CN111902369A - 含氢水制造装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种含氢水制造装置。根据本发明的一个方面，可以提供一种含氢水制造装置，包括：壳体，所述壳体在内部形成第1容纳空间；气缸，所述气缸结合于所述壳体并形成第2容纳空间；连接通道，所述连接通道贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；离子交换膜，所述离子交换膜封闭所述连接通道；电解部，所述电解部包括设置在所述第1容纳空间的正电极和设置在所述第2容纳空间的负电极；排气管，所述排气管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和外部空间；以及第1防水膜，所述第1防水膜封闭所述排气管，并且阻止水排出但允许气体排出。

Description

含氢水制造装置
技术领域
本发明涉及含氢水制造装置。
背景技术
众所周知，人的身体状况可能与人饮用的水有密切的关系。
首先，人体通过金属离子的平衡来调节细胞内的渗透压作用，为此，人体所需的各种矿物质成分，如钙、钾、镁等，可以通过人饮用的水大量供应。
其次，由于人体基本为酸性，因此为了中和该酸性最好饮用弱碱性的水。据悉，弱碱性的水除了中和的功效外，还能够抑制癌症，促进抗氧化物质和体内酶的活性，提高食物分解和消化吸收能力，有助于强化免疫力。
含氢水不仅可以发挥上述功效，而且在2011年日本福岛核电站事故时由于放射性泄漏导致的放射性的体内污染问题在国际上也成为严重的社会问题时，发现含氢水还具有解毒放射性的功效，因此国际社会对含氢水的需求急剧增加。
含氢水可以将体内活性氧转化为水，吸收到体内或排出体外。具体地，由于氢气可以通过细胞膜，因此可以与细胞内的有害的活性氧相结合，与氢结合的活性氧可以转化为水。而且，发现含氢水对因过多体内活性氧而引起的癌症、糖尿病、脑梗塞等各种疾病也有良好的效果，因此事实上越来越受到关注。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的实施方式可以提供能够最大限度地确保含氢水制造空间的含氢水制造装置。
解决课题的方法
根据本发明的一个方面，提供一种含氢水制造装置，包括：壳体，所述壳体在内部形成第1容纳空间；气缸，所述气缸结合于所述壳体并形成第2容纳空间；连接通道，所述连接通道贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；离子交换膜，所述离子交换膜封闭所述连接通道；电解部，所述电解部包括设置在所述第1容纳空间的正电极和设置在第2容纳空间的负电极；排气管，所述排气管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和外部空间；以及第1防水膜，所述第1防水膜封闭所述排气管，并且阻止水排出但允许气体排出。
还可以包括：排气口，所述排气口贯穿所述气缸并连接所述第2容纳空间和外部空间；以及第2防水膜，所述第2防水膜封闭所述排气口，并且阻止水排出但允许气体排出。
根据本发明的另一个方面，提供一种含氢水制造装置，包括：壳体，所述壳体在内部形成第1容纳空间；气缸，所述气缸结合于所述壳体并形成第2容纳空间；连接通道，所述连接通道贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；离子交换膜，所述离子交换膜封闭所述连接通道；电解部，所述电解部包括设置在所述第1容纳空间的正电极和设置在第2容纳空间的负电极；排气口，所述排气口贯穿所述气缸并连接所述第2容纳空间和外部空间；以及第2防水膜，所述第2防水膜封闭所述排气口，并且阻止水排出但允许气体排出。
还可以包括：排气管，所述排气管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和外部空间；以及第1防水膜，所述第1防水膜封闭所述排气管，并且阻止水排出但允许气体排出。
还可以包括：水注入管，所述水注入管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；以及第2盖件，所述第2盖件可拆卸地结合于所述水注入管的上端开口，所述水注入管的上端设置为高于所述离子交换膜，在所述水注入管的上部可以形成捕集在所述第1容纳空间中产生的气体的气体捕集空间。
所述排气管可以延伸至所述气体捕集空间。
所述排气管的上端可以设置为高于所述离子交换膜且低于所述第2盖件的下表面。
还可以包括过滤器，所述过滤器结合于所述排气管，过滤经由所述第1防水膜排出的气体中的臭氧。
发明效果
根据本发明的实施方式，通过将制造含氢水的第2容纳空间内的结构物的设置最小化，可以最大限度地确保第2容纳空间，即含氢水制造空间。
根据本发明的实施方式，通过在排气管或排气口安装防水膜，不仅可以像安全阀那样将容纳空间的压力控制在适当水平，还可以阻止或阻断水排出。
根据本发明的一些实施方式，通过将正电极和负电极蒸镀或印刷于离子交换膜的表面，可以降低正电极和负电极之间的电阻。其结果是，由于降低了对离子交换膜的热损坏的可能性，因此不需要向第1容纳空间填充水，因此有可能没有必要为此设置结构物。
根据本发明的一些实施方式，通过将气体捕集空间形成在第1容纳空间和第2容纳空间之间，并且通过将排气管形成为贯穿壳体的下壁并延伸到气体捕集空间，不仅可以最小化第2容纳空间内的结构物的设置空间，还去除了自壳体的外周表面突出的部分，由此提高了便捷性，可以用作杯子等。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施方式的含氢水制造装置的剖面图；
图2是示出根据本发明的另一个实施方式的含氢水制造装置的剖面图；
图3是示意性示出图2的含氢水制造装置通过无线充电器充电的方式的剖面图。
具体实施方式
本申请中使用的术语仅用于说明特定的实施方式，而无意于限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。
在本申请中，当某个部分“包括”某个构成要素时，意味着可以进一步包括其他构成要素，而不是排除其他构成要素，除非有相反的特别说明。
另外，在整个说明书中，“上”是指其位于对象部分的上方或下方，而不必须是位于以重力方向为基准的上侧。
另外，“结合”在各构成要素之间的接触关系上，不仅指各构成要素之间直接物理接触的情况，而且还包括在各构成要素之间插入其他构成要素，各构成要素分别与所述其他构成要素接触的情况。
附图中所示的各构成要素的大小和厚度是为了便于说明而任意标注的，因此本发明并不一定限于图示。
诸如第1和第2的术语可以用于描述各构成要素，但是这些构成要素不应受到这些术语的限制。上述术语仅用于将一个构成要素与其他构成要素区别的目的。
下面，参考附图详细说明根据本发明的含氢水制造装置的优选实施例，在参考附图进行说明时，对相同或相应的构成要素赋予相同的附图标记，并将省略对此的重复说明。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的含氢水制造装置的剖面图。
参考图1，根据本发明的一个实施方式的含氢水制造装置10可以包括：壳体100、气缸200、离子交换膜110、电解部120、排气管130、第1防水膜131、排气口220以及第2防水膜221。
壳体100可以形成为第1容纳空间101形成于内部的中空的圆筒形状。
可以在壳体100的上壁形成在上下方向贯穿的连接通道103，从而连接第1容纳空间101和第2容纳空间201。连接通道103可以形成多个，多个连通通道103可以以壳体100的上下方向的中心轴为基准设置于相同距离。即，当连接多个连接通道103时，可以形成环形。
气缸200可以形成为下表面开放、上表面封闭的中空的圆筒形状。
气缸200可以可拆卸地例如螺纹结合于壳体100的上端，可以形成与壳体100的上表面接合的第2容纳空间201。
可以在气缸200的上壁形成在上下方向贯穿的取水口203，气缸200的上壁可以包括通过铰链轴可旋转地连接的开闭取水口203的第1盖件210。
离子交换膜110虽然不通过水，但可以通过阳离子，例如氢离子(H+)。
离子交换膜110可以是阳离子交换膜。
离子交换膜110以水平方向延伸的方式结合于壳体100，从而可以封闭连接通道103。其结果是，容纳在第2容纳空间201的水不能移动到第1容纳空间101。
电解部120可以电解容纳在第2容纳空间201的水，从而制造含氢水。
电解部120可以包括负电极121和正电极123。
负电极121可以蒸镀或印刷于离子交换膜110的一个表面，并以离子交换膜110为中心设置在第2容纳空间201侧，正电极123可以蒸镀或印刷于离子交换膜110的另一个表面，并以离子交换膜110为中心设置在第1容纳空间101侧。负电极121和正电极123分别形成暴露离子交换膜110的一部分的图案，以提供阳离子可通过的通道或贯穿孔。
在负电极121处，水被电解并产生氢气，氢气可以溶于水而制造含氢水。
排气管130可以以在上下方向贯穿壳体100的下壁的方式结合，从而连接第1容纳空间101和外部空间。
排气管130可以通过第1防水膜131封闭。
第1防水膜131可以阻止从第1容纳空间101向外部空间排出水，同时能够从第1容纳空间101向外部空间排出气体。其结果是，排气管130可以提供伴随含氢水制造过程产生的气体的排出通道。
第1防水膜131可以制作成第1防水膜131结合于环形的第1框架的第1防水模块，第1防水模块可以可拆卸地例如螺纹结合于排气管130。
排气口220以在上下方向贯穿第1盖件210的方式形成，从而连接第2容纳空间201和外部空间。作为另一个示例，排气口220可以形成为贯穿气缸200的侧壁或者上壁。
排气口220可以通过第2防水膜221封闭。
第2防水膜221可以阻止从第2容纳空间201向外部空间排出水，同时能够从第2容纳空间201向外部空间排出气体。其结果是，排气口220可以提供氢气排出通道，使第2容纳空间201的氢气压力维持在适当的水平。
第2防水膜221可以制作成第2防水膜221结合于环形的第2框架的第2防水模块，第2防水模块可以可拆卸地例如螺纹结合于排气口220。
第1防水膜131和第2防水膜221可以包括阻止水排出但允许气体排出的防水材质的膜，作为一例可以包括Gore-tex)。
图2是示出根据本发明的另一个实施方式的含氢水制造装置的剖面图。
参考图2，根据本发明的另一个实施方式的含氢水制造装置20可以包括：壳体100、气缸200、离子交换膜110、电解部120、排气管130、第1防水膜131、排气口220、第2防水膜221、水注入管140、第2盖件150以及过滤器133。根据本发明的一个实施方式的含氢水制造装置10中只能向第2容纳空间201注入水，而根据本发明的另一个实施方式的含氢水制造装置20的差异点在于，可以向第1容纳空间101和第2容纳空间201两者注入水。
壳体100可以形成为第1容纳空间101形成于内部的中空的圆筒形状。
可以在壳体100的上壁形成在上下方向贯穿的连接通道103，从而连接第1容纳空间101和第2容纳空间201。连接通道103可以形成多个，多个连通通道103可以以壳体100的上下方向的中心轴为基准设置于相同距离。即，当连接多个连接通道103时，可以形成环形。
气缸200可以形成为下表面开放、上表面封闭的中空的圆筒形状。
气缸200可拆卸地例如螺纹结合于壳体100的上端，可以形成与壳体100的上表面接合的第2容纳空间201。
可以在气缸200的上壁形成在上下方向贯穿的取水口203，气缸200的上壁可以包括通过铰链轴可旋转地连接的开闭取水口203的第1盖件210。
离子交换膜110虽然不通过水，但可以通过阳离子，例如氢离子(H+)。
离子交换膜110可以是阳离子交换膜。
离子交换膜110以水平方向延伸的方式结合于壳体100，从而可以封闭连接通道103。其结果是，容纳在第1容纳空间101的水不能移动到第2容纳空间201，容纳在第2容纳空间201中的水不能移动到第1容纳空间。
电解部120可以电解容纳在第1容纳空间101和第2容纳空间201的水，从而制造含氢水。
电解部120可以包括负电极121和正电极123。
负电极121可以蒸镀或印刷于离子交换膜110的一个表面，并以离子交换膜110为中心设置在第2容纳空间201侧，正电极123可以蒸镀或印刷于离子交换膜110的另一表面，并以离子交换膜110为中心设置在第1容纳空间101侧。负电极121和正电极123分别形成暴露离子交换膜110的一部分的图案，以提供阳离子可通过的通道或贯穿孔。
负电极121和正电极123处的化学反应式如下。
反应式1
负电极：4H2O+4e-→2H2+4OH-
正电极：2H2O→O2+4H++4e-
参考上述反应式1，连接通道103的第2容纳空间201侧可以生成氢(H2)和氢氧根离子(OH-)，连接通道103的第1容纳空间101侧可以生成氧气(O2)。在第1容纳空间101侧生成的氧气(O2)中的一部分可以与容纳在第1容纳空间101中的水反应并如下反应式2那样转换为臭氧(O3)。
反应式2
O2+H2O→O3+2H++2e-
参考上述反应式1和2，在第1容纳空间101侧除了氧气(O2)之外还可以生成氢离子(H+)。此种氢离子(H+)通过离子交换膜110移动到第2容纳空间201侧，并在负电极121处转换为氢气(H2)。氢气(H2)是高度水溶的，因此可以溶解在第2容纳空间201中容纳的水中，并生成含氢水，特别地，第2容纳空间201中还共存着氢氧根离子(OH-)，因此可以生成带有弱碱性的含氢水。与此相对地，由于氧气(O2)在常温下几乎以气体状态存在，因此可以提高第1容纳空间101的压力。另外，臭氧(O3)本身不稳定，所以可以在水中基本溶解并分解，或者可以自发地还原并转换为氧气(O2)。但是，即使是极少量的臭氧(O3)也会因特有的气味而产生不快感或者有可能对人体带来有害的影响，因此需要恰当的处理方案。
排气管130可以以贯穿上下方向的方式连接壳体100的下壁，从而连接第1容纳空间101和外部空间。
排气管130可以通过第1防水膜131封闭。
第1防水膜131可以阻止从第1容纳空间101向外部空间排出水，同时能够从第1容纳空间101向外部空间排出气体。其结果是，排气管130可以提供伴随含氢水制造过程产生的气体的排出通道。
第1防水膜131可以制作成第1防水膜131结合于环形的第1框架的第1防水模块，第1防水模块可以可拆卸地例如螺纹结合于排气管130。
排气口220以在上下方向贯穿第1盖件210的方式形成，从而连接第2容纳空间201和外部空间。作为另一个示例，排气口220可以形成为贯穿气缸200的侧壁或者上壁。
排气口220可以通过第2防水膜221封闭。
第2防水膜221可以阻止从第2容纳空间201向外部空间排出水，同时能够从第2容纳空间201向外部空间排出气体。其结果是，排气口220可以提供氢气排出通道，使第2容纳空间201的氢气压力维持在适当的水平。
第2防水膜221可以制作成第2防水膜221结合于环形的第2框架的第2防水模块，第2防水模块可以可拆卸地例如螺纹结合于排气口220。
第1防水膜131和第2防水膜221可以包括阻止水排出但允许气体排出的防水材质的膜，作为一例可以包括Gore-tex。
水注入管140可以以在上下方向贯穿壳体100的上壁的方式结合，从而连接第1容纳空间101和第2容纳空间201，第2盖件150可拆卸地例如螺纹结合于水注入管140的上端，因此可以开闭水注入管140的上端开口。由此，使用者可以在第2盖件150从水注入管140取下的状态下，通过水注入管140的上端开口向第1容纳空间101注入水。
水注入管140的上端设置为高于离子交换膜110，在水注入管140的上部可以形成捕集在第1容纳空间101中产生的气体的气体捕集空间105。
气体捕集空间105可以意指水注入管140的内部空间中比离子交换膜110高的空间。
排气管130可以延伸至气体捕集空间105，以使捕集在气体捕集空间105的气体通过排气管130向外部空间排出。具体地，排气管130的上端可以设置为高于离子交换膜110且低于第2盖件150的下表面，插入到水注入管140的排气管130的上部外径可以形成为比水注入管140的内径小。
在排气管130的内部空间可以插入过滤器133。
排气管130的上端开口可以通过第1防水膜131封闭，过滤器133可以通过排气管130的下端开口插入到排气管130的内部空间。即，为了使捕集到气体捕集空间105的气体通过排气管130向外部空间排出，需依次通过第1防水膜131和过滤器133。过滤器133可以过滤来自气体捕集空间105并经由第1防水膜131排出的气体中的臭氧。过滤器133可以过滤第1容纳空间101中生成的氧气(O2)和臭氧(O3)中的臭氧(O3)，并使氧气(O2)通过。
图3是示意性示出图2的含氢水制造装置通过无线充电器充电的方式的剖面图。
参考图3，根据本发明的另一个实施方式的含氢水制造装置20还可以包括无线充电器300。
无线充电器300可以提供放置壳体100的平坦的上表面，无线充电器300的内部空间可以安装第1感应线圈310。第1感应线圈310可以构成为以环状卷绕数圈的结构，通过在无线充电器300的主体向外部延伸的电线320与外部电源(未图示)电连接。将流经第1感应线圈310的电流强度通过控制部(未图示)等改变时，在构成电解部120的第2感应线圈125中可产生感应电流，通过在第2感应线圈125中产生的感应电流，可以对构成电解部120的充电式电池127进行充电。充电式电池127通过形成在壳体100的外周表面上的开关(未图示)等电连接于负电极121和正电极123。第2感应线圈125和充电式电池127可以安装在壳体125的内部空间，第2感应线圈125与第1感应线圈410一样可以构成为以环状卷绕数圈的结构。安装第2感应线圈125和充电式电池127的壳体100的内部空间可以是与壳体100内的另一个空间即第1容纳空间101分开的空间。
如上所述，虽然对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本领域技术人员可以在不脱离权利要求中所记载的本发明的范围内，通过构成要素的增加、变更、删除或追加对本发明进行各种修改和变更，并且这也包括在本发明的权利范围内。

Claims (8)

1.一种含氢水制造装置，包括：
壳体，所述壳体在内部形成第1容纳空间；
气缸，所述气缸结合于所述壳体并形成第2容纳空间；
连接通道，所述连接通道贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；
离子交换膜，所述离子交换膜封闭所述连接通道；
电解部，所述电解部包括设置在所述第1容纳空间的正电极和设置在所述第2容纳空间的负电极；
排气管，所述排气管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和外部空间；以及
第1防水膜，所述第1防水膜封闭所述排气管，并且阻止水排出但允许气体排出。
2.根据权利要求1所述的含氢水制造装置，其中，所述含氢水制造装置还包括：
排气口，所述排气口贯穿所述气缸并连接所述第2容纳空间和外部空间；以及
第2防水膜，所述第2防水膜封闭所述排气口，并且阻止水排出但允许气体排出。
3.一种含氢水制造装置，包括：
壳体，所述壳体在内部形成第1容纳空间；
气缸，所述气缸结合于所述壳体并形成第2容纳空间；
连接通道，所述连接通道贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；
离子交换膜，所述离子交换膜封闭所述连接通道；
电解部，所述电解部包括设置在所述第1容纳空间的正电极和设置在所述第2容纳空间的负电极；
排气口，所述排气口贯穿所述气缸并连接所述第2容纳空间和外部空间；以及
第2防水膜，所述第2防水膜封闭所述排气口，并且阻止水排出但允许气体排出。
4.根据权利要求3所述的含氢水制造装置，其中，所述含氢水制造装置还包括：
排气管，所述排气管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和外部空间；以及
第1防水膜，所述第1防水膜封闭所述排气管，并且阻止水排出但允许气体排出。
5.根据权利要求1或4所述的含氢水制造装置，其中，所述含氢水制造装置还包括：
水注入管，所述水注入管贯穿所述壳体并连接所述第1容纳空间和所述第2容纳空间；以及
第2盖件，所述第2盖件可拆卸地结合于所述水注入管的上端开口；
所述水注入管的上端设置为高于所述离子交换膜，在所述水注入管的上部形成捕集在所述第1容纳空间中产生的气体的气体捕集空间。
6.根据权利要求5所述的含氢水制造装置，其中，所述排气管延伸到所述气体捕集空间。
7.根据权利要求5所述的含氢水制造装置，其中，所述排气管的上端设置为高于所述离子交换膜且低于所述第2盖件的下表面。
8.根据权利要求1或4所述的含氢水制造装置，其中，所述含氢水制造装置还包括：
过滤器，所述过滤器结合于所述排气管，过滤经由所述第1防水膜排出的气体中的臭氧。
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