TWI781636B - 潛水用循環水肺之氣體加熱裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，該循環水肺主要包含一氧氣供給元件，氧氣供給元件連接一氣體混合部，氣體混合部連接一呼吸連接元件，呼吸連接元件連接一二氧化碳吸附組件，二氧化碳吸附組件及呼吸連接元件之間設有一加熱元件，二氧化碳吸附組件之中設有一溫度檢測件，溫度檢測件連接有一狀態顯示件，加熱元件及狀態顯示件連接有一供電部。藉此，使用者能利用二氧化碳吸附組件回收吐出的氣體，以延長循環水肺的使用時間，並經由加熱元件加強二氧化碳吸附組件的吸附效率，同時利用溫度檢測件檢測吸附時的狀況，進而再次增加使用的時間。

Description

潛水用循環水肺之氣體加熱裝置

本發明為提供一種潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，尤指一種能夠延長使用時間的潛水用循環水肺之氣體加熱裝置。

按，潛水在現代生活中，除了用於軍事或商業之外，也已經是相當普及的休閒運動，但不論潛水之目的為何，在潛水的方式上主要都分為兩種。一種是不攜帶呼吸裝置的自由潛水、一種則是會背負呼吸裝置的水肺潛水。

自由潛水大多用於休閒用途，而水肺潛水主要應用於軍事與商業上，但隨著時代的進步，也是有越來越多人以水肺潛水作為一般的休閒娛樂。而水肺根據設備的類型，也是可以分為許多種類，例如開放式的呼吸系統(open-circuit)或封閉式的呼吸系統(closed-circuit)。

開放式的呼吸系統會讓潛水員將吐出的氣體直接外往排出，並不做回收的動作，而封閉式的呼吸系統則會回收潛水員所吐出的氣體，並吸收其中的二氧化碳後，再補入適量的氧氣，再重新供給潛水員吸取。

而其中用於吸取二氧化碳的裝置，其吸收的效率，與水肺使用的時間息息相關，當二氧化碳吸附的效率越高時，則水肺可供使用者使用的時間則會越長。所以如何提高吸附效率，即為需要解決之問題。

然而，影響二氧化碳吸附裝置之吸附效率的變因，與工作環境溫度有高度相關，在正常工作環境溫度下，二氧化碳吸附效率為正常操作，反之，當工作環境溫度低於標準值，二氧化碳吸附效率將會降低。

往往在歐美等寒冷水域當中，其水溫將冷卻工作環境溫度，導致二氧化碳吸附效率降低，進而造成裝置使用時間縮減。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之申請人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種能夠延長使用時間的潛水用循環水肺之氣體加熱裝置的發明專利者。

本發明之主要目的在於：利用加熱元件，加熱因低水溫而被冷卻的吐出氣體，使其恢復到正常的工作溫度，進而提高二氧化碳吸附的效率，藉此延長循環水肺在低溫水域中的使用時間。

為達成上述目的，本發明之循環水肺主要包括：一氧氣供給元件、一設於氧氣供給元件之側處並與氧氣供給元件相連接的氣體混合部、一設於氣體混合部之側處並與氣體混合部相連接的呼吸連接元件、一設於呼吸連接元件之側處並與呼吸連接元件相連接的二氧化碳吸附組件、一設於呼吸連接元件及二氧化碳吸附組件之間的加熱元件、一設於二氧化碳吸附組件之中的溫度檢測件、一與溫度檢測件相連接的狀態顯示件、及一與加熱元件及狀態顯示件電性連接的供電部。

藉由上述之結構，使用者可裝備循環水肺來進行水肺潛水的活動，而使用者能配戴呼吸連接元件於口鼻處來進行呼吸動作，且當使用者吐出的排出氣體會經由加熱元件加熱後，會進入二氧化碳吸附組件之中，以將排出氣體內的二氧化碳吸取掉，之後再將排出氣體導入氣體混合部中。氧氣供給元件則會供給適量的氧氣進入氣體混合部之中，以跟排出氣體進行混合，藉此產生能供使用者吸取的供給氣體，藉此來形成一封閉式的循環系統。

由於二氧化碳吸附組件中的吸附效率會與排出氣體的溫度息息相關，當溫度越高時，則吸取效率會越高，並且相對的，當吸取效率越高時，循環水肺的使用時間則會延長。因此當使用加熱元件提高排出氣體的溫度時，就等於相對的延長了循環水肺的使用時間。

再者，當二氧化碳吸附組件在吸附時，能根據內部的溫度得知吸附狀態，故還能透過溫度檢測件來隨時檢測二氧化碳吸附組件的吸附效率，並顯示於狀態顯示件上，進而隨時監測二氧化碳吸附組件的吸附效率。

藉由上述技術，可針對習用之封閉式水肺的二氧化碳吸附效率較低的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

100、100a:循環水肺

1、1a:氧氣供給元件

11:第一控制器

2、2a:氣體混合部

3、3a:呼吸連接元件

31:第一單向閥

32:第二單向閥

4、4a:二氧化碳吸附組件

41、41a:外筒

42:氣體導入部

43:氣體排出部

44、44a:二氧化碳吸附劑

45a:內筒

46a:氣體進入部

47a:氣體進入面

48a:氣體排出管

5:加熱元件

6:溫度檢測件

7:狀態顯示件

8:供電部

9a:空氣供給元件

91a:第二控制器

第一圖 係為本發明較佳實施例之平面透視圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之結構方塊示意圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之氣體循環示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之監測示意圖。

第五圖 係為本發明再一較佳實施例之平面透視圖。

第六圖 係為本發明再一較佳實施例之局部分解圖。

第七圖 係為本發明再一較佳實施例之吸附示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖及第二圖所示，係為本發明較佳實施例之平面透視圖及結構方塊示意圖，由圖中可清楚看出本發明之循環水肺100係包括：

一氧氣供給元件1，本實施例之氧氣供給元件1以高壓純氧氣瓶作為舉例；

一設於氧氣供給元件1一側處的氣體混合部2，氣體混合部2會與氧氣供給元件1相連接；

一設於氧氣供給元件1上的第一控制器11，本實施例之第一控制器11以電磁閥作為舉例；

一設於氣體混合部2一側處的呼吸連接元件3，呼吸連接元件3會與氣體混合部2相連接並以咬嘴作為舉例；

一設於呼吸連接元件3一側處的二氧化碳吸附組件4，二氧化碳吸附組件4會與呼吸連接元件3相連接，且二氧化碳吸附組件4具有一外筒41、一設於外筒41一端處的氣體導入部42、一設於外筒41上並位於背離氣體導入部42之一端處的氣體排出部43、及一設於外筒41內的二氧化碳吸附劑44，本實施例之二氧化碳吸附劑44以沸石類吸附劑作為舉例，且氣體導入部42會與呼吸連接元件3相連接、氣體導入部42會與氣體混合部2相連接；

一設於呼吸連接元件3及二氧化碳吸附組件4之間的加熱元件5，加熱元件5於本實施例中以電熱器作為舉例；

一設於氣體混合部2及呼吸連接元件3之間的第一單向閥31，藉此限制氣體僅能由氣體混合部2往呼吸連接元件3之方向流動；

一設於呼吸連接元件3及二氧化碳吸附組件4之間的第二單向閥32，第二單向閥32於本實施例中會位於加熱元件5與呼吸連接元件3之間，藉此限制氣體僅能由呼吸連接元件3往二氧化碳吸附組件4之方向流動；

一設於二氧化碳吸附組件4之中的溫度檢測件6，溫度檢測件6於本實施例中為設於外筒41內之複數溫度計，並會排列成矩陣之態樣；

一與溫度檢測件6相連接之狀態顯示件7，狀態顯示件7於本實施例中以供顯示溫度檢測件6所檢測之溫度的螢幕作為舉例；及

一與加熱元件5及狀態顯示件7電性連接的供電部8，本實施例之供電部8以設置於二氧化碳吸附組件4之側處的充電電池作為舉例，且充電電池之充電方式係為無線充電或有線連接充電其中之一者。

並且於本實施例中，氧氣供給元件1與氣體混合部2之間、氣體混合部2與呼吸連接元件3之間、呼吸連接元件3與二氧化碳吸附組件4之間、及二氧化碳吸附組件4與氣體混合部2之間皆會透過管路相連接。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，即可延長循環水肺100之使用時間的優勢，而詳細之解說將於下述說明。

請同時配合參閱第一圖至第四圖所示，係為本發明較佳實施例之平面透視圖至監測示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，使用者可裝備循環水肺100並咬住其中的呼吸連接元件3進行呼吸動作，藉此進行水肺式的潛水活動。當使用者呼出氣體時，會利用第一單向閥31及第二單向閥32的限制效果，讓使用者所呼出的排出氣體只能往二氧化碳吸附組件4的方向流動。

而排出氣體在進入二氧化碳吸附組件4之前，會先經由加熱元件5進行加熱，再由氣體導入部42進入外筒41之中，使排出氣體能夠穿過二氧化碳吸附劑44來針對其中的二氧化碳進行吸取附著的動作。被吸附掉二氧化碳的排出氣體則會由氣體排出部43處導往氣體混合部2之中，此時第一控 制器11會控制氧氣供給元件1給予適量的純氧進入氣體混合部2之中，藉此與被吸附掉二氧化碳的排出氣體進行混合，以形成能供使用者吸取的供給氣體，其中混合的比例則以一般空氣中的氧氣比例做為混合的比例，例如使氧氣占總空氣中20%的比例。

並且由於二氧化碳吸附劑44的吸附效率與溫度是呈現正相關的狀態，即當溫度越高時，吸附的效率就會越好，而雖然排出氣體在吐出於人體外時，會處於接近人體的溫度，但當排出氣體通過管路時，則會被海水冷卻至接近海水的溫度，如此就會使得二氧化碳的吸附效率下降。

所以本案會將使用者所吐出的排出氣體經由加熱元件5進行加熱後，再導入二氧化碳吸附組件4之中，藉此來透過提高溫度的方式增加二氧化碳的吸附效率，並當吸附效率越高時，則可延長氧氣供給元件1的使用時間，進而增加循環水肺100的使用時間。

且由於當二氧化碳吸附組件4吸附效率越高時，溫度則會越高，因此就能用溫度檢測件6來檢測二氧化碳吸附組件4中的溫度，藉此來得知吸附狀態，並由於溫度檢測件6為複數排列成矩陣的溫度計，因此能夠量測到更加準確並完整的溫度狀態，並顯示於狀態顯示件7上(例如顯示：目前平均溫度為35度)，藉此能讓使用者隨時監控二氧化碳吸附組件4的吸附狀態，以提高使用上的安全性，而上述之狀態顯示件7及加熱元件5皆能以供電部8給予的電源來進行相關動作。

再請同時配合參閱第五圖至第七圖所示，係為本發明再一較佳實施例之平面透視圖至吸附示意圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅於本實施例中使氣體混合部2a連接有一空氣供給元件9a，並且空氣供給元件9a上設有一第二控制器91a，藉此來透過第二控制器91a來控制空氣供給元件9a的供給效果，空氣供給元件9a中會存放與一般空氣類似之壓縮氣體，藉此能配合氧氣供給元件1a給予的純氧相互配合，形成更適合人體吸取的供給氣體。

而本實施例之二氧化碳吸附組件4a具有一外筒41a、一設於外筒41a中之內筒45a、一設於外筒41a及內筒45a之間的氣體進入部46a、一設於內筒45a之壁面處上的氣體進入面47a、一設於內筒45a之中的氣體排出管48a、及一設於內筒45a及氣體排出管48a之間 的二氧化碳吸附劑44a，而氣體進入部46a係與呼吸連接元件3a相連接，氣體排出管48a係與氣體混合部2a相連接，藉此表示二氧化碳吸附組件4a之型態並不設限。

如此當排出氣體被使用者吐出後，會經由氣體進入部46a進入外筒41a內，並在外筒41a內通過氣體進入面47a進入內筒45a之中，來利用二氧化碳吸附劑44a進行吸附動作，最後再由氣體排出管48a導入氣體混合部2a之中。由於內筒45a的壁面面積會遠大於外筒41a端處的表面積，因此能大幅提高排出氣體與二氧化碳吸附劑44a的接觸面積，藉此再次提高二氧化碳的吸附效率，進而延長循環水肺100a的使用時間。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

100:循環水肺

1:氧氣供給元件

11:第一控制器

2:氣體混合部

3:呼吸連接元件

31:第一單向閥

32:第二單向閥

4:二氧化碳吸附組件

41:外筒

42:氣體導入部

43:氣體排出部

44:二氧化碳吸附劑

5:加熱元件

6:溫度檢測件

7:狀態顯示件

8:供電部

Claims (9)

1. 一種潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，該循環水肺主要包含：

   一氧氣供給元件；

   一氣體混合部，該氣體混合部設於該氧氣供給元件之一側處，並與該氧氣供給元件相連接，以接收該氧氣供給元件給予之氧氣；

   一呼吸連接元件，該呼吸連接元件設於該氣體混合部之一側處，並與該氣體混合部相連接，以接收經過該氣體混合部後之供給氣體，以供人體吸入；

   一二氧化碳吸附組件，該二氧化碳吸附組件設於該呼吸連接元件之一側處，並與該呼吸連接元件及該氣體混合部相連接，以接收該人體吐出後進入該呼吸連接元件中的排出氣體，並吸附該排出氣體中之二氧化碳後再導入該氣體混合部之中；

   一加熱元件，該加熱元件設於該呼吸連接元件及該二氧化碳吸附組件之間，以供加熱進入該二氧化碳吸附組件前之排出氣體；

   一溫度檢測件，該溫度檢測件設於該二氧化碳吸附組件之中；

   一狀態顯示件，該狀態顯示件係與該溫度檢測件相連接，以接收該溫度檢測件所檢測之溫度狀態；及

   一供電部，該供電部係與該加熱元件及該狀態顯示件電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該氣體混合部及該呼吸連接元件之間設有一第一單向閥。
3. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該呼吸連接元件及該二氧化碳吸附組件之間設有一第二單向閥。
4. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該氧氣供給元件上設有一第一控制器，以供控制該氧氣供給元件所排出之氧氣量。
5. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該溫度檢測件係為複數之溫度計，且該些溫度計係排成矩陣之態樣。
6. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該二氧化碳吸附組件具有一外筒、一設於該外筒之一端處的氣體導入部、一設於該外筒上並位於背離該氣體導入部之一端處的氣體排出部、及一設於該外筒內之二氧化碳吸附劑，該氣體導入部係與該呼吸連接元件相連接，而該氣體導出部係與該氣體混合部相連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該二氧化碳吸附組件具有一外筒、一設於該外筒中之內筒、一設於該外筒及該內筒之間的氣體進入部、一設於該內筒之壁面處上的氣體進入面、一設於該內筒中之氣體排出管、及一設於該內筒及該氣體排出管之間的二氧化碳吸附劑，其中該氣體進入部係與該呼吸連接元件相連接，而該氣體排出管係與該氣體混合部相連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該氣體混合部係供連接一空氣供給元件。
9. 如申請專利範圍第8項所述之潛水用循環水肺之氣體加熱裝置，其中該空氣供給元件上設有一第二控制器。

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