模组化保健气体产生器
技术领域
本发明有关于一种模组化保健气体产生器,特别是有关于一种可自由增减电解槽数量的保健气体产生器。
背景技术
一直以来,人类对于生命是十分地重视,许多医疗的技术的开发,都是用来对抗疾病,以延续人类的生命。过去的医疗方式大部分都是属于被动,也就是当疾病发生时,再对症进行医疗,比如手术,给药,甚至癌症的化学治疗,放射性治疗,或者慢性病的调养,复健,矫正等。但是近年来,许多医学专家逐渐朝向预防性的医学方法进行研究,比如保健食品的研究,遗传性疾病筛检与提早预防等,更是主动的针对未来性可能的发病进行预防。另外,为了延长人类寿命,许多抗老化,抗氧化的技术逐渐被开发,且广泛地被大众采用,包含涂抹的保养品,及抗氧化食物/药物等。
经研究发现:人体因各种原因,(比如疾病,饮食,所处环境或生活习惯)引生的不安定氧(O+),亦称自由基(有害自由基),可以与吸入的氢混合成部份的水,而排出体外。间接减少人体自由基的数量,达到酸性体质还原至健康的碱性体质,可以抗氧化,抗老化,进而也达到消除慢性疾病和美容保健效果。甚至有临床实验显示,对于一些久卧病床的病人,因为长期呼吸高浓度氧,造成的肺损伤,可以透过吸入氢气以缓解肺损伤的症状。综上所述,含有氢气的气体可以视为一种保健气体,并可以藉由液态水而获得。
请参照图8,其绘示传统氢氧电解装置100的结构,电解装置100包括一电解槽102,电解槽102中还包含电极106A,106B,而电极106A,106B分别为一阴极电极及一阳极电极,并耦接至一电源(未绘示),以提供电解水所需的电能。电解槽102中的电解水104,经过电极106A,106B通电后会开始电解,而在阴极(负极)产生氢气,阳极(正极)产生氧气,且释出于电解槽102的上部,而形成一含氢氧混合气体108。而含氢氧混合气体108由电解槽102的输出管路输出,以作为后续的使用,然而此种电解装置的氢氧气体产生量一般受限于电解槽的形状与结构。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种模组化保健气体产生器,其具有多个可自由安装拆除的电解槽,可以藉此来控制氢氧气体的产生速率。
为实现上述目的,本发明公开了一种模组化保健气体产生器,其特征在于包括:
一电源;
电连接至该电源的一第一导电元件与一第二导电元件;
一内水箱,该内水箱具有一容置液态水的中空部;
一电解液态水并产生氢氧气的电解槽模组,该电解槽模组包含数个电解槽,每一电解槽具有一电极片与一槽体;
一输液管,该输液管连接该内水箱与该电解槽模组以利用该内水箱对该电解槽补充液态水;以及
一输气管,连接该电解槽模组与该内水箱以使该电解槽模组产生的该氢氧气输出至该内水箱;
其中,每一电解槽的该电极片电连接至该第一导电元件,而每一电解槽的该槽体电连接至该第二导电元件。
其中,该电解槽模组更包含一槽体架,该槽体架包含数个第一纵向穿孔,每一电解槽的该槽体对应地设置于该槽体架的一个第一纵向穿孔内。
其中,该电解槽模组更包含一电极架,该电极架包含数个第二纵向穿孔,每一电解槽的该电极片对应地设置于该电极架的一个第二纵向穿孔并且该电极片的下部置入于该电解槽的该槽体内。
其中,该槽体架包含至少一第三横向穿孔与一第一柱体,该电解槽的该槽体包含至少一第一横向穿孔,该第一柱体贯穿该槽体架的该第三横向穿孔与该槽体的该第一横向穿孔。
其中,该电极片的下部具有一第二横向穿孔供该槽体架的该柱体穿设。
其中,该电极架包含至少一第四横向穿孔与一第二柱体,该电极片的上部包含一第二横向穿孔,该第二柱体贯穿该电极架的该第四横向穿孔与该电极片上部的该第二横向穿孔。
其中,该电极架包含至少一第四横向穿孔与一第二柱体,该电极片的上部呈倒U状并包含一头部与一颈部,该电极片上部的该头部与该颈部分别具有一第二横向穿孔,该第二柱体贯穿该电极架的该第四横向穿孔,并贯穿该电极片上部的该头部与该颈部的该第二横向穿孔。
其中,每一电解槽更包含一盖体,该盖体具有一纵向开口供该电解槽的该电极片下部穿入,该盖体并覆盖该槽体。
其中,该槽体架包含一第一柱体贯穿该槽体,该电极架包含一第二柱体贯穿该电极片的上部。
其中,每一电解槽的该电极片为阳极,每一电解槽的该槽体为阴极。
其中,每一电解槽的操作电压介于24V至5V之间。
还公开了一种模组化保健气体产生器,其特征在于包括:
一电解槽模组,该电解槽模组包含数个可拆卸的电解槽,每一电解槽具有一阳极与一阴极;以及
一对该数个电解槽补充液态水的内水箱;
其中,每一电解槽的该阳极电连接在一起,每一电解槽的该阴极电连接在一起以使电解槽模组的该数电解槽呈现并联。
其中,该电解槽模组包含一槽体架与一电极架,每一电解槽包含一槽体与一电极片,其中槽体架电连接每一电解槽的该槽体且该电极架电连接每一电解槽的该电极片,该电极架电连接一第一导电元件而该槽体架电连接一第二导电元件以使每一电解槽的该电极片为该阳极且该槽体为该阴极。
其中,该槽体架包含一第一柱体,每一电解槽的该电极片的下部具有一第二横向穿孔与一隔离件,该电极片下部的该第二横向穿孔供该槽体架的该第一柱体贯穿,该隔离件可防止该槽体架的该第一柱体与该电极片导通。
其中,每一电极片的上部固锁于该电极架并与该电极架电连接。
其中,每一电解槽的操作电压介于24V至5V之间而操作电流介于40A至100A之间。
还公开了一种模组化保健气体产生器,其特征在于包括:
数个电解液态水并产生氢氧气的电解槽,每一电解槽具有一阳极与一阴极;以及
一选择性地将全部或部分该数个电解槽电性并联的控制单元。
其中,更包含一补充该数个电解槽的液态水并接收该数个电解槽产生的该氢氧气的内水箱,其中电性并联的全部或部分该数个电解槽中,每一电解槽操作电压介于12V至4V之间。
其中,电性并联的全部或部分该数个电解槽中每一电解槽的该阳极电连接至一第一导电元件而该阴极片电连接至一第二导电元件,该第一第一导电元件与该第二导电元件电连接至一电源。
其中,每一电解槽包含一槽体与一电极片,每一电解槽的该电极片为阳极且该槽体为阴极。
通过上述结构,本发明经由内水箱的纯水,可以降低温度进而防止氢爆的发生。另外经由内水箱中水位侦测器监控内水箱的水位,并适时地补充第二储水桶的液态水,有助于防止氢爆的发生。而泄压装置亦可以调节内水箱上部储存的氢氧混合气的储存量,适时自动进行泄压,同样可以达到防止氢爆的效果。再者,本发明中电解槽的气体出口与入水口设计,以及内水箱气体入口与出水口设计,使得内水箱中的纯水可以自动补充至电解槽,而电解槽产生的氢氧混合气,会自动排至内水箱,达成气水循环。同时,电解槽的可拆设计让使用者得按其气体的需求量来自由增/减其数量,提供了更大的弹性。
因此,本发明具有自动补水及冷却功能的模组化保健气体产生器,再者,藉由多个可自由安装拆除的电解槽,氢氧气体的产生速率亦得以被控制。
附图说明
图1:则绘述了本发明的模组化保健气体产生器中的第一模组于一具体实施例中的侧面示意图。
图2A及图2B:绘述了本发明的模组化保健气体产生器于一具体实施例中的不同视角的立体示意图。
图3A至图3E:分别绘述了本发明于一具体实施例中的第二模组中的电解槽模组的立体示意图、仰视图、沿该仰视图的B-B线剖设的剖面图、俯视图及沿该俯视图的D-D线剖设的剖面图。
图4:绘述了本发明于另一具体实施例中的立体示意图。
图5A:为图4的实施例中仅具电解槽、槽体架及连通槽组合时的立体示意图。
图5B:为图4的实施例中仅具电极架时的立体示意图。
图6:则为图4的实施例中仅具电解槽时的立体示意图。
图7A至图7C:绘述了另一具体实施例中仅具有电解模组时的立体示意图、俯视图及沿该俯视图中的A-A线剖设的剖视图。
图8:其绘示传统氢氧电解装置的结构。
具体实施方式
为了让本发明的优点,精神与特征可以更容易且明确地了解,后续将以实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是,这些实施例仅为本发明代表性的实施例,其中所举例的特定方法,装置,条件,材质等并非用以限定本发明或对应的实施例。
请参照图1及图2A、图2B,图1绘述了本发明的模组化保健气体产生器中的第二模组于一具体实施例中的原理示意图。图2A及图2B绘述了本发明的模组化保健气体产生器(下称系统或本发明)于一具体实施例中的不同视角的立体示意图,需知悉的是,图1仅用于交代各元件之间的相对关系以及其运作原理,其设计已被适度的调整。
由图可见,于本例中,模组化保健气体产生器M包含有两个模组,即第一模组1及第二模组2,第一模组1及第二模组2的设计基本上为相似或为相同,故以下将仅针对第二模组2的设计进行说明。在应用时,前述的每一个模组均得自由独立使用,而当使用者需要更多的气体时,亦得按其气体的产量需求来自由增设另一个模组。如此类推,本发明亦得包含有一与前述的第二模组相同的第三模组或第四模组等,本发明不对此多加限制。
参考图1、图2A及图2B,本发明的第二模组2包含有内水箱20以及电解槽模组30。内水箱20用于容置液态水,用于对电解槽模组30补充液态水。而电解槽模组30中的各个电解槽31则用于对液态水进行电解,以产生氢氧混合气体。如图1所示,内水箱20的出水口22藉由输液管50及连通槽51来与电解槽模组30中的各个电解槽31的入水口3112连通。因此当电解槽31中的液态水因为电解作用而消耗时,内水箱20可透过输液管50与连通槽51来对电解槽31的液态水进行补充。当然于另一实施例中,不需连通槽而每一个电解槽31可透过独立输液管分别各自与内水箱20相连以使内水箱20补充电解槽31所需的液态水。
内水箱20的液态水,一方面可以补充电解槽31所需的液态水,而另一方面则可以对于电解槽31产生的氢氧混合气体降温。在进入电解槽31电解液态水产生氢氧混合气体后,氢氧混合气体由出气口3113来藉由连接于内水箱20与电解槽31的输气管40输至入气口21来进入内水箱20的中空部S2,之后氢氧混合气体可藉由内水箱20的出气管90输出以为应用。当电解槽31产生的氢氧混合气体通入内水箱20时,大部分氢氧混合气体会浮出液态水的表面,亦即内水箱20的上部,然而氢氧混合气体自液态水下方浮出水面过程中,由于内水箱20内的液态水可以吸收热能进而降低氢氧混合气体的温度,藉此可以减少氢氧混合气体产生氢爆的机率,并提高系统的安全。当然于另一实施例中,每一个电解槽31可先接到输气连通槽(未显示),再由此输气连通槽与内水箱20的一个入气口相连,以使每一个电解槽产生的氢氧混合气体输入到内水箱20内。
电解槽31内水箱20较佳是配置略高于电解槽31(如图2A及图2B所示内水箱20的底部高于电解槽31的顶部,或者内水箱20的底部高于电解槽31的底部即可,例如内水箱20的底部高于电解槽31自底部算起四分之一的位置),此时无须其他加压设备,内水箱20可以对电解槽31自动补水。另外由于氢氧混合气体导入于内水箱20中,也会对于内水箱20的液态水的表面产生压力,而此压力也可促使内水箱20对电解槽31自动补水。
以下将对内水箱20及电解槽模组30二者的设计分别进行说明。参阅图1、图2A、与图2B,内水箱20具有入气口21、出气口23、入水口29及出水口22。入气口21及出气口23分别用于将氢氧混合气体输入及输出内水箱。而入水口29及出水口22则用于将液态水输入或输出内水箱。除此之外,本发明的内水箱20包含有配置于内水箱20的泄压装置24,当内水箱20储存的氢氧混合气体超过预设压力时,可以经由泄压装置24进行泄压,因此可以防止氢爆。举例来说,当出气口23的排放不正常,比如发生阻塞等,由于电解槽31持续产出氢氧混合气体,则内水箱20中的氢氧混合气体量会增加,且压力会增高,经由泄压装置24进行泄压,于一实施例中,可设定压力为一大气压时(1Pa)即进行泄压,泄压装置24得以电磁阀以为之。
再者,内水箱20得选择性地包括水位侦测器25(以虚线表示),以侦测内水箱20中液态水的水位,水位侦测器25得为简单控制电路或电脑系统,当水位侦测器25侦测内水箱20中液态水的水位低于预设值时,其得控制处于内水箱20顶部的入水口29处的阀门来补充液态水,或是利用警示装置告知使用者经由入水口29以补充液态水。警示装置可以是鸣笛,警铃,警示灯号或电脑系统的警示讯息的任一者。除安全低水位外,水位侦测器25亦可应用来侦测内水箱20中液态水的安全高水位,当使用者注水于内水箱20使水位高于预设高水位值时,水位侦测器25会有警示灯亮起以通知使用者可以停止注水。
此外,为了方便进行清洁及维护,内水箱20得与排水管80相连通,藉由输液管50和连通槽51,排水管80与内水箱20的中空部S2连通以使其中的液态水得以自其中排出。排水管80处另外设有阀门81(可以是电磁阀或手动阀),使用者得藉由阀门81来开启或关闭排水管80。需附带一提的是,前述的排水管80除了与内水箱20连接外,亦同时藉由连通槽51来与电解槽模组30中各个电解槽31的中空部S3连通,以使各个电解槽31中的液态水得以排出。
而另一方面,参阅图3A至图3E,图3A至图3E分别绘述了本发明于一具体实施例中电解槽模组的立体示意图、仰视图、沿该仰视图的B-B线剖设的剖面图、俯视图及沿该俯视图的D-D线剖设的剖面图。
由图可见,电解槽模组30包含有数个电解槽31、槽体架32及电极架33与连通槽51。于本例中,各个电解槽31均分别为片式电解槽,而分别大致地由槽体311、电极片312及盖体313所组成。
槽体311具有纵向开口3114、至少二同轴的第一横向穿孔3111及前述的中空部S3,而中空部S3适于供液态水容置于其中。而电极片312具有上部3121及下部3123,其上部3121及下部3123分别具有数个第二横向穿孔3122、3124。
在电解槽31组合后,电极片312的下部3123贯穿盖体313经由槽体311的纵向开口3114穿入中空部S3,同时电极片312的下部3123的第二横向穿孔3124与槽体311的数个第一横向穿孔3111为大致的同轴设置,而电极片312的上部3121则设置于槽体311的外部。而为了使电极片312与槽体311相互绝缘,盖体313得以绝缘材料为制作。
如图5A,槽体架32具有多个第一纵向穿孔321、多个第三横向穿孔323及横向设置的第一柱体322。各个第一纵向穿孔321分别供各个电解槽31的槽体311嵌设于其中,以维持各个电解槽31的相对位置。同时,槽体架32亦具有数个第三横向穿孔323,相对应于各个槽体311的数个第一横向穿孔3111及电极片312的第二横向穿孔3124,且其均为同轴设置。而在组合完成的状态时,槽体架32的第一柱体322横向地贯穿槽体架32、槽体311及电极片312的各个同轴设置的第三横向穿孔323、第一横向穿孔3111及第二横向穿孔3124,并与槽体311耦接,而于本实施例中槽体架32的第一柱体322可以电连接导电元件62,藉此,导电元件62经由槽体架32来对槽体311进行导电。当然,另一种实施例中导电元件62亦得直接地由第一柱体322与槽体311电连接以对其进行导电。由此可知,数个槽体311都是电连接到导电元件62。
另一方面,如图5B,电极片312的上部3121设置于电极架33。电极架33具有数个第二纵向穿孔331,多个第四横向穿孔333及横向设置的第二柱体332。各个第二纵向穿孔331分别供各电极片312的上部3121嵌设于其中以维持各电极片312的相对位置。电极架33的第四横向穿孔333与对应电极片312上部3121的第二横向穿孔3122为同轴设置。而在组合完成的状态时,电极架33的第二柱体332横向地贯穿电极架33及电极片312的第四横向穿孔333、第二横向穿孔3124并与电极片312耦接,而于本实施例中电极架33的第二柱体332可以电连接另一导电元件61,藉此,另一导电元件61经由电极架33来对电极片312进行导电。当然,另一种实施例中另一导电元件61亦得直接地由第二柱体332与电极片312电连接以对其进行导电。由此可知,数个电极片312都是电连接到另一导电元件61。附带一提的是,第一、第二柱体322、332得为一铜棒或其由其他高导电材料所制成,而槽体架32或电极架33得铜或其他高导电材料所制成。
同时,于本例中,电极片312的上部3121得分为头部3121A及颈部3121B。另外,电极片312的上部3121大致呈倒U状且其头部3121A得与相邻的电极片312的颈部3121B为相接合且设置于同一个电极架33的第二纵向穿孔331中。藉此,各电极片312得以紧密设置以取得更佳的导电性能。而在应用时,电极片312上部3121的头部3121A及颈部3121B之间得具有至少一纵向穿孔(未标示),以供螺丝穿设于其中并固定于另外的固定片上(未标示),如此可将数个电极片312进一步的锁固。当然,于另一实施例中,电极片312的上部3121可以只有头部3121A而无颈部3121B,而电极片312的头部3121A设置于电极架33的第二纵向穿孔331中。此外,相对于前例的电极片312的上部3121穿透电极架33并且头部3121A及颈部3121B分别设置于不同的第二纵向穿孔的设计,于如图7A至图7C所绘述的设计中,电极片312的上部3121得不穿透电极架33以使其电极片312的整体维持于电极架33的同一端,再利用一穿透电极架33的第二纵向穿孔331且与电极架33电连接的连接件(如螺丝)(未标示于图)来电性连接并固定电极架33及电极片312的相对位置。而于本例中,各电极片312之间具有一空隙且未相互电性连接。
再者,电极架33具有数个横向设置的柱体(未绘述)。在组合完成的状态时,电极架33的柱体(未绘述)横向地贯穿电极架33并与其耦接,而电极架33的柱体可以电连接另一导电元件61,藉此,另一导电元件61经由电极架33来对电极片312进行导电。
于另一实施例中,槽体311或电极片312的固定方式可以不需要第一柱体322或第二柱体332,仅仅以槽体架32或电极架33固定即可,并将两导电元件61、62分别电连接于槽体架32或电极架33。另外,槽体架32或电极架33的结构或型状亦不限于上述的结构,只要能使槽体311或电极片312稳固即可。
如上所述,为提供电解槽31所需电能,槽体架32或其柱体322可电连接于电解槽31的槽体311,而电极架33或其第二柱体332可电连接于电解槽31的电极片312,另外槽体架32及电极架33的第一、第二柱体322、332则分别与两导电元件62、61电连接,故可藉由与导电元件61、62连接的电源60提供电解槽31电解水时所需的电能。于本例中,电解槽31的槽体311可当成阴极而电解槽31的电极片312当成阳极,惟其不以此为限,按其设计的需要,槽体311及电极片312二者的电性亦得按使用者的需要而分别予以调整。为避免短路,两导电元件61、62之间另设有绝缘垫片63加以隔离;而同时,为了防止槽体架32的柱体322与电极片312导通,参考图3E电极片312及槽体架32的第一柱体322之间设置有隔离件324加以绝缘。于另一实施例中,电解槽31的槽体311并非当成电极,而是每一个电解槽内可以包含两片电极片穿过前述盖体313,一片当成阳极而另一片当成阴极,为了使两个电极片相互绝缘,盖体313得以绝缘材料为制作。当数个电解槽31并联时,并联电解槽31中所有阳极电极片电连接在一起而所有阴极电极片电连接在一起,此电连接可以用上述电极架或者柱体达成,只要注意让阳极与阴极隔离即可。
是以,数个电解槽31的电连接方式从电路的角度呈现并联状态,即所有电解槽31中当成阴极的槽体311(或上述另一个当成阴极的电极片)与导电元件62电连接,而所有电解槽31的电极片312(即当成阳极的电极片)与另一导电元件61电连接。于本例中,当电解槽模组30具有四个电解槽31并联使用时,电源60的输出电压及电流分别约为5伏特(V)及200安培(A),即各个电解槽31的功率分别约为250瓦(即约5V*40A),如此本发明可于低电压状态进行电解水而产生氢氧混合气,而透过电解槽并联方式可以使总出气气量增加。
当然于其他实施例中,每一电解槽的操作电压可介于24V~4V之间,例如12V~4V,而每一个每一电解槽的操作电流亦可介于40A~100A。而要使电解槽31并联,其结构亦不限于上述的槽体架与电极架,例如导电元件62(或称之为第二导电元件)与导电元件61(或称之为第一导电元件)先连接至一控制单元(未显示),而数个电解槽则与此控制单元相连接,于使用上此控制单元可以选择性地让全部或部分的电解槽,以上述电性并联方式进行电解水,进而可以选择性地控制氢氧混合气的产气量。
于使用时,槽体311的表面得选择性地预先涂布有绝缘材料350。据此,本发明中电解槽模组30包含电解槽31数量得藉由槽体架32及电极架33的可拆式设计来进行自由的调整。
于前例中,本发明的第二模组2中的电解槽模组30包含有四个电解槽31。惟其不以此为限,在使用者所需气量不高时,本发明的电解模组2得仅包含有单电解槽31,如图4所绘述,即为一例。请参阅图4,图4绘述了本发明于另一具体实施例中的立体示意图。请参阅图5及图6,图5为图4的实施例中仅具电解槽、槽体架及连通槽组合时的立体示意图,而图6则为图4的实施例中仅具电解槽时的立体示意图。由图可见,电解模组2仅包含有单电解槽31。而于此时,由于连通槽51并未被插满,故其将具有数个开口,而每一个开口对应电解槽31的入水口3112,当部分开口未连接电解槽31的入水口3112时,使用者得利用数个封水口元件52(以虚线表示)来封闭未使用的开口。同理,内水箱20中未使用到的入气孔21也可以用封气口元件(未标示)来封闭。
综上所述,本发明中电解槽31产生的氢氧混合气,经由内水箱20的纯水,可以降低温度进而防止氢爆的发生。另外经由内水箱20中水位侦测器25监控内水箱20的水位,并适时地补充第二储水桶的液态水,有助于防止氢爆的发生。而泄压装置24亦可以调节内水箱20上部储存的氢氧混合气的储存量,适时自动进行泄压,同样可以达到防止氢爆的效果。再者,本发明中电解槽31的气体出口与入水口设计,以及内水箱20气体入口与出水口设计,使得内水箱20中的纯水可以自动补充至电解槽31,而电解槽31产生的氢氧混合气,会自动排至内水箱20,达成气水循环。同时,电解槽31的可拆设计让使用者得按其气体的需求量来自由增/减其数量,提供了更大的弹性。
本发明揭露了一种模组化保健气体产生器,本发明的重点之一在于提出一种具有自动补水及冷却功能的模组化保健气体产生器,再者,藉由多个可自由安装拆除的电解槽,氢氧气体的产生速率亦随之得以被控制。
藉由以上较佳具体实施例的详述,希望能更加清楚描述本发明的特征与精神,而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地,其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。