KR102051556B1

KR102051556B1 - 수소수 생성용 보틀

Info

Publication number: KR102051556B1
Application number: KR1020190084035A
Authority: KR
Inventors: 한상건; 명성희
Original assignee: 명성희
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-01-08

Abstract

본 발명은 상부가 개구되고, 내부에 물을 저장할 수 있는 저장 공간이 형성되어 있는 용기부, 상기 용기부의 하부에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 용기부에 저장된 물과 접촉하며, 상기 물로부터 수소를 생성하도록 상기 물을 전기분해하는 전기분해모듈을 포함하는 수소 생성부, 상기 수소 생성부에 연결되어, 상기 수소 생성부에 전기 에너지를 공급하는 전원공급부, 상기 용기부의 상부에 착탈 가능하게 결합되어 상기 용기부에 저장된 물이 쏟아지지 않도록 상기 용기부를 차폐하는 덮개부 및 상부가 개구되고, 상기 수소 생성부를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되어 상기 수소 생성부를 수용함으로써, 상기 수소 생성부를 보호하는 하부 케이스를 포함하고, 상기 용기부는, 하면의 테두리가 타원 형태이고, 상기 하면의 테두리 내부에는 하면의 중심에서 수평방향으로 대칭인 위치에 두 개의 결합 홀이 형성되어 있으며, 상기 전기분해모듈은, 상기 두 개의 결합 홀에 각각 결합되는 제1전기분해모듈 및 제2전기분해모듈을 포함하는, 수소수 생성용 보틀을 제공한다.
따라서 복수 개의 전기분해모듈에서 수소를 생성하여, 수소 기포가 용기부 전체의 물과 효율적으로 접촉되므로 단시간에 고농도의 수소수를 제조할 수 있다.

Description

수소수 생성용 보틀{Bottle for generating hydrogen water}

본 발명은 수소수 생성용 보틀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단시간에 고농도의 수소수를 제조할 수 있는 수소수 생성용 보틀에 관한 것이다.

일반적으로 수소수는 물에 용해된 활성수소의 강한 환원작용에 의하여 유해한 활성산소를 물로 환원시켜 없애는 한편, 인체의 면역력이나 자연 치유력 및 생명력을 높여주는 물로 알려져 있다. 이와 같은 수소수의 제조는 주로 전기분해에 의한 방법이 이용되고, 이온이 통과하는 격막의 양쪽에 음극(-)과 양극(+)을 걸고 전원을 인가하면 양이온이 포집되어 음극(-)에서 활성수소수가 생성되고, 양극(+)에서 음이온이 포집되어 산소가 생성되면서 외부로 배출되는 전기분해장치에 의하여 제조된다. 최근에 건강에 대한 관심이 증가하면서 체내의 활성산소를 제거해주는 수소수 생성 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만 기존의 수소수 생성 장치는 단시간에 수요를 충족시킬 정도의 수소수를 생성하지 못하는 문제가 있다.

대한민국등록특허 제10-1624323호

본 발명은 단시간에 고농도의 수소수를 제조할 수 있는 수소수 생성용 보틀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상부가 개구되고, 내부에 물을 저장할 수 있는 저장 공간이 형성되어 있는 용기부, 상기 용기부의 하부에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 용기부에 저장된 물과 접촉하며, 상기 물로부터 수소를 생성하도록 상기 물을 전기분해하는 전기분해모듈을 포함하는 수소 생성부, 상기 수소 생성부에 연결되어, 상기 수소 생성부에 전기 에너지를 공급하는 전원공급부, 상기 용기부의 상부에 착탈 가능하게 결합되어 상기 용기부에 저장된 물이 쏟아지지 않도록 상기 용기부를 차폐하는 덮개부 및 상부가 개구되고, 상기 수소 생성부를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되어 상기 수소 생성부를 수용함으로써, 상기 수소 생성부를 보호하는 하부 케이스를 포함하고, 상기 용기부는, 하면의 테두리가 타원 형태이고, 상기 하면의 테두리 내부에는 하면의 중심에서 수평방향으로 대칭인 위치에 두 개의 결합 홀이 형성되어 있으며, 상기 전기분해모듈은, 상기 두 개의 결합 홀에 각각 결합되는 제1전기분해모듈 및 제2전기분해모듈을 포함하는, 수소수 생성용 보틀을 제공한다.

본 발명에 따른 수소수 생성용 보틀은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 복수 개의 전기분해모듈에서 수소를 생성하여, 수소 기포가 용기부 전체의 물과 효율적으로 접촉되므로 단시간에 고농도의 수소수를 제조할 수 있다.

둘째, 전기분해모듈이 복수 개가 포함되어 있으므로, 각각의 전기분해모듈에 가해지는 전압이 낮더라도 수소수 생성이 원활하게 가능하다.

셋째, 용기부에 저장되어 있는 물을 음용하므로, 용기부 세척만으로도 위생적인 수소수를 음용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀을 상부에서 바라본 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀을 하부에서 바라본 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀에 포함되어 있는 수소 생성부의 분해 사시도이다.
도 5은 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀의 덮개부를 제거하고 내부를 내려다본 평면도이다.
도 6은 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀의 Ⅵ-Ⅵ선을 취한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀이 도시된 단면도이다.
도 8은 도 7에 따른 수소수 생성용 보틀에 설치되어 있는 제1펌프의 작동모습을 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀이 도시된 단면도이다.
도 10은 도 9에 따른 수소수 생성용 보틀에 설치되어 있는 제2펌프의 작동모습을 나타내는 모식도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(1000)은 용기부(100), 수소 생성부(200), 덮개부(300), 하부케이스(400) 및 전원 공급부(500)를 포함한다. 상기 용기부(100)는 용기부 몸체(110), 용기부 분할 격막(111), 배출구(112), 손잡이(113), 제1결합홀(114), 제2결합홀(115) 및 제어부(120)를 포함한다. 상기 용기부(100)의 상부에는 상기 덮개부(300)가 착탈 가능하게 결합되고, 상기 용기부(100)의 하부에는 상기 수소수 생성부(200)가 착탈 가능하게 결합된다. 상기 덮개부(300)는 상기 용기부(100)에 끼움 결합되고, 상기 수소수 생성부(200)는 상기 용기부(100)에 나사 결합된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 덮개부(300) 및 상기 수소수 생성부(200)가 상기 용기부(100)에 결합되는 방식을 얼마든지 변경 가능하다.

상기 용기부 몸체(110)는 상부가 개구되어 있다. 그리고 상기 개구된 부분을 통해 물을 공급하여 저장할 수 있는 공간이 내부에 형성되어 있다. 상기 용기부 몸체(110)의 하면은 테두리가 타원 형태로 형성된다. 본 실시예에서 상기 타원 형태는 가로 방향의 길이가 더 긴 직사각형의 상기 가로 방향의 양 끝단을 부드럽게 굴곡된 형태로 형성한 모양이다. 다만 이러한 타원 형태는 얼마든지 다른 형태로 변경이 가능하다.

상기 용기부 몸체(110) 하면의 타원 형태 테두리 내부에는 상기 용기부 몸체(110) 하면의 중심에서 수평방향으로 대칭인 위치에 제1결합홀(114) 및 제2결합홀(115)이 각각 형성되어 있다. 상기 제1결합홀(114) 및 상기 제2결합홀(115)의 내주면에는 설정 길이만큼 나사산이 형성되어 있다. 상기 나사산은 상기 수소수 생성부(200)와 나사 결합된다.

상기 용기부 몸체(110)의 상부 일측에는 오목하게 돌출된 형태의 배출구(112)가 형성된다. 상기 배출구(112)는 상기 용기부 몸체(110)에 저장되는 물을 상기 용기부 몸체(110) 밖으로 따를 때, 편의성을 높이기 위함이다. 상기 용기부 몸체(110)의 하부 타측에는 제어부(120)가 형성되어 있다. 상기 제어부(120)는 터치 방식으로 상기 수소수 생성용 보틀(1000)을 조작하여 제어할 수 있도록 하는 부분이다. 또한 상기 제어부(120)는 상기 용기부 몸체(110)에 저장되어 있는 물에 대한 정보, 예를 들면 물의 온도, 수소수의 생성 정도 등에 대한 정보를 나타내는 디스플레이부를 포함한다. 상기 제어부(120)는 수소수 생성 작동이 시작된 후에 상기 수소수 생성이 완료되면 상기 디스플레이부를 통해서 수소수 생성이 완료된 것을 시각적으로 표시한다. 물론 상기 제어부(120)는 청각을 통해 수소수 생성 완료를 알 수 있도록 하는 스피커(미도시)가 내장될 수도 있다.

상기 용기부 몸체(110)의 타측에는 상기 수소수 생성용 보틀(1000)을 손으로 잡아서 들기 편하도록 손잡이(113)가 형성되어 있다. 상기 손잡이는 상기 용기부 몸체(110)의 상부 타측에서 수평방향으로 연장되다가 하부 방향으로 굴곡된 형태를 갖는다. 상기 손잡이(113)는 상기 용기부 몸체(110)의 타측 상부에서 상기 제어부(120)의 상부까지 길게 형성되기 때문에 손 전체로 상기 수소수 생성용 보틀(1000)을 움켜쥘 수 있어서, 상기 용기부 몸체(110)에 물이 가득 차 있더라도, 손에 큰 압력을 받지 않고 상기 수소수 생성용 보틀(1000)을 들어올릴 수 있다.

상기 용기부 분할 격막(111)은 상기 용기부 몸체(110) 하면 내측 중심에서 상기 용기부 몸체(110)의 상부 방향으로 돌출되도록 형성된다. 상기 용기부 분할 격막(111)은 상기 제1결합홀(114) 및 상기 제2결합홀(115)을 통해 상기 용기부 몸체(110) 내부로 공급되는 수소가 상기 용기부 분할 격막(111)으로 구획된 부분에서 각각 순환하도록 하기 위해서 설치된다. 이러한 경우 상기 용기부 몸체(110)의 하부에서 상부 방향으로 공급되는 수소는 상기 용기부 분할 격막(111)에 의한 분할에 의해 상기 용기부 몸체(110)의 절반 부분의 물의 압력만 받는 것과 같은 효과가 있어서, 적은 에너지로도 상기 용기부 몸체(110)에 저장되어 있는 물에 수소 골고루 섞이도록 할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는 상기 용기부 분할 격막(111)이 상기 용기부 몸체(110) 높이의 절반 이하로 형성되어 있으나 상기 용기부 분할 격막(111)은 상기 용기부 몸체(110) 높이의 절반 이상으로 형성될 수도 있다. 또한 본 실시예에서는 상기 용기부 분할 격막(111)이 고정된 형태인 것을 예로 들었으나, 상기 용기부 분할 격막(111)을 상기 제어부(120)에 의해 상하로 높이 조절이 가능하도록 형성할 수도 있다. 적은 양의 수소수 제조가 필요한 경우에는 상기 용기부 분할 격막(111)을 높여서 상기 용기부(100)를 두 부분으로 완전히 구획한 후, 용기부 분할 격막(111)에 의해 분할된 상기 용기부(100)의 한쪽만 사용하여 수소수를 생성할 수도 있다. 이러한 경우 상기 제1전기분해모듈(210) 및 상기 제2전기분해모듈(220) 중 어느 하나만 사용해서 수소수 생성이 가능하므로 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다. 상기 용기부 분할 격막(111)은 물에 의해 쉽게 부식되지 않는 소재라면 어느 것이든 사용이 가능하다.

상기 수소 생성부(200)는 제1전기분해모듈(210), 제2전기분해모듈(220), 체결부재(230) 및 LED(240)를 포함한다. 상기 수소 생성부(200)는 상기 용기부(100)의 하부에 착탈 가능하게 결합된다. 상기 수소 생성부(200)는 상기 용기부(100)에 저장된 물과 직접 접촉하고, 상기 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생성하고 생성된 상기 산소는 외부로 배출하며, 상기 수소는 상기 물에 용해된다.

상기 제1전기분해모듈(210)은 제1전극(211), 제1이온교환막(212), 제1이온교환막 실링부재(213), 제2이온교환막(214) 및 제2전극(215)을 포함한다. 본 실시예에서는 도시되지 않았지만, 상기 제1전극(211) 상부 및 상기 제2전극(215)의 하부에는 실링부재(미도시)가 더 포함될 수 있다. 상기 제1전기분해모듈(210)의 상부는 상기 제1체결부재(230a)에 결합되어, 상기 용기부(110)의 하면에 형성되어 있는 제1결합홀(114)에 결합된다.

상기 제1전극(211)은 상부가 상기 물과 접촉한다. 상기 제1전극(211)은 상기 물을 전기 분해하기 위해 상기 물과 접촉된다. 상기 제1전기분해모듈(210)을 통해 전기 분해되어 생성된 수소가 상기 물에 용해되어야 하므로 상기 물과 접촉하는 상기 제1전극(211)은 마이너스(-) 전극으로 형성된다. 상기 제1전극(211)은 백금(Pt)과 팔라듐(Pd) 코팅된 티타늄(Ti) 금속으로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되진 않고 상기 제1전극(211)을 티타늄 합금이나 그 외 다른 소재의 전극으로 변경 가능하다.

상기 제1이온교환막(212)은 상기 제1전극(211)의 하부에 밀착되어 배치된다. 상기 제1이온교환막(212)은 양이온을 투과시킬 수 있는 재질로 형성된다. 본 실시예에서 상기 제1이온교환막(212)은 메시(mesh) 형태로 형성된다. 물론 상기 제1이온교환막(212)은 스틸렌과 디비닐벤젠의 공중합체에 이온교환기를 결합시킨 이온교환수지분말에 폴리프로필렌을 혼합, 용융하여 박막성으로 압출성형한 불균질막으로 형성될 수도 있다. 상기 박막성으로 압출성형한 불균질막은 수소수 생성기에 많이 사용되는 균질막의 두께보다 두껍고, 인장 파열 등에 대한 물리적 안정성이 높은 장점이 있다.

상기 제1이온교환막 실링부재(213)는 상기 제1이온교환막(212)을 둘러싸도록 형성된다. 상기 제1이온교환막 실링부재(213)는 중앙이 관통된 링(ring) 형태로 형성된다. 상기 제1이온교환막(212)은 물에 닿으면 팽창될 수 있기 때문에 상기 제1이온교환막(212)이 팽창되지 않도록 상기 제1이온교환막 실링부재(213)가 상기 제1이온교환막(212)을 둘러싼다.

상기 제2이온교환막(214)은 상기 제1이온교환막 실링부재(213)에 둘러싸인 상기 제1이온교환막(212)의 하부에 밀착되어 배치된다. 상기 제2이온교환막(214)은 표면적의 크기가 상기 제1이온교환막(212)의 표면적의 크기보다 더 크다. 따라서 상기 제1이온교환막(212)과 상기 제1이온교환막 실링부재(213)의 사이로 누수가 발생하더라도 상기 제2이온교환막(213)이 누수를 차단할 수 있다. 상기 제2이온교환막(214)은 상부가 상기 제1이온교환막(212)의 하부 및 상기 제1이온교환막 실링부재(213)의 하부에 동시에 밀착되도록 배치되어 상기 제1이온교환막(212)과 상기 제1이온교환막 실링부재(213) 사이의 누수를 차단한다. 상기 제2이온교환막(214)은 상기 제1이온교환막(212)과 동일한 소재로 형성된다. 물론 상기 제2이온교환막(214)의 소재는 상기 제1이온교환막(212)과 다른 소재로 얼마든지 변경이 가능하다.

상기 제2전극(215)은 상기 제2이온교환막(214)의 하부에 밀착되어 배치된다. 상기 제2전극(215)은 상기 제1전극(212)과 함께 상기 물을 전기분해 한다. 상기 제1전기분해모듈(210)에 의해 상기 물이 전기분해 되면 상기 제2전극(215)을 통해서는 상기 산소가 생성되어야 하므로 상기 제2전극(215)은 플러스(+) 전극으로 형성된다. 상기 제2전극(215)은 산화이리듐(IrO2)이 코팅된 티타늄(Ti) 금속으로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 제2전극(215)을 티타늄 합금 또는 그 외의 다른 소재로 얼마든지 변경이 가능하다.

상기 제2전기분해모듈(220)은 제1전극(221), 제1이온교환막(222), 제1이온교환막 실링부재(223), 제2이온교환막(224) 및 제2전극(225)을 포함한다. 본 실시예에서는 도시되지 않았지만, 상기 제1전극(221)의 상부 및 상기 제2전극(225)의 하부에는 실링부재(미도시)가 더 포함될 수 있다. 상기 제2전기분해모듈(220)은 상기 제2체결부재(230b)의 하부에 결합되고, 상기 제1전기분해모듈(210)과 상기 용기부(110)의 하부에 수평방향으로 이격되어 상기 용기부(110) 하면에 형성되어 있는 상기 결합 홀에 결합되도록 배치된다. 본 실시예에서는 상기 제2전기분해모듈(220)이 상기 제1전기분해모듈(210)과 동일한 수소를 생성할 수 있는 크기로 형성되지만, 상기 용기부(100)의 구조에 따라 상기 용기부 분할 격막(111)을 중심으로 더 많은 수소가 필요한 경우 상기 제2전기분해모듈(220)을 상기 제1전기분해모듈(210)보다 더 많은 수소를 생성할 수 있는 크기로 변경 가능하다. 상기 제2전기분해모듈(220)의 구성, 배치 및 소재는 상기 제1전기분해모듈(210)과 유사하다. 따라서 이에 대한 설명은 생략한다. 하지만 본 발명은 상기 제2전기분해모듈(220)을 상기 제1전기분해모듈(210)과 다른 구성, 배치 및 소재로 변경이 가능하다.

상기 체결부재(230) 제1체결부재(230a) 및 제2체결부재(230b)를 포함한다. 상기 제1체결부재(230a)의 상부는 상기 제1결합홀(114)과 결합되고, 하부는 상기 제1전기분해모듈(210)과 결합된다. 또한 상기 제2체결부재(230b)의 상부는 상기 제2결합홀(115)과 결합되고, 하부는 상기 제2전기분해모듈(220)과 결합된다. 상기 체결부재(230)는 상부 방향으로 돌출된 부분의 내주면과 외주면에 각각 나사산이 형성되어 있다. 상기 돌출된 부분의 외주면의 나사산은 상기 제1결합홀(114) 및 제2결합홀(115)과 각각 나사 결합되고, 상기 돌출된 부분의 내주면의 나사산은 상기 제1전기분해모듈(210) 및 상기 제2전기분해모듈(220)과 각각 나사 결합된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 체결부재(230)가 상기 용기부(110), 상기 제1전기분해모듈(210) 및 상기 제2전기분해모듈(220)과 결합되는 방식을 얼마든지 변경 가능하다.

상기 LED(240)는 상기 상기 용기부(110) 하면의 타원 형태 테두리에 끼움 결합된다. 물론 상기 LED(240)를 상기 용기부(110)에 결합하는 방식은 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 LED(240)는 상기 제어부(120)와 전기적으로 연결된다. 상기 LED(240)는 상기 용기부(110) 내부로 빛을 발산하여 상기 수소수 생성용 보틀(1000)이 작동 중인지를 시각적으로 알기 쉽도로 한다. 또한 상기 LED(240)는 상기 용기부(110)에 저장되어 있는 물이 수소수로 생성 완료 되었는지를 다양한 색상으로 표시할 수 있다. 즉, 수소수를 생성 중인 경우와 수소수 생성이 완료된 경우에 서로 다른 색상의 빛을 발산하여 수소수 생성 완료 여부에 대해 시각적으로 인지하기 쉽도록 한다.

또한 상기 LED(240)는 일체형으로 연결되지 않고, 중간에 단절된 부분을 갖는다. 따라서 상기 LED(240)의 단절된 부분을 연결하는 부재의 길이를 조절하면 크기가 다른 다양한 수소 생성용 보틀에 상기 LED(240)를 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기 덮개부(300)는 덮개부 몸체(310) 및 덮개부 마개(320)를 포함한다. 상기 덮개부(300)는 상기 용기부(100)의 상부에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 용기부(100)에 저장된 물이 쏟아지지 않도록 상기 용기부(100)를 차폐한다. 상기 덮개부 몸체(310)의 투명한 소재로 형성된다. 이는 상기 덮개부 몸체(310)의 상부에서 상기 용기부(100)의 내부를 시각적으로 볼 수 있도록 하기 위함이다. 물론 상기 덮개부 몸체(310)는 불투명한 소재로도 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 마개(320)는 상기 덮개부 몸체(310)의 상부 일측에 착탈 가능하도록 형성된다. 상기 마개(320)는 상기 용기부(100)에 저장되어 있는 물을 부을 때, 상기 물이 한꺼번에 너무 많이 배출되는 것을 방지하기 위하여 형성된다.

상기 하부 케이스(400)는 하부 케이스 몸체(410) 및 하부 케이스 마개(420)를 포함한다. 상기 하부 케이스(400)는 상부가 개구되고, 상기 수소 생성부(200)를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되어 있다. 상기 하부 케이스(400)는 상기 수소 생성부(200)를 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서 상기 하부 케이스(400)는 일정 수준 이상의 강성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하부 케이스 몸체(410)는 상기 제어부(120)이 크기에 매칭되도록 일측에 홈이 형성되어 있다. 상기 홈은 상기 하부 케이스(400)가 상기 수소 생성부(200)를 내부에 수용하고, 상기 용기부(100)와 결합할 때, 상기 용기부(100)의 하측 방향으로 돌출되도록 형성되어 있는 제어부(120)가 매칭되어 결합될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 하부 케이스(400)의 이러한 구조로 인해 상기 제어부(120)가 상기 용기부(100)의 하측 방향으로 돌출되도록 형성되어도 상기 용기부(100)와 상기 하부 케이스(400)의 결합 후에도, 상기 수소 생성용 보틀(100)은 매끈한 형태를 가질 수 있다. 또한 이러한 구조는 상기 용기부 몸체(110)의 용량을 넓히는 데도 도움을 주고, 상기 손잡이(113)를 하측 방향으로 길게 형성하는 데도 도움을 준다. 상기 하부 케이스 마캐(420)는 상기 전원공급부(500)를 휴대용 배터리로 사용하는 경우, 상기 휴대용 배터리를 상기 하부 케이스(400)의 수용 공간 반대측에 배치할 때, 상기 휴대용 배터리가 상기 하부 케이스(400)로부터 이탈되는 것을 막는 역할을 한다.

상기 전원공급부(500)는 상기 수소수 생성용 보틀(1000)을 작동 시키기 위한 에너지를 제공한다. 상기 전원공급부(500)는 상기 수소 생성부(200)에 연결되어 전기 에너지를 공급한다. 또한 상기 전원공급부(500)는 상기 제어부(120)에도 연결되어 상기 제어부(120)를 작동시킬 수 있는 전기 에너지를 제공한다. 그리고 상기 전원공급부(500)는 상기 LED(240)와도 연결되어 상기 LED(240)가 빛을 발산할 수 있는 에너지를 제공한다.

본 실시예에서 상기 전원공급부(500)는 휴대용 배터리로 형성된다. 상기 휴대용 배터리는 상기 하부 케이스(400)에 삽입되어 고정된다. 본 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(1000)은 낮은 전압으로도 수소수를 생성할 수 있으므로 휴대용 배터리로도 장시간 사용이 가능한 장점이 있다. 따라서 본 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(1000)은 휴대 및 사용이 간편하여, 실내에서 뿐만 아니라 실외에서도 사용하기 편리한 장점이 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 전원공급부(500)가 상기 수소수 생성용 보틀(1000)의 외부에서 공급될 수도 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(2000)은 용기부(100'), 수소 생성부(200'), 덮개부(300'), 하부 케이스(400') 및 전원공급부(500')를 포함한다. 상기 수소 생성부(200')는 제1전기분해모듈(210') 및 제2전기분해모듈(220')을 포함한다. 본 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(2000)은 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀(1000)과 비교할 때, 상기 수소 생성부(200')에 산소 배출 펌프(250')가 더 포함되어 있는 점에 차이가 있다. 그 외 다른 구성들은 도 1에 따른 수소수 생성용 보틀(1000)과 유사하므로 설명을 생략하고, 상기 산소 배출 펌프(250')에 따른 차이점을 설명한다.

상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 수소 생성부(200') 내부에 설치된다. 상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 수소 생성부(200')에서 생성되는 산소를 상기 수소 생성용 보틀(2000)의 외부로 빠르게 배출시키기 위해 설치된다. 상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 전원공급부(500')로부터 에너지를 공급받는다. 또한 상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 수소 생성부(200')에 포함되어 있는 제어부(120')를 통해서 작동 제어가 가능하다. 따라서 상기 제어부(120')에 디스플레이되는 수소수 생성 현황을 참고하여 상기 산소 배출 펌프(250')를 제어한다. 상기 산소 배출 펌프(250')도 에너지를 소모하기 때문에 일률적으로 작동할 경우 상기 전원공급부(500')의 에너지가 빠르게 소모되는 문제가 있다. 하지만 전원공급부(500')의 에너지가 충분하다면 상기 제어부(120')에서 상기 산소 배출 펌프(250')의 작동이 지속되도록 설정하는 것이 바람직하다. 상기 수소 생성부(200')에서 생성되는 산소가 배출되지 않고 축적되면 상기 수소 생성부(200')이 수소 생성 효율이 저하될 수 있기 때문에 생성된 산소는 빠르게 배출 시킬 필요가 있기 때문이다.

상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 산소 배출 펌프(250')를 중심으로 상기 제1전기분해모듈(210') 및 상기 제2전기분해모듈(220')이 대칭되는 위치가 되도록 중간 지점에 설치된다. 그리고 상기 산소 배출 펌프(250')는 상기 제1전기분해모듈(210') 및 상기 제2전기분해모듈(220')에서 산소가 생성되는 위치보다 더 높은 위치에 설치된다. 즉, 상기 산소 배출 펌프(250')가 상기 제1전기분해모듈(210') 및 상기 제2전기분해모듈(220')보다 상측에 설치되는 것이다. 이는 상기 산소 배출 펌프(250')에서 공기 압력을 가할 때, 상기 생성된 산소보다 높은 위치에서 공기 압력을 가함으로써, 상기 가해 지는 공기 압력의 효율을 향상시키기 위함이다.

하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 산소 배출 펌프(250')를 상기 산소가 생성되는 위치와 동일한 위치에 설치할 수도 있다. 이 때는 상기 산소 배출 펌프(250')를 중심으로 상기 제1전기분해모듈(210') 및 상기 제2전기분해모듈(220')이 대칭되는 위치가 되도록 배치하되, 상기 제1전기분해모듈(210')에서 산소가 발생되는 방향으로 하나의 발산구를 형성하고, 상기 제2전기분해모듈(220')에서 산소가 발생되는 방향으로 또 하나의 발산구를 형성한다. 상기 발산구가 두 개로 분리 됨으로써 상기 발산구 각각에서 발산되는 공기에 대한 저항력은 감소하여 작은 전압으로도 상기 생성되는 산소를 쉽게 배출시킬 수 있다.

상기 수소 생성부(200')에서 생성되는 산소는 산소 배출 통로(260')를 통해 상기 수소수 생성용 보틀(2000)의 외부로 배출된다. 상기 산소 배출 통로(260')는 상기 제1전기분해모듈(210') 및 상기 제2전기분해모듈(220')의 하부에 각각 형성된다. 본 실시예에서는 상기 산소 배출 통로(260')가 일체형으로 연결되어 있지만, 상기 산소 배출 통로(260')는 상기 산소 배출 펌프(250')를 기준으로 서로 공기가 유동될 수 없도록 차단되어 있는 구조로 형성될 수도 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(3000)은 용기부(100''), 수소 생성부(200''), 덮개부(300''), 하부 케이스(400'') 및 전원공급부(500'')를 포함한다. 상기 수소 생성부(200'')는 제1전기분해모듈(210'') 및 제2전기분해모듈(220'')을 포함한다. 본 실시예에 따른 수소수 생성용 보틀(3000)은 도 7에 따른 수소수 생성용 보틀(2000)과 비교할 때, 상기 수소 생성부(200'')에 수소수 혼합펌프(270')가 더 포함되어 있고, 상기 용기부(100'')의 하면에 상기 수소수 혼합펌프(270'')에 의해서 상기 용기부(100'')에 저장 되어 있는 물이 유출될 수 있도록하는 물 유출 홀(114'') 및 상기 유출된 물이 상기 용기부(100'')의 저장 공간으로 다시 유입될 수 있도록 하는 물 유입 홀(115'')이 형성되어 있는 점에 차이가 있다. 그 외 다른 구성들은 도 7에 따른 수소수 생성용 보틀(2000)과 유사하므로 설명을 생략하고, 상기 수소수 혼합 펌프(270''), 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')에 따른 차이점을 설명한다.

상기 용기부(100'')에 저장 되어 있는 물은 상기 수소수 생성부(200'')에서 수소가 공급될 때, 상기 수소수 생성부(200'')가 설치되어 있는 부분의 상부, 구체적으로는 상기 수소수 생성부(200'')의 제1전극이 물과 접촉하는 부분 이외의 부분에서는 자연 대류에 의해서 상기 물과 수소가 혼합되어야 한다. 하지만 이러한 자연 대류에 의한 혼합은 많은 시간이 소요되므로 신속하게 수소수를 생성하기에는 미흡한 점이 있다. 따라서 상기 수소수 혼합펌프(270'')는 상기 용기부(100'')에 저장 되어 있는 물을 인위적으로 순환시켜서 상기 용기부(100'')에 저장 되어 있는 물과 상기 수소수 생성부(200'')에서 공급되는 수소를 신속하게 혼합되도록 하는 역할을 한다.

상기 수소수 혼합펌프(270'')는 DC 펌프로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 용기부(100'')에 저장되어 있는 물을 순환시킬 수 있다면, 상기 수소수 혼합펌프(270'')를 BLDC펌프 또는 BOOSTER 펌프 그 외 다른 펌프로 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 수소수 혼합펌프(270')는 상기 수소수 혼합펌프(270')를 중심으로 상기 제1전기분해모듈(210'') 및 상기 제2전기분해모듈(220'')이 대칭되는 위치가 되도록 중간 지점에 설치된다. 또한 상기 수소수 혼합펌프(270'')는 상기 산소 배출 펌프(250'')의 상부에 배치된다. 상기 수소수 혼합펌프(270'')에 의해서 상기 용기부(100'')의 물 유출 홀(114'')로부터 유출되는 물은 제1순환 통로(270a'') 및 제2순환 통로(270b'')를 통과하여 상기 용기부(100'')의 물 유입 홀(115'')로 다시 유입된다. 본 실시예에서는 상기 물 유출 홀(114'')은 제1전기분해모듈(210'') 측에 형성되어 있고 상기 물 유출 홀(115'')은 상기 제2전기분해모듈(220'') 측에 형성되어 있지만, 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')의 위치는 서로 바뀔 수도 있고, 얼마든지 다른 구조로 변경이 가능하다.

그리고 상기 수소수 혼합펌프(270'')는 상기 용기부(100'')에 설치되어 있는 제어부(120'')에 의해 조작이 가능하다. 상기 수소수 생성용 보틀(3000'')은 전원공급부(500'')가 휴대용 배터리로 형성된다. 따라서 수소 생성부(200'')에서 수소 생성 작용과 수소수 혼합을 위한 펌핑 작용을 동시에 할 경우에는 일시적으로 높은 전류값이 필요하므로 상기 제1전기분해모듈(210'')과 상기 제2전기분해모듈(220'')을 작동할 때는 상기 수소수 혼합펌프(270'')의 작동은 중단하는 것이 바람직하다. 물론 상기 산소 배출펌프(250'')의 경우에도 이러한 작동 원리는 동일하게 적용된다. 본 실시예에서는 상기 용기부(100'')에 저장된 물과 상기 수소 생성부(200'')에서 공급되는 수소를 혼합하기 위해 DC 펌프를 이용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 용기부(100'')의 진동을 이용하여 상기 물과 수소를 혼합할 수도 있다

상기 물 유출 홀(114'')은 상기 용기부(100'')의 하면에 형성되어 상기 용기부(100'') 내의 물이 순환을 위해 유출되는 부분이다. 그리고 상기 물 유입 홀(115'')은 상기 물 유출 홀(114'')로부터 유출된 물이 상기 용기부(100'')로 다시 유입되는 부분이다. 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')은 상기 용기부(100'')의 하면에서 상기 제1전기분해모듈(210'')의 제1전극 및 상기 제2전기분해모듈(220'')의 제2전극이 배치되어 있지 않은 부분에 형성된다. 상기 제1전기분해모듈(210'')의 제1전극 및 상기 제2전기분해모듈(220'')의 제2전극에서는 수소가 상부로 상승 하면서 물과 잘 혼합되지만, 상기 제1전기분해모듈(210'')의 제1전극 및 상기 제2전기분해모듈(220'')의 제2전극이 배치되어 있지 않은 부분에서는 자연 대류에 의해서만 상기 물과 수소가 혼합되어야 하기 때문에 혼합되는 속도가 느리기 때문이다.

(a)를 참조하면, 상기 물 유출 홀(114'')은 제1전기분해모듈(210'') 측에 형성되고, 상기 물 유입 홀(115'')은 상기 제2전기분해모듈(220'') 측에 형성된다. 상기 물 유출 홀(114'')은 상기 물 유입 홀(115'')과 상기 용기부(100'')의 하면 중심에서 수평방향으로 서로 대칭이 되는 위치에 형성된다. 본 실시예에서는 상기 물 유출 홀(114'')은 제1전기분해모듈(210'') 측에 형성되어 있고 상기 물 유출 홀(115'')은 상기 제2전기분해모듈(220'') 측에 형성되어 있지만, 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')의 위치는 서로 바뀔 수도 있고, 얼마든지 다른 구조로 변경이 가능하다. 즉, 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')의 개수 및 위치를 얼마든지 변경 가능하다. (b)를 참조하면 상기 물 유출 홀(114'') 및 상기 물 유입 홀(115'')은 상기 제1전기분해모듈(210'') 및 상기 제2전기분해모듈(220'')의 사이에서 수직방향으로 상기 제1순환통로(270'') 및 상기 제2순환통로(270b'')와 매칭되도록 배치될 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1000, 2000: 수소수 생성용 보틀
100, 100', 100'': 용기부
110: 용기부 몸체
111, 111': 용기부 분할 격막
112: 배출구
113: 손잡이
114": 물 유출 홀
115": 물 유입 홀
120: 제어부
114: 제1결합홀
115: 제2결합홀
200: 수소 생성부
210, 210', 210'': 제1전기분해모듈
211: 체결부재
211: 제1전극
212: 제1이온교환막
213: 이온교환막 실링부재
214: 제2이온교환막
215: 제2전극
220: 제2전기분해모듈
230a: 제1체결부재
230b: 제2체결부재
240: LED
250', 250'': 산소 배출 펌프(제1펌프)
260': 산소 배출통로
270'': 수소수 혼합펌프(제2펌프)
270a'': 제1순환 통로
270b'': 제2순환 통로
300, 300', 300'': 덮개부
310: 덮개부 몸체
320: 덮개부 마개
400: 하부 케이스
410: 하부 케이스 몸체
420: 하부케이스 마개
500: 전원공급부

Claims

상부가 개구되고, 내부에 물을 저장할 수 있는 저장 공간이 형성되어 있는 용기부;
상기 용기부의 하부에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 용기부에 저장된 물과 접촉하며, 상기 물로부터 수소를 생성하도록 상기 물을 전기분해하는 전기분해모듈을 포함하는 수소 생성부;
상기 수소 생성부에 연결되어, 상기 수소 생성부에 전기 에너지를 공급하는 전원공급부;
상기 용기부의 상부에 착탈 가능하게 결합되어 상기 용기부에 저장된 물이 쏟아지지 않도록 상기 용기부를 차폐하는 덮개부; 및
상부가 개구되고, 상기 수소 생성부를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되어 상기 수소 생성부를 수용함으로써, 상기 수소 생성부를 보호하는 하부 케이스를 포함하고,
상기 용기부는,
하면의 테두리가 타원 형태이고, 상기 하면의 테두리 내부에는 하면의 중심에서 수평방향으로 대칭인 위치에 두 개의 결합 홀이 형성되어 있고, 상기 하면의 서로 다른 위치에 물 유출 홀 및 물 유입 홀이 형성되어 있으며,
상기 전기분해모듈은,
상기 두 개의 결합 홀에 각각 결합되는 제1전기분해모듈 및 제2전기분해모듈을 포함하며,
상기 수소 생성부는,
상기 용기부의 하부에 배치되며, 일측이 상기 물 유출 홀에 연결되어 있어서 상기 용기부 내의 물이 유출되는 제1순환 통로;
상기 용기부의 하부에 배치되며, 상기 제1순환 통로의 타측에 연결되어 있어서, 유입되는 물을 펌핑하는 펌프; 및
상기 용기부의 하부에 배치되며, 일측은 상기 펌프에 연결되고, 타측은 상기 물 유입 홀에 연결되어 있어서, 상기 펌프로부터 토출되는 물을 상기 물 유입 홀을 통하여 상기 용기부로 재유입시키는 제2순환 통로를 더 포함하여,
상기 전기분해모듈에서 생성된 수소가 상기 용기부에 저장되어 있는 물과 잘 혼합될 수 있도록 하고,
상기 제1전기분해모듈 및 상기 제2전기분해모듈은,
생성하는 수소를 상기 용기부의 저장 공간으로 직접 공급하고,
상기 물 유출 홀 및 상기 물 유입 홀은,
상기 용기부에서, 상기 제1전기분해모듈 및 상기 제2전기분해모듈이 배치되어 있는 부분 이외의 부분에 형성되는,
수소수 생성용 보틀.
청구항 1에 있어서,
상기 제1전기분해모듈은,
상부가 상기 물과 접촉하는 제1전극;
상기 제1전극의 하부에 밀착되어 배치되는 제1이온교환막; 및
상기 제1이온교환막의 하부에 밀착되어 배치되고, 상기 제1전극과 다른 극성을 갖는 제2전극을 포함하는,
수소수 생성용 보틀.
청구항 2에 있어서,
상기 제1전기분해모듈은,
상기 제1이온교환막과 상기 제2전극 사이에 배치되되, 상기 제1이온교환막과 상기 제2전극에 각각 밀착되어 배치되는 제2이온교환막을 더 포함하는,
수소수 생성용 보틀.
청구항 1에 있어서,
상기 제2전기분해모듈은,
상부가 상기 물과 접촉하는 제1전극;
상기 제1전극의 하부에 밀착되어 배치되는 제1이온교환막; 및
상기 제1이온교환막의 하부에 밀착되어 배치되고, 상기 제1전극과 다른 극성을 갖는 제2전극을 포함하는,
수소수 생성용 보틀
청구항 4에 있어서,
상기 제2전기분해모듈은,
상기 제1이온교환막과 상기 제2전극 사이에 배치되되, 상기 제1이온교환막과 상기 제2전극에 각각 밀착되어 배치되는 제2이온교환막을 더 포함하는,
수소수 생성용 보틀.