一种富氢水的加压电解槽芯及含有该加压电解槽芯的发生器的制作方法

技术领域

本发明属于日用品技术领域，涉及一种富氢水的加压电解槽芯及含有该加压电解槽芯的发生器。

背景技术：

人的衰老也是由于细胞老化或坏死所造成的。造成细胞病态或者老化的主要元凶就是过剩的氧自由基。氧自由基是怎么产生的呢？氧气通过人的呼吸进入到体内，有经血液中的红血球运输到各个细胞中。为了让其在各细胞内产生能量，糖分和脂肪就会燃烧、消耗。此时，氧气也会发生燃烧，其中有2％会变成活性氧。在激烈运动后、紫外线、吸烟、饮酒、手电磁辐射、精神压力大时、接触到细菌、病毒、大气污染、放射线、透视、抗癌剂、染料等时候，人体内都会产生大量活性氧。

富氢水(HydrogenWater)，也有人称之为水素水，国内又叫“氢水”。氢气是一种无色，无味，无毒，和无嗅的气体。氢气的独特性质，决定了氢气在生物下具有许多优点。一个比较明显的特点就是强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内如细胞核和线粒体等任何部位。这是奠定氢气可以用于治疗疾病的一个重要特征。氢的主要功效为：抗氧化，选择性的中和羟基自由基，亚硝酸阴离子等。氢离子与活性氧结合，还原成水，排出体外。

现有的富氢水发生器，一般做成饮水机样式的独立设备，体积大，价格高，使用烦琐，难以在一般消费者之间推广。为了提高便捷性，一些厂家设计出了便携式的发生器，如专利CN201520464209.3所公开的一种便携式富氢水发生装置，其包括：中外壳、支撑架、发生器、转接头、橡胶盖、下盖、底盖、可动开关，发生器中的网格SPE膜结构包括离子膜、固定网，固定网固定于离子膜，离子膜自上而下依序设置有磺酸层、羧酸层，且磺酸层中还装设有增强纤维、氯气；支撑架中的电池，电路板、支撑板呈三层；通过发生器中的洗水棉的吸附作用，废气、废液通过发生器的容置腔进入第二导管，经过橡皮管，进入第一导管，进而进入到底盖中，操作所述可动开关，即可实现废气和废液的排出，制作氢气的效率高，且本装置携带方便，成本低，体积小，质量轻，乃居家生活不可缺少的物品。

但是下述的专利装置也存在缺陷：氢气和水的溶解量比较低，单位质量的水的保健效果较低，使用者需要喝大量的富氢水才能获得保健效果，废气和废液需要排除，导致装置相应的结构比较复杂,使用很麻烦，且污染环境。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术存在的下述问题，提供一种富氢水的加压电解槽芯及含有该加压电解槽芯的发生器，本发明所要解决的技术问题是:如何使含有负氧离子的废水免排出。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种富氢水的加压电解槽芯,包括依次相叠合且相固定的上槽体、负电极板、离子交换膜、正电极板和下槽体，所述上槽体的中部具有贯穿的通水腔，所述负电极板和正电极板均能通水，其特征在于，所述下槽体上具有开口朝上的加压腔，所述正电极板的上表面和离子交换膜的下表面紧密贴合，所述离子交换膜直接或通过正电极板间接压合在下槽体上且将所述加压腔的开口封闭，所述下槽体上开设有排气孔，所述排气孔的进气口和加压腔相连通，该排气孔的出气口连通下槽体的外部，所述排气孔内设有一个当加压腔内空气压力小于预设值时能够将所述排气孔密封的透气膜。

其原理如下：透气膜是现有技术，现有的透气膜都有这种有限阻挡气体的功能，预设值的意思是每个透气膜被设计的时候确定的一个空气压力通行数值，一般透气膜的阻挡气体通行的气压预设值为0.2-0.5MPa，当然也包含一些特殊的超过该阈值范围的其他透气膜，透气膜的特性就是能够阻挡一定气压的空气通行，但当空气压力大于其预设值时就会使空气通行。一般电解槽芯和盛水的容器相连接，电解槽芯工作的时候位于容器的下部，这样容器内的水通过自重进入到电解槽芯内，首先通过通水腔到负电极板，由于负电极板能通水，水通过负电极板和离子交换膜相接触，一般离子交换膜透水率很低，不透气，但可以交换水中的离子。负电极板和正电极板通电后电解水，正极处产生氧气，负极处产生氢气，氢气从水底向上冒，微量的氢气溶解于水中，形成富氢水，具有保健效果，而正电极板一侧的含有负氧离子的水则属于废水，对身体有害。本申请的创新之处在于：正电极板产生的氧气存于加压腔内，由于透气膜能够阻挡一定气压下的空气，使得加压腔的氧气的气压能够达到透气膜的临界气压，这使得离子交换膜的下表面的气压比正常的室内空气气压大，较高的气压能减少离子交换膜的向下的透水率，这样离子交换膜的下表面往往只是出于湿润状态，不会集聚大的水滴，因此，加压腔内不会积水，从而避免了含有负氧离子的废水的排出。正电极板的上表面和离子交换膜的下表面紧密贴合的作用是：即使离子交换膜的下表面仅仅出于湿润状态，由于贴合的比较紧密，仍可以正常的电解水。

作为进一步优选，所述下槽体的加压腔的侧壁上部具有一个台阶面一，所述正电极板包括能够通水的中心部分和实心的边缘部分，所述边缘部分的上表面和离子交换膜相抵靠，所述边缘部分的下表面和台阶面一相抵靠，所述排气孔的进气口开设在加压腔的侧壁上。台阶面一可以起到良好的定位，正电极板的中心部分能够通水，实心的边缘部分可以起到密封作用，正电极板的边缘部分和离子交换膜的边缘部相抵靠后可以将加压腔密封，保证加压腔能够有足够的气压，使含有负氧离子的废水免排出。

作为进一步优选，所述加压腔截面呈圆形或方形，所述正电极板的边缘部分通过密封圈一和所述台阶面一相抵靠。密封圈一能够进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。

作为进一步优选，所述排气孔包括一个沿下槽体高度方向设置的纵向孔一和与纵向孔一相垂直的横向孔，所述纵向孔一为盲孔，所述横向孔的进口开设在加压腔的侧壁处，所述横向孔的出口和纵向孔一的盲孔端相连通，所述纵向孔一的出口开设在下槽体的上端面或下端面处。加压腔内的氧气从纵向孔一穿过进入横向孔，然后从横向孔的出口排出，这种结构的排气孔可以不影响正负电极板的布置，保证加压腔的气密性，进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。

作为进一步优选，所述纵向孔一的截面积大于所述横向孔，所述透气膜设置在横向孔内，所述纵向孔一为方孔或者圆孔。横向孔截面小利于透气膜的布置，透气膜外需要大一点空间排气，需要将纵向孔一的截面积设计的大一些，保证透气膜的功能的发挥，进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。

作为进一步优选，所述上槽体的下端面具有与所述纵向孔一位置相对应的纵向孔二，所述上槽体的下端面和下槽体的上端面紧密贴合并使纵向孔二的进口和纵向孔一的出口对接，所述纵向孔二的出口开设在上槽体的上端面处或者开设在上槽体的外侧面处。纵向孔一和纵向孔二对接的好处在于将下槽体的加压腔中的空气通过上槽体上的纵向孔二导到外部去，这种设计使得电解槽芯结构更加紧凑，密封性设置更好，从而进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。

作为进一步优选，所述上槽体的上端面具有向上凸起的出气管体，出气管体的内孔和所述纵向孔二的出口位置相对应且相对接。设置出气管体便于连接外部的导气管或者外部壳体的导气道，使得废气排出更加便利，又不影响正常使用。

作为进一步优选，所述上槽体的通水腔的下部具有一个台阶面二，所述负电极板位于所述台阶面二内，所述上槽体和下槽体均呈盘状，所述上槽体和下槽体通过卡接固定或者通过螺钉固定或通过螺栓和螺母固定。台阶面二使得负电极板能够定位更加准确，提高工作的稳定性，卡接固定是一种自固定方式，便于拆卸，螺钉固定方式的螺钉直接螺接在下槽体上，牢固度比较高。

作为进一步优选，所述上槽体和下槽体的边缘部均开设有若干安装孔，所述螺栓插接在安装孔内且通过螺母拧紧将上槽体和下槽体固定，所述螺栓和螺母之间通过防松垫片增加预紧力。安装孔一般是光孔，螺栓和螺母固定可以将上槽体和下槽体压紧固定，压紧度可调且比较大，使得正电极板能够和离子交换膜紧密贴合，确保在离子交换膜下表面水量很少的情况下仍可以正常电解。

作为进一步优选，所述上槽体的上部还具有向上凸起的环形凸缘一，所述环形凸缘一的内表面具有内螺纹一，所述通水腔的边缘部具有环形凸缘二，所述环形凸缘二和上槽体固连，所述环形凸缘二和环形凸缘一同轴且前者的口径小于后者，所述环形凸缘二和环形凸缘一之间形成一圈环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈二。内螺纹一用于螺接外部的容器的开口部，环形凸缘二的作用是和环形凸缘一形成环形凹槽且将容器定位，密封圈二提高密封性，共同将容器和上槽体密封且牢固的固定。

作为进一步优选，所述环形凸缘一内插接有一个连接座，所述连接座的下端具有呈筒状的连接部一，连接部具有外螺纹且螺接在所述内螺纹一上，所述连接座的上端具有呈筒状的连接部二，连接部一的内腔和连接部二的内腔相连通，连接部二的内侧壁具有内螺纹二，所述内螺纹二的口径大于所述内螺纹一的口径。连接座的作用是用于连接比较大的容器，连接部一和环形凸缘一相连接后将连接座和上槽体固定，连接部二上的内螺纹二可以连接比较大的容器，比如杯体等，之前内螺纹一可以连接比较小的容器比如矿泉水瓶，具有两种连接容器的方式，一大一小，作用比较好，内螺纹一的口径可以设计在10mm-40mm之间，这个区域可以涵盖全部的矿泉水瓶的口径，而内螺纹二一般要设计在50mm以上为好，可以连接较大的杯子或者水壶。

本发明还提供下面一个技术方案，本技术方案中的加压电解槽芯就是上文所述任意一种方案中的加压电解槽芯。

一种便携式富氢水发生器，包括容器、外壳体和电源模块，其特征在于，还包括加压电解槽芯，加压电解槽芯与所述电源模块电联接，所述加压电解槽芯位于所述外壳体内且两者相固定，所述容器至少有一端开口，该容器的开口端和所述加压电解槽芯相连接且能使容器内盛放的液体进入加压电解槽芯内进行电解。

其原理如下：容器用来盛水，外壳体用来固定，电源模块用来供电，电源模块可以含有电池或仅仅接线头，接线头通过外部市电取电。工作的时候，容器一端开口，容器的另一端本身密封或通过盖子封闭，当加压电解槽芯工作产生氢气后，氢气从容器的下部在水中向上冒泡，并集聚在容器上部，产生一定的氢气压力，当气压升高时，可使得氢气的溶解度提高，从而使得富氢水的氢气含量升高，另外上述的加压电解槽芯本身含有免废水排除的功能，当需要喝水时，倒转发生器，拆下容器，就可以喝水。因此，本便携式富氢水发生器的功能丰富。

作为进一步优选，所述容器的两端都开口，两个端口分别可拆卸连接加压电解槽芯和另外一个独立的加热底座，所述加热底座能够封闭容器的该端开口且能够对容器内的液体进行加热。两端开口的好处是制备富氢水后倒转就可以从另一个开口喝水，比较方便，不需要将容器和加压电解槽芯分离，加热底座可以提供加热的功能，使得富氢水输出温水，加热底座可以用市面上普通的加热底座，加热底座一般包括加热片、控制电路板和接线头等部件，可拆卸连接一般为螺纹连接，也可以用扣接。

与现有技术相比，本发明的优点如上：

1、本申请的加压电解槽芯的正电极板产生的氧气存于加压腔内，较高的气压能减少离子交换膜的向下的透水率，这样离子交换膜的下表面往往只是出于湿润状态，不会集聚大的水滴，因此，加压腔内不会积水，从而避免了含有负氧离子的废水的排出。

2、本申请加压电解槽芯的正电极板的上表面和离子交换膜的下表面紧密贴合，即使离子交换膜的下表面仅仅出于湿润状态，由于贴合的比较紧密，仍可以正常的电解水。

3、本申请的富氢水发生器制备的氢气从容器的下部在水中向上冒泡，并集聚在容器上部，产生一定的氢气压力，当气压升高时，可使得氢气的溶解度提高，从而使得富氢水的氢气含量升高。

附图说明

图1是实施例一中富氢水发生器的整体结构剖视示意图。

图2是实施例一中富氢水发生器去除容器后的结构剖视示意图。

图3是实施例一中加压电解槽芯的剖视结构示意图。

图4是实施例一中加压电解槽芯的立体结构示意图。

图5是实施例一中上槽体和下槽体配合状态的剖视结构示意图。

图6是实施例一中下槽体的结构示意图。

图7是实施例一中上槽体的仰视结构示意图。

图8是实施例一中正电极板的结构示意图。

图中：

1加热底座；2加压电解槽芯；

3上槽体；31通水腔；32纵向孔二；33出气管体；34台阶面二；35环形凸缘一；351内螺纹一；36环形凸缘二；37环形凹槽；38密封圈二；

4负电极板；5离子交换膜；

6正电极板；61中心部分；62边缘部分；

7下槽体；71加压腔；72排气孔；721纵向孔一；722横向孔；73台阶面一；74密封圈一；

8透气膜；9安装孔；10螺栓；11螺母；12防松垫片；

13连接座；131连接部一；132连接部二；1321内螺纹二；

14容器；15外壳体；16电源模块。

具体实施方式

以上是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1-3所示，本便携式富氢水发生器包括容器14、外壳体15和电源模块16，还包括加压电解槽芯2，加压电解槽芯2可以制备氢气，加压电解槽芯2与电源模块16电联接，加压电解槽芯2位于外壳体15内且两者相固定，容器14两端开口，该容器14的开口端和加压电解槽芯2相连接且能使容器14内盛放的液体进入加压电解槽芯2内进行电解。容器14的两端都开口，两个端口分别可拆卸连接加压电解槽芯2和另外一个独立的加热底座1，加热底座1能够封闭容器14的该端开口且能够对容器14内的液体进行加热。两端开口的好处是制备富氢水后倒转就可以从另一个开口喝水，比较方便，不需要将容器14和加压电解槽芯2分离，加热底座1可以提供加热的功能，使得富氢水输出温水，加热底座1可以用市面上普通的加热底座1，加热底座1一般包括加热片、控制电路板和接线头等部件，可拆卸连接一般为螺纹连接，也可以用扣接。容器14用来盛水，外壳体15用来固定，电源模块16用来供电，电源模块16可以含有电池或仅仅接线头，接线头通过外部市电取电。

如图2-5所示，具体来说，加压电解槽芯2包括依次相叠合且相固定的上槽体3、负电极板4、离子交换膜5、正电极板6和下槽体7，负电极板4和正电极板6均能通水，下槽体7的加压腔71的侧壁上部具有一个台阶面一73，正电极板6包括能够通水的中心部分61和实心的边缘部分62，边缘部分62的上表面和离子交换膜5相抵靠，边缘部分62的下表面和台阶面一73相抵靠，排气孔72的进气口开设在加压腔71的侧壁上。台阶面一73可以起到良好的定位，正电极板6的中心部分61能够通水，实心的边缘部分62可以起到密封作用，正电极板6的边缘部分62和离子交换膜5的边缘部相抵靠后可以将加压腔71密封，保证加压腔71能够有足够的气压，使含有负氧离子的废水免排出。加压腔71截面呈圆形或方形，正电极板6的边缘部分62通过密封圈一74和台阶面一73相抵靠。密封圈一74能够进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。

如图5和图6所示，下槽体7上具有开口朝上的加压腔71，正电极板6的上表面和离子交换膜5的下表面紧密贴合，下槽体7上开设有排气孔72，排气孔72的进气口和加压腔71相连通，该排气孔72的出气口连通下槽体7的外部，排气孔72内设有一个当空气压力小于预设值时能够将排气孔72密封的透气膜8。排气孔72包括一个沿下槽体7高度方向设置的纵向孔一721和与纵向孔一721相垂直的横向孔722，纵向孔一721为盲孔，横向孔722的进口开设在加压腔71的侧壁处，横向孔722的出口和纵向孔一721的盲孔端相连通，纵向孔一721的出口开设在下槽体7的上端面或下端面处。加压腔71内的氧气从纵向孔一721穿过进入横向孔722，然后从横向孔722的出口排出，这种结构的排气孔72可以不影响正负电极板4的布置，保证加压腔71的气密性，进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。纵向孔一721的截面积大于横向孔722，透气膜8设置在横向孔722内，纵向孔一721为方孔或者圆孔。横向孔722截面小利于透气膜8的布置，透气膜8外需要大一点空间排气，需要将纵向孔一721的截面积设计的大一些，保证透气膜8的功能的发挥，进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。离子交换膜5直接或通过正电极板6间接压合在下槽体7上且将加压腔71的开口封闭，

如图3、图4和图7所示，上槽体3的中部具有贯穿的通水腔31，上槽体3的下端面具有与纵向孔一721位置相对应的纵向孔二32，上槽体3的下端面和下槽体7的上端面紧密贴合并使纵向孔二32的进口和纵向孔一721的出口对接，纵向孔二32的出口开设在上槽体3的上端面处或者开设在上槽体3的外侧面处。纵向孔一721和纵向孔二32对接的好处在于将下槽体7的加压腔71中的空气通过上槽体3上的纵向孔二32导到外部去，这种设计使得电解槽芯结构更加紧凑，密封性设置更好，从而进一步提高加压仓的气密性，使含有负氧离子的废水免排出。上槽体3的上端面具有向上凸起的出气管体33，出气管体33的内孔和纵向孔二32的出口位置相对应且相对接。设置出气管体33便于连接外部的导气管或者外部壳体的导气道，使得废气排出更加便利，又不影响正常使用。

如图3、图4和图7所示，上槽体3的上部还具有向上凸起的环形凸缘一35，环形凸缘一35的内表面具有内螺纹一351，通水腔31的边缘部具有环形凸缘二36，环形凸缘二36和上槽体3固连，环形凸缘二36和环形凸缘一35同轴且前者的口径小于后者，环形凸缘二36和环形凸缘一35之间形成一圈环形凹槽37，环形凹槽37内设有密封圈二38。内螺纹一351用于螺接外部的容器14的开口部，环形凸缘二36的作用是和环形凸缘一35形成环形凹槽37且将容器14定位，密封圈二38提高密封性，共同将容器14和上槽体3密封且牢固的固定。环形凸缘一35内插接有一个连接座13，连接座13的下端具有呈筒状的连接部一131，连接部具有外螺纹且螺接在内螺纹一351上，连接座13的上端具有呈筒状的连接部二132，连接部一131的内腔和连接部二132的内腔相连通，连接部二132的内侧壁具有内螺纹二1321，内螺纹二1321的口径大于内螺纹一351的口径。连接座13的作用是用于连接比较大的容器14，连接部一131和环形凸缘一35相连接后将连接座13和上槽体3固定，连接部二132上的内螺纹二1321可以连接比较大的容器14，比如杯体等，之前内螺纹一351可以连接比较小的容器14比如矿泉水瓶，具有两种连接容器14的方式，一大一小，作用比较好，内螺纹一351的口径可以设计在10mm-40mm之间，这个区域可以涵盖全部的矿泉水瓶的口径，而内螺纹二1321一般要设计在50mm以上为好，可以连接较大的杯子或者水壶。上槽体3的通水腔31的下部具有一个台阶面二34，负电极板4位于台阶面二34内，上槽体3和下槽体7均呈盘状，上槽体3和下槽体7通过卡接固定或者通过螺钉固定或通过螺栓10和螺母11固定。台阶面二34使得负电极板4能够定位更加准确，提高工作的稳定性，卡接固定是一种自固定方式，便于拆卸，螺钉固定方式的螺钉直接螺接在下槽体7上，牢固度比较高。上槽体3和下槽体7的边缘部均开设有若干安装孔9，螺栓10插接在安装孔9内且通过螺母11拧紧将上槽体3和下槽体7固定，螺栓10和螺母11之间通过防松垫片12增加预紧力。安装孔9一般是光孔，螺栓10和螺母11固定可以将上槽体3和下槽体7压紧固定，压紧度可调且比较大，使得正电极板6能够和离子交换膜5紧密贴合，确保在离子交换膜5下表面水量很少的情况下仍可以正常电解。

本申请的预设值的意思是每个透气膜8被设计的时候确定的一个空气压力通行数值，一般透气膜8的阻挡气体通行的气压预设值为0.2-0.5MPa，当然也包含一些特殊的超过该阈值范围的其他透气膜8，透气膜8的特性就是能够阻挡一定气压的空气通行，但当空气压力大于其预设值时就会使空气通行。

如图1-2所示，电解槽芯工作的时候位于容器14的下部，这样容器14内的水通过自重进入到电解槽芯内，首先通过通水腔31到负电极板4，由于负电极板4能通水，水通过负电极板4和离子交换膜5相接触，一般离子交换膜5透水率很低，不透气，但可以交换水中的离子。负电极板4和正电极板6通电后电解水，正极处产生氧气，负极处产生氢气，氢气从水底向上冒，微量的氢气溶解于水中，形成富氢水，具有保健效果，而正电极板6一侧的含有负氧离子的水则属于废水，对身体有害。本申请的创新之处在于：正电极板6产生的氧气存于加压腔71内，由于透气膜8能够阻挡一定气压下的空气，使得加压腔71的氧气的气压能够达到透气膜8的临界气压，这使得离子交换膜5的下表面的气压比正常的室内空气气压大，较高的气压能减少离子交换膜5的向下的透水率，这样离子交换膜5的下表面往往只是出于湿润状态，不会集聚大的水滴，因此，加压腔71内不会积水，从而避免了含有负氧离子的废水的排出。正电极板6的上表面和离子交换膜5的下表面紧密贴合的作用是：即使离子交换膜5的下表面仅仅出于湿润状态，由于贴合的比较紧密，仍可以正常的电解水。

富氢水发生器工作的时候，容器14通过盖子封闭，当加压电解槽芯2工作产生氢气后，氢气从容器14的下部在水中向上冒泡，并集聚在容器14上部，产生一定的氢气压力，当气压升高时，可使得氢气的溶解度提高，从而使得富氢水的氢气含量升高，另外上述的加压电解槽芯2本身含有免废水排除的功能，当需要喝水时，倒转发生器，拆下容器14，就可以喝水。因此，本便携式富氢水发生器的功能丰富。

实施例二：

本实施例大致和实施例一相同，所不同之处在于：本实施中，容器14一端开口，另一端本身密封，容器14装水后，开口先朝上，将加压电解槽芯2和容器14的开口部连接后，倒置容器14，使得容器14内的水进入加压电解槽芯2中电解产生氢气，喝水时，又倒回来，将加压电解槽芯2拆卸下后，容器14的开口被打开，就可以喝水了，本实施例中的富氢水发生器不加底座。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。