CN204675869U - 一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置 - Google Patents

Abstract

一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：包括容器、安装在容器中的无膜电解电极组件、可控电解电源；原水装入容器，可控电解电源给无膜电解电极组件供电；水在电极组件的阴阳电极间隙中被电解；可控电解电源通过交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压控制电解水的酸碱性，或兼顾控制其他电解水指标；所述无膜电解电极组件，当电源供给其极性相反的电压时，所制电解水PH值具有倾向酸性或碱性相反变化的不同趋势；所述容器，可设置进水口与出水口，原水从进水口进容器，经无膜电解电极组件电解后从容器出水口流出；阴阳电解电极间隙按合理较小化原则设计、间隙面积按合理较大化原则设计，提高电解水效率达到控制目标。

Description

一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置

技术领域

本发明涉及一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，属于无膜电解水技术领域。

背景技术

电解水技术可分为有膜电解与无膜电解两大类别，有膜电解水技术是已有80多年历史的成熟技术，膜隔离膜将电解水分成酸性水与碱性水两个区域，两种水各有用途，如：偏碱性以及氧化还原电位为负值、富含氢的还原水(简称“负氢水”)适宜饮用，帮助人体抗氧化、增体能、利代谢，促进人类健康；而强酸性、高正电位水可以消毒杀菌。但是，有膜电解水技术显而易见的缺点是：当人们只需要碱性或酸性一种水时，会浪费不需要的酸性或碱性水；而且难以产生酸性负电位富含氢的水以及难以产生“中性”(本文特指原水酸碱性没有显著改变)电解水等。近年兴起的无膜电解水技术具有克服有膜电解水上述缺陷的独特优势，是电解水技术的发展方向。但是在控制电解水的酸碱性方面，无膜电解水技术还有待提高以及需要更多创新发明技术产品的问世，才能达到优质实用产品的指标。申请人经多年研究，发明了一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，性能优越，简单易行，既可以产生碱性与中性负电位富含氢的饮用还原水，又可以产生酸性负电位富含氢的美容护肤沐浴洗涤水等等。

发明内容

本发明提出一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，是为了人们可以便利地制作具有不同酸碱度以及不同氧化还原电位的电解水而设计。申请人在研究中发现：无膜电解水技术装置一般可有产生中性(不改变PH值)、碱性、酸性电解水三种功能的技术方案，而所制电解水的氧化还原电位值也各有不同。申请人深入研究还获得一个极为重要的发现：通常，一种可产生偏碱性电解水的无膜电解水电极结构技术方案，将其电解供电电源极性反接，便可能制造出酸性电解水。本发明正是据此重要新发现而提出本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置。电解电极供电反极性为何会造成所制电解水酸碱性反方向变化呢？申请人经过研究分析，认为出现上述现象可有多个方面的原因，例如其中重要原因及其原理之一是：在某一定结构情况下，当两个不同极性的电极比表面积有显著差异时，若比表面积较大的电极接电解电源正极，有利于吸引更多的水被电解而释放出来的负氢氧根OH^-、电子e^-与氢离子H^-，而更为排斥水被电解而释放出来正氢离子H⁺，因而水中OH^-相对多，H⁺相对少，使得电解水偏向碱性；并且水中H携带电子e^-的机遇多,产生较高负电位与较高含氢量(即负氢较多)的特性；反之，若比表面积较大的电极接电解电源负极时，有利于吸引更多的水被电解而释放出来的正氢离子H⁺，而更为排斥水被电解而释放出来的负氢氧根OH^-、电子e^-与氢离子H^-，因而使得电解水偏向酸性并且不产生负电位特性。这一发现是本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置的基础。

另外，本发明采用申请人发现与发明的电解水新原理与新方法能够获得较高的电解水效率与电解水指标，对于提高酸碱性电解水控制指标及其实用性有很大意义。从专业角度而言，水电解效率(或称电解水效率)，一般可以定义为：在电解一定量的水以及电解一定时间情况下，所制成的电解水某种代表性指标(例如电解还原水的ORP负值或含氢量数值)与所耗电量之比。换言之，某种电解方法或电解装置，电解同样水量达到同一电解水指标所耗电能越小，该装置电解水效率就越高。申请人发现与发明的电解水新原理与新方法揭示了提高电解水效率的途径。申请人提出的电解水新原理如下：电解水过程，首先是电解水中杂质产生活跃电子形成电流将电能量转换为水分子的分解能量的过程，使得较多水分子获得较大电能而分解是取得较高电解效率的基础，但获得较高电解效率还需要具备另外的重要条件；因为，电解过程同时还是：杂质被电解所释放的各种离子尤其活跃电子与水分子分解产生的各种氢氧离子、离子根发生理化作用的过程，第一，若较多杂质被电解，其释放的电子、离子较多，其与氢氧离子组合的几率就较高，电解水指标可能较高，电解效率也就较高；第二，若客观条件使得杂质被电解释放的电子离子与氢氧离子组合的几率较高，电解水指标可能较高，电解效率也就较高。例如电解还原水的较高ORP负值与含氢量(申请人统称为“负氢”指标)，需要较多的活跃电子参与，因此，水中杂质被电解而释放较多电子及其与氢离子组合的几率较高，是提高负氢指标与电解效率的两个重要条件。

申请人的电解水新原理揭示：提高电解制作还原水效率要采取双管齐下的工艺方法，既要强化水中杂质的电解，又要提高杂质电解释放的电子与氢结合为负氢的几率。申请人研究发现：一是适当减小阴阳电极电解间隙之间的距离，二是适当扩大阴阳电极电解间隙的面积，三是适当保持在电解水过程阴阳电极间隙中水进出的流动性，这三个工艺技术条件的协调实现，可以较好地兼顾强化杂质电解并提高还原指标的功效，从而显著提高电解水效率。本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，需要使用较高效率的无膜电解水技术。采用申请人发明的电解水新方法是提高装置效率与性能及性价比的较好选择。

本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：包括容器、安装在容器中的无膜电解电极组件、可控电解电源；原水装入容器，可控电解电源给无膜电解电极组件供电；水在电极组件的阴阳电极间隙中被电解；可控电解电源通过交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压控制电解水的酸碱性，或兼顾控制其他电解水指标。

发明内容之二：所述无膜电解电极组件，当供给极性相反的两种电解电压时，所制电解水的PH值可具有倾向于酸性或碱性相反变化的不同趋势。

发明内容之三：所述可控电解电源，可交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压，既可控制电解水的酸碱性，也可控制电解水的其他电解水指标。

发明内容之四：所述容器可设置进水口与出水口，原水可从进水口进入容器，容器中的无膜电解电极组件对水作电解，电解水从容器的出水口流出。

发明内容之五：所述无膜电解电极组件，其不同极性电极之间所留间隙的间距按合理较小化原则设计，间隙距离在小于5mm、大于0mm之间，以利于强化水中杂质与水分子的电解；在电解电极组件所占一定空间内，不同极性电极之间间隙的面积按合理较大化原则设计，使得水中较多杂质及水分子能在电极间隙中较多次反复被电解；电解电极组件及其安装工艺条件的特征是：在电解水过程中，水在不同极性电极间隙中能较顺利流动，使不同极性电极间隙中被电解的水得以更换，并使较多杂质与水分子被不同极性电极较多次反复电解，增加杂质与水分子被不同极性电极电解的几率与数量，从而提高水的电解效率。

发明内容之六：所述无膜电解电极组件，必要时，电解电极组件不同极性电极之间的间距可以小至1mm或更小，以较利于在一定电解功率与一定电解电极组件结构下，强化水中杂质与水分子的电解，提高水电解的效率，并能有效电解纯净水与蒸馏水等低电导率水。

发明内容之七：所述无膜电解电极组件，电极间隙两端口位置外部留有一定空间，使得水在被电解的过程中产生流动时，水能在不同极性电极间隙中较顺利流动，提高水电解的效率。

发明内容之八：所述电解电极组件，由两个不同极性的电极构成，电极之一为筒孔形状，筒状电极数目为N个，N等于或大于1，筒壁可无缺口或有缺口，各筒孔电极的位置为机械固定并相互电连接；电极之二为柱状，各个柱位置为机械固定并相互电连接，柱状电极的柱数目为M个,M等于或大于1；柱为空心或实心、可无缺口或有缺口；筒状电极与柱状电极的高度不限，据所需选择；筒状电极与柱状电极对应插接，即柱状电极各柱插入各对应筒孔中，对插的柱电极表面与筒孔电极相对表面之间留有对水作电解的间隙；在电解工作过程中，电极间隙内的水可以流动；电极间隙两个端口位置的外部留有一定空间，以便水在被电解的过程中，能在电极间隙中流动。

基本技术方案：一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：包括容器、安装在容器中的无膜电解电极组件、可控电解电源；原水装入容器，可控电解电源给无膜电解电极组件供电；水在电极组件的阴阳电极间隙中被电解；可控电解电源通过交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压控制电解水的酸碱性，或兼顾控制其他电解水指标。

具体技术方案之一：所述无膜电解电极组件，当供给极性相反的两种电解电压时，所制电解水的PH值可具有倾向于酸性或碱性相反变化的不同趋势。

具体技术方案之二：所述可控电解电源，可交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压，既可控制电解水的酸碱性，也可控制电解水的其他电解水指标。

具体技术方案之三：所述容器可设置进水口与出水口，原水可从进水口进入容器，容器中的无膜电解电极组件对水作电解，电解水从容器的出水口流出。

具体技术方案之四：所述无膜电解电极组件，其不同极性电极之间所留间隙的间距按合理较小化原则设计，间隙距离在小于5mm、大于0mm之间，以利于强化水中杂质与水分子的电解；在电解电极组件所占一定空间内，不同极性电极之间间隙的面积按合理较大化原则设计，使得水中较多杂质及水分子能在电极间隙中较多次反复被电解；电解电极组件及其安装工艺条件的特征是：在电解水过程中，水在不同极性电极间隙中能较顺利流动，使不同极性电极间隙中被电解的水得以更换，并使较多杂质与水分子被不同极性电极较多次反复电解，增加杂质与水分子被不同极性电极电解的几率与数量，从而提高水的电解效率。

具体技术方案之五：所述无膜电解电极组件，必要时，电解电极组件不同极性电极之间的间距可以小至1mm或更小，以较利于在一定电解功率与一定电解电极组件结构下，强化水中杂质与水分子的电解，提高水电解的效率，并能有效电解纯净水与蒸馏水等低电导率水。

具体技术方案之六：所述无膜电解电极组件，电极间隙两端口位置外部留有一定空间，使得水在被电解的过程中产生流动时，水能在不同极性电极间隙中较顺利流动，提高水电解的效率。

具体技术方案之七：所述电解电极组件，由两个不同极性的电极构成，电极之一为筒孔形状，筒状电极数目为N个，N等于或大于1，筒壁可无缺口或有缺口，各筒孔电极的位置为机械固定并相互电连接；电极之二为柱状，各个柱位置为机械固定并相互电连接，柱状电极的柱数目为M个,M等于或大于1；柱为空心或实心、可无缺口或有缺口；筒状电极与柱状电极的高度不限，据所需选择；筒状电极与柱状电极对应插接，即柱状电极各柱插入各对应筒孔中，对插的柱电极表面与筒孔电极相对表面之间留有对水作电解的间隙；在电解工作过程中，电极间隙内的水可以流动；电极间隙两个端口位置的外部留有一定空间，以便水在被电解的过程中，能在电极间隙中流动。

附图说明

下面通过附图对本发明作进一步阐释。

图1是实施例1本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置

图2是实施例2本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置

具体实施方式

以下结合实施例1、2及附图1、2阐述实施例基本结构及基本工作原理。

实施例1

如图1，本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置实施装置，包括容器10、可控电解电源9、无膜电解电极组件8，其特征是：可控电解电源9给电解电极组件8供电；电解电极组件8安装在容器10中；原水从进水口5装入容器10，在电极组件不同极性电极的间隙3中被电解；可控电解电源9可通过导线6、7，给电解电极组件8提供极性相反的两种电解电压；当可控电解电源9给电解电极组件8分别以相反极性供电时，电极组件8所制电解水可分别趋向碱性变化或者反之趋向酸性变化；电解过程中，电解电源9在给电解电极组件8以一定电流强度供电一定时间后，再以相反电压极性(即导线6、7的电压极性相反)给电解电极组件8以一定电流强度供电一定时间，以控制电解水的酸碱性以及其他电解水指标。本实施例电解电极组件8的特征为：组件由两个不同极性电极1、2构成，电极1为筒孔状(下文简称孔状或孔)，图中示意画出3个孔，各个孔位置为机械固定、孔壁相互电连接形成电极1，通过导线7接通电解电源9；电极2为柱状，图中示意画出3个柱，各个柱位置为机械固定并相互电连接形成电极2，通过导线6接通电解电源9；1与2可对应插接，即柱状电极2的柱可插入孔状电极1的对应孔中，柱表面与孔表面之间留有电解间隙3，该间隙呈管状，图1中示意性画出了3个柱状电极与3个孔状电极构成的3个间隙3，间隙间距可视需要在一定范围内选择，例如小于5mm至大于0mm的范围；必要时，间隙3的间距可取较小值，如小于1mm至大于0mm的范围，以便强化水及其中杂质的电解效果，这在装置需要电解电导率低的纯净水、蒸馏水等原水时，可以获得较高的电解水效率与指标；在电极间隙距离一定情况下，杂质与水分子被电解的几率及数量与间隙面积成正比，因此间隙3面积较大化可提高电解效率；图1中，组件8电解槽壁为适合做电解电极使用的材料，经由导线7连接到电解电源成为电极2的一部分，与电极1构成电解间隙4，加强装置电解效果。

图1中，11与12为电极组件8的底部、上部空间，具有使各个电极间隙中水能畅顺流动的作用，在电解水过程中，间隙中的水分子被电解分解后，会产生氢、氧气泡沿着间隙向上飘逸，从而带动间隙3中水向上流动，从间隙3上部端口流出，引起水从间隙3下开口处即空间11源源流入电极间隙3中，容器中其他空间的水会流到11补充；水在间隙3流动的过程中，水杂质与水分子会在间隙3中被电解电流反复电解；显然，若11、12过于狭窄，会影响水在电极间隙3中的流动性，从而降低水的电解效率。

综上所述，可见：间隙3合理选择较小的间距与较大面积并满足间隙3中水有一定流通性，这三个方面协调兼顾的工艺技术方案可以显著提高电解效率。

表1为本实施例1所制电解水的实测数据，电解电源对于电极组件以相反电压极性分别供电1分钟。

表1：实施例1一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置所制电解水的实测数据

从表1可见，酸碱性PH值为7.3、氧化还原电位ORP为+343mv的无氢原水，经本发明方法实施例1装置制作成为弱酸性、高负电位、高氢含量的电解水，是可以作为美容护肤沐浴使用的高品质用水。

表2为本实施例1所制电解水的另一组实测数据，电解电源对于电极组件以相反电压极性分别供电1分钟。与表1参数不同之处在于改变了电解电流。

表2：实施例1一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置所制电解水实测数据2

实验表明：分别改变电极组件相反电压极性供电的电解电流(或电解电压、电解功率)与时间等参数，可以使得所制电解水的酸碱性以及有关指标会发生显著改变，这一特点使得自动或人工调节电解水酸碱性简单易行。本例PH值为7.3近似中性的原水，制成了PH值为8.0弱碱性、高负电位、高氢含量的电解水，可作为抗氧化抗衰老增强体能促进代谢的高品质功能饮用水。

实施例2

如图2所示本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置实施装置，与实施例1附图1相比较，仅仅是在水容器增加设计了一个进水口13，原进水口5功能改变为出水口5，因此，实施例2与电解自然静态水实施例1图1装置不同，为可以将流动水电解为电解水的装置。原水可从进水口13进入容器10，无膜电解电极组件8浸泡在容器10的水中；可控电解电源9给电解电极组件8提供电解电流；原水通过电极组件不同极性电极的间隙3被电解；电解水从容器4的出水口5流出。与实施例1类似，可控电解电源9可通过导线6、7，给电解电极组件8提供极性相反的两种电解电压；当可控电解电源9给电解电极组件8分别以相反极性供电时，电极组件8所制电解水可分别趋向碱性变化或者反之趋向酸性变化；电解过程中，电解电源9在给电解电极组件8以一定电流强度供电一定时间后，再以相反电压极性(即导线6、7的电压极性相反)给电解电极组件8以一定电流强度供电一定时间，以控制电解水的酸碱性以及其他电解水指标。与实施例1不同，本实施例要解决的一个特殊问题是：电解电源变换极性交替给电解电极组件供电，要求满足一定交替频率，以使得输出的电解水指标较为均匀，输出流水的流速越快，要求交替频率越高；本实施例与实施例1不同的另一问题，是可能会使电解水效率降低的问题：若流入容器10的流水流速过快，水流过电极间隙3的流速也会过快，可能会降低电解效率，因此，当装置应用于电解流速过快的流水时，可在满足装置流量需求基础上，采取适当减缓容器中水流流速的设计，较简单方案是将容器10的出水口5设计得比进水口13显著狭窄一些，可以使得水通过容器10的流速有所减缓，进入电极间隙的水流流速自然会随之适当减缓，从而使得水在间隙中电解的时间有所延长，从而加强水的电解效果，同时有利于提高输出的电解水指标的均匀度。

表3：实施例2一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置所制电解水实测数据

实施例1与2实验装置检测结果充分证明：本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置具有良好的可行性与实用性，是对无膜电解水技术的创新发明，对于无膜电解水技术推广应用具有重要意义。本发明一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置的电解电极组件并不限于使用实施例1所采用的具体装置结构，原则上可以使用任何种类符合或能体现本发明基本方法的无膜电解水电解电极组件。

Claims (8)

1.一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：包括容器、安装在容器中的无膜电解电极组件、可控电解电源；原水装入容器，可控电解电源给无膜电解电极组件供电；水在电极组件的阴阳电极间隙中被电解；可控电解电源通过交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压控制电解水的酸碱性，或兼顾控制其他电解水指标。

2.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述无膜电解电极组件，当供给极性相反的两种电解电压时，所制电解水的PH值可具有倾向于酸性或碱性相反变化的不同趋势。

3.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述可控电解电源，可交替给电解电极组件提供极性相反的两种电解电压，既可控制电解水的酸碱性，也可控制电解水的其他电解水指标。

4.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述容器可设置进水口与出水口，原水可从进水口进入容器，容器中的无膜电解电极组件对水作电解，电解水从容器的出水口流出。

5.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述无膜电解电极组件，其不同极性电极之间所留间隙的间距按合理较小化原则设计，间隙距离在小于5mm、大于0mm之间，以利于强化水中杂质与水分子的电解；在电解电极组件所占一定空间内，不同极性电极之间间隙的面积按合理较大化原则设计，使得水中较多杂质及水分子能在电极间隙中较多次反复被电解；电解电极组件及其安装工艺条件的特征是：在电解水过程中，水在不同极性电极间隙中能较顺利流动，使不同极性电极间隙中被电解的水得以更换，并使较多杂质与水分子被不同极性电极较多次反复电解，增加杂质与水分子被不同极性电极电解的几率与数量，从而提高水的电解效率。

6.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述无膜电解电极组件，电解电极组件不同极性电极之间的间距小至1mm或更小，以较利于在一定电解功率与一定电解电极组件结构下，强化水中杂质与水分子的电解，提高水电解的效率，并能有效电解纯净水与蒸馏水低电导率水。

7.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述无膜电解电极组件，电极间隙两端口位置外部留有一定空间，使得水在被电解的过程中产生流动时，水能在不同极性电极间隙中较顺利流动，提高水电解的效率。

8.根据权利要求1所述的一种可控制电解水酸碱性的无膜电解水新装置，其特征是：所述电解电极组件，由两个不同极性的电极构成，电极之一为筒孔形状，筒状电极数目为N个，N等于或大于1，筒壁可无缺口或有缺口，各筒孔电极的位置为机械固定并相 互电连接；电极之二为柱状，各个柱位置为机械固定并相互电连接，柱状电极的柱数目为M个,M等于或大于1；柱为空心或实心、可无缺口或有缺口；筒状电极与柱状电极的高度不限，据所需选择；筒状电极与柱状电极对应插接，即柱状电极各柱插入各对应筒孔中，对插的柱电极表面与筒孔电极相对表面之间留有对水作电解的间隙；在电解工作过程中，电极间隙内的水可以流动；电极间隙两个端口位置的外部留有一定空间，以便水在被电解的过程中，能在电极间隙中流动。