CN111270255A - 堆叠式产氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种堆叠式产氢装置，包含电解槽、水箱、过滤器及湿化器。电解槽位于水箱中，湿化器垂直堆叠于水箱上，过滤器垂直堆叠于湿化器上。电解槽产生的含氢气体可通过湿化器中的第一通道进入过滤器，而被过滤器过滤后的含氢气体可进入湿化器。前述各单元间的通路分别与各单元一体成型。藉此，可缩减体积、减少管路连接以及提升安全性。

Description

堆叠式产氢装置
技术领域
本发明提供一种堆叠式产氢装置，特别是关于一种透过一体成型的设计缩减体积、减少管路连接及提升安全性的堆叠式产氢装置。
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。
目前提供可吸入氢气的氢气产生器的需求已由医疗场所延伸至一般家庭，家庭用的氢气产生器的需求相较于之前可谓大量提升。家庭用的氢气产生器系以电解产生含氢的气体供使用者吸入，以达到前述的医疗或保健效果。对于家庭用氢气产生器而言，其体积需小型化且使用上也必须更方便，方能吸引使用者或消费者注意。然而，在习知技术中，氢气产生器的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。另一方面，由于目前市面上的氢气产生器都是以管路将内部的各装置互相连接以形成水路或气路，然而，基于前述管路的复杂工序与配线组装，甚至是长期使用导致管路老化，可能会使管路脱落而造成漏水漏气状况发生，更甚者，还有可能酿成意外。
因此，有必要设计一种新式的氢气产生器，以解决先前技术的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种堆叠式产氢装置，其结构简单，操作方便，能有效解决先前技术的问题。
为实现上述目的，本发明公开了一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，用以容纳电解水；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一湿化器，垂直堆叠于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以及一第一通道，该第一通道与该容置空间互相隔离，该容置空间中容置水且该第一通道一端连通该水箱以自该水箱接收该含氢气体；
一过滤器，垂直堆叠于该湿化器之上，该过滤器包含一气体入口连通该第一通道的另一端以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道及该湿化器的该容置空间，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体送至该湿化器；
其中，该第一通道与该湿化器为一体成型，且该气体入口、该过滤流道及该气体出口与该过滤器为一体成型。
其中，进一步包含一补水管自上方连通该湿化器的该容置空间，并连至外界以自外界接收水以补充该湿化器的该容置空间中的水。
其中，该过滤器形成一第一缺口，该补水管系位于该第一缺口中。
其中，该过滤器包含设置于该过滤流道中的一过滤材，其中该含氢气体被该气体入口接收后于该过滤流道内朝该气体出口流动并被该过滤材过滤。
其中，该过滤器进一步包含至少一冷凝片分别设置于该过滤流道的上方及下方中的至少一者，该至少一冷凝片系用以冷凝过滤流道中的该含氢气体所夹带的水气。
其中，进一步包含一活性碳管，其中该湿化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分别连通该容置空间及该湿化器之外，该活性碳管连接该活性碳管入口及该活性碳管出口，以透过该活性碳管入口自该容置空间接收该含氢气体，并使该含氢气体经过该活性碳管后透过该活性碳管出口输出。
其中，进一步包含一通路模组垂直堆叠于该过滤器及该湿化器之间，该通路模组包含一第一接口及一第二通道，其中该第一接口连通该湿化器的该第一通道以及该过滤器的该气体入口以将该水箱输出的该含氢气体导入该过滤器中，该第二通道的一侧连通该活性碳管出口以自该活性碳管接收该含氢气体，该第一接口与该通路模组一体成型，该第二通道系整合于该通路模组的下表面。
其中，进一步包含一雾化器与该第二通道连通以自该第二通道接收该含氢气体，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体。
其中，该过滤器形成一第二缺口，该雾化器位于该第二缺口中。
其中，该雾化器进一步包含一入气口、一容置瓶、一出气口以及一震荡器，其中该入气口连通该第二通道的该另一侧以接收该含氢气体，并将该含氢气体输入至该容置瓶，该容置瓶中容置一液体并用以供该含氢气体于其中与该雾化气体混合形成该混合气体，该出气口连通该容置瓶以将该容置瓶中的混合气体输出，该震荡器设置于该容置瓶的下方以雾化该容置瓶中的该液体而产生该雾化气体。
其中，进一步包含一风扇设置于该湿化器上并位于对应该震荡器的位置，该风扇系用以对该震荡器及该震荡器的周边进行散热。
其中，该湿化器向内凹陷形成一第三缺口，并且该震荡器设置于该第三缺口中，该风扇面对该第三缺口以对该震荡器及该震荡器的周边进行散热。
其中，进一步包含一第一抽气通道、一真空泵以及一第二抽气通道，该第一抽气通道一侧位于该水箱中且另一侧连接该真空泵，该第二抽气通道一侧连通外界且另一侧连通真空泵，该真空泵系用以对该第一抽气通道抽气并将气体藉该第二抽气通道输送至外界，以使该水箱中产生一负压，其中该负压小于该堆叠式产氢装置的外部环境压力，该第一抽气通道及该第二抽气通道整合于该水箱的箱体上。
其中，该真空泵使该水箱中产生负压时，该湿化器中的水受负压影响而进入该过滤器并由过滤器再进一步进入水箱中。
其中，进一步包含一细化管设于该湿化器的该容置空间中，该细化管一侧连通该过滤器的该气体出口且另一侧浸于该容置空间所容纳的水中，该细化管浸于该容置空间所容纳的水中的一侧的表面上设有多个穿孔使该含氢气体由该过滤器进入该细化管时能穿过该等穿孔进入该容置空间所容纳的水中，其中当该真空泵使该水箱中产生负压时，该湿化器中的水受负压影响进入该等穿孔，并依序通过该细化管、该气体出口、该过滤器的该过滤流道、该气体入口及该第一通道而进入该水箱中以对该水箱进行补水。
其中，进一步包含一加压泵设置，该加压泵连通外界与该堆叠式产氢装置中的任一通道，以自外界吸入空气并将空气与该含氢气体加压混合形成加压后的含氢气体，其中加压后的该含氢气体的压力大于一大气压。
还公开了一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，包含一箱体及一盖体，该箱体用以容纳电解水，该盖体覆盖于该箱体之上；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽系用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一过滤器，垂直设置于该水箱上，该过滤器包含一气体入口连通该水箱以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体输出，该气体入口、该过滤流道及该气体出口与该过滤器为一体成型；
一湿化器，垂直设置于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以容置水，该容置空间连通该气体出口以接收过滤后的该含氢气体；
其中，该箱体、该过滤器以及该湿化器互相垂直分离。
其中，进一步包含一活性碳管，其中该湿化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分别连通该容置空间及该湿化器之外，该活性碳管连接该活性碳管入口及该活性碳管出口，以透过该活性碳管入口自该容置空间接收该含氢气体，并使该含氢气体经过该活性碳管后透过该活性碳管出口输出。
其中，进一步包含一通路模组垂直设置于该过滤器及该湿化器之间使该过滤器及该湿化器透过该通路模组互相垂直分离，该通路模组包含一第一接口及一第二通道，其中该第一接口连通该湿化器的该第一通道以及该过滤器的该气体入口以将该水箱输出的该含氢气体导入该过滤器中，该第二通道的一侧连通该活性碳管出口以自该活性碳管接收该含氢气体，该第一接口与该通路模组一体成型，该第二通道系整合于该通路模组的下表面。
其中，进一步包含一雾化器与该第二通道连通以自该第二通道接收该含氢气体，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体。
还公开了一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，包含一箱体及一盖体，该箱体用以容纳电解水，该盖体覆盖于该箱体之上；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽系用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一过滤器，垂直设置于该水箱上，该过滤器包含一气体入口连通该水箱以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体输出；
一湿化器，垂直设置于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以容置水，该容置空间连通该气体出口以接收过滤后的该含氢气体；其中该箱体、该过滤器以及该湿化器互相垂直分离；以及
一雾化器，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与过滤后的该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体，其中该湿化器包含与该容置空间隔离的一震荡液容置空间，该震荡液容置空间用以容置该雾化器的一容置瓶。
其中，进一步包含一水泵设置于湿化器中，该水泵选择性地将该湿化器中的水抽入该过滤器内。
综上所述，本发明的电解产器装置透过互相垂直堆叠的配置可达到体积缩小且方便使用的功效，并透过一体成型的设计减少管路需求，适合在一般家庭中使用，且简单组装工序、省略配线、降低成本、可标准化、体积容易缩小以及防漏水漏气的优点。
附图说明
图1：绘示根据本发明的一具体实施例的堆叠式产氢装置的外观示意图。
图2：绘示图1的堆叠式产氢装置的内部结构示意图。
图3：绘示图2的堆叠式产氢装置的水箱的内部结构示意图。
图4：绘示图2的堆叠式产氢装置的内部结构的爆炸示意图。
图5：绘示图2的堆叠式产氢装置的过滤器的爆炸示意图。
图6：绘示图2的堆叠式产氢装置的侧面示意图。
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。
请一并参阅图1及图2，图1绘示根据本发明的一具体实施例的堆叠式产氢装置1的外观示意图，图2则绘示图1的堆叠式产氢装置1的内部结构示意图。如图1所示，堆叠式产氢装置1可包含外壳10，且外壳10上可设置补水口100及孔洞102。
如图2所示，堆叠式产氢装置1包含水箱12、过滤器14、湿化器16、雾化器18、风扇19、活性碳管20及通路模组21及补水管23，其中水箱12系位于外壳10内的最下部，湿化器16垂直堆叠于于水箱12的上方，过滤器14更进一步地垂直堆叠于湿化器16的上方，而通路模组21则位于湿化器16及过滤器14之间，因此，堆叠式产氢装置1用来输出气体的结构大致上为垂直堆叠构造。
请一并参阅图3，图3绘示图2的堆叠式产氢装置1的水箱12的内部结构示意图。如图3所示，水箱12包含了盖体120及箱体122，箱体122中可容置电解水，而盖体120可盖于箱体122上。此外，堆叠式产氢装置1进一步包含电解槽11设置于水箱12中。电解槽11内可设置电极并且与水箱12内部连通，以自水箱12接收电解水并将其电解而产生含氢气体。于本具体实施例中，电解槽11所产生的含氢气体可直接进入水箱12。盖体120上设置有水箱气体出口1200及定位柱1202，其中水箱气体出口1200可输出含氢气体。
上述位于最下层的电解槽11所产生的含氢气体可由上述水箱气体出口1200直接输出至最上层的过滤器14以进行过滤。请一并参阅图4，图4绘示图2的堆叠式产氢装置1的内部结构的爆炸示意图。请注意，图4为了画面简洁起见，省略了箱体122及电解槽11等单元，但本案所属技术领域中具通常知识者应可以透过其他的图示与说明书内容了解这些省略的单元与图4中所绘示的单元间的对应关系。
如图4所示，湿化器16中形成容置空间160及第一通道162，并且容置空间160与第一通道162是互相隔离的。水箱气体出口1200可直接与湿化器16的第一通道162的一侧卡合并连通，因此水箱气体出口1200所输出的含氢气体可输入至第一通道162。此外，定位柱1202也可同时卡合于湿化器16之上以稳定两者间的接合。湿化器16上可垂直堆叠通路模组21，而此通路模组21也可充当湿化器16的上盖以封闭湿化器16。第一通道162的另一侧可与通路模组21上的第一接口210连通，并且第一接口210可进一步连通到过滤器14的气体入口。换言之，第一通道162的另一侧系透过第一接口210与过滤器14的气体入口连通，使含氢气体能从最下层的水箱12经过第一通道162并被第一接口210导入至最上层的过滤器14中以进行过滤。
于本具体实施例中，第一通道162系与湿化器16一体成型，因此，水箱12及电解槽11与过滤器14间不需装设额外的管路来将含氢气体输出到过滤器14。除了可节省组装工序之外，还可节省装置内部空间并防止管路老化导致漏水漏气的状况发生。
当含氢气体进入过滤器14后，过滤器14可过滤其中的杂质，例如电解质、电解触媒等。请参阅图5，图5绘示图2的过滤器14的爆炸示意图。如图5所示，过滤器14具有过滤器本体140及过滤器上盖142，过滤器本体140上形成气体入口1400、过滤流道1402及气体出口1404，且过滤流道1402两侧连通气体入口1400及气体出口1404，此外，气体入口1400、过滤流道1402及气体出口1404均与过滤器14的过滤器本体140一体成型。气体入口1400可透过通路模组21上的第一接口210与第一通道162连通，以自第一通道162接收含氢气体。接着，含氢气体于过滤流道1402中朝气体出口1404流动。过滤器14进一步具有过滤材144设置于过滤流道1402中以及冷凝片146设置于过滤流道1402之上。当含氢气体于过滤流道1402中朝气体出口1404流动时可通过过滤材144而过滤掉其中的杂质，同时，冷凝片146也可对含氢气体中的水气进行冷凝。因此，从过滤材144过滤后的杂质连同冷凝的水气将留于过滤器14之中。此外，于实务中冷凝片也可设置于过滤流道的下方以对过滤流道内的含氢气体中的水气进行冷凝，例如位于过滤器本体的底部；或者，过滤流道的上下皆可设置冷凝片，以更进一步地提升冷凝效果。
请再参阅图4，堆叠式产氢装置1进一步包含细化管22，且通路模组21进一步包含第二接口212。第二接口212一侧连通气体出口1404且另一侧连通细化管22，因此，细化管22可透过第二接口212自过滤器14的气体出口1404接收过滤后的含氢气体。此外，细化管22于组装时可位于湿化器16的容置空间160之中，并且部分可浸于容置空间160所容纳的水中。细化管22浸于容置空间160的一侧的表面上可设置多个细微的穿孔，使进入细化管22的含氢气体可穿过这些穿孔而进入容置空间160的水中。于本具体实施例中，细化管22可呈现如图4中的形状，亦即一直立管与连通该直立管的一平行管，而穿孔可设置在平行管的表面上，因此，含氢气体可透过平行管沿伸到湿化器16的容置空间160中的不同位置再进入容置空间160容纳的水中。请注意，由于穿孔的尺寸相较于细化管22而言非常小，故于图4中省略。通过穿孔的含氢气体会在容置空间160容纳的水中形成细微气泡并朝湿化器16的顶部移动，其可于移动过程中被充分湿化。
接着，请一并参阅图2及图4。如图4所示，湿化器16进一步包含活性碳管入口164及活性碳管出口166，两者分别连通容置空间160及湿化器16之外，且活性碳管20可由湿化器16外连接活性碳管入口164及活性碳管出口166。于本具体实施例中，活性碳管20可具有对应的气体入口及气体出口对应活性碳管入口164及活性碳管出口166，因此，被湿化而集中于容置空间160的顶部的含氢气体可由活性碳管入口164进入活性碳管20，并在活性碳管20中再进一步地被过滤后由活性碳管出口166输出。于本具体实施例中，活性碳管入口164及活性碳管出口166也如同第一通道162与湿化器16一体成型。
如图4所示，通路模组21中具有第二通道214，而第二通道214一侧可连通活性碳管出口166，故由活性碳管20所输出的被过滤后的含氢气体可进入第二通道214。请注意，于本具体实施例中第二通道214可位于通路模组21的下表面，亦即靠近湿化器16的一侧，而通路模组21的另一侧上的流道可与外界连通，使空气能进入通路模组21内以进行散热。于实务中，第二通道214可于制作通路模组21后再整合至通路模组21，例如，第二通道214可以热熔方式整合于通路模组21的下表面。此外，过滤器14可形成第二缺口149，同时通路模组21也可形成对应的容置缺口216且湿化器16形成与容置空间160隔离的震荡液容置空间168。雾化器18进一步包含入气口180、容置瓶182、出气口184以及震荡器186，其中入气口180及出气口184与容置瓶182连通，且容置瓶182系设置于第二缺口149与容置缺口216之中并塞住震荡液容置空间168的开口。入气口180同时可连通至第二通道214的另一侧，因此可由第二通道214接收含氢气体并将其通入容置瓶182。容置瓶182中可容置精油、药水或水等液体，这些液体可被雾化而形成雾化气体并可与含氢气体混合，进而产生混合气体。出气口184则可将容置瓶182连通至堆叠式产氢装置1之外，以将容置瓶182中的混合气体输出。于实务中，雾化气体可为雾化精油或雾化药水，使混合气体进一步提供治疗效果；或者，雾化气体可为水蒸气，使含氢气体或混合气体的湿度上升而适于人体吸入。
请再参阅图1，外壳10还具有孔洞102，而雾化器18的出气口184可位于孔洞102中并暴露于外，藉此雾化器18可输出混合气体至外界供使用者吸入。
于本具体实施例中，雾化气体系藉由震荡器186对容置瓶182中的液体进行震荡而产生。如图4所示，湿化器16进一步包含第三缺口169，此第三缺口169系由湿化器16的表面由外向内凹陷而形成，并且其位置对应震荡液容置空间168的另一侧开口。震荡器186可设置第三缺口169之中并塞震荡液容置空间168的另一侧开口，因此，堆叠式产氢装置1组装完成时，雾化器18的容置瓶182与震荡器186分别塞于震荡液容置空间168的两个相对开口，以封闭震荡液容置空间168而形成内部独立空间。此外，震荡器186也可与水箱12的盖体120耦合，盖体120上可具有耦合口与湿化器16的第三缺口169对应，耦合口可供震荡器186耦合于其上进而固定震荡器186。举例来说，图4中的震荡器186可透过耦合口的螺纹旋固于盖体120之上。震荡液容置空间168中可装填震荡液，用以将震荡器186所产生的震动传导至容置瓶182，进而将容置瓶182中的液体雾化使雾化气体与含氢气体混合而形成混合气体。此外，透过控制震荡器186震荡与否，可进一步控制堆叠式产氢装置输出混合气体或是含氢气体。
请再参阅图2及图4，如图2所示，堆叠式产氢装置1还可包含风扇19设置于湿化器16上，且其位置对应第三缺口169。由于震荡器186运作时会发热，可能使周边的液体(例如震荡液或容置空间160中的水)温度上升导致对堆叠式产氢装置1产生不利影响，而风扇19可对震荡器186及震荡器186的周边进行降温。
于本具体实施例中，堆叠式产氢装置还包含补水管23，其可穿过外壳10的补水口100向湿化器16进行补水，以维持湿化器16中的水位。由于湿化器16位于堆叠结构的中央层，通路模组21及过滤器14垂直堆叠于湿化器16之上，为了避免过滤器14干涉补水管23，过滤器14对应补水管23及补水口100的位置可形成第一缺口148，补水管23可位于第一缺口148中而避免过滤器14的干涉。此外，通路模组21上也可形成入水口218连接补水管23的一侧，以连通补水管23与湿化器16的容置空间160，因此，来自外界的水可通过补水管23及入水口218进入湿化器16的容置空间160内以进行补水。于本具体实施例中，第一接口210、第二接口212、及入水口218皆与通路模组21为一体成型。
综上所述，堆叠式产氢装置1进行电解产生含氢气体时可通过连贯的气路而输出至外界，并于气路中被过滤、湿化及混合形成适合使用者吸入的气体，以达到保健的功效。详言之，位于最下层的水箱12中的电解槽11电解水产生含氢气体进入水箱12；再由水箱12进入第一通道162而直接到达最上层的过滤器14中；接着，含氢气体由过滤器14过滤后透过细化管22进入位于中央层的湿化器16所容纳的水中而被湿化；被湿化的含氢气体再进入活性碳管20并被活性碳管20过滤，且输出至位于过滤器14及湿化器16间的通路模组21的第二通道214中；最后，含氢气体由第二通道214进入雾化器18中与雾化气体混合形成混合气体，并被雾化器18输出至堆叠式产氢装置1之外供使用者吸入。
上述各单元间的气路系以一体成型的通道结构取代管路。举例来说，前述的第一通道162、活性碳管入口164及活性碳管出口166系与湿化器16一体成型，水箱气体出口1200可直接卡合于第一通道162中且活性碳管20可直接卡合活性碳管入口164及活性碳管出口166，因而不需要额外管路。而过滤器14中的气体入口1400、过滤流道1402及气体出口1404也与过滤器14的过滤器本体140一体成型，而不需要额外管路。另一方面，介于过滤器14与湿化器16之间的通路模组21则提供了一体成型的第一接口210、第二接口212及入水口218，可透过卡合的方式连通第一通道162与过滤器14、过滤器14与细化管22、活性碳管20与雾化器18，以及补水管23与湿化器16。透过上述一体成型的气路设计，除了可避免前述复杂工序、复杂配线组装及管路老化产生的漏水漏气的状况之外，还可有效地利用堆叠式产氢装置1的外壳10的内部空间，更有利小型化而适用于一般家庭。
前述的气路顺序系堆叠式产氢装置1产生含氢气体时气体的路径顺序，然而，电解槽11电解时将会消耗电解槽11及水箱12中的水，因此需要对水箱12及电解槽11进行补水的水路。于本具体实施例中，堆叠式产氢装置1的水路与气路系共用相同的通道，故不需再额外设计水路通道造成不必要的空间浪费。
请参照图6，图6绘示图2的堆叠式产氢装置1的侧面示意图。如图6所示，水箱12进一步包含第一抽气通道124、第二抽气通道126以及真空泵128。第一抽气通道124的一侧开口位于水箱12的内部空间中且另一侧开口连接真空泵128，第二抽气通道126一侧开口连接真空泵128且另一侧开口连通外界。当电解槽11停止电解且要进行补水时，透过真空泵128的驱动，水箱12内部的气体可由第一抽气通道124被抽入且沿着第一抽气通道124、真空泵128及第二抽气通道126而被输出至外界，进而对水箱12的内部空间形成负压。请注意，此负压小于堆叠式产氢装置1的外部环境压力。此外，第一抽气通道124与第二抽气通道126可整合于水箱12的箱体122上，如图3所示。于实务中，第一抽气通道124与第二抽气通道126更可与水箱12的箱体122一体成型。
请注意，由于第一抽气通道124、第二抽气通道126及真空泵128系用来抽取水箱12中的气体以产生负压来进行补水，因此第一抽气通道124于水箱12内的位置需高于水箱12中的水位，以避免将水抽送出外界。于另一具体实施例中，水箱12的盖体120面对箱体122的表面可额外地向内凹陷形成一空间，而第一抽气通道124可伸入此空间中，以确保其开口不会低于水箱12中的水位并能同时抽取水箱12的内部气体。
当真空泵128对水箱12内部产生负压时，湿化器16中的水将会受到负压影响而沿气路反向进入水箱12之中进行补水，亦即，对水箱12进行补水的水路顺序系与气路顺序相反。详言之，请再参阅图4及图5，于补水时湿化器16的容置空间160所容纳的水会先透过细化管22浸于水中的一侧的穿孔进入细化管22，接着透过过滤器14的气体出口1404进入过滤流道1402，再经由过滤流道1402及气体入口1400进入第一通道162，最后由第一通道162进入水箱12的内部空间。因此，堆叠式产氢装置1可使用同一通道系统作为产氢时的气路以及补水时的水路，以有效地运用堆叠式产氢装置1的内部空间。
上述对水箱12及位于水箱12内部的电解槽11补水的过程系利用在水箱12中形成负压的方式，吸引湿化器16中所储存的水进入过滤器14并进一步进入水箱12，但实务中并不限于此。根据另一具体实施例，湿化器16中也可直接设置水泵，此水泵可受到控制而于电解槽11停止电解且要进行补水时，将湿化器16中的水抽入过滤器14中。进入过滤器14的水可沿着气路反向地进入水箱12中以补充水箱12及电解槽11中的电解水，因此，以此水泵进行补水的方式也可使用同一通道系统作为产氢时的气路以及补水时的水路，藉此，堆叠式产氢装置1的内部空间可有效地被运用。
于前述的水箱补水过程中(不论是以真空泵造成负压或以水泵直接抽水)，来自湿化器16的水进入了过滤器14的过滤流道1402并朝向第一通道162流动而进入水箱，因此，于产氢过程中被过滤材144所过滤出的杂质(例如电解质、触媒等)以及被冷凝片146所冷凝的水可被回冲至水箱12之中，以于下次电解时再利用。
此外，根据本发明的另一具体实施例，前述各具体实施例中的堆叠式产氢装置可进一步包含加压泵，其设置于外壳中并且可连通至外壳之外。加压泵可同时连通到电解槽、过滤器、湿化器以及雾化器间的任一管路，举例来说，加压泵可连通到水箱与过滤器间的第一通道，或通路模组中的第二通道。加压泵可自外界吸入空气，并加压所吸入的空气且输入电解槽、过滤器、湿化器以及雾化器间的任一流道以与含氢气体混合，进而形成加压后的含氢气体，实务中，加压后的含氢气体的压力超过一大气压。
于本具体实施例中，由于加压泵的存在使堆叠式产氢装置所输出的含氢气体或混合气体的气压较高，因此使用者能更轻易的吸入含氢气体或混合气体。对于某些具有呼吸障碍的使用者或病患而言能更便利地使用本发明的堆叠式产氢装置。
前述具体实施例中，堆叠式产氢装置为水箱、湿化器及过滤器依序向上堆叠的结构，然而于实务中，本发明的堆叠式产氢装置内部结构的堆叠顺序并不限于上述具体实施例。
根据本发明的另一具体实施例，堆叠式产氢装置可包含水箱、电解槽、过滤器以及湿化器。水箱包含了盖体以及箱体，箱体可容纳电解水而盖体可盖于箱体之上。电解槽位于水箱内，可自水箱接收电解水并将其电解而产生含氢气体进入水箱。过滤器及湿化器均垂直设置于水箱之上，而过滤器与湿化器之间的垂直设置顺序可互换。于本具体实施例中，水箱上可先垂直设置过滤器，再往上垂直设置湿化器于过滤器之上。或者，于另一具体实施例中，湿化器与过滤器两者均垂直设置于水箱上，但两者互相位于平行的相对位置。
于水箱、过滤器及湿化器依序向上垂直设置的具体实施例中，水箱的盖体上可形成水箱气体出口，而过滤器上的气体入口可直接连通水箱气体出口以接收含氢气体。请注意，于此过滤器透过水箱的盖体而与水箱的箱体垂直分离。接着，含氢气体流经过滤器上一体成型的气体入口、过滤流道以及气体出口而输出。湿化器具有容置空间容纳水，而容置空间可具有接收气体的开口直接连通气体出口以接收过滤后的含氢气体。因此，本具体实施例的堆叠式产氢装置所产生的含氢气体可以直接由最底层的水箱进入位于中层的过滤器中过滤，再进入最上层的湿化器中进行湿化。请注意，介于各单元间的气体通道仍各自与各单元一体成型，可有效降低管路使用并缩小装置体积。
于本具体实施例中，堆叠式产氢装置同样可包含活性碳管、通路模组以及雾化器，由于上述单元的功用系与前述具体实施例大致相同，故于此不再赘述。值得注意的是，通路模组可设置于过滤器及湿化器之间，用来提供将过滤后的含氢气体导入湿化器的容置空间的流道，而此通路模组的通道也可为一体成型而降低管路使用。此外，过滤器透过通路模组而与湿化器垂直分离。
综上所述，本发明的堆叠式产氢装置中的各单元为堆叠式构造，并且以一体成型的通道结构取代原本的管路设计，相较于先前技术，本发明具有简单组装工序、省略配线、降低成本、可标准化、体积容易缩小以及防漏水漏气的优点，适用于一般家庭中。
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 (22)

1.一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，用以容纳电解水；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一湿化器，垂直堆叠于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以及一第一通道，该第一通道与该容置空间互相隔离，该容置空间中容置水且该第一通道一端连通该水箱以自该水箱接收该含氢气体；
一过滤器，垂直堆叠于该湿化器之上，该过滤器包含一气体入口连通该第一通道的另一端以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道及该湿化器的该容置空间，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体送至该湿化器；
其中，该第一通道与该湿化器为一体成型，且该气体入口、该过滤流道及该气体出口与该过滤器为一体成型。
2.如权利要求1所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一补水管自上方连通该湿化器的该容置空间，并连至外界以自外界接收水以补充该湿化器的该容置空间中的水。
3.如权利要求2所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该过滤器形成一第一缺口，该补水管系位于该第一缺口中。
4.如权利要求1所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该过滤器包含设置于该过滤流道中的一过滤材，其中该含氢气体被该气体入口接收后于该过滤流道内朝该气体出口流动并被该过滤材过滤。
5.如权利要求4所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该过滤器进一步包含至少一冷凝片分别设置于该过滤流道的上方及下方中的至少一者，该至少一冷凝片系用以冷凝过滤流道中的该含氢气体所夹带的水气。
6.如权利要求1所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一活性碳管，其中该湿化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分别连通该容置空间及该湿化器之外，该活性碳管连接该活性碳管入口及该活性碳管出口，以透过该活性碳管入口自该容置空间接收该含氢气体，并使该含氢气体经过该活性碳管后透过该活性碳管出口输出。
7.如权利要求6所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一通路模组垂直堆叠于该过滤器及该湿化器之间，该通路模组包含一第一接口及一第二通道，其中该第一接口连通该湿化器的该第一通道以及该过滤器的该气体入口以将该水箱输出的该含氢气体导入该过滤器中，该第二通道的一侧连通该活性碳管出口以自该活性碳管接收该含氢气体，该第一接口与该通路模组一体成型，该第二通道系整合于该通路模组的下表面。
8.如权利要求7所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一雾化器与该第二通道连通以自该第二通道接收该含氢气体，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体。
9.如权利要求8所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该过滤器形成一第二缺口，该雾化器位于该第二缺口中。
10.如权利要求8所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该雾化器进一步包含一入气口、一容置瓶、一出气口以及一震荡器，其中该入气口连通该第二通道的该另一侧以接收该含氢气体，并将该含氢气体输入至该容置瓶，该容置瓶中容置一液体并用以供该含氢气体于其中与该雾化气体混合形成该混合气体，该出气口连通该容置瓶以将该容置瓶中的混合气体输出，该震荡器设置于该容置瓶的下方以雾化该容置瓶中的该液体而产生该雾化气体。
11.如权利要求10所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一风扇设置于该湿化器上并位于对应该震荡器的位置，该风扇系用以对该震荡器及该震荡器的周边进行散热。
12.如权利要求11所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该湿化器向内凹陷形成一第三缺口，并且该震荡器设置于该第三缺口中，该风扇面对该第三缺口以对该震荡器及该震荡器的周边进行散热。
13.如权利要求1所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一第一抽气通道、一真空泵以及一第二抽气通道，该第一抽气通道一侧位于该水箱中且另一侧连接该真空泵，该第二抽气通道一侧连通外界且另一侧连通真空泵，该真空泵系用以对该第一抽气通道抽气并将气体藉该第二抽气通道输送至外界，以使该水箱中产生一负压，其中该负压小于该堆叠式产氢装置的外部环境压力，该第一抽气通道及该第二抽气通道整合于该水箱的箱体上。
14.如权利要求13所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，该真空泵使该水箱中产生负压时，该湿化器中的水受负压影响而进入该过滤器并由过滤器再进一步进入水箱中。
15.如权利要求14所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一细化管设于该湿化器的该容置空间中，该细化管一侧连通该过滤器的该气体出口且另一侧浸于该容置空间所容纳的水中，该细化管浸于该容置空间所容纳的水中的一侧的表面上设有多个穿孔使该含氢气体由该过滤器进入该细化管时能穿过该等穿孔进入该容置空间所容纳的水中，其中当该真空泵使该水箱中产生负压时，该湿化器中的水受负压影响进入该等穿孔，并依序通过该细化管、该气体出口、该过滤器的该过滤流道、该气体入口及该第一通道而进入该水箱中以对该水箱进行补水。
16.如权利要求1所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一加压泵设置，该加压泵连通外界与该堆叠式产氢装置中的任一通道，以自外界吸入空气并将空气与该含氢气体加压混合形成加压后的含氢气体，其中加压后的该含氢气体的压力大于一大气压。
17.一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，包含一箱体及一盖体，该箱体用以容纳电解水，该盖体覆盖于该箱体之上；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽系用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一过滤器，垂直设置于该水箱上，该过滤器包含一气体入口连通该水箱以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体输出，该气体入口、该过滤流道及该气体出口与该过滤器为一体成型；
一湿化器，垂直设置于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以容置水，该容置空间连通该气体出口以接收过滤后的该含氢气体；
其中，该箱体、该过滤器以及该湿化器互相垂直分离。
18.如权利要求17所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一活性碳管，其中该湿化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分别连通该容置空间及该湿化器之外，该活性碳管连接该活性碳管入口及该活性碳管出口，以透过该活性碳管入口自该容置空间接收该含氢气体，并使该含氢气体经过该活性碳管后透过该活性碳管出口输出。
19.如权利要求18所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一通路模组垂直设置于该过滤器及该湿化器之间使该过滤器及该湿化器透过该通路模组互相垂直分离，该通路模组包含一第一接口及一第二通道，其中该第一接口连通该湿化器的该第一通道以及该过滤器的该气体入口以将该水箱输出的该含氢气体导入该过滤器中，该第二通道的一侧连通该活性碳管出口以自该活性碳管接收该含氢气体，该第一接口与该通路模组一体成型，该第二通道系整合于该通路模组的下表面。
20.如权利要求19所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一雾化器与该第二通道连通以自该第二通道接收该含氢气体，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体。
21.一种堆叠式产氢装置，其特征在于包含：
一水箱，包含一箱体及一盖体，该箱体用以容纳电解水，该盖体覆盖于该箱体之上；
一电解槽，设置于该水箱内，该电解槽系用以自该水箱接收电解水并将其电解产生一含氢气体进入该水箱；
一过滤器，垂直设置于该水箱上，该过滤器包含一气体入口连通该水箱以接收该含氢气体，该过滤器另包含一过滤流道连通该气体入口以及一气体出口连通该过滤流道，该过滤流道系用以输送并过滤该气体入口所接收的该含氢气体，该气体出口系用以将过滤后的该含氢气体输出；
一湿化器，垂直设置于该水箱上，该湿化器具有一容置空间以容置水，该容置空间连通该气体出口以接收过滤后的该含氢气体；其中该箱体、该过滤器以及该湿化器互相垂直分离；以及
一雾化器，该雾化器系用以产生一雾化气体，并将该雾化气体与过滤后的该含氢气体混合以产生一混合气体并输出该混合气体，其中该湿化器包含与该容置空间隔离的一震荡液容置空间，该震荡液容置空间用以容置该雾化器的一容置瓶。
22.如权利要求21所述的堆叠式产氢装置，其特征在于，进一步包含一水泵设置于湿化器中，该水泵选择性地将该湿化器中的水抽入该过滤器内。
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