CN116651247A - 一种纳米气泡射流器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气液混合技术领域，尤其涉及一种纳米气泡射流器及其使用方法，包括第一管道、第二管道、第三管道、多个第一喷嘴和多个第二喷嘴。第一喷嘴设置于第二管道沿第二方向相对的两侧壁，第二喷嘴设置于第二管道沿第三方向相对的两侧壁。以生产含氢水为例，从第一管道注入氢气，从第二管道注入常压水，从第三管道注入高压水并从第一喷嘴、第二喷嘴喷出高压水，常压水和高压水垂直流动，高压水对常压水形成冲击切割，可以产生大量纳米级别的气泡，气泡里面包裹着氢气，因为纳米气泡有不容易破裂的特点，可以稳定保持在水中，在多个第一喷嘴、第二喷嘴的多次切割后，可以产生更多纳米级别的氢气泡，从而有效地提高水体的氢含量。

Description

一种纳米气泡射流器及其使用方法

技术领域

本发明涉及气液混合技术领域，尤其涉及一种纳米气泡射流器及其使用方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对自身的健康的重视度日渐提升，美国匹斯堡大学移植中心证明，呼吸2％的氢气可治疗小肠移植引起的炎症损伤(Buchholz et al.2008)，对小肠缺血和心脏移植后损伤同样具有保护作用(会议资料)。四川华西医院麻醉科发现，呼吸2％的氢气可治疗肾缺血再灌注损伤(会议资料)。他们实验室也证明，呼吸2％的氢气可治疗新生儿脑缺血缺氧损伤(Cai et al.2008)。次后，他们首先采用注射饱和氢气盐水，证明该注射液对新生儿脑缺血缺氧损伤(Cai et al.2009)、心肌缺血再灌注损伤、肾缺血再灌注损伤和小肠缺血再灌注损伤(Zheng et al.2009)等均有明显的治疗作用。科学家们的实验证明了含氢水对人体健康有极大的好处，此外，含氢水还可以用于氢水养鱼等养殖业，获得更好的肉感。

含氢水的多种优点让人们将视线转移到其他各种气体中，但无论将该方案推广到何种气体，都需要解决气体在水中溶解率较低的问题。以氢气为例，在现有的含氢水的制作中，通常是直接采用电解水产生氢气，再将氢气封存在水中，该方案一方面需要电极直接与水体接触，容易造成金属污染，另一方面生产出的含氢水的氢含量极低，在打开后氢气会发生迅速外溢。

发明内容

基于此，本发明提供一种能制成水体内气体含量更高的纳米气泡射流器及其使用方法。

本发明的技术方案为：一种纳米气泡射流器及其使用方法，包括第一管道、第二管道、第三管道、多个第一喷嘴和多个第二喷嘴，所述第一管道包括第一进气部和第一排气部，所述第二管道为直管且所述第二管道的两端分别设有第一进水部和第一排水部，所述第三管道包括第二进水部。

所述第二管道的延伸方向为第一方向，所述第二进水部的设置方向为第二方向，垂直于所述第一方向、所述第二方向所在平面的方向为第三方向，第一方向、第二方向、第三方向成正交分布。

所述第一排气部设于所述第二管道的一端，且沿所述第一方向设置，所述第三管道套设于所述第二管道的外周侧，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴均与所述第三管道连通，所述第一喷嘴设置于所述第二管道沿所述第二方向相对的两侧壁，所述第二喷嘴设置于所述第二管道沿所述第三方向相对的两侧壁。

可选的，沿所述第一方向设置有多个所述第一喷嘴、所述第二喷嘴，设于所述第二管道的相对的两侧壁的第一喷嘴两两相对设置，设于所述第二管道的相对的两侧壁的第二喷嘴两两相对设置。

可选的，还包括多个斜喷嘴，多个所述斜喷嘴设于所述第二管道的内侧壁，所述斜喷嘴从靠近所述第一排气部的一端向远离所述第一排气部的一端向所述第二管道的轴心延伸。

可选的，设于所述第二管道的相对的两侧壁的斜喷嘴两两相对设置。

可选的，所述第一喷嘴、所述第二喷嘴和所述斜喷嘴的孔径均不大于0.3mm。

可选的，还包括固定板，所述固定板开设有若干个第一通孔，所述第一排气部插设于所述固定板，所述固定板装设于所述第二管道内。

可选的，所述固定板包括固定部和多个连接部，所述固定部和所述连接部之间形成所述第一通孔，所述连接部沿所述第二方向或所述第三方向设置。

可选的，还包括密封板和密封垫，所述密封板套设于所述第二管道且盖设于所述第三管道的两端，所述密封垫设于所述密封板和所述第三管道之间。

本发明还包括一种基于上述的纳米气泡射流器的使用方法，包括以下步骤：

注射常压水：从所述第一进水部持续注入常压水并从所述第一出水部排出。

注射高压水：从所述第二进水部注入高压水，使得高压水从第一喷嘴、第二喷嘴向所述第二管道喷出。

注射气体：从所述第一进气部注入气体，气体从所述第一排气部沿所述第一方向喷出。

实施本发明实施例，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的纳米气泡射流器及其使用方法，以生产含氢水为例，从第一管道注入氢气，从第二管道注入常压水，从第三管道注入高压水并从第一喷嘴、第二喷嘴喷出高压水，常压水和高压水垂直流动，高压水对常压水形成冲击切割，可以产生大量纳米级别的气泡，气泡里面包裹着氢气，因为纳米气泡有不容易破裂的特点，可以稳定保持在水中，在多个第一喷嘴、第二喷嘴的多次切割后，可以产生更多纳米级别的氢气泡，从而有效地提高水体的氢含量。通过该方案应用于氧气等其他气体，也可以提高水体内相应其他的含量。

附图说明

图1是本发明实施例所述的纳米气泡射流器的结构示意图。

图2是本发明实施例所述的纳米气泡射流器的爆炸图。

图3是本发明实施例所述的纳米气泡射流器拆除第二管道和第三管道的结构示意图。

图4是本发明实施例所述的固定板的结构示意图。

图5是经过本发明实施例的使用方法后水体的含氢量的测试结果。

附图标记说明：

100、纳米气泡射流器，

1、第一管道，11、第一进气部，12、第一排气部，

2、第二管道，21、第一进水部，22、第一排水部，

3、第三管道，31、第二进水部，

4、第一喷嘴，

5、第二喷嘴，

6、斜喷嘴，

7、固定板，71、第一通孔，72、固定部，73、连接部，

8、密封板，9、密封垫，

X、第一方向，Y、第二方向，Z、第三方向。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参照图1至图5以及表1，本实施例提供一种纳米气泡射流器100，包括第一管道1、第二管道2、第三管道3、多个第一喷嘴4和多个第二喷嘴5，第一管道1包括第一进气部11和第一排气部12，第二管道2为直管且第二管道2的两端分别设有第一进水部21和第一排水部22，第三管道3包括第二进水部31。第二管道2的延伸方向为第一方向X，第二进水部31的设置方向为第二方向Y，垂直于第一方向X、第二方向Y所在平面的方向为第三方向Z，第一方向X、第二方向Y、第三方向Z成正交分布。第一排气部12设于第二管道2的一端，且沿第一方向X设置，第三管道3套设于第二管道2的外周侧，第一喷嘴4和第二喷嘴5均与第三管道3连通，第一喷嘴4设置于第二管道2沿第二方向Y相对的两侧壁，第二喷嘴5设置于第二管道2沿第三方向Z相对的两侧壁。以生产含氢水为例，从第一管道1注入氢气，从第二管道2注入常压水，从第三管道3注入高压水并从第一喷嘴4、第二喷嘴5喷出高压水，常压水和高压水垂直流动，高压水对常压水形成冲击切割，可以产生大量纳米级别的气泡，气泡里面包裹着氢气，因为纳米气泡有不容易破裂的特点，可以稳定保持在水中，在多个第一喷嘴4、第二喷嘴5的多次切割后，可以产生更多纳米级别的氢气泡，从而有效地提高水体的氢含量。通过该方案应用于氧气等其他气体，也可以提高水体内相应其他的含量。

表1(具体结果见图5)

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，沿第一方向X设置有多个第一喷嘴4、第二喷嘴5，设于第二管道2的相对的两侧壁的第一喷嘴4两两相对设置，设于第二管道2的相对的两侧壁的第二喷嘴5两两相对设置。相对设置的第一喷嘴4、第二喷嘴5喷出的高压水在第二管道2的轴线上汇集，从相对的两个方向对常压水形成切割，减少高压水对常压水造成第二方向Y上移动的可能性，避免高压水的动能损失降低切割效果。

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，该纳米气泡射流器100还包括多个斜喷嘴6，多个斜喷嘴6设于第二管道2的内侧壁，斜喷嘴6从靠近第一排气部12的一端向远离第一排气部12的一端向第二管道2的轴心延伸。具体的，在本实施例中，设于第二管道2的相对的两侧壁的斜喷嘴6两两相对设置，斜喷嘴6与第一方向X成45°夹角。通过斜喷嘴6喷出的高压水与常压水形成碰撞，从而降低第一管道1喷出的气体的速度，避免气体流出速度过快造成过大损耗。

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，第一喷嘴4、第二喷嘴5和斜喷嘴6的孔径均不大于0.3mm。一方面，孔径较小的喷嘴可以提高高压水的输出压力，降低压缩水过程的成本，另一方面孔径较小的喷嘴可以减小输出的高压水的尺寸，使得高压水可以更好地对常压水流形成切割。

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，该纳米气泡射流器100还包括固定板7，固定板7开设有若干个第一通孔71，第一排气部12插设于固定板7，固定板7装设于第二管道2内。通过固定板7将第一管道1固定，避免气体输出的过程冲带动第一管道1发生晃动。

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，固定板7包括固定部72和多个连接部73，固定部72和连接部73之间形成第一通孔71，连接部73沿第二方向Y或第三方向Z设置。沿第二方向Y设置的第一喷嘴4和沿第三方向Z设置的第二喷嘴5输出高压水，使得整体结构在第二方向Y和第三方向Z的受力较大，容易造成损坏，在第二方向Y和第三方向Z设置连接部73可以提高整体的强度，降低发生破坏的可能性。

较佳的，参照图1至图5，在本实施例中，该纳米气泡射流器100还包括密封板8和密封垫9，密封板8套设于第二管道2且盖设于第三管道3的两端，密封垫9设于密封板8和第三管道3之间。通过密封板8和密封垫9避免第二管道2和第三管道3之间发生泄漏。

本实施例还包括一种基于上述的纳米气泡射流器的使用方法，包括步骤注射常压水、注射高压水和注射气体，其中，

注射常压水包括，从第一进水部21持续注入常压水并从第一出水部排出。

注射高压水包括，从第二进水部31注入高压水，使得高压水从第一喷嘴4、第二喷嘴5向第二管道2喷出。

注射气体包括，从第一进气部11注入气体，气体从第一排气部12沿第一方向X喷出。

本实施例所提供的一种纳米气泡射流器100，使用时，以生产含氢水为例，从第一管道1注入氢气，从第二管道2注入常压水，从第三管道3注入高压水并从第一喷嘴4、第二喷嘴5、斜喷嘴6喷出高压水，通过斜喷嘴6降低氢气的流速，同时对常压水形成切割，常压水和高压水垂直流动，高压水对常压水形成冲击切割，在切割的作用下水分子之间的间隙增加使得氢气分子可以进入水分子之间，水分子流出斜喷嘴6、第一喷嘴4、第二喷嘴5所在区域后重新聚合对氢气分子形成包裹，在斜喷嘴6和多个第一喷嘴4、第二喷嘴5的多次切割后可以有效提高水体的氢含量。通过表1和图5可以看到，经过上述方法处理后，水体的含氢量高达23.095ppm，含氢量远高于现在市面上各种方法处理后水体。

本实施例的纳米气泡射流器100及其使用方法，具有以下有益效果：

一、使用时，以生产含氢水为例，从第一管道1注入氢气，从第二管道2注入常压水，从第三管道3注入高压水并从第一喷嘴4、第二喷嘴5喷出高压水，常压水和高压水垂直流动，高压水对常压水形成冲击切割，可以产生大量纳米级别的气泡，气泡里面包裹着氢气，因为纳米气泡有不容易破裂的特点，可以稳定保持在水中，在多个第一喷嘴4、第二喷嘴5的多次切割后，可以产生更多纳米级别的氢气泡，从而有效地提高水体的氢含量。通过该方案应用于氧气等其他气体，也可以提高水体内相应其他的含量。

二、相对设置的第一喷嘴4、第二喷嘴5喷出的高压水在第二管道2的轴线上汇集，从相对的两个方向对常压水形成切割，减少高压水对常压水造成第二方向Y上移动的可能性，避免高压水的动能损失降低切割效果。

三、通过斜喷嘴6喷出的高压水与常压水形成碰撞，从而降低第一管道1喷出的氢气的速度，避免氢气流出速度过快造成过大损耗。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米气泡射流器，其特征在于，包括第一管道、第二管道、第三管道、多个第一喷嘴和多个第二喷嘴，所述第一管道包括第一进气部和第一排气部，所述第二管道为直管且所述第二管道的两端分别设有第一进水部和第一排水部，所述第三管道包括第二进水部；

所述第二管道的延伸方向为第一方向，所述第二进水部的设置方向为第二方向，垂直于所述第一方向、所述第二方向所在平面的方向为第三方向，第一方向、第二方向、第三方向成正交分布；

所述第一排气部设于所述第二管道的一端，且沿所述第一方向设置，所述第三管道套设于所述第二管道的外周侧，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴均与所述第三管道连通，所述第一喷嘴设置于所述第二管道沿所述第二方向相对的两侧壁，所述第二喷嘴设置于所述第二管道沿所述第三方向相对的两侧壁。

2.根据权利要求1所述的纳米气泡射流器，其特征在于，沿所述第一方向设置有多个所述第一喷嘴、所述第二喷嘴，设于所述第二管道的相对的两侧壁的第一喷嘴两两相对设置，设于所述第二管道的相对的两侧壁的第二喷嘴两两相对设置。

3.根据权利要求1所述的纳米气泡射流器，其特征在于，还包括多个斜喷嘴，多个所述斜喷嘴设于所述第二管道的内侧壁，所述斜喷嘴从靠近所述第一排气部的一端向远离所述第一排气部的一端向所述第二管道的轴心延伸。

4.根据权利要求3所述的纳米气泡射流器，其特征在于，设于所述第二管道的相对的两侧壁的斜喷嘴两两相对设置。

5.根据权利要求3所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述第一喷嘴、所述第二喷嘴和所述斜喷嘴的孔径均不大于0.3mm。

6.根据权利要求1所述的纳米气泡射流器，其特征在于，还包括固定板，所述固定板开设有若干个第一通孔，所述第一排气部插设于所述固定板，所述固定板装设于所述第二管道内。

7.根据权利要求6所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述固定板包括固定部和多个连接部，所述固定部和所述连接部之间形成所述第一通孔，所述连接部沿所述第二方向或所述第三方向设置。

8.根据权利要求1所述的纳米气泡射流器，其特征在于，还包括密封板和密封垫，所述密封板套设于所述第二管道且盖设于所述第三管道的两端，所述密封垫设于所述密封板和所述第三管道之间。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的纳米气泡射流器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

注射常压水：从所述第一进水部持续注入常压水并从所述第一出水部排出；

注射高压水：从所述第二进水部注入高压水，使得高压水从第一喷嘴、第二喷嘴向所述第二管道喷出；

注射气体：从所述第一进气部注入气体，气体从所述第一排气部沿所述第一方向喷出。