CN108796533B - 气体产生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体产生器，包含电解装置、冷凝过滤装置及散热装置。电解装置用以电解容置其内的电解水以产生氢气。冷凝过滤装置耦接电解装置，用以接收并过滤电解装置所产生的氢气。散热装置包含有散热片及散热风扇，散热风扇用以驱动外部空气流经设置于冷凝过滤装置上的散热片以冷却冷凝过滤装置。本发明藉由冷凝过滤装置及散热装置冷却所产生的气体及气体所流经的元件，藉以保持稳定的气体产生器操作温度，以降低高温高湿所造成的损伤元件可能发生。

Description

气体产生器

技术领域

本发明有关于一种气体产生器，特别是有关于一种具有冷却气体及内部元件的气体产生器。

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式，也就是当疾病发生时，先诊断病因再对症进行医疗行为，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。

然而，一般电解装置利用电解液态水以产生氢气供人体吸入，所产生的氢气具有高温高湿且富含电解质及杂质的特性，容易腐蚀及磨损装置内的元件或管路，使得电解装置寿命快速降低而产生不便及浪费。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种气体产生器，用以电解液态水以产生氢气。同时藉由冷凝过滤装置及散热装置以冷却所产生的氢气及装置本体，藉以避免高温高湿的气体损伤气体产生器元件，以提高操作安全性及延长气体产生器寿命。

为实现上述目的，本发明公开了一种气体产生器，包含电解装置、冷凝过滤装置及散热装置。电解装置容置有电解水，电解装置用以电解电解水以产生氢气。冷凝过滤装置包含有气体流道、过滤材以及隔离件，气体流道用于接收氢气，过滤材设置于气体流道内用以过滤氢气，隔离件设置于冷凝过滤装置内，用以限制过滤材在气体流道内的流动。散热装置包含有散热片及散热风扇，散热片耦合冷凝过滤装置，而散热风扇驱动外部空气流经散热装置内。

根据本发明的另一具体实施例，气体产生器另包含有雾化装置耦接冷凝过滤装置，雾化装置用以接收过滤后的氢气，雾化装置另产生一雾化气体以与过滤后的氢气混合，散热装置具有容置部分雾化装置的容置空间。

根据另一具体实施例，散热装置具有一散热流道，形成于散热装置内，气体产生器外部空气流经散热流道。

根据另一具体实施例，散热装置另包含有一流道组件耦合散热片，散热流道形成于流道组件及散热片之间。

根据另一具体实施例，散热风扇为鼓风扇并容置于散热流道内。

根据另一具体实施例，气体产生器另包含有气体过滤棒耦合于冷凝过滤装置，气体过滤棒用以进一步过滤氢气。

根据另一具体实施例，气体产生器另包含有一逆止阀耦合于气体过滤棒。

根据另一具体实施例，气体过滤棒具有一外壁及一内壁，内壁内填充有活性碳，外壁位于内壁外，气体过滤棒所接收的氢气经由外壁及内壁间流入内壁后排出气体过滤棒外。

根据另一具体实施例，气体过滤棒包含有可拆卸的一开盖，活性碳容置于内壁及开盖所形成的容置空间，并且气体过滤棒与逆止阀可同时抽离于气体产生器。

根据另一具体实施例，所述的过滤材为数个过滤片所组成，隔离件阻绝过滤片间彼此相连。

本发明还公开了一种气体产生器，包含电解装置、冷凝过滤装置及散热装置。电解装置容置有电解水，电解装置用以电解电解水以产生氢气。冷凝过滤装置耦接电解装置，用以接收并过滤氢气。散热装置具有散热流道及复数个散热出入口，该等散热出入口分别位于散热流道上，散热装置另包含有散热片、流道组件及散热风扇，散热片耦合冷凝过滤装置，流道组件耦合散热片，散热流道形成于流道组件及散热片之间，散热风扇驱动外部空气经由该等散热出入口流经散热流道。

根据本发明的另一具体实施例，气体产生器另包含有一雾化装置耦接冷凝过滤装置，雾化装置用以接收过滤后的氢气，雾化装置产生一雾化气体以与过滤后的氢气混合，散热装置具有容置部分雾化装置的容置空间。

根据另一具体实施例，散热风扇为鼓风扇并容置于散热流道内。

根据另一具体实施例，气体产生器另包含有气体过滤棒耦合于冷凝过滤装置，气体过滤棒用以进一步过滤氢气。

根据另一具体实施例，气体产生器另包含有一逆止阀耦合于气体过滤棒。

根据另一具体实施例，所述的逆止阀系一防回火装置。

根据另一具体实施例，其中逆止阀接收排出气体过滤棒的氢气。

根据另一具体实施例，气体过滤棒具有外壁及内壁，内壁内填充有活性碳，外壁位于内壁外，气体过滤棒所接收的氢气经由外壁及内壁间流入内壁后排出气体过滤棒外。

根据另一具体实施例，气体过滤棒包含有可拆卸的一开盖，活性碳容置于内壁及开盖所形成的容置空间，并且气体过滤棒与逆止阀可同时抽离于气体产生器。

根据另一具体实施例，气体过滤棒具有一顶部及一底部，气体过滤棒所接收的氢气藉由顶部流入外壁及内壁间后经由底部流入内壁并由顶部排出气体过滤棒外。

综合而言，本发明的重点在于提出一种气体产生器，其包含电解装置、冷凝过滤装置及散热装置。于本发明的气体产生器中，电解装置产生氢气提供人体吸入，并透过冷凝过滤装置及散热装置冷却过滤所产生的气体及气体所流经的元件，藉以保持稳定的操作温度以降低高温高湿环境损伤元件的可能发生，进而提高气体产生器寿命及使用安全性。

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。

附图说明

图1：本发明的气体产生器的一具体实施例的示意图。

图2：本发明的气体产生器的一具体实施例的冷凝过滤装置的爆炸图。

图3：图2的散热流道示意图。

图4：本发明的气体产生器的另一具体实施例的示意图。

图5：本发明的气体产生器的一具体实施例的气体过滤棒的示意图。

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。

请参阅图1及图2，图1绘示本发明的气体产生器1的一具体实施例的示意图，图2绘示本发明的气体产生器1的一具体实施例的冷凝过滤装置14的爆炸图。根据本发明的一具体实施例，本发明提供的气体产生器1，包含电解装置12、冷凝过滤装置14及散热装置16。电解装置12容置有一电解水121，电解装置12用以电解电解水121以产生氢气。冷凝过滤装置14包含气体流道145、过滤材143以及隔离件146，气体流道145用于接收氢气，过滤材143设置于气体流道145内用以过滤氢气，隔离件146设置于冷凝过滤装置14内，用以限制过滤材143在气体流道145内的流动。散热装置16包含有散热片161耦合冷凝过滤装置14，用以传导冷凝过滤装置14上的热。散热装置16另包含有散热风扇162，用以驱动气体产生器1外部空气流经散热装置16内，进一步地，用以吹向散热片161以将散热片161上的热带离，藉以降低散热片161的温度，进而同时降低冷凝过滤装置14的温度。需注意的是，本发明所述的“限制”并不表示“固定”，而是降低过滤材143移动程度。

于实务上，电解装置12可以为一双电极式电解槽，当电解槽通电时，电解槽的两电极可同时电解水以产生氢气及氧气，若将所生成的气体容置于同一空间时，则可混合生成氢氧混合气体，所混合的氢氧混合气体内氢气与氧气比例约为2：1。于另一实际应用中，电解装置12亦可以为一离子膜电解装置，透过离子交换膜的区隔以促使阳极室中的阳极电极生成氧气而阴极室中的阴极电极生成氢气。此外可再透过气体流量计分别连接阳极室及阴极室，以分别调控所需的氧气与氢气的流量，藉以混合输出所需的氢气与氧气的混和比例。于一具体实施例中，所输出的气体可以为纯氢气、纯氧气或可任意调配比例的氢氧混合气体以供人体吸入。更进一步地，可再通入一外部气体，藉以将所生成的氢气、氧气或氢氧混合气体与外部气体混合成所需的浓度配比，以做为不同的后续应用。其中，外部气体可以为空气、水气、挥发性气体药剂或钝气等。

由于电解装置12所生成的气体可能会因操作环境及生成方式而具高温，同时亦会因高温环境或生成方式而产生挥发水气，使得所生成的气体具高温高湿的特性。再者，挥发水气不仅仅是电解水所构成，亦可能夹杂电解液中的电解质或杂质，使得所生成的气体不但包含了所需的纯氢气、纯氧气或氢氧混合气体，亦包含了不必要的湿气及不适合人体吸入的电解质及杂质。这些高温高湿及包含杂质的气体不仅不适合人体吸入，亦会造成气体产生器1内的气体连通管道及所流经的元件损耗，使气体产生器1的寿命下降，因此需要冷凝过滤电解装置12所产生的氢气。

请再次参阅图2，气体流道145可由一冷凝下盖141及一冷凝上盖142组合而形成，而隔离件146得形成于冷凝下盖141上，亦可以形成于冷凝上盖142上。于实际应用中，隔离件146得为可拆装方式固设于冷凝下盖141或冷凝上盖142，或是以一体成型方式与冷凝下盖141或冷凝上盖142一并形成。其中，冷凝下盖141具有一冷凝入口1411，耦合于电解装置12，用以接收电解装置12所产生的氢气，冷凝下盖141另包含有一冷凝出口1412，用以输出冷却过滤后的氢气。冷凝过滤装置14所接收的氢气可流经过滤材143以滤除气体内的杂质及电解质，同时亦有冷却气体的功效，藉以冷凝出气体中的水气以便将其留置于冷凝过滤装置14内。其中，所使用的过滤材143材质可以为石棉，所使用的过滤材143得由数个过滤片所组成。由于该等过滤片为过滤冷凝所流经的气体，其内将会含有气体内的杂质、电解质、电解液或水气，为使过滤片维持良好的冷凝过滤效率，得利用隔离件146隔开相邻的过滤片，以阻绝过滤片间的渗析情形发生。其中，隔离件146可以为隔离柱或隔离挡片。此外，由于冷凝过滤装置14用以接收高温气体，将使得冷凝过滤装置14的温度因此提高，此时可藉由一冷凝盖散热片144协助冷凝过滤装置14整体散热以维持冷凝过滤装置14的操作温度。

请参阅图2及图3，图3绘示图2的散热流道163示意图。于实际应用中，气体产生器1另包含有一散热装置16以冷却冷凝过滤装置14。于一实施例中，散热装置16内的散热片161可穿设于冷凝过滤装置14上，藉以接收冷凝过滤装置14上的热。而于另一具体实施例中，散热片161以可拆卸方式贴合于冷凝过滤装置14的表面，透过热传导方式将冷凝过滤装置14上的热传导至散热片161上。实际应用中，散热片161亦可固设于冷凝过滤装置14的表面。于另一具体实施例中，散热片161未直接接触冷凝过滤装置14，而是透过一冷却液体吸收冷凝过滤装置14上的热后再将热传递到散热片161上。冷却液体可包覆冷凝过滤装置14、部分环绕冷凝过滤装置14、或仅流经冷凝过滤装置14中的热源，藉以带离冷凝过滤装置14上的热。于另一具体实施例中，冷凝过滤装置14的一部分即为所述的散热片161所构成，藉以减少材料的使用。由于散热片161需快速地吸收冷凝过滤装置14的热并转移至外界，可选用导热性较佳的材料以便快速地进行热交换，散热片161的材料可以为金属材料，更进一步地，散热片161可以选用不锈钢材料制成，藉以避免因环境湿气、电解所产生的水气或是不小心喷溅的电解液所造成的锈蚀问题发生。于实务上，散热片161的型式可以为不规则形状、放射状结构或鳍片结构，藉以增加散热片161的散热表面积。再者，散热片161可额外进行表面处理以产生表面粗化或微蚀孔洞结构，藉以产生具高比表面积的散热片161。

实际应用中，散热装置16得具有一散热流道163，形成于气体产生器1内，气体产生器1的外部空气系利用散热流道163流经上述的散热片161以带走散热片161上的热。散热流道163具有流道入口段及流道出口段，流道入口段用以将外部空气引入气体产生器1内，以便其流向散热片161，而流道出口段则是用以排出已带走散热片161上部分热量的空气于气体产生器1外。于一具体实施例中，散热流道163不与散热片161直接接触，仅分别引入及导出空气于气体产生器1，亦即散热流道163仅限制外部空气流入气体产生器1及排出气体产生器1外的路径，而未限制外部空气于气体产生器1内的流向，使外部空气可自由地在气体产生器1内扩散。而于另一实施例中，流道入口段系连接流道出口段，散热流道163与散热片161直接接触，位于散热流道163中的外部空气可因此带离散热片161上的热。

于一具体实施例中，散热装置16另包含有一流道组件164耦合散热片161，当流道组件164与散热片161结合后，即形成所述的散热流道163。于一具体实施例中，散热风扇162系容置于散热流道163内，藉以吸入外部空气以进入散热流道163。而于另一具体实施例中，散热风扇162可设置于散热流道163的出口处或入口处，藉以降低散热流道163管径限制及提高装设便利性。此外，所述的散热风扇162可根据所设定的温度、风速或所侦测到的环境温度作风速及顺逆向的调整，更可以为一变频风扇，藉以达到节能省电及提高冷却效率的目的。于实际应用中，散热风扇162可以为轴流风扇，藉以驱动外部空气流入散热流道163。于另一实施例中，散热风扇162可以为鼓风扇，藉以缩减散热流道163的厚度需求。再者，所述的散热风扇162可不仅只一个，利用散布于散热流道163各处的散热风扇162以增进流入散热流道163的气体流量。

由于散热片161透过外部空气予以冷却，外部空气所流经散热片161的面积越大，散热片161的冷却效率越高。于一实施例中，散热流道163可引导外部气体流经大部份的散热片161，以提高散热片161的冷却效率。更进一步地，散热流道163布满整个散热片161，藉以提高散热片161的冷却效率。根据另一具体实施例，整个散热片161为形成散热流道163的一部分，藉以使外部空气流经整个散热片161的一侧或整体。

请再次参阅图1，于一具体实施例中，气体产生器1另包含有气体过滤棒18，耦合于冷凝过滤装置14，用以接收并过滤冷凝过滤装置14所过滤的氢气。由于冷凝过滤装置14需冷却具高温且含有湿气的气体，所使用的过滤材料将会有所受限，而经由冷凝过滤装置14冷却后的氢气温度较低且因降温而导致所含的水气亦较低，将可使用不同的滤心再次过滤气体中的杂质。所述的杂质可能包含有仍未完全滤除干净的电解质、电解水中的金属杂质、有机杂质等不纯物质，亦可能为因电解水内的不纯物质经电解后所产生的不必要的气体，如：氯气。

请参阅图1及图5，图5绘示本发明的气体产生器的一具体实施例的气体过滤棒的示意图。其中，气体过滤棒18具有一外壁182及一内壁183，内壁183中可容置有活性碳181，藉以充当气体过滤棒18的滤心，以过滤气体过滤棒18所接收的氢气的杂质。气体过滤棒所接收的氢气可经由外壁182及内壁183间流入填充有活性碳181的内壁183内，而后再将过滤后的氢气排出于气体过滤棒18外。其中，气体过滤棒18可分为一顶部185及对应的一底部186，气体过滤棒18所接收的氢气藉由所述的顶部185流入外壁182与内壁183间，而后从底部186进入填充有活性碳181的内壁183内，过滤后的氢气再由顶部185排出气体过滤棒18外。由于气体过滤棒18需过滤气体中的杂质，里面的滤心需定期清洗或更换以便维持过滤效率，气体过滤棒18可包含有一可拆卸的开盖184以便方便地更换或冲洗滤心。于一实际应用中，活性碳181系容置于由内壁183与开盖184所形成的容置空间中。

此外，气体产生器1另包含有一逆止阀19，耦合于气体过滤棒18，用以防止气体产生器1内的气体逆流。所述的逆止阀19可装设于气体过滤棒18用以接收气体的入口处、流入气体过滤棒18的滤心之前、流出气体过滤棒18的滤心之后或气体过滤棒18用以输出气体的出口处。更进一步地，所述的逆止阀19可以为一防回火装置。于实务中，在发生事故或系统不稳定的状况下，爆炸或燃烧点燃的火焰会通过管道向气体源头方向蔓延，称作回火，防回火装置即是用来防止气体回流而将爆炸燃烧的火焰带回气体源头。由于电解装置12所产生的氢气经冷却及过滤后其含水量较低且纯度提升，氢气较容易点燃或产生爆炸，将逆止阀19设置在气体通路上，即使最后输出的气体氢气比例过高而产生爆炸，逆止阀19仍可防止气体回流以避免火焰损伤气体产生器1的内部零件，藉此提高气体产生器1的使用安全。更进一步地，气体过滤棒18与逆止阀19可以透过拆卸方式一起抽离于气体产生器1，藉以方便地更换气体过滤棒18的滤心。

请参阅图4，图4绘示本发明的气体产生器1的另一具体实施例的示意图。图4与图1不同之处在于气体过滤棒18耦合于电解装置12及冷凝过滤装置14间，藉以产生不同连接形式的气体产生器1。于实际应用中，气体产生器1可另包含有一湿化装置，耦接电解装置12或冷凝过滤装置14，用以将电解装置12所产生的高温气体通入容置于湿化装置中的湿化液体以利用湿化液体降温，亦可以透过通入湿化液体以过滤气体中的杂质，或是透过高温气体来加热挥发湿化液体以产生挥发气体而与所通入的气体混合输出至后续装置中。

于实际应用中，气体产生器1另包含有一雾化装置，耦接于冷凝过滤装置14或气体过滤棒18，用以将已过滤的氢气混合一雾化气体以产生保健气体供后续使用。其中，雾化气体可以为水蒸汽、雾化药水、挥发精油及其组合所组成的族群中的一种。此外，雾化装置可直接通入雾化气体以与冷却过滤后的气体混合成保健气体，或是先将雾化气体的前驱物如精油，药水，纯水或其组合震荡雾化以产生雾化气体，再与冷却过滤后的气体混合以形成保健气体。为了降低气体产生器1的体积，散热装置16可具有容置部分的前述雾化装置的容置空间，藉以活用气体产生器1的内部空间，以降低体积需求。

请再次参阅图1、图2及图3，本发明的另一范畴在于提供一种气体产生器1，根据本发明的一具体实施例，本发明提供的气体产生器1包含电解装置12、冷凝过滤装置14及散热装置16。电解装置12容置有电解水121，电解装置12用以电解电解水121以产生氢气。冷凝过滤装置14耦接电解装置12，用以接收过滤氢气。散热装置16具有散热流道163及数个散热出入口1631，该等散热出入口1631分别位于散热流道163上，散热装置16另包含有散热片161、流道组件164及散热风扇162，散热片161耦合冷凝过滤装置14，流道组件164耦合散热片161，散热流道163形成于流道组件164与散热片161间，散热风扇162驱动外部空气经由该等散热出入口1631流经散热流道163，藉以降低散热片161的温度，进而同时降低冷凝过滤装置14的温度。

其中，本具体实施例中所使用的元件及连接形式均可套用前述的具体实施例，亦即本具体实施例与前述具体实施例的相对应单元在功能和型态上大体上相同，故于此不再赘述。

此外，于实际应用中，散热出入口1631可分别位于散热流道163的不同侧，例如包含有远离散热片161的底部侧及与外部空气流经方向相同的侧面前侧及侧面后侧，以吸入不同位置的外部空气，或于不同位置排出已吸收热量的空气，以避免热量堆积于散热装置16外。

综上所述，于本发明的气体产生器中，电解装置产生氢气提供人体吸入，并透过冷凝过滤装置及散热装置冷却过滤所产生的气体及气体所流经的元件，藉以保持稳定的操作温度以降低高温高湿环境损伤元件的可能发生，进而提高气体产生器的寿命及使用安全性。

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。

Claims (8)

1.一种气体产生器，其特征在于，包含有：

一电解装置，容置有一电解水，该电解装置用以电解该电解水以产生一氢气；

一冷凝过滤装置，包含一气体流道、一过滤材以及一隔离件，气体流道由一冷凝下盖及一冷凝上盖组合而形成，隔离件为可拆装方式固设于冷凝下盖或冷凝上盖，或是以一体成型方式与冷凝下盖或冷凝上盖一并形成；其中，冷凝下盖具有一冷凝入口，耦合于电解装置，用以接收电解装置所产生的氢气，冷凝下盖另包含有一冷凝出口，用以输出冷却过滤后的氢气；该过滤材设置于该气体流道内用以过滤该氢气；

一散热装置，包含有一散热片及一散热风扇，该散热片以可拆卸方式贴合于冷凝过滤装置之表面，该散热风扇驱动外部空气流经该散热装置；

一气体过滤棒用以进一步过滤该氢气，该气体过滤棒具有一开盖、一外壁、一内壁及一滤心，该外壁位于该内壁外，该滤心位于该内壁内，该气体过滤棒所接收之该氢气经由该外壁及该内壁流入该滤心后排出该气体过滤棒外，其中该气体过滤棒抽离于该气体产生器外。

2.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于，另包含有一雾化装置耦接该冷凝过滤装置，该雾化装置用以接收过滤后的该氢气，该雾化装置产生一雾化气体以与过滤后的该氢气混合，该散热装置具有容置部分该雾化装置的容置空间。

3.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于，该散热装置具有一散热流道形成于该散热装置内，该气体产生器外部空气流经该散热流道。

4.如权利要求3所述的气体产生器，其特征在于，该散热装置包含有一流道组件耦合该散热片，该散热流道形成于该流道组件与该散热片之间。

5.如权利要求3所述的气体产生器，其特征在于，该散热风扇为鼔风扇并容置于该散热流道内。

6.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于，另包含有一逆止阀耦合于该气体过滤棒。

7.如权利要求6所述的气体产生器，其特征在于，该气体过滤棒包含有可拆卸的一开盖，该滤心容置于该内壁及该开盖所形成的一容置空间，该气体过滤棒与该逆止阀同时抽离于该气体产生器。

8.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于，该过滤材为数个过滤片所组成，该隔离件阻绝该数个过滤片彼此相连。

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