降低液体导电度的过滤结构及其产氢设备及其应用以及运用该过滤结构的过滤方法技术

一种降低液体导电度的过滤结构及其产氢设备及其应用以及运用该过滤结构的过滤方法，设有一过滤本体，该过滤本体顶部设有一进水口，底部设有一出水口，在过滤本体内设置一核子级树脂过滤体，当水体流入进水口后，透过该核子级树脂过滤体吸附杂质、降低导电度后，过滤的水体即可提供一质子交换膜产氢模组使用，是以，水体原料可选用如自来水等高导电度的水体，透过核子级树脂过滤层将水体予以过滤并降低导电度，使其达成纯水的标准，据此能降低纯水的成本；使过滤后的水体导电度降低，不容易与质子交换膜产生反应，能增加质子交换膜的使用寿命。

Filtration structure for reducing liquid conductivity, hydrogen production equipment and its application as well as filtration method using the filtration structure

【技术实现步骤摘要】
降低液体导电度的过滤结构及其产氢设备及其应用以及运用该过滤结构的过滤方法
本专利技术关于一种过滤结构，特别是指一种能够降低液体导电度的过滤结构，并且应用于产氢设备及其应用及运用该过滤结构的过滤方法。
技术介绍
按，在学术文献中已有记载氢气应用于人体、动物、植物等多方面具有相当程度的保健或疗效，且氢气应用于医学方面的研究蓬勃发展。近年来，更发现氢气及氢水不仅对人体疗保健效果，对于农业或甚至水产养殖亦有相当显著的成效。习知的产氢技术方式多，但应用在氢气保健医疗方面的小量产氢技术大致上可分为三种：1.以金属镁的产氢方式，以金属镁棒或镁粉与水接触，透过化学反应使其产生氢气，但由于产出的氢气纯度较低且容易在人体内累积过量的镁元素，造成身体负担或伤害等问题；2.以传统水电解的方式，主要藉由电解设备应用液态电解质电解水，使其产生氢气，但此种方式因为做为产氢原料的水体需具备有较佳的导电度，方可使电解效率提高，故其所使用的原料水(例如：自来水)一般皆属较不纯净的、导电度较高的水，直接送入电解设备；然而，其所使用的液态电解质中的金属离子较容易在电解过程中被带至氢气端，致使其有液态电解质污染氢气的疑虑，如长期使用，对身体健康所造成的伤害将难以评估；3.以质子交换膜的产氢方式：使用固态电解质的质子交换膜(ProtonExchangeMembrane,PEM)电解方式，可产出符合美国食品药物监督管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)所建议将氢气作为食品添加剂所需的氢气纯度，亦即其纯度需大于99.995％以上的规范，且因其使用固态电解质，也免去了传统电解法容易造成氢气污染的疑虑，但此种方式不仅成本高，且其技术门槛亦相当高，能实际掌握技术并将其应用在产品中的商品并不多。再者，由于纯水无法导电，需要有各种离子溶于水中帮助导电，但这样一来就会伴随许多有害的副产物，例如传统电解水，因水中含氯离子而产出氯气副产物，并对身体造成危害。而质子交换膜产氢方式是利用高分子质子交换膜做为固态电解液，不需液态的离子在水中，反而水的纯度越高越好，能保护核心电池之外，也因此可以得到超高纯度的氢气，而不会伴随其他副产物。以质子交换膜电解产氢可得到高纯度氢气，但质子交换膜所需使用的原料水纯度需相当高，基本皆要求其导电度需<1～2uS/cm，已属纯水的等级。此因为质子交换膜产氢模组中有一关键元件：质子交换膜，此薄膜使用一碳材为基底，再将贵金属触媒(一般是以铂金(Pt)为主)披覆(coating)其上，而此贵金属触媒相当容易与原料纯水中的金属阴阳离子互相键结，进而使其触媒性能衰退或甚至毒化死亡。然而，符合质子交换膜产氢模组所需的纯水，不仅取得不易且其价格昂贵，且由于纯水一旦接触到空气，空气中的二氧化碳(CO2)即会快速溶入纯水，导致其导电度快速上升，故而使纯水保存相对不易。因此，如何开发出一种降低液体导电度的过滤结构及其产氢设备及运用该过滤结构的过滤方法，在过滤水体后能降低其导电度，使过滤后的水体提供质子交换膜产氢模组使用，藉此产出大量高纯度的氢气、氢水，乃各家业者积极研发的课题。
技术实现思路
本专利技术所解决的主要技术问题即是解决先前技术所遇到的困扰，并且将未过滤水体经由过滤结构的过滤后，使得水体导电度能降低，使该过滤水体犹如纯水一般，当水体透过不断的循环过滤后，使质子交换膜产氢模组即能使用过滤后的过滤水体，藉以产出大量高纯度的氢气、氢水。本专利技术所解决的次要技术问题即在于透过降低液体导电度的过滤结构及其产氢设备及其应用以及运用该过滤结构的过滤方法，主要可使用任何原料水体(例如：自来水、矿泉水等导电度较高的水体)作为进行质子交换膜产氢方式的原料水体，可有效降低制氢成本。本专利技术所采用的技术手段如下所述。为了达到上述的专利技术主要目的，专利技术人提供一种降低液体导电度的过滤结构，其至少包含有一过滤本体，该过滤本体顶部设有一进水口，底部设有一出水口，在过滤本体内设置一核子级树脂过滤体，当水体流入进水口后，透过该核子级树脂过滤体吸附杂质、降低导电度后，过滤的水体即可提供一质子交换膜产氢模组使用。因此，应用上述的概念，本专利技术的过滤结构第一实施方式，其中该过滤本体进一步包含有一进水盖与一水体的供应端连接，该进水盖设有一进水口；该过滤本体进一步更包含有一外环体、一内环体及一间隔单元，该外环体设置一安装空间，提供该内环体及该间隔单元组合，该外环体的底部设有一出水口，且该外环体顶部提供该进水盖连接；使该内环体设置于该间隔单元上并组合在该安装空间内，且该间隔单元将该内环体与该外环体区隔出一距离；该内环体的底部设有多个滴漏孔，该内环体对应组合一过滤器固定板，该过滤器固定板及该进水盖之间形成一第一水体过滤空间，该过滤器固定板与该内环体的底部保持一距离形成第二水体过滤空间，该第二水体过滤空间内设置一核子级树脂过滤体。依据本专利技术的专利技术概念，本专利技术的过滤结构第二实施方式，其中该过滤本体进一步包含有一进水盖与一水体的供应端连接，该进水盖设有一进水口，该进水口下方设有一连接管；其中该过滤本体进一步更包含有一外环体、一螺旋内环；该外环体设置一安装空间，提供该螺旋内环组合，该外环体的底部设有一出水口，又，该外环体顶部提供该进水盖连接；该螺旋内环设置有螺旋状的管路，又，该螺旋内环顶部与该连接管接合，且该螺旋内环内部设有一核子级树脂过滤体，该螺旋内环下端与该外环体的出水口相连通。是以，上述两种过滤结构的进水盖与一水体的供应端相连结，并透过该供应端将水体由进水口引导至第一过滤空间中(或者引导至该螺旋内环)，当水体经过该核子级树脂过滤体，吸附水体中的杂质降低其导电度，并由该内环体的滴漏孔将过滤后的水体引导至该外环体底部，并由该外环体的该出水口出水，而本专利技术进一步能将过滤结构与一质子交换膜产氢模组连接，提供该质子交换膜产氢模组产氢所使用的纯水。为达到上述专利技术目的，专利技术人提供一种降低液体导电度的过滤方法，适用于如上所述的过滤结构，其至少包含下列流程步骤：将未过滤水体由过滤本体的顶端进水口流进过滤本体；当未过滤水体经过核子级树脂过滤体的缓慢过滤后，使未过滤水体透过内环体底部滴漏孔渗透至外环体，可降低水体导电度；最后，再将过滤后的形成导电度低的过滤水体由外环体的出水口出水。为达到上述专利技术目的，专利技术人提供一种产氢设备，其至少包含有：一如上所述的过滤结构、一质子交换膜产氢模组、一气液分离器，其中该质子交换膜产氢模组与该过滤本体及该气液分离器相连接，该质子交换膜产氢模组接收该过滤本体过滤后的过滤水体，而该质子交换膜产氢模组所产出的氢气与水体，则透过该气液分离器将氢气与水体分离，使得水体能够透过管路的引导回收至该过滤本体，且该质子交换膜产氢模所产出的氧气与水体则透过管路的引导回收至该过滤本体，用以提供该过滤结构使用。为达到上述专利技术目的的应用，专利技术人提供一种微奈米氢气泡水产生装置，其至少包含：一如上所述的产氢设备、一供水设备及一氢水产生器，该氢水产生器的一液体输入端连接该供水设备，该氢水产生器的一氢气输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，至少包含有：一过滤本体(A)，该过滤本体(A)顶部设有一进水口(11)，底部设有一出水口(212)，在过滤本体(A)内设置复数核子级树脂过滤体(25)，当未过滤水体流入进水口(11)后，透过该核子级树脂过滤体(25)吸附杂质、降低导电度后，形成过滤水体即可提供一质子交换膜产氢模组(D)使用。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，至少包含有：一过滤本体(A)，该过滤本体(A)顶部设有一进水口(11)，底部设有一出水口(212)，在过滤本体(A)内设置复数核子级树脂过滤体(25)，当未过滤水体流入进水口(11)后，透过该核子级树脂过滤体(25)吸附杂质、降低导电度后，形成过滤水体即可提供一质子交换膜产氢模组(D)使用。


2.如权利要求1所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该过滤本体(A)包含有一进水盖(1)与一水体供应端连接，该进水盖(1)设有该进水口(11)；该过滤本体(A)包含有一外环体(21)、一内环体(22)及一间隔单元(23)，该外环体(21)设置一安装空间(211)，提供该内环体(22)及该间隔单元(23)组合，该外环体(21)的底部设有该出水口(212)，且该外环体(21)顶部提供该进水盖(1)连接；使该内环体(22)设置于该间隔单元(23)上并组合在该安装空间(211)内，且该间隔单元(23)将该内环体(22)与该外环体(21)区隔出一距离；该内环体(22)的底部设有复数个滴漏孔(221)，该内环体(22)对应组合一过滤器固定板(24)，该过滤器固定板(24)及该进水盖(1)之间形成一第一水体过滤空间(B)，该过滤器固定板(24)与该内环体(22)的底部保持一距离形成第二水体过滤空间(C)，该第二水体过滤空间(C)内设置复数该核子级树脂过滤体(25)。


3.如权利要求1所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该过滤本体(A)包含有一进水盖(1)与一水体的供应端连接，该进水盖(1)设有该进水口(11)，该进水口(11)下方设有一连接管(12)；该过滤本体(A)包含有一外环体(21)及一内环体(22)；该外环体(21)设置一安装空间(211)，提供该内环体(22)组合，该外环体(21)的底部设有该出水口(212)，该外环体(21)顶部提供该进水盖(1)连接；其中该内环体(22)为一螺旋内环，该螺旋内环设置有螺旋状的管路，且该螺旋内环顶部与该连接管接合，且该螺旋内环内部设有复数该核子级树脂过滤体(25)，该螺旋内环下端与该外环体(21)的该出水口(212)相连通。


4.如权利要求3所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该连接管(12)设有一导引的锥度段。


5.如权利要求2或3所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该外环体(21)的直径与高度比小于0.9。


6.如权利要求2或3所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该过滤水体水量与该核子级树脂过滤体(25)重量的重量比值小于2。


7.如权利要求2或3所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该核子级树脂过滤体(25)的水体流速不超过3立方公分/每分钟。


8.如权利要求2所述的降低液体导电度的过滤结构，其特征在于，该内环体(22)的滴漏孔(221)直径为0.8～1.5公厘。


9.如权利要求2所述的降低液体导电度的过滤结构，该内环体(22)设置二十四个滴漏孔(221)在该内环体(22)底部。


10.一种降低液体导电度的过滤方法，其特征在于，适用于如权利要求1至9中任一所述的降低液体导电度的过滤结构，其至少包含下列流程步骤：
将未过滤水体由过滤本体(A)的顶端进水口(11)流进过滤本体(A)；
当未过滤水体经过核子级树脂过滤体(25)的缓慢过滤后，使未过滤水体透过内环体(22)底部滴漏孔(221)渗透至外环体(21)，降低水体导电度；最后，再将过滤后形成导电度低的过滤水体由外环体的出水口出水。


11.一种产氢设备，其特征在于，至少包含有：一如权利要求1至9中任一所述的降低液体导电度的过滤结构、一质子交换膜产氢模组(D)、一气液分离器(E)，其中该质子交换膜产氢模组(D)与该过滤本体(A)及该气液分离器(E)相连接，该质子交换膜产氢模组(D)接收该过滤本体(A)过滤后的过滤水体，而该质子交换膜产氢模组(D)所产出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣桂，蔡宇洲，
申请(专利权)人：优氢科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71