TWI522279B - Metal air battery life-saving device - Google Patents

Description

金屬空氣電池發光之救生裝置

本發明是有關於一種救生裝置，特別是指一種利用金屬空氣電池自主發光的救生裝置。

一傳統的漂浮型救生裝置，例如救生衣、救生圈或是浮板等，多半藉由內部所填充的發泡材或是氣體，使一落水的受難者可以藉由穿戴、抓靠於該救生裝置來漂浮於水面並等待救援。

然而傳統的救生裝置對於附加的求救功能設計十分被動，通常僅利用一反光的表面材料，冀望該救生裝置在受到光線照射時可以反光，以增加在搜救行動中發現受難者的機會，但在無外部光源的情況下，例如在夜晚進行搜救時，該救生衣便無法主動發出任何求救訊號，使得受難者的搜尋將會十分難以進行，對於分秒必爭的搜救行動來說更是致命的缺點。

有鑑於此現況，一種可以自主發光的救生裝置將可大大提升受難者的獲救機會，然而救生裝置多半都在環境條件通常極為惡劣的緊急狀況下使用，故裝置所需的電力來源的穩定性、耐用度將是關鍵的要素。便於攜帶且低成本的電源，例如一常見的鹼性電池，雖有電力持久的 優點，但其內建有電解液設計，不僅在未使用時仍會有降低其使用壽命的自主放電現象，且在外殼受水氣鏽蝕或物理性破壞時容易發生漏液的情形，相當不易保存之外也容易產生故障的疑慮，對於常在極端環境條件下使用的救生裝置來說，可能不是最好的選擇；此外，一般鹼性電池的電解液通常具有毒性、刺激性甚至是腐蝕性，對環境及使用者都會造成威脅。

因此，本發明之目的，即在提供一種保存期限與使用壽命均長並可自主發光的救生裝置。

於是本發明金屬空氣電池發光之救生裝置，適用在含有電解質的液體內，並包含一可漂浮於水面的浮體、一設置於該浮體的發光單元、一可拆卸地設置於該浮體的金屬空氣電池單元，及一電連接該發光單元與該金屬空氣電池單元的迴路單元。

該金屬空氣電池單元包括一中空且具有流體可通透性的外封包、一設置於該外封包內並與該發光單元電連接的空氣陰極，及一與該空氣陰極互不接觸地設置於該外封包內，且與該發光單元電連接的金屬陽極。

本發明之功效在於，該金屬空氣電池單元並未設置電解液，不僅可避免非使用狀態時的自主放電，亦可大幅延長該救生裝置的保存期限。在受難者落入水中時，該救生裝置之浮體可幫助受難者漂浮於水面上避免溺水，該金屬空氣電池單元一接觸到含有電解質的液體，如海水 、河水時，便可將該液體作為電池反應所需之電解液而開始放電，進而使該發光單元自動發出求救訊號，有利於增加搜救行動時發現受難者的機會。

1‧‧‧浮體

11‧‧‧肩部

12‧‧‧下襬部

13‧‧‧容室

14‧‧‧浮材

15‧‧‧氣室

2‧‧‧發光單元

21‧‧‧LED模組

3‧‧‧金屬空氣電池單元

31‧‧‧外封包

311‧‧‧穿孔

32‧‧‧金屬空氣電池

321‧‧‧空氣陰極

322‧‧‧金屬陽極

323‧‧‧阻隔材

4‧‧‧迴路單元

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的二個較佳實施例之詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一立體分解圖，說明本發明的第一較佳實施例之一浮體是一具有一發泡浮材的救生背心；圖2是一立體示意圖，說明該第一較佳實施例之一發光單元設置於該救生背心之一肩部，多數金屬空氣電池單元則設置於該救生背心之一下襬部；圖3是一立體分解圖，說明該第一較佳實施例其中一金屬空氣電池單元；及圖4是一立體示意圖，說明本發明的第二較佳實施例之一浮體是一充氣式救生背心。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明金屬空氣電池發光之救生裝置的第一較佳實施例適用在含有電解質的液體內，並包含一可漂浮於水面的浮體1、一設置於該浮體1的發光單元2、至少一可拆卸地設置於該浮體1的金屬空氣電池單元3，及一電連接該發光單元2與該金屬空氣電池單元3的迴路單元4。

在本實施例中，該浮體1為一可穿戴並具有流體可通透性的救生背心，且包括一位於上方的肩部11、一位於下方的下襬部12、一由該肩部11與該下襬部12共同包圍界定的內部容室13，及一設置於該內部容室13且可漂浮於水面的浮材14，該浮材14之材質為發泡材質。該發光單元2是設置於該浮體1的肩部11，並包括二LED模組21。該金屬空氣電池單元3是設置於該容室13，較佳地，該金屬空氣電池單元3是對應該下襬部12設置於該容室13。

值得一提的是，該浮體1之形式並不侷限於一救生背心，實施時亦可為一救生圈、一浮板或是一救生艇等救生浮體1。

該金屬空氣電池單元3包括一呈中空且具有流體可通透性的外封包31，及一設置於該外封包31內的金屬空氣電池32。該金屬空氣電池32具有一與該發光單元2電連接的空氣陰極321，及一與該空氣陰極321互不接觸地設置，且與該發光單元2電連接的金屬陽極322。

在本實施例中，該金屬空氣電池發光之救生裝置包含有多數之金屬空氣電池單元3，每一金屬空氣電池單元3中的金屬空氣電池32為一鋁空氣電池，該金屬空氣電池32之空氣陰極321是一碳棒，該金屬陽極322是一鋁箔，該金屬空氣電池32還包括一用以阻隔該空氣陰極321與該金屬陽極322的阻隔材323。該阻隔材323之材質是一與該浮材14相同之發泡材質，故不會影響該救生裝置的浮力 。在本實施例中，該空氣陰極321為一碳棒，但並不侷限於此種形式，實施時亦可為一碳片、一碳板或是透氣性更好的活性碳粉末。在本實施例中，該等外封包31是藉由其表面的多數穿孔311來達到液體可通透性，但實施時也可使用特定材質達到相同功效，例如以不織布作為外封包之材質。

在非使用狀態時，該等金屬空氣電池單元3由於內部不具任何電解液，故無傳統電池可能會有漏液及自主放電的困擾，且該等金屬空氣電池32中的碳棒及鋁箔皆為十分容易保存、穩定性又高的元件，故該救生裝置保存期限極長，相較於傳統電池也較不易在緊要關頭發生故障的情形。

緊急情況發生時，在此實施例中，以一使用者落海的情況為例作說明，該救生背心式的浮體1可幫助該使用者漂浮於海面，使該使用者的肩部以上露出於海面避免其溺水。此時，該浮體1的肩部11露出於海面，該下襬部12則載浮載沉地浸泡於海水中，海水會滲透入液體可通透的該浮體1及該等外封包31，進入該等金屬空氣電池單元3並作為其反應所需之電解液，使得該等金屬空氣電池32開始放電，故在該使用者一接觸到海水時，該等金屬空氣電池單元3便會供給電力至該發光單元2，使該等LED模組21自動開始發送求救訊號。

該等LED模組21設置於該浮體1中位於上方、最為顯眼，且可露出於海面的肩部11，使得搜救人員更 容易注意到求救訊號。該LED模組21也可被設定為固定的閃爍頻率以傳達特定的求救訊息，例如SOS。

該發光單元2使用耗電率極低的LED光源，以延長該救生裝置的使用壽命，此外，該救生裝置選用鋁空氣電池作為電力來源，相較於其他金屬，鋁金屬空氣電池的反應較為緩慢，故可延長反應時間、增加電池的續航力，並藉由該迴路單元4串、並聯該等金屬空氣電池單元3，來提供使該等LED模組21發光所需的電壓與電流量。該等金屬空氣電池單元3的排列配置與串、並聯型式可依實際應用進行調整，且非本案重點，在此不再詳述。

該等金屬空氣電池單元3的結構十分簡單，且其組成要件中的碳棒及鋁箔均為資源豐富、容易取得且成本低廉的元件，故該救生裝置的產業利用性極高。

該等金屬空氣電池32的陰極反應物是來自空氣中或是溶於海水的氧氣，陽極反應物則是鋁，在放電過程中所產生的副產物是無毒的氫氧化鋁，隨著鋁箔的耗損及氫氧化鋁的累積干擾後續反應，該等金屬空氣電池32使用壽命雖長也有其極限，因此，在本實施例中將該等金屬空氣電池單元3設計為可拆卸型式，故可將放電完畢的金屬空氣電池單元3整包取出，並更換全新的金屬空氣電池單元3，換句話說，該救生裝置可重複使用，並不會因其內部電源電力的耗竭而需丟棄整組救生裝置。

綜上所述，可再將本發明之優點歸納如下：

一、不具電解液的設計使本發明具有易於保存 、穩定性高且環保等優點。

二、本發明一浸泡於海水或河水便會開始自發性地發光，使用上方便簡單，符合急難狀況的需求。

三、本發明選用LED光源以及鋁空氣電池之組合，使用壽命長且續航力高。

四、本發明之構造簡單、元件容易取得且價格低廉，故產業利用性極高。

五、本發明可重複使用，且反應的副產物為無毒且可回收再製的氫氧化鋁，十分環保。

參閱圖4，本發明金屬空氣電池發光之救生裝置之第二較佳實施例大致類似於該第一較佳實施例，唯一不同之處在於，該第二較佳實施例之浮體1是為一可穿戴的充氣式救生背心，具有流體不可通透性，並包括一位於上方的肩部11、一位於下方的下襬部12，及一由該肩部11及該下襬部12共同包圍界定的內部氣室15，該氣室15可充填氣體並使得該浮體1可漂浮於水面上。

與該第一較佳實施例不同的是，本實施例之金屬空氣電池單元3是設置於該氣室15之外，以便接觸外部氧氣，還有可供該等金屬空氣電池單元3作為電解液的液體如海水、河水，較佳地，該等金屬空氣電池單元3是對應於該浮體1之下襬部12設置於該氣室15之外，以便載浮載沉地浸泡於海水當中，並接觸空氣與溶氧量高的海水，如此，該第二較佳實施例可達到與該第一較佳實施例相同之功效，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧浮體

11‧‧‧肩部

12‧‧‧下襬部

13‧‧‧容室

14‧‧‧浮材

2‧‧‧發光單元

21‧‧‧LED模組

3‧‧‧金屬空氣電池單元

4‧‧‧迴路單元

Claims (10)

1. 一種金屬空氣電池發光之救生裝置，適用在含有電解質的液體內，並包含一可漂浮於水面的浮體、一設置於該浮體的發光單元、至少一可拆卸地設置於該浮體的金屬空氣電池單元，及一電連接該發光單元與該金屬空氣電池單元的迴路單元，該金屬空氣電池單元包括一中空且具有流體可通透性的外封包，及一設置於該外封包內的金屬空氣電池，該金屬空氣電池具有一設置於該外封包內並與該發光單元電連接的空氣陰極，及一與該空氣陰極互不接觸地設置於該外封包內，且與該發光單元電連接的金屬陽極。
2. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該金屬空氣電池單元還包括一設置於該外封包內，且用以阻隔該空氣陰極與該金屬陽極的阻隔材。
3. 如請求項2所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該阻隔材之材質為發泡材質。
4. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該浮體具有流體可通透性，並包括一內部容室，及一設置於該容室且可漂浮於水面的浮材，該金屬空氣電池單元是設置在該容室。
5. 如請求項4所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該浮材之材質為發泡材質。
6. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該浮體具有流體不可通透性，並包括一內部氣室，該 金屬空氣電池單元是設置在該氣室之外。
7. 如請求項4或請求項6中任一項所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該浮體為一可穿戴的救生背心，並具有一位於上方的肩部，及一位於下方的下襬部，該發光單元是設置於該肩部，該金屬空氣電池單元是對應該下襬部設置。
8. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該發光單元包括至少一LED模組。
9. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該金屬空氣電池單元的陰極的材質具有碳。
10. 如請求項1所述的金屬空氣電池發光之救生裝置，其中，該金屬空氣電池單元的陽極的材質具有鋁。