TWM559893U - 富氫水壺電解裝置 - Google Patents

Abstract

本創作一種富氫水壺電解裝置，用以組接水杯、瓶裝水瓶及噴霧水瓶進行電解作用，其包括：一底座有第一組接槽、第二組接槽、電解室以及連通第一組接槽與電解室的穿孔，第一組接槽可以組接水杯，第二組接槽可以組接瓶裝水瓶及噴霧水瓶；一電解單元安裝於電解室內部用以提供電解作用；以及一控制單元有電性連接電解單元，並可提供二種切換供電模式，使電解單元可以透過正負極切換電解產生富氫水或高活性氧殺菌水，其使用與操作簡單、方便，可以達到最佳實用性及便利性。

Description

富氫水壺電解裝置

本創作涉及富氫水領域，特別指一種能提供正、負極切換電解產生富氫水或高活性氧殺菌水達到最佳的使用便利性的富氫水壺電解裝置。

人體的呼吸，就是無時無刻的利用氧氣進行氧化產生人體需要的能量和新陳代謝排出人體中的廢物，人體產生能量的過程中會產生“毒性”自由基，科學研究表明，其氧化作用更強，是傷害細胞、引起癌症、動脈硬化的罪魁禍首，是引發多種疾病和衰老的重要因素，人類多種難以根治的慢性病根源就是毒性自由基，衰老的過程也是自由基氧化細胞的過程。

經過多年研究發現氫氣對這些有毒有害的、活性特別強的自由基，具有選擇性的中和作用。科學家發現氫是比維生素、礦物質更穩定、更有效的抗氧化劑。氫還具有擴散性和滲透性極強的特點，它還是迄今為止發現的極少數沒有任何毒副作用的優越的抗氧化劑。

研究機構的大量實驗數據顯示，每天補充氫分子是清除體內有害自由基、清除過量氧化物的有效方法，例如氫對氧化損傷、炎症反應、細胞凋亡和血管異常增生都有作用。所以飲用富氫水或吸氫氣對人體健康 及疾病治療具有積極意義。

富氫水應運而生，氫水即為氫還原水，是一種讓水中含有一定濃度的氫氣，通過其抗氧化還原力，清除體內活性特別強的活性氧(自由基)的一種飲用水。實踐證明，富氫水既具有生理調節功能，又具有治療疾病的功能。從而富氫水產品的商業化進程也相繼誕生，富氫水即將掀開科學飲水的新革命。

產生富氫水的各種方法和存在的問題：

1、氫水棒和富氫水機，利用鎂和水反應產生氫氣，水和鎂的接觸時間有限，氫氣含量極微。鎂粒子易被氧化變黑，在水中容易析出沉澱物和易板結、口感差等問題，長期應用導致產氫功能失效或效果下降。產生的氫濃度取決於使用次數、容器是否密閉、反應時間等因素。還要定期清洗，否則棒體內易滋生各種細菌，另外長期飲用會造成鎂元素攝入過量。

2、瓶裝或者袋裝富氫水，是通過特殊工藝將高純度的氫氣溶解在純淨水或者其它礦泉水中，然後密封在容器裡而製成。氫氣濃度取決於製造工藝，一般可以做到0.5~0.8PPM，採用高壓工藝方法可以達到3PPM甚至更高。該產品市場價格較高，目前還沒有被大眾接受。

3、固體富氫水保健品，進口產品，膠囊形式的包裝，膠囊裡面是粉狀的白色粉末。負氫離子膠囊就是其中的一種。這種食品粉末進入胃裡，遇見水就產生氫氣，使用很方便，而且氫氣的釋放時間相對於以水為載體的富氫水要長。這種產品主要是進口，應用成本非常高。

4、天然合金陶瓷微電解制氫技術是一種新科研成果，採用天然礦物材料與多種合金復合烘焙製成。這種技術和電解技術相比產氫量小，在產氫的同 時，是否會產生其它有害物質還需要時間的驗證。

5、電解式富氫水機，採用電解水的方法產生氫氣，優點是電解製氫技術成熟，氫氣含量高，通過電解，還能有效地起到抑菌作用，產品生產製造及應用成本適合大多數人群，已經被廣泛應用，市場已經有電解式富氫水機和便攜式富氫水杯等多種產品。缺點是出於安全性考慮對於設備、電極材料和基水的要求非常高。

目前市場上的富氫水機本身產品質量和產富氫水質量相差巨大，劣質的電解富氫水機，在生產富氫水過程中無法隔離或清除有害物質，電解水中含有大量的重金屬、臭氧、過氧化氫、氯酸根等氧化因數物質，長期喝這種具有消毒、殺菌、降解農藥功能的水對人體健康會產生嚴重危害，這種富氫水機就是毒水機。

本創作之主要目的在於：提供一種能夠電解產生富氫水及氧氣的富氫水壺電解裝置，其不但能夠保證生產出來的富氫水水體本身質量的安全，也能保證在使用中有關危險性方面的安全，同時透過高頻震盪作用使氫氣快速溶解在水裡，並達到較高的溶解度效率。

本創作之又一要目的在於：提供一種能夠電解產生活性高氧殺菌水及氫氣的富氫水壺電解裝置，其不但能夠保證生產出高活性氧殺菌水，也能產生氫氣提供人體吸食，促進人體健康，同時透過高頻震盪作用使高活性氧能夠快速提高混合效率。

為達成上述目的，本創作一種富氫水壺電解裝置，用以組接水杯、瓶裝水瓶及噴霧水瓶進行電解反應，包括：一底座，兩端透空，上 方有第一組接槽，下方有電解室，第一組接槽與電解室之間設有穿孔連通，電解室下端連通底座外部；一電解單元，安裝於該穿孔下方，電解單元包括電解槽及電解模組，其中該電解槽底部設有出氣管，內部有一凹槽，該凹槽與出氣管連通，該電解模組設置在電解槽之凹槽內，電解模組包括有第一電極層、第一水凝膠層、質子交換膜層、第二水凝膠層、第二電極層及密封圈，其中第一水凝膠層貼設在質子交換膜層頂面，第一電極層貼設在第一水凝膠層頂面，第二水凝膠層貼設在質子交換膜層底面，第二電極層貼設在第二水凝膠層底面，該密封圈包裹於第一電極層、第一水凝膠層、質子交換膜層、第二水凝膠層、第二電極層的外側邊緣；以及一控制單元，安裝於電解單元下方，其具有蓄電池、充電插槽、按壓開關、控制電路及正負極轉換模組，且該控制單元有電性連接第一電極層及第二電極層；據此，透過控制單元的正負極轉換模組可以提供二種切換供電模式，使電解單元可以透過正負極切換進行電解產生富氫水或高活性氧殺菌水，具有最佳實用性及便利性。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該質子交換膜層既做為導電的介質，又做為隔膜，將氫氣和氧氣分開，具有選擇性透過的功能，對氫離子有高的導通性，起著導通電流及催化活性的雙重作用，較佳選擇為美國杜邦(DuPont)公司生產的Nafion質子交換膜。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該正負極轉換模組可以提供二種切換供電模式，使電解單元可以透過正負極切換進行電解產生富氫水或高活性氧殺菌水；即為可以將負極連接第一電極層產生氫氣形成富氫水，正極連接第二電極層產生高活性氧氣的供電方式，轉換為正 極連接第一電極層產生高活性氧殺菌水，負極連接第二電極層產生氫氣的供電方式。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該第一水凝膠層及第二水凝膠層為吸水性高的生物纖維素膜層。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該密封圈為具有彈性之ㄇ形環圈形態。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該電解模組的第一電極層上方設有震盪器，該震盪器有電性連接控制單元，該振盪器表面設有多數穿孔。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：第一組接槽內部的穿孔外緣向上延伸設有第二組接槽，提供各種大小右或旋螺牙瓶裝水瓶組接。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該第二組接槽可以組接一有左右螺牙的轉接頭，提供所有左及右螺牙瓶裝水瓶組接。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在：該底座還包含有一底蓋，該底蓋上設有提供電解槽底部出氣管穿設的穿孔。

在上述富氫水壺電解裝置中，其特徵在於：該第一水凝膠層可以貼設在第一電極層頂面，第一電極層則貼設在質子交換膜層頂面；第二水凝膠層可以貼設在第二電極層底面，第二電極層則貼設在質子交換膜層底面。

本創作具有以下的特點及功能：

1、本創作的控制單元設有提供正負極切換的正負極轉換模組，該正負極轉 轉換模組具有二種切換供電模式：(1)負極連接第一電極層產生富氫水，正極連接第二電極層產生高活性氧的供電方式；(2)正極連接第一電極層產生高活性氧殺菌水，負極連接第二電極層產生氫氣的供電方式。

2、本創作具有震盪器構件，該構件的作用是促使第一電極層連接負電極時產生的氫氣快速溶解在水裡，並達到較高的溶解度效率；或第一電極層連接正電極時產生的高活性氧快速溶解在水裡形成高活性氧殺菌水，提升高氧混合效果。

1‧‧‧電解裝置

2‧‧‧水杯

3‧‧‧水杯蓋

4‧‧‧瓶裝水瓶

5‧‧‧轉接頭

6‧‧‧噴霧水瓶

10‧‧‧底座

11‧‧‧第一組接槽

12‧‧‧電解室

13‧‧‧穿孔

14‧‧‧第二組接槽

20‧‧‧電解單元

21‧‧‧電解槽

211‧‧‧出氣管

212‧‧‧凹槽

22‧‧‧電解模組

221‧‧‧第一電極層

222‧‧‧第一水凝膠層

223‧‧‧質子交換膜層

224‧‧‧第二水凝膠層

225‧‧‧第二電極層

226‧‧‧密封圈

227‧‧‧震盪器

228‧‧‧穿孔

30‧‧‧控制單元

31‧‧‧蓄電池

32‧‧‧充電插槽

33‧‧‧按壓開關

34‧‧‧控制電路

35‧‧‧正負極轉換模組

36‧‧‧穿孔

40‧‧‧底蓋

41‧‧‧穿孔

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，特舉四種較佳實施例做詳細說明；其中：第1圖為本創作第一實施例結構外觀示意圖。

第2圖為本創作第一實施例電解裝置立體分解示意圖。

第3圖為本創作第一實施例電解裝置分解剖視示意圖。

第4圖為本創作第一實施例電解單元組合剖視示意圖。

第5圖為本創作第一實施例電解裝置組合剖視示意圖。

第6圖為本創作第一實施例電解裝置與水杯組接的使用狀態剖視示意圖。

第7圖為本創作第二實施例電解裝置與瓶裝水瓶分解剖視示意圖。

第8圖為本創作第二實施例電解裝置與瓶裝水瓶組接的使用狀態剖視示意圖。

第9圖為本創作第三實施例電解裝置、轉接頭及瓶裝水瓶分解剖視示意圖。

第10圖為本創作第三實施例電解裝置組接轉接頭後再與瓶裝水瓶組接的使用狀態剖視示意圖。

第11圖為本創作第四實施例電解裝置與噴霧水瓶組接的使用狀態剖視示意圖。

有關本創作的詳細說明和技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限製本創作；其中，第1圖至第6圖為電解裝置與水杯組合使用產生富氫水及氧氣的第一實施例；第7圖及第8圖為電解裝置與瓶裝水瓶組合使用產生富氫水及氧氣的第二實施例；第9圖及第10圖為電解裝置組接轉接頭再與瓶裝水瓶組合使用產生富氫水及氧氣的使用第三實施例；第11圖為電解裝置與噴霧水瓶組合使用產生殺菌水及氫氣的第四實施例。

第一實施例：首先請參閱第1圖至第6圖所示，本實施例公開了一種富氫水壺電解裝置，它包括電解裝置1、水杯2及水杯蓋3；該電解裝置1包括底座10、電解單元20，控制單元30及底蓋40。

如第3圖所示，該底座10內部上方凹設有第一組接槽11，下方凹設有電解室12，第一組接槽11與電解室12透過穿孔13連通。

如第2圖至第5圖所示，該電解單元20安裝於底座10內部穿孔13下方，其包括電解槽21及電解模組22；該電解槽21底部設有出氣管211，內部設有凹槽212，該凹槽212與出氣管211連通；該電解模組22設在電解槽21之凹槽212內，該電解模組22包括有第一電極層221、第一水凝膠層222、質子交換膜層223、第二水凝膠層224、第二電極層225及密封圈226，其中第一水凝膠層222貼設在質子交換膜層223頂面，第一電極層221貼設在第一 水凝膠層222頂面，第二水凝膠層224貼設在質子交換膜層223底面，第二電極層225貼設在第二水凝膠層224底面，該密封圈226包裹於第一電極層221、第一水凝膠層222、質子交換膜層223、第二水凝膠層224、第二電極層225的外側邊緣。

上述該質子交換膜層223既做為導電的介質，又做為隔膜，將氫氣和氧氣分開，具有選擇性透過的功能，對氫離子有高的導通性，起著導通電流及催化活性的雙重作用，較佳選擇為美國杜邦(DuPont)公司生產的Nafion質子交換膜。

上述該第一水凝膠層222及第二水凝膠層224為吸水性高的生物纖維素膜層。

上述該密封圈226為具有彈性之ㄇ形環圈形態，其具有止水作用。上述該電解模組22的第一電極層221上方設有震盪器227，如第3圖至第5圖所示，該震盪器227有電性連接控制單元30，該振盪器227表面設有多數穿孔228。

如第2圖、第3圖及第5圖所示，該控制單元30安裝於電解單元20下方，其具有蓄電池31、充電插槽32、按壓開關33、控制電路34及正負極轉換模組35，且該控制單元30有電性連接第一電極層221及第二電極層225。

上述該正負極轉換模組35可以為負極連接第一電極層221產生富氫水，正極連接第二電極層225產生高活性氧的供電方式如第6圖至第8圖所示，或轉換為正極連接第一電極層221活性高氧殺菌水，負極連接第二電極層225產生氫氣的供電方式如第11圖第四實施例圖式所示。

該底蓋40可螺接於底座10下端，底蓋40頂面設有提供電解槽21底部出氣管211穿設的穿孔41。

請再參閱第1圖及第6圖，該水杯2上下兩端外側設有外螺紋，該水杯蓋3內側設有內螺紋，水杯蓋3可以蓋設於水杯2上端，水杯2下端可以組接於電解裝置1的底座10第一組接槽11內側。

本創作一種富氫水壺電解裝置的工作原理如第6圖所示：控制單元30負極連接第一電極層221，正極連接第二電極層225，當按下按壓開關33時，在第二電極層225側會反應析出氧氣、氫離子和電子，電子通過外電路傳遞到第一電極層221，氫離子以水合的形式(H+.XH2O)通過質子交換膜層223到第一電極層221，在第一電極層221的氫離子和電子重新結合形成氫氣。

在第二電極層225會產生氧氣和其它氣體，不能通過質子交換膜層223到進入水杯上部的飲用水部分，只能經過電解槽21下方出氣管211排出，避免電解生成的氫氣和氧氣共同溶解於原水中，產生電子活動而還原為水分子，造成降低溶解氫氣濃度的可能性，從而保持了水杯2內的氫氣的純度和濃度；從另一方面考慮，本創作將電解產生的氫氣和氧氣徹底隔離開，並將氧氣通過一定距離的及時排出，從而保證了本創作在使用中的安全。

震盪器227工作原理為：該震盪器227接受控制單元30送來的高頻信號，立即產生高頻波動，將電解模組22電解產生的氫氣泡進行擊碎，並使水分子和氫分子產生每秒幾萬次的密切融合效果，最終實現水分子均勻包含氫分子的狀態，從而加速氫氣在水中的溶解速度和提高氫氣在水中 的溶解度。震盪器227工作時可以形成直徑在50nm-2um範圍的負離子水，溶氣濃度可達2.6ppm。因為氫氣缺乏極性，在常溫常壓下，氫氣很難與極性的水相互溶合，是一種難溶於水的氣體，氫氣在水中也不會變為離子，仍然以分子的形式存在。一般情況其影響溶解度的只有溫度和壓強，溫度低、壓強大，溶解性就大。由於氫氣在水中的飽和濃度大約是1.6PPM，大於1.6PPM濃度的過飽和富氫水必須採用特殊的工藝，強制性將氫氣溶入水中。醫學研究發現，在水中只有溶解了較高濃度氫氣的富氫水，對人體才能夠起到比較明顯的有益作用，因此，在本創作中特別設計了震盪器227這個裝置。又，在溶解氫水過程中，是純物理方式，不發生化學反應，不產生任何有害物質，不會產生任何二次污染，生產的富氫水具有氫氣濃度高，穩定性好，保持含氫量長期穩定的特點。

蓄電池31工作原理：本創作在控制單元30上設有蓄電池31，採用的是高性能鋰電池，在控制單元30一側有充電插槽32及介面，充一次電可以使用10次以上。

本創作的富氫水壺電解裝置可以在通電情況下工作，也可以利用內部蓄電池31工作，在接有電源時，控制電路34會自動切換到利用外部電源狀態下工作。

其次，本創作採用了新型的質子交換膜技術將氫氣和氧氣完全隔離，氧氣及時排出不再和氫氣接觸。

第二實施例：請參閱第7及第8圖所示，為了提供瓶裝水瓶4使用，本實施例圖式公開了一種在電解裝置1的底座10第一組接槽11內部的穿孔12外緣 向上延伸設有第二組接槽14設計結構，可以提供各種大小右旋或左旋螺牙瓶裝水瓶4組接。

第三實施例：請參閱第9圖及第10圖所示，為了提供左旋及右旋螺牙瓶裝水瓶4使用，本實施例圖式公開了一種使用轉接頭5與第二實施例中的第二組接槽14組接，使轉接頭5可以提供所有左旋及右旋螺牙瓶裝水瓶4與本創作電解裝置1的底座10組接的結構。

第四實施例：請參閱第11圖所示，為了使高活性氧能夠被使用，本實施例圖式公開了一種在控制單元30上設有提供正負極壓轉換的正負極轉換模組35的結構設計，該正負極轉換模組35可以切換，以正極連接第一電極層221，負極連接第二電極層225，使第一電極層221可以產生高活性氧與噴霧水瓶6中的水混合成為高活性氧殺菌水，而第二電極225則產生的氫氣可以經由出氣管211送出或回收使用。在實施本創作時，正負極切換可以設計為長按5秒，並以燈光區別，例如紅燈顯示電解殺菌水，綠燈顯示電解富氫水。又，上述該第一電極層221產生高活性氧可以再透過設在第一電極層221頂面的震盪器227，提高氧氣與水的混合作用。

綜上所述，本創作具有以下的特點及功能：

1、控制單元30設有提供正負極壓轉換的正負極轉換模組35，該正負極轉換模組35可以將負極連接第一電極層221產生富氫水，正極連接第二電極層225產生高活性氧的供電方式(第一、第二及第三實施例，電解產生負氫水)，轉換為正極連接第一電極層221產生高活性氧殺菌水，負極連接第二 電極層225產生氫氣的供電方式(第四實施例，第解產生殺菌水)。

2、震盪器227可以促使第一電極層221連接負極時產生的氫氣快速溶解在水裡，並達到較高的溶解度效率；或使第一電極層221連接正極時產生的高活性氧快速溶解在水裡形成高活性氧殺菌水，提升高氧混合效果。

以上所述者，僅為本創作的較佳可行實施例而已，非因此即局限本創作的專利範圍，舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為的等效結構變化，均理同包含於本創作的權利範圍內，合予陳明。本創作確實可以解決習用結構缺弊，並能提供有富氫飲用水及高活性氧殺菌水，且其使用與操作簡單、方便，可以達到最佳的使用便利性，因此，本創作可說是一種相當具有實用性及進步性之創作。

Claims (10)

1. 一種富氫水壺電解裝置，用以組接水杯、瓶裝水瓶及噴霧水瓶進行電解反應，包括：一底座，兩端透空，上方有第一組接槽，下方有電解室，第一組接槽與電解室之間設有穿孔連通，電解室下端連通底座外部；一電解單元，安裝於該穿孔下方，電解單元包括電解槽及電解模組，其中該電解槽底部設有出氣管，內部有一凹槽，該凹槽與出氣管連通，該電解模組設置在電解槽之凹槽內，電解模組包括有第一電極層、第一水凝膠層、質子交換膜層、第二水凝膠層、第二電極層及密封圈，其中第一水凝膠層貼設在質子交換膜層頂面，第一電極層貼設在第一水凝膠層頂面，第二水凝膠層貼設在質子交換膜層底面，第二電極層貼設在第二水凝膠層底面，該密封圈包裹於第一電極層、第一水凝膠層、質子交換膜層、第二水凝膠層、第二電極層的外側邊緣；以及一控制單元，安裝於電解單元下方，其具有蓄電池、充電插槽、按壓開關、控制電路及正負極轉換模組，且該控制單元有電性連接第一電極層及第二電極層。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：正負極轉換模組可以供二種切換供電模式，使電解模組可以透過正負極切換進行電解產生富氫水或高活性氧殺菌水。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：該第一水凝膠層及第二水凝膠層為吸水性高的生物纖維素膜層。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：該密封圈為具有彈性之ㄇ形環圈形態。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：該電解 模組的第一電極層上方設有一震盪器，該震盪器有電性連接控制單元。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：該振盪器表面設有多數穿孔。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：第一組接槽內部的穿孔外緣向上延伸設有第二組接槽。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在於：該第二組接槽可以組接一有左右螺牙的轉接頭。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在：該底座還包含有一底蓋，該底蓋上設有提供底座底部出氣管穿設的穿孔。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之富氫水壺電解裝置，其特徵在：該其中第一水凝膠層可以貼設在第一電極層頂面，第一電極層則貼設在質子交換膜層頂面；第二水凝膠層可以貼設在第二電極層底面，第二電極層則貼設在質子交換膜層底面。