KR101910632B1

KR101910632B1 - 수소수 제조장치

Info

Publication number: KR101910632B1
Application number: KR1020160158997A
Authority: KR
Inventors: 이철민
Original assignee: 이철민
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-10-23
Also published as: KR20180060013A

Abstract

본 발명의 수소수 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소가스의 주입방식에 의하여 수소가스를 제조함으로써 전기분해에 의한 수소수 제조의 용존율 한계를 극복하고, 오존 발생의 염려가 없으며, 물의 낭비가 전혀 없이 간단한 장치로 수소가스를 제조할 수 있으며, 물저장부의 바닥과 수소수를 배출하는 흡입관에서 2차적인 수소가스의 주입이 이루어지도록 함으로써 수소수의 수소용존율을 극대화하도록 할 수 있는 수소수 제조장치에 관한 것이다.

Description

수소수 제조장치{An Apparatus for Manufacturing Hydrogen Water}

일반적으로 수소수(Hydrogen Water)란 수소 분자(H₂)가 일정 수준 이상 혼입된 물을 지칭하는 것으로, 암, 뇌질환, 동맥경화 등의 다양한 질병에 치료효과가 있는 것으로 알려지고 있다.

이러한 수소수는 항노화, 항염증, 항알레르기 등의 효능이 입증되었으며, 음용시 피부염 방지, 피부 미백, 면역력 증가뿐만 아니라 각종 질병을 일으키는 활성 산소 제거의 효과가 있어 최근 많은 주목을 받고 있다.

이러한 다양한 효과가 있는 수소수는 통상 전기분해나 마그네슘을 이용한 화학반응을 통해 만들어지며, 특히 수소수는 수소가 용존되어 있는 시간이 짧아 수소수의 제조 후 단시간 내에 음용하여야 하기에 수소수의 유통, 공급이 어렵다는 단점을 가지고 있다.

아래 특허문헌과 같이 전기분해를 이용한 수소수 제조장치가 가장 많이 개발되고 있는데, 전기분해를 이용하여 수소수를 제조하는 경우에는 수소(H₂)가스가 금방 공기중으로 날아가 버려 수소의 용존율에 한계가 있으며, 인체에 해로운 오존의 용존량이 높아지고, 전기분해된 산소를 별도로 처리해야 하며, 이 과정에서 많은 양의 물이 낭비되는 문제가 있었다.

따라서, 수소의 용존량을 높이면서 안전하고 경제적인 수소수의 제조가 가능한 수소수 제조장치 개발이 필요성이 증가하고 있다.

(특허문헌)

등록특허공보 제10-1427989호(2014. 08. 01. 등록)"전기분해 장치를 구비한 수소수기"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 전기분해에 의한 수소수 제조의 용존율 한계를 극복하고, 오존 발생의 염려가 없으며, 물의 낭비가 전혀 없이 간단한 장치로 수소가스의 용존율을 극대화하는 수소수 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 수소가스의 사용량을 절감할 수 있는 수소수 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치는 밀폐된 공간을 형성하여 물을 저장하는 물저장부; 상기 물저장부 내에 수소가스를 주입하여 물속에 수소가스가 용해되도록 하는 수소가스주입부; 상기 물저장부 내에서 생성된 수소수를 배출시키는 수소수배출부; 상기 수소가스주입부에 수소가스를 공급하는 수소가스공급부;를 포함하고, 상기 수소수배출부는 상기 물저장부 내로 삽입되어 물저장부에서 생성된 수소수를 흡입하여 배출시키는 흡입관을 포함하며, 상기 수소가스주입부는 상기 물저장부 내에 형성되어 수소가스를 주입하는 제1수소가스주입부와, 상기 흡입관 상에 형성되어 흡입관 내부로 수소가스를 주입하는 제2수소가스주입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 제1수소가스주입부는 상기 물저장부 내의 바닥에 형성되어 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 제1수소가스주입부는 공급되는 수소가스를 수용하는 수소가스수용블럭과, 상기 수소가스수용블럭 상에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세기공을 포함하여, 미세기포 형태로 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 제2수소가스주입부는 상기 흡입관의 외벽과 내벽 사이에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 수소가스공급부에 의해 공급되는 수소가스가 유입되는 수소가스수용공간과, 상기 수소가스수용공간에 위치한 흡입관 내벽에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세분출공을 포함하여, 미세기포 형태로 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 흡입관은 상기 물저장부 내에 위치한 부분 중 상측 지점에 형성되며, 물저장부와 흡입관의 내부가 연통되도록 상하방향 나선형의 통로를 형성하는 수소가스흡수로를 포함하여, 물저장부 내에서 물로부터 분리된 수소가스가 흡입관으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 수소가스흡수로는 수소가스흡수로의 하단에 형성되어 물저장부와 맞닿으며, 물저장부 내의 잔류 수소가스가 유입되는 유입공과; 수소가스흡수로의 상단에 형성되어 흡입관 내부와 맞닿으며, 상기 유입공을 통해 유입된 잔류 수소가스가 흡입관 내부로 유출되도록 하는 유출공;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 유출공은 미세한 크기의 구멍이 복수개 형성되도록 하여 미세기포의 형태로 잔류 수소가스가 유출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 수소수배출부는 상기 흡입관에 연결되어 물저장부로부터 수소수를 흡인하여 배출시키는 동력을 제공하는 인출펌프와, 상기 인출펌프와 연결되어 상기 흡입관을 통해 흡인되는 수소수를 별도의 수소수저장부로 배출시키는 유출관을 포함하며, 상기 유출관의 내경은 흡입관의 내경보다 작은 크기를 갖도록 형성되어 배출되는 수소수의 압력을 증가시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 수소가스수용블럭은 상기 흡입관을 중심으로 둘러싸는 형태로 형성되도록 하고, 상기 미세기공은 상기 수소가스수용블럭을 따라 흡입관을 둘러싸는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소수 제조장치에 있어서, 상기 수소가스수용블럭은 상기 흡입관을 향해 대향되도록 경사지게 형성되는 대향면을 포함하고, 상기 미세기공은 상기 대향면에 형성되어 미세기공을 통해 주입되는 수소가스가 흡입관을 향하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 전기분해에 의한 수소수 제조의 용존율 한계를 극복하고, 오존 발생의 염려가 없으며, 물의 낭비가 전혀 없이 간단한 장치로 수소가스의 용존율을 극대화하는 효과가 있다.

본 발명은 물저장부의 바닥에서 1차적으로 수소가스를 주입하도록 함으로써 가벼운 수소가스의 용해가 더욱 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 미세기포의 형태로 수소가스를 주입하도록 함으로써 수소가스의 용존율을 더욱 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 물저장부 내에 위치한 흡입관 중 상측 부분에 물저장부 내의 수소가스가 흡입관 내로 유입되도록 하는 나선형의 수소가스흡수로를 형성하도록 하여, 물저장부 내의 물로부터 탈기되는 잔류 수소가스가 다시 흡입관 내로 유입되도록 함으로써 수소가스의 용존율을 극대화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 나선형의 수소가스흡수로가 상하방향으로 형성되며, 하단의 유입공을 통해 잔류 수소가스가 유입되고, 상단의 유출공을 통해 잔류 수소가스가 흡입관 내로 배출되도록 함으로써 흡입관 내 수소수의 유출을 줄이면서 수소가스의 흡수가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 유출공이 미세공으로 형성되도록 하여 잔류 수소가스가 더욱 효과적으로 수소수에 용해되도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 유출관의 내경을 흡입관의 내경보다 작게 형성되도록 하여, 배출되는 수소수의 압력을 높이도록 함으로써 수소가스의 용존율을 더욱 높이도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 수소가스수용블럭이 흡입관을 둘러싸는 형태로 형성되도록 하여, 흡입관의 사방에서 수소가스의 주입이 이루어지도록 함으로써 흡입관을 통해 배출되는 수소수의 수소가스 용존율을 더욱 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 수소가스수용블럭에 흡입관을 향해 대향되도록 경사지는 대향면이 형성되도록 하고, 대향면상에 미세기공이 형성되도록 함으로써, 흡입관을 향해 수소가스가 분출되도록 하여 배출되는 수소수의 수소가스 용존율을 높이도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 제조장치의 구성도
도 2는 도 1의 제2수소가스주입부를 나타내기 위한 단면도
도 3은 도 1의 수소가스흡수로를 나타내기 위한 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 제조장치의 제조공정을 설명하기 위한 참고도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소수 제조장치의 제1수소가스주입부를 나타내는 부분사시도
도 6은 도 5의 제1수소가스주입부의 작동원리를 설명하기 위한 참고도

이하에서는 본 발명에 따른 수소수 제조장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 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.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 제조장치를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 수소수 제조장치는 밀폐된 공간을 형성하여 물을 저장하는 물저장부(1); 상기 물저장부(1) 내에 수소가스를 주입하여 물속에 수소가스가 용해되도록 하는 수소가스주입부(2); 상기 물저장부(1) 내에서 생성된 수소수를 배출시키는 수소수배출부(3); 상기 수소수배출부(3)로부터 배출되는 수소수를 저장하는 수소수저장부(4); 상기 수소가스주입부(2)에 수소가스를 공급하는 수소가스공급부(5);를 포함한다.

앞서 배경기술에서 설명한 바와 같이 수소수는 그 다양한 효능으로 인해 주목을 받고 있으나, 수소는 물로부터 매우 쉽게 분리되어 수소의 함량이 낮아 그 효과가 매우 떨어지는 문제가 있었으며, 전기분해 방식에 의한 경우에도 수소 용존율의 한계를 갖고 있었다. 또한, 전기분해 방식을 이용하여 수소수를 제조하는 경우에는 인체에 해로운 오존이 다량 발생되며, 발생되는 산소를 따로 처리해야 하고, 이를 위해 다량의 물을 버려야만 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명에서는 밀폐된 공간에서 수소가스를 미세 기포 형태로 주입하여 수소의 용존율을 높이도록 하고, 2차적인 수소가스의 주입, 특히 물저장부(1)의 바닥과, 수소수가 배출되는 흡입관(31) 상에서 수소가스의 주입이 이루어지도록 함으로써 수소가스의 용해가 더욱 효율적으로 이루어지도록 한다. 또한, 물저장부(1)의 물속에 수소가스를 주입하더라도 물로부터 쉽게 분리되는 수소의 성질로 인해, 물저장부(1)의 상측에는 물로부터 분리된 잔류 수소기체가 존재하게 되는데, 본 발명에서는 이를 다시 흡수하여 물에 용해되도록 함으로써 수소의 용존량을 더욱 극대화할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 유해 물질의 생성 없이 수소 용존량이 높은 수소수를 제조할 수 있으며, 물저장부(1)에 저장된 모든 물이 버려지는 것 없이 수소수로 제조될 수 있도록 하여 물의 사용량을 절감할 수 있고, 복잡한 구성 없이 간단한 장치로 대량의 수소수를 제조할 수 있도록 한다.

상기 물저장부(1)는 밀폐된 일정 공간을 형성하여 물을 수용하는 구성으로, 별도의 물공급장치(미도시)에 의하여 물을 공급받도록 할 수 있으며, 물저장부(1) 내에는 수소가스가 주입되어 물속에 수소 기체가 용해될 수 있도록 한다. 상기 물저장부(1)는 바람직하게는 알루미늄 재질로 형성될 수 있으며, 물저장부(1) 내에서 생성된 수소수는 상기 수소수배출부(3)에 의하여 수소수저장부(4)로 배출된다. 이를 위해, 상기 물저장부(1)는 상기 수소가스공급부(5)의 후술할 제1공급관(52) 및 제2공급관(53)이 외부로부터 내부로 삽입되어 수소가스를 공급하도록 하고, 상기 수소수배출부(3)의 후술할 흡입관(31)이 상측에서 물저장부(1) 내부로 삽입되어 생성된 수소수를 수소수저장부(4)로 배출시키도록 하며, 바닥에는 상기 수소가스주입부(2)의 후술할 제1수소가스주입부(21)가 형성되어 수소가스를 주입하도록 한다.

상기 수소가스주입부(2)는 상기 물저장부(1) 내부에 수소가스를 주입하여 물저장부(1) 내의 물 내에 수소 기체가 용해되도록 하는 구성으로, 미세기포 형태로 주입되도록 하여 효율적은 수소 기체의 용해가 가능하도록 한다. 또한, 상기 수소가스주입부(2)는 2차에 걸쳐 수소가스를 주입하도록 하며, 특히 물저장부(1)의 바닥과 흡입관(31) 상에서 수소가스가 주입되도록 함으로써 수소 기체의 용존율을 극대화할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 수소가스주입부(2)는 물저장부(1)의 바닥에 형성되어 수소가스를 주입하는 제1수소가스주입부(21)와, 흡입관(31) 상에 형성되어 흡입관(31)을 통과하는 수소수에 추가적으로 수소가스를 주입하는 제2수소가스주입부(22)를 포함한다.

상기 제1수소가스주입부(21)는 상기 물저장부(1)의 바닥에 형성되어 수소가스를 주입하는 구성으로, 미세기포 형태로 수소가스를 주입하도록 한다. 상기 제1수소가스주입부(21)는 바닥에 형성되어 미세 기포 형태의 수소를 물속에 분사하도록 함으로써 가벼운 기체인 수소가 물저장부(1) 내 전체에 고르게 용해되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1수소가스주입부(21)는 바닥에서 상측 방향으로 수소가스가 분사되도록 할 수 있으며, 이에 따라 수소 기체가 상승하면서 많은 양의 물과 접촉하여 효율적인 수소의 용해가 이루어지도록 할 수 있다. 상기 제1수소가스주입부(21)는 공급되는 수소가스를 수용하는 수소가스수용블럭(211)과, 상기 수소가스수용블럭(211) 상에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세기공(212)을 포함할 수 있다.

상기 수소가스수용블럭(211)은 상기 물저장부(1)의 바닥에 고정되도록 형성되어 일정 공간을 형성하며, 상기 수소가스공급부(5)의 후술할 제1공급관(52)과 연결되어 수소가스를 공급받도록 하고, 그 상측에는 상기 미세기공(212)이 형성되어 공급된 수소가스가 물저장부(1) 내에 미세기포 형태로 주입될 수 있도록 한다.

상기 미세기공(212)은 상기 수소가스수용블럭(211) 상에 미세한 크기로 형성되는 구멍으로, 상기 수소가스공급부(5)로부터 제공되는 수소가스의 압력에 의해 미세기공(212)을 통해 수소가스가 분사되어 미세기포의 형태로 수소가스가 주입되도록 한다. 따라서, 수소가스의 용해는 효율적으로 이루어질 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 물저장부(1)의 바닥에서 상측으로 분사되어 물과의 접촉영역을 넓힘으로써 수소의 용존율 향상에 기여할 수 있도록 한다.

상기 제2수소가스주입부(22)는 상기 제1수소가스주입부(21)에 1차적인 수소기체의 용해가 이루어진 후, 생성된 수소수가 흡입관(31)을 통해 배출되는 과정에서 2차적인 수소가스의 주입이 이루어지도록 함으로써 수소 기체의 용존율을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다. 상기 수소수배출부(3)의 흡입관(31)은 상기 물저장부(1)의 상단에서 삽입되어 바닥 부근까지 연장되며, 하단부가 개방되어 생성된 수소수가 유입되도록 하고, 상단부를 통해 수소수를 배출하도록 하는데, 상기 제2수소가스주입부(22)는 흡입관(31)의 하단부와 인접한 지점에 형성되어 흡입관(31)으로 유입되는 수소수에 2차적인 수소가스의 주입이 이루어지도록 하며, 이를 통해 수소가스가 수소수와 함께 상승하면서 효율적인 수소의 용해가 이루어질 수 있도록 한다. 상기 제2수소가스주입부(22)는 제1수소가스주입부(21)와 마찬가지로 미세 기포 형태로 수소가스를 주입하도록 하며, 이를 위해 흡입관(31)의 외벽과 내벽 사이에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 수소가스공급부(5)에 의해 공급되는 수소가스가 유입되는 수소가스수용공간(221)과, 상기 수소가스수용공간(221)의 흡입관 내벽에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세분출공(222)을 포함한다.

상기 수소가스수용공간(221)은 도 2에 도시된 바와 같이 흡입관(31)의 외벽(31a)과 내벽(31b) 사이에 일정 공간을 갖도록 형성되는 구성으로, 상기 수소가스공급부(5)의 후술할 제2공급관(53)과 연결되어 수소가스를 공급받도록 하며, 일측의 흡입관 내벽(31b)에는 미세분출공(222)이 형성되도록 한다.

상기 미세분출공(222)은 상기 수소가스수용공간(221)에 위치한 흡입관(31) 내벽에 미세한 크기로 형성되는 구멍으로, 수소가스수용공간(221)에 유입된 수소가스가 미세 기포 형태로 흡입관(31) 내에 주입되도록 한다.

상기 수소수배출부(3)는 상기 물저장부(1) 내에서 형성된 수소수를 상기 수소수저장부(4)로 배출하도록 하는 구성으로, 상기 물저장부(1) 내로 삽입되어 물저장부(1)에서 생성된 수소수를 흡입하여 배출시키는 흡입관(31), 상기 흡입관(31)에 연결되어 물저장부(1)로부터 수소수를 흡인하여 배출시키는 동력을 제공하는 인출펌프(32)와, 상기 인출펌프(32)와 연결되어 상기 흡입관(31)을 통해 흡인되는 수소수를 상기 수소수저장부(4)로 배출시키는 유출관(33)을 포함한다.

상기 흡입관(31)은 상기 물저장부(1)의 상단을 관통하여 물저장부(1) 내로 삽입되며, 그 하단부는 개방되어 물저장부(1) 내의 수소수를 흡입하도록 하고, 그 상단부는 상기 인출펌프(32)와 연결되어 수소수를 흡인하는 흡인력을 제공받도록 한다. 상기 흡입관(31)의 하단부 측에는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제2수소가스주입부(22)가 형성되어 2차적인 수소가스의 주입이 이루어지도록 하며, 상기 물저장부(1) 내에 위치하는 부분 중 상측 부분에는 물저장부(1) 내에 잔류하는 수소가스가 흡수되는 수소가스흡수로(311)가 형성되도록 한다.

상기 수소가스흡수로(311)는 상기 물저장부(1)와 흡입관(31)이 연통되어 물저장부(1) 내에 존재하는 잔류 수소가스가 흡입관(31) 내로 흡수되도록 한다. 상기 물저장부(1)의 상측에는 물저장부(1) 내의 물로부터 분리된 잔류 수소가스가 존재하게 되며, 이는 수소가스의 사용량을 증가시키고 수소의 용존량을 떨어뜨리는 원인이 된다. 따라서, 물저장부(1) 내에 위치하는 흡입관(31)의 상측 부분에 수소가스흡수로(311)를 형성하여 잔류 수소가스가 흡입관(31) 내로 유입되도록 하며, 수소가스의 유입이 효율적으로 이루어지고 흡입관(31)을 따라 상승하는 수소수가 다시 물저장부(1)로 배출되는 것을 최소화하기 위하여, 상기 수소가스흡수로(311)는 도 3에 도시된 바와 같이 나선형의 형상을 갖도록 형성된다. 이때, 나선형의 수소가스흡수로(311)는 하단에 상기 물저장부(1)와 연통되는 유입공(311a)을 형성하도록 하며, 상단에는 흡입관(31)의 내부와 연통되는 유출공(311b)이 형성되도록 한다. 따라서, 물저장부(1) 내에 존재하는 잔류 수소가스는 그 가벼운 무게로 인해 유입공(311a)을 통해 유입되어 수소가스흡수로(311)를 따라 상승하며, 유출공(311b)을 통해 흡입관(31) 내로 흡수될 수 있도록 한다. 또한, 상기 인출펌프(32)의 흡입력에 의해 상기 흡입관(31)을 따라 상승하는 수소수는 하단에 위치하는 유입공(311a)에 막혀 유출공(311b)으로 유입되는 것을 줄이도록 하고, 이를 통해 수소수가 다시 물저장부(1)로 배출되는 것을 최소화하도록 한다. 또한, 상기 유출공(311b)은 미세한 구멍의 미세공 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 상기 인출펌프(32)의 흡인력에 의해 수소가스흡수로(311)의 수소가스가 흡입관(31) 내로 빨아들여 지면서 미세 기포 형태로 흡입관(31) 내에 흡수되도록 할 수 있다. 따라서, 유출공(311b)을 통해 흡입관(31) 내로 흡수되는 수소가스는 제1수소가스주입부(21) 및 제2수소가스주입부(22)에 의해 주입되는 수소가스와 같이 미세 기포 형태를 가질 수 있어 수소 용존율을 높일 수 있도록 하며, 제1수소가스주입부(21) 및 제2수소가스주입부(22)와 함께 3차에 걸쳐 수소가스의 주입이 이루어지도록 함으로써 수소 용존율이 극대화될 수 있도록 한다. 뿐만 아니라, 제1수소가스주입부(21) 및 제2수소가스주입부(22)에 의해 주입되었으나 물로부터 다시 분리된 수소가스까지도 수소가스흡수로(311)를 통해 다시 흡입관(31)으로 주입되어 용해가 이루어지도록 함으로써 용존율의 극대화와 함께 수소가스의 사용량도 절감하도록 할 수 있다.

상기 인출펌프(32)는 상기 흡입관(31) 및 유출관(33)과 연결되어 수소수의 흡인력을 제공하는 구성으로, 흡입관(31)의 상단에 연결되어 물저장부(1) 내에서 생성된 수소수를 빨아들이도록 하며, 이를 상기 유출관(33)을 통해 수소수저장부(4)로 배출하도록 한다. 또한, 인출펌프(32)는 그 흡인력으로 상기 물저장부(1) 내에 잔류하는 수소가스를 상기 수소가스흡수로(311)를 통해 흡입관(31) 내로 흡수하도록 하며, 이를 통해 수소의 용존율을 극대화하고, 수소가스의 사용량을 절감할 수 있도록 한다.

상기 유출관(33)은 일단이 상기 인출펌프(32)와 연결되고, 타단은 상기 수소수저장부(4)와 연결되어 흡입관(31)을 통해 유입된 수소수가 수소수저장부(4)로 배출되어 저장될 수 있도록 한다. 또한, 상기 유출관(33)은 상기 흡입관(31)보다 작은 내경을 갖도록 형성되어 수소수의 압력이 높아지도록 함으로써 수소 기체의 용존율을 더욱 높일 수 있도록 한다. 다시 말해, 상기 유출관(33)은 상기 인출펌프(32)와 연결되면서 상기 흡입관(31)과도 연결되어 수소수가 이동하도록 하는데, 도 4에 도시된 바와 같이 유출관(33)의 내경(A2)이 흡입관(31)의 내경(A1)보다 작게 형성되도록 하여 수소수저장부(4)로 이동하는 수소수의 압력을 높이도록 함으로써 수소의 용해도를 높이도록 하고, 이에 따라 수소의 용존율이 더욱 향상될 수 있도록 한다.

상기 수소수저장부(4)는 상기 유출관(33)을 통해 배출되는 수소수를 저장하는 구성으로, 밀폐된 일정 공간을 갖도록 형성되며, 제조된 수소수를 별도의 용기에 담아 포장이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 수소가스공급부(5)는 상기 수소가스주입부(2)에 수소가스를 공급하는 구성으로, 별도의 수소가스저장탱크(51)에서 수소가스를 공급하도록 하며, 제1공급관(52) 및 제2공급관(53)을 물저장부(1) 내에 삽입하여 수소가스의 공급이 이루어지도록 한다. 상기 제1공급관(52)은 상기 제1수소가스주입부(21)와 연결되어 수소가스를 공급하며, 더욱 정확하게는 상기 수소가스수용블럭(211)과 연결되도록 하고, 물저장부(1)의 상단을 관통하여 물저장부(1) 내로 삽입된다. 상기 제2공급관(53)은 상기 제2수소가스주입부(22)와 연결되어 수소가스를 공급하며, 더욱 정확하게는 상기 수소가스수용공간(221)과 연결되고, 물저장부(1)의 상단을 관통하여 물저장부(1) 내로 삽입되도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 제조장치의 제조공정에 관하여 도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 제1공급관(52)을 통해 수소가스가 공급되면 물저장부(1)의 바닥에서 상기 제1수소가스주입부(21)의 미세기공(212)을 통해 수소기체(H)가 미세 기포 형태로 주입되고, 물저장부(1)에 저장된 물에 용해되어 수소수를 생성하게 된다. 그리고 물저장부(1) 내에 생성된 수소수(W)는 상기 인출펌프(32)의 흡입을 통해 흡입관(31)의 하단부로 유입되어 흡입관(31)을 따라 상승한다. 이때, 상기 제2수소가스주입부(22)는 제2공급관(53)을 통해 수소가스를 공급받아 미세분출공(222)을 통해 흡입관(31) 내부로 수소가스를 주입하며, 흡입관(31)의 하단부에서 수소가스를 미세 기포 형태로 주입함으로써 수소가스의 용해가 더욱 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 이렇게 2차에 걸친 수소가스의 주입이 이루어진 수소수(W)는 흡입관(31)을 따라 상승하면서 상기 수소가스흡수로(311)를 만나게 되고, 수소가스흡수로(311)를 통해 흡수되는 물저장부(1) 내의 잔류 수소가스(H')가 수소수(W)에 다시 용해되어 수소수의 수소 용존율은 더욱 높아지게 된다. 따라서, 상기 수소가스공급부(5)를 통해 공급되는 수소가스는 물로부터 쉽게 분리되는 성질로 인해 물저장부(1) 내의 물로부터 분리되더라도 다시 수소가스흡수로(311)를 통해 흡입관(31)으로 유입되어 수소수에 추가 용해되도록 함으로써 수소수의 수소용존율을 높임과 함께 수소가스의 사용량을 절감하도록 할 수 있다. 그리고 흡입관(31)을 따라 상승하여 유출관(33)으로 유입되는 수소수(W)는 유출관(33)의 내경(A2)이 흡입관(31)의 내경(A1)보다 좁아지도록 형성됨에 따라 수소수(W)의 압력이 증가하도록 함으로써 수소수의 수소 용해도를 높이고, 더욱 많은 양의 수소가스가 수소수에 용해되어 수소용존율을 극대화시키도록 할 수 있다. 이처럼, 본 발명에 따른 수소수 제조장치는 간단한 구성을 가지면서도 수소의 용존율이 극대화되도록 함으로써 수소 함량이 높은 고품질의 수소수를 저가의 비용으로 대량 생산할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수소수 제조장치를 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 수소수 제조장치는 일 실시예에 따른 수소수 제조장치와 동일한 구성을 가지며, 제1수소가스주입부(21')의 형태에만 차이를 갖는다. 따라서, 이하에서는 상기 제1수소가스주입부(21')에 관해서만 설명하도록 한다.

상기 제1수소가스주입부(21')는 일 실시예와 같이 수소가스수용블럭(211')과 미세기공(212')을 포함하나, 상기 수소가스수용블럭(211')은 상기 흡입관(31)을 중심으로 둘러싸는 형태로 형성되도록 한다. 상기 미세기공(212') 역시 수소가스수용블럭(211') 상에 형성되어 흡입관(31)을 둘러싸는 형태로 형성되도록 하며, 이를 통해 흡입관(31)의 사방에서 수소가스를 주입할 수 있도록 한다. 특히, 상기 수소가스수용블럭(211')은 중심의 상기 흡입관(31)에 대향되도록, 더욱 정확하게는 상기 흡입관(31)의 하단부에 위치하는 흡입관(31)의 입구에 대향되도록 경사지게 형성되는 대향면(211a')을 포함하도록 한다. 상기 대향면(211a')은 도 6에 도시된 바와 같이 흡입관(31)의 하단 입구를 향하도록 형성되며, 상기 대향면(211a')에는 상기 미세기공(212')이 형성되어 미세기공(212')을 통해 주입되는 수소가스가 흡입관(31)의 하단 입구를 향할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 제1수소가스주입부(21')는 흡입관(31)의 사방을 둘러싸면서 수소수가 유입되는 흡입관(31)의 하단 입구를 향해 수소가스의 미세 기포를 발생시키도록 함으로써, 흡입관(31)을 통해 배출되는 수소수의 수소가스 용존율을 극대화할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소수 제조장치는 일 실시예와 같이 수소용존율을 극대화할 수 있도록 하면서, 이에 추가적으로 수소용존율을 더욱 극대화할 수 있도록 제1수소가스주입부(21')의 형태를 특이하게 구성하여 수소수의 품질이 더욱 향상되도록 할 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 물저장부
2: 수소가스주입부
21: 제1수소가스주입부
211(211'): 수소가스수용블럭 211a': 대향면
212(212'): 미세기공
22: 제2수소가스주입부 221: 수소가스유입공간 222: 미세분출공
3: 수소수배출부
31: 흡입관
311: 수소가스흡수로 311a: 유입공 311b: 유출공
32: 인출펌프 33: 유출관
4: 수소수저장부
5: 수소가스공급부
51: 수소가스저장탱크 52: 제1공급관 53: 제2공급관

Claims

밀폐된 공간을 형성하여 물을 저장하는 물저장부;
상기 물저장부 내에 수소가스를 주입하여 물속에 수소가스가 용해되도록 하는 수소가스주입부;
상기 물저장부 내에서 생성된 수소수를 배출시키는 수소수배출부;
상기 수소가스주입부에 수소가스를 공급하는 수소가스공급부;를 포함하고,
상기 수소수배출부는 상기 물저장부 내로 삽입되어 물저장부에서 생성된 수소수를 흡입하여 배출시키는 흡입관을 포함하며,
상기 수소가스주입부는,
상기 물저장부 내에 형성되어 수소가스를 주입하는 제1수소가스주입부와, 상기 흡입관 상에 형성되어 흡입관 내부로 수소가스를 주입하는 제2수소가스주입부를 포함하고,
상기 흡입관은,
상기 물저장부 내에 위치한 부분 중 상측 지점에 형성되며, 물저장부와 흡입관의 내부가 연통되도록 상하방향 나선형의 통로를 형성하는 수소가스흡수로를 포함하여, 물저장부 내에서 물로부터 분리된 수소가스가 흡입관으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1수소가스주입부는
상기 물저장부 내의 바닥에 형성되어 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제1수소가스주입부는
공급되는 수소가스를 수용하는 수소가스수용블럭과, 상기 수소가스수용블럭 상에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세기공을 포함하여, 미세기포 형태로 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2수소가스주입부는
상기 흡입관의 외벽과 내벽 사이에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 수소가스공급부에 의해 공급되는 수소가스가 유입되는 수소가스수용공간과, 상기 수소가스수용공간에 위치한 흡입관 내벽에 미세한 크기의 구멍으로 형성되는 미세분출공을 포함하여, 미세기포 형태로 수소가스를 주입하도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 수소가스흡수로는
수소가스흡수로의 하단에 형성되어 물저장부와 맞닿으며, 물저장부 내의 잔류 수소가스가 유입되는 유입공과; 수소가스흡수로의 상단에 형성되어 흡입관 내부와 맞닿으며, 상기 유입공을 통해 유입된 잔류 수소가스가 흡입관 내부로 유출되도록 하는 유출공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 6 항에 있어서, 상기 유출공은
미세한 크기의 구멍이 복수개 형성되도록 하여 미세기포의 형태로 잔류 수소가스가 유출되도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수소수배출부는
상기 흡입관에 연결되어 물저장부로부터 수소수를 흡인하여 배출시키는 동력을 제공하는 인출펌프와, 상기 인출펌프와 연결되어 상기 흡입관을 통해 흡인되는 수소수를 별도의 수소수저장부로 배출시키는 유출관을 포함하며,
상기 유출관의 내경은 흡입관의 내경보다 작은 크기를 갖도록 형성되어 배출되는 수소수의 압력을 증가시키도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 3 항에 있어서, 상기 수소가스수용블럭은
상기 흡입관을 중심으로 둘러싸는 형태로 형성되도록 하고,
상기 미세기공은 상기 수소가스수용블럭을 따라 흡입관을 둘러싸는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.
제 9 항에 있어서, 상기 수소가스수용블럭은
상기 흡입관을 향해 대향되도록 경사지게 형성되는 대향면을 포함하고,
상기 미세기공은 상기 대향면에 형성되어 미세기공을 통해 주입되는 수소가스가 흡입관을 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 수소수 제조장치.