CN108950588A - 离子膜电解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子膜电解装置，其包含有一离子膜电解槽和一个一体成形的整合式流道装置。离子膜电解槽用以电解水以产生一含氢气体。整合式流道装置包含一水箱结构、一第一设置结构、气流道系统和一水流道系统。水箱结构用以容置水。第一设置结构用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于整合式流道装置。水流道系统耦接水箱结构以及第一设置结构，以将水箱结构中的水输入至离子膜电解槽。气流道系统耦接第一设置结构，以接收离子膜电解槽产生的含氢气体。本发明整合功能独立的管道，避免额外管线连接，缩减装置体积又提升了离子膜电解装置的操作安全性。

Description

离子膜电解装置

技术领域

本发明提供一种离子膜电解装置，特别是关于一种包含一体成形的整合式流道装置以缩减体积、减少管路连接及提升安全性的离子膜电解装置。

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。

目前氢气产生器已经逐渐运用在医疗场所及家庭中。大量且高标准化的生产是未来重要的目标。氢气产生器是由多种功能独立的装置结合，并用管路相互耦接而组成。然而，在习知技术中，每个装置之间的管路需分别组装，而造成工序繁琐、配线组装麻烦、成本较高、不易标准化、体积不易缩小的问题，甚至有使用中流道管路脱落、漏水的疑虑。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于公开了一种整合式的离子膜电解装置，将管路以汇整成一体成形的整合式流道装置，并具有容置空间以设置相对应的装置。整合功能独立的装置与管道，避免额外管线连接，缩减离子膜电解装置的体积，大幅减少制成成本，又提升了离子膜电解装置的操作安全性。

为实现上述目的，本发明公开了一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；以及

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中，该第一设置结构具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口，该水箱结构藉由该水流道系统与该出水口耦合使该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体，该氧气输入口耦接该水流道系统并与该水箱结构耦接。

其中，该一体成形的整合式流道装置进一步包含一容置一气水分离器的第二容置结构，该气水分离器透过该气流道系统耦接该第一设置结构，该气水分离器接收该离子膜电解槽所产生的含氢气体并留置含氢气体中的一液态水，再透过该气流道系统输出含氢气体。

其中，该一体成形的整合式流道装置进一步包含一第二容置结构，该第二容置结构容置有一浮子与一弹簧阀；其中该第二容置结构接收该离子膜电解槽所产生的含氢气体并留置含氢气体中的一液态水，当该第二容置结构容置的该液态水到达一水位时，该浮子阻隔该含氢气体通往该气流道系统，当该第二容置结构中该含氢气体的气压等于一压力阈值时，该弹簧阀导通该第二容置结构与该气流道系统，再透过该气流道系统输出该含氢气体。

其中，该离子膜电解槽具有一第一侧边并包含有一耦接该氢气输入口的氢气输出管、一耦接该氧气输入口的氧气输出管及一耦接该出水口的入水管；该氧气输出管与该氢气输出管自该离子膜电解槽的该第一侧边分别输出该含氧气体及该含氢气体至该氧气输入口及该氢气输入口，该入水管自该第一侧边透过该出水口接收该水箱结构中的水。

其中，该一体成形的整合式流道装置进一步包含有一耦接该水箱结构及该第一设置结构的预热水槽结构；该水箱结构中的水透过该预热水槽结构与该第一设置结构的该出水口而输入至该离子膜电解槽，而该预热水槽结构进一步耦接该氧气输入口以接收该含氧气体。

其中，该整合式流道装置进一步包含有一设置于该水流道系统中的该氧气输入口上方并耦接该水箱结构的氧气逸散管，该含氧气体透过该氧气逸散管经该水箱结构排放至大气。

其中，该一体成形的整合式流道装置进一步具有一第三容置结构，该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第三容置结构中的过滤器，该过滤器透过该气流道系统接收并过滤该含氢气体。

其中，该过滤器的下端具有一接收含氢气体的过滤入口，该过滤器的上端具有一输出过滤后含氢气体的过滤出口，该过滤器内包含有一滤心，该过滤入口经由该滤心耦接该过滤出口，其中该过滤器及该第三容置结构阻绝该过滤入口与该过滤出口经由该第三容置结构耦接。

其中，进一步包含有一上盖及一雾化器，该上盖设置于该整合式流道装置的该水箱结构上，该上盖进一步具有一第四设置结构，该雾化器可拆卸地卡固于该第四设置结构并延伸入该水箱结构，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该含氢气体后将该含氢气体与该雾化气体混合后输出。

其中，该雾化器容置有一雾化液体，且该雾化器包含有一棉棒及一微孔震荡片，该棉棒的一端浸于该雾化液体中以吸附该雾化液体，该微孔震荡片环绕于该棉棒的另一端以雾化该棉棒所吸附的该雾化液体以产生该雾化气体。

其中，该一体成形的整合式流道装置进一步具有一位于该整合式流道装置内的第五容置结构，该第五容置结构耦接该气流道系统；该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第五容置结构的补气风扇；该补气风扇用以引入一外部空气与该含氢气体混合。

其中，该水箱结构的相对位置高于该离子膜电解槽。

还公开了一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置，并具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

一第五容置结构；以及

一预热水槽结构，耦接该水箱结构及该第一设置结构；该水箱结构中的水可透过该预热水槽结构与该第一设置结构的该出水口而输入至该离子膜电解槽；

其中该水箱结构藉由该水流道系统和该预热水槽结构而与该出水口耦合，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第五容置结构的补气风扇，该补气风扇用以引入一外部空气与该含氢气体混合而产生一第一混合气体；

该离子膜电解装置进一步包含有一延伸入该水箱结构的雾化器，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该第一混合气体后将该第一混合气体与该雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。

其中，该离子膜电解槽具有一第一侧边并包含有一耦接该氢气输入口的氢气输出管、一耦接该氧气输入口的氧气输出管及一耦接该出水口的入水管；其中该氢气输出管、该氧气输出管与该入水管均设置于该第一侧边。

其中，进一步包含有一操作面板，藉由该操作面板能调整该离子膜电解装置使所输出的该雾化含氢气体的流量可介于2L/min和6L/min之间。

其中，该雾化含氢气体的浓度小于4％，且该离子膜电解装置的体积小于15公升而该离子膜电解装置的最大使用功率低于240W。

还公开了一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；以及

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中该第一设置结构具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口，该水箱结构藉由该水流道系统和该预热水槽结构而与该出水口耦合，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中该离子膜电解装置进一步包含有一上盖及一雾化器，该上盖设置于该水箱结构上，该上盖进一步具有一第四设置结构，该雾化器可拆卸地卡固于该第四设置结构并延伸入该水箱结构，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该含氢气体后将该含氢气体与该雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。

其中，进一步包含有一操作面板，藉由该操作面板调整该离子膜电解装置使所输出的该雾化含氢气体的流量可介于400mL/min和600mL/min之间。

其中，所输出的该雾化含氢气体的浓度大于99％，该离子膜电解装置的体积小于13公升，且该离子膜电解装置的最大使用功率低于400W。

其中，该氧气输入口耦接该水流道系统并与该水箱结构耦接，该整合式流道装置进一步包含有一设置于该水流道系统中的该氧气输入口上方并耦接该水箱结构的氧气逸散管，该含氧气体透过该氧气逸散管经该水箱结构排放至大气。

综上所述，本发明离子膜电解装置包含有整合式流道装置，整合式流道装置具有气流道系统、水流道系统及多个设置结构，气流道系统用以输送离子膜电解装置中的氢气至各个设置结构中的各个装置，例如离子膜电解槽、过滤器、雾化器和补气风扇。水流道系统用以耦接水箱和离子膜电解槽。气流道系统和水流道系统的设计取代额外装设的管线，简化了生产流程的接线，减少线路耗材与人工成本。预留空间的设置结构便于其他装置卡固于整合式流道装置，例如离子膜电解槽、过滤器、雾化器和补气风扇，使该等装置可以稳固设置在离子膜电解装置中。更重要的，整合式流道装置整合了离子膜电解装置原本复杂的接线，缩减离子膜电解装置所需线路预留空间，使空间利用率最佳化，亦降低漏水漏气的可能，提升了离子膜电解装置的操作安全性。

附图说明

图1A及图1B：绘示根据本发明不同具体实施例的离子膜电解装置的外观示意图。

图2：绘示离子膜电解装置去除外壳的装置示意图。

图3A及图3B：绘示根据本发明不同具体实施例的整合式流道装置的示意图。

图4：绘示根据本发明一具体实施例的离子膜电解槽示意图。

图5：绘示根据本发明一具体实施例的离子膜电解槽剖面图。

图6：绘示根据图2的离子膜电解装置的剖面图。

图7：绘示根据图6的离子膜电解装置的另一角度的剖面图。

图8：绘示根据本发明一具体实施例的雾化器示意图。

图9A及图9B：绘示根据本发明不同具体实施例的整合式流道装置的剖面图。

图10A和图10B：绘示根据本发明一具体实施例的过滤器的不同角度示意图。

图11：绘示根据图6的离子膜电解装置的另一剖面深度的局部剖面图。

图12：绘示根据本发明一具体实施例的补气风扇示意图。

图13：绘示根据本发明一具体实施例的散热风扇示意图。

图14A：绘示根据本发明一具体实施例的整合式流道装置的设置结构示意图。

图14B：绘示根据本发明一具体实施例中离子膜电解装置的装置关系示意图。

图14C：绘示根据本发明一具体实施例中离子膜电解装置的装置关系示意图。

图15：绘示根据本发明离子膜电解装置的剖面图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向、横向、上、下、前、后、左、右、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发明和简化描述，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发明的限制。

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，第一流道和第二流道指示不同流道，尽管二者都是流道。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一流道可被称为第二流道，同样地，第二流道也可被称为第一流道。

请参阅图1A至图3B。图1A及图1B绘示根据本发明不同具体实施例的离子膜电解装置1的外观示意图。图2绘示离子膜电解装置1去除外壳的装置示意图。图3A及图3B绘示根据本发明不同具体实施例的整合式流道装置13的示意图。如图1A至图3B所示，于本发明提供一离子膜电解装置1，包含有一离子膜电解槽12和一整合式流道装置13。离子膜电解槽12用以电解水以产生一含氢气体。整合式流道装置13是一体成型，包含一水箱结构139、多个设置结构、一气流道系统130和一水流道系统131。水箱结构139用以容置水。该等设置结构中的一第一设置结构132系用以可拆卸地卡固离子膜电解槽12装置于其中。水流道系统131包含多个流道耦接水箱结构139，以将水箱结构139中的水输入至离子膜电解槽12。气流道系统130包含多个流道分别耦接设置结构，并透过流道接收含氢气体及分别输送含氢气体至设置结构。第一设置结构132具有一氢气输入口1322、一氧气输入口1324以及一出水口1326。水箱结构139藉由水流道系统131与出水口1326耦合以将水箱结构139中的水输入至离子膜电解槽12，气流道系统130藉由氢气输入口1322接收该离子膜电解槽12产生的该含氢气体。

本发明离子膜电解装置1利用整合式流道装置13中预设的设置结构固定各装置在离子膜电解装置1内的位置，使离子膜电解装置1在组装时的空间结构更为清楚；同时，透过各个设置结构之间预设的多个流道传输气体与液体，无需于各装置间另外接配管路流道；并且将多个流道汇整成完整的水流道系统和气流道系统，整合功能独立或相关的管线，减少软管或排线状的管线避免线路纠缠或错接。此外，可节省了配线的成本，也避免了习知技术中隐含管路脱落的危险，降低漏水或漏气的可能。更重要的，透过整合式流道装置13整合了各个功能独立的装置，达到空间利用的最佳化。

请参阅图4及图5。图4绘示根据本发明一具体实施例的离子膜电解槽12示意图。图5绘示了根据本发明一具体实施例的离子膜电解槽12剖面示意图。离子膜电解槽12具有一第一侧边S1、一氢气输出管122、一氧气输出管124及一入水管126，其中氢气输出管122、氧气输出管124及入水管126位于第一侧边S1上，且分别耦接第一设置结构132的氧气输入口、氢气输入口以及出水口。氧气输出管124与氢气输出管122自离子膜电解槽12的第一侧边S1分别输出含氧气体及含氢气体至氧气输入口及氢气输入口，再由氧气输入口及氢气输入口分别进入气流道系统130和水流道系统131中，其中氧气输入口与水箱结构139耦接。离子膜电解槽12的入水管126从第一侧边S1与水箱结构139的出水口耦接以输入水。氧气输出管124、氢气输出管122与入水管126的方向不以第一侧边S1(如本实施例的阳极方向)为限，亦可同时从一第二侧边S2(如本实施例的阴极方向)输出。

如图5所示，离子膜电解槽12包含离子交换膜120、阴极室121以及阳极室123。阴极室121内包含阴极电极1210，阳极室123内包含阳极电极1230，离子交换膜120设置于阳极室123与阴极室121之间，其中当离子膜电解槽12电解水时，阴极电极1210产生氢气，阳极电极1230产生氧气。于一实施例中，阳极室123内容置有水，而在阳极室123中的水可进一步地在透过离子膜以渗透到阴极室121。另外，图5仅是为了方便说明离子膜电解槽内部结构的剖面示意图，并非实际的离子膜电解槽内部结构。其中第二侧边S2与阴极电极1210所在的区域称为阴极室121，而第一侧边S1与阳极电极1230所在的区域称为阳极室123，惟为了更清楚表达阴极室121以及阳极室123相对应位置，因而于图5中以虚线表示其位置。

请参阅图6、图7、图9A、图9B及图11。图6绘示根据图2的离子膜电解装置1的剖面图。图7绘示根据图6的离子膜电解装置1另一角度的剖面图。图9A及图9B绘示根据本发明不同具体实施例的整合式流道装置13的剖面图。图11绘示根据图6的离子膜电解装置1的另一剖面深度的局部剖面图。于一具体实施例中，整合式流道装置13进一步具有一第二容置结构134位于整合式流道装置13内。第二容置结构134透过气流道系统130耦接第一设置结构132，用以接收离子膜电解槽12所产生的含氢气体，并留置含氢气体中的一液态水，再透过气流道系统130的一第一流道1346输出含氢气体。

第二容置结构134透过气流道系统130的氢气输入口1322连通氢气输出管122，以接收离子膜电解槽12所产生的含氢气体。由于第二容置结构134内的温度低于离子膜电解槽12内的温度，含氢气体中的水气易在第二容置结构134冷凝成液态水。液态水向下滑落并留置于第二容置结构134下方的空间，而分离后的含氢气体经由气流道系统130的一第一流道1346输出至第三容置结构136；第一流道1346可设置在第二容置结构134的上端，以避免液态水流入第一流道1346。因此第二容置结构134可分离气体与液体。

于一具体实施例中，第二容置结构134容置有一浮子144。浮子144随着第二容置结构134容置的液态水累积而上升。当第二容置结构134容置的液态水到达一水位时，浮子144挡住第二容置结构134通往第一流道1346的一输出孔1344，藉此阻隔含氢气体通往第一流道1346。于实际应用中，浮子144得为一塑胶空心的柱状体，以利于被水承载而上升。此外第二容置结构134具有一流道口位于第二容置结构134底部。流道口用以让第二容置结构134容置的液态水流向第二容置结构134至离子膜电解装置1之外。当第二容置结构134下方水量较低时，浮子144不浮起而挡住流道口，避免外部空气经流道口流入第二容置结构134以及避免含氢气体经流道口流出离子膜电解装置。

于另一具体实施例中，第二容置结构134容置有一弹簧阀146，弹簧阀146设置在整合式流道装置13的输出孔1344上。第二容置结构134藉由输出孔1344与第一流道1346相连。当气压未上升到一预设压力值时，弹簧阀146隔绝第二容置结构134中的气体由输出孔1344通入第一流道1346。当第二容置结构134累积含氢气体至该预设压力值时，弹簧阀146被气压顶开，因此导通第二容置结构134与第一流道1346，使含氢气体得以进入第一流道1346。其中，该预设压力值系大于环境气压，且大于第一流道1346中的气压。藉由设置弹簧阀146，可延长含氢气体留滞在气水分离器14的时间，增加气水分离的效率；并且进一步地，可避免外部空气被补气风扇15吸入整合式流道装置13后，沿着第一流道1346逆向进入第二容置结构134。

上述实施例中，气水分离的功能系藉由第二容置结构134中容置浮子144和弹簧阀146的设计达成气水分离的目的。然而第二容置结构134也可以直接容置有具气水分离功能的装置。于另一具体实施例中，一体成形的整合式流道装置13进一步包含一第二容置结构134容置一气水分离器14，气水分离器14透过气流道系统130连通第一设置结构132，以接收离子膜电解槽12所产生的含氢气体并留置含氢气体中的一液态水，再透过气流道系统130的第一流道1346输出含氢气体。气水分离器14功能与上述的第二容置结构134功能相同。亦即，本发明也可以装设气水分离器14于第二容置结构134内并取代前述实施例中第二容置结构134的气水分离功能。于本发明说明书中，气水分离器14与第二容置结构134的使用可以轻易地于合理方式替换。另一方面，藉由整合后且包含有氢气输入口1322、输出孔1344、第一流道1346、水箱结构139、与多个设置结构的整合式流道装置13，不须额外加装管线连接各个装置。

请参阅图7、图9A、图9B及图10A、图10B。图10A、图10B绘示根据本发明一具体实施例的过滤器16的不同角度示意图。于一具体实施例中，其中整合式流道装置13进一步包含有一第三容置结构136。第三容置结构136透过气流道系统130连通第一设置结构132以及第二容置结构134。离子膜电解装置1进一步包含有一过滤器16可拆卸地卡固于第三容置结构136中，过滤器16透过气流道系统130接收并过滤含氢气体，且透过气流道系统130将过滤后的含氢气体输出。过滤器16下方的过滤入口162接收来自整合式流道装置13的一第一流道1346的含氢气体。含氢气体单向的通过过滤器16内部滤心进行过滤，经由滤心过滤后，再由上方的过滤出口164输往雾化器18。

过滤后的含氢气体经由连通气流道系统130的第三流道1368输往该雾化器18。于一实施例中，离子膜电解装置1的整合式流道装置13另包含有一上盖133盖设于其上。于部分实施例中，第三流道1368亦得为上盖133的一部分。

请参阅图2、图9A及图12。图12绘示根据本发明一具体实施例的补气风扇15示意图。于一具体实施例中，整合式流道装置13进一步具有一第五容置结构135位于整合式流道装置13内。第五容置结构135透过气流道系统130连通第一设置结构132、第二容置结构134及第三容置结构136。离子膜电解装置1进一步包含有一补气风扇15可拆卸地卡固于第五容置结构135；补气风扇15用以自离子膜电解装置1外引入一外部空气，并将外部空气从补气风扇15的一补气风扇口152输入一第二流道1352。于一具体实施例中，第二流道1352通往第三容置结构136，第三容置结构136得以接收外部空气，外部空气再和含氢气体混合后进入过滤器16，并且输出稀释后过滤的含氢气体。于另一具体实施例中，第二流道1352通往第三流道1368，外部空气与过滤后的含氢气体混合，形成过滤后稀释的含氢气体。上述两实施例中相同的是，经过外部空气稀释后的含氢气体，其氢气浓度可以被调整成适于人体吸食的4％浓度。

藉由整合后且包含有第一流道1346及第二流道1352的整合式流道装置13，不须额外加装管线连接第三容置结构136、第二容置结构134、过滤器16、及补气风扇15。

请参阅图7及图8。图7绘示根据图6的离子膜电解装置1的另一角度的剖面图。图8绘示根据本发明一具体实施例的雾化器18示意图。于一具体实施例中，多个设置结构进一步包含有一第四设置结构138。第四设置结构138透过气流道系统130连通第三容置结构136、第一设置结构132及第二容置结构134。离子膜电解装置1进一步包含有一雾化器18可拆卸地卡固于第三容置结构136中。雾化器18透过气流道系统130的一第三流道1368接收来自过滤器16的含氢气体。雾化器选择性地产生一雾化气体，并将稀释后的含氢气体与雾化气体经由雾化器18的一输出口188输出。

雾化器18容置有一雾化液体182，雾化器18用以使雾化液体182雾化成雾化气体。雾化器18中包含有一棉棒184及一微孔震荡片185。棉棒184的一端浸于雾化液体182中用以吸附雾化液体以湿润整支棉棒184。而微孔震荡片185环绕于棉棒184的另一端，以震荡棉棒184产生雾化气体。其中，雾化器18的最大雾化量大于等于20mL/hr。进一步地，雾化气体可与含氢气体混和形成保健气体。保健气体从输出口188输出，以让使用者吸食。

藉由整合后且包含有第三流道1368的整合式流道装置13，不须额外加装管线连接第三容置结构136、过滤器16、及雾化器18。

请参阅图3A、图3B、图5与图6。图6绘示根据图1的离子膜电解装置1的剖面图。一具体实施例中，第一设置结构具有氢气输入口1322、氧气输入口1324以及出水口1326分别连通气流道系统130和水流道系统131，氧气输入口1324及出水口1326透过水流道系统131与水箱结构139连通，氢气输入口1322透过气流道系统130与第二容置结构134连通。

其中，离子膜电解槽12包含有一氢气输出管122耦接氢气输入口1322、一氧气输出管124耦接氧气输入口1324及一入水管126耦接出水口1326。离子膜电解槽12电解水时亦产生带有热能的一含氧气体。整合式流道装置13进一步包含有一预热水槽结构137连通水流道系统131，并透过水流道系统131连通水箱结构139及第一设置结构132以耦接离子膜电解槽12。预热水槽结构137接收水箱结构139的水，并透过出水口1326补充水至离子膜电解槽12。预热水槽结构137透过氧气输入口1324接收带有热能的含氧气体。氧气输出管124透过水流道系统131耦接氧气输入口1324，离子膜电解槽12的入水管126透过第一设置结构132的出水口耦接预热水槽结构137的出水口1326。整合式流道装置13另具有一纵向的的水箱流道1379耦接于补水口1328与水箱结构139之间。水箱结构139的水得依序流经水箱流道1379与补水口1328到达预热水槽结构137。当预热水槽结构137内含的水因流入离子膜电解槽12而减少时，水箱结构139的水即补进预热水槽结构137。氧气输入口1324用以接收离子膜电解槽12产生的含氧气体及热能。此热能会优先于预热水槽结构137循环，因此在短时间内预热水槽结构137内的水温会高于水箱结构139内的水温。预热水槽结构137经由出水口1326输出水至离子膜电解槽12，因此当离子膜电解槽12电解消耗水的后，会补进预热水槽结构137内的高温水。由于离子膜电解槽12在电解一适当高温下的水时具有较高电解效率，因此，设置预热水槽结构137可以较快速提升离子膜电解槽12的电解效率。藉由整合式流道装置13，氢气输入口1322、氧气输入口1324、补水口1328及出水口1326不须额外加装管线连接各个装置。

请参阅图3B及图15。图15绘示根据本发明离子膜电解装置1的剖面图。整合式流道装置13进一步包含有一氧气逸散管1378设置于水流道系统131中的氧气输入口1324上方并耦接水箱结构139，氧气逸散管1378的一端突出于水箱结构139内的水面，含氧气体透过氧气逸散管1378经水箱结构139排放至大气。于一具体实施例中，水箱结构139延伸出一腔室与离子膜电解槽12同高，氧气输入口1324输入的含氧气体通入腔室。腔室连通氧气逸散管1378，氧气逸散管1378向上延伸并高于水箱结构139内的水平面，当含氧气体通入该腔室，含氧气体自氧气逸散管1378逸散至大气中。

进一步地，水箱结构139、预热水槽结构137、第一设置结构132、第二容置结构134、第三容置结构136以及水流道系统131、气流道系统130系为一体成型以形成整合式流道装置13。因此整合式流道装置13可以是整体一体成型，或是部分的一体成型。在一具体实施例中，第五容置结构135形成于上盖133，且上盖133系独立于整合式流道装置13的其余元件。上述的整合式流道装置13的其余元件和结构又为一体成形所形成一主结构，因此整合式流道装置13可略拆分为上盖133与主结构。藉此，有利于使用者补水至水箱结构139中，也较不影响水流道系统131和气流道系统130的结构。

其中，上述的设置结构分别具有一嵌合结构，该等嵌合结构为嵌合口、嵌合孔、嵌合管、嵌合卡榫或嵌合夹。离子膜电解装置1中离子膜电解槽12系以嵌合方式连接整合式流道装置13的氧气输入口1324及出水口1326。补气风扇15、离子膜电解槽12、过滤器16及气水分离器14系以嵌合方式连接整合式流道装置13的气体流道。在整合式流道装置13或上述其余元件中可设计有简单的卡榫或适当的空间结构，以利其余元件嵌合在整合式流道装置13上。

请参阅图2及图13。图13绘示根据本发明一具体实施例的散热风扇17示意图。本发明离子膜电解装置1可包含有一散热风扇17设置于整合式流道装置13上，散热风扇17驱动外部气体从散热风扇口172流出并流经离子膜电解槽12。因此离子膜电解槽12可以避免温度过高，造成危险。于实际应用中，本离子膜电解装置1包含上述装置与效果，离子膜电解装置1的最大使用功率仍低于240W。

请参阅图14A、图14B及图14C。图14A绘示根据本发明一具体实施例的整合式流道装置13的设置结构示意图。图14B绘示根据本发明一具体实施例中离子膜电解装置1的装置关系示意图。图14C绘示根据本发明一具体实施例中离子膜电解装置1的装置关系示意图。大致而言，整合式流道装置13包含多个设置结构和流道，并且彼此具有连通关系。水箱结构139透过水箱流道1379和出水口1326及氧气输入口1324连通第一设置结构132；第一设置结构132又透过氢气输入口1322连通第二容置结构134；第二容置结构134透过第一流道1346连通第三容置结构136；第五容置结构135透过第二流道1352也连通至第三容置结构136；而第三容置结构透过第三流道1368连通至第四设置结构138。

将下述各种装置装入整合式流道装置13后可形成本发明离子膜电解装置1的雏形。离子膜电解槽12产生的含氧气体从氧气输出管124输出至整合式流道装置的氧气输入口1324，再进入预热水槽结构137或水箱结构139，进而排放到大气。而水箱结构139中的水可补足预热水槽结构137的水量，预热水槽结构137的水经由出水口1326输出水至离子膜电解槽12，以提供一合适温度的水给离子膜电解槽12电解。另一方面，离子膜电解槽12产生的含氢气体从氢气输出管122输出而进入气水分离器14中以分离含氢气体内的液态水。被分离液态水后的含氢气体经由第一流道1346进入第三容置结构136，同时补气风扇15驱动的外部空气亦经由第二流道1352进入第三容置结构136。两者混合可视为形成稀释的含氢气体，一起进入过滤器16被过滤。过滤后的稀释含氢气体经由第三流道1368进入雾化器18，再混合雾化器18产生的雾化气体形成保健气体。保健气体从输出口188输出，以让使用者吸食。所述的气体流向原则上为单向流向。

本发明的另一范畴提供的离子膜电解装置1包含有一离子膜电解槽12、一整合式流道装置13以及一补气风扇15。离子膜电解槽12用以电解水以分别产生一含氢气体及一带有热的含氧气体。补气风扇15用以自该离子膜电解装置外引入一外部空气。整合式流道装置13进一步包含有一水箱结构139、一预热水槽结构137、多个设置结构、水流道系统131以及一气流道系统130。水箱结构139可透过预热水槽结构137连通于该离子膜电解槽12，用以补充水至离子膜电解槽12。且该水箱结构139的相对位置高于离子膜电解槽12，以利于水箱结构139内的水藉由重力或压力差向下补进离子膜电解槽12。预热水槽结构137具有一氧气输入口(图未示)、一补水口(图未示)及一出水口1326，其中补水口与水箱结构139连接以接收水箱结构139内的水，出水口1326输出预热水槽结构137中的水至离子膜电解槽12，氧气输入口用以接收离子膜电解槽12产生的含氧气体及热能，其中该热能得用以加热预热水槽结构137中的水。多个设置结构中的第一设置结构132设置离子膜电解槽12于其中。多个设置结构中一第五容置结构135设置补气风扇15于其中。水流道系统131包含多个流道分别连通水箱结构139、预热水槽结构137，以将预热水槽结构137中的水输入离子膜电解槽12，并将带有热的含氧气体自离子膜电解槽12输出至预热水槽结构137。气流道系统130包含多个流道分别连通多个设置结构，以接收含氢气体及外部空气并混合含氢气体及外部空气而形成一稀释后的含氢气体。稀释后的含氢气体氢气浓度小于等于4％。

于另一具体实施例中，本发明离子膜电解装置1包含一离子膜电解槽12及一整合式流道装置13，离子膜电解槽12用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体。整合式流道装置13系一体成形，进一步包含有一水箱结构139、一第一设置结构132、一水流道系统131、一气流道系统130、一第五容置结构135以及一预热水槽结构137。水箱结构139用以容置水。第一设置结构132具有一氢气输入口1322、一氧气输入口1324以及一出水口1326。第一设置结构132用以将离子膜电解槽12可拆卸地卡固于整合式流道装置13。水流道系统131连通水箱结构139以及第一设置结构132，以将水箱结构139中的水输入至离子膜电解槽12。气流道系统130耦接第一设置结构132，以接收离子膜电解槽12产生的含氢气体。预热水槽结构137耦接水箱结构139及第一设置结构132。水箱结构139中的水可透过预热水槽结构137与第一设置结构132的出水口1326而输入至该离子膜电解槽12。水箱结构139藉由水流道系统131和预热水槽结构137而与出水口1326耦合，气流道系统130藉由氢气输入口1322接收离子膜电解槽12产生的含氢气体。离子膜电解装置1进一步包含有一补气风扇15可拆卸地卡固于第五容置结构135，补气风扇15用以引入一外部空气与含氢气体混合而产生一第一混合气体。离子膜电解装置1进一步包含有一雾化器18延伸入水箱结构139，雾化器18可选择性地产生一雾化气体，并接收第一混合气体后将第一混合气体与雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。离子膜电解装置1得包含有一操作面板。使用者可藉由操作面板调整离子膜电解装置1的输出的含氢气体总量。于一具体实施例中，本离子膜电解装置1的体积小于15公升，且离子膜电解装置1的最大使用功率低于240W。本实施例中输出的雾化后含氢气体总量介于2L/min和6L/min之间，例如可设定为2L/min、4L/min或6L/min。藉由操作面板能调整离子膜电解装置1使所输出的含氢气体的浓度小于等于4％。

本发明的另一范畴提供的离子膜电解装置1包含有一离子膜电解槽12、一整合式流道装置13以及一雾化器18。离子膜电解槽12用以电解水以产生一含氢气体。整合式流道装置13进一步具有一水箱结构139、多个设置结构以及一水流道系统131。水箱结构139连通于该离子膜电解槽12，用以补充水至离子膜电解槽12。多个设置结构中的一第一设置结构132可拆卸地卡固离子膜电解槽12于其中。多个设置结构中的一第四设置结构138可拆卸地卡固雾化器18于其中。水流道系统131包含多个流道分别连通水箱结构139，以将水箱结构139中的水输入离子膜电解槽12。气流道系统130输送含氢气体至雾化器18。雾化器18耦接离子膜电解槽12以接收含氢气体。雾化器18用以产生一雾化气体。含氢气体与雾化气体混合形成一保健气体。保健气体经由雾化器18的一输出口188输出。从雾化器18输出的保健气体中氢气浓度大于等于99％。

于另一具体实施例中，本发明离子膜电解装置1包含一离子膜电解槽12用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体。并包含一体成形的一整合式流道装置13，进一步包含一水箱结构139、一第一设置结构132、一水流道系统131、一气流道系统130。水箱结构139用以容置水。第一设置结构132用以将离子膜电解槽12可拆卸地卡固于整合式流道装置13。水流道系统131连通水箱结构139以及第一设置结构132，以将水箱结构139中的水输入至离子膜电解槽12。气流道系统130耦接第一设置结构132，以接收离子膜电解槽12产生的含氢气体。其中第一设置结构132具有一氢气输入口1322、一氧气输入口1324以及一出水口1326，水箱结构139藉由水流道系统131和预热水槽结构137而与出水口1326耦合，气流道系统130藉由氢气输入口1322接收离子膜电解槽12产生的含氢气体。其中离子膜电解装置12进一步包含有一上盖133及一雾化器18。上盖133设置于水箱结构139的上，上盖133进一步具有一第四设置结构138，雾化器18可拆卸地卡固于第四设置结构138并延伸入水箱结构139，雾化器18可选择性地产生一雾化气体，并接收含氢气体后将含氢气体与雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。本离子膜电解装置1的体积小于13公升，且离子膜电解装置1的最大使用功率低于400W。本实施例中输出的含氢气体总量介于400mL/min和600mL/min之间，例如可设定为400mL/min、500mL/min或600mL/min。藉由操作面板能调整离子膜电解装置1使所输出的含氢气体的浓度大于等于99％。

综上所述，气流道系统具有第一流道、第二流道、第三流道、氢气输入口等通道，用以输送离子膜电解装置中的氢气至各个设置结构中的各个装置，例如离子膜电解槽、过滤器、雾化器和补气风扇。水流道系统具有水箱流道、补水口、出水口和氧气输入口等通道，用以连通水箱和离子膜电解槽。气流道系统和水流道系统的设计取代额外装设的管线，使得离子膜电解装置藉由这些通道连通各个设置结构，简化了生产流程的接线，减少线路耗材与人工成本。预留空间的设置结构便于其他装置卡固于整合式流道装置，例如离子膜电解槽、过滤器、雾化器和补气风扇，使该等装置可以稳固设置在离子膜电解装置中。更重要的，整合式流道装置整合了离子膜电解装置原本复杂的接线，缩减离子膜电解装置所需线路预留空间，使空间利用率最佳化，亦降低漏水漏气的可能，提升了离子膜电解装置的操作安全性。

相较于习知技术，整合式流道装置导通各个元件间的气路或水路，避免了额外的管路连接，整合了功能独立的装置与管道，将空间利用性最佳化，减少制成成本及离子膜电解装置所需体积，亦提升了离子膜电解装置的操作安全性以及装配的直觉性。此外，预热水槽结构内的水接收离子膜电解槽产生的热量，高温水再被送往离子膜电解槽，藉以使离子膜电解槽内的水维持在一适当的工作温度，因此而提高电解效率。同时，各个设置结构之间预设的气流道系统和水流道系统传输气体与液体。因此，无需于各装置间另外接配管路流道，减少软管或排线状的管线避免线路占据空间、纠缠或错接，也节省了配线的成本。此外，也避免了习知技术中隐含管路脱落的危险，降低漏水或漏气的可能。更重要的，透过整合式流道装置整合了各个功能独立的装置，达到空间利用的最佳化。因此，本发明有利于离子膜电解装置的设计、制造、安装或维修等程序的进行，也减少了额外加装的管线。

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。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (20)

1.一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；以及

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中，该第一设置结构具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口，该水箱结构藉由该水流道系统与该出水口耦合使该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体，该氧气输入口耦接该水流道系统并与该水箱结构耦接。

2.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该一体成形的整合式流道装置进一步包含一容置一气水分离器的第二容置结构，该气水分离器透过该气流道系统耦接该第一设置结构，该气水分离器接收该离子膜电解槽所产生的含氢气体并留置含氢气体中的一液态水，再透过该气流道系统输出含氢气体。

3.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该一体成形的整合式流道装置进一步包含一第二容置结构，该第二容置结构容置有一浮子与一弹簧阀；其中该第二容置结构接收该离子膜电解槽所产生的含氢气体并留置含氢气体中的一液态水，当该第二容置结构容置的该液态水到达一水位时，该浮子阻隔该含氢气体通往该气流道系统，当该第二容置结构中该含氢气体的气压等于一压力阈值时，该弹簧阀导通该第二容置结构与该气流道系统，再透过该气流道系统输出该含氢气体。

4.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该离子膜电解槽具有一第一侧边并包含有一耦接该氢气输入口的氢气输出管、一耦接该氧气输入口的氧气输出管及一耦接该出水口的入水管；该氧气输出管与该氢气输出管自该离子膜电解槽的该第一侧边分别输出该含氧气体及该含氢气体至该氧气输入口及该氢气输入口，该入水管自该第一侧边透过该出水口接收该水箱结构中的水。

5.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该一体成形的整合式流道装置进一步包含有一耦接该水箱结构及该第一设置结构的预热水槽结构；该水箱结构中的水透过该预热水槽结构与该第一设置结构的该出水口而输入至该离子膜电解槽，而该预热水槽结构进一步耦接该氧气输入口以接收该含氧气体。

6.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该整合式流道装置进一步包含有一设置于该水流道系统中的该氧气输入口上方并耦接该水箱结构的氧气逸散管，该含氧气体透过该氧气逸散管经该水箱结构排放至大气。

7.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该一体成形的整合式流道装置进一步具有一第三容置结构，该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第三容置结构中的过滤器，该过滤器透过该气流道系统接收并过滤该含氢气体。

8.如权利要求7所述的离子膜电解装置，其特征在于，该过滤器的下端具有一接收含氢气体的过滤入口，该过滤器的上端具有一输出过滤后含氢气体的过滤出口，该过滤器内包含有一滤心，该过滤入口经由该滤心耦接该过滤出口，其中该过滤器及该第三容置结构阻绝该过滤入口与该过滤出口经由该第三容置结构耦接。

9.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，进一步包含有一上盖及一雾化器，该上盖设置于该整合式流道装置的该水箱结构上，该上盖进一步具有一第四设置结构，该雾化器可拆卸地卡固于该第四设置结构并延伸入该水箱结构，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该含氢气体后将该含氢气体与该雾化气体混合后输出。

10.如权利要求9所述的离子膜电解装置，其特征在于，该雾化器容置有一雾化液体，且该雾化器包含有一棉棒及一微孔震荡片，该棉棒的一端浸于该雾化液体中以吸附该雾化液体，该微孔震荡片环绕于该棉棒的另一端以雾化该棉棒所吸附的该雾化液体以产生该雾化气体。

11.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该一体成形的整合式流道装置进一步具有一位于该整合式流道装置内的第五容置结构，该第五容置结构耦接该气流道系统；该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第五容置结构的补气风扇；该补气风扇用以引入一外部空气与该含氢气体混合。

12.如权利要求1所述的离子膜电解装置，其特征在于，该水箱结构的相对位置高于该离子膜电解槽。

13.一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置，并具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

一第五容置结构；以及

一预热水槽结构，耦接该水箱结构及该第一设置结构；该水箱结构中的水可透过该预热水槽结构与该第一设置结构的该出水口而输入至该离子膜电解槽；

其中该水箱结构藉由该水流道系统和该预热水槽结构而与该出水口耦合，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

该离子膜电解装置进一步包含有一可拆卸地卡固于该第五容置结构的补气风扇，该补气风扇用以引入一外部空气与该含氢气体混合而产生一第一混合气体；

该离子膜电解装置进一步包含有一延伸入该水箱结构的雾化器，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该第一混合气体后将该第一混合气体与该雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。

14.如权利要求13所述的离子膜电解装置，其特征在于，该离子膜电解槽具有一第一侧边并包含有一耦接该氢气输入口的氢气输出管、一耦接该氧气输入口的氧气输出管及一耦接该出水口的入水管；其中该氢气输出管、该氧气输出管与该入水管均设置于该第一侧边。

15.如权利要求13所述的离子膜电解装置，其特征在于，进一步包含有一操作面板，藉由该操作面板能调整该离子膜电解装置使所输出的该雾化含氢气体的流量可介于2L/min和6L/min之间。

16.如权利要求13所述的离子膜电解装置，其特征在于，该雾化含氢气体的浓度小于4％，且该离子膜电解装置的体积小于15公升而该离子膜电解装置的最大使用功率低于240W。

17.一种离子膜电解装置，其特征在于包含：

一离子膜电解槽，用以电解水以产生一含氢气体与一含氧气体；

一整合式流道装置，该整合式流道装置一体成形，包含：

一水箱结构，用以容置水；

一第一设置结构，用以将该离子膜电解槽可拆卸地卡固于该整合式流道装置；

一水流道系统，连通该水箱结构以及该第一设置结构，以将该水箱结构中的水输入至该离子膜电解槽；以及

一气流道系统，耦接该第一设置结构，以接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中该第一设置结构具有一氢气输入口、一氧气输入口以及一出水口，该水箱结构藉由该水流道系统和该预热水槽结构而与该出水口耦合，该气流道系统藉由该氢气输入口接收该离子膜电解槽产生的该含氢气体；

其中该离子膜电解装置进一步包含有一上盖及一雾化器，该上盖设置于该水箱结构上，该上盖进一步具有一第四设置结构，该雾化器可拆卸地卡固于该第四设置结构并延伸入该水箱结构，该雾化器能选择性地产生一雾化气体，并接收该含氢气体后将该含氢气体与该雾化气体混合后输出一雾化含氢气体。

18.如权利要求17所述的离子膜电解装置，其特征在于，进一步包含有一操作面板，藉由该操作面板调整该离子膜电解装置使所输出的该雾化含氢气体的流量可介于400mL/min和600mL/min之间。

19.如权利要求17所述的离子膜电解装置，其特征在于，所输出的该雾化含氢气体的浓度大于99％，该离子膜电解装置的体积小于13公升，且该离子膜电解装置的最大使用功率低于400W。

20.如权利要求17所述的离子膜电解装置，其特征在于，该氧气输入口耦接该水流道系统并与该水箱结构耦接，该整合式流道装置进一步包含有一设置于该水流道系统中的该氧气输入口上方并耦接该水箱结构的氧气逸散管，该含氧气体透过该氧气逸散管经该水箱结构排放至大气。