TW202009211A - 多核心高效型氫氧產生機 - Google Patents

Abstract

一種多核心高效型氫氧產生機，其係在單一電解槽內裝設有二組以上的電解單元，形成一種多核心的電解迴路，使其在相同體積單元內，得以增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量；且本發明使各電解單元係各至少由5片以上的負極電解板、正極電解板，依序交錯間格排列所組成的單數電解板架構組合架構，並使負極電解板較正極電解板多一片，以增加氫氣產出比例；進一步，在電解槽周壁上設有散熱單元，使電解液具有快速及均勻的散熱效果，二者相輔相成，大幅提升其電解效率，增加氫氣產生量，並可提升氫氣品質之功效。

Description

多核心高效型氫氧產生機

本發明有關一種多核心高效型氫氧產生機，尤指一種在單一電解槽內裝設有二組以上的電極板組，形成一種多核心的電解迴路之裝置。

按，自然界中的水係由兩個氫原子與一個氧原子所組成，其中，氫原子具有三個同位素，即原子量為1的氫(H)、原子量為2的氘(又稱為重氫)與原子量為3的氚(又稱為超重氫)，自然界的水體中若由氘代替氫結合的水即是氘水，飲用後其水中的氘進入人體將很難代謝出去，且在體內會積存進而產生基因突變；此外，氘的存在也可能造成腫瘤細胞的分裂。因此，飲用氘水對遺傳與代謝會有不良的影響。據此，近期業者已發展出一套應用氫氣產生機結合飲用水來產生低氘水的設備，該低氘水不僅可以活化免疫細胞、對改善身體代謝以及延緩老化，都具有一定的預防作用。

再按，以石油作為動能的機動車輛因排放廢氣，嚴重破壞地球的生態及大氣層；因此，相關業者希望為下一代保留一個良好的生存環境，於是研發出以氫氣產生機製造氫氣，以替代石油來改善空氣汙染的問題。

如前所述，氫氣產生機的問世，已對飲用水及機動車輛的技術領域造成革命性的影響；惟，現有氫氣產生機因設備昂貴且體積龐大，在應用上無法被大眾接受，以至於普及率偏低；因此，本創作人除了思及如何減小氫氣產生機的體積及大幅降低其製造成本，進一步乃積極尋求如何改善氫氣的品質。

是以，圖1所示係申請人之台灣公告第M536671號『氫氣產生機』新型專利，其揭露一種小體積、低成本之氫氣產生機之電解板組，以擴大氫氣產生機的應用率，進而對人類健康福祉與地球環境保護有所貢獻。進一步，如圖2所示，申請人以台灣公告第M546976號『具雙過濾之氫氣產生機』新型專利，其揭露一種氫氣產生機之過濾裝置，具有使水溶液及氫氣雙重過濾，以達清潔及提升氫氣品質之功效。經查，申請人上述二件專利，皆為一種小體積的氫氧產生機，用以解決現有氫氧產生機體積龐大及成本高之缺失，並有改善氫氧氣的品質之功效增進。上述二件專利其主要構造包括:一電解槽100，一鎖定在電解槽100上方之上蓋101，以及一電解板組102，係設在該電解槽100內，並位於水溶液(L)中，其係由複數片電解板103所構成，該電解板組102設有安裝於該電解槽100外表面之二組電接頭104，以及二條與該電接頭104連接之導線105，而各別電解板103則設有二組與該導線105連通之導電栓106；以及複數個分佈其板面之電解孔(圖未示)；故當電流流入該電解板103後，則水溶液(L)將被電解板103中之電解孔電解而產生氫氣及氧氣。

惟查，上述二件專利其電解槽100內皆只有一組電解板組102，也就是說他只有單一迴路；產生氣體的過程中，電源提供電極板電解所需的電力，所述的電解液是添加有電解質的水溶液，電解過程中進行2H2O→2H2+O2的反應而產生氫氣和氧氣，故在同體積之電解槽內，以該單一迴路電解板組102，若再增加多數個電解板103，其實並不會增加影響氣體總產生速率。若是在未改變電壓差的情況下，氫氣和氧氣所產生的體積比例為2：1。然一般用於保健的氫氧混合氣體，氫氣和氧氣的比例較適當為65:35。雖然控制電解板組102之正極和負極的電壓差，可以調整產生的氫氣和氧氣比例，讓使用者可視個人需求調整氫氧混合氣體中氫氣和氧氣的比例；但如前述，因單一迴路電解板組的氣體總產生速率並不會增加，以致影響到電解槽的出氣量。此外，電解槽100內的電解液，如果溫度過高且無法散熱的話，也會影響到電解效率。

是以，如何在相同體積的電解槽內，能增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量，為本發明所欲解決的課題。

緣是，本發明之主要目的，係在提供一種多核心高效型氫氧產生機，其係在單一電解槽內形成一種多核心電解單元的電解迴路，使其在相同體積單元內，得以增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量。

本發明再一目的，是在提供一種多核心高效型氫氧產生機，其各電解單元之負極電解板較正極電解板多一片，得以增加氫氣產出比例之功效者。

本發明又一目的，則在提供一種多核心高效型氫氧產生機，其在電解槽周壁上設有散熱單元，使電解液具有快速及均勻的散熱效果，二者相輔相成，大幅提升其電解效率，增加氫氧產生量，並可提升氫氣品質之功效。

為達上述目的，本創作採取的技術手段，包括一種多核心高效型氫氧產生機，其中，該氫氧產生機係以電解方式產生氫氣，其包含有：一主殼體與一蓋體，該主殼體之內緣為一電解槽，其設有一電解裝置並容置水溶液；其特徵在於：該電解裝置至少設有二組以上的一第一電解單元及一第二電解單元，該第一及第二電解單元，係各至少由5片以上的負極電解板、正極電解板，依序交錯間格排列所組成的單數電解板組合架構，且使各該電解單元的第一片電解板與最後一片電解板皆為陰極電解板，據以使得各該電解單元之負極電解板，始終較該正極電解板多一片；再者，該第一及第二電解單元各具有一正極電流端及一負極電流端，且該相鄰的二電解單元，係以該正極電流端與相對應之電解單元的負極電流端形成電性連接，形成一種多核心的電解迴路裝置；以及該主殼體至少一側面設有一第一散熱片，用以將該多核心電解迴路電解過程中所產生的熱量，經由該第一散熱片發散至主殼體外。

依據前揭特徵，該電解裝置更可包括一第三電解單元所構成。

依據前揭特徵，該電解裝置更可包括一第四電解單元所構成。

依據前揭特徵，該第一散熱片為鋁材料並以鋁擠型所製，且設有複數組鰭片，並在該第一散熱片的背面另貼附一不銹鋼所製之第一導熱板。

依據前揭特徵，更可包括一外殼體，用以容置該氫氧產生機，且該外殼體臨近該第一散熱片之一側，更嵌設一第一排熱風扇。

依據前揭特徵，該氫氧產生機，更包括可在該主殼體之底緣，嵌設一具有複數組鰭片之第二散熱片，且該第二散熱片之背面更貼附一第二導熱板，該第二導熱板周邊以多數支螺絲予以固定在該主殼體，而該第二散熱片之四周緣與該主殼體之隙縫處則鑲設一第二密封墊圈。且該外殼體之底緣，更可嵌設一第二排熱風扇。

藉助上揭技術構成，本發明係在單一電解槽內形成一種多核心電解單元的電解迴路，使其在相同體積單元內，得以增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量。且本發明其各電解單元之負極電解板較正極電解板多一片，得以增加氫氣產出比例之功效者。再者，本發明在電解槽周壁上設有散熱單元，使電解液具有快速及均勻的散熱效果，二者相輔相成，大幅提升其電解效率，增加氫氧產生量，並可提升氫氣品質之功效。

首先，如圖3A所示，本發明之電解裝置30包含:複數片電解板31，每一片電解板31上設有二個通孔311，且該二通孔311之兩側設有複數個電解孔312；複數個絕緣套體313及導電環314，以一第一導電栓315與一第二導電栓316，係分別穿入該電解板31、絕緣套體313及導電環314，再分別以螺帽317鎖固，使依序交錯排列之負極電解板、正極電解板形成一電解裝置30，如圖3B所示；藉此，當直流電分別輸入該正、負極電流端，則該第一導電栓315將與該負極電解板連通，而該第二導電栓316將與該正極電解板連通，使相隣每一片電解板31之電解孔312分別形成正極或負極，進而使通過該電解孔312之水溶液被電解而產生氫氣。惟，上揭電解裝置30之構成，已見諸於發明人已經公開之台灣公告第M536671號『氫氣產生機』，及台灣公告第M546976號『具雙過濾之氫氣產生機』專利之結構中，因此其細部構造及電解原理，係屬先前技術(PRIOR ART)，且非本發明之專利標的，容不贅述。

請再參閱圖4A～圖6所示，為本發明多核心高效型氫氧產生機70第一較佳實施例之結構，其中，該氫氧產生機70係以電解方式產生氫氣及氧氣，其包括：一主殼體10，係為頂面開口111之槽體，其內緣注有電解水溶液，據以形成一電解槽11；一蓋體20，係以數個螺絲鎖定在該開口111之上方；一電解裝置30，係安裝於該電解槽11內並沉浸在該電解水溶液(L)中，而該電解裝置30係包含安裝於該主殼體10外表面之二組電接頭33。

如圖4B所示，該電解槽11設有一蓋體20，槽壁設有二組電接頭33用以輸入直流電流，經二導電板34(圖5有示)連接至該第一導電栓315與一第二導電栓316，進而使通過該電解孔312之水溶液被電解而產生氫氣。由於該電解裝置30的電解原理以及電解過程，亦非本發明之訴求重點，因此本段落中不再予以贅述。

如圖6所示，本發明的主要特徵在於：該電解裝置30至少設有二組以上的一第一電解單元30A及一第二電解單元30B，該第一電解單元30A及第二電解單元30B，係各至少由5片以上的負極電解板、正極電解板31依序交錯間格排列所組成的單數電解板組合架構，且使各該電解單元30A、30B的第一片電解板31a與最後一片電解板31n皆為負極電解板，據以使得各該電解單元之負極電解板，始終較該正極電解板多一片；再者，該第一及第二電解單元30A、30B各具有一正極電流端32a及一負極電流端32b，且在一可行實施例中，該相鄰的二電解單元30A、30B，係以該正極電流端32a與相對應之電解單元的負極電流端32b形成電性連接，形成一種多核心的電解迴路裝置40A。

又如圖6所示，本實施例中，該電解裝置30係包括二組的電解單元，即由該第一電解單元30A及第二電解單元30B所構成的①、②雙核心電解迴路裝置40A；本實施例中，該雙核心電解迴路裝置40A，係可連接外部一個獨立直流電流35所構成。然由於，本實施例之雙核心僅係由該第一電解單元30A及第二電解單元30B所構成，使得該相鄰的二電解單元30A、30B，除了能以該正極電流端32a與相對應之電解單元的負極電流端32b形成電性連接外，其亦可如虛線所示，分別由第一電解單元30A及第二電解單元30B之各自的正極電流端32a、負極電流端32b，連接外部的二個獨立電流，如此亦可形成一種雙核心的電解迴路裝置40A。

再者，如圖7所示，本發明第二實施例中，該電解裝置30係包括三組的電解單元，即該電解裝置30更包括一第三電解單元30C所構成的①、②、③三核心電解迴路裝置40B。本實施例中，該三核心電解迴路裝置40B，係連接外部一個獨立直流電流35所構成。

進一步，如圖8所示，本發明第三實施例中，該電解裝置30係包括四組的電解單元，即該電解裝置更包括一第四電解單元30D所構成的①、②、③、④四核心電解迴路裝置40C。本實施例中，該四核心電解迴路裝置40C，係連接外部一個獨立直流電流35所構成。

基於上揭技術手段，本發明屏除先前技術使用多片式電解板所構成的單一核心電解迴路的架構，採用在單一電解槽11內形成一種多核心電解單元的電解迴路，使其在相同體積單元內，得以增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量；其效果就猶如電池的電壓一樣：3v十3v十3v十3V=12V。

電解過程中進行2H2O→2H2+O2的反應，而於負極電解板產生氫氣，以及於正極電解板產生氧氣，由於在電解反應的進行中，所產生的氫氣、氧氣比例會受到負極電解板和正極的電解板之間電壓差所影響，若是在未改變電壓差的情況下，氫氣和氧氣所產生的體積比例為2：1。惟查，一般用於保健的氫氧混合氣體，氫氣和氧氣的比例較適當為65：35左右。而本發明其各電解單元之負極電解板較正極電解板多一片，因此可改變所產生的氫氣和氧氣比例為2：1的故有比例，亦即得以增加氫氣產出比例之功效。

進一步，本實施例中，電解槽11內的電解裝置30，以電解水溶液L產生氫氣，而水溶液及氫氣先經過一過濾筒60，做第一次過濾殺菌，而上升之氫氣接著經銜接管61送出，進一步可再經過一個過濾裝置83，更使液體及氫氣雙重過濾，以獲致更優質的之氫氣。

如圖4A、4B及圖10所示，一第一散熱片50a，係嵌設於該主殼體10之一側，該第一散熱片50a為鋁材料並以鋁擠型所製，且設有複數組鰭片51用以增加散熱面積；由於鋁製材料與水溶液接觸容易氧化腐蝕，因此在該第一散熱片50a的背面另貼附一不銹鋼所製之第一導熱板52，該第一導熱板52既可保護該第一散熱片50a不被水溶液所氧化，也可加速積聚水溶液的熱量進而提升散熱的效益；本實施例中，該第一導熱板52周邊以多數支螺絲521予以固定在該主殼體10，但不限定此；再者，該主殼體10之一側係先切割一方型孔再嵌入該第一散熱片50a，由於電解槽11內的水溶液會自該第一散熱片50a四周緣與該主殼體10之接合處洩漏，因此該接合處必須鑲設一第一密封墊圈53，以防止水溶液自縫隙處洩漏。

如圖9及圖10所示，本發明中更包括一外殼體80，係用以容置該氫氧產生機70，且該外殼體80臨近該第一散熱片50a之一側，更可嵌設一第一排熱風81。藉此，電解過程中水溶液被電解而產生的熱量，將可經由該第一導熱板52與第一散熱片50a發散至主殼體10外，再藉由該第一排熱風扇81排放至外殼體80之外部；本實施例中雖於該主殼體10之一個側邊設置一片第一導熱板52與散熱片50a，但也可視其散熱量的需求，而不限於只設置一第一導熱板52一第一散熱片50a，亦不限於只在外殼體80之一個側邊設置一第一排熱風扇81。

如圖4C及圖10所示，為本發明除了在主殼體10之一側設置一第一導熱板52與一第一散熱片50a，以及在外殼體80之一個側邊設置一排第一熱風扇81以外，在該主殼體10之底緣，更嵌設一鋁擠型材料所製，且設有複數組鰭片51之第二散熱片50b，而其背面並貼附一不銹鋼所製之第二導熱板54，本實施例中，該第二導熱板54周邊以多數支螺絲551予以固定在該主殼體10；另在該第二散熱片50b四周緣與該主殼體10之接合處更鑲設一第二密封墊圈55，以防止水溶液自該縫隙處洩漏；同時，在該外殼體80的底緣，更嵌設一第二排熱風扇82。藉此，電解過程中水溶液的熱量，亦將經由該第二導熱板54與第二散熱片50b發散至主殼體10外，再藉由該第二排熱風扇82排放至外殼體80之外部，以進一步提升電解過程中之散熱效果。

藉助上揭技術構成，本發明係在單一電解槽內形成一種多核心電解單元的電解迴路，使其在相同體積單元內，得以增加氣體總產生速率，提升電解槽的出氣量。且各電解單元之負極電解板較正極電解板多一片，得以增加氫氣產出比例之功效者。再者，本發明在電解槽11周壁上設有散熱單元，使電解液具有快速及均勻的散熱效果，二者相輔相成，大幅提升其電解效率，增加氫氧產生量，並可提升氫氣品質之功效。

綜上所述，本發明所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合發明專利要件，祈請 鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧主殼體11‧‧‧電解槽111‧‧‧開口20‧‧‧蓋體30‧‧‧電解裝置30A‧‧‧第一電解單元30B‧‧‧第二電解單元31‧‧‧電解板31a‧‧‧第一片電解板31n‧‧‧最後一片電解板311‧‧‧通孔312‧‧‧電解孔313‧‧‧絕緣套體314‧‧‧導電環315‧‧‧第一導電栓316‧‧‧第二導電栓317‧‧‧螺帽32a‧‧‧正極電流端32b‧‧‧負極電流端33‧‧‧電接頭34‧‧‧導電板35‧‧‧直流電源40A‧‧‧雙核心的電解迴路裝置40B‧‧‧三核心的電解迴路裝置40C‧‧‧四核心的電解迴路裝置50a‧‧‧第一散熱片50b‧‧‧第二散熱片51‧‧‧鰭片52‧‧‧第一導熱板521、551‧‧‧螺絲53‧‧‧第一密封墊圈54‧‧‧第二導熱板55‧‧‧第二密封墊圈60‧‧‧過濾筒61‧‧‧銜接管70‧‧‧氫氧產生機80‧‧‧外殼體81‧‧‧第一排熱風扇82‧‧‧第二排熱風扇83‧‧‧過濾裝置

圖1係習用台灣公告第M536671號『氫氣產生機』專利之結構示意圖。 圖2係習用台灣公告第M546976號『具雙過濾之氫氣產生機』專利之結構示意圖。 圖3A係本發明電解單元之分解立體圖。 圖3B係本發明電解單元之組合立體圖。 圖4A係本發明第一實施例之分解立體圖。 圖4B係本發明第一實施例之組合立體圖。 圖4C係本發明第一實施例之組合立體圖，其顯示由底部斜視。 圖5係圖4B中5-5斷面之剖視圖。 圖6係圖5中6-6斷面之剖視圖。 圖7係本發明第二實施例之剖視圖。 圖8係本發明第三實施例之剖視圖。 圖9係本發明之一使用狀態外觀立體圖。 圖10係本發明之一使用狀態剖視圖。

10‧‧‧主殼體

11‧‧‧電解槽

111‧‧‧開口

20‧‧‧蓋體

30‧‧‧電解裝置

30A‧‧‧第一電解單元

30B‧‧‧第二電解單元

315‧‧‧第一導電栓

316‧‧‧第二導電栓

317‧‧‧螺帽

33‧‧‧電接頭

50a‧‧‧第一散熱片

51‧‧‧鰭片

521‧‧‧螺絲

53‧‧‧第一密封墊圈

60‧‧‧過濾筒

61‧‧‧銜接管

70‧‧‧氫氧產生機

Claims (7)

1. 一種多核心高效型氫氧產生機，其中，該氫氧產生機係以電解方式產生氫氣，其包含有：一主殼體與一蓋體，該主殼體之內緣為一電解槽，其設有一電解裝置並容置電解水溶液，該等電解裝置能電解盛裝於該電解槽中的電解水溶液而產生氫氣和氧氣；其特徵在於： 該電解裝置至少設有二組以上的一第一電解單元及一第二電解單元，該第一及第二電解單元，係各至少由5片以上的負極電解板、正極電解板，依序交錯間格排列所組成的單數電解板組合架構，且使各該電解單元的第一片電解板與最後一片電解板皆為負極電解板，據以使得各該電解單元之正極電解板，始終較該正極電解板多一片；再者，該第一及第二電解單元各具有一正極電流端及一負極電流端，且該相鄰的二電解單元，係以該正極電流端與相對應之電解單元的負極電流端形成電性連接，形成一種多核心的電解迴路裝置；以及 該主殼體至少一側面設有一第一散熱片，用以將該多核心電解迴路電解過程中所產生的熱量，經由該第一散熱片發散至主殼體外。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，該電解裝置更包括一第三電解單元所構成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，該電解裝置更包括一第四電解單元所構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，該第一散熱片為鋁材料並以鋁擠型所製，且設有複數組鰭片，並在該第一散熱片的背面另貼附一不銹鋼所製之第一導熱板。
5. 如申請專利範圍第4項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，更包括一外殼體，用以容置該氫氧產生機，且該外殼體臨近該第一散熱片之一側，更嵌設一第一排熱風扇。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，該氫氧產生機，更包括在該主殼體之底緣，嵌設一具有複數組鰭片之第二散熱片，且該第二散熱片之背面更貼附一第二導熱板，該第二導熱板周邊以多數支螺絲予以固定在該主殼體，而該第二散熱片之四周緣與該主殼體之隙縫處則鑲設一第二密封墊圈。
7. 如申請專利範圍第6項所述之多核心高效型氫氧產生機，其中，該外殼體之底緣，更嵌設一第二排熱風扇。

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