CN110294518A - 溶氢装置及方法、富氢饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溶氢装置及方法、富氢饮水机，在储水容器内设置多孔材料出气机构，氢气流经导气机构从多孔材料出气机构的无数出气微孔通入水中，分散成无数股细小气流，与水体更加充分地接触，促进氢气在水中的高浓度溶解。相比传统的采用超滤膜的溶氢方法，上述溶氢装置及方法能够更高效、更便捷地溶解氢气。并且由于导气机构中只通过氢气而非水和氢气的混合物，也不需要使用超滤膜，因此，无需考虑水温对部件的影响，同时多孔材料出气机构的材料为陶瓷，卫生安全相当可靠，也具有优异的耐热、耐冷性能。

Description

溶氢装置及方法、富氢饮水机

技术领域

本发明涉及富氢水技术领域，特别是涉及一种溶氢装置及方法、富氢饮水机。

背景技术

富氢水(也称作水素水)是指氢气溶解量超过80ppb的水溶液。富氢水的研究始于2007在《自然医学》发表的第一篇氢气生物学论文，至今全球已经有超过700篇相关论文发表，参与相关研究的研究人员已超过3000名。在日本，2013年富氢水产品已达到200亿日元的市场规模，2014年更是达到了560亿日元的市场规模。医学上已经证明氢气可以有效减少细胞核内羟自由基的含量，保护基因免受氧化应激损伤，抗击炎症。氢气相对于多数水溶性抗氧化剂(如维生素C)而言，最大的特点就是可以轻松穿透细胞壁，这是其他抗氧剂无法做到的。

目前最主流的制备富氢水的方法有电解法和溶氢法。其中，电解法是通过电解水生成含有氢气的水，想要得到高浓度的富氢水，需要加大电解装置、减小流速或增大电流，因此，这种方法制备量少、能耗大。溶氢法是将99.99％纯度的氢气溶解在水中，一般是将氢气和水分别通过导管和三通阀混合后通过泵注入超滤膜内，反复循环，促进氢气的溶解。然而，这种方法不利于将氢气溶解于热水中，这是因为超滤膜无法承受超过60℃的水温反复循环，而先把氢气溶解于室温水中再进行加热会导致氢气的浓度降低。因此，这种方法很难达到热水中氢气的较高浓度溶解，不能满足人们使用热的富氢水的需要。

发明内容

基于此，有必要提供一种溶氢装置及方法、富氢饮水机，以解决传统的溶氢方法难以达到热水中氢气的较高浓度溶解的问题。

一种溶氢装置，包括储水容器、多孔材料出气机构以及导气机构；所述储水容器具有储水腔，所述多孔材料出气机构设置在所述储水腔内，所述多孔材料出气机构为分布有出气微孔的块体，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构，并用于连通氢气源。

在其中一个实施例中，所述出气微孔的孔径为0.01μm～1μm。

在其中一个实施例中，所述多孔材料出气机构为棒状或板状。

在其中一个实施例中，所述多孔材料出气机构为直径为2mm～8mm的棒状；或者，

所述多孔材料出气机构为直径为3cm～21cm的板状。

在其中一个实施例中，所述多孔材料出气机构为棒状，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构的端部；或者，

所述多孔材料出气机构为板状，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构的周缘位置。

在其中一个实施例中，所述储水容器包括冷水罐和热水罐，所述冷水罐设置有冷却机构，所述热水罐设置有加热机构，所述冷水罐和所述热水罐中分别设置有所述多孔材料出气机构，所述导气机构有三段导气管和三通阀，三段所述导气管通过所述三通阀连接，其中两段所述导气管分别连接于所述冷水罐和所述热水罐中的所述多孔材料出气机构，另一段所述导气管用于连通氢气源。

在其中一个实施例中，所述溶氢装置还包括氢气供给装置，所述氢气供给装置与所述导气机构连通以向所述导气机构内通入氢气。

在其中一个实施例中，所述氢气供给装置为电解水装置。

一种富氢饮水机，包括机体、上述任一实施例的溶氢装置以及水龙头，所述溶氢装置设置在所述机体上，所述储水容器上设有出水口，所述水龙头与所述出水口连通。

一种溶氢方法，采用任一实施例的溶氢装置，所述溶氢方法包括以下步骤：

在所述储水容器的储水腔加入水浸没所述多孔材料出气机构，向所述导气机构中通入氢气，使氢气经由所述多孔材料出气机构上的出气微孔通入水中。

与现有方案相比，上述溶氢装置及方法、富氢饮水机具有以下有益效果：

上述溶氢装置及方法、富氢饮水机，在储水容器内设置多孔材料出气机构，氢气流经导气机构从多孔材料出气机构的无数出气微孔通入水中，分散成无数股细小气流，与水体更加充分地接触，促进氢气在水中的高浓度溶解。相比传统的采用超滤膜的溶氢方法，上述溶氢装置及方法能够更高效、更便捷地溶解氢气。并且由于导气机构中只通过氢气而非水和氢气的混合物，也不需要使用超滤膜，因此，无需考虑水温对部件的影响。

附图说明

图1为一实施例的溶氢装置的结构示意图；

图2为另一实施例的溶氢装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和2所示，本发明一实施例的溶氢装置100，包括储水容器110、多孔材料出气机构120以及导气机构130。

其中，储水容器110具有储水腔，储水腔可以存放待溶氢的水，以及存放溶解了氢气的富氢水。

多孔材料出气机构120设置在储水腔内，多孔材料出气机构120为分布有出气微孔的块体。

导气机构130连接于多孔材料出气机构120，并用于连通氢气源。在储水容器110的储水腔加入水浸没多孔材料出气机构120，向导气机构130中通入氢气，氢气可以经由多孔材料出气机构120上众多出气微孔通入水中进行溶解。

导气机构130可以是导气管、快插接头等，用以向多孔材料出气机构120内导入氢气。

在其中一个示例中，多孔材料出气机构120上的出气微孔的孔径为0.01μm～1μm。进一步地，在其中一个示例中，多孔材料出气机构120上的出气微孔的孔径为0.05μm～0.5μm。

在其中一个示例中，多孔材料出气机构120为棒状。进一步地，在其中一个示例中，多孔材料出气机构120为直径为2mm～8mm的棒状。在本示例中，多孔材料出气机构120的其中一端部设有第一连通槽，导气机构130连接于该端部并且与第一连通槽连通。本示例中多孔材料出气机构120可适用于普通饮水机冷热罐。

在其中一个示例中，多孔材料出气机构120为板状。进一步地，在其中一个示例中，多孔材料出气机构120为直径为3cm～21cm的板状。在本示例中，多孔材料出气机构120的周缘位置设有第二连通槽，导气机构130连接于周缘位置并且与第二连通槽连通。本示例中多孔材料出气机构120可适用于开放水箱中。

储水容器110包括冷水罐112和热水罐114，冷水罐112和热水罐114中分别设置有多孔材料出气机构120，导气机构130包括三段导气管和三通阀150，三段导气管通过三通阀150连接，其中两段导气管分别连接于冷水罐112和热水罐114中的多孔材料出气机构120，另一段导气管用于连通氢气源。冷水罐112设置有冷却机构，冷水罐112能够对储存其中的水进行冷却，热水罐114设置有加热机构，热水罐114能够对储存其中的水进行加热。氢气分别通入冷水和热水中，从而可以制备冷的富氢水和热的富氢水，供使用户按需选择。

特别地，在本示例中，储水容器110上设有与储水箱连通的加水口以及出水口，加水口以及出水口能够打开或关闭，可以通过阀门控制开关。储水容器110还设有与储水箱连通的预留孔，预留孔用于供导气机构130穿过。在图2所示的具体示例中，预留孔可以设置在冷水罐112和热水罐114的底部，棒状的多孔材料出气机构120经预留孔伸入冷水罐112和热水罐114中。并且，预留孔位置密封，使得储水腔能够形成密闭空间，从而可以形成一定的压力，促进氢气溶解。

传统的溶氢法制备富氢水是将氢气和水分别通过导管和三通阀混合后通过泵注入超滤膜内，反复循环，促进氢气的溶解。这种方法要想在冷热罐中制备高浓度的富氢水，需要将水和氢气循环起来，即水和氢气的混合物通过水管反复输送注入超滤膜内。然而，这样会大大提高泵、超滤膜、三通阀和导管的耐热、耐冷性能的要求。而需要的部件越多和对部件的要求越高，对卫生的要求就越难控制，很大程度上影响了饮水的卫生安全，同时也很难达到对于冷热水中氢气的高浓度溶解。

上述示例的溶氢装置100，由于导气机构130和三通阀150中只通过氢气而非水和氢气的混合物，也不需要使用超滤膜，因此，无需考虑水温对部件的影响。

在其中一个示例中，多孔材料出气机构120的材料为微孔陶瓷，卫生安全相当可靠，也具有优异的耐热、耐冷性能。

如图1和2所示，在其中一个示例中，溶氢装置100还包括氢气供给装置140，氢气供给装置140与导气机构130连通以向导气机构130内通入氢气。氢气供给装置140可选用但不限于电解水装置。

在其中一个示例中，氢气供给装置140包括电解液水箱142以及电解室144，所述电解室144内设置有质子膜，质子膜将电解室144分别为阳极室和阴极室，阳极室内设有电解阳极，阴极室内设有电解阴极，电解阳极和电解阴极均连接电源，电解液水箱142与阳极室和阴极室的上部连通，电解液水箱142设置在电解室144的上方，从而电解液水箱142中的电解液能够依靠重力流入阳极室和阴极室中，阳极室又通过一导管与电解液水箱142连通。阴极室上设有出气口，出气口与导气机构130连通以将产生的氢气通入导气机构130中。

进一步地，本发明还提供一种富氢饮水机。该富氢饮水机包括机体、上述任一实施例的溶氢装置100以及水龙头。溶氢装置100设置在机体上。具体地，富氢饮水机的机体包括用于容置溶氢装置100的机壳、设置在机壳内的内部控制电路以及用于连通储水容器110和水源的加水管道。储水容器110上设有出水口，水龙头与出水口连通。通过溶氢装置100制得富氢水后，使用者打开水龙头，即可取用富氢水。

传统的采用超滤膜的溶氢方法，不能使用现在市面上标准的冷热罐，因为无法将过热的水通过泵抽出来打入超滤膜内，超滤膜无法承受超过60℃的水温反复循环。本发明的富氢饮水机则可以很好地解决这一问题，装置可以直接匹配市面上通用的冷热罐，且能够获得浓度更高的富氢水，同时多孔材料出气机构120的材料为陶瓷，卫生安全相当可靠，也具有优异的耐热、耐冷性能。

进一步地，本发明还提供一种溶氢方法，采用上述任一示例的溶氢装置100，该溶氢方法包括以下步骤：

在储水容器110的储水腔加入水浸没多孔材料出气机构120，向导气机构130中通入氢气，使氢气经由多孔材料出气机构120上的出气微孔通入水中。

在其中一个示例中，氢气的通入速率为200ml/min～400ml/min。进一步地，在其中一个示例中，氢气的通入速率为250ml/min～350ml/min。

实施例1

如图2所示，本实施例的溶氢装置100采用棒状的多孔材料出气机构120置于冷水罐112(水温23℃)和热水罐114中(水温95℃)，其中水量均为5L，以300ml/min的速度通入氢气。第10分钟、第30分钟分别取样测试水中的氢气溶解量，另外还测试第30分钟取样后静置30分钟后的水中的氢气溶解量，模拟正常接水饮用的时间。

实施例2

如图1所示，本实施例的溶氢装置100采用圆盘状的多孔材料出气机构120置于开放水箱中，其中水量均为5L，以300ml/min的速度通入氢气。第1分钟、第30分钟分别取样测试水中的氢气溶解量，另外还测试第30分钟取样后静置30分钟后的水中的氢气溶解量，模拟正常接水饮用的时间。水温分别为水温23℃和水温95℃。

对比例1

本对比例采用传统的超滤膜的溶氢装置，水温分别为水温23℃和水温95℃。第1分钟、第30分钟分别取样测试水中的氢气溶解量，另外还测试第30分钟取样后静置30分钟后的水中的氢气溶解量，模拟正常接水饮用的时间。

实施例1、实施例2以及对比例1的氢气溶解量测试结果如表1所示：

表1

单位：ppb

相比对比例1的采用超滤膜的溶氢方法，实施例1和实施例2溶氢方法能够更高效、更便捷地溶解氢气，制备的富氢水口感纯绵，溶解氢丰富，溶氢更加稳定持久，更加安全健康。

本发明的溶氢装置及方法、富氢饮水机，在储水容器内设置多孔材料出气机构，氢气流经导气机构130从多孔材料出气机构120的无数出气微孔通入水中，分散成无数股细小气流，与水体更加充分地接触，促进氢气在水中的高浓度溶解。相比传统的采用超滤膜的溶氢方法，上述溶氢装置及方法能够更高效、更便捷地溶解氢气。并且由于导气机构130中只通过氢气而非水和氢气的混合物，也不需要使用超滤膜，因此，无需考虑水温对部件的影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种溶氢装置，其特征在于，包括储水容器、多孔材料出气机构以及导气机构；所述储水容器具有储水腔，所述多孔材料出气机构设置在所述储水腔内，所述多孔材料出气机构为分布有出气微孔的块体，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构，并用于连通氢气源。

2.如权利要求1所述的溶氢装置，其特征在于，所述出气微孔的孔径为0.01μm～1μm。

3.如权利要求1所述的溶氢装置，其特征在于，所述多孔材料出气机构为棒状或板状。

4.如权利要求3所述的溶氢装置，其特征在于，所述多孔材料出气机构为直径为2mm～8mm的棒状；或者，

所述多孔材料出气机构为直径为3cm～21cm的板状。

5.如权利要求3所述的溶氢装置，其特征在于，所述多孔材料出气机构为棒状，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构的端部；或者，

所述多孔材料出气机构为板状，所述导气机构连接于所述多孔材料出气机构的周缘位置。

6.如权利要求1～5任一项所述的溶氢装置，其特征在于，所述储水容器包括冷水罐和热水罐，所述冷水罐设置有冷却机构，所述热水罐设置有加热机构，所述冷水罐和所述热水罐中分别设置有所述多孔材料出气机构，所述导气机构包括三段导气管和三通阀，三段所述导气管通过所述三通阀连接，其中两段所述导气管分别连接于所述冷水罐和所述热水罐中的所述多孔材料出气机构，另一段所述导气管用于连通氢气源。

7.如权利要求1～5任一项所述的溶氢装置，其特征在于，还包括氢气供给装置，所述氢气供给装置与所述导气机构连通以向所述导气机构内通入氢气。

8.如权利要求7所述的溶氢装置，其特征在于，所述氢气供给装置为电解水装置。

9.一种富氢饮水机，其特征在于，包括机体、如权利要求1～8任一项所述的溶氢装置以及水龙头，所述溶氢装置设置在所述机体上，所述储水容器上设有出水口，所述水龙头与所述出水口连通。

10.一种溶氢方法，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的溶氢装置，所述溶氢方法包括以下步骤：

在所述储水容器的储水腔加入水浸没所述多孔材料出气机构，向所述导气机构中通入氢气，使氢气经由所述多孔材料出气机构上的出气微孔通入水中。