[發(fā)明專利]將氧溶解到水中的裝置和采用該裝置制造過充氧水的設備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680056437.0
• 申請日: 2006-10-18
• 公開（公告）號: CN101541689A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 曹正善;裴馨華
• 申請（專利權）人: 曹正善;裴馨華
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 朱德強

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于將氣體溶解到液體中的設備，更具體地說，涉及一種不使用任何電化學催化劑或添加劑而使氧物理地溶解到水中的設備。

背景技術

有許多應用場合要求快速和高效地將大量的氧溶解到大量的水中。例如，使水充氧(oxygenation)被用在各種工廠，比如化工廠、造紙廠和許多其它類似工廠中的水處理應用中，因為氧加速需氧微生物的活化。就是說，在水中含氧量的富集通過促進污染有機物質的細菌分解而提高水凈化的效率。此外，充氧水還用在商業(yè)養(yǎng)魚和植物的溶液栽培中。

同時，人們還知道，充氧水對人體有益。富氧水的消耗增加人體血液中的含氧量，而促進攝食人體的新陳代謝，從而產生各種有益效果。運動員由于肺功能分流能增強身體運動能力且不增加脈搏率。此外，氧對學生也有用，因為血液流中增強的一些氧被傳送到大腦能提高思考能力和集中力，并且減小壓力。

用于將氧溶解到水中的大多數典型作法是通過比如起泡沫來增加氧與水的界面接觸而將富氧氣體引入到水中。盡管使溶解氧的水平能接近飽和水平，但這種方法因為溶解效率低而不能用于要求氧過飽和的應用場合。另外，這種方法有缺點，因為溶解氧能容易地從充氧水中蒸發(fā)，這使得該方法基本上不能用來制造過充氧水(superoxygenated?water)的應用場合。

用于提高水的含氧量的另一種傳統(tǒng)技術是將氧和水注入氣密容器中并在壓力下將內容物保持長久時間，以便使氧溶解到水中。然而，因為實施這樣一種方法要求剛性容器、高水頭泵和高壓氧氣罐，所以該方法具有系統(tǒng)龐大和笨重的缺陷，并且充氧水的制造成本又高。因此，這種方法基本上不能應用于敞開式儲箱。另外，這種方法因為體積大、重量重、制造成本高并且噪聲大而不能用于日常消費品的應用場合，比如瓶裝水分配器和水凈化器。

因此，需要開發(fā)一種充氧設備，該充氧設備能夠生產過充氧水，同時可應用于敞開式儲箱，而且結構簡單、體積小、重量輕且噪聲小，以便用于日常消費品的應用場合，比如瓶裝水分配器和水凈化器。

發(fā)明內容

為了解決以上問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種充氧設備，該充氧設備能夠生產過充氧水，并且將溶解的氧保持長時間，同時可應用于敞開式儲箱以及封閉式儲箱，而且結構簡單，以便在小型以及大型機器中實施。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用這樣一種充氧設備的水凈化器。

本發(fā)明的其它目的是提供一種采用這樣一種充氧設備的水分配器。

充氧設備的操作原理在理論上可用雙膜理論闡明。[Lewis和Whitman，氣體吸收的雙膜理論.Ind.Eng.Chem.，16，1215(1924)]。根據雙膜理論，傳質系數可用下式表示：

dmdt=KgA(Cs-C)]]>

式中，dm/dt表示傳質系數，Kg表示氣體的擴散系數，A表示界面面積，Cs表示氣體在液體中的飽和濃度，和C表示氣體在液體中的流動濃度。如在公式中可看到的那樣，傳質與液相物質和氣相物質的界面面積成正比。因此，水的溶解氧水平通過增大氧氣泡與水的界面面積能最大化。就是說，與水接觸的氧氣泡越小，氧將溶解得越快。

根據理論原理，本發(fā)明的充氧設備促使氧氣泡劃分成較小氣泡，并在水與氧氣泡之間引起摩擦，以增大水和氧氣泡的界面面積并且促進快速溶解和使溶解氧在水中過飽和。