CN113338001A - 一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和装置，在洗涤过程中设置氢气储存或发生和气液混合装置，洗涤装置中形成包含大量的纳米氢气气泡的气泡水，气泡水被充盈到洗涤设备的洗涤腔中与待洗涤物直接接触。在该洗涤装置工作时，气体发生器中产生大量氢气，待压强升高到一定程度后，气泡发生器可以向另一洗涤舱室中生成并注入具有一定压强的纳米氢气气泡，并使其充盈到洗涤舱室。氢气具有的明显不同于空气的理化性质，在洗涤设备工作过程中，气泡发生器持续产生大量微纳米级氢气气泡，可以使得洗涤设备能在耗时更短的情况下达成更佳的洗涤效果。
Description
技术领域
本发明属于洗涤方法技术领域，具体涉及一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和一种基于纳米氢气气泡的洗涤装置。
背景技术
随着生活品质的不断提高，消费者对于对生活质量的追求也与日俱增，对家电品质的需求和要求也越来越高。其中洗衣机和洗碗机等作为常见的家用电器，市场需求不断扩大。人们在选购这些电器的时候，除了关注其对污垢的洗涤效果的同时，能否保护一些较为脆弱的物品、是否可以降低洗涤剂的使用以及提高安全性，也逐渐成为重要的考虑因素。
常见的洗涤装置主要是在洗涤舱室内混合水、空气和洗涤剂，使洗涤剂充分乳化并增强其去污能力，乳化后的洗涤剂结合污垢，并与污垢一同溶解在水中。近些年来，为了增强洗涤效果，气泡洗的概念逐渐被提出，市场上出现了设置有气泡发生装置的洗涤装置，利用超声波或较高压强产生空化作用，当气泡破裂时，利用气泡破裂产生的气压冲击波去除污渍，减少用水量、洗涤剂用量、用电量。但目前，设置有气泡发生装置的洗涤装置一般使用空气作为主要的气源，气泡具有所含能量较高，具有一定氧化性，不仅会对洗涤物造成一定程度的机械损伤，而且会损伤天然洗涤物的有机分子结构，同时使用空气作为主要的气源也不具备抑菌、提高去污酶活性等功能。
氢气是一种双原子气体分子，无色透明，无臭无味，具有巨大的工业和能源价值。专利号为CN 103938413的发明专利公开了一种超量氢气杀菌洗衣机，该专利中在洗衣机内设置了电解装置，提出通过氢气的还原性来用于改善洗衣机的洗涤效果。但是该发明中未将正负电极分隔，电解产生的氢气和臭氧、过氧化氢和其他有毒有害成分被一同释放至洗涤腔，同时该发明中电解装置设置在洗涤腔内，具有一定的漏电危险性，并且为了保持电解的稳定性，洗涤过程中无法添加洗涤剂，洗涤效率较低。因此，提供一种可以安全高效的氢气洗涤装置，会受到市场和消费者的青睐。
近年来研究表明氢气具有较为复杂的生物学功能，而且相关生物学功能并非完全直接与其具有的还原性有关。有研究表明，氢气还可以保护蛋白质的二硫键结构，进而保护蛋白质结构不被其他物质损伤，而且这些保护效果依赖于不同的氢气浓度范围和处理时间，且并非完全具有浓度和时间的依赖性。另一方面，丝绸、纯棉衣物和果蔬等都是蛋白质、纤维素和果胶等在内的有机大分子，因此本专利设计一种基于纳米氢气气泡的洗涤装置，一定浓度范围(500-1500ppb)的纳米氢气气泡水可以提高去污酶活性，增强洗涤效果，降低洗涤用水量，缩短洗涤时间，同时可以避免因为高速气泡所引起的机械损伤，保护洗涤物的有机高分子化学结构，减轻洗涤剂造成的化学性损伤，并具有较高的安全性；上述效应还与一定的存续时间范围有关。此外，纳米气泡氢水的促进洗涤效果也是控制在一定的纳米大小范围(5nm至1000nm)之内，低于或高于该尺寸范围均效果不明显。
发明内容
本发明公开一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和洗涤装置，在洗涤设备中设置氢气发生或储存和气液混合装置，在洗涤设备中形成包含大量的纳米氢气气泡的气泡水，气泡水被充盈到洗涤设备的洗涤腔中与待洗涤物直接接触，利用纳米氢气气泡改善洗涤效果，降低洗涤剂用量，减少漂洗次数，减少用水量，保护洗涤物所含有的有机大分子。
进一步可选的，所述氢气来源包括但不限于物理方法制备氢气，化学方法制备氢气和生物制氢方法制备的氢气中的一种或多种。
进一步可选的，所述氢气的储存或发生形式包括但不限于，氢气钢瓶、管道、电解制氢装置和生物制氢装置中的一种或多种。
进一步可选的，所述洗涤舱室的氢气浓度范围在500-1500ppb。
进一步可选的，所述洗涤舱室的纳米氢气气泡直径为5nm至1000nm。
进一步可选的，所述纳米氢气气泡浓度和存续时间可以根据待洗涤物品的种类和洁净程度进行调整，且纳米氢气气泡水的存续时间不少于总洗涤时间的30％。
进一步可选的，洗涤装置在预洗和/或洗涤和/或漂洗的进程中控制氢气储存或发生装置和气液混合装置工作。
进一步可选的，洗涤装置在预洗和/或洗涤和/或漂洗的进程中控制氢气储存或发生装置和气液混合装置工作。
进一步可选的包括：外壳、洗涤舱室、氢气储存或发生装置气液混合装置、洗涤装置、交互装置和自动控制装置等。
进一步可选的，所述氢气可以为多种来源，如氢气钢瓶或管道供氢，也可以是通过电解或其他物理、化学和生物制备获得的氢气，其中化学制氢材料包括但不限于氢化镁、氨硼烷和硼氢化钠等。
进一步可选的，所述方法可以应用于包括但不限于常见的家用和商用洗涤装置，如洗衣机、洗碗机和禽蛋清洗机等其它设备等。
附图说明
为了更清楚的说明本本发明实施例或现有技术中的技术方案，附图通过示例说明了可实践本发明的具体细节和实施例。
图1为本发明装置结构示意简图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下详述附参考图。显而易见的是，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例性的实施例，不需要被视为相对于其他实施例或设计而言优选或有益的。
本实施例中提供一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和装置，具体的为在洗涤设备中设置氢气发生或储存和气液混合装置，在洗涤设备中形成包含大量的纳米氢气气泡的气泡水，气泡水被充盈到洗涤设备的洗涤腔中与待洗涤物直接接触。本实施例的洗涤设备可以是洗衣机和洗碗机等其它洗涤设备等。本实施例以滚筒洗衣机为例举，例说明本实施例中采用基于氢气微纳米气泡的洗涤方法进行洗涤的洗涤设备的结构以及洗涤方法。
如图1装置结构示意简图所示，该滚筒洗衣机除外壳外，还包括内桶、入水口、入水口阀门、氢气发生装置、气液混合装置、洗涤剂盒、交互装置和自动控制装置(未标注)等。
下面具体说明本实施例中滚筒洗衣机其中一种洗涤过程和方法：
本实施例中滚筒洗衣机开机后，操作人员首先通过交互装置设定洗涤物种类和洗涤时间。
本次实验选择的被洗涤物为油渍污染的纯棉衣物，果汁污染的丝绸睡衣以及尿渍污染的麻质床单。
本次实验设定的洗涤条件为：洗涤25分钟，漂洗15分钟，甩干5分钟，洗涤和漂洗过程全部使用氢气纳米气泡水，氢气浓度为1000ppb，纳米氢气泡的粒径为100nm-500nm。
待设定完成后自动控制装置控制氢气发生装置通电，检测发生装置的水位线高度，若水位线不足时自动补水至要求水位线，水位正常后开始工作，产生氢气并将残留空气排出。
待氢气发生装置内氢气达到一定浓度后，自动控制装置控制打开氢气阀门，氢气发生装置将氢气输入到气液混合装置，同时入水口阀门打开，将含有纳米氢气气泡的洗涤水冲入洗涤剂盒中，并进一步流入内桶。
自动控制装置控制内桶翻转，提升筋带动衣物翻滚摩擦，使洗涤剂与清水混合，衣物被洗涤水浸润。
待内桶内水量达到预设值时，关闭入水口，洗涤水在内桶和气液混合装置间循环。在洗涤过程中，使氢气与洗涤水混合产生大量纳米级洗涤气泡，含有大量纳米气泡的氢气气泡水从气泡水输出口排入内桶，直至洗涤过程结束。
洗涤过程完成后，首先将洗涤腔内的洗涤用水排出；自动控制装置控制下打开氢气阀门，氢气发生装置将氢气输入到气液混合装置，同时入水口阀门打开，漂洗用水一同流入气液混合装置中，并进一步排入内桶。
自动控制装置控制内桶翻转，内桶带动衣物翻滚摩擦。
待内桶内水量达到预设值时，关闭入水口，洗涤水在内桶和气液混合装置间循环。在漂洗过程中，使氢气与洗涤水混合产生大量纳米级洗涤气泡，含有大量纳米气泡的氢气气泡水从气泡水输出口排入内桶，直至漂洗过程结束。
氢气发生装置和气液混合装置可在滚筒洗衣机的洗涤、漂洗等进程中一直工作，也可设置为在上述其中若干个工作进程里工作。
本发明提供的洗涤装置中，氢气储存或发生装置可以为电解制氢装置、存储压缩氢气的氢气钢瓶、化学材料(氢化镁、氨硼烷和硼氢化钠等)反应制氢装置或生物反应制氢装置。
具体的，若氢气储存或发生装置为电解制氢装置，通过电解槽将纯净水/碱液在两个电极分别电解为氢气和氧气，氢气被输入至气液混合装置中，进而进入密闭舱室内，氧气则被直接释放到环境中。
具体的，若氢气储存或发生装置为储存压缩氢气的氢气钢瓶，当钢瓶内压力过低时自动控制装置向交互装置反馈更换钢瓶的信号，提醒及时更换钢瓶，保证装置正常运行。
具体的，若氢气储存或发生装置为化学材料反应制氢装置，在反应槽中可以添加产氢(储氢)材料与反应液，通过化学反应制备氢气。
具体的，若氢气储存或发生装置为生物反应制氢装置，在反应槽中定期补充营养液，以维持生物的产氢活性，通过生物化学反应制备氢气。
以上所述仅为本发明专利提供装置的结构示意简图和装置模块结构示意图，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，在洗涤设备中设置氢气发生或储存装置和气液混合装置，在洗涤设备中形成包含大量纳米氢气气泡的气泡水，氢气气泡水被充盈到洗涤设备的洗涤腔中与待洗涤物直接接触。
2.根据权利要求1所述的基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，所述基于纳米氢气气泡的洗涤方法在相同的洗涤时间条件下，达到相同的洗涤效果时，可以减少20％以上的洗涤剂使用量，和20％以上的洗涤用水；达到相同的洗涤效果时，可以减少20％以上的洗涤时间。
3.根据权利要求1所述的基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，所述基于纳米氢气气泡的洗涤方法可以增强加酶洗涤剂中去污酶活性，增强洗涤剂效果，保护以蛋白质、纤维素和果胶等有机大分子为基础的洗涤物的化学和物理结构，减轻洗涤剂造成的化学性损伤。
4.根据权利要求1所述的基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，所述基于纳米氢气气泡的洗涤方法可以平衡纳米气泡的空化作用，从而增强洗涤效果和减轻损伤洗涤物超微结构的作用。
5.根据权利要求1所述的基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，所述洗涤舱室的氢气浓度范围在500-1500ppb，气泡直径为5nm至1000nm。
6.根据权利要求1所述基于纳米氢气气泡的洗涤方法，其特征在于，所述氢气发生装置和气液混合装置可在滚筒洗衣机的预洗、洗涤、漂洗等进程中一直工作，也可设置为在上述其中几个工作进程里工作，且纳米氢气气泡水的存续时间不少于总洗涤时间的30％。
7.一种基于纳米氢气气泡的洗涤装置，其特征在于，采用权利要求1至6所述的基于微纳米气泡的洗涤方法进行洗涤，所述洗涤装置设置有氢气发生或储存和气液混合装置，在洗涤设备中形成包含大量纳米氢气气泡的气泡水，气泡水被充盈到洗涤设备的洗涤腔中与待洗涤物直接接触。
8.根据权利要求7所述的基于纳米氢气气泡的洗涤装置，其特征在于，所述氢气的储存或发生装置包括但不限于氢气钢瓶、管道、电解制氢装置和生物制氢装置中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的基于纳米氢气气泡的洗涤装置，其特征在于，包括可选的装置：外壳、洗涤舱室、氢气储存或发生装置、气液混合装置、洗涤装置、交互装置和自动控制装置等，且各装置间电连接，可以设定并自动运行洗涤程序。
10.根据权利要求7所述的基于纳米氢气气泡的洗涤装置，其特征在于，所述洗涤方法，可以用在包括但不限于洗衣机、洗碗机、禽蛋清洗机等洗涤设备。
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| CN202110628321.6A Pending CN113338001A (zh) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | 一种基于纳米氢气气泡的洗涤方法和装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114768567A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 江苏海狮机械股份有限公司 | 微纳米洗涤气泡水制备装置与参数控制方法 |
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-
2021
- 2021-06-04 CN CN202110628321.6A patent/CN113338001A/zh active Pending
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