KR101847139B1 - 자화수소수 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 분해 방식으로 수소수를 제조함에 있어 자화 활성된 자화수를 사용하여 보다 효율적으로 수소수를 제조할 수 있도록 구성된 자화수소수 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치는 유입된 물이 통과하도록 구성되되, 상기 물이 통과하는 공간의 주위에 자기장을 형성하도록 구성된 자화 활성 유닛; 및 유입된 물을 전기 분해하여 산소 및 수소를 발생시키고, 상기 산소 및 상기 수소 중 상기 수소가 유출되는 물에 용해되도록 구성된 전기 분해 유닛; 을 포함하고, 상기 자화 활성 유닛과 상기 전기 분해 유닛은 유체적으로 연통되도록 연결되어 형성된다.

Description

자화수소수 제조 장치 {Apparatus for manufacturing magnetized-hidrogen water}

본 발명은 자화수소수 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기 분해 방식으로 수소수를 제조함에 있어 자화 활성된 자화수를 사용하여 보다 효율적으로 수소수를 제조할 수 있도록 구성된 자화수소수 제조 장치에 관한 것이다.

삶의 질을 높이고자 하는 관심이 증가하면서 질병 예방과 안티에이징에 관한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있으며 생명과 직결되는 물에 대한 관심이 높아지고 있다.

근래에는 단순히 물을 깨끗하고 신선하게 유지하는 차원을 넘어, 다양한 기능성을 가진 물 예를 들어, 강력한 환원력을 보유한 수소수, 흡수율을 높여 세포에 활력을 부여한다는 자화수를 활용하여 신진대사를 활성화하기 위한 연구개발이 적극적으로 이루어지고 있다.

수소는 무색, 무취, 무맛으로 강력한 환원력을 보유하고 있는 원소이다. 이에 따라, 수소는 생활습관병 등 현대질병의 근원물질이라고 알려져 있는 체내의 활성산소를 제거하는 용도로 널리 활용되고 있다. 수소를 고온, 고압의 플라즈마 상태에서 칼슘 등의 미네랄에 흡장시킨 분말제품, 마그네슘 등의 금속과 물과의 화학반응을 이용하여 수소를 생성하는 제품 등 다양한 형태의 제품으로 인체에 수소를 공급하려는 시도가 계속되고 있다. 최근에는 용존 수소를 다량으로 함유한 수소수가 강력한 환원작용으로 암을 비롯한 여러 질병에 효과가 있다는 연구발표가 많아지면서, 용존 수소 농도를 극대화시킨 물을 제조하는 수소수 정수기 및 휴대용 수소수 제조기가 출시되고 있는 실정이다.

하지만 일반적으로 많이 알려진 수소수 제조 장치는 물의 전기 분해를 통해 수소수를 생성하는데, 일반적인 전기 분해 방식으로는 수소수에 포함된 수소의 농도를 0.1ppm 이상 유지하는 것이 어려워 고농도의 수소수를 생성하기에 한계가 있다. 또한, 전기 분해 시 발생되는 수소는 전극의 표면에 붙어 있는 경우가 많아 물에 쉽게 용존되지 못하여 일정 농도 이상으로 수소수를 제조하기 힘들다. 용존 수소의 농도를 높이기 위하여 전기 분해가 일어나는 전해조에 특수한 장치를 부가하거나, 전기 분해가 연속적으로 일어날 수 있도록 설계하는 시도가 있으나, 이러한 경우 설비가 대형화되고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

한편, 물은 물분자들의 결합 구조에 따라 육각수, 오각수와 같이 분류될 수 있는데, 육각형 고리 모양의 분자구조를 구성하는 물 즉, 육각수는 열용량이 크고 다른 생체분자들과 잘 어울려 생물체의 생명기능을 향상시키는 유익한 것으로 알려져 있다.

육각수는 물의 클러스터 입자가 일반적인 물보다 작기 때문에 강력한 침투력을 갖게 되며, 이러한 특성 때문에 쉽게 인체를 비롯한 동식물의 세포막에 용이하게 흡수될 수 있으며, 산소와 영양물질 등의 공급을 원활하게 하여 세포의 활력을 증진시키는 것으로 알려져 있다. 육각수를 만들기 위해 물을 냉각시켜 육각 고리 구조를 형성시키는 방법이 있으나, 이는 큰 에너지 손실과 낮은 효율로 인하여 상용화되지 못하는 실정이고, 대부분 영구자석을 이용하여 유동하는 물에 자기장을 걸어주는 자화수 처리장치를 사용하고 있다. 통상 이러한 육각수를 자화 방식으로 형성되는 물을 자화 육각수 또는 자화수라고 칭한다.

1. 한국 특허등록 제 10-1427989 호 (발명의 명칭 : 전기 분해 장치를 구비한 수소수기) 2. 한국 등록특허 제 10-0521075 호 (발명의 명칭 : 자화수 처리장치)

미세화된 클러스터 입자를 갖는 자화수 이용하여 수소수를 생성한다면, 산소와 수소의 분해 효율을 높임으로써 용존 수소의 농도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 인체에 보다 유익한 효과를 제공할 수 있다. 하지만 현재 이러한 자화수소수의 기술은 전무한 실정이고, 종래의 자화수 처리장치는 자화수관 외측에 영구자석을 배치하도록 구성되나, 유동하는 물에 영향을 주는 자력이 상당히 미미한 실정이다.

이에, 본 발명의 발명자들은 환원작용의 효과를 극대화하기 위해 용존 수소의 농도를 높일 수 있는 방안 및 장치의 개발을 연구하였다. 연구 끝에, 본 발명의 발명자들은, 사용의 편의성과 비용적 합리성을 만족시키는 동시에 자화된 수소수를 제조할 수 있는 자화수소수 제조 장치를 발명하기에 이르렀다. 이에 따라 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 종래의 수소수를 제조하는 정수기 등에 적용되어 보다 높은 효율로 수소수를 제조할 수 있는 자화수소수 제조 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 미세화된 클러스터 입자를 갖는 자화수 이용하여 수소수를 생성할 수 있는 자화수소수 제조 장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 보다 높은 전기 분해 효율로 수소수를 제조함에 따라 수소수의 용존 수소의 농도를 높일 수 있도록 구성된 자화수소수 제조 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치는 유입된 물이 통과하도록 구성되되, 상기 물이 통과하는 공간의 주위에 자기장을 형성하도록 구성된 자화 활성 유닛; 및 유입된 물을 전기 분해하여 산소 및 수소를 발생시키고, 상기 산소 및 상기 수소 중 상기 수소가 유출되는 물에 용해되도록 구성된 전기 분해 유닛; 을 포함하고, 상기 자화 활성 유닛과 상기 전기 분해 유닛은 유체적으로 연통되도록 연결되어 형성된다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 자화 활성 유닛은, 물이 유입되는 유입부와 자화수가 유출되는 유출부가 양 단에 형성되고, 서로 다른 직경을 가지는 외관 및 내관으로 형성되고, 상기 외관과 상기 내관의 사이로 유입된 물이 유동하도록 구성된 자화수관; 상기 내관의 내측에 배치되어 상기 내관을 통해 상기 자화수관의 내부로 자기장을 형성하는 복수 개의 영구자석; 상기 내관의 외주면에 나선상으로 감겨져 유입된 물이 상기 자화수관을 따라 나선상으로 유동하도록 가이드하는 스프링 부재; 및 상기 자화수관의 유입부와 연통된 유입구, 상기 자화수관의 유출부와 연통된 유출구가 형성되고, 상기 자화수관의 양 단 및 상기 복수 개의 영구자석을 감싸는 하우징 부재; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 영구자석은 원형 자석이고, 상기 내관의 길이 방향에 따라 배열되어 배치되고, 상기 자화 활성 유닛은, 상기 복수 개의 영구자석의 사이에 개재되어 영구자석의 자력을 향상시키는 촉매판; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자화 활성 유닛은, 물이 유입되는 유입부와 자화수가 유출되는 유출부가 양 단에 형성된 자화수관; 상기 자화수관을 감싸도록 배치되어 상기 자화수관의 내부로 자기장을 형성하는 복수 개의 영구자석; 및 상기 영구자석이 상기 자화수관으로부터 이탈되지 않게 상기 복수 개의 영구자석의 적어도 일부를 감싸는 하우징 부재; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 영구자석은 링 형상으로 형성된 원형 자석이고, 상기 자화수관이 상기 복수 개의 영구 자석을 관통하도록 상기 자화수관의 길이 방향에 따라 배열되어 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 영구자석은 동일 극끼리 서로 마주보도록 배열될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전기 분해 유닛은, 상기 유입된 물을 전기 분해하는 음극 전극 및 양극 전극; 상기 음극 전극 및 상기 양극 전극의 사이에 배치되어 전기 분해로 발생된 산소 또는 수소를 선택적으로 투과하도록 구성된 고분자 전해질막; 및 상기 음극 전극 측에서 생성된 수소는 상기 전기 분해 유닛으로부터 유출되는 물에 용해되되 상기 양극 전극 측에서 생성된 산소는 외부로 기체 형태로 배출되도록 상기 수소 및 상기 산소의 경로를 제공하는 하우징 부재; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 고분자 전해질막은, 상기 산소를 선택적으로 투과하도록 구성된 선택적 투과막이고, 상기 하우징 부재는, 상기 고분자 전해질막을 투과한 산소가 기체 형태로 외부로 배출되도록 구성된 통기구를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛은, 상기 유입된 물이 상기 자화 활성 유닛을 통과한 후 상기 전기 분해 유닛을 통과하도록 순차적으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 자화 활성 유닛 및 상기 전해 분해 유닛의 사이에서 상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛을 연결하고, 상기 자화 활성 유닛을 통과하면서 유속이 빨라진 물의 유속을 감소시키도록 구성된 유속 완충부; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 유속 완충부는, 상기 자화 활성 유닛으로부터 배출된 물이 상기 전기 분해 유닛으로 유입되기 전에 상기 유속 완충부를 통과하면서 물의 이동 경로가 변경되도록 적어도 일부에서 절곡되어 형성되고, 상기 자화 활성 유닛을 통과하면서 유속이 빨라진 물이 부딪히면서 유속이 감소될 수 있도록 구성된 타격면을 포함할 수 있다.

본 발명의 자화수소수 제조 장치에 따르면, 수소수를 제조하는 전기 분해 유닛에 자화 활성 유닛을 결합하여 미세화된 클러스터 입자를 갖는 자화수 이용해 전기 분해를 수행함으로써, 높은 농도의 용존 수소를 가지는 수소수를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 자화수소수 제조 장치에 따르면, 자화 활성 유닛을 통과하는 물에 높은 밀도의 자기장을 형성할 수 있도록 구성하여 자화수의 생성 효율 및 전기 분해의 효율을 높임으로써, 고농도의 수소수 및 자화수를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 자화수소수 제조 장치에 따르면, 전기 분해 유닛에 자화 활성 유닛을 결합함에 있어 자화 활성 유닛을 통과하여 유속이 빨라진 자화수의 속도를 감소시킬 수 있는 유속 완충부를 형성함으로써, 전기 분해 유닛에서 효율적으로 수소수가 제조될 수 있는 자화수소수 제조 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치의 내부 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치의 내부 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3a는 도 2a의 자화수소수 제조 장치의 자화 활성 유닛을 분해하여 도시한 개략적인 구성도이다.
도 3b는 도 2b의 자화수소수 제조 장치의 자화 활성 유닛을 분해하여 도시한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 자화수소수 제조 장치의 전기 분해 유닛을 분해하여 도시한 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 자화수소수 제조 장치가 자화수소수 정수기에 적용되는 모습을 도시한 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5의 각각의 구성을 분해하여 도시하고, 각 구성을 통한 자화수소수의 순환 과정을 도시한 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 자화수소수 제조 장치가 적용된 자화수소수 정수기의 외형을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 자화수소수 제조 장치를 포함하는 자화수소수 정수기가 자화수소수를 제조하는 과정을 도시한 개략적인 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

먼저, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자화수소수 제조 장치의 외형을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 자화수소수 제조 장치의 내부 구성을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 자화수소수 제조 장치의 자화 활성 유닛을 분해하여 도시한 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명의 자화수소수 제조 장치의 전기 분해 유닛을 분해하여 도시한 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 자화수소수 제조 장치 (100) 는 외부에서 유입되는 물이 통과하는 동안 물을 자화시키는 자화 활성 유닛 (110) 과, 물분자의 일부를 전기 분해하여 산소 및 수소를 생성하는 전기 분해 유닛 (120) 을 포함한다.

자화 활성 유닛 (110) 은 외부에서 유입된 물이 통과하도록 구성되고, 유입된 물이 통과하는 공간에 자기장을 형성한다. 물이 자화 활성 유닛 (110) 에 의해 형성된 자기장을 통과하게 되면, 물분자들 사이의 수소결합 (hydrogen bond) 및/또는 반데르발스 결합이 끊어짐에 따라 물의 클러스터 입자가 기존의 물보다 작아지게 된다.

이러한 물을 자화수 또는 자화 육각수라고 하며, 본 발명에 포함되는 자화수소수 제조 장치 (100) 는 자화 활성 유닛 (110) 으로부터 생성된 자화수가 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하여 전기 분해됨으로써 수소수가 제조될 수 있도록 구성된다.

먼저, 도 2a 및 도 3a를 참조하여, 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100a) 에 포함되는 자화 활성 유닛 (110a) 의 일 실시예에 대하여 설명한다.

도 2a 및 도 3a를 참조하면, 자화 활성 유닛 (110a) 은 자화수관 (111a), 자화수관의 내부로 자기장을 형성하는 복수 개의 영구자석 (112a), 자화수관 (111a) 및 복수 개의 영구자석 (112b) 을 감싸는 하우징 부재 (113a), 자화수관 (111a) 의 내부에 배치된 스프링 부재 (114a) 및 복수 개의 영구자석 (112a) 의 사이에 개재된 촉매판 (115a) 를 포함한다.

자화수관 (111a) 은 서로 다른 직경을 가지는 외관 (11) 및 내관 (12) 을 포함하고, 외관 (11) 과 내관 (12) 의 사이로 유입된 물이 유동하도록 구성된다. 자화수관 (111a) 은 양 단에 물이 유입되는 유입부 (13) 와 자화수가 유출되는 유출부 (14) 를 포함한다.

유입부 (13) 로 유입되어 자화수관 (111a) 을 따라 유동하는 물은 영구자석 (112a) 의 자기장의 영항으로 자화 활성되며, 물의 클러스터 입자가 기존의 물보다 작아진 자화수가 된다.

복수 개의 영구자석 (112a) 은 내관 (12) 의 내측에 배치되어, 내관 (12) 을 통해 자화수관 (111a) 의 내부로 자기장을 형성한다. 이때, 복수 개의 영구자석 (112a) 은 원형 자석이고, 내관 (12) 의 길이 방향에 따라 배열되어 배치된다.

이때, 복수 개의 영구자석 (112a) 은 자화수관 (111a) 을 이루는 내관 (12) 의 길이 방향에 따라 배열되되, 동일 극끼리 마주보도록 (즉, N극과 N극이 서로 마주보도록 배치되고, S극과 S극이 서로 마주보도록 배치되도록) 직렬로 설치되는 것이 바람직하다. 복수 개의 영구자석 (112a) 이 이러한 배치를 이루는 경우 동일 극이 마주봄으로써 발생한 척력에 자화수관 (111a) 을 흐르는 물에 대해 수직 방향으로 자력이 미치는 영역을 증가시킬 수 있다.

하우징 부재 (113a) 는 자화수관 (111a) 의 유입부 (13) 와 연통된 유입구 (31), 자화수관 (111a) 의 유출부 (14) 와 연통된 유출구 (32) 를 포함한다. 따라서 하우징 부재 (113a) 의 유입구 (31) 로 유입된 물은 자화수관 (111a) 의 유입부 (13) 로 들어와 자화수관 (111a) 을 따라 유동하면서 자화되고, 생성된 자화수는 자화수관 (111a) 의 유출부 (14) 를 통해 하우징 부재 (113a) 의 유출구 (32) 로 이동한다.

하우징 부재 (113a) 는 자화수관 (111a) 의 양 단 즉, 자화수관 (111a) 의 상부 및 하부를 감싸도록 형성된다. 이때, 하우징 부재 (113a) 는 자화수관 (111a) 의 외관 (11) 과 나사 결합되는 방식으로 강고히 고정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 하우징 부재 (113a) 가 자화수관 (111a) 과 결합되는 방식은 공지의 다양한 방식이 채용될 수 있음은 물론이다.

스프링 부재 (114a) 는 자화수관 (111a) 으로 유입된 물이 자화수관 (111a) 을 따라 나선상으로 유동하도록 가이드한다. 스프링 부재 (114a) 는 자화수관 (111a) 의 내관 (12) 의 외주면에 나선상으로 감겨지도록 배치될 수 있다.

유입된 물이 자화수관 (111a) 을 따라 유동하는 동안 지속적으로 영구자석 (112a) 에 의한 자화 활성 현상이 발생하게 되는데, 자화수관 (111a) 으로 유입된 물이 스프링 부재 (114a) 를 통해 나선상으로 유동하는 경우, 자화수관 (111a) 의 길이 방향에 따라 직선으로 이동하는 경우보다 물의 이동 경로가 크게 증가할 수 있다.

따라서 자화수관 (111a) 에 스프링 부재 (114a) 를 삽입하여 배치하면, 자화 활성 유닛 (110a) 의 자체의 길이를 증가시키지 않더라도, 자화 활성이 일어나는 경로의 길이를 크게 증가시킬 수 있다. 이로써 자화 활성 유닛 (110a) 의 단위 길이당 자화 활성 정도를 크게 향상시킬 수 있어 자화 활성 효율을 증가시킬 수 있다.

촉매판 (115a) 은 복수 개의 영구자석 (112a) 의 사이에 개재되어 영구자석의 자력을 향상시킨다. 이러한 촉매판 (115a) 은 자성을 지닌 금속 소재인 것이 바람직하고, 예컨대 촉매판 (115a) 은 철 (Fe) 로 형성될 수 있다.

도 2a 및 도 3a에서는 촉매판 (115a) 이 각각의 영구자석 (112a) 의 사이 사이에 모두 개재된 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 촉매판 (115a) 은 자화 활성 유닛 (110a) 의 설계 방식에 따라 적어도 하나 이상 포함되면 족하다. 또한, 도시된 바와 달리 촉매판 (115a) 은 배열된 복수 개의 영구자석 (112a) 의 측면을 감싸도록 배치될 수도 있음은 물론이다.

이와 달리, 도 2b 및 도 3b를 참조하여, 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100b) 에 포함되는 자화 활성 유닛 (110b) 의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

도 2a 및 도 3a를 참조하면, 자화 활성 유닛 (110b) 은 유입된 물이 통과하도록 구성된 자화수관 (111b) 과, 자화수관 (111b) 을 둘러싸도록 배치되는 복수 개의 영구자석 (112b) 과, 복수 개의 영구자석 (112b) 의 전체를 둘러싸는 하우징 부재 (113b) 를 포함한다.

자화수관 (111b) 은 물이 유입되는 유입부 (21) 와 자화수가 유출되는 유출부 (22) 가 양 단에 형성된다. 유입부 (21) 로 유입되어 자화수관 (111b) 을 따라 유동하는 물은 영구자석 (112b) 의 자기장의 영항으로 자화 활성되며, 물의 클러스터 입자가 기존의 물보다 작아진 자화수가 된다.

복수 개의 영구자석 (112b) 은 자화수관 (111b) 을 감싸도록 배치되어 자화수관 (111b) 의 내부로 자기장을 형성한다.

이때, 복수 개의 영구자석 (112b) 은 링 형상으로 형성된 원형 자석이고, 자화수관 (111b) 의 길이 방향에 따라 배열되어 배치된다. 자화수관 (111b) 은 복수 개의 영구 자석 (112b) 을 관통하도록 배치되며, 자화수관 (111b) 의 직경은 복수 개의 영구자석 (112b) 의 링의 중앙부의 직경과 동일 또는 유사하게 형성되는 것이 바람직하다.

역시, 복수 개의 영구자석 (112b) 은 자화수관 (111b) 을 둘러싸고 배치되되, 동일 극끼리 마주보도록 (즉, N극과 N극이 서로 마주보도록 배치되고, S극과 S극이 서로 마주보도록 배치되도록) 직렬로 설치되는 것이 바람직하다. 복수 개의 영구자석 (112b) 이 이러한 배치를 이루는 경우 동일 극이 마주봄으로써 발생한 척력에 자화수관 (111b) 을 흐르는 물에 대해 수직 방향으로 자력이 미치는 영역을 증가시킬 수 있다.

하우징 부재 (113b) 는 영구자석 (112b) 이 자화수관 (111b) 으로부터 이탈되지 않게 복수 개의 영구자석 (112b) 의 상부, 하부 및 측부에서 감싸도록 형성된다.

이때, 하우징 부재 (113b) 는 자화수관 (111b) 의 유입부 (21) 와 연통하는 유입구 (41), 자화수관 (111b) 의 유출부 (22) 와 연통하는 유출구 (42) 를 포함할 수 있다. 하우징 부재 (113b) 의 유입구 (41) 와 자화수관 (111b) 의 유입부 (21), 하우징 부재 (113b) 의 유출구 (42) 와 자화수관 (111b) 의 유출부 (22) 는 서로 대응되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

이상 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (110) 에 포함되는 자화 활성 유닛 (110a, 110b) 의 다양한 구조에 대하여 설명하였지만, 자화 활성 유닛 (110a, 110b) 의 구조 및 영구자석들 (112a, 112b) 의 배치는 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 다양한 구조의 자화 활성 유닛이 본 발명의 발명의 자화수소수 제조 장치 (110) 에 채용될 수 있음은 물론이다.

도 2a, 도 2b 및 도 4를 참조하면, 전기 분해 유닛 (120) 은 물을 전기 분해하여 수소수 제조에 필요한 수소를 생성하는 유닛으로서, 자화 활성 유닛 (110) 과 연결되어 자화 활성 유닛 (110) 으로부터 생성된 자화수가 유입되어 전기 분해될 수 있도록 구성된다.

전기 분해 유닛 (120) 은 음극 전극 (121n) 과 양극 전극 (121p), 음극 전극 및 상기 양극 전극의 사이에 배치된 고분자 전해질막 (122), 이들을 감싸며 전기 분해된 산소 및 수소의 경로를 제공하는 하우징 부재 (123) 를 포함한다.

음극 전극 (121n) 과 양극 전극 (121p) 은 외부 전원으로부터 전원이 인가되면 전극과 접하는 물분자를 전기 분해한다. 구체적으로 전원이 인가되면 음극 전극 (121n) 은 물분자를 전기 분해하여 수소를 추출하고, 양극 전극 (121p) 은 물분자를 전기 분해하여 산소를 추출한다.

이러한 음극 전극 (121n) 과 양극 전극 (121p) 은 얇은 금속 판으로 형성될 수 있으며, 통상의 전기 분해 유닛의 음극 전극 및 양극 전극이 채용될 수 있음은 물론이다.

고분자 전해질막 (122) 은 음극 전극 (121n) 과 양극 전극 (121p) 의 사이에 배치되어, 전기 분해로 발생된 산소 및 수소 중 적어도 하나를 선택적으로 투과하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자 전해질막 (122) 은 양극 전극 (121p) 측에서 추출된 산소를 선택적으로 투과하도록 구성된 선택적 투과막이다. 이때, 물분자로부터 전기 분해된 산소는 원자, 활성 이온, 산소 분자 또는 오존 분자 등 다양한 상태로 존재할 수 있으며, 본 발명의 고분자 전해질막 (122) 은 이러한 다양한 상태로 존재하는 산소를 모두 선택적으로 투과할 수 있도록 구성된 것일 수 있다.

하우징 부재 (123) 는 음극 전극 (121n), 고분자 전해질막 (122), 양극 전극 (121p) 을 모두 감싸도록 형성된다. 또한 하우징 부재 (123) 는 음극 전극 (121n) 측에서 생성된 수소는 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하여 유출되는 물에 용해되되, 양극 전극 (121p) 측에서 생성된 산소는 외부로 기체 형태로 배출되도록 수소 및 산소의 경로를 제공하도록 구성된다.

하우징 부재 (123) 는 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하는 자화수소수가 유출되도록 구성된 유출구 (51) 를 포함한다. 하우징 부재 (123) 의 유출구 (51) 는 음극 전극 (121n) 이 배치된 측에 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 하우징 부재 (123) 의 유출구 (51) 의 상측에는 유출된 물의 방향을 가이드 하는 가이드 돌기 (52) 가 형성될 수 있다.

또한 하우징 부재 (123) 는 고분자 전해질막 (122) 을 투과한 산소가 기체 형태로 외부로 배출되도록 구성된 통기구 (53) 를 포함한다. 하우징 부재 (123) 의 통기구 (53) 는 양극 전극 (121p) 이 배치된 측에 형성되는 것이 바람직하다.

이상 도 2a, 도 2b 및 도 4를 참조하여 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (110) 에 포함되는 전기 분해 유닛 (120) 구조에 대하여 설명하였지만, 전기 분해 유닛 (120) 은 상술한 바에 한정되는 것은 아니고 공지된 다양한 구조의 전기 분해 유닛이 본 발명의 발명의 자화수소수 제조 장치 (110) 에 채용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100) 의 자화 활성 유닛 (110) 과 전기 분해 유닛 (120) 은 서로 연결되어 형성될 수 있다.

이때, 자화 활성 유닛 (110) 및 전기 분해 유닛 (120) 은 도 1에 도시된 바와 같이 외부로부터 유입된 물이 자화 활성 유닛 (110) 을 통과한 후 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하도록 순차적으로 배치되는 것이 바람직하다. 이로써 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100) 는 자화 활성 유닛 (110) 을 통과한 미세화된 클러스터 입자를 갖는 자화수가 전기 분해 유닛 (120) 의 음극 및 양극과 접해 전기 분해되도록 구성됨으로써, 종래의 수소수 제조 장치에 비하여 전기 분해 효율이 증대되는 이점을 갖는다.

또한, 자화수소수 제조 장치 (100) 는 자화 활성 유닛 (110) 및 전해 분해 유닛 (120) 의 사이에, 자화 활성 유닛 (110) 및 전기 분해 유닛 (120) 을 연결하면서 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하면서 유속이 빨라진 물의 유속을 감소시키는 유속 완충부 (130) 를 포함한다.

유속 완충부 (130) 는 자화 활성 유닛 (110) 으로부터 배출된 물이 전기 분해 유닛 (120) 으로 유입되기 전, 물의 이동 경로가 변경되도록 적어도 일부에서 절곡되어 형성될 수 있다. 이때, 유속 완충부 (130) 는 별도의 부재일 수도 있지만, 전기 분해 유닛 (120) 의 하우징 부재 (123) 의 일부가 연장되어 형성된 구간일 수도 있다.

유속 완충부 (130) 는 절곡된 구간에서 유속이 빨라진 물이 부딪히면서 유속이 감소될 수 있도록 구성된 타격면 (131) 을 포함할 수 있다. 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하면서 유속이 빨라진 물이 타격면 (131) 을 타격하면서 유속이 감소하는 원리를 이용한 것이다.

유속 완충부 (130) 는 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하면서 유속이 빨라진 물의 유속을 감소시킬 수 있다면 도시된 바에 한정되지 않고, 그 밖의 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

한편, 자화수소수 제조 장치 (100) 는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 자화 활성 유닛 (110) 과 전기 분해 유닛 (120) 이 직접 연결되어 형성될 수도 있으나, 자화 활성 유닛 (110) 과 전기 분해 유닛 (120) 을 매개하는 별도의 관에 의해 간접적으로 자화 활성 유닛 (110) 과 전기 분해 유닛 (120) 이 연결되는 구조로 형성될 수도 있다.

또한, 도 1 및 도 2에서는 자화수소수 제조 장치 (100) 로 유입되는 물이 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하고 이후 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하도록 배치되어 있으나, 이러한 배치 순서에 한정되지 않고 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하고 이후 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하도록 도시된 바와 반대로 배치될 수도 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100) 가 적용된 자화수소수 정수기에 대하여 구체적으로 설명한다. 설명의 편의를 위해 상술한 도 1 내지 도 4가 참조될 수 있다.

설명에 앞서, 이하에서는 음용하는 수소수를 제조하기 위한 자화수소수 정수기를 기준으로 본 발명의 자화수소수 제조 장치의 적용 예를 설명하지만, 본 발명의 자화수소수 제조 장치는 농업 용수, 공업 용수 등으로 활용될 수 있는 수소수를 제조하기 위한 다양한 수소수 제조 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 자화수소수 제조 장치가 자화수소수 정수기에 적용되는 모습을 도시한 개략적인 구성도이고, 도 6은 도 5의 각각의 구성을 분해하여 도시하고, 각 구성을 통한 자화수소수의 순환 과정을 도시한 개략적인 구성도이고, 도 7은 본 발명의 자화수소수 제조 장치가 적용된 자화수소수 정수기의 외형을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 자화수소수 제조 장치를 포함하는 자화수소수 정수기가 자화수소수를 제조하는 과정을 도시한 개략적인 흐름도이다.

본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100) 가 적용되는 자화수소수 정수기 (1000) 는 유입된 물을 정수하는 종래의 정수기 기능을 수행할 뿐만 아니라, 자화 활성 방식 및 전기 분해 방식을 적용하여 자화수소수를 제조하고, 자화수소수의 지속적인 순환을 통하여 용존 수소량을 높고 지속적으로 유지할 수 있도록 구성된 정수기이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 는 외부 케이스 내에, 유입된 물을 정수하는 필터부 (200), 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100), 자화수소수를 저장하는 저장조 (300), 저장조와 연결되어 자화수소수를 순환시키는 순환부 (400) 및 자화수소수의 제조 및 순환을 제어하는 제어부 (500) 를 포함하여 구성된다.

필터부 (200) 는 정수기로 유입되는 물을 정수하는 적어도 하나의 필터 (210) 와, 정수된 물이 이동하는 정수관 (220) 과, 정수관 (220) 에 설치되어 물의 흐름을 조절하는 정수밸브 (230) 를 포함한다.

필터부 (200) 로 유입된 물은 필터 (210) 를 통과하면서 정수된다. 여기서, 상기 필터 (210) 는 침전필터, 카본필터, 멤브레인필터, TCR필터 및 UV살균필터 중 선택된 적어도 하나일 수도 있고, 특별히 한정되지 않고 정수기 (1000) 에 유입된 물을 여과할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 채용될 수 있다.

필터 (210) 를 통해 정수된 물은 정수관 (220) 을 통해 자화수소수 제조 장치 (100) 쪽으로 이동한다. 정수관 (220) 은 필터 (210) 와 자화수소수 제조 장치 (100) 를 연결하도록 구성되고, 도 5에 도시된 바와 같이 자화수소수 제조 장치 (100) 가 저장조 (300) 내부에 수용되도록 배치되는 경우 저장조 (300) 의 일측을 관통하도록 배치될 수 있다.

또한, 정수관 (220) 에는 정수밸브 (230) 가 설치되어, 저장조 (300) 에 저장된 물의 양에 따라 또는 후술할 순환부 (400) 의 동작에 따라 필터 (210) 로부터 유입되는 정수물의 흐름을 조절할 수도 있다. 정수밸브 (230) 의 동작에 대해서는 본 발명의 자화수소수의 순환 방식에 대하여 설명하면서 구체적으로 후술하도록 한다.

자화수소수 제조 장치 (100) 는 필터부 (200) 로부터 정수된 물을 자화수소수로 제조한다. 자화수소수 제조 장치 (100) 는 정수된 물을 자화시키는 자화 활성 유닛 (110) 과, 물분자의 일부를 전기 분해하여 수소를 생성하는 전기 분해 유닛 (120) 을 포함한다. 자화 활성 유닛 (110) 은 정수관 (220) 과 연결되어 정수된 물이 통과하도록 구성되고, 전기 분해 유닛 (120) 은 자화수를 전기 분해하여 수소가 정수된 물에 용해되어 저장조 (300) 로 유입되도록 한다.

자화수소수 제조 장치 (100) 의 구체적인 구성 및 구조는 도 1 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략한다.

다만, 도 5 및 도 6에서는 정수관 (220) 을 통해 자화수소수 제조 장치 (100) 로 유입되는 물이 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하고 이후 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하도록 배치되어 있으나, 이러한 배치 순서에 한정되지 않고 전기 분해 유닛 (120) 을 통과하고 이후 자화 활성 유닛 (110) 을 통과하도록 도시된 바와 반대로 배치될 수도 있음은 물론이다.

저장조 (300) 는 자화수소수 제조 장치 (100) 를 통해 생성된 자화수소수를 저장한다.

저장조 (300) 는 저장조 (300) 의 만수위를 감지하는 수위센서 (310) 를 포함한다. 수위센서 (310) 에서 저장조 (300) 의 만수위를 감지하면 더 이상의 물이 저장조 (300) 로 유입되지 않도록 필터부 (200) 에서의 정수를 일시적으로 중단할 수 있다.

저장조 (300) 는 도 5 및 도 6과 같이 그 내부에 자화수소수 제조 장치 (100) 를 수용하는 형태로 구성될 수도 있고, 이에 한정되지 않고 자화수소수 제조 장치 (100) 및 저장조 (300) 가 서로 별도의 구성으로 배치되되, 자화수소수 제조 장치 (100) 와 관으로 연결되어 자화수소수 제조 장치 (100) 로부터 생성된 자화수소수가 유입되도록 구성될 수도 있다.

도 5 및 도 6과 같이 저장조 (300) 가 본 발명의 자화수소수 제조 장치 (100) 를 수용하면서 자화수소수를 저장하도록 구성된다면, 저장조 (300) 에는 자화수소수 제조 장치 (100) 로부터 배출되는 산소 기체가 외부로 배출되도록 구성된 통기구 (320) 가 형성될 수 있다.

한편, 저장조 (300) 를 감싸도록 냉각관 (330) 이 배치되고, 냉각관 (330) 과 연결된 컴프레셔 (331), 냉각팬 (332) 및 방열판 (333) 의 구성에 의해 저장조 (300) 에 저장된 자화수소수가 냉각되도록 구성될 수 있다. 이러한 냉각장치들의 구성은 공지된 정수기의 구성이 채용될 수 있다.

순환부 (400) 는 저장조 (300) 로부터 자화수소수를 순환시키는 구성이다. 순환부 (400) 는 일단이 저장조 (300) 와 연결되고 타단이 정수관 (220) 과 연결되는 순환관 (410) 과, 순환관 (410) 을 통해 저장조 (300) 로부터 자화수소수를 순환시키는 순환펌프 (420) 와, 순환관 (410) 및 정수관 (220) 이 연결 지점에 설치된 삼방밸브 (430) 을 포함하여 구성된다.

순환부 (400) 는 저장조 (300) 와 연결된 순환관 (410) 의 일단으로부터 자화수소수를 취수하고, 다시 정수관 (220) 과 연결된 순환관 (420) 의 타단을 통해 다시 자화수소수가 저장조 (300) 로 유입될 수 있도록 자화수소수를 순환시킨다.

순환부 (400) 는 자화수소수가 저장조 (300) 로부터 취수되어 다시 정수관 (220) 으로 유입되도록 함으로써, 자화수소수가 재차 자화수소수 제조 장치 (100) 로 유입되도록 할 수 있고, 순환되는 자화수소수가 다시 전기 분해 유닛 (120) 에서의 전기 분해 과정을 거치도록 할 수 있다. 이러한 순환부 (400) 의 순환 과정을 통해 자화수소수의 용존 수소의 농도를 보다 높일 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 순환부 (400) 는 이러한 자화수소수의 순환 과정에서 용존된 수소가 기체의 형태로 유출되지 않도록 함으로써 고농도의 용존 수소 농도를 지속적으로 유지시킬 수 있게 된다.

제어부 (500) 는 자화수소수 제조 장치 (100) 및 순환부 (400) 의 동작을 제어함으로써 자화수소수의 제조 및 순환을 제어한다.

구체적으로, 제어부 (500) 는 수위센서 (310) 에서 저장조 (300) 의 만수위를 감지하면 순환부 (400) 의 삼방 밸브 (430) 를 제어하여 필터부 (200) 로부터 정수된 물이 유입되는 정수관 (220) 을 차단하면서 자화수소수만을 순환시킬 수 있다. 반면, 제어부 (500) 가 수위센서 (310) 에서 저장조 (300) 의 저수위를 감지하면 필터부 (200) 로부터 정수된 물이 자화수소수와 함께 자화 활성 유닛 (110) 및 전기 분해 유닛 (120) 으로 유입되도록 삼방 밸브 (430) 를 제어할 수 있다.

또한, 제어부 (500) 는 저장조 (300) 에 저장된 자화수소수의 용존 수소량에 기초하여 순환부 (400) 를 통한 자화수소수의 순환 횟수, 순환 주기 및 순환 속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

구체적으로 제어부 (500) 는 저장조 (300) 에 저장된 자화수소수의 용존 수소량을 1000ppb 이상으로 유지시키도록, 순환부 (400) 를 통한 자화수소수의 순환 횟수, 순환 주기 및 순환 속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 는 기설정된 순환 속도로 5분 가량 가동되는 경우 자화수소수 내의 용존 수소량이 250ppb에 도달할 수 있고, 10분 가량 가동되는 경우 자화수소수 내의 용존 수소량이 600ppb에 도달할 수 있으며, 20분 가량 가동되는 경우 자화수소수 내의 용존 수소량이 1000ppb에 도달할 수 있도록 구성된다. 이때, 저장조 (300) 에 저장된 자화수소수가 순환부 (400) 를 통해 순환되지 않는다면 수소가 기체의 형태로 유출될 것이나, 기설정된 순환 주기로 반복하여 순환한다면 자화수소수 내의 용존 수소량이 1000ppb이상 보다 바람직하게는 1200ppb이상 유지될 수 있게 된다.

구체적으로 도 8의 자화수소수를 제조 과정을 도시한 흐름도를 참조하면,

본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 는 외부에서 물이 유입되는 입수 과정, 입수된 물이 필터부 (200) 를 거쳐 정수되는 정수처리 과정, 정수된 물이 자화 활성 유닛 (110) 을 거쳐 자화되는 자화활성처리 과정, 자화수가 전기 분해 유닛 (120) 을 거쳐 전기 분해되는 전기 분해처리 과정을 수행하도록 구성된다.

이때, 이러한 사이클을 거쳐 제조된 자화수소수가 저장조 (300) 에 저장되면, 제어부 (500) 는 제조된 자화수소수의 용존 수소량을 측정하거나 또는 산출할 수 있다.

예를 들어, 제어부 (500) 는 별도로 구비된 수소 측정 센서를 통해 저장조 (300) 에 저장된 수소량을 측정함으로써 용존 수소량이 기설정된 기준에 도달하였는지 여부를 확인할 수도 있다. 또는 제어부 (500) 는 한 사이클의 정수 과정에서 정수되는 물의 양과 자화수소수 생성 모듈에서의 수소 생성량, 생성된 수소의 평균 용존률을 기초로 대략적인 용존 수소량을 산출함으로써 용존 수소량이 기설정된 기준에 도달하였는지 여부를 확인할 수도 있다.

제어부 (500) 는 저장조 (300) 에 저장된 용존 수소량이 기설정된 기준에 도달하지 못한 것으로 판단하는 경우, 자화수소수 제조 장치 (100) 및 순환부 (400) 를 통해 자화수소수가 기설정된 용존 수소량에 도달할 때까지 자화수소수를 순환시킬 수 있다. 이때, 제어부 (500) 는 자화수소수의 순환 횟수, 순환 주기 및 순환 속도 중 적어도 하나를 제어함으로써 용존 수소량을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 는 저장조 (300) 와 연결되어 저장조 (300) 로부터 공급된 자화수소수를 온수로 공급할 수 있는 온수 저장조 (340) 를 더 포함할 수 있다. 온수 저장조 (340) 를 저장조 (300) 의 하측에 위치하도록 배치하여, 별도의 펌프 구성 없이도 압력에 의해 자화수소수가 저장조 (300) 에서 온수 저장조 (340) 로 이동하도록 할 수 있다. 온수 저장조 (340) 는 내부에 가열 코일 (341) 을 구비하여 자화수소수를 가열할 수 있다.

이렇게 저장조 (300) 및 온수 저장조 (340) 에 저장된 냉/온 자화수소수는 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 의 사용자의 선택에 따라 외부로 급수되도록 구성된다. 자화수소수 정수기 (1000) 는 기설정된 부분에 취수구 (1001) 가 마련되고, 취수관, 취수펌프 등의 공지된 정수기의 구성을 통해 자화수소수가 외부로 공급될 수 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 취수구의 하측에 드레인부 (1002) 가 형성될 수 있고, 드레인부 (1002) 는 내부에 오목한 공간부를 구비하여 취수구 (1001) 를 유출된 물이 흘러 넘치지 않도록 구성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 드레인부 (1002) 에 별도의 배수 유로가 연결되어 물이 고이지 않고 외부로 배출되도록 구성할 수도 있다.

또한 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 는 전원 온/오프 버튼, 급수버튼 및 수소수 생성버튼 등 필요에 따라 조작버튼 (미도시) 을 선택적으로 포함할 수 있으며, 조작버튼은 자화수소수 정수기 (1000) 의 다양한 위치에 설치될 수 있다.

이러한 정수기의 공지된 구성은 본 발명의 자화수소수 정수기 (1000) 의 설계 방식에 따라 얼마든지 구비될 수 있음은 물론이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 … 자화수소수 제조 장치
110a, 110b … 자화 활성 유닛
111a, 111b … 자화수관
112a, 112b … 영구자석
113a, 113b … 하우징 부재
114a … 스프링 부재
115a … 촉매판
120 … 전기 분해 유닛
121n … 음극 전극
121p … 양극 전극
122 … 고분자 전해질막
123 … 하우징 부재
130 … 유속 완충부
131 … 타격면
1000 … 자화수소수 정수기
200 … 필터부
210 … 필터
220 … 정수관
230 … 정수밸브
300 … 저장조
310 … 수위센서
320 … 통기구
330 … 냉각관
340 … 온수 저장조
400 … 순환부
410 … 순환관
420 … 순환펌프
430 … 삼방밸브
500 … 제어부

Claims (11)

1. 자화 활성 및 전기 분해 방식을 적용한 자화수소수 제조 장치에 있어서,
   유입된 물이 통과하도록 구성되되, 상기 물이 통과하는 공간의 주위에 자기장을 형성하도록 구성된 자화 활성 유닛; 및
   유입된 물을 전기 분해하여 산소 및 수소를 발생시키고, 상기 산소 및 상기 수소 중 상기 수소가 유출되는 물에 용해되도록 구성된 전기 분해 유닛; 을 포함하고,
   상기 자화 활성 유닛과 상기 전기 분해 유닛은 유체적으로 연통되도록 연결되어 형성되고,
   상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛은, 상기 유입된 물이 상기 자화 활성 유닛을 통과한 후 상기 전기 분해 유닛을 통과하도록 순차적으로 배치되고,
   상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛은 일체로 형성되고,
   상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛의 사이에서 상기 자화 활성 유닛 및 상기 전기 분해 유닛을 연결하고, 상기 자화 활성 유닛을 통과하면서 유속이 빨라진 물의 유속을 감소시키도록 구성된 유속 완충부; 를 더 포함하고,
   상기 유속 완충부는,
   상기 자화 활성 유닛으로부터 배출된 물이 상기 전기 분해 유닛으로 유입되기 전에 상기 유속 완충부를 통과하면서 물의 이동 경로가 변경되도록 적어도 일부에서 절곡되어 형성되고, 상기 자화 활성 유닛을 통과하면서 유속이 빨라진 물이 부딪히면서 유속이 감소될 수 있도록 구성된 타격면을 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 자화 활성 유닛은,
   물이 유입되는 유입부와 자화수가 유출되는 유출부가 양 단에 형성되고, 서로 다른 직경을 가지는 외관 및 내관으로 형성되고, 상기 외관과 상기 내관의 사이로 유입된 물이 유동하도록 구성된 자화수관;
   상기 내관의 내측에 배치되어 상기 내관을 통해 상기 자화수관의 내부로 자기장을 형성하는 복수 개의 영구자석;
   상기 내관의 외주면에 나선상으로 감겨져 유입된 물이 상기 자화수관을 따라 나선상으로 유동하도록 가이드하는 스프링 부재; 및
   상기 자화수관의 유입부와 연통된 유입구, 상기 자화수관의 유출부와 연통된 유출구가 형성되고, 상기 자화수관의 양 단 및 상기 복수 개의 영구자석을 감싸는 하우징 부재; 를 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 복수 개의 영구자석은 원형 자석이고, 상기 내관의 길이 방향에 따라 배열되고,
   상기 자화 활성 유닛은,
   상기 복수 개의 영구자석의 사이에 개재되어 영구자석의 자력을 향상시키는 촉매판; 을 더 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 자화 활성 유닛은,
   물이 유입되는 유입부와 자화수가 유출되는 유출부가 양 단에 형성된 자화수관;
   상기 자화수관을 감싸도록 배치되어 상기 자화수관의 내부로 자기장을 형성하는 복수 개의 영구자석; 및
   상기 영구자석이 상기 자화수관으로부터 이탈되지 않게 상기 복수 개의 영구자석의 적어도 일부를 감싸는 하우징 부재; 를 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 복수 개의 영구자석은 링 형상으로 형성된 원형 자석이고, 상기 자화수관이 상기 복수 개의 영구 자석을 관통하도록 상기 자화수관의 길이 방향에 따라 배열되어 배치되는, 자화수소수 제조 장치.
6. 제3 항 및 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수 개의 영구자석은 동일 극끼리 서로 마주보도록 배열되는, 자화수소수 제조 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 전기 분해 유닛은,
   상기 유입된 물을 전기 분해하는 음극 전극 및 양극 전극;
   상기 음극 전극 및 상기 양극 전극의 사이에 배치되어 전기 분해로 발생된 산소 또는 수소를 선택적으로 투과하도록 구성된 고분자 전해질막; 및
   상기 음극 전극 측에서 생성된 수소는 상기 전기 분해 유닛으로부터 유출되는 물에 용해되되 상기 양극 전극 측에서 생성된 산소는 외부로 기체 형태로 배출되도록 상기 수소 및 상기 산소의 경로를 제공하는 하우징 부재; 를 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 고분자 전해질막은,
   상기 산소를 선택적으로 투과하도록 구성된 선택적 투과막이고,
   상기 하우징 부재는,
   상기 고분자 전해질막을 투과한 산소가 기체 형태로 외부로 배출되도록 구성된 통기구를 포함하는, 자화수소수 제조 장치.
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