化学制氢的供氢装置及以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机的制作方法

本发明属于饮用水设备技术领域，具体涉及化学制氢的供氢装置及以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机。

背景技术

溶氢水，又称为富氢水，顾名思义，就是水中溶解了一部分氢气，形成的富含氢气的水。

早在2007年7月，日本医科大学太田教授在《自然医学》发表论文称，动物呼吸2％的氢气就可以有效清除自由基，显著改善脑缺血再灌注损伤。作为一种选择性抗氧化物质，氢气对多种疾病具有治疗作用，具有十分广泛的应用前景，其彻底推翻了氢气属于生理性惰性气体的传统观点，并提示氢气可能是一种新的生物活性分子。这一发现正式拉开了氢分子生物学效应研究的序幕。

研究表明氢气对脑、脊柱、眼、耳、肺、心、肝、肾、胰腺、肠、血管等全身多个脏器的疾病及代谢系统疾病、炎症、变态反应疾病均有明显的疗效。在饮用水中加入氢气形成溶氢水，利用氢气的还原性即可以保持身体不处于“过氧化”的状态。

目前已有的溶氢水机采用的制氢方式主要由两种，第一种是电解水制氢，该方式成本高、制氢量低，溶氢量也较低，且电解水存在生成有害物质臭氧和余氯的问题；另一种是以镁、珊瑚钙等矿物质通过化学反应制氢，该方式受到制氢量低、工艺难度高、成本高等因素的制约。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：现有溶氢机的产氢量少，无法达到调节人体生物平衡技能的需求，成本较高，而一般化学制氢连续产生氢气，造成浪费。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

化学制氢的供氢装置，包括氢发生机构和输送机构，所述氢发生机构包括依次连接的药剂盒、溶液箱、蠕动泵、反应器和废液箱；所述药剂盒包括盒体和调节开关，所述盒体内设有倾斜的储药腔，所述储药腔内储存有药剂颗粒，储药腔的下端连接有竖直的下药区，所述下药区的下端设有阻挡盖，阻挡盖受力时，形成供药剂颗粒通过的通道；所述调节开关包括挤压杆，所述挤压杆下端的直径与下药区的直径相当，且该端在下药区内上下滑动，挤压杆的上端竖直地向上延伸至盒体外部；所述废液箱上设有出气口；所述输送机构的一端与所述出气口连接。

优选地，本发明所述的化学制氢的供氢装置，所述阻挡盖为橡胶片，阻挡盖上开设有透过孔，阻挡盖受力时，所述透过孔的孔径被撑大形成所述通道。

优选地，本发明所述的化学制氢的供氢装置，所述输送机构包括冷凝管和干燥室，所述冷凝管呈螺旋状，冷凝管的一端与废液箱的出气口连通，另一端与所述干燥室的进气端连接。

优选地，本发明所述的化学制氢的供氢装置，所述冷凝管上设有过渡段，所述过渡段呈锥形状，其具有第一端和第二端，所述第一端的口径小于第二端，且第一端与废液箱的出气口连接，所述第二端的口径大于冷凝管的口径，且该端通过连接段与冷凝管连接。

优选地，本发明所述的化学制氢的供氢装置，还包括冷却单元，所述冷却单元输送冷却介质至冷凝管外表面。

优选地，本发明所述的化学制氢的供氢装置，所述反应器包括壳体，所述壳体内部设有柱状催化剂，壳体外表面设有散热翅片。

本发明还提供了以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机，其包括供氢装置和溶氢装置，所述供氢装置为上述的供氢装置，所述输送装置背离废液箱出气口的一端与所述溶氢装置连接，在该溶氢装置内，氢气与水混合形成溶氢水。

优选地，本发明所述的以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机，所述溶氢装置包括依次连接的供水箱、气液混合泵、纳米雾化器和溶氢水箱，所述气液混合泵的进口端还与所述干燥室的出气端连接；所述溶氢水箱包括柱状箱体，所述箱体包括两个相对的端面，两个端面上均设置有旋转切割装置，所述旋转切割装置包括转轴，所述转轴的一端位于箱体内，且该端设置有叶轮，另一端贯穿相应端面，并延伸至箱体外，且该端连接有电机；在相应电机的驱动下，两个转轴反向旋转。

优选地，本发明所述的以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机，所述供水箱通过隔膜泵与溶液箱连接，供水箱上设有真空泵。

优选地，本发明所述的以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机，还包括加压泵，所述干燥室与气液混合泵通过加压泵连接。

本发明技术有益效果：

本发明技术方案采用廉价的化学制氢系统，能够安全、稳定地产生足够的氢气，并使其溶解于水中，获得溶氢量较高的溶氢水；与市面上的托玛琳杯、能量杯、富氢水饮水机相比，本发明所述的溶氢水机制取的溶氢水的含氢量提高了1.2倍；并且本发明所述的溶氢水机具有安全、环保、污染零排放的优点；该方案设计的药剂盒可以根据需要添加药剂量进而控制产氢量，在产生足够多的氢气的同时，节约成本，避免不必要的浪费；

通过相对、不同向转动的旋转切割装置在水箱内形成涡流，两个反向的高速涡流对撞，使得已被叶轮切割细化的水再次碰撞破碎形成微纳米级的小分子水，更有利于氢的溶解；

真空泵将供水箱内的杂质气体排出，提高溶氢水中的含氢量。

附图说明

图1为本发明实施例所述的化学制氢的供氢装置的结构示意图；

图2为实施例所述药剂盒的结构示意图；

图3为实施例所述反应器的剖视图；

图4为实施例所述冷凝管的结构示意图；

图5为本实施所述的以化学制氢为氢源的纳米溶氢水机的结构示意图；

图6为实施例所述溶氢水箱的结构示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

图1所示为本实施例所公开的化学制氢的供氢装置的结构示意图，其包括氢发生机构、输送机构和冷却单元3。所述氢发生机构用以反应制氢，所述输送机构用以将制取的氢气输送至溶氢装置，所述冷却单元3用以对装置进行冷却降温。

所述氢发生机构包括依次连接的药剂盒11、溶液箱12、蠕动泵13、反应器14和废液箱15。

参阅图2，所述药剂盒11包括盒体111和调节开关112，所述盒体111上设有进药口，盒体111内设有与进药口连通的倾斜的储药腔113，所述储药腔113内储存有药剂颗粒114，储药腔113的下端连接有竖直的下药区115，所述下药区115的下端设有阻挡盖116；所述调节开关112包括挤压杆1121，所述挤压杆1121下端的直径与下药区115的直径相当，且该端在下药区115内上下滑动，挤压杆1121的上端竖直地向上延伸至盒体111外部。

在进一步的改进方案中，挤压杆1121的上端可以设有按压帽1122，所述按压帽1122与盒体111间设置有复位弹簧1123。根据实际所需药量，可以设计下药区115一次能够容纳一颗药剂颗粒114，当挤压杆1121的的下端位于下药区115与储药腔113相交处时，下药区115内容纳有一个药剂颗粒114，向下推动挤压杆1121，阻挡盖116会形成供药剂颗粒114通过的通道。

在本实施例中，该阻挡盖116为橡胶片，阻挡盖116中心位置处上开设有透过孔(图中未示出)，通常情况下，透过孔的孔径小于药剂颗粒114的尺寸以便将药剂颗粒114限制在下药区115，而当阻挡盖116受到向下的力时，所述透过孔的孔径被撑大至其尺寸足够药剂颗粒114通过，药剂颗粒114从下药区落入溶液箱12内溶解得到待反应溶液。

在其他的实施例中，该阻挡盖116还可以是板体，该板体的一侧与盒体111铰接，其朝向下药区115的侧面通过一弹簧与下药区115内壁连接，通常情况下，板体盖合在下药区115下端，向下移动挤压杆1121，板体受到向下的力时开启形成供药剂颗粒114通过的通道。当然，阻挡盖116还可以采用其他方式，只要其保证在受到向下的压力时能够形成供药剂颗粒114通过的通道，在不受力时，能够将药剂颗粒限制在盒体111内即可。

本实施例中使用的药剂颗粒114为硼氢化钠粉末与氢氧化钠粉末压缩而成的圆球形。当药剂颗粒114落入溶液箱12内，药剂颗粒114溶解，其中碳酸氢钠溶解过程中会放出热量，加速溶解。

如图3所示，所述反应器14包括壳体141，所述壳体141内部设有柱状催化剂142，壳体141外表面设有散热翅片143。待反应溶液进入到反应器14后在催化剂的作用下发生反应制取氢气。本实施例所述的催化剂为现有技术，其具体成分及制备方法记载在已授权专利cn102513120b中。

所述废液箱15上设有出气口(图中未示出)，废液箱15的箱体外壁设置有散热翅片151。所述输送机构与所述出气口连接。

反应液在蠕动泵13的作用下流入反应器14，并在反应器14内的催化剂作用下反应放出氢气，随后气液进入废液箱15。本实施例中的蠕动泵13设置成定值，以保证反应液的持续供应，维持氢气的压力、流量稳定。反应器14由不锈钢材料制成，柱状催化剂固定地设置在反应器14内，更进一步地，为避免催化剂残渣落入废液箱15，在反应器14废料出口处或废液箱15进口处还设置有过滤板(图中未示出)，用以承接残渣。反应产物偏硼酸钠流入废液箱，通过电解还原或金属氢化物还原，生成硼氢化钠，从而实现循环使用。

所述输送机构包括冷凝管21和干燥室22，所述冷凝管21呈螺旋状，冷凝管21的一端与废液箱15的出气口连通，另一端与所述干燥室22的进气端连接。

如图4所示，所述冷凝管21上设有过渡段23，所述过渡段23呈锥形状，其具有第一端231和第二端232，所述第一端231的口径小于第二端232，且第一端231与废液箱15的出气口连接，所述第二端232的口径大于冷凝管21的口径，且该端通过连接段24与冷凝管21连接。

夹带有水汽的氢气进入到过渡段23中，锥形的过渡空间保证氢气有足够的冷却空间。在本实施例中，冷凝管21的轴线竖直设置，其进口端位于下部，即所述过渡段23位于冷凝管21下部，从而构成一个倒伞型的液体收集器，可进一步防止水分被夹带。所述冷凝管21的长度足以保证气液的彻底分离，最后氢气进入干燥室22完成纯化。

随着反应的进行会放出热量，而整个装置的温度需要保持稳定，因此还设置有冷却单元3。本实施例所述的冷却单元3为风扇，其产生的冷却风被送至冷凝管21的外表面，帮助散热，维持温度稳定。

将本实施例所述的供氢装置应用在溶氢水机上。如图5所示，该溶氢水机由本实施例所述的供氢装置和一溶氢装置构成。所述输送装置背离废液箱15的出气口的一端与所述溶氢装置连接，在该溶氢装置内，氢气与水混合形成溶氢水。

所述溶氢装置包括依次连接的供水箱41、气液混合泵42、纳米雾化器43和溶氢水箱44，所述气液混合泵42的进口端还与所述干燥室22的出气端连接；参阅图6，所述溶氢水箱44包括柱状箱体441，所述箱体441包括两个相对的端面，两个端面上均设置有旋转切割装置442，所述旋转切割装置包括转轴4421，所述转轴4421的一端位于箱体441内，且该端设置有叶轮4422，另一端贯穿相应端面，并延伸至箱体441外，且该端连接有电机443；在相应电机443的驱动下，两个转轴4421反向旋转。

所述供水箱41通过隔膜泵45与溶液箱12连接，供水箱41上还设有真空泵46，该真空泵46用以排出供水箱41内的杂质气体。还包括加压泵47，所述干燥室22与气液混合泵42通过加压泵47连接。

氢气在气液混合泵42内与水进行初步混合后进入到纳米雾化器43进行纳米雾化处理，使得进入到溶氢水箱内的混合气液呈雾化状进行二次气液混溶。在本实施例中，所述的纳米雾化器43优选为spg过滤膜雾化器，水通过该spg过滤膜雾化器被分散成纳米雾化水，使得氢气在水中的溶解度增加，同时也更有利于人体的吸收。当然，在其他的实施例中，也可以使用其他具有相同功能的纳米雾化器。

在溶氢水箱44内，两个旋转切割装置442在各自电机443的驱动下，反向旋转，通过高速切割搅拌形成两个相反的涡流，将水搅拌、打散、切割，使水和氢气进一步融合。

更进一步地，该溶氢水机的溶氢水箱44上设有出水单元，该出水单元包括热水单元和冷水单元。所述热水单元包括依次连接的隔膜泵511、加热单元512和热水龙头513，其中隔膜泵511的进水端与溶氢水箱44连通；所述冷水单元包括依次连接的隔膜泵521、制冷单元522和冷水龙头523，其中隔膜泵511的进水端与溶氢水箱44连通。

本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。