KR102124870B1 - 수소수 생성장치용 물탱크 완충재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수소수 생성장치용 물탱크 완충재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소 생성을 위해 전기 분해시 발생하는 압력을 완충시킴으로써 압력에 의한 물탱크의 파손 및 수소의 누설을 방지하는 수소수 생성장치용 물탱크 완충재에 관한 것이다.
물탱크 내부에 설치되는 것으로 자체 탄성 복원력을 가지며 내부에 공간이 형성되고 양단이 개구된 몸체부;
상기 몸체부의 외부면으로부터 부분적으로 돌출되어 물탱크 내측면에 밀착되는 다수의 돌기부; 를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재는 전기분해시 물탱크 내에 압력이 작용하더라도 완충재 내부의 공간이 확장되면서 압력을 상쇄시켜 그 압력이 물탱크로 전달되지 않으며, 큰 압력이 발생하더라도 먼저 완충재에 가해지고, 완충재에 의해 감압된 압력이 물탱크에 전달됨으로써 물탱크의 파손을 방지하는 효과가 있다.

Description

수소수 생성장치용 물탱크 완충재{shock absorbing for hydrogen water production device}

본 발명은 수소수 생성장치용 물탱크 완충재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소 생성을 위해 전기 분해시 발생하는 압력을 완충시킴으로써 압력에 의한 물탱크의 파손 및 수소의 누설을 방지하는 수소수 생성장치용 물탱크 완충재에 관한 것이다.

일반적으로 수소는 강력한 환원력을 통해 체내의 활성산소를 제거하는 용도로 활용되고 있다. 수소수는 산화환원전위가 낮고 활성수소를 풍부하게 함유하고 있어 활성산소를 효과적으로 환원시킬 수 있는 물이다. 이러한 수소수를 음용하면 활성수소가 체내의 활성산소와 반응하여 순수한 물로 환원시키므로 활성산소에 의해 세포가 산화되는 것을 방지할 수 있다.

수소수를 생성하는 원리는 전기분해 방식이 많이 이용된다. 즉, 양 전극에 전기를 인가하면 일측 전극에는 수소 기체가 생성되고, 타측 전극에는 산소 기체가 생성됨으로써 수소가 용존된 물을 얻을 수 있다.

이러한 전기분해는 도 1에 도시된 바와 같이 물탱크 내에서 이루어지는데, 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.

양단이 개방된 관 형상의 물탱크(1); 상기 물탱크(1)의 개방된 일단을 차단하며 원수가 유입되는 입수관(2a)이 설치된 입수 커버(2); 상기 물탱크(1)의 개방된 타단을 차단하며 물탱크(1) 내의 원수를 배출시키는 출수관(3a)이 설치된 출수 커버(3); 상기 물탱크(1) 내에 구비되어 유입된 원수를 전기분해하여 수소수를 생성하는 전극(4); 상기 물탱크(1)의 양단과 입수 커버(2) 및 출수 커버(3) 간에 끼워져 물탱크(1)를 밀폐시키는 가스켓(5); 으로 이루어진다.

이러한 구조로 이루어진 종래의 수소수 생성기는 전기분해하는 과정에서 물탱크(1) 내에 수소 기체가 생성되면서 강력한 압이 발생한다. 이러한 압에 의해 물탱크(1)의 취약한 부분에 크랙이 발생하거나 부분적으로 파괴되어 물탱크(1) 내의 물은 물론 수소 기체가 누설되는 등 물탱크(1)의 수명이 매우 짧은 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 물탱크(1)를 금속으로 제조하기도 하나 이러한 경우 성형이 어려워 제조비가 상승하고, 무게가 무거워 취급이 어려우며, 전기에 안전하지 못한 문제점이 있다.

KR 등록특허공보 제10-1711609호(2017.02.23)

본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 내부의 압력이 높아지면 부피가 확장되는 완충재를 물탱크 내부에 설치하여 수소수 생성시 물탱크 내부에 큰 압력이 발생하더라도 물탱크의 파손을 방지하고 수소 기체가 누설되는 것을 방지하는 수소수 생성장치용 물탱크 완충재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재는,

물탱크 내부에 설치되는 것으로 자체 탄성 복원력을 가지며 내부에 공간이 형성되고 양단이 개구된 몸체부;

상기 몸체부의 외부면으로부터 부분적으로 돌출되어 물탱크 내측면에 밀착되는 다수의 돌기부; 를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부는 양단에 플랜지가 형성되어 몸체부의 양단에 입수 커버 및 출수 커버 사이에 끼워져 가스켓 기능을 겸하도록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기부는 도트 형태, 띠 형태, 벌집 형태 중 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상 혼합한 형태로 돌출 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기부는 몸체부가 주름관 형태로 형성되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부, 돌기부는 실리콘, 우레탄, 합성수지 중 어느 하나로 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재는 전기분해시 물탱크 내에 압력이 작용하더라도 완충재 내부의 공간이 확장되면서 압력을 상쇄시켜 그 압력이 물탱크로 전달되지 않으며, 큰 압력이 발생하더라도 먼저 완충재에 가해지고, 완충재에 의해 감압된 압력이 물탱크에 전달됨으로써 물탱크의 파손을 방지하는 효과가 있다.

따라서 물탱크를 합성수지재로 대체 가능하고, 이에 따라 제조비가 대폭 저렴하며 무게가 가벼워 취급이 용이해짐은 물론 전기적으로도 매우 안전한 효과가 있다.

도 1은 종래에 따른 수소수 생성기의 물탱크 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 물탱크 완충재의 구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 물탱크 완충재의 구조를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 물탱크 완충재가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 물탱크 완충재에 압력이 가해진 상태를 도시한 단면도.
도 6a, 6b, 6c, 6d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 완충재의 구조를 도시한 예시도.

이하, 본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 물탱크 완충재의 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 물탱크 완충재의 구조를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 물탱크 완충재가 설치된 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 물탱크 완충재에 압력이 가해진 상태를 도시한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재(100)는 물탱크(1) 내부에 설치되는 것으로 자체 탄성 복원력을 가지며 내부에 공간이 형성되고 양단이 개구된 몸체부(10); 상기 몸체부(10)의 외부면으로부터 부분적으로 돌출되어 물탱크(1) 내측면에 밀착되는 다수의 돌기부(20); 를 포함한다.

상기 물탱크(1)는 양단이 개방된 관 형상으로 이루어지며, 양단에 플랜지(1a)가 형성되어 다수의 볼트공(1b)이 형성된다. 이러한 물탱크(1)의 양단에는 입수 커버(2)와 출수 커버(3)가 각각 결합된다. 입수 커버(2)는 물탱크(1)의 개방된 일단을 차단하며 원수가 유입되는 원수관(2a)이 결합된다. 상기 출수 커버(3)는 물탱크(1)의 개방된 타단을 차단하며 물탱크(1) 내의 원수를 배출시키는 출수관(3a)이 결합된다. 입수 커버(2)와 출수 커버(3)는 물탱크(1)의 플랜지(1a)와 대응되는 다수의 볼트공(2b)(3b)이 형성되어 볼트(B) 및 너트(N)에 의해 체결된다.

상기 몸체부(10)는 물탱크(1)의 내부에 설치되는 것으로 물탱크(1)의 단면적과 동일한 형상의 단면적으로 이루어진 관 형상으로 이루어진다. 즉, 물탱크(1)가 원형이나 구 형태이면 몸체부(10) 또한 동일한 형상을 가진다.

상기 몸체부(10)는 개구된 양단에 플랜지(11)가 형성되고, 플랜지(11)에는 물탱크(1)의 볼트공(1b)과 대응되는 관통공(12)이 다수 형성되어 물탱크(1)의 플랜지(1a)와 입수 커버(2) 및 출수 커버(3) 사이에 개재되어 설치됨으로써 몸체부(10) 내부는 밀폐된 상태를 유지할 수 있다.

이러한 몸체부(10)는 연질로 이루어지는데, 자체 탄성 복원력을 가지는 실리콘, 우레탄, 합성수지 등으로 제조되어 외력이 가해지면 변형되었다가 외력이 제거되면 원상태로 복원되는 성질을 가진다. 물론, 소재의 밀도에 따라 그 탄성계수는 달라진다. 따라서 상기 몸체부(10)의 플랜지(11)는 가스켓 기능을 함으로써 별도의 가스켓이 필요치 않는 장점이 있다.

한편, 상기 돌기부(20)는 몸체부(10)의 외부면으로부터 부분적으로 돌출되어 물탱크(1) 내측면과 밀착된다. 돌기부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 띠 형태로 돌출되어 보강살 기능을 겸한다. 이러한 띠 형태의 돌기부(20)는 종방향 또는 횡방향으로 일정한 간격 다수 형성하거나 도 6d에 도시된 바와 같이 종방향과 횡방향이 결합된 형태 즉, 격자 형태로 형성할 수도 있다.

이러한 돌기부(20)는 물탱크(1)의 내측면에 밀착됨에 따라 돌기부(20)를 제외한 몸체부(10)는 물탱크(1)와 이격된 상태를 유지한다. 따라서 내부에 압력이 발생하면 몸체부(10)는 연질로 이루어졌기 때문에 내부 공간이 확장되면서 물탱크(1)로의 압력 전달이 최소화된 상태로 감압된다. 그리고 물탱크(1) 내의 압력이 해제되면 확장됐던 몸체부(10)는 자체 탄성 복원력에 의해 원상태로 복원되어 다시 물탱크(1)의 내측면으로부터 이격됨으로써, 다시 확장될 수 있는 공간을 확보한다.

미설명 부호 4는 전기분해를 생성하는 전극으로써, 본 발명의 완충재(100) 내에 구비되어 유입된 원수를 전기분해하여 수소수를 생성한다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 수소수 생성장치용 물탱크 완충재의 작용효과를 상세히 설명한다.

먼저 원수관(2a)을 통해 물탱크(1) 내부 즉, 몸체부(10)의 내부로 원수가 공급하고 양 전극(4)에 전기를 인가하면 일측 전극(4)에는 수소 기체가 생성되고, 타측 전극(4)에는 산소 기체가 생성됨으로써 수소가 용존된 수소수를 얻을 수 있다. 이 과정에서 소수기체가 생성되므로 완충재(100) 내부에 압력이 높아진다. 이에 따라 연질로 이루어진 몸체부(10)는 내부 압력에 의해 외부로 부풀려지면서 내부 공간이 확장된다. 이때, 몸체부(10)는 물탱크(1) 내측면에 밀착되면서 더 이상 확장되는 것을 방지한다.

이와 같이 몸체부(10)의 확장에 의해 압력이 물탱크(1)로 전달되지 않는다. 물론, 작은 압력의 경우 몸체부(10)의 확장으로도 충분하므로 그 압력이 물탱크(1)로 전달되지 않으나 큰 압력이 발생할 경우 몸체부(10)에서 압력을 1차 상쇄시키기 때문에 물탱크(1)로 전달되는 압력은 감압된 상태로 전달되어 물탱크(1)의 파손을 방지한다. 이는 특히 순간적인 수압에 의한 압력 발생이 극대화할 경우 효과적으로 상쇄시킨다.

그리고 전극(4)에 전원 공급이 차단되어 내부 압력이 낮아지면 몸체부(10)는 자체 탄성 복원력에 의해 원상태로 복원되어 물탱크(1)로부터 이격 됨으로써 물탱크(1)와 몸체부(10) 사이에 다시 확장될 공간을 확보하게 된다.

도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 완충재의 구조를 도시한 예시도로서, 도면에 도시된 바와 같이 돌기부를 여러 형태로 형성할 수 있음을 나타낸 것이다.

즉, 상기 돌기부는 도 6a에 도시된 바와 같이 도트 형태로 형성하거나, 도 6b에 도시된 바와 같이 벌집 형태로 형성할 수 있다. 도트 형태로 형성할 경우 일정한 간격으로 다수 형성하되 돌기부 자체도 연질로 이루어져 내부에 압력 발생시 도트가 일부 찌그러지면서 몸체부가 확장된다. 벌집 형태의 경우 매우 안정된 형태이므로 몸체부 자체의 내구성을 향상시키면서 확장 가능하다.

여기서 상기 도트 형태나 벌집 형태를 같이 적용할 수 있다. 이러한 경우 벌집 형태의 간격을 넓게 하고 그 중앙에 도트 형태를 적용함이 바람직하다.

한편, 도 6c에 도시된 바와 같이 상기 몸체부를 주름관 형태로 형성할 수도 있음을 밝혀둔다.

1 : 물탱크 1a, 11 : 플랜지
1b, 2b, 3b : 볼트공 2 : 입수 커버
2a : 원수관 3 : 출수 커버
3a : 출수관 4 : 전극
10 : 몸체부 20 : 돌기부

Claims (5)

1. 물탱크(1) 내부에 설치되는 것으로 자체 탄성 복원력을 가지며 내부에 공간이 형성되고 양단이 개구된 몸체부(10);
   상기 몸체부(10)의 양단에 형성되어 입수 커버(2) 및 출수 커버(3) 사이에 끼워져 가스켓 기능을 겸하는 플랜지(11);
   상기 몸체부(10)의 외부면으로부터 일정 간격 띠 형태로 돌출되어 물탱크(1) 내측면에 밀착되는 다수의 돌기부(20); 를 포함함을 특징으로 하는 수소수 생성장치용 물탱크 완충재.
   
2. 제1 항에 있어서, 상기 몸체부(10), 돌기부(20)는 실리콘, 우레탄, 합성수지 중 어느 하나로 형성됨을 특징으로 하는 수소수 생성장치용 물탱크 완충재.
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