KR101373837B1 - Hydrogen supplier - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수소 공급 장치에 관한 것으로, 상세하게는 건식 사우나 부스 등과 같이 수분을 함유하지 않은 수소를 공급하는 수소 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen supply device, and more particularly, to a hydrogen supply device for supplying hydrogen that does not contain moisture, such as a dry sauna booth.
사람의 피부는 20대 이후에 지속적으로 노화 과정이 진행되는데, 특히 안면 피부의 노화를 늦추기 위해 많은 노력을 하고 있다. 피부 노화는 나이가 들면서 자연스럽게 진행되는 것이지만, 그 원인은 피부에서 생성되는 활성 산소(活性酸素, oxygen free radical)나 자외선 노출 등으로 알려져 있다. 따라서, 피부 노화를 막을 수는 없겠지만, 피부의 활성 산소를 제거하거나 자외선을 차단한다면 피부 노화를 늦출 수는 있다.Human skin is in the process of aging continuously after the 20s, especially to reduce the aging of facial skin. Skin aging progresses naturally with age, but the cause is known as oxygen free radicals or ultraviolet exposure generated in the skin. Therefore, although skin aging may not be prevented, skin aging may be slowed down by removing free radicals or blocking UV rays.
활성 산소는 인체의 면역 기능에 관여하여 이로운 기능도 하지만, 과잉 생성된 활성 산소는 세포에 직접 산화 반응을 일으켜 DNA 돌연변이를 일으킬 수도 있다. 그 결과, 각종 질병이 생기게 되는데, 의학계는 활성 산소로 인한 질병이 90% 이상을 차지한다고 보고 있다.Free radicals are beneficial for the body's immune function, but over-produced free radicals can directly oxidize the cells and cause DNA mutations. As a result, various diseases occur, and the medical community believes that diseases caused by free radicals account for more than 90%.
이러한 활성 산소를 몸 속에서 제거하기 위해, 수소를 포함하는 물, 즉 수소수를 음용하는 사례가 늘고 있다. 수소수를 마시면, 활성 산소는 수소수 속에 수소와 반응하여 물로 환원되고, 환원된 물은 2차 반응 없이 몸 밖으로 빠져 나간다. 이러한 항산화 반응을 이용하여, 몸 속의 과잉 활성 산소를 몸에서 제거하는 것이 가능하다.In order to remove such active oxygen from the body, there are increasing cases of drinking water containing hydrogen, that is, hydrogen water. When drinking hydrogen water, active oxygen reacts with hydrogen in hydrogen water to be reduced to water, and the reduced water exits the body without the secondary reaction. Using this antioxidant reaction, it is possible to remove excess free radicals in the body from the body.
안면 피부의 활성 산소를 제거하는 데 이러한 항산화 반응을 활용하는 방법들이 여럿 제안되고 있는데, 특허등록 제1292262호 (2013.08.01. 등록)가 그것들 중 하나이다. 특허등록 제1292262호는 수소를 이용하는 사우나 부스에 관한 것이다. Several methods have been proposed to utilize these antioxidant reactions to remove free radicals from facial skin. Patent registration No. 12,2262 (registered on August 1, 2013) is one of them. Patent registration No. 12.2262 relates to a sauna booth using hydrogen.
사우나 부스는 가정이나 공공 시설에 설치하는 건강 기구로서, 출입문이 구비된 박스 형태로 제작된다. 사우나 부스는 하부 또는 측부에 전기로 구동되는 발열부를 구비하여, 부스 내부에 있는 사람이 땀을 흘리게 함으로써, 혈액 순환과 노폐물 배출을 촉진시킨다. 특허등록 1292262호는 이러한 사우나 부스의 일측에 수소 발생 장치를 설치하고, 생성된 수소를 사우나 부스에 공급하는 구조로 되어 있다.Sauna booths are health equipments installed in homes or public facilities and are manufactured in the form of boxes with doors. The sauna booth is provided with an electrically driven heating part in the lower part or the side part, and makes a person sweat inside, and promotes blood circulation and waste discharge. Patent registration No. 1292262 has a structure in which a hydrogen generator is installed on one side of the sauna booth, and the generated hydrogen is supplied to the sauna booth.
그런데, 특허등록 제1292262호를 보면, 하나의 전해조를 가지고 있는데, 이러한 구조의 수소 공급 장치는 수소를 장시간 연속적으로 공급하는데 무리가 있다. 왜냐하면, 전기 분해를 일으키면 불순물이 생성되고 이러한 불순물이 전극에 달라붙어 전기분해 효율이 떨어지기 때문이다. By the way, Patent Registration No. 12.2262 has one electrolyzer, and the hydrogen supply device of such a structure is difficult to supply hydrogen continuously for a long time. This is because, when electrolysis occurs, impurities are generated, and these impurities adhere to the electrode, thereby degrading electrolysis efficiency.
또한, 종래기술의 경우, 부스로 이동하는 수소에 수분이 함유되어 있기 때문에, 습식 사우나 부스에 사용하는 데는 문제가 없겠으나, 건식 사우나 부스에 사용하기에는 적절하지 않다. 이와 같이, 종래기술은 수분 함유를 원하지 않는 공간에사용하기에는 적당하지 않다.
In addition, in the prior art, since hydrogen is contained in the hydrogen moving to the booth, there is no problem in using the wet sauna booth, but it is not suitable for use in the dry sauna booth. As such, the prior art is not suitable for use in a space where moisture is not desired.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems,
첫째, 대량의 수소를 연속적으로 공급할 수 있고,First, it can supply a large amount of hydrogen continuously,
둘째, 수분 함유가 바람직하지 않은 공간에 수분을 함유하지 않은 수소를 제공할 수 있는, 수소 공급 장치를 제공하고자 한다.
Second, it is intended to provide a hydrogen supply apparatus capable of providing hydrogen containing no moisture in a space where moisture containing is undesirable.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수소 공급 장치는, 다수의 전해조, 튜브부, 수분 제거부, 제어부를 포함하여 구성된다.The hydrogen supply apparatus of this invention for achieving such an objective is comprised including many electrolyzer, a tube part, a water removal part, and a control part.
다수의 전해조는 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하며, 2개 이상의 그룹으로 구성된다.Many electrolysers electrolyze water to produce hydrogen and oxygen, which consists of two or more groups.
튜브부는 다수의 전해조에서 생성된 수소를 이동시킨다.The tube portion transfers hydrogen generated in the plurality of electrolyzers.
수분 제거부는 튜브부에 구비되며, 수소와 함께 이동하는 수분을 제거한다.The water removal unit is provided in the tube unit and removes water moving with the hydrogen.
제어부는 다수의 전해조의 각 그룹을 교대로 동작시킨다.
The control unit alternately operates each group of plural electrolyzers.
본 발명의 수소 공급 장치에서, 수분 제거부는 튜브부의 내부에 확장 형성되는 확장 공간부일 수 있다.In the hydrogen supply device of the present invention, the water removal portion may be an expansion space portion formed to be expanded in the tube portion.
본 발명의 수소 공급 장치에서, 수분 제거부는 튜브부에 구비되는 수분 분리막일 수 있다.In the hydrogen supply device of the present invention, the water removal unit may be a water separation membrane provided in the tube portion.
본 발명의 수소 공급 장치에서, 수분 제거부에 연결되는 보조 수조, 그리고 보조 수조에 연결되어 보조 수조를 선택적으로 개폐하는 보조 수조 밸브를 포함할 수 있다.
In the hydrogen supply device of the present invention, it may include an auxiliary tank connected to the water removal unit, and an auxiliary tank valve connected to the auxiliary tank to selectively open and close the auxiliary tank.
본 발명의 수소 공급 장치에서, 튜브부는 다수의 전해조에 각각 연결되는 다수의 수소 배출 튜브, 다수의 수소 배출 튜브에 연결되는 수소 공급 튜브, 그리고 수소 배출 튜브에 설치되며 수소 공급 튜브 방향으로만 수소를 이동시키는 일방향 통과 밸브를 포함하여 구성될 수 있다.
In the hydrogen supply apparatus of the present invention, the tubing portion is provided with a plurality of hydrogen discharge tubes respectively connected to a plurality of electrolyzers, a hydrogen supply tube connected to a plurality of hydrogen discharge tubes, and a hydrogen discharge tube, and the hydrogen is supplied only in the direction of the hydrogen supply tube. It may be configured to include a one-way valve for moving.
본 발명의 수소 공급 장치에서, 다수의 전해조는 각 그룹이 적어도 2개의 전해조를 포함할 수 있다. 여기서, 각 그룹에 포함되는 2개 이상의 전해조는 동시에 제어될 수 있다.
In the hydrogen supply apparatus of the present invention, the plurality of electrolyzers may each include at least two electrolyzers. Here, two or more electrolyzers included in each group may be controlled at the same time.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 전해조를 여러개의 그룹으로 분할하여 동작시킴으로써, 다량의 수소를 연속적으로 공급할 수 있다. According to embodiments of the present invention having such a configuration, by dividing a plurality of electrolyzers into several groups, a large amount of hydrogen can be continuously supplied.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 수소에 포함된 수분을 제거함으로써 순수한 수소를 제공할 수 있다. 예를들어, 건식 사우나 부스, 가정집 등과 같이 수분 함유가 바람직하지 않은 공간에 수소를 공급할 때 유용하다.
In addition, according to embodiments of the present invention, it is possible to provide pure hydrogen by removing the moisture contained in the hydrogen. For example, it is useful when supplying hydrogen to a space where moisture content is not desirable, such as a dry sauna booth, a home house, or the like.
도 1은 본 발명에 따른 수소 사우나 부스의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 3a ~3c는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 수분 제거부를 예시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제2 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제3 실시예를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제4 실시예를 도시하고 있다.1 is an overall perspective view of a hydrogen sauna booth according to the present invention.
2 shows a first embodiment of a hydrogen supply device according to the present invention.
3a to 3c illustrate the water removal part of the hydrogen supply device according to the present invention.
4 shows a second embodiment of a hydrogen supply apparatus according to the present invention.
5 shows a third embodiment of the hydrogen supply apparatus according to the present invention.
6 shows a fourth embodiment of the hydrogen supply apparatus according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 수소 공급 장치를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a hydrogen supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 수소 사우나 부스의 전체 사시도이다.1 is an overall perspective view of a hydrogen sauna booth according to the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 수소 사우나 부스는 사우나 부스(100)와 사우나 부스(100)에 일측이 연결된 수소 공급 장치(200)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the hydrogen sauna booth includes a
사우나 부스(100)는 내부에 밀폐 공간을 갖는 박스 형태로 구성되고, 바닥판, 다수의 측판, 천정판, 출입문, 히터부, 의자부 등을 포함하여 구성된다.The
바닥판, 측판, 천정판은 프레임과 이에 결합되는 보강 판넬로 구성할 수 있다. 보강 판넬은 삼나무, 편백나무 등을 이용할 수 있는데, 특히 편백나무는 강도가 높고 보존성이 뛰어나며, 가볍고 향기와 광택도 있어, 외형재로 양호하다. 편백나무는 포름알데히드와 같은 공기 중의 유해 물질을 제거하는 능력도 뛰어나고, 항균 작용도 하며, 아토피, 알러지의 예방 효과도 있다. 또한, 편백나무는 피톤치드의 방출량이 다른 목재에 비해 많아 삼림욕 효과도 있다.The bottom plate, side plate, and ceiling plate may be composed of a frame and a reinforcement panel coupled thereto. The reinforcement panel may use cedar, cypress, etc. In particular, cypress has high strength, excellent preservation, light weight, fragrance and gloss, and is good as an external material. Cypress has an excellent ability to remove harmful substances in the air, such as formaldehyde, has antibacterial effects, and has the effect of preventing atopy and allergy. In addition, the cypress has a greater amount of phytoncide release than other woods, which also has a forest bathing effect.
출입문은 측판 중 어느 하나에 출입구를 형성하는데, 이 출입구를 선택적으로 폐쇄한다.The door forms an entrance to one of the side plates, which selectively closes the entrance.
히터부는 보호 커버와 그 내부에 내장되는 히터 등으로 구성할 수 있다. 보호 커버는 망 형태, 예를들어 다수의 바를 가로 또는 세로로 결합하여 구성할 수 있다. 히터부는 건식 사우나에 주로 이용되는데, 건식 사우나에는 원적외선이 방출되는 세라믹 히터를 사용하면 좋다. 스팀을 발생시키는 습식 사우나에서는 스팀 발생기를 이용하며, 스팀 발생기에도 히터부를 이용할 수 있다.The heater unit may include a protective cover and a heater built therein. The protective cover may be constructed by combining a plurality of bars horizontally or vertically in a net form, for example. The heater unit is mainly used in a dry sauna, and a dry sauna may use a ceramic heater that emits far infrared rays. In the steam sauna to generate steam, a steam generator is used, and a heater may be used in the steam generator.
의자부는 사용자가 사우나 부스 내부에서 앉거나 누울 수 있는 부분으로, 바닥판과 측판에 동시 결합되는 형태이거나, 또는 바닥판에만 구비하는 형태일 수도 있다.The chair part may be a user sitting or lying inside the sauna booth, and may be coupled to the bottom plate and the side plate at the same time, or may be provided only on the bottom plate.
바닥판, 측판, 천정판은 그 경계부에 돌기와 요홈을 대응되게 형성하고 돌기를 요홈에 끼워 고정하는 형태로 결합될 수 있다. 이와 같이, 돌기와 요홈의 대응 구조로 바닥판, 측판, 천정판을 결합하면 조립과 분해가 용이하다. 다만, 견고성을 높일 필요가 있는 경우에는, 나사, 못 등의 체결 도구를 더 이용할 수 있다.
The bottom plate, the side plate, and the ceiling plate may be combined to form protrusions and grooves correspondingly at the boundary thereof and to fix the protrusions to the grooves. As such, when the bottom plate, the side plate, and the ceiling plate are combined with the corresponding structure of the protrusion and the groove, assembly and disassembly are easy. However, when it is necessary to increase the firmness, fastening tools such as screws and nails can be further used.
수소 공급 장치(200)는 케이스 형태로 구성되고, 그 내부에 전해조를 구비하여 수소를 생성한 후 이를 사우나 부스(100)의 내부로 공급한다. 수소 공급 장치(200)는 사우나 부스(100)의 일측, 예를들어 측벽 하부에 결합될 수 있다. 수소 공급 장치(200)는 수소 공급 튜브를 구비하고 있는데, 이는 사우나 부스(100)의 측벽을 관통하여 그 내부로 삽입된다. 수소 공급 장치(200)는 도 2를 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.
The
도 2는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제1 실시예를 도시하고 있다.2 shows a first embodiment of a hydrogen supply device according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 수소 공급 장치(200)는 수조(210), 물 공급 밸브(WV1,WV2), 제1,2 전해조 그룹(221,223), 물 배출 밸브(EV1,EV2), 제어부(230), 다수의 이동 튜브, 케이스(240) 등을 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 2, the
수조(210)는 물을 저장하고 있으며, 제1,2 전해조 그룹(221,223)에서 물이 필요할 때 제어부(230)의 제어에 따라 제1,2 전해조 그룹(221,223)에 물을 공급한다.
The
물 공급 밸브(WV1,WV2)는 수조(210)와 제1,2 전해조 그룹(221,223) 사이에 설치되며, 제어부(230)의 제어에 따라 선택적으로 개폐한다. 물 공급 밸브(WV1,WV2)는 전해조 그룹(221,223)의 수만큼 설치하거나 또는 전해조 그룹(221,223) 내에 포함된 전해조(221a,221b,223a,223b)의 수만큼 설치할 수 있다. 도 2에서는, 전해조 그룹(221,223)의 수만큼 설치한 경우를 도시하고 있다. 물 공급 밸브(WV1,WV2)는 제1,2 전해조 그룹(221,223)에 연결되는 이동 튜브의 각각에 설치되고, 물 공급 밸브(WV1,WV2)를 통과한 물은 각 전해조 그룹(221,223)에 포함된 다수의 전해조(221a,221b) 또는 다수의 전해조(223a,223b)에 동시에 공급된다.
The water supply valves WV1 and WV2 are installed between the
전해조는 도 2에 도시한 바와 같이 2개 이상의 그룹(221,223)으로 구성되고, 각 그룹(221,223)은 다시 2개 이상의 전해조(221a,221b/ 223a,223b)로 구성된다. 예를들어, 2개의 전해조 그룹(221,223)으로 구성되는 경우, 제1 전해조 그룹(221)은 적어도 2개의 전해조(221a,221b)를 포함하고, 제2 전해조 그룹(223)도 적어도 2개의 전해조(223a,223b)를 포함한다. 분리된 각 전해조 그룹(221,223)은 동시에 동작하도록 제어되며, 다른 그룹과 교대로 동작한다. 도 2에서는, 제1 전해조 그룹(221)과 제2 전해조 그룹(223)은 소정 시간마다 교대로 동작하면서 수소를 생성하여 사우나 부스(100)로 수소를 연속적으로 공급한다.As shown in FIG. 2, the electrolyzer consists of two or
전해조(221a,221b,223a,223b)는 제어부(230)에 각각 연결되어 있으며, 제어부(230)에 제어에 따라 동작한다. 전해조(221a,221b,223a,223b)는 물을 공급받기 위해 수조(210)와 연결되는 물 공급 튜브, 생성된 산소를 외부 또는 사우나 부스(100)로 배출하는 산소 배출 튜브, 불순물을 포함하는 물을 배출하는 물 배출 튜브, 그리고 생성된 수소를 사우나 부스(100)로 공급하는 수소 배출 튜브 등과 연결된다.The
전해조(221a,221b,223a,223b)는 밀폐된 공간 내에 분리된 2개의 전극과 전극 사이에 위치하는 격막을 구비하고 있다. 그리고, 외부에는 전원을 연결하기 위한 전원 연결부를 구비하고 있다. The
전해조(221a,221b,223a,223b)는 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성한다. 음극 전극에서 수소가 생성되고, 양극 전극에서 산소가 생성된다. 생성된 수소와 산소는 중앙의 격막에 의해 분리되고, 각 전극에서 생성된 수소와 산소는 각각 수소 배출 튜브와 산소 배출 튜브로 이동한다.
전해조(221a,221b,223a,223b)에서 생성되는 수소와 산소의 양은 인가되는 전압 또는 전류의 크기 또는 시간에 따라 달라지는데, 인가되는 전압 또는 전류는 제어부(230)에 의해 제어된다.The amount of hydrogen and oxygen generated in the
전해조(221a,221b,223a,223b)의 전극은 티타늄(Ti)을 기본 소재로 하며, 그 위에 이리듐 백금을 코팅한 것 등을 사용할 수 있다.
Electrodes of the
물 배출 밸브(EV1,EV2)는 제어부(230)의 제어에 따라 일정 주기로 개폐되어, 전해조 그룹(221,223) 내의 물을 밖으로 배출한다. 전해조(221a,221b,223a,223b)에서 전기 분해가 일어나면, 음극 전극에는 칼슘, 마그네슘 등의 분순물이 생성될 수 있다. 이러한 분순물은 전해 전류를 감소시켜 전기 분해의 효율을 떨어뜨린다. 따라서, 전해조(221a,221b,223a,223b) 내의 물을 일정 주기로 배출할 필요가 있다. The water discharge valves EV1 and EV2 are opened and closed at regular intervals under the control of the
물 배출 밸브(EV1,EV2)는 전해조(221a,221b,223a,223b) 별로 또는 전해조 그룹(221,223) 별로 개폐 시기를 제어할 수 있다. 또한, 물 배출 밸브(EV1,EV2)는 제어부(230)에 의해 제어될 수도 있고, 수동으로 개폐할 수도 있다.
The water discharge valves EV1 and EV2 may control the opening / closing time for each of the
다수의 이동 튜브는 물이 이동하는 물 공급 튜브와 물 배출 튜브, 수소가 이동하는 수소 배출 튜브와 수소 공급 튜브, 그리고 산소가 이동하는 산소 배출 튜브 등을 포함한다.The plurality of moving tubes includes a water supply tube and a water discharge tube through which water moves, a hydrogen discharge tube and a hydrogen supply tube through which hydrogen moves, and an oxygen discharge tube through which oxygen moves.
물 공급 튜브는 수조(210)와 전해조(221a,221b,223a,223b)를 연결하는 것으로, 수조(210)의 물이 전해조(221a,221b,223a,223b)로 이동하는 통로이다. 물 공급 튜브에는 물 공급 밸브(WV1,WV2)가 설치되어 있다.The water supply tube connects the
물 배출 튜브는 전해조(221a,221b,223a,223b)와 외부를 연결하는 것으로, 전해조(221a,221b,223a,223b) 내의 물이 외부로 이동하는 통로이다. 물 배출 튜브에는 물 배출 밸브(EV1,EV2)가 설치되어 있다.The water discharge tube connects the
수소 배출 튜브는 전해조(221a,221b,223a,223b)와 사우나 부스(100)를 연결하는 1차 통로로서, 전해조(221a,221b,223a,223b)에서 생성된 수소가 사우나 부스(100)로 이동한다. 수소 배출 튜브에는 일방향 통과 밸브(HV1,HV2)가 설치되어 있는데, 일방향으로만 수소를 통과시키는 밸브를 사용하기 때문에 제어부(230)에 의한 별도의 밸브 제어가 필요 없다. 이와 같이, 일방향 통과 밸브의 사용으로, 전해조 그룹(221,223)에서 번갈아 가면서 생성된 수소는 끊김없이 사우나 부스(100)로 공급될 수 있다. 물론, 일방향 통과 밸브(HV1,HV2) 대신에 일반 밸브를 사용하고, 이러한 일반 밸브를 제어부(230)가 제어하는 형태로도 구현할 수 있다.The hydrogen discharge tube is a primary passage connecting the
수소 공급 튜브는 일측이 수소 배출 튜브들에 연결되고 타측은 사우나 부스(100)에 연결되며, 전해조 그룹(221,223)으로부터 공급된 수소를 사우나 부스(100)로 최종 공급한다.The hydrogen supply tube is connected at one side to the hydrogen discharge tubes and the other side to the
산소 배출 튜브는 전해조(221a,221b,223a,223b)를 외부와 연통시키는 것으로, 전해조(221a,221b,223a,223b)에서 생성된 산소를 수소 공급 장치(200)의 외부로 배출시키는 통로이다. 산소 배출 튜브에는 제어부(230)에 의해 별도 제어되는 밸브를 구비할 필요는 없다. 다만, 생성된 산소를 사우나 부스(100)로 이동시킬 경우에는 위에서 설명한 일반향 통과 밸브를 설치하여 끊김없이 산소를 사우나 부스(100)로 공급하도록 구현할 수 있다.
The oxygen discharge tube communicates the
케이스(240)는 수소 공급 장치(200)의 외형을 이루는 것으로, 예를들어 사각형 박스로 구성할 수 있다. 그 내부에는 위에서 설명한 수조(210), 물 공급 밸브(WV1,WV2), 전해조 그룹(221,223), 물 배출 밸브(EV1,EV2), 제어부(230), 다수의 이동 튜브 등을 내장한다. 다수의 이동 튜브 중에서 수소 공급 튜브는 케이스(40)를 관통하여 사우나 부스(100) 내로 연결되고, 산소 배출 튜브도 케이스(240)를 관통하여 외부로 연통된다.The
케이스(240)는 플라스틱으로 구성할 수도 있으나, 사우나 부스(100)가 편백나무로 만들어지므로 케이스(240)도 편백나무로 만드는 것이 좋다.
The
수분 제거부(300)는 전해조 그룹(221,223)과 사우나 부스(100) 사이, 예를들어 수소 배출 튜브나 수소 공급 튜브에 설치할 수 있다. 수분 제거부(300)는 전해조 그룹(221,223)에서 생성되어 사우나 부스(100)로 이동하는 수소에서 수분을 제거한다. 도 2에서는 수분 제거부(300)를 케이스(240) 외부에 구비하는 것으로 도시하였으나, 수분 제거부(300)를 케이스(240) 내부에 구비할 수도 있다. 수분 제거부(300)에 대해서는 도 3a~3c를 참조하여 상세히 설명한다.
The
도 3a~ 3c는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 수분 제거부를 예시하고 있다.3a to 3c illustrate the water removal part of the hydrogen supply device according to the present invention.
도 3a는 본 발명에 따른 수분 제거부의 제1 실시예를 도시하고 있다.Figure 3a shows a first embodiment of a water removing unit according to the present invention.
도 3a에 도시한 바와 같이, 수분 제거부(300)는 전해조 그룹(221,223)과 사우나 부스(100)를 연결하는 튜브의 내부에 소정 공간을 갖는 확장 공간부(310)의 형태로 구현할 수 있다. 수분은 수소보다 무겁기 때문에, 통과하는 튜브에 확장 공간을 형성하면, 수분은 확장 공간의 하부로 가라앉고 수소만 튜브를 따라 계속 이동한다. 하부로 가라앉은 수분은 수조(210)로 회수하여 다시 사용하거나, 외부로 배출하여 버릴 수도 있다.
As shown in FIG. 3A, the
도 3b는 본 발명에 따른 수분 제거부의 제2 실시예를 도시하고 있다.Figure 3b shows a second embodiment of the water removing unit according to the present invention.
도 3b에 도시한 바와 같이, 확장 공간부(310)에 수분 거름막(312)을 추가 설치할 수 있다. 수분 거름막(312)은 수분 이동을 차단하고 수소를 통과시키는데, 이동 차단된 수분은 확장 공간부(310)의 하부로 모인다. 확장 공간부(310)의 하부에 모인 물은 회수하여 다시 사용하거나 외부로 배출한다.
As shown in FIG. 3B, a
도 3c는 본 발명에 따른 수분 제거부의 제3 실시예를 도시하고 있다.Figure 3c shows a third embodiment of the water removal unit according to the present invention.
도 3c에 도시한 바와 같이, 수분 제거부(300)는 보조 수조(320)와 보조 수조 밸브(RV)를 더 포함할 수 있다. 보조 수조(320)는 이동 차단된 수분을 모아 보관하는 것으로, 확장 공간부(310)의 하단에 별도 설치된다. As illustrated in FIG. 3C, the
보조 수조 밸브(RV)는 보조 수조(320)의 하부에 구비되며, 보조 수조(320) 내의 물을 선택적으로 수조(210)로 공급하거나, 외부로 배출한다.The auxiliary water tank valve RV is provided under the
보조 수조(320)에 수위 센서를 더 구비할 수 있고, 이 경우 제어부(230)는 수위 센서로부터 수신하는 수위값에 기초하여 보조 수조 밸브(RV)의 개폐를 제어할 수 있다.
The
도 4는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제2 실시예를 도시하고 있다.4 shows a second embodiment of a hydrogen supply apparatus according to the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 사우나 부스(100) 내의 수소량을 측정하여 전해조 그룹(221,223)의 동작을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4, the operation of the
수소 센서(250)는 사우나 부스(100) 내에 설치된다. 수소는 공기 중에 예를들어 4% 이상이 노출되면 산소와 자연 발화하여 폭발할 수 있기 때문에, 사우나 부스(100) 내의 수소량을 그 이하로 유지할 필요가 있다. 또한, 사우나 부스(100) 내의 수소량을 피부의 활성 산소와 최적으로 반응할 수 있는 농도로 유지하기 위해서도 수소 센서(250)를 통한 사우나 부스(100) 내의 수소량을 측정할 필요가 있다.The
수소 센서(250)는 접촉 연소식, 반도체식, MOSFET(metal oxide semiconductor filed effect transistor), SAW(surface acoustic wave), 열전식, 기계 열전도식 등 다양한 방식이 있다. 예를들어, 접촉 연소식은 연소열에 의한 저항 변화를 감지하는 방식으로서, 산소가 있는 환경에서만 수소의 검출이 가능하다.
The
제어부(230)는, 수소 센서(250)로부터 수소량 검출값을 수신하면, 기준 범위와 비교하고, 수소량 검출값이 기준 범위의 상한값을 초과하면 동작하고 있는 전해조 그룹(221) 또는 전해조 그룹(223)을 정지시키고, 기준 범위의 하한값 아래이면 동작하고 있는 전해조 그룹(221) 또는 전해조 그룹(223)에 전압이나 전류를 더 인가한다. 이러한 제어를 통해, 사우나 부스(100) 내의 수소량을 최적으로 유지할 수 있다.
When the
도 5는 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제3 실시예를 도시하고 있다.5 shows a third embodiment of the hydrogen supply apparatus according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(230)는, 수위 센서(HS1~HS4)로부터 수신하는 전해조 수위값에 따라, 수조(210)와 전해조 그룹(221,223) 사이의 물 공급 밸브(WV1,WV2)의 제어하여 수조(210)의 물을 전해조 그룹(221,223)으로 공급할 수 있다. As shown in FIG. 5, the
수위 센서(HS1~HS4)는 전해조(221a,221b,223a,223b) 내에 설치된다. 전해조(221a,221b,223a,223b) 내의 물은 전기 분해나 외부 배출로 인해 줄기 때문에, 외부로부터 전해조(221a,221b,223a,223b)로 물을 공급할 필요가 있다. 전해조(221a,221b,223a,223b) 내의 물이 적정하게 유지되지 못하면, 원하는 만큼의 수소를 생성할 수 없다.The water level sensors HS1 to HS4 are installed in the
수위 센서(HS1~HS4)는 정전 용량식, 차압식, 플로트식(float level switch) 등의 다양한 방식이 있다. 예를들어, 플로트식은 전해조 내의 플로트가 상하로 운동함에 따라 접점 신호를 출력한다.The water level sensors HS1 to HS4 have various methods such as capacitive, differential pressure, and float level switches. For example, the float type outputs a contact signal as the float in the electrolytic cell moves up and down.
제어부(230)는, 수위 센서(HS1~HS4)의 수위값에 기초하여 전해조(221a,221b,223a,223b) 내의 수위가 적정 수위에 있지 않은 것으로 판단하면, 해당 전해조 그룹에 대응하는 물 공급 밸브를 열어 수조(210)로부터 해당 전해조 그룹으로 물이 공급되게 하며, 수신하는 수위값으로부터 적정 수위에 이른 것으로 판단하면 해당 물 공급 밸브를 폐쇄한다. If the
도 5에서는 물 공급 밸브(WV1,WV2)를 수조(210)와 전해조 그룹(221,223) 사이에 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 물 공급 밸브를 수조(210)와 전해조(221a,221b,223a,223b) 사이에, 즉 각 전해조마다 물 공급 밸브를 구비할 경우에는 제어부는 각 전해조의 수위를 개별적으로 제어할 수 있다.
In FIG. 5, the water supply valves WV1 and WV2 are provided between the
도 6은 본 발명에 따른 수소 공급 장치의 제4 실시예를 도시하고 있다.6 shows a fourth embodiment of the hydrogen supply apparatus according to the present invention.
도 6에 도시한 바와 같이, 수소 공급 장치(200'")는 수소를 사우나 부스(100) 내에 고르게 퍼트리는 송풍기(260)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the
송풍기(260)는 모터, 팬 등으로 구성되며, 외부로부터 전원이 공급된 상태에서 제어부(230)로부터 동작 명령을 수신하면 모터와 팬을 가동한다. The blower 260 includes a motor, a fan, and the like, and operates the motor and the fan when an operation command is received from the
송풍기(260)는 일방향 통과 밸브(HV1,HV2)의 후단에 연결되며, 송풍기(260)에서 뿜어나오는 바람은 일방향 통과 밸브(HV1,HV2)에 의해 전해조 그룹(221,223) 방향으로 차단되고 사우나 부스(100) 방향으로만 이동한다.
The blower 260 is connected to the rear ends of the one-way passage valves HV1 and HV2, and the wind emitted from the blower 260 is blocked by the one-way passage valves HV1 and HV2 in the direction of the
이상 본 발명을 여러 실시예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 위 실시예에 기초하여 본 발명의 기술사상을 다양하게 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 그러한 변형이나 수정은 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
Although the present invention has been described based on various embodiments, it is intended to exemplify the present invention. Those skilled in the art will recognize that the technical idea of the present invention can be variously modified or modified based on the above embodiments. However, such variations and modifications may be construed to be included in the following claims.
100 : 사우나 부스 200 : 수소 공급 장치
210 : 수조 221,223 : 전해조 그룹
230 : 제어부 240 : 케이스
250 : 수소 센서 260 : 송풍기
300 : 수분 제거부 310 : 확장 공간부
312 : 수분 거름막 320 : 보조 수조
RV : 보조 수조 밸브 WV1,WV2 : 물 공급 밸브
EV1,EV2 : 물 배출 밸브 HV1,HV2 : 일방향 통과 밸브
HS1~HS4 : 수위 센서100: sauna booth 200: hydrogen supply device
210: tank 221,223: electrolyzer group
230: control unit 240: case
250: hydrogen sensor 260: blower
300: water removal portion 310: expansion space portion
312: water filter 320: auxiliary tank
RV: Auxiliary Water Tank Valve WV1, WV2: Water Supply Valve
EV1, EV2: Water discharge valve HV1, HV2: One-way pass valve
HS1 ~ HS4: Water Level Sensor
Claims (7)
물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하고, 2개 이상의 그룹으로 구성되며, 각 그룹은 2개 이상의 전해조를 포함하고, 각 그룹에 포함되는 2개 이상의 전해조는 동시에 제어되는, 다수의 전해조;
상기 다수의 전해조에서 생성된 수소를 이동시키는 튜브부;
상기 튜브부에 구비되며, 수소와 함께 이동하는 수분을 제거하는 수분 제거부;
상기 다수의 전해조의 각 그룹을 교대로 동작시키며, 수소 센서로부터 수신하는 수소량 검출값에 따라 상기 다수의 전해조의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 공급 장치.In the hydrogen supply device for supplying hydrogen,
Electrolyzing water to produce hydrogen and oxygen, the group consisting of two or more groups, each group comprising two or more electrolyzers, the two or more electrolyzers included in each group being controlled simultaneously;
A tube unit for moving hydrogen generated in the plurality of electrolyzers;
A water removal unit provided in the tube unit and removing water moving with hydrogen;
And a control unit for alternately operating each group of the plurality of electrolyzers, and controlling the operation of the plurality of electrolyzers in accordance with the detected amount of hydrogen received from a hydrogen sensor.
상기 튜브부의 내부에 확장 형성되는 확장 공간부인, 수소 공급 장치.The method of claim 1, wherein the water removing unit
A hydrogen supply device which is an expansion space portion formed to be expanded in the tube portion.
상기 튜브부에 구비되는 수분 분리막인, 수소 공급 장치.The method of claim 1, wherein the water removing unit
Hydrogen supply device, which is a water separation membrane provided in the tube portion.
상기 수분 제거부에 연결되는 보조 수조;
상기 보조 수조에 연결되어 상기 보조 수조를 선택적으로 개폐하는 보조 수조 밸브를 포함하는, 수소 공급 장치.The method according to claim 2 or 3,
An auxiliary water tank connected to the water removing unit;
And an auxiliary water tank valve connected to the auxiliary water tank to selectively open and close the auxiliary water tank.
상기 다수의 전해조에 각각 연결되는 다수의 수소 배출 튜브;
상기 다수의 수소 배출 튜브에 연결되는 수소 공급 튜브;
상기 수소 배출 튜브에 설치되며, 상기 수소 공급 튜브 방향으로만 수소를 이동시키는 일방향 통과 밸브를 포함하는, 수소 공급 장치.The method of claim 1, wherein the tube portion
A plurality of hydrogen discharge tubes respectively connected to the plurality of electrolyzers;
A hydrogen supply tube connected to the plurality of hydrogen discharge tubes;
And a one-way valve installed in the hydrogen discharge tube and configured to move hydrogen only toward the hydrogen supply tube.
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