一种富氢泡浴水制备系统用氢气发生器的制作方法

1.本实用新型涉及富氢水制备技术领域，具体涉及一种富氢泡浴水制备系统用氢气发生器。


背景技术：

2.随着氢的作用不断被科学证实，氢养生、氢美容逐渐被普及开来，比如富氢泡浴水的疗效也越来越广泛地被人们所知悉，使用这种含有氢气的水进行洗浴，有助于去除人体有害自由基，减缓皮肤衰老，活化细胞，排出体内毒素，促进血液循环，可起到清除污垢、美白洁肤的作用。
3.常通过将氢气和水混合成富含氢气和氢气泡的水来制备富氢泡浴水，其中，水气混合时所采用的氢气主要由压缩气瓶或者电解制取氢气汇集收集后提供，但是目前，无论是采用压缩气瓶供氢还是电解制氢供氢，氢气均以带压气体进入水气混合装置内，易在水中形成较大直径的氢气泡，不利于生成富含小直径氢气泡的富氢泡浴水，进而影响富氢泡浴水的疗效。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种富氢泡浴水制备系统用氢气发生器，其能够为富氢泡浴水制备系统提供含氢气泡的水作为气源，有利于富氢泡浴水制备系统生成富含小直径氢气泡的富氢泡浴水。
5.本实用新型为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种富氢泡浴水制备系统用氢气发生器，包括电解制氢装置和为电解制氢装置提供水源的水箱，所述电解制氢装置包括电解槽以及设置在电解槽外的直流电源，所述电解槽内沿槽体中间设有将电解槽隔成阴极区和阳极区的质子交换膜，阴极区内设有与直流电源负极电路连接的阴电极，阳极区内设有与直流电源正极电路连接的阳电极，所述阳极区和阴极区均设有进水口和出水口，阴极区的出水口上设有排水管，排水管用于排出阴极区混有氢气的水，所述水箱通过进水管连接所述进水口，所述进水管和排水管上均设有水泵。
7.进一步地，所述阴电极及阳电极的表面均布有突刺状结构。
8.进一步地，连接所述排水管和进水口设有循环加氢管。
9.进一步地，水箱上设有补水管，阳极区的出水口通过回水管连接水箱，以回收从阳极区排出的水。
10.进一步地，所述进水管上设有用于提高电解槽进水温度的热交换器，热交换器上连接有为热交换器提供恒温热水的恒温水浴装置。
11.进一步地，所述进水管上设有用于去除水中溶解性气体的脱气罐，连通所述脱气罐设有维持脱气罐真空度的真空泵。
12.进一步地，所述进水管通过循环水管连接水箱。
13.进一步地，所述直流电源为恒压直流电源。
14.进一步地，所述阴电极和阳电极均为铂电极。
15.本实用新型有益效果：
16.1.本实用新型的氢气发生装置采用电解制氢，通过将阴电极产生的氢气以水为载体输送走，可以使氢气泡在阴电极刚析出形成时，即被流动的水流带走，减少氢气泡的聚集，为富氢泡浴水制备系统提供了富含小直径氢气泡的水作为氢气气源，有助于富氢泡浴水制备系统生成富含小直径氢气泡的富氢泡浴水。
17.2.本实用新型在电解槽的进水处设置脱气罐，通过去除水中的溶解性气体，提高了氢气在水中的溶解量，且有利于刚析出的氢气脱离阴电极表面，从而在阴极区形成更小直径的氢气泡，使提供的氢气气源有助于生成富含小直径氢气泡的富氢泡浴水。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为电解制氢装置的结构示意图。
20.图中标记：1、电解制氢装置，101、电解槽，102、阴电极，103、出水口，104、阴极区，105、质子交换膜，106、阳极区，107、回水管，108、阳电极，109、进水口，110、直流电源，111、进水管，112、排水管，113、循环加氢管，114、排氢水泵，2、恒温水浴装置，201、流量计，3、热交换器，4、水箱，401、补水管，402、供水管，5、真空泵，6、脱气罐，601、脱气水管，602、循环水管。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.如图1至图2所示，一种富氢泡浴水制备系统用氢气发生器，包括电解制氢装置1和为电解制氢装置1提供水源的水箱4，电解制氢装置1包括箱式或圆筒式的电解槽101以及设置在电解槽101外的直流电源110，直流电源110可以采用恒压直流电源或恒压恒流直流电源，所述电解槽101内沿槽体中间设有将电解槽101隔成阴极区104和阳极区106的质子交换膜105，质子交换膜105可以采用杜邦117全氟磺酸质子交换膜，阴极区104内设有与直流电源110负极电路连接的阴电极102，阳极区106内设有与直流电源110正极电路连接的阳电极108，所述阳极区106和阴极区104均设有进水口109和出水口103，阴极区104的出水口103上设有排水管112，排水管112用于排出阴极区104混有氢气的水，所述水箱4通过进水管111连接所述进水口109，所述进水管111和排水管112上均设有水泵114。
23.通过电解制氢，且将氢气所在的水直接输送走，形成以水为载体对氢气进行输送，可以使氢气泡在阴电极102刚析出形成时，即被流动的水流带走，减少氢气泡的聚集，使电解产生小直径的氢气泡，从而减少大直径氢气泡的产生，有利于富氢泡浴水制备系统的水
气混合装置对水中气泡进一步细化处理，此外，在静态电解水制氢时，氢离子在阴电极102表面与水体中存在浓度差，易造成氢离子扩散速度较慢，容易出现浓差极化现象，本实用新型的氢气发生装置采用流动水进行电解，不仅可以将阴电极102析出的小氢气泡迅速带走，还可以加快水中氢离子的扩散，避免在阴电极102表面发生浓差极化现象，从而进一步提高制氢的速度。
24.具体地，在阴电极102上发生的析氢反应过程中，电极表面的金属离子先经过电化学反应与氢离子结合形成，再经过脱附使释放氢离子，最终氢离子与氢离子组合生成氢分子，氢离子的吸附过程，阴电极102和阳电极108均可以采用板状或者棒状的铂电极，采用铂电极时，由于铂电极的吸附键强度的电流密度最高，更有利于析氢反应中金属离子与氢离子结合和脱附过程的进行，提高电解产氢的速度，为了节约生产成本，电极也可以采用其他材质，例如镀镍的铁电极。
25.进一步地，所述阴电极102及阳电极108的表面均布有突刺状结构，所述突刺状结构可以采用机械刻槽在铂电极表面刻划多条紧密相邻的v形槽，v形槽的槽深在30
‑
60微米左右，突刺状结构也可以采用其他方法制备，通过在电极表面设置突刺状结构，相对与光滑的平面，更有利于氢气泡脱离与电极的接触面，减少氢气泡在电极表面的聚集，进一步有利于产生小直径的氢气泡，有助于最终制备出含有氢气泡直径更小的富氢泡浴水，有助于富氢泡浴水发挥其疗效。
26.进一步地，连接阴极区104的排水管112和进水口109设有循环加氢管113，当排水管112中水的氢气含量较低时，可以打开设置在循环加氢管113上的电磁阀，投入循环加氢管113，使排水管112中的水重新回到电解槽内，在电解槽内循环数次后完成氢气含量的提升。
27.具体地，阳极区106的出口可通过回水管107连接水箱4，以便
28.回收利用阳极区106出来的水，在水箱4上可设有用于补充水源的补水管401，同时补水管401作为不补水时用于排气的管路。
29.进一步地，所述进水管111上设有用于提高电解槽101进水温度的热交换器3，热交换器3可以采用板式交换器，热交换器3上连接有为热交换器3提供恒温热水的恒温水浴装置2，具体地，恒温水浴装置2向热交换器3输送热源的管道上设有流量计201，恒温水浴装置2可以是恒温加热器或者恒温水浴锅，通过恒温水浴装置2为热交换器3提供稳定的热源，进入电解槽101的水经过热交换器3之后，水温得到提升，且具有一定的恒温效果，在进入电解槽101之后，可以有效增加电解过程中氢离子的转移与扩散，增加电解制氢的速度。
30.进一步地，所述进水管111上设有用于去除水中溶解性气体的脱气罐6，具体实施时，可将所述脱气罐6设置在电解制氢装置1和水箱4之间，水箱4出口通过供水管402连接脱气罐6的入口，脱气罐6的出液口通过进水管111连接电解制氢装置1，连通所述脱气罐6设有维持脱气罐6真空度的真空泵5，即通过真空泵5对脱气罐6抽真空，水进入脱气罐6后在真空的作用下，水中的溶解性气体逃逸出水体，去除水中的溶解性气体，水箱4提供的水经脱气罐6去除水中气体后进入电解槽101，阴极区104的阴电极102上析出的氢气不仅更容易脱离电极表面进入水体，从而形成小直径的氢气泡，而且还提升了氢气溶解的量，此外，脱气罐6去除的气体本身在水体中占有一定的量，例如水中的溶解氧，水在管道带压情况下，当压力达到一定程度，溶解氧的气体分子会影响氢气的溶解，即在管道压力下，溶解在水中的各气
体，由于气体分子间的相互作用，会对其他气体的溶解产生影响，当水中有溶解氧等其他气体分子时，会影响氢气的溶解，当脱气罐6去除溶解氧等这些气体后，避免了溶解氧等其他气体分子对氢气气体分的分子间相互作用，从而进一步增大氢气在水中的溶解，进一步提高了阴极区104排出水中氢气的溶解量，有助于富氢泡浴水发挥其疗效。
31.进一步地，所述进水管111通过循环水管602连接水箱4，以便通过循环水管602对水体进行多次真空脱气，提高进入电解槽101的水的脱气质量，当水中溶解气体进一步降低时，水中可溶解氢气的量会增多，从而进一步提高富氢泡浴水中氢气的溶解量。
32.此外，在电解制氢时，也可以在水箱4中加入一定量的添加剂，以增强水体的导电性，增加电解制氢的速度，但需要注意的是所添加用于增强水体导电性的添加剂应对人体无害且不会影响电解制氢的电解过程。
33.需要说明的是，本实用新型中部分管道上可以依据应用需求加设相应的增压泵、管道阀门以及相关的表计，管道与管道之间连接时也可以采用三通阀连接，这属于本领域技术人员可以依据生产需要做出的选择，在此就不再一一指明。
34.需要说明的是，本文未详述部分为现有技术，上述实施例仅用来说明本实用新型，但本实用新型并不局限于上述实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型的保护范围内。