KR101692319B1

KR101692319B1 - 수소발생 온수매트

Info

Publication number: KR101692319B1
Application number: KR1020160027501A
Authority: KR
Inventors: 안정호; 이현자; 임철민
Original assignee: 안정호
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-01-03

Abstract

본 발명은 사용자에게 수소 공급이 가능한 수소발생 온수매트에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 온수매트로서, 온수를 생성하는 온수생성부를 포함하는 보일러유닛과; 상기 보일러유닛에서 생성된 온수가 공급되어 순환하는 온수순환관이 내설 또는 안착되는 매트부;를 포함하고, 상기 보일러유닛은 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 수소발생부를 포함하고, 상기 매트부는 상기 수소발생부에서 생성된 수소를 상기 매트부로 공급하는 수소공급관과, 상기 수소공급관에서 공급된 수소가 상기 매트부를 투과하여 공급되도록 하는 수소분출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트에 관한 것이다.

Description

수소발생 온수매트{MAT HEATED BY HOT WATER FOR GENERATING HYDROGEN GAS}

본 발명은 수소발생 온수매트에 관한 것으로서, 사용자에게 수소 공급이 가능한 수소발생 온수매트에 관한 것이다.

최근, 수소의 인체 질병 치료효과가 주목받고 있다. 특히, 이러한 수소의 질병 치료 효과는 수소가스가 활성산소(reactive oxygen species; ROS)를 아주 효과적으로 제거하는 항산화 작용 때문이다. 활성산소는 내인성 독성물질(endogenous toxin), 즉 인체에서 생성되어 세포 및 조직에 손상을 주어 각종 질환을 유발하는 물질이다. 현재 인체를 괴롭히는 거의 모든 질환, 즉, 노화, 발암, 심근경색, 고혈압, 동맥경화, 당뇨병 등의 대사질환, 뇌경색 또는 뇌졸증, 파킨슨병, 알쯔하이머병, 백내장 및 방사선에 의한 조직 손상 등의 발병에 활성산소가 관여하고 있음이 알려져 있다.

활성산소에 대해 수소가스는 기존의 항산화제와는 달리 세포막을 쉽게 통과하기 때문에 인체의 모든 장기에 쉽게 고루 분포되고, 활성산소 중 독성이 강한 하이드록실 라디칼을 특이적으로 제거하기 때문에 활성산소 유해작용을 아주 효과적으로 줄일 수 있는 것으로 밝혀졌다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2015-0092868호에 개시된 바와 같은 종래기술에 따른 온수매트는 최근 전자파가 적어 각광받는 침구류 중 하나로서, 종래기술에 따른 온수매트는 일반적으로 보일러에서 온수를 생성하여 매트에 내설된 온수파이프에 온수를 순환시키는 방식으로 작동한다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 온수매트는 온수만을 공급하도록 구성되어 있으나, 최근 온수매트의 개발동향은 사용자의 건강증진을 위한 다기능 부품 및 다목적 부품이 부가되는 추세이다. 특히, 종래기술에 따른 온수매트에는 활성산소에 대한 항산화작용을 하는 수소를 사용자에게 공급할 수 있는 기능 및 구조가 전혀 구비되어 있지 않아, 수면 중 사용자에게 온기 뿐만 아니라 수소가스까지 공급할 수 있는 온수매트에 대한 개발필요성이 제기되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하는 수소발생 온수매트를 제공하는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 사용자에게 전자파 없이 온기를 제공할 뿐만 아니라, 수면 중에 사용자에게 수소가스를 공급할 수 있는 수소발생 온수매트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 수소 공급시 온수매트에 습기가 발생하지 않도록 하는 수소발생 온수매트를 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 온수매트로서, 온수를 생성하는 온수생성부를 포함하는 보일러유닛과; 상기 보일러유닛에서 생성된 온수가 공급되어 순환하는 온수순환관이 내설 또는 안착되는 매트부;를 포함하고, 상기 보일러유닛은 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 수소발생부를 포함하고, 상기 매트부는 상기 수소발생부에서 생성된 수소를 상기 매트부로 공급하는 수소공급관과, 상기 수소공급관에서 공급된 수소가 상기 매트부를 투과하여 공급되도록 하는 수소분출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트를 제공할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 보일러유닛은 내부에 수용공간을 형성하는 하우징부를 포함하고, 상기 수소발생부는 상기 하우징부에 탈착가능하게 결합 및 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소발생부는, 물을 저장하는 수소용 물저장부와, 상기 수소용 물저장부에 일부 또는 전체가 침지되어 상기 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소발생용 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소발생부는, 상기 수소용 물저장부의 수면에 부유하도록 구성되는 부력부재를 포함하고, 상기 수소발생용 전극은 상기 수소발생용 전극의 길이방향이 상기 부력부재의 수평방향과 평행하도록 상기 부력부재의 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 부력부재는, 상기 부력부재의 두께방향으로 관통 형성되는 복수 개의 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소발생용 전극은, 상기 부력부재의 하부에서 상기 부력부재의 전후방향으로 반복되는 지그재그 형상을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 부력부재는, 상기 부력부재 및 상기 수소발생용 전극에 진동을 가하는 진동발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 보일러유닛은 내부에 상기 수소발생부와 상기 수소공급관을 연결하는 수소운송관을 포함하고, 상기 수소운송관의 중간에는, 상기 수소발생부에서 운송되는 수소함유가스에서 습기를 제거하는 제습부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 보일러유닛은 내부에 상기 수소발생부와 상기 수소공급관을 연결하는 수소운송관과, 온수 생성을 위한 온수용 물저장부를 포함하고, 상기 수소운송관은, 중간에 구비되는 삼방밸브와, 상기 삼방밸브에서 상기 온수용 물저장부의 하부로 분기되는 분기관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 매트부는 수평면을 기준으로, 인체의 머리의 위치에 대응되는 머리구간, 상기 머리구간보다 아래에 위치되고 인체의 가슴의 위치에 대응되는 흉부구간, 그리고 상기 흉부구간보다 아래에 위치하고 인체의 허리 및 다리의 위치에 대응되는 하체구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소분출부는, 상기 머리구간에서 상기 매트부의 좌우 측면 근처까지 길게 배치되는 제1 수소분출부와, 상기 머리구간에서 상기 하체구간까지 위아래로 길게 배치되는 제2 수소분출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소분출부는, 상기 머리구간에서 사용자의 머리를 기준으로 좌우에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 수소분출부는 상기 머리구간에서 좌우로 길게 배치되는 제1 수소분출부와, 상기 하체구간에서 좌우로 길게 배치되는 제2 수소분출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제의 해결수단에 의하면, 본 발명은 사용자에게 전자파 없이 온기를 제공할 뿐만 아니라, 수면 중에 사용자에게 수소가스를 공급할 수 있어, 온수매트 사용자가 수면 중에 수소가스를 흡입할 수 있도록 하거나 또는 사용자의 인체에 수소가스가 접촉하도록 함으로써, 사용자의 인체 내에서 수소가스에 의한 활성산소 제거효과 및 사용자의 피부에서 수소가스에 의한 활성산소 제거효과를 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 보일러유닛의 하우징부에서 수소발생부를 탈착가능하게 구성함으로써, 수소발생부의 전극의 교체를 용이하게 하고, 동시에 사용자가 수소발생부의 수소용 물저장부에 물공급과정을 용이하게 함으로써 사용자의 사용편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 보일러유닛의 하우징부에서 온수용 물저장부와 별도로 분리된 수소용 물저장부를 사용함으로써, 온수매트의 온수순환작동시 온수용 물저장부에 침전되는 침전물이 수소발생부의 수소발생을 방해하지 않도록 할 수 있어 수소발생효율이 온수용 물저장부의 침전물로 인해 저감되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 부력부재 및 수소발생용 전극을 부력부재의 하부에 배치시킴으로써, 수소발생용 전극이 항상 수소용 물저장부의 수면 아래에 침지되어 있을 수 있으므로 수소발생으로 인해 수소용 물저장부의 물높이가 낮아지더라도 수소발생용 전극이 항상 동일한 면적으로 침지되어 있어, 수소발생효율이 수면의 높낮이에 따라 변하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 수소용 물저장부의 물높이에 무관하게 수소발생효율을 항상 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 본 발명은 위와 같은 구성으로 인해, 수소발생용 전극이 항상 수소용 물저장부의 수면 가까이에 위치할 수 있으므로, 수소발생용 전극에서 발생한 수소가 수소발생용 전극에서 박리된 후 기포형태로 수면을 통과하는 경로가 매우 짧아 수소가 수소용 물저장부에 저장된 물에 다시 녹아 들어가는 것을 최소화할 수 있으므로, 수소발생효율을 향상시킬 수 있다(즉, 수소가 물로 다시 녹아들어가는 것을 최소화할 수 있다).

그리고, 본 발명은 부력부재에 복수 개의 관통홀을 구비함으로써, 수소발생용 전극에서 발생한 수소가스가 부력부재를 바로 관통하여 수소공급관으로 공급될 수 있다.

또한, 본 발명은 부력부재에 진동발생부를 구비함으로써, 수소발생용 전극의 표면에서 생성된 수소가스를 수소발생용 전극의 표면에서 쉽게 박리될 수 있도록 할 수 있으므로, 이미 생성된 수소가스는 신속하게 수소공급관으로 공급하고 수소발생용 전극의 표면에 새로운 수소가 발생할 수 있도록 하여 수소발생효율을 상당히 향상시킬 수 있다. 이는, 이미 생성된 수소가스가 수소발생용 전극의 표면에 부착되어 체류하는 시간이 길어질수록 새로운 수소가스가 발생할 전극의 표면적이 작아지기 때문이다.

또한, 본 발명은 수소운송관의 중간에 제습부를 구비함으로써, 수소가스 발생과정에서의 발열로 인해 수소용 물저장부의 수증기가 수소가스와 함께 수소공급관으로 공급되는 것을 방지할 수 있으므로, 수소 공급시 온수매트에 습기가 발생하지 않도록 하여 온수매트에 곰팡이 등의 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수매트에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 보 발명의 일 실시예에 따른 보일러유닛의 개략적인 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 수소발생부에 대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 매트부에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 매트부에 대한 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 매트부에 대한 개략적인 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

참고로, 이하에서 표현할 상류 또는 상류방향 또는 상류부분 그리고 하류 또는 하류방향 또는 하류부분이라는 표현은 수소 또는 수소가스의 유동 또는 온수의 유동 방향을 기준으로 하고, 보일러유닛에서는 상부 또는 하부는 보일러유닛의 상하 높이를 기준으로 하며, 매트부에서는 상부 또는 하부는 매트부에 사용자가 누울 경우 사용자의 인체의 부위를 기준으로 하기도 하고 매트부의 두께방향을 기준으로 하기도 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소발생 온수매트(1000)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 보 발명의 일 실시예에 따른 보일러유닛(400)의 개략적인 작동상태를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 수소발생부(600)에 대한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 매트부(100)에 대한 개략적인 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 매트부(100)에 대한 개략적인 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 매트부(100)에 대한 개략적인 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소발생 온수매트(1000)는, 사용자가 누울 수 있고 사용자와 직접 접촉하는 매트부(100)와, 상기 매트부(100)에 온수 및/또는 수소가스를 공급하는 보일러유닛(400)을 포함한다.

도 1 및 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 매트부(100)는 상기 매트부(100)의 두께방향을 기준으로, 하부 외피층(120)과, 상부 외피층(110)과, 상기 하부 외피층(120)과 상기 상부 외피층(110) 사이에 위치하는 매트층(130)을 포함한다.

상기 하부 외피층(120)과 상기 상부 외피층(110)은 테두리부분이 실로 봉합되어 상기 매트층(130)을 수용하는 수용공간을 형성하며, 상기 매트층(130)은 상기 수용공간에서 삽입 및 분리가능하도록 상기 수용공간 내부에 배치된다.

상기 상부 외피층(110)은 사용자의 인체가 직접 접촉하는 면으로서 직물로 구성되고, 특히 상기 상부 외피층(110)은 수소가스가 투과가능한 재질 또는 직물구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 매트층(130)은 소정 두께를 가지고, 두께방향으로 일정 범위에서 탄성변형이 가능한 완충재로 구성될 수 있다. 상기 매트층(130)은 예를 들어 발포제로 구성될 수 있다.

상기 매트층(130)의 일면에는, 온수순환관(200) 및/또는 수소공급관(300) 및/또는 수소분출부(310)가 수용되어 안착되는 안착홈이 형성되어 있다. 즉, 상기 매트층(130)에는 온수순환관(200) 및/또는 수소공급관(300) 및/또는 수소분출부(310)가 내설 또는 안착되어 있다.

상기 온수순환관(200)은 상기 보일러유닛(400)에서 토출되는 온수를 매트부(100)로 공급하는 온수배출관(210)과, 상기 매트부(100)를 순환하여 다시 상기 보일러유닛(400)으로 유입되어 온수가 재가열되도록 하는 온수회수관(220)을 포함한다. 상기 온수배출관(210)과 상기 온수회수관(220)은 보일러유닛(400)과 함께 폐순환회로를 형성한다.

상기 수소공급관(300)은 상기 보일러유닛(400)에서 생성되어 공급된 수소가스가 매트부(100)의 일정위치로 공급하도록 구성되고, 상기 수소분출부(310)는 상기 수소공급관(300)의 적어도 하나 이상의 자유단 단부에 연통방식으로 연결되어 수소가스가 사용자에게 공급되도록 배치된다. 상기 수소분출부(310)는 수소가스가 외부로 나올 수 있도록 복수 개의 수소분출구(320)가 천공되어 있다. 즉, 상기 수소분출부(310)는 상기 수소공급관(300)에서 공급된 수소가 상기 매트부(100)를 투과하여 공급되도록 구성된다.

상기 수소공급관(300)과 상기 수소분출부(310)의 매트부(100)에서의 배치관계에 대해서는 이하에서 도면을 참고하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.

그리고, 상기 매트부(100)는 수평면을 기준으로, 사용자의 인체의 머리의 위치에 대응되는 머리구간, 상기 머리구간 보다 아래에 위치되고 사용자의 인체의 가슴의 위치에 대응되는 흉부구간, 그리고 상기 흉부구간 보다 아래에 위치하고 사용자의 인체의 허리 및 다리의 위치에 대응되는 하체구간을 포함한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 보일러유닛(400)은 내부에 수용공간을 형성하는 하우징부(410)와, 상기 하우징부(410)의 수용공간 일부에 형성되며 온수를 생성하는 온수생성부(500)와, 상기 하우징부(410)의 수용공간 중 다른 일부에 형성되며 물을 전기분해하여 수소가스를 생성하는 수소발생부(600)와, 상기 온수의 온도를 조절하는 온도조절모듈(미도시)과, 상기 온수의 온도를 감지하는 온도감지센서(미도시)와, 상기 수소발생 온수매트의 작동모드 및 상기 수소발생 온수매트에 포함되는 각종 부품을 제어하는 제어부(미도시)와, 상기 수소발생 온수매트의 작동모드에 따른 제어 알고리즘 및 기타 정보를 저장하는 메모리부(미도시)를 포함한다.

상기 보일러유닛(400)의 수용공간은 상부에 형성되는 상부 수용공간(415)과, 상기 상부 수용공간(415)의 하부에 구비되는 하부 수용공간(417)을 포함한다.

상기 상부 수용공간(415)에는 후술할 수소운송관(660) 및 제습부(665)가 내부에 수용된다.

상기 하부 수용공간(417)은 전방부분에 구비되며 온수가 순환하여 가열 및/또는 재가열되는 온수생성부(500)와, 후방부분에 구비되며 물을 전기분해하여 수소가스를 발생시키는 수소발생부(600)를 포함한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 온수생성부(500)는 상기 하우징부(410)의 하부 전방부분에 배치된다.

상기 온수생성부(500)는, 온수를 생성하기 위한 물이 저장되는 온수용 물저장부(510)와, 일단이 상기 온수용 물저장부(510)에 연통방식으로 연결되는 제1 관연결구(411)와, 일단이 상기 온수용 물저장부(510)에 연통방식으로 연결되는 제2 관연결구(412)와, 상기 온수용 물저장부(510)의 내부에 구비되고 전기에너지를 이용하여 열을 발생시켜 물을 가열하는 전열부(530)와, 상기 온수용 물저장부(510)에서 생성된 온수를 보일러유닛(400)에서 온수순환관(200)으로 강제유동시키는 펌프(520)를 포함한다.

상기 제1 관연결구(411)는 일단이 상기 온수용 물저장부(510)에 연결되고 펌프(520)의 토출구 쪽에 위치된다. 상기 제1 관연결구(411)의 타단은 온수배출관(210)에 연결된다.

상기 제2 관연결구(412)는 일단이 상기 온수용 물저장부(510)에 연결되고 펌프(520)에서부터 소정거리 이격되게 위치된다. 상기 제2 관연결구(412)의 타단은 온수회수관(220)에 연결된다.

즉, 온수생성부(500)는 온수용 물저장부(510)에서 전열부(530)를 통하여 물을 가열한 후 펌프(520)를 이용하여 온수용 물저장부(510)의 온수 또는 물을 제1 관연결구(411), 온수배출관(210), 온수회수관(220) 및 제2 관연결구(412)로 순환시키면서, 온수 또는 물을 가열 및/또는 재가열하여 매트부(100)에 온수를 공급한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 수소발생부(600)는 하우징부(410) 내부에서 하부 후방부분에 구비된다. 수소발생부(600)는 상기 하우징부(410)에 탈착가능하게 결합 및 수용되도록 구성되며, 수소발생부(600)는 수소가 발생함에 따라 수소용 물저장부(610)의 물의 부피가 줄어들어 수위가 내려간다.

구체적으로, 상기 수소발생부(600)는, 수소용 물저장부(610)와, 부력부재(620)와, 수소발생용 전극(630)을 포함한다.

상기 수소용 물저장부(610)는 온수용 물저장부(510)와 별개의 부품으로 구성되며, 이로 인해 수소용 물저장부(610)에는 수소가스를 생성하기 위한 물만이 저장되어 있다. 상기 수소용 물저장부(610)는 상기 하우징부(410)에 대해 전후방향으로 슬라이딩방식으로 탈착가능하게 구성되고, 상기 수소용 물저장부(610)의 상부에는 수소가스가 토출될 수 있도록 함과 동시에 물이 공급될 수 있도록 하는 토출구(611)가 구비된다.

상기 하우징부(410) 내부에서, 상기 수소용 물저장부(610)의 토출구의 상부에는, 역 깔떼기 형상의 수소가이드관(650)이 구비된다.

상기 수소가이드관(650)의 상부 단부에는, 수소 물저장부에서 발생된 수소가스를 수소공급관(300)에 공급되도록 수소운송관(660)이 연결된다. 상기 수소운송관(660)은 하우징부(410)의 상부 수용공간(415)에 배치된다.

상기 수소공급관(300)의 하류 단부에는, 제3 관연결구(413)가 연통방식으로 연결된다. 상기 제3 관연결구(413)는 하류 단부에서 수소공급관(300)에 연통방식으로 연결된다.

즉, 수소용 물저장부(610)에서 발생한 수소가스는, 수소용 물저장부(610), 수소가이드관(650), 수소운송관(660), 제3 관연결구(413) 및 수소공급관(300)을 거쳐 수소분출부(310)를 통하여 매트부(100)에서 사용자의 인체로 분출된다.

상기 부력부재(620)는 상기 수소용 물저장부(610)의 수면에 부유하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 부력부재(620)는 상기 수소용 물저장부(610)의 수면 전체를 거의 덮도록 수소용 물저장부(610)의 수면에 부유되어 배치된다. 상기 부력부재(620)는 예를 들어 발포제로 구성되거나, 또는 상기 부력부재(620)는 판형 플레이트로 구성되고, 상기 부력부재(620)의 테두리에 또는 하부에 별도의 부력체가 구비되는 구조로 구성될 수도 있다.

수소용 물저장부(610)에서 수소가스가 발생함에 따라 수소용 물저장부(610)의 수위가 내려가고, 수소용 물저장부(610)에 물이 공급된에 따라 수소용 물저장부(610)의 수위가 올라가며, 이렇게 상기 부력부재(620)는 수소용 물저장부(610)의 수위에 따라 상승 및 하강한다. 상기 부력부재(620)의 일측면에는, 수수용 물저장부의 수위를 사용자가 알 수 있도록 수위표시선(623)이 구비될 수 있다.

바람직하게는, 상기 부력부재(620)는 상기 부력부재(620)의 표면적에 걸쳐 균일하게 배치되는 복수 개의 관통홀(621)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(621)은 상기 부력부재(620)의 두께방향으로 관통 형성된다. 상기 관통홀(621)은 수소발생용 전극(630)의 표면에서 발생된 수소가스가 부력부재(620)를 관통하여 수소가이드관(650)으로 배출될 수 있도록 한다. 즉, 관통홀(621)로 인해 수소가스의 이동경로 길이를 단축할 수 있다.

상기 수소발생용 전극(630)은 상기 부력부재(620)의 하부에 배치된다. 구체적으로, 상기 수소발생용 전극(630)은 상기 부력부재(620)의 하부에서 복수 개의 고정용 와이어(631)에 의해 고정되고, 상기 수소발생용 전극(630)에 전원을 공급하기 위한 케이블은 부력부재의 상부에서 상기 수소용 물저장부의 수위변화에 충분히 긴 길이로 구비된다. 상기 고정용 와이어(631)는 절연소재로서 예를 들어 낚지줄과 유사한 소재로 구성될 수 있고, U자 형상으로 수소발생용 전극(630)을 안정적으로 부력부재(620)의 하부에 고정한다.

그리고, 상기 수소발생용 전극(630)은, 상기 수소발생용 전극(630)의 길이방향이 상기 부력부재(620)의 수평방향과 평행하도록 상기 부력부재(620)의 하부에 배치된다. 이로 인해, 수소발생용 전극(630)은 수소용 물저장부(610)의 수위에 무관하게 항상 물 속에 침지되어 있을 수 있고, 상기 수소발생용 전극(630)은 수소용 물저장부(610)의 수위에 무관하게 항상 수소용 물저장부(610)의 수면 가까이에 위치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수소발생용 전극(630)은 상기 부력부재(620)의 전후방향으로 반복되는 지그재그 형상으로 구성될 수 있다. 이로 인해, 수소발생용 전극(630)의 전극 표면적을 증대시킬 수 있으므로, 결과적으로 수소발생 표면적을 증대시킬 수 있어 수소발생효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 부력부재(620)의 상부에는, 상기 부력부재(620) 및 상기 수소발생용 전극(630)에 진동을 가하는 진동발생부(640)를 더 구비된다. 상기 진동발생부(640)는 상기 부력부재(620) 및 상기 수소발생용 전극(630)에 진동을 가함으로써, 수소발생용 전극(630)의 전극표면에 수소가스가 부착되어 체류하는 시간을 줄일 수 있어, 새로운 수소가 신속하게 생성될 수 있도록 할 수 있다.

상기 수소운송관(660)의 중간에는, 상기 수소발생부(600)에서 운송되는 수소함유가스에서 습기를 제거하는 제습부(665)가 구비된다. 상기 제습부(665)는 물리적 제습구조로 구성되거나, 또는 화학적 제습구조로 구성될 수 있다.

상기 제습부(665)가 화학적 제습구조로 구성되는 경우, 상기 제습부(665)는 상기 수소운송관(660)을 둘러싸도록 구성된다. 이때, 수소가스가 제습부(665)를 통과할 수 있도록 상기 제습부(665)의 내측면과 상기 수소운송관(660)의 외측면은 부직포 등의 기체투과성 소재로 구성되고, 상기 제습부(665)의 외측면은 PCV 등과 같이 기체불투과성 소재로 구성된다. 상기 제습부(665)의 내부에는 염화칼슘(CaCl₂) 등과 같은 제습제가 충진되어 있다.

상기 제습부(665)의 하부에는, 회수관(667)이 관통 연결되고, 상기 회수관(667)은 하부에서 온수용 물저장부(510)에 관통 연결된다. 즉, 제습부(665)에서 수소가스에 함유된 습기 또는 수분을 빨아들인 후, 회수관(667)을 통하여 온수용 물저장부(510)로 공급하여 재활용할 수 있다.

상기 수소운송관(660)은, 삼방밸브(661)와, 상기 삼방밸브(661)에서 상기 온수용 물저장부(510)의 하부로 분기되는 분기관(663)을 포함한다.

상기 삼방밸브(661)는, 수소발생부(600)에서 발생한 수소가스가 상기 수소운송관(660)을 따라 제3 관연결구(413)까지 공급되도록 하는 제1 작동상태 및 수소발생부(600)에서 발생한 수소가스가 제3 관연결구(413)가 아니라 분기관(663)을 통하여 온수용 물저장부(510)로 공급되도록 하는 제2 작동상태 중 하나의 작동상태로 선택적으로 작동하도록 구성된다.

상기 분기관(663)은 온수용 물저장부(510)의 하부까지 또는 펌프(520)의 유입구 근처까지 연장되도록 구비된다.

이렇게, 삼방밸브(661)와 분기관(663)을 포함함으로써, 사용자는 선택적으로 수소가스가 온수용 물저장부(510)에 공급될 수 있도록 할 수 있고, 이로 인해 온수의 수소농도를 고농도화할 수 있어 온수순환관(200)의 내부에 형성되는 스케일 등과 같은 물때가 고농도 수소 온수로 인해 용이하게 세정될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 삼방밸브(661)와 분기관(663)으로 인해, 수소발생부(600)에서 생성된 수소를 매트부(100)에(또는 사용자 인체에) 직접 공급하거나, 또는 온수순환관(200)에 세정용으로 공급할 수 있으므로 수소발생부(600)에서 발생된 수소가스의 활용도를 증대시킬 수 있다.

이하에서는, 사용자 인체에 수소가스를 효율적으로 공급할 수 있도록 수소공급관(300) 및/또는 수소분출부(310)의 배치에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 상기 수소공급관(300)은 상기 매트부(100)의 상부를 통하여 매트부(100)로 유입되고, 매트부(100)의 상하 중간라인을 따라 하체구간의 시작부분 근처까지 길게 연장된다. 여기서, 상기 수소분출부(310)는 상기 수소공급관(300) 중 머리구간에 좌우 횡으로 일부 배치되는 제1 수소분출부(310)와, 매트부(100)의 하체구간의 시작부분에 좌우 횡으로 일부 배치되는 제2 수소분출부(310)로 구성된다. 상기 제1 수소분출부(310)를 통해 사용자의 머리 및 호흡기에 수소가스가 직접 공급될 수 있고, 상기 제2 수소분출부(310)를 통해 상기 사용자의 허리 또는 손 등의 피부에 수소가 접촉할 수 있도록 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 상기 수소공급관(300)은 상기 매트부(100)의 상부를 통하여 매트부(100)로 유입된다. 여기서, 상기 수소분출부(310)는 상기 매트부(100)의 머리구간에서 상기 매트부(100)의 좌우 측면 근처까지 길게 배치되는 제1 수소분출부(310)와, 상기 머리구간에서 상기 하체구간까지 위아래로 길게 배치되는 제2 수소분출부(310)를 포함하도록 구성된다. 상기 제1 수소분출부(310)를 통해 사용자의 머리 및 호흡기에 보다 많은 양의 수소가스가 직접 공급될 수 있도록 할 수 있고, 상기 제2 수소분출부(310)를 통해 상기 사용자의 등부분, 허리부분 및 하체부분 등의 피부에 수소가 접촉할 수 있도록 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따르면, 상기 수소공급관(300)은 상기 매트부(100)의 상부를 통하여 매트부(100)로 유입된 후, 매트부(100)의 머리구간에서 좌우로 각각 분기되고, 일부는 하체구간의 시작부분까지 연장된다. 여기서, 상기 수소분출부(310)는, 매트부(100)가 2인용인 경우, 상기 매트부(100)의 머리구간에서 좌우로 각각 분기된 수소공급관(300)에서 하체방향으로 각각 2개씩 연장되도록 배치된다.

즉, 상기 수소분출부(310)는, 상기 머리구간에서 사용자의 머리를 기준으로 좌우에 각각 배치된다. 바람직하게는, 상기 2개의 수소분출부(310)는, 상기 머리구간에서 사용자의 머리를 기준으로 일반적인 베개의 좌우 폭보다 크게 서로 이격되어 좌우에 각각 배치될 수 있다. 이로 인해, 사용자의 머리부분의 좌우에서 수소가스가 공급됨으로써, 베개에 의한 공간적 간섭없이 사용자의 호흡기에 직접 공급될 수 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1000 : 수소발생 온수매트
100 : 매트부
110 : 상부 외피층
120 : 하부 외피층
130 : 매트층
200 : 온수순환관
210 : 온수배출관
220 : 온수회수관
300 : 수소공급관
310 : 수소분출부
320 : 수소분출구
400 : 보일러유닛
411 : 제1 관연결구
412 : 제2 관연결구
413 : 제3 관연결구
415 : 상부 수용공간
417 : 하부 수용공간
500 : 온수생성부
510 : 온수용 물저장부
520 : 펌프
530 : 전열부
600 : 수소발생부
610 : 수소용 물저장부
611 : 토출구
620 : 부력부재
621 : 관통홀
623 : 수위표시선
630 : 수소발생용 전극
631 : 고정용 와이어
640 : 진동발생부
650 : 수소가이드관
660 : 수소운송관
661 : 삼방밸브
663 : 분기관
665 : 제습부
667 : 회수관

Claims

온수매트로서,
온수를 생성하는 온수생성부를 포함하는 보일러유닛과;
상기 보일러유닛에서 생성된 온수가 공급되어 순환하는 온수순환관이 내설 또는 안착되는 매트부;를 포함하고,
상기 보일러유닛은 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 수소발생부를 포함하고, 상기 매트부는 상기 수소발생부에서 생성된 수소를 상기 매트부로 공급하는 수소공급관과, 상기 수소공급관에서 공급된 수소가 상기 매트부를 투과하여 공급되도록 하는 수소분출부를 포함하되,
상기 수소 분출부는 그 외면에 수소 배출공이 형성되고,
상기 수소 분출부는 상기 매트부 내부에 관 또는 유로 형태로 별도로 마련되고, 상기 매트부 내부에 매립되며 수소 공급관과 연결되며, 상기 매트부 내부에 적어도 하나 이상의 영역에 배치되고
상기 수소발생부는,물을 저장하는 수소용 물저장부와, 상기 수소용 물저장부에 일부 또는 전체가 침지되어 상기 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소발생용 전극을 포함하며,
상기 수소발생부는, 상기 수소용 물저장부의 수면에 부유하도록 구성되는 부력부재를 포함하고, 상기 수소발생용 전극은 상기 수소발생용 전극의 길이방향이 상기 부력부재의 수평방향과 평행하도록 상기 부력부재의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 보일러유닛은 내부에 수용공간을 형성하는 하우징부를 포함하고,
상기 수소발생부는 상기 하우징부에 탈착가능하게 결합 및 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
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제1항에 있어서,
상기 부력부재는, 상기 부력부재의 두께방향으로 관통 형성되는 복수 개의 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 수소발생용 전극은, 상기 부력부재의 하부에서 상기 부력부재의 전후방향으로 반복되는 지그재그 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 부력부재는, 상기 부력부재 및 상기 수소발생용 전극에 진동을 가하는 진동발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 보일러유닛은 내부에 상기 수소발생부와 상기 수소공급관을 연결하는 수소운송관을 포함하고,
상기 수소운송관의 중간에는, 상기 수소발생부에서 운송되는 수소함유가스에서 습기를 제거하는 제습부가 구비되는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 보일러유닛은 내부에 상기 수소발생부와 상기 수소공급관을 연결하는 수소운송관과, 온수 생성을 위한 온수용 물저장부를 포함하고,
상기 수소운송관은, 중간에 구비되는 삼방밸브와, 상기 삼방밸브에서 상기 온수용 물저장부의 하부로 분기되는 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제1항에 있어서,
상기 매트부는 수평면을 기준으로, 인체의 머리의 위치에 대응되는 머리구간, 상기 머리구간보다 아래에 위치되고 인체의 가슴의 위치에 대응되는 흉부구간, 그리고 상기 흉부구간보다 아래에 위치하고 인체의 허리 및 다리의 위치에 대응되는 하체구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제10항에 있어서,
상기 수소분출부는, 상기 머리구간에서 상기 매트부의 좌우 측면 근처까지 길게 배치되는 제1 수소분출부와, 상기 머리구간에서 상기 하체구간까지 위아래로 길게 배치되는 제2 수소분출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.
제10항에 있어서,
상기 수소분출부는, 상기 머리구간에서 사용자의 머리를 기준으로 좌우에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 수소발생 온수매트.