KR101777452B1

KR101777452B1 - 직수형 환원수소수 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR101777452B1
Application number: KR1020150042235A
Authority: KR
Inventors: 강성만
Original assignee: 강성만
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2017-09-26
Also published as: KR20160115134A

Abstract

본 발명은 직수형(直水形) 환원수소수 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. 특히 직수형으로 연결된 관(수도관,지하수관이나 혹은 기타 배관 들) 으로부터 공급되는 원수(原水)를 전기 분해와 아울러 고전압, 고주파 및 자기장을 부여하여 수소가 대량 포함 되면서도 수소 용전시간을 안정적으로 유지하여 수소수의 장기간 보관을 가능하게 하고, 또 제조된 수소수를 음용수,미용수, 음료, 의료, 농업,축산 및 산업용으로 사용 하는 할 수 있게 하거나 혹은 오폐수의 정화용으로 사용할 수 있게 한 것이다.

Description

직수형 환원수소수 제조장치 및 제조방법{ Straight Male Hydrogen Reduction of Water Production Device and Manufacturing Method thereof and thereof use}

본 발명은 직수형(直水形) 환원수소수 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 직수형으로 연결된 관(수도관,지하수관이나 혹은 기타 배관 들)으로부터 공급되는 원수(原水)를 전기분해는 물론 고전압, 고주파 및 자기장을 부여하여 대량의 수소를 생성하며, 또한 생성된 수소는 물에 용해시켜 수소용존 시간을 극대화 함으로서, 음용수, 음료, 의료, 농업, 어업용, 산업용(전자,반도체, 디스플레이) 및 하폐수의 정화용으로 사용될 수 있게 한 직수형 환원수소수 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 활성산소(活性酸素)는 호흡과정에서 몸속으로 들어간 산소가 산화과정에 이용되면서 여러 대사과정에서 생성되어 생체조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소을 말하는데, 이러한 이유로 활성산소는 유해산소라고도 하며, 우리가 호흡하는 산소와는 전연 다르게 불 안정한 상태로 있는 산소로서, 환경오염과 화학물질, 자외선, 혈액순환장애, 스트레스 등에 의해 산소가 과잉생산된 것으로 알려져 있다. 과잉 생산된 활성산소는 몸속에서 산화작용을 일으키어, 세포막, DNA, 그 외의 모든 세포 구조를 손상당하게 하고, 손상의 범위에 따라 세포의 기능을 잃게 하거나 혹은 몸속의 여러 아미노산을 산화시켜 단백질의 기능 저하도 가져오게 하고, 또 핵산을 손상시켜 핵산 염기의 변형과 유리, 결합의 절단, 당의 산화분해 등을 일으켜 돌연변이나 암의 원인이 되기도 한다. 또한 생리적 기능을 저하되어게 하여 각종 질병과 노화의 원인이 되기도 하는데, 알려진 바로는 현대인의 질병 중 약 90%가 활성산소와 관련이 있다고 알려져 있으며, 구체적으로 그러한 질병에는 암·동맥경 화증·당뇨병·뇌졸중·심근경색증·간염·신장염·아토피·파킨슨병 ,자외선과 방사선에 의한 질병 등이 있다.

따라서 이러한 질병에 걸리지 않으려면 몸속의 활성산소를 없애주는 것이 최선의 방법인데, 종래기술로서 몸속의 활성산소를 제거하는 방법으로서 하기 특허문헌에 표시된 수소수를 이용하고 있다.

즉, 수소가 풍부하게 포함한 물을 음용하면 각종 질병의 개선, 조기 치료 효과를 얻는 다는 것인데, 이러한 작용은 분자 수소가 체내의 수소 분해 효소에 의해 원자 수소(활성 수소)로 분해 되고, 이 활성 수소가 활성 산소 종류들과 차례차례 결합, 이것을 제거하여 최종적으로 물로 만들기 때문이다.

또한 IT와 같은 산업에서는 초순수(ultra pure water)와 같은 깨끗한 물로 세정을 하여도 제품에 각종 이물질들이 제거가 되지 않아 수소수로 세정을 하면 이물질 제거는 물론 화공약품 저감과 페수 및 대기오염도 줄일 수 있다고 알려져 있으며, 생활환경측면에서는 만병의 근원인 활성산소의 제거에는 SOD(활성산소 제거 효소) 관련 식품과 비타민 C와같은 것을 많이 섭취하는 것이 좋다고 알려 지고 있으나 활성산소의 가장 항산화력이 있는 것이 수소이고 이것을 물에 용해하는 기술의 개발로 수소수가 각광을 받고 있다.

수소가 가지는 지상에서 최강인 것은 항산화 능력 즉, 환원력이 우리 몸으로 누릴 수 있기 때문이다. 수소수는 마시는 것 뿐 만 아니라 수소수로 목욕을 하면 가려움이 완화되고 피부염증이 치료개선된다는 것은 이미 선진국에서 발표된 내용이다.세계적으로 기적의 물(프랑스 루르드, 독일 노루데나우, 멕시코 트라코테 등)로 불리우는 곳에서 나오는 물로 씻거나 마시면 피부병을 포함한 난치병들이 치유된다는 것은 이미 보도된 사실인데 이러한 물의 공통점은 물에 수소가 함유되어 있다는 것이 밝혀졌다.

그러나 하기 특허문헌에 표시된 선행기술들은 필터의 사용으로 필터교환이 요구되는 불편이 있고, 수소수를 저장하게 되는 저장탱크가 필요하게 되어 생산 코스트의 상승 요인이 있게 되는 우려가 있고, 또한 환원수소수를 생산함에 있어 외부로부터 인위적인 첨가제의 혼합으로 안전성에 대한 문제가 야기될 우려가 있다.

따라서 기존의 전기분해방식에 비해 짧은 시간에 더 많은 수소를 생성할 수 있게 하고, 또한 생성된 수소의 용전시간을 늘려 수소수의 보관기간을 연장시키는 환원 수소수의 제조장치이 개발이 절실하게 요구되고 있다.

KR 특허등록 제10-0995713호 KR 특허공개 제10-2013-30150호 KR 특허공개 제10-2013-139650호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 개발된 것으로서, 직수형으로 하여 대용량 환원 수소수 생산을 가능하게 하였고, 또한 기존 전기분해방식에 비해 물의 분자구조를 깨지기 쉬운 상태로 만들어 짧은 시간에 많은 수소를 발생 시킬 수 있게 하였고, 또한 수소의 용전시간이 길어지게 하여 수소수의 장기간 보관을 가능하게 한 직수형 환원수소수 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 또한 필터교환이나 저장탱크를 없게하여 편리성과 아울러 생산 코스트를 절감시키었고, 또한 물과 직류전기 이외의 어떤 화학적 성분이 외부로부터의 투입됨이 없는 안전성을 갖게 한 직수형 환원수소수 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명치에 의하여 제조된 수소수를 음용수, 미용수, 음료, 의료, 농업,축산,화장품 제조용수 및 산업용(반도체 세척, 및 burr 제거용)으로 사용 할 수 있게 한 직수형 환원수소수 제조장치에 의하여 제조된 직수형 환원수소수의 사용을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명에 따른 직수형 환원수소수 제조장치를 오,폐수의 정화용으로 사용할 수 있게 한 것을 제공하는데 도 목적이 있다.

상기 목적들은 본 발명에 따라 제공되는 직수형 환원수소수 제조방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 직수형 환원수소수의 제조방법은, 원수(原水)공급관에 직수형으로 접속되는 배관에 직류 고전압부로부터 직류 마이너스 5,000V ~ 30,000V의 고전압을 출력하여 상기 배관을 통과하는 물의 물 분자를 깨지게 한 것과 물 분자가 불안정 상태로 쉽게 깨질 수 있게 한 상태로 변하여 더 많은 수소분자를 가지는 물로 변환시키는 직류 고전압 부여 단계; 직류 고전압이 부여되어 물 분자가 쪼개지는 전처리 공정을 거친 물을 직류 전극으로부터 직류를 부여하는 전기분해 작용의 실행으로 물로부터 더 많은 양의 수소가 분리되어 발생되게 하며, 또한 상기 전극들은 물과의 접촉 면적을 넓히기 위해 넓게 구성하여, 전기 분해시 발생되는 산소는 대기 중으로 방출시키고, 산소와 분리된 수소는 포집하여 단독으로 수소/물 믹싱부로 유동되게 하는 전기 분해 단계; 상기 전기 분해 단계에서 생성된 수소가 상기 배관과는 다른 수소배관을 통해 단독으로 유입되게 하여 혼합 스크류에 의해 수소와 물이 혼합되어 수소분자가 많이 포함된 물로 만들어지게 하는 물/수소 믹싱 단계; 상기 수소/물 믹싱단계를 경유하여 배관을 통하여 유입되는 물에 대하여 기 설치된 고주파/자기장 발생회로에 의해 발생되는 고주파 파장이 조사되게함과 동시에 3개의 코일 트랜스포머로부터는 역률이 변환된 3단계의 자기장도 발생되어 같이 조사되게 하는 고주파 및 자기장 부여 단계를 포함하여, 수소 가 대량으로 포함되게 함과 아울러 수소 용전의 안정 상태를 이루어 장기간 보전 유지가 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

삭제

다른 실시예에 있어서, 상기 고주파 및 자기장 발생회로에 의하여 출력되는 파장은 물과 잘 맞는 50Khz ~ 500Khz 사이의 고주파 파장인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적들은 본 발명에 따라 제공되는 직수형 환원수소수 제조장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 직수형 환원수소수의 제조장치는, 원수공급관과 직수형태로 연결되는 배관의 둘레를 감싸는 형태로 설치된 동판과 이 동판의 전둘레를 포위하는 형태로 설치된 실리콘 절연물 및 상기 동판에 직류 마이너스(-) 5,000V ~ 30,000V의 고전압을 출력하여 상기 배관을 통하여 유동되는 물에 고전압이 부여되게 하는 직류 고전압 출력회로부로 이루어진 직류 고전압부; 상기 배관과 연락되게 형성되어 배관을 통해 유동되는 물이 경유되게 하는 소정 넓이의 원수 전해통체와 이 전해통체의 내부에 각각 설치되어 상기 전해통체를 경유하는 물에 전기를 부여하여 분해하는 티탄에 백금이 도금된 전극 또는 탄소전극으로 이루어진 전해부; 상기 전해부의 전해통체와 연락되게 설치되어 전기 분해로 분리되는 산소와 수소를 각각 배출할 수 있게 하는 산소배출관 및 수소배관; 상기 배관 및 수소배관을 통하여 상기 전해부와 연락되게 연결되게 하는 사각 혹은 원형의 수용통체를 구비하고, 이 수용통체에 상기 전해부에서 생성된 수소가 상기 수소배관을 통하여 상기 수용통체로 유입하면서 수소와 물을 혼합되게 하여 수소분자가 많이 포함된 물이 만들어지게 되는 수소/물 믹싱부; 상기 배관이 관통되게 설치되는 내부가 빈 사각 혹은 원형 통체와 이 통체의 내부에서 상기 배관을 따라 일정 간격을두고 배관의 둘레를 따라 설치된 코일 트랜스포머와 코일 트랜스포머에 직류 전기를 인가하여 코일 트랜스포머로부터 상기 배관을 통해 유동되는 물에 고주파와 자기장을 발생시키는 고주파/자기장 발생회로로 이루어진 고주파 및 자기장 발생부;를 포함하여, 수소가 대량으로 포함되게 함과 아울러 수소용전의 안정 상태를 이루게 하여 장기간의 보전 유지가 가능하게 한 물이 연속하여 상기 배관의 출수구를 통하여 출수되게 한 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 전해통체의 내부 상부는 수소포집조로 형성되고, 상기 수소배관이 수소 포집조와 상기 수소/물 믹싱부의 수용통체를 상호 연락되게 연결 설치 됨을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 의하면, 직수형이므로 대용량 환원 수소수의 생산을 가능하게 한 효과를 부여하고, 또한 기존 전기분해방식에 비해 최초 처리 단계에서 고전압처리를하여 물의 분자구조를 깨지기 쉬운 상태로 만들어 짧은 시간에 더 많은 수소를 발생 시킬 수 있는 효과를 부여하며, 용전 안정화 기능으로 수소의 용전상태가 길어져 장기간 보관할 수 있는 효과를 부여한다.

또한 본 발명은 기존 정수기에 사용되는 필터가 전혀 필요 없어 필터교환이 필요 없다고 하는 간편한 효과를 제공한다.

또한 본 발명은 필터는 물론 저장탱크가 불 필요하여 그 만큼 코스트가 크게 절감되는 효과를 부여한다.

또한 본 발명은 환원수소수를 생산함에 있어 물과 직류전기 이외의 어떤 화학적 성분이나 외부로부터의 인위적 혼합이 없어 의학적으로 안전하게 되는 효과를 부여한다.

본 발명은 또한 제조된 수소수를 음용수, 음료, 미용수, 의료, 농업,축산,어업 및 산업용(반도체 세척, 및 burr 제거용)에 사용 할 수 있게 하는 효과를 부여하고, 또 본 발명을 오폐수의 정화용으로 사용하는 효과도 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 직수형 환원수소수 제조장치를 개략적으로 도시한 전체 구성도이고,
도 2는 도1에서 고전압부 만을 분리하여 표시한 확대 단면도이고,
도 3은 도1에서 전해부 만을 분리하여 표시한 확대 도면이고,
도 4는 도1에서 수소/물 믹싱부 만을 분리하여 표시한 확대 도면이고,
도 5는 도1에서 고주파 및 자기장 발생부 만을 분리하여 표시한 확대 도면이고,
도 6은 도5의 I-I선 방향에 따른 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직수형 환원수소수 제조장치 ,제조방법과 환원수소수의 사용에 따른 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에서 사용된 직수형이라 함은 수도관이든 지하수든 직접 그 원수공급관에 연결하고, 기존의 플라스틱이나 스테인레스 재질의 물 저수조(Tank)가 없이 밸브를 여는 순간 원수공급관의 물이 멈춤 없이 바로 출수구로 나오는 형태를 말한다.

또한 환원이란 물이 마이너스(-)의 전위를 가지고 있는가 즉, ORP(酸化還元電位, Oxidation-Reduction Potential)측정기 일명, 환원전위차 측정기로 측정하여 마이너스가 측정되어야 하고, 수소수란 그 물이 수소의 용전량 PPB(십억분율) 또는 PPM(백만분율)측정기로 측정하였을 때 수소 용전량이 표시 되어야 한다.

또한 물이 인체에 전혀 해가 없는 산성도 pH는 중성인 pH 7 ~ 7.5(pH가 1~6이면 산성, pH가 7이면 중성, pH가 8~14이면 알카리성이라고 한다.)사이에 있는가 하는 이 모든 조건을 만족 하였을 때 우리는 이 물을 환원수소수라 부를 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 직수형 환원수소수 제조장치를 개략적으로 도시한 전체 구성도이고, 도 2는 도1에서 고전압부 만을 분리하여 표시한 확대 단면도이다.

먼저, 도면1의 표시와 같이, 본 발명에 따른 직수형 환원수소수 제조장치(100)는 그 구성을 대별(大別)하면, 수도관 혹은 하,폐수관 등의 원수(原水)관의 중도에 직결되어 원수를 유동되게 하는 입수구(112)와 출수구(114)를 갖는 배관(110)을 구비하고 있으며, 이 배관(110)을 따라서 직류 고전압부(120), 전해부(130), 수소/물 믹싱부(140) 및 고주파 및 자기장부(150)가 설치되어, 배관(110)을 통해 원수가 경유되도록 구성되어 있으며, 또한 전해부(130)와 수소/물 믹싱부(140)는 별도의 수소배관(116)에 의하여 상호 연락되게 연결되어 있다.

상기 직류 고전압부(120)는 도 2의 표시와 같이, 플라스틱 재질로 방수가 되게 제작되며 내부가 빈(空) 사각 혹은 원형의 지지통체(121)의 내부에서 지지통체(121)를 관통되게 설치된 실리콘 또는 우레탄 재질의 배관(110)의 전 둘레를 감싸는 형태로 설치된 동판(122)과 이 동판(122)이 전둘레를 포위하는 형태로 설치된 실리콘 절연물(123) 및 이 절연물(123)에 의하여 절연된 동판(122)에 직류 마이너스(-)고전압을 출력하는 직류 고전압 출력회로부(124)로 이루어져 있다.

따라서 배관(110)의 입수구(112)로부터 유입되는 원수가 직류 고전압부(120)의 배관(110)을 통과되는 순간 배관(110)에 감겨져 있는 동판(122)에는 DC 12V가 인가되는 직류 고전압 출력회로부(124)로부터 직류 마이너스 5,000V ~ 30,000V의 전압이 출력된다. 이러한 직류 고전압의 인가는 배관(110)을 따라서 유동되는 물(W)의 분자 속 수소분자가 직류 마이너스 고압에 딸려와 산소(O₂)와 수소(H)분자로 나누어 지면서 물 분자를 깨지게 한 것과 물 분자가 불안정 상태로 쉽게 깨질 수 있게 한 상태로 변하게 하여 더 많은 수소분자를 가지는 물로 변환시킨다. 여기서 배관(110)에 인가하는 마이너스 직류 고전압은 사용하는 물의 산성도(pH)에 따라 다르게 인가될 수 있다.

도 3은 도1에서 전해부 만을 분리하여 표시한 확대 도면이다.

도면 표시와 같이, 전해부(130) 또한 플라스틱으로 방수성을 갖게 사각 혹은 원형을 이루게 제작되어 상기 배관(110)과 연락되게 형성된 소정 넓이의 원수 전해통체(131)와, 이 전해통체(131)의 내부에 각각 설치된 티탄에 백금이 도금된 전극 또는 탄소전극(132a,132b)과, 그리고 산소를 배출할 수 있게 한 산소배출관(136)과 상기 수소배관(116)으로 이루어져 있다.

따라서 직류 고전압부(120)를 경유하면서 물이 쪼개지는 전처리 공정을 거친 후 배관(110)을 통해 전해통체(131)로 유입된 물은, 직류 12v가 인가되는 전극(132a,132b)으로부터 직류가 부여되어 전기분해 작용이 실행되게 되는데, 전기 분해되는 원수는 상기 직류 고전압부(120)를 통과하면서 물의 분자는 깨져있거나 불안정 상태로 있게 된 것 이므로 +극에는 산소, -극에서는 수소가 기존의 단순 전기 분해방식 보다는 빠른 시간에 많은 양이 발생하게 된다. 여기서 물이 전극(132a,132b)에 닫는 면적을 넓히기 위해 전극(132a,132b)은 넓게 구성하는 것이 바람직하다. 이때 발생된 산소는 전극(132a)의 상단 일부를 감싸는 상태로 설치된 산소배출관(136)을 통하여 대기 중으로 방출시키고, 산소와 분리된 수소는 전해통체(131)의 상부에 형성되는 수소 포집조(134)에 모여지도록 포집하고, 포집된 수소는 수소 포집조(134)와 연락되게 설치된 수소배관(116)을 통하여 후술하는 수소/물 믹싱부(140)로 유입되게 하지만, 전해통체(131)로부터 유동되는 물과 같이 섞여서 배관(110)을 통하여 상기 수소/물 믹싱부(140)로 유입 되어지게 한다.

상기 전해통체(131)는 그 통체(131)에 연락되게 설치된 배관(110)을 통한 물의 신속한 유동으로 인하여 상부는 항시 빈공간을 이루게 되는데, 이 공간이 수소 포집조(134)로 활용된다.

도 4는 도1에서 수소/물 믹싱부만을 분리하여 표시한 확대 도면이다.

도면 표시와 같이, 수소/물 믹싱부(140)는 플라스틱 재질로 제작되어 방수 기능을 발휘하게 한 사각 혹은 원형의 수용통체(141)를 구비하고 있으며, 이 수용통체(141)에는 교반 혼합용 스크류(143)가 장착되어 있고, 또한 수용통체(141)에는 상기 배관(110) 및 상기 전해 통체(131)로부터 연장되는 수소배관(116)이 상호 연락되게 설치되어, 상기 전해부(130)에서 생성된 수소가 물과 같이 배관(110)을 통과하여 수용통체(141)로 유입되게 하거나 혹은 수소배관(116)을 통하여 수소가 수용통체(141)로 유입되면, 스크류(143)의 회전에 의해 수소와 물이 혼합되어 수소분자가 많이 포함된 물이 만들어지게 된다.

도 5는 도1에서 고주파 및 자기장부 만을 분리하여 표시한 확대 도면이고, 도6은 도5의 I-I선 방향에 따른 단면도이다.

도면 표시와 같이, 고주파 및 자기장 발생부(150)는, 플라스틱으로 방수특성을 갖게 제작되어 원수 배관(110)이 관통되게 한 내부가 빈 사각 혹은 원통형 통체(151)와, 이 통체(151)의 내부에서 상기 배관(110)을 따라 일정 간격을 두고 배관(110)의 둘레를 따라 다수개가 한조를 이루며 설치된 코일 트랜스포머(152)와 코일 트랜스포머(152)에 직류(12V)를 인가하여 코일 트랜스포머(152)로부터 고주파와 자기장을 발생시키도록 콘트롤하는 고주파/자기장 발생회로(153)로 이루어져 있다.

따라서,상기 수소/물 믹싱부(140)를 경유한 물이 고주파/자기장 발생부(150)의 배관(110)을 통과하는 순간, 통체(151)내부에 있는 코일 트랜스포머(152)로부터는 고주파/자기장 발생회로(153)에 의하여, 50Khz ~ 500Khz 사이의 물과 가장 잘 맞는 고주파 파장이 발생되어 배관(110)을 통과하는 물을 향하여 조사됨과 동시에 도면에서 보아 3개소에 간격을 두고 배치된 코일 트랜스포머(152)들로부터는 역률이 변환된 3단계의 자기장도 발생되어 같이 조사된다. 본 실시예 따른 도면에서는 3개소에 4개가 한조를 이루는 코일트랜스포머(152)를 배치한 것을 일예로 들어 설명하였으나, 코일트랜스포머(152)의 설치 개수는 필요에 따라서 얼마든지 임의로 변형 실시가 가능하다.

상기와 같은 고주파/자기장 발생부(150)의 작용으로 배관(110)내부의 물질에서 브라운 운동을 하는 입자는 전자에너지의 변화로 양전하가 발생되어 물질 상호간의 응집 작용이 일어나 다른 분자구조로 변환 될 수 있으며, 또한 배관(110)내를 흐르는 물에서는 패러데이 법칙과 플레밍의 왼손법칙에 의해 자력선 방향과 직각으로 유도 기전력이 발생된다. 이때 발생된 유도 기전력은 배관(110)내부를 통과하는 물에 전기 분해현상이 일어나게 하여 다량의 수소가 발생되게 하며, 수소가 발생된 물은 수소 용전이 매우 안정된 상태를 이루는 수소가 많이 포함 되어있는 물로 만들어져서 출수구(114)를 통하여 출수된다.

상기 출수구(114)를 통하여 출수된 물을 준비한 환원전위차 측정기(ORP Meter)로 측정한 결과 ORP가 마이너스로 나타나는 것이 확인되었고, 또한 수소용전량 측정기로 측정한 경우에는 수소 용전량이 확인되는 산성도 Ph는 7 ~ 7.5 사이인 인체에 유용한 환원수소수 임을 확인할 수 있었다.

이와 같이 제조된 환원수소수는 이미 과학적으로 증명된 수소의 살균력과 환원 치유력, 면역력 증가 및 수소 용전량의 기간연장기능과 고주파가 실린 자기장 효과로 육각수 같은 물의 분자변환과 분자의 배열 규칙화 등으로 연료로 사용하더라도 효과적으로 연소되게 할 수 있음이 확인되었고, 또한 식수,음료수, 미용수(세안 및 신체 세정을 위한 목욕물 등),화장품 제조수 등에 효과적으로 사용할 수 있으며, 식물재배, 가축사육, 물고기를 키우는 어장용 물 등에도 적용하면 건강하고 빠른 생장을 도울 수 있는 역할을 할 수 있으며, 식기 및 식재료의 세척과 같은 생활용수나 혹은 반도체세척, 전자,전기 및 IT 제품에 형성된 버어(burr)떨이 등의 산업용에도 유리하게 사용할 수 있다. 그밖에 마이너스를 나타나는 환원수소수는 바다나 호수의 적조 혹은 녹조를 제거하는 데도 효과적으로 이용 할 수 있다.

또 본 발명을 오,폐수의 배관에 연결하여 사용시 오,폐수를 생물학적 산소요구량(BOD) 혹은 화학적 산소요구량(COD)에 맞게 정화하여 배출되게 할 수 있고, 해수 담수화 시설에도 유용하게 사용 될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 환원수소수의 제조 과정을 단계적으로 설명하였으나, 실제로는 원수가 흐르는 동안은 연속하여 작업이 실행된다.

본 발명을 설명함에 있어, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 청구 범위의 사상과 범위 안에서 변화 및 변형을 가할수 있음을 인식할 것이다.

본 발명은 환원수소수의 사용이 요구되는 모든 분야에서 광 범위하게 사용할수 있는 유용성이 있다.

110: 배관
116 : 수소배관
120 : 직류 고전압부
121 : 지지통체
122 : 동판
123 : 절연물
124 : 직류 고전압 출력회로부
130 : 전해부
131 : 전해통체
132a,132b : 전극
136 : 산소배출관
140 : 수소/물 믹싱부
141 : 수용통체
143: 교반용 혼합스크류
150 : 고주파 및 자기장부
151 : 원통형 통체
152: 코일 트랜스포머
153 : 고주파/자기장 발생회로

Claims

원수(原水)공급관에 직수형으로 접속되는 배관에 직류 고전압부로부터 직류 마이너스 5,000V ~ 30,000V의 고전압을 출력하여 상기 배관을 통과하는 물의 물 분자를 깨지게 한 것과 물 분자가 불안정 상태로 쉽게 깨질 수 있게 한 상태로 변하여 더 많은 수소분자를 가지는 물로 변환시키는 직류 고전압 부여 단계;
직류 고전압이 부여되어 물 분자가 쪼개지는 전처리 공정을 거친 물을 직류 전극으로부터 직류를 부여하는 전기분해 작용의 실행으로 물로부터 더 많은 양의 수소가 분리되어 발생되게 하며, 또한 상기 전극들은 물과의 접촉 면적을 넓히기 위해 넓게 구성하여, 전기 분해시 발생되는 산소는 대기 중으로 방출시키고, 산소와 분리된 수소는 포집하여 단독으로 수소배관을 통하여 유동되게 하는 전기 분해 단계;
상기 전기 분해 단계에서 생성된 수소가 상기 배관과는 다른 상기 수소배관을 통하여 단독으로 유입되게 하여 혼합 스크류에 의해 수소와 물이 혼합되어 수소분자가 많이 포함된 물로 만들어지게 하는 수소/물 믹싱 단계;및
상기 수소/물 믹싱단계를 경유하여 상기 배관을 통하여 유입되는 물에 대하여 기 설치된 고주파/자기장 발생회로에 의해 발생되는 고주파 파장이 조사되게함과 동시에 3개의 코일 트랜스포머로부터는 역률이 변환된 3단계의 자기장도 발생되어 같이 조사되게 하는 고주파 및 자기장 부여 단계;를 포함하여, 수소 가 대량으로 포함되게 함과 아울러 수소 용전의 안정 상태를 이루어 장기간 보전 유지가 가능하게 한 것을 특징으로 하는 직수형 환원수소수의 제조방법.
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청구항1에 있어서,
상기 고주파 및 자기장 발생회로에 의하여 출력되는 파장은 물과 잘 맞는 50Khz ~ 500Khz 사이의 고주파 파장인 것을 특징으로 하는 직수형 환원수소수의 제조방법.
원수공급관과 직수형태로 연결되는 배관의 둘레를 감싸는 형태로 설치된 동판과 이 동판의 전둘레를 포위하는 형태로 설치된 실리콘 절연물 및 상기 동판에 직류 마이너스(-) 5,000V ~ 30,000V의 고전압을 출력하여 상기 배관을 통하여 유동되는 물에 고전압이 부여되게 하는 직류 고전압 출력회로부로 이루어진 직류 고전압부;
상기 배관과 연락되게 형성되어 배관을 통해 유동되는 물이 경유되게 하는 소정 넓이의 원수 전해통체와 이 전해통체의 내부에 각각 설치되어 상기 전해통체를 경유하는 물에 전기를 부여하여 분해하는 티탄에 백금이 도금된 전극 또는 탄소전극으로 이루어진 전해부;
상기 전해부의 전해통체와 연락되게 설치되어 전기 분해로 분리되는 산소와 수소를 각각 배출할 수 있게 하는 산소배출관 및 수소배관;
상기 배관 및 수소배관을 통하여 상기 전해부와 연락되게 연결하는 사각 혹은 원형의 수용통체를 구비하고, 이 수용통체에 상기 전해부에서 생성된 수소가 상기 수소배관을 통하여 상기 수용통체로 유입하면서 수소와 물을 혼합되게 하여 수소분자가 많이 포함된 물이 만들어지게 되는 수소/물 믹싱부; 및
상기 배관이 관통되게 설치되는 내부가 빈 사각 혹은 원형 통체와 이 통체의 내부에서 상기 배관을 따라 일정 간격을두고 배관의 둘레를 따라 설치된 코일 트랜스포머와 코일 트랜스포머에 직류 전기를 인가하여 코일 트랜스포머로부터 상기 배관을 통해 유동되는 물에 고주파와 자기장을 발생시키는 고주파/자기장 발생회로로 이루어진 고주파 및 자기장 발생부;를 포함하여, 수소가 대량으로 포함되게 함과 아울러 수소용전의 안정 상태를 이루게 하여 장기간의 보전 유지가 가능하게 한 물이 연속하여 상기 배관의 출수구를 통하여 출수되게 하는 것을 특징으로 하는 직수형 환원수소수의 제조장치.
청구항4에 있어서,
상기 전해통체의 내부 상부는 수소포집조로 형성되고, 상기 수소배관이 수소 포집조와 상기 수소/물 믹싱부의 수용통체를 상호 연락되게 연결 설치 됨을 특징으로 하는 직수형 환원수소수의 제조장치.
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