ES2888998T3 - Dispositivo de producción de agua que contiene hidrógeno - Google Patents
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Abstract
Un aparato (10) para fabricar agua que contiene hidrógeno, comprendiendo el aparato (10) : una porción de recipiente (100) formada con un espacio superior (101) y un espacio inferior (103) colocados verticalmente alrededor de un pasaje de conexión (105) en el mismo; una membrana de intercambio de iones (110) configurada para cerrar el paso de conexión (105); una porción electrolítica (120) que comprende un cátodo (121) dispuesto en el espacio superior (101) y un ánodo (123) dispuesto en el espacio inferior (103); una porción de mango (300) configurada para acoplarse a la porción de recipiente (100) y para proporcio nar un pasaje de suministro para el agua que se suministrará al espacio inferior (103) y un pasaje de des carga para descargar el oxígeno y el ozono generados desde el espacio inferior (103); y una porción de conexión (200) que tiene una estructura de doble tubo con un tubo exterior (210) y un tubo interior (220) configurado para conectar la porción de recipiente (100) y la porción de mango (300), en el que la porción de mango (300) comprende: un miembro de tubo (310) configurado para acoplarse a un tubo exterior (210) de la porción de conexión (200) para extenderse hacia arriba; y un miembro de embudo (320) configurado para acoplarse a un tubo interior (220) de la porción de conexión (200) y que tiene una superficie circunferencial exterior superior en contacto ajustado con una superficie circunferencial interior del miembro de tubo (310), en el que se forma una primera ranura de descarga de gas (321) en la superficie circunferencial exterior superior del miembro de embudo (320) para extenderse hacia arriba y hacia abajo para abrir ambos extremos, en el que el espacio superior (101) está dispuesto en el lado superior del espacio inferior (103) y el pasaje de conexión (105) está dispuesto entre el espacio superior (101) y el espacio inferior (103), en el que la membrana de intercambio de iones (110) es una membrana de intercambio de cationes que no permite el paso del agua pero sí de los iones positivos, en el que el agua contenida en el espacio superior (101) no puede pasar al espacio inferior (103) y el agua contenida en el espacio inferior (103) no puede pasar al espacio superior (101).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de producción de agua que contiene hidrógeno
Referencia cruzada a la(s) solicitud(es) relacionada(s)
La presente solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente coreana número 10 - 2016 - 0059783 presentada el 16 de mayo de 2016 en la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea.
Antecedentes
1. Campo
La presente invención se refiere a un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de acuerdo con la reivindi cación 1 adjunta.
2. Descripción de la técnica relacionada
Se sabe que el estado físico de una persona puede estar estrechamente relacionado con el agua que bebe.
El organismo controla la acción osmótica intracelular mediante el equilibrio de los iones metálicos. Para ello, el agua potable aporta diversos minerales tales como calcio, potasio, magnesio y otros necesarios para el cuerpo humano. Puesto que el cuerpo humano está compuesto en su mayor porción por ácido, es preferible beber agua alcalescente para neutralizarlo. Además de la neutralización, se sabe que el agua alcalescente inhibe el cáncer, ayuda a las acti vidades de los antioxidantes y las enzimas del cuerpo, mejora la digestión y la absorción de los alimentos y refuerza la inmunidad.
El agua que contiene hidrógeno no solo presenta los efectos que se han mencionado más arriba, sino que también proporciona una eficacia de descontaminación de la radiación que se descubrió cuando la contaminación radiactiva se convirtió en un grave desastre mundial debido a las emisiones de radiactividad en el momento del accidente de la central nuclear de Fukushima en 2011. Por ello, existe una gran demanda de agua que contiene hidrógeno en la comunidad internacional.
El agua que contiene hidrógeno puede convertir el oxígeno activo en el cuerpo en agua para ser absorbida por el cuerpo o ser descargada fuera del cuerpo. Específicamente, puesto que el hidrógeno puede pasar a través de la membrana celular, se une al oxígeno activo dañino en la célula y a continuación el oxígeno activo combinado con el hidrógeno se convierte en agua. Por lo tanto, el agua que contiene hidrógeno es cada vez más popular debido a que tiene excelentes efectos en varias enfermedades tales como el cáncer, la diabetes, el infarto cerebral y otras simila res causadas por el exceso de oxígeno activo en el cuerpo.
En la Publicación de Patente JP Número 2010 - 269246 (02.12.2010), se divulga un método para producir agua que contiene hidrógeno para bebidas.
El documento CN 105174384 A divulga un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno que comprende: una porción de recipiente con un espacio superior y un espacio inferior colocados verticalmente alrededor de un pasaje de conexión en el mismo, una membrana de intercambio iónico que cierra el pasaje de conexión y una célula elec trolítica que comprende un cátodo en el espacio superior y un ánodo en el espacio inferior. El aparato está provisto además de una porción de mango acoplada a la porción de recipiente.
Sumario
Las realizaciones de esta divulgación pueden proporcionar un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno que tenga una estructura en la que un espacio de recepción de agua esté separado hacia arriba y hacia abajo alre dedor de un pasaje de conexión provisto de una membrana de intercambio de iones.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato de acuerdo con la reivindicación adjunta 1 para la fabricación de agua que contiene hidrógeno que incluye una porción de recipiente formada con un espacio superior y un espacio inferior colocados verticalmente alrededor de un pasaje de conexión en el mismo; una membrana de intercambio de iones configurada para cerrar el pasaje de conexión; una porción electrolítica que comprende un cátodo dispuesto en el espacio superior y un ánodo dispuesto en el espacio inferior; y una porción de mango confi gurada para acoplarse a la porción de recipiente y para proporcionar un pasaje de suministro para el agua que se suministrará al espacio inferior y un pasaje de descarga para descargar el oxígeno y el ozono generados desde el espacio inferior.
El aparato incluye una porción de conexión que tiene una estructura de doble tubo con un tubo exterior y un tubo interior configurado para conectar la porción de recipiente y la porción de mango.
La porción de mango incluye un miembro de tubo configurado para acoplarse a un tubo exterior de la porción de conexión para extenderse hacia arriba; y un miembro de embudo configurado para acoplarse a un tubo interior de la porción de conexión y que tiene una superficie circunferencial exterior superior en contacto ajustado con una super ficie circunferencial interior del miembro de tubo, en el que se forma una primera ranura de descarga de gas en la superficie circunferencial exterior superior del miembro de embudo para que se extienda hacia arriba y hacia abajo para abrir ambos extremos.
El espacio superior está dispuesto en el lado superior del espacio inferior y el pasaje de conexión está dispuesto entre el espacio superior y el espacio inferior.
La membrana de intercambio de iones es una membrana de intercambio de cationes que no permite el paso de agua pero sí de iones positivos, en la que el agua contenida en el espacio superior no puede pasar al espacio infe rior y el agua contenida en el espacio inferior no puede pasar al espacio superior.
La porción de mango puede incluir además una porción de filtro configurada para acoplarse a la porción de mango y filtrar el ozono descargado desde el espacio inferior.
La porción de filtro puede incluir una carcasa inferior configurada para asentarse en el miembro de embudo; una carcasa superior configurada para acoplarse de forma desmontable a la carcasa inferior y cooperar con la carcasa inferior para formar un espacio de recepción; una red de malla configurada para cerrar una superficie superior abier ta de la carcasa superior; un miembro de filtro configurado para estar dispuesto en el espacio de recepción para filtrar el ozono; y un tercer miembro de sellado configurado para acoplarse a una superficie circunferencial exterior de la carcasa inferior o de la carcasa superior, en la que la carcasa inferior está formada de manera que el espacio de recepción está conectado al espacio interior del miembro de embudo y a la primera ranura de descarga de gas. La carcasa inferior incluye una región que se estrecha progresivamente configurada para estar en contacto ajustado con la superficie circunferencial interior del miembro de embudo; una región de tubo exterior configurada para exten derse hacia arriba desde el extremo superior de la región que se estrecha progresivamente y roscarse a la carcasa superior; y una región de tubo interior configurada para extenderse hacia arriba desde la superficie circunferencial interior de la región que se estrecha progresivamente, en la que se forma un primer orificio pasante en el extremo inferior de la región que se estrecha progresivamente para realizar la conexión entre el espacio interior de la región de tubo interior y el espacio interior del miembro de embudo, y en la que se forma una segunda ranura de descarga de gas en la superficie circunferencial exterior de la región que se estrecha progresivamente para realizar la cone xión entre el espacio interior de la región de tubo interior y la primera ranura de descarga de gas.
La carcasa inferior puede incluir además una región de tubo de extremo inferior configurada para extenderse hacia abajo desde el extremo inferior de la región que se estrecha progresivamente para insertarse en el miembro de em budo, en la que se forma un segundo orificio pasante en la región que se estrecha progresivamente para realizar la conexión entre el espacio interior de la región de tubo interior y la segunda ranura de descarga de gas
La porción de filtro puede incluir además un conjunto de válvulas configurado para abrir o cerrar la superficie supe rior de la región de tubo interior en función de la presión del espacio inferior, en el que el conjunto de válvulas está configurado para cerrar la superficie superior de la región de tubo interior cuando la presión del espacio inferior es menor que un valor predeterminado, y para abrir la superficie superior de la región de tubo interior cuando la presión del espacio inferior es igual o mayor que un valor predeterminado.
El conjunto de válvula puede incluir un tapón configurado para cerrar la superficie superior de la región de tubo inte rior; un segundo soporte dispuesto en el espacio de recepción para ser restringido en el movimiento hacia arriba y hacia abajo; y un miembro elástico configurado para acoplarse al segundo soporte para presionar el tapón hacia la región de tubo interior.
El segundo soporte es restringido del movimiento ascendente y descendente por el miembro de filtro y la región que se estrecha progresivamente y está formado en una forma de tubo que tiene una brida que sobresale de la superfi cie circunferencial interior del extremo superior para soportar el miembro elástico.
El aparato puede incluir además un primer miembro de sellado configurado para ser interpuesto entre la membrana de intercambio de iones y el cátodo para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio de iones y la superficie circunferencial interior del pasaje de conexión; y un segundo miembro de sellado configurado para ser interpuesto entre la membrana de intercambio de iones y el ánodo para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio de iones y la superficie circunferencial interior del pasaje de conexión.
El aparato puede incluir además un sensor de nivel de agua configurado para detectar un nivel de agua contenida en el espacio inferior; una porción de alarma configurada para informar sobre la necesidad de suministro de agua debi do a la insuficiencia de agua contenida en el espacio inferior; y una porción de control configurada para accionar la porción de alarma cuando el nivel de agua detectado por el sensor de nivel de agua sea inferior a un valor predeter minado.
El aparato puede incluir además un receptáculo al que se acopla de forma desmontable la porción de recipiente y en el que se forma un terminal de alimentación para suministrar electricidad a diversos dispositivos eléctricos.
La porción de recipiente está provista de una batería para almacenar la electricidad suministrada a través del termi nal de alimentación.
El receptáculo está provisto de una porción de entrada para que un usuario introduzca una señal de conexión / des conexión de la electricidad suministrada a través del terminal de alimentación o para controlar la cantidad de sumi nistro de energía o el tiempo de suministro de energía.
De acuerdo con la presente invención, el espacio de recepción de agua está separado en un espacio superior y un espacio inferior alrededor del pasaje de conexión provisto de la membrana de intercambio de iones, de manera que el agua que contiene hidrógeno se genere en el espacio superior, y el oxígeno y el ozono se generen en el espacio inferior y se descarguen al exterior a través de la porción de mango. Además, la porción de mango puede ser utiliza da como un pasaje de suministro de agua para suministrar agua al espacio inferior.
De acuerdo con la presente invención, la porción de mango está provista de un miembro de embudo en el que la superficie circunferencial exterior superior se encuentra en contacto ajustado con la superficie circunferencial interior del miembro de tubo y la primera ranura de descarga de gas está formada en la superficie circunferencial exterior superior, de modo que el suministro de agua y la descarga de gas se realizan sin problemas a través de la porción de mango.
De acuerdo con algunas realizaciones de esta divulgación, puesto que la porción de mango está provista de la por ción de filtro para filtrar el ozono, los gases generados en el espacio inferior pueden ser descargados en un estado en el que se retira el ozono.
De acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación, la porción de filtro está provista de un conjunto de válvulas para cerrar el paso de suministro de agua cuando la presión del espacio inferior es menor que un valor predeterminado y para abrir el paso de descarga de oxígeno y ozono cuando la presión del espacio inferior es igual o mayor que un valor predeterminado, de modo que sea posible evitar que el agua se vierta a través de la porción de mango incluso cuando el aparato de suministro de agua que contiene hidrógeno se agita o se cae y también evitar que todo tipo de dispositivos, incluida la membrana de intercambio iónico, se dañen cuando el oxígeno y el ozono generados en el espacio inferior se acumulen a alta presión.
Otras características y aspectos serán evidentes a partir de la descripción detallada que sigue, los dibujos y las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno.
La figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de un aparato para fabricar agua que contie ne hidrógeno en el que un receptáculo está separado.
La figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra el aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de la figura 2 que está parcialmente desmontado.
La figura 4 una vista en perspectiva que ilustra el aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de la figura 2 que está parcialmente cortada verticalmente.
La figura 5 es una vista ampliada de una porción A de la figura 1.
La figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una pieza de mango desmontada.
La figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra una porción de mango de la figura 6 que está cortada verticalmente.
La figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una pieza de filtro desmontada.
La figura 9 es una vista en perspectiva que ilustra una porción de filtro de la figura 8 que está cortada verti calmente.
La figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de un conjunto de válvula desmontada. La figura 11 una vista en perspectiva que ilustra una porción de conjunto de válvula de la figura 10 que está cortada verticalmente.
La figura 12 es un diagrama que ilustra un ejemplo de una porción de control.
La figura 13 una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de aparato para fabricar agua que con tiene hidrógeno en el que se está suministrando agua.
La figura 14 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno que está produciendo agua que contiene hidrógeno.
A lo largo de los dibujos y de la descripción detallada, los mismos números de referencia se refieren a los mismos elementos. Los dibujos pueden no estar a escala, y el tamaño relativo, las proporciones y la representación de los elementos en los dibujos pueden estar exagerados para mayor claridad, ilustración y conveniencia.
Descripción detallada
Los términos utilizados en la memoria descriptiva tienen por objeto describir ciertas realizaciones solamente, y no restringirán en modo alguno la presente divulgación. A menos que se utilice claramente lo contrario, las expresiones en número singular incluyen un significado plural.
En la presente memoria descriptiva, una expresión tal como "que comprende" o "que consiste en" tiene por objeto designar una característica, un número, un paso, una operación, un elemento, una porción o combinaciones de los mismos, y no se interpretará para excluir cualquier presencia o posibilidad de una o más características, números, pasos, operaciones, elementos, partes o combinaciones de los mismos.
Cuando un elemento se describe como estando "conectado" o "acoplado" a otro elemento, se interpretará como que está conectado o tiene acceso al otro elemento directamente, pero también como que tenga posiblemente otro ele mento entre ellos.
En los dibujos que se acompañan, algunos elementos pueden estar exagerados, omitidos o brevemente ilustrados, y las dimensiones de los elementos no reflejan necesariamente las dimensiones reales de estos elementos.
Aunque pueden utilizarse términos tales como "primero" y "segundo", etc., para describir diversos componentes, éstos no deben estar limitados a los términos mencionados. Los términos anteriores se utilizan sólo para distinguir un componente de otro.
El aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invención se describirá a continuación con más detalle haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que se da el mismo número de referencia a aquellos componentes que son iguales o están en correspondencia, independien temente del número de figura, y se omiten las explicaciones redundantes.
La figura 1 es una vista en sección que ilustra un ejemplo de un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno, la figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de un aparato para fabricar agua que contiene hidró geno del cual un recipiente está separado, la figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra el aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de la figura 2 que está parcialmente desmontado, y la figura 4 es una vista en perspec tiva que ilustra el aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno de la figura 2 que está parcialmente cortado verticalmente.
Haciendo referencia a desde la figura 1 a la figura 4, un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno 10 de acuerdo con un ejemplo incluye una porción de recipiente 100, una porción de conexión 200, una porción de mango 300, una porción de filtro 400 y un receptáculo 500.
En la porción de recipiente 100 hay formados un espacio superior 101 y un espacio inferior 103, que reciben agua. El espacio superior 101 y el espacio inferior 103 están dispuestos hacia arriba y hacia abajo alrededor del pasaje de conexión 105, respectivamente. El espacio superior 101 está dispuesto en el lado superior del espacio inferior 103 y el pasaje de conexión 105 está dispuesto entre el espacio superior 101 y el espacio inferior 103. Es decir, en el apa rato de fabricación de agua que contiene hidrógeno 10, el espacio superior 101 en el que está instalado un cátodo 121 (ver la figura 5) y el espacio inferior 103 en el que está instalado un ánodo 123 (ver la figura 5) puede formarse en un recipiente, es decir, en la porción de recipiente 100.
La porción de recipiente 100 puede tener una superficie superior abierta. Como resultado, el agua que contiene hidrógeno generada en el espacio superior 101 puede ser descargada al exterior a través de la superficie superior abierta de la porción de recipiente 100.
La figura 5 es una vista ampliada de una porción A de la figura 1.
Haciendo referencia a la figura 5, una membrana de intercambio iónico 110 y una porción electrolítica 120 pueden estar acopladas a la porción de recipiente 100.
La membrana de intercambio iónico 110 no permite el paso de agua, pero sí de iones positivos, por ejemplo que pase iones de hidrógeno (H+).
La membrana de intercambio iónico 110 es una membrana de intercambio catiónico.
La membrana de intercambio iónico 110 está acoplada a la porción de recipiente 100 para cerrar el pasaje de cone xión 105. El agua contenida en el espacio superior 101 no puede pasar al espacio inferior 103 y el agua contenida en el espacio inferior 103 no puede pasar al espacio superior 101.
La porción electrolítica 120 puede electrolizar el agua contenida en la porción de recipiente 100.
La porción electrolítica 120 incluye el cátodo 121 y el ánodo 123. El cátodo 121 puede estar acoplado a la porción de recipiente 100 para estar dispuesto en el espacio superior 101 y el ánodo 123 puede estar acoplado a la porción de recipiente 100 para estar dispuesto en el espacio inferior 103. Esto significa que el cátodo 121 puede estar dispuesto en el espacio superior 101 o estar dispuesto en el espacio superior 101 del pasaje de conexión 105 alrededor de la membrana de intercambio de iones 110, mientras que el ánodo 123 puede estar dispuesto en el espacio inferior 103 o estar dispuesto en el espacio inferior 103 del pasaje de conexión 105 alrededor de la membrana de intercambio de iones 110.
Las ecuaciones de reacción química en el cátodo 121 y el ánodo 123 son las siguientes.
Esquema 1
Cátodo: 4H2O 4e- ^ 2H2 + 4OH
Ánodo: 2H20 ^ O2 + 4H+ + 4e-Haciendo al Esquema 1, el hidrógeno (H2) y los iones de hidróxido (OH- ) pueden ser generados en el espacio supe rior 101 y el oxígeno (O2) puede ser generado en el espacio inferior 103. Mientras tanto, una porción de oxígeno (O2) generado en el espacio inferior 103 puede convertirse en ozono (O3) por reacción con el agua contenida en el espa cio inferior 103, como se muestra en el siguiente esquema 2.
Esquema 2
O2 + H20 ^ O3 + 2H+ + 2e-Haciendo referencia a los esquemas 1 y 2, se pueden generar iones de hidrógeno (H+) además de oxígeno (O2) y ozono (O3) en el espacio inferior 103. Los iones de hidrógeno (H+) pueden pasar al espacio superior 101 a través de la membrana de intercambio iónico 110 y convertirse en hidrógeno (H2) en el cátodo 121.
El hidrógeno (H2) puede disolverse en el agua contenida en el espacio superior 101 para generar agua que contenga hidrógeno debido a su alta solubilidad en el agua. En particular, puesto que el ion hidróxido (OH- ) coexiste en el espacio superior 101, puede generarse agua alcalescente que contiene hidrógeno. Por otro lado, puesto que el oxí geno (O2) existe en estado sustancialmente gaseoso a temperatura ambiente, la presión en el espacio inferior 103 puede aumentar. Puesto que el ozono (O3) se encuentra en un estado inestable tal y como está, se disuelve mayoritariamente en el agua o se descompone o reduce espontáneamente para convertirse en oxígeno (O2). Sin embargo, puesto que el ozono (O3) causa molestias debido a su olor característico incluso con una cantidad extremadamente pequeña, o tiene efectos nocivos en el cuerpo humano, se requiere un tratamiento adecuado para el mismo.
Un primer miembro de sellado 130 y un segundo miembro de sellado 140 pueden estar interpuestos entre el cátodo 121 y el ánodo 123 para evitar fugas.
El primer miembro de sellado 130 puede estar dispuesto entre la membrana de intercambio iónico 110 y el cátodo 121 para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio iónico 110 y la superficie circunferencial inte rior del pasaje de conexión 105. El segundo miembro de sellado 140 puede estar dispuesto entre la membrana de intercambio 110 y el ánodo 123 para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio iónico 110 y la superficie circunferencial interior del pasaje de conexión 105. El primer miembro de sellado 130 y el segundo miem bro de sellado 140 pueden evitar que el agua contenida en el espacio superior 101 y el agua contenida en el espacio inferior 103 se filtren y se mezclen una con la otra a través de la porción de unión entre la porción de recipiente 100 y la membrana de intercambio iónico 110.
El primer miembro de sellado 130 y el segundo miembro de sellado 140 pueden estar formados, por ejemplo, por una junta tórica de un material de silicona.
La porción de conexión 200 conecta la porción de recipiente 100 y la porción de mango 300.
La porción de conexión 200 puede tener una forma curva. Es decir, un extremo de la porción de conexión 200 aco plado a un lado de la porción de recipiente 100 puede extenderse horizontalmente, y el otro extremo de la porción de conexión 200 acoplado al extremo inferior de la porción de mango 300 puede extenderse hacia arriba.
La porción de conexión 200 tiene una estructura de doble tubo conectada fluidamente al espacio inferior 103. Es decir, la porción de conexión 200 incluye un tubo exterior 210 y un tubo interior 220, que están conectados respecti vamente de forma fluida al espacio inferior 103. El tubo exterior 210 puede estar acoplado a la porción de recipiente 100 y el tubo interior 220 puede estar dispuesto dentro del tubo exterior 210 para ser acoplado al tubo exterior 230 por medio de un primer soporte 230. Mientras tanto, una salida formada en un lado de la porción de recipiente 100 puede estar formada para que tenga una estructura de tubo doble para ser acoplada a la porción de conexión 200 que tiene la estructura de tubo doble.
La porción de mango 300 está acoplada a la porción de recipiente 100 por medio de la porción de conexión 200 para proporcionar simultáneamente un pasaje de suministro para que el agua sea suministrada al espacio inferior 103 y un pasaje de descarga para descargar el oxígeno y el ozono generados desde el espacio inferior 103.
La figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una pieza de agarre desmontada y la figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra una porción de la pieza de agarre de la figura 6 que está cortada verticalmente. Haciendo referencia a la figura 6 y a la figura 7, la porción de mango 300 incluye un miembro de tubo 310 y un miembro de embudo 320.
El miembro de tubo 310 está acoplado al tubo exterior 210 para extenderse hacia arriba. El miembro de tubo 310 puede estar conectado fluidamente al tubo exterior 210.
El miembro de embudo 320 está acoplado al tubo interior 220 y la superficie circunferencial exterior superior del miembro de embudo 320 está en contacto ajustado con la superficie circunferencial interior del miembro de tubo 310. Por otro lado, una primera ranura de descarga de gas 321 está formada en la superficie circunferencial exterior superior del miembro de embudo 320. La primera ranura de descarga de gas 321 puede extenderse verticalmente para abrirse en ambos extremos.
De esta manera, el agua suministrada al miembro de embudo 320 a través de la superficie superior abierta del miembro de tubo 310 puede ser movida al espacio inferior 103 a través del tubo interior 220, mientras que el oxígeno (O2) y el ozono (O3) generados en el espacio inferior 103 y movidos a través del espacio entre el tubo exterior 210 y el tubo interior 220 pueden ser movidos hacia arriba a través del espacio entre el miembro de tubo 310 y el miembro de embudo 320 para ser descargados al exterior secuencialmente a través de la primera ranura de descarga de gas y la superficie superior abierta del miembro de tubo 310. La primera ranura de descarga de gas 321 puede estar formada en plural.
La porción de filtro 400 puede estar acoplada a la porción de mango 300 y puede filtrar el ozono (O3) generado en el espacio inferior 103.
La figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una pieza de filtro desmontada y la figura 9 es una vista en perspectiva que ilustra una porción de la porción de filtro de la figura 8 que está cortada verticalmente. Haciendo referencia a la figura 8 y a la figura 9, la porción de filtro 400 puede incluir una carcasa inferior 410, una carcasa superior 420, un miembro de filtro 430, un tercer miembro de sellado 440 y un conjunto de válvula 450. La carcasa inferior 410 puede estar acoplada de forma desmontable a la carcasa superior 420 y cooperar con la carcasa superior 420 para formar un espacio de recepción para recibir el miembro de filtro 430 y el conjunto de vál vula 450. La carcasa inferior 410 y la carcasa superior 420 pueden acoplarse de forma desmontable una a la otra para facilitar la sustitución del miembro de filtro 430 y el mantenimiento del conjunto de válvula 450.
La carcasa inferior 410 puede estar asentada en el miembro de embudo 320.
La carcasa inferior 410 puede incluir una región de tubo de extremo inferior 411, una región que se estrecha progre sivamente 413, una región de tubo exterior 417 y una región de tubo interior 419.
La región de tubo de extremo inferior 411 puede estar formada con una forma de tubo. La región de tubo inferior 411 puede insertarse en el miembro de embudo 320.
La región que se estrecha progresivamente 413 puede estar formada por una forma de tubo que se extiende hacia arriba desde el extremo superior de la región de tubo del extremo inferior 411 y aumenta su diámetro a medida que aumenta la altura. La región que se estrecha progresivamente 413 puede estar en contacto ajustado con la superfi cie circunferencial interior del miembro de embudo 320.
La región de tubo exterior 417 puede extenderse hacia arriba desde el extremo superior de la región que se estrecha progresivamente 413 y puede estar formada en forma de tubo. Un tornillo hembra puede estar formado en la super ficie circunferencial interior de la región de tubo exterior 417 para ser atornillada a la carcasa superior 420 en la que se forma un tornillo macho en la superficie circunferencial exterior. Como otro ejemplo, se puede formar un tornillo macho en la superficie circunferencial exterior de la región del tubo exterior 417 y un tornillo hembra en la superficie circunferencial interior de la carcasa superior 420 para que se atornillen uno a la otra.
La región del tubo interior 419 puede sobresalir de la superficie circunferencial interior de la región que se estrecha progresivamente 413 para extenderse hacia arriba y puede estar formada en forma de tubo. El espacio interior de la región de tubo interior 419 puede estar conectado fluidamente al espacio interior de la región de tubo del extremo inferior 411. En la región que se estrecha progresivamente 413 pueden estar formados una segunda ranura de des carga de gas 414, un primer orificio pasante 415 y un segundo orificio pasante 416. La segunda ranura de descarga de gas 414 puede estar formada en la superficie circunferencial exterior de la región que se estrecha progresivamen te 413, de modo que el oxígeno (O2) y el ozono (O3) descargados a través de la primera ranura de descarga de gas 321 puedan ser suministrados al segundo orificio pasante 416. El primer orificio pasante 415 puede estar formado en el extremo inferior de la región que se estrecha progresivamente 413. El primer orificio pasante 415 puede conectar de forma fluida el espacio interior de la región de tubo del extremo inferior 411 con el espacio interior de la región de tubo interior 419. El segundo orificio pasante 416 puede estar formado en la región que se estrecha progresivamente 413 para conectar fluidamente el espacio interior de la región del tubo interior 419 con la segunda ranura de descar ga de gas 414. Como resultado, el oxígeno (O2) y el ozono (O3) descargados a través de la primera ranura de descarga de gas 321 pueden ser guiados a lo largo de la segunda ranura de descarga de gas 414 y a continuación pasar a través del segundo orificio de paso 416 para alcanzar el espacio interior de la región del tubo interior 419. Mientras tanto, la segunda ranura de descarga de gas 414 y el segundo orificio pasante 416 pueden estar formados en plural.
La carcasa superior 420 puede estar formada en forma de tubo abierto verticalmente.
Una red de malla con estructura de red 421 puede estar acoplada a la superficie superior abierta de la carcasa supe rior 420.
El miembro de filtro 430 puede estar dispuesto por encima del espacio de recepción formado por la carcasa inferior 410 y la carcasa superior 420.
El miembro de filtro 430 puede filtrar el ozono (O3) y permitir que el oxígeno (O2) pase entre el oxígeno (O2) y el ozono (O3) descargado desde el espacio inferior 103. El oxígeno (O2) que pasa a través del miembro de filtro 430 puede ser descargado al exterior a través de la red de malla 421.
El tercer miembro de sellado 440 puede estar acoplado a la superficie circunferencial exterior de la carcasa inferior 410 o de la carcasa superior 420. El tercer miembro de sellado 440 puede evitar que el oxígeno (O2) y el ozono (O3) descargados desde el espacio inferior 103 se descarguen a través del espacio entre el miembro de tubo 310 y la porción de filtro 400 sin pasar por la porción de filtro 400.
El tercer miembro de sellado 440 puede estar hecho, por ejemplo, por una junta tórica de un material de silicona. El conjunto de válvula 450 puede estar dispuesto debajo del espacio de recepción formado por la carcasa inferior 410 y la carcasa superior 420.
El conjunto de válvula 450 puede abrir o cerrar la superficie superior abierta de la región del tubo interior 419 de acuerdo con la presión en el espacio inferior 103. Específicamente, el conjunto de válvula 450 puede cerrar la super ficie superior abierta de la región de tubo interior 419 cuando la presión en el espacio inferior 103 es menor que un valor predeterminado, mientras que puede abrir la superficie superior abierta de la región de tubo interior 419 cuando la presión en el espacio inferior 103 sea igual o mayor que un valor predeterminado. La superficie superior abierta de la región de tubo interior 419 puede abrirse. Como resultado, el conjunto de válvula 450 puede evitar que el agua contenida en el espacio inferior 103 se vierta a través de la porción de mango 300 incluso cuando el aparato para suministrar agua que contiene hidrógeno 10 se sacuda o se caiga y también evitar que todo tipo de dispositivos, incluyendo la membrana de intercambio de iones 110, que están instalados en o en contacto con el espacio inferior 103, se dañen cuando el oxígeno (O2) y el ozono (O3) generados en el espacio inferior se acumulen a alta presión. La presión del espacio inferior 103, que es una referencia para la apertura / cierre de la superficie superior abierta de la región del tubo interior 419 por porción de conjunto de válvulas 450, puede determinarse basándose en las pro piedades físicas de varios dispositivos dispuestos en el espacio inferior 103 o en contacto con él, por ejemplo la resistencia a la rotura de la membrana de intercambio iónico 110 y otros similares
La figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de un conjunto de válvula desmontado y la figura 11 es una vista en perspectiva que ilustra una porción del conjunto de válvula de la figura 10 que está cortada verticalmente.
Haciendo a la figura 10 y a la figura 11, el conjunto de válvula 450 puede incluir un tapón 451, un segundo soporte 453 y un miembro elástico 455.
El tapón 451 puede estar dispuesto en el lado superior de la región del tubo interior 419.
El tapón 451 puede tener forma para cerrar la superficie superior abierta de la región del tubo interior 419.
El segundo soporte 453 puede estar dispuesto en el espacio de recepción formado por la carcasa inferior 410 y la carcasa superior 420 para estar restringido con respecto al movimiento hacia arriba y hacia abajo. El segundo sopor te 453 necesita estar restringido del movimiento hacia arriba y hacia abajo para soportar el miembro elástico 455 para presionar el tapón 451 hacia la región del tubo interior 419.
El segundo soporte 453 puede fijarse a la superficie circunferencial interior de la carcasa inferior 410 o de la carcasa superior 420, pero puede estar en contacto ajustado con el miembro de filtro 430 y la superficie circunferencial inte rior de la zona estrechada progresivamente 413 para ser restringido del movimiento hacia arriba y hacia abajo, en lugar de estar fijado a la carcasa inferior 410 y a la carcasa superior 420 como se muestra. En este último caso, la sustitución del miembro de filtro 430 y el mantenimiento del conjunto de válvula 450 pueden ser relativamente fáci les.
El segundo soporte 453 puede estar formado en forma de tubo que tiene una brida que sobresale de la superficie circunferencial interior del extremo superior para soportar el miembro elástico 455.
El miembro elástico 455 puede aplicarse al segundo soporte 453 y presionar el tapón 451 hacia la región del tubo interior 419. Las propiedades físicas del miembro elástico 455, tal como el módulo elástico, pueden determinarse en función de la presión del espacio inferior 103, que es una referencia para la apertura / cierre de la superficie superior abierta de la región del tubo interior 419.
La porción de recipiente 100 puede ser montada en el receptáculo 500. En particular, el receptáculo 500 puede tener una estructura en la que la porción de recipiente 100 puede acoplarse de forma desmontable, mejorando así la co modidad del usuario. Por ejemplo, un usuario puede levantar la porción de recipiente 100 separada del receptáculo 500 y beber directamente o verter en la taza para beber el agua que contiene hidrógeno.
En el receptáculo 500 puede formarse un terminal de alimentación 510 para suministrar electricidad a varios disposi tivos eléctricos, por ejemplo, la porción electrolítica 120, montada en la porción de recipiente 100. La electricidad suministrada a través del terminal de alimentación 510 puede ser almacenada en la batería 150 montada en la por ción de recipiente 100. Como resultado, puesto que el agua que contiene hidrógeno puede generarse incluso cuan do la porción de recipiente 100 se desconecta del receptáculo 500 para conectarse a una fuente de alimentación exterior con el fin de suministrar electricidad al terminal de alimentación 510, se puede mejorar la movilidad y la portabilidad del aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno 10.
El receptáculo 500 puede estar provisto de una unidad de entrada 520. Un usuario puede utilizar la porción de en trada 520 para introducir una señal de conexión y desconexión de la energía eléctrica que se suministrará a varios dispositivos eléctricos o a la batería 150 montada en la porción de recipiente 100 a través del terminal de energía 510 o para controlar la cantidad de suministro de energía o la duración del suministro de energía. El usuario puede ajustar la concentración de hidrógeno ajustando la cantidad de suministro de energía por medio de la unidad de entrada 520 y ajustar el tiempo de producción de agua de suministro de hidrógeno ajustando el tiempo de suministro de energía a través de la unidad de entrada 520.
La figura 12 es un diagrama que ilustra un ejemplo de una porción de control.
Haciendo referencia a la figura 12, un aparato para fabricar agua que contiene hidrógeno 10 de acuerdo con un ejemplo puede incluir además un sensor de nivel de agua 600, una porción de alarma 610 y una porción de control 620.
El sensor de nivel de agua 600 puede detectar el nivel de agua contenido en el espacio inferior 103. El sensor de nivel de agua 600 puede instalarse en la porción de recipiente 100.
La porción de alarma 610 puede informar al exterior con respecto a la necesidad de suministro de agua debido a la insuficiencia de agua contenida en el espacio inferior 103. La porción de alarma 610 puede instalarse en la porción de recipiente 100 o en el receptáculo 500. La porción de alarma 610 puede incluir varios dispositivos de visualización de información, por ejemplo, luces LED, sirenas, dispositivos de visualización y similares.
La porción de control 620 puede accionar la porción de alarma 610 para informar sobre la necesidad de suministro de agua debido a la insuficiencia de agua contenida en el espacio inferior 103 al exterior cuando el nivel de agua detectado por el sensor de nivel de agua 600 sea inferior a un valor predeterminado. De este modo, el usuario puede determinar el momento del suministro de agua. El nivel de agua, que es una referencia de la porción de control 620
para accionar la porción de alarma 610, puede ajustarse a un nivel de agua mínimo necesario para producir agua que contenga hidrógeno, por ejemplo, un nivel de agua por encima del cual puede sumergirse el ánodo 123.
La figura 13 una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de aparato para fabricar agua que contiene hi drógeno en el que se está suministrando agua.
Haciendo referencia a la figura 13, un usuario puede suministrar agua a través de la superficie superior abierta del miembro de tubo 310 después de separar la porción de filtro 400 de la porción de mango 300.
El agua suministrada a través de la superficie superior abierta del miembro de tubo 310 puede fluir hacia el espacio inferior 103 secuencialmente a través del espacio interior del miembro de embudo 320 y del tubo interior 220. En este momento, el gas que llena una porción del espacio inferior 103 puede ser descargado al exterior secuencial mente pasando por el espacio entre el tubo exterior 210 y el tubo interior 220, el espacio entre el miembro de tubo 310 y el miembro de embudo 320, y la primera ranura de descarga de gas 321 y finalmente a través de la superficie superior abierta del miembro de tubo 310.
Cuando el suministro de agua se ha completado, la porción de filtro 400 puede ser acoplada a la porción de mango 300 como se muestra en la figura 1. El oxígeno (O2) y el ozono (O3) se pueden generar continuamente en el espacio inferior 103 cuando transcurre el tiempo de producción de agua que contiene hidrógeno en el estado en el que la porción de filtro 400 está acoplada a la porción de mango 300. Sin embargo, como la superficie superior de la región del tubo interior 419 está cerrada por el tapón 451, el oxígeno (O2) y el ozono (O3) se acumulan en el espacio inferior 103, aumentando de esta manera la presión en el espacio inferior 103.
La figura 14 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de un aparato para fabricar agua que contie ne hidrógeno que está fabricando agua que contiene hidrógeno.
Haciendo referencia a la figura 14, cuando la presión del espacio inferior 103 llega a ser igual o mayor que un valor predeterminado, el tapón 451 que cierra la superficie superior de la región de tubo interior 419 se levanta mientras se comprime el miembro elástico 455, de modo que la superficie superior de la región de tubo interior 419 puede abrirse. Como resultado, el oxígeno (O2) y el ozono (O3) acumulados en el espacio inferior 103 o recién generados en el espacio inferior 103 pueden fluir hacia el miembro de filtro 430 pasando secuencialmente por el espacio entre el tubo exterior 210 y el tubo interior 220, el espacio entre el miembro tubular 310 y el miembro embudo 320, la pri mera ranura de descarga de gas 321, la segunda ranura de descarga de gas 414, el segundo orificio pasante 416 y la región del tubo interior 419.
El oxígeno (O2) puede ser descargado al exterior pasando a través del miembro de filtro 430 a través de la red de malla 421, pero el ozono (O3) puede ser filtrado por el miembro de filtro 430. Mientras tanto, el oxígeno (O2) y el ozono (O3) acumulados en el espacio inferior 103 o recién generados en el espacio inferior 103 pueden fluir hacia el miembro de filtro 430 a través de una trayectoria diferente del tubo interior 220, el espacio interior del miembro em budo 320, el primer orificio de paso 415 y la región del tubo interior 419 en orden.
Claims (13)
1. Un aparato (10) para fabricar agua que contiene hidrógeno, comprendiendo el aparato (10) :
una porción de recipiente (100) formada con un espacio superior (101) y un espacio inferior (103) colocados verticalmente alrededor de un pasaje de conexión (105) en el mismo;
una membrana de intercambio de iones (110) configurada para cerrar el paso de conexión (105);
una porción electrolítica (120) que comprende un cátodo (121) dispuesto en el espacio superior (101) y un ánodo (123) dispuesto en el espacio inferior (103);
una porción de mango (300) configurada para acoplarse a la porción de recipiente (100) y para proporcio nar un pasaje de suministro para el agua que se suministrará al espacio inferior (103) y un pasaje de des carga para descargar el oxígeno y el ozono generados desde el espacio inferior (103); y
una porción de conexión (200) que tiene una estructura de doble tubo con un tubo exterior (210) y un tubo interior (220) configurado para conectar la porción de recipiente (100) y la porción de mango (300), en el que la porción de mango (300) comprende:
un miembro de tubo (310) configurado para acoplarse a un tubo exterior (210) de la porción de conexión (200) para extenderse hacia arriba; y
un miembro de embudo (320) configurado para acoplarse a un tubo interior (220) de la porción de conexión (200) y que tiene una superficie circunferencial exterior superior en contacto ajustado con una superficie circunferencial interior del miembro de tubo (310),
en el que se forma una primera ranura de descarga de gas (321) en la superficie circunferencial exterior superior del miembro de embudo (320) para extenderse hacia arriba y hacia abajo para abrir ambos extre mos,
en el que el espacio superior (101) está dispuesto en el lado superior del espacio inferior (103) y el pasaje de conexión (105) está dispuesto entre el espacio superior (101) y el espacio inferior (103),
en el que la membrana de intercambio de iones (110) es una membrana de intercambio de cationes que no permite el paso del agua pero sí de los iones positivos,
en el que el agua contenida en el espacio superior (101) no puede pasar al espacio inferior (103) y el agua contenida en el espacio inferior (103) no puede pasar al espacio superior (101).
2. El aparato (10) de la reivindicación 1, que comprende además una porción de filtro (400) configurada para aco plarse a la porción de mango (300) y para filtrar el ozono descargado desde el espacio inferior (103).
3. El aparato (10) de la reivindicación 2, en el que la porción de filtro (400) comprende:
una carcasa inferior (410) configurada para asentarse en el miembro de embudo (320);
una carcasa superior (420) configurada para acoplarse de forma desmontable a la carcasa inferior (410) y cooperar con la carcasa inferior (410) para formar un espacio de recepción;
una red de malla (421) configurada para cerrar una superficie superior abierta de la carcasa superior (420); un miembro de filtro (430) configurado para ser dispuesto en el espacio de recepción para filtrar el ozono; y un tercer miembro de sellado (440) configurado para acoplarse a una superficie circunferencial exterior de la carcasa inferior (410) o de la carcasa superior (420),
en el que la carcasa inferior (410) está formada de manera que el espacio de recepción está conectado al espacio interior del miembro de embudo (320) y a la primera ranura de descarga de gas (321).
4. El aparato (10) de la reivindicación 3, en el que la carcasa inferior (410) comprende:
una región que se estrecha progresivamente (413) configurada para estar en contacto ajustado con la su perficie circunferencial interior del miembro de embudo (320);
una región de tubo exterior (417) configurada para extenderse hacia arriba desde el extremo superior de la región que se estrecha progresivamente (413) y atornillarse a la carcasa superior (420); y
una región de tubo interior (419) configurada para extenderse hacia arriba desde la superficie circunferen cial interior de la región que se estrecha progresivamente (413),
en el que se forma un primer orificio pasante (415) en el extremo inferior de la región que se estrecha pro gresivamente (413) para conectar entre el espacio interior de la región del tubo interior (419) y el espacio in terior del miembro de embudo (320), y
en el que se forma una segunda ranura de descarga de gas (414) en la superficie circunferencial exterior de la región que se estrecha progresivamente (413) para conectar entre el espacio interior de la región del tu bo interior (419) y la primera ranura de descarga de gas (321).
5. El aparato (10) de la reivindicación 4, en el que la carcasa inferior (410) comprende además una región de tubo de extremo inferior (411) configurada para extenderse hacia abajo desde el extremo inferior de la región que se estrecha progresivamente (413) para insertarse en el miembro de embudo (320), en el que se forma un segun do orificio pasante (416) en la región que se estrecha progresivamente (413) para conectar entre el espacio inte rior de la región de tubo interior (419) y la segunda ranura de descarga de gas (414).
6. El aparato (10) de la reivindicación 4, en el que la porción de filtro (400) comprende además un conjunto de válvula (450) configurado para abrir o cerrar la superficie superior de la región del tubo interior (419) en función de la presión del espacio inferior (103), en el que el conjunto de válvula (450) está configurado para cerrar la superficie superior de la región del tubo interior (419) cuando la presión del espacio inferior (103) es inferior a un valor predeterminado, y para abrir la superficie superior de la región del tubo interior (419) cuando la presión del espacio inferior (103) es igual o superior a un valor predeterminado.
7. El aparato (10) de la reivindicación 6, en el que el conjunto de válvula (450) comprende:
un tapón (451) configurado para cerrar la superficie superior de la región del tubo interior (419);
un segundo soporte (453) dispuesto en el espacio de recepción para impedir el movimiento ascendente y descendente; y
un miembro elástico (455) configurado para acoplarse al segundo soporte (453) para presionar el tapón (451) hacia la región del tubo interior (419).
8. El aparato (10) de la reivindicación 7, en el que el segundo soporte (453) está restringido para el movimiento ascendente y descendente por el miembro de filtro (430) y la región que se estrecha progresivamente (413) y formado en una forma de tubo que tiene una brida que sobresale de la superficie circunferencial interior del ex tremo superior para soportar el miembro elástico (455).
9. El aparato (10) de la reivindicación 1, que comprende además:
un primer miembro de sellado (130) configurado para interponerse entre la membrana de intercambio iónico (110) y el cátodo (121) para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio iónico (110) y la superficie circunferencial interior del paso de conexión (105); y
un segundo miembro de sellado (140) configurado para interponerse entre la membrana de intercambio ió nico (110) y el ánodo (123) para estar en contacto ajustado con la membrana de intercambio iónico (110) y la superficie circunferencial interior del paso de conexión (105).
10. El aparato (10) de la reivindicación 1, que comprende además:
un sensor de nivel de agua (600) configurado para detectar un nivel de agua contenido en el espacio infe rior (103);
una porción de alarma (610) configurada para informar sobre la necesidad de suministro de agua debido a la insuficiencia de agua contenida en el espacio inferior (103); y
una porción de control (620) configurada para accionar la porción de alarma (610) cuando el nivel de agua detectado por el sensor de nivel de agua (600) sea inferior a un valor predeterminado.
11. El aparato (10) de la reivindicación 1, que comprende además un receptáculo (500) al que se acopla de forma desmontable la porción de recipiente (100) y en el que se forma un terminal de alimentación (510) para suminis trar electricidad a diversos dispositivos eléctricos.
12. El aparato (10) de la reivindicación 11, en el que la porción de recipiente (100) está provista de una batería (150) para almacenar la electricidad suministrada a través del terminal de alimentación (510).
13. El aparato (10) de la reivindicación 11, en el que el receptáculo (500) está provisto de una porción de entrada (520) para que un usuario introduzca una señal de conexión / desconexión de la electricidad suministrada a tra vés del terminal de alimentación (510) o para controlar la cantidad de suministro de energía o el tiempo de su ministro de energía.
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