KR102419298B1 - 적층형 수소 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 분해 모듈, 물 탱크, 필터 및 가습기를 포함하는 적층형 수소 발생 장치를 제공한다. 전기 분해 모듈은 물 탱크 내에 배치되고, 가습기는 물 탱크 위에 수직으로 적층되며, 필터는 가습기 위에 수직으로 적층된다. 전기 분해 모듈에 의해 생성되는 수소를 포함하는 가스는 가습기의 제 1 유동 채널을 통해 필터로 들어가고, 필터에 의해 여과된 후에 가습기에 들어갈 수 있다. 전술한 유닛들 사이의 유동 채널들은 전술한 유닛들과 각각 통합된다. 따라서, 적층형 수소 발생 장치의 부피 및 파이프라인들이 감소될 수 있으며 안전성이 향상될 수 있다.

Description

적층형 수소 발생 장치{STACKING TYPE HYDROGEN GENERATING DEVICE}
본원은 2018/12/04에 출원된 중국 공개 번호 TW107143486에 기초하여 우선권을 주장하며, 이 문헌의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 적층형 수소 발생 장치, 특히 부피를 줄이고, 튜브의 연결을 감소 시키며, 안전성을 향상시키기 위해 일체화된 구조를 갖는 적층형 수소 발생 장치를 제공한다.
오랫동안 사람들은 인간의 삶에 많은 관심을 기울였다. 질병을 퇴치하고 인간의 생명을 연장하기 위해 많은 의료 기술이 개발되었지만, 과거 대부분의 의료 조치는 수동적이다. 즉, 수술, 약물 투여, 화학 요법 및 암의 방사선 치료, 또는 보육, 재활 및 만성 질환의 교정과 같은 질환이 발생할 때 이 질환을 치료한다. 그러나, 최근에는 적극적으로 병적 상태를 예방하기 위한 건강 식품 연구, 유전병 검사, 조기 예방 등 예방 의학적인 방법에 대한 연구가 점차 많은 의료 전문가들에 의해 진행되고 있다. 또한, 인간의 생명을 연장하기 위해 많은 노화 방지 및 항산화 기술이 개발되어 스미어 케어 제품 및 항산화 식품/약물을 포함하여 대중에 의해 널리 사용된다.
연구에 따르면, 여러 가지 이유(예컨대, 질병, 식이, 환경 또는 생활 습관)로 인체가 만들어 내는 자유 라디칼(해로운 자유 라디칼)이라고도 알려진, 불안정한 산소(O+)는 흡입된 수소와 혼합되어 물의 일부를 형성한 후에 배설됨으로써, 인체의 자유 라디칼 수가 감소되어 산성 몸으로부터 건강한 알칼리성 몸을 회복하고, 산화 및 노화에 저항하며 만성 질환을 제거하고 미용 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다. 임상 시험에 따르면 장기간의 고농도 산소 호흡으로 인해 폐 손상을 입은 일부 장기간의 병상 환자는 수소를 흡입함으로써 회복될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
흡입용 수소를 공급하는 수소 발생 장치에 대한 수요는 의료 시설에서 일반 가정으로 확대되었으며, 가정용 수소 발생 장치에 대한 수요는 과거에 비해 상당히 증가했다. 가정용 수소 발생 장치는 사용자가 흡입하여 상기 언급된 의료 또는 건강 관리 효과를 달성하도록 물을 전기 분해함으로써 수소를 포함하는 가스를 발생시키도록 구성된다. 가정용으로 사용하기 위해서는, 가정용 수소 발생 장치의 부피를 최소화해야 하며, 사용자 또는 소비자의 관심을 끌기 위해 사용하기가 더 편리해야 한다. 그러나, 종래 기술에서는, 수소 발생 장치의 유닛들 사이의 파이프라인이 개별적으로 조립될 필요가 있으며, 이것은 번거로운 절차, 수고스러운 배선 조립, 고비용, 표준화의 어려움, 부피 감소의 어려움을 야기한다. 한편, 시판되는 전류 수소 발생 장치의 내부 유닛은 물 경로 또는 가스 경로를 형성하기 위해 파이프에 의해 서로 연결된다. 그러나, 위에서 언급한 파이프를 기반으로 하는 복잡한 프로세스 및 배선 어셈블리 및 심지어 장기간 사용으로 인한 파이프라인의 노화에 의해서, 파이프라인이 떨어져 나가 물 누출 및 가스 누출을 유발할 수 있으며, 더 나아가 사고를 일으킬 수도 있다.
일본 공개특허공보 특개2018-031070호를 참고하면 전해 모듈 및 다른 유닛, 예컨대 가습기, 필터를 포함하는 수소 발생 장치가 개시되어 있다. 다만, 이러한 수소 발생 장치는 장기간 사용에 따른 물 누출 및 가스 누출과 같은 문제점을 여전히 가지고 있다.
따라서, 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 새로운 유형의 수소 발생 장치를 설계할 필요가 있다.
상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 적층형 수소 발생 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 적층형 수소 발생 장치는 물 탱크, 전기 분해 모듈, 가습기 및 필터를 포함하고, 전기 분해 모듈은 물 탱크 내에 배치되고 물을 전기 분해하여 물 탱크 내에 수소를 포함하는 가스를 생성하도록 구성된다. 가습기는 물 탱크 위에 수직으로 적층되며 서로 분리된 수용 공간(accommodating space) 및 제 1 유동 채널을 갖는다. 수용 공간은 보충 수((supplemental water))를 수용하도록 구성되며, 제 1 유동 채널의 일단은 물 탱크로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 물 탱크에 연결된다. 필터는 가습기 위에 수직으로 적층되며, 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 제 1 유동 채널의 타단에 연결되는 가스 유입구를 포함한다. 필터는 수소를 포함하는 가스를 여과하는 여과 유동 채널(filtration flow channel) 및 수소를 포함하는 가스를 가습기로 이송하기 위해 가습기의 수용 공간에 연결되는 가스 배출구를 더 포함한다. 제 1 유동 채널은 가습기와 일체로 형성되고, 가스 유입구, 여과 유동 채널 및 가스 배출구는 필터와 일체로 형성된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 상부로부터 가습기의 수용 공간에 연결되는 물 공급 튜브를 더 포함할 수 있으며, 가습기의 수용 공간에 보충 수를 공급하기 위해 외부로부터 물을 공급받을 수 있다.
여기서, 필터에는 제 1 노치(notch)가 형성되고, 이 제 1 노치에는 상기 물 공급 튜브가 배치가 배치된다.
여기서, 필터는 여과 유동 채널에 배치되는 필터 재료를 포함할 수 있고, 수소를 포함하는 가스는 가스 유입구에 의해 수용된 이후에 여과 유동 채널에서 가스 배출구를 향해 흘러서 필터 재료에 의해 여과된다.
여기서, 필터는 여과 유동 채널의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 각각 배치된 적어도 하나의 응결 시트(condensing sheet)를 더 포함하며, 적어도 하나의 응결 시트는 여과 유동 채널에서 상기 수소를 포함하는 가스에 함유된 수분을 응결시키도록 구성된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 활성탄 튜브를 더 포함하고, 가습기는 수용 공간 및 가습기의 외부에 각각 연결되는 활성탄 튜브 유입구 및 활성탄 튜브 배출구를 포함한다. 활성탄 튜브는 활성탄 튜브 유입구를 통해 수용 공간으로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하도록 활성탄 튜브 유입구 및 활성탄 튜브 배출구에 연결되도록 구성되며, 수소를 포함하는 가스는 활성탄 튜브 및 활성탄 튜브 배출구를 통과하여 배출된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 필터와 가습기 사이에 수직으로 적층되는 유동 채널 모듈을 더 포함하고, 유동 채널 모듈은 제 1 포트 및 제 2 유동 채널을 포함한다. 제 1 포트는 가습기의 제 1 유동 채널 및 필터의 가스 유입구에 연결되어 수소를 포함하는 가스를 물 탱크로부터 필터로 유입시킨다. 제 2 유동 채널의 일측은 활성탄 튜브 배출구에 연결되어 활성탄 튜브로부터 수소를 포함하는 가스를 수용한다. 제 1 포트는 유동 채널 모듈과 일체로 형성되고, 제 2 유동 채널은 유동 채널 모듈의 하부면에 통합된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 제 2 유동 채널로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 제 2 유동 채널에 연결된 네뷸라이저를 더 포함한다. 네뷸라이저는 분무 가스를 발생시키고 분무 가스를 수소를 포함하는 가스와 혼합하여 혼합 가스를 생성 및 배출하도록 구성된다.
여기서, 필터는 제 2 노치를 형성하고, 네뷸라이저가 제 2 노치에 위치된다.
여기서, 네뷸라이저는 가스 유입구, 수용 보틀(accommodating bottle), 가스 배출구 및 오실레이터(oscillator)를 더 포함한다. 가스 유입구는 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 제 2 유동 채널의 타측에 연결되고, 수소를 포함하는 가스를 수용 보틀로 유입시킨다. 수용 보틀은 액체를 수용하며, 수소를 포함하는 가스가 분무 가스와 혼합되어 그 안에서 혼합 가스를 생성하도록 구성된다. 가스 배출구는 수용 보틀에 연결되어 수용 보틀 내의 혼합 가스를 배출한다. 오실레이터는 수용 보틀 아래에 배치되어 수용 보틀 내의 액체를 아토마이징함으로써 분무 가스를 발생시킨다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 가습기 상에 배치되고, 오실레이터의 주변 영역 및 오실레이터 주위의 열을 소산시키기 위해 오실레이터에 대응하는 위치에 위치되는 팬을 더 포함한다.
여기서, 가습기는 내측으로 리세스되어 제 3 노치를 형성하고, 오실레이터가 이 제 3 노치에 배치되고, 팬은 오실레이터의 열 및 오실레이터 주위의 주변 영역을 소산시키기 위해 제 3 노치를 향한다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 제 1 펌핑 채널, 펌프 및 제 2 펌핑 채널을 더 포함한다. 제 1 펌핑 채널의 일측은 물 탱크에 위치하고, 제 1 펌핑 채널의 타 측은 펌프와 연결된다. 제 2 펌핑 채널의 일측은 외부에 연결되고, 제 2 펌핑 채널의 타측은 펌프에 연결된다. 펌프는 제 1 펌핑 채널을 펌핑하여 가스를 제 2 펌핑 채널을 통해 외부로 이송함으로써 물 탱크에 부압(negative pressure)을 발생시키도록 구성되며, 여기서 이 부압은 적층형 수소 발생 장치의 외부 환경 압력보다 낮다. 제 1 펌핑 채널 및 제 2 펌핑 채널은 물 탱크의 바디에 통합된다.
여기서, 펌프가 물 탱크에 부압을 발생시키는 경우, 가습기의 보충 수가 이 부압에 의해 영향을 받아 필터로 들어가고, 필터를 통과하여 물 탱크로 더욱 들어가게 된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 가습기의 수용 공간에 배치되는 정제 구조체(refined structure)를 더 포함하며, 이 정제 구조체의 일측은 필터의 가스 배출구에 연결되고, 이 정제 구조체의 타측은 수용 공간에 포함된 보충 수에 침지된다. 정제 구조체의 측면의 표면은 수소를 포함하는 가스가 천공들을 통해 수용 공간에 포함된 보충 수 내로 들어가도록 하는 천공들을 갖는 수용 공간에 포함된 보충 수에 침지된다. 펌프가 물 탱크에 부압을 생성하면, 가습기의 보충 수는 부압의 영향을 받아 천공들을 통해 정제 구조체로 들어가서, 정제 구조체, 가스 배출구, 필터의 여과 유동 채널, 가스 유입구 및 제 1 유동 채널을 차례로 통과함으로써 물 탱크용 보충 수를 보충하기 위해 물 탱크로 들어간다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는, 외부 케이싱 내에 위치되어 적층형 수소 발생 장치의 외부 및 적층형 수소 발생 장치의 유동 채널 중 어느 하나에 연결되는 가압 펌프를 더 포함한다. 가압 펌프는 외부로부터 공기를 흡입하고, 수소를 포함하는 가스와 함께 이 공기를 가압 및 혼합함으로써 수소를 포함하는 가압 가스를 형성하며, 여기서 수소를 포함하는 가압 가스의 압력은 1기압보다 높은 기압이다.
전술한 문제점들을 처리하기 위한, 본 발명의 다른 목적은 적층형 수소 발생 장치를 제공하는 것이다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 물 탱크, 전기 분해 모듈, 필터 및 가습기를 포함하고, 여기서 물 탱크는 바디 및 커버를 포함한다. 전기 분해 모듈은 물 탱크 내에 배치되고, 물을 전기 분해하여 물 탱크 내에 수소를 포함하는 가스를 발생시키도록 구성된다. 필터는 물 탱크 위에 수직으로 적층되고, 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 물 탱크에 연결되는 가스 유입구를 포함한다. 필터는 가스 유입구에 연결되는 여과 유동 채널 및 여과 유동 채널에 연결되는 가스 배출구를 더 포함하며, 여기서 여과 유동 채널은 가스 유입구에 의해 수용되는 수소를 포함하는 가스를 이송 및 여과하도록 구성되고, 가스 배출구는 여과 이후에 수소를 포함하는 가스를 배출하도록 구성된다. 가스 유입구, 여과 유동 채널 및 가스 배출구는 필터와 일체로 형성된다. 가습기는 물 탱크 위에 수직으로 적층된다. 가습기는 보충 수를 수용하도록 구성되고 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 가스 배출구에 연결되는 수용 공간을 갖는다. 물 탱크 바디, 필터 및 가습기는 서로 수직으로 분리되어 있다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 활성탄 튜브를 더 포함하며, 가습기는 수용 공간 및 가습기의 외부에 각각 연결된 활성탄 튜브 유입구 및 활성탄 튜브 배출구를 포함한다. 활성탄 튜브는 활성탄 튜브 유입구 및 활성탄 튜브 배출구에 연결되어 활성탄 튜브 유입구를 통해 수용 공간으로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하며, 수소를 포함하는 가스는 활성탄 튜브 및 활성탄 튜브 배출구를 통과하여 배출된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 필터와 가습기 사이에 수직으로 적층되어 필터와 가습기를 수직으로 분리시키는 유동 채널 모듈을 더 포함하며, 이 유동 채널 모듈은 제 1 포트 및 제 2 유동 채널을 포함한다. 제 1 포트는 가습기의 제 1 유동 채널을 필터의 가스 유입구에 연결하여 물 탱크로부터 필터로 수소를 포함하는 가스를 유입시킨다. 제 2 유동 채널의 일측은 활성탄 튜브 배출구에 연결되어 활성탄 튜브로부터 수소를 포함하는 가스를 수용한다. 제 1 포트는 유동 채널 모듈과 일체로 형성되고, 제 2 유동 채널은 유동 채널 모듈의 하부면에 통합된다.
여기서, 적층형 수소 발생 장치는 제 2 유동 채널에 연결되어 제 2 유동 채널로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하는 네뷸라이저를 더 포함한다. 네뷸라이저는 분무 가스를 생성하고 분무 가스를 수소를 포함하는 가스와 혼합하여 혼합 가스를 생성 및 배출하도록 구성된다.
요약하면, 본 발명의 적층형 수소 발생 장치는 서로 수직으로 적층되는 배치를 통해 부피 감소 및 편리한 사용의 효과를 달성할 수 있고, 통합된 성형 설계를 통해 파이프라인 요건을 감소시키며, 일반적으로 가정에서 사용하기에 적합하다.
실시예들 중 일부는 유사한 도면 부호가 유사한 부재를 나타내는 다음의 도면들을 참조하여 상세하게 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 적층형 수소 발생 장치의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 적층형 수소 발생 장치의 내부 구조를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2의 적층형 수소 발생 장치의 물 탱크의 내부 구조를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 2의 적층형 수소 발생 장치의 내부 구조를 보여주는 개략 분해도이다.
도 5는 도 2의 적층형 수소 발생 장치의 필터를 보여주는 개략 분해도이다.
도 6은 도 2의 적층형 수소 발생 장치를 보여주는 측면 개략도이다.
본 발명의 이점, 사상 및 특징은 다음과 같은 실시예들 및 도면들에서 설명되고 논의될 것이다.
개시된 장치 및 방법의 하기에 설명된 실시예들에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서 도면을 참조하여 예시로서 제시되며, 이에 제한되지 않는다. 특정 실시예들이 도시되고 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경들 및 수정들이 이루어 질 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 범위는 구성 요소의 수, 그 재료, 그 형상 및 이들의 상대적 배치 등에 결코 제한되지 않으며, 본 발명의 실시예로서 간단하게 개시된다.
도 1과 도 2를 함께 참조하도록 한다. 도 1은 본 발명의 적층형 수소 발생 장치(1)의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 적층형 수소 발생 장치(1)의 내부 구조를 보여주는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 적층형 수소 발생 장치(1)는 외부 케이싱(10)을 포함하며, 물 공급 포트(100) 및 구멍(102)이 외부 케이싱(10) 상에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 적층형 수소 발생 장치(1)는 물 탱크(12), 필터(14), 가습기(16), 네뷸라이저(18), 팬(19), 활성탄 튜브(20), 유동 채널 모듈(21) 및 물 공급 튜브(23)를 포함하며, 여기서 물 탱크(12)는 외부 케이싱(10)의 최하부에 위치하고, 가습기(16)는 물 탱크(12) 위에 수직으로 적층되고, 필터(14)는 가습기 위에 수직으로 더 적층되고, 유동 채널 모듈(21)은 가습기(16)와 필터(14) 사이에 위치한다. 따라서, 가스를 배출하기 위한 적층형 수소 발생 장치(1)의 구조는 실질적으로 수직 적층 구조이다.
도 3을 함께 참조하도록 한다. 도 3은 도 2의 적층형 수소 발생 장치(1)의 물 탱크(12)의 내부 구조를 보여주는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 물 탱크(12)는 커버(120) 및 바디(122)를 포함한다. 바디(122)는 물을 수용하도록 구성되고, 커버(120)는 바디(122)를 커버하도록 구성된다. 또한, 적층형 수소 발생 장치(1)는 물 탱크(12) 내에 배치되는 전기 분해 모듈(11)을 더 포함한다. 전극들은 전기 분해 모듈(11) 내에 배치될 수 있으며, 전기 분해 모듈(11)이 물 탱크(12)의 내부에 연결됨으로써 물 탱크(12)로부터 물을 수용하여 전기 분해하고 이에 따라 수소를 포함하는 가스를 생성한다. 이 실시예에서는, 전기 분해 모듈(11)에 의해 생성되는 수소를 포함하는 가스가 물 탱크(12)로 직접 들어갈 수 있다. 물 탱크 가스 배출구들(1200) 및 포지셔닝 컬럼(positioning column)들(1202)이 커버 상에 배치되며, 여기서 물 탱크 가스 배출구들(1200)은 수소를 포함하는 가스를 배출할 수 있다.
여과를 위한 물 탱크 가스 배출구(1200)를 통해서, 적층형 수소 발생 장치(1)의 최하부에 위치한 전기 분해 모듈(11)에 의해 생성되는 수소를 포함하는 가스가 적층형 수소 생성 장치(1)의 최상부에 위치한 필터(14)로 직접 배출될 수 있다. 도 4를 참조하도록 한다. 도 4는 도 2의 적층형 수소 발생 장치(1)의 내부 구조를 보여주는 개략 분해도이다. 도 4에서는, 스크린의 단순화를 위해, 바디(122) 및 전기 분해 모듈(11)과 같은 유닛들이 생략되어 있지만, 본 발명의 기술 분야의 통상의 기술자는 본 명세서의 다른 예시 및 설명을 통해 생략된 유닛들과 도 4에 도시된 유닛들 간의 대응 관계들을 이해할 수 있음에 유의해야 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가습기(16)는 수용 공간(160) 및 제 1 유동 채널(162)을 가지며, 제 1 유동 채널(162)은 수용 공간(160)으로부터 격리되어 있다. 물 탱크 가스 배출구(1200)는 제 1 유동 채널(162)의 일측에 직접 스냅 끼워 맞춤되어 연결될 수 있으며, 이에 따라 물 탱크 가스 배출구(1200)로부터 배출되는 수소를 포함하는 가스가 제 1 유동 채널(162)로 들어갈 수 있다. 또한, 포지셔닝 컬럼들(1202)은 가습기(16)의 상부에 동시에 스냅 끼워 맞춤되며 이에 따라 이들 사이의 결합을 안정화시킬 수 있다. 유동 채널 모듈(21)은 가습기(16) 위에 수직으로 적층될 수 있으며, 유동 채널 모듈(21)은 또한 가습기(16)를 둘러싸기 위한 가습기(16)의 상부 커버로서 기능할 수도 있다. 제 1 유동 채널(162)의 타측은 유동 채널 모듈(21)의 제 1 포트(210)에 연결될 수 있으며, 제 1 포트(210)가 필터(14)의 가스 유입구에 추가로 연결될 수 있다. 다시 말해, 제 1 유동 채널(162)의 타측이 제 1 포트(210)를 통해 필터(14)의 가스 유입구에 연결되어, 수소를 포함하는 가스가 적층형 수소 발생 장치(1)의 최하부에 위치한 물 탱크(12)로부터, 제 1 유동 채널(162)을 거쳐, 여과를 위해 제 1 포트(210)에 의해 적층형 수소 발생 장치(1)의 최상부에 위치한 필터(14)로 유입될 수 있다.
이 실시예에서, 제 1 유동 채널(162)은 가습기(16)와 일체로 형성되며, 이에 따라 수소를 포함하는 가스를 필터(14)에 배출하기 위해 물 탱크(12)와 전기 분해 모듈(11) 및 필터(14) 사이에 추가적인 배관을 필요로 하지 않게 된다. 적층형 수소 발생 장치(1)는 조립 공정을 절약할 뿐만 아니라, 내부 공간을 절약하고, 파이프라인의 노화로 인한 물 누출 및 가스 누출을 방지한다.
수소를 포함하는 가스가 필터(14)로 들어갈 경우, 필터(14)는 수소를 포함하는 가스로부터 전해질, 전해 촉매 등과 같은 불순물들을 걸러낼 수 있다. 도 5를 참조하도록 한다. 도 5는 도 2의 적층형 수소 발생 장치의 필터를 보여주는 개략 분해도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 필터(14)는 필터 바디(140) 및 필터 커버(142)를 갖는다. 필터 바디(140)에는 가스 유입구(1400), 여과 유동 채널(1402) 및 가스 배출구(1404)가 형성되며, 여과 유동 채널(1402)의 양측은 가스 유입구(1400) 및 가스 배출구(1404)에 연결된다. 또한, 가스 유입구(1400), 여과 유동 채널(1402) 및 가스 배출구(1404)는 필터 바디(140)와 일체로 형성된다. 가스 유입구(1400)는 유동 채널 모듈(21)의 제 1 포트(210)를 통해 제 1 유동 채널(162)에 연결됨으로써, 제 1 유동 채널(162)로부터 수소를 포함하는 가스를 수용할 수 있다. 다음으로, 수소를 포함하는 가스는 여과 유동 채널(1402)에서 가스 배출구(1404)를 향해 흐른다. 필터(14)는 여과 유동 채널(1402) 내에 배치되는 필터 재료(144) 및 여과 유동 채널(1402) 상에 배치되는 응결 시트(condensing sheet)(146)를 추가로 갖는다. 여과 유동 채널(1402) 내에서 수소를 포함하는 가스가 가스 배출구(1404)를 향해 흐를 경우, 수소를 포함하는 가스의 불순물들이 필터 재료(144)에 의해 여과될 수 있다. 동시에, 응결 시트(146)는 또한 수소를 포함하는 가스에서 수분을 응결시킬 수 있다. 따라서, 응결된 수분과 함께 필터 재료(144)로부터 여과되는 불순물이 필터(14)에서 억류될 수 있다. 또한, 실제에 있어서, 응결 시트(146)는 여과 유동 채널(1402) 아래에 배치되어 여과 유동 채널(1402)에서 수소를 포함하는 가스의 수분을 응결시킬 수 있다. 예를 들어, 필터 바디(140)의 하부에 또는 여과 유동 채널(1402)의 상부 또는 하단에 응결 시트(146)를 배치하여 응결 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 4를 다시 참조하도록 한다. 적층형 수소 발생 장치(1)는 정제 구조체(refined structure)(22)를 더 포함하며, 유동 채널 모듈(21)은 제 2 포트(212)를 더 포함한다. 제 2 포트(212)의 일측은 가스 배출구(1404)에 연결되고 타측은 정제 구조체(22)에 연결되며, 이에 따라 정제 구조체(22)는 제 2 포트(212)를 통해 필터(14)의 가스 배출구(1404)로부터 수소를 포함하는 가스를 수용할 수 있다. 또한, 정제 구조체(22)는 가습기(16)의 수용 공간(160)에 조립될 수 있으며, 수용 공간(160)에 포함된 보충 수에 부분적으로 침지될 수 있다. 수용 공간(160)에 담겨 있는 보충 수에 침지되는 정제 구조체(22)의 측면의 표면은, 수소를 포함하는 가스가 천공들을 통과하여 수용 공간(160)에 담겨 있는 보충 수로 들어갈 수 있도록 하기 위한 천공들을 갖는다. 정제 구조체(22)의 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 스탠딩 튜브(standing tube) 및 스탠딩 튜브에 연결된 평행 튜브(parallel tube)이다. 천공들은 평행 튜브의 표면에 배치될 수 있다. 따라서, 수소를 포함하는 가스는 평행 튜브를 통해 수용 공간(160)에서 상이한 위치들로 확산된 다음, 수용 공간(160)에 수용된 보충 수로 들어갈 수 있다. 천공들의 크기는 정제 구조체(22)에 비해 매우 작으며, 따라서 이 천공들이 도 4에서는 생략되어 있다는 것에 유의해야 한다. 이 천공들을 통과한 후, 수소를 포함하는 가스는 수용 공간(160)에 담겨 있는 보충 수에 미세 기포(fine bubble)들을 형성하고 가습기(16)의 상부를 향해 이동하며, 수소를 포함하는 가스는 이동 중에 충분히 가습될 수 있다.
다음으로 도 2와 도 4를 함께 참조하도록 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가습기(16)는 수용 공간(160) 및 가습기(16)의 외부에 각각 연결되는 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)를 더 포함하며, 활성탄 튜브(20)는 가습기(16)의 외부를 통한 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)에 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 활성탄 튜브(20)는 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)에 대응하는 가스 유입구 및 가스 배출구를 가질 수 있다. 따라서, 수용 공간(160)의 상부에 있는 수소를 포함하는 가습 가스는 활성탄 튜브 유입구(164)를 통해 활성탄 튜브(20)로 들어갈 수 있으며, 활성탄 튜브(20)에서 추가로 여과되어 활성탄 튜브 배출구(166)로부터 배출될 수 있다. 이 실시예에서, 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)는 또한 제 1 유동 채널(162)로서 가습기(16)와 일체로 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유동 채널 모듈(21)은 제 2 유동 채널(214)을 가지며, 제 2 유동 채널(214)의 일측은 활성탄 튜브 배출구(166)에 연결될 수 있다. 따라서, 활성탄 튜브(20)에 의해 배출되는 수소를 포함하는 가스는 제 2 유동 채널(214)로 들어갈 수 있다. 이 실시예에서, 제 2 유동 채널(214)은 유동 채널 모듈(21)의 하부면, 즉 가습기(16)의 일측 근처에 위치될 수 있음에 유의해야 한다. 유동 채널 모듈(21)의 타측의 유동 채널은 외부에 연결됨으로써 열 방출을 위해 외부 공기가 유동 채널 모듈(21)로 유입될 수 있게 한다. 실제에 있어서, 제 2 유동 채널(214)은 유동 채널 모듈(21)을 제조한 후에 유동 채널 모듈(21)에 통합될 수 있다. 예를 들어, 제 2 유동 채널(214)은 열적 용융됨으로써 유동 채널 모듈(21)의 하부면에 통합될 수 있다. 또한, 필터(14)는 제 2 노치(149)를 형성할 수 있으며, 유동 채널 모듈(21)이 대응하는 수용 노치(216)를 동시에 형성할 수 있다. 가습기(16)는 수용 공간(160)으로부터 격리된 오실레이팅 액체 수용 공간(oscillating liquid accommodating space)(168)을 형성한다. 네뷸라이저(18)는 가스 유입구(180), 수용 보틀(accommodating bottle)(182), 가스 배출구(184) 및 오실레이터(oscillator)(186)를 더 포함하며, 가스 유입구(180) 및 가스 배출구(184)가 수용 보틀(182)에 연결되고, 수용 보틀(182)은 제 2 노치(149) 및 수용 노치(216)에 배치되어 오실레이팅 액체 수용 공간(168)의 개구를 막는다. 가스 유입구(180)는 제 2 유동 채널(214)의 타측에 동시에 연결될 수 있으며, 이에 따라 수소를 포함하는 가스가 제 2 유동 채널(214)에 의해 수용되어 수용 보틀(182)로 전달될 수 있다. 수용 보틀(182)은 분무 가스를 형성하기 위해 아토마이징될 수 있으며 수소를 포함하는 가스와 혼합되어 혼합 가스를 생성할 수 있는 정유(essential oil), 시럽 또는 물과 같은 액체를 수용할 수 있다. 가스 배출구(184)는 수용 보틀(182)을 적층형 수소 발생 장치(1)의 외부에 연결함으로써 수용 보틀(182)로부터의 혼합 가스를 배출할 수 있다. 실제에 있어서, 분무 가스는 분무 정유 또는 분무 시럽일 수 있어서 혼합 가스가 치료 효과를 추가로 제공할 수 있으며 또는 분무 가스가 수증기일 수 있어서 수소를 포함하는 가스 또는 혼합 가스의 습도가 상승하여 흡입에 적합하게 된다.
도 1을 다시 참조하도록 한다. 외부 케이싱(10)은 구멍(102)을 더 가지며, 네뷸라이저(18)의 가스 배출구가 구멍(102)에 위치되어 외부에 노출될 수 있으며, 이에 의해 네뷸라이저(18)는 사용자가 흡입할 수 있도록 혼합 가스를 외부로 배출할 수 있다.
이 실시예에서는, 분무 가스가 수용 보틀(182)에서 액체를 진동시키는 오실레이터(186)에 의해 발생된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가습기(16)는 가습기(16)의 표면이 외부로부터 내부로 리세스되어 형성된 제 3 노치(169)를 더 포함하며, 제 3 노치(169)의 위치는 오실레이팅 액체 수용 공간(168)의 타측의 개구에 대응한다. 오실레이터(186)는 제 3 노치(169)에 배치될 수 있으며, 오실레이팅 액체 수용 공간(168)의 타측에서 개구를 막을 수 있다. 따라서, 적층형 수소 발생 장치(1)가 조립될 경우, 네뷸라이저(18)의 수용 보틀(182) 및 오실레이터(186)가 오실레이팅 액체 수용 공간(168)의 두 개의 반대편 개구에 각각 삽입됨으로써 오실레이팅 액체 수용 공간(168)을 폐쇄하여 내부 독립 공간을 형성한다. 또한, 오실레이터(186)는 물 탱크(12)의 커버(120)에 연결될 수도 있다. 커버(120)는 제 3 노치(169)에 대응하는 결합 포트를 가질 수 있으며, 결합 포트는 오실레이터(186)에 연결되어 오실레이터(186)를 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4의 오실레이터(186)는 결합 포트의 나사산을 통해 커버(120)에 나사 결합될 수 있다. 오실레이팅 액체 수용 공간(168)은 오실레이터(186)에 의해 발생되는 진동을 수용 보틀(182)로 전달하기 위한 오실레이팅 액체로 채워질 수 있으며, 이에 의해 수용 보틀(182) 내의 액체가 아토마이징되어 수소를 포함하는 가스와 분무 가스를 혼합함으로써 혼합 가스를 형성한다. 또한, 적층형 수소 발생 장치(1)는 오실레이터(186)의 진동 여부를 제어함으로써 혼합 가스 또는 수소를 포함하는 가스의 배출을 추가로 제어할 수 있다.
도 2와 도 4를 다시 참조하도록 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 적층형 수소 발생 장치(1)는 가습기(16) 상에 배치되고 제 3 노치(169)에 대응하는 팬(19)을 더 포함할 수 있다. 오실레이터(186)는 작동 중에 열을 발생시키기 때문에, 주변 액체(예를 들어, 수용 공간(160) 내의 오실레이팅 액체 또는 보충 수)의 온도가 증가하여 적층형 수소 발생 장치(1)에 악영향을 미칠 수 있으며, 팬(19)은 오실레이터(186) 및 오실레이터(186)의 주변을 냉각시킬 수 있다.
본 실시예에서, 적층형 수소 발생 장치(1)는 외부 케이싱(10)의 물 공급 포트(100)를 통해 가습기(16)에 물을 공급하여 가습기(16) 내의 보충 수의 수위를 유지할 수 있는 물 공급 튜브(23)를 더 포함한다. 가습기(16)가 적층형 수소 발생 장치(1)의 중앙에 위치하므로, 유동 채널 모듈(21) 및 필터(14)는 가습기(16) 위에 수직으로 적층된다. 필터(14)가 물 공급 튜브(23)을 방해하는 것을 방지하기 위해, 물 공급 튜브(23) 및 물 공급 포트(100)에 대응하는 필터(14)의 위치에 제 1 노치(148)가 형성되며, 물 공급 튜브(23)는 필터(14)의 간섭을 피하기 위해 제 1 노치(148)에 위치될 수 있다. 또한, 물 공급 튜브(23)의 일측을 연결하기 위해 유동 채널 모듈(21)에 물 유입구(218)가 형성될 수 있으며, 이 물 유입구(218)는 물 공급 튜브(23) 및 가습기(16)의 수용 공간(160)에 연결될 수 있다. 따라서, 외부로부터의 물이 물 공급 튜브(23) 및 물 유입구(218)를 통해 가습기(16)의 수용 공간(160)으로 들어가서 물을 공급할 수 있다. 이 특정 실시예에서는, 제 1 포트(210), 제 2 포트(212) 및 물 유입구(218)가 유동 채널 모듈(21)과 일체로 형성된다.
요약하면, 적층형 수소 발생 장치(1)가 수소를 포함하는 가스를 발생시키기 위해 전기 분해를 수행할 경우, 수소를 포함하는 가스는 연속적인 가스 경로를 통해 배출될 수 있으며, 가스 경로에서 여과, 가습화 및 혼합되어 가스를 형성할 수 있고, 이 가스는 건강 관리 효과를 달성하기 위한 사용자에 의한 흡입에 적합하다. 상세하게는, 적층형 수소 발생 장치(1)의 최하부에서 물 탱크(12)에 위치된 전기 분해 모듈(11)이 물을 전기 분해하여 물 탱크(12) 내에 수소를 포함하는 가스를 생성하고; 수소를 포함하는 가스가 물 탱크(12)로부터 제 1 유동 채널(162)로 들어가서 적층형 수소 발생 장치(1)의 최상부에 있는 필터(14)에 직접 도달하고; 다음으로, 수소를 포함하는 가스가 필터(14)에 의해 여과된 다음 정제 구조체(22)를 통과하여 가습기(16)에 담겨진 보충 수 내로 들어가고, 가습기(16)는 적층형 수소 발생 장치(1)의 중앙 부분에 위치하여 가습을 행하고; 수소를 포함하는 가습 가스가 활성탄 튜브(20)로 들어가서 활성탄 튜브(20)에 의해 여과되어 필터(14)와 가습기(16) 사이에 위치된 유동 채널 모듈(21)의 제 2 유동 채널(214)로 배출되고; 마지막으로, 수소를 포함하는 가스가 제 2 유동 채널(214)로부터 네뷸라이저(18)로 들어가서 분무 가스와 혼합됨으로써 혼합 가스를 형성하고, 이 혼합 가스가 네뷸라이저(18)에 의해서 사용자의 흡입을 위하여 적층형 수소 발생 장치(1)의 외부로 배출된다.
상기 유닛들 사이의 가스 경로는 파이프라인을 일체로 형성된 채널 구조로 대체한다. 예를 들어, 제 1 유동 채널(162), 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)가 가습기(16)와 일체로 형성되고, 물 탱크 가스 배출구(1200)가 제 1 유동 채널(162)에 직접 스냅 맞춤될 수 있으며, 활성탄 튜브(20)는 활성탄 튜브 유입구(164) 및 활성탄 튜브 배출구(166)에 직접 스냅 맞춤될 수 있으므로, 추가 배관의 필요성을 제거한다. 한편, 필터(14)와 가습기(16) 사이에 있는 유동 채널 모듈(21)은 일체적으로 형성되는 제 1 포트(210), 제 2 포트(212)와 물 유입구(218), 및 제 1 유동 채널(162)과 필터(14)를 제공할 수 있으며, 필터(14)와 정제 구조체(22), 활성탄 튜브(20)와 가습기(16)가 스냅 맞춤 방식으로 연결될 수 있다. 적층형 수소 발생 장치(1)는 전술한 일체적으로 형성된 가스 경로 설계에 의해서 복잡한 공정, 복잡한 배선 어셈블리 및 파이프라인의 노화로 인한 물 누출을 방지할 수 있고, 외부 케이싱(10)의 내부 공간을 효과적으로 이용할 수 있으며, 또한 소형화에 도움을 줄 수 있어서 일반 가정에 적합하다.
전술한 가스 경로 순서는 적층형 수소 발생 장치(1)가 수소를 포함하는 가스를 생성할 때 수소를 포함하는 가스의 경로 순서이다. 그러나, 전기 분해 모듈(11)이 전기 분해될 때에는, 전기 분해 모듈(11) 및 물 탱크(12) 내의 물이 소모된다. 따라서, 보충 수를 물 탱크(12), 및 전기 분해 모듈(11)로 보충하기 위한 물 경로가 필요하다. 이 특정 실시예에서는, 적층형 수소 발생 장치(1)의 물 경로 및 가스 경로가 동일한 채널을 공유하며, 이에 따라 불필요한 공간 낭비를 야기하는 추가 공간이 수류 채널을 설계하는데 필요하지 않게 된다.
도 6을 참조하도록 한다. 도 6은 도 2의 적층형 수소 발생 장치를 보여주는 측면 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 물 탱크(12)는 제 1 펌핑 채널(124), 제 2 펌핑 채널(126) 및 펌프(128)를 더 포함한다. 제 1 펌핑 채널(124)의 일측 개구는 물 탱크(12)의 내부 공간에 위치하며, 제 1 펌핑 채널(124)의 타측 개구는 펌프(128)와 연결된다. 제 2 펌핑 채널(126)의 일측 개구는 펌프(128)와 연결되며, 제 2 펌핑 채널(126)의 타측 개구는 외부에 연결된다. 전기 분해 모듈(11)이 전기 분해를 멈추고 물을 보충할 필요가 있을 때, 물 탱크(12) 내에 있는 가스가 제 1 펌핑 채널(124)로부터 배출되며 펌프(128)의 구동에 의해 제 1 펌핑 채널(124), 펌프(128) 및 제 2 펌핑을 따라 이송되어 외부로 배출됨으로써 물 탱크(12)의 내부 공간에 부압(negative pressure)을 발생시킨다. 부압은 적층형 수소 발생 장치(1)의 외부 환경 압력보다 낮다는 점에 유의해야 한다. 또한, 제 1 펌핑 채널(124) 및 제 2 펌핑 채널(126)은 도 3에 도시된 바와 같이 물 탱크(12)의 바디(122)에 통합될 수 있다. 실제에 있어서, 제 1 펌핑 채널(124) 및 제 2 펌핑 채널(126)은 또한 물 탱크(12)의 바디(122)와 일체로 형성될 수 있다.
제 1 펌핑 채널(124), 제 2 펌핑 채널(126) 및 펌프(128)는 물 탱크(12)에서 가스를 배출함으로써 물 보충을 위한 부압을 발생시키도록 구성되기 때문에, 물 탱크(12)에서 제 1 펌핑 채널(124)의 위치는 물이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해 물 탱크(12)의 물의 수위보다 더 높을 필요가 있음에 유의해야 한다. 다른 실시예에서는, 바디(122)를 향하는 물 탱크(12)의 커버(120)의 표면이 공간을 형성하기 위해서 추가로 내측으로 리세스될 수 있으며, 제 1 펌핑 채널(124)의 개구가 물 탱크(12) 내의 물의 수위보다 낮지 않음과 동시에 물 탱크(12)의 내부 가스를 배출할 수 있는 것을 보장하기 위해 제 1 펌핑 채널(124)이 이 공간으로 연장될 수 있다.
펌프(128)가 물 탱크(12) 내부에 부압을 발생시키는 경우, 가습기(16)의 보충 수가 부압에 의해 영향을 받아 가스 경로의 반대 방향으로 물 탱크(12)에 들어감으로써 물을 보충하게 되며, 즉 보충 수를 물 탱크(12)에 보충하기 위한 물 경로 순서는 가스 경로 순서와 반대이다. 자세한 내용에 대해 도 4 및 도 5를 다시 참조하도록 한다. 물이 보충될 때, 가습기(16)의 수용 공간(160)에 담겨 있는 보충 수가, 먼저 보충 수에 침지되는 정제 구조체(22)의 일측의 천공들을 통해 정제 구조체(22)로 들어간다. 그 후에, 보충 수가 필터(14)의 가스 배출구(1404)를 통해 여과 유동 채널(1402)로 들어가고 여과 유동 채널(1402) 및 가스 유입구(1400)를 통해 제 1 유동 채널(162)로 들어간다. 마지막으로, 보충 수가 제 1 유동 채널(162)로부터 물 탱크(12)의 내부 공간으로 들어간다. 따라서, 적층형 수소 발생 장치(1)는 수소 생산 시의 가스 경로 및 물 보충 시의 물 경로와 동일한 채널 시스템을 사용할 수 있으며, 내부 공간의 사용을 효과적으로 줄일 수 있다.
전술한 물 탱크(12)의 물 보충 공정에서는, 가습기(16)로부터의 보충 수가 필터(14)의 여과 유동 채널(1402)로 들어가서, 제 1 유동 채널(162)을 향해 유동함으로써 물 탱크(12)로 들어간다. 따라서, 수소 생성 공정 동안, 필터 재료(144)에 의해 여과되는 불순물들(전해질, 촉매 등) 및 응결 시트(146)에 의해 응결되는 물이, 후속 전기 분해에서의 재사용을 위해 물 탱크(12) 내로 역류될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 특정 실시예들의 적층형 수소 발생 장치(1)는 외부 케이싱(10)에 배치되어 외부 케이싱(10)의 외부에 연결될 수 있는 가압 펌프를 더 포함할 수 있다. 가압 펌프는 전기 분해 모듈(11), 필터(14), 가습기(16) 및 네뷸라이저(18) 사이의 임의의 파이프들에 동시에 연결될 수 있다. 예를 들어, 가압 펌프는 물 탱크(12)와 필터(14) 사이의 제 1 유동 채널(162), 또는 유동 채널 모듈(21)의 제 2 유동 채널(214)에 연결될 수 있다. 가압 펌프는 외부로부터 공기를 흡입하고, 이 흡입된 공기를 가압하여 전기 분해 모듈(11), 필터(14), 가습기(16) 및 네뷸라이저(18) 사이의 임의의 파이프들로 유입시켜 수소를 포함하는 가스와 혼합함으로써 수소를 포함하는 가압 가스를 형성할 수 있다. 실제에 있어서, 수소를 포함하는 가압 가스의 압력은 1 기압을 초과한다.
이 특정 실시예에서는, 적층형 수소 발생 장치(1)에 의해 배출되는 수소를 포함하는 가스 또는 혼합 가스의 압력이 가압 펌프의 존재로 인해 더 높으며, 이에 따라 사용자는 수소를 포함하는 가스 또는 혼합 가스를 용이하게 흡입할 수 있다. 본 발명의 적층형 수소 발생 장치(1)는 호흡기 장애가 있는 일부 사용자 또는 환자에게 보다 편리하게 사용될 수 있다.
전술한 특정 실시예에서, 적층형 수소 발생 장치(1)는 물 탱크(12), 가습기(16) 및 필터(14)가 순차적으로 상방으로 적층되는 구조이지만, 실제에 있어서, 본 발명의 적층형 수소 발생 장치(1)의 내부 구조의 적층 순서는 상기한 특정 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적층형 수소 발생 장치(1)는 물 탱크(12), 전기 분해 모듈(11), 필터(14) 및 가습기(16)를 포함할 수 있다. 물 탱크(12)는 커버(120) 및 바디(122)를 포함한다. 바디(122)는 물을 수용하도록 구성될 수 있으며, 커버(120)는 바디(122)를 커버하도록 구성될 수 있다. 전기 분해 모듈(11)은 물 탱크(12) 내에 배치되며, 물을 전기 분해하여 물 탱크(12) 내에 수소를 포함하는 가스를 발생시키도록 구성될 수 있다. 필터(14)와 가습기(16)는 물 탱크(12) 위에 수직으로 적층되며, 필터(14)와 가습기(16) 사이의 수직 배열 순서는 상호 교환 가능하다. 이 특정 실시예에서는, 필터(14)가 물 탱크(12) 상에 먼저 수직으로 배치될 수 있으며, 가습기(16)가 필터(14) 위에 수직으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 다른 특정 실시예에서는, 가습기(16) 및 필터(14)가 물 탱크(12) 상에 수직으로 배치되지만, 서로에 대해 평행하게 위치된다.
물 탱크(12), 필터(14) 및 가습기(16)가 수직으로 상방 배열되는 특정 실시예에서는, 물 탱크 가스 배출구들(1200)이 물 탱크(12)의 커버(120) 상에 형성될 수 있으며, 필터(14)의 가스 배출구(1404)가 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 물 탱크 가스 배출구들(1200)에 직접 연결될 수 있다. 필터(14)는 물 탱크(12)의 커버(120)를 통해 물 탱크(12)의 바디(122)로부터 수직으로 격리된다는 것에 유의해야 한다. 다음으로, 수소를 포함하는 가스가 필터(14) 상에 일체로 형성된 가스 유입구(1400), 여과 유동 채널(1402) 및 가스 배출구(1404)를 통해 유동하여 배출된다. 가습기(16)는 보충 수를 수용하도록 구성되는 수용 공간(160)을 가지며, 수용 공간(160)은 가스를 수용하기 위한 개구를 가질 수 있으며, 이 개구가 가스 배출구(1404)에 연결됨으로써 수소를 포함하는 가스를 수용한다. 따라서, 본 실시예의 적층형 수소 발생 장치(1)에 의해 생성되는 수소를 포함하는 가스는, 여과를 위해 적층형 수소 발생 장치(1)의 최하부에 위치되는 물 탱크(12)로부터, 적층형 수소 발생 장치(1)의 중간 부분에 위치된 필터(14)로 직접 들어갈 수 있다. 그 후에, 수소를 포함하는 가스는 가습을 위해 적층형 수소 발생 장치(1)의 최상부에 위치한 가습기(16)로 들어간다. 유닛들 사이의 가스 유동 채널들은 여전히 유닛들과 각각 통합되어 있으며, 이로 인해 파이프라인들의 사용을 효과적으로 줄이고 장치의 부피를 줄일 수 있다.
이 특정 실시예에서, 적층형 수소 발생 장치(1)는 또한 활성탄 튜브(20), 유동 채널 모듈(21) 및 네뷸라이저(18)를 포함한다. 상기 유닛들의 기능은 전술한 특정 실시예들의 기능과 실질적으로 동일하므로, 여기서는 다시 설명하지 않는다. 유동 채널 모듈(21)은 수소를 포함하는 가스를 가습기(16)의 수용 공간(160) 내로 유입시키기 위한, 유동 채널을 제공하기 위해 필터(14)와 가습기(16) 사이에 배치될 수 있으며, 유동 채널 모듈(21)의 유동 채널은 또한 파이프라인들의 사용을 감소시키기 위해 일체로 형성될 수 있다. 또한, 필터(14)는 유동 채널 모듈(21)을 통해 가습기(16)로부터 수직으로 격리된다.
요약하면, 본 발명의 적층형 수소 발생 장치(1)에 있는 유닛들은 적층 구조이며, 원래의 배관 설계를 일체로 형성된 채널 구조로 대체한다. 종래 기술과 비교하여, 본 발명의 적층형 수소 발생 장치(1)는 간단한 조립 공정, 배선 생략, 비용 절감, 표준화, 용이한 부피 감소, 및 가스와 물 누출 방지의 이점들을 가지며, 일반 가정에서의 사용에 적합하다.
전술한 예들 및 설명들에 의해서, 본 발명의 특징들 및 사상들이 잘 설명되어 있다. 더욱 중요하게는, 본 발명은 여기에 설명된 실시예로 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 교시를 유지하면서 장치에 대한 다수의 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 개시 내용은 첨부된 청구항들의 범위 및 한계에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 적층형 수소 발생 장치로서,
    물을 수용하도록 구성되며, 내측으로 인입되는 공간을 형성하는 물 탱크;
    상기 물 탱크 내에 배치되는 전기 분해 모듈로서, 상기 물을 전기 분해하여 상기 물 탱크 내에 수소를 포함하는 가스를 발생시키도록 구성되는, 전기 분해 모듈;
    상기 물 탱크 위에 수직으로 적층되며 수용 공간 및 제 1 유동 채널을 갖는 가습기로서, 상기 제 1 유동 채널은 상기 수용 공간으로부터 분리되어 있고, 상기 수용 공간은 보충 수(supplemental water)를 수용하도록 구성되고 상기 제 1 유동 채널의 일단이 상기 물 탱크에 연결되어 상기 물 탱크로부터 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하는, 가습기;
    상기 가습기 위에 수직으로 적층되며 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 상기 제 1 유동 채널의 타단에 연결되는 가스 유입구를 포함하는 필터로서, 상기 가스 유입구에 연결되는 여과 유동 채널(filtration flow channel) 및 상기 여과 유동 채널 및 상기 가습기의 상기 수용 공간에 연결되는 가스 배출구를 더 포함하고, 상기 여과 유동 채널은 상기 수소를 포함하는 가스를 이송 및 여과하도록 구성되고, 상기 가스 배출구는 상기 수소를 포함하는 가스를 상기 가습기에 이송하도록 구성되는, 필터;
    상기 가습기 위에 수직으로 적층되는 유동 채널 모듈로서, 제 1 포트, 제 2 포트 및 제 2 유동 채널을 포함하고, 상기 제 1 포트는 상기 제 1 유동 채널 및 상기 가스 유입구 사이에 형성되고, 상기 제 2 포트는 상기 가스 유입구 및 상기 가습기의 상기 수용 공간 사이에 형성되고, 상기 제 2 유동 채널은 필터링 튜브에 연결되고, 상기 수소를 포함하는 가스는 상기 유동 채널 모듈을 통해 상기 물 탱크, 상기 가습기, 상기 필터 및 상기 필터링 튜브 사이에서 수송되는, 유동 채널 모듈; 및
    상기 보충 수를 상기 가습기로부터 상기 물 탱크로 선택적으로 순환시키기 위해 상기 물 탱크의 내측으로 인입된 공간에 배치되는 펌프;를 포함하며,
    상기 제 1 유동 채널은 상기 가습기와 일체로 형성되고, 상기 가스 유입구, 상기 여과 유동 채널 및 상기 가스 배출구는 상기 필터와 일체로 형성되는, 적층형 수소 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상부로부터 상기 가습기의 수용 공간에 연결되는 물 공급 튜브를 더 포함하며, 상기 물 공급 튜브는 외부로부터 물을 수용하여 상기 가습기의 수용 공간에 상기 보충 수를 공급하도록 상기 외부에 연결되는, 적층형 수소 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터에는 제 1 노치(notch)가 형성되고, 상기 제 1 노치에 상기 물 공급 튜브가 위치되는, 적층형 수소 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 여과 유동 채널 내에 배치되는 필터 재료를 포함하고, 상기 수소를 포함하는 가스는 상기 가스 유입구에 의해 수용된 이후에 상기 여과 유동 채널에서 상기 가스 배출구를 향해 흘러서 상기 필터 재료에 의해 여과되는, 적층형 수소 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 여과 유동 채널의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 각각 배치되는 적어도 하나의 응결 시트(condensing sheet)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 응결 시트는 상기 여과 유동 채널에서 상기 수소를 포함하는 가스에 함유된 수분을 응결시키도록 구성되는, 적층형 수소 발생 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포트는 상기 유동 채널 모듈과 일체로 형성되고, 상기 제 2 유동 채널은 상기 유동 채널 모듈의 하부면에 통합되는, 적층형 수소 발생 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 유동 채널로부터 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위해 상기 제 2 유동 채널에 연결되는 네뷸라이저(nebulizer)를 더 포함하고, 상기 네뷸라이저는 분무 가스를 발생시키고 상기 분무 가스와 상기 수소를 포함하는 가스를 혼합하여 혼합 가스를 생성 및 배출하도록 구성되는, 적층형 수소 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 필터는 제 2 노치를 형성하고, 상기 제 2 노치에 상기 네뷸라이저가 위치되는, 적층형 수소 발생 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 네뷸라이저는 가스 유입구, 수용 보틀(accommodating bottle), 가스 배출구 및 오실레이터(oscillator)를 더 포함하며, 상기 가스 유입구는 상기 제 2 유동 채널의 타측에 연결되어 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하고, 상기 수소를 포함하는 가스를 상기 수용 보틀에 유입시키고, 상기 수용 보틀은 액체를 수용하며, 상기 수소를 포함하는 가스가 상기 분무 가스와 혼합되어 혼합 가스를 생성하는 것을 제공하도록 구성되고, 가스 배출구는 상기 수용 보틀에서 혼합 가스를 배출하기 위해 상기 수용 보틀에 연결되며, 상기 오실레이터는 상기 수용 보틀 아래에 배치되어 상기 수용 보틀 내의 액체를 아토마이징(atomizing)함으로써 분무 가스를 발생시키는, 적층형 수소 발생 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가습기 상에 배치되며, 상기 오실레이터의 주변 영역 및 상기 오실레이터 주위의 열을 소산시키기 위해 상기 오실레이터에 대응하는 위치에 배치되는 팬(fan)을 더 포함하는, 적층형 수소 발생 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가습기는 내측으로 리세스되어 제 3 노치를 형성하고, 상기 제 3 노치에 상기 오실레이터가 배치되며, 상기 팬은 상기 오실레이터 및 상기 오실레이터 주위의 주변 영역의 열을 소산시키도록 상기 제 3 노치를 향해 있는, 적층형 수소 발생 장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    제 1 펌핑 채널 및 제 2 펌핑 채널을 더 포함하며, 상기 제 1 펌핑 채널의 일측은 상기 물 탱크에 연결되고, 상기 제 1 펌핑 채널의 타측은 상기 펌프에 연결되며, 상기 제 2 펌핑 채널의 일측이 상기 펌프에 연결되고, 상기 펌프는 상기 물 탱크에 부압(negative pressure)을 발생시키도록 구성되며, 상기 부압은 상기 적층형 수소 발생 장치의 외부 환경 압력보다 낮고, 상기 펌프가 상기 물 탱크에서 상기 부압을 발생시킬 때, 상기 가습기의 상기 보충 수는 상기 가습기로부터 상기 필터로 그리고 그 후에 상기 물 탱크로 순환되는, 적층형 수소 발생 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 가습기의 수용 공간에 배치되는 정제 구조체(refined structure)를 더 포함하며, 상기 정제 구조체의 일측이 상기 필터에 연결되고, 상기 정제 구조체의 타측이 상기 수용 공간에 담겨 있는 상기 보충 수에 침지되며, 상기 정제 구조체는 상기 수소를 포함하는 가스가 상기 수용 공간으로 들어가는 것을 허용하는 천공(perforation)들을 갖고, 상기 펌프가 상기 보충 수를 상기 가습기로부터 상기 물 탱크로 순환시킬 때, 상기 보충 수는 상기 천공들을 통해 상기 정제 구조체로 들어가고, 상기 필터를 순차적으로 통과한 다음 상기 물 탱크로 들어가는, 적층형 수소 발생 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    외부 및 상기 적층형 수소 발생 장치의 유동 채널 중 어느 하나에 연결되어 상기 외부로부터 공기를 흡입하여 상기 수소를 포함하는 가스와 상기 공기를 가압하여 혼합함으로써 수소를 포함하는 가압 가스를 형성하는 가압 펌프를 더 포함하며, 상기 수소를 포함하는 가압 가스의 압력은 1기압보다 큰, 적층형 수소 발생 장치.
  17. 적층형 수소 발생 장치로서,
    바디 및 커버를 포함하는 물 탱크로서, 상기 바디는 물을 수용하도록 구성되고 상기 커버는 바디를 커버하도록 구성되며, 내측으로 인입되는 공간을 형성하는 물 탱크;
    상기 물 탱크 내에 배치되는 전기 분해 모듈로서, 상기 물을 전기 분해하여 상기 물 탱크 내에 수소를 포함하는 가스를 발생시키도록 구성되는, 전기 분해 모듈;
    상기 물 탱크 위에 수직으로 적층되는 필터로서, 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하기 위한 가스 유입구를 포함하고, 상기 가스 유입구에 연결되는 여과 유동 채널 및 상기 여과 유동 채널에 연결된 가스 배출구를 더 포함하며, 상기 여과 유동 채널은 상기 수소를 포함하는 가스를 이송 및 여과하도록 구성되고, 상기 가스 배출구는 상기 수소를 포함하는 가스를 배출하도록 구성되며, 상기 가스 유입구, 상기 여과 유동 채널 및 상기 가스 배출구는 상기 필터와 일체로 형성되는, 필터;
    상기 물 탱크 위에 수직으로 적층되는 가습기로서, 상기 가습기는 보충 수를 수용하도록 구성되는 수용 공간을 가지며, 상기 수용 공간은 상기 필터에 연결되고 상기 수소를 포함하는 가스를 수용하도록 구성되는, 가습기;
    상기 가습기 위에 수직으로 적층되는 유동 채널 모듈로서, 제 1 포트, 제 2 포트 및 제 2 유동 채널을 포함하고, 상기 제 1 포트는 상기 물 탱크 및 상기 필터 사이에 형성되고, 상기 제 2 포트는 상기 필터 및 상기 가습기 사이에 형성되고, 상기 제 2 유동 채널은 필터링 튜브에 연결되고, 상기 수소를 포함하는 가스는 상기 유동 채널 모듈을 통해 상기 물 탱크, 상기 가습기, 상기 필터 및 상기 필터링 튜브 사이에서 수송되는, 유동 채널 모듈; 및
    상기 보충 수를 상기 가습기로부터 상기 물 탱크로 선택적으로 순환시키기 위해 상기 물 탱크의 내측으로 인입된 공간에 배치되는 펌프;를 포함하며,
    상기 바디, 상기 필터 및 상기 가습기는 서로 수직으로 분리되어 있는, 적층형 수소 발생 장치.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 포트는 상기 유동 채널 모듈과 일체로 형성되고, 상기 제 2 유동 채널은 상기 유동 채널 모듈의 하부면에 통합되는, 적층형 수소 발생 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 유동 채널에 연결되어 상기 제 2 유동 채널로부터 수소를 포함하는 가스를 수용하는 네뷸라이저를 더 포함하며, 상기 네뷸라이저는 분무 가스를 발생시키고, 상기 분무 가스와 상기 수소를 포함하는 가스를 혼합하여 혼합 가스를 생성 및 배출하는, 적층형 수소 발생 장치.
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