TW202022162A - 堆疊式產氫裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種堆疊式產氫裝置，包含電解槽、水箱、過濾器及濕化器。電解槽位於水箱中，濕化器垂直堆疊於水箱上，過濾器垂直堆疊於濕化器上。電解槽產生的含氫氣體可通過濕化器中之第一通道進入過濾器，而被過濾器過濾後的含氫氣體可進入濕化器。前述各單元間的通路分別與各單元一體成型。藉此，可縮減體積、減少管路連接以及提升安全性。

Description

堆疊式產氫裝置

本發明提供一種堆疊式產氫裝置，特別是關於一種透過一體成型之設計縮減體積、減少管路連接及提升安全性之堆疊式產氫裝置。

一直以來，人類對於生命是十分地重視，許多醫療的技術的開發，都是用來對抗疾病，以延續人類的生命。過去的醫療方式大部分都是屬於被動，也就是當疾病發生時，再對症進行醫療，比如手術、給藥、甚至癌症的化學治療、放射性治療、或者慢性病的調養、復健、矯正等。但是近年來，許多醫學專家逐漸朝向預防性的醫學方法進行研究，比如保健食品的研究，遺傳性疾病篩檢與提早預防等，更是主動的針對未來性可能之發病進行預防。另外，為了延長人類壽命，許多抗老化、抗氧化的技術逐漸被開發，且廣泛地被大眾採用，包含塗抹的保養品及抗氧化食物/藥物等。

經研究發現：人體因各種原因，(比如疾病，飲食，所處環境或生活習慣)引生的不安定氧(O+)，亦稱自由基(有害自由基)，可以與吸入的氫混合成部份的水，而排出體外。間接減少人體自由基的數量，達到酸性體質還原至健康的鹼性體質，可以抗氧化、抗老化，進而也達到消除慢性疾病和美容保健效果。甚至有臨床實驗顯示，對於一些久臥病床的病 人，因為長期呼吸高濃度氧，造成的肺損傷，可以透過吸入氫氣以緩解肺損傷的症狀。

目前提供可吸入氫氣之氫氣產生器的需求已由醫療場所延伸至一般家庭，家庭用的氫氣產生器的需求相較於之前可謂大量提升。家庭用的氫氣產生器係以電解產生含氫的氣體供使用者吸入，以達到前述的醫療或保健效果。對於家庭用氫氣產生器而言，其體積需小型化且使用上也必須更方便，方能吸引使用者或消費者注意。然而，在習知技術中，氫氣產生器的每個裝置之間的管路需分別組裝，而造成工序繁瑣、配線組裝麻煩、成本較高、不易標準化、體積不易縮小的問題。另一方面，由於目前市面上的氫氣產生器都是以管路將內部的各裝置互相連接以形成水路或氣路，然而，基於前述管路的複雜工序與配線組裝，甚至是長期使用導致管路老化，可能會使管路脫落而造成漏水漏氣狀況發生，更甚者，還有可能釀成意外。

因此，有必要設計一種新式的氫氣產生器，以解決先前技術之問題。

本發明之一範疇在於提供一種堆疊式產氫裝置，以解決先前技術之問題。

根據本發明之一具體實施例，堆疊式產氫裝置包含水箱、電解槽、濕化器及過濾器，其中電解槽容置於水箱中，可自水箱中接收電解水並將其電解產生含氫氣體，且將含氫氣體送入水箱。濕化器垂直堆疊於水箱上，其具有互相隔離的容置空間以及第一通道，容置空間可容納水， 而第一通道的一側可連通水箱以自水箱接收含氫氣體。過濾器垂直堆疊於濕化器上，其具有氣體入口連通第一通道的另一側以接收含氫氣體，並具有過濾流道以過濾含氫氣體，以及氣體出口連通濕化器之容置空間以將過濾後之含氫氣體送至濕化器。第一通道與濕化器為一體成型，且氣體入口、過濾流道及氣體出口與該過濾器為一體成型。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含補水管自上方連通濕化器及外界，以自外界接收水並補充濕化器中之水。

其中，過濾器可形成第一缺口，而補水管設置於第一缺口中。

其中，過濾器可包含設置於過濾流道中之過濾材，含氫氣體被氣體入口接收後於過濾流道內朝該氣體出口流動並被過濾材過濾。

其中，過濾器進一步包含至少一冷凝片設置於過濾流道上方及下方中之至少一者，冷凝片係用以冷凝過濾流道中之含氫氣體所夾帶的水氣。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含活性碳管，其中濕化器包含活性碳管入口及活性碳管出口分別連通容置空間及濕化器之外。活性碳管連接活性碳管入口及活性碳管出口，以透過活性碳管入口自容置空間接收含氫氣體，並使含氫氣體經過活性碳管後透過活性碳管出口輸出。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含通路模組垂直堆疊於過濾器及濕化器之間，並且通路模組包含第一接口及第二通道。第一接口連通濕化器之第一通道以及過濾器之氣體入口以將水箱輸出之含氫氣體導入過濾器中。第二通道之一側連通活性碳管出口以自活性碳管接收含氫氣體。第一接口與通路模組一體成型，第二通道係整合於通路模組之下表面。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含霧化器與第二通道連通以自第二通道接收含氫氣體。霧化器係用以產生霧化氣體，並將霧化氣體與含氫氣體混合以產生混合氣體並輸出混合氣體。

其中，過濾器形成第二缺口，且霧化器設置於第二缺口中。

其中，霧化器進一步包含一入氣口、一容置瓶、一出氣口以及一震盪器。入氣口連通第二通道之另一側以接收該含氫氣體，並將該含氫氣體輸入至容置瓶。容置瓶中容置一液體並用以供含氫氣體於其中與霧化氣體混合形成混合氣體。出氣口連通容置瓶以將混合氣體輸出。震盪器設置於容置瓶之下方以霧化容置瓶中之液體而產生霧化氣體。

其中，堆疊式產氫裝置包含風扇設置於濕化器上並位於對應震盪器之位置，風扇係用以對震盪器及震盪器之週邊進行散熱。

其中，濕化器向內凹陷形成第三缺口，並且震盪器設置於第三缺口中，且風扇面對第三缺口以對震盪器及震盪器之周邊進行散熱。

其中，堆疊式產氫裝置包含第一抽氣通道、真空泵以及第二抽氣通道。第一抽氣通道一側位於水箱中且另一側連接該真空泵。第二抽氣通道一側連通外界且另一側連通真空泵。真空泵係用以對第一抽氣通道抽氣並將氣體藉第二抽氣通道輸送至外界，以使水箱中產生小於堆疊式產氫裝置之外部環境壓力的負壓。第一抽氣通道及第二抽氣通道整合於水箱之箱體上。

其中，第一真空泵使水箱中產生負壓時，濕化器中之水受負壓影響而進入過濾器並由過濾器再進一步進入水箱。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含細化管設置於濕化器的容 置空間中，其一側連通過濾器之氣體出口且另一側浸於該容置空間所容納之水中。細化管浸於該容置空間所容納之水中的一側設有多個穿孔使含氫氣體由過濾器進入細化管時，能穿過該等穿孔進入容置空間所容納之水中。當真空泵使該水箱中產生負壓時，該濕化器中之水受負壓影響進入該等穿孔，並依序通過細化管、過濾器之過濾流道、氣體入口及第一通道而進入水箱中以對水箱進行補水。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含加壓泵設置於外殼中，並連通外界與堆疊式產氫裝置之水箱、過濾器、濕化器及霧化器間之任一管路。加壓泵自外界吸入空氣將空氣與含氫氣體加壓混合形成加壓後之含氫氣體，且加壓後之含氫氣體之壓力大於一大氣壓。

本發明之另一範疇在於提供一種堆疊式產氫裝置，以解決先前技術之問題。

根據本發明之一具體實施例，堆疊式產氫裝置包含水箱、電解槽、濕化器及過濾器，其中水箱包含箱體及蓋體，電解槽容置於水箱中，可自水箱中接收電解水並將其電解產生含氫氣體，且將含氫氣體送入水箱。過濾器垂直設置於水箱上，包含氣體入口連通水箱以接收含氫氣體，並包含過濾流道連通該氣體入口以及氣體出口連通過濾流道，其中過濾流道係用以輸送並過濾氣體入口所接收之含氫氣體，氣體出口係用以將過濾後之含氫氣體輸出。該氣體入口、該過濾流道及該氣體出口與該過濾器為一體成型。濕化器垂直設置於水箱上，其具有容置空間以容置水，並連通過濾器之氣體出口以接收過濾後的含氫氣體。水箱之箱體、過濾器及濕化器之間互相垂直分離。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含活性碳管，而濕化器包含活性碳管入口及活性碳管出口分別連通容置空間及濕化器之外。活性碳管連接活性碳管入口及活性碳管出口，以透過活性碳管入口自容置空間接收含氫氣體，並使含氫氣體經過活性碳管後透過活性碳管出口輸出。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含通路模組垂直堆疊於過濾器及濕化器之間，使過濾器及濕化器透過通路模組互相垂直分離，並且通路模組包含第一接口及第二通道。第一接口連通濕化器之第一通道以及過濾器之氣體入口以將水箱輸出之含氫氣體導入過濾器中。第二通道之一側連通活性碳管出口以自活性碳管接收含氫氣體。第一接口與通路模組一體成型，第二通道係整合於通路模組之下表面。

其中，堆疊式產氫裝置進一步包含霧化器與第二通道連通以自第二通道接收含氫氣體。霧化器係用以產生霧化氣體，並將霧化氣體與含氫氣體混合以產生混合氣體並輸出混合氣體。

綜上所述，本發明之電解產器裝置透過互相垂直堆疊的配置可達到體積縮小且方便使用的功效，並透過一體成型的設計減少管路需求，適合在一般家庭中使用。

1‧‧‧堆疊式產氫裝置

10‧‧‧外殼

11‧‧‧電解槽

12‧‧‧水箱

14‧‧‧過濾器

16‧‧‧濕化器

18‧‧‧霧化器

19‧‧‧風扇

20‧‧‧活性碳管

21‧‧‧通路模組

22‧‧‧細化管

23‧‧‧補水管

100‧‧‧補水口

102‧‧‧孔洞

120‧‧‧蓋體

122‧‧‧箱體

124‧‧‧第一抽氣通道

126‧‧‧第二抽氣通道

128‧‧‧真空泵

1200‧‧‧水箱氣體出口

1202‧‧‧定位柱

140‧‧‧過濾器本體

142‧‧‧過濾器上蓋

144‧‧‧過濾材

146‧‧‧冷凝片

148‧‧‧第一缺口

149‧‧‧第二缺口

1400‧‧‧氣體入口

1402‧‧‧過濾流道

1404‧‧‧氣體出口

160‧‧‧容置空間

162‧‧‧第一通道

164‧‧‧活性碳管入口

166‧‧‧活性碳管出口

168‧‧‧震盪液容置空間

169‧‧‧第三缺口

180‧‧‧入氣口

182‧‧‧容置瓶

184‧‧‧出氣口

186‧‧‧震盪器

210‧‧‧第一接口

212‧‧‧第二接口

214‧‧‧第二通道

216‧‧‧容置缺口

218‧‧‧入水口

圖1係繪示根據本發明之一具體實施例之堆疊式產氫裝置的外觀示意圖。

圖2係繪示圖1之堆疊式產氫裝置之內部結構示意圖。

圖3係繪示圖2之堆疊式產氫裝置之水箱的內部結構示意圖。

圖4係繪示圖2之堆疊式產氫裝置之內部結構的爆炸示意圖。

圖5係繪示圖2之堆疊式產氫裝置之過濾器的爆炸示意圖。

圖6係繪示圖2之堆疊式產氫裝置的側面示意圖。

為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。值得注意的是，這些實施例僅為本發明代表性的實施例，其中所舉例的特定方法，裝置，條件，材質等並非用以限定本發明或對應的實施例。

請一併參閱圖1及圖2，圖1係繪示根據本發明之一具體實施例之堆疊式產氫裝置1的外觀示意圖，圖2則繪示圖1之堆疊式產氫裝置1之內部結構示意圖。如圖1所示，堆疊式產氫裝置1可包含外殼10，且外殼10上可設置補水口100及孔洞102。

如圖2所示，堆疊式產氫裝置1包含水箱12、過濾器14、濕化器16、霧化器18、風扇19、活性碳管20及通路模組21及補水管23，其中水箱12係位於外殼10內之最下部，濕化器16垂直堆疊於於水箱12之上方，過濾器14更進一步地垂直堆疊於濕化器16之上方，而通路模組21則位於濕化器16及過濾器14之間，因此，堆疊式產氫裝置1用來輸出氣體之結構大致上為垂直堆疊構造。

請一併參閱圖3，圖3係繪示圖2之堆疊式產氫裝置1之水箱12的內部結構示意圖。如圖3所示，水箱12包含了蓋體120及箱體122，箱體122中可容置電解水，而蓋體120可蓋於箱體122上。此外，堆疊式產氫裝置1進一步包含電解槽11設置於水箱12中。電解槽11內可設置電極並且與水箱12 內部連通，以自水箱12接收電解水並將其電解而產生含氫氣體。於本具體實施例中，電解槽11所產生之含氫氣體可直接進入水箱12。蓋體120上設置有水箱氣體出口1200及定位柱1202，其中水箱氣體出口1200可輸出含氫氣體。

上述位於最下層的電解槽11所產生的含氫氣體可由上述水箱氣體出口1200直接輸出至最上層的過濾器14以進行過濾。請一併參閱圖4，圖4係繪示圖2之堆疊式產氫裝置1之內部結構的爆炸示意圖。請注意，圖4為了畫面簡潔起見，省略了箱體122及電解槽11等單元，但本案所屬技術領域中具通常知識者應可以透過其他的圖示與說明書內容了解這些省略的單元與圖4中所繪示之單元間的對應關係。

如圖4所示，濕化器16中形成容置空間160及第一通道162，並且容置空間160與第一通道162是互相隔離的。水箱氣體出口1200可直接與濕化器16的第一通道162的一側卡合並連通，因此水箱氣體出口1200所輸出之含氫氣體可輸入至第一通道162。此外，定位柱1202也可同時卡合於濕化器16之上以穩定兩者間的接合。濕化器16上可垂直堆疊通路模組21，而此通路模組21也可充當濕化器16之上蓋以封閉濕化器16。第一通道162之另一側可與通路模組21上的第一接口210連通，並且第一接口210可進一步連通到過濾器14的氣體入口。換言之，第一通道162的另一側係透過第一接口210與過濾器14的氣體入口連通，使含氫氣體能從最下層的水箱12經過第一通道162並被第一接口210導入至最上層的過濾器14中以進行過濾。

於本具體實施例中，第一通道162係與濕化器16一體成型，因此，水箱12及電解槽11與過濾器14間不需裝設額外的管路來將含氫氣體 輸出到過濾器14。除了可節省組裝工序之外，還可節省裝置內部空間並防止管路老化導致漏水漏氣之狀況發生。

當含氫氣體進入過濾器14後，過濾器14可過濾其中之雜質，例如電解質、電解觸媒等。請參閱圖5，圖5係繪示圖2之過濾器14的爆炸示意圖。如圖5所示，過濾器14具有過濾器本體140及過濾器上蓋142，過濾器本體140上形成氣體入口1400、過濾流道1402及氣體出口1404，且過濾流道1402兩側連通氣體入口1400及氣體出口1404，此外，氣體入口1400、過濾流道1402及氣體出口1404均與過濾器14之過濾器本體140一體成型。氣體入口1400可透過通路模組21上的第一接口210與第一通道162連通，以自第一通道162接收含氫氣體。接著，含氫氣體於過濾流道1402中朝氣體出口1404流動。過濾器14進一步具有過濾材144設置於過濾流道1402中以及冷凝片146設置於過濾流道1402之上。當含氫氣體於過濾流道1402中朝氣體出口1404流動時可通過過濾材144而過濾掉其中之雜質，同時，冷凝片146也可對含氫氣體中之水氣進行冷凝。因此，從過濾材144過濾後之雜質連同冷凝的水氣將留於過濾器14之中。此外，於實務中冷凝片也可設置於過濾流道的下方以對過濾流道內的含氫氣體中之水氣進行冷凝，例如位於過濾器本體的底部；或者，過濾流道之上下皆可設置冷凝片，以更進一步地提升冷凝效果。

請再參閱圖4，堆疊式產氫裝置1進一步包含細化管22，且通路模組21進一步包含第二接口212。第二接口212一側連通氣體出口1404且另一側連通細化管22，因此，細化管22可透過第二接口212自過濾器14的氣體出口1404接收過濾後的含氫氣體。此外，細化管22於組裝時可位於濕化 器16的容置空間160之中，並且部分可浸於容置空間160所容納的水中。細化管22浸於容置空間160之一側的表面上可設置多個細微的穿孔，使進入細化管22的含氫氣體可穿過這些穿孔而進入容置空間160的水中。於本具體實施例中，細化管22可呈現如圖4中之形狀，亦即一直立管與連通該直立管之一平行管，而穿孔可設置在平行管的表面上，因此，含氫氣體可透過平行管沿伸到濕化器16之容置空間160中的不同位置再進入容置空間160容納的水中。請注意，由於穿孔的尺寸相較於細化管22而言非常小，故於圖4中省略。通過穿孔的含氫氣體會在容置空間160容納之水中形成細微氣泡並朝濕化器16之頂部移動，其可於移動過程中被充分濕化。

接著，請一併參閱圖2及圖4。如圖4所示，濕化器16進一步包含活性碳管入口164及活性碳管出口166，兩者分別連通容置空間160及濕化器16之外，且活性碳管20可由濕化器16外連接活性碳管入口164及活性碳管出口166。於本具體實施例中，活性碳管20可具有對應的氣體入口及氣體出口對應活性碳管入口164及活性碳管出口166，因此，被濕化而集中於容置空間160之頂部的含氫氣體可由活性碳管入口164進入活性碳管20，並在活性碳管20中再進一步地被過濾後由活性碳管出口166輸出。於本具體實施例中，活性碳管入口164及活性碳管出口166也如同第一通道162與濕化器16一體成型。

如圖4所示，通路模組21中具有第二通道214，而第二通道214一側可連通活性碳管出口166，故由活性碳管20所輸出的被過濾後的含氫氣體可進入第二通道214。請注意，於本具體實施例中第二通道214可位於通路模組21之下表面，亦即靠近濕化器16之一側，而通路模組21之另一側上 的流道可與外界連通，使空氣能進入通路模組21內以進行散熱。於實務中，第二通道214可於製作通路模組21後再整合至通路模組21，例如，第二通道214可以熱熔方式整合於通路模組21之下表面。此外，過濾器14可形成第二缺口149，同時通路模組21也可形成對應的容置缺口216且濕化器16形成與容置空間160隔離的震盪液容置空間168。霧化器18進一步包含入氣口180、容置瓶182、出氣口184以及震盪器186，其中入氣口180及出氣口184與容置瓶182連通，且容置瓶182係設置於第二缺口149與容置缺口216之中並塞住震盪液容置空間168之開口。入氣口180同時可連通至第二通道214之另一側，因此可由第二通道214接收含氫氣體並將其通入容置瓶182。容置瓶182中可容置精油、藥水或水等液體，這些液體可被霧化而形成霧化氣體並可與含氫氣體混合，進而產生混合氣體。出氣口184則可將容置瓶182連通至堆疊式產氫裝置1之外，以將容置瓶182中的混合氣體輸出。於實務中，霧化氣體可為霧化精油或霧化藥水，使混合氣體進一步提供治療效果；或者，霧化氣體可為水蒸氣，使含氫氣體或混合氣體的濕度上升而適於人體吸入。

請再參閱圖1，外殼10還具有孔洞102，而霧化器18之出氣口182可位於孔洞102中並暴露於外，藉此霧化器18可輸出混合氣體至外界供使用者吸入。

於本具體實施例中，霧化氣體係藉由震盪器186對容置瓶182中之液體進行震盪而產生。如圖4所示，濕化器16進一步包含第三缺口169，此第三缺口169係由濕化器16之表面由外向內凹陷而形成，並且其位置對應震盪液容置空間168的另一側開口。震盪器186可設置第三缺口169之中並塞震盪液容置空間168的另一側開口，因此，堆疊式產氫裝置1組裝完成時， 霧化器18的容置瓶182與震盪器186分別塞於震盪液容置空間168的兩個相對開口，以封閉震盪液容置空間168而形成內部獨立空間。此外，震盪器186也可與水箱12之蓋體120耦合，蓋體120上可具有耦合口與濕化器16的第三缺口169對應，耦合口可供震盪器186耦合於其上進而固定震盪器186。舉例來說，圖4中之震盪器186可透過耦合口的螺紋旋固於蓋體120之上。震盪液容置空間168中可裝填震盪液，用以將震盪器186所產生的震動傳導至容置瓶182，進而將容置瓶182中之液體霧化使霧化氣體與含氫氣體混合而形成混合氣體。此外，透過控制震盪器186震盪與否，可進一步控制堆疊式產氫裝置輸出混合氣體或是含氫氣體。

請再參閱圖2及圖4，如圖2所示，堆疊式產氫裝置1還可包含風扇19設置於濕化器16上，且其位置對應第三缺口169。由於震盪器18運作時會發熱，可能使週邊的液體(例如震盪液或容置空間160中之水)溫度上升導致對堆疊式產氫裝置1產生不利影響，而風扇19可對震盪器186及震盪器186的週邊進行降溫。

於本具體實施例中，堆疊式產氫裝置還包含補水管23，其可穿過外殼10的補水口100向濕化器16進行補水，以維持濕化器16中之水位。由於濕化器16位於堆疊結構之中央層，通路模組21及過濾器14垂直堆疊於濕化器16之上，為了避免過濾器14干涉補水管23，過濾器14對應補水管23及補水口100之位置可形成第一缺口148，補水管23可位於第一缺口148中而避免過濾器14之干涉。此外，通路模組21上也可形成入水口218連接補水管23之一側，以連通補水管23與濕化器16的容置空間160，因此，來自外界的水可通過補水管23及入水口218進入濕化器16的容置空間160內以進行補 水。於本具體實施例中，第一接口210、第二接口212、及入水口218皆與通路模組21為一體成型。

綜上所述，堆疊式產氫裝置1進行電解產生含氫氣體時可通過連貫的氣路而輸出至外界，並於氣路中被過濾、濕化及混合形成適合使用者吸入的氣體，以達到保健的功效。詳言之，位於最下層之水箱12中的電解槽11電解水產生含氫氣體進入水箱12；再由水箱12進入第一通道162而直接到達最上層的過濾器14中；接著，含氫氣體由過濾器14過濾後透過細化管22進入位於中央層之濕化器16所容納的水中而被濕化；被濕化的含氫氣體再進入活性碳管20並被活性碳管20過濾，且輸出至位於過濾器14及濕化器16間之通路模組21的第二通道214中；最後，含氫氣體由第二通道214進入霧化器18中與霧化氣體混合形成混合氣體，並被霧化器18輸出至堆疊式產氫裝置1之外供使用者吸入。

上述各單元間的氣路係以一體成型的通道結構取代管路。舉例來說，前述的第一通道162、活性碳管入口164及活性碳管出口166係與濕化器16一體成型，水箱氣體出口1200可直接卡合於第一通道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，因而不需要額外管路。而過濾器14中之氣體入口1400、過濾流道1402及氣體出口1404也與過濾器14之過濾器本體140一體成型，而不需要額外管路。另一方面，介於過濾器14與濕化器16之間的通路模組21則提供了一體成型的第一接口210、第二接口212及入水口218，可透過卡合的方式連通第一通道162與過濾器14、過濾器14與細化管22、活性碳管20與霧化器18，以及補水管23與濕化器16。透過上述一體成型的氣路設計，除了可避免前述複雜工序、複雜配線組裝 及管路老化產生的漏水漏氣的狀況之外，還可有效地利用堆疊式產氫裝置1之外殼10的內部空間，更有利小型化而適用於一般家庭。

前述的氣路順序係堆疊式產氫裝置1產生含氫氣體時氣體的路徑順序，然而，電解槽11電解時將會消耗電解槽11及水箱12中之水，因此需要對水箱12及電解槽11進行補水的水路。於本具體實施例中，堆疊式產氫裝置1的水路與氣路係共用相同的通道，故不需再額外設計水路通道造成不必要的空間浪費。

請參照圖6，圖6係繪示圖2之堆疊式產氫裝置1的側面示意圖。如圖6所示，水箱12進一步包含第一抽氣通道124、第二抽氣通道126以及真空泵128。第一抽氣通道124之一側開口位於水箱12之內部空間中且另一側開口連接真空泵128，第二抽氣通道126一側開口連接真空泵128且另一側開口連通外界。當電解槽11停止電解且要進行補水時，透過真空泵128的驅動，水箱12內部的氣體可由第一抽氣通道124被抽入且沿著第一抽氣通道124、真空泵128及第二抽氣通道126而被輸出至外界，進而對水箱12的內部空間形成負壓。請注意，此負壓小於堆疊式產氫裝置1之外部環境壓力。此外，第一抽氣通道124與第二抽氣通道126可整合於水箱12之箱體122上，如圖3所示。於實務中，第一抽氣通道124與第二抽氣通道126更可與水箱12之箱體122一體成型。

請注意，由於第一抽氣通道124、第二抽氣通道126及真空泵128係用來抽取水箱12中的氣體以產生負壓來進行補水，因此第一抽氣通道120於水箱12內的位置需高於水箱12中的水位，以避免將水抽送出外界。於另一具體實施例中，水箱12之蓋體120面對箱體122之表面可額外地向內凹 陷形成一空間，而第一抽氣通道124可伸入此空間中，以確保其開口不會低於水箱12中之水位並能同時抽取水箱12之內部氣體。

當真空泵128對水箱12內部產生負壓時，濕化器16中之水將會受到負壓影響而沿氣路反向進入水箱12之中進行補水，亦即，對水箱12進行補水之水路順序係與氣路順序相反。詳言之，請再參閱圖4及圖5，於補水時濕化器16的容置空間160所容納之水會先透過細化管22浸於水中之一側的穿孔進入細化管22，接著透過過濾器14之氣體出口1404進入過濾流道1402，再經由過濾流道1402及氣體入口1400進入第一通道162，最後由第一通道162進入水箱12的內部空間。因此，堆疊式產氫裝置1可使用同一通道系統作為產氫時的氣路以及補水時的水路，可有效地降低內部空間的使用。

於前述的水箱補水過程中，來自濕化器16之水進入了過濾器14的過濾流道1402並朝向第一通道162流動而進入水箱，因此，於產氫過程中被過濾材144所過濾出的雜質(例如電解質、觸媒等)以及被冷凝片146所冷凝的水可被回沖至水箱12之中，以於下次電解時再利用。

此外，根據本發明之另一具體實施例，前述各具體實施例中的堆疊式產氫裝置可進一步包含加壓泵，其設置於外殼中並且可連通至外殼之外。加壓泵可同時連通到電解槽、過濾器、濕化器以及霧化器間的任一管路，舉例來說，加壓泵可連通到水箱與過濾器間之第一通道，或通路模組中之第二通道。加壓泵可自外界吸入空氣，並加壓所吸入的空氣且輸入電解槽、過濾器、濕化器以及霧化器間的任一流道以與含氫氣體混合，進而形成加壓後的含氫氣體，實務中，加壓後的含氫氣體的壓力超過一大 氣壓。

於本具體實施例中，由於加壓泵的存在使堆疊式產氫裝置所輸出的含氫氣體或混合氣體的氣壓較高，因此使用者能更輕易的吸入含氫氣體或混合氣體。對於某些具有呼吸障礙的使用者或病患而言能更便利地使用本發明的堆疊式產氫裝置。

前述具體實施例中，堆疊式產氫裝置為水箱、濕化器及過濾器依序向上堆疊的結構，然而於實務中，本發明之堆疊式產氫裝置內部結構的堆疊順序並不限於上述具體實施例。

根據本發明之另一具體實施例，堆疊式產氫裝置可包含水箱、電解槽、過濾器以及濕化器。水箱包含了蓋體以及箱體，箱體可容納電解水而蓋體可蓋於箱體之上。電解槽位於水箱內，可自水箱接收電解水並將其電解而產生含氫氣體進入水箱。過濾器及濕化器均垂直設置於水箱之上，而過濾器與濕化器之間的垂直設置順序可互換。於本具體實施例中，水箱上可先垂直設置過濾器，再往上垂直設置濕化器於過濾器之上。或者，於另一具體實施例中，濕化器與過濾器兩者均垂直設置於水箱上，但兩者互相位於平行之相對位置。

於水箱、過濾器及濕化器依序向上垂直設置之具體實施例中，水箱之蓋體上可形成水箱氣體出口，而過濾器上的氣體入口可直接連通水箱氣體出口以接收含氫氣體。請注意，於此過濾器透過水箱之蓋體而與水箱之箱體垂直分離。接著，含氫氣體流經過濾器上一體成型的氣體入口、過濾流道以及氣體出口而輸出。濕化器具有容置空間容納水，而容置空間可具有接收氣體之開口直接連通氣體出口以接收過濾後的含氫氣體。 因此，本具體實施例之堆疊式產氫裝置所產生的含氫氣體可以直接由最底層的水箱進入位於中層的過濾器中過濾，再進入最上層的濕化器中進行濕化。請注意，介於各單元間的氣體通道仍各自與各單元一體成型，可有效降低管路使用並縮小裝置體積。

於本具體實施例中，堆疊式產氫裝置同樣可包含活性碳管、通路模組以及霧化器，由於上述單元之功用係與前述具體實施例大致相同，故於此不再贅述。值得注意的是，通路模組可設置於過濾器及濕化器之間，用來提供將過濾後之含氫氣體導入濕化器之容置空間的流道，而此通路模組之通道也可為一體成型而降低管路使用。此外，過濾器透過通路模組而與濕化器垂直分離。

綜上所述，本發明之堆疊式產氫裝置中之各單元為堆疊式構造，並且以一體成型的通道結構取代原本的管路設計，相較於先前技術，本發明具有簡單組裝工序、省略配線、降低成本、可標準化、體積容易縮小以及防漏水漏氣之優點，適用於一般家庭中。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧堆疊式產氫裝置

12‧‧‧電解槽

14‧‧‧過濾器

16‧‧‧濕化器

18‧‧‧霧化器

19‧‧‧風扇

20‧‧‧活性碳管

21‧‧‧通路模組

23‧‧‧補水口

148‧‧‧第一缺口

149‧‧‧第二缺口

Claims (20)

1. 一種堆疊式產氫裝置，包含：一水箱，用以容納電解水；一電解槽，設置於該水箱內，該電解槽係用以自該水箱接收電解水並將其電解產生一含氫氣體進入該水箱；一濕化器，垂直堆疊於該水箱上，該濕化器具有一容置空間以及一第一通道，該第一通道與該容置空間互相隔離，該容置空間中容置水且該第一通道一端連通該水箱以自該水箱接收該含氫氣體；一過濾器，垂直堆疊於該濕化器之上，該過濾器包含一氣體入口連通該第一通道之另一端以接收該含氫氣體，該過濾器另包含一過濾流道連通該氣體入口以及一氣體出口連通該過濾流道及該濕化器之該容置空間，該過濾流道係用以輸送並過濾該氣體入口所接收之該含氫氣體，該氣體出口係用以將過濾後之該含氫氣體送至該濕化器；其中，該第一通道與該濕化器為一體成型，且該氣體入口、該過濾流道及該氣體出口與該過濾器為一體成型。
2. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一補水管自上方連通該濕化器之該容置空間，並連至外界以自外界接收水以補充該濕化器之該容置空間中之水。
3. 如申請專利範圍第2項所述之堆疊式產氫裝置，其中該過濾器形成一第一缺口，該補水管係位於該第一缺口中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式產氫裝置，其中該過濾器包含設置於該過濾流道中之一過濾材，其中該含氫氣體被該氣體入口接收後於該過濾流道內朝該氣體出口流動並被該過濾材過濾。
5. 如申請專利範圍第4項所述之堆疊式產氫裝置，其中該過濾器進一步包 含至少一冷凝片分別設置於該過濾流道之上方及下方中之至少一者，該至少一冷凝片係用以冷凝過濾流道中之該含氫氣體所夾帶的水氣。
6. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一活性碳管，其中該濕化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分別連通該容置空間及該濕化器之外，該活性碳管連接該活性碳管入口及該活性碳管出口，以透過該活性碳管入口自該容置空間接收該含氫氣體，並使該含氫氣體經過該活性碳管後透過該活性碳管出口輸出。
7. 如申請專利範圍第6項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一通路模組垂直堆疊於該過濾器及該濕化器之間，該通路模組包含一第一接口及一第二通道，其中該第一接口連通該濕化器之該第一通道以及該過濾器之該氣體入口以將該水箱輸出之該含氫氣體導入該過濾器中，該第二通道之一側連通該活性碳管出口以自該活性碳管接收該含氫氣體，該第一接口與該通路模組一體成型，該第二通道係整合於該通路模組之下表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一霧化器與該第二通道連通以自該第二通道接收該含氫氣體，該霧化器係用以產生一霧化氣體，並將該霧化氣體與該含氫氣體混合以產生一混合氣體並輸出該混合氣體。
9. 如申請專利範圍第8項所述之堆疊式產氫裝置，其中該過濾器形成一第二缺口，該霧化器位於該第二缺口中。
10. 如申請專利範圍第8項所述之堆疊式產氫裝置，其中該霧化器進一步包含一入氣口、一容置瓶、一出氣口以及一震盪器，其中該入氣口連通該第二通道之該另一側以接收該含氫氣體，並將該含氫氣體輸入至該容置瓶，該容置瓶中容置一液體並用以供該含氫氣體於其中與該霧化氣體混合形成該混合氣體，該出氣口連通該容置瓶以將該容置瓶中之混合氣體輸出，該震盪器設置於該容置瓶之下方以霧化該容置瓶中之該液體而產生該霧化氣體。
11. 如申請專利範圍第10項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一風扇設置 於該濕化器上並位於對應該震盪器之位置，該風扇係用以對該震盪器及該震盪器之週邊進行散熱。
12. 如申請專利範圍第11項所述之堆疊式產氫裝置，其中該濕化器向內凹陷形成一第三缺口，並且該震盪器設置於該第三缺口中，該風扇面對該第三缺口以對該震盪器及該震盪器之周邊進行散熱。
13. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一第一抽氣通道、一真空泵以及一第二抽氣通道，該第一抽氣通道一側位於該水箱中且另一側連接該真空泵，該第二抽氣通道一側連通外界且另一側連通真空泵，該真空泵係用以對該第一抽氣通道抽氣並將氣體藉該第二抽氣通道輸送至外界，以使該水箱中產生一負壓，其中該負壓小於該堆疊式產氫裝置之外部環境壓力，該第一抽氣通道及該第二抽氣通道整合於該水箱之箱體上。
14. 如申請專利範圍第13項所述之堆疊式產氫裝置，其中該真空泵使該水箱中產生負壓時，該濕化器中之水受負壓影響而進入該過濾器並由過濾器再進一步進入水箱中。
15. 如申請專利範圍第14項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一細化管設於該濕化器之該容置空間中，該細化管一側連通該過濾器之該氣體出口且另一側浸於該容置空間所容納之水中，該細化管浸於該容置空間所容納之水中的一側的表面上設有多個穿孔使該含氫氣體由該過濾器進入該細化管時能穿過該等穿孔進入該容置空間所容納之水中，其中當該真空泵使該水箱中產生負壓時，該濕化器中之水受負壓影響進入該等穿孔，並依序通過該細化管、該氣體出口、該過濾器之該過濾流道、該氣體入口及該第一通道而進入該水箱中以對該水箱進行補水。
16. 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一加壓泵設置，該加壓泵連通外界與該堆疊式產氫裝置中之任一通道，以自外界吸入空氣並將空氣與該含氫氣體加壓混合形成加壓後之含氫氣體，其中加壓後之該含氫氣體之壓力大於一大氣壓。
17. 一種堆疊式產氫裝置，包含：一水箱，包含一箱體及一蓋體，該箱體用以容納電解水，該蓋體覆蓋於該箱體之上；一電解槽，設置於該水箱內，該電解槽係用以自該水箱接收電解水並將其電解產生一含氫氣體進入該水箱；一過濾器，垂直設置於該水箱上，該過濾器包含一氣體入口連通該水箱以接收該含氫氣體，該過濾器另包含一過濾流道連通該氣體入口以及一氣體出口連通該過濾流道，該過濾流道係用以輸送並過濾該氣體入口所接收之該含氫氣體，該氣體出口係用以將過濾後之該含氫氣體輸出，該氣體入口、該過濾流道及該氣體出口與該過濾器為一體成型；一濕化器，垂直設置於該水箱上，該濕化器具有一容置空間以容置水，該容置空間連通該氣體出口以接收過濾後之該含氫氣體；其中，該箱體、該過濾器以及該濕化器互相垂直分離。
18. 如申請專利範圍第17項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一活性碳管，其中該濕化器包含一活性碳管入口及一活性碳管出口分別連通該容置空間及該濕化器之外，該活性碳管連接該活性碳管入口及該活性碳管出口，以透過該活性碳管入口自該容置空間接收該含氫氣體，並使該含氫氣體經過該活性碳管後透過該活性碳管出口輸出。
19. 如申請專利範圍第18項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一通路模組垂直設置於該過濾器及該濕化器之間使該過濾器及該濕化器透過該通路模組互相垂直分離，該通路模組包含一第一接口及一第二通道，其中該第一接口連通該濕化器之該第一通道以及該過濾器之該氣體入口以將該水箱輸出之該含氫氣體導入該過濾器中，該第二通道之一側連通該活性碳管出口以自該活性碳管接收該含氫氣體，該第一接口與該通路模組一體成型，該第二通道係整合於該通路模組之下表面。
20. 如申請專利範圍第19項所述之堆疊式產氫裝置，進一步包含一霧化器與該第二通道連通以自該第二通道接收該含氫氣體，該霧化器係用以產生一霧化氣體，並將該霧化氣體與該含氫氣體混合以產生一混合氣體並輸出該混合氣體。

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