CN105543883A - 一种用于工业生产的多功能负氢水发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，包括中央处理箱及其中的电解制氢模块和纳米气泡逆温梯度制氢模块，有三种工作模式：纳米气泡逆温梯度制氢、带膜电解制氢和不带膜电解制氢；外部水经过臭氧消毒并静置24小时后方可进入预备水箱，降温至4℃，进入中央处理箱内部，控制加热器形成水温逆温梯度；利用本发明制备的负氢水含氢量高达1500ppb，氧化还原电位高达-700mv，并可持久存放。

Description

一种用于工业生产的多功能负氢水发生器

技术领域

本发明属于功能性饮用水领域，特别是涉及综合利用现有的制氢技术生产高浓度、高稳定性的负氢水生成装置和制备工艺。

背景技术

近年来，国际生物医学领域掀起了氢分子生物医学的研究狂潮，大量的医学临床试验证明了活化氢对治疗脑缺血，代谢综合征，类风湿关节炎，牙龈炎，糖尿病，老年痴呆症，动脉硬化，肝硬化，脂肪肝，***，哮喘，噪声性耳聋，减轻肿瘤放化疗副作用，急性胰腺炎等70多种人类通常染有的疾病，具有明显的或潜在的治疗效果。氢水对于减缓衰老，减轻皮肤皱纹，美容减肥都有明显的效果。其主要机理是活性氢或富氢水具有释放电子，消除或减少人体内的有害自由基，特别是羟基自由基的强大功能，氢气是一种强效抗氧化剂。氢气作为一种治疗性气体，目前主要通过直接呼吸2％浓度的氢气、注射含氢生理盐水和喝含氢水这三种方式进入人体，尤其是最后这种喝富氢水的方式最为方便，最有效，最安全，最经济。因此，目前市场上充斥无数的富氢饮用水产品或简易式的个人或家庭使用的富氢水发生器(氢水棒、氢水笔、氢水壶、袖珍富氢水机等)。产生富氢水的方法目前有三种：化学法——通过金属和水之间的氧化还原反应，释放氢气，例如镁和水反应；第二种是氢气曝气溶氢法。将已制备的纯度很高的氢气和富氢水的底物(可以是纯水、矿泉水或饮料)转换成水珠、喷雾，与氢气混合，或使氢气形成微纳米气泡破裂，氢气溶于水中等)；第三种方法是电解法产氢溶氢。前一阵子，在国内外热销的弱碱性水机可产生弱碱性、小分子团水，实际上就是货真价实的产氢机。所制备的弱碱性小分子团水就是含氢水。只不过由于含氢量相对低，不够稳定，很多地方需要改进。由于科学和思想认识的进步和变化需要一个较长的过程，人们先是认识了弱碱性水，然后认识富氢水、活化氢。目前，对于氢气的治疗、保健作用的宣传刚刚开始。一般的用户不会去深究小分子团弱碱性水与富氢水、负氢水、活化氢水之间到底有什么差别。世界上首先发现富氢水有医疗功效的日本医学家林秀光博士在他的著作《生命之水-富氢水排毒》(中文版，2015.1)中写道：电解阴极的水，当时叫碱性离子水，现在知道实际上就是富氢水。不过，遗憾的是，在18年前我并没有认识到这种水其实就是“富氢水”这个事实。何况一般的人即使对物理化学有一定的了解，但对富氢水的认识都还只是开始。他们根本不了解碱性电解水和富氢水的区别。现在，应该向普通大众说清楚：它们本来就是一种东西，而不是相近或相似。喝弱碱性水就是喝富氢水。但是目前由于人们将富氢水定义搞窄了，凡是在水中溶解了氢气的水，统统叫富氢水。因此，按照目前的情况，倒过来说就不成立，就有问题了。即，可以说喝弱碱性离子水就是喝富氢水，但不能说喝富氢水就是喝弱碱性离子水。因为，在某些情况下，它们可能只有一点是基本上共同的，即都含氢(其实也不是100％一样的氢，以后本发明人会有其他专利或论文中详细阐述)，但在其他方面可能完全不同。例如，有的富氢水是纯净水溶解了少量纯氢气，仅此而已。不具有弱碱性，也不是小分子团，氧化还原电位也可能不高，相当于抗氧化能力差别很大。本发明人建议重新定义“富氢水”。最好的办法是用电解阴极水作为富氢水的原始、基本定义。应包括小分子团，弱碱性和氧化还原电位(合理的数量)加上含氢量这几个特征，采用可量化的指标(本人提出了有效氢指数η_H1和单位抗氧化能力系数η_H2以及小分子团和弱碱性的指标ONMR半峰宽45-55HZ；ph值为7.35-9.0一共四个特征指标来描述和定义负氢水(不要使用引起误解的富氢水)。研究中发现，富氢水中溶解的氢有两种形态，即(抗氧化)有效氢或负氢或活性氧和(抗氧化)无效氢。前者比例越大越好，理想状态是100％都是活性氢，即两个氢离子组成的氢气分子带有2个负电荷的氢气。这种氢气可从制备电解水时产生，或者是内源氢-体内的氢，由一种叫做氢分解酶将获得的无效氢H₂(中性)分解成氢离子，再和水分子作用变成水合氢，即，带有2个负电子的活性氢分子，这才是能够消除自由基的氢，称之为“负氢”最妥当。人体或生物的内源氢就具有这种特点。如果利用喝含氢水来增强肌体抵抗自由基的能力，最好是喝含负氢水的饮食，这是一种外源负氢，直接进入体内，被细胞直接吸收，这是外来的内源氢。本发明就是为了克服目前对富氢水的误解或虚假宣传开发一种符合内源氢特性的活性氢水或负氢水设备，完全满足传统意义上的碱性小分子团富氢水的综合指标的真正富氢水。如有需要，例如医学研究，这种设备也可生产单纯的富氢水。因此本发明的设备是多功能的。

发明内容

本发明的目的是针对目前市场上和用户存在某些对富氢水的误解，而设计了一种可生产广义上的“负氢水”的装置。为了使负氢水(以后一律用负氢水这个名词，而不用容易引起误解的富氢水名词。因为富氢水可解释为具有、包含的意思。但更多的是可能产生误解，将它理解为为富有、饱和，认为是饱和氢水。)用户或者生产商中强调所谓物理制氧的人，太过看重两个纯：水纯和气纯。要求水中无杂质，保持中性水的本性；氢气要达到99.999％纯度。从认识上有点贬低其他制氢技术之意。有人认为轻金属镁和水发生化学反应，虽然获得了氢气，但同时产生了无机盐或其他形态的沉积物，认为这是坏处。有使人谈“化”变色的恐惧感，人们中存在模模糊糊的感觉，觉得有只要有化学反应就不好，唯有物理方法独尊。这全是误解，每个人的消化***，实质上就是一个体内化学生产车间，无时无刻不在进行化学反应。镁或其他轻金属和水发生化学反应后，不再是金属原子了而成为金属离子了，更容易被人体吸收，只要适量，这些离子对人体无害有益。至于沉积物，过滤一下就好了，有什么可怕的。有些人一方面宣传甚至天天喝弱碱性电解水，另一方面又怀疑电解水中由于电解反应可能产生的金属离子甚至金属化合物质沉淀会造成毒害。其实，这是一种片面宣传。如上所述，电解液中的金属离子Na+、Mg+、Ca+等还有微量元素以及弱碱性水和小分子团水的特性，对人体的好处多多，不用细说。一般来说，在生产过程中，总是会要求控制水中的重金属含量，不允许超标。即使存在少量重金属元素，经过电解后由于氢氧根OH^-的作用，达到一定条件的情况下，重金属离子会生成沉积物，过滤之后排出离子水中。它们不会进入负氢水中。电解水唯一的一个毛病是含氢浓度低，据说只有400～500ppb。原因是电解过程会产生热量使水温过度，通常情况下会使氢气溶解度降低。其实，这个问题不难解决。本发明的设备具有避免电解升温造成氢浓度降低的合理工艺和相应的装置。本发明的具体做法是充分利用目前存在的各种制备负氢水的技术和设备，设计合理的工艺规程，以电解技术为基础，扬长避短，开发出一种多功能、高性能的制备负氢水的设备。做法是以一个长方形的、约有1000立升净容积的负氢水中央处理箱为核心，装置一套电解产生负氢水的机构和一套纳米气泡逆温梯度制氢机构，平行存在，协调工作。为了实现这两个工作模块正常地工作，相应地配套了与之相关的辅助设备，主、辅***之间，通过电子、电气线路，网路、管路、气动阀或电磁阀、继电开关等有序地连接两种工作模块。本发明设备，有三种工作方式：设定纳米气泡和递温梯度产氧为第一工作模块，采用第一工作方式；电解法制氢为第二种工作模块，可实施第二和第三种工作模式。两个工作模块都安装在中央处理箱底部。电解模块主要由五块镀铂金的钛极板组成两种工作模式。极板组件按垂直立放的方式置于箱底，采用三极两槽的构型，将近底部的箱体划分成两个上下相邻的空间；最下层的空间与阳极板和两层离子交换膜之间(一左、一右)形成了一个倒“T”字型空间；与阳极相通的空间，将存放电解生成的酸性离子水。倒“T”字型组件的上部极板组件左右两侧空间相通，将充满电解生成的和阴极相通的负氢水。放置电解阳极水的空间和放置电解负氢水的空间是两个上下相隔的空间的太小不同，比例应取1比20。即阳极酸性水空间是阴极负氢水空间的1/20。这样可以充分利用水资源，提高生产效率。最底层的酸性水空间内的水不必每次更换，可以实行每周更换一次，但要注意时刻补充水分，防止极板因无水而“干烧”。由于氢离子和氢氧根离子之间的单位摩尔数对应的质量之比是1比17，在电解槽工作时，由于范德华力的作用，会发生离子交换现象：氢离子往阳极转移，氢氧根离子往阴极转移，每次转移的质量数互补相同，相差十七倍。即，阴阳两极所对应的容积中，保有的水量不断变化。结果是阳极附近的水跑到阴极附近的水要多，有可能造成阳极缺水(水位下降)的现象。如不及时补水，就会发生“干烧”现象，离子交换数目不等，使电解制氢程序不能正常工作。过高的大电流，使极板发热。周围缺少热交换介质，发出的热量不能迅速扩散出去，使水温很快升高，溶解的氢气就会迅速逃逸水中。为了防止万一，在阳极空间、特别是靠近阳极电极板附近，充填吸水性能好的海绵或食用级的泡沫塑料垫块。同时，在控制程序中设定每次加水时都给阳极空间补足水。这个模块的第二种工作模式是无离子交换膜电解(在负氢水这侧进行)。左右两侧由两对无隔膜电极通以直流电来实现。这种方式制氢效率高，但存在含氧量也升高的缺点。纳米气泡逆温梯度工作模块，包括数根中空的纳米孔陶瓷管、氢气发生器和水温加热装置、温度传感器、水温隔离与混合装置等组成。纳米气泡生成器的关键部件是一种中空圆柱腔，在陶瓷管壁上四周开有一定密度数量的5-30纳米大小的通气管。陶瓷管外径约30毫米，管壁厚5毫米。管子的一头有接头和中央处理箱外部的氢气供应源相通，另一端有堵头，要求严密封死不漏气。要注意几个使用和施工中可能出现的问题，否则难以实现预定向水中注氢、溶氢的目标。首先，选用满足要求的氢源。用市售高压气瓶提供氢气的方案，由于过高的压力以及可能出现的浅漏会带来严重的安全隐患，不宜采用。我们采用市售氢气发生器成品，但应满足两个指标：产氢流量应大于等于1000毫升/每分钟，氢气的压力应在0.2-0.4Mpa。如能达到0.7Mpa最好。但成本增高。第二个问题是曝气形成纳米气泡问题。影响最大的是安装纳米气泡陶瓷管过程中经常发生的泄漏问题。稍不留意，就容易忽略。试想：每个通气孔的直径只有5-30纳米，而管子和箱体壁和从氧气发生器相连的管接头之间连接时，以及堵头和陶瓷管外层紧密配合时，只要有大于30纳米的极细缝隙，就会带来极其严重的氢气泄漏问题。缝隙使曝气变成吹出大气泡，得不到任何一点纳米气泡。最好的密封办法是使用满足食品级安全标准的致密性好、流动性好的粘接剂或密封胶，例如环氧树脂来密封。应反复涂胶三次以上，确保全部的进入中心处理箱中的氢气都从陶瓷管壁上的纳米孔吹出，形成纳米级的氢气泡。第三件事是逆温层水温的形成方法。最优化的方法是首先将合格的水(负氢水的底物、底水)通过制冷装置使水温处于4℃左右。然后注入中央处理箱内，灌满阳极和阴极的全部空间。阴极一侧容积的水，只灌满95％就停止。留5％空间作为增压或储存多余的氢气和排出的氧气用。为了实现按高度分布的逆向水温分布原则，将阴极一侧(上部)的容积空间划分为上下两部分。靠近电极板组件一侧的空间小一些，约占碱性水(负氢水)空间的1/3。有两块可以相互移动的、开有流通孔的隔板，组成隔温层。下面一块隔板与箱体侧壁固定，隔板上有几排(几圈)有规律布置的通水孔。上面那块隔板可以在下面隔板表面沿同心轴转动，不和中央处理箱体固定。上隔板上同样有几圈精心设计好的通水孔，其数量、大小、布局和下隔板上的完全相同，只是相差一个相位(角度)例如5°或10°。当上隔板沿同心轴线相对下隔板转动某个角度时，两块板上的通水孔完全重合，上下水可以穿越那些通水孔对流。上隔板的转动是依靠安装在中央处理箱顶部的一台电动机的转动来控制的。电动机的中心轴线通过连杆和上隔板的中心固定成一体。电机下方轴是两层轴套的结构，外层和位于箱体中部的一对搅拌螺旋桨连接。内外套互相独立，有离合器控制运动或停止。从结构上看中央处理箱从上而下划分成三个隔离的空间。其中，中间层和最底层是绝对隔离不能互通的盛放电解酸性和碱性水的空间，而中间层和顶层则是既可以互通又可以按工作需要互相隔离的两个区域。在中央处理箱体的接近中区和下区的箱壁沿四周安装有可以控制温度的电磁加热器。打开后，可以加热中下腔的水温达到50-80摄氏度。最优化取55℃。只加热隔板以下部分的水。然后使隔板转动，上下隔板上的所有孔对齐，使上下腔内的不同温度的水通过对流和辐射进行热交换。由于上下有温差，冷水缓慢地下沉，下面的热水缓慢地向上运动，形成光滑过度的中间温度层，于是形成中央处理箱内的水温沿垂直方向变化，最下面水的温度有55℃，最顶层的水温还是4℃，中间由下而上以负斜率的形式逐渐降低温度。为了保持上下水温平稳变化，用电机转动上阻隔板时应缓慢地转动。水逆温梯度形成过程中，一开始就要启动制氢机工作，打开气路上进入中央处理箱前的电磁阀，使氢气进入纳米气泡陶瓷管内。由于产生的氢气具有高达4个大气压的压力，管中的氢气于是流经纳米管内腔壁上已有的4-30纳米直径的出气孔，在纳米陶瓷管外表面形成纳米量级的微氢气泡，其直径介于30纳米到0.3微米之间。纳米气泡由于浮力而缓慢上升。整个水体呈奶白色。由于氢气和氧气具有不同的特性，纳米氢气泡在水中的溶解度随温度的升高而变大，相反地，水中被融入的氧气却随水温升高而降低了溶解度。当中央处理箱底部之水加热到中高温时，水中溶解的氧气会从水中逸出，沿特有的排气管路，将氧气引导到中央处理箱最上部的预留空间中。于是水中底部的溶解氧气的浓度大为降低，使富氢水中能溶氢的能力大为增强。在向水中注氢气的同时，应打开电解装置的第一电路，开始带隔膜的电解工作模式。电解时，靠近阴极的水中会不断产生纳米量级的氢气泡，也会溶于水中。没有被水吸收的氢气，会自下而上运动。于此同时，氢气的溶解度随水温和压力升高而增大。到达箱体顶部时，大部分氢气都将溶入水中。同时启动电解装置加氢的另一个好处是使箱体内的所有水分子都被细化、变成了小分子团六角水。另外带隔电解的方式靠阴极附近的水，会变成弱碱性水。由于氢气发生器的产氢量相对低，大约每分钟产生1000毫升的纯净氢气，实际应用时，为了留有余地，保护氢气发生器，只能将流量调小到到750毫升/每分钟。对于一次大约生产一吨水左右的工业生产来说，这种产氢能力是不够的。粗略计算一下，如果单纯使用纳米氢气泡加上水的逆温梯度制氢溶氢工艺，大约要25分钟以上才有可能达到1.63ppm的饱和浓度(常温，常压条件下)。况且，单纯使用这种物理方法，无法使水形成小分子团六角水，也无弱碱性。之所以采用两种电解模式，是由于他们有各自不同的特点

带隔膜的电解方程

在阴极附近的电解反应是：

2H₂O→2H⁺+2OH^-

2H⁺+2OH^-+2e→H₂↑+2OH^-(1)

在阳极附近的电解反应是：

2H₂O→2H⁺+2OH^-

2H⁺+2OH-+2e→O₂↑+4H⁺(2)

不带隔膜的电解模式的化学反应是：

阴极反应：4H₂O+4e→2H₂↑+4OH^-(3)

阳极反应：4OH-→2O₂↑+2H₂O+4e(4)

总反应：2H₂O→2H₂↑+O₂↑(5)

比较带膜和不带膜的化学反应式，从阴极反应看出：不带膜的产氢效率高一些。带膜电解，在阴极和阳极两侧的产物不同，阳极有氧气和氢离子，阴极有氢气和氢氧根离子。而不带膜的电解产物只是氢气和氧气两种气体。因此，本发明的制负氢水的三种工作模式的运行次顺序是：1，纳米气泡逆温梯度制气、溶氢；2，带膜的电解方式制氢、溶氢；3，不带膜的电解方式制氢、溶氢。每种工作模式的设计参数大致如下：纳米气泡逆温梯度制氢、溶氢总时长约20分钟(同时启动带膜电解电路，总时长也是20分钟。设置恒流电路工作，电流强度为10A-15A。)停止上述两种工作模式后，启动无膜电解电路，设置恒流为5A-10A，工作时间15分钟-20分钟。全程约半小时至40分钟。可制备800立升到1吨的负氢水。含氢浓度可达到1200-1500ppb。用金属罐装的情况下，一年之内可稳定保存。开罐饮用时不低于800-900ppb，ORP电位约为-500mv-700mv。

附图说明

为了更具体地说明本发明的原理和实施方法，下面给出4份相关的附图，并作简单说明。

图1为本发明的核心部分-中央处理箱的内部结构简图；

图2为电解模块的局部放大示意图；

图3为电极板的简单示意图；

图4为纳米气泡发生器的陶瓷管示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明是一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，包括中央处理箱体10，其中有三种工作模态的两大模块置于箱底部。22是电解模块，20是纳米气泡递温梯度制氢模块。图2是电解模块的放大了的比较详细的结构图。电解模块由5片电极板组成，其中221，222和223组成两个电解槽，执行带膜电解制氧任务，第一个电解槽由镀铂钛极板221和223组成，其中用离子交换膜分隔开，组成阴极腔(左面)和阳极腔(右面)，中间电极板223和右面的222组成第二个电解槽，左右两个电解槽的阳极腔是共用的，即，倒T字型的横杆部分放在中央处理箱的最低一层。该层在工作时，将作为电解槽的阳极腔存放酸性离子水，为了防止工作时酸水箱缺水，在腔内敷设吸水海绵226，可以全部充填至少在接近极板附近应填充海绵，阴极电极板有两块，即221和222。221极板的左侧，222极板的右侧，都带负电荷，直接和中央处理箱中段的水接触，组成阴极腔，工作时用于存放负氢水(即碱性离子水)，由电极板和箱体下部空间形成阴极腔和阳极腔是通过离子交换膜物理隔离，互不相通。之所以采用倒T字型组件形式，是为了避免水平放置模式通常遇到的离子交换膜承受箱体内上部水的强大压力(大于4-7MPa)造成下部缺水时压力差过大，导致离子交换膜的破裂和干烧现象。极板采用网状结构，以增大有效电解面积，同时使电极板表面形成粗糙的、凹凸不平的突起物，如图3所示，电解时在外表起到类似紊流扰动器的作用，利于极板附近的水流充分进行温度和质量传递交换，使表面上形成的纳米气泡迅速脱离极板进入水中，气泡往上运动过程中破裂，使氢气溶于水中。另一个看似简单，实际上会产生锈蚀的电极板和外接电源之间的连接问题。由于电解时，电流通过接头的连接组件-不锈钢螺钉、螺母和垫片等，强烈的酸性水浸泡和大电流通过，使这些连接件发生电解，除钛合金以外的其他金属都会生锈，造成污染，使水变味。避免的方法是如图3中227所示，改用延长钛极板边条来替代引线，一直延伸到中央处理箱侧壁上的电源连接孔，用胶密封。电解的第二个工作模式是无膜电解，主要用于整个生产过程的最后补氢环节。它由极板224和225与极板221和222组成两对电极。要注意的是每对电极之间无隔膜，间隙必须很小，在确保安全和工艺允许的先决条件下，选用0.1-0.3毫米的间隙。同时要注意在运行无隔膜电解模式时，极性的安排不同于有隔膜电解模式，应将224和225连接到负电极。纳米气泡逆温梯度制氢模块的纳米陶瓷管组件置于电解法的阴极腔内，如图1中的20所示。图4是它的放大细节图示。40是管壁，上面开有许多直径为5纳米至30纳米的微孔41。42是充气室。43是密封堵头。44是将纳米管与箱体壁固连的固定环。45是伸出箱体的气管连接接头，与制氢机21的氢气出气管紧密相连。纳米管组件中所有的连接都必须彻底密封。用环氧树脂灌满，渗透进任何一道连接缝中，零容忍有泄漏缝隙出现。图1中的26是电磁加热组件，用于将箱体下部两个容积内的水从初始温度加热到55-80℃左右，优选55℃。有多种加热方法。最优化，选用电磁加热。要求有足够大的功率。能在小于十分钟内，将约200立升的水从初始温度上升到55℃。功率要求在30KW以上。在加热之前，要将隔板17和18置于孔孔错位的正确位置，通过电机11和隔板上的定位销实现。下隔板18的下面应粘贴绝热垫片。加热工序完成之后。在开始制氢、溶氢工序之前，要转动上隔板17使之与18孔孔相对，打开中、下水箱与上部水箱之间的水流通路和热传递通道。通过箱体内垂直方向布局的温度传感器15(5-10个)。可以显示逆温梯度的垂直方向变化。制氢机21通过气路和中央处理箱相连，本例中安置了2根纳米气泡发生器陶瓷管，平行于地平面，固定在中间水箱底部的隔板上。为了调节氢气压力，在氢气进入箱体之前，通过增压泵252，经电磁阀251(每根管1个)，进入纳米气泡陶瓷管40中的气室42中。图1最右边的设备是预备水箱30。最底部是充满麦饭石和托玛琳的矿化调节室。通过类似于中央处理箱隔板17和18组件及11，12，13，16的控制组件，用31，32，33，34来控制水箱30中的水与38接触的时间长短，这个时长决定了水中溶解的矿物质的浓度TDS。矿化调节室中的填充料39除了是麦饭石、托玛琳之外，还可以是有益人体健康的微量元素，如硒等。预备水箱的水应该事前进行过臭氧消毒，而且要静置24小时后方可使用。如果需要运行纳米气泡逆温梯度模式的话，预备水箱30中的水应通过致冷室28，降温到4℃左右，然后通过三个进水阀253(上、中、下三个，分别进水)进入中央处理箱的上、中、下三个腔体，由水位计控制，直到上部水箱的水面离最高箱盖还有5％的高度(约5-10厘米)时停止。注水时，一定要打开排气孔14，注满水后关闭。每次排水时也须要打开排气孔(进气)。注水时，中央处理箱10内的阻隔板组件17和18应调节到孔孔对齐的开放位置。注满后，回到孔孔遮蔽的隔离状态。如有必要，在致冷水进入中央处理箱之前，要添加固氢剂27。如果选用无膜电解或有隔膜电解工作模式时，预备水箱中的水可绕过致冷室直接进入10。加热设备26也不用启动。如果需要制备用于医学研究的负氢水，则进入预备水箱的是纯净水，关闭矿化调节室，采用纳米气泡逆温梯度制氢、溶氢模式，不启动电解模式。如果要求达到较高的含氢浓度，只需调节加氢时间即可。

应该说明，上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明而列举的个别例子，而非对实施方式的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化。这里不可能也没必要穷尽列举所有的变通实施例子。由本发明所引申出的显而易见的变化改型，仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：包括中央处理箱，其中有三种工作模态的两大模块，置于箱体底部，一个是电解制氢模块，另一个是纳米气泡逆温梯度制氢模块，电解模块由5片镀铂金钛极板组成，其中的三片组成两个电解槽，共用一片做阳极，组成带隔膜电解槽，另两片和该带膜电解槽的阴极电极板组成两对不带隔膜的电解槽，两片电极板之间的间距为0.1毫米到0.3毫米，这五片极板组成的电解模块，垂直地置于水箱底部，呈倒T字形，最下层时是带隔膜电解槽的阳极腔，倒T字形两侧是相通的带隔膜电解槽的阴极腔，阳极腔(下方)和阴极腔(上方)之间，通过离子交换膜物理隔离，互不相通，阳极腔和阴极腔之间的容积比是1∶20，在阴极腔内，有水平放置的几根陶瓷纳米泡形成管，中间是圆柱形孔，管壁四周开了许多5纳米到30纳米孔径的出气孔，一端完全封闭，另一端通过连接件穿出箱体壁与制氢机出气管紧密相连，中央处理箱分成三个独立的空间：最下面是电解模块的阳极腔，往上紧密联系的是电解模块的阴极腔，阴极腔又被隔开成上下相连可以开闭的两个部分，下面腔体在采用纳米气泡逆温梯度制氢模式时，存放温度为50℃-80℃的热水，由两腔四周箱壁中的电磁加热组件对注入的水加热，中间隔离组件由上下两块可以相互转动的隔板组成，每块板上刻有相同数目、相同尺寸大小、相同布局的排孔，通过相对旋转使上下孔错位或完全对准来实现上下两空间内部水之间的隔离或流通，上隔板的转动由安装在箱体顶端的电机控制，电机轴的外延伸展，一端固连在上隔板中心，外套轴能和主轴作相对转动，外套轴上安装有一对搅拌桨叶，通过离合器与电机连接，阴极腔箱体垂直方向安装有5-10个温度传感器，中央处理箱体通过进水口和供给水的预存水箱和制冷室相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：预存水箱底部有矿化调节室，内部充填麦饭石和鍺矿石和托玛琳颗粒，矿化调节室可以开闭，由一套隔板***包括箱子顶端的电机，控制其中水与矿石接触的时间，外套轴上固连的桨叶用于搅拌均匀。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：预存水箱的水事先经过臭氧消毒并静置24小时后才可使用，根据选用的工作模式通过致冷室或绕过致冷室，掺入固氢剂后注入中央处理箱内，致冷后的水温是4℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：电解模块组件中的电极板采用镀铂金的钛合金电极板，钛电极板是网状极板，通过将钛极板边条延长直接和箱壁上的电源接头连接、紧固。

5.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：如果选用全部工作模式，其顺序应该是纳米气泡逆温梯度制氢、溶氢-同时启动带膜电解法制氢溶氢-不带膜电解制氢、溶氢，根据需要可任意选用单一的某种工作模式或任意组合模式。

6.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的多功能负氢水发生器，其特征在于：为了达到优化的结果，纳米气泡逆温梯度制氢、溶氢模式的工作时间约为20分钟，制氢机流量大于等于1000ml/每分钟，氢气压力为0.2～0.4Mpa，最高为0.7Mpa；带膜电解模式工作时间和前者同步；约为20分钟，电流是恒定的，等于5～10A，这些参数应通过实践经验确定，第一种工作模式无时长限制，电解模式要限定时间，过长会使水温过高，降低氢气溶解度。