CN107089716B - 高含氧水制造装置及高含氧水的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种高含氧水制造装置，包含一氧气供应源、一交换槽、一入气开关阀、一加压泵、一出水开关阀与一控制模块。该制造装置用以进行高含氧水制造方法，该方法包含：在常压条件下，将水与氧气注入该交换槽；以该加压泵将来自一水源的加压并注入交换槽，直到该交换槽内的水压达到一上限压力。控制模块控制该出水开关阀使该交换槽中的水排出，在该交换槽内的水压降到低于一下限压力时，控制模块控制该入气开关阀将氧气注入该交换槽，同时以该加压泵将该水源的水加压并注入该交换槽，直到该交换槽内的水压达到该上限压力时，停止加压。

Description

高含氧水制造装置及高含氧水的制造方法

技术领域

本发明与饮水设备有关，特别涉及一种适合家庭使用的高含氧水制造装置及高含氧水的制造方法。

背景技术

高含氧水是将纯氧溶解于水中而成，溶氧量超过60ppm的高含氧水，会出现白色微气泡，超过100ppm时则呈现乳白色。虽然高含氧水中的氧气可随着饮水而进入体内，并被吸收以活化细胞，然而，氧气容易消散于空气中，因此，高含氧水的取饮必须实时，亦即在高含氧水倒入杯中后，需赶在杯中水变成透明之前饮毕，以避免因消散过多氧气而导致事倍功半。

市售瓶装的高含氧水，虽提供消费者方便取饮，然在开启瓶盖后若未能实时饮毕，则瓶内剩余高含氧水的含氧量将会降低，尔后续饮，成效欠佳。因此，如何取饮适量的高含氧水，并确保饮用的高含氧水的含氧量维持在一定比例，即成为提供高含氧水制造者的一大课题。

市售瓶装的高含氧水的制作方式，在对一交换槽补充氧气时，是对该交换槽的水另行加压并打入纯氧，并等待氧气溶解于水中，制造者必须使用容量大的交换槽以应付含氧水的生成，也因上述设备仅适合于大量生产，而无法为一般家庭使用。其次，上述制作方式是以等待时间来换取氧气溶解于水中，若将上述制作方式应用于家庭用的饮水设备，将使得高含氧水生成效率不彰，且大量制造的情况下，氧气钢瓶中的纯氧利用率也很难达到10％以上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高含氧水制造装置及高含氧水的制造方法，可使交换槽中的水在未被取用时维持高含氧，且减化补充氧气的步骤。

为了实现上述目的，本发明提供的一种高含氧水制造装置，其连接一水源，包含一氧气供应源、一交换槽、一入气开关阀、一加压泵、一出水开关阀与一控制模块，其中：该氧气供应源用以提供具有一预定气压的氧气；该交换槽具有一入气口、一入水口与一出水口，该入气口与该出水口位于该交换槽的底部，该入水口位于该交换槽的顶部；该入气口连通该氧气供应源；该入水口连通该水源，该出水口供水排出；该交换槽内部供氧气溶入水中；该入气开关阀设置于该氧气供应源与该入气口之间，该入气开关阀受控制而使该氧气供应源的氧气注入该交换槽或阻断注入该交换槽的氧气；该加压泵设置于该入水口与该水源之间，该加压泵受控制而将来自该水源的水加压并注入该交换槽；该出水开关阀连通该出水口，该出水开关阀受控制而使该交换槽中的水排出或阻断该交换槽排出的水；该控制模块具有一侦测单元，该侦测单元用以侦测该交换槽中的水压，且该控制模块在该交换槽中的水压低于一压力范围的一下限压力时，该控制模块控制该加压泵将来自该水源的水加压并注入该交换槽及控制该入气开关阀使该氧气供应源的氧气注入该交换槽，其中，该下限压力大于一大气压且小于该预定气压；该控制模块在该交换槽中的水压达到该压力范围的一上限压力时，控制该加压泵停止运转。

本发明所提供的一种高含氧水的制造方法，包含下列步骤：A、在常压条件下，将水与氧气注入一交换槽；B、将来自一水源的水加压并注入该交换槽，使该交换槽内的水量增加且氧气受压缩，直到该交换槽内的水压达到一压力范围的一上限压力时，停止加压；以及C、在该交换槽中的水排出，使该交换槽内的水压降到低于该压力范围的一下限压力时，将具有一预定气压的氧气注入该交换槽，其中，该预定气压大于该下限压力；以及将该水源的水加压并注入该交换槽，直到该交换槽内的水压达到该压力范围的该上限压力时，停止加压。

本发明的效果在于，在使用者未取水时，交换槽内的水压维持在上、下限压力所构成的压力范围中，让交换槽中的水可维持于一定的含氧量，使用者每次取水皆可取到高含氧水。借由在提升水压的过程中，一并将氧气注入，可有效减化补充氧气的步骤。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的高含氧水制造装置示意图。

图2为本发明上述较佳实施例的高含氧水的制造方法流程图。

【附图标记说明】

10氧气供应源 12氧气瓶 14调压阀

20交换槽 202入气口 204入水口

206出水口 22供气管路 24入水管路

26出水管路 30入气开关阀 32逆止阀

40出水开关阀 50加压泵 60控制模块

62低压开关 64高压开关 66处理器

68开关

W水源

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参照图1所示，其为本发明一较佳实施例的高含氧水制造装置，包括有一氧气供应源10、一交换槽20、一入气开关阀30、一出水开关阀40、一加压泵50与一控制模块60。

该氧气供应源10包括一氧气瓶12与一设置于该氧气瓶12的输出端的调压阀14，该调压阀14用以调节该氧气瓶12输出的氧气，使自该调压阀14输出的氧气具有一预定气压与一预定流量，本实施例中，该预定气压约为5～6Kg/cm2，该预定流量约为5～11L/min之间，对于家庭用的高含氧水制造装置而言，前述的预定气压及预定流量的数值范围的设定是为了节省氧气的使用量，若预定气压过高则会加速氧气的耗用量。

该交换槽20具有与其内部连通的一入气口202、一入水口204与一出水口206，该入气口202与该出水口206位于该交换槽20的底部，该入水口204位于该交换槽20的顶部。该交换槽20内部设置有用以使氧气滞留的滞氧结构(图中未示出)，以将该交换槽20内的氧气溶入水中。该交换槽20内部的容量为1～3L，对应家庭常用的容量。

该入气口202通过一供气管路22连通该调压阀14，以供注入氧气。该入水口204通过一入水管路24连通一水源W，以供注入水，本实施例中，该水源W为饮用水。该出水口206供水排出该交换槽20内的水，该出水口206连通一出水管路26，本实施例中，该交换槽20仅有一个出水口206。

该入气开关阀30设置于该供气管路22上且位于该氧气供应源10与该入气口202之间，该入气开关阀30受控制而开启或关闭，使该氧气供应源10的氧气注入该交换槽20或阻断注入该交换槽20的氧气。本实施例中，该入气开关阀30为常闭型的电磁阀。该供气管路22上更设置有一逆止阀32，该逆止阀32用以阻挡该交换槽20内部的水或氧气，避免水或氧气回流。

该出水开关阀40设置于该出水管路26上，该出水开关阀40受控制而开启或关闭，使该交换槽20中的水排出或阻断该交换槽20排出的水。本实施例中，该出水开关阀40为常闭型的电磁阀。使用者可由该出水管路26取水。

该加压泵50设置于该入水管路24上且位于该入水口204与该水源W之间，该加压泵50系受控制而将来自该水源W的水加压并注入该交换槽20。

该控制模块60包含一低压开关62、一高压开关64与一处理器66，该低压开关62与该高压开关64分别设置于该入水管路24上，且该低压开关62与该高压开关64电性连接该加压泵50。该低压开关62侦测该入水管路24的水压，且在水压低于一下限压力时，该低压开关62导通该加压泵的电力使该加压泵50运转，其中，该下限压力大于一大气压且小于自该调压阀14输出氧气的预定气压。

该高压开关64侦测该入水管路24的水压，且在水压达到一上限压力时，该高压开关64阻断该加压泵50的电力使该加压泵50停止运转，本实施例中该上限压力大于自该调压阀14输出氧气的预定气压。借此，该低压开关62与该高压开关64构成侦测该交换槽20中的水压的一侦测单元，并且由二者的配合使该交换槽20内的水压维持在该下限压力与该上限压力所构筑而成的一压力范围。本实施例中，该下限压力为3～5Kg/cm2，选用前述的数值的目的，是为了让自该出水管路26排出的水可以具有一定的流速，而不至于缓慢地排出；该上限压力为6～15Kg/cm2，选用前述的数值的目的，是为了可以采用耐压较低的交换槽20，以降低交换槽20的成本。

该处理器66电性连接该入气开关阀30、该出水开关阀40与一开关68。该开关68供使用者按压，且该处理器66在该开关68被按压后，控制该出水开关阀40开启，使该交换槽20排出并经由该出水管路26流出，以供使用者取用。本实施例中，每次排出的水需大于一预定水量，该预定水量为100～300cc，以符合一般家庭的使用者每次饮用的水量，实施上，出水量的计算可以使用流量计或以开启出水开关阀40的时间控制。此外，该处理器66控制该入气开关阀30开启，使氧气注入该交换槽20中，氧气注入的时机容后再述。该处理器66更电性连接该加压泵50，以侦测该加压泵50运转与否。

由于该交换槽20内的氧气溶入水中需一段时间且水压愈高溶氧程度更佳，因此，每次该交换槽20排出的水大于该预定水量时，最好可使该交换槽20内的水压低于该下限压力，借以让该加压泵50启动，使该交换槽20内的水压再次达到该上限压力，以增加水压获得较佳的溶氧程度。如此一来，使用者下一次取水时，即可取到含氧量较高的水。

经计算，该预定水量满足下列方程式时，可让出水大于该预定水量时，水压可低于下限压力，其中：

其中，Vx为该预定水量；P0为一大气压；V2为该交换槽20中的水压等于一大气压时，该交换槽20中水的体积，亦即，常压下注入该交换槽20中的水量；P1为该下限压力；P2为该上限压力。

借由上述的高含压水制造装置，即可进行图2所示的高含氧水的制造方法。

首先，在常压条件下，将来自该水源W的水与氧气注入该交换槽20中，本实施例中，是在一大气压下，让交换槽20中50％为水，50％为氧气。以容量为1公升的交换槽20为例，即500cc为水，其余空间为氧气。请参照下表一，为水压与水量的关系表。

表一 容量1公升的交换槽的水压与水量关系表

而后，启动该加压泵50将该水源W的水加压并注入该交换槽20，使该交换槽20内的水量增加且氧气受压缩，直到该交换槽20内的水压达到该压力范围的该上限压力时，该高压开关64令该加压泵50停止加压。上限压力以为8Kg/cm²为例，参照表一可得该交换槽20内的水量为容量的93.7％，即937cc。

接着，在使用者每次压下该开关68后，该控制模块60进行一出水步骤，该出水步骤为：该处理器66控制该出水开关阀40开启，使该交换槽20中的水逐渐排出，该交换槽20中的水量及水压也逐渐下降。在该交换槽20排出的水达到所设定的出水量后，该处理器66控制该出水开关阀40关闭以停止出水，在水压下降的过程中，当水压降到低于该下限压力，该低压开关62控制该加压泵50运转，将该水源W的水加压注入该交换槽20中。下限压力以3Kg/cm²为例，参照表一可得该交换槽20内的水量为容量的83.3％，即833cc。换言之，该预定水量为104cc，举例而言，若所设定的出水量为150cc，则出水超过104cc时即会启动加压泵50运转。

当该交换槽20内的水压达到该上限压力时，该高压开关64令该加压泵50停止加压，此时，该交换槽20内的水压再次回到该上限压力。借由使水压维持在该压力范围以促进溶氧(溶氧量维持于100ppm)，让使用者下次取水时，即可取到高含氧水。

由于该交换槽20中的氧气将随着出水步骤的次数或是随时间而溶于水中，致使该交换槽20中的氧气量减少，基于此，该处理器66依据前述出水步骤的次数(例如每50次)或是每隔一段时间(例如每天)进行一补充氧气步骤。该补充氧进步骤系在使用者下一次取水时进行，该补充氧进步骤与该出水步骤大致相同，不同的是：在该交换槽20内的水排出使该交换槽20内的水压降到低于该下限压力的同时，该处理器侦测加压泵50启动后，控制该入气开关阀30开启一预定时间(本实施例中该预定时间为3～5秒)，使氧气注入该交换槽20。所注入的氧气的预定气压大于该下限压力，因此，氧气得以注入交换槽20，且每次注入的氧气量约500ml。特别说明的是，由于加压泵50将注入该交换槽20的水压由下限压力提升到上限压力的升压时间(约15～20秒)，大于氧气注该交换槽20入的预定时间，因此，借由加压泵50提升水压的过程中将氧气注入，可有效减化补充氧气的步骤，无需再额外对交换槽20的水加压。对使用者而言，不会造成使用上的不便。再者，该交换槽20内的水压低于该下限压力时，氧气的进入该交换槽20较容易，所注入的氧气量也较稳定。而且可以让该氧气瓶12的气压由高压的状态一直使用到气压与该交换槽20的水压的该下限压力相当时，才需替换该氧气瓶12，借此延长氧气瓶12的使用时间。

综上所述，本发明的高含氧水制造装置及制造方法，在用户未取水时，将交换槽内的水压维持在上、下限压力所构成的压力范围中，让交换槽中的水可维持于一定的含氧量，让使用者每次取水皆可取到高含氧水。更值得一提的是，借由加压泵提升水压的过程中，一并将氧气注入，可有效减化补充氧气的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种高含氧水制造装置，其特征在于，其连接一水源，包含：

一氧气供应源，用以提供具有一预定气压的氧气；

一交换槽，具有一入气口、一入水口与一出水口，该入气口与该出水口位于该交换槽的底部，该入水口位于该交换槽的顶部；该入气口连通该氧气供应源；该入水口连通该水源，该出水口供水排出；该交换槽内部供氧气溶入水；

一入气开关阀，设置于该氧气供应源与该入气口之间，该入气开关阀受控制而使该氧气供应源的氧气注入该交换槽或阻断注入该交换槽的氧气；

一加压泵，设置于该入水口与该水源之间，该加压泵受控制而将来自该水源的水加压并注入该交换槽；

一出水开关阀，连通该出水口，该出水开关阀受控制而使该交换槽中的水排出或阻断该交换槽排出的水；以及

一控制模块，具有一侦测单元，该侦测单元用以侦测该交换槽中的水压，且该控制模块在该交换槽中的水压低于一压力范围的一下限压力时，该控制模块控制该加压泵将来自该水源的水加压并注入该交换槽及一并控制该入气开关阀使该氧气供应源的氧气注入该交换槽，其中，该下限压力大于一大气压且小于该预定气压；该控制模块在该交换槽中的水压达到该压力范围的一上限压力时，控制该加压泵停止运转；

其中该出水开关阀受控制而使该交换槽排出的水大于一预定水量时，使该交换槽中的水压低于该下限压力，其中该预定水量为100～300cc；

其中该预定水量满足下列方程式：

其中，Vx为该预定水量；P0为一大气压；V2为该交换槽中的水压等于一大气压时，该交换槽中水的体积；P1为该下限压力；P2为该上限压力。

2.根据权利要求1所述的高含氧水制造装置，其特征在于，其中该控制模块包括一低压开关与一设置于连通该交换槽与该水源之间的一入水管路上的高压开关，该加压泵设置于该入水管路上；该低压开关与该高压开关电性连接该加压泵，该低压开关侦测该入水管路的水压低于该下限压力时，导通供输至该加压泵的电力使该加压泵运转以将来自该水源的水加压并注入该交换槽，该高压开关侦测该入水管路的水压达到该上限压力时，阻断供输至该加压泵的电力使该加压泵停止运转；该低压开关与该高压开关构成该侦测单元。

3.根据权利要求1所述的高含氧水制造装置，其特征在于，其包括一设置于连通该氧气供应源与该入气口之间的一供气管路上的逆止阀，该入气开关阀设置于该供气管路上；该预定气压小于该上限压力。

4.根据权利要求3所述的高含氧水制造装置，其特征在于，其中该氧气供应源包括一调压阀与一通过该调压阀连通该供气管路的氧气瓶；该调压阀调节该氧气瓶输出的氧气，使自该调压阀输出的氧气的该预定气压大于该下限压力，以及使自该调压阀输出的氧气的流量在5～11L/min之间。

5.根据权利要求1所述的高含氧水制造装置，其特征在于，其中该下限压力为3～5Kg/cm²。

6.根据权利要求5所述的高含氧水制造装置，其特征在于，其中该上限压力为6～15Kg/cm²。

7.一种高含氧水的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

A、在常压条件下，将水与氧气注入一交换槽；

B、将来自一水源的水加压并注入该交换槽，使该交换槽内的水量增加且氧气受压缩，直到该交换槽内的水压达到一压力范围的一上限压力时，停止加压；以及

C、在该交换槽中的水排出，使该交换槽内的水压降到低于该压力范围的一下限压力时，将该水源的水加压注入该交换槽及一并将具有一预定气压的氧气注入该交换槽，直到该交换槽内的水压达到该压力范围的该上限压力时，停止加压，其中，该预定气压大于该下限压力；

其中，步骤C中是在该交换槽排出的水大于一预定水量时，使该交换槽内的水压降到低于该压力范围的该下限压力，其中该预定水量为100～300cc；

其中该预定水量满足下列方程式：

其中，Vx为该预定水量；P0为一大气压；V2为步骤A中该交换槽内水的体积；P1为该下限压力；P2为该上限压力。

8.根据权利要求7所述的高含氧水的制造方法，其特征在于，其中步骤B与步骤C之间包含有进行下列步骤至少一次：

在该交换槽中的水排出，使该交换槽内的水压降到低于该压力范围的该下限压力时，将该水源的水加压并注入该交换槽，直到该交换槽内的水压达到该压力范围的该上限压力时，停止加压。

9.根据权利要求8所述的高含氧水的制造方法，其特征在于，步骤B与步骤C之间的步骤，是在该交换槽排出的水大于该预定水量时，使该交换槽内的水压降到低于该压力范围的该下限压力。

10.根据权利要求7所述的高含氧水的制造方法，其特征在于，其中步骤C中所注入的氧气的该预定气压大于该下限压力且小于该上限压力，且注入的氧气的流量在5～11L/min之间。

11.根据权利要求7所述的高含氧水的制造方法，其特征在于，其中该下限压力为3～5Kg/cm²。

12.根据权利要求7所述的高含氧水的制造方法，其特征在于，其中该上限压力为6～15Kg/cm²。

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