CN106430453A - 电解水杯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电解水杯，包括杯体，杯体包括饮水区，饮水区内设有框罩，电解装置设于框罩内，电解装置包括至少一隔膜和至少一电极组，隔膜竖立安装且将框罩分隔开为至少一阳极室和至少一阴极室，电极组包括一竖立安装于阳极室的阳极电极和一竖立安装于阴极室的阴极电极，隔膜位于阳极电极和阴极电极之间，阴极室和阳极室的一端均开设有通孔，阴极室和阳极室开设的通孔均与饮水区连通，或阴极室开设的通孔与饮水区连通，阳极室开设的通孔与杯体外部连通。本技术方案提高氢气的溶解度，且生成更有益于人体健康的水质。

Description

电解水杯
技术领域
发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种电解水杯。
背景技术
水是生命之源，水占人体的百分之七十，水质影响体质，水质决定健康，饮用水水质关系着全家人的生命健康，不容忽视。
随着人类社会的进步，人们越来越关注身体健康的问题，水作为人类身体最重要的组成部分，也是生存的重要资源，饮用水的健康也越来越受到人类的关注。氢气具有抗氧化的功能，氢水，也叫富氢水，顾名思义就是水中含有氢离子，氢离子可以中和体内多余的活性氧，结合成水排除体外，帮助细胞新陈代谢，还可以增强人体免疫力、美白以及祛斑等。
根据世界卫生组织的好水的6项标准：
1、不含病菌、杂质、有机物和重金属，是无公害的水；
2、水中含有适当比例的矿物质及微量元素，且以离子状态存在；
3、呈弱碱性，pH值为7～9；
4、小分子集团水，渗透性强，溶解性好；
5、负电位，能消除体内多余自由基；
6、含有适量的氧(5mg/L左右)。
目前的电解水杯，电极片多采用上下水平布置结构，用于透明杯体中，可以观察到电解产出的气泡：氧--氢--氧--氢--氧间隔向上或氢--氧重叠垂直向上，两气泡上升过程互相干扰，氧气泡向上冲撞氢气泡更为严重，特别是氢--氧重叠垂直向上的结构，其气泡都集中于杯体中央部分，而靠近杯体10圆周部分却是空白区。由于阳极片在下，所产出氧气受水压等影响，更容易向上助推氢气泡更快更容易地释放。
综合，如此生成的富氢水效果均不好。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电解水杯，旨在提高氢气的溶解度，且生成更有益于人体健康的水质。
为实现上述目的，本发明提供的电解水杯，包括杯体和容纳于所述杯体的电解装置，所述杯体包括饮水区，所述饮水区内设有框罩，所述电解装置设于所述框罩内，所述电解装置包括至少一隔膜和至少一电极组，所述隔膜竖立安装且将所述框罩分隔开为至少一阳极室和至少一阴极室，所述电极组包括一竖立安装于所述阳极室的阳极电极和一竖立安装于所述阴极室的阴极电极，所述隔膜位于所述阳极电极和所述阴极电极之间，所述阴极室和所述阳极室的一端均开设有通孔，所述阴极室和阳极室开设的通孔均与所述饮水区连通，或所述阴极室开设的通孔与所述饮水区连通，所述阳极室开设的通孔与所述杯体外部连通。
优选地，所述电解水杯还包括盖合于所述杯体的杯盖，所述杯盖内设有负氧离子发生器，所述负氧离子发生器包括负氧离子释放头，所述负氧离子释放头面向所述杯体。
优选地，所述阴极室和所述阳极室的顶端开设有通孔。
优选地，所述电解装置包括两电极组和两隔膜，两所述隔膜将所述框罩分隔形成两阴极室和一阳极室，两所述阴极室和一所述阳极室的顶端均设有通孔。
优选地，所述电解装置包括四电极组和四所述隔膜，四所述隔膜首尾连接形成方形区域，方形区域内为阳极室，方形区域外为阴极室，所述阴极室和所述阳极室的顶端开设有通孔。
优选地，当所述电解装置包括两对电极时，两所述隔膜将所述框罩分隔形成两阴极室和一阳极室，阳极室位于所述阴极室之间，两所述阴极室顶端设有通孔，一所述阳极室开设有通孔与杯体外部连通。
优选地，当所述电解装置包括四对电极时，四所述隔膜形成方形区域，方形区域内为阳极室，方形区域外为阴极室，所述阴极室顶端设有通孔，所述阳极室开设有通孔与杯体外部连通。
优选地，所述杯体还包括与所述饮水区隔开的排水区，所述阴极室开设的通孔与所述饮水区连通，所述阳极室开设的通孔与所述排水区连通。
优选地，所述框罩为双层网罩结构，所述双层网罩之间形成有容置空间，所述容置空间容置有活性炭或陶瓷颗粒。
优选地，所述电解水杯还包括电源和PCB板，所述PCB板设有控制电路模块，所述电源与所述PCB板电连接，所述控制电路模块控制所述电源输出的电压为恒定电压；或所述控制电路模块控制所述电源输出的电压从预设最大值逐渐变小；或所述控制电路模块控制所述电源输出的电压不断循环地从预设最大值降低为零。
本发明技术方案通过设置框罩，并通过隔膜将框罩左右分隔形成阴极室和阳极室，阳极电极和阴极电极分别竖立安装在阴极室和阳极室，当阴极室和阳极室均开设有通孔与饮水区连通时，使得电解水产生的氧气泡和氢气泡的上升通道分开；当阴极室开设有通孔与饮水区连通，而阳极室开设有通孔与杯体外部连通时，饮水区只存在氢气泡。使得电解水产生的氧气泡和氢气泡分离。
故上述两种方案均减轻了氧气对氢气滞留和溶解的影响，这样有助于提高氢气的溶解度。而且电极竖立安装使得占用面积更小，电解接触面积更大大，电解效果好。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为发明电解水杯实施例一中设置为一对电极时的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为发明电解水杯实施例一中设置为两对电极时的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为发明电解水杯实施例一中设置为四对电极时的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为发明电解水杯实施例二中框罩设置为两对电极时的结构示意图；
图8为控制电路模块控制示意图；
图9为电解水杯电源电压控制示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 电解水杯 51 阳极电极
10 杯体 52 隔膜
11 饮水区 53 阴极电极
30 框罩 310 通孔
301 容置空间 70 杯盖
31 阳极室 90 负氧离子发生器
32 阴极室 91 负氧离子释放头
50 电解装置
发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
需要说明，发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在发明要求的保护范围之内。
参照图1至9，本发明技术方案提出一种电解水杯100，包括杯体10和容纳于所述杯体10的电解装置50，所述杯体10包括饮水区11，所述饮水区11内设有框罩30，所述电解装置50设于所述框罩30内，所述电解装置50包括至少一隔膜52和至少一电极组，所述隔膜52竖立安装且将所述框罩30分隔开为至少一阳极室31和至少一阴极室32，所述电极组包括一竖立安装于所述阳极室31的阳极电极51和一竖立安装于所述阴极室32的阴极电极53，所述隔膜位于所述阳极电极和所述阴极电极之间，所述阴极室32和阳极室31的一端均开设有通孔310，所述阴极室32和阳极室31开设的通孔310均与所述饮水区11连通，或所述阴极室32开设的通孔310与所述饮水区11连通，所述阳极室31开设的通孔310与所述杯体10外部连通。
本发明技术方案通过设置框罩30，并通过隔膜52将框罩30左右分隔形成阴极室32和阳极室31，阳极电极51和阴极电极53分别竖立安装在阴极室32和阳极室31，当阴极室32和阳极室31均开设有通孔310与饮水区11连通时，使得电解水产生的氧气泡和氢气泡的上升通道分开；当阴极室32开设有通孔310与饮水区11连通，而阳极室31开设有通孔310与杯体10外部连通时，饮水区11只存在氢气泡。使得电解水产生的氧气泡和氢气泡分离。
故上述两种方案均减轻了氧气对氢气滞留和溶解的影响，这样有助于提高氢气的溶解度。而且电极竖立安装使得占用面积更小，电解接触面积跟大，电解效果好。
可以理解地，该隔膜52一般只能穿透各种物质的正离子，阻挡负离子，同时也可以防止水中氯离子生成氯气等有害物质。而当所述阳极室31开设有通孔310与所述杯体10外部连通时，该隔膜52设置为可渗透微量水以充当阳极室31电解质，其中，优选地，阳极室31的面积较小，阳极室31电解产生的微量酸性水会被电极反应产生的热量蒸发，汽化随同产生的氧气一起从阳极室31设置的通孔310排出。
在本实施例中，所述阳极电极51和所述阴极电极53优选地设置为板式网状结构或板式多孔结构。通过将电极设置为平板式网状结构或板式多孔结构，使得电极的接触面积大，电解效果好，能产生较多微细气泡，使水更具活性。
在本实施例中，所述阳极电极5122和所述阴极电极5320邻近所述阳离子隔膜5221设置。将阳极电极5122和阴极电极5320紧密的设置既可以减小水对阳离子隔膜5221的冲击，又可以使得电压能设置的更低，更加节能环保。
进一步地，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极电极5122上涂有钛、钌等氧化物涂层或者铂金属(白金)涂层；阴极电极5320由不锈钢网制成，阴极电极5320上面涂有镍涂层，具有催化加速电解反应，降低析氢过电位的特性。
如下列举两种实施例：
实施例一：
当所述阳极室31开设通孔310与所述饮水区11连通时；实现使得电解水产生的氧气泡和氢气泡的上升通道分开；
该电解水杯100设置负氧离子发生器90，优选地，将该负氧离子发生器90设置在杯盖70上，
具体地，所述负氧离子发生器90包括负氧离子释放头91，所述负氧离子释放头91正对所述杯体10，将氧气电离呈负氧离子；
通过引入负氧离子发生器90该电解水杯100中反应原理如下：
1、自来水含有各种矿物质，是弱电解质，能电离出微量的H+(氢离子)和OH-(氢氧根离子)。
①H2O＝H++OH-②H++OH-＝H2O
2、阳极反应室中水通过直流电正电位的作用下，生成氧气，同时由于OH-(氢氧根离子)的减少，并使水的pH值变小，显弱酸性。
阳极反应：(4OH-)-(4e-)＝2H2O+O2↑，放出氧气。
3、氧气上升至饮水区11形成压缩气体，氧气在负氧离子发生器9050的负电位作用下，生成(负氧离子)。
电离反应：
4、压缩气体区的(负氧离子)与水反应，生成OH-(氢氧根离子)。负氧离子与水反应：
5、(负氧离子)与水反应生成的OH-(氢氧根离子)，补充了阳极室31消耗的OH-(氢氧根离子)，使阳极反应产生的弱酸性水变成了中性水。
6、阳极室31的H+(氢离子)透过阳离子交换膜30到达阴极室32和原有的H+(氢离子)，一起在直流电负电位的作用下，生成氢气，同时由于OH-(氢氧根离子)的增加，并使水的pH值变大，显弱碱性。
阴极反应：2H++2e-＝H2↑
7、水分子由氢原子和氧原子构成(或水是由氢和氧组成)，通电后水分子被破坏，分解为氢原子、氧原子；两个氢原子组成一个氢分子；两个氧原子组成一个氧分子；许多氢分子聚集在一起为氢气；许多氧分子聚集在一起为氧气。
总反应：
综合的，该电解水呈负电位弱碱性，由于水的溶解度有限，电解产生大量的氧气和氢气，这些氢气、氧气都以微细气泡的形式存在于水中，不断的上浮、逐渐变大、最后在水面爆裂，形成了纳米气泡水的效果，再加上负电位的作用，水分子都呈现小分子团。分解而成的小分子团集团的活水，渗透性强，溶解性好。
而由于压力的存在，也可以提高水的含氧量，根据世界卫生组织好水的6项标准，水中含氧量是好水的标准之一，压力的存在也相应提高了氢的溶解量；氢离子可以中和体内多余的活性氧，结合成水排除体外，帮助细胞新陈代谢，还可以增强人体免疫力、美白以及祛斑等。进一步，压力的存在还使得水中的纳米气泡在水中持续时间更加长。
在本实施例中，阳极室31产生的弱酸性水和细微气泡的爆裂，可以杀灭水中的细菌等有害微生物，负氧离子发生器90电离也具有杀菌作用，增加了杀菌效果。
在本实施例中，对于电极组数量的设置具有如下三种实施方式：
参照图1和图2，当所述电解装置50设置一对电极时，一所述隔膜52将所述框罩30分隔形成一阴极室32和一阳极室31，所述阴极室32和所述阳极室31的顶端开设有通孔310。
参照图3和图4，当所述电解装置50设置两对电极时，两所述隔膜52将所述框罩30分隔形成两阴极室32和一阳极室31，阳极室31位于所述阴极室32之间，从左往右为阴极室32阳极室31阴极室32。两所述阴极室32和一所述阳极室31的顶端均设有通孔310。
参照图5和图6，当所述电解装置50设置四对电极时，四个所述隔膜52形成方形区域，方形区域内为阳极室31，方形区域外为阴极室32，所述阴极室32和所述阳极室31的顶端开设有通孔310。
本实施例中关于电极对数不同设置三种实施方式，取得的效果均不同可根据具体情况具体设置。
实施例二：
当所述阳极室31开设通孔310与所述杯体10外部连通时；实现使得电解水产生的氧气泡和氢气泡分离。
可以理解地，该杯体10外部指氧气从电解反应区也即阳极室31排出，当然该电解水杯100可以另设一个区域存放氧气。
本实施例技术方案通过将酸性水分离，使得饮水区11的电解水也呈负电位弱碱性。
在本实施例中，对于电极数量的设置具有如下三种实施方式：
参照图7，当所述电解装置50包括两对电极时，两所述隔膜52将所述框罩30分隔形成两阴极室32和一阳极室31，阳极室31位于所述阴极室32之间，两所述阴极室32顶端设有通孔310，一所述阳极室31开设有通孔310与杯体10外部连通。
当所述电解装置50包括四对电极时，四所述隔膜52形成方形区域，方形区域内为阳极室31，方形区域外为阴极室32，所述阴极室32顶端设有通孔310，一所述阳极室31开设有通孔310与杯体10外部连通。
所述杯体10还包括与所述饮水区11隔开的排水区，当所述电解装置50包括一对电极时，一所述隔膜52将所述框罩30分隔形成一阴极室32和一阳极室31，所述阴极室32开设有通孔310与所述饮水区11连通，所述阳极室31开设有通孔310与所述排水区连通。
综上两种实施例，图1、图3、图5、图7中任意参照一副，所述框罩30均可以设置为双层网罩结构，所述双层网罩之间形成有容置空间301，所述容置空间301容置有活性炭或陶瓷颗粒，形成一层滤水层。当填充活性炭时，活性炭可以吸附重金属以及清除异味，当填充陶瓷颗粒时，陶瓷颗粒可以让水中充满矿物质元素。当然还可以填充其他物质以对水质有帮助。
其中，该框罩30还可以为多层网罩结构，可以同时填充活性炭和陶瓷颗粒，或同时填充多种物质。
优选地，该框罩30设置成圆锥形富士山状，既美观，也有利益水通过滤水层进入至电解区域(阳极室31和阴极室32)。
参照图9，优选地，所述电解水杯100还包括电源和PCB板，所述PCB板设有控制电路模块，所述电源与所述PCB板电连接，所述控制电路模块控制所述电源输出电压为恒定电压；或所述控制电路模块控制所述电源输出电压从预设最大值逐渐变小的电压；或所述控制电路模块控制所述电源输出电压不断循环地从预设最大值到零。
这三种模式中，当电极的供电是恒定电压和电流，微细气泡徐徐升起。当电极的供电是电压从大变小，微细气泡蘑菇云一样升起，当电极的供电是电压从大到无，不断反复，微细气泡像云朵一样，一片片升起。该三种模式均可防止隔膜被烧坏，且使得水更具活性。
其中，参照图8，杯盖70同样设有PCB板，PCB板设有控制电路模块，负氧离子发生器90与PCB板的控制电路模块连接，且杯盖70还设有指示灯，当负氧离子发生器90开启时，控制电路模块控制指示灯亮，当负氧离子发生器90关闭时，指示灯灭。而且电解装置50同样与控制电路模块连接，同样设有指示灯指示电解装置50的开闭。当然该电解水杯还设有电源充电接口用于对电源进行充电。其中，该电源可以为移动电源或电池。通过设置指示灯用于观察装置处于运行状态还是断开状态，通过设置电源，可实现便携。
在本实施例中，该电解水杯100可以自动控制进行电解，即当电解水杯10加入水到一定水位高度时(可通过设置传感器，该传感器与控制电路模块连接)，电解装置50和负氧离子发生器90自动开启，当运行时间达到设定时间时，自动关闭。其中，该电解水杯100还具有防护设置，防止当水位过高时，正常运行的负氧离子释放头91浸水。具体地，杯体设有水位传感器，当水位过高时，控制电路模块控制该负氧离子发生器90断开或不能启动。
当然本发明的电解水杯100还可以设置按钮，该按钮与控制电路模块连接，由人工控制开启关闭。
在本实施例中，就材质来说，该电解水杯100可以为塑料杯、橡胶杯、玻璃杯，水晶杯、陶瓷杯等；就应用来说，该电解水杯100可以为便携式的手拿水杯，也可以为家用水杯。
以上所述仅为发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是在发明的发明构思下，利用发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解水杯，其特征在于，包括杯体和容纳于所述杯体的电解装置，所述杯体包括饮水区，所述饮水区内设有框罩，所述电解装置设于所述框罩内，所述电解装置包括至少一隔膜和至少一电极组，所述隔膜竖立安装且将所述框罩分隔开为至少一阳极室和至少一阴极室，所述电极组包括一竖立安装于所述阳极室的阳极电极和一竖立安装于所述阴极室的阴极电极，所述隔膜位于所述阳极电极和所述阴极电极之间，所述阴极室和所述阳极室的一端均开设有通孔，所述阴极室和所述阳极室开设的通孔均与所述饮水区连通，或所述阴极室开设的通孔与所述饮水区连通，所述阳极室开设的通孔与所述杯体外部连通。
2.如权利要求1所述的电解水杯，其特征在于，所述电解水杯还包括盖合于所述杯体的杯盖，所述杯盖内设有负氧离子发生器，所述负氧离子发生器包括负氧离子释放头，所述负氧离子释放头面向所述杯体。
3.如权利要求1或2所述的电解水杯，其特征在于，所述阴极室和所述阳极室的顶端开设有通孔。
4.如权利要求1或2所述的电解水杯，其特征在于，所述电解装置包括两电极组和两隔膜，两所述隔膜将所述框罩分隔形成两阴极室和一阳极室，两所述阴极室和一所述阳极室的顶端均设有通孔。
5.如权利要求1或2所述的电解水杯，其特征在于，所述电解装置包括四电极组和四所述隔膜，四所述隔膜首尾连接形成方形区域，方形区域内为阳极室，方形区域外为阴极室，所述阴极室和所述阳极室的顶端开设有通孔。
6.如权利要求1所述的电解水杯，其特征在于，当所述电解装置包括两对电极时，两所述隔膜将所述框罩分隔形成两阴极室和一阳极室，阳极室位于所述阴极室之间，两所述阴极室顶端设有通孔，一所述阳极室开设有通孔与杯体外部连通。
7.如权利要求1所述的电解水杯，其特征在于，当所述电解装置包括四对电极时，四所述隔膜形成方形区域，方形区域内为阳极室，方形区域外为阴极室，所述阴极室顶端设有通孔，所述阳极室开设有通孔与杯体外部连通。
8.如权利要求1所述的电解水杯，其特征在于，所述杯体还包括与所述饮水区隔开的排水区，所述阴极室开设的通孔与所述饮水区连通，所述阳极室开设的通孔与所述排水区连通。
9.如权利要求1至8任一项所述的电解水杯，其特征在于，所述框罩为双层网罩结构，所述双层网罩之间形成有容置空间，所述容置空间容置有活性炭或陶瓷颗粒。
10.如权利要求1所述的电解水杯，其特征在于，所述电解水杯还包括电源和PCB板，所述PCB板设有控制电路模块，所述电源与所述PCB板电连接，所述控制电路模块控制所述电源输出的电压为恒定电压；或所述控制电路模块控制所述电源输出的电压从预设最大值逐渐变小；或所述控制电路模块控制所述电源输出的电压不断循环地从预设最大值降低为零。
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