CN111118527B - 臭氧电解发生器及其清洗臭氧发生器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臭氧电解发生器，解决了目前电解腔内的通水槽中产生的水垢最后会完全影响导电性膜和阴极极片的接触，会导致电解臭氧的稳定性，其技术方案是：一种臭氧电解发生器，包括电解腔，电解腔内具有阴极极片和阳极极片以及所述阴极极片和阳极极片之间的质子交换膜，所述阴极极片、质子交换膜以及阳极极片上下层叠；所述壳体上还设置入水口以及出水口，水流通过入水口后在电解腔内形成向出水口流动的水流方向；所述阴极极片和阳极极片上均开设有与所述水流方向一致的通水槽，所述通水槽在阴极极片以及阳极极片的高度方向上贯通设置，达到了不易结水垢，臭氧电解浓度稳定的效果。

Description

臭氧电解发生器及其清洗臭氧发生器的方法

技术领域

本发明涉及一种臭氧电解发生器及其清洗臭氧发生器的方法。

背景技术

臭氧水是指运用特殊技术将自然界中的无色气体臭氧(O3)溶解于水中成为具有杀菌力的臭氧水。对自然环境无影响，对人体的安全性也很高，是使用提高自身免疫力的生物活性化原理。

臭氧水因其具有的强杀菌力及高安全性的特性而被广泛运用于医疗机构，尤其是对感染症、皮肤病、免疫不全、癌症的辅助治疗、特应性皮肤炎等较难根治的疾病有很好的疗效。

人体皮肤表面存有有益菌和有害菌，弱酸性的臭氧水能够除去有害菌，为有益菌提供良好的生长环境。臭氧水能够从内而外改善你的肌肤通过臭氧水改善肌肤环境。

目前的臭氧电解发生器常见的有两种用法，一种是在静态水中进行电解臭氧，如CN209668840U中公开的，用于对容器内的水电解，从而产生臭氧水，给用户使用，但是这种静置状态下产生的臭氧水会有局限性。

又例如CN104278289A中公开了一种流动状态下的臭氧电解装置，为用户提供了不断流动的臭氧水，相比较于静态状态下的臭氧水，流动的臭氧水能够不断作用于待清洗表面，应用领域和范围更广，用户体验也更好。并且专利文本公开了在板状阴极(电极)14的下表面14c(电极侧)形成通水路14d，工作的初期可以达到使导电性膜更迅速地成为润湿状态，进一步的，在导电性膜已经润湿膨胀的情况下，导电性膜润湿膨胀部分会堵塞通水路14d和通水路13d。但是以上的设计未考虑到电解过程当中产生的水垢的对电解的影响，由于通水路14d和通水路13d的堵塞和变窄，会导致水在该处位置长期结垢累积，参照附图1和附图2，显示的是在电子显微镜下的极片上结垢状态，这些水垢最后会完全影响导电性膜和阴极极片的接触，不仅仅会影响工作开始状态的润湿功能，并且还会导致电解臭氧的稳定性。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种不易结水垢，臭氧电解浓度稳定的臭氧电解发生器。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种臭氧电解发生器，包括壳体，所述壳体包括底座以及上盖，所述底座以及上盖之间形成有电解腔，所述电解腔内具有阴极极片和阳极极片以及所述阴极极片和阳极极片之间的质子交换膜，所述阴极极片、质子交换膜以及阳极极片上下层叠；所述壳体上还设置入水口以及出水口，水流通过入水口后在电解腔内形成向出水口流动的水流方向；所述阴极极片和阳极极片上均开设有与所述水流方向一致的通水槽，所述通水槽在阴极极片以及阳极极片的高度方向上贯通设置，所述底座和/或上盖的内侧设置有凸起的限位筋，所述限位筋与所述通水槽相错位设置，还包括阴极导电针和阳极导电针，所述阴极导电针的一端与阴极极片相接触，所述阳极导电针的一端与阳极极片相接触，所述阴极导电针和阳极导电针均均包括导电针本体以及弹头。

进一步的，所述通水槽在所述阴极极片、质子交换膜以及阳极极片的宽度方向上配设有多个。

进一步的，所述弹头与导电针本体弹性连接以抵接于极片。

进一步的，所述导电针本体具有凹腔，所述弹头伸入所述凹腔内的一端设置有限位环，所述凹腔内设置有于弹头底部连接的弹簧，所述弹头伸出凹腔外的一端于所述极片相连接。

进一步的，所述阴极导电针和阳极导电针的一端穿设至底座或上盖外部，所述阴极导电针和阳极导电针与底座一体注塑成型。

进一步的，所述阴极极片和质子交换膜相应位置开设有避让孔，所述阳极导电针的另一端穿过避让孔与所述阳极极片抵接；或，

所述阳极极片和质子交换膜相应位置开设有避让孔，所述阴极导电针的另一端穿过避让孔与所述阴极极片抵接。

进一步的，所述电解腔内还设置有用于限制弹头的限位卡。

进一步的，所述上盖与底座的连接方式可以为以下任意一种：卡扣、插销、超声波焊接。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

通过设置有与质子交换膜相通的通水槽，在电解工作初期，能迅速润湿质子交换膜，达到更加稳定的臭氧浓度；

在阴极极片和阳极极片的高度方向上设置有始终贯通的通水槽，通水槽随着水流方向设置，能在电解过程当中水流不断冲刷通水槽，避免水垢的快速累积，能使质子交换膜始终与阴极极片和阳极极片相接触，避免水垢在相接触的位置生成，从而保持稳定的电解状态；

质子交换膜无需另开槽，通水槽即可实现质子交换膜与阴极极片和阳极极片相接触，降低了工艺难度，装配更加简单，质子交换膜的使用寿命更长；

设置有限位筋，限位筋可以抵接在极片未开槽的部分，让电解装置在电解腔内固定稳固，并可以让阳极极片、阴极极片以及质子交换膜三者的层叠保持紧密状态，并且减少水垢在缝隙处的滋生，保持稳定的臭氧电解状态。

通过设置有弹头，弹头可以让导电针始终保持与极片的弹性接触，避免因接触不良导致的无法正常工作；

在阴极极片或阳极极片上设置有避让孔，避让孔能方便让导电针穿过后进行接触，使结构简单，结构紧凑，装配方便；

阴极导电针和阳极导电针与底座一体注塑成型，在模具当中与底座一体注塑，能达到最佳的防水效果

本发明的第二目的是提供一种能对臭氧电解发生器的内部水垢简单方便清洗的方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种清洗上述所述的臭氧电解发生器方法，通过在入水口通入酸性液体对电解腔内产生的水垢进行冲洗。

通过在入水口内通入酸性液体等清洗液后，能快速有效得对电解腔内部产生得水垢进行清洗，从而达到延长使用寿命和保持电解状态得稳定。

附图说明

附图1为电子显微镜下阴极极片(左侧)以及覆盖于阳极极片上方质子交换膜上(右侧)结垢的示意图；

附图2为电子显微镜下阳极极片上方质子交换膜上结垢的示意图；

附图3为臭氧电解发生器的整体示意图；

附图4为臭氧电解发生器的另一种实施方式的整体示意图；

附图5为附图3的A-A方向剖视图；

附图6为臭氧电解发生器的底座与上盖分解示意图；

附图7为附图3的B-B方向剖视立体图；

附图8为附图3的B-B方向剖视图；

附图9为电解装置结垢的初步阶段示意图；

附图10为电解装置结垢的第二阶段示意图；

附图11为电解装置结垢的第三阶段的示意图；

附图12为隐藏电解装置的底座和上盖的分解示意图；

附图13为隐藏电解装置的底座和上盖的分解另一侧的示意图；

附图14为电解装置的单独示意图；

附图15为电解装置的分解示意图；

附图16为阴极导电针和阳极导电针的分解示意图。

附图标记：1、壳体；11、底座；12、上盖；13、电解腔；14、入水口；15、出水口；16、硅胶插口；17、快速连接头；18、限位筋；2、电解装置；21、阴极极片；22、阳极极片；23、质子交换膜；3、水流方向；31、通水槽；4、水垢；5、阴极导电针；6、阳极导电针；7、弹头；71、凹腔；72、弹性装置；73、限位环；8、避让孔；9、限位卡；91、通孔。

实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种臭氧电解发生器，通过在流动水的环境下电解水得到臭氧，臭氧与水溶解后形成臭氧水，直接得到流动的臭氧水，具有方便清洁的功能，其可以用于家用清洁领域，例如日常用品的清洗消毒，也可以用于个人护肤，用于清洁皮肤，深层美容杀菌，并且没有副作用，也可以用于医疗领域，对医疗器械进行杀菌消毒，以及护理方面以及食品消毒方面也有大量的应用。本发明旨在提供一种电解臭氧水浓度稳定，并且能够长期稳定运行的臭氧电解发生器。

参照附图1至3，臭氧电解发生器包括壳体1，壳体1的形状为可以为任意形状，在本实施例当中，优选为扁平状的长方体状，具体的壳体1形状并不做限制，壳体1包括底座11和上盖12，在底座11和上盖12之间即壳体1的内部形成有电解腔13，另外，在壳体1上还包括有一个入水口14和一个出水口15，水流从入水口14进入电解腔13，在电解腔13内的电解装置2作用下，将水电解成臭氧之后，臭氧与水很快溶解为臭氧水，臭氧水最后从出水口15流出，从而可以在工作的状态下源源不断地产生稳定浓度的臭氧水。其中，以长方体状的壳体1为例，入水口14和出水口15可以设置在同一个侧面，即同时设置在上盖12或者底座11上，当设置在同一个侧面上时，入水口14和出水口15之间的距离应该尽量远。作为其他的实施方式，入水口14和出水口15可以设置在对置的侧面。入水口14和出水口15上可以设置有硅胶插口16，这样可以方便硅胶管的直接插入，也可以设置有硬管的快速连接头17，可以方便于管道的快速连接。

参照附图7和8，12和13在电解腔13当中，设置有阴极极片21、阳极极片22以及设置在阴极极片21和阳极极片22之间的质子交换膜23，阴极极片21、质子交换膜23以及阳极极片22层叠设置，阴极极片21、阳极极片22和质子交换膜23的大小可以相同也可以不相同，为了保持足够的接触面积，三者的大小优选为相同设置，形状设置为平板状。

在本实施例当中，入水口14和出水口15优选设置在上盖12上，设置在上盖12的两个对置的边沿上，从而保证了较大的间距，由于底座11需要进行固定，所以设置在上盖12上，可以便于拆卸，达到方便使用的目的。

参照附图5和6，在电解腔13内，沿着入水口14向出水口15方向，形成了水的流动方向(以下简称为水流方向3)，在阴极极片21以及阳极极片22上，均沿着水流方向3相平行设置有通水槽31，通水槽31在本实施例当中在阴极极片21以及阳极极片22以及质子交换膜23上均设置有多条，可以理解的是，该多条通水槽31也相互平行，并且优选的，位于同一水平面上。

参照附图7和8，并且阴极极片21以及阳极极片22的各自的通水槽31均在高度方向上贯通设置，从而能保证在工作状态下始终处于通水槽31的贯通。需要说明的是，在长度方向上，优选的，通水槽31在长度方向上并不做贯通设置，这么设计的原因在于为了层叠之后的强度考虑，所以在阴极极片21以及阳极极片22的两端(指的是水流方向3上的两端)并未延伸到，即并不做长度方向上的贯通设置。当然，如果在强度允许的情况下，也阴极极片21、阳极极片22以及质子交换膜23的通水槽31在长度方向上(即水流方向3上)可以做贯通设置，这样可以达到更好的效果。

另外，质子交换膜23的尺寸设置为20μm至200μm，尺寸非常薄，故在本实施例当中，在质子交换膜23上并未设置有与通水槽31相对应的槽或者孔，这样就大大降低了加工难度，因为在质子交换膜23上开槽工艺非常复杂，并且装配难度较高，从而导致开有槽的质子交换膜23的产品的稳定性很低。

在臭氧电解发生器启动后的通水开始后的一段时间内，随着质子交换膜23含水率的变动从而导致的导电率发生变动，因此，在工作初期存在着难以生成臭氧水以及生成臭氧水浓度不达标的情况，从而降低了用户的使用体验，即无法快速得得到稳定浓度的臭氧水。

在本实施例当中，由于沿着水流方向3形成了多条通水槽31，水从入水口14进入之后，能迅速通过通水槽31进入到质子交换膜23，使质子交换膜23达到润湿的状态，从而在一开始就能使质子交换膜23达到更加稳定的导电率，而在润湿之后，质子交换膜23除了尺寸整体上会变大，而且会在通水槽31处不定性的向上或者向下，或者向上以及向下均膨胀。

参照附图1至2，9至11，而由于在电解工作状态下，如附图1和2电子显微镜下所呈现的，会有水垢4的产生，根据实验测试，参照附图9，水垢4一般先在阴极极片21与质子交换膜23处结垢，由于阳极极片22表面有金刚石膜，故阳极极片22的表面不会结水垢，参照附图10，并且进一步的会在质子交换膜23未与阴极极片21以及阳极极片22接触的位置处结垢(即与通水槽31相对应的位置)，参照附图11，最后会最终在质子交换膜23与阴极极片21接触面处结垢，在此处结构将大大影响质子交换膜23与阳极极片22或阴极极片21的接触，从而影响到电解工作，最终会导致臭氧电解浓度不稳定的情形。

本实施例当中，由于在阴极极片21以及阳极极片22上均设置有贯通的通水槽31，在水流流入到电解腔13时候，一边在电解装置2的作用下电解出臭氧，一边水流沿着水流方向3不断冲刷已经结垢的水垢4，有效避免水垢4的残留，并且可以有效抑制水垢4的不断积累所导致的电解不稳定的情况。

参照附图12和13，在底座11和/或上盖12的内侧设置有凸起的限位筋18，在本实施例当中，在底座11和上盖12的内侧均设置有限位筋18，限位筋18设置为凸起的长条状，与水流方向3相一致，限位筋18与阴极极片21和阳极极片22上未开通水槽31的部位相抵接，让电解装置2在电解腔13内固定稳固，并可以让阳极极片22、阴极极片21以及质子交换膜23三者的层叠保持紧密状态，并且减少水垢4在缝隙处的滋生，保持稳定的臭氧电解状态。

当然，上述设置通水槽31的方式，在使用时间达到一定阶段后，或者在长期未有水流冲刷的情况下，仍然可能在质子交换膜23以及阴极极片21或者质子交换膜23和阳极极片22接触面处结垢，在这种情况下，可以在入水口14处通入清洗液，清洗液可以为酸性液体或者有其他相同功效的酸性液体，例如柠檬酸或者白醋等，即可以对水垢4进行清洗，达到深层地去除水垢4，以保证质子交换膜23与阴极极片21以及阳极极片22的稳定贴合地接触。

参照附图14至16，阴极极片21与阳极极片22均分别于阴极导电针5和阳极导电针6相连接，其中阴极导电针5与阴极极片21为分体设置，阳极导电针6与阳极极片22为分体设置。

阳极导电针6和阴极导电针5均采用pin针，阳极导电针6和阴极导电针5一端分别于阳极极片22和阴极极片21抵接，其中接触的方式在本实施例当中选用为弹性接触，在阳极导电针6和阴极导电针5于阳极极片22和阴极极片21接触的位置上设置有弹头7，弹头7的材料同样为pin材料，在该弹头7的作用下，可以使阳极导电针6和阴极导电针5始终接触阳极极片22和阴极极片21，从而避免因接触不良而导致的无法正常工作。

具体的，在阴极导电针5和阳极导电针6的一端设置有凹腔71，弹头7设置在该凹腔71当中，在弹头7于与凹腔71的底壁之间设置有弹性装置72，该弹性装置72可以是弹簧或者弹性橡胶件等，可以给予弹头7向外的弹力。在弹性装置72的作用下，能始终让弹头7与阳极极片22或者阴极极片21相抵接，保持臭氧电解装置2工作的稳定性和使用寿命。

弹头7在伸入凹腔71内的部分可以在周向上向外设置有限位环73，限位环73的大于凹腔71开口的大小，从而可以避免弹头7的意外脱落，可以始终保持在凹腔71当中。

阴极极片21和阳极极片22与导电针的具体连接方式为，在电解腔13当中，阳极极片22和阴极极片21的形状均为块状，并且为上下相互叠合设置，当然，质子交换膜23设置在阳极极片22与阴极极片21之间。当阴极极片21位于上方，阳极极片22位于下方，阴极导电针5从上方至下方竖直设置，具有弹头7的一端与阴极极片21相弹性抵接，在阴极极片21上还开设有避让孔8，阳极导电针6从上方至下方竖直设置，避让孔8可以供阳极导电针6穿过，从而阳极导电针6可以与位于上方的阳极极片22相弹性接触。需要说明的是，在质子交换膜23的相应位置也设置有避让孔8，可以供阳极导电针6穿过。

作为另一种实施方式，当阳极极片22位于上方，阴极极片21位于下方，阳导电针从上方至下方竖直设置，具有弹头7的一端与阴极极片21相弹性抵接，在阴极极片21上还开设有避让孔8，阴极导电针5从上方至下方竖直设置，避让孔8可以供阴极导电针5穿过，从而阴导电针可以与位于下方的阴极极片21相弹性接触。需要说明的是，在质子交换膜23的相应位置也设置有避让孔8，可以供阳极导电针6穿过。

阳极导电针6和阴极导电针5的另一端穿至上盖12的外侧，用于和低压电源相连，让低压电源来提供安全稳定的电压，来实现臭氧电解工作的进行。使用者使用无高压隐患，安全系数高。

阳极导电针6和阴极导电针5与上盖12为一体注塑成型，一体注塑成型即在模具注塑的时候就进行一体注塑成型，从而避免了后期的二次加工，工艺更加简单，并且相对于现有的打胶等固定方式，一体注塑成型后的密封性更佳，有效的避免漏水等情况的发生，能带给消费者更加的使用体验感。

以上所述的上方穿过是因为设置在上盖12上，方便阴极导电针5和阳极导电针6的装配，当然，实施方式不仅限于此，可以设置在底座11上，设置在底座11上的方式与上述相类似，在此不再赘述。

另外的，在电解腔13内还设置有用于限制弹头7的限位卡9，限位卡9上开设有两个通孔91，通孔91的大小略大于弹头7的横截面的大小，限位卡9被固定在电解腔13内，固定的方式可以与上方的上盖12的内侧相卡接固定，或者超声波焊接，也可以与靠近上方这一侧的极片相固定，通过设置有限位卡9之后，阴极导电针5和阳极导电针6能保持更加稳定的位置，避免发生位置上的偏移从而影响导电工作。

需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意含及代表该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

应注意，贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在以下描述中，一些具体实施例仅用于描述目的，而不应该理解为对本发明有任何限制，而只是本发明实施例的示例。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。应注意，图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种臭氧电解发生器，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)包括底座(11)以及上盖(12)，所述底座(11)以及上盖(12)之间形成有电解腔(13)，所述电解腔(13)内具有阴极极片(21)和阳极极片(22)以及所述阴极极片(21)和阳极极片(22)之间的质子交换膜(23)，所述阴极极片(21)、质子交换膜(23)以及阳极极片(22)上下层叠；所述壳体(1)上还设置入水口(14)以及出水口(15)，水流通过入水口(14)后在电解腔(13)内形成向出水口(15)流动的水流方向(3)；所述阴极极片(21)和阳极极片(22)上均开设有与所述水流方向(3)一致的通水槽(31)，所述通水槽(31)在阴极极片(21)以及阳极极片(22)的高度方向上贯通设置，所述底座(11)和/或上盖(12)的内侧设置有凸起的限位筋(18)，所述限位筋(18)与所述通水槽(31)相错位设置，还包括阴极导电针(5)和阳极导电针(6)，所述阴极导电针(5)的一端与阴极极片(21)相接触，所述阳极导电针(6)的一端与阳极极片(22)相接触。

2.根据权利要求1所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述通水槽(31)在所述阴极极片(21)、质子交换膜(23)以及阳极极片(22)的宽度方向上配设有多个。

3.根据权利要求1所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述阴极导电针(5)和阳极导电针(6)均包括导电针本体以及弹头(7)，所述弹头(7)与导电针本体弹性连接以抵接于极片。

4.根据权利要求3所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述导电针本体具有凹腔(71)，所述弹头(7)伸入所述凹腔(71)内的一端设置有限位环(73)，所述凹腔(71)内设置有于弹头(7)底部连接的弹簧，所述弹头(7)伸出凹腔(71)外的一端于所述极片相连接。

5.根据权利要求4所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述阴极导电针(5)和阳极导电针(6)的一端穿设至底座(11)或上盖(12)外部，所述阴极导电针(5)和阳极导电针(6)与底座(11)一体注塑成型。

6.根据权利要求3所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述阴极极片(21)和质子交换膜(23)相应位置开设有避让孔(8)，所述阳极导电针(6)的另一端穿过避让孔(8)与所述阳极极片(22)抵接；或，

所述阳极极片(22)和质子交换膜(23)相应位置开设有避让孔(8)，所述阴极导电针(5)的另一端穿过避让孔(8)与所述阴极极片(21)抵接。

7.根据权利要求4所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述电解腔(13)内还设置有用于限制弹头(7)的限位卡(9)。

8.根据权利要求1所述的臭氧电解发生器，其特征在于，所述上盖(12)与底座(11)的连接方式可以为以下任意一种：卡扣、插销、超声波焊接。

9.一种清洗权利要求1-8任意一项所述的臭氧电解发生器方法，其特征在于，通过在入水口(14)通入酸性液体对电解腔(13)内产生的水垢(4)进行冲洗。