KR101909665B1 - 수소함유수 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

수소함유수 제조 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 제1 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 결합되어 제2 수용공간을 형성하는 실린더; 상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 연결통로; 상기 연결통로를 폐쇄하는 이온교환막; 상기 제1 수용공간에 배치되는 양 전극과 상기 제2 수용공간에 배치되는 음 전극을 포함하는 전기분해부; 상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기관; 및 상기 배기관을 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제1 방수막을 포함하는 수소함유수 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

수소함유수 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING HYDROGEN CONTAINING WATER}
본 발명은 수소함유수 제조 장치에 관한 것이다.
사람의 몸 상태는 사람이 마시는 물과 밀접한 연관성을 가질 수 있는 것으로 알려져 있다.
먼저, 사람의 몸은 금속 이온의 균형을 통해 세포 내 삼투압 작용을 조절하는데, 이를 위해 사람의 몸에 필요한 각종 미네랄 성분, 예를 들어 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등은 사람이 마시는 물을 통해 상당량 공급될 수 있다.
다음으로, 사람의 몸은 대부분 산성으로 이루어졌기 때문에, 이를 중화하기 위하여 약 알칼리성 물을 마시는 것이 바람직하다. 약 알칼리성 물은 중화 효능 이외에도 암을 억제하고 항산화 물질과 체내 효소의 활동에 도움을 주며 음식물 분해와 소화 흡수능력을 향상시켜 면역력 강화에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다.
수소함유수는 상술한 효능들을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 당시에 방사능 유출로 인한 방사능의 체내 오염 문제가 국제적으로도 심각한 사회 문제로 대두되었을 때에는 수소함유수가 방사능 해독 효능도 가지고 있음이 밝혀짐으로써 수소함유수에 대한 국제사회의 수요 증가가 급격하게 가속화되고 있다.
수소함유수는 체내 활성산소를 물로 변환하여 체내로 흡수되거나 체외로 배출되게 할 수도 있다. 구체적으로, 수소는 세포막을 통과할 수 있기 때문에 세포 안에 있는 유해한 활성산소와 결합할 수 있고, 수소와 결합된 활성산소는 물로 변환될 수 있다. 따라서, 수소함유수는 과도한 체내 활성산소를 원인으로 하는 암, 당뇨, 뇌경색 등의 각종 질병에도 우수한 효과를 가져오는 것으로 밝혀져 더욱 각광받고 있는 것이 현실이다.
일본 공개특허공보 특개2010-269246호(2010.12.02, 음료용 수소 함유수를 제조하는 방법)
본 발명의 실시예들은 수소함유수 제조 공간을 최대한 확보할 수 있는 수소함유수 제조 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 제1 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 결합되어 제2 수용공간을 형성하는 실린더; 상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 연결통로; 상기 연결통로를 폐쇄하는 이온교환막; 상기 제1 수용공간에 배치되는 양 전극과 상기 제2 수용공간에 배치되는 음 전극을 포함하는 전기분해부; 상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기관; 및 상기 배기관을 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제1 방수막을 포함하는 수소함유수 제조 장치가 제공될 수 있다.
상기 실린더를 관통하여 상기 제2 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기구; 및 상기 배기구를 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제2 방수막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에 제1 수용공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 결합되어 제2 수용공간을 형성하는 실린더; 상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 연결통로; 상기 연결통로를 폐쇄하는 이온교환막; 상기 제1 수용공간에 배치되는 양 전극과 상기 제2 수용공간에 배치되는 음 전극을 포함하는 전기분해부; 상기 실린더를 관통하여 상기 제2 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기구; 및 상기 배기구를 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제2 방수막을 포함하는 수소함유수 제조 장치가 제공될 수 있다.
상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기관; 및 상기 배기관을 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제1 방수막을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징을 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 물 주입관; 및 상기 물 주입관의 상단 개구에 탈착 가능하게 결합되는 제2 뚜껑을 더 포함하고, 상기 물 주입관의 상단은 상기 이온교환막보다 높게 배치되어 상기 물 주입관의 상부에는 상기 제1 수용공간에서 발생한 가스가 포집되는 가스 포집공간이 형성될 수 있다.
상기 배기관은 상기 가스 포집공간까지 연장될 수 있다.
상기 배기관의 상단은 상기 이온교환막보다 높고 상기 제2 뚜껑의 하면보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 배기관에 결합되고, 상기 제1 방수막을 거쳐 배출되는 가스 중 오존을 여과하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 수소함유수가 제조되는 제2 수용공간 내의 구조물 설치를 최소화하여 제2 수용공간, 즉 수소함유수 제조 공간을 최대한 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배기관 또는 배기구에 방수막을 설치함으로써, 릴리프 밸브와 같이 수용공간의 압력을 적정 수준으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 물의 배출을 억제 내지 차단할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 양 전극과 음 전극을 이온교환막의 표면에 증착 내지 인쇄함으로써, 양 전극과 음 전극 사이의 전기 저항을 낮출 수 있다. 그 결과, 이온교환막의 열 손상 가능성이 낮아지므로, 제1 수용공간에 물을 충전하지 않아도 되어 이를 위한 구조물을 설치할 필요가 없어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 가스 포집공간을 제1 수용공간과 제2 수용공간 사이에 형성하고 배기관을 하우징의 아랫벽을 관통하여 가스 포집공간까지 연장되게 형성함으로써, 제2 수용공간 내 구조물의 설치 공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 하우징의 외주면에서 돌출된 부분을 없애 휴대성을 높여 텀블러 등으로 활용할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 수소함유수 제조 장치가 무선 충전기에 의해 충전되는 방식을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 수소함유수 제조 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치(10)는 하우징(100), 실린더(200), 이온교환막(110), 전기분해부(120), 배기관(130), 제1 방수막(131), 배기구(220) 및 제2 방수막(221)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 제1 수용공간(101)이 내부에 형성되는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(100)의 상벽에는 상하 방향으로 관통하는 연결통로(103)가 형성되어 제1 수용공간(101)과 제2 수용공간(201)을 연결할 수 있다. 연결통로(103)는 복수로 형성될 수 있고, 복수의 연결통로(103)는 하우징(100)의 상하 방향의 중심축을 기준으로 동일한 거리에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 연결통로(103)를 연결하면 고리 형상을 형성할 수 있다.
실린더(200)는 하면이 개방되고 상면이 폐쇄된 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.
실린더(200)는 하우징(100)의 상단에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수 있고, 하우징(100)의 상면에 접하는 제2 수용공간(201)을 형성할 수 있다.
실린더(200)의 상벽에는 상하 방향으로 관통하는 취수구(203)가 형성될 수 있고, 실린더(200)는 상벽에 힌지 축을 통해 회동 가능하게 결합되어 취수구(203)를 개폐하는 제1 뚜껑(210)을 포함할 수 있다.
이온교환막(110)은 물을 통과시키진 않지만 양이온, 예를 들어 수소이온(H+)을 통과시킬 수 있다.
이온교환막(110)은 양이온 교환막일 수 있다.
이온교환막(110)은 하우징(100)에 수평 방향으로 연장되게 결합되어 연결통로(103)를 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 제2 수용공간(201)에 수용된 물은 제1 수용공간(101)으로 이동할 수 없게 된다.
전기분해부(120)는 제2 수용공간(201)에 수용된 물을 전기 분해하여 수소함유수를 제조할 수 있다.
전기분해부(120)는 음 전극(121) 및 양 전극(123)을 포함할 수 있다.
음 전극(121)은 이온교환막(110)의 일면에 증착 또는 인쇄되어 이온교환막(110)을 중심으로 제2 수용공간(201) 측에 배치될 수 있고, 양 전극(123)은 이온교환막(110)의 타면에 증착 또는 인쇄되어 이온교환막(110)을 중심으로 제1 수용공간(101) 측에 배치될 수 있다. 음 전극(121) 및 양 전극(123)은 각각 이온교환막(110)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성하여 양이온이 통과할 수 있는 통로 내지 관통 홀을 제공할 수 있다.
음 전극(121)에서는 물이 전기 분해되어 수소 가스가 생성될 수 있고, 수소 가스는 물에 녹아 수소함유수가 제조될 수 있다.
배기관(130)은 하우징(100)의 하벽을 상하 방향으로 관통하도록 결합되어 제1 수용공간(101)과 외부공간을 연결할 수 있다.
배기관(130)은 제1 방수막(131)에 의해 폐쇄될 수 있다.
제1 방수막(131)은 제1 수용공간(101)에서 외부공간으로 물이 배출되는 것을 억제하는 반면, 제1 수용공간(101)에서 외부공간으로 가스가 배출되는 것을 허용할 수 있다. 그 결과, 배기관(130)은 수소함유수 제조 과정에서 부수적으로 발생하는 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.
제1 방수막(131)은 제1 방수막(131)이 고리 형상의 제1 프레임에 결합된 제1 방수 모듈로 제작될 수 있고, 제1 방수 모듈은 배기관(130)에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수도 있다.
배기구(220)는 제1 뚜껑(210)을 상하 방향으로 관통하도록 형성되어 제2 수용공간(201)과 외부공간을 연결할 수 있다. 다른 예시로서, 배기구(220)는 실린더(200)의 측벽 또는 상벽을 관통하도록 형성될 수도 있다.
배기구(220)는 제2 방수막(221)에 의해 폐쇄될 수 있다.
제2 방수막(221)은 제2 수용공간(201)에서 외부공간으로 물이 배출되는 것을 억제하는 반면, 제2 수용공간(201)에서 외부공간으로 가스가 배출되는 것을 허용할 수 있다. 그 결과, 배기구(220)는 제2 수용공간(201)의 수소 가스 압력이 적정 수준으로 유지될 수 있도록 수소 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.
제2 방수막(221)은 제2 방수막(221)이 고리 형상의 제2 프레임에 결합된 제2 방수 모듈로 제작될 수 있고, 제2 방수 모듈은 배기구(220)에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수 있다.
제1 방수막(131) 및 제2 방수막(221)은 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 방수 재질의 막을 포함할 수 있고, 일 예시로서 고어텍스(Gore-tex)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치(20)는 하우징(100), 실린더(200), 이온교환막(110), 전기분해부(120), 배기관(130), 제1 방수막(131), 배기구(220), 제2 방수막(221), 물 주입관(140), 제2 뚜껑(150) 및 필터(133)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치(10)에서는 제2 수용공간(201)에만 물이 주입될 수도 있는 반면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치(20)에서는 제1 수용공간(101) 및 제2 수용공간(201) 모두에 물이 주입되는 점에서 차이가 있다.
하우징(100)은 제1 수용공간(101)이 내부에 형성되는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(100)의 상벽에는 상하 방향으로 관통하는 연결통로(103)가 형성되어 제1 수용공간(101)과 제2 수용공간(201)을 연결할 수 있다. 연결통로(103)는 복수로 형성될 수 있고, 복수의 연결통로(103)는 하우징(100)의 상하 방향의 중심축을 기준으로 동일한 거리에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 연결통로(103)를 연결하면 고리 형상을 형성할 수 있다.
실린더(200)는 하면이 개방되고 상면이 폐쇄된 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.
실린더(200)는 하우징(100)의 상단에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수 있고, 하우징(100)의 상면에 접하는 제2 수용공간(201)을 형성할 수 있다.
실린더(200)의 상벽에는 상하 방향으로 관통하는 취수구(203)가 형성될 수 있고, 실린더(200)는 상벽에 힌지 축을 통해 회동 가능하게 결합되어 취수구(203)를 개폐하는 제1 뚜껑(210)을 포함할 수 있다.
이온교환막(110)은 물을 통과시키진 않지만 양이온, 예를 들어 수소이온(H+)을 통과시킬 수 있다.
이온교환막(110)은 양이온 교환막일 수 있다.
이온교환막(110)은 하우징(100)에 수평 방향으로 연장되게 결합되어 연결통로(103)를 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 제1 수용공간(101)에 수용된 물은 제2 수용공간(201)으로 이동할 수 없고, 제2 수용공간(201)에 수용된 물은 제1 수용공간(101)으로 이동할 수 없게 된다.
전기분해부(120)는 제1 수용공간(101) 및 제2 수용공간(201)에 수용된 물을 전기 분해하여 수소함유수를 제조할 수 있다.
전기분해부(120)는 음 전극(121) 및 양 전극(123)을 포함할 수 있다.
음 전극(121)은 이온교환막(110)의 일면에 증착 또는 인쇄되어 이온교환막(110)을 중심으로 제2 수용공간(201) 측에 배치될 수 있고, 양 전극(123)은 이온교환막(110)의 타면에 증착 또는 인쇄되어 이온교환막(110)을 중심으로 제1 수용공간(101) 측에 배치될 수 있다. 음 전극(121) 및 양 전극(123)은 각각 이온교환막(110)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성하여 양이온이 통과할 수 있는 통로 내지 관통 홀을 제공할 수 있다.
음 전극(121) 및 양 전극(123)에서의 화학 반응식은 다음과 같다.
[반응식 1]
음전극: 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH-
양전극: 2H20 → O2 + 4H+ + 4e-
상기 반응식 1을 참조하면, 연결통로(103)의 제2 수용공간(201) 측에서는 수소(H2)와 수산화이온(OH-)이 생성될 수 있고, 연결통로(103)의 제1 수용공간(101) 측에서는 산소(O2)가 생성될 수 있다. 제1 수용공간(101) 측에서 생성된 산소(O2) 중 일부는 제1 수용공간(101)에 수용된 물과 반응하여 하기 반응식 2에서와 같이 오존(O3)으로 변환될 수 있다.
[반응식 2]
O2 + H20 → O3 + 2H+ + 2e-
상기 반응식 1 및 2를 참조하면, 제1 수용공간(101) 측에서는 산소(O2) 외에 수소이온(H+)이 생성될 수 있다. 이러한 수소이온(H+)은 이온교환막(110)을 통해 제2 수용공간(201) 측으로 이동하여 음 전극(121)에서 수소(H2)로 변환될 수 있다. 수소(H2)는 물에 대한 용해도가 높기 때문에 제2 수용공간(201)에 수용된 물에 용해되어 수소함유수를 생성할 수 있고, 특히 제2 수용공간(201)에는 수산화이온(OH-)이 함께 존재하므로 약 알칼리성을 띠는 수소함유수를 생성할 수 있다. 이에 반해, 산소(O2)는 상온에서 대부분 기체 상태로 존재하기 때문에 제1 수용공간(101)의 압력을 상승시킬 수 있다. 한편, 오존(O3)은 그 자체로 불안정한 상태이기 때문에 대부분 물에 용해되어 분해되거나 자발적으로 환원되어 산소(O2)로 변환될 수 있다. 하지만, 오존(O3)은 극히 미량으로도 특유의 냄새로 인해 불쾌감을 유발하거나 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있으므로, 이에 대한 적절한 처리 방안이 요구된다.
배기관(130)은 하우징(100)의 하벽을 상하 방향으로 관통하도록 결합되어 제1 수용공간(101)과 외부공간을 연결할 수 있다.
배기관(130)은 제1 방수막(131)에 의해 폐쇄될 수 있다.
제1 방수막(131)은 제1 수용공간(101)에서 외부공간으로 물이 배출되는 것을 억제하는 반면, 제1 수용공간(101)에서 외부공간으로 가스가 배출되는 것을 허용할 수 있다. 그 결과, 배기관(130)은 수소함유수 제조 과정에서 부수적으로 발생하는 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.
제1 방수막(131)은 제1 방수막(131)이 고리 형상의 제1 프레임에 결합된 제1 방수 모듈로 제작될 수 있고, 제1 방수 모듈은 배기관(130)에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수도 있다.
배기구(220)는 제1 뚜껑(210)을 상하 방향으로 관통하도록 형성되어 제2 수용공간(201)과 외부공간을 연결할 수 있다. 다른 예시로서, 배기구(220)는 실린더(200)의 측벽 또는 상벽을 관통하도록 형성될 수도 있다.
배기구(220)는 제2 방수막(221)에 의해 폐쇄될 수 있다.
제2 방수막(221)은 제2 수용공간(201)에서 외부공간으로 물이 배출되는 것을 억제하는 반면, 제2 수용공간(201)에서 외부공간으로 가스가 배출되는 것을 허용할 수 있다. 그 결과, 배기구(220)는 제2 수용공간(201)의 수소 가스 압력이 적정 수준으로 유지될 수 있도록 수소 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.
제2 방수막(221)은 제2 방수막(221)이 고리 형상의 제2 프레임에 결합된 제2 방수 모듈로 제작될 수 있고, 제2 방수 모듈은 배기구(220)에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합될 수 있다.
제1 방수막(131) 및 제2 방수막(221)은 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 방수 재질의 막을 포함할 수 있고, 일 예시로서 고어텍스(Gore-tex)를 포함할 수 있다.
물 주입관(140)은 하우징(100)의 상벽을 상하 방향으로 관통하도록 결합되어 제1 수용공간(101)과 제2 수용공간(201)을 연결할 수 있고, 제2 뚜껑(150)은 물 주입관(140)의 상단에 탈착 가능하게, 예를 들어 나사 결합되어 물 주입관(140)의 상단 개구를 개폐할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 제2 뚜껑(150)을 물 주입관(140)에서 분리한 상태에서 물 주입관(140)의 상단 개구를 통해 제1 수용공간(101)에 물을 주입할 수 있다.
물 주입관(140)의 상단은 이온교환막(110)보다 높게 배치되어 물 주입관(140)의 상부에 제1 수용공간(101)에서 발생한 가스가 포집되는 가스 포집공간(105)이 형성될 수 있다.
가스 포집공간(105)은 물 주입관(140)의 내부공간 중 이온교환막(110)보다 높은 공간을 의미할 수 있다.
배기관(130)은 가스 포집공간(105)까지 연장되어 가스 포집공간(105)에 포집된 가스가 배기관(130)을 통해 외부공간으로 배출되게 할 수 있다. 구체적으로, 배기관(130)의 상단은 이온교환막(110)보다 높고 제2 뚜껑(150)의 하면보다 낮게 배치될 수 있고, 물 주입관(140)에 삽입되는 배기관(130)의 상부 외경은 물 주입관(140)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
배기관(130)의 내부공간에는 필터(133)가 삽입될 수 있다.
배기관(130)의 상단 개구는 제1 방수막(131)에 의해 폐쇄될 수 있고, 필터(133)는 배기관(130)의 하단 개구를 통해 배기관(130)의 내부 공간에 삽입될 수 있다. 즉, 가스 포집공간(105)에 포집된 가스가 배기관(130)을 통해 외부공간으로 배출되기 위해서는 제1 방수막(131)과 필터(133)를 차례로 통과하여야 한다. 필터(133)는 가스 포집공간(105)에서 제1 방수막(131)을 거쳐 배출되는 가스 중 오존을 여과할 수 있다. 필터(133)는 제1 수용공간(101)에서 생성되는 산소(O2)와 오존(O3) 중에서 오존(O3)을 여과하고 산소(O2)를 통과시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 수소함유수 제조 장치가 무선 충전기에 의해 충전되는 방식을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소함유수 제조 장치(20)는 무선 충전기(300)를 더 포함할 수 있다.
무선 충전기(300)은 하우징(100)이 안착되는 평평한 상면을 제공할 수 있고, 무선 충전기(300)의 내부공간에는 제1 유도코일(310)이 탑재될 수 있다. 제1 유도코일(310)은 고리 형상으로 복수 회 감긴 구조로 이루어질 수 있고, 무선 충전기(300)의 본체 외부로 연장되는 전선(320)을 통해 외부 전원(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 유도코일(310)에 흐르는 전류의 세기를 제어부(미도시) 등에 의해 변화시키면 전기분해부(120)를 구성하는 제2 유도코일(125)에 유도전류가 발생할 수 있고, 제2 유도코일(125)에 발생한 유도전류에 의해 전기분해부(120)를 구성하는 충전식 배터리(127)가 충전될 수 있다. 충전식 배터리(127)는 하우징(100)의 외주면에 형성된 온오프 스위치(미도시) 등을 통해 음 전극(121)과 양 전극(123)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 유도코일(125)과 충전식 배터리(127)는 하우징(125)의 내부공간에 탑재될 수 있고, 제2 유도코일(125)은 제1 유도코일(410)과 마찬가지로 고리 형상으로 복수 회 감긴 구조로 이루어질 수 있다. 제2 유도코일(125)과 충전식 배터리(127)가 탑재되는 하우징(100)의 내부공간은 하우징(100) 내의 다른 공간인 제1 수용공간(101)과 분리된 공간일 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10, 20: 수소함유수 제조 장치
100: 하우징 101: 제1 수용공간
103: 연결통로 105: 가스 포집공간
110: 이온교환막 120: 전기분해부
121: 음 전극 123: 양 전극
125: 제2 유도코일 127: 충전식 배터리
130: 배기관 131: 제1 방수막
133: 필터 140: 물 주입관
150: 제2 뚜껑 200: 실린더
201: 제2 수용공간 203: 취수구
210: 제1 뚜껑 220: 배기구
221: 제2 방수막 300: 무선 충전기
310: 제1 유도코일 320: 전선

Claims (8)

  1. 내부에 제1 수용공간을 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 상단에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 하우징의 상면에 접하는 제2 수용공간을 형성하는 실린더;
    상기 하우징의 상벽을 상하 방향으로 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 연결통로;
    상기 연결통로를 폐쇄하는 이온교환막;
    상기 제1 수용공간에 배치되는 양 전극과 상기 제2 수용공간에 배치되는 음 전극을 포함하는 전기분해부;
    상기 하우징의 하벽을 상하 방향으로 관통하여 상기 제1 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기관;
    상기 배기관을 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제1 방수막;
    상기 하우징의 상벽을 상하 방향으로 관통하여 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연결하는 물 주입관; 및
    상기 물 주입관의 상단 개구에 탈착 가능하게 결합되는 제2 뚜껑을 포함하고,
    상기 물 주입관의 상단은 상기 이온교환막보다 높게 배치되어 상기 물 주입관의 상부에는 상기 제1 수용공간에서 발생한 가스가 포집되는 가스 포집공간이 형성되는 수소함유수 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더를 관통하여 상기 제2 수용공간과 외부공간을 연결하는 배기구; 및
    상기 배기구를 폐쇄하고, 물 배출은 억제하되 가스 배출은 허용하는 제2 방수막을 더 포함하는 수소함유수 제조 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기관은 상기 가스 포집공간까지 연장되는 수소함유수 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배기관의 상단은 상기 이온교환막보다 높고 상기 제2 뚜껑의 하면보다 낮게 배치되는 수소함유수 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배기관에 결합되고, 상기 제1 방수막을 거쳐 배출되는 가스 중 오존을 여과하는 필터를 더 포함하는 수소함유수 제조 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269246A (ja) 2009-05-21 2010-12-02 Shefco Co Ltd 飲料用水素含有水を製造する方法
KR101579044B1 (ko) * 2015-09-10 2015-12-21 주식회사 동일그린시스 전해수 생성 장치
KR20160112120A (ko) * 2015-03-18 2016-09-28 박승열 수소함유수 제조 장치
KR20160117990A (ko) * 2015-04-01 2016-10-11 강규석 포트식 수소수기용 수조통 구조
KR101748791B1 (ko) * 2016-11-23 2017-06-19 박승열 수소함유수 제조 기능이 구비된 휴대용 텀블러

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200459135Y1 (ko) * 2010-05-03 2012-03-19 김일봉 포터블 수소풍부수 제조장치
CN202785756U (zh) * 2012-05-24 2013-03-13 杨小容 家庭饮水用筒型电解氢水发生器
CN103936109B (zh) * 2014-04-12 2016-08-17 大连双迪创新科技研究院有限公司 饮水电解制取装置
KR101746077B1 (ko) * 2014-07-31 2017-06-14 주식회사 솔고 바이오메디칼 수소수 제조용 수소 발생 유니트
JP3198341U (ja) 2014-11-25 2015-07-02 株式会社 ゴーダ水処理技研 簡易電解式水素水生成器
KR101643129B1 (ko) * 2015-02-04 2016-07-27 주식회사 동양이지텍 휴대용 수소수기
JP2016190232A (ja) 2015-03-30 2016-11-10 有限会社ターナープロセス 溶存水素を含む液体を生成する生成器
KR101604804B1 (ko) 2015-08-21 2016-03-18 (주)시온텍 수소수 생성장치
JP2017087168A (ja) 2015-11-13 2017-05-25 シャープ株式会社 水素含有水生成装置および水素含有水の生成方法
CN205222779U (zh) * 2015-12-18 2016-05-11 于来强 一种便携式氢气氧气和氢水生成器
KR101747913B1 (ko) 2016-03-10 2017-06-16 오경희 휴대용 미용 수소살균수 미스트 기기
CN106007143A (zh) * 2016-07-05 2016-10-12 张红凯 一种细胞量子富氢水机及其应用
KR101805760B1 (ko) * 2016-08-16 2017-12-07 김규현 휴대용 수소수 생성 장치
CN106263952A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 李向华 一种分离式电解水杯
CN106361099B (zh) 2016-08-31 2017-12-26 广州市蜗品科技有限公司 一种用于氢氧分离的水杯
CN106219690A (zh) * 2016-09-29 2016-12-14 马宇飞 便携式氢水发生装置
JP2018053318A (ja) 2016-09-29 2018-04-05 株式会社マックスブルー研究所 携帯用水素発生器
JP2018065083A (ja) 2016-10-19 2018-04-26 株式会社ユービーコーポレーション 携帯型水素水供給装置
KR101875023B1 (ko) * 2016-12-19 2018-07-05 김규현 휴대용 수소수 분무기
CN107198402A (zh) * 2017-05-11 2017-09-26 广东乐洋智能科技有限公司 一种高氢气纯度与含量的富氢水杯
CN107319877B (zh) * 2017-06-05 2019-08-20 宁波金天水机电有限公司 具有气水分离结构的水素水杯底座
KR101856627B1 (ko) 2017-11-30 2018-05-11 임관덕 수소함유수 제조 장치
CN207512266U (zh) 2017-12-01 2018-06-19 广州市蜗品科技有限公司 一种安全氢气发生器和富氢水杯
JP3228324U (ja) 2020-07-08 2020-10-22 金川株式会社 携帯型水素水生成器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269246A (ja) 2009-05-21 2010-12-02 Shefco Co Ltd 飲料用水素含有水を製造する方法
KR20160112120A (ko) * 2015-03-18 2016-09-28 박승열 수소함유수 제조 장치
KR20160117990A (ko) * 2015-04-01 2016-10-11 강규석 포트식 수소수기용 수조통 구조
KR101579044B1 (ko) * 2015-09-10 2015-12-21 주식회사 동일그린시스 전해수 생성 장치
KR101748791B1 (ko) * 2016-11-23 2017-06-19 박승열 수소함유수 제조 기능이 구비된 휴대용 텀블러

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