TWI734168B - 可攜式飲用水生成器 - Google Patents

Abstract

一種可攜式飲用水生成器，包含：本體，具有進氣口、出水口及容置空間；空氣過濾模組，設置於進氣口，產生淨化氣體；微型氣體泵浦，設置於進氣口，以將淨化氣體導入至容置空間；微型冷凝模組，設置於容置空間內，將淨化氣體凝結為液態水；集水腔室，收集液態水；過濾腔室，位於集水腔室與出水口之間，過濾腔室具有與集水腔室連通之液體流道；微型液體泵浦，位於集水腔室與出水口之間，導引集水腔室所收集之液態水通過液體流道至出水口排出；以及水質淨化模組，設置於過濾腔室中，以將液態水過濾成飲用水。

Description

可攜式飲用水生成器

本案係關於一種可攜式飲用水生成器，尤指一種利用微型的氣體泵浦抽取空氣，微型冷凝模組凝結液態水，最後由微型液體泵浦傳輸液態水的可攜式飲用水生成器。

水是生物生存與發展中無可取代的基本資源，除了目前仍有許多地方具有水資源短缺的問題之外，即便是水資源豐沛的地區，若是遇到臨時的天災人禍，例如颱風、地震等天然災害發生的時候，也會發生無法及時供應水的狀況，而利用交通來運輸水資源時，需要耗費大量的人力物力，仍會出現飲用水短缺的問題，即便透過目前的空氣生成飲用水的技術，其設備大多體積龐大，難以普及設置，因此，如何提供即時且方便的飲用水生成設備為當前各區域的重要議題。

本案之主要目的在於提供一種可攜式飲用水生成器，透過微型氣體泵浦抽取空氣，並將淨化後空氣傳輸給微型冷凝模組，微型冷凝模組將空氣由氣態凝結為液態水，並將液態水收集後，由微型液體泵浦輸出，至水質淨化模組，將液態水過濾成可飲用之飲用水，來完成可攜式的飲用水生成器。

為達上述目的，本案之較廣義實施態樣為提供一種可攜式飲用水生成器，包含：一本體，具有一進氣口、一出氣口、一出水口及一容置空間；一空氣過濾模組，設置於該進氣口，以對本體外空氣中所含顆粒物及懸浮物進行過濾產生一淨化氣體，使該淨化氣體進入該容置空間內；一微型氣體泵浦，設置於該進氣口，以將該淨化氣體導入至該容置空間內；一微型冷凝模組，設置於該容置空間內，將容置空間內之該淨化氣體進行熱交換作用，使該淨化氣體凝結為一液態水；一集水腔室，設置於該容置空間中且位於該微型冷凝模組下方，收集該液態水；一過濾腔室，位於該容置空間中且位於該集水腔室與該出水口之間，該過濾腔室具有一液體流道，與該集水腔室連通；至少一微型液體泵浦，位於該集水腔室與該出水口之間，導引集水腔室所收集該液態水通過該液體流道至該出水口排出；以及一水質淨化模組，設置於該過濾腔室中，以將流入該過濾腔室之該液態水過濾成一飲用水，使其被該至少一微型液體泵浦抽出於該出水口。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖所示，可攜式飲用水生成器100，包含：一本體1、 一空氣過濾模組2、一微型氣體泵浦3、一微型冷凝模組4、一集水腔室5、一過濾腔室6、至少一微型液體泵浦7、一水質淨化模組8；本體1具有一進氣口11、一出氣口12、一出水口13及一容置空間14，其中，空氣過濾模組2設置於進氣口11，微型氣體泵浦3同樣設置於進氣口11且鄰近空氣過濾模組2，微型氣體泵浦3開啟後，開始吸取可攜式飲用水生成器100外的空氣進入容置空間14，而空氣進入進氣口11時，會經由設置於進氣口11的空氣過濾模組2先行對空氣先行過濾動作，阻隔空氣中的汙染物，如花粉、塵埃、化學煙霧、懸浮微粒、細菌、微生物等對人體造成危害的汙染物，供淨化後的淨化氣體進入到容置空間14內，避免飲用水產生時，該些汙染物進入到飲用水內。

微型冷凝模組4設置於容置空間14內，且鄰近於進氣口11，當空氣通過空氣過濾模組2所產生的淨化氣體進入到容置空間14後，微型冷凝模組4對容置空間14內的淨化氣體進行熱交換作用，降低淨化氣體的溫度，使淨化氣體的溫度降低至凝結點，並於微型冷凝模組4上凝結為液態水，完成空氣生成水資源的動作；集水腔室5設置於容置空間14且位於微型冷凝模組4的下方，當液態水於微型冷凝模組4的表面凝結為露水狀態並逐漸累積後，逐漸滴落至集水腔室5內，集水腔室5將滴落的液態水匯聚並儲存，而未凝結為液態水的淨化氣體，則由微型氣體泵浦3產生之氣流由出氣口12排出至本體1外，由出氣口12排出的氣體為淨化氣體，可提供可攜式飲用水生成器100周邊乾淨的空氣，並且達到除溼的功效；其中，微型冷凝模組4包含有至少一冷凝器單元40，於本實施例中，微型冷凝模組4係採用多個冷凝器單元40依序排列所組成。

過濾腔室6位於容置空間14且位於集水腔室5與出水口13之間，過濾腔室6具有一液體流道61，液體流道61與集水腔室5連通，集水腔室5的液態水得以通過液體流道61進入過濾腔室6內；微型液體泵浦7位於集水腔室5與出水口13之間，於本實施例中，微型液體泵浦7設置於出水口13，給予集水腔室5內的液態水動能，來導引集水腔室5內所收集的液態水通過液體流道61往出水口13排出，而水質淨化模組8設置於過濾腔室6內，當微型液體泵浦7使液體水由集水腔室5通過液體流道61進入過濾腔室6時，於過濾腔室6的水質淨化模組8將過流入過濾腔室6內的液態水進行過濾，來生成可供人體飲用且不危害人體的飲用水，最後由微型液體泵浦7將飲用水由出水口13排出，來完成生成飲用水之功能。

請繼續參閱第1圖，水質淨化模組8包含有一化學過濾器81及一生物過濾器82，利用化學過濾器81及生物過濾器82來將液態水中可能具有的重金屬成份、生活周遭中農業或工業所產生的化學副產品以及其他相關的污染物過濾乾淨，防止該些有害物質隨著液態水進入人體內，當液態水經由化學過濾器81及生物過濾器82去除有害物質後，即可生成飲用水；此外，水質淨化模組8可更包含一礦化器83，在過濾之後，對飲用水礦化，添加人體必需的微量元素及礦物質，飲用後更容易被人體吸收，並提升人體保健效果。

請參閱第2圖所示，第2圖為冷凝器單元的結構示意圖，冷凝器單元40包含了製冷晶片41、冷凝傳導件42、散熱傳導件43，並由製冷晶片41夾設於冷凝傳導件42與散熱傳導件43之間封裝成一體，以構成冷凝器單元40，其中，淨化空氣於冷凝傳導件42的區域進行熱交換，並於冷凝傳導件42的表面凝結為液態水，而製冷晶片41於製冷時所產生的熱能，將傳導至散熱傳導件43上，並透過散熱傳導件43進行散熱的工作。

請參閱第3A圖至第4A圖所示，第3A圖為本案微型氣體泵浦的第一實施例結構分解圖，第3B圖為第3A圖的另一角度結構分解圖，第4A圖為本案微型氣體泵浦第一實施例之剖面示意圖；微型氣體泵浦3可為一微型壓電泵浦，由一進流板31、一共振片32、一壓電致動器33、一第一絕緣片341、一導電片342及一第二絕緣片343依序堆疊組成。

進流板31具有至少一進流孔311、至少一匯流排槽312及一匯流腔室313。進流孔311供以導入氣體，進流孔311對應貫通匯流排槽312，且匯流排槽312與匯流腔室313相連通，使進流孔311所導入之氣體得以匯流至匯流腔室313中。於本實施例中，進流孔311與匯流排槽312之數量相同，進流孔311與匯流排槽312之數量分別為4個，但並不以此為限。4個進流孔311分別貫通4個匯流排槽312，且4個匯流排槽312匯流到匯流腔室313。

共振片32透過貼合方式接合於進流板31上，且共振片32上具有一中空孔321、一可動部322及一固定部323。中空孔321位於共振片32的中心處，並對應到進流板31之匯流腔室313的位置。可動部322設置於中空孔321的周圍且與匯流腔室313相對的區域。固定部323設置於共振片32的外周緣部分且用於貼固於進流板31上。

壓電致動器33包含有一懸浮板331、一外框332、至少一支架333、一壓電元件334、至少一間隙335及一凸部336。於本案實施例中，懸浮板331具有一正方形型態，懸浮板331之所以採用正方形，乃相較於圓形懸浮板之設計，正方形懸浮板331之結構明顯具有省電之優勢。因在共振頻率下操作之電容性負載，其消耗功率會隨頻率之上升而增加，又因邊長為正方形懸浮板331之共振頻率明顯較圓形懸浮板低，故其相對的消耗功率亦明顯較低，所以本案所採用正方形設計之懸浮板331，具有省電優勢之效益。於本案實施例中，外框332環繞設置於懸浮板331之外側，至少一支架333連接於懸浮板331與外框332之間，以提供彈性支撐懸浮板331的支撐力。於本案實施例中，壓電元件334具有一邊長，其小於或等於懸浮板331之一邊長。壓電元件334貼附於懸浮板331之一第一表面331a上，用以被施加電壓以驅動懸浮板331彎曲振動。懸浮板331、外框332與至少一支架333之間構成至少一間隙335，用以供氣體通過。凸部336設置在懸浮板331貼附壓電元件334之第一表面331a的相對之一第二表面331b上，於本實施例中，凸部336可為一透過於懸浮板331實施一蝕刻製程所製出之一體成形突出於第二表面331b上之凸狀結構。

第一絕緣片341、導電片342及第二絕緣片343皆為框型的薄型片體，進流板31、共振片32、壓電致動器33、第一絕緣片341、導電片342及第二絕緣片343依序堆疊組構成微型氣體泵浦3整體結構。懸浮板331與共振片32之間需形成一腔室空間3A。腔室空間3A可利用於共振片32及壓電致動器33之外框332之間填充一材質形成，例如：導電膠，但不以此為限。使得共振片32與懸浮板331之間可維持一定深度以形成腔室空間3A，進而可導引氣體更迅速地流動，且因懸浮板331與共振片32保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音的產生可被降低。於其他實施例中，可藉由加高壓電致動器33之外框332高度來減少共振片32及壓電致動器33之外框332之間所填充導電膠之厚度，如此一來，可避免導電膠隨熱壓溫度及冷卻溫度熱脹冷縮而影響到成形後腔室空間3A之實際間距，減少導電膠之熱壓溫度及冷卻溫度對微型氣體泵浦3整體結構組裝的間接影響，但不以此為限。此外，腔室空間3A的深度會影響微型氣體泵浦3的傳輸效果，故維持一固定深度的腔室空間3A對於微型氣體泵浦3提供穩定的傳輸效率是十分重要的。

請參閱第4B圖所示，第4B圖為微型壓電泵浦另一結構剖面示意圖，本實施例與前述第一實施例的元件皆相同，故不加以贅述，差異在於懸浮板331可以採以沖壓成形方式使其向外延伸一距離，其向外延伸距離可由成形於懸浮板331與外框332之間的至少一支架333所調整，使懸浮板331之第二表面331b與外框332之組配表面形成非共平面，且於本實施例中，更使在懸浮板331上的凸部336的表面與外框332的組配表面兩者形成非共平面，利用於外框332的組配表面上塗佈少量填充材質，例如：導電膠，以熱壓方式使壓電致動器33貼合於共振片32的固定部323，進而使得壓電致動器33得以與共振片32組配結合。如此直接透過將壓電致動器33之懸浮板331採以沖壓成形以構成腔室空間3A的結構改良，所需的腔室空間3A得以透過調整壓電致動器33之懸浮板331沖壓成形距離來完成，有效地簡化了調整腔室空間3A的結構設計，同時也達成簡化製程、縮短製程時間等優點。

微型氣體泵浦3於本實施例與第一實施例的微型壓電泵浦其作動方式皆相同，請參考第5A圖至第5C圖所示，請先參閱第5A圖，壓電致動器33的壓電元件334被施加驅動電壓後產生形變帶動懸浮板331向遠離進流板31的方向位移，此時腔室空間3A的容積提升，於腔室空間3A內形成了負壓，便汲取匯流腔室313內的氣體進入腔室空間3A內，同時共振片32受到共振原理的影響而同步向遠離進流板31的方向位移，連帶增加了匯流腔室313的容積，且因匯流腔室313內的氣體進入腔室空間3A的關係，造成匯流腔室313內同樣為負壓狀態，進而通過進流孔311及匯流排槽312來吸取氣體進入匯流腔室313內。請再參閱第5B圖，壓電元件334帶動懸浮板331向靠近進流板31的方向位移，壓縮腔室空間3A，同樣的，共振片32因與懸浮板331共振而向靠近進流板31的方向位移，同步推擠腔室空間3A內的氣體通過至少一間隙335向外傳輸，以達到傳輸氣體的效果。最後請參閱第5C圖，當懸浮板331回復原位時，共振片32仍因慣性而向遠離進流板31的方向位移，此時的共振片32將壓縮腔室空間3A使腔室空間3A內的氣體向至少一間隙335的方向移動，並且提升匯流腔室313內的容積，讓氣體能夠持續地通過進流孔311及匯流排槽312來匯聚於匯流腔室313內。透過不斷地重複上述第5A圖至第5C圖所示之微型氣體泵浦3之作動步驟，使微型氣體泵浦3能夠使氣體連續自進流孔311進入進流板31及共振片32所構成之流道並產生壓力梯度，再由至少一間隙335向外傳輸，使氣體高速流動，達到傳輸氣體的效果。

請參閱第6A圖至第6D圖，微型氣體泵浦3除了可為上述之微型壓電微泵結構外，其另一實施例為一鼓風箱微型泵結構來實施氣體傳輸。

請參閱第6A圖及第6B圖，第6A圖為鼓風箱微型泵的分解示意圖，第6B圖為鼓風箱微型泵的剖面示意圖。鼓風箱微型泵包含有依序堆疊之一噴氣孔片35、一腔體框架36、一致動體37、一絕緣框架381及一導電框架382。噴氣孔片35包含了複數個連接件351、一懸浮片352及一中空孔洞353。懸浮片352可彎曲振動，而複數個連接件351鄰接於懸浮片352的周緣。於本案實施例中，連接件351的數量為4個，分別鄰接於懸浮片352的4個角落，但不此以為限。中空孔洞353形成於懸浮片352的中心位置。腔體框架36結合於懸浮片352上。致動體37結合於腔體框架36上，包含了一壓電載板371、一調整共振板372、一壓電板373。壓電載板371結合於腔體框架36上，調整共振板372結合於壓電載板371上，以及壓電板373結合於調整共振板372上。壓電板373供以在被施加電壓後發生形變，帶動壓電載板371及調整共振板372進行往復式彎曲振動。絕緣框架381則是結合於致動體37之壓電載板371上，導電框架382則是結合於絕緣框架381上。致動體37、腔體框架36及懸浮片352之間形成一共振腔室3B。

鼓風箱微型泵之作動方式請參閱第6B圖至第6D圖。請先參閱第6B圖，鼓風箱微型泵透過複數個連接件351固定設置，噴氣孔片35與容置鼓風箱微型泵之腔室底部形成一氣流腔室3C。請再參閱第6C圖，當施加電壓於致動體37之壓電板373時，壓電板373因壓電效應開始產生形變並同步帶動調整共振板372與壓電載板371。此時，噴氣孔片35會因亥姆霍茲共振（Helmholtz resonance）原理一起被帶動，使得致動體37向遠離容置鼓風箱微型泵之腔室底部的方向移動。由於致動體37的位移，使得氣流腔室3C的容積增加，其內部氣壓形成負壓，因此，於鼓風箱微型泵外的氣體因為壓力梯度，由噴氣孔片35的複數個連接件351之間的空隙354進入氣流腔室3C並進行集壓。最後請參閱第6D圖，氣體不斷地進入氣流腔室3C內後，氣流腔室3C內的氣壓形成正壓，此時，致動體37受電壓驅動向靠近容置鼓風箱微型泵之腔室底部的方向移動。氣流腔室3C的容積因此被壓縮，並且推擠氣流腔室3C內氣體，使進入鼓風箱微型泵的氣體被推擠排出，實現氣體之傳輸流動。

請參閱第7A圖至第7C圖，第7A圖本案微型液體泵浦7的立體示意圖，第7B圖為第7A圖的分解示意圖，第7C圖為第7B圖的另一角度分解示意圖。微型液體泵浦7包含有一閥本體71、一閥膜片72、一閥腔體座73、一致動器74、閥門蓋體75、外筒76。

請參閱第7A圖、第7B圖、第8A圖及第8B圖，第8A圖為閥本體71的立體示意圖，第8B圖為第8A圖另一角度的立體示意圖。閥本體71具有一個入口通道711以及一個出口通道712分別貫穿第一表面713及第二表面714之間，而入口通道711於第二表面714上連通一入口開口715，且第二表面714具有環繞入口開口715之凹槽715a，以及具有環繞入口開口715突起之凸部結構715b，而出口通道712於第二表面714上連通一出口開口716，且第二表面714具有環繞出口開口716之凹槽716a，另外在閥本體71之第二表面714上設置數個卡榫槽71a。

請參閱第7A圖、第7B圖、第9A圖及第9B圖，第9A圖為閥腔體座73的立體示意圖，第9B圖為第9A圖另一角度的立體示意圖。閥腔體座73於第三表面731上設置數個卡榫73a，可對應套入閥本體71之卡榫槽71a中，以使閥本體71與閥腔體座73可相互結合堆疊定位。閥腔體座73上具有貫穿第三表面731至第四表面732之入口閥門通道733及出口閥門通道734，以及於第三表面731 上具有環繞入口閥門通道733之凹槽733a，且第三表面731上具有環繞出口閥門通道734突起之凸部結構734b，以及具有環繞出口閥門通道734之凹槽734a，另外，於第四表面732上凹設一壓力腔室735，分別與入口閥門通道733及出口閥門通道734連通，且第四表面732於壓力腔室735外部具有段差槽736。

請參閱第7A圖、第7B圖及第10圖所示，閥膜片72主要材質為聚亞醯胺(Polyimide, PI)高分子材料時，其製造方法主要利用反應離子氣體乾蝕刻(reactive ion etching, RIE)之方法，以感光性光阻塗佈於閥門結構之上，並曝光顯影出閥門結構圖案後，再以進行蝕刻，由於有光阻覆蓋處會保護聚亞醯胺(Polyimide, PI)片不被蝕刻，因而可蝕刻出閥膜片72上之閥門結構。閥膜片72為一平坦薄片結構。如第10圖所示，閥膜片72在兩個貫穿區域72a、72b中各保留有厚度相同之兩閥門片721a、721b，且環繞閥門片721a、721b週邊各設置複數個延伸支架722a、722b作以彈性支撐，並使每個延伸支架722a、722b相鄰之間各形成一鏤空孔723a、723b，如此厚度相同之一閥門片721a、721b可受作用力在閥膜片72上藉由延伸支架722a、722b彈性支撐而凸伸變形一位移量形成閥門開關結構。閥門片721a、721b可為圓型、長方型、正方形或各種幾何圖型，但不以此為限。 又，閥膜片72上設有複數個定位孔72c，可套入閥腔體座73於第三表面731之卡榫73a中，以定位閥膜片72承載於閥腔體座73上，供閥門片721a、721b分別封蓋閥腔體座73之入口閥門通道733及出口閥門通道734，於本實施例中，卡榫73a數量為2，因此定位孔72c數量為2個，但不以此為限，可依卡榫73a數量而設置。

並請參閱第13圖所示，閥本體71與閥腔體座73相互結合堆疊時，閥本體71之凹槽715a、716a分別供一密封環77a、77b套入其上，而閥腔體座73之凹槽733a、734a分別供一密封環77c、77d套入其上，閥本體71與閥腔體座73之間相互結合堆疊，可利用密封環77a、77b、77c、77d之設置，以對周邊防止流體滲漏，如此閥本體71之入口通道711對應閥腔體座73之入口閥門通道733，並以閥膜片72之閥門片721a之啟閉入口通道711與入口閥門通道733之間連通，以及閥本體71之出口通道712對應閥腔體座73之出口閥門通道734，並以閥膜片72之閥門片721b之啟閉出口通道712與出口閥門通道734之間連通，而當閥膜片72之閥門片721a之開啟時，入口通道711導入液體即可經過入口閥門通道733而注入匯流於壓力腔室735中，而當閥膜片72之閥門片721b之開啟時，注入壓力腔室735流體即可經過出口閥門通道734而由出口通道712排出於外。

請再參閱第7A圖及第7B圖所示，致動器74由振動板741以及壓電單元742組裝而成，其中壓電單元742貼附固定於振動板741之表面。於本實施例中，振動板741為金屬材質，壓電單元742可採用高壓電數之鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末製造而成，以貼附固定於振動板741上，以供施加電壓驅動壓電單元742產生形變，致使振動板741亦隨之產生做垂直向往復振動形變，用以驅動為微型液體泵浦7之作動。而致動器74之振動板741為組設於閥腔體座73之第四表面732上以封蓋壓力腔室735，且第四表面732於壓力腔室735外部之段差槽736，供一密封環77e套置其中，以對壓力腔室735周邊防止流體滲漏。

由上述說明可知，閥本體71、閥膜片72、閥腔體座73、致動器74可構成微型液體泵浦7之輸送液體導引進出之主要結構。為了定位此堆疊結合的結構，而且無須以鎖付元件(例如：螺絲、螺帽、螺栓等)去鎖付定位組裝，在本案之較佳實施例中，採用閥門蓋體75及外筒76之設計，將閥本體71、閥膜片72、閥腔體座73、致動器74依序層疊於外筒76之內部，再以閥門蓋體75直接緊配合於外筒76之內部定位組裝而成本案的微型液體泵浦7。

請參閱第7A圖、第7B圖及第11圖所示，外筒76為金屬材質，具有內壁761圍繞一中空空間762，且外筒76之內壁761底部具有凸環結構763。再請參閱第12A圖及第12B圖所示，閥門蓋體75也為一金屬材質，具有第一貫穿孔751及第二貫穿孔752，分別可供與閥本體71之入口通道711及出口通道712相對應套置入，以及閥門蓋體75之底緣具有一倒角753，且閥門蓋體75之外徑尺寸為略大於外筒76之內壁761尺寸。

因此參閱第7A圖及第7B圖所示，閥本體71、閥膜片72、閥腔體座73、致動器74依序層疊後置入於外筒76之內壁761中，讓整個層疊結構承載於外筒76之凸環結構763上，促使閥門蓋體75以外徑尺寸略大於外筒76之內壁761尺寸之設計，利用倒角753可 順利導入外筒76之內壁761中，而相互緊配合組接結合定位閥本體71、閥膜片72、閥腔體座73、致動器74依序層疊形成微型液體泵浦7，而致動器74也可於外筒76之中空空間762中，壓電單元742受施加電壓而驅動振動板741做垂直往復運動而形變共振，達成無須以鎖付元件(例如：螺絲、螺帽、螺栓等)去鎖付定位組裝之微型液體泵浦7。

如第13圖所示，本案之微型液體泵浦7，閥腔體座73之入口閥門通道733與閥本體71之入口開口715相對應設置，其間並以閥膜片72之閥門片721a來封閉做閥門結構之作用，且閥門片721a封蓋閥本體71之入口開口715，同時貼合閥本體71之凸部結構715b而產生一預力(Preforce)作用，有助於產生更大之預蓋緊效果，以防止逆流，而出口閥門通道734與閥本體71之出口開口716相對應設置，其間並以閥膜片72之閥門片721b來封閉做閥門結構之作用，且閥膜片72之閥門片721b封蓋閥腔體座73之出口閥門通道734，同時貼合閥腔體座73之凸部結構734b而產生一預力(Preforce)作用，有助於產生更大之預蓋緊效果，以防止逆流壓力腔室735，故本案所構成微型液體泵浦7在不作動之情況下，閥本體71之入口通道711以及出口通道712之間不會產逆流作用。

由上述說明可知，本案微型液體泵浦7在具體實施流體傳輸的操作，如第14A圖所示，當致動器74之壓電單元742受施加電壓而致動使振動板741下凹變形，此時壓力腔室735之體積會增加，因而產生吸力，使閥膜片72之閥門片721a承受一吸力迅速開啟，使流體可大量地自閥本體71上之入口通道711被吸取進來，並流經閥本體71之入口開口715、閥膜片72之鏤空孔723a 、閥腔體座73之入口閥門通道733流至壓力腔室735內暫存，同時出口閥門通道734內也受到吸力，閥膜片72之閥門片721b受此吸力作用，藉由延伸支架722b的支撐而產生整個向下平貼緊靠於凸部結構734b呈現關閉狀態。

其後，第14B圖所示，當施加於壓電單元742的電場方向改變後，壓電單元742將使振動板741上凸變形，此時壓力腔室735收縮而體積減小，使壓力腔室735內流體受擠壓，而同時入口閥門通道733內受到推力，閥膜片72之閥門片721a受此推力作用，藉由延伸支架722a的支撐而產生整個向上平貼緊靠於凸部結構715b呈現關閉狀態，液體無法由入口閥門通道733逆流，而此時出口閥門通道734內也受到推力，閥膜片72之閥門片721b受此推力作用，藉由延伸支架722b的支撐而產生整個向上脫離平貼緊靠於凸部結構734b之狀態，呈現開啟狀態，流體即可由出口閥門通道734流出壓力腔室735之外，經由閥腔體座73之出口閥門通道734、閥膜片72上之鏤空孔723b、閥本體71上之出口開口716及出口通道712而流出微型液體泵浦7之外，故完成液體傳輸之過程。重複第14A圖及第14B圖所之操作，即可持續進行液體的輸送，如此採用本案微型液體泵浦7可使流體於傳送過程中不會產生回流的情形，達到高效率之傳輸。

請參閱第15圖所示，第15圖為本案可攜式飲用水生成器之另一實施例，本實施例與與前一實施例差別在於本實施例的微型液體泵浦7數量為兩個，分別為第一微型液體泵浦7A及第二微型液體泵浦7B，第一微型液體泵浦7A設置於出水口13，第二微型液體泵浦7B設置於液體流道61且鄰接集水腔室5的位置，給予集水腔室5內的液態水傳輸至過濾腔室6之動能。

綜上所述，本案提供一種可攜式飲用水生成器，微型氣體泵浦抽取氣體，利用製冷晶片作為微型冷凝模組，來將空氣凝結成液態水，再使用微型液體泵浦提供液態水輸送的動能，利用微型化的氣體泵浦、冷凝模組及液體泵浦將飲用水生成器成功的微小化，作為可供使用者隨身攜帶的物品，讓使用者能夠無須擔心周遭飲用水的問題，此外，吸取進入可攜式飲用水生成器的空氣會先行進行過濾動作，並將未凝結為液態水的空氣將由排氣口排出，此時，排出的空氣為過濾後的淨化空氣，以及水氣已被帶走的乾燥空氣，使得本案之可攜式飲用水生成器於作動時，除了能夠提供飲用水之外，也能夠提供淨化氣體至周遭的使用者，並且能夠同時降低空氣濕度，極具產業之利用價值，爰依法提出申請。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

100、100’:可攜式飲用水生成器 1:本體 11:進氣口 12:出氣口 13:出水口 14:容置空間 2:空氣過濾模組 3:微型氣體泵浦 31:進流板 311:進流孔 312:匯流排槽 313:匯流腔室 32:共振片 321:中空孔 322:可動部 323:固定部 33:壓電致動器 331:懸浮板 331a:第一表面 331b:第二表面 332:外框 333:支架 334:壓電元件 335:間隙 336:凸部 341:第一絕緣片 342:導電片 343:第二絕緣片 35:噴氣孔片 351:連接件 352:懸浮片 353:中空孔洞 354:空隙 36:腔體框架 37:致動體 371:壓電載板 372:調整共振板 373:壓電板 381:絕緣框架 382:導電框架 3A:腔室空間 3B:共振腔室 3C:氣流腔室 4:微型冷凝模組 40:冷凝器單元 41:製冷晶片 42:冷凝傳導件 43:散熱傳導件 5:集水腔室 6:過濾腔室 61:液體流道 7:微型液體泵浦 7A:第一微型液體泵浦 7B:第二微型液體泵浦 71:閥本體 711:入口通道 712:出口通道 713:第一表面 714:第二表面 715:入口開口 715a:凹槽 715b:凸部結構 716:出口開口 716a:凹槽 71a:卡榫槽 72:閥膜片 72a、72b:貫穿區域 721a、721b:閥門片 722a、722b:延伸支架 723a、723b:鏤空孔 72c:定位孔 73:閥腔體座 731:第三表面 732:第四表面 733:入口閥門通道 733a:凹槽 734:出口閥門通道 734a:凹槽 734b:凸部結構 735:壓力腔室 736:段差槽 73a:卡榫 74:致動器 741:振動板 742:壓電單元 75:閥門蓋體 751:第一貫穿孔 752:第二貫穿孔 753:倒角 76:外筒 761:內壁 762:中空空間 763:凸環結構 77a、77b、77c、77d、77e:密封環 8:水質淨化模組 81:化學過濾器 82:生物過濾器 83:礦化器

第1圖為本案可攜式飲用水生成器的結構示意圖。 第2圖為本案可攜式飲用水生成器之冷凝晶片的結構示意圖。 第3A圖為本案微型氣體泵浦的第一實施例分解示意圖。 第3B圖為第3A圖的另一角度分解示意圖。 第4A圖為本案微型氣體泵浦第一實施例之剖面示意圖。 第4B圖為微型壓電泵浦另一結構剖面示意圖。 第5A圖至第5C圖為微型壓電泵浦作動示意圖。 第6A圖為本案微型氣體泵浦第二實施例之分解示意圖。 第6B圖為本案微型氣體泵浦第二實施例之剖面示意圖。 第6C圖至第6D圖為鼓風箱微型泵作動示意圖。 第7A圖本案微型液體泵浦的立體示意圖。 第7B圖為第7A圖的分解示意圖。 第7C圖為第7B圖的另一角度分解示意圖。 第8A圖為閥本體的立體示意圖。 第8B圖為第8A圖另一角度的立體示意圖。 第9A圖為閥腔體座的立體示意圖。 第9B圖為第9A圖另一角度的立體示意圖。 第10圖為閥膜片的結構示意圖。 第11圖為外筒立體示意圖。 第12A圖為閥門蓋體的立體示意圖。 第12B為第12A圖另一角度的立體示意圖。 第13圖為本案微型液體泵浦的剖面示意圖。 第14A圖至第14B圖為微型液體泵浦的作動示意圖。 第15圖為本案可攜式飲用水生成器另一實施例的結構示意圖。

100:可攜式飲用水生成器

1:本體

11:進氣口

12:出氣口

13:出水口

14:容置空間

2:空氣過濾模組

3:微型氣體泵浦

4:微型冷凝模組

40:冷凝器單元

5:集水腔室

6:過濾腔室

61:液體流道

7:微型液體泵浦

8:水質淨化模組

81:化學過濾器

82:生物過濾器

83:礦化器

Claims (19)

1. 一種可攜式飲用水生成器，包含：一本體，具有一進氣口、一出氣口、一出水口及一容置空間；一空氣過濾模組，設置於該進氣口，以對本體外空氣中所含顆粒物及懸浮物進行過濾產生一淨化氣體，使該淨化氣體進入該容置空間內；一微型氣體泵浦，設置於該進氣口，以將該淨化氣體導入至該容置空間內；一微型冷凝模組，設置於該容置空間內，將容置空間內之該淨化氣體進行熱交換作用，使該淨化氣體凝結為一液態水；一集水腔室，設置於該容置空間中且位於該微型冷凝模組下方，收集該液態水；一過濾腔室，位於該容置空間中且位於該集水腔室與該出水口之間，該過濾腔室具有一液體流道，與該集水腔室連通；至少一微型液體泵浦，位於該集水腔室與該出水口之間，導引集水腔室所收集該液態水通過該液體流道至該出水口排出；以及一水質淨化模組，設置於該過濾腔室中，以將流入該過濾腔室之該液態水過濾成一飲用水，使其透過該至少一微型液體泵浦抽出於該出水口；其中該微型冷凝模組包括至少一製冷晶片、至少一冷凝傳導件、至少一散熱傳導件，每一該製冷晶片與每一該冷凝傳導件、每一該散熱傳導件封裝成一體構成一冷凝器單元，且該冷凝傳導件與該散熱傳導件分別設置於該製冷晶片之相對側，致使該製冷晶片運作時該冷凝傳導件構 成熱交換元件，使該淨化氣體通過該冷凝傳導件凝結為該液態水。
2. 如請求項1所述之可攜式飲用水生成器，其中該至少一微型液體泵浦包含一第一微型液體泵浦，設置於該過濾腔室且鄰接該出水口，給予該液態水傳輸至該出水口之動能。
3. 如請求項2所述之可攜式飲用水生成器，其中該至少一微型液體泵浦更包含一第二微型液體泵浦，設置於該液體流道且鄰接該集水腔室之位置，給予該集水腔室內該液態水傳輸至該過濾腔室內之動能。
4. 如請求項1所述之可攜式飲用水生成器，該水質淨化模組包含有一化學過濾器及一生物過濾器。
5. 如請求項4所述之可攜式飲用水生成器，該水質淨化模組更包含有一礦化器。
6. 如請求項1所述之可攜式飲用水生成器，該微型氣體泵浦為一微型壓電泵浦，包含：一進流板，具有至少一進流孔、至少一匯流排槽及一匯流腔室，其中該進流孔供以導入氣體，該進流孔對應貫通該匯流排槽，且該匯流排槽與該匯流腔室連通，使該進流孔所導入之氣體得以匯流至該匯流腔室中；一共振片，接合於該進流板上，具有一中空孔、一可動部及一固定部，該中空孔設置於該共振片中心處，並與該進流板之該匯流腔室的位置相對應，而該可動部設置於該中空孔周圍且與該匯流腔室相對應的區域，而該固定部設置於該共振片的外周緣部分且貼固於該進流板上；以及 一壓電致動器，與該共振片接合並相對應設置；其中，該共振片與該壓電致動器之間具有一腔室空間，以使該壓電致動器受驅動時，使氣體由該進流板之該進流孔導入，經該匯流排槽匯集至該匯流腔室中，再流經該共振片之該中空孔，由該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振以傳輸氣體。
7. 如請求項6所述之可攜式飲用水生成器，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，具有一正方形型態，可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，以提供該懸浮板彈性支撐；以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一第一表面上，用以被施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
8. 如請求項7所述之可攜式飲用水生成器，其中該懸浮板具有一凸部，設置於該懸浮板貼附該壓電元件之該第一表面的相對之一第二表面。
9. 如請求項8所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型氣體泵浦更包含一第一絕緣片、一導電片及一第二絕緣片，其中該進流板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片依序堆疊結合設置。
10. 如請求項6所述之可攜式飲用水生成器，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，具有一正方形型態，可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側； 至少一支架，連接成形於該懸浮板與該外框之間，以提供該懸浮板彈性支撐，並使該懸浮板之一第二表面與該外框之一組配表面形成一非共平面結構，且使該懸浮板之該第二表面與該共振板保持一腔室空間；以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一第一表面上，用以被施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
11. 如請求項1所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型氣體泵浦為一鼓風箱微型泵，該鼓風箱微型泵包含：一噴氣孔片，包含複數個連接件、一懸浮片及一中空孔洞，該懸浮片可彎曲振動，該複數個連接件鄰接於該懸浮片周緣，而該中空孔洞形成於該懸浮片的中心，該懸浮片透過該複數個連接件固定設置，該複數個連接件並提供彈性支撐該懸浮片，且該複數個連接件及該懸浮片之間形成至少一空隙；一腔體框架，接合於該懸浮片上；一致動體，接合於該腔體框架上，以接受電壓而產生往復式地彎曲振動；一絕緣框架，接合於該致動體上；以及一導電框架，接合於該絕緣框架上；其中，該致動體、該腔體框架及該懸浮片之間形成一共振腔室，透過驅動該致動體以帶動該噴氣孔片產生共振，使該噴氣孔片之該懸浮片產生往復式地振動位移，以造成氣體通過該至少一空隙進入該共振腔室 再排出，實現氣體之傳輸流動。
12. 如請求項11所述之可攜式飲用水生成器，其中該致動體包含：一壓電載板，接合於該腔體框架上；一調整共振板，接合於該壓電載板上；以及一壓電板，接合於該調整共振板上，以接受電壓而驅動該壓電載板及該調整共振板產生往復式地彎曲振動。
13. 如請求項1所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型液體泵浦包含有：一閥本體，具有一入口通道、一出口通道、一第一表面及一第二表面，該入口通道及該出口通道貫穿設置於該第一表面及該第二表面之間，以及該入口通道於該第二表面上連通一入口開口，該出口通道於該第二表面上連通一出口開口；一閥膜片，具有厚度相同之兩閥門片，且環繞該兩閥門片週邊各設置複數個延伸支架作以彈性支撐，並使每一該延伸支架相鄰之間各形成一鏤空孔；一閥腔體座，具有一第三表面、一第四表面、一入口閥門通道及一出口閥門通道，該入口閥門通道及該出口閥門通道貫穿設置於該第三表面及該第四表面之間，而該閥膜片之該兩閥門片分別承載於該入口閥門通道及該出口閥門通道上形成閥門結構，且在該第四表面上凹置一壓力腔室，分別與該入口閥門通道及該出口閥門通道連通；以及一致動器，封蓋該閥腔體座之該壓力腔室；其中，該閥本體、該閥膜片、該閥腔體座以及該致動器係分別依 序組裝，該致動器驅動控制該入口通道汲取該液態水，而該出口通道向輸出該液態水。
14. 如請求項13所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型液體泵浦更包含：一閥門蓋體，具有一第一貫穿孔及一第二貫穿孔；以及一外筒，具有一內壁圍繞一中空空間，且該內壁的底部更具有一凸環結構，以使該閥本體、該閥膜片、該閥腔體座及該致動器分別依序對應堆疊設置於該中空空間內，並承載於該凸環結構上，該閥門蓋體之該第一貫穿孔及該第二貫穿孔分別對應套入該閥本體之該入口通道及該出口通道。
15. 如請求項13所述之可攜式飲用水生成器，其中該閥本體之該第二表面上設置複數個卡榫槽，而該閥腔體座之該第三表面上設置複數個卡榫，供以對應套置於該卡榫槽中，以將該閥腔體座組裝定位於該閥本體。
16. 如請求項14所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型液體泵浦之該閥膜片設置於該閥本體與該閥腔體座之間，並分別對應該閥腔體座之該複數個卡榫位置設置複數個定位孔，供穿入該複數個卡榫中定位該閥膜片。
17. 如請求項16所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型液體泵浦之該閥本體之該第二表面具有分別環繞該入口開口、該出口開口之複數個凹槽，且該閥腔體座於該第三表面上具有分別環繞該入口閥門通道、該出口閥門通道之複數個凹槽，該些複數個凹槽分別供一密封環套入，以對周邊防止流體滲漏。
18. 如請求項13所述之可攜式飲用水生成器，其中該微型液體泵浦之該閥本體於該第二表面上具有環繞該入口開口突起之一凸部結構，且該閥腔體座於該第三表面上具有環繞該出口閥門通道突起之一凸部結構，該入口開口突起之該凸部結構及該出口閥門通道突起之該凸部結構分別促使該閥膜片之該兩閥門片貼合而有助於預蓋緊防止逆流並產生一預力作用。
19. 如請求項18所述之可攜式飲用水生成器，其中該致動器由一振動板及一壓電單元組裝而成，其中該壓電單元貼附固定於該振動板之表面以供施加電壓驅動該壓電元件產生形變，且該致動器之該振動板組設於該閥腔體座之該第四表面上以封蓋該壓力腔室。

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