KR102647574B1 - 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중성 수소수 발생장치의 본체와 분리형 용기 사이의 불완전한 전기적 접촉으로 인해 발생하는 접점 또는 전극 부위의 손상이나 전기분해 효율 저하를 방지하여 장치의 내구성과 안전성 및 효율을 향상시킨 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 내부 바닥면의 상부에 설치된 제1 및 제2 전극(210, 220)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)과 각각 전기적으로 연결되되 외부 바닥면에 노출된 도체로 구성된 제1 및 제2 점점(230. 240)을 구비하는 용기(200); 및 상기 용기(200)의 하부에 구비되며, 상기 용기(200)의 제1 및 제2 접점(230, 240)과 각각 대응되도록 접속되는 제1 및 제2 연결단자(110, 120)를 상부에 구비하고, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)에 연결되어 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)으로의 전기 흐름을 제어하는 제어부(300) 및 상기 제어부(300)에 직류 전기를 공급하는 전원 공급부(310)가 내장되어 있는 본체(100);를 포함하고, 상기 용기(200)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240) 사이에 TVS 소자(250)를 구비하고, 상기 TVS 소자(250)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240)과 전기적으로 연결되되, 인서트 사출성형 방법에 의해 상기 용기(200)와 함께 사출 성형되어 용기(200)의 바닥 내부에 밀봉 상태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치{Electrolyzed water generator for oral hygiene}

본 발명은 구강위생용으로 사용되는 전기분해 중성 수소수 발생장치에 관한 것으로, 구체적으로는 중성 수소수 발생장치의 본체와 용기 사이의 불완전한 전기적 접촉으로 인해 발생하는 장치 손상이나 전기분해 효율 저하를 방지할 수 있는 전기분해 중성 수소수 발생장치에 관한 것이다.

구강 위생을 위해 구강청결제를 비롯하여 다양한 구강위생용품들이 사용되고 있으나 시중에서 판매되고 있는 대부분의 구강 또는 구강용품 세정제들에는 보존제, 착향제, 착색제, 감미제, 계면활성제, 알코올 등 다양한 보조성분들이 포함되어 있어 이를 오래 혹은 과다하게 사용할 경우 구강건조증 등 여러 부작용이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 구강 또는 의치 등 구강용품의 세정에 물을 전기분해하여 만든 중성 수소수를 이용하는 방법을 착안하고, 이러한 용도로 사용될 수 있는 중성 수소수 발생장치들을 개발하여 특허등록을 받은 바 있다(대한민국 등록특허 제1719681호 및 제1823357호).

상기 중성 수소수는 물의 전기분해에 의해 생성된 수소를 풍부하게 포함한 물을 의미한다.

한편, 본 출원인은 상기 특허기술을 기반으로 이미 중성 수소수 구강세정기 제품을 상용화하여 판매해 오고 있으나, 위와 같은 종래의 중성 수소수 발생장치들에서는 전기를 공급하는 본체의 전기단자와 이에 접촉하는 용기의 접점 사이의 불완전한 접촉으로 인해 과도 전압이나 서지(surge)가 발생하여 접점의 손상을 초래하고, 이로 인해 장치의 내구성이 저하되는 문제점이 발견되었다.

이러한 과도 전압이나 서지(surge)의 발생은 사용자의 장치 사용 습관에 따라 쉽게 발생할 수 있는데, 예컨대 사용자가 중성 수소수 발생장치 본체의 전원을 인가한 후 용기를 들어 물을 담고 다시 본체에 올려놓을 경우 단자 간 서지가 발생하여 접점 부위의 손상을 초래할 수 있다. 또한, 장치의 본체 및 용기의 접점부에 이물질이 묻는 경우 등과 같이 접촉 불량이 발생하였을 때 사용자가 접촉을 용이하게 하기 위해 용기를 본체와 접촉한 상태에서 좌우로 움직이는 경우에도 접촉의 on-off가 반복됨으로써 서지가 흘러 접점 부위에 손상을 줄 수 있다.

따라서 전기분해 중성 수소수 발생 장치의 효용과 내구성을 높이기 위해서는 기존 장치에서 나타난 위와 같은 문제점을 해결할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1719681호 대한민국 등록특허 제10-1823357호

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 중성 수소수 발생장치의 본체를 통해 분리형 용기 내로 공급되는 DC 전기를 안정적으로 유지함으로써 장치의 내구성과 안전성 및 효율이 향상된 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치를 제공하는 것에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 내부 바닥면의 상부에 설치된 제1 및 제2 전극(210, 220)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)과 각각 전기적으로 연결되되 외부 바닥면에 노출된 도체로 구성된 제1 및 제2 점점(230. 240)을 구비하는 용기(200); 및 상기 용기(200)의 하부에 구비되며, 상기 용기(200)의 제1 및 제2 접점(230, 240)과 각각 대응되도록 접속되는 제1 및 제2 연결단자(110, 120)를 상부에 구비하고, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)에 연결되어 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)으로의 전기 흐름을 제어하는 제어부(300) 및 상기 제어부(300)에 직류 전기를 공급하는 전원 공급부(310)가 내장되어 있는 본체(100);를 포함하고, 상기 용기(200)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240) 사이에 TVS 소자(250)를 구비하고, 상기 TVS 소자(250)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240)과 전기적으로 연결되되, 인서트 사출성형 방법에 의해 상기 용기(200)와 함께 사출 성형되어 용기(200)의 바닥 내부에 밀봉 상태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 용기(200)의 저면부 일측에 어느 한 극성의 자석(290)이 구성되어 있고, 상기 자석(290)의 위치에 대응되는 본체의 상부에 그와 반대 극성의 자석(190)이 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극(210)과 제1 접점(230), 및 상기 제2 전극(220)과 제2 접점(240)을 각각 연결하는 도체들을 구비하되, 상기 도체들은 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)이 용기 내부 바닥면으로부터 일정 거리만큼 이격되도록 지지하고, 상기 전극들을 바닥면으로부터 이격시키는 도체 부분은 그 외부가 절연체로 둘러싸여 있는 것일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극(210)과 연결되는 도체는 제1 접점(230)과 일체를 이루도록 구성되고, 상기 제2 전극(220)과 연결되는 도체는 제2 접점(240)과 일체를 이루도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)는 스프링을 구비하고, 상기 제1 및 제2 접점(230, 240)은 용기 방향으로 오목한 홈을 구비하여, 상기 용기(200)가 본체(100) 위에 장착될 때 상기 제1 연결단자(110)와 제1 접점(230) 사이 및 상기 제2 연결단자(120)와 상기 제2 접점(240) 사이가 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극(210)에는 제2 전극(220)이 미리 정한 간격(W)만큼 떨어지게 끼워져서 배치하되, 그 간격(W)은 1.0~1.5㎜ 가 될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은, 백금, 또는 백금을 도금한 티타늄으로 이루어진 것일 수 있다.

본 발명의 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치는, TVS 소자를 본 장치에 적합한 형태로 용기 바닥에 삽입하여 전극과 연결된 접점들 사이에 전기적으로 연결시킴으로써, 과도 전압이나 서지 발생으로 인한 접점 또는 전극 부위의 손상을 막을 수 있고, 이를 통해 장치의 수명 및 내구성 뿐만 아니라 안전성을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 전기분해 중성 수소수 발생장치는, 위와 같은 구성과 함께 본체 및 분리형 용기의 접촉면에 자석을 구비함으로써 본체의 전기단자와 용기의 접점 사이의 접촉을 용이하게 하여 사용자의 습관(즉, 용기의 탈착 및 좌우 움직임)에 따른 서지 발생을 줄이고 본체와 분리형 용기 사이의 양호한 전기적 연결을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 전기분해 중성 수소수 발생장치는, 위와 같은 구성으로 인해 용기 내 전기분해의 효율을 높여 짧은 시간 안에 살균력이 우수한 중성 수소수를 발생시킬 수 있고, 이를 통해 사용자의 구강 건강에 도움을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해 중성 수소수 발생장치의 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 용기의 저면도이다.
도 3은 도 1의 용기와 본체가 접촉하는 부분의 구성을 구체적으로 도시한 부분확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 전극 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 전극 구성 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 TVS 소자가 연결된 본 발명 전기분해 중성 수소수 발생장치의 용기 내 전기회로 및 서지 발생시의 전압/전류 변화를 개략적으로 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 도면 및 명세서 전체에서 동일한 부호(참조번호)들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 하기 실시예들은 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 본 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해 중성 수소수 발생장치의 주요 구성을 살펴보면, 우선 본 발명 전기분해 중성 수소수 발생장치는 본체(100)와 본체 위에 장착되는 분리형 용기(200)를 포함한다.

본체(100)는 기본적으로 전기분해 중성 수소수를 발생시키는 용기 내 전극(210, 220)에 전원을 공급하는 역할을 하며, 이를 위해 상기 용기(200)의 제1 및 제2 접점(230, 240)과 각각 대응되도록 접속되는 제1 및 제2 연결단자(110, 120)를 상부에 구비하고, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)에 연결되어 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)으로의 전기 흐름을 제어하는 제어부(300) 및 상기 제어부(300)에 직류 전기를 공급하는 전원 공급부(310)를 내장하고 있다.

상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)는 용기(200)가 본체(100) 위에 장착될 때 각각 제1 및 제2 접점(230, 240)과 전기적으로 연결되는 부분으로 도체로 이루어져 있으며, 추가적으로 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)를 지지하는 절연체로 된 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)는 내부에 스프링을 구비하여 본체 상부면 위로 돌출되게 구성함으로써 제1 및 제2 접점(230, 240)과의 양호한 전기적 연결을 제공할 수 있다.

상기 제어부(300)는 장치의 전원 버튼 등에 연결되어 전기분해를 전반적으로 제어하는 역할을 하는데, 본체(100) 위에 용기(200)가 장착되었을 때 용기 안으로 전원을 공급하여 물을 전기분해할 수 있게 제어한다. 보다 더 구체적으로 설명하면, 상기 제어부(300)는 연결단자를 통해 전원을 전극에 인가하여 전기분해를 할 수 있게 준비하고, 장치 이용자가 원할 경우 본체(100) 위에 용기(200)가 장착된 상태에서 물이 전기분해될 수 있도록 전원을 인가받아 장치를 구동하게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해 중성 수소수 발생장치는 회로에 과전류가 발생하여 전극이 손상되는 것을 방지하기 위해 전원 공급부(310)와 전기분해 회로 사이에 과전류 보호 모듈을 더 구비할 수 있는데, 이 경우 상기 제어부(300)는 과전류 보호 모듈에 연결되어 과전류가 전기분해 회로로 입력되는 것을 차단할 수 있다. 상기 제어부 및 과전류 보호 모듈에 관한 구체적인 내용은 등록특허 제10-1823357호의 명세서에 상세히 설명되어 있으며, 위 내용은 본 발명에 대한 설명의 일부로서 참조될 수 있다.

상기 전원 공급부(310)는 제어부(300)를 통해 전기분해 회로에 직류 전기를 공급하는 역할을 하는데, 가정용 또는 사무용 전원으로 공급되는 교류를 직류로 변환하여 직류를 공급한다. 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 전기분해에 사용하는 전압은 전기분해 효율 뿐만 아니라 과전류로 인한 장치의 손상 방지 등 장치의 내구성이나 안전성을 고려할 때 24V DC인 것이 바람직하나, 사용하는 물이나 전극 등의 구성이 변경될 경우 그에 따라 적절하게 변경될 수 있을 것이다.

한편, 상기 용기(200)는 내부에 물을 수용하고, 수용된 물을 전기분해하여 구강 또는 의치 등의 구강용품을 세정하는데 사용할 수 있는 중성 수소수를 발생시키고 이를 저장하는 역할을 한다. 이러한 용도로 사용되는 상기 용기(200)는 전체적으로 비전도성 재질로 제작하는 것이 바람직하며, 내부에는 도 1 및 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 전기분해를 일으키는 제1 및 제2 전극(210, 220)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)과 각각 전기적으로 연결되되 외부 바닥면에 노출된 도체로 구성된 제1 및 제2 점점(230. 240)을 포함한다.

본 발명에 따른 중성 수소수 발생장치에서 일어나는 전기분해의 원리에 대해서는 등록특허 제10-1823357호의 명세서에 상세히 설명되어 있으며, 위 내용은 본 발명에 대한 설명의 일부로서 참조될 수 있다. 그 대략적인 내용만을 설명하자면, 상기 본체(100)의 전원 공급부(310)에서 발생한 직류 전류는 제어부(300)를 통해 본체의 제1 연결단자(110), 용기의 제1 접점(230), 제1 전극(210), 용기 안에 수용된 물, 제2 전극(220), 제2 접점(240) 및 본체의 제2 연결단자(120)로 이루어진 전기분해 회로를 통해 흐르게 되고, 이 때 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 물의 전기분해가 일어나게 되는데, 전원의 음극(-)에 연결된 환원전극에서는 전자를 받아들여 수소를 발생시키고, 전원의 양극(+)에 연결된 산화전극에서는 물을 분해하여 산소를 발생시키는 화학반응이 일어나게 된다. 여기서 상기 물은 수돗물과 같이 전해질이 포함된 물이어야 하며, 이에 따라 상기 전기분해시 유리 염소, 반응성 산소 및 반응성 수소가 포함된 중성 수소수가 생성되게 된다. 이 때, 상기 전기분해 중성 수소수는 pH가 6.5~7.5인 상태가 되게 하여 구강용품이나 구강 등에 해가 되지 않으면서도 살균 작용을 얻을 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기 용기(200)에 설치되는 제1 및 제2 전극(210, 220)은 물을 전기분해하여 중성 수소수를 발생시키는 구성으로, 전기분해가 가능하도록 전도성 재질로 이루어진 것을 사용하되 수소이온(H+)보다 이온화 경향이 작은 금속을 사용하여야 하는데, 백금(Pt) 전극을 사용할 때 가장 효과적으로 수소를 발생시킬 수 있으므로, 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)은 백금 또는 백금을 도금한 티타늄으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 전기분해의 효율은 전극의 모양에 따라 크게 달라질 수 있는데, 일반적으로는 전극의 면적이 넓고 전극간 거리가 좁을수록 발생되는 수소의 양이 늘어나지만, 전극간 거리가 너무 좁을 경우 전극 사이의 쇼트가 발생할 수 있고 전극 사이에서 발생하는 수소 또는 산소 기체가 기포를 형성하여 전기분해의 효율을 떨어뜨릴 수 있다.

도 4 및 5는 위와 같은 점을 고려하여 제1 전극(210)이 제2 전극(220)에 끼워지는 형태로 제작된 전극 구성을 나타낸 것인데, 위와 같은 구성을 통해 전극 사이의 반응면적을 넓혀 짧은 시간 안에 충분한 양의 중성 수소수를 얻을 수 있게 한 것이다. 다만 상기 전극 모양은 전기분해의 효율 등을 고려하여 다양한 형태의 변형이 가능할 수 있는데, 예를 들어, 제1 전극(210)을 전체적으로 원이나 타원 또는 폐곡선 형태로 제작하고, 제2 전극(220)이 제1 전극(210)의 둘레를 감싸는 형태로 제작하는 것도 가능할 것이다.

도 4 및 5에서는 사각형에 홈을 만들어 전체적으로 3개의 직사각형 가로 부분을 각 길이 중간 부분에서 연결한 형태로 제작한 제1 전극(210)과 이를 일정 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 형태로 제작한 제2 전극(220)으로 이루어진 전극 구성의 예를 보여준다. 여기서 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이의 간격(W)은, 전극을 백금 또는 백금을 도금한 티타늄으로 제작하였을 때, 1.0 ~ 1.5㎜로 형성하는 것이 바람직한데, 상기 간격(W)이 1.0㎜ 보다 좁으면 특히 과전류가 발생하였을 때 전극이 손상되기 쉽고, 1.5㎜ 보다 넓으면 전극에서 생성된 기체들이 전극 표면에 붙어 발생하는 분극현상 등으로 인해 전기분해의 효율이 급격히 떨어질 수 있기 때문이다.

일 실시예에 있어서, 상기 용기(200)는 제1 전극(210)과 제1 접점(230), 및 제2 전극(220)과 제2 접점(240)을 각각 연결하고, 제1 및 제2 전극(210, 220)이 용기 내부 바닥면으로부터 일정 거리만큼 이격되도록 지지하는 도체들을 추가로 구비할 수 있는데, 위와 같이 전극을 용기 내부 바닥면으로부터 이격시킬 경우 분극현상 등으로 인한 전기분해 효율 감소를 방지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 전극들을 바닥면으로부터 이격시키는 도체 부분은 그 외부가 절연체로 둘러싸여 있으며, 상기 제1 전극(210)과 연결되는 도체는 제1 접점(230)과 일체를 이루도록 구성되고, 상기 제2 전극(220)과 연결되는 도체는 제2 접점(240)과 일체를 이루도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 용기(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220)에 전원 공급이 이루어질 수 있도록 제1 접점(230)과 제2 접점(240)을 구비한다. 상기 제1 접점(230)은 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 제2 접점(240)은 제2 전극(220)과 전기적으로 연결되어 전원 공급이 이루어지게 되는데, 여기서 상기 제1 접점(230)과 제2 접점(240)은 용기 외부 바닥면에 노출된 도체로 구성하되, 제1 접점(230)은 본체에 형성된 제1 연결 단자(110)에 바로 접촉하는 위치에, 제2 접점(240)은 본체에 형성된 제2 연결 단자(120)에 바로 접촉하는 위치에 형성하여 본체로부터 전달되는 외부 전원을 전극에 공급할 수 있게 구성한다. 또한, 상기 제1 접점(230)과 제2 접점(240)은 용기 쪽으로 오목한 홈을 구비하여 상술한 바와 같이 본체 상부면 위로 돌출된 제1 및 제2 연결단자(110, 120)와의 접촉을 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기 용기(200)는 과도전압이나 서지(surge)에 의해 발생하는 접점 또는 전극 부위의 손상이나 전기분해 효율의 저하를 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 접점(230, 240) 사이에 이들과 전기적으로 연결되는 TVS 소자(250)를 구비한다.

상기 TVS (Transient Voltage Suppressor) 소자는 과도한 순간전력을 해소(clamping)시키는 동작을 하도록 설계된 소자로서, 서지(surge)나 ESD (Electrostatic Discharge)와 같이 과도한 순간전력이 인가된 경우에 과도 전력을 우회(bypass)시킴으로써 전기회로의 내부로 일정한 한계치 이상의 전압이 전파되지 않도록 하여 내부의 회로나 부품을 보호하는 역할을 한다. 이러한 TVS 소자는 단순한 구조의 TVS를 비롯하여 스티어링(steering) 다이오드를 부착한 TVS, 여러 개의 TVS를 배열한 TVS 어레이와 같이 목적에 따라 다양한 형태로 제작되어 사용될 수 있다. TVS의 소재로 사용되는 물질은 세라믹, 반도체, 고분자와 같이 다양하며, 그 중에서 반도체 TVS는 동작속도, 크기, 이동성, 잡음에 대한 성능상의 장점이 있다.

도 6은 TVS 소자(250)가 연결된 본 발명 전기분해 중성 수소수 발생장치의 용기 내 전기회로 및 서지 발생시의 전압/전류 변화를 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, TVS 소자(250)는 서지 발생시 나타나는 과도 전압 또는 전류(Transient Peak)를 해소(clamping)시킴으로써 접점(230, 240) 또는 전극(210, 220) 부위의 손상이나 전기분해 효율 저하를 막을 수 있고, 이를 통해 장치의 수명 및 내구성 뿐만 아니라 안전성을 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명 전기분해 중성 수소수 발생장치에서는 전기분해가 일어나는 용기 내부에 물이 채워지기 때문에 일반 전자제품에서와 같이 전기회로에 TVS 소자를 구성하는 것이 용이하지 않다. 이에 본 발명 전기분해 중성 수소수 발생장치에서는 용기의 사출 성형시 TVS 소자(250)를 용기 바닥 내부에 삽입하여 사출성형하는 인서트 사출 공법을 이용하여 밀봉시킴으로써 용기의 바닥면에 노출된 접점(230, 240)과 연결된 TVS 소자(250)를 구성하였으며, 이러한 구성으로 인해 물 등의 유입이나 외력에 의한 파손을 원천적으로 차단할 수 있다. 이 때 용기(200)의 바닥면은 분리가능한 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 이는 접점(230, 240) 및 TVS 소자(250)에 고장이나 성능저하가 발생한 경우 용기의 바닥면만을 분리하여 교체할 수 있도록 함으로써 유지보수를 용이하게 하기 위함이다.

한편, 상기 용기(200)의 저면부 일측에는 어느 한 극성의 자석(290)이 구성되고, 상기 자석(290)의 위치에 대응되는 본체의 상부에는 그와 반대 극성의 자석(190)이 구성된다. 이러한 구성은 제1 및 제2 접점(230, 240)을 통해 전달되는 전기가 제1 및 제2 전극(210, 220)으로 원활하게 공급되게 하고 접점 부위에서 나타나는 서지의 발생 빈도를 줄이기 위함이다. 즉, 사용자가 무심코 용기(200)를 본체(100) 위에 대충 올려놓더라도 상기 자석(290, 190)의 자력에 의해 본체와 용기 사이에 견고한 접촉이 이루어질 수 있고, 외력에 의해 쉽게 용기(200)와 본체(100)가 서로 이탈되지 않게 됨으로써 본체의 전기단자와 용기의 접점 사이에서 전기가 안정적으로 공급될 수 있다. 또한, 이러한 안정적인 전기 공급으로 인해 사용자가 용기를 본체에 장착할 때 본체 연결단자(110, 120)와 용기의 접점(230, 240) 사이의 접촉을 용이하게 하기 위해 용기를 좌우로 움직이는 습관을 줄임으로써 서지 발생빈도를 낮출 수 있다.

한편, 상기 용기(200)의 내측에는 투과망(270)을 더 추가하여 구성할 수 있다. 투과망(270)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 상부에 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다. 이는, 의치나 칫솔과 같은 구강용품을 용기(200)에 집어넣고 세정할 때, 용품이 전극(210, 220)에 닿지 않게 하기 위함이다. 상기 투과망(270)은 그물망 형태나, 판에 미리 정한 지름으로 여러 개의 구멍을 뚫거나, 각 구멍이 위로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형태로 가공하여, 전극에서 발생한 전기분해 중성 수소수가 상승하면서 용품의 바닥까지 깨끗하게 세정할 수 있게 하고, 용기 내 이물질이 걸러지게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 용기(200)는 뚜껑(280)을 더 포함할 수 있다. 뚜껑(280)은 용기(200)의 개방된 상부를 마감하기 위한 통상의 뚜껑을 말한다. 이러한 뚜껑(280)은 경첩과 같이 회전식으로 여닫을 수 있게 구성하거나, 용기(200)에서 뚜껑(280)을 빼내는 방식으로 구성할 수도 있다.

위와 같이 구성된 본 발명에 따른 중성 수소수 발생장치는 본체를 통해 용기에 안정적으로 전원 공급이 이루어짐에 따라 짧은 시간 안에 효율적으로 용기에 채운 물을 전기분해하여 중성 수소수를 얻고, 사용자가 이 중성 수소수로 가글링하거나 구강용품을 세정하는데 이용할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시적인 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 상기 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 내용과 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 장치 본체 110 : 제1 연결 단자
120 : 제2 연결 단자 190 : 자석
200 : 용기
210 : 제1 전극 220 : 제2 전극
230 : 제1 접점 240 : 제2 접점
250 : TVS 소자 270 : 투과망
280 : 뚜껑 290 : 자석
300 : 제어부 310 : 전원 공급부

Claims (5)

1. 내부 바닥면의 상부에 설치된 제1 및 제2 전극(210, 220)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)과 각각 전기적으로 연결되되 외부 바닥면에 노출된 도체로 구성된 제1 및 제2 점점(230. 240)을 구비하는 용기(200); 및
   상기 용기(200)의 하부에 구비되며, 상기 용기(200)의 제1 및 제2 접점(230, 240)과 각각 대응되도록 접속되는 제1 및 제2 연결단자(110, 120)를 상부에 구비하고, 상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)에 연결되어 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)으로의 전기 흐름을 제어하는 제어부(300) 및 상기 제어부(300)에 직류 전기를 공급하는 전원 공급부(310)가 내장되어 있는 본체(100);를 포함하고,
   상기 용기(200)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240) 사이에 TVS 소자(250)를 구비하고, 상기 TVS 소자(250)는 상기 제1 및 제2 접점(230, 240)과 전기적으로 연결되되, 인서트 사출성형 방법에 의해 상기 용기(200)와 함께 사출 성형되어 용기(200)의 바닥 내부에 밀봉 상태로 삽입되어 있고,
   상기 용기(200)의 저면부 일측에 어느 한 극성의 자석(290)이 구성되어 있고, 상기 자석(290)의 위치에 대응되는 본체의 상부에 그와 반대 극성의 자석(190)이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 구강위생용 전기분해 중성 수소수 발생장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극(210)과 제1 접점(230), 및 상기 제2 전극(220)과 제2 접점(240)을 각각 연결하는 도체들을 구비하되, 상기 도체들은 상기 제1 및 제2 전극(210, 220)이 용기 내부 바닥면으로부터 일정 거리만큼 이격되도록 지지하고, 상기 전극들을 바닥면으로부터 이격시키는 도체 부분은 그 외부가 절연체로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 전극(210, 220)은 백금 또는 백금이 도금된 티타늄으로 구성되고, 제1 전극(210)은 제2 전극(220)에 미리 정한 간격(W)만큼 떨어지게 끼워져서 배치하되, 그 간격(W)은 1.0~1.5㎜인 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 연결단자(110, 120)는 스프링을 구비하고, 상기 제1 및 제2 접점(230, 240)은 용기 방향으로 오목한 홈을 구비하여, 상기 용기(200)가 본체(100) 위에 장착될 때 상기 제1 연결단자(110)와 제1 접점(230) 사이 및 상기 제2 연결단자(120)와 상기 제2 접점(240) 사이에 전기적 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.

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