專利名稱：弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置及電解飲水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于制取電解功能水的裝置，屬于電解水裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功能水是通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄危谔囟ǖ臈l件下，將外部的能量，例如機(jī)械能、磁能、電能、遠(yuǎn)紅外熱能等作用于普通水，改變水的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)使之具有有益功能的一類水的統(tǒng)稱。 目前得到普遍公認(rèn)而且唯一有標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行的是電解功能水，俗稱電解水或離子水。電解水是指在電解槽中通入直流電后，在陽(yáng)極與陰極所產(chǎn)生的電解氧化水和電解還原水；電解氧化水含有較多的酸根離子or離子)，具有氧化性，又稱酸性水，電解還原水含有較多的氫氧根離子(0H_)，具有還原性，又稱堿性水。國(guó)內(nèi)外大量研究與數(shù)十年應(yīng)用實(shí)踐證明，飲用電解還原水(弱堿或中堿)有益于養(yǎng)生，尤其是具有負(fù)氧化還原電位的弱堿性電解還原水更是被稱為“長(zhǎng)壽水”?，F(xiàn)有知識(shí)中有關(guān)于電解水的大量報(bào)道可資參考。市面上常見(jiàn)的現(xiàn)有電解水機(jī)，一般采用有隔膜電解槽結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且膜容易被污染。這方面的技術(shù)現(xiàn)有很多，本發(fā)明也無(wú)需多作介紹。本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)了采用無(wú)隔膜電解槽結(jié)構(gòu)的電解水裝置，如已公開(kāi)的中國(guó)專利 ZL200820183101. 7 一種具有殺菌功能的飲水機(jī)、ZL200820184175. 2 一種電解功能水杯、 ZL200820184176.7 —種便攜式電解功能水制備器。這些已公開(kāi)無(wú)隔膜電解槽結(jié)構(gòu)的電解水裝置由于采用了直流脈沖電源產(chǎn)生的微電流對(duì)水進(jìn)行電解，開(kāi)創(chuàng)了無(wú)隔膜電解槽制取電解水的新方法和裝置。這些已公開(kāi)的電解水裝置雖然可以實(shí)現(xiàn)無(wú)隔膜電解水，但是，一是受到微電流范圍的限制對(duì)直流脈沖電源提出很高要求，控制電路過(guò)于復(fù)雜，成本高；二是制取電解水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法快速有效地制取適宜人飲用的弱堿性負(fù)氧化還原電位的電解水。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能快速有效制取適宜人飲用的弱堿性負(fù)氧化還原電位電解水的無(wú)隔膜電解水裝置。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是一種弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，包括無(wú)隔膜的電解槽，置于所述電解槽內(nèi)的陰、陽(yáng)電極，以及與陰陽(yáng)電極電連接的直流脈沖電源，所述陰電極的表面積大于陽(yáng)電極的表面積。本實(shí)用新型的發(fā)明人經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和深入研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使陰電極的表面積大于陽(yáng)電極的表面積時(shí)，可以快速有效制取出堿性值和氧化還原電位值均十分理想的電解水。對(duì)此的理論分析有1、水電解反應(yīng)產(chǎn)生的氫根和氫氧根分別在陰極和陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)。由于氫鍵比氫氧鍵更容易打開(kāi)而形成氫氣，這樣當(dāng)陰極面積大于陽(yáng)極時(shí)，就更有利于析氫反應(yīng)的發(fā)生，而陽(yáng)極相對(duì)陰極面積小則會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極的電解反應(yīng)不夠充分；最終導(dǎo)致水中氫氧根的生成大于氫根的生成而使電解后的水整體顯示弱堿性。2、當(dāng)用脈沖電流電解時(shí)，電極電壓也隨之發(fā)生波狀變化，提高了單位時(shí)間瞬間電壓，可以提高化學(xué)能產(chǎn)生而降低熱能消耗。高化學(xué)能則會(huì)使水中電子聚集，此時(shí)水中的氫原子在高電壓高能量情況下容易奪得電子形成相對(duì)穩(wěn)定的氫負(fù)離子態(tài)。隨著水中氫負(fù)離子的不斷積聚，使水的氧化還原電位持續(xù)降低，最終成為穩(wěn)定態(tài)的負(fù)電位水?？傊?，本實(shí)用新型的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的有益效果是作為一種無(wú)隔膜電解水裝置相比現(xiàn)有無(wú)隔膜電解水裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能夠快速有效制取適宜人飲用的弱堿性負(fù)氧化還原電位電解水。上述技術(shù)方案的改進(jìn)是所述陽(yáng)電極在與所述陰、陽(yáng)電極的幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的正投影位于所述陰電極在所述平面內(nèi)的正投影的范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的發(fā)明人在找到上述陰、陽(yáng)兩電極面積大小不等這一關(guān)鍵技術(shù)后，在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陽(yáng)電極和陰電極在與其幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的正投影彼此包圍重合的情況下(即陽(yáng)電極在該平面內(nèi)的正投影位于陰電極在該平面內(nèi)的正投影的范圍之內(nèi)的情況下)，制取電解水的弱堿性和負(fù)氧化還原電位指標(biāo)更為理想。上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是所述陽(yáng)電極與陰電極的表面積之比是1 1.5 1 8 ；所述陽(yáng)電極與陰電極的間距的范圍是4mm-1000mm。本實(shí)用新型的發(fā)明人又從無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出陽(yáng)電極與陰電極的表面積之比和陽(yáng)電極與陰電極的間距同時(shí)滿足上述條件范圍時(shí)，能夠制取滿足弱堿性和負(fù)氧化還原電位指標(biāo)的電解水。上述技術(shù)方案的完善之一是所述陰、陽(yáng)電極在與其幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的投影面積相同，所述陽(yáng)電極上制有均勻密布通孔。上述技術(shù)方案的完善之二是所述陰、陽(yáng)電極傾斜放置在電解槽內(nèi)并與電解槽內(nèi)側(cè)壁形成一夾角。上述技術(shù)方案的完善之三是所述陽(yáng)電極是球體，所述陰電極是平板。上述技術(shù)方案的完善之四是所述陽(yáng)電極是不規(guī)則的球體，所述陰電極是不規(guī)則的曲面板。上述技術(shù)方案的完善之五是所述陽(yáng)電極是帶有通孔的不規(guī)則平板，所述陰電極是大于陽(yáng)電極的四邊帶倒角的平板。上述技術(shù)方案的完善之六是所述陽(yáng)電極是位于電解槽中央處的圓柱體；所述電解槽采用導(dǎo)電材料制作，其內(nèi)壁作為陰電極。本實(shí)用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所衍生的另一種技術(shù)方案是一種電解飲水機(jī)，包括弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，還包括進(jìn)水口、出水口和串接于出水口的加熱裝置；所述電解槽是金屬桶，其內(nèi)壁作為陰電極；所述陽(yáng)電極安置在所述金屬桶內(nèi)部正中央。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置及電解飲水機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是說(shuō)明不同于本實(shí)用新型的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的第一種陰陽(yáng)電極放置情況的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是說(shuō)明不同于本實(shí)用新型弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的第二種陰陽(yáng)電極放置情況的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖4是圖3的A-A向截面圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5的B-B向截面圖。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例三弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例四弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例五弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例六弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例七弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例八弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例九電解飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，如圖3和圖4所示，包括無(wú)隔膜的電解槽1、置于電解槽1內(nèi)的陰、陽(yáng)電極2、3和連接陰、陽(yáng)電極2、3的直流脈沖電源4。電解槽1 采用非導(dǎo)電材質(zhì)制成，陰、陽(yáng)電極2、3均呈平板狀并均是由鈦基表面鍍鉬、銥或釕等惰性材料制成的惰性電極，陰、陽(yáng)電極2、3與電解槽1的側(cè)壁平行放置在電解槽1內(nèi)。陰電極2的表面積大于陽(yáng)電極3的表面積，其中，陽(yáng)電極3與陰電極2彼此的表面積之比是1 1.5，陽(yáng)電極3在與陰、陽(yáng)電極2、3的幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的正投影位于陰電極2在該平面內(nèi)的正投影的范圍之內(nèi)。此時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算，陽(yáng)電極3與陰電極2的間距的理想范圍是 80mm-300mm。直流脈沖電源4是輸出直流脈沖電壓的波形、幅值、占空比、功率均可調(diào)節(jié)的掃頻脈沖發(fā)生器。實(shí)施例二本實(shí)施例的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的改進(jìn)，如圖5和圖6所示，除與實(shí)施例一相同以外所不同的是陰、陽(yáng)電極2、3在與其幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的投影面積基本相同，但陽(yáng)電極3上制有均勻密布通孔5，陽(yáng)電極3與陰電極2的表面積之比是1 5 (本實(shí)施例陽(yáng)電極表面積是指去除通孔5后所余的表面積)。此時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)算，陽(yáng)電極3與陰電極2的間距的理想范圍是10mm-450mm。實(shí)施例三本實(shí)施例是在實(shí)施例二基礎(chǔ)上的改進(jìn)，如圖7所示，除與實(shí)施例二相同以外所不同的是陽(yáng)電極3上的通孔5更大更密集，從而使陽(yáng)電極與陰電極的表面積之比為1 8(本實(shí)施例陽(yáng)電極的表面積是指去除通孔5后所余的表面積)。此時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算，陽(yáng)電極3與陰電極2的間距的理想范圍是4mm-600mm。實(shí)施例四本實(shí)施例是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的一種變化，如圖8所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，變化之處在于陰、陽(yáng)電極2、3在電解槽1內(nèi)是傾斜放置，兩電極板與電解槽1內(nèi)側(cè)壁形成一夾角。實(shí)施例五本實(shí)施例是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的另一種變化，如圖9所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，變化之處在于陽(yáng)電極3是球體，陰電極2是平板狀。實(shí)施例六本實(shí)施例是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的又一種變化，如
圖10所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，變化之處在于陽(yáng)電極3是不規(guī)則的近似球體狀，陰電極2是不規(guī)則的曲面板狀。實(shí)施例七本實(shí)施例是在實(shí)施例三基礎(chǔ)上的一種變化，如
圖11所示，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例三基本相同，變化之處在于陽(yáng)電極3是帶有通孔5的不規(guī)則平板狀，陰電極2是略大于陽(yáng)電極3 的四邊帶倒角的平板狀。實(shí)施例八本實(shí)施例是在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上的一種變化，如
圖12所示，其結(jié)構(gòu)除與上述各實(shí)施例相同以外，變化之處在于陽(yáng)電極3是位于電解槽1中央處的圓柱體，電解槽1采用導(dǎo)電材料制作，電解槽1的內(nèi)壁作為陰電極2。實(shí)施例九本實(shí)施例是在上述實(shí)施例八基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的一種電解飲水機(jī)，如
圖13所示，該電解飲水機(jī)除包括上述實(shí)施例的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置以外，1)還包括進(jìn)水口 6、 出水口 7和串接于出水口 7上的加熱裝置8 ;2)無(wú)隔膜的電解槽1是不銹鋼金屬桶，其內(nèi)壁作為陰電極2 ;3)陽(yáng)電極3是由鈦基表面鍍鉬、銥或釕等惰性材料制成的圓柱環(huán)狀惰性電極，陽(yáng)電極3安裝在不銹鋼金屬桶體內(nèi)部正中央；4)陽(yáng)電極3與陰電極2的表面積之比是 1 6 (本實(shí)施例陽(yáng)電極的表面積包括裸露在外與水接觸的全部表面積，陰電極2的表面積是不銹鋼金屬桶內(nèi)壁的面積)，此時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算，陽(yáng)電極3與陰電極2的間距的理想范圍是 30mm-1000mm。由于不銹鋼金屬桶體具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和外表面裝飾性，可以省去飲水機(jī)外殼以降低產(chǎn)品成本；不銹鋼金屬桶本身又是一個(gè)大容量的儲(chǔ)水桶，可以省去飲水機(jī)外部?jī)?chǔ)水罐；尤其是，對(duì)于制取弱堿性負(fù)電位小分子團(tuán)飲用水，不銹鋼金屬桶內(nèi)壁兼作為陰極電極， 可以避免常規(guī)飲水機(jī)(熱膽)難以解決的重金屬析出超標(biāo)問(wèn)題。本實(shí)施例電解飲水機(jī)的無(wú)隔膜電解槽1在活化工作中，源水中的鈣鎂離子等不斷移向陰極，附著在作為電解槽1的不銹鋼金屬桶內(nèi)壁上，使得水的硬度得以降低。當(dāng)完成若干制水周期后，可以倒換陰陽(yáng)極的極性，使施加在作為陰電極2的不銹鋼金屬桶內(nèi)壁上的電壓為正，而陽(yáng)電極3上的電壓為負(fù)，這樣就可以使附著在不銹鋼金屬桶內(nèi)壁上的浮垢剝離下來(lái)，經(jīng)排污口 9排出。本實(shí)用新型的弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置及電解飲水機(jī)不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，比如陰、陽(yáng)電極2、3不一定是由鈦基表面鍍鉬、銥或釕等惰性材料制成的惰性電極，也可以是由普通金屬材料(如銅、鋁、不銹鋼等)表面鍍其他金屬材料制成的非惰性電極，但從飲水安全角度考慮，陽(yáng)電極3最好采用上述惰性電極；等等。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，包括無(wú)隔膜的電解槽，置于所述電解槽內(nèi)的陰、 陽(yáng)電極，以及與陰陽(yáng)電極電連接的直流脈沖電源，其特征在于所述陰電極的表面積大于陽(yáng)電極的表面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極在與所述陰、陽(yáng)電極的幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的正投影位于所述陰電極在所述平面內(nèi)的正投影的范圍之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極與陰電極的表面積之比是1 1.5 1 8 ；所述陽(yáng)電極與陰電極的間距的范圍是4mm-1000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陰、 陽(yáng)電極在與其幾何中心連線相垂直的平面內(nèi)的投影面積相同，所述陽(yáng)電極上制有均勻密布通孑L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陰、 陽(yáng)電極傾斜放置在所述電解槽內(nèi)并與所述電解槽內(nèi)側(cè)壁形成一夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極是球體，所述陰電極是平板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極是不規(guī)則的球體，所述陰電極是不規(guī)則的曲面板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極是帶有通孔的不規(guī)則平板，所述陰電極是大于陽(yáng)電極的四邊帶倒角的平板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，其特征在于所述陽(yáng)電極是位于所述電解槽中央處的圓柱體；所述電解槽采用導(dǎo)電材料制作，其內(nèi)壁作為陰電極。
10.一種電解飲水機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求1-4之任一所述弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，還包括進(jìn)水口、出水口和串接于出水口的加熱裝置；所述電解槽是金屬桶，其內(nèi)壁作為陰電極；所述陽(yáng)電極安置在所述金屬桶內(nèi)部正中央。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置，還涉及一種電解飲水機(jī)，屬于電解水裝置技術(shù)領(lǐng)域。該弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置包括無(wú)隔膜的電解槽，置于電解槽內(nèi)的陰、陽(yáng)電極，以及與陰陽(yáng)電極電連接的直流脈沖電源，陰電極的表面積大于陽(yáng)電極的表面積。該電解飲水機(jī)除包括該弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置以外，還包括進(jìn)水口、出水口和串接于出水口的加熱裝置；電解槽是金屬桶，其內(nèi)壁作為陰電極；陽(yáng)電極安置在所述金屬桶內(nèi)部正中央。該弱堿性負(fù)電位電解水制取裝置和電解飲水機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能夠快速有效制取適宜人飲用的弱堿性負(fù)氧化還原電位電解水。
文檔編號(hào)C02F1/461GK201999775SQ201020649529
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者肖志邦 申請(qǐng)人:肖志邦