技术领域
本实用新型涉及的呼吸机的制作设备技术领域，具体而言，涉及氢呼吸机。
背景技术
氢气作为一种选择性抗氧化物质，氢气对很多疾病具有治疗作用，具有十分广泛的应用前景。人体对氢气的摄入方式有多种，如呼吸摄入，静脉注射方式或饮用富氢水。其中呼吸摄入是研究得最早，也是效果最明显的方式。氢呼吸机是提供氢气呼吸的设备。
目前出现了一些氢呼吸机。例如现有技术公开了呼吸机，其包括呼吸机本体、甲醇制氢系统、氢气发电系统，甲醇制氢系统、氢气发电系统、呼吸机本体依次连接；所述呼吸机本体包括气源、空氧混合器、主机、湿化器、外部管道；所述甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气，氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气，获取的氢气通过氢气发电系统发电，发出的电能供呼吸机本体工作。
以上现有技术中，氢呼吸机中的制氢是采用甲醇制氢，由于甲醇容易挥发，导致制备的氢气中难免会混入有甲醇气体，导致氢气纯度不高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种氢呼吸机，该氢呼吸机的氢气纯度较高。
一种氢呼吸机，包括用以储水的储水箱、用以产生氢气的氢气发生装置和气水分离装置，所述储水箱、氢气发生装置和气水分离装置依次连通，所述气水分离装置包括具有供待气水分离的气混水通过下落运动发生分离的分离空腔的固定筒、至少可直线往复活动地容置于所述固定筒内的浮筒，所述固定筒设有排水部，所述排水部用以在固定筒内容纳水产生的浮力足以驱动浮筒上浮到脱离罩住排水部的位置时连通固定筒内腔以排水。
进一步地，所述氢气发生装置包括电解室，所述电解室内设有阴极片、阳极片和设置于所述阴极片和阳极片之间的透水隔气膜，所述阴极片、阳极片围成一电解区，所述透水隔气膜用以将所述电解区分隔成氢产生区和氧产生区，所述储水箱连通所述氧产生区，所述氢产生区用以富集氢气以排出。
进一步地，还包括支架，所述储水箱、氢气发生装置和气水分离装置均安装于所述支架。
进一步地，所述氢产生区通过背压阀连通出氢口。
进一步地，还包括循环泵，所述循环泵连通储水箱和电解室。
进一步地，还包括用于容置支架的外壳，所述外壳设有用以观察储水箱的水位的观察窗。
进一步地，所述外壳设有容置用以盖合储水箱的水箱盖的盖孔。
进一步地，所述支架还设有排风扇。
进一步地，所述外壳设有排风口。
进一步地，所述储水箱连通有三通阀，所述三通阀连通氧产生区的进水口。
进一步地，所述电解室内设置一隔绝部，所述隔绝部用以将电解室内空腔分隔成容水部和出氢部，电解室的进水口和出水口均连通所述容水部，所述出氢部用以排氢。
本实用新型的氢呼吸机，储水箱所提供的水进入氢气发生装置产生混有氢气和水的气混水，气混水进入固定筒后在下落过程中，水由于重力作用不断向下运动从而与氢气分离，设置在固定筒的排水部在固定筒内容纳水产生的浮力足以驱动浮筒上浮到脱离罩住排水部的位置时连通固定筒内腔以排水，这样将已分离的水排出，由此保证了较好的氢气的纯度。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解地是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的氢呼吸机(省略外壳)的立体结构图。
图2示出了本实用新型实施例所提供的气水分离装置的立体结构图。
图3示出了本实用新型实施例所提供的气水分离装置的剖面图。
图4示出了本实用新型实施例所提供的气水分离装置的爆炸结构图。
图5示出了本实用新型实施例所提供的氢气发生装置的爆炸结构图。
图6示出了本实用新型实施例所提供的电解室的立体结构图。
图7示出了本实用新型实施例所提供的外壳的一视角的立体结构图。
图8示出了本实用新型实施例所提供的外壳的另一视角的立体结构图。
主要元件符号说明：
10—气水分离装置；11—固定筒；12—浮筒；13—排水部；14—通水口； 15—排氢口；20—氢气发生装置；21—电解室；22—阴极片；23—透水隔气膜；24—阳极片；25—阴极安装盖；26—阳极安装盖；27—进水口； 28—出水口；30—储水箱；40—供电装置；50—排风扇；60—循环泵； 70—支架；80—外壳；81—观察窗；82—盖孔；83—排风口；84—出氢口；90—脚轮。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对成型装置进行更全面的描述。附图中给出了首选实施例。但是，其可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
此外，本实用新型要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
请参阅图1至图4。本使用新型的氢呼吸机，包括用以储水的储水箱 30、用以产生氢气的氢气发生装置20和气水分离装置10，储水箱30、氢气发生装置20和气水分离装置10依次连通，气水分离装置10包括具有供待气水分离的气混水通过下落运动发生分离的分离空腔的固定筒11、至少可直线往复活动地容置于固定筒11内的浮筒12，固定筒11设有排水部13，排水部13用以在固定筒11内容纳水产生的浮力足以驱动浮筒12上浮到脱离罩住排水部13的位置时连通固定筒11内腔以排水。
上述实施例中，储水箱所提供的水进入氢气发生装置20产生混有氢气和水的气混水，气混水进入固定筒11后在下落过程中，水由于重力作用不断向下运动从而与氢气分离，设置在固定筒11的排水部13在固定筒11内容纳水产生的浮力足以驱动浮筒12上浮到脱离罩住排水部13的位置时连通固定筒11内腔以排水，这样将已分离的水排出，由此保证了较好的氢气的纯度。
可以想象的是，固定筒11具有供气混水通入的通水口14。通水口14 设置在距离固定筒11的底壁具有足够距离的位置，例如较佳的固定筒11 的顶壁。固定筒11当然必须地设有排氢口15，排氢口15用以将已分离的氢气排出。排氢口15可以位于固定筒11的顶壁。通水口14和排氢口15 可采用相同的形状和结构。
固定筒11和浮筒12的形状可都为空心的圆筒状。二者可位于同轴的位置。固定筒11的顶壁和底壁的大小可大于侧壁的外径。浮筒12具有顶壁和侧壁的外径可相同，浮筒12的底部开口。固定筒11的顶壁和侧壁连接处可设有O型垫圈，固定筒11的底壁和侧壁连接处可设有O型垫圈。
浮筒12的可直线往复活动，是指浮筒12在浮力足以克服自身重力驱动浮筒12上浮时，浮筒12可以作上下直线往复运动。可直线往复活动的一种实施方式，固定筒11和浮筒12可以不连接，在分离空腔内没有水或者水的体积没有达到能促使浮筒12之时，浮筒12直接接触并抵接在固定筒11的底臂。作为可直线往复活动的第二种实施方式中，在固定筒11固定设置一固定杆，浮筒12开设有贯通其内部的通孔以据此实现浮筒12贯穿该固定杆。该固定杆的延伸方向可与抵接浮筒12的两端之连线平行。
作为可活动连接的方式的第三种实现方式，浮筒12可以通过滑接机构与固定筒11可活动连接。这里，滑接机构可以包括设置在固定筒11内壁的滑槽与设置在浮筒12的滑条，滑条和滑槽相相配合，即滑条可插入或嵌入滑槽内。滑槽的形状与滑条的形状相匹配。滑槽可为条形槽，对应地滑条可为条形轨道。滑槽可以为U形，滑条可以为T型。为了使得滑槽与滑条的紧密配合，滑槽、滑条中的至少一者可以为弹性结构。具体地，例如，滑槽为弹性结构，这里弹性结构是滑槽的槽口是弹性，在外力作用下，其槽口可张开或缩小。当滑条插入滑槽内时，由于滑槽的弹性结构，可将滑条紧紧地卡入其内，以防止滑条滑出。这里，滑条的弹性结构是指滑条可被压缩至其宽度与滑条向匹配。上述弹性结构可以采用塑料材质，例如滑槽和滑轨可部分或全部采用橡胶类材质。
浮筒12还可设有通孔，例如在浮筒12的顶壁设置二个通孔，用以与分离空腔连通，这样可消除浮筒12与浮筒12之外(即分离空腔)内的气压差，以避免浮筒12之外的气压过大导致无法浮筒12上浮，特别是在分离空腔内的水已完全充满固定筒11内部时仍然无法促使浮动上浮的情况下，该种情况容易导致水溢出进入排氢口15。
上述排水部13可以为一贯穿的针孔，至于该针孔的内径不作要求。该针孔可以直接开设在固定筒11的底壁，也可以开设在一杆体，该杆体固设在底壁。
请参阅图5至图8。上述氢气发生装置20包括电解室21，电解室21 内设有阴极片22、阳极片24和设置于阴极片22和阳极片24之间的透水隔气膜23，阴极片22、阳极片24围成一电解区，透水隔气膜23用以将电解区分隔成氢产生区和氧产生区，储水箱30连通氧产生区，氢产生区用以富集氢气以排出，供电装置40电连接阳极片24和阴极片22。
这样，储水箱30所提供的水进入电解被电解，阴极片22产生的氢气富集在氢产生区，阳极片24产生的氧气富集在氧产生区，透水隔气膜23 阻隔了氢气向氧产生区的扩散以及阻隔了氧气向氢产生区的扩散，由此达到了氢气和氧气的分离，使得制备的氢气被纯化，保证了较好的纯度。
需要说明的是，氢产生区和氧产生区之间通过透水隔气膜23密封，实现了只能允许水能在氢产生区和氧产生区之间自由流动，一切气体都无法在氢产生区和氧产生区之间流动。氢产生区即为电解室21与电解室21的一侧壁所围成。氧产生区即为电解室21与电解室21的另一侧壁所围成。
前述“氢产生区用以富集氢气以排出”，可以理解的是，该排出的方式可通过在电解室21的位于氢产生区的侧壁设置出氢管。出氢管除了将产生的氢气排出外，水蒸气也会混合在氢气中。为了避免电解室21内的水由出氢管流出，可以在出氢管设置隔水阀(或称阻水阀)，即只能允许氢产生区内逸出的氢气通过隔水阀而阻止水通过。隔水阀可以采用现有的形式，如中国专利CN102602584A所述的透气隔水阀，该透气隔水阀包括固定于包装容器的外壁上的阀盖和设于阀盖与所述外壁之间设有密封垫，所述阀盖上设有第一气孔，所述密封垫上设有与第一气孔向连通的第二气孔，所述第二气孔通过所述外壁上的第三气孔与包装容器的内腔相连，所述第一气孔和第二气孔之间设有透气膜。透气膜包括基础材质层和采用防水透气膜材料制成的透气膜层。透气膜层为涂胶层。透气膜层靠第二气孔一侧布置，所述基础材质层靠第一气孔一侧布置。透气膜与所述阀盖粘连成为一体。阀盖的主体为圆柱状，靠近所述箱体的一侧设有凸出并用于安装固定的安装柱，所述密封垫、透气膜均套设于所述安装柱上。
值得说明的是，在不设置类似隔水阀的实施方式中，在电解室21内可以设置一隔绝部，用以将电解室21内空腔分隔成容水部和出氢部，容水部位于出氢部的下方。电解室21的进水口27和出水口28均直接连通容水部，氢出水管直接连通出氢部，这样就可以保证电解室21内的水位不会高于出氢部，从而防止电解室21内水和氢气一并排出。
为了对氢产生区产生的氢气加压，可在氢产生区可通过背压阀(图中未示出)连通出氢口84。背压阀可选择调节压力为0.2MPa。背压阀的名词来源于Back Pressure Valve。它代表的意思是说由于阀的功能而形成一定的压力，压力一般可以调节。流体从背压阀进口进入，被膜片阻挡，于是流体对膜片产生向上的压力。当压力足够大时，弹簧被压缩，流体顶起膜片形成通道，从背压阀出口流出；若流体压力不够，就会形成憋压，使进口压力上升直到达到额定压力，顶起膜片形成通路。背压阀的额定压力可调节，一般通过调节弹簧上端的顶杆，从而调节弹簧的长度来实现。
上述电解室21的结构可以采用一切能够容置阴极片22、阳极片24和透水隔气膜23并且能容纳水的一切密封结构体的形式。电解室21可以为圆柱形，采用金属材质，较为适宜地是不锈钢材质。电解室21可设有进水口27和出水口28，该进水口27直接通向氧产生区并且用以将储水箱30的水通入电解室21内，出水口28直接通向氧产生区并且用以将电解室21内的水流回储水箱30，在电解室21内的水流回储水箱30的过程中，会将氧产生区所富集产生的氧气排出到通入储水箱30内。
电解室21可以竖直设置，此处，竖直设置是指阴极片22、阳极片24 和透水隔气膜23三者均竖直设置。进水口27可位于电解室21的下部，出口口位于电解室21的上部，这样，由储水箱30的水从电解室21的下部进入到氧产生区，并从电解室21的上部流出到氧产生区，从而在电解室21 内产生一从下部到上部流向的水流，这样更好地能将电解室21内电解产生的热量通过该水流带走，实现对电解室21的更好散热。
上述透水隔气膜23是指具有透水隔气功能的膜。需要注意的是，此处隔气是指隔离以气泡形式存在的气体，而非以分子状态存在。电解水所产生的氢气的机理是，水中的氢离子在阴极片22上得到电子而发生还原反应产生气相，由于气相与水相之间的界面差，所以生产的氢气以氢气泡分散在水中。以阴极的电流密度为2～6mA/cm2、电解在常压下和电解水为中性为例，所产生的氢气泡的尺寸呈高斯随机分布在～微米范围内。阳极片24 产生的氧气也以气泡的形式存在，以阳极电流密度为2～6mA/cm2并且电解在常压下为例，所产生的气泡分布在～100微米范围内。因此，透水隔气膜23的实现形式可以是具有截留尺寸小于氢气泡和氧气泡大小的任何形式的膜，即具有截留尺寸(或称为滤孔)在10微米以下。
具体而言，作为其中一种实施方式，透水隔气膜23可以为截留尺寸(或称为滤孔)在10微米以下的滤膜。例如，微滤膜。微滤膜是指滤孔径在0.1～ 1微米之间的过滤膜。微滤膜可以使用无机膜和有机高分子膜。无机膜可以为陶瓷膜和金属膜。有机高分子膜可以为天然高分子膜和合成高分子膜，例如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等。根据膜的形式又分为平板膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜；根据制膜原理，高分子膜的制备方法分为溶出法(干-湿法)、拉伸成孔法、相转化法、热致相法，浸涂法、辐照法、表面化学改性法、核径迹法、动力形成法等，无机膜的制备方法主要有溶胶—凝胶法、烧结法、化学沉淀法等。溶剂理解的是，此处采用的是具有绝缘性的微滤膜，较佳是有机高分子微滤膜。当然，滤膜还可以使用超滤膜等。
作为另外的实施方式，透水隔气膜23为自增湿膜。自增湿膜是能允许液体水透过而其它介质无法通过的膜。自增湿膜可使用亲水物质(例如二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝粒子掺杂修饰的nafion膜)。
阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24三者可以不抵接，也可以是三者以抵接的方式，例如阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24依次叠加设置。
这里，“叠加设置”可以理解的是指多个具有层结构的物件(例如薄膜等)采用一者贴合于另一者表面的堆叠方式。以A、B、C、D依次叠加设置为例，是指A的一个表面设置B、B的表面设置C、C的表面设置D，即按照某一方向(例如从上至下)，A、B、C、D依次排列。
阴极片22和阳极片24可以钛片或于其表面镀铂金。为了增强阴极片 22和阳极片24的活性，可以在表面涂覆一些氧化物，如中国专利
CN1045678A所述层涂层包含钛氧化物、铱氧化物和钌氧化物等。
阳极片24和阴极片22可设置多孔，例如可设置蜂窝结构，以保证与水接触的充分性。
除此也可以采用可拆卸方式，以方便对阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24的更换。可拆卸的方式，可以是紧固件、滑接件、卡接件。此处，紧固件可列举出法兰件、螺接件等。
至于底座和上盖的形式，可以采用圆形盖和方形盖等。
阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24可以直接容置于电解室21中。当然还可通过设置安装件将三者叠加设置。具体地，电解室21还包括用以安装阳极片24并且设置于电解区外的阳极安装盖26。阳极片24可以设置在阳极安装盖26的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阳极安装盖26 的主表面面积可大于阳极片24。
电解室21还包括用以安装阴极片22并且设置于所述电解区外的阴极安装盖25。阴极片22可以设置在阴极安装盖25的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阴极安装盖25的主表面面积可大于阴极片22。
阴极安装盖25和阳极安装盖26通可以盖合以容置阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24。至于盖合的方式可以相同于底座和上盖，于此不再详述。
阴极安装盖25和阴极片22之间可以设置垫片(图中未示出)。阳极安装盖26和阳极片24之间可以设置垫片。这些垫片的数量可以为一个或多个。垫片可以为圈状等。
上述储水箱30可以圆柱形的箱体，顶部设有用以加水的箱口，箱口设有盖合箱口的水箱盖。储水箱30的底部设有出水管，该出水管连通氧产生区。储水箱30的顶部设有回水管，该回水管连通氧分离区的出水口28。
为了实现对储水箱30的空气的排放以避免空气通过水进入到电解室 21，可设置三通阀，该三通阀的一口连通氧产生区的进水口27，又一个口连通储水箱30的出水管，三通阀的另一个口用以在排出储水箱30内空气。
储水箱30内的水可以高水位的条件下自动进入到氢气发生装置20内。当然在储水箱30距离氢气发生装置20较远时，可设置循环泵60，该循环泵60连通储水箱30和电解室21，这样可保证电解室21内的水位不过低。
可以设置支架70，用以安装储水箱30、供电装置40和氢气发生装置 20。支架70可以为本领域一切公知的形式，例如其可以由四根竖粱、四个支撑面所构成，每个支撑面可以由四根连接二端均连接于竖粱所围成。四个支撑面从上到下平行设置。位于最上方的支撑面用以支撑外壳80的上部 (后续即将述及)。第二上方的支撑面用以安装储水箱30，第三上方的支撑面用以氢气发生装置20，最下方的支撑面用以安装供电装置40。
此处，供电装置40可以为24V电源和12V电源。供电装置40可以包括电路板和电源等。电源用以为氢气发生装置20供电。电路板实现电源和氢气发生装置20的电连接，电路板可设有用以实现将电源的输入电流进行恒流的恒流电路，以及用以实现将电源的输入电压进行恒压的恒压电路。恒流电路和恒压电路采用公知的技术。
上述循环泵60也可以设置在支架70。
为了便于移动，可在支架70设有脚轮90。较好地，该脚轮90可采用万向轮。较好地，还可采用带有刹车功能的万向轮。
请参阅图4和图5。在支架70的外部还可设置外壳80。外壳80可为圆筒状塑料壳。外壳80可以设有用以观察储水箱30的水位的观察窗81，这样可以较为方便地观察储水箱30的水位。
外壳80还可以设置盖合储水箱30的水箱盖的盖孔82，这样可以在外壳80上方便地外露出水箱盖，从而方便地为储水箱30加入水。
支架70还设有还排风扇50，以便于对包括氢气发生装置进行散热。排风扇50的供电可由供电装置40来完成。
对应地，可在外壳80设有排风口83。该排风口83可安装在靠近排风扇50的位置。
上述未述及之处，适用于现有技术。
尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“透水隔气膜”、“氢产生区”、“氧产生区”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。