本實(shí)用新型涉及氫氣發(fā)生裝置，特別是一種便攜微型高效氫氣發(fā)生器。

背景技術(shù)：

水是維持人體生理與新陳代謝活動(dòng)的重要物質(zhì)，長(zhǎng)期飲用安全干凈的水能帶來(lái)健康長(zhǎng)壽，而飲用不干凈的水，尤其是受重金屬污染的水，則會(huì)導(dǎo)致很多可怕的疾病。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，人類疾病80%與水有關(guān)，水質(zhì)不良可引起多種疾病，我國(guó)每年也有500萬(wàn)人因飲用不健康水導(dǎo)致疾病而死亡。

雖然自來(lái)水出廠時(shí)是衛(wèi)生安全的飲用水，然而，年久失修的輸水管網(wǎng)，以及環(huán)境、人為原因，造成了自來(lái)水的二次污染，飲用合格的水是保證健康的基礎(chǔ)，為此人們實(shí)用新型了各種各樣的飲水過(guò)濾器，其中納濾過(guò)濾器是最適合的，它不但過(guò)濾掉了細(xì)菌、病毒、微粒等有害物質(zhì)，而且還保留了人體需要的鈣、鎂、鉀等微量元素（以下簡(jiǎn)稱納濾水）。

近年來(lái)，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)喝含有一定濃度氫氣的水（人們叫做富氫水），對(duì)健康有很多的好處，還有很多醫(yī)療方面的作用，產(chǎn)生富氫水的原理是用電解的方法，把水電解制出的氫氣溶于水中，然后再飲用。

電解過(guò)程是電子轉(zhuǎn)移，生成新物質(zhì)的過(guò)程。使用電解水機(jī)的先決條件必須是水質(zhì)非常好（嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是去離子水，或叫純凈水），否則，經(jīng)電解水機(jī)電解后的水質(zhì)，對(duì)人體健康反而有危害。

為了使用方便，市場(chǎng)有很多種形式的便攜式富氫水設(shè)備，一般叫做富氫水杯。經(jīng)過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，這種富氫水杯本身產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)富氫水的質(zhì)量和應(yīng)用存在如下問(wèn)題：

（1）有的產(chǎn)品選用了質(zhì)量不合格的電解電極，即使使用純凈水進(jìn)行電解，也會(huì)產(chǎn)生重金屬超標(biāo)等二次污染。

（2）雖然電極質(zhì)量合格，不會(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題，但使用了自來(lái)水進(jìn)行電解，電子的移動(dòng)和水中的物質(zhì)，就會(huì)在正極及周圍產(chǎn)生帶負(fù)電荷組成的有害物質(zhì)，在負(fù)極及周圍產(chǎn)生帶正電荷組成的有害物質(zhì)。如果富氫杯的正極室和負(fù)極室沒(méi)有真正意義上的隔離或清除有害物質(zhì)，電解水中就會(huì)含有大量的重金屬、臭氧、過(guò)氧化氫、氯酸根等氧化因子物質(zhì)，長(zhǎng)期喝這種具有消毒、殺菌、降解農(nóng)藥功能的水對(duì)人體健康會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，這種富氫水機(jī)就是毒水機(jī)。

（3）雖然電極質(zhì)量合格，不會(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題，即使使用純凈水進(jìn)行電解，如果富氫杯電解槽的正極室和負(fù)極室沒(méi)有真正意義上的隔離，就會(huì)有電解產(chǎn)生的氧氣和氫氣在一起還原的問(wèn)題，從而降低了氫氣的濃度，而起不到應(yīng)有的作用。如果電解對(duì)人體有益的納濾水，還會(huì)產(chǎn)生重金屬超標(biāo)的問(wèn)題。

（4）如果富氫水杯能夠做到電解槽的正極室和負(fù)極室真正的隔離，就要考慮應(yīng)用安全方面的問(wèn)題，使其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，就會(huì)增加成本和體積。

富氫水杯如果使用不當(dāng)，不但無(wú)益反而有害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種便攜微型高效氫氣發(fā)生器，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，在制造富氫水過(guò)程中，不論是電解純凈水、納濾水、還是一般的自來(lái)水，都不會(huì)產(chǎn)生任何形式的二次污染，而且體積比一般的富氫杯小4倍以上，攜帶及應(yīng)用非常方便和安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種便攜微型高效氫氣發(fā)生器，其特征在于：它由控制器、電解槽、溶氫室、殼體四部分組成；

該控制器由電路板、電池組、控制面板、控制線構(gòu)成；該電池組、控制面板分別通過(guò)控制線與電路板連接；該控制面板安裝在殼體的側(cè)面，電池組、控制線密封在殼體的里面，上下由隔板把電解槽和進(jìn)水槽隔離；

該電解槽由負(fù)集電極、正集電極、電解槽密封管、電解槽密封圈、正電極、負(fù)電極、離子膜、氫氣導(dǎo)氫管、電解槽隔板構(gòu)成；該正電極、負(fù)電極、離子膜是三個(gè)同心圓結(jié)構(gòu)組成的電解槽組件；正電極和負(fù)電極緊密的壓緊在離子膜的兩側(cè)；在正電極上有正集電極，并通過(guò)控制線穿過(guò)下隔板和電路板連接，在負(fù)電極上有負(fù)集電極，并通過(guò)控制線穿過(guò)下隔板和電路板連接；負(fù)集電極和正集電極與隔板是密封連接；在正電極、負(fù)電極、離子膜組成的電解槽組件兩端設(shè)置了電解槽密封圈；在上端的電解槽密封圈與下隔板之間設(shè)置有電解槽密封管；在電解槽組件的底部設(shè)置有電解槽隔板進(jìn)行密封和隔離；上面所述構(gòu)造，就把電解槽隔離開(kāi)了兩個(gè)獨(dú)立的空間，即正極室和負(fù)極室；在負(fù)極室還設(shè)置了氫氣導(dǎo)氫管，該氫氣導(dǎo)氫管穿過(guò)電解槽隔板連通道溶氫室里面；

該溶氫室內(nèi)包括納米溶氫器和溶氫器網(wǎng)；該納米溶氫器通過(guò)控制線和電路板連接；

該殼體由防塵蓋、錐形蓋、負(fù)極室進(jìn)水管、正極室進(jìn)水管、上下隔板、進(jìn)水槽組成；該進(jìn)水槽設(shè)置在防塵蓋內(nèi)，該進(jìn)水槽通過(guò)負(fù)極室進(jìn)水管穿過(guò)上下隔板與負(fù)極室連通，該進(jìn)水槽通過(guò)正極室進(jìn)水管穿過(guò)上下隔板與正極室連通，該錐形蓋設(shè)置在負(fù)極室進(jìn)水管上端。

所述的便攜微型高效氫氣發(fā)生器，其特征在于：該溶氫器網(wǎng)由食品級(jí)不銹鋼或陶瓷材料為基礎(chǔ)，在上面也涂有耐腐蝕和催化功能的涂層。

所述的便攜微型高效氫氣發(fā)生器，其特征在于：該殼體用食品級(jí)不銹鋼或食品級(jí)陶瓷材料制作。

所述的便攜微型高效氫氣發(fā)生器，其特征在于：該正電極和負(fù)電極是由鈦材為基礎(chǔ)，并涂有具有催化功能的鉑金涂層。

一種安全富氫水制作方法，其特征在于：它采用如上所述的便攜微型高效氫氣發(fā)生器進(jìn)行制作，具體步驟是：

在使用前首先給電池組進(jìn)行充滿電；

打開(kāi)防塵蓋和錐形蓋，往進(jìn)水槽里加合格的飲用水，沿著負(fù)極室進(jìn)水管和正極室進(jìn)水管分別進(jìn)入到電解槽的負(fù)極室和正極室；當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)氫管下端剛剛出水時(shí)，將錐形蓋蓋在負(fù)極室進(jìn)水管上；當(dāng)正極室進(jìn)水管不再冒泡時(shí)，停止往進(jìn)水槽加水；

然后將氫氣發(fā)生器豎直放置在添加了合格飲用水的水杯里面，此時(shí)水杯里的水透過(guò)溶氫器網(wǎng)完全進(jìn)入溶氫室里，將納米溶氫器浸沒(méi)；

打開(kāi)控制面板的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，電解槽開(kāi)始工作，在內(nèi)圈的正極室產(chǎn)生氧氣，并通過(guò)正極室進(jìn)水管直接排到外面；在外圈的負(fù)極室產(chǎn)生氫氣，通過(guò)導(dǎo)氫管輸送到溶氫室里；

由于電解槽的正極室和負(fù)極室完全隔離，兩邊電極室里由電解生成的新物質(zhì)和水中的正負(fù)離子不能混合，這就保證了生產(chǎn)的氫氣的純度和質(zhì)量。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是，氫氣發(fā)生器在電解過(guò)程中不和飲用水直接接觸，而是將制出的氫氣再重新融入要飲用的水中，這樣就完全避免了在飲用水中直接電解產(chǎn)生二次污染的可能性。因此，本實(shí)用新型不僅可以用純凈水電解，也可以用納濾水和自來(lái)水，由于水源來(lái)源方便，所以應(yīng)用就非常方便。尤其是長(zhǎng)期飲用本實(shí)用新型生產(chǎn)的以納濾水為原水的富氫水，才是真正的健康好水。

2、由于氫氣在水中的溶解度非常小，簡(jiǎn)單的直接將氫氣溶于水中，其溶解度要比在水中直接電解的溶解度小很多。為此，本實(shí)用新型中增設(shè)了氫氣溶解器，能夠?qū)錃饪焖俚娜芙庠谒?，并達(dá)到較高的溶解度，保證富氫水是合格的人體需要的濃度。

3、電解槽的電極形狀采用圓筒形狀結(jié)構(gòu)，中間安裝有特殊的離子膜起到導(dǎo)電和隔離的作用。電解槽這種構(gòu)造的有點(diǎn)是單位體積內(nèi)電極面積大，而且易于密封，將電解槽的陽(yáng)極室和陰極室完全隔離容易做到，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但降低制造成本，而且不易出現(xiàn)問(wèn)題，使用壽命長(zhǎng)。

4、電極材料選用以鈦金屬材料為基礎(chǔ)，并用特殊工藝涂有白金催化涂層，該涂層具有很好的析氫催化作用，具有很低的析氫電位和析氧電位，其電化學(xué)性穩(wěn)定，并具有抗蝕性、耐鈍化性，在電解過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題，本實(shí)用新型的電解槽能夠產(chǎn)生純度高達(dá)99.99%以上的純凈氫氣，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上。

5、設(shè)有USB和充電寶接口電路，可以在USB或充電寶供電模式下工作，制氫工作時(shí)間更持久。

6、基于本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用方法，與一般形式的富氫杯不同，這就凸顯了本實(shí)用新型的另一種特點(diǎn)就是可以依次供多人使用。

7、采用全自動(dòng)控制方式，控制電解槽的工作，具有多種保護(hù)功能，具有恒流、水位、倒極等多種工作方式，具有工作安全和自清潔的功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型公開(kāi)了便攜微型高效氫氣發(fā)生器。如圖1所示，它由控制器1、電解槽2、溶氫室3、殼體4等四部分組成。

控制器1由電路板1.1、電池組1.2、控制面板1.3、控制線1.4組成，要做好防潮和防水功能處理。

其中，控制器1的控制面板1.3安裝在殼體4的側(cè)面，其它部件密封在殼體4的里面，上下由隔板4.5把電解槽2和進(jìn)水槽4.6隔離。

在控制面板1.3上設(shè)有充電口、電量指示、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、倒極控制開(kāi)關(guān)、工作狀態(tài)指示燈等。

電路板1.1、電池組1.2、控制面板1.3、電解槽2、溶氫室3等通過(guò)控制線1.4連接并控制。

電解槽2由負(fù)集電極2.1、正集電極2.2、電解槽密封管2.3、電解槽密封圈2.4、正電極2.5、負(fù)電極2.6、離子膜2.7、導(dǎo)氫管2.8、電解槽隔板2.9等組成。

其中，正電極2.5、負(fù)電極2.6、離子膜2.7是三個(gè)同心圓結(jié)構(gòu)組成，正電極2.5和負(fù)電極2.6是由鈦材為基礎(chǔ)，并涂有具有催化功能的鉑金涂層。

正電極2.5和負(fù)電極2.6通過(guò)特殊工藝緊密的壓緊在離子膜2.7的兩側(cè)。

在正電極2.5上有正集電極2.2，并穿過(guò)下由隔板4.5通過(guò)控制線1.4和電路板1.1連接，在負(fù)電極2.6上有負(fù)集電極2.1，并穿過(guò)下由隔板4.5通過(guò)控制線1.4和電路板1.1連接。負(fù)集電極2.1和正集電極2.2與隔板4.5是密封連接，在保證有效絕緣的前提下，也能有效的阻止氣和水的通過(guò)。

在正電極2.5、負(fù)電極2.6、離子膜2.7組成的電解槽兩側(cè)設(shè)置了電解槽密封圈2.4，目的是為了加固電解槽以及方便和電解槽密封管2.3進(jìn)行緊密連接。

電解槽密封管2.3和下由隔板4.5也是緊密連接，需要能夠有效的阻止氣和水的通過(guò)。

在正電極2.5、負(fù)電極2.6、離子膜2.7的底部由電解槽隔板2.9進(jìn)行密封和隔離。

上面所述構(gòu)造，就把電解槽2隔離開(kāi)了兩個(gè)獨(dú)立的空間，即正極室和負(fù)極室。

在負(fù)極室還設(shè)置了氫氣導(dǎo)氫管2.8，目的是將負(fù)電極2.6產(chǎn)生的氫氣傳遞到溶氫室3里面。氫氣導(dǎo)氫管2.8和電解槽隔板2.9也是緊密連接。

溶氫室3由納米溶氫器3.1和溶氫器網(wǎng)3.2組成。

其中，納米溶氫器3.1通過(guò)控制線1.4和電路板1.1連接，在控制面板1.3的控制下進(jìn)行工作。

溶氫器網(wǎng)3.2由食品級(jí)不銹鋼或陶瓷材料為基礎(chǔ)，在上面也涂有耐腐蝕和催化功能的涂層，有利于氫氣的溶于水。

殼體4由防塵蓋4.1、錐形蓋4.2、負(fù)極室進(jìn)水管4.3、正極室進(jìn)水管4.4、隔板4.5、進(jìn)水槽4.6等組成。

殼體4可以用食品級(jí)不銹鋼或食品級(jí)陶瓷材料制作。

其中，防塵蓋4.1可以方便拆卸。

防塵蓋4.1的里面是進(jìn)水槽4.6，用來(lái)給電解槽加水用。在進(jìn)水槽4.6和電解槽2之間設(shè)有負(fù)極室進(jìn)水管4.3和正極室進(jìn)水管4.4，在負(fù)極室進(jìn)水管4.3上設(shè)有錐形蓋4.2。

負(fù)極室進(jìn)水管4.3和正極室進(jìn)水管4.4與隔板4.5之間是緊密連接，能夠有效的阻止氣和水的通過(guò)。

本實(shí)用新型工作原理如下：

在使用前首先給電池組1.2進(jìn)行充滿電。

打開(kāi)防塵蓋4.1和錐形蓋4.2。往進(jìn)水槽4.6里加合格的飲用水，沿著負(fù)極室進(jìn)水管4.3和正極室進(jìn)水管4.4分別進(jìn)入到電解槽2的負(fù)極室和正極室。當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)氫管2.8下端剛剛出水時(shí)，將錐形蓋4.2蓋在負(fù)極室進(jìn)水管4.3上。當(dāng)正極室進(jìn)水管4.4不再冒泡時(shí)，停止往進(jìn)水槽4.6加水。

然后將本實(shí)用新型氫氣發(fā)生器豎直放置在添加了合格飲用水的水杯里面，此時(shí)水杯里的水透過(guò)溶氫器網(wǎng)3.2完全進(jìn)入溶氫室3里，將納米溶氫器3.1浸沒(méi)。

打開(kāi)控制面板1.3的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，在設(shè)定的程序下首先電解槽2開(kāi)始工作，在內(nèi)圈的正極室產(chǎn)生氧氣，并通過(guò)正極室進(jìn)水管4.4直接排到外面；在外圈的負(fù)極室產(chǎn)生氫氣，通過(guò)導(dǎo)氫管2.8輸送到溶氫室3里。

由于電解槽的正極室和負(fù)極室完全隔離，兩邊電極室里由電解生成的新物質(zhì)和水中的正負(fù)離子不能混合，這就保證了本實(shí)用新型生產(chǎn)的氫氣的純度和質(zhì)量。

電極材料選用以鈦金屬材料為基礎(chǔ)，并用特殊工藝涂有白金催化涂層，該涂層具有很好的析氫催化作用，具有很低的析氫電位和析氧電位， 其電化學(xué)性穩(wěn)定，并具有抗蝕性、耐鈍化性，在電解過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題，本實(shí)用新型的電解槽能夠產(chǎn)生純度高達(dá)99.99%以上的純凈氫氣，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上。

由于氫氣在水中的溶解度非常小，簡(jiǎn)單的直接將氫氣通入水中，其溶解度要比在水中直接電解的溶解度小很多。為此，本實(shí)用新型中增設(shè)了氫氣溶解器，能夠?qū)錃饪焖俚娜芙庠谒铮⑦_(dá)到較高的溶解度，保證富氫水是合格的人體需要的濃度。

電解槽2啟動(dòng)3秒后，此時(shí)在溶氫室3里已經(jīng)有氫氣，納米溶氫器3.1開(kāi)始啟動(dòng)工作，在溶氫室3里納米溶氫器3.1將氫氣迅速產(chǎn)生大量納米級(jí)的微泡，使氫氣和水之間的接觸面積瞬間擴(kuò)大幾百萬(wàn)倍，能夠?qū)錃饪焖偃芙庠谒锩妗?/p>

在溶氫器網(wǎng)3.2上面也涂有耐腐蝕和催化功能的涂層，不但能夠保證衛(wèi)生和使用壽命，也有利于氫氣的溶于水。

在溶解過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生電子對(duì)的遷移，不發(fā)生化學(xué)變化，是純物理過(guò)程，所以不會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)，即不會(huì)產(chǎn)生二次污染等有害物質(zhì)，所以本實(shí)用新型生產(chǎn)的富氫水是安全的，可以長(zhǎng)期使用本實(shí)用新型不會(huì)對(duì)身體造成傷害，可以持久的享用富氫水對(duì)人體帶來(lái)的益處。

本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是，氫氣發(fā)生器在電解過(guò)程中不和飲用水直接接觸，而是將制出的氫氣再重新融入要飲用的水中，這樣就完全避免了在飲用水中直接電解產(chǎn)生二次污染的可能性。因此，本實(shí)用新型不僅可以用純凈水電解，也可以用納濾水和自來(lái)水，由于水源來(lái)源方便，所以應(yīng)用就非常方便。

尤其是長(zhǎng)期飲用本實(shí)用新型生產(chǎn)的以納濾水為原水的富氫水，將是真正的健康好水。

基于本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用方法，與一般形式的富氫杯不同，這就凸顯了本實(shí)用新型的另一種特點(diǎn)就是可以依次供多人使用。

當(dāng)供多人使用電池組1.2的電量不足時(shí)，本實(shí)用新型設(shè)有USB和充電寶接口電路，可以在USB或充電寶供電模式下工作，制富氫水的工作時(shí)間更持久。

采用全自動(dòng)控制方式，控制電解槽的工作，具有多種保護(hù)功能，具有恒流、水位、倒極等多種工作方式，尤其是本實(shí)用新型的電解槽的正負(fù)電極倒極功能，非常有意義，電解槽在長(zhǎng)期工作過(guò)程中，帶正電的微粒就會(huì)附著你扎起負(fù)極上，帶負(fù)電的微粒就會(huì)附著在正極上，而且附著力非常強(qiáng)，一般的清洗方法無(wú)法清除，通過(guò)定期的倒換電極的供電方式，可以徹底的清除電極上的附著物，所以本實(shí)用新型具有工作安全和自清潔的功能。

當(dāng)使用完畢后，將錐形蓋4.2打開(kāi)，將本實(shí)用新型產(chǎn)品倒立一會(huì)空干凈電解槽2里面的水，再用紙巾擦干凈，蓋上錐形蓋4.2和防塵蓋4.1，放入防護(hù)套內(nèi)，等待下一次的使用。

本實(shí)用新型實(shí)際體積可以做的很小，直徑不超過(guò)35mm，長(zhǎng)度不超過(guò)200mm，非常便于攜帶和保存。

綜上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。