KR101990671B1 - 수소수 혼합 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 수소수를 생성하고, 생성된 수소수를 배출하는 수소수생성모듈; 제2유로에 설치되며, 기능수를 공급받아 기능수의 유량을 조절하고, 유량이 조절된 기능수를 배출하는 조절모듈을 포함하는 수소수 혼합 시스템을 제공한다.

Description

수소수 혼합 시스템{SYSTEM FOR MIXING HYDROGEN WATER}
본 발명은 수소수 혼합 시스템에 관한 것이다.
물(H2O) 또는 수용액을 전기분해하는 경우, 양극 전극에서는 산소(O2), 오존(O3) 등이 발생하고, 음극전극에서는 수소(H2) 등이 발생하게 된다. 그 결과, 양극전극으로부터 산소 또는 오존 등이 용존된 살균수가 생성되며, 음극전극으로부터 수소 등이 용존된 수소수가 생성된다. 살균수는 세정 또는 살균용으로 사용될 수 있고, 수소수는 음용으로 체내의 활성산소 등을 제거할 수 있다.
한편, 소비자의 요구에 의해 다양한 기능수(예를 들면, 심층수, 비타민워터 등)가 생산, 유통되고 있다. 이러한 기능수는 유통, 보관상 편의를 위해 고농도로 패키징되어 유통된다. 따라서 소비자는 번거롭게 고농축 기능수와 생수를 혼합하여 희석시킨 후 음용한다.
생수를 대신하여 수소수와 기능수를 혼합한다면, 체내에 더 이로울 것이다. 나아가 소비자들이 번거롭게 희석시킬 필요 없이, 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수를 제공하는 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명에서는, 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수를 제공하는 수소수 혼합 시스템을 제공하고자 한다.
본 제1실시예에 따른 수소수 혼합 시스템은, 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 수소수를 생성하고, 생성된 수소수를 배출하는 수소수생성모듈; 제2유로에 설치되며, 기능수를 공급받아 기능수의 유량을 조절하고, 유량이 조절된 기능수를 배출하는 조절모듈을 포함할 수 있다.
상기 제1유로에 설치되며, 수소수를 공급받아 용해하는 용해필터를 더 포함할 수 있다.
상기 용해필터는, 수소수가 통과하는 배출배관; 상기 배출배관 내부에 위치하는 이동방향변경부를 포함하며, 상기 이동방향변경부는, 상기 배출배관내부를 이동하는 수소수의 이동방향을 복수회 변경할 수 있다.
상기 이동방향변경부는, 상기 배출배관의 내부에 형성되는 배출유로로 유입되는 수소수가 상기 배출유로의 단면적의 일부에 해당하는 제1영역으로 통과하도록 가이드하는 제1가이드부를 포함할 수 있다.
상기 제1가이드부는, 상기 배출배관의 일측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제1벽체와, 상기 배출배관의 타측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제2벽체를 포함하며, 상기 제1벽체의 내측 단부와 상기 제2벽체의 내측 단부는 이격되며, 상기 제1영역은, 상기 제1벽체의 내측 단부와 상기 제2벽체의 내측 단부 사이에 형성될 수 있다.
상기 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 배출하는 살균수생성모듈을 더 포함하고, 제1모드에서, 수소수생성모듈이 작동하고, 제2모드에서, 살균수생성모듈이 작동할 수 있다.
상기 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 무기질을 제거하는 제거필터; 상기 제1유로에 설치되며, 원수의 온도를 조절하는 히터를 더 포함하고, 상기 제거필터, 상기 히터 및 상기 수소수생성모듈 순으로 순차적으로 설치될 수 있다.
상기 제1유로에 설치되며, 상기 수소수생성모듈로부터 배출된 수소수를 공급받아 유량을 조절하는 제1서보밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제1유로와 상기 제2유로는 독립된 유로일 수 있다.
본 제2실시예에 따른 수소수 혼합 시스템은, 제1유로와 상기 제1유로에서 분기된 제3유로에 설치되는 복합생성모듈; 제2유로에 설치되며, 기능수를 공급받아 기능수의 유량을 조절하고, 유량이 조절된 기능수를 배출하는 조절모듈을 포함하고, 상기 제3유로는 상기 살균수생성모듈을 지난 후에 상기 제1유로와 연결되고, 제1모드에서, 상기 복합생성모듈은, 상기 제1유로에서 원수를 공급받아 수소수를 생성하고 생성된 수소수를 배출하고, 제2모드에서, 상기 복합생성모듈은, 상기 제3유로에서 원수를 공급받아 살균수를 생성하고 생성된 살균수를 배출할 수 있다.
본 발명에서는, 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수를 얻을 수 있는 시스템을 제공한다. 나아가 솔래노이드밸브와 조절유닛에 의해 적정 혼합비율을 가진 혼합수를 제공할 수 있다. 나아가 제1실시예에서는 살균수생성모듈을 통해, 제2실시예에서는 복합생성모듈을 통해 간편하게 유로를 살균할 수 있는 수소수 혼합 시스템을 제공한다.
도 1은 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 제1모드에서의 계통도이다.
도 2는 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 제2모드에서의 계통도이다.
도 3은 본 제1실시예의 용해필터의 사시도이다.
도 4는 본 제1실시예의 용해필터의 분해사시도이다.
도 5는 본 제1실시예의 용해필터의 단면도이다.
도 6은 본 제1실시예의 용해필터의 이동방향변경부의 사시도이다.
도 7은 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템의 제1모드에서의 계통도이다.
도 8은 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템의 제2모드에서의 계통도이다.
도 9는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 사시도이다.
도 10은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 분해사시도이다.
도 11은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 단면도이다.
도 12는 본 제2실시예의 복합생성모듈을 일부 분해한 분해사시도이다.
도 13은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제3가이드부재가 결합된 상태의 제2하우징의 평면도이다.
도 14는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제3가이드부재가 제거된 상태의 제2하우징의 평면도이다.
도 15는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제1하우징의 저면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템을 설명한다. 도 1은 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 제1모드에서의 계통도이고, 도 2는 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 제2모드에서의 계통도이고, 도 3은 본 제1실시예의 용해필터의 사시도이고, 도 4는 본 제1실시예의 용해필터의 분해사시도이고, 도 5는 본 제1실시예의 용해필터의 단면도이고, 도 6은 본 제1실시예의 용해필터의 이동방향변경부의 사시도이다.
본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템은, 제거필터(10), 히터(20), 수소수생성모듈(30), 살균수생성모듈(40), 조절모듈(50) 및 용해필터(60)를 포함할 수 있다. 또, 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템은, 제1모드와 제2모드로 작동할 수 있다. 제1모드는 수소수와 기능수를 함께 제공(즉, 혼합수를 제공)하는 모드이고, 제2모드는 살균 모드일 수 있다.
본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 유로는 크게, 외부로부터 원수가 공급되는 제1유로(21), 외부로부터 기능수가 공급되는 제2유로(22)로 구분될 수 있다. 이 경우, 제1유로(21)와 제2유로(22)는 서로 독립적인 유로일 수 있다.
제1유로(21)의 최상류 측에는 외부로부터 원수가 공급될 수 있다. 이 경우, "외부"는 수소수 혼합 시스템의 외부를 의미하는 것으로, 물탱크, 수원지 등일 수 있다. 또, "원수"는 일반 가정용 수돗물, 음용수(예를 들면, 생수) 등일 수 있다. 제1유로(21)에는 제거필터(10), 히터(20), 수소수생성모듈(30), 살균수생성모듈(40) 및 용해필터(60)가 직렬로 순차적으로 설치될 수 있다. 이 경우, 제거필터(10), 히터(20), 수소수생성모듈(30), 살균수생성모듈(40) 및 용해필터(60)의 순차는 설계적 요청에 의해 변경될 수 있다. 제1유로(21)의 최하류 측에는 제1토출구(24)가 설치될 수 있다. 제1유로(21)의 토출구(24)를 통해 수소수가 배출될 수 있다.
제거필터(10)는 제1유로(21)에 설치되며, 원수를 공급받아 무기질(예를 들어, Ca, Mg이온)을 제거할 수 있다. 따라서 제거필터(13)는 무기질에 의해 제1유로(21)에 스케일(예를 들면, 석회스케일)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 나아가 후술하는, 수소수생성모듈(30)과 살균수생성모듈(40)에서, 원수의 전기분해시 발생하는 스케일의 형성을 억제하여 수소수와 살균수 생성 효율을 높일 수 있다. 제거필터(10)는 나노필터, 역삼투압필터, 이온교환수지필터 등의 공지의 무기질 제거필터일 수 있다. 제거필터(10)는 본 제1실시예의 필수구성요소가 아닐 수 있다. 즉, 제거필터(10)는 생략될 수 있다. 또, 설계적 요청에 의해 변경될 수 있다.
히터(20)는 제1유로(21)에 설치될 수 있다. 히터(20)는 제1유로(21)에서 제거필터(10) 다음에 설치될 수 있다. 따라서 히터(20)는 제거필터(10)를 투과한 원수를 공급받아 원수의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 히터(20)는 무기질이 제거된 원수를 공급받아 원수의 온도를 조절할 수 있다. 따라서 사용자는 배출되는 혼합수의 온도를 취사선택할 수 있다. 이 경우, 히터(20)는 원수를 38-42도 범위에서 순간 가열하는 것이 바람직할 수 있다. 원수의 온도가 너무 높거나 낮으면, 후술하는 기능수생성모듈(30) 및 살균수생성모듈(40)의 생성효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 히터(20)는 본 제1실시예의 필수구성요소가 아닐 수 있다. 즉, 히터(20)는 생략될 수 있다. 또, 설계적 요청에 의해 변경될 수 있다.
수소수생성모듈(30)은 제1유로(21)에 설치될 수 있다. 수소수생성모듈(30)은 제1유로(21)에서 히터(20) 다음에 설치될 수 있다. 수소수생성모듈(30)은 공지의 수소수생성장치일 수 있다. 수소수생성모듈(30)은 예를 들어, 한국등록특허 제10-1448577호에 의해 공고된 "수소수 제조장치"일 수 있다. 수소수생성모듈(30)은 원수를 공급받아 수소수를 생성하고, 생성된 수소수를 배출할 수 있다. 좀 더 상세하게, 수소수생성모듈(30)은 히터(20)를 지나 온도가 조절된 원수를 공급받아 전기분해(수소 생성)하여 수소수를 생성할 수 있다. 수소수생성모듈(30)에서 배출된 수소수는 제1유로(21)를 따라 흐를 수 있다. 제1유로(21)를 따라 흐른 수소수는 제1유로(21)의 최하류 측에 설치된 제1토출구(24)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 수소수생성모듈(30)은 제1모드에서 작동할 수 있다. 이에 반해, 후술하는 살균수생성모듈(40)은 제1모드에서 작동되지 않을 수 있다. 그 결과, 제1모드의 경우, 제1유로(21)의 제1토출구(24)에서는 수소수가 배출될 수 있다.
살균수생성모듈(40)은 제1유로(21)에 설치될 수 있다. 살균수생성모듈(40)은 제1유로(21)에서 수소수생성모듈(30) 다음에 설치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 제1실시예에서는, 제거필터(10), 히터(20), 수소수생성모듈(30) 및 살균수생성모듈(40)이 순차적으로 제1유로(21)에 설치된 것으로 설명하였으나 설치 순서는 설계적 요청에 의해 변경될 수 있다. 특히, 살균수생성모듈(40)은 제1유로(21)에서 수소수생성모듈(30) 전에 설치될 수 있다. 수소수생성모듈(30)을 살균하기 위함이다. 살균수생성모듈(40)은 공지의 살균수생성장치일 수 있다. 살균수생성모듈(40)은 예를 들어, 한국등록특허 제10-1367624호에 의해 공고된 "전기분해식 오존발생장치"일 수 있다. 살균수생성모듈(40)은 원수를 공급받아 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 배출할 수 있다. 좀 더 상세하게, 살균수생성모듈(40)은 제1유로(21)를 흐르는 원수를 공급받아 전기분해(산소 및 오존 생성)하여 수소수를 생성할 수 있다. 살균수생성모듈(40)에서 배출된 살균수는 제1유로(21)를 따라 흐를 수 있다. 제1유로(21)를 따라 흐른 살균수는 제1유로(21)의 최하류 측에 설치된 토출밸브를 통해 외부로 배출될 수 있다. 살균수생성모듈(40)은 제2모드에서 작동할 수 있다. 이에 반해, 수소수생성모듈(30)은 제2모드에서 작동하지 않을 수 있다. 그 결과, 제2모드의 경우, 제1유로(21)의 제1토출구(25)에서는 살균수가 배출될 수 있다.
용해필터(60)는 제1유로(21)에 설치될 수 있다. 용해필터(60)는 제1유로(21)에서 수소수생성모듈(30)과 살균수생성모듈(40) 다음에 설치될 수 있다. 그 결과, 용해필터(60)는, 제1모드에서는 수소수를 공급받을 수 있고, 제2모드에서는 살균수를 공급받을 수 있다. 용해필터(60)는 수소수 또는 살균수를 공급받아 용해할 수 있다. 그 결과, 수소수 또는 살균수에서 수소 및 오존의 함유량이 증가할 수 있다. 즉, 용해필터(60)를 흐르는 동안 수소수(용매)의 경우, 수소(용질)의 용해도가 증가하고, 살균수(용매)의 경우, 산소 및 오존(용질)의 용해도가 증가할 수 있다. 용해필터(60)에서 배출된 수소수 또는 살균수는 제1유로(21)를 따라 흐를 수 있다. 제1유로(21)를 따라 흐른 수소수 또는 살균수는 제1유로(21)의 최하류 측에서 제1토출구(24)를 통해 외부로 배출되어 음용 또는 살균용으로 쓰일 수 있다.
용해필터(60)는, 배출배관(601) 및 이동방향변경부(602)를 포함할 수 있다. 배출배관(601)에서는 수소수 또는 살균수가 통과할 수 있다. 이동방향변경부(602)는 배출배관(601)의 내부에 위치하며, 배출배관(601) 내부를 이동하는 수소수 또는 살균수의 이동방향을 복수회 변경할 수 있다.
배출배관(601) 내부에는 배출유로(621)가 형성될 수 있다. 배출유로(621)는 배출배관(601) 내부에 형성될 수 있다. 배출유로(621)는 배출배관(601)의 내주면에 의해 형성되는 공간일 수 있다.
배출유로(621)는 분리된 2개 이상의 유로를 포함할 수 있다. 배출유로(621)는 상부유로(624) 및 하부유로(625)를 포함할 수 있다. 배출유로(621)는 이동 방향 변경부(30)의 분리부(550)에 의해 상하로 분리될 수 있다. 또는, 배출유로(621)는 분리부(550)에 의해 좌우로 분리될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
배출유로(621)는 제1가이드부(510)에 의해 형성되는 제1영역(622)을 포함할 수 있다. 제1영역(622)은 배출유로(621)의 단면적 보다 좁을 수 있다. 배출유로(621)는, 제2가이드부(520)에 의해 형성되는 제2영역(23)을 포함할 수 있다. 제2영역(623)은 배출유로(621)의 단면적 보다 좁을 수 있다. 또한, 제2영역(623)은 배출유로(621)를 이동하는 수소수 또는 살균수의 흐름 방향(상류측에서 하류측 방향)으로 제1영역(622)과 오버랩되지 않을 수 있다. 이 경우, 제1영역(622)을 통과한 수소수 또는 살균수가 제2영역(623)을 통과하기 위해 이동 방향을 변경하게 되고, 이 과정에서 난류가 형성되어 수소수 또는 살균수의 용해도가 증가할 수 있다.
제1가이드부(510)는 배출배관(601)의 일측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제1벽체(511)를 포함할 수 있다. 제1가이드부(510)는 배출배관(601)의 타측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제2벽체(512)를 포함할 수 있다. 제2가이드부(520)는 배출유로(621)의 중심으로부터 일측으로 연장되는 제3벽체(521)를 포함할 수 있다. 제2가이드부(520)는 배출유로(621)의 중심으로부터 타측으로 연장되는 제4벽체(522)를 포함할 수 있다.
상술한 바를 종합하면, 제1영역(22)은 배출유로(621)의 중심측에 위치하고, 제2영역(23)은 배출유로(621)의 외측에 위치할 수 있다.
배출배관(601)은 이동방향변경부(602)와 대응되는 형상을 가지는 가이드수용부(610)를 포함할 수 있다. 가이드수용부(610)는, 이동방향변경부(602)를 수용할 수 있다. 가이드수용부(610)의 내부에 형성되는 배출유로(621)의 형상은, 사각형일 수 있다. 가이드수용부(610)는 내부에 사각형의 단면을 갖는 배출유로(621)를 포함할 수 있다.
가이드수용부(610)는 배출유로(621)의 상류측(D1)을 형성하는 제1수용유닛(611)을 포함할 수 있다. 가이드수용부(610)는 배출유로(621)의 하류측(D2)을 형성하는 제2수용유닛(612)을 포함할 수 있다. 제1수용유닛(611)과 제2수용유닛(612)은 분리 가능하게 결합할 수 있다. 제1수용유닛(611)과 제2수용유닛(612)은 결합부재(630)에 의해 결합할 수 있다. 이때, 결합부재(630)는 나사 결합에 의해 제1,2수용유닛(611,612)을 결합시킬 수 있다.
배출배관(601)은 제3용해유로(623)에 포함될 수 있다. 즉, 이동방향변경부(602)는 제3용해유로(623) 내부에 위치할 수 있다. 이때, 이동방향변경부(602)가 구비된 제3용해유로(623)를 유동하는 수소수 또는 살균수는, 용해도가 올라간다.
이동방향변경부(602)는 배출배관(601)의 내부에 형성되는 배출유로(621)로 유입되는 수소수 또는 살균수가 배출유로(621)의 단면적의 일부에 해당하는 제1영역(622)으로 통과하도록 가이드하는 제1가이드부(510)를 포함할 수 있다. 제1가이드부(510)는 배출유로(621)로 유입되는 수소수 또는 살균수가 배출유로(621)의 단면적의 일부에 해당하는 제1영역(622)으로 통과하도록 가이드할 수 있다.
제1가이드부(510)는 배출배관(601)의 일측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제1벽체(511)를 포함할 수 있다. 제1가이드부(510)는 배출배관(601)의 타측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제2벽체(512)를 포함할 수 있다.
제1벽체(511)의 내측 단부와 제2벽체(512)의 내측 단부는 이격될 수 있다. 제1벽체(511)의 내측 단부와 제2벽체(512)의 내측 단부 사이에는, 제1영역(622)이 형성될 수 있다. 제1벽체(511) 및 제2벽체(512)는, 배출유로(621)의 하류측(D2)으로부터 상류측(D1)으로 연장될 수 있다. 즉, 제1벽체(511) 및 제2벽체(512)는, 상류측(D1)으로 경사지게 연장될 수 있다. 제1벽체(511) 및 제2벽체(512)는, 대칭적으로 위치할 수 있다. 제1벽체(511) 및 제2벽체(512)는, 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 제1벽체(511) 및 제2벽체(512)는 일례로서 4각의 판재 형상일 수 있다.
이동방향변경부(602)는 제1가이드부(510)로부터 배출유로(621)의 하류측(D2)으로 이격되어 위치하는 제2가이드부(520)를 포함할 수 있다. 제2가이드부(520)는, 수소수 또는 살균수의 흐름 방향으로 제1영역(622)과 오버랩되지 않는 제2영역(623)으로 수소수 또는 살균수가 통과하도록 가이드할 수 있다.
제2가이드부(520)는 배출유로(621)의 중심으로부터 일측으로 연장되는 제3벽체(521)를 포함할 수 있다. 제2가이드부(520)는 배출유로(621)의 중심으로부터 타측으로 연장되는 제4벽체(522)를 포함할 수 있다. 제3벽체(521)의 외측 단부와 제4벽체(522)의 외측 단부는, 배출배관(601)의 내주면과 이격될 수 있다. 제3벽체(521)의 외측 단부와 상기 배출배관(601)의 내주면 사이 및 제4벽체(522)의 외측 단부와 배출배관(601)의 내주면 사이 각각에 제2영역(23)이 형성될 수 있다.
이동방향변경부(602)는 제2가이드부(520)로부터 배출유로(621)의 하류측(D2)으로 이격되어 위치하며, 제1가이드부(510)와 상응하는 형상을 가지는 제3가이드부(530)를 포함할 수 있다.
이동방향변경부(602)는 제3가이드부(530)로부터 배출유로(621)의 하류측(D2)으로 이격되어 위치하며, 제2가이드부(520)와 상응하는 형상을 가지는 제4가이드부(540)를 포함할 수 있다.
즉, 이동방향변경부(602)는 복수의 제1가이드부(510)와 복수의 제2가이드부(520)를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 제1가이드부(510)와 하나의 제2가이드부(520)가 쌍을 이루는 방식으로, 제1가이드부(510) 및 제2가이드부(520)가 교대로 배치될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 이동방향변경부(602)는 물의 와류를 발생시켜 수소수 또는 살균수의 용해도를 증가시킬 수 있다.
이동방향변경부(602)는 배출배관(601)의 내부에 형성되는 배출유로(621)를 상부유로와 하부유로로 분리하는 분리부(550)를 포함할 수 있다. 이동방향변경부(602)는 분리부(550)를 기준으로 대칭인 형상일 수 있다. 즉, 분리부(550)의 일측에 형성되는 제1 내지 제4가이드부(510, 520, 530, 540)는 분리부(550)의 타측에도 형성될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 용해필터(60)에서의 수소수 또는 살균수의 용해 과정에 대해서 설명한다.
제3용해유로(623)를 흐르는 수소수 또는 살균수는 배출배관(601) 내부에 형성되는 배출유로(621)로 유입된다. 배출유로(621)로 유입된 수소수 또는 살균수는, 제1가이드부(510)에 의해 형성되는 제1영역(622)을 통과한다(F1). 이때, 제1영역(622)은 제1벽체(511)와 제2벽체(512) 사이의 공간으로 배출유로(621)의 단면적 보다 좁으므로 제1영역(622)의 부근에서는 와류가 발생된다. 한편, 제1영역(622)을 통과한 수소수 또는 살균수는 제2가이드부(520)와 접촉하여 외측으로 이동한다(F2). 외측으로 이동한 수소수 또는 살균수는, 제3,4벽체(521,522) 및 배출배관(601)의 내주면 사이의 공간인 제2영역(623)을 통과한다(F3). 제2영역(623)을 통과한 수소수 또는 살균수는 제3가이드부(530)와 접촉하여 내측으로 이동한다(F4). 내측으로 이동한 수소수 또는 살균수는, 제4가이드부(540)에 의해 배출유로(621)의 중심부에 형성되는 영역을 통과한다(F5). 이후에도 수소수 또는 살균수는 배출유로(621)의 외측에서 내측으로 다시 내측에서 외측으로 이동하며 상류측(D1)에서 하류측(D2)으로 진행한다. 언급한 바와 같이, 이동방향변경부(602) 내부의 유로는 배출유로(621)의 단면적 보다 좁으며 이동방향변경부(602)는 배출유로(621)를 이동하는 수소수 또는 살균수가 복수 회 굽이쳐 이동하도록 가이드하므로, 수소수 또는 살균수의 용해도가 증가될 수 있다. 그 결과, 용해필터(40)는 수소수 내의 수소의 용존량을 높여 고농도의 수소수를 생성할 수 있다. 또, 용해필터(40)는 살균수 내의 오존 또는 산소의 용존량을 높여 고농도의 살균수를 생성할 수 있다.
제1유로(21)에는, 용해필터(40)를 지난 후에, 솔래노이드밸브(SV)가 설치될 수 있다. 솔래노이드밸브(SV)는 전자적으로 개폐하는 밸브로, 제1유로(21)에 흐르는 수소수 또는 살균수의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 솔래노이드밸브(SV)는 제1유로(21)를 차단하거나 제1유로(21)의 개구 정도를 조절할 수 있다. 좀 더 상세하게, 솔래노이드밸브(SV)는 제1유로(21)에서 수소수 또는 살균수의 유속 및 압력을 조절할 수 있다. 그 결과, 사용자는 제1토출구(24)를 통해 적정량의 수소수 또는 살균수를 얻을 수 있다. 나아가 사용자가 얻을 수 있는 수소수 또는 살균수의 양은, 사용자의 선택에 따라 변할 수 있다.
제1유로(21)를 따라 흐르는 수소수 또는 살균수는 최종적으로 제1유로(21)의 하류측에 설치된 제1토출구(24)를 통해 "외부"로 배출될 수 있다. 이 경우, "외부"는 수소수 혼합 시스템의 외부를 의미하는 것으로, 사용자는 배출된 수소수 또는 살균수를 저장하기 위해 저장용기(예를 들면, 컵 등) 등을 사용할 수 있다.
제2유로(22)는 제1유로(21)와 독립적으로 배치된 유로일 수 있다. 제2유로(22)의 최상류 측에는 외부로부터 기능수가 공급될 수 있다. 이 경우, "외부"는 수소수 혼합 시스템의 외부를 의미하는 것으로, 기능수 패키징 용기(기능수가 저장된 파우치), 기능수 저장 탱크 등일 수 있다. 또, "기능수"는 고농축된 심층수, 비타민워터, 미네랄워터 등일 수 있다. 상술한 것과 같이, "기능수"는 유통, 저장의 편리성을 위해 고농축된 상태로 판매될 수 있다. 제2유로(22)에는 조절모듈(50)이 설치될 수 있다. 제2유로(22)의 최하류 측에는 제2토출구(25)가 설치될 수 있다.
조절모듈(50)은 제2유로(22)에 설치될 수 있다. 좀 더 상세하게, 조절모듈(50)은 기능수를 공급받아 기능수의 유량을 조절하고, 유량이 조절된 기능수를 배출할 수 있다. 조절모듈(50)에서 배출된 유량이 조절된 기능수는 제2유로(22)를 따라 흐를 수 있다. 조절모듈(50)은 전자제어유닛(ECU, Electric Control Unit)에 의해 제어되는 유량제어장치(LFC, Liquid Flow Controller)일 수 있다. 조절모듈(50)은, 제1유로(21)를 따라 흐르는 수소수의 양에 따라, 제2유로(22)를 따라 흐르는 기능수의 속도 및 압력을 조절할 수 있다. 조절모듈(50)은 기능수의 유량을 0.1ml 이상 100ml 이하의 범위에서 조절할 수 있다. 기능수는 상술한 바와 같이, 고농축 상태에 있기 때문에, 이러한 정량 유량제어장치(LFC, Liquid Flow Controller)에 의해 정밀하게 조절되어야 한다. 그 결과, 제1모드에서, 사용자는 제1토출구(24)로부터 배출되는 수소수의 양에 알맞은 양의 기능수를 제2토출구(25)를 통해 얻을 수 있다. 나아가 사용자가 얻을 수 있는 기능수의 양은, 사용자의 선택에 따라 변할 수 있다. 또, 제2모드에서, 조절모듈(50)은 기능수가 제2유로(22)를 따라 흐르는 것을 차단할 수 있다. 이 경우, 사용자는 제1토출구(24)로부터 살균수만을 얻을 수 있다.
제2유로(22)를 따라 흐르는 기능수는 최종적으로 제2유로(22)의 하류측에 설치된 제2토출구(25)를 통해 "외부"로 배출될 수 있다. 이 경우, "외부"는 수소수 혼합 시스템의 외부를 의미하는 것으로, 사용자는 배출된 기능수를 저장하기 위해 저장용기(예를 들면, 컵 등) 등을 사용할 수 있다.
제1모드에서 제1,2유로(21,22)를 따라 독립적으로 흐르는 수소수와 기능수는 각각 제1토출구(24)와 제2토출구(25)를 통해 배출될 수 있다. 즉, 사용자는 수소수와 기능수를 함께 얻을 수 있다. 그 결과, 사용자는 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수를 얻을 수 있다. 이 경우, 혼합비율은 상술한 솔래노이드밸브(SV)와 조절모듈(50)에 의해 제어될 수 있다. 나아가 혼합수의 양 또한 솔래노이드밸브(SV)와 조절모듈(50)에 의해 제어될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 제1실시예에서는 제1,2유로(21,22)가 각각 독립적인 것으로 설명하였으나 본 발명의 변형례(미도시)에서는 제1,2유로(21,22)의 최하류 측은 합쳐질 수 있다. 또, 합쳐진 유로의 말단에 1개의 토출구만이 설치될 수 있다. 이 경우, 토출구에서는 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수가 배출될 수 있다.
이하, 도 1,2를 참조하여 본 제1실시예의 수소수 혼합 시스템의 작동에 대해서 설명한다. 본 제1실시예는 제1모드와 제2모드에 따라 작동할 수 있다. 제1모드는 음용의 수소수를 생산하는 모드일 수 있고, 제2모드는 살균수를 생산하고, 살균수에 의해 유로를 살균, 세척하는 모드일 수 있다.
도 1은 제1모드(수소수 생산 모드)에 따라 작동하는 본 제1실시예의 계통도이다. 제1모드에서는 수소수생성모듈(30)이 작동할 수 있고, 살균수생성모듈(40)이 작동하지 않을 수 있다.
"외부"로부터 공급된 원수는 제1유로(21)를 따라 흐를 수 있다. 원수는 가압된 상태로 공급되기 때문이다. 제1유로(21)를 따라 흐르는 원수는 먼저 제거필터(10)를 지날 수 있다. 원수가 제거필터(10)를 투과하는 과정에서 원수 내의 무기질 등은 제거될 수 있다. 무기질이 제거된 원수는, 히터(20)를 지날 수 있다. 원수가 히터(20)를 통과하는 과정에서 원수의 온도는 조절될 수 있다. 즉, 사용자의 취사선택에 따라 원수의 온도는 38-42도 범위에서 조절될 수 있다. 히터(20)를 통과한 원수는 수소수생성모듈(30)에서 전기분해되어 수소를 함유한 수소수로 변경될 수 있다. 수소수생성모듈(30)에서 생산된 수소수는 살균수생성모듈(40)을 지날 수 있다. 이 경우, 살균수생성모듈(40)은 작동하지 않으므로, 수소수는 변화없이 살균수생성모듈(40)을 통과할 수 있다. 그 후, 수소수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 속도 및 압력이 조절될 수 있다. 즉, 수소수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 유량이 조절될 수 있다. 일 예를 들어, 수소수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 기설정된 일정량으로 배출될 수 있다. 또, 설계적 요청에 따라, 수소수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 사용자의 취사선택에 따른 일정량이 배출될 수 있다. 그 결과, 제1토출구(24)를 통해 적정량의 수소수가 배출될 수 있다. 제1토출구(24)는 단순한 토출구일 수 있고, 사용자의 조작에 의해 유량을 조절할 수 있는 밸브일 수 있다.
한편, 제2유로(22)에서는, 기능수가 조절유닛(50)에 의해 "외부"로부터 공급되어 제2유로(22)를 따라 흐를 수 있다. 이 경우, 기능수의 속도 및 압력은 조절유닛(50)에 의해 조절될 수 있다. 그 결과, 제2토출구(25)의 개방시 적정량의 기능수가 배출될 수 있다.
사용자는 제1,2토출구(24,25)로부터 수소수와 기능수를 함께 공급받을 수 있다. 그 결과, 사용자는 수소수와 기능수가 혼합된 혼합수를 얻을 수 있다.
도 2는 제2모드(살균 모드)에 따라 작동하는 본 제1실시예의 계통도이다. 제2모드에서는 수소수생성모듈(30)이 작동하지 않을 수 있고, 살균수생성모듈(40)이 작동할 수 있다. 나아가 조절유닛(50)은 기능수의 공급을 차단할 수 있다.
"외부"로부터 공급된 원수는 제1유로(21)를 따라 흐를 수 있다. 원수는 가압된 상태로 공급되기 때문이다. 제1유로(21)를 따라 흐르는 원수는 먼저 제거필터(10)를 지날 수 있다. 원수가 제거필터(10)를 투과하는 과정에서 원수 내의 무기질 등은 제거될 수 있다. 무기질이 제거된 원수는, 히터(20)를 지날 수 있다. 원수가 히터(20)를 통과하는 과정에서 원수의 온도는 조절될 수 있다. 즉, 사용자의 취사선택에 따라 원수의 온도는 38-42도 범위에서 조절될 수 있다. 다만, 제2모드에서 히터(20)는 작동하지 않을 수 있다. 살균수는 주로 음용이 아닌 살균용으로 쓰이므로 원수의 온도는 중요하지 않기 때문이다. 히터(20)를 통과한 원수는 수소수생성모듈(30)을 지날 수 있다. 이 경우, 수소수생성모듈(30)은 작동하지 않으므로, 원수는 변화없이 수소수생성모듈(30)을 통과할 수 있다. 수소수생성모듈(30)을 지난 원수는 살균수생성모듈(40)에서 전기분해되어 살균수로 변환될 수 있다. 그 후, 살균수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 속도 및 압력이 조절될 수 있다. 일 예를 들어, 살균수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 기설정된 일정량으로 배출될 수 있다. 또, 설계적 요청에 따라, 살균수는 솔래노이드밸브(SV)에 의해 사용자의 취사선택에 따른 일정량이 배출될 수 있다. 그 결과, 제2토출구(25)를 통해 적정량의 수소수가 배출될 수 있다. 제2토출구(25)는 단순한 토출구일 수 있고, 사용자의 조작에 의해 유량이 조절할 수 있는 밸브일 수 있다.
한편, 제2유로(22)에서는, 조절유닛(50)에 의해 기능수가 공급되는 것이 차단될 수 있다. 기능수는 주로 음용으로 쓰이는 것으로 살균효과가 없기 때문이다. 즉, 살균수와 기능수가 혼합된다고 하더라도 시너지가 발생하지 않기 때문이다. 그 결과, 제2토출구(25)를 통해 기능수는 배출되지 않는다.
사용자는 제1토출구(24)로부터 살균수를 공급받을 수 있다. 나아가 살균수가 제1유로(21)를 따라 흐르는 동안 제1유로(21)는 살균, 세척된다.
이하, 도면을 참조하여, 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템을 설명한다. 도 7은 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템의 제1모드에서의 계통도이고, 도 8은 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템의 제2모드에서의 계통도이고, 도 9는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 사시도이고, 도 10은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 분해사시도이고, 도 11은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 단면도이고, 도 12는 본 제2실시예의 복합생성모듈을 일부 분해한 분해사시도이고, 도 13은 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제3가이드부재가 결합된 상태의 제2하우징의 평면도이고, 도 14는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제3가이드부재가 제거된 상태의 제2하우징의 평면도이고, 도 15는 본 제2실시예의 복합생성모듈의 제1하우징의 저면도이다.
본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템은, 수소수생성모듈(30)과 살균수생성모듈(40)이 복합생성모듈(70)로 대체된 것과 이에 의해 제3유로를 더 포함하는 것을 제외하고는, 제1실시예와 동일한 기술적 사상을 가질 수 있다. 따라서 본 제2실시예에서는 상술한 차이점 외에는 제1실시예의 기술적 사상이 유추적용될 수 있다. 이하, 본 제1실시예와 동일한 기술적 사상에 대한 설명은 생략한다. 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템은, 제거필터(10), 히터(20), 복합생성모듈(70), 조절모듈(50) 및 용해필터(60)를 포함할 수 있다. 또, 본 제2실시예의 수소수 혼합 시스템은, 제1모드와 제2모드로 작동할 수 있다. 제1모드는 수소수와 기능수를 함께 제공(즉, 혼합수를 제공)하는 모드이고, 제2모드는 살균 모드일 수 있다.
복합생성모듈(70)은 제1유로(21)와 제1유로(21)에서 분기된 제3유로(23)에 설치될 수 있다. 제3유로(23)는 복합생성모듈(70)을 지난 후에 제1유로(21)와 다시 연결될 수 있다. 제1유로(21)의 분기점에는 유로조절유닛(TV)이 배치될 수 있다. 유로조절유닛(TV)은 공지의 기술로 일예로 "삼방밸브"일 수 있다. 유로조절유닛(TV)은 제어되어, 제1모드에서는 제1유로(21)를 폐쇄하고, 제3유로(23)를 개방할 수 있다. 또, 제2모드에서는 제1유로(21)를 개방하고, 제3유로(23)를 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 제1모드에서, 복합생성모듈(70)은 제1유로(21)에서 원수를 공급받아 수소수를 생성할 수 있다. 복합생성모듈(70)에서 생성된 수소수는 제1토출구(24)를 통해 배출될 수 있다. 또, 제2모드에서, 복합생성모듈(70)은 제3유로(23)에서 원수를 공급받아 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 제3유로(23)를 통해 배출할 수 있다. 제3유로(23)를 따라 흐른 살균수는 제1유로(21)로 진입하여 제1토출구(24)를 통해 배출될 수 있다.
이하, 복합생성모듈(70)과 제1모드와 제2모드시 원수의 흐름을 좀 더 자세히 설명하기로 한다. 복합생성모듈(70)은 하우징(100), 전해유닛(200), 가이드부재(300), 및 실링부재(400)를 포함할 수 있다.
복합생성모듈(70)은 유입되는 원수로 수소수 및/또는 살균수를 생성할 수 있다. 복합생성모듈(70)은 물을 전기분해하는 전해유닛(200)을 포함할 수 있다. 복합생성모듈(70)은 전해유닛(200)에 의해 물이 전기분해되어 생성되는 기체가 물에 용해되도록 물의 이동 방향을 복수회 변경하는 유동 방향 변경부를 더 포함할 수 있다. 이때, 유동 방향 변경부는, 가이드부재(300)를 포함할 수 있다. 복합생성모듈(70)은, 전해유닛(200)을 수용하며 물이 전기분해되어 생성되는 수소수와 살균수를 분리 배출하는 하우징(100)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은, 복합생성모듈(70)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(100)은, 일례로서 도 9에 도시된 바와 같이 직육면체에 가까운 외관을 형성할 수 있다. 한편, 하우징(100)의 외면에는 타 부재와 결합하기 위한 형상 또는 구성이 구비될 수 있다. 하우징(100)은, 내부에 내측 공간을 구비할 수 있다. 상기 내부 공간에는 전해유닛(200), 가이드부재(300), 및 실링부재(400)가 위치할 수 있다.
하우징(100)은, 일례로서 제1하우징(110) 및 제2하우징(120)을 포함할 수 있다. 즉, 하우징(100)은, 일례로서 내측에 전해유닛(200)의 양극전극(210)이 위치하는 제1하우징(110)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(100)은, 일례로서 내측에 전해유닛(200)의 음극전극(220)이 위치하는 제2하우징(120)을 포함할 수 있다. 제1모드에서는 제2하우징(120)에 원수가 공급되어 수소수가 생성될 수 있다. 제2모드에서는 제1하우징(110)에 원수가 공급되어 살균수가 생성될 수 있다. 한편, 제1하우징(110)과 제2하우징(120)의 사이로 원수가 유출되는 것을 방지하기 위해 실링부재(400)가 위치할 수 있다.
제1하우징(110)은, 내측에 전해유닛(200)의 양극전극(210)을 수용할 수 있다. 제1하우징(110)은, 내측에 제1가이드부재(310)를 구비할 수 있다. 제1하우징(110)은, 외측에 제1유입구(111)와 제1배출구(112)를 구비할 수 있다. 제1유입구(111)로 유입되는 원수는 제1하우징(110)의 내측 공간을 유동하고, 살균수로 변경되어 제1배출구(112)로 배출될 수 있다. 일례로서, 제3유로(23)를 통해 제1유입구(111)로 유입되는 원수는 양극전극(210)에 의해 발생되는 오존(O3)이 용존된 살균수가 되어 제1배출구(112)를 통해 제4유로(24)로 배출될 수 있다. 제1하우징(110)의 내측에 위치하는 제1가이드부재(310)는, 제1하우징(110) 내부를 유동하는 원수의 유동을 방해하여 제1유입구(111)로 유입된 원수가 제1하우징(110) 내부에서 체류하는 시간을 증가시킬 수 있다.
제2하우징(120)은, 내측에 전해유닛(200)의 음극전극(220)을 수용할 수 있다. 제2하우징(120)은, 내측에 제2가이드부재(320) 및 제3가이드부재(330)를 구비할 수 있다. 제2하우징(120)은, 외측에 제2유입구(121)와 제2배출구(122)를 구비할 수 있다. 제2유입구(121)로 유입되는 원수는 제2하우징(120)의 내측 공간을 유동하고, 수소수로 변경되어 제2배출구(122)로 배출될 수 있다. 일례로서, 제1유로(21)를 통해 제2유입구(121)로 유입되는 원수는 음극전극(220)에 의해 발생되는 수소(H2)가 용존된 수소수가 되어 제2배출구(122)를 통해 제1유로(21)로 배출될 수 있다. 제2하우징(120)의 내측에 위치하는 제2가이드부재(320) 및 제3가이드부재(330)는, 제2하우징(120) 내부를 유동하는 원수의 유동을 방해하여 제2유입구(121)로 유입된 원수가 제2하우징(120) 내부에서 체류하는 시간을 증가시킬 수 있다.
제2하우징(120)은, 내측에 제2가이드부재(320)를 구비하며 제2가이드부재(320)의 상부에 안착되는 제3가이드부재(330)를 수용할 수 있다. 즉, 제2가이드부재(320)의 상부는 제3가이드부재(330)가 안착되는 안착단(123)으로 구비될 수 있다. 한편, 제3가이드부재(330)는 제2유입구(121)와 연통되고 제2가이드부재(320)는 제2배출구(122)와 연통될 수 있다. 이때, 안착단(123) 중 적어도 일부는 단차지도록 형성되는 단차부(124)로 구비될 수 있다. 즉, 단차부(124)를 통해 제3가이드부재(330)는 제2유입구(121)와 연통되고 제2가이드부재(320)는 제2배출구(122)와 연통될 수 있다. 또한, 제2가이드부재(320)와 제3가이드부재(330)는, 제3가이드부재(330)의 바닥면에 제공되는 유동홀(325)을 통해 연통될 수 있다.
전해유닛(200)은, 하우징(100)의 내부에 위치할 수 있다. 즉, 하우징(100)은 내측공간을 구비하며, 전해유닛(200)은 하우징(100)의 내측공간 상에 위치할 수 있다. 전해유닛(200)은, 원수의 전기분해를 수행할 수 있다. 즉, 전해유닛(200)은 유입구(111,121)를 통해 유입된 원수를 전기분해할 수 있으며, 전기분해된 원수를 배출구(112,122)로 배출할 수 있다.
전해유닛(200)은, 수중에서 전기분해 반응을 수행하는 한 쌍의 전극(210,220)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 전극(210,220)은, 양극전극(210)과 음극전극(220)을 포함할 수 있다. 한편, 물(H2O)을 전기분해를 통해, 양극전극(210)에서는 오존(O3)이 발생하고 음극전극(220)에서는 수소(H2)가 발생할 수 있다. 즉, 양극전극(210)에서는 오존이 용존된 상태의 원수인 살균수가 생성되며, 음극전극(220)에서는 수소가 용존된 상태의 원수인 수소수가 생성될 수 있다.
전해유닛(200)의 양극전극(210)은 외부와 전기적으로 연결되는 양극단자(211)를 포함할 수 있다. 한편, 전해유닛(200)의 음극전극(220)은 외부와 전기적으로 연결되는 음극단자(221)를 포함할 수 있다. 즉, 양극전극(210)과 음극전극(220)은 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 한 쌍의 전극(210,220)은 대응되는 형상을 가지며 각각 양극(+) 및 음극(-)의 극성을 지닐 수 있다. 양극전극(210)과 음극전극(220)는 전해질막과 결합시 밀착성을 높이기 위해 평면구조를 가질 수 있으며, 전극표면에 발생되는 기포를 전극표면으로부터 원활하게 제거할 수 있도록 복수의 홀(212,222)이 형성될 수 있다.
전해유닛(200)은, 한 쌍의 전극(210,220) 사이에 위치하는 전해질막(230)을 더 포함할 수 있다. 또한, 전해유닛(200)은, 음극전극(220)과 전해질막(230) 사이에 위치하며, 양극전극(230)에서 발생되는 수소이온을 음극전극(220)으로 통과시켜 음극전극(220) 표면에서의 스케일 생성을 감소시키는 보조전극(240)을 더 포함할 수 있다. 한편, 전해유닛(200)은, 양극전극(210)과 전해질막(230) 사이에 위치하며 양극전극(210)과 전해질막(230)을 이격시키는 스페이서(250)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)에서는 원수를 강산성 양이온 교환수지나 역삼투 여과 등과 같이 고가의 전처리 공정 없이 수도수 수준의 수질로 하여 연속적으로 오존을 발생시킬 경우, 음극전극(220) 표면에 생성되는 스케일을 저감시키기 위하여 보조전극(240)을 음극전극(220)과 전해질막(230)의 사이에 삽입하여 일정량 생성되는 스케일이 원수와 함께 유실될 수 있게 한 것이다.
보조전극(240)은 양극에서 발생되는 수소이온을 음극전극(220)으로 원활하게 전달하고, 음극전극(220)에서 발생되는 OH-이온이 양이온 2가 이온과 반응하여 생성되는 스케일을 보조전극(240) 표면에 생성시켜 음극전극(220)의 표면에서의 스케일 생성을 최소화시킨다.
또한, 보조전극(240)은 얇은 세선으로 이루어진 망의 형상으로 형성되어 스케일이 보조전극(240)의 표면에 부착하였다가 용이하게 탈리될 수 있게 됨으로써 기존의 스케일 축적에 의해 전기분해 저항이 증대되는 문제를 해결한 것이다. 한편, 보조전극(240)은, 음극전극(220) 및 전해질막(230)과의 밀착성을 확보하기 위해 미세 망사 구조로 되어 있다.
보조전극(240)의 재질은 산/알칼리 성분이나 산화성물질에 강하고 전도성이 우수할 수 있다. 즉, 보조전극(240)은, 일례로서 스테인레스 스틸, 티타늄, 탄소로 제조될 수 있다. 한편, 보조전극(240)의 형태는 망구조가 일 수 있으며, 망은 Mesh 10 ∼ 100, 두께는 0.1∼2.0mm일 수 있다.
보조전극(240)을 포함하여 전해유닛(200)을 형성하게 되면, 음극전극(220)에서의 스케일 형성을 제어할 수 있으며, 아울러 전해질막(230)에 대한 누름량을 전체적으로 균일하게 수행하게 되므로 전기분해 효율을 증가시킬 수 있다.
양극전극(210)과 음극전극(220)의 재질은 오존발생에 적합한 백금재질일 수 있다. 양극전극(210)과 음극전극(220)의 형태는 전해질막(230)과 결합시에 밀착성을 높이기 위해서 평면구조를 가질 수 있다. 한편, 양극전극(210)과 음극전극(220)은, 전극표면에서 발생되는 기포를 전극표면으로부터 용이하게 제거할 수 있도록 일정한 개구 면적이 형성된 것일 수 있다. 양극전극(210)과 음극전극(220)은, 일례로서 개구율이 전체 면적대비 30∼80%의 범위일 수 있다.
전해질막(230)은, 막의 두께는 0.05∼0.5(mm)일 수 있다. 한편, 전해질막(230)은, 한 쌍의 전극(210,220) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 전해질막(230)은, 실링부재(400)의 사이에 위치할 수 있다. 좀 더 상세하게, 전해질막(230)의 일면은 제1실링부(410)와 접촉하고, 전해질막(230)의 타면은 제2실링부(420)와 접촉할 수 있다.
스페이서(250)는 전해질막(230)과 양극전극(210)을 일정 간격으로 고정시키는 역할을 할 수 있다. 스페이서(250)는, 양극전극(210)의 가장자리 및 중앙부 등에 배치될 수 있다. 스페이서(250)는, 테프론과 같은 물리적, 화학적으로 열화특성이 우수한 재질의 테이프, sheet, film, 혹은 플라스틱을 사용해 제조될 수 있다. 이때, 스페이서(250)와 양극전극(210) 사이의 이격 거리는 0.05∼0.5mm일 수 있다.
스페이서(250)와 보조전극(240)은, 전해질막(230)의 양측에 각각 구비되어 한 쌍의 전극(210,220)과 전해질막(230) 사이에서 전해질막(230)에 대한 균일한 기계적 누름 특성을 확보하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)은, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수의 유동 흐름을 방해하는 유동 방해부를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)은, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수의 유동 방향을 변경시키는 유동 방향 변경부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 유동 방향 변경부는, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수가 적어도 일부에서 갈지자(之)형으로 유동하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 유동 방향 변경부는, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수가 적어도 일부에서 지그재그(zigzag)로 유동하도록 형성될 수 있다. 한편, 유입구(111,121), 배출구(112,122) 및 유동 방향 변경부는 제1하우징(110) 및 제2하우징(120) 각각에 위치할 수 있다.
한편, 유동 방해부 또는 유동 방향 변경부는, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수의 유동을 가이드하는 가이드부재(300)를 포함할 수 있다.
가이드부재(300)는, 유입구(111,121)로 유입되어 배출구(112,122)로 배출되는 원수의 유동을 가이드할 수 있다. 가이드부재(300)는, 일례로서 제1가이드부재(310), 제2가이드부재(320) 및 제3가이드부재(330)를 포함할 수 있다. 다만, 가이드부재(300)는, 제1가이드부재(310), 제2가이드부재(320) 및 제3가이드부재(330) 중 어느 하나 이상을 생략하여 구비될 수 있다.
제1가이드부재(310)는, 제1하우징(110)의 내측 상면에 구비되어 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 갈지자형으로 가이드할 수 있다. 즉, 제1가이드부재(310)는, 제1하우징(110)의 내측 상면에 구비되어 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 지그재그로 가이드할 수 있다.
제1가이드부재(310)는, 제1격벽(311) 및 제2격벽(312)을 포함할 수 있다. 제2격벽(312)은 제1격벽(311)과 평행하게 구비될 수 있다. 또한, 제2격벽(312)과 제1격벽(311) 사이에는 원수가 유동할 수 있다. 제1가이드부재(310)는, 제1유동로(313) 및 제2유동로(314)를 포함할 수 있다. 제1유동로(313)는, 제1격벽(311)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제1격벽(311)을 따라 유동한 원수는, 제1유동로(313)을 통해 제2격벽(312) 방향으로 유동할 수 있다. 제2유동로(314)는, 제2격벽(312)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제2격벽(312)의 일측을 따라 유동한 원수는, 제2유동로(314)를 통해 제2격벽(312)의 타측으로 유동할 수 있다. 단, 제1유동로(313)와 제2유동로(314)는, 제1격벽(311)과 제2격벽(312)이 배치된 방향과 수직된 방향으로 오버랩되지 않도록 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1유동로(313)와 제2유동로(314)를 순차적으로 유동하는 원수는 갈지자형의 유동 흐름을 갖게 된다.
제2가이드부재(320)는, 제2하우징(120)의 내측 바닥면에 구비되어 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 갈지자형으로 가이드할 수 있다. 즉, 제2가이드부재(320)는, 제2하우징(120)의 내측 바닥면에 구비되어 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 지그재그로 가이드할 수 있다.
제2가이드부재(320)는 제1격벽(321) 및 제2격벽(322)을 포함할 수 있다. 제2격벽(322)은 제1격벽(321)과 평행하게 구비될 수 있다. 또한, 제2격벽(322)과 제1격벽(321) 사이에는 원수가 유동할 수 있다. 제2가이드부재(320)는 제1유동로(323) 및 제2유동로(324)를 포함할 수 있다. 제1유동로(323)는 제1격벽(321)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제1격벽(321)을 따라 유동한 원수는 제1유동로(323)을 통해 제2격벽(322) 방향으로 유동할 수 있다. 제2유동로(324)는 제2격벽(322)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제2격벽(322)의 일측을 따라 유동한 원수는 제2유동로(324)를 통해 제2격벽(322)의 타측으로 유동할 수 있다. 단, 제1유동로(323)와 제2유동로(324)는, 제1격벽(321)과 제2격벽(322)이 배치된 방향과 수직된 방향으로 오버랩되지 않도록 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1유동로(323)와 제2유동로(324)를 순차적으로 유동하는 원수는 갈지자형의 유동 흐름을 갖게 된다.
제2가이드부재(320)는 제3가이드부재(330)의 유동홀(335)과 연통될 수 있다. 제2가이드부재(320)는 제2배출구(122)와 연통될 수 있다. 즉, 제3가이드부재(330)의 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)로 유입된 원수는, 제2가이드부재(320)를 거쳐 제2배출구(122)로 배출될 수 있다. 이때, 제3가이드부재(330)의 유동홀(335)은 제3가이드부재(330)에 형성되는 유로의 말단 부근에 위치할 수 있다. 즉, 제3가이드부재(330)의 유동홀(335)은, 제2배출구(122) 부근에 위치할 수 있다. 이 경우, 제2가이드부재(320)는, 유동홀(335)로부터 유입되는 원수가 제2유입구(121) 방향으로 유동하는 영역인 제1영역(A1)을 포함할 수 있다. 또한, 제2가이드부재(320)는, 제1영역(A1)을 통과한 원수가 제2배출구(122) 방향으로 유동하는 영역인 제2영역(A2)을 포함할 수 있다. 한편, 제1영역(A1)과 제2영역(A2) 사이에는 분리벽(325)이 위치할 수 있다. 즉, 제2가이드부재(320)는, 분리벽(325)을 기준으로 제1영역(A1)과 제2영역(A2)으로 구분될 수 있다. 다만, 분리벽(325)의 적어도 일부는 개방되어 제1영역(A1)과 제2영역(A2)이 연통될 수 있다. 제1영역(A1)은 유동홀(335) 및 제2영역(A2)과 연통될 수 있다. 제2영역(A2)은 제1영역(A1) 및 제2배출구(122)와 연통될 수 있다. 제1영역(A1)과 제2영역(A2) 각각은 유동하는 원수는 적어도 일부에서 갈지자형으로 가이드할 수 있다.
제3가이드부재(330)는, 제2가이드부재(320)의 상측에 구비되어 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 갈지자형으로 가이드할 수 있다. 즉, 제3가이드부재(330)는, 제2가이드부재(320)와 전해유닛(200) 사이에 위치하며 유동하는 원수의 흐름을 적어도 일부에서 지그재그로 가이드할 수 있다.
제3가이드부재(330)는 제1격벽(331) 및 제2격벽(332)을 포함할 수 있다. 제2격벽(332)은 제1격벽(331)과 평행하게 구비될 수 있다. 또한, 제2격벽(332)과 제1격벽(331) 사이에는 원수가 유동할 수 있다. 제3가이드부재(330)는 제1유동로(333) 및 제2유동로(334)를 포함할 수 있다. 제1유동로(333)는 제1격벽(331)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제1격벽(331)을 따라 유동한 원수는, 제1유동로(333)을 통해 제2격벽(332) 방향으로 유동할 수 있다. 제2유동로(334)는 제2격벽(332)의 말단에 위치할 수 있다. 즉, 제2격벽(332)의 일측을 따라 유동한 원수는, 제2유동로(334)를 통해 제2격벽(332)의 타측으로 유동할 수 있다. 단, 제1유동로(333)와 제2유동로(334)는, 제1격벽(331)과 제2격벽(332)이 배치된 방향과 수직된 방향으로 오버랩되지 않도록 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1유동로(333)와 제2유동로(334)를 순차적으로 유동하는 원수는 갈지자형의 유동 흐름을 갖게 된다.
제3가이드부재(330)는, 제2가이드부재(320)의 상측에 안착될 수 있다. 제3가이드부재(330)는, 제2가이드부재(320)의 상단에 해당하는 안착단(123)에 안착될 수 있다. 즉, 제3가이드부재(330)는, 제2하우징(120)에 분리 가능하게 구비될 수 있다. 제2하우징(120)의 안착단(123)은 적어도 일부에서 단턱부(124)를 구비할 수 있다. 이때, 제3가이드부재(330)의 하부에는, 단턱부(124)에 대응하는 형상의 단턱이 구비될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제3가이부(330)는 제2유입구(121)와 연통되고, 제2가이드부재(320)는 제2배출구(122)와 연통될 수 있다.
제3가이드부재(330)는, 바닥면에 유동홀(335)을 구비할 수 있다. 즉, 유동홀(335)은 제3가이드부재(330)의 바닥면에 위치할 수 있다. 유동홀(335)은, 제3가이드부재(330)에 형성되는 유로의 말단 부근에 위치할 수 있다. 즉, 유동홀(335)은, 제2유입구(121)로부터 최대한 멀리 떨어지도록 위치할 수 있다. 다만, 제3가이드부재(330)의 유로는 지그재그형이므로 유동홀(335)과 제2유입구(121)의 직선거리는 가까울 수 있음에 유의해야 한다. 제3가이드부재(330)는 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)와 연통될 수 있다. 즉, 제3가이드부재(330)를 유동한 원수는, 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)로 유입될 수 있다.
실링부재(400)는, 제1하우징(110)과 제2하우징(120) 사이에 위치하여 제1하우징(110)과 제2하우징(120) 사이로 원수가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1하우징(110)과 제2하우징(120)의 결합부는 실링부재(400)에 의해 밀폐될 수 있다.
실링부재(400)는, 일례로서 제1실링부재(410) 및 제2실링부재(420)를 포함할 수 있다. 제1실링부재(410)는, 제1하우징(110)과 전해유닛(200) 사이에 위치할 수 있다. 제2실링부재(420)는, 제2하우징(120)과 전해유닛(200) 사이에 위치할 수 있다. 보다 상세하게, 전해유닛(200)의 전해질막(230)의 일면에는 제1실링부재(410)가 접촉하고, 전해질막(230)의 타면에는 제2실링부재(420)가 접촉할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1하우징(110) 내부를 유동하는 원수와 제2하우징(120) 내부를 유동하는 원수는 독립적으로 유동할 수 있다. 즉, 제1하우징(110) 내부의 원수의 유로와 제2하우징(120) 내부의 원수의 유로는 연통되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 도 12,13,14,15를 참조하여, 본 제2실시예의 복합생성모듈(70)의 작동에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)은, 도 12에 도시된 바와 같이 제1하우징(110)의 유로와 제2하우징(120)의 유로가 전해유닛(200)의 전해질막(230)을 기준으로 독립적으로 구비될 수 있다. 제1모드에서는, 제2유입구(121)로 유입된 원수가 제2하우징(120) 내부의 제3가이드부재(330)를 통과하고, 제2가이드부재(320)를 통과하여 수소수로 변경된 후, 제2배출구(122)로 배출될 수 있다. 즉, 제2하우징(120)은 제1유로(21)에 설치될 수 있다. 또, 제2모드에서는, 제1유입구(111)로 유입된 원수가 제1하우징(110) 내부의 제1가이드부재(310)를 통과하여 살균수로 변경된 후, 제1배출구(112)로 배출될 수 있다. 즉, 제1하우징(110)은 제3유로(23)에 설치될 수 있다.
이하, 도 13 및 도 14를 참고하여, 제1모드의 수소수의 생성 과정을 설명한다. 제1모드에서는 유로조절유닛(TV)에 의해 분기점에서 제1유로(21)는 개방되고, 제3유로(23)는 폐쇄될 수 있다. 그 결과, 도 13에 도시된 바와 같이 제1유로(21)를 통해 제2유입구(121)에 원수가 공급된다(C). 공급된 원수는 제2하우징(120)의 내측 공간에 위치하는 제3가이드부재(330)로 유입된다. 제3가이드부재(330)로 유입된 원수는 제1격벽(331)을 만나 제1격벽(331)을 타고 유동하여 제1유동로(333)를 통과하게 된다(G). 이후, 제1유동로(333)를 통과한 원수는 제1격벽(331)과 제2격벽(332)의 일면 사이를 유동하고 제2유동로(334)를 통과하게 된다(H). 이후, 제2격벽(332)의 타면을 따라 유동하게 된다. 즉, 제3가이드부재(330)에 유입된 원수는 제1격벽(331), 제1유동로(333), 제2격벽(332), 제2유동로(334)를 거치며 갈지자형으로 유동하게 된다. 이후에도 제3가이드부재(330) 내부에서는 원수는 갈지자형으로 유동하여 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)로 유입된다(I). 한편, 일례로서 도 13에서 도시된 바와 같이 제3가이드부재(330)에서는 5회의 갈지자형 유동이 가이드될 수 있다. 한편, 제3가이드부재(330)의 상측에는 전해유닛(200)의 음극전극(220)이 위치하므로 제3가이드부재(330)를 유동하는 원수는 음극전극(220)과 접촉하게 된다. 음극전극(220)의 음극단자(221)를 통해 외부에서 전원이 공급되면 음극전극(220)은 대향하도록 배치된 양극전극(210)과의 상호작용에 의해 제3가이드부재(330)를 유동하는 원수에 대한 전기분해를 수행한다. 이 과정에서 음극전극(220)에 의해 전기분해된 원수에서는 수소(H2)가 발생된다. 한편, 발생된 수소는 원수에 용존되어 수소수로서 제2가이드부재(320)를 통과하여 제2배출구(122)로 배출되는 것이다. 제2배출구(122)를 통해 배출된 수소수는 제1유로(21)를 따라 흐르다 최종적으로 제1토출구(24)를 통해 배출될 수 있다.
한편, 이하, 도 14를 참고하여 제3가이드부재(330)의 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)로 유입되는 원수의 유동을 자세히 설명한다. 유동홀(335)은 일례로서 제2배출구(122)와 가깝게 위치한다. 이때, 유동홀(335)을 통해 제2가이드부재(320)로 유입된 원수(J)는 제1격벽(321)을 만나 제1격벽(321)을 타고 유동하여 제1유동로(323)를 통과하게 된다(K). 이후, 제1유동로(323)를 통과한 원수는 제1격벽(321)과 제2격벽(322)의 일면 사이를 유동하고 제2유동로(324)를 통과하게 된다(L). 이후, 제2격벽(322)의 타면을 따라 유동하게 된다. 즉, 제2가이드부재(320)에 유입된 원수는 제1격벽(321), 제1유동로(323), 제2격벽(322), 제2유동로(324)를 거치며 갈지자형으로 유동하게 된다. 이후에도 제2가이드부재(320) 내부에서는 원수가 갈지자형으로 유동하여 제2배출구(122)를 통해 배출된다(D). 한편, 일례로서 도 14에 도시된 바와 같이 제3가이드부(320)에서는 9회의 갈지자형 유동이 가이드될 수 있다. 이때, 제1영역(A1)에서 4회의 갈지자형 유동이 가이드되고, 제2영역(A2)에서 5회의 갈지자형 유동이 가이드될 수 있다. 유동홀(335)을 통해 유입된 원수는 제1영역(A1)을 통해 제2유입구(121) 방향으로 유동하고, 제2영역(A2)을 통해 제2배출구(122) 방향으로 유동하여 제2배출구(122)로 배출될 수 있다. 제2배출구(122)를 통해 배출된 수소수는 제1유로(21)를 따라 흐르게 된다. 제2배출구(122)를 통해 배출된 수소수는 제1유로(21)를 따라 흐르다 최종적으로 제1토출구(24)를 통해 배출될 수 있다.
이하, 도 15를 참고하여, 제2모드의 살균수의 생성 과정을 설명한다. 제2모드에서는 유로조절유닛(TV)에 의해 분기점에서 제1유로(21)는 폐쇄되고, 제3유로(23)는 개방될 수 있다. 그 결과, 제1유입구(111)에 제3유로(23)를 통해 원수가 공급된다(A). 공급된 원수는 제1하우징(110)의 내측 공간에 위치하는 제1가이드부재(310)로 유입된다. 제1가이드부재(310)로 유입된 원수는 제1격벽(311)을 만나 제1격벽(311)을 타고 유동하여 제1유동로(313)를 통과하게 된다(E). 이후, 제1유동로(313)를 통과한 원수는 제1격벽(311)과 제2격벽(312)의 일면 사이를 유동하고 제2유동로(314)를 통과하게 된다(F). 이후, 제2격벽(312)의 타면을 따라 유동하게 된다. 즉, 제1가이드부재(310)에 유입된 물은 제1격벽(311), 제1유동로(313), 제2격벽(312), 제2유동로(314)를 거치며 갈지자(之)형으로 유동하게 된다. 이후에도 제1가이드부재(310) 내부에서는 원수는 갈지자형으로 유동하여 제1배출구(112)로 배출된다. 일례로서 도 15에 도시된 바와 같이 제1가이드부재(310)에서는 5회의 갈지자형 유동이 가이드될 수 있다. 한편, 제1가이드부재(310)의 하측에는 전해유닛(200)의 양극전극(210)이 위치하므로 제1가이드부재(310)를 유동하는 원수는 양극전극(210)과 접촉하게 된다. 양극전극(210)의 양극단자(211)를 통해 외부에서 전원이 공급되면 양극전극(210)은 대향하도록 배치된 음극전극(220)과의 상호작용에 의해 제1가이드부재(310)를 유동하는 원수에 대한 전기분해를 수행한다. 이 과정에서 양극전극(210)에 의해 전기분해된 물에서는 오존(O3)이 발생된다. 한편, 발생된 오존은 원수에 용존되어 살균수로서 제1배출구(112)를 통해 배출되는 것이다. 제1배출구(112)를 통해 배출된 살균수는 제3유로(23)를 따라 흐르다 최종적으로 제1토출구(24)를 통해 배출될 수 있다.
이상, 유로조절유닛(TV)에 의해 복합생성모듈(70)로 공급되는 원수의 유로를 변경하여 수소수와 살균수를 선택적으로 생산하는 것에 대해서 설명하였다. 다만, 본 제2실시예는 이에 한정되지 않고, 복합생성모듈(70)을 통해 수소수와 살균수를 선택적으로 생산할 수 있으면, 어떠한 구성과 기능도 가질 수 있다. 일 예로, 복합생성모듈(70)의 양극전극(210)과 음극전극(220)을 선택적으로 작동하여 수소수와 살균수를 선택적으로 생산할 수 있다. 이 경우, 유로조절유닛(TV)은 본 제2실시예에서 제거될 수 있다. 즉, 원수는 제1,3유로(21,23)를 병렬적으로 흐를 수 있다. 나아가 양극전극(210)과 음극전극(220)을 함께 작동하여 수소수와 살균수가 혼합된 혼합수를 얻을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)에서는, 제3가이드부재(330) 및 제2가이드부재(320)가 원수의 유동을 방해하여 원수와 음극전극(220)이 접촉되는 시간이 지연되므로 전기분해를 통해 발생되는 수소의 양이 증가되는 특징을 갖는다. 나아가, 전기분해를 통해 발생된 수소도 제3가이드부재(330) 및 제2가이드부재(320)를 유동하는 원수와 마찬가지로 유동을 방해받게 되므로 발생된 수소가 원수에 용존되는 양도 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)의 제2배출구(122)를 통해서는 수소가 충분히 용존된 상태의 수소수를 취수하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)에서는, 제1가이드부재(310)가 원수의 유동을 방해하여 원수와 양극전극(210)이 접촉되는 시간이 지연되므로 전기분해를 통해 발생되는 오존의 양이 증가되는 특징을 갖는다. 나아가, 전기분해를 통해 발생된 오존도 제1가이드부재(310)를 유동하는 원수와 마찬가지로 유동을 방해받게 되므로 발생된 오존이 원수에 용존되는 양도 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합생성모듈(70)의 제1배출구(112)를 통해서는 오존이 충분히 용존된 상태의 살균수를 취수하는 것이 가능하게 된다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제거필터 20: 히터
30: 수소수생성모듈 40: 살균수생성모듈
50: 조절모듈 60: 용해필터
70: 복합생성모듈
SV: 솔래노이드밸브
TV: 유로조절유닛

Claims (11)

  1. 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 수소수를 생성하고, 생성된 수소수를 배출하는 수소수생성모듈;
    제2유로에 설치되며, 기능수를 공급받아 기능수의 유량을 조절하고, 유량이 조절된 기능수를 배출하는 조절모듈; 및
    상기 제1유로에 설치되며, 수소를 공급받아 용해하는 용해필터를 포함하며,
    상기 용해필터는,
    수소수가 통과하는 배출배관; 및
    상기 배출배관 내부에 위치하는 이동방향변경부를 포함하고,
    상기 이동방향변경부는, 상기 배출배관 내부를 이동하는 수소수의 이동방향을 복수회 변경하며,
    상기 이동방향변경부는,
    상기 배출배관의 내부에 형성되는 배출유로로 유입되는 수소수가 상기 배출유로의 단면적의 일부에 해당하는 제1영역으로 통과하도록 가이드하는 제1가이드부; 및
    상기 수소수의 통과 순서를 기준으로 상기 제1가이드부의 후단에 배치되며, 상기 제1가이드부를 통과한 수소수가 상기 배출유로의 단면적의 일부에 해당하는 제2영역으로 통과하도록 가이드하는 제2가이드부를 포함하며,
    상기 제1가이드부는,
    상기 배출배관의 일측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제1벽체와, 상기 배출배관의 타측 내주면으로부터 내측으로 연장되는 제2벽체를 포함하며,
    상기 제1벽체의 내측 단부와 상기 제2벽체의 내측 단부는 이격되며,
    상기 제1영역은,
    상기 제1벽체의 내측 단부와 상기 제2벽체의 내측 단부 사이에 형성되며,
    상기 제2가이드부는,
    상기 배출배관 내부 중심으로부터 일측으로 연장되는 제3벽체와, 상기 배출배관 중심을 기준으로 상기 제3벽체와 대향하도록 상기 배출배관 내부 중심으로부터 타측으로 연장되는 제4벽체를 포함하고,
    사익 제2영역은, 상기 제3벽체의 외측 단부와 상기 배출배관의 일측 내주면 사이 및 상기 제4벽체의 외측 단부와 상기 배출배관의 타측 내주면 사이에 배치되며,
    상기 제2영역은 상기 수소수의 흐름 방향을 기준으로 상기 제1영역과 오버랩되지 않게 배치되며,
    상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부는 상기 배출배관에서 각각 복수개 구비되어, 상기 배출배관 내에서 교번되게 배치되며,
    상기 제1벽체와 상기 제2벽체는 상기 수소수의 유동 방향을 기준으로, 상기 배출배관 내에서 상류측으로 갈수록 상호 이격거리가 가까워지도록 경사지게 형성되고,
    상기 제3벽체와 상기 제4벽체는 상기 수소수의 유동 방향을 기준으로, 상기 배출배관 내에서 상류측으로 갈수록 상호 이격거리가 가까워지도록 경사지게 형성되는 수소수 혼합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조절모듈은,
    전자제어유닛(ECU, Electric Control Unit)에 의해 제어되는 유량제어장치(LFC, Liquid Flow Controller)이고, 기능수의 유량을 0.1ml 이상 100ml 이하의 범위에서 조절하는 수소수 혼합 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 배출하는 살균수생성모듈을 더 포함하고,
    제1모드에서, 수소수생성모듈이 작동하고,
    제2모드에서, 살균수생성모듈이 작동하는 수소수 혼합 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로에 설치되며, 원수를 공급받아 무기질을 제거하는 제거필터; 및
    상기 제1유로에 설치되며, 원수의 온도를 조절하는 히터를 더 포함하고,
    상기 제거필터, 상기 히터 및 상기 수소수생성모듈 순으로 순차적으로 설치되는 수소수 혼합 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로에 설치되며, 상기 수소수생성모듈로부터 배출된 수소수를 공급받아 유량을 조절하는 솔래노이드밸브를 더 포함하는 수소수 혼합 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로와 상기 제2유로는 독립된 유로인 수소수 혼합 시스템.


  11. 삭제
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