TW201400422A - 高含氧水生成方法及其生成系統 - Google Patents

Abstract

一種高含氧水生成方法及其生成系統，包括使用一氧氣供應裝置、一逆流交換裝置與一緩壓溶氧裝置，係使該逆流交換裝置在常壓的條件下，將該氧氣供應裝置所提供的純氧溶解於水中以獲得純氧水；接著，該緩壓溶氧裝置用以對該逆流交換裝置所輸出的純氧水施加壓力，並導入純氧於該純氧水中，如此即可提高該純氧水的溶氧量，並減縮生成時間，前述設備並可小型化製作以適用居家使用。

Description

高含氧水生成方法及其生成系統

本發明係與高含氧水的製作有關，更詳而言之是指一種高含氧水生成方法及其生成系統。

水，是生活中不可或缺的物質之一，良好的飲用水，可加速體內的新陳代謝。坊間提供瓶裝的高含氧水，即是訴求將純氧溶解於水中，以便純氧隨著飲水而進入體內，並快速被吸收以活化細胞，進而達到促進健康之目的。

市售瓶裝的高含氧水的製作方式，是對一大水槽加壓打入純氧，並等待氧氣溶解於水中，然而，水中的其他氣體(如氮氣、二氧化碳)亦將於此同時被溶出並污染水槽內部上方的純氧，此時，製作業者必須將包含純氧的所有氣體排出，並再次重新灌入氧氣、等待及排出，如此反覆多次處理，始能獲取含氧濃度較高的水。

誠然上述製作方式可產出含氧水，但在含氧水生成的過程中，其純氧因不斷地與其他氣體一同被排出，導致純氧的利用率不高(大約只有10%的利用率)，因此，業者必須使用容積大的氧氣槽以應付含氧水的生成，也因此，上述設備僅適合於大量生產時，而無法為居家使用。其次，上述設備是以等待時間來換取氧氣溶解於水中，惟此被動方式將使得含氧水生成效 率不彰。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種高含氧水生成方法及其生成系統，係充分利用氧氣，並可加快氧氣溶解於水中以提高含氧水的生成效率。

緣以達成上述目的，本發明所提供的高含氧水生成系統包含有一氧氣供應裝置、一逆流交換裝置與一緩壓溶氧裝置。其中，逆流交換裝置係在常壓條件下，用以將該氧氣供應裝置所提供的純氧溶解於水中以獲得純氧水；緩壓溶氧裝置係用以對該逆流交換裝置所輸出的純氧水施加壓力，同時導入純氧於該純氧水中，以提高該純氧水的溶氧量。

在一實施例中，該逆流交換裝置包括有一交換槽，該交換槽上方設有一第一入水口與一排氣口，該交換槽下方設有一第一出水口與一第一入氣口，該第一入氣口連通該氧氣供應裝置；該緩壓溶氧裝置包括有一壓力槽，該壓力槽上方設有一第二入水口，該第二入水口連通該第一出水口，該壓力槽下方設有一第二出水口與一第二入氣口，該第二入氣口連通該氧氣供應裝置。

本發明再提供一種高含氧水生成方法，包含步驟有：a)將水自一交換槽頂部注入槽體中；b)將純氧自該交換槽底部引入槽體中，且在常壓下使得純氧溶解於水中以獲得純氧水；c) 將純氧水引導至一壓力槽中；d)將純氧自該壓力槽底部引入槽體中，且控制槽體內為高壓狀態，以提高該純氧水的溶氧量。

藉此，水在與氧氣的交互作用下，可加速氧氣溶解於水中，且在高壓狀態下更可提高水的含氧量。

以下說明本發明可用以生成高含氧水之方法及其生成系統。請先參閱圖1所示，為本發明第一較佳實施例的高含氧水生成系統1，該生成系統1包括有一氧氣供應裝置、一逆流交換裝置、一緩壓溶氧裝置與一以加壓馬達18為例的加壓裝置，其中：氧氣供應裝置在本實施例中是以單一個氧氣瓶10為例，用以提供純氧。

逆流交換裝置包括有一交換槽12與一緩速結構，其中：該交換槽12上方設有一第一入水口12a與一排氣口12b，下方則設有一第一出水口12c與一第一入氣口12d。其中，該第一入水口12a係供一水源W的水自該處注入交換槽12中；該第一入氣口12d在本實施例中係間接連通該氧氣瓶10，以供純氧進入槽體中；請配合圖2及圖3所示，該緩速結構係設置於該交換槽12內部，其包括有複數個擾流板14以層疊方式設置，且彼此間隔一距離。各擾流板14的設置目的在於抑制純 氧自該第一入氣口12d往該排氣口12b上升的速度，以使純氧更能溶解於水中以獲得純氧水，因此，各擾流板14以具備至少一個交換室14a為佳，該交換室14a係提供純氧暫留，以增加純氧與水在該處的接觸溶解時間，進而提高純氧水的含氧濃度。在本實施例中，各擾流板14是以呈波浪狀為例，因此於下方形成有多數個交換室14a，各擾流板14一端與該交換槽12內壁之間保留一通道T，各通道T係呈錯位設置以增加純氧的移動路徑。

緩壓溶氧裝置包括有一壓力槽16，該壓力槽16上方設有一第二入水口16a與一出氣口16b，下方則設有一第二出水口16c與一第二入氣口16d。其中，該第二入水口16a連通該交換槽12之第一出水口12c，且藉由設置在其等之間的加壓馬達18的控制而可將該交換槽12內的純氧水，抽取注入該壓力槽16中；該第二入氣口16d直接連通該氧氣瓶10，以供純氧與槽體內的純氧水再次接觸溶解；該出氣口16b連通該交換槽12的第一入氣口12d，用以將上升的純氧引導進入該交換槽12，據以充分利用純氧；該第二出水口16c則是與一飲水開關20連通。

上述即為本發明第一較佳實施例之高含氧水生成系統1的結構說明，接著說明其用於生成高含氧水的方法如後：該生成系統1的交換槽12與壓力槽16內，係分別預先儲存有一定量來自該水源W的水，前述水源W的水以可飲用的 水為佳，例如逆滲透水。於高含氧水生成過程中，可選擇先注入補充水或是導入氧氣，抑或兩者同時進行，為便於說明，茲以同時進行為例敘述。

請再配合圖4，該水源W的水係自該交換槽12頂部注入其槽體內，於此同時，該氧氣瓶10所提供的純氧先經過該壓力槽16後再被引導至該交換槽12底部，且進入交換槽12中。純氧在上升的過程中，不斷暫留於各交換室14a中，且受到各擾流板14的排列方式影響，使得純氧因移動路徑增加及暫留時間增長，而得與交換槽12的水有較多的接觸溶解機會，因此，自該第一出水口12c排出的水已生成為具有較高含氧濃度的純氧水。

在上述中，當氧氣溶解於水中時，將同時溶解出其他原已存在於水中的氣體，例如氮氣(N₂)、二氧化碳(CO₂)、氫氣(H₂)，被溶解出的氣體將循該排氣口12b而逸出，因此，該交換槽12內部始終維持在常壓(即1大氣壓力)的狀態，此時自該第一出水口12c所排出純氧水的溶氧量(Dissolved Oxygen)可提高至9.07ppm左右。

接著，溶氧量在9.07ppm左右的純氧水，將被該加壓馬達18抽取並引導至該壓力槽16頂部且注入其槽體內，而該氧氣瓶10的純氧因率先自該第二入氣口16d進入壓力槽16內(部分純氧後續將再進入交換槽12)，遂與溶氧量已在9.07ppm左右的純氧水接觸並溶解，同時，透過有效控制壓力槽16內部 維持在高壓狀態，即可再提高該純氧水的溶氧量，例如，在壓力槽16內部被控制在11個大氣壓力時，則純氧水的溶氧量將自9.07ppm提升至11倍的99.77ppm。至此，自該飲水開關20而取用的純氧水，即內含有高濃度的氧氣。

值得一提的是，在該水源W的水為可飲用水的前提下，自該排氣口12b逸出並包含有氧氣的氣體可選擇再導入該水源W，藉以幫助提升水的含氧濃度。

以下彙整本發明高含氧水之生成方法及其生成系統的優點如後：

1、本發明係利用水往下流，氧氣往上竄升的原理，讓水與氧氣在該交換槽12與該壓力槽16中因充分接觸而得純化，並在高壓環境下獲得提高水的含氧量，可收減縮含氧水的生成時間之效。

2、該生成系統1將氧氣瓶10所提供的氧氣先後經過該壓力槽16與該交換槽12，並溶解於各槽體內的水，最後才把包含其他氣體的空氣排出。在這含氧水的生成過程中，氧氣充分被利用(可達90%以上的利用率)，避免浪費。

3、承上述第2點，在氧氣為同一來源且利用率高的情形下，可使用體積小的氧氣瓶作為生成含氧水的設備，因此，整個生成系統得以小型化製作而適用於居家使用。

4、該交換槽12中所設置的緩速結構可使得純氧上升移動路徑增加並延長暫留時間，藉以增加純氧與水的接觸溶解時 間，以提高純氧水的含氧濃度。

值得再說明的是，用以生成高含氧水的方式尚有以下之變化，其中：圖5所示為第二較佳實施例的高含氧水生成系統2，其具有完全相同於第一較佳實施例的結構，不同的是：該高含氧水生成系統2之交換槽12下方更設有一第三入氣口12e，而該氧氣瓶10的純氧具有兩個輸出管道，其一即是先經該壓力槽16再導入該交換槽12，其二則是直接連通至該第三入氣口12e，藉此使得更多的氧氣溶解於該交換槽12內的水，以提高並加快該交換槽12所輸出純氧水的含氧濃度。

圖6所示為第三較佳實施例的高含氧水生成系統3，其具有大致相同上述各實施例的結構，惟不同的是：該高含氧水生成系統3的氧氣供應裝置係包括有一第一氧氣瓶22與一第二氧氣瓶24，以及，其壓力槽26僅具備有上方的第二入水口26a、下方的第二出水口26b與第二入氣口26c，而不具備有上述各實施例的出氣口。其中，該第一氧氣瓶22直接連通該交換槽12的第一入氣口12d，該第二氧氣瓶24則是直接連通該壓力槽26的第二入氣口26c，亦即，本實施例結構用於導入該交換槽12與該壓力槽26的純氧，係為不同來源，此設計可延長更換氧氣瓶的時間。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明 之專利範圍內。

1、2、3‧‧‧生成系統

10‧‧‧氧氣瓶

12‧‧‧交換槽

12a‧‧‧第一入水口

12b‧‧‧排氣口

12c‧‧‧第一出水口

12d‧‧‧第一入氣口

12e‧‧‧第三入氣口

14‧‧‧擾流板

14a‧‧‧交換室

16‧‧‧壓力槽

16a‧‧‧第二入水口

16b‧‧‧出氣口

16c‧‧‧第二出水口

16d‧‧‧第二入氣口

18‧‧‧加壓馬達

20‧‧‧飲水開關

22‧‧‧第一氧氣瓶

24‧‧‧第二氧氣瓶

26‧‧‧壓力槽

26a‧‧‧第二入水口

26b‧‧‧第二出水口

26c‧‧‧第二入氣口

W‧‧‧水源

T‧‧‧通道

圖1為本發明第一較佳實施例之高含氧水生成系統之示意圖；圖2為圖1所示高含氧水生成系統中之交換槽的示意圖；圖3為圖1所示高含氧水生成系統中之交換槽的剖面立體圖；圖4為圖1所示高含氧水生成系統用於生成含氧水的流程圖；圖5為本發明第二較佳實施例之高含氧水生成系統之示意圖；圖6為本發明第三較佳實施例之高含氧水生成系統之示意圖。

1‧‧‧生成系統

10‧‧‧氧氣瓶

12‧‧‧交換槽

12a‧‧‧第一入水口

12b‧‧‧排氣口

12c‧‧‧第一出水口

12d‧‧‧第一入氣口

16‧‧‧壓力槽

16a‧‧‧第二入水口

16b‧‧‧出氣口

16c‧‧‧第二出水口

16d‧‧‧第二入氣口

18‧‧‧加壓馬達

20‧‧‧飲水開關

W‧‧‧水源

Claims (15)

1. 一種高含氧水生成系統，包含有：一氧氣供應裝置，用以提供純氧；一逆流交換裝置，係在常壓條件下，用以將該氧氣供應裝置所提供的純氧溶解於水中以獲得純氧水；以及一緩壓溶氧裝置，係用以對該逆流交換裝置所輸出的純氧水施加壓力，同時導入純氧於該純氧水中，以提高該純氧水的溶氧量。
2. 如請求項1所述之高含氧水生成系統，其中：該逆流交換裝置包括有一交換槽，該交換槽上方設有一第一入水口與一排氣口，該交換槽下方設有一第一出水口與一第一入氣口，該第一入氣口連通該氧氣供應裝置；該緩壓溶氧裝置包括有一壓力槽，該壓力槽上方設有一第二入水口，該第二入水口連通該第一出水口，該壓力槽下方設有一第二出水口與一第二入氣口，該第二入氣口連通該氧氣供應裝置。
3. 如請求項2所述之高含氧水生成系統，包括有一加壓裝置，用以將該交換槽內的純氧水自該第一出水口引出，並自該第二入水口注入該壓力槽中。
4. 如請求項3所述之高含氧水生成系統，其中該加壓裝置為一設置於該第一出水口與該第二入水口之間的加壓馬達，該加壓馬達抽取交換槽內的純氧水並注入該壓力槽中。
5. 如請求項2所述之高含氧水生成系統，其中該氧氣供應裝置包括有一第一氧氣瓶與一第二氧氣瓶，該第一氧氣瓶連通該交 換槽的第一入氣口，該第二氧氣瓶連通該壓力槽的第二入氣口。
6. 如請求項2所述之高含氧水生成系統，其中該氧氣供應裝置包括有一氧氣瓶，該氧氣瓶連通該壓力槽的第二入氣口；該壓力槽上方設有一出氣口，該出氣口連通該交換槽的第一入氣口。
7. 如請求項2所述之高含氧水生成系統，其中該交換槽下方更設有一第三入氣口；該壓力槽上方設有一出氣口，該出氣口連通該交換槽的第一入氣口；該氧氣供應裝置包括有一氧氣瓶，該氧氣瓶同時連通該壓力槽的第二入氣口，以及連通該交換槽的第三入氣口。
8. 如請求項2所述之高含氧水生成系統，其中該逆流交換裝置包括有一緩速結構設置於該交換槽內部，該緩速結構係可抑制純氧自該第一入氣口往該排氣口上升的速度。
9. 如請求項8所述之高含氧水生成系統，其中該緩速結構包括有複數個擾流板層疊於該交換槽內部，每一擾流板具有至少一個交換室，以使純氧與水在該交換室中增加接觸的溶解時間。
10. 一種高含氧水生成方法，包含下列步驟：a)將水自一交換槽頂部注入槽體中；b)將純氧自該交換槽底部引入槽體中，且在常壓下使得純氧溶解於水中以獲得純氧水；c)將純氧水引導至一壓力槽中；d)將純氧自該壓力槽底部引入槽體中，且控制槽體內為高壓狀態，以提高該純氧水的溶氧量。
11. 如請求項10所述之高含氧水生成方法，其中步驟b)與步驟d)的純氧為同一來源。
12. 如請求項11所述之高含氧水生成方法，其中步驟d)中引入壓力槽的純氧再被引導至該交換槽底部並引入槽體中。
13. 如請求項10所述之高含氧水生成方法，其中步驟b)與步驟d)的純氧為不同來源。
14. 如請求項10所述之高含氧水生成方法，其中步驟b)中所獲得的純氧水係經加壓馬達而被抽取並自該壓力槽頂部注入槽體中。
15. 如請求項10所述之高含氧水生成方法，包括於該交換槽內部設置一緩速結構，用以抑制純氧的上升速度，以增加純氧與水接觸的溶解時間。