CN117534034A - 一种氢气缓释装置及牙齿养护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢气缓释装置，包括：导向壳体，内部具有用于供水体流动的缓释通道，导向壳体具有进水口，进水口与缓释通道的首端连通，导向壳体上设置有与缓释通道连通的排气孔；水流开关，设置于导向壳体上，水流开关被配置为打开或关闭进水口；若干水解材料，沿缓释通道的延伸方向分布于缓释通道上，缓释通道被配置为引导水体沿缓释通道的延伸方向由缓释通道的首端向缓释通道的末端流动，水体可依次与若干水解材料接触；其中，水解材料为与水体反应后产生氢气的材料，水解材料与水体反应后产生的氢气可通过排气孔排出至导向壳体外。本发明还公开了一种牙齿养护装置。本发明可延缓氢气的产生速率，从而利于控制氢气作用于人体时的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗保健设备领域，特别涉及一种氢气缓释装置及牙齿养护装置。
背景技术
氢气是一种无毒无害、具有还原特性、具有抗炎作用、分子量小、穿透性强、性质活泼的双原子气体分子。氢气在医疗保健领域，一般具有对抗氧化损伤的作用。
人体正常的新陈代谢、呼吸，不健康的生活方式如吸烟饮酒和电磁辐射，以及肠胃问题都会产生大量自由基，自由基会破坏机体细胞导致氧化损伤，这是引起各种疾病发生、机体衰老的根本原因。人体自身有对抗自由基的抗氧化酶，但随着年龄增长和环境因素，不足以将自由基完全清除。而氢气具有抗氧化应急的作用机制——对抗活性氧、自由基。
在氢气的制取方面，现有技术多使用电解水制氢、化石原料制氢、煤制氢等方式，但上述制氢方式对应的制氢设备均较为复杂，并且可能产生对人体或环境有害的物质，此外，上述现有制氢设备的反应普遍较为剧烈，人体在摄取氢气时不可采用较高浓度的氢气，因此现有制氢设备不宜应用于人体保健方面的氢气的制取。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种氢气缓释装置，能够实现缓释制氢效果。
本发明还提出一种具有上述氢气缓释装置的牙齿养护装置。
根据本发明第一方面实施例的一种氢气缓释装置，包括：导向壳体，内部具有用于供水体流动的缓释通道，所述导向壳体具有进水口，所述进水口与所述缓释通道的首端连通，所述导向壳体上设置有与所述缓释通道连通的排气孔；水流开关，设置于所述导向壳体上，所述水流开关被配置为打开或关闭所述进水口；若干水解材料，沿所述缓释通道的延伸方向分布于所述缓释通道上，所述缓释通道被配置为引导所述水体沿所述缓释通道的延伸方向由所述缓释通道的首端向所述缓释通道的末端流动，所述水体可依次与若干所述水解材料接触；其中，所述水解材料为与所述水体反应后产生氢气的材料，所述水解材料与所述水体反应后产生的所述氢气可通过所述排气孔排出至所述导向壳体外。
至少具有如下有益效果：在制氢过程中，首先需打开水流开关，使得水体进入缓释通道内，水体在缓释通道的引导下，可由缓释通道的首端逐渐向缓释通道的末端流动，在水体流动的过程中，水体可逐渐与分布于缓释通道内的各个水解材料依次接触并发生反应，产生氢气，氢气可通过排气孔排出至导向壳体外并被引导至人体口腔等部位被人体吸收。本发明中的缓释通道的导流作用使得水体可依次与若干水解材料接触并产生氢气，而不会在水体进入缓释通道内时即刻与所有水解材料接触，因此，可延缓氢气的产生速率，从而利于控制氢气作用于人体时的浓度。
根据本发明的一些实施例，所述导向壳体包括多个腔体和多个反应通道，相邻所述腔体间通过所述反应通道连通，所述缓释通道由多个所述腔体的内部及多个所述反应通道的内部串联而成，所述进水口开设于首端的所述腔体上，每个所述腔体上均具有所述排气孔，若干所述水解材料均匀分布于多个所述腔体的内部。
根据本发明的一些实施例，多个所述腔体按照蛇形方式排布。
根据本发明的一些实施例，所述导向壳体内的所述缓释通道沿螺旋形轨迹延伸，若干所述水解材料沿所述缓释通道的延伸方向排列于所述缓释通道的内部，所述排气孔设置有若干个，若干所述排气孔沿所述缓释通道的延伸方向排列于所述缓释通道的表面。
根据本发明的一些实施例，所述导向壳体沿与所述缓释通道一致的螺旋形轨迹延伸。
根据本发明的一些实施例，所述水解材料为碱金属材料、铝基合金材料或金属氢化物材料。
根据本发明的一些实施例，所述水解材料为粉末状、片状或条状。
根据本发明第二方面实施例的一种牙齿养护装置，包括根据本发明上述第一方面实施例的一种氢气缓释装置，还包括：牙套，可套设于牙齿上并与口腔内部密封贴合；氢气通道，一端与所述牙套的内部连通，另一端与导向壳体上的排气孔连通。
至少具有如下有益效果：本发明将牙套与氢气缓释装置相结合，将前述氢气缓释装置中产生的氢气通过氢气通道导入牙套中，当牙套套设于牙齿外部并与口腔内部密封贴合时，氢气可进入牙套中并与牙齿或牙齿周围的牙龈部位接触，从而达到对使用者口腔内部进行保健护理的目的。
根据本发明的一些实施例，还包括外壳，氢气缓释装置容置于所述外壳内，所述外壳与所述牙套或所述氢气通道密封连接。
根据本发明的一些实施例，还包括唾液引导组件，所述唾液引导组件一端与口腔连通，另一端与所述导向壳体上的进水口连通，所述唾液引导组件被配置为将口腔内的唾液引导至所述进水口处。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例中的牙齿养护装置结构示意图。
附图标号：
氢气缓释装置100；
导向壳体200、缓释通道210、进水口220、腔体230、反应通道240；
水解材料300；
牙齿400；
牙套500、氢气通道510；
外壳600。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、容置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本发明公开了一种氢气缓释装置100，包括导向壳体200、水流开关以及若干水解材料300。
其中，导向壳体200内部具有用于供水体流动的缓释通道210，导向壳体200具有进水口220，进水口220与缓释通道210的首端连通，导向壳体200上设置有与缓释通道210连通的排气孔(图中未示出)，水流开关(图中未示出)设置于导向壳体200上，水流开关被配置为打开或关闭进水口220，若干水解材料300沿缓释通道210的延伸方向分布于缓释通道210上，缓释通道210被配置为引导水体沿缓释通道210的延伸方向由缓释通道210的首端向缓释通道210的末端流动，水体可依次与若干水解材料300接触，水解材料300为与水体反应后产生氢气的材料，水解材料300与水体反应后产生的氢气可通过排气孔排出至导向壳体200外。
可以理解的是，在制氢过程中，首先需打开水流开关，使得水体进入缓释通道210内，水体在缓释通道210的引导下，可由缓释通道210的首端逐渐向缓释通道210的末端流动，在水体流动的过程中，水体可逐渐与分布于缓释通道210内的各个水解材料300依次接触并发生反应，产生氢气，氢气可通过排气孔排出至导向壳体200外并被引导至人体口腔等部位被人体吸收。本发明中的缓释通道210的导流作用使得水体可依次与若干水解材料300接触并产生氢气，而不会在水体进入缓释通道210内时即刻与所有水解材料300接触，因此，可延缓氢气的产生速率，从而利于控制氢气作用于人体时的浓度。
需要说明的是，本发明实施例中的水解材料300为与水体反应后能够产生氢气的材料，包括但不限于碱金属材料、铝基合金材料或金属氢化物材料。其中水体即为水，水体包括但不限于饮用水、自来水或蒸馏水。其中，铝基合金材料可选用铝镁合金或铝锰合金，碱金属材料可选用镁、钠或钾，金属氢化物材料可选用氢化铝。上述水解材料300均可在常温常压下与水反应生成氢气，此外，每块水解材料300的用量、水解材料300的总用量以及相邻水解材料的间隔距离均可通过有限次试验或计算得出，以使得氢气缓释装置100最终产生的氢气可以维持在所需的浓度安全范围内。对于其他在加热加压下才能与水反应生成氢气的水解材料300种类也可谨慎选用，但需保证产生氢气的安全性，其余具有一定危险性的水解材料300种类则应避免使用，应优选使用对人体无毒无害且反应程度相对温和的水解材料300，并且每次使用中的水解材料300用量应根据单位质量产氢量精确取用。
可以理解的是，对于铝基合金材料而言，铝具有资源丰富、价格低廉、水解产氢量大等特点，采用低熔点合金相，例如bi、sn、ga、in等，将富铝相进行不同程度的包裹，一方面可以在一定程度上防止铝被氧化，另一方面，低熔点组元在水解反应中具有活化作用，是一类兼有高活性和高抗氧化性的铝基水解产氢材料。
如图1所示，在本发明的其中一种实施例中，导向壳体200包括多个腔体230和多个反应通道240，相邻腔体230间通过反应通道240连通，具体地，多个腔体230顺次排列，并且每两个相邻腔体230间均设置有反应通道240，反应通道240连通相邻的两个腔体230。缓释通道210由多个腔体230的内部及多个反应通道240的内部串联而成，水体可在由多个腔体230的内部以及多个反应通道240的内部共同组成的缓释通道210内流动。进水口220开设于首端的腔体230上，每个腔体230上均具有排气孔，若干水解材料300均匀分布于多个腔体230的内部。具体地，水体首先由位于首端的腔体230上的进水口220进入首端的腔体230内，水体在进入首端的腔体230后即会与该腔体230内的水解材料300反应生成氢气，当首端的腔体230内的水体达到一定高度时会顺着反应通道240继续流动，并进入下一个腔体230内与下一个腔体230内的水解材料300反应生成氢气，以此类推，水体会顺次进入各个腔体230并进行反应。
本发明实施例通过将缓释通道210分隔为多个区域存放水解材料300，并使得水体依次与不同区域的水解材料300接触，降低了水体与水解材料300的反应速率，以空间换时间，达到缓释氢气的目的。通过控制每个腔体230内水解材料300的用量以及进入腔体230内的水体流速，即可控制氢气的产出速率。
具体地，本发明中的腔体230的设计尺寸与实际使用场景相关，假设腔体230的体积为A，且所需的氢气在空气中的浓度为X％，则腔体230内的氢气体积则为A×X％，若氢气密度为C，则腔体230内的氢气质量为A×X％×C，假设单位质量水解材料300能够产生的氢气质量为B，则水解材料300的所需质量为A×X％×C/B。其中，X可为4以下的数值，因为4％为氢气在空气中的爆炸极限的下限，但为保险起见，该X数值优选为2，有研究表明，2％为人体吸入氢气的黄金吸入浓度，考虑口腔环境的不闭合特性，可通过实验具体确定维持2％氢气浓度所需要的水解材料300质量。
需要说明的是，为了进一步控制水体沿缓释通道210流动的速度，可在各个反应通道240之上设置阀门(图中未示出)，各个阀门的启闭可独立进行并可通过控制系统进行控制，当阀门开启时，前一腔体230内的水体可流入后一腔体230内，当阀门关闭时，前一腔体230内的水体会继续留存于当前腔体230内并继续与当前腔体230内的水解材料300反应生成氢气。进一步地，氢气缓释装置100外部可设置氢气浓度传感器，用以实时测量氢气浓度，阀门的启闭可配合氢气浓度传感器所检测到的氢气浓度进行控制，例如，当氢气浓度减弱时可打开阀门，使得水体继续向后面的腔体230内流动以继续生成氢气，而当氢气浓度偏高时，可始终保持阀门闭合的状态。
如图1所示，上述实施例中的多个腔体230可按照蛇形方式排布，当然除蛇形排布方式的实施例外，还可采用波浪形排布方式、折线形排布方式或螺旋形排布方式。
如图2所示，在本发明的另一实施例中，导向壳体200内的缓释通道210也可为沿螺旋形轨迹延伸，若干水解材料300沿缓释通道210的延伸方向排列于缓释通道210的内部，排气孔设置有若干个，若干排气孔沿缓释通道210的延伸方向排列于缓释通道210的表面。在本实施例中，水体可沿螺旋形的缓释通道210流动并依次与排列于螺旋形缓释通道210内的水解材料300反应生成氢气，螺旋形的缓释通道210延长了水体流动的时间，实际上，可通过有限次试验和计算，通过改变缓释通道210的直径、相邻水解材料300之间的间距、水体进入进水口220时的流速以及缓释通道210的长度，即可将氢气缓释装置100释放的氢气浓度控制在安全范围内。例如，在缓释通道210直径及水体流速一定的情况下，当缓释通道210长度较长且相邻水解材料300间距离较大时，生成氢气的速率较慢；反之，当缓释通道210长度较短且相邻水解材料300间距较短时，生成氢气的速率较快。
需要说明的是，当缓释通道210呈如图2所示的螺旋形轨迹延伸时，缓释通道210的首端可以为螺旋形轨迹的内圈的端部，也可以为螺旋形轨迹的外圈的端部。
此外，需要说明的是，为了进一步控制氢气缓释装置100产生氢气的速率，可在螺旋形的缓释通道210内间隔设置多个阀门，从而将缓释通道210分隔为多个区域，阀门的启闭可通过控制系统进行控制。
可以理解的是，上述实施例中的导向壳体200可沿与缓释通道210一致的螺旋形轨迹延伸。当然，在其他实施例中，导向壳体200也可呈方形或柱形，缓释通道210仅为开设于方形或柱形导向壳体200内部的通道。
本发明实施例中的水解材料300可为粉末状、片状或条状，此外，水解材料300可位置固定地设置于缓释通道210内，也可在一定范围内，位置浮动地设置于缓释通道210内。
参照图1至图3，本发明实施例还公开了一种牙齿养护装置，包括前述任一实施例中的氢气缓释装置100，还包括牙套500和氢气通道510。
其中，牙套500可套设于牙齿400上并与口腔内部密封贴合，氢气通道510一端与牙套500的内部连通，另一端与导向壳体200上的排气孔连通。
可以理解的是，在牙齿健康领域，一个人的牙齿健康受饮食习惯、生活方式、牙齿保健、遗传等因素的影响。其中现代社会中前三者的影响作用愈加显著。例如，过量糖分的摄入、吸烟、不正确的刷牙方式、不及时的牙齿医疗保健等。有些儿童在发育过程中会因各种各样的因素而导致牙齿发育不良的问题。于是，常见的牙齿类健康问题包括各种炎症、出血、蛀牙、龋齿等等。对于牙齿因上述问题引发的不整齐、咬合关系不均衡、牙齿磨损、牙齿松动脱落、牙齿崩裂或纵裂等现象，一般采用牙套的方式进行矫正和治疗。本发明实施例将牙套与氢气缓释装置100相结合，将前述氢气缓释装置100中产生的氢气通过氢气通道510导入牙套500中，当牙套500套设于牙齿400外部并与口腔内部密封贴合时，氢气可进入牙套500中并与牙齿400或牙齿周围的牙龈部位接触，从而达到对使用者口腔内部进行保健护理的目的。
本发明实施例还包括外壳600，氢气缓释装置100容置于外壳600内，外壳600与牙套500或氢气通道510密封连接。外壳600可对氢气缓释装置100起到隔绝空气和防护的作用。
在本发明实施例中，还包括唾液引导组件(图中未示出)，唾液引导组件一端与口腔连通，另一端与导向壳体200上的进水口220连通，唾液引导组件被配置为将口腔内的唾液引导至进水口220处。唾液引导组件可由棉线或负压吸管组成。通过设置唾液引导组件，可以合理利用口腔护理过程中产生的唾液。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种氢气缓释装置，其特征在于，包括：
导向壳体，内部具有用于供水体流动的缓释通道，所述导向壳体具有进水口，所述进水口与所述缓释通道的首端连通，所述导向壳体上设置有与所述缓释通道连通的排气孔；
水流开关，设置于所述导向壳体上，所述水流开关被配置为打开或关闭所述进水口；
若干水解材料，沿所述缓释通道的延伸方向分布于所述缓释通道上，所述缓释通道被配置为引导所述水体沿所述缓释通道的延伸方向由所述缓释通道的首端向所述缓释通道的末端流动，所述水体可依次与若干所述水解材料接触；
其中，所述水解材料为与所述水体反应后产生氢气的材料，所述水解材料与所述水体反应后产生的所述氢气可通过所述排气孔排出至所述导向壳体外。
2.根据权利要求1所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，所述导向壳体包括多个腔体和多个反应通道，相邻所述腔体间通过所述反应通道连通，所述缓释通道由多个所述腔体的内部及多个所述反应通道的内部串联而成，所述进水口开设于首端的所述腔体上，每个所述腔体上均具有所述排气孔，若干所述水解材料均匀分布于多个所述腔体的内部。
3.根据权利要求2所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，多个所述腔体按照蛇形方式排布。
4.根据权利要求1所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，所述导向壳体内的所述缓释通道沿螺旋形轨迹延伸，若干所述水解材料沿所述缓释通道的延伸方向排列于所述缓释通道的内部，所述排气孔设置有若干个，若干所述排气孔沿所述缓释通道的延伸方向排列于所述缓释通道的表面。
5.根据权利要求4所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，所述导向壳体沿与所述缓释通道一致的螺旋形轨迹延伸。
6.根据权利要求1所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，所述水解材料为碱金属材料、铝基合金材料或金属氢化物材料。
7.根据权利要求6所述的一种氢气缓释装置，其特征在于，所述水解材料为粉末状、片状或条状。
8.一种牙齿养护装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的一种氢气缓释装置，还包括：
牙套，可套设于牙齿上并与口腔内部密封贴合；
氢气通道，一端与所述牙套的内部连通，另一端与导向壳体上的排气孔连通。
9.根据权利要求8所述的一种牙齿养护装置，其特征在于，还包括外壳，氢气缓释装置容置于所述外壳内，所述外壳与所述牙套或所述氢气通道密封连接。
10.根据权利要求8所述的一种牙齿养护装置，其特征在于，还包括唾液引导组件，所述唾液引导组件一端与口腔连通，另一端与所述导向壳体上的进水口连通，所述唾液引导组件被配置为将口腔内的唾液引导至所述进水口处。
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