CN110156106A - 一种低氘水的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低氘水的制备方法，先将水打散形成小分子团水，然后将处于小分子状态的水通过冷凝装置冷凝，利用重水、半重水和水的冷凝点的不同，在冷凝装置中重水、半重水凝固，水则从冷凝装置中流出形成低氘水。该发明利用重水、半重水和水的冷凝点的不同，通过冷凝制得低氘水，方法简单实用易实现，装置结构简单，能同时满足工业生产使用和家中制备低氘水使用的需求，实现人们健康饮水的生活方式。

Description

一种低氘水的制备方法

技术领域

本发明涉及低氘水的制备，尤其是一种简单实用的、能同时作为家用和工业生产用的低氘水的制备方法。

背景技术

氘(deuterium)，是氢(H)的同位素之一，也被称为重氢，元素符号一般为D或2H，与氧就会形成有H₂O、HDO、D₂O三种结构的水，也就是我们常说的水、半重水、重水。水的密度为1克/厘米，沸点为100℃，冰点为0℃，而重水在外观上和水相似，是无臭无味的液体，重水的密度略大，为1.1079克/立方厘米，冰点略高，为3.82℃，沸点为101.42℃，参与化学反应的速率比水缓慢，因此在自然界的水中也会存在有氘，其含量约为150ppm(百万分之150)。根据UCLA教授Laszlo Boros的研究表明，如果体内氘水平太高，难以调整到一个正常的水平(130ppm)，氘比较重就会破坏细胞中线粒体的纳米马达，就无法生产足够的能量，随之而来就是疲劳、癌症还有各种慢性病。很多人有这样的病症，就是因为体内环境的氘过多导致，而这又有很多原因，比如饮用水、转基因食物、工业化食品，还有居住于临海地区等等。这就要求我们摄取的食物，脂肪永远是低氘的，还有就是饮用低氘水，也就是氘含量低于130ppm的水，比如天然冰川水、高原水或者经过现代高科技工艺精馏后的低氘饮用水。但现有的制备低氘水的方法中，有通过化学方式的化学交换法和电解法，通过物理方式的蒸馏法等,但化学方法产生的低氘水不适于作饮用水，蒸馏方法又需要高温来制备不适于家庭中使用。

发明内容

针对现有的不足，本发明提供一种简单实用的、能同时作为家用和工业生产用的低氘水的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低氘水的制备方法，包括一设有进水口、进气口、喷嘴的水箱，由如下步骤来制备：

S1，小分子团水的生成，将水通过进水口通入水箱，在水箱中将水经过雾化器打散使水处于小分子状态，之后经过由进气口进入水箱的气体带着雾化后的水通过喷嘴喷出；

S2，水的冷凝分离，将从喷嘴喷出的处于小分子状态的水导入冷凝装置中，所述冷凝装置包括长度不小于100cm口径在0.35-0.55cm并弯折成蛇形的冷凝导管、设置在冷凝导管外的制冷设备，所述冷凝导管的一端与喷嘴相密封连接形成冷凝导管的进水端，另一端则成为冷凝导管的出水端，冷凝温度在-3到-7℃，利用冷凝点的不同将重水、半重水凝固，处于液态的水就从冷凝导管中流出，流出的水即为低氘水。

作为优选，还包括有低氘水的收集步骤，在冷凝导管的出水端连接一设有进口和出口的用来收集并储存低氘水的储水容器，所述储水容器的进口与冷凝导管的出水端相连接，所述储水容器的进口和出口处均设置有一控制水流量的水阀开关。

作为优选，所述雾化器是超声波雾化器或微孔雾化器。

作为优选，所述喷嘴内设置有纳米滤膜。

作为优选，所述制冷设备是设置在冷凝导管外并包围冷凝导管的半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷面与冷凝导管相面对，所述半导体制冷片电性连接有电源、电源开关，所述电源和电源开关均电性连接在一控制线路板上。

作为优选，所述控制线路板上设置有MCU单元，所述电源开关与MCU单元电性连接，所述MCU单元电性连接有一位于制冷设备内的温度传感器，所述MCU单元接收温度传感器传递的温度信息并依据所接收的温度信息来控制电源开关的导通或断开。

作为优选，所述半导体制冷片设有多个，多个所述半导体制冷片组合形成一箱体，所述冷凝导管设置在箱体内且冷凝导管的进水端和出水端均从箱体伸出。

作为优选，所述冷凝导管长度是150cm、口径是0.40cm，冷凝温度为-4℃。

作为优选，所述水箱的进水口和进气口处设置有对应调节进水量和进气量的调节阀。

作为优选，所述水箱中进入的气体是纯氧气或纯氮气。

本发明的有益效果在于：该发明利用重水、半重水和水的冷凝点的不同，通过冷凝制得低氘水，通过低温的方式来获得低氘水，解决了传统的高温蒸馏的方法和化学方法在家中不易实现，以及化学方法制得的低氘水无法饮用的问题，该发明的方法简单实用易实现，装置结构简单，能直接连接在家中的水龙头上使用，在满足工业生产使用的同时，也满足了家中制备低氘水的需求，实现人们健康饮水的生活方式。

附图说明

图1是本发明的原理结构框图；

图中零部件名称及序号：1-水箱 10-进水口 11-进气口 12-喷嘴 13-调节阀 2-雾化器 3-冷凝装置 30-冷凝导管 31-制冷设备 300-进水端 301-出水端 4-储水容器40-进口 41-出口 42-水阀开关 5-纳米滤膜 6-控制线路板 60-电源 61-电源开关 62-MCU单元 7-温度传感器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例如图1中所示，一种低氘水的制备方法，包括一设有进水口10、进气口11、喷嘴12的水箱1，该水箱1可以依据不同的使用地点、使用方式而设置为柱体状的或方形的，进水口10、进气口11、喷嘴12可以设置在水箱1的不同部位，在同一边或者不同边均可，而为了使得水流以及气流的顺畅流动，将进气口11、进水口10和喷嘴12设置在不同的边上，同时进气口11设置在进水口10的上方，这样进入水箱1里的水才不会影响进入水箱1中气体的流动，由如下步骤来制备：S1，小分子团水的生成，将水通过进水口10流入水箱1，依据不同的要求，水可以直接采用家用的自来水，也可以是经过净化后侧纯净水，然后在水箱1中将水经过雾化器2打散使水处于小分子状态，此时根据不同的需求，所述雾化器2是超声波雾化器或微孔雾化器，根据不同雾化器2产生雾化的原理，在使用超声波雾化器时就要将其设置于水箱1内的下部或底部，这样在水箱1中流入水后，雾化器2才能被水淹没，才能做到雾化，在使用微孔雾化器时就需要将其安装在水箱1内的上部或顶部，发挥其雾化的功能，水箱1中的水被雾化后，在没有外力作用下并不会从水箱1中出来，而水箱1上进气口11的设置则使得在水被雾化后能跟随气体的流动流出水箱1，之后经过由进气口11进入水箱的气体带着雾化后的水通过喷嘴12喷出；S2，水的冷凝分离，将从喷嘴12喷出的处于小分子状态的水导入冷凝装置3中，这样雾化后的成小分子状态的水就能在一定的速度下被导入冷凝装置3中，水在冷凝装置3中也会保持有一定的流速，所述冷凝装置3包括长度不小于100cm口径在0.35-0.55cm并弯折成蛇形的冷凝导管30、设置在冷凝导管外的制冷设备31，此时在冷凝开始前就调节制冷设备31至冷凝所需要的制冷温度，在处于小分子状态的水进入冷凝导管30时就能快速有效的发挥冷凝的效果，冷凝导管30弯折成蛇形在不减少水流流通长度的情况下可以减小装置的体积，也能增强制冷设备31的制冷效率，所述冷凝导管30的一端与喷嘴12相密封连接形成冷凝导管30的进水端300，两者相密封连接就不会在两者之间的连接处漏水，另一端则成为冷凝导管30的出水端301，冷凝温度在-3到-7℃，在这样的温度下，能很好的将重水、半重水予以凝固，而水不会被凝固，重水和半重水的比重大于水的比重，在小分子状态的水进入冷凝导管30后，重水、半重水就会优先向下走，而它的冰点亦即凝固点在理论上是3.82℃，水的凝固点在理论上是0℃，但由于水中都会存在有杂质，会形成凝固点下降，重水、半重水和水的凝固点都会相应的下降，但它们之间凝固时的温度还是存在有温度差的，利用它们凝固点的温度差就能将它们予以分离，利用冷凝点的不同将重水、半重水凝固，处于液态的水就从冷凝导管30中流出，流出的水即为低氘水，优选所述冷凝导管30长度是150cm、口径是0.40cm，冷凝温度为-4℃，这样就能使得低氘水的生产具有更好的效率。由于在常规的饮用水中存在的重水和半重水的量约为150PPM，其量相对来说也是很小的，因此在冷凝时它们在冷凝导管30中的凝固并不会堵塞冷凝导管30，不会影响水的流动，同时在停止制备并收集好去氘水后，冷凝装置3也会恢复到常温状态，被凝固的重水、半重水也就会从冷凝导管30流出被收集，省去了对冷凝导管30进行清理的程序，方法简单实用易实现，装置结构简单，能直接连接在家中的水龙头上使用，既能满足工业生产使用，也能满足家中制备低氘水的需求，实现人们健康饮水的生活方式。同时，制备好的低氘水在不需要立即使用的时候，还存在一个收集的问题，此时还包括有低氘水的收集步骤，在冷凝导管30的出水端301连接一设有进口40和出口41的用来收集并储存低氘水的储水容器4，所述储水容器4的进口40与冷凝导管30的出水端301相连接，所述储水容器4的进口40和出口41处均设置有一控制水流量的水阀开关42，通过在冷凝导管30的出水端301设置储水容器4，就可以将制备出的低氘水予以存储起来，方便使用，进口40和出口41则是方便储水容器4的进水和出水，可以设置为相同的结构并安装在储水容器4的不同地方，方便安装，并且两者不处于同一水平面上，方便水的流出，此时为了便于使用储水容器4中的低氘水，在安装时则可以将出口41的位置低于进口40的位置，设置的水阀开关42则是便于人们控制水的流量。

进一步的改进，如图1中所示，为了除去水中的杂质，提高水的软化质量，从而提高水的水质，所述喷嘴12内设置有纳米滤膜5，通过纳米滤膜5的过滤作用，可以进一步的将水分子分散为小分子水。

进一步的改进，如图1中所示，所述制冷设备31是设置在冷凝导管30外并包围冷凝导管30的半导体制冷片，半导体制冷片经济实惠，效果好，可以反复多次的使用，使用方便，便于控制，能根据需要制冷的温度来选择半导体制冷片的功率，能保证制冷温度的稳定性，所述半导体制冷片的制冷面与冷凝导管30相面对，就能有效的对冷凝导管30进行冷凝，所述半导体制冷片电性连接有电源60、电源开关61，所述电源60和电源开关61均电性连接在一控制线路板6上，电源60可以直接使用直流电源，也可以使用交流电源，然后将交流电源转换为直流电源来给半导体制冷片提供电力，这样电源提供电力给半导体制冷片，电源开关61则用来控制半导体制冷片的电性导通或关闭，控制线路板6则作为枢纽将各部件连接组合起来并控制各部件的电性导通，其可以单独设置一个盒子来安装，也可以安装在水箱上。而为了方便冷凝导管30的安装及制冷效果，所述半导体制冷片设有多个，多个所述半导体制冷片组合形成一箱体，箱体就可以依据不同需求，可以将其一个面设置为一个半导体制冷片也可以为多个，或者将多个面设置为一个半导体制冷片，所述冷凝导管30设置在箱体内且冷凝导管30的进水端300和出水端301均从箱体伸出，这样就不会影响到冷凝装置3的整体结构，也方便冷凝装置3的连接。

进一步的改进，如图1中所示，为了保证冷凝导管30冷凝时温度的稳定，避免温度波动过大而影响低氘水的制造效率，则在所述控制线路板6上设置有MCU单元62，所述电源开关61与MCU单元62电性连接，所述MCU单元62电性连接有一位于制冷设备31内的温度传感器7，所述MCU单元62接收温度传感器7传递的温度信息并依据所接收的温度信息来控制电源开关61的导通或断开，在冷凝开始时，温度传感器7、MCU单元62均被电性导通，温度传感器7实时的检测冷凝的温度，当检测的温度与预设的温度差超过规定的温差范围时，就反馈信息至MCU单元62，MCU单元62接收到相应信息后就断开电源开关61的电性连接，提醒人们制备过程出现了问题，需要及时的进行检修。

进一步的改进，如图1中所示，所述水箱1的进水口10和进气口11处设置有对应调节进水量和进气量的调节阀13，通过调节阀13就能调节进入水箱1中水的流量以及气体的流量，从而调节水的雾化量以及雾化后的小分子水进入冷凝导管30的量，在确保一定流速的情况下保证水的冷凝效果。为了进一步提高低氘水的水质，对低氘水有更高要求的情况下，所述水箱1中进入的气体是纯氧气或纯氮气，通入纯的氧气或氮气就避免通过气体往水中引入杂质，由于通常的空气中含有多种的物质，在将其通入水箱1并将雾化后的水导入冷凝导管30时，杂质也会随着进入冷凝导管30，从而影响到低氘水的水质。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种低氘水的制备方法，其特征在于：包括一设有进水口、进气口、喷嘴的水箱，由如下步骤来制备：

S1，小分子团水的生成，将水通过进水口通入水箱，在水箱中将水经过雾化器打散使水处于小分子状态，之后经过由进气口进入水箱的气体带着雾化后的水通过喷嘴喷出；

S2，水的冷凝分离，将从喷嘴喷出的处于小分子状态的水导入冷凝装置中，所述冷凝装置包括长度不小于100cm口径在0.35-0.55cm并弯折成蛇形的冷凝导管、设置在冷凝导管外的制冷设备，所述冷凝导管的一端与喷嘴相密封连接形成冷凝导管的进水端，另一端则成为冷凝导管的出水端，冷凝温度在-3到-7℃，利用冷凝点的不同将重水、半重水凝固，处于液态的水就从冷凝导管中流出，流出的水即为低氘水。

2.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：还包括有低氘水的收集步骤，在冷凝导管的出水端连接一设有进口和出口的用来收集并储存低氘水的储水容器，所述储水容器的进口与冷凝导管的出水端相连接，所述储水容器的进口和出口处均设置有一控制水流量的水阀开关。

3.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述雾化器是超声波雾化器或微孔雾化器。

4.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述喷嘴内设置有纳米滤膜。

5.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述制冷设备是设置在冷凝导管外并包围冷凝导管的半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷面与冷凝导管相面对，所述半导体制冷片电性连接有电源、电源开关，所述电源和电源开关均电性连接在一控制线路板上。

6.根据权利要求5所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述控制线路板上设置有MCU单元，所述电源开关与MCU单元电性连接，所述MCU单元电性连接有一位于制冷设备内的温度传感器，所述MCU单元接收温度传感器传递的温度信息并依据所接收的温度信息来控制电源开关的导通或断开。

7.根据权利要求5所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述半导体制冷片设有多个，多个所述半导体制冷片组合形成一箱体，所述冷凝导管设置在箱体内且冷凝导管的进水端和出水端均从箱体伸出。

8.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述冷凝导管长度是150cm、口径是0.40cm，冷凝温度为-4℃。

9.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述水箱的进水口和进气口处设置有对应调节进水量和进气量的调节阀。

10.根据权利要求1所述低氘水的制备方法，其特征在于：所述水箱中进入的气体是纯氧气或纯氮气。