CN116655088A - 一种氢浴机混氢系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种氢浴机混氢系统，涉及富氢水制备技术的领域，其包括水路模块、制氢模块、混氢模块和控制模块；水路模块，包括为制氢模块供水的第一进水管和为混氢模块供水的第二进水管；制氢模块，包括电解槽和气液分离器，第一进水管连接电解槽的进水口，电解槽的氢气排出口连通气液分离器；混氢模块，包括射流器，射流器的的喷嘴连接第二进水管，射流器的吸入室连通气液分离器的排气口；控制模块，包括控制单元、向控制单元反馈工作信号的检测单元和接收控制单元控制信号执行动作的调节单元，检测单元包括安装在第二进水管上的流量传感器，调节单元包括安装在第二进水管上的增压泵。本申请能够高效制备含氢量较高的富氢水。

Description

一种氢浴机混氢系统

技术领域

本申请涉及富氢水制备技术的领域，尤其是涉及一种氢浴机混氢系统。

背景技术

氢浴机是制造富含氢气的水的设备，氢气通过物理方法融合到水中，形成富氢水。

相关技术中，常规的氢浴机使用时，先是在浴缸或固定容器中加水，再将氢浴机的进水管和出水管分别通入水中，通过氢浴机内置的水泵带动水在浴缸和氢浴机之间循环，电解水来制备氢气并通入水中，形成富氢水。

针对上述中的相关技术，发明人认为传统的氢浴机混氢效率低，且将氢气直接通入水中，最终水中的含氢量很难控制，富氢水的含氢量不高，需要对氢浴机进行产品优化。

发明内容

为了提高富氢水内的含氢量，本申请提供一种氢浴机混氢系统,采用物理混合方式实现水流经过混氢室时瞬间溶氢来制作浓度较高的富氢水，制富氢水的效率高，能耗小。

本申请提供的一种氢浴机混氢系统采用如下的技术方案：

一种氢浴机混氢系统，1.包括水路模块、制氢模块、混氢模块和控制模块；

水路模块，包括为所述制氢模块供水的第一进水管和为所述混氢模块供水的第二进水管；

制氢模块，包括电解槽和气液分离器，所述第一进水管连接所述电解槽的进水口，所述电解槽的氢气排出口连通所述气液分离器；

混氢模块，包括射流器，所述射流器的的喷嘴连接所述第二进水管，所述射流器的吸入室连通所述气液分离器的排气口；

控制模块，包括控制单元、向所述控制单元反馈工作信号的检测单元和接收所述控制单元控制信号执行动作的调节单元，所述检测单元包括安装在所述第二进水管上的流量传感器，所述调节单元包括安装在所述第二进水管上的增压泵。

通过采用上述技术方案，水路模块向制氢模块和混氢模块供应水源；制氢模块通过电解槽分接水制备氢水混合物，氢水混合物通过气液分离器后发生水气分离，将分离出的氢气输入到混氢室中；第二进水管输送的自来水和制氢模块制备的氢气同时通入混氢模块的射流器中，水通过射流器时，水流快速经过形成负压，将氢气吸入水中，在管道内实现水和氢气的混合，直接输出氢气含量较高的富氢水。本申请提供的一种氢浴机混氢系统可以直接使用家用的自来水作为水源和动力源，可以直接输出富氢水；射流器的水气融合效果依赖于液体流速，日常用水容易出现水压不稳定，通过设置流量传感器和增压泵，控制单元根据流量传感器反馈的流速情况判断流速是否能保证溶氢率，控制单元再相应的控制增压泵启动和增压泵的运转功率，保障水的流速稳定，进而保障富氢水中的含氢量，稳定供应氢含量较高的富氢水。

可选的，所述射流器的喷嘴的出水口孔径为5-10mm；混氢模块还包括连通所述射流器的出液口的螺旋形的混合输水管。

通过采用上述技术方案，氢气受到射流产生的负压作用，随水流进入到混合输水管中，常规的射流器喷嘴孔径往往设置的很小，但这会严重影响富氢水的流量，将喷嘴的出水口孔径设置为5-10mm，能够保障流量，以便保障洗浴的出水量；氢气和水流沿混合输水管做螺旋运动，这个过程中水和氢气受到离心力作用，进一步充分的混合，氢气更好的溶解、混合入水中，提高水中的氢气含量。

可选的，所述混合输水管内设置有切割水流和水流内气泡的分气网。

通过采用上述技术方案，将混合输水管内的氢气泡进行分割，预防氢气未均匀的分散到水中，离开管道后容易逸散。氢气和自来水经过分气网分割配合在混合输水管内的离心运动，能形成含细小氢气泡的微纳米气泡水。

可选的，还包括进液室；所述射流器设置多个，所述射流器的出液口均连通所述进液室，所述射流器的出液轨迹在所述进液室内相交；所述进液室的出液口与混合输水管连通。

通过采用上述技术方案，设置多个射流器，进一步保障富氢水的流量，保证富氢水的充足供应。射流器的出液轨迹相交，两股富氢水水流相互冲撞，有助于氢气与水的进一步均匀混合，有效预防大气泡的出现，保证富氢水的含氢量。

可选的，所述检测单元还包括第一液压检测器和第二液压检测器，所述第一液压检测器安装在所述混氢模块的进水口管道上，所述第二液压检测器安装在所述混氢模块的出水口管道上。

通过采用上述技术方案，设置第一液压检测器和第二液压检测器分别检测混氢模块进、出水管道的液压，并反馈至控制单元，控制单元内的算法通过液体的压降来判断液体内的溶氢量（氢气与水的混合情况），调节制氢模块的制氢效率，以稳定控制富氢水中氢气和水的比例。流体在管道内流动过程中，因受到阻力作用会发生能量流失，引起压力降低；在通过流量传感器和增压泵稳定进水流量的情况下，氢气的混入量会反应在混合水的压降上，借助压降判断氢气混合情况，进而控制制氢模块的制氢效率来稳定富氢水内的氢气含量。

可选的，所述制氢模块还包括电解水箱，所述第一进水管连接所述电解水箱的进水口，所述第一进水管上设置有电解水泵；所述电解水箱与所述电解槽的进水口连通；所述电解水箱的水平高度高于所述电解槽，水箱通过重力向所述电解槽供水；所述检测单元还包括设置在所述电解水箱内的水位传感器。

通过采用上述技术方案，电解水泵配合水位传感器，在向水箱内供水的同时控制水箱内的水位高度。水箱内的水靠自身重力流向电解槽内，而这会也会影响电解槽的制氢效率，电解水泵、电解槽在控制单元的控制下调节制氢效率，保证富氢水内的氢气含量。

可选的，所述制氢模块还包括电解水箱，所述第一进水管连接所述电解水箱的进水口，所述第一进水管上设置有第一电磁阀；所述电解水箱与所述电解槽的进水口连通；所述电解水箱的水平高度高于所述电解槽，水箱通过重力向所述电解槽供水；所述检测单元还包括设置在所述电解水箱内的水位传感器。

通过采用上述技术方案，直接利用自来水作为水源，第一电磁阀配合水位传感器，控制水箱内的水位高度。水箱内的水靠自身重力流向电解槽内，而这会也会影响电解槽的制氢效率，第一电磁阀、电解槽在控制单元的控制下调节制氢效率，保证富氢水内的氢气含量。

可选的，所述第一进水管远离所述电解水箱的一端安装有过滤器。

通过采用上述技术方案，借助过滤器减少电解水中的杂质，优化电解槽的工作环境，延长电解槽的使用寿命。

可选的，所述检测单元还包括漏水感应器，所述漏水感应器设置在整个混氢系统的最低处。

通过采用上述技术方案，在系统的最低处设置漏水感应器，检测到漏水后发出警报，以保证室内用电设备的安全性。

可选的，所述调节单元还包括安装在所述第二进水管上的比例伺服阀。

通过采用上述技术方案，在自来水压力足够大甚至超过需求时，控制中心可以控制比例伺服阀的开启幅度来调控管道内供水速度，进而将富氢水稳定在适合的范围内。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请提供的一种氢浴机混氢系统，直接在系统内完成氢气和水的混合，能够直接供应富氢水，可以直接接室内的自来水管路作为水源，可以直接用于淋浴或者盆浴，使用方便，而氢气和水在混氢系统内混合的过程中，控制单元根据流量传感器的信号控制增压泵维持水流流速的稳定，保证溶氢效率的同时还能较为稳定的控制混氢比例，以稳定输出的氢气含量较高的富氢水内；

2.通过设置螺旋形的混合输水管、在管内设置分气网以及设置多组出液轨迹相交的射流器，通过离心力、物理分割、水流对冲等方式进一步将氢气与水充分混合，令氢气均匀的散布在水中，形成含氢气泡的微纳米气泡水，提高富氢水内的含氢量。

3.通过第一液压检测器和第二液压检测器检测混氢模块的压降，并协同调节制氢模块的制氢效率，以稳定氢气和水的混合比例，保证富氢水内的含氢量。

附图说明

图1是本申请实施例的系统结构示意图（安装电解水泵）；

图2是本申请实施例另一种实施方式示意图（安装第一电磁阀）。

附图标记：11、第一进水管；12、第二进水管；21、电解水箱；22、电解槽；23、气液分离器；24、过滤器；25、单向阀；31、射流器；32、进液室；33、混合输水管；331、分气网；41、控制单元；421、流量传感器；422、液位传感器；423、第一液压检测器；424、第二液压检测器；425、漏水感应器；431、电解水泵；432、第一电磁阀；433、第二电磁阀；434、第三电磁阀；435、增压泵；436、比例伺服阀。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种氢浴机混氢系统，包括水路模块、制氢模块、混氢模块和控制模块。控制模块包括控制单元41、向控制单元41反馈系统运行信号的检测单元和接收控制单元41控制信号并执行动作的调节单元。水路模块包括分别向制氢模块和混氢模块供水的第一进水管11和第二进水管12。

参照图1，制氢模块包括依次串联设置电解水箱21、电解槽22和气液分离器23。

参考图1和图2，电解水箱21上设置有进水口、出水口以及连通电解槽22的供水口，电解水箱21内设置有检测电解水箱21内水位的液位传感器422；第一进水管11连接电解水箱21的进水口，第一进水管11远离电解水箱21的一端安装有过滤器24，第一进水管11上安装有电解水泵431或控制管道开闭的第一电磁阀432；电解水箱21的出水口上安装有出水管道，电解水箱21的出水管道上安装有控制电解水箱21排水的第二电磁阀433。

第一进水管11上安装电解水泵431时，电解水箱21主动抽取外部水源，可以选用较为干净的水源作为电解用水，优化电解槽22的工作环境；过滤器24用以滤除可能存在的杂质。第一进水管11上安装第一电磁阀432时，直接使用自来水作为水源，主要依靠过滤器24过滤自来水中的杂质，优化电解槽22的工作环境，过滤器24选用串联在管道上的类型。

电解槽22内上设置有进水口、氧气发生端口和氢气发生端口。电解槽22的进水口与电解水箱21的供水口连通，两者之间设置有第三电磁阀434，以在系统停止工作时断开电解槽22的供水；电解槽22的氧气发生端口连通所述电解水箱21的顶部，实现一部分未电解水的回流；电解槽22的氢气发生端口连通气液分离器23。

气液分离器23上设置有进口、排液口和排气口，排液口设置在气液分离器23的底部，排气口和进口设置在气液分离器23的顶部，借助氢气轻的的特性，进行水气分离；电解槽22的氢气发生端口连通气液分离器23的进口，向气液分离器23内输送氢水混合液体；气液分离器23的排液口连通电解水箱21，将另一部分未电解的水回流；气液分离器23的排气口连接混氢模块，气液分离器23与混氢模块之间的的供氢管道上安装有单向阀25。

在设置系统时，电解水箱21高于电解槽22，电解水箱21内的水靠自身重力流向电解槽22内，进而通过控制水箱内的液位高度，来控制供水速度，以一定程度调节电解制氢效率。液位传感器422属于检测单元，电解水泵431、第一电磁阀432、第二电磁阀433和第三电磁阀434属于调节单元。

混氢模块包括射流器31、进液室32和混合管道。

射流器31的喷嘴的进水口连通第二进水管12，第二进水管12上安装有流量传感器421、增压泵435和比例伺服阀436，通过增压泵435和比例伺服阀436控制第二进水管12上的自来水的流量；射流器31的吸入室与气液分离器23的排气口连通。射流器31的喷嘴出液口孔径设置在5-10mm，以兼顾富氢水的流量。射流器31设置两个，两个射流器31的出液口均连通在进液室32上，通过增加射流器31的数量进一步保障富氢水足够的流量，气液分离器23的排气管延伸出两端分别连接在两个射流器31上。流量传感器421属于检测单元，增压泵435和比例伺服阀436属于调节单元。

进液室32内设置有Y形的液体管道，进液室32上设置有连通射流器31的进液口和排出液体的出液口，进液口对应进液室32设置有两个，出液口设置一个。两个射流器31的射流轨迹在进液室32内相交。为了富氢水的流量，以便用于淋浴，射流器31的喷嘴出液口较大，气液融合效果较差；通过令两道射流发生对冲，打散射流内可能存在的大气泡，进一步混合氢气和水。

混合管道为螺旋形的液体输送管道，进液室32的出液口连通混合管道的进液口；混合管道为多段短螺旋管道焊接固定而组成的长螺旋管道，短管道的接缝处安装有分气网331，短管道与短管道之间满焊固定在一起。氢气和水在混合管道内做离心运动，在流动过程中进一步充分混合，氢水混合液体经过分气网331后水流和气泡被分隔，进一步充分混合氢气和水。

混氢模块的进水管道和出水管道上分别安装有第一液压检测器423和第二液压检测器424，分别测试混氢模块进出水管道的压力，第一液压检测器423安装在第二进水管12上，第二液压检测安装在混合管道远离进液室32一端的管道上。第一液压检测器423和第二液压检测属于检测单元。

检测单元还包括漏水感应器425，漏水感应器425设置在整个混氢系统的最低处，当整个系统出现漏水，漏水感应器425向控制单元41发出信号，以即使停止工作，预防安全隐患。

本申请实施例公开的一种氢浴机混氢系统的工作过程为（图1所示系统为例）：将整个系统接入自来水体系中，第一进水管11带有过滤器24的一端插入外界水源中，第二进水管12连接自来水管道；为系统供电。用户开启花洒或水龙头，流量传感器421检测到水流信号，启动制氢模块；电解水泵431启动，配合液位传感器422将电解水箱21内的水位稳定在指定范围内，电解水箱21内的水流向电解槽22内，电解槽22将水分解为氢气和氧气，氢水混合物流向气液分离器23，氧水混合物回流至电解水箱21内；气液分离器23将水气分离，水回流至电解水箱21（气液分离器23的高度对应电解水箱21设置，电解水箱21水位不能高于气液分离器23顶部但高于气液分离器23的底部），氢气经过单向阀25流向射流器31的吸气室。自来水经第二进水管12进入到射流器31的喷嘴形成高速的射流，将吸气室内的氢气吸附，完成氢气和水的初步混合；两个射流器31产生的氢水射流在进液室32的Y形管道中发生撞击，氢气和水进一步混合，不易产生大气泡；氢水混合液体再经过混合管道，在螺旋离心运动的过程中进一步充分混合，混合管道内的分气网331将水流和气泡进行分隔，进一步将氢气泡均匀散布在水中，最终输出含氢量较高的微纳米氢气泡水。

本申请实施例公开的一种氢浴机混氢系统的实施原理为：流量传感器421检测第二进水管12内的流量，当流量过大或流量过小时，通过增压泵435辅助增加流量或通过比例伺服阀436减小流量，进而稳定射流器31流速，进而稳定射流器31处的氢气吸入量，有助于高含氢量富氢水的稳定产出。第一液压检测和第二液压检测器424检测混氢模块进出水管道的压力，进而测得压降，根据压降判断氢气供应是否充足，进而调控电解水箱21的水位高度和电解槽22的制氢效率来调控氢气的制备量，进一步保障富氢水内的含氢量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢浴机混氢系统，其特征在于，包括水路模块、制氢模块、混氢模块和控制模块；

水路模块，包括为所述制氢模块供水的第一进水管(11)和为所述混氢模块供水的第二进水管(12)；

制氢模块，包括电解槽(22)和气液分离器(23)，所述第一进水管(11)连接所述电解槽(22)的进水口，所述电解槽(22)的氢气排出口连通所述气液分离器(23)；

混氢模块，包括射流器(31)，所述射流器(31)的的喷嘴连接所述第二进水管(12)，所述射流器(31)的吸入室连通所述气液分离器(23)的排气口；

控制模块，包括控制单元(41)、向所述控制单元(41)反馈工作信号的检测单元和接收所述控制单元(41)控制信号执行动作的调节单元，所述检测单元包括安装在所述第二进水管(12)上的流量传感器(421)，所述调节单元包括安装在所述第二进水管(12)上的增压泵(435)。

2.根据权利要求1所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述射流器(31)的喷嘴的出水口孔径为5-10mm；混氢模块还包括连通所述射流器(31)的出液口的螺旋形的混合输水管(33)。

3.根据权利要求2所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述混合输水管(33)内设置有切割水流和水流内气泡的分气网(331)。

4.根据权利要求2或3所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，还包括进液室(32)；所述射流器(31)设置多个，所述射流器(31)的出液口均连通所述进液室(32)，所述射流器(31)的出液轨迹在所述进液室(32)内相交；所述进液室(32)的出液口与混合输水管(33)连通。

5.根据权利要求1所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述检测单元还包括第一液压检测器(423)和第二液压检测器(424)，所述第一液压检测器(423)安装在所述混氢模块的进水口管道上，所述第二液压检测器(424)安装在所述混氢模块的出水口管道上。

6.根据权利要求5所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述制氢模块还包括电解水箱(21)，所述第一进水管(11)连接所述电解水箱(21)的进水口，所述第一进水管(11)上设置有电解水泵(431)；所述电解水箱(21)与所述电解槽(22)的进水口连通；所述电解水箱(21)的水平高度高于所述电解槽(22)，水箱通过重力向所述电解槽(22)供水；所述检测单元还包括设置在所述电解水箱(21)内的水位传感器。

7.根据权利要求5所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述制氢模块还包括电解水箱(21)，所述第一进水管(11)连接所述电解水箱(21)的进水口，所述第一进水管(11)上设置有第一电磁阀(432)；所述电解水箱(21)与所述电解槽(22)的进水口连通；所述电解水箱(21)的水平高度高于所述电解槽(22)，水箱通过重力向所述电解槽(22)供水；所述检测单元还包括设置在所述电解水箱(21)内的水位传感器。

8.根据权利要求6或7所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述第一进水管(11)远离所述电解水箱(21)的一端安装有过滤器(24)。

9.根据权利要求1所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述检测单元还包括漏水感应器(425)，所述漏水感应器(425)设置在整个混氢系统的最低处。

10.根据权利要求1所述的一种氢浴机混氢系统，其特征在于，所述调节单元还包括安装在所述第二进水管(12)上的比例伺服阀(436)。