CN108996620A - 一种电解水机及其电解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结构简单，易于操作，经电解后可以得到适合饮用的小水合离子团弱碱水和适合杀菌消毒以及的清洗的小水合离子团弱酸性水。将交流电流通过滤波器变成可控脉冲直流电流，可控脉冲直流电流将水合离子以脉冲形式定向运动，将较大水合离子团和较大水分子团碰撞和产生共振，生成小的水合离子团和水分子团，在电解的作用下，还会得到较小的碱性水合离子团和较小的酸性水合离子团。相对其他的以单一直流电电解的饮用水电解水机，本发明的电解效率更高，更为有效的产生小水合离子团和小水分子团，本发明还可以电解水中的微量氯元素以及有毒重金属离子。设置调节器，可以很好的调节电解强度以及对装置元件的保护。

Description

一种电解水机及其电解方法

技术领域

本发明涉及电解水机技术，具体为一种利用交流电过滤后产生脉冲直流电重叠直流电电解水机。

背景技术

电解水机(Water-Ionizer)是依据“电化学”与“电解”原理，采用钛白金 (铂)素材或其它合金材质，做为电解槽之电极板，其间配置陶瓷离子分离膜的透析与分离作用的机器。又称电解制水机，离子水机，整水机。

利用电解水机的前置过滤和核心电解技术，从根源去除自来水中的余氯、杂质、重金属。将需煮沸才能饮用的自来水转化为符合“国际卫生组织”好水标准的电解还原水。可直接饮用，比自来水更符合人体需求，能达到调节身体机能，改善亚健康的作用。国际公认，对部分疾病有杰出的基础辅疗效果。而通常电解水机采用的电解技术是单一的接直流电进行电解，所电解水的效率慢以及所产生的电解水中水合离子团及大水分子团未能完全的变成小水合离子团及小水分子团。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解水机，包括电解池、直流电源、交流电源；

所述电解池上端设置有进水口，所述底端设置有出水口；所述交流电源与第一电极和第二电极通过导线连接，所述直流电源与第一电解板和第二电解板通过导线连接；所述第一电极、第二电极、第一电解板和第二电解板设置在电解池内。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述电解池中间设置有离子选择膜，所述离子选择膜将电解池完全分成两部分。

所述交流电源与第一电极和第二电极构***路中串联有第二调节器和滤波器且设置有第一电磁开关；所述直流电源与第一电解板和第二电解板构成的电路中并联有第一调节器且设置有第二电磁开关。

所述离子选择膜将电解池分开成两部分，所述第一电极与第二电极在离子选择膜两侧各分布一个；所述第一电解板与第二电解板在离子选择膜两侧各分布一个。

所述电解池被离子选择膜分开成的两部底端分别设置有第一出水口和第二出水口；所述电解池被离子选择膜分开成的两部顶端分别设置有第一出气口和第二出气口。在水解的过程中，会产生氧气和氢气，如不排出，对电解水机造成不好的影响，特别是氢气，属于易燃易爆气体，长时间累积会造成危险，所以需要及时排除所产生的气体。

所述第一电解板、第二电解板与直流电源通过导线连接构成电解电路中，并联有第一调节器，所述第一调节器可以调节不同阻值；所述第一电极、第二电极与交流电源构成的电路中，串联有第二调节器和滤波器，所述第二调节器可以调节不同阻值，所述滤波器具有过滤半波和调谐电流功能。滤波器将交流电过滤成脉冲直流电。

所述第一电解板、第二电解板、第一电极和第二电极为铂、钛或铂钛合金材质。

通过两条电路实现；其一为由第一电解板、第二电解板、直流电源、第一调节器和第二电磁开关构成的电路，所述第一电解板、第二电解板设置在电解池内且平行布置且构成电容结构；其二为由第一电极、第二电极、交流电源、第二调节器、第一电磁开关和滤波器构成的电路。

所述电解池由离子选择膜完全隔离分成2部分，所述第一调节器与第一电解板、第二电解板构成电容结构并联；所述第一电极、第二电极、交流电源、第二调节器和滤波器串联。

所述第一电极、第二电极、交流电源、第二调节器和滤波器串联的电路中第一电磁开关接通后，电流经滤波器过滤后形成半波直流电，所述过滤后形成半波直流电的电极与同极的第一电解板或第二电解板同处电解池被离子选择膜完全隔离开的一端，即第一电解板、第二电解板、第一电极和第二电极接通电路后相同电极分布在电解池被离子选择膜完全隔离开的同端，不同极分布在另一端。将交流电流通过滤波器变成可控脉冲直流电流，可控脉冲直流电流将水合离子以脉冲形式定向运动，将较大水合离子团和较大水分子团碰撞和产生共振，生成小的水合离子团和水分子团，在电解的作用下，还会得到较小的碱性水合离子团和较小的酸性水合离子团。

本发明在电解的过程中，由于电解池中间有离子选择膜的作用，因此在电解板的两端会电解出一部分离子以及电解水中的H+和HO-，电解出H+的一端会存在多HO-，故而离子选择膜这端的水呈碱性，反之，另一端呈酸性。控制电解时间即能控制两端水质的酸碱强度，因此经本发明电解后的水可以得到适合饮用的小水合离子团弱碱水和适合杀菌消毒以及的清洗的小水合离子团弱酸性水，其小水合离子团水分子数量在4个左右，饮用时具有更好的保健作用。

本发明的有益效果：结构简单，易于操作，经电解后可以得到适合饮用的小水合离子团弱碱水和适合杀菌消毒以及的清洗的小水合离子团弱酸性水。将交流电流通过滤波器变成可控脉冲直流电流，可控脉冲直流电流将水合离子以脉冲形式定向运动，将较大水合离子团和较大水分子团碰撞和产生共振，生成小的水合离子团和水分子团，在电解的作用下，还会得到较小的碱性水合离子团和较小的酸性水合离子团。相对其他的以单一直流电电解的饮用水电解水机，本发明的电解效率更高，更为有效的产生小水合离子团和小水分子团，本发明还可以电解水中的微量氯元素以及有毒重金属离子。设置调节器，可以很好的调节电解强度以及对装置元件的保护。较在电解水机中用平稳直流电电解、超声波辅助电解将较大水合离子团和较大水分子团形成小的水合离子团和小的水分子团，本发明更加有效和可控，明显的效率高且有效率远高于超声波辅助。如单用脉冲直流电电解，则电解效率慢，更重要的是连续性差且电解产生的小水合离子团和小水分子团不彻底，影响最终的电解效果，因此，本发明具有目前其他电解水机没有的电解效果，具有很高的实用及使用价值，值得推广。

本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案，都属于本发明的保护范围。

图1是本发明的结构示意图

附图标记中：1、电解池；2、直流电源；3、交流电源；4、第二调节器；5、滤波器；6、第一电磁开关；7、第一出水口；8、第二出水口；9、第一电解板；10、第一电极；11、第二电解板；12、第二电极；13、进水口；15、第一通气口；16、第二通气口；17、离子选择膜；18、第一调节器；19、第二电磁开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

实施例1：如图1所示，本实施例的电解水机，包括电解池1、直流电源2、交流电源3；

电解池1上端设置有进水口13，底端设置有出水口；交流电源3与第一电极10和第二电极12通过导线连接，直流电源2与第一电解板9和第二电解板11通过导线连接；第一电极10、第二电极12、第一电解板9和第二电解板11设置在电解池1内。

电解池1中间设置有离子选择膜17，离子选择膜17将电解池1完全分成两部分。

交流电源3与第一电极10和第二电极12构***路中串联有第二调节器4和滤波器5且设置有第一电磁开关6；直流电源2与第一电解板9和第二电解板11构成的电路中并联有第一调节器18且设置有第二电磁开关19。

离子选择膜17将电解池1分开成两部分，第一电极10与第二电极12在离子选择膜17两侧各分布一个；第一电解板9与第二电解板11在离子选择膜17两侧各分布一个。

电解池1被离子选择膜17分开成的两部底端分别设置有第一出水口7和第二出水口8；电解池1被离子选择膜17分开成的两部顶端分别设置有第一出气口15和第二出气口16。

第一电解板9、第二电解板11与直流电源2通过导线连接构成电解电路中，并联有第一调节器18，第一调节器18可以调节不同阻值；第一电极10、第二电极12与交流电源3构成的电路中，串联有第二调节器4和滤波器5，第二调节器4可以调节不同阻值，滤波器5具有过滤半波和调谐电流功能。

第一电解板9、、第二电解板11、第一电极10和第二电极12为铂、钛或铂钛合金材质。

通过两条电路实现；其一为由第一电解板9、第二电解板11、直流电源2、第一调节器18和第二电磁开关19构成的电路，第一电解板9、第二电解板11设置在电解池1内且平行布置且构成电容结构；其二为由第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4、第一电磁开关6和滤波器5构成的电路。

电解池1由离子选择膜17完全隔离分成2部分，第一调节器18与第一电解板9、第二电解板11构成电容结构并联；第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4和滤波器5串联。

第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4和滤波器5串联的电路中第一电磁开关6接通后，电流经滤波器5过滤后形成半波直流电，过滤后形成半波直流电的电极与同极的第一电解板9或第二电解板11同处电解池1被离子选择膜17完全隔离开的一端，即第一电解板9、第二电解板11、第一电极10和第二电极12接通电路后相同电极分布在电解池1被离子选择膜17完全隔离开的同端，不同极分布在另一端。

实施例2：如图1所示，本实施例的电解水机，包括电解池1、直流电源2、交流电源3；

电解池1上端设置有进水口13，底端设置有出水口；交流电源3与第一电极10和第二电极12通过导线连接，直流电源2与第一电解板9和第二电解板11通过导线连接；第一电极10、第二电极12、第一电解板9和第二电解板11设置在电解池1内。第一电极板9接通直流电源2的负极，第二电极板11接通直流电源2的正极。

电解池1中间设置有离子选择膜17，离子选择膜17将电解池1完全分成两部分。

交流电源3与第一电极10和第二电极12构***路中串联有第二调节器4和滤波器5且设置有第一电磁开关6；直流电源2与第一电解板9和第二电解板11构成的电路中并联有第一调节器18且设置有第二电磁开关19。

离子选择膜17将电解池1分开成两部分，第一电极10设置在离子选择膜17左侧，第二电极12与第二电解板11设置在离子选择膜17的右侧。

电解池1被离子选择膜17分开成的左右两侧底端分别设置有第一出水口7和第二出水口8；电解池1被离子选择膜17分开成的左右两侧顶端分别设置有第一出气口15和第二出气口16。

第一电解板9、第二电解板11与直流电源2通过导线连接构成电解电路中，并联有第一调节器18，第一调节器18可以调节不同阻值；第一电极10、第二电极12与交流电源3构成的电路中，串联有第二调节器4和滤波器5，第二调节器4可以调节不同阻值，滤波器5过滤掉电路中电流的负半波，因此第二电极为正极。

第一电解板9、、第二电解板11、第一电极10和第二电极12为铂、钛或铂钛合金材质。

通过两条电路实现；其一为由第一电解板9、第二电解板11、直流电源2、第一调节器18和第二电磁开关19构成的电路，第一电解板9、第二电解板11设置在电解池1内且平行布置且构成电容结构；其二为由第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4、第一电磁开关6和滤波器5构成的电路。第一电极板9接通直流电源2的负极，第二电极板11接通直流电源2的正极。

电解池1由离子选择膜17完全隔离分成2部分，第一调节器18与第一电解板9、第二电解板11构成电容结构并联；第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4和滤波器5串联。

第一电极10、第二电极12、交流电源3、第二调节器4和滤波器5串联的电路中第一电磁开关6接通后，电流经滤波器5过滤后形成半波直流电，滤波器5过滤掉电路中电流的负半波，因此第二电极为正极。

闭合第一电磁开关6与第二电磁开关19，直流电源2并联电路与交流电源3串联都接通，交流电源3串联电路中，电流经滤波器5过滤后生成脉冲直流电流，因此第二电极12向电解池1释放脉冲直流电流，而第一电极10则接交流电源3的接地相即零线，所以，第二电极12电势为正，第一电极10电势为0，而第一电解板9接直流电源2的负极，第一电解板9电势为负，第二电解板11接直流电源2的正极，第二电解板11电势为正；所以第二电极12的直流脉冲电流和第二电解板11的直流电流都流向第一电解板9，交流电源3串联电路对直流电源2并联电路进行充电过程，同时也加大了第一电解板9与第二电解板11构成的电容结构的电量，加速电解。最为重要的是第二电极12的脉冲直流电将水质中的水解离子以脉冲形式运动，将大水合离子团和大水分子团碰撞和产生共振，生成小的水合离子团及小的水分子团，并以一部分的热现象产生，加剧电解过程，提高电解效率。由于水合离子在水中分布呈不规则性和运动性即物质的热现象，在电解过程中电解池水质中离子反而受到电解程度更加均匀。由于有离子选择膜17的作用，水中H+和HO-不能通过离子选择膜17而其他离子不受限制，故电解池中产生氢气的一端会有多余的HO-呈碱性，产生氧气的一端会有多余的H+呈酸性，因此得到了适合饮用的小分子团弱碱性水和小分子团弱酸性水。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电解水机，其特征在于：包括电解池（1）、直流电源（2）、交流电源（3）；

所述电解池（1）上端设置有进水口（13），所述底端设置有出水口；所述交流电源（3）与第一电极（10）和第二电极（12）通过导线连接，所述直流电源（2）与第一电解板（9）和第二电解板（11）通过导线连接；所述第一电极（10）、第二电极（12）、第一电解板（9）和第二电解板（11）设置在电解池（1）内。

2.根据权利要求1所述的电解水机，其特征在于：所述电解池（1）中间设置有离子选择膜（17），所述离子选择膜（17）将电解池（1）完全分成两部分。

3.根据权利要求1所述的电解水机，其特征在于：所述交流电源（3）与第一电极（10）和第二电极（12）构***路中串联有第二调节器（4）和滤波器（5）且设置有第一电磁开关（6）；所述直流电源（2）与第一电解板（9）和第二电解板（11）构成的电路中并联有第一调节器（18）且设置有第二电磁开关（19）。

4.根据权利要求2所述的电解水机，其特征在于：所述离子选择膜（17）将电解池（1）分开成两部分，所述第一电极（10）与第二电极（12）在离子选择膜（17）两侧各分布一个；所述第一电解板（9）与第二电解板（11）在离子选择膜（17）两侧各分布一个。

5.根据权利要求4所述的电解水机，其特征在于：所述电解池（1）被离子选择膜（17）分开成的两部底端分别设置有第一出水口（7）和第二出水口（8）；所述电解池（1）被离子选择膜（17）分开成的两部顶端分别设置有第一出气口（15）和第二出气口（16）。

6.根据权利要求3所述的电解水机，其特征在于：所述第一电解板（9）、第二电解板（11）与直流电源（2）通过导线连接构成电解电路中，并联有第一调节器（18），所述第一调节器（18）可以调节不同阻值；所述第一电极（10）、第二电极（12）与交流电源（3）构成的电路中，串联有第二调节器（4）和滤波器（5），所述第二调节器（4）可以调节不同阻值，所述滤波器（5）具有过滤半波和调谐电流功能。

7.根据权利要求1、3、4、6中任一所述的电解水机，其特征在于：所述第一电解板（9）、第二电解板（11）、第一电极（10）和第二电极（12）为铂、钛或铂钛合金材质。

8.根据权利要求1所述的电解水机的电解方法，其特征在于：通过两条电路实现；其一为由第一电解板（9）、第二电解板（11）、直流电源（2）、第一调节器（18）和第二电磁开关（19）构成的电路，所述第一电解板（9）、第二电解板（11）设置在电解池（1）内且平行布置且构成电容结构；其二为由第一电极（10）、第二电极（12）、交流电源（3）、第二调节器（4）、第一电磁开关（6）和滤波器（5）构成的电路。

9.根据权利要求8所述的电解水机的电解方法，其特征在于：所述电解池（1）由离子选择膜（17）完全隔离分成2部分，所述第一调节器（18）与第一电解板（9）、第二电解板（11）构成电容结构并联；所述第一电极（10）、第二电极（12）、交流电源（3）、第二调节器（4）和滤波器（5）串联。

10.根据权利要求9所述的电解水机的电解方法，其特征在于：所述第一电极（10）、第二电极（12）、交流电源（3）、第二调节器（4）和滤波器（5）串联的电路中第一电磁开关（6）接通后，电流经滤波器（5）过滤后形成半波直流电，所述过滤后形成半波直流电的电极与同极的第一电解板（9）或第二电解板（11）同处电解池（1）被离子选择膜（17）完全隔离开的一端，即第一电解板（9）、第二电解板（11）、第一电极（10）和第二电极（12）接通电路后相同电极分布在电解池（1）被离子选择膜（17）完全隔离开的同端，不同极分布在另一端。