KR101504259B1 - 수소수의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 물속에 수소를 미세한 기포상태로 풍부하게 존속(용존)시켜 마시면 체내의 활성산소를 제거하는 등 인체에 유용한 수소수를 지속적으로 공급할 수 있도록 하는 수소수의 제조장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명 수소수의 제조장치는, 유입구(11)와 산소의 배출구(12) 및 내부에 설치되어 유입구를 개폐하는 플로트(13)를 구비하는 제1수조(10)와, 상기 제1수조에 결합설치되며 배기구(21')가 구비된 기통(21)과 상기 기통의 개방된 상단을 봉해주게 장착되는 경막부재(22) 및 상기 경막부재의 상·하면에 밀착하게 설치되는 상·하전극부재(23)(23')를 구비하는 수소생성기(20)와, 급수구(31)와 토출구(32) 수소수의 입수구(33)와 인출구(34) 및 내부에 설치되는 전자식 플로트(35)를 구비하는 제2수조(30)와, 흡입구는 상기 토출구과 흡입관(41)으로 연결하고 상기 흡입관에는 배기구를 배기관(21")으로 연결하여 상기 수소생성기에 의해 생성된 수소와 제2수조에 수용된 물(수소수)을 함께 펌핑하는 펌프(40)와, 전단은 상기 펌프의 토출구와 연결되고 후단은 상기 입수구와 압송관(51)으로 연결되는 수소혼합기(50) 및 물의 공급과 수소생성기와 펌프의 작동을 제어하는 자동제어기(60)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

수소수의 제조장치{Production device for hydrogen water}

본 발명은 수소수의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물속에 수소를 미세한 기포상태로 풍부하게 존속(용존)시켜 마시면 체내의 활성산소를 제거하는 등 인체에 유용한 수소수를 지속적으로 공급할 수 있도록 하는 수소수의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 호흡을 하여 체내로 흡입된 산소는 산화과정에 이용되면서 일부는 여러 대사과정에서 생성되어 생체조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 활성산소로 변하여 산화작용을 일으키므로 세포막이나 DNA는 물론 그 외의 세포 구조가 손상되거나 기능을 잃게 되었고, 체내의 여러 아미노산을 산화시켜 단백질의 기능 저하와 핵산을 손상시켜 핵산 염기의 변형과 유리·결합의 절단·당의 산화분해 등을 일으켜 돌연변이나 암의 원인이 되거나 생리적 기능을 저하시켜 당뇨병·뇌졸중·심근경색증·간염·신장염·아토피·파킨슨병, 자외선과 방사선에 의한 질병과 노화의 원인이 되기도 하는 등 현대인의 질병 중 약 90%가 활성산소와 관련이 있다고 알려져 있다.

이러한 활성산소를 없애기 위해서 비타민E·비타민C·요산·빌리루빈·글루타티온·카로틴 등과 같은 항산화물을 섭취하기도 하였으나, 이러한 항산화물은 자연적인 방법으로 섭취하는 것이 더욱 큰 효과가 있기 때문에 이를 위해 물속에 수소를 존속시켜 마실 수 있도록 하는 수소수의 제조장치(10-1076631)가 제공되기도 하였다.

그런데, 이러한 종래의 수소수의 제조장치는 원수를 정수처리 하는 정수부와, 상기 정수부에서 정수 된 물에 수소를 발생시킬 수 있는 수소발생수단과, 상기 수소발생수단에 의해 발생한 수소를 혼합시켜서 수소수를 생성시키는 수소수발생부와, 상기 정수부에서 정수 된 물을 연수화시키기 위한 양이온교환수지와, 상기 양이온교환수지를 거친 물의 이물질을 제거하기 위한 최종필터와, 상기 최종필터를 거친 물속에 포함된 존속산소 또는 이산화탄소를 포함하는 기체류를 제거하기 위한 탈기장치와, 상기 탈기장치를 거친 물과 상기 수소발생수단에서 발생한 수소를 혼합시키기 위한 제1이젝터 및 상기 제1이젝터를 거친 물의 후단에 위치하는 라인믹서를 포함하여 구성되어 원수를 정수한 후 전기분해를 하여 수소를 발생시키거나 마그네슘과 같은 금속염을 물에 녹여 수소를 발생시키거나 봄베(압력용기)에 충진된 수소를 정수 된 물에 용해시켜 먹는 물, 음료, 의료, 농업 및 산업용으로 사용될 수 있는 수소수를 제조하는 것이므로, 전체적으로 구조가 매우 복잡하고 대용량이기 때문에 설치장소에 제약이 따르며 설치비용이 많이 들게 되고 유지관리도 매우 어려운 문제점들이 있는 것임은 물론 이러한 점들에 의해 일반가정에서 사용하기에는 부적합한 문제점도 있었다.

본 발명은 종래의 이러한 점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 저렴한 비용으로 장소에 구애됨이 없이 일반가정에서도 누구나 간편·용이하게 설치하여 수소가 미세한 기포상태로 풍부하게 존속하는 수소수를 수시로 마실 수 있도록 지속적으로 공급하는 수소수의 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 정수필터와, 상기 정수필터에 의해 정수 된 물을 수용하는 제1수조와, 상기 제1수조에 부설되는 수소생성기와, 상기 정수필터에 의해 정수 된 물과 수소생성기에 의해 생성되는 수소를 혼합시켜 되는 수소수를 수용하는 제2수조와, 상기 수소생성기에 의해 생성되는 수소와 제2수조에 수용된 물(수소수)을 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 함께 유입되는 물(수소수)에 수소가 미세한 기포상태로 혼합되게 하여 만들어지는 수소수를 제2수조에 공급하는 수소혼합기 및 자동제어기를 포함하여 구성되어 구조가 간단하고 유지관리도 매우 간편·용이하며 인체에 유용한 수소가 미세한 기포상태로 풍부하게 존속하는 수소수를 항상 마실 수 있도록 공급하는 것을 특징으로 한 수소수의 제조장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 수소수의 제조장치는, 누구나 장소에 구애됨이 없이 간단하게 설치하여 인체에 유용한 수소가 미세한 기포상태로 풍부하게 존속하는 수소수를 수시로 마실 수 있도록 지속적으로 공급하는 특징이 있으며, 그 구조가 매우 간단하고 유지관리도 간편·용이함은 물론 구입비용이 적게 드는 등의 경제적인 효과도 얻게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 수소수의 제조장치를 개략적으로 보인 구성도
도 2는 도 1에서 수소생성기를 발췌 확대하여 보인 종 단면도

이하, 본 발명에 따른 수소수의 제조장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수소수의 제조장치를 개략적으로 보인 구성도이다.

도 1에서와 같이 본 발명 수소수의 제조장치는, 정수 된 물을 수용하는 제1수조(10)와, 상기 제1수조에 부설되는 수소생성기(20)와, 정수 된 물을 수용하는 제2수조(30)와, 상기 수소생성기에 의해 생성된 수소와 제2수조에 수용된 물을 펌핑하는 펌프(40)와, 상기 펌프에 의해 압송되는 제2수조 내부에 수용된 물(수소수)과 상기 수소생성기에 의해 생성된 수소를 혼합시켜 수소가 미세한 기포상태로 풍부히 존속하게 만들어지는 수소수를 제2수조로 공급하는 수소혼합기(50) 및 자동제어기(60)를 포함하여 구성된다.

제1수조(10)는, 정수 된 물이 유입되는 유입구(11)와, 수소생성기(20)에 의해 전기분해되어 생성되는 수소와 산소 중 산소의 배출구(12) 및 내부에 설치되며 유입되는 물의 수위에 의해 동작하여 상기 유입구를 개폐하는 기계식 플로트(13)를 구비하여 된다.

이러한 제1수조(10)에 수용되는 정수 된 물은 수도꼭지에 연결하여 사용하는 일반적인 정수기(1)의 배수구에 유입구(11)를 급수관(14)으로 연결하여 공급하며, 상기 급수관에는 전자밸브(15)를 부설하여 급수제어와 역류를 방지토록 한다.

그리고, 제1수조(10)의 하면에 구비되는 설치구(10a)에는 수소생성기(20)를 결합설치한다,

수소생성기(20)는 수용된 물을 전기분해하여 생성되는 산소와 수소 중 수소는 산소와 분리되어 수소혼합기(50)로 이동되게 하며, 산소는 수면 위로 상승하여 체크밸브(16)가 부설된 배출구(12)를 통해 실내로 배출되어 산소를 공급하게 된다.

도 2는 도 1에서 수소생성기를 발췌 확대하여 보인 종 단면도이다.

도 2에서와 같이 수소생성기(20)는, 기통(21)과 경막부재(22) 및 상·하전극부재(23)(23')를 구비하여 된다.

기통(21)은 개방된 상부를 제1수조(10)의 하면에 형성된 설치구(10a)에 누수가 방지되게 결합설치되며, 하면에는 배기구(21')가 형성된다.

경막부재(22)는 물은 통과하지 않고 전기분해로 생성되는 수소만 통과하도록 실리콘 등으로 형성되며, 상·하전극부재(23)(23')의 사이에 개재되게 기통(21)의 개방된 상단부에 장착되어 제1수조(10)에 저장된 물이 상기 기통의 내부로 유입되지 않도록 차단하는 작용도 한다.

상·하전극부재(23)(23')는 망 눈이 비교적 조밀한 판 형태로 되며, 각각의 전극단자(23a)(23b)에 의해 DC 3.5V~4V의 양극과 음극이 공급된다.

이와 같은 경막부재(22)와 상·하전극부재(23)(23')는, 각각의 외주부분을 기통(21)의 상단에 형성된 플랜지부(211)와 설치구(10a)에 나사 체결하는 링 형태의 플랜지(212)들 사이에 절연패킹(21a)(21b)(21c)에 의해 서로 격리되게 개재시키고 상기 플랜지부와 플랜지에 일정간격으로 볼트와 너트를 체결하여 상기 기통의 상단부에 가로지르게 고정설치된다.

이렇게 하면, 각각의 외주부분들 사이에 개재되는 절연패킹(21a)~(21c)에 의해 경막부재(22)와 상·하전극부재(23)(23')의 외주부분과 플랜지부(211)와 플랜지(212)들 사이를 통한 누수는 물론 상기 상·하전극부재에 각각 공급되는 양극과 음극이 누전되는 현상도 발생하지 않게 된다.

이러한 상·하전극부재(23)(23')에 양극과 음극이 각각 공급되면 제1수조(10)에 수용된 물이 전기분해되어 산소와 수소가 생성되며, 이때 양극에서 발생하는 산소는 상기 제1수조의 내부에서 수면 위로 상승하여 배출구(12)를 통해 실내로 배출되고, 음극에서 발생하는 수소는 기통(21)의 내부로 유입되어 배기구(21')를 통해 수소혼합기(50)로 보내지게 된다.

그리고, 전기분해로 인해 제1수조(10)의 수위가 낮아지는 만큼 플로트(13)가 하강하기 때문에 적정수위 아래로 내려가면 유입구(11)가 열려서 정수 된 물이 유입되며, 이에 따라 수위가 상승하여 정해진 높이 도달하면 상기 플로트가 상승하여 유입구를 닫아주므로 항상 정해진 수위가 유지된다.

제2수조(30)는, 정수 된 물이 급수되는 급수구(31)와, 펌프(40)에 연결되는 토출구(32)와, 수소혼합기(50)에 연결되는 입수구(33)와, 수용된 수소수를 인출하는 인출구(34) 및 내부에 설치되어 수위를 감지하는 전자식 플로트(35)를 구비하여 된다.

급수구(31)에는, 정수기(1)의 배수구와 유입구(11)를 연결하는 급수관(14)을 연합하여 정수 된 물이 제1수조(10)와 함께 제2수조(30)에도 급수되게 한다.

토출구(32)는 흡입관(41)으로 펌프(40)의 흡입구와 연결되고, 상기 흡입관에는 수소생성기(20)의 배기구(21')가 배기관(21")으로 연결되며, 상기 배기관에는 체크밸브(16a)를 부설하여 수소와 상기 흡입관을 통과하는 물(수소수)이 수소생성기로 역류하지 않도록 한다.

그리고, 수소혼합기(50)의 내부에는 중공사막필터가 장착되며, 전단의 입구는 펌프(40)의 토출구와 토출관(42)으로 연결되고, 후단의 출구는 제2수조(30)의 입수구(33)와 압송관(51)으로 연결된다.

따라서 펌프(40)가 작동하면, 수소생성기(20)에 의해 생성된 수소와 제2수조(30)에 수용되어 있는 물(수소수)이 함께 펌핑되어 배기관(21")과 흡입관(41)을 거쳐 수소혼합기(50)의 전단 입구로 유입된 후 내부에 장착되어 있는 중공사막필터를 통과하는 과정에서 이물질이 있으면 걸러지면서 수소가 물(수소수)에 미세한 기포상태로 골고루 풍부하게 혼합되어 후단의 출구에 연결된 압송관(51)을 거쳐 입수구(33)를 통해 제2수조(30)로 입수된다.

이렇게 입수구(33)로 입수되는 수소수는, 펌프(40)의 압력에 의해 제2수조(30)에 수용되어 있는 수소수에 분출되기 때문에 이 과정에서 소용돌이가 발생하게 되므로 입수되는 수소수는 상기 제2수조에 수용되어 있는 물(수소수)과 신속하고도 원활하게 혼합되어 전체를 미세한 기포상태의 수소가 풍부하게 존속하는 양질의 수소수로 만들어 준다.

한편, 압송관(51)에는 체크밸브(16b)를 부설하여 압송되는 수소수가 역류하는 것을 방지토록 한다.

아울러, 압송관(51)의 지름은 토출관(42)의 지름보다 작게 하는 것이 바람직하다.

이렇게 하면, 그 지름의 차이에 비례하여 압송되는 수소수의 이동속도와 압력이 증가하기 때문에 수소수가 제2수조(30)에 수용되어 있는 수소수에 입수되는 과정에서 강한 소용돌이를 발생시키게 되므로 더욱 신속하고도 원활하게 서로 혼합된다.

이와 같이 만들어져 제2수조(30)에 수용되는 수소수의 수위와 제1수조(10)에 수용되는 물의 수위가 미리 정해진 최대수위에 이르게 되면, 자동제어기(60)의 제어로 전자밸브(15)는 닫히고 수소생성기(20)와 펌프(40)의 작동이 정지되어 물의 공급과 수소수의 제조동작이 중단된다.

이러한 상태에서 인출구(34)에 부설된 급수밸브(36)를 열어서 수소수를 인출하면 제2수조(30)에 수용되어 있는 수소수의 수위가 낮아지므로 전자식 플로트(35)가 하강하게 되는데, 그 수위가 미리 정해진 최저수위에 도달하면 상기 전자식 플로트에서 감지된 신호가 자동제어기(60)에 입력된다.

이렇게 신호가 입력되면, 자동제어기(60)의 제어로 전자밸브(15)가 열려서 정수 된 물이 제2수조(30)에 공급되도록 함과 동시에 수소생성기(20)와 펌프(40)를 작동시켜 수소수의 제조동작을 진행시키고, 상기 제2수조의 수위가 최대에 도달하여 전자식 플로트(35)에 수위가 감지되면 제조동작을 중단시킨다.

이에 따라, 사용자는 인체에 유용한 수소수를 언제라도 간단히 인출하여 마시는 것은 물론 다른 필요한 용도로도 사용할 수 있게 되는 것이다.

한편, 자동제어기(60)는 제2수조(30)에서 수소수를 인출하여 최저수위가 되었을 때에만 수소수의 제조동작을 진행시키는 것이 아니라 수소수의 수위가 적정상태를 유지하고 있는 상태에서도 일정시간이 지나면 수소수의 제조동작을 진행시키게 된다.

이렇게 하는 것은, 수소수에 미세한 기포상태로 혼합되어 있는 수소가 일정시간이 지나면 녹아(용존)서 잔존량이 현저히 줄어들게 됨에 따라 그 효능이 저하되는 현상이 발생하기 때문에 이를 방지하기 위한 것으로서 대략 20분 간격으로 수소생성기(20)와 펌프(40)를 작동시켜 주는 것이 바람직하다.

물론, 이때 전자밸브(15)는 열어주지 않아도 되는 것이며, 제2수조(30)의 수위가 최저상태일 때만 열어주어도 정수 된 물은 제1수조(10)의 기계식 플로트(13)가 하강하여 유입구(11)가 열려 있으면 상기 제1수조에도 동시에 급수된다.

그리고, 제1수조(10)의 수위가 최대로 되어 유입구(11)가 닫히게 되어도 제2수조(30)의 수위가 최대에 도달하지 않으면 전자밸브(15)는 계속 열려있게 되므로 물은 상기 제2수조에만 공급된다.

이러한 작동에 의해, 제2수조(30)에서 수소수를 수시로 인출하여도 수소수는 지속적으로 만들어져서 수용되기 때문에 언제라도 인출하여 마시거나 다른 용도로도 사용할 수 있게 된다.

이와 같이 동작하는 본 발명에 따른 수소수의 제조장치는, 그 구조가 매우 간단하고 사용이 간편·용이함은 물론 누구나 저렴한 가격으로 구입하여 장소에 구애됨이 없이 설치하여 인체에 유용한 수소수를 제공하게 됨과 동시에 실내에 순수한 산소를 공급시켜 주는 등의 효과도 얻게 된다.

10 : 제1수조 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 기계식 플로트
14 : 급수관 15 : 전자밸브
20 : 수소생성기 21 : 기통
22 : 경막부재 23,23' 상·하전극부재
21' : 배기구 30 : 제2수조
31 : 급수구 32 : 토출구
33 : 입수구 34 : 인출구
35 : 전자식 플로트 40 : 펌프
50 : 수소혼합기 51 : 압송관
60 : 자동제어기

Claims (3)

1. 물의 유입구(11)와, 산소의 배출구(12) 및 내부에 설치되어 상기 유입구(11)를 개폐하는 플로트(13)를 구비하여 형성되는 제1수조(10)와;
   상기 제1수조(10)의 하면에 구비된 설치구에 개방된 상부를 누수가 방지되게 결합하여 설치되며, 하면에는 배기구(21')가 구비된 기통(21)과, 상기 기통(21)의 개방된 상부를 봉해주게 내부에 장착되는 경막부재(22) 및 상기 경막부재(22)의 상하면에 밀착하게 기통(21)의 내부에 설치되는 상·하전극부재(23)(23')를 구비하여 형성되는 수소생성기(20)와;
   물의 급수구(31)와 토출구(32), 수소수의 입수구(33)와 인출구(34) 및 내부에 설치되는 전자식 플로트(35)를 구비하여 형성되는 제2수조(30)와;
   흡입구는 상기 토출구(32)과 흡입관(41)으로 연결하고, 상기 흡입관(41)에는 배기구(21')를 배기관(21")으로 연결하며, 상기 수소생성기(20)에 의해 생성된 수소와 제2수조(30)에 수용된 물(수소수)을 함께 펌핑하는 펌프(40)와;
   전단의 입구는 상기 펌프(40)의 토출구와 연결되고 후단의 출구는 상기 입수구(33)와 압송관(51)으로 연결되게 설치되는 수소혼합기(50);
   물의 공급과 상기 수소생성기(20)와 펌프(40)의 작동을 제어하는 자동제어기(60);
   상기 유입구(11)와 급수구(31)에 물을 동시에 공급하게 연결설치되는 급수관(14);
   상기 급수관(14)에 부설되며, 상기 자동제어기(60)의 제어로 여닫히는 전자밸브(15)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수의 제조장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 상·하전극부재(23)(23')는, 망 눈이 조밀한 판 형태로 되며;
   상기 수소혼합기(50)의 내부에는 중공사막필터를 장착하고, 상기 압송관(51)의 지름은 흡입관(41)의 지름보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 수소수의 제조장치.

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