剖视图。
图3是示出本发明的氢水制造系统中电解部的剖视图。
图4是示出本发明的氢水制造系统中溶解部的剖视图。
附图标记
10-筒式原水桶，100-恒压维持部，110-浮标，120-开关阀，130-原水桶安装部，131-尖锐部，200-电解部，210-氧气发生室，211-正极板，212-返回管道，220-氢气发生室，221-负极板，230-离子交换膜，300-流体泵，400-溶解部，410-喷嘴，420-内部容器，421-通孔，430-外壳，431-出口，500-流量检测传感器，600-自动截止阀，700-备用滤芯部，710-沉淀滤芯，720-前置活性炭滤芯，730-中空纤维膜滤芯，740-后置活性炭滤芯。
具体实施方式
图1是示出本发明的氢水制造系统的概略性构成图，图2是示出本发明的氢水制造系统中恒压维持部的实施例的剖视图，图2的(a)示出了直接连接式恒压维持部，图2的(b)示出了更换式恒压维持部。
此外，图3是示出本发明的氢水制造系统中电解部的剖视图，图4是示出本发明的氢水制造系统中溶解部的剖视图。
如图1至图4所示，本发明的氢水制造系统，其技术特征在于，如下构成，即，包括：容器状的恒压维持部100，其接受原水并进行蓄水，以维持恒定水位；电解部200，其由从所述恒压维持部100独立地接受原水的氧气发生室210和氢气发生室220隔着离子交换膜230形成为两部分的密闭容器构成，且在所述氧气发生室210设置有正极板211，在所述氢气发生室220设置有负极板221，以通过供应电源实施电解；流体泵300，其从所述电解部200接受氢气发生室220的原水和氢气并压送；溶解部400，其具备喷嘴410，从所述流体泵300接受原水和氢气并喷射，以使氢气溶解于原水；以及流量检测传感器500，其设置于所述溶解部400后方的管道内，在通过检测氢水的供水而驱动所述流体泵300的同时，向所述电解部200供应电源，以实施电解。
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
如图1至图4所示，本发明的氢水制造系统大体上由恒压维持部100、电解部200、流体泵300、溶解部400以及流量检测传感器500构成。
首先，恒压维持部100构成为容器状，其接受原水并进行蓄水，以维持恒定水位，从而维持规定的压力向系统供应原水。
根据原水的供应形式，这种恒压维持部100可区分为直接连接式和更换式。
所谓直接连接式，指直接连接于如自来水管供应原水的管道的形式；所谓更换式，指反复更换装有原水的规定的筒式的原水桶10的形式。
此时，如图2的(a)所示，直接连接式恒压维持部100的内部设置有浮标(float)110和开关阀120，以按规定水位对原水进行蓄水。
此时，所述浮标110和开关阀120位于所述恒压维持部100的大致上部，当所述浮标110随原水的水位悬浮上升时，开关阀120随着该浮标110的升降开闭。
亦即，当所述浮标110上升至一定高度以上时，所述开关阀120关闭，当所述浮标110下降至低于一定高度的位置时，所述开关阀120开放。
其中，所述开关阀120的阀的种类不限，而本发明中最优选针阀。
由此，所述恒压维持部100内始终维持蓄有恒定水位的原水的状态，其结果是，使作用于如自来水管供应原水的管道的水压不会直接作用于所述恒压维持部100，而是会维持恒定的水压。
若是上述直接连接式恒压维持部100，为了向本发明的氢水制造系统供应净水后的原水，可以设置如图2的(a)所例示的备用滤芯部700。
这种备用滤芯部700连接于接受恒定水压的原水的管道，例如自来水管等，且包括用于过滤异物的多个滤芯。
根据需要的功能，设置于所述备用滤芯部700的滤芯由以下滤芯中的一个以上的组合构成为佳：
去除沙子、土、锈屑等的沉淀滤芯(sediment filter)；去除氯、三卤甲烷、异味等的前置活性炭滤芯(pre-carbon filter)；去除各种重金属有机化学物质的中空纤维膜滤芯(hollow fiber membrane)；螺旋式三口膜滤芯；以及改善水的口感，去除瓦斯或异味等的后置活性炭滤芯(post-carbon filter)等。
本发明的氢水制造系统中，优选地，所述备用滤芯部700依次设置有四个滤芯，即，沉淀滤芯710、前置活性炭滤芯720、中空纤维膜滤芯730以及后置活性炭滤芯740。
其次，如果是更换式恒压维持部100，如图2的(b)所示，可以采用安装装满有原水的规定形式的筒式原水桶10，以在原水用尽时更换筒式原水桶10的形式。
为此，在所述恒压维持部100的上部形成有用于逆向安装筒式原水桶10的大致漏斗状的原水桶安装部130。
这种原水桶安装部130的中央底面也可以直立形成有尖锐部131，从而当将筒式原水桶10倒过来将其入口插入所述原水桶安装部130时，所述尖锐部131可以穿破密封所述筒式原水桶10的入口的密封盖(未图示)，使其开放。
由此，通过由所述筒式原水桶10供应的原水，所述恒压维持部100内可以始终维持蓄有恒定水位的原水的状态，其结果是，可以维持恒定的水压。
其次，如图3所示，电解部200由隔着离子交换膜230形成为两部分的密闭容器构成，其内部区分为氧气发生室210和氢气发生室220。
此时，如图1所示，将管道铺设为使所述氧气发生室210和所述氢气发生室220可以分别独立地从所述恒压维持部100接受原水。
此外，在所述电解部200的氧气发生室210内配置有用于电解的正极板211，在氢气发生室220内配置有用于电解的负极板221，以通过向所述正极板211和所述负极板221供应电源，对原水实施水电解。
尤其，在所述电解部200内区分氧气发生室210和氢气发生室220的离子交换膜230虽然阻挡水的移动，但使阳离子可以自由移动，在本实施例中，优选采用杜邦公司的全氟磺酸膜。
其结果是，当在所述电解部200实施电解时，在所述氧气发生室210产生氧气，在所述氢气发生室220产生氢气。
此时，如图1所示，所述氧气发生室210的上部形成有另外的返回管道212为佳，以将通过电解生成的氧气转输至所述恒压维持部100。
由此，电解时在电解部200的氧气发生室210生成的氧气通过返回管道212输送至恒压维持部100后被释放至空气中，而且还附带地对产生臭氧时所述恒压维持部100内可能会产生的细菌起到杀菌/消毒的作用。
此外，在所述氢气发生室220生成的氢气部分溶解于原水，从而产生氢气溶解量较少的氢水，如图1所示，将原水和氢气与这种氢水同时供应至流体泵300。
这种所述流体泵300起从所述电解部200的氢气发生室220接受氢水、原水以及氢气并压送的作用，该流体泵300的启动与否将由在后面描述的流量检测传感器500控制。
由所述流体泵300压送的氢水、原水以及氢气直接被供应至溶解部400。
但是，也可以在所述流体泵300与溶解部400之间额外构成未图示的滤芯部，这种滤芯部接受氢气溶解量较少的氢水、原水以及氢气后，利用活性碳滤芯过滤，从而去除异物和臭氧导致的气味。
其次，所述溶解部400被构成为在规定空间内利用喷嘴410高压喷射原水和氢气，以使更多氢气溶解于原水，在经由这种溶解部400的过程中，氢水的氢气溶解量会大幅上升。
这种溶解部400可以采用具备喷嘴410的多种形式，尤其，在本发明中，如图4所示，优选地，所述溶解部400如下构成，即，包括：喷嘴410，其向垂直下方喷射原水和氢气；器皿状的内部容器420，其在外周面形成有多个通孔421；以及外壳430，其容纳所述内部容器420，且在上侧设有所述喷嘴410，在下侧形成有出口431。
亦即，所述溶解部400由在上部形成有入口、在下部形成有出口431的圆柱形外壳430构成，从位于入口的喷嘴410向下侧方向喷射氢气溶解量较少的氢水、原水以及氢气，与形成有多个通孔421的内部容器420碰撞，以使更多的氢气溶解于原水。
其结果是，在所述溶解部400生成氢气溶解量较多的氢水，在此之后，所述溶解部400的氢水经流量检测传感器500供应至用户。
此时，所述流量检测传感器500设置于所述溶解部400后方的管道内，以检测氢水的供水与否情况。
检测氢水的供水情况时，这种流量检测传感器500在起驱动所述流体泵300的功能的同时，还向所述电解部200供应电源，以执行电解。
亦即，所述流体泵300的驱动与否和所述电解部200中的电解取决于由所述流量检测传感器500检测的氢水的供水与否情况，其结果是，防止不必要的功耗，用户使用氢水时，可以实时生成并供应氢水，而无需预先生成氢气溶解时间极其短暂的氢水。
此外，上面以通过返回管道212将电解时产生的氧气输送至恒压维持部100，并向空气中排出的情况为例进行了说明，但根据需求，也可以将电解部200的电极反过来，以用于制造氧气水。
截至目前，基本上对本发明的氢水制造系统中持续向所述恒压维持部100正常供应原水时生成氢水的情况进行了说明，下面将对例如自来水管道临时停水，或由于未及时更换筒式原水桶10，所述恒压维持部100内不存在恒定水位的原水时本发明的氢水制造系统的构件可能会发生的损伤的预防进行说明。
亦即，在本发明中，当通过所述恒压维持部100的原水的供应不够流畅时，不但所述电解部200内的电解不流畅，尤其，随着所述流体泵300内注满空气会发生空转，从而存在损伤所述流体泵300的忧虑。
为此，在本发明中，优选地，如图1所示，所述流体泵300和所述溶解部400之间的管道与所述恒压维持部100之间，进一步设有自动截止阀600，该自动截止阀600根据管道内的压力，在预先设定的规定压力以下时开放，以从所述流体泵300与所述溶解部400之间的管道向所述恒压维持部100排出空气，以预防所述流体泵300的损伤。
例如，当所述恒压维持部100适宜地供应原水时，所述流体泵300对氢气溶解量较少的氢水、原水以及氢气进行加压后，正常压送至所述溶解部400。
随之，会有超过预先设定的规定压力的正常压力作用于连接在所述流体泵300和所述溶解部400之间的管道与所述恒压维持部100之间的自动截止阀600，其结果是，所述自动截止阀600会持续维持关闭状态，从而正常实施上述氢水的生成。
但是，当所述恒压维持部100的原水供应不当时，会存在所述流体泵300内部大部分注满空气而导致空转的忧虑。
此时，会有预先设定的规定压力以下的压力作用于所述自动截止阀600，其结果是，所述自动截止阀600由关闭状态转换为开放状态，将所述流体泵300与所述溶解部400之间的管道内部空气排向所述恒压维持部100。
由此，所述流体泵300与所述溶解部400之间的管道的空气全部排出后，重新会有适宜水准的压力作用于所述自动截止阀600，所述自动截止阀600随之重新转换为关闭状态。
从而，本发明的氢水制造系统通过额外设置的自动截止阀600，事前预防恒压维持部100不能持续供应原水时可能发生的构件的损伤，尤其是流体泵300的损伤。
下面，参照图1至图4说明本发明的作用。
根据原水的供应形式，如上述构成的本发明的氢水制造系统可以区分为直接连接式恒压维持部100和更换式恒压维持部100，首先，若具备直接连接式恒压维持部100时，通过如自来水管等管道向备用滤芯部700供应原水，并在依次经由沉淀滤芯710，前置活性炭滤芯720，中空纤维膜滤芯730以及后置活性炭滤芯740的过程中实施原水的过滤。
在所述备用滤芯部700过滤的原水被供应至恒压维持部100，且在所述恒压维持部100通过浮标110和开关阀120维持恒定水位，当原水的水位随着氢水的供应下降时，重新接受通过备用滤芯部700过滤的原水。
由此，作用于自来水管道等的水压只作用至所述恒压维持部100之前的部分，没有另外的水压作用于该恒压维持部100之后的部分，而只有通过其后方的流体泵300供应氢水，因而起到事前防止作用于自来水管道的水压作用于装置内部而可能发生的耐久性下降等的作用。
此外，若是更换式恒压维持部100，形成有可安装更换式筒式原水桶10的原水桶安装部130，通过更换筒式原水桶10，所述恒压维持部100始终维持蓄有恒定水位的原水的状态，其结果是，还可以维持恒定的水压。
然后，由于所述电解部200的密闭容器内通过离子交换膜230分离形成有氧气发生室210和氢气发生室220，电解时，所述氧气发生室210内的正极板211会产生氧气，所述氢气发生室220内的负极板221会产生氢气。
此时，在所述氧气发生室210产生的氧气可通过设置于电解部200上侧的返回管道212输送至恒压维持部100后，向空气中排出。
在这种电解过程中，在所述电解部200内部，只有阳离子可以通过离子交换膜230移动，而水不能移动，因而在所述氢气发生室220生成的氢水全然不受氧气的影像，从而可以确切阻止臭氧等溶解于氢水。
如此，通过流体泵300同时向溶解部400输送原水、氢气和在所述电解部200的氢气发生室220生成的氢气溶解量较少的氢水。
此时，也可以加设未图示的滤芯部，从而利用活性炭滤芯去除氢水中含有的气味的同时，进而过滤异物。
其次，在溶解部400内，通过喷嘴410向外壳430内侧的内部容器420强力喷射原水和氢气，该溶解部400内会生成氢气溶解量较多的氢水，如此生成的氢水经由流量检测传感器500供应至用户。
此时，通过检测用户的氢水供应，所述流量检测传感器500不仅控制所述电解部200的电解，还控制所述流体泵300的驱动与否情况。
由此，只有在用户供应氢水时进行电解和流体泵300的驱动，从而可以迅速生成并供应氢水，省去了不必要的功耗。
从而，根据本发明的氢水制造系统，作用于自来水管道的水压不会作用于装置内部，因而具有事前防止水压导致构件的耐久性下降的优点。
此外，电解部200通过离子交换膜230完全分离，因而通过电解生成的氢水全然不受氧气的影响，因而根本不存在产生对人体有害的臭氧等的忧虑。
此外，可以通过溶解部400高压喷射原水和氢气，提升氢水中氢气的溶解量，从而供应更为优质的氢水。
不仅如此，由于通过流量检测传感器500进行电解和流体泵300的驱动，因而避免不必要的功耗，且制造氢水后短时间内供水，从而可以向用户提供溶解有更多氢气的氢水的卓越的优点。
更重要的是，本发明中，加设了自动截止阀600，因而还具有可以事前防止原水供应不流畅时可能会发生的流体泵300的损伤的优点。
上述实施例仅为用于具体描述本发明的技术思想的一示例，本发明的范围不限于上述附图或实施例。
工业上应用的可能性
本发明通过使供水管道的水压不直接作用于氢水制造系统内部，在提高各种构件的耐久性的同时，通过利用溶解部的氢气和原水的溶解，一方面提升氢水中氢气的溶解量，另一方面，不但迅速供应所生成的氢水，使氢水的效果最大化，还能预防不可避免地中断原水供应时可能会发生的构件的损伤。

Claims (2)

1.一种氢水制造系统，其特征在于，包括：
容器状的恒压维持部，其接受原水并进行蓄水，以维持恒定水位；
电解部，其由从所述恒压维持部独立地接受原水的氧气发生室和氢气发生室隔着离子交换膜形成为两部分的密闭容器构成，且在所述氧气发生室设置有正极板，在所述氢气发生室设置有负极板，以通过供应电源实施电解；
流体泵，其从所述电解部的氢气发生室接受原水和氢气并压送；
溶解部，其具备喷嘴，从所述流体泵接受原水和氢气并喷射，以使氢气溶解于原水；以及
流量检测传感器，其设置于所述溶解部后方的管道内，在通过检测氢水的供水而驱动所述流体泵的同时，向所述电解部供应电源，以实施电解，
所述流体泵和所述溶解部之间的管道与所述恒压维持部之间，进一步设有自动截止阀，该自动截止阀根据管道内的压力，在预先设定的规定压力以下时开放，以从所述流体泵和所述溶解部之间的管道向所述恒压维持部排出空气，以预防所述流体泵的损伤。
2.根据权利要求1所述的氢水制造系统，其特征在于，
所述溶解部包括：
喷嘴，其向垂直下方喷射原水和氢气；
器皿状的内部容器，其在外周面形成有多个通孔；以及
外壳，其容纳所述内部容器，且在上侧设有所述喷嘴，在下侧形成有出口。
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