CN103806013A - 气水循环系统 - Google Patents

Abstract

一种气水循环系统，应用于电解水产生一氢氧气。气水循环系统包括一电解槽，具有一第一气体出口，配置于电解槽的上部，及一第一入水口，其中电解槽适于容纳一电解水，并电解该电解水以产生氢氧气。气水循环系统更包括一第一储水桶，适于容纳纯水。第一储水桶包括：一气体入口，配置于第一储水桶的下部，气体入口与电解槽的第一气体出口耦接；一第一出水口，第一出水口与第一入水口耦接；一第二气体出口，配置于该第一储水桶的上部；以及一泄压装置，配置于第一储水桶的上部。其中当第一储水桶中的氢氧气超过一预设压力时，适于经由泄压装置进行泄压。本发明应用于产生氢氧气的保健气体的电解槽，可以控制系统中氢氧气的储存量，以防止氢爆。

Description

气水循环系统

技术领域

本发明有关于一种气水循环系统，特别是有关于一种气水循环系统，应用于产生氢氧气的保健气体的电解槽。

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，并可以藉由电解水而获得。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种气水循环系统，其结构简单，操作方便，能应用于产生氢氧气的保健气体的电解槽，可以控制系统中氢氧气的储存量，以防止氢爆；还能具有自动补水的功能。

为实现上述目的，本发明公开了一种气水循环系统，应用于电解水产生一氢氧气，其特征在于该气水循环系统包括：

一电解槽，具有一第一气体出口，配置于该电解槽的上部，及一第一入水口，其中该电解槽适于容纳一电解水，并电解该电解水以产生该氢氧气；以及

一第一储水桶，适于容纳另一电解水，包括：

一气体入口，配置于该第一储水桶，该气体入口与该电解槽的该第一气体出口耦接；

一第一出水口，该第一出水口与该第一入水口耦接；

一第二气体出口，配置于该第一储水桶以输出该氢氧气；以及

一泄压装置，配置于该第一储水桶之上，该泄压装置可选择性地对该第一储水桶进行泄压。

其中，该气体入口的位置配置于该第一储水桶下半部的外壁。

其中，该第一储水桶的该第二气体出口的氢氧气流量介于0.1L/min～2L/min之间。

其中，该第一储水桶的底部高于该电解槽的底部。

其中，该第一储水桶更包括：

一第一水位侦测器，用以侦测该第一储水桶中该另一电解水的水位；以及

一第一注水口，用以补充该第一储水桶中的该另一电解水。

其中，该第一水位侦测器选择性地开启该泄压装置，对该第一储水桶进行泄压。

其中更包括：

一第二储水桶，容纳另一电解水，具有一第二出水口；

其中该第一储水桶更包括一第二入水口，与该第二出水口耦接。

其中，该第二出水口配置于该第二储水桶的下半部，且该第二入水口配置于该第一储水桶的上半部。

其中，该第二储水桶的底部高于该第一储水桶的底部。

其中更包括：

一液体阀，配置于该第二入水口与该第二出水口之间；

其中该第一储水桶更包括：

一第一水位侦测器，以侦测该第一储水桶中该另一电解水的水位，该第一水位侦测器选择性地开启该液体阀，以补充该第一储水桶内该另一电解水。

其中，该第一水位侦测器可选择性地开启该泄压装置，对该第一储水桶进行泄压。

其中，该液体阀与该泄压装置开启时间重叠。

其中，该第二储水桶更包括：

一第二水位侦测器，以侦测该第二储水桶中该另一电解水的水位；以及

一第二注水口，用以补充该第二储水桶中的该另一电解水。

其中，该电解槽包括一双峰式电解槽，其中该双峰式电解槽包含一外筒，位于该外筒内的一中筒，以及位于该中筒内的一内筒，其中该中筒与一电源电连接。

其中，该中筒的外周缘与内周缘均包含数个齿状结构。

其中，该外筒的内周缘包含数个齿状结构，而该内筒的外周缘包含数个齿状结构。

其中，该电解槽包括极性能互换的一第一电极与一第二电极。

通过上述描述，本发明的气水循环系统，应用于电解水产生一氢氧气。其电解槽产生的氢氧气，经由第一储水桶底部的气体入口导入第一储水桶中，使得氢氧气须经过第一储水桶中的纯水，因而降低氢氧器的温度，可以防止氢爆的发生。另外经由第一储水桶中第一水位侦测器监控第一储水桶的水位，并经由泄压阀的泄压与第二储水桶的补充纯水，可以保持第一储水桶中氢氧气的较少储存量，以防止氢爆的发生。再者，本发明中电解槽的气体出口与入水口设计，以及第一储水桶气体入口与出水口设计，使得第一储水桶中的纯水可以自动补充至电解槽，而电解槽产生的氢氧气，会自动排出至第一储水桶，达成安全可靠的气水循环。

关于本发明的优点，精神与特征，将以实施例并参照所附图式，进行详细说明与讨论。值得注意的是，为了让本发明能更容易理解，后附的图式仅为示意图，相关尺寸并非以实际比例绘示。

附图说明

图1：绘示根据本发明的某些实施例，一种三层式气水循环系统，其中电解槽为片式电解槽。

图2：绘示根据本发明的某些实施例，一种三层式气水循环系统，其中电解槽为双峰式电解槽。

图3：绘示根据本发明的某些实施例，一种二层式气水循环系统，其中电解槽为片式电解槽。

图4：绘示根据本发明的某些实施例，一种二层式气水循环系统，其中电解槽为双峰式电解槽。

图5：绘示双峰式电解槽中的电极结构。

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，其绘示根据本发明的某些实施例，一种三层式的气水循环系统，其中电解槽为片式电解槽。根据本发明的某些实施例，气水循环系统100，包括一电解槽110，用来容纳电解水112，电解水112主要成份为纯水或水，视需要可以添加少量的电解质，比如氢氧化钠，碳酸钙，氯化钠等。本实施例中，电解槽110为片式电解槽，其中包含多个片式电极114，经由通电可以将电解水112电解，而产生含有氢气及氧气的氢氧气116。由于氢氧气116会析出于电解槽110的上部，本创作的电解槽110于上部位置配置一第一气体出口118，可以将产生的氢氧气116导出。电解槽110中的电解水112因为电解作用而消耗，所以电解槽110还包括一第一入水口120，用以补充纯水，其位置如图所示可以在电解槽110的下部。

第一储水桶122，用来容纳纯水124，用来补充电解槽110。第一储水桶122配置有一气体入口126，与电解槽110的第一气体出口118以一管路耦接。气体入口126可以将电解槽110产生的氢氧气116，通入第一储水桶122的纯水124中，此时氢氧气116仅有极少部分溶解于纯水124中，大部分氢氧气116会浮出纯水124的表面，亦即第一储水桶122的上部。然而，氢氧气116自纯水124下方浮出水面过程中，由于纯水124比热高，可以吸收大部分热能，而降低氢氧气116的温度，使其接近纯水124温度，比如室温(25度C)。藉此，可以减少氢氧气116产生氢爆的机会，提高系统的安全。于一实施例中，气体入口126的位置配置于气体入口126下半部的外壁，如图1所示，一般只要气体入口126的位置低于正常使用时第一储水桶122的水位即可。同时，纯水124也可以溶解氢氧气116中少量不必要的电解气体，比如氯气，也具有过滤的效果。第一储水桶122还包括一第一出水口128，比如配置于第一储水桶122下部，且与电解槽110的第一入水口120以一管路耦接，可以将第一储水桶122的纯水124导入电解槽110中进行补充。第一储水桶122较佳是配置略高于电解槽110(如图1所示第一储水桶122的底部高于电解槽110的顶部，或者第一储水桶122的底部高于电解槽110的底部即可，例如第一储水桶122的底部高于电解槽110自底部算起1/4的位置)，此时可藉由虹吸管原理或重力原理，无须其他加压设备，即可以对电解槽110自动补水。另外由于氢氧气116导入于第一储水桶122中，也会对于第一储水桶122的纯水124或水的表面产生压力，而此压力也可促使第一储水桶122对电解槽110自动补水。

经过纯水124降温与过滤后的氢氧气116会储存于第一储水桶122的上部，而经由上部的第二气体出口130导出，提供使用者吸入，此时氢氧气116流量可介于0.1L/min～2L/min之间。泄压装置132，比如是一泄压阀，配置于第一储水桶122的上部，当第一储水桶122上部储存的氢氧气116超过一预设压力时，可以经由泄压装置132进行泄压，因此可以防止氢爆，也就是说泄压装置可以选择性地对第一储水桶进行泄压。举例来说，当第二气体出口130的排放不正常，比如发生阻塞等，由于电解槽110持续产出氢氧气116，则第一储水桶122中的氢氧气量会增加，且压力会增高，经由泄压装置132进行泄压，可以防止氢爆，于一实施例中，可设定压力为一大气压时(1Pa)即进行泄压。第一储水桶122更包括一第一水位侦测器134，以侦测第一储水桶122中纯水的水位，其作用方式如后详述。

气水循环系统100更包括一第二储水桶136，适于容纳纯水124，且具有一第二出水口138，而第一储水桶122更包括一第二入水口140，与第二出水口138以一管路耦接。于一实施例中，第二出水口138配置于该第二储水桶136的下半部，且该第二入水口140配置于该第一储水桶122的上半部。液体阀142则配置于第二入水口140与第二出水口138之间。当第一水位侦测器134侦测第一储水桶122中纯水124的水位低于一预设值时液体阀142开启，第一储水桶122经由第二储水桶136补充纯水124，也就是说第一水位侦测器134可选择性地开启液体阀142。而当第一储水桶122持续对电解槽110补充纯水124，表示氢氧气116产量也提高，储存于第一储水桶122上部的氢氧气116变多，因此第一储水桶122中纯水124的水位降低。若氢氧气116量过高容易产生氢爆，因此透过第一水位侦测器134的水位侦测则可以维持第一储水桶122中氢氧气116的较少量。故上述进行泄压及补充纯水，可以有效控制氢氧气116于第一储水桶122的储存量与压力，可以有效防止氢爆。

于另一实施例中，当第一水位侦测器134侦测第一储水桶122中纯水124的水位低于一预设值时液体阀142开启，使第一储水桶122经由第二储水桶136补充纯水124时，也可以同时让泄压装置132进行泄压，以增加安全性，也就是说第一水位侦测器134可选择性地开启泄压装置132。而此时泄压装置132与液体阀142开启时间将会重叠。而于另一实施例中，第二储水桶136较佳是配置略高于第一储水桶122(如图1所示第二储水桶136的底部高于第一储水桶122的顶部，或者第二储水桶136的底部高于第一储水桶122的底部即可，例如第二储水桶136底部高于第一储水桶122自底部算起1/4的位置)，于液体阀142开启可藉由虹吸管原理或重力原理，无须其他加压或帮浦设备，即可以对第一储水桶122自动补水。

第二储水桶136亦配置一第二水位侦测器144，以侦测第二储水桶136中纯水124(或电解水)的安全低水位；且配置有一第二注水口146。当第二水位侦测器144侦测纯水124(或电解水)的水位低于一预设低水位值时，第二水位侦测器144会有警示灯亮器告知使用者经由第二注水口146可以补充纯水124，当然此时也可以关闭电解槽的电源等待使用者经由第二注水口146补充纯水124后再重新开启电解槽的电源。而第二储水桶136的第二水位侦测器144亦可以侦测第二储水桶136中纯水124的安全高水位，当使用者注水于第二储水桶136使水位高于一预设高水位值时，第二水位侦测器144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，电解槽110，第一储水桶122及第二储水桶136分别配置有第一排水口148，第二排水口150及第三排水口152，而且分别由第一排水阀154，第二排水阀156及第三排水阀158控制排水口的开启或关闭。此第一排水阀154，第二排水阀156及第三排水阀158可以排水进而让使用者维护或维修电解槽之用。

请参照图2，其绘示根据本发明的某些实施例，一种三层式气水循环系统，其中电解槽为双峰式电解槽。图2的气水循环系统200与图1的差别仅在于图2中的电解槽210为双峰式电解槽，由双峰筒220形成电解电极。其余元件组成，配置及操作都与图1相同，因此标注以相同的标号，并在此不再赘述。值得一提的是，在某些实施例中，图1及图2中透过第一水位侦测器134的水位侦测，进行泄压及补充纯水，可以藉由一简单控制电路或电脑系统控制泄压装置132及液体阀142，而泄压装置132及液体阀142可以是电磁阀。

请参照图3，其绘示根据本发明的某些实施例，一种二层式气水循环系统，其中电解槽为片式电解槽。在本发明的某些实施例中，除了图1及图2的三层式气水循换系统外，也可以将气水循换系统进行简化，改成二层式的气水循环系统。如图3所示，气水循环系统300简化了图1中的第二储水桶部分，而在第一储水桶122配置一第一注水口310。当第一水位侦测器134侦测第一储水桶122中纯水124的水位低于一预设值时，可以经由第一注水口310补充纯水，此时第一水位侦测器134可有警示灯亮器告知使用者经由第一注水口310以补充纯水124。

至于电解槽110与第一储水桶122之间的气水循环方式，均与图1相同，其他元件的组成，配置及操作，请参照图1的说明，在此不再赘述。值得注意的是，不管是图1及图2中的第二储水桶，或图3中的第一储水桶，其补水的方式系藉由水位侦测器的侦测，然后透过注水口补水，此机制可以透过一警示装置，比如鸣笛，警铃，警示灯号或电脑系统的警示讯息，提醒使用者进行补水或停止注水，例如于图3中，第一水位侦测器134可侦测第一储水桶122中纯水124的安全低水位与侦测第一储水桶122中纯水124的安全高水位，当使用者注水于第一储水桶122使水位高于一预设高水位值时，第一水位侦测器134会有警示灯亮起以通知使用者可以停止注水。当第一水位侦测器134侦测第一储水桶122中纯水124的水位低于一预设值时，第一水位侦测器134可有警示灯亮器告知使用者经由第一注水口310以补充纯水124。当然此时也可以关闭电解槽的电源等待使用者经由第一注水口310补充纯水124后再重新开启电解槽的电源。

如上所述，泄压装置132，比如是一泄压阀，可以调节第一储水桶122上部储存的氢氧气116的储存量，当氢氧气116超过一预设压力时(例如一大气压)，可以经由泄压装置132自动进行泄压，同样可以达到防止氢爆的效果。而当第一水位侦测器134侦测第一储水桶122中纯水124的水位低于一预设值时，也可以同时让泄压装置132进行泄压，以增加安全性。

请参照图4，其绘示根据本发明的某些实施例，一种二层式气水循环系统，其中电解槽为双峰式电解槽。图4的气水循环系统400与图3的差别仅在于图4中的电解槽410为双峰式电解槽，由双峰筒420形成电解电极。其余元件的组成，配置及操作，请参照图3的相关说明，在此不再赘述。

电解槽中的电极，均包含阴极(负极)产生氢气而阳极(正极)产生氧气。于一实施例中，电极的极性可以是交替变换的，比如在某一时间点，一部分电极(如第一电极)为阴极，另一部分电极(如第二电极)为阳极；经过一预定时间后(例如每次关机后再开机时)，原先一部分电极由阴极为阳极，而原先另一部分电极则由阳极为阴极，其后依此类推，即第一电极与第二电极的极性可以选择性互换。而于另一实施例中，于双峰式电解槽中一部分电极结构(例如阳极)详图5所示，其包含外筒52、中筒54与内筒56，而中筒54即是与电源电连接的主要电极阳极，故其材质为导电的金属材料，如不锈钢或镀有白金的其他金属等。外筒52、中筒54、与内筒56均为中空圆柱结构，但外筒52内周缘包含有多个齿状结构(例如不少于40齿)，而中筒54的内周缘与外周缘亦包含个齿状结构(例如不少于40齿)，而内筒56的外周缘亦包含多个齿状结构(例如不少于40齿)，彼此相互对应，藉此可以增加电极的电解面积。

综上所述，本发明中电解槽产生的氢氧气，经由第一储水桶的纯水，可以降低氢氧器的温度，可以防止氢爆的发生。另外经由第一储水桶中第一水位侦测器监控第一储水桶的水位，并经由泄压阀的泄压与第二储水桶的补充纯水，可以保持第一储水桶中氢氧气的量，以防止氢爆的发生。然而，泄压阀亦可以调节第一储水桶上部储存的氢氧气的储存量，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，以及第一储水桶气体入口与出水口设计，使得第一储水桶中的纯水可以自动补充至电解槽，而电解槽产生的氢氧气，会自动排出至第一储水桶，达成气水循环。

藉由以上较佳具体实施例的详述，系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，在不脱离本创作的精神和范围内，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。

Claims (17)

1.一种气水循环系统，应用于电解水产生一氢氧气，其特征在于该气水循环系统包括：

一电解槽，具有一第一气体出口，配置于该电解槽的上部，及一第一入水口，其中该电解槽适于容纳一电解水，并电解该电解水以产生该氢氧气；以及

一第一储水桶，适于容纳另一电解水，包括：

一气体入口，配置于该第一储水桶，该气体入口与该电解槽的该第一气体出口耦接；

一第一出水口，该第一出水口与该第一入水口耦接；

一第二气体出口，配置于该第一储水桶以输出该氢氧气；以及

一泄压装置，配置于该第一储水桶之上，该泄压装置可选择性地对该第一储水桶进行泄压。

2.如权利要求1所述的气水循环系统，其特征在于，该气体入口的位置配置于该第一储水桶下半部的外壁。

3.如权利要求2所述的气水循环系统，其特征在于，该第一储水桶的该第二气体出口的氢氧气流量介于0.1L/min～2L/min之间。

4.如权利要求2所述的气水循环系统，其特征在于，该第一储水桶的底部高于该电解槽的底部。

5.如权利要求1所述的气水循环系统，其特征在于，该第一储水桶更包括：

一第一水位侦测器，用以侦测该第一储水桶中该另一电解水的水位；以及

一第一注水口，用以补充该第一储水桶中的该另一电解水。

6.如权利要求5所述的气水循环系统，其特征在于，该第一水位侦测器选择性地开启该泄压装置，对该第一储水桶进行泄压。

7.如权利要求1所述的气水循环系统，其特征在于更包括：

一第二储水桶，容纳另一电解水，具有一第二出水口；

其中该第一储水桶更包括一第二入水口，与该第二出水口耦接。

8.如权利要求7所述的气水循环系统，其特征在于，该第二出水口配置于该第二储水桶的下半部，且该第二入水口配置于该第一储水桶的上半部。

9.如权利要求8所述的气水循环系统，其特征在于，该第二储水桶的底部高于该第一储水桶的底部。

10.如权利要求7所述的气水循环系统，其特征在于更包括：

一液体阀，配置于该第二入水口与该第二出水口之间；

其中该第一储水桶更包括：

一第一水位侦测器，以侦测该第一储水桶中该另一电解水的水位，该第一水位侦测器选择性地开启该液体阀，以补充该第一储水桶内该另一电解水。

11.如权利要求10所述的气水循环系统，其特征在于，该第一水位侦测器可选择性地开启该泄压装置，对该第一储水桶进行泄压。

12.如权利要求11所述的气水循环系统，其特征在于，该液体阀与该泄压装置开启时间重叠。

13.如权利要求7所述的气水循环系统，其特征在于，该第二储水桶更包括：

一第二水位侦测器，以侦测该第二储水桶中该另一电解水的水位；以及

一第二注水口，用以补充该第二储水桶中的该另一电解水。

14.如权利要求1所述的气水循环系统，其特征在于，该电解槽包括一双峰式电解槽，其中该双峰式电解槽包含一外筒，位于该外筒内的一中筒，以及位于该中筒内的一内筒，其中该中筒与一电源电连接。

15.如权利要求14所述的气水循环系统，其特征在于，该中筒的外周缘与内周缘均包含数个齿状结构。

16.如权利要求15所述的气水循环系统，其特征在于，该外筒的内周缘包含数个齿状结构，而该内筒的外周缘包含数个齿状结构。

17.如权利要求1所述的气水循环系统，其特征在于，该电解槽包括极性能互换的一第一电极与一第二电极。

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