专利名称：氢溶解水制造装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水处理装置技术领域，特别是涉及一种使氢气溶解于饮料的家庭用的氢溶解水制造装置。
背景技术：
众所周知，氢气被溶解后的氢溶解水能中和人体的活性酸素(活性氧)，起到抗氧化的作用，同时对脑梗塞有治疗功效。作为健康用机能水的氢溶解水，也被医疗学会及医疗机关所关注。使氢气溶解在饮料里并不是很容易的，I升不含任何氮气和氧气，温度为20摄氏度的纯净水可以溶解约I. 8毫升的氢气。自来水等制成的饮料里已经含有氮气及氧气且成 饱和状态，即使仅注入氢气，I升自来水也只能溶解约2-5毫升氢气。饮料里溶解后的氢气不稳定，短时间内氢气会从饮料里散发出来。因此，在饮料里溶解氢气的方法，可利用气体扩散用的半透膜跟减压去除溶解在饮料里的氮气跟氧气后，再用高压氢气瓶与扩散用半透膜使氢气在饮料里溶解。据此，氢气可能会在饮料里更好、更有效地被溶解，但是这样就要使用复杂的装置，作为家庭用的话不太适合。另外，在日本特开平11-244677号公报里，记载了根据水的电气分解产生氢气进而使气体溶于水的制造装置。此制造装置只是抽出水电气分解时产生的氢气，使其溶解到纯净水里。在半导体制造工程的清洗作业时使用到的氢气溶解水，如果有氧气溶解到氢气溶解水里的话会在硅晶片的表面上形成一层薄的氧化膜。而现在是只抽出水电气分解产生的氢气，使其溶解到纯净水里。因此，如果要抽出水电气分解产生的氧气的话，设备就会变得十分复杂，所以不适合作为家庭用。综上所述,在完全不含氮、氧的纯净水里氢气是比较容易溶解的,在氮气和氧气饱和状态的饮料里氢气不易被溶解。工业用的氢溶解水制造装置虽可用于大规模的设备，还可供给水电气分解时高压下所产生的氢气，但如果作为家庭用的话，供给高压下产生的氢气比较困难，在短时间内不易在饮料里溶解较多的氢气。本申请是基于申请日为2010年10月22日，申请号为2010 — 236950的日本特许愿，上述专利申请的内容作为参考引入本文。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种家庭用、可使氢气在饮料里的溶解效率提高的氢溶解水制造装置。本实用新型是通过以下技术来实现的一种氢溶解水制造装置，包括饮料容器、气液混合器和电解槽，所述气液混合器连通于所述饮料容器和所述电解槽，所述气液混合器包括供给流路和循环流路，所述循环流路设有离心泵，所述供给流路的一端连通所述电解槽，所述供给流路的另一端设有多孔部件，所述多孔部件位于所述循环流路的内部。[0010]所述饮料容器的容器底部开设有吸入口及吐出口，所述吸入口和所述吐出口相互靠近，所述循环流路包括吸入流路、吐出流路和将吸入流路和吐出流路连接的连通流路，所述吸入流路连接所述吸入口，所述吐出流路连接所述吐出口。所述离心泵位于所述吐出流路和所述吸入流路的连接处。所述供给流路设有单向阀。所述供给流路分为第一侧路径、供应连接器和第二侧路径，所述供应连接器分别与所述第一侧路径和所述第二侧路径可拆卸连接。所述饮料容器的容器底部的中间向上凸起形成圆柱，所述圆柱的底壁开设有吸入口，所述圆柱的侧壁开设有吐出口，所述饮料容器的容器底部设有挡板，所述挡板和所述圆柱形成了和所述吸入口和所述吐出口连通的循环流路。所述离心泵包括叶轮，所述叶轮设置在所述吸入口的中心轴上，且所述叶轮的轴径方向沿着吐出口的开口方向。它还包括驱动马达，所述驱动马达驱动连接所述离心泵。所述多孔部件为多孔陶瓷。所述离心泵为涡轮式离心泵。本实用新型的有益效果为本实用新型电解槽产生的氢气与氧气的混合气体，通过供给流路的多孔部件供给循环流路微细气泡，使氢气在短时间内在饮料里能快速溶解。在循环流路里设置离心泵，含有混合气体的微细气泡饮料，在涡轮式离心泵的叶轮的作用下被搅拌并碾碎，瞬间再次变成更小的微细气泡，有效提高氢气在饮料里溶解效率。本实用新型不用很大动力或者高压设备，适合家庭用，使得不论在什么样的饮料里，氢气都可以有效溶解。
图I是本实用新型的实施状态的氢溶解水制造装置的剖面图。图2是图I中表示气液混合器的扩大剖面图。图3是图I的氢溶解水制造装置的变形示例的剖面图。图4是本实用新型的另一实施状态氢溶解水制造装置的剖面图。图5是图4中表示气液混合物的扩大剖面图。其中，图I至图5中包括10—氢溶解水制造装置11—饮料12—饮料容器12a—容器底部13—电解槽13 a—筒状容器13 b 一密闭用盖14 一固定台15—给水旋塞16—橡胶垫[0036]17—阳极17a—阳极端子18—阴极18a—阴极端子19—电解质水溶液21—气液混合器22—吸入口23—吐出口24一循环流路25—涡轮式离心泵26—供给流路26a—第一侧路径26b—第二侧路径27—吸入流路28—吐出流路29—连通流路30 一直流马达31—第一电源端子32—第二电源端子33一多孔陶瓷34—单向阀35—狭窄路径42—操作面板43—操作本体44 一端子连接部45—开关47—供应连接器48—供电连接器58—圆柱59—挡板61—叶轮62一从动磁石63—支轴64—球状轴承65—驱动磁石。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施范围并不限于此。[0072]实施例I。如图I里所示的氢溶解水制造装置10使氢气溶解在饮料11里，可主要作为家庭使用。饮料容器12以及电解槽13都是分别固定在固定台14上，饮料容器12与电解槽13分离设置，饮料容器12可放入饮料11，电解槽13可进行水的电气分解。饮料容器12上方开口，成玻璃杯状，从此开口处可将饮料11放入饮料容器12里。饮料11可为自来水、矿泉水、清凉饮料水、牛乳、酒等。为了能让饮料11从饮料容器12里流出，饮料容器12的下端设置了给水旋塞15。电解槽13设有上方开口且有底的筒状容器13a及可将筒状容器13a的开口密闭的密闭用盖13b。密闭用盖13b可轻易从筒状容器13a取下或盖上。在筒状容器13a及密闭用盖13b之间设有密闭用的橡胶垫16，可使电解槽13完全密闭。电解槽13中设有阳极17及阴极18，阳极17的阳极端子17a连接电源的正极，阴极18的阴极端子18a连接电源的负极，阳极17及阴极18可采用钛电极，白金电镀钛电极导体可以长时间承受电气分解，但并非限于钛电极。在电解槽13倒入电解质水溶液19使阳极17及阴极18整个浸入电解质水溶液19中，电解槽13的下方是电解质水溶液层，上方则是气体层。电解质水溶液19可为柠檬酸水溶液，柠檬酸水溶液为柠檬酸和离子交换水混合成的质量浓度为5%的电解质水溶液，但不限于此。离子交换水中加入的电解质用羧酸类的柠檬酸或苹果酸或酒石酸都可以，即使进入人体也不会有毒性。只是在电气分解时用不易变质、低浓度离子传导性佳且价格低的柠檬酸是较适合的。将电解质水溶液19倒入电解槽13中，阳极17及阴极18加压6-12V直流通电。阳极17产生氧气，阴极18产生氢气，在这样的电气分解中产生的氧气及氢气混合物储存在气体层中。为了将电解槽13中产生的氧气及氢气混合物与饮料容器12中的饮料11混合，氢溶解水制造装置10设有将气液混合器21。图2是图I所示气液混合器21扩大剖面图。如图I所示，气液混合器21连接饮料容器12的吸入口 22及吐出口 23，气液混合器21包括将吸入口 22及吐出口 23连结的循环流路24、可使饮料循环的涡轮式离心泵25，以及连接电解槽13与循环流路24的供给流路26。吸入口 22及吐出口 23设置在饮料容器12的容器底部12a处，且相互靠近。循环流路24设置在固定台14内，循环流路24包括吸入流路27、吐出流路28和将吸入流路27和吐出流路28连接的连通流路29，吸入流路27连接饮料容器12的吸入口 22，吐出流路28连接饮料容器12的吐出口 23。如图2所示，吸入流路27有向上下延伸的圆管，圆管开口方向朝向吸入口 22。同样地，吐出流路28有向上下延伸的圆管，圆管开口方向朝向吐出口 23。连通流路29有水平延伸的圆管，一端连接吸入流路27下端，另一端连接吐出流路28的下端。连通流路29与吸入流路27、吐出流路28几乎成垂直状态，循环流路24与吸入口 22及吐出口 23相互连通呈略“〕”形状。循环流路24介于吸入口 22及吐出口 23间，当饮料容器12中的饮料11进入循环流路24时，循环流路24充满饮料11。吸入流路27 口径设定大于吐出流路28的口径，而连通流路29的口径设定与吸入流路27 口径相近。循环路径24里吐出流路28和连通流路29的连接部分设有涡轮式离心泵25。当然还可以是斜流泵和轴流泵等其他的离心泵。涡轮式离心泵25是配有叶轮的离心泵，通过直流马达30进行运转。叶轮轴设置在连通流路29的中心轴之上，同时叶轮口部的一端沿着吐出流路28的管部制作而成。连通第一电源端子31和第二电源端子32，电流通过直流马达30后，启动涡轮式离心泵25，利用叶轮的离心力吸取连通流路29里的饮料11，而后将吸取后的饮料11排放到吐出流路28内。在此过程中饮料11从吸入口 22吸入，经过循环路径24后，再由吐出口23将饮料注入到饮料容器12内，饮料11通过饮料容器12和循环路径24完成循环。为了给循环路径24提供电解槽13所产生的氢气和氧气的混合气体，在循环路径24与电解槽13之间安装了供给流路26。供给流路26呈L状，由弯曲的圆形管制作而成，供给流路26的外径小于连通流路29的内径。供给流路26的一端连通于电解槽13的气体层，供给流路26的另外一端与连通流路29设置在同一轴内，供给流路26通过循环路径24 的接口处延伸到连通流路29的中央部分，供给流路26延伸到连通流路29的中央部分的端口采用多孔陶瓷33加工而成。也就是说供给流路26的另一端通过多孔陶瓷33与连通流路29内部进行连接。如图I所示，供给流路26装有单向阀34，防止饮料11从循环路径24内逆流至电解槽13内。多孔陶瓷33的外径小于连通流路29的内径，多孔陶瓷33略呈圆筒状，位于连通流路29的中间部分，由于彼此设置在同一轴上，多孔陶瓷33的外围与连通流路29的内部之间自然就形成环状的狭窄路径35。多孔陶瓷33的气孔直径为l/1000mm、吸水率10 20%，表面有占总表面积309Γ40%的气孔，采用的材质为莫来石也就是氧化铝制成的陶瓷。当然供给流路26的多孔陶瓷也可以由铁、铜、铝合金或树脂的材质取代。在电解槽13内所产生的氢气和氧气的混合气体在电解槽13的气体层经由供给流路26流入连通流路29。此时连通流路29中的饮料11可释放出微小气泡。如果要造成狭窄路径35被充分挤榨，就必须提高饮料11在饮料容器12和循环路径24里的流动速度，高的流速产生低压，就使得混合气体由供给流路26吸入到连通流路29中。连通流路29中的多孔陶瓷33所释放处来的微小气泡在水的张力和气体的综合作用下，在还未变大前从多孔陶瓷33的表面脱离，形成的数十至数百微米的微小气泡通过供给流路26释放到连通流路29的饮料11中。之后,含有微小气泡的饮料11被涡轮式离心泵25吸入，经过叶轮的搅拌和碾碎，瞬间再次变成数微米至数十微米的更小细微气泡，混有细微气泡的饮料11经由吐出口 23注入到饮料容器12内，形成氢气溶解水的饮料11而储存到饮料容器12里。由于吸入口 22和吐出口 23彼此相互接近，经吐出口 23注入到饮料容器12里的气泡、与饮料11产生的气液混合物再次被吸入口 22吸入，在饮料容器12和循环路径24之间反复循环，可以提高氢气在饮料中的溶解率。此外，因为原来的饮料11中氧气本来就处于饱和的状态，即使将与氢气同时供给的氧气再溶解于饮料11中也没有关系。首先，在饮料容器12和循环路径24之间循环的饮料11，加上经过多孔陶瓷33时产生的细微气泡，可以在短时间内提高氢气溶解于饮料11的效率。再者，循环路径24里设置了涡轮式离心泵25，含有微小气泡的饮料11被涡轮式离心泵25的叶轮进行搅拌和碾碎，也可提高氢气溶解于饮料11的效率。因此，不需要大型动力和高压设备的家庭用小型的氢溶解水制造装置10，就可轻松地将氢气溶解于饮料11中。其次，本实用新型的电解质溶液19采用羧酸类的柠檬酸或苹果酸或酒石酸，采用该类电解质溶液19进行水的电解分离，可以改善电流的效率，利用DC6 12V电压可以充分地产生氢气。简单地说，通常的自来水在进行电解分离时，要大幅度提高传导率很低的自来水，必须在短时间内得到足够的氧气，这就需要DC2418V的高电压，但这会使得电流效率变得不稳定，电解分离使得自来水的温度上升。再者，离子交换水或蒸馏水里加入的电解质，是含有羧基的有机化合物，所以使用中就不可能产生氯气等有毒气体、电极绝缘体镁、钙化合物等不纯物。这样，即使较长时间进行水电分解时也不会造成电流的停止。使用氢溶解水制造装置10，对得到的氢气溶解水的饮料11中的氢气含有量进行检测，其电解时间及平均氢溶解量请参照表I。此外，请注意电水分解的条件直流电压为12V、直流电流为1A。但是，饮料11中还残留大量没被溶解的含有氢气的微小气泡，在这种状态下喝饮 料11，体内会摄取到的氢溶解量是上述的检测报告数据2倍以上。微量的氢气进入人体后，可通过生物膜进行气体交换从而被吸收，与溶解于饮料的氢一起起到中和活性氧的功效。氢溶解水制造装置10，不是直接将饮料11进行电解分离，而是将饮料11制作成有害物质无法侵入的电解水。实施例2。图3是图I所提到的氢溶解水制造装置变形例子的剖面图，本实施例与实施例I的不同之处如下。氢溶解水制造装置10是由电源、气液混合器21、一体化的饮料容器12、设置于操作面板42的电解槽13组合而成，电解槽13和操作面板42彼此可以分离。饮料容器12被固定在操作本体43上，操作本体43同样安装了气液混合器21。在饮料容器12的容器底部12a处，吸入流路27连接吸入口 22、吐出流路28连接吐出口 23。饮料容器12并未设置给水旋塞15，在饮料容器12在与电解槽13分开设置的情况下，倾斜饮料容器12，可将饮料容器12里的饮料11从开口处倒出。与此同时，在电解槽13的操作面板42安装有端子连接部44、开关45，此外还可安装电源开关、设定电解时间的定时器。供给流路26使气液混合器21的循环路径24和电解槽13的气体层相互连接，安装在电解槽13内部的第一侧路径26a和操作本体43内部第二侧路径26b，通过供应连接器47结合在一起，可以自由拆装。在第二侧路径26b处装有单向阀34，防止循环路径24内的饮料11逆流至电解槽13。氢溶解水制造装置10的直流马达30需电流供电，直流马达供电回路就被设置在饮料容器12的操作本体43的内部，图中未表示出。同样的，在电解槽13安装了电解质供电电路，使得端子连接部44、阳极17、阴极18间形成电流。电解质供电电路由供电连接器48连接，供电连接器48可以自由拆卸，只有它们组合在一起的状态下，直流马达供电回路和电解质供电电路方可运作。氢溶解水制造装置10的饮料容器12、电解槽13、供应连接器47、供电连接器48都可以自由拆装；饮料容器12与电解槽13分离后，可自由搬运，方便对饮料容器12等进行清洗。实施例3。图4是本实用新型物的其他造型氢溶解水制造装置的剖面图，图5是图4气液混合器的的放大图，本实施例与实施例I的不同之处如下。[0099]氢溶解水制造装置10，由可在固定台14上自由拆卸的饮料容器12和固定在固定台14上的电解槽13组成。饮料容器12并未设置给水旋塞15，饮料容器12从固定台14取下后，将饮料容器12倾斜，方可将饮料容器12里的饮料11从开口处倒出。固定台14在安装饮料容器12时需要固定饮料容器12的位置，形成了轨道突起14a。如图5所示，氢溶解水制造装置10安装了气液混合器21，饮料容器12由吸入口22与吐出口 23相互连接循环流路24，为了让饮料11在饮料容器12和循环流路24之间循环，此氢溶解水制造装置10还包括供给流路26、作为循环泵功能的涡轮式离心泵25和电解槽13等部件。饮料容器12的容器底部12a的中间向 上凸起形成圆柱58，圆柱58的底壁中央开设有吸入口 22，圆柱58侧壁开设有吐出口 23。吸入口 22和吐出口 23就是为了能和饮料容器12的容器底部12a靠近，使其连通到饮料容器12内。为了防止吸入口 22和吐出口 23的饮料11漏出，在圆柱58的开口处设置了非磁性金属的挡板59。挡板59和圆柱58之间有空间，形成了和吸入口 22以及吐出口 23连通的循环流路24。通过吸入口 22和吐出口 23，饮料11流入循环流路24。循环流路24内设有离心泵，采用涡轮式离心泵25。涡轮式离心泵25通过设置在固定台14内的直流马达30驱动。涡轮式离心泵25的叶轮61的轴方向设置在吸入口 22的中心轴上，叶轮61的轴径方向沿着吐出口 23的开口方向。叶轮61下方设有4极圆盘状的从动磁石62，叶轮61与从动磁石62被固定在同轴上。叶轮61和从动磁石62是被设置在叶轮61上方的支轴63从供给流路26的顶部支持的，从动磁石62被装在挡板59上的球状轴承64支持。另外，有4极圆盘状的驱动磁石65固定在直流马达30的回转轴30a上。驱动磁石65设置在靠近但没接触挡板59的位置，通过挡板59与从动磁石62相对。将饮料容器12放置于固定台14上，驱动磁石65和从动磁石62之间产生磁性，使直流马达30的回转轴30a和叶轮61连接。通过第一电源端子31和第二电源端子32，直流马达30得到驱动电流从而驱动涡轮式离心泵25。因为驱动磁石65和从动磁石62产生的磁性，叶轮61运转产生的离心力，使饮料11从吸入口 22被吸入到循环流路24内，再从吐出口 23被吐出到饮料容器12内，从而在循环流路24和饮料容器12之间循环。连通循环流路24和电解槽13的气体层的供给流路26有电解槽13和固定台14的内部配置的第一侧路径26a和饮料容器12内配置的第二侧路径26b。第二侧路径26的一端连接有供应连接器47，供应连接器47将第一侧路径26a和第二侧路径26b连通。供应连接器47可以相互自由装配，供应连接器47也有防止循环流路24内的饮料11反流向电解槽13的作用。第二侧路径26b的另外一端连通着吸入口 22的中央位置的循环流路24，其外径设计得比吸入口 22的口径要小，该端同时设有有环状的多孔陶瓷33，可作为支轴63支撑部件，因为多孔陶瓷33的支撑，支轴63在第二侧路径26b的顶部自由运转。也就是说，第二侧路径26b设有的多孔陶瓷33通向循环流路24。另外，第二侧路径26b设有的多孔陶瓷33并不限制于多孔陶瓷，用具备微细孔的烧结合金或是树脂等也可以作为支撑支轴63自由运转的多孔质材质。电解槽13里产生的氢气和氧气的混合体通过电解槽13的气体层，由供给流路26流向循环流路24，混合气体在通过多孔陶瓷33时，变成了细微气泡，从而进入到循环流路24的饮料11中。此外，第二侧路径26b的端部是与叶轮61在同轴上且和叶轮61相向开口，利用叶轮61的离心力使混合气体从供给流路26流向循环流路24。根据此原理，从多孔陶瓷33释放出来的混合气体的微小气泡，由于水的表面张力和气体的综合作用，在变成大的气泡之前就从多孔陶瓷33的表面脱离，形成数十微米乃至数百微米的微小气泡，从供给流路26向循环流路24内的饮料11中释放。之后，含有微小气泡的饮料11被涡轮式离心泵25吸入，在叶轮61的搅拌及剪断下，变成数微米到数十微米的更小细微气泡。这个细微气泡混合在饮料11里，从吐出口 23向饮料容器12内注入，形成氢气溶解水的饮料11而储存到饮料容器12里。由于吸入口 22和吐出口 23彼此相互接近，经吐出口 23注入到饮料容器12里的气泡、与饮料11产生的气液混合物再次被吸入口 22吸入，在饮料容器12和循环路径24之间反复循环，使得氢气在饮料11里充分溶解，提高了溶解率。饮料容器12从固定台14可以自由自在的取下或装上，所以饮料容器12可以很自由地拿到任何地方使用，而且饮料容器12的洗净也变得容易起来。使用本实施例的氢溶解水制造装置10，对得到的氢气溶解水的饮料11中的氢气含有量进行检测，其电解时间及平均氢溶解量请参照表2。此外，作为水的电气分解条件是直流电压12V，直流电流IA。
权利要求1.氢溶解水制造装置，包括饮料容器、气液混合器和电解槽，所述气液混合器连通于所述饮料容器和所述电解槽，其特征在于所述气液混合器包括供给流路和循环流路，所述循环流路设有离心泵，所述供给流路的一端连通所述电解槽，所述供给流路的另一端设有多孔部件，所述多孔部件位于所述循环流路的内部。
2.根据权利要求I所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述饮料容器的容器底部开设有吸入口及吐出口，所述吸入口和所述吐出口相互靠近，所述循环流路包括吸入流路、吐出流路和将吸入流路和吐出流路连接的连通流路，所述吸入流路连接所述吸入口，所述吐出流路连接所述吐出口。
3.根据权利要求2所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述离心泵位于所述吐出流路和所述吸入流路的连接处。
4.根据权利要求I所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述供给流路设有单向阀。
5.根据权利要求I所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述供给流路分为第一侧 路径、供应连接器和第二侧路径，所述供应连接器分别与所述第一侧路径和所述第二侧路径可拆卸连接。
6.根据权利要求I所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述饮料容器的容器底部的中间向上凸起形成圆柱，所述圆柱的底壁开设有吸入口，所述圆柱的侧壁开设有吐出口，所述饮料容器的容器底部设有挡板，所述挡板和所述圆柱形成了和所述吸入口和所述吐出口连通的循环流路。
7.根据权利要求6所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述离心泵包括叶轮，所述叶轮设置在所述吸入口的中心轴上，且所述叶轮的轴径方向沿着吐出口的开口方向。
8.根据权利要求1-7任一项所述的氢溶解水制造装置，其特征在于它还包括驱动马达，所述驱动马达驱动连接所述离心泵。
9.根据权利要求1-7任一项所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述多孔部件为多孔陶瓷。
10.根据权利要求1-7任一项所述的氢溶解水制造装置，其特征在于所述离心泵为涡轮式离心泵。
专利摘要本实用新型涉及水处理装置技术领域，特别是涉及一种使氢气溶解于饮料的家庭用的氢溶解水制造装置。它包括饮料容器、气液混合器和电解槽，气液混合器连通于饮料容器和电解槽，气液混合器包括供给流路和循环流路，循环流路设有离心泵，供给流路的一端连通所述电解槽，供给流路的另一端设有多孔部件，多孔部件位于循环流路的内部。电解槽产生的氢混合气体，可通过供给流路的多孔部件供给循环流路微细气泡，使氢气短时间内在饮料里快速溶解。在循环流路里设置离心泵，使含有混合气体的微细气泡饮料在离心泵的作用下再次被搅拌并碾碎，瞬间变成更小的微细气泡，有效提高氢气在饮料里溶解效率，本实用新型不用很大动力或者高压设备，适合家庭用。
文档编号C25B1/04GK202375892SQ201120401680
公开日2012年8月15日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者藤原昭信 申请人:株式会社环境技研