CN206232822U - 一种便携微型高效氢气发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携微型高效氢气发生器。该便携微型高效氢气发生器由控制器、电解槽、溶氢室、壳体四部分组成；该控制器由电路板、电池组、控制面板、控制线构成；该电解槽由负集电极、正集电极、电解槽密封管、电解槽密封圈、正电极、负电极、离子膜、氢气导氢管、电解槽隔板构成；该溶氢室内包括纳米溶氢器和溶氢器网；该纳米溶氢器通过控制线和电路板连接；该壳体由防尘盖、锥形盖、负极室进水管、正极室进水管、上下隔板、进水槽组成。在制造富氢水过程中，不论是电解纯净水、纳滤水、还是一般的自来水，都不会产生任何形式的二次污染，而且体积比一般的富氢杯小4倍以上，携带及应用非常方便和安全。

Description

一种便携微型高效氢气发生器

技术领域

本实用新型涉及氢气发生装置，特别是一种便携微型高效氢气发生器。

背景技术

水是维持人体生理与新陈代谢活动的重要物质，长期饮用安全干净的水能带来健康长寿，而饮用不干净的水，尤其是受重金属污染的水，则会导致很多可怕的疾病。据世界卫生组织调查，人类疾病80%与水有关，水质不良可引起多种疾病，我国每年也有500万人因饮用不健康水导致疾病而死亡。

虽然自来水出厂时是卫生安全的饮用水，然而，年久失修的输水管网，以及环境、人为原因，造成了自来水的二次污染，饮用合格的水是保证健康的基础，为此人们实用新型了各种各样的饮水过滤器，其中纳滤过滤器是最适合的，它不但过滤掉了细菌、病毒、微粒等有害物质，而且还保留了人体需要的钙、镁、钾等微量元素（以下简称纳滤水）。

近年来，科学家研究发现喝含有一定浓度氢气的水（人们叫做富氢水），对健康有很多的好处，还有很多医疗方面的作用，产生富氢水的原理是用电解的方法，把水电解制出的氢气溶于水中，然后再饮用。

电解过程是电子转移，生成新物质的过程。使用电解水机的先决条件必须是水质非常好（严格的标准是去离子水，或叫纯净水），否则，经电解水机电解后的水质，对人体健康反而有危害。

为了使用方便，市场有很多种形式的便携式富氢水设备，一般叫做富氢水杯。经过大量的市场调查和研究发现，这种富氢水杯本身产品质量、生产富氢水的质量和应用存在如下问题：

（1）有的产品选用了质量不合格的电解电极，即使使用纯净水进行电解，也会产生重金属超标等二次污染。

（2）虽然电极质量合格，不会产生二次污染问题，但使用了自来水进行电解，电子的移动和水中的物质，就会在正极及周围产生带负电荷组成的有害物质，在负极及周围产生带正电荷组成的有害物质。如果富氢杯的正极室和负极室没有真正意义上的隔离或清除有害物质，电解水中就会含有大量的重金属、臭氧、过氧化氢、氯酸根等氧化因子物质，长期喝这种具有消毒、杀菌、降解农药功能的水对人体健康会产生严重危害，这种富氢水机就是毒水机。

（3）虽然电极质量合格，不会产生二次污染问题，即使使用纯净水进行电解，如果富氢杯电解槽的正极室和负极室没有真正意义上的隔离，就会有电解产生的氧气和氢气在一起还原的问题，从而降低了氢气的浓度，而起不到应有的作用。如果电解对人体有益的纳滤水，还会产生重金属超标的问题。

（4）如果富氢水杯能够做到电解槽的正极室和负极室真正的隔离，就要考虑应用安全方面的问题，使其结构变得复杂，就会增加成本和体积。

富氢水杯如果使用不当，不但无益反而有害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携微型高效氢气发生器，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，在制造富氢水过程中，不论是电解纯净水、纳滤水、还是一般的自来水，都不会产生任何形式的二次污染，而且体积比一般的富氢杯小4倍以上，携带及应用非常方便和安全。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种便携微型高效氢气发生器，其特征在于：它由控制器、电解槽、溶氢室、壳体四部分组成；

该控制器由电路板、电池组、控制面板、控制线构成；该电池组、控制面板分别通过控制线与电路板连接；该控制面板安装在壳体的侧面，电池组、控制线密封在壳体的里面，上下由隔板把电解槽和进水槽隔离；

该电解槽由负集电极、正集电极、电解槽密封管、电解槽密封圈、正电极、负电极、离子膜、氢气导氢管、电解槽隔板构成；该正电极、负电极、离子膜是三个同心圆结构组成的电解槽组件；正电极和负电极紧密的压紧在离子膜的两侧；在正电极上有正集电极，并通过控制线穿过下隔板和电路板连接，在负电极上有负集电极，并通过控制线穿过下隔板和电路板连接；负集电极和正集电极与隔板是密封连接；在正电极、负电极、离子膜组成的电解槽组件两端设置了电解槽密封圈；在上端的电解槽密封圈与下隔板之间设置有电解槽密封管；在电解槽组件的底部设置有电解槽隔板进行密封和隔离；上面所述构造，就把电解槽隔离开了两个独立的空间，即正极室和负极室；在负极室还设置了氢气导氢管，该氢气导氢管穿过电解槽隔板连通道溶氢室里面；

该溶氢室内包括纳米溶氢器和溶氢器网；该纳米溶氢器通过控制线和电路板连接；

该壳体由防尘盖、锥形盖、负极室进水管、正极室进水管、上下隔板、进水槽组成；该进水槽设置在防尘盖内，该进水槽通过负极室进水管穿过上下隔板与负极室连通，该进水槽通过正极室进水管穿过上下隔板与正极室连通，该锥形盖设置在负极室进水管上端。

所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该溶氢器网由食品级不锈钢或陶瓷材料为基础，在上面也涂有耐腐蚀和催化功能的涂层。

所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该壳体用食品级不锈钢或食品级陶瓷材料制作。

所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该正电极和负电极是由钛材为基础，并涂有具有催化功能的铂金涂层。

一种安全富氢水制作方法，其特征在于：它采用如上所述的便携微型高效氢气发生器进行制作，具体步骤是：

在使用前首先给电池组进行充满电；

打开防尘盖和锥形盖，往进水槽里加合格的饮用水，沿着负极室进水管和正极室进水管分别进入到电解槽的负极室和正极室；当发现导氢管下端刚刚出水时，将锥形盖盖在负极室进水管上；当正极室进水管不再冒泡时，停止往进水槽加水；

然后将氢气发生器竖直放置在添加了合格饮用水的水杯里面，此时水杯里的水透过溶氢器网完全进入溶氢室里，将纳米溶氢器浸没；

打开控制面板的启动开关，电解槽开始工作，在内圈的正极室产生氧气，并通过正极室进水管直接排到外面；在外圈的负极室产生氢气，通过导氢管输送到溶氢室里；

由于电解槽的正极室和负极室完全隔离，两边电极室里由电解生成的新物质和水中的正负离子不能混合，这就保证了生产的氢气的纯度和质量。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型的显著特点是，氢气发生器在电解过程中不和饮用水直接接触，而是将制出的氢气再重新融入要饮用的水中，这样就完全避免了在饮用水中直接电解产生二次污染的可能性。因此，本实用新型不仅可以用纯净水电解，也可以用纳滤水和自来水，由于水源来源方便，所以应用就非常方便。尤其是长期饮用本实用新型生产的以纳滤水为原水的富氢水，才是真正的健康好水。

2、由于氢气在水中的溶解度非常小，简单的直接将氢气溶于水中，其溶解度要比在水中直接电解的溶解度小很多。为此，本实用新型中增设了氢气溶解器，能够将氢气快速的溶解在水里，并达到较高的溶解度，保证富氢水是合格的人体需要的浓度。

3、电解槽的电极形状采用圆筒形状结构，中间安装有特殊的离子膜起到导电和隔离的作用。电解槽这种构造的有点是单位体积内电极面积大，而且易于密封，将电解槽的阳极室和阴极室完全隔离容易做到，从而简化了结构设计，不但降低制造成本，而且不易出现问题，使用寿命长。

4、电极材料选用以钛金属材料为基础，并用特殊工艺涂有白金催化涂层，该涂层具有很好的析氢催化作用，具有很低的析氢电位和析氧电位，其电化学性稳定，并具有抗蚀性、耐钝化性，在电解过程中不会产生二次污染等问题，本实用新型的电解槽能够产生纯度高达99.99%以上的纯净氢气，使用寿命可长达10年以上。

5、设有USB和充电宝接口电路，可以在USB或充电宝供电模式下工作，制氢工作时间更持久。

6、基于本实用新型的结构特点和使用方法，与一般形式的富氢杯不同，这就凸显了本实用新型的另一种特点就是可以依次供多人使用。

7、采用全自动控制方式，控制电解槽的工作，具有多种保护功能，具有恒流、水位、倒极等多种工作方式，具有工作安全和自清洁的功能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了便携微型高效氢气发生器。如图1所示，它由控制器1、电解槽2、溶氢室3、壳体4等四部分组成。

控制器1由电路板1.1、电池组1.2、控制面板1.3、控制线1.4组成，要做好防潮和防水功能处理。

其中，控制器1的控制面板1.3安装在壳体4的侧面，其它部件密封在壳体4的里面，上下由隔板4.5把电解槽2和进水槽4.6隔离。

在控制面板1.3上设有充电口、电量指示、启动开关、倒极控制开关、工作状态指示灯等。

电路板1.1、电池组1.2、控制面板1.3、电解槽2、溶氢室3等通过控制线1.4连接并控制。

电解槽2由负集电极2.1、正集电极2.2、电解槽密封管2.3、电解槽密封圈2.4、正电极2.5、负电极2.6、离子膜2.7、导氢管2.8、电解槽隔板2.9等组成。

其中，正电极2.5、负电极2.6、离子膜2.7是三个同心圆结构组成，正电极2.5和负电极2.6是由钛材为基础，并涂有具有催化功能的铂金涂层。

正电极2.5和负电极2.6通过特殊工艺紧密的压紧在离子膜2.7的两侧。

在正电极2.5上有正集电极2.2，并穿过下由隔板4.5通过控制线1.4和电路板1.1连接，在负电极2.6上有负集电极2.1，并穿过下由隔板4.5通过控制线1.4和电路板1.1连接。负集电极2.1和正集电极2.2与隔板4.5是密封连接，在保证有效绝缘的前提下，也能有效的阻止气和水的通过。

在正电极2.5、负电极2.6、离子膜2.7组成的电解槽两侧设置了电解槽密封圈2.4，目的是为了加固电解槽以及方便和电解槽密封管2.3进行紧密连接。

电解槽密封管2.3和下由隔板4.5也是紧密连接，需要能够有效的阻止气和水的通过。

在正电极2.5、负电极2.6、离子膜2.7的底部由电解槽隔板2.9进行密封和隔离。

上面所述构造，就把电解槽2隔离开了两个独立的空间，即正极室和负极室。

在负极室还设置了氢气导氢管2.8，目的是将负电极2.6产生的氢气传递到溶氢室3里面。氢气导氢管2.8和电解槽隔板2.9也是紧密连接。

溶氢室3由纳米溶氢器3.1和溶氢器网3.2组成。

其中，纳米溶氢器3.1通过控制线1.4和电路板1.1连接，在控制面板1.3的控制下进行工作。

溶氢器网3.2由食品级不锈钢或陶瓷材料为基础，在上面也涂有耐腐蚀和催化功能的涂层，有利于氢气的溶于水。

壳体4由防尘盖4.1、锥形盖4.2、负极室进水管4.3、正极室进水管4.4、隔板4.5、进水槽4.6等组成。

壳体4可以用食品级不锈钢或食品级陶瓷材料制作。

其中，防尘盖4.1可以方便拆卸。

防尘盖4.1的里面是进水槽4.6，用来给电解槽加水用。在进水槽4.6和电解槽2之间设有负极室进水管4.3和正极室进水管4.4，在负极室进水管4.3上设有锥形盖4.2。

负极室进水管4.3和正极室进水管4.4与隔板4.5之间是紧密连接，能够有效的阻止气和水的通过。

本实用新型工作原理如下：

在使用前首先给电池组1.2进行充满电。

打开防尘盖4.1和锥形盖4.2。往进水槽4.6里加合格的饮用水，沿着负极室进水管4.3和正极室进水管4.4分别进入到电解槽2的负极室和正极室。当发现导氢管2.8下端刚刚出水时，将锥形盖4.2盖在负极室进水管4.3上。当正极室进水管4.4不再冒泡时，停止往进水槽4.6加水。

然后将本实用新型氢气发生器竖直放置在添加了合格饮用水的水杯里面，此时水杯里的水透过溶氢器网3.2完全进入溶氢室3里，将纳米溶氢器3.1浸没。

打开控制面板1.3的启动开关，在设定的程序下首先电解槽2开始工作，在内圈的正极室产生氧气，并通过正极室进水管4.4直接排到外面；在外圈的负极室产生氢气，通过导氢管2.8输送到溶氢室3里。

由于电解槽的正极室和负极室完全隔离，两边电极室里由电解生成的新物质和水中的正负离子不能混合，这就保证了本实用新型生产的氢气的纯度和质量。

电极材料选用以钛金属材料为基础，并用特殊工艺涂有白金催化涂层，该涂层具有很好的析氢催化作用，具有很低的析氢电位和析氧电位， 其电化学性稳定，并具有抗蚀性、耐钝化性，在电解过程中不会产生二次污染等问题，本实用新型的电解槽能够产生纯度高达99.99%以上的纯净氢气，使用寿命可长达10年以上。

由于氢气在水中的溶解度非常小，简单的直接将氢气通入水中，其溶解度要比在水中直接电解的溶解度小很多。为此，本实用新型中增设了氢气溶解器，能够将氢气快速的溶解在水里，并达到较高的溶解度，保证富氢水是合格的人体需要的浓度。

电解槽2启动3秒后，此时在溶氢室3里已经有氢气，纳米溶氢器3.1开始启动工作，在溶氢室3里纳米溶氢器3.1将氢气迅速产生大量纳米级的微泡，使氢气和水之间的接触面积瞬间扩大几百万倍，能够将氢气快速溶解在水里面。

在溶氢器网3.2上面也涂有耐腐蚀和催化功能的涂层，不但能够保证卫生和使用寿命，也有利于氢气的溶于水。

在溶解过程中没有发生电子对的迁移，不发生化学变化，是纯物理过程，所以不会产生新的物质，即不会产生二次污染等有害物质，所以本实用新型生产的富氢水是安全的，可以长期使用本实用新型不会对身体造成伤害，可以持久的享用富氢水对人体带来的益处。

本实用新型的显著特点是，氢气发生器在电解过程中不和饮用水直接接触，而是将制出的氢气再重新融入要饮用的水中，这样就完全避免了在饮用水中直接电解产生二次污染的可能性。因此，本实用新型不仅可以用纯净水电解，也可以用纳滤水和自来水，由于水源来源方便，所以应用就非常方便。

尤其是长期饮用本实用新型生产的以纳滤水为原水的富氢水，将是真正的健康好水。

基于本实用新型的结构特点和使用方法，与一般形式的富氢杯不同，这就凸显了本实用新型的另一种特点就是可以依次供多人使用。

当供多人使用电池组1.2的电量不足时，本实用新型设有USB和充电宝接口电路，可以在USB或充电宝供电模式下工作，制富氢水的工作时间更持久。

采用全自动控制方式，控制电解槽的工作，具有多种保护功能，具有恒流、水位、倒极等多种工作方式，尤其是本实用新型的电解槽的正负电极倒极功能，非常有意义，电解槽在长期工作过程中，带正电的微粒就会附着你扎起负极上，带负电的微粒就会附着在正极上，而且附着力非常强，一般的清洗方法无法清除，通过定期的倒换电极的供电方式，可以彻底的清除电极上的附着物，所以本实用新型具有工作安全和自清洁的功能。

当使用完毕后，将锥形盖4.2打开，将本实用新型产品倒立一会空干净电解槽2里面的水，再用纸巾擦干净，盖上锥形盖4.2和防尘盖4.1，放入防护套内，等待下一次的使用。

本实用新型实际体积可以做的很小，直径不超过35mm，长度不超过200mm，非常便于携带和保存。

综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。

Claims (4)

1.一种便携微型高效氢气发生器，其特征在于：它由控制器（1）、电解槽（2）、溶氢室（3）、壳体（4）四部分组成；

该控制器（1）由电路板（1.1）、电池组（1.2）、控制面板（1.3）、控制线（1.4）构成；该电池组（1.2）、控制面板（1.3）分别通过控制线（1.4）与电路板（1.1）连接；该控制面板（1.3）安装在壳体（4）的侧面，电池组（1.2）、控制线（1.4）密封在壳体（4）的里面，上下由隔板（4.5）把电解槽（2）和进水槽（4.6）隔离；

该电解槽（2）由负集电极（2.1）、正集电极（2.2）、电解槽密封管（2.3）、电解槽密封圈（2.4）、正电极（2.5）、负电极（2.6）、离子膜（2.7）、氢气导氢管（2.8）、电解槽隔板（2.9）构成；该正电极（2.5）、负电极（2.6）、离子膜（2.7）是三个同心圆结构组成的电解槽组件；正电极（2.5）和负电极（2.6）紧密的压紧在离子膜（2.7）的两侧；在正电极（2.5）上有正集电极（2.2），并通过控制线（1.4）穿过下隔板（4.5）和电路板（1.1）连接，在负电极（2.6）上有负集电极（2.1），并通过控制线（1.4）穿过下隔板（4.5）和电路板（1.1）连接；负集电极（2.1）和正集电极（2.2）与隔板（4.5）是密封连接；在正电极（2.5）、负电极（2.6）、离子膜（2.7）组成的电解槽组件两端设置了电解槽密封圈（2.4）；在上端的电解槽密封圈（2.4）与下隔板（4.5）之间设置有电解槽密封管（2.3）；在电解槽组件的底部设置有电解槽隔板（2.9）进行密封和隔离；上面所述构造，就把电解槽（2）隔离开了两个独立的空间，即正极室和负极室；在负极室还设置了氢气导氢管（2.8），该氢气导氢管（2.8）穿过电解槽隔板（2.9）连通道溶氢室（3）里面；

该溶氢室（3）内包括纳米溶氢器（3.1）和溶氢器网（3.2）；该纳米溶氢器（3.1）通过控制线（1.4）和电路板（1.1）连接；

该壳体（4）由防尘盖（4.1）、锥形盖（4.2）、负极室进水管（4.3）、正极室进水管（4.4）、上下隔板（4.5）、进水槽（4.6）组成；该进水槽（4.6）设置在防尘盖（4.1）内，该进水槽（4.6）通过负极室进水管（4.3）穿过上下隔板（4.5）与负极室连通，该进水槽（4.6）通过正极室进水管（4.4）穿过上下隔板（4.5）与正极室连通，该锥形盖（4.2）设置在负极室进水管（4.3）上端。

2.根据权利要求1所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该溶氢器网（3.2）由食品级不锈钢或陶瓷材料为基础，在上面也涂有耐腐蚀和催化功能的涂层。

3.根据权利要求1所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该壳体（4）用食品级不锈钢或食品级陶瓷材料制作。

4.根据权利要求1所述的便携微型高效氢气发生器，其特征在于：该正电极（2.5）和负电极（2.6）是由钛材为基础，并涂有具有催化功能的铂金涂层。