CN212799782U - 基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，包括可持续制取氢气的制氢器和连续补水式富氢水生成器，该富氢水生成器克服了现有富氢水生成器中，不能连续补水，生成的富氢水含有对人体有害的臭氧，需要氢气袋或者柔性容器，设备占据较大使用空间等缺点，以及现有的饮水机中的水易于被空气污染，易滋生细菌的缺陷，可将饮用水置于氢气环境中，使得人们便捷、快速地使用隔绝空气的富氢水，起到养生保健的作用。

Description

基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器

技术领域

本实用新型涉及富氢水生成器技术领域，具体涉及一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器。

背景技术

有研究表明，氢气具有抗炎抗氧化作用，又无任何副作用，容易获得，吸入方便。然而，人体在吸入氢气后，并不能直接吸收氢气，而是需要将氢气溶于人体的水中进入血液循环，才能发挥效用，由于氢气难溶于水，因此导致绝大部分氢气会随呼吸排出体外。

于是，人们研究一种富氢水生成器，生成一种富含有高浓度氢气的水供人们饮用，这样水中的氢气就会随着水一起进入人体血液循环，起到同吸入氢气一样甚至更好的效果。然而，现有的富氢水生成器基本都是采用电解的方式生成富氢水，水在低压直流电解时易产生臭氧，不利于人体健康，且富氢水浓度也较低，不能连续补水；如果采用物理溶解氢气的技术，则需要氢气袋或柔性容器，存在占据空间大和美观性不足的问题。此外，如果将现有的富氢水生成器与饮水机结合使用，还存在水暴露在空气中，空气中的病菌会溶于水中，从而影响水的清洁度的问题，尤其是在当前的疫情形势下，如何为人们提供一种健康无污染的富氢水就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种富氢水生成器，该富氢水生成器是基于可持续制取氢气装置提供氢气来获得富氢水，并能够将空气隔绝，以氢气为气体环境，连续制取高浓度、没有臭氧的富氢水，使得人们可以便捷地引用富氢水，达到保健养生作用。

为此，本实用新型采用以制氢剂和水为反应原料，将反应原料置于封闭的容器中能够自动控制氢气制取的速度，且与具有连续补水功能的富氢水生成器相结合，使得人们可以便捷地饮用富氢水，具体技术方案为：

一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，包括制氢器和富氢水生成器，其中：

所述制氢器遵循启普发生器的工作原理，包括三个独立的容器，分别为反应器、缓冲器和清洗器，所述反应器的进口端通过管道与缓冲器的出口端相连接形成连通器，所述反应器的出口端通过管道与清洗器的进口端相连接，所述缓冲器的进口端与清洗器的底部相连接并设有阀门，以便对缓冲器进行补水；

所述富氢水生成器为封闭容器，其上设有进气管、进水管及出水口，所述进气管与所述清洗器的出口端相连接，所述进水管与外部水源相连接，所述出水口与外部饮水机、净水器或抽水器相连接；

所述富氢水生成器的一侧下部设有第一开口，所述第一开口通过联通管与所述清洗器相连接，所述富氢水生成器的一侧上部设有第二开口，所述第二开口上连接有加料管；此处联通管的作用是对清洗器连续补水，因此清洗器也可以脱离富氢水生成器，用水源间歇补水。

进一步地，所述反应器由反应区、过滤区和滤后区组成，所述反应区的进口端通过管道与所述缓冲器的出口端相连接的进水管路形成连通器，且所述进水管路是可逆的，所述过滤区为多孔过滤介质层，所述滤后区的出口端通过管道与所述清洗器的进口端相连接；此处反应器中也可以不设置过滤区域，制氢剂与水反应后固体残渣等留在反应器下部，生成的氢气在反应器上部，由上部出口进入清洗器。

进一步地，位于所述第一开口与第二开口之间的富氢水生成器的侧壁上设有第三开口，所述第三开口通过管道与第二开口相连通，且其管道上设有循环泵，可以将气体从第二开口抽出进入第三开口，以鼓泡的形式对富氢水生成器内的水进行扰动，不仅使得富氢水浓度均匀，而且还增加一些纳米气泡，从而增加富氢水的浓度。

进一步地，所述富氢水生成器中靠近进水管的位置处设有液位阀，用于控制富氢水生成器中的水位；所述缓冲器上设有加水管用于当缓冲器内的水位过低时对缓冲器进行补水。

所述清洗器的顶部设有通气管，所述通气管上设有阀门或单向阀，以维持缓冲器内压力稳定。

再进一步地，所述进气管、进水管、出水口、联通管、加料管及加水管上均设置有阀门。

同时，本发明还提供一种采用上述富氢水生成器生成富氢水的方法，具体步骤为：

S1，加料：向制氢器中加入制氢剂；

关闭联通管和反应器进水管上的阀门，将反应器打开，将制氢剂加入反应区，之后合上反应器；

S2，排空:排出富氢水生成器中的空气，同时将富氢水生成器中加满水；

将外部水源接入加料管，将进气管从阀门处脱开，关闭出水口、排污管和清洗器连接缓冲器处阀门，打开加料管、联通管和进气管上的阀门，向富氢水生成器中和清洗器中加水，排出其内空气，直至排尽，打开清洗器连接缓冲器管道和通气管上的阀门，清洗器内的水流到缓冲器中直到缓冲器水位达到容器的三分之二处，之后关闭加料管和清洗器连接缓冲器管道上的阀门，将进气管接入阀门，最后将外部水源脱离加料管，接入进水管；

S3，制氢：制取氢气并过滤清洗氢气，通过进气管将氢气输送至富氢水生成器中；

打开反应器进水管上的阀门，缓冲器内的水进入反应器中，与制氢剂反应产生氢气，氢气经过过滤、清洗进入富氢水生成器；

S4，富氢水生成：制取的氢气通过进气管进入富氢水生成器，打开富氢水生成器出水口阀门，氢气将等体积的水从富氢水生成器挤出，直到控制液位，氢气溶于水生成富氢水；

打开富氢水生成器出水口阀门，氢气进入富氢水生成器溶于水中生成富氢水；进一步地，打开循环泵，循环泵将氢气吸入从底部鼓泡，扰动富氢水，增加富氢水的浓度；

S5，补水及补氢：当富氢水生成器中的水位低于液位阀时，液位阀自动打开进行补水至控制液位；当氢气消耗后，富氢水生成器内压力降低，缓冲器将水压入反应器，制取氢气进行补氢。

另外，当缓冲器中的液位太低时，需要打开清洗器和缓冲器连接管上的阀门，对缓冲器进行补水，补完水后关闭阀门。

上述技术方案中，也可以不设置加料管及其上的阀门，使用出水口代替加料管对富氢水生成器进行排空中的加水操作；也可以不设置气体循环泵，不对富氢水生成器进行鼓泡扰动，而是采用机械搅拌或电磁搅拌的方式对富氢水生成器内的富氢水进行扰动。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，是将富氢水生成器与可持续制取氢气的制氢剂相连接，其中的制氢器遵循启普发生器的工作原理，以制氢剂和水为反应原料置于反应器中，再将反应器与缓冲器连接反应产生氢气，反应器中产生的氢气较多时，其内的压力增加，当反应器中的压力大于缓冲器中的压力时，就会将水压回至缓冲器中，以降低甚至停止制取氢气的速率，反之又会继续生成氢气，如此反复可实现持续制取氢气，为富氢水生成器提供连续不断的氢气；

2、本实用新型采用上述原理制取氢气代替了现有富氢水生成器电解的方式，使得在生成富氢水的时候不再产生臭氧，减少了对人体的害处；

3、本实用新型通过在富氢水生成器中设置液位阀，当水位过低时可自动开启进行补水至控制水位，以此来控制富氢水生成器中的水位，使得水位总保持在控制水位，实现了连续对富氢水生成器中进行补水，解决了现有富氢水生成器不能连续补水的问题；

4、本实用新型在富氢水生成器上设置循环泵，可将气体从富氢水生成器中抽出再进入富氢水生成器的水中，以鼓泡的形式对富清水生成器内的水进行扰动，不仅使得富氢水浓度均匀，而且还增加了一些纳米气泡，从而增加富氢水的浓度；

5、本实用新型的制氢剂和富氢水生成器均为封闭的容器，且二者之间通过管道连接，如此使得水与空气之间隔离开，不容易受到空气中病菌的污染，减少富氢水受污染的风险，人们可以便捷地饮用富氢水，达到保健养生作用。

附图说明

图1为本实用新型所述富氢水生成器的整体结构布置图。

图2为本实用新型所述富氢水生成器生成富氢水的方法流程图。

图中所示：

1-制氢器，101-反应器，101a-反应区，101b-过滤区，101c-滤后区，102- 缓冲器，103-清洗器，

2-富氢水生成器，201-进气管，202-进水管，203-出水口，204-第一开口， 205-第二开口，206-第三开口，

3-联通管，4-加料管，5-循环泵，6-液位阀，7-通气管，8-排污管，9-阀门， 10-单向阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本实用新型进一步详细说明。可以理解的是，此处所描写的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，包括制氢器1和富氢水生成器2，其中：

所述制氢器1遵循启普发生器的工作原理，包括三个独立的容器，分别为反应器101、缓冲器102和清洗器103，所述反应器101的进口端通过管道与缓冲器102的出口端相连接，所述反应器101的出口端通过管道与清洗器103的进口端相连接；

所述富氢水生成器2为封闭容器，其上设有进气管201、进水管202及出水口203，所述进气管201与所述清洗器103的出口端相连接，所述进水管202与外部水源相连接，所述出水口203与外部饮水机、净水器或抽水器相连接(根据实际应用场合灵活设置)。

具体的，所述反应器101、缓冲器102和清洗器103为封闭的瓶体，在所述反应器101中设置孔径非常细微的多孔过滤介质层，所述多孔过滤介质层本身构成了反应器101的过滤区101b，所述反应器101中，多孔过滤介质层以内的空间为反应区101a，所述多孔过滤介质层以外的部分为滤后区101c；所述反应区 101a的进口端通过管道与所述缓冲器102的出口端相连接形成进水管路，并其在其进水管路上设置阀门9，所述滤后区101c的出口端通过管道与所述清洗器 103的进口端相连接，且在其管道上设置单向阀10。

具体的，将制氢剂置于反应区101a中，打开其与缓冲器102连接的进水管路上的阀门9，水进入到反应区101a中，反应产生氢气；进一步地，当反应区 101a中的氢气比较多时，其内压力增大，当压力大于缓冲器102内的压力的时，反应区101a中的水就会被压回缓冲器102中，如此可降低甚至停止制氢的速率，因此，此进水管路为可逆管路；此处，当缓冲器102中的压力大于反应区101a 中的压力时，缓冲器102中的水就会流进反应区101a中继续产生氢气，而当缓冲器102中的水缺少时可打开连接清洗器管道上阀门向其补水，或者打开设置在缓冲器102上的通气管7进行补水，如此可实现持续制取氢气。

进一步地，所述反应区101a产生的氢气先由过滤区101b的过滤介质层进行过滤进入到滤后区101c，再由滤后区101c进入到清洗器103中，所述清洗器103 中有水，氢气被进行水洗后通过进气管201进入到富氢水生成器2中为生成富氢水提供氢气源。

具体的，所述富氢水生成器2的一侧下部设有第一开口204，所述第一开口204通过联通管3与所述缓冲器102相连接，所述联通管3上设置单向阀10，使得水只能由富氢水生成器2流向清洗器103；所述富氢水生成器2的一侧上部设有第二开口205，所述第二开口205上连接有加料管4，并且在加料管4 上设置阀门9，所述加料管4的设置用于在对富氢水生成器2中的空气进行排空时加水用。

进一步地，为了增加富氢水的浓度，在所述第一开口204与第二开口205 之间的富氢水生成器2的侧壁上设置第三开口206，所述第三开口206通过管道与第二开口205相连通，且其管道上设有循环泵5，如此将气体从富氢水生成器 2的第二开口205抽出进入管道，再由第三开口206返回至富氢水生成器2中，则气体以鼓泡的形式对富氢水生成器2内的水进行扰动，不仅使得富氢水浓度均匀，而且还增加了一些纳米气泡，从而增加富氢水的浓度。

进一步地，所述富氢水生成器2中靠近进水管202的位置处设有液位阀6，所述进水管202上设有阀门9，当富氢水生成器2中的水位低于控制水位时，液位阀6自动开启进行补水，直至控制水位停止加水，如此可对富氢水生成器2 中实现连续补水。

更进一步地，本实施例中在进气管201、进水管202、出水口203、联通管3、加料管4及通气管上均设置有阀门9。

同时，如图2所示，本实施还提供一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器生成富氢水的方法，包括以下步骤：

第一步，加料

关闭反应器101进水管和联通管3上的阀门，将反应器101打开，将制氢剂加入反应区101a，之后合上反应器101；

第二步，排空

将外部水源接入加料管4，将进气管201从阀门9处脱开，关闭清洗器103 排污管，清洗器103与缓冲器102连接管和出水口203处阀门9，打开进气管201 和加料管4上的阀门9，向富氢水生成器2和清洗器103中加水，排出其内空气，直至排尽，打开清洗器103与缓冲器102连接管和通气管7上阀门，向缓冲器 102加水，直到水位达到缓冲器102的三分之二之后关闭清洗器103与缓冲器102 连接管和加料管4上的阀门9，将进气管201接入阀门9，最后将外部水源脱离加料管4，接入进水管202；

第三步，制氢

打开反应器101进水管上的阀门9，缓冲器102内的水流到反应器101中，与制氢剂反应产生氢气，氢气经过过滤、清洗进入富氢水生成器2；

第四步，生成富氢水

打开富氢水生成器2的出水口203上的阀门9，制取的氢气通过进气管201 进入富氢水生成器2中并将等体积的水挤出富氢水生成器2，直到水位达到控制液位，氢气溶于水生成富氢水；此处为了增加富氢水的浓度，打开循环泵5，将气体从富氢水生成器2的第二开口205抽出进入管道，再由第三开口206返回至富氢水生成器2中，则气体以鼓泡的形式对富氢水生成器2内的水进行扰动，可增加富氢水的浓度；

第五步，补水及补氢

当富氢水生成器2中的水位低于液位阀6的控制水位时，液位阀6自动打开进行补水至控制液位；当氢气消耗后，富氢水生成器2内压力降低，缓冲器102 将水压入反应器101，制取氢气进行补氢。

需要说明的是，本实施例中也可以不设置加料管及其上阀门，使用出水口对富氢水生成器进行排空中的加水操作；也可以不设置循环泵，不对富氢水生成器进行鼓泡扰动，采用机械搅拌或电磁搅拌的方式对富氢水生成器内的富氢水进行扰动。

通过上述实施例可得出，本实用新型提供的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器及生成方法，是一种能够自动控制氢气制取速度、并且可以连续补水的富氢水生成装置，封闭的结构可以将空气隔离，以氢气为气体环境，连续制取高浓度、没有臭氧的富氢水，使得人们可以便捷地饮用富氢水，达到保健养生作用。

说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对于本实用新型所做的等价置换等修改均认为是落入该实用新型权利要求书所保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：包括制氢器(1)和富氢水生成器(2)，其中：

所述制氢器(1)包括三个独立的容器，分别为反应器(101)、缓冲器(102)和清洗器(103)，所述反应器(101)的进口端通过管道与缓冲器(102)的出口端相连接形成连通器，所述反应器(101)的出口端通过管道与清洗器(103)的进口端相连接，所述缓冲器(102)的进口端与清洗器(103)的底部相连接并设有阀门，以便对缓冲器(102)进行补水；

所述富氢水生成器(2)为封闭容器，其上设有进气管(201)、进水管(202)及出水口(203)，所述进气管(201)与所述清洗器(103)的出口端相连接，所述进水管(202)与外部水源相连接，所述出水口(203)与外部饮水机、净水器或抽水器相连接；

所述富氢水生成器(2)的一侧下部设有第一开口(204)，所述第一开口(204)通过联通管(3)与所述清洗器(103)相连接，所述富氢水生成器(2)的一侧上部设有第二开口(205)，所述第二开口(205)上连接有加料管(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：所述反应器(101)由反应区(101a)、过滤区(101b)和滤后区(101c)组成，所述反应区(101a)的进口端通过管道与所述缓冲器(102)的出口端相连接的进水管路形成连通器，所述过滤区(101b)为多孔过滤介质层，所述滤后区(101c)的出口端通过管道与所述清洗器(103)的进口端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：位于所述第一开口(204)与第二开口(205)之间的富氢水生成器(2)的侧壁上设有第三开口(206)，所述第三开口(206)通过管道与第二开口(205)相连通，且其管道上设有循环泵(5)。

4.根据权利要求3所述的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：所述富氢水生成器(2)中靠近进水管(202)的位置处设有液位阀(6)。

5.根据权利要求1所述的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：所述缓冲器(102)的顶端开设有通气管(7)，所述通气管(7)上设有阀门或单向阀，以维持缓冲器(102)内压力稳定。

6.根据权利要求1所述的一种基于可持续制取氢气装置的富氢水生成器，其特征在于：所述清洗器(103)的底部设有排污管(8)，所述排污管(8)上设有阀门(9)。

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