CN109385642B - 气体产生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体产生器，包含输送装置、电解装置及水泵。输送装置容置有电解水，电解装置用以电解电解水以产生氢气。水泵包含有搅拌扇叶及驱动马达，搅拌扇叶容置于输送装置内，用以带动电解水流动，驱动马达耦合于输送装置的外表面，用以驱动搅拌扇叶带动电解水流动，其中驱动马达与搅拌扇叶无机构联结。本发明藉由分离式的水泵带动电解水流动以冷却电解装置，并避免电解水侵蚀驱动马达及增加驱动马达的散热效率，藉以提高提高操作安全性及延长气体产生器寿命。

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分离式的水泵以带动电解水流动的气体产生器。
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。
一般电解装置利用电解液态水以产生氢气供人体吸入，电解装置会因持续操作使用而导致温度上升。为了避免电解装置内部零件因积热过度而产生操作风险，电解装置内的液态水常用以协助电解装置散热，透过一搅拌装置以带动液态水流动，进而带走电解装置上的热量。然而，电解水中电解质的易腐蚀特性，使得搅拌装置寿命快速降低。
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，同时利用分离式的水泵带动液态水流动以协助电解装置散热，并透过具有铜粉烧结的散热管外表面增进散热效率。本发明透过设置于电解水外的驱动马达以带动液态水流动，不仅可避免电解水侵蚀驱动马达，并可增加驱动马达的散热效率及减少控制元件，藉以提高气体产生器的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，其特征在于包含有：
一输送装置，容置有一电解水，该输送装置另具有一外表面；
一电解装置耦合该输送装置，用以产生一氢气；以及
一水泵，包含有一搅拌扇叶及一驱动马达，该搅拌扇叶容置于该输送装置内，用以带动该电解水流动，该驱动马达耦合该输送装置的该外表面，用以驱动该搅拌扇叶带动该电解水流动；
其中，该驱动马达与该搅拌扇叶无机构联结。
其中：另包含有一散热装置耦合该输送装置，该散热装置用以散逸该电解水的热量，该搅拌扇叶带动该电解水流经该散热装置。
其中：该散热装置包含一散热管，该散热管的一外表面具有一铜粉烧结层。
其中：另包含有一热导管，该热导管的一吸热端设置于该散热装置上。
其中：该热导管的该吸热端具有一扁平结构，该扁平结构具有一凹陷空间，该散热装置耦合于该凹陷空间。
其中：该驱动马达具有一壳体，且该壳体内无控制电路板，该气体产生器另包含有一控制板设置于该壳体外并电连接该驱动马达，用以控制该驱动马达驱动该搅拌扇叶。
其中：该输送装置具有一预留孔，该水泵另包含有一密封环，该驱动马达透过该密封环耦合于该预留孔。
其中：该驱动马达透过磁耦合方式驱动该搅拌扇叶。
其中：该搅拌扇叶悬浮于该电解水中。
其中：另包含有一连接件，该搅拌扇叶藉由该连接件耦接该输送装置。
还公开了一种气体产生器，其特征在于包含有：
一输送装置，容置有一电解水，该输送装置另具有一外表面；
一电解装置耦合该输送装置，该电解装置用以产生一氢气；
一散热装置耦合该输送装置，用以散逸该电解水的热量；以及
一水泵，包含有一搅拌扇叶及一驱动马达，该搅拌扇叶容置于该输送装置内，用以带动该输送装置内的该电解水流经该散热装置，该驱动马达耦合该输送装置的该外表面，用以驱动该搅拌扇叶带动该电解水流动；
其中，该驱动马达与该搅拌扇叶无机构联结。
其中：该驱动马达具有一壳体，且该壳体内无控制电路板，该气体产生器另包含有一控制板设置于该壳体外并电连接该驱动马达，用以控制该驱动马达驱动该搅拌扇叶。
其中：该散热装置包含有一散热管，该散热管的一外表面具有一铜粉烧结层。
其中：另包含有一热导管，该热导管的一吸热端设置于该散热装置上。
其中：该热导管的该吸热端壳体由该散热装置所构成。
其中：该热导管的该吸热端具有一扁平结构，该扁平结构具有一凹陷空间，该散热装置耦合于该凹陷空间。
其中：该水泵另包含有一固定件，用以固定该驱动马达于该输送装置的该外表面上。
其中：该驱动马达为直流无刷马达。
其中：该驱动马达透过磁耦合方式驱动该搅拌扇叶。
其中：该搅拌扇叶悬浮于该电解水中。
综合而言，本发明的重点在于提出一种气体产生器，其包含电解装置及水泵。于本发明的气体产生器中，电解装置用以产生氢气以提供人体吸入，水泵中位于电解水外的驱动马达以无机构联结方式驱动位于电解水内的搅拌扇叶以带动电解水流经散热装置，并藉由散热装置内具有铜粉烧结层外表面的散热管以增加散热装置的热交换效率，使水泵在协助电解装置散热的同时可避免驱动马达被电解水侵蚀，并可增加驱动马达的散热效率及减少控制元件，藉以提高气体产生器寿命及使用安全性。
附图说明
图1：绘示本发明气体产生器的一具体实施例的装置示意图。
图2：绘示本发明气体产生器的另一具体实施例的装置示意图。
图3：根据图1绘示的一具体实施例的示意图。
图4：绘示图3的另一视角的示意图。
图5：绘示沿图4的A-A线剖设的剖面图。
图6：绘示水泵的一具体实施例的示意图。
图7及图8：绘示图3的水箱外壳的不同视角的示意图。
图9至图13：绘示本发明气体产生器的不同具体实施例的水泵耦合输送装置的示意图。
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。
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，图1绘示本发明气体产生器1的一具体实施例的装置示意图。根据本发明的一具体实施例，本发明提供的气体产生器1包含输送装置12、电解装置18及水泵14。输送装置12容置有电解水13并具有一外表面121。电解装置18耦合输送装置12，用以电解电解水13以产生氢气。水泵14包含有搅拌扇叶142及驱动马达144，搅拌扇叶142容置于输送装置12中，用以带动电解水13流动，驱动马达144耦合输送装置12的外表面121，用以驱动搅拌扇叶142带动电解水13流动。其中，驱动马达144与搅拌扇叶142无机构联结。
于实务上，电解装置18可以为一双电极式电解槽，当电解槽通电时，电解槽的两电极可电解水以同时产生氢气及氧气，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18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合比例。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18系透过消耗电解水13中的液态水以生成氢气，而电解水13中的电解质则是用以协助水解产气，所以在电解装置18进行电解时将会消耗液态水而保留电解质。由于在电解时电解质并不会与液态水产生等比例的消耗，将使得电解时电极板周围的电解水13中的电解质浓度发生变化，进而改变电解产氢效率。而在另一方面，由于电解时电极板表面会产生氢气及氧气，若气体未即时脱离电极板而附着于电极板表面时，用以接触电解水13以电解产气的电极板表面积将会较未附着气体时来得低，亦即代表着电极板电解产气的效率因而下降。综上所述，此种电解方式将会造成电解产氢的效率不如预期，同时亦可能因电极板无法有效接触电解水而产生空烧危险。因此，有需要使电解水13产生流动以降低电解质的浓度变化速率，并同时利用流动的电解水13带离电极板上的气泡以确保有足够的电极板表面接触电解水。于此同时，为了避免电解装置18于操作时产生过度积热状况，亦可透过电解水13的流动以将电解装置18上的热量带离电解装置18的热源，藉以协助电解装置18散热。
搅拌扇叶142系用以带动电解水13产生流动，故搅拌扇叶142得容置于输送装置12内，而气体产生器1透过耦合搅拌扇叶142的驱动马达144以带动搅拌扇叶142产生运动，藉以带动电解水13产生流动。于一实施例中，搅拌扇叶142得容置于电解水13中。而于另一具体实施例中，输送装置12内可不充满电解水13，搅拌扇叶142容置于输送装置12内但位于电解水13外。其中，搅拌扇叶142可以透过蠕动、来回摆荡、震动或转动等方式运动，藉以使电解水13产生流动。于一具体实施例中，气体产生器1系透过搅拌扇叶142的转动以带动电解水13流动，而其带动电解水13流动的方式可以为由搅拌扇叶142的轴向吸入电解水13，而后从搅拌扇叶142的侧向排出电解水13，亦即水泵14可属于径流泵(离心泵)的一种。然而，水泵14的型式并不以径流泵为限，亦可以是轴流泵、结合径流泵及轴流泵型式的混合泵，或任何可带动电解水13流动的任一形式皆可。
请参阅图2，图2绘示本发明气体产生器2的另一具体实施例的装置示意图。由于电解装置18系透过电解液态水产生氢气，电解装置18需设置于可接收电解水13的位置，而于一实施例中，电解装置18直接设置于输送装置22内，藉以接收电解水13以产生氢气。因此，所述的输送装置22可以容置电解装置18(如图2)，亦可如图1彼此相互连接。
由于电解水13可能包含有易腐蚀零件的电解质，若将用以驱动搅拌扇叶142运动的驱动马达144同时容置于电解水13中，将容易产生驱动马达144的零件损坏而导致驱动马达144寿命因而下降。因此，本发明系透过将驱动马达144设置于电解水13外的方式，以降低驱动马达144的损坏机率。此外，由于驱动马达144耦合于输送装置12的外表面121，驱动马达144的体积将不会受限于输送装置12内的容置空间，亦即可降低驱动马达144的几何外观限制。同时，驱动马达144于工作时会产生热，若将驱动马达144设置于电解水13中，驱动马达144上的热不仅会加快电解水13腐蚀驱动马达144的腐蚀速率，亦加重了电解水13用以协助散热的工作负担(已需协助电解装置18散热)，故将驱动马达144耦合于外表面121时不仅可克服上述问题，亦可因驱动马达144不受体积限制而可将自身的散热元件放大以协助散热。更进一步地，将驱动马达144设置于电解水13外可避免其内的电路元件被电解质腐蚀，电路元件更可直接整合于气体产生器1的电控系统上以降低设备需求，亦即驱动马达144的壳体内可不具有电路控制板，而系以另一设置于驱动马达144壳体外并电连接驱动马达144的控制板15控制驱动马达144以驱动搅拌扇叶142，此种分离式的配置方式可避免控制板15的热源对驱动马达144造成不良影响。再者，驱动马达144在通电运作时亦不容易与正在执行电解工作的电解装置18产生电磁的相互干扰。
请参阅图1、图3至图8，图3根据图1绘示的一具体实施例的示意图，图4绘示图3的另一视角的示意图，图5绘示沿图4的A-A线剖设的剖面图，图6绘示水泵14的一具体实施例的示意图，图7及图8绘示图3的水箱外壳17的不同视角的示意图。于一具体实施例中，气体产生器1另包含有一水箱外壳17，用以容置电解装置18及电解水13，同时所述的输送装置12系形成于水箱外壳17上。电解装置18藉由水箱外壳17接收电解水13，而搅拌扇叶142亦藉由水箱外壳17的乘载带动电解水13流动。于实际应用中，气体产生器1另包含有一散热装置16耦合输送装置12，电解水13系透过搅拌扇叶142的带动以流经散热装置16，并同时透过散热装置16予以散热降温。其中，电解水13可流入散热装置16或经过散热装置16表面，以透过散热装置16散逸电解水的热量。更进一步地，容置于输送装置12的电解水13具有一液面，散热装置16可具有高于液面的部分，散热装置16透过裸露于电解水13外的部分以自然冷却或散热风扇19吹动的方式予以冷却，藉以协助电解水13降温。于实务上，散热风扇19得驱动外部空气直接吹向散热装置16，藉以移除散热装置16上的热量。而于另一实施例中，散热风扇19系设置于气体产生器的壳体上，仅用以驱动外部空气流入气体产生器内或将气体产生器内的空气排出气体产生器外，而所驱动的空气则会因压差或藉由气体产生器内所设的气体流道流经散热装置16，藉以带走散热装置16上的热量。此外，所述的散热风扇19得以藉由上述的控制板15控制，藉以再次整合气体产生器的电控设备。
于实务上，散热装置16亦可具有位于输送装置12外的部分，以进一步的透过其他的散热元件协助散热。于实际应用中，散热装置16可包含有一散热管，其可以是一金属管，更进一步地，可以是不锈钢管或铜管，气体产生器藉由散热管的高导热系数材质以提高其散热效率。于另一实施例中，散热管可包含有一经铜粉烧结的内表面，藉以增加流入散热管内所接触电解水13面积的同时亦增加传导速率。于再一实施例中，所述的散热管的外表面具有一铜粉烧结层，藉以提高散热装置16与外界的热交换速率。更进一步地，气体产生器可另包含有至少一散热片11，设置于散热装置16上，藉以协助散热装置16散热。此外，气体产生器可另包含有热导管(Heat pipe)23，设置于气体产生器内，用以吸收电解水中的热量。其中，热导管23可直接容置或部分容置于电解水中，藉以带走电解水上的热量。而于另一实施例中，热导管23系间接接触于电解水，如：热导管23系设置于散热装置16上，藉以间接带走电解水上的热量。于一实施例中，热导管23的外观系为一薄层(film)结构，藉以增加吸热端及放热端的有效面积。于另一实施例中，热导管的吸热端具有一扁平结构，扁平结构具有一凹陷空间，散热装置系耦合于凹陷空间中。更进一步地，热导管23的吸热端得具有一容置空间，如：形成一导热腔体，散热装置16系耦合于此容置空间中，藉以加快散热装置16的热交换速率。而于另一实施例中，热导管23中的吸热端壳体系直接由散热装置16中的部分壳体所形成，热导管23内的工作流体可藉由流经热导管23的吸热端直接吸收散热装置16上的热量。而于一实施例中，散热风扇19系驱动外部空气吹向散热片11或热导管23的放热端，藉以移除散热装置16上的热量。于一实施例中，散热片11或热导管23的放热端系直接形成于气体产生器的外壳、或接触气体产生器的外壳，藉以透过外部环境协助散热。
于一实施例中，位于输送装置外表面121的驱动马达144系透过磁耦合的方式驱动容置于电解水13内的搅拌扇叶142运动。更进一步地，驱动马达144系透过磁耦合方式以带动搅拌扇叶142转动。于实务中，驱动马达144可以为一直流马达，再者，可以是直流无刷马达，藉以产生具有低耗能及高寿命的水泵14。
请参阅图7～图13，图9至图13绘示本发明气体产生器1的不同具体实施例的水泵14耦合输送装置12的示意图。如图7～图9所示，于一实施例中，输送装置12具有一预留孔123，而水泵14另包含有一密封环148，驱动马达144透过密封环148耦合于预留孔123上。更进一步地，驱动马达144可嵌合于预留孔123中。此外，搅拌扇叶142可以悬浮于电解水13中，并透过磁耦合方式耦合于驱动马达144。于本实施例中，搅拌扇叶142系耦合于输送装置12，并容置于所述的预留孔123中，透过预留孔123的位置以限制搅拌扇叶142及驱动马达144的位置。如图10所示，于另一实施例中，搅拌扇叶142仍透过所耦合的输送装置12以限制其移动位置，而驱动马达144未设置于输送装置12的外表面121上，但仍可隔着外表面121透过磁耦合方式驱动搅拌扇叶142运动。如图11所示，而于另一具体实施例中，所述的预留孔123并未通透于输送装置12的壳体，水泵另包含有一固定件146，驱动马达144嵌合于预留孔123上并透过固定件146固定于输送装置12的外表面121上。此外，输送装置12另具有内表面122，搅拌扇叶142系透过磁耦合方式耦合于对应于驱动马达144的内表面122上。如图12所示，于一具体实施例中，驱动马达144并不透过嵌合方式固定于外表面上，而仅是透过固定件146予以固定。此外，所述的搅拌扇叶142亦可透过一连接件枢接于输送装置12上(图13)。
于实际应用中，气体产生器1可另包含有一气体混合装置，用以将电解装置所产生的气体混合另一混合用气体以产生保健气体供后续使用。其中，混合用气体可以为水蒸汽、雾化药水、挥发精油及其组合所组成的族群中的一种。此外，气体混合装置可直接通入混合用气体以与电解装置所产生的气体混合成保健气体，或是先将混合用气体的前驱物如精油，药水，纯水或其组合震荡雾化以产生混合用气体，再与电解装置所产生的气体混合以形成保健气体。
综上所述，于本发明的气体产生器中，电解装置产生氢气以提供人体吸入，水泵中位于电解水外的驱动马达以无机构联结方式驱动位于电解水内的搅拌扇叶以带动电解水流经散热装置，并藉由散热装置中具有铜粉烧结层的散热管外表面以增加散热管的热交换效率，使水泵在协助电解装置散热的同时可避免驱动马达被电解水侵蚀，并可增加驱动马达的散热效率及减少控制元件，藉以提高气体产生器寿命及使用安全性。
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 (9)

1.一种气体产生器，其特征在于包含有：
一水箱具有一外壳以形成容置一电解水的一容置空间，该容置空间容置有一电解水；
一电解装置设置于该水箱的该容置空间中，用以产生一氢气；
一输送装置位于该水箱中，该输送装置包含有一输出管位于该水箱的该容置空间中，用以输出部分的该电解水；
一散热装置耦合该输送装置，该散热装置包含有一散热管及复数个散热片，该复数个散热片耦合该散热管；以及
一水泵包含有一搅拌扇叶及一驱动马达，该搅拌扇叶容置于该输送装置中，用以带动该电解水流动，该驱动马达耦合该输送装置之一外表面，用以驱动该搅拌扇叶带动该电解水流经该散热管；
其中该散热管具有一第一端口及一第二端口，该第一端口对应着该输出管设置，用以接收经由该搅拌扇叶带动而自该输出管输出的该电解水，而该第二端口用以输出流经该散热管的该电解水。
2.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：该散热管的一外表面具有一铜粉烧结层。
3.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：另包含有一热导管，该热导管的一吸热端设置于该散热装置上。
4.如权利要求3所述的气体产生器，其特征在于：该热导管的该吸热端具有一扁平结构，该扁平结构具有一凹陷空间，该散热装置耦合于该凹陷空间。
5.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：该驱动马达具有一壳体，且该壳体内无控制电路板，该气体产生器另包含有一控制板设置于该壳体外并电连接该驱动马达，用以控制该驱动马达驱动该搅拌扇叶。
6.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：该输送装置具有一预留孔，该水泵另包含有一密封环，该驱动马达透过该密封环耦合于该预留孔。
7.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：该驱动马达透过磁耦合方式驱动该搅拌扇叶。
8.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：该搅拌扇叶悬浮于该电解水中。
9.如权利要求1所述的气体产生器，其特征在于：另包含有一连接件，该搅拌扇叶藉由该连接件耦接该输送装置。
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