RU181096U1 - Устройство для обогащения воды водородом - Google Patents

Abstract

Настоящая полезная модель относится к процессам электролиза, в частности к способам получения водорода, растворенного в воде, и может быть использована в изготовлении портативных устройств и аппаратов, предназначенных для генерации растворенного в воде водорода. Технический результат заключается в повышении концентрации растворенного водорода и соответственно снижении ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) воды, который достигается тем, что устройство для обогащения воды водородом состоит из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электродов, соединенных с источником питания, полупроницаемой диэлектрической мембраны, адсорбента, установленного с возможностью замены, и платы управления, содержащей устройство включения и таймер автоматического отключения, соединенной с источником питания генератора водорода, при этом плата управления и источник питания изолированы от среды реакционной камеры.

Description

Настоящая полезная модель относится к процессам электролиза, в частности к способам получения водорода, растворенного в воде, и может быть использована в изготовлении портативных устройств и аппаратов, предназначенных для генерации растворенного в воде водорода.

В работе [Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды. - М.: ВНИИИМТ, 1999. - с. 244] рассматриваются вопросы "живой" и "мертвой" воды, католита и анолита, образующейся при электролизе. В научном мире распространено мнение, что вода, имеющая большое количество водорода - фундамент молодости и здоровья [Дж. Эмсли «Элементы», Мир, 1993]. Благодаря единственному электрону, водород является природным активным антиоксидантом. А благодаря мельчайшим размерам, водород является наилучшим антиоксидантом, потому что он способен проникать через мембраны клеток и закупоренные сосуды. Основным элементом процесса биоэнергетики является протон водорода. (Г.Н. Петракович, журнал «Чудеса и приключения» №2 за 1996 г). Вода с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) и обладающая восстановительными свойствами обычно называется "активированной". В процессе электролиза на катоде образуется атомарный водород, быстро превращающийся в молекулярный. Аналогично, на аноде образуется атомарный кислород, быстро соединяющийся в молекулы. Водород и кислород в отсутствии других соединений являются соответственно восстановителем и окислителем.

Известен аппарат для генерации водорода (патент RU 2345829, МПК B01J 7/00, С01В 3/00, приоритет 01.11.2006, патентообладатель Некоммерческая организация Институт проблем химической физики Российской Академии наук, RU), включающий реактор, выполненный в виде сообщающихся сосудов, содержащий композицию для получения водорода, устройство дозирования воды, редуктор с обратной связью для выпуска водорода, выполненный в виде U-образного сосуда, содержащего композицию из гидрида магния, связующего, серной кислоты и сорбента серной кислоты.

Однако данный аппарат предназначен для генерации водорода, который в дальнейшем может использоваться для питания топливных элементов.

Известна установка (патент RU 2140881, МПК C02F 1/461, C02F 9/00, C25C 7/00, C25B 9/00, приоритет 26.08.1997, патентообладатель Нихон Трим Ко., Лтд., JP) для получения электролизом воды, содержащей растворенный водород, содержащая средства для получения очищенной воды из неочищенной воды, средства для подачи катализатора в очищенную воду для активирования электролиза и средства для электролиза очищенной воды с добавленным катализатором.

Недостатком известной установки является необходимость использования катализатора, а также повышенное содержание растворенного кислорода.

Задачей данной полезной модели является разработка удобного при портативном использовании устройства генерации водорода, растворенного в воде.

Технический результат заключается в повышении концентрации растворенного водорода и соответственно снижение ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) воды.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что устройство для обогащения воды водородом состоит из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электроды, электроды - катод и анод, соединенные с источником питания, полупроницаемую диэлектрическую мембрану, расположенную между катодом и анодом, и адсорбент, установленный с возможностью замены и отделенный диэлектрической мембраной, не пропускающей молекулы кислорода в реакционную камеру с водой, и платы управления, содержащей устройство включения и таймер автоматического отключения, соединенной с источником питания генератора водорода, при этом плата управления и источник питания изолированы от среды реакционной камеры. Реакционная камера устройства выполнена из стекла или пищевого пластика. Укупорочное средство выполнено в виде крышки или пробки. В качестве полупроницаемой диэлектрической мембраны используют РЕМ-мембрану (proton exchange membrane). Источник питания имеет напряжение 5-24 В. Электроды выполнены из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды. В качестве адсорбента используют активированный уголь. Объем реакционной камеры составляет 0,2÷5,0 л. В качестве источника питания используют аккумуляторную батарею.

Выполнение устройства для обогащения воды водородом, состоящим из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электродов, соединенных с источником питания, платы управления электрическим сигналом, включающей кнопку включения и таймер автоматического отключения от источника питания (аккумуляторной батареи), позволяет в целом достичь технического результата - обогатить раствор водородам, создать раствор с повышенным содержанием водорода в воде для целей портативного применения.

Полупроницаемая диэлектрическая мембрана необходима для остановки молекул кислорода с анода с целью их дальнейшей адсорбции адсорбентом.

Адсорбент установлен с возможностью замены и необходим для адсорбции кислорода. Адсорбент отделен диэлектрической мембраной, не пропускающей молекулы кислорода в реакционную камеру с водой, что позволяет увеличить концентрацию водорода в воде и достичь технического результата.

Плата управления, соединенная с источником питания генератора водорода, необходима для формирования электрического сигнала, и контроля за временем его отключения (продолжительностью работы).

Изоляция платы управления и источника питания от среды реакционной камеры необходимо для предотвращения короткого замыкания.

Целесообразно выполнять реакционную камеру из стекла из пищевого пластика для обеспечения задачи - портативного использования прибора в пищевых целях.

Целесообразно выполнять укупорочное средство в виде крышки или пробки в верхней части реакционной камеры, чтобы обеспечить портативные свойства устройства.

При выполнении устройства с портативной функцией, целесообразно использовать источник питания с напряжением 54-24 В, так как данное напряжения является оптимальным для обеспечения портативных свойств реакционной камеры.

Выполнение электродов из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды, предотвращает растворение электродов в воде, что увеличивает продолжительность функционирования устройства и предотвращает эмиссию материала электродов в раствор.

Использование в качестве адсорбента активированного угля наиболее целесообразно ввиду низкой себестоимости материала.

Выполнение реакционной камеры объемом 0,2÷5,0 л обеспечит выполнение задачи по созданию портативного устройства, удобного в использовании.

Использование РЕМ-мембраны позволит повысить эффективность процесса обогащения воды.

Заявленное устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематичное изображение заявленного технического решения со всеми существенными признаками.

Устройство для обогащения воды водородом состоит из реакционной камеры 1, например, с объемом 0,2÷5,0 л, с укупорочным средством 2, генератора водорода 3. Генератор водорода 3 состоит из источника питания 4, с которым соединены электроды - катод 5 и анод 6, подключенные соответственно к отрицательному и положительному полюсам источника питания 4 с напряжением, например, 5÷24 В, из полупроницаемой диэлектрической мембраны 7, из установленного с возможностью замены адсорбента 8, и платы управления 9, соединенной с источником питания 4 генератора водорода 3. Плата управления 9 электрическим сигналом содержит устройство (например, кнопку) 10 включения и таймер 11 автоматического отключения от источника питания 4. Плата управления 9 и источник питания 4 изолированы от среды реакционной камеры 1. Материалом реакционной камеры 1 может быть пищевой пластик или стекло. Возможно выполнение укупорочного средства 2 в верхней части реакционной камеры 1. Укупорочное средство 2 может представлять собой крышку или пробку. Электроды, катод 5 и анод 6, выполнены из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды, например, титана, платины. Материал адсорбента 8 преимущественно активированный уголь. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 расположена над адсорбентом 8. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 может быть выполнена из РЕМ-мембраны. Полупроницаемая диэлектрическая мембрана 7 может располагаться между электродами 5 и 6. В качестве источника питания 4 может быть использована аккумуляторная батарея.

Устройство для обогащения воды водородом работает следующим образом. Реакционную камеру 1 наполняют питьевой водой. Закрывают реакционную камеру 1 укупорочным средством 2. Используют устройство для обогащения воды водородом посредством включения устройства (кнопки) 10 на плате управления 9, плата управления 9 в свою очередь запускает таймер 11 и инициирует подачу тока с напряжением 5-24 В с источника питания 4 на электроды 5 и 6. На двух электродах 5 и 6, помещенных в воду, при подаче тока с источника питания 4, начинается реакция электролиза, при этом на катоде 5 образуется водород, на аноде 6 - кислород. Молекулярный кислород адсорбируется адсорбентом 8, а водород с катода 5 остается в питьевой воде реакционной камеры 1, тем самым обогащая ее. По прошествии времени срабатывает таймер 11 платы управления 4, отключается подача тока на электроды. Подготовленная питьевая вода, обогащенная водородом, готова к употреблению. При необходимости адсорбент 8 может быть заменен для обеспечения пониженного содержания кислорода в растворе.

Предложенная полезная модель может быть изготовлена в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, общеизвестных технологий и материалов.

Заявленное устройство может использоваться как портативный прибор для обогащения питьевой воды водородом в бытовом назначении, что будет способствовать общему оздоровлению организма.

Специалисту в данной области техники очевидно множество других вариантов осуществления полезной модели, представленной в приведенном выше описании и чертежах. Поэтому, следует понимать, что полезная модель не ограничивается конкретными раскрытием воплощения и другие варианты выполнения могут быть включенными в объем предлагаемой формулы.

Claims (11)

1. Устройство для обогащения воды водородом, состоящее из реакционной камеры с укупорочным средством, генератора водорода, включающего источник питания, электроды - катод и анод, соединенные с источником питания, полупроницаемую диэлектрическую мембрану, расположенную между катодом и анодом, и адсорбент, установленный с возможностью замены и отделенный диэлектрической мембраной, не пропускающей молекулы кислорода в реакционную камеру с водой, а также из платы управления, содержащей устройство включения и таймер автоматического отключения, соединенной с источником питания генератора водорода, при этом плата управления и источник питания изолированы от среды реакционной камеры.

2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что реакционная камера выполнена из стекла.

3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что реакционная камера выполнена из пищевого пластика.

4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что укупорочное средство выполнено в виде крышки.

5. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что укупорочное средство выполнено в виде пробки.

6. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что в качестве полупроницаемой диэлектрической мембраны используют РЕМ-мембрану.

7. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что в качестве источника питания используют источник питания напряжением 5-24 В.

8. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что электроды выполнены из токопроводящего материала, инертного к молекулам воды.

9. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что в качестве адсорбента используют активированный уголь.

10. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что объем реакционной камеры составляет 0,2÷5,0 л.

11. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что в качестве источника питания используют аккумуляторную батарею.

Images