KR101808684B1

KR101808684B1 - 휴대용 수소수 생성장치

Info

Publication number: KR101808684B1
Application number: KR1020160086588A
Authority: KR
Inventors: 김서곤; 허현; 임동수; 최효준
Original assignee: 주식회사 솔고바이오메디칼
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2017-12-15

Abstract

본 발명은 수소수를 생성하기 위한 수소수 생성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 본체부와, 상기 본체부의 상부에 결합되는 연결부와, 상기 연결부의 상부에 결합되는 캡과, 상기 본체부의 하부에 결합되며 물을 전기분해하는 전극유니트를 가지는 바닥부를 포함하고, 상기 본체부와 연결부가 결합된 상태에서 용기의 주둥이 부분을 연결부에 삽입하여 사용하거나, 상기 연결부를 제거하고 상기 본체부에 용기의 주둥이 부분을 삽입하여 사용하는 것을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치가 개시된다.

Description

휴대용 수소수 생성장치{Portable hydrogen water generating apparatus}

일반적으로, 수소수란 높은 용존량으로 수소가 용해된 물을 가리킨다.

이러한 수소수는 용존된 수소가 활성산소인 하이드록실 래디칼(hydroxyl radical)을 제거하는 항산화작용을 함으로써 노화를 방지하고 당뇨병, 고혈압, 동맥경화, 암, 치매를 예방하는데 도움을 주며, 피부미용, 다이어트, 피로회복, 성기능 개선, 운동능력 향상, 면역력 강화, 숙취 해소에 효과가 있다고 보고되고 있다.

상기와 같은 수소수를 제조할 수 있는 장치로서 종래 공지된 기술을 살펴보면, 대한민국 특허공개 제 10-2011-39647 호의 전해수소수 생성장치, 대한민국특허제 1076631 호의 수소수 제조장치, 대한민국특허 제 995713 호의 전기분해용 전극조립체, 이를 구비한 산소수소발생기 및 이를 구비한 수소수제조장치, 대한민국 특허 제 1250470 호의 용존 수소수 제조장치의 기술이 공지되어 있다.

그러나, 상기와 같은 수소수 제조장치는 그 핵심이라 할 수 있는 수소수를 생성하기 위한 수소 발생 유니트(unit) 부분이 부피가 크며, 구조가 매우 복잡하기 때문에 비교적 소용량이 요구되는 가정용 또는 업소용의 수소수 제조장치에 적용하기가 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치는, 시중에서 용이하게 구매할 수 있는 범용의 생수병 등에 사용하기 용이한 구조를 가지면서도, 부피를 적게 차지하면서도 구조가 간단하고, 소용량이 요구되는 수소수 생성에 적용할 수 있는 수소수 생성장치의 구성을 제공한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치는, 본체부와, 상기 본체부의 상부에 결합되는 연결부와, 상기 연결부의 상부에 결합되는 캡과, 상기 본체부의 하부에 결합되며 물을 전기분해하는 전극유니트를 가지는 바닥부를 포함하고, 상기 본체부와 연결부가 결합된 상태에서 용기의 주둥이 부분을 연결부에 삽입하여 사용하거나, 상기 연결부를 제거하고 상기 본체부에 용기의 주둥이 부분을 삽입하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치는, 시중에서 간편하게 구매할 수 있는 통상의 생수병을 삽입시켜 사용할 수 있으므로 시간과 장소에 구애받지 않고 수소수를 간편하게 음용할 수 있는 효과를 수득하게 되었다.

또한, 연결부의 결합 여부에 따라서 용기의 주둥이 부분이 상이한 2 종류 타입의 용기를 삽입하여 사용할 수 있는 범용 구조인 특장점을 가진다.

또한, 비교적 간단한 구조로서 부품이 감소되고 조립성을 양호하게 개선하여 생성장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치는 인체에 유익한 수소가 풍부하게 용존된 양질의 수소수를 제조할 수 있는 효과를 수득하게 된 매우 진보한 발명인 것이다.

도 1 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 사시도,
도 2 는 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 분해사시도,
도 3 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 본체부 단면도,
도 4 는 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 바닥부 저면사시도,
도 5 는 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 바닥부 단면도,
도 6 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 전극유니트의 구성도,
도 7 및 도 8 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 사용상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치의 구성 및 작동을 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 사시도, 도 2 는 본 발명 휴대용수소수 생성장치의 분해사시도이다.

본 발명 휴대용 수소수 생성장치(1)는 시중에서 일상적으로 구매할 수 있는 통상의 생수병 등의 용기의 주둥이 부분을 장치내로 삽입하여 용기 내에 수용된 물을 수소수로 만들어 음용할 수 있도록 구성된 수소수 생성장치이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명 수소수 생성장치(1)는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 상부에 결합되는 연결부(20)와, 상기 연결부(20)의 상부에 결합되는 캡(30)을 포함한다.

또한, 상기 본체부(10)의 하부에 결합되어 본체 바닥면을 마감하는 바닥부(40)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수소수 생성장치(1)의 상세한 구성을 도 3 내지 도 5 의 본체부(10)와 바닥부(40)의 각 도면을 참조하여 설명한다.

상기 본체부(10)는 상부와 하부가 각각 개구된 원통형 형상을 가지고 있으며, 몸체(11)의 상부 개구의 내측 벽면에 나사산(13)을 형성한 내부결합면(12)이 형성된다.

또한, 도 3 에 도시된 바와 같이, 몸체(11)의 내부에 형성된 상단면(11a)에삽입된 상태의 용기로부터 배출되는 물이 하부로 유동되도록 관통된 통공(17)이 형성되고, 나아가, 상기 상단면(11a)에 요홈(14)이 형성되어 있는데, 상기 요홈(14)으로 용기의 주둥이 말단 부분이 삽입된다.

아울러, 상기 몸체(11)의 하부는 후술할 바닥부(40)의 레벨벽(42) 부분이 위치될 수 있도록 격실(19)이 형성되며, 상기 격실(19)과 통공(17) 사이에는 용기로부터 배출되는 물의 누수를 방지하기 위한 원통형의 실링부재(도 7 및 도 8 의 도면부호 18 번 참조)가 삽입될 수 있도록 나사산(15a)이 형성된 유동로(15)가 형성되어 있으며, 이때, 상기 실링부재(18)에는 물이 통과될 수 있도록 통수공(18a)이 형성된다.

한편, 미설명부호 16 은 상기 연결부(20)의 결합면(22) 말단부가 내삽되는 거치홈(16)이다.

또한, 도 2 및 도 7 을 참조하면, 상기 연결부(20)는 상부 및 하부가 각각 개구된 링 형상의 몸체(21)를 가지는 부재로서, 몸체(21)의 외주면에는 낮은 높이를 가지는 리브(21a)들이 형성되어 있어 손으로 파지하여 회전시키기 용이하도록 되어 있으며, 몸체(21)의 하부에는 나사산(24)을 형성한 하부결합면(22)이 일체로 형성되고, 몸체(21)의 상단 내부벽면에는 내부나사산(23)이 형성되며, 몸체(21)의 내부에는 삽입된 용기로부터 물이 유동되는 통공(26)을 가지는 플렌지(27)가 형성되고, 상기 플렌지(27) 상에서 통공(26)의 원주를 따라서 수직방향으로 돌출된 내부벽면(25)이 형성되며, 이로 인하여 상기 내부벽면(25)과 몸체(21)와의 사이에 연결부요홈(28)이 추가적으로 형성되는데, 상기 연결부요홈(28)은 상기 본체부(10)의 요홈(14)에 삽입되는 용기 주둥이 부분의 직경과 상이한 직경을 가지는 용기를 삽입하기 위하여 형성되는 것이다.

따라서, 본 발명의 수소수 생성장치는 주둥이의 직경이 다른 2 종류의 용기를 삽입시켜 이용할 수 있다.

상기 캡(30)은 평판 형상의 다이얼(31)와, 다이얼(31) 하부면에는 나사산(33)을 가지는 결합면(32)이 형성된 것으로서, 결합면(32)을 통하여 상기 연결부(20)의 내부나사산(23)과 치합되어 연결부(20)와 결합될 수 있으며, 본체부(10)에 잔류하는 물이 외부로 누수되지 않도록 상부를 밀폐시키는 기능을 한다.

또한, 상기 다이얼(31)의 외주면에는 낮은 높이를 가지는 리브(31a)들이 형성되어 있어 손으로 파지하여 회전시키기 용이하다.

상기 바닥부(40)는 본체부(10)의 일측에 형성된 전원연결구(60)를 통하여 전원이 인가되면 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 전극유니트(50)가 내장되는 부재이다.

도 4 의 저면사시도 및 도 5 의 단면도를 각 참조하면, 상기 바닥부(40)는 상기 본체부(10)의 하부 개구면에 접착식 또는 나사(미도시)를 이용한 나사결합식으로 결합되는 부재로서, 바닥면(41)을 가지고 있다.

상기 바닥면(41)은 그의 중앙 부분에 형성되되 공기가 통기되는 다수개의 홀(44)들을 형성한 중앙면(43)과, 상기 중앙면(43)과 연결되어 공기을 바닥면(41) 외부로 유동시키는 오리피스(45)가 형성된다.

그리고, 상기 바닥면(41)의 상부에는 중앙면(43)의 원주 외주를 따라서 수직으로 돌출되며 상부는 개구(46)를 가지는 레벨벽(42)이 형성되며, 레벨벽(42)으로 둘러쌓인 부분의 내부 공간부(47)에 상기 전극유니트(50)가 내장된다.

도 6 은 본 발명 휴대용 수소수 생성장치의 전극유니트의 구성도로서, 상기 전극유니트(50)는 격막(53)과, 상기 격막(53)의 상부에 위치한 상부전극(51)과 상기 격막(53)의 하부에 위치한 하부전극(52)으로 이루어진다.

상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)은 중앙 부분에 조밀한 간격으로 형성된 다수개의 기공(51a,52a)들이 형성되고, 상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)의 일측에 전류의 입력을 위한 전극단자(51b,52b)가 돌출 형성된다.

본 발명의 전극유니트(50)의 입력 전압은 대략 3.5 V ~ 5 V 의 양전압과 음전압이 이용된다.

바람직하게는, 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)의 표면에 절연용 패킹부재(미도시)를 게재시켜 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)의 단락을 방지하는 것도 좋다.

따라서, 상기와 같이 이루어진 본 발명 실시예의 전극유니트(50)의 상부전극(51)과 하부전극(52)의 전극단자(51b,52b)들을 통하여 양전압과 음전압이 각각 인가되면, 물이 전기분해되어 수소가 생성되며 생성된 수소는 용기내에 수용된 물에 다시 용해되면서 용기 내부의 물을 수소수로 변환시키게 된다.

이와 같은 전극유니트(50)의 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)은 수소의 확산이 용이하고 허용전류밀도가 높은 일종의 촉매 전극의 기능을 수행하며, 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예는 상기 상부전극(51)으로서 백금 전극을 이용하여 음극을 형성하고, 상기 하부전극(52)으로서 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성한다.

따라서, 물분자가 전기분해되면서 발생되는 수소는 양극인 하부전극(52)으로부터 격막(53)을 통과하여 음극인 상부전극(51)으로 전달되고 상부전극(51)의 기공(51a)를 통하여 용기에 수용된 물에 용해되면서 물을 수소수로 변환시키게 된다.

아울러, 물의 전기분해 과정에서 부수적으로 생성되는 산소는 하부전극(52)의 기공(52a)을 통하여 하부로 배출되어 바닥부(40)의 중앙면(43)의 홀(44)을 통하여 바닥부(40) 외부로 배출되고, 이때, 바닥부(40)에는 통기용 오리피스(45)가 형성되어 있으므로, 산소의 외부 배출을 보다 원활하게 촉진시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 격막(53)은 주로 실리콘 재질로 이루어진 고분자막을 채용함이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치의 작동을 도 7 및 도 8 의 사용상태도를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7 은 본 발명의 본체부(10)와 연결부(20)가 결합된 상태에서 시중에서 시판되는 생수병 등의 용기(100)의 주둥이(110) 부분을 삽입한 경우의 사용상태도이도, 도 8 은 상기 연결부(20)를 연결하지 않고 본 발명의 본체부(10)만을 이용하여 생수병 등의 용기(100)의 주둥이(110) 부분을 삽입한 경우의 사용상태도이다.

먼저, 도 7 을 참조하면, 연결부(20)의 상단에 결합된 캡(30)을 개방한 후, 용기(100)의 주둥이(110) 부분을 연결부(20)의 내부벽면(25)과 몸체(21)와의 사이에 연결부요홈(28)에 삽입시킨다.

이때, 용기의 주둥이(110) 부분에 형성된 나사산이 연결부(20) 상단의 내부나사산(23)과 치합시킴으로써 용기(100)가 연결부(20)와 결합되게 된다.

그리고, 본체부(10)의 전원연결구(60)를 통하여 USB 케이블을 이용한 전원 또는 직류전원이 인가되면, 전원이 바닥부(40)의 레벨벽(42) 내측의 내부 공간부(47)에 설치된 상기 전극유니트(50)의 상부전극(51)과 하부전극(52)로 각각 인가되게 된다.

아울러, 상기 연결부(20)에 결합된 용기(100)로부터 배출되는 물은 본체부(10)의 통공(17)을 경유하여 실링부재(18)의 통수공(18a)을 통과하여 바닥부(40)의 전극유니트(50)에 도달된다.

그러면, 전극유니트(50)에 공급되는 전원에 의하여 용기로부터 배출된 물이 전기분해되면서 수소를 발생시키고 발생된 수소가 실링부재(18)와 통공(17)을 경유아혀 다시 용기(100) 내부로 유입되어 물에 용해되면서 용기(100) 내부에 수용된 물을 수소가 용해된 상태의 수소수로 변환시키게 되며, 사용자는 도시된 바와 같이 용기(100)가 삽입된 상태의 장치(1)를 뒤집은 상태에서 상술한 바와 역순으로 장치(1)와 용기(100)를 분리한 다음, 용기(100)내에 생성된 수소수를 음용하면 된다.

한편, 상기와 같은 전극유니트(50)의 물의 전기분해에 따라서 부수적으로 발생되는 산소는 바닥부(40)의 홀(44)과 오리피스(45)를 통하여 본 발명 장치 외부로 배출되게 된다.

다음으로, 도 8 을 참조하여 연결부(20)가 미연결된 상태의 사용상태를 설명한다.

상기 연결부(20)를 제거한 상태의 사용상태는 전술한 도 7 의 연결부(20)를 사용하는 사용상태에서 이용된 용기(100)의 주둥이(110) 부분의 직경보다 더 큰 직경의 용기(200)를 이용하는 경우의 사용상태로서, 본 발명의 수소수 생성장치가 주둥이 직경이 상이한 2 가지 종류의 용기를 이용할 수 있도록 한 사용상태이다.

상술한 바와 같이, 연결부(20)의 상단에 결합된 캡(30)을 개방한 상태에서 추가적으로 연결부(20)와 본체부(10)와의 결합상태를 해제하여 연결부(20)를 제거한다.

그리고, 용기(200)의 주둥이(210) 부분의 나사산과 본체부(10)의 몸체(11)의 상부 개구의 내측 벽면에 형성된 내부결합면(12)을 상호 치합시키고, 용기(200)의 주둥이(210) 말단 부분을 본체부(10)의 상단면(11a)의 요홈(14)에 삽입시켜 용기(200)를 본체부(10)와 결합시킨다.

이후, 본체부(10)의 전원연결구(60)를 통하여 USB 케이블을 이용한 전원 또는 직류전원이 인가되면, 전원이 바닥부(40)의 레벨벽(42) 내측의 내부 공간부(47)에 설치된 상기 전극유니트(50)의 상부전극(51)과 하부전극(52)로 각각 인가되게 되고, 상기 연결부(20)에 결합된 용기(100)로부터 배출되는 물은 본체부(10)의 통공(17)을 경유하여 실링부재(18)의 통수공(18a)을 통과하여 바닥부(40)의 전극유니트(50)에 도달되면서 전극유니트(50)에 의하여 전술한 물의 전기분해가 일어난다.

따라서, 전극유니트(50)에 의하여 발생된 수소가 용기(200) 내부로 유입되면서 용기(200) 내부에 수용된 물을 수소수로 변환시키고, 사용자는 용기(200)를 본체(100)로부터 분리하여 용기(100)내에 생성된 수소수를 음용하면 된다.

그리고, 상기 전극유니트(50)의 물의 전기분해에 따라서 부수적으로 발생되는 산소는 바닥부(40)의 홀(44)과 오리피스(45)를 통하여 본 발명 장치 외부로 배출되는 점은 상술한 바와 같다.

따라서, 상술한 바와 같이 작동하는 본 발명의 휴대용 수소수 생성장치는 상술한 바와 같이 시중에서 간편하게 구매할 수 있는 통상의 생수병을 삽입시켜 사용할 수 있으므로 시간과 장소에 구애받지 않고 수소수를 간편하게 음용할 수 있는 효과를 수득하게 되었다.

또한, 연결부(20)의 결합 여부에 따라서 용기의 주둥이 부분이 상이한 2 종류 타입의 용기를 삽입하여 사용할 수 있는 범용 구조를 가지는 특장점을 가진다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 수소수 생성장치
10; 본체부
11; 몸체 12; 내부결합면
13; 나사산 14; 요홈
15; 유동로 16; 거치홈
17; 통공 18; 실링부재
19; 격실
20; 연결부
21; 몸체 22; 하부결합면
23; 내부나사산 24; 나사산
25; 내부벽면 26; 통공
27; 플렌지 28; 연결부요홈
30; 캡
31; 다이얼 32; 결합면
33; 나사산
40; 바닥부
41; 바닥면 42; 레벨벽
43; 중앙면 44; 홀
45; 오리피스 46; 개구
47; 내부공간부
50; 전극유니트
51; 상부전극 52; 하부전극
53; 격막
60; 전원연결구
100,200; 용기
110,210; 주둥이
W; 물

Claims

수소수 생성장치에 있어서,
본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 상부에 결합되는 연결부(20)와, 상기 연결부(20)의 상부에 결합되는 캡(30)과, 상기 본체부(10)의 하부에 결합되며 물을 전기분해하는 전극유니트(50)를 가지는 바닥부(40)를 포함하고,
상기 본체부(10)와 연결부(20)가 결합된 상태에서 용기의 주둥이 부분을 연결부(20)에 삽입하여 사용하거나, 상기 연결부(20)를 제거하고 상기 본체부(10)에 용기(200)의 주둥이(210) 부분을 삽입하여 사용하고,
상기 본체부(10)는,
몸체(11)의 상부 개구의 내측 벽면에 나사산(13)을 형성한 내부결합면(12)이 형성되고,
상기 몸체(11)의 내부에 형성된 상단면(11a)에 통공(17)이 형성되고,
상기 상단면(11a)에 형성된 요홈(14)에 용기의 주둥이 말단 부분이 삽입되며,
상기 몸체(11)의 하부에 상기 바닥부(40)의 레벨벽(42) 부분이 위치되는 격실(19)이 형성되고,
상기 격실(19)과 통공(17) 사이에 물의 누수를 방지하는 실링부재(18)가 게재되며, 상기 실링부재(18)에 통수공(18a)이 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 연결부(20)는,
몸체(21)와, 상기 몸체(21)의 하부에 나사산(24)을 형성한 하부결합면(22)이 일체로 형성되고, 상기 몸체(21)의 상단 내부 벽면에 내부나사산(23)이 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 4 항에 있어서,
상기 몸체(21)의 내부에 통공(26)을 가지는 플렌지(27)가 형성되고,
상기 플렌지(27) 상에서 통공(26)의 원주를 따라서 수직방향으로 돌출된 내부벽면(25)이 형성되며, 상기 내부벽면(25)과 몸체(21)와의 사이에 연결부요홈(28)이 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캡(30)은,
평판 형상의 다이얼(31)와, 다이얼(31) 하부에 나사산(33)을 가지는 결합면(32)이 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 바닥부(40)는,
상기 본체부(10)의 결합되는 바닥면(41)과,
상기 바닥면(41)의 중앙 부분에 형성되되 공기가 통기되는 다수개의 홀(44)들을 형성한 중앙면(43)이 형성되고,
상기 바닥면(41)의 상부에 수직으로 돌출된 레벨벽(42)와,
상기 레벨벽(42)의 내부 공간부(47)에 상기 전극유니트(50)가 내장되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 7 항에 있어서, 상기 바닥부(40)는,
상기 중앙면(43)과 연결되어 공기을 바닥면(41) 외부로 유동시키는 오리피스(45)가 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전극유니트(50)는,
격막(53)과, 상기 격막(53)의 상부에 위치한 상부전극(51)과 상기 격막(53)의 하부에 위치한 하부전극(52)으로 이루어지고,
상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)은 중앙 부분에 조밀한 간격으로 형성된 다수개의 기공(51a,52a)들이 형성되고,
상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)의 일측에 전류의 입력을 위한 전극단자(51b,52b)가 돌출 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 본체부(10)의 일측에 상기 전극유니트(50)로 전원을 인가하기 위한 전원연결구(60)가 형성되는 구성을 특징으로 하는 휴대용 수소수 생성장치.