KR20010014463A

KR20010014463A - 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기발생장치

Info

Publication number: KR20010014463A
Application number: KR1020000004816A
Authority: KR
Inventors: 주기환; 사토게이이치
Original assignee: 스즈키 토시코; 아이 씨-씨-가부시끼가이샤
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2001-02-26
Also published as: JP2000227239A; KR100364708B1

Abstract

본 발명은 소성풍화산호분으로 알칼리 이온화한 물을 초음파진동력으로 분열시켜 기능생리활성 음이온공기를 발생시키는 장치를 제공한다.

그 장치는, 풍화산호분을 소성하는 산호소성수단(B)과, 산호세라믹카트리지(1)와 물이 들어있는 탈착 수용기(2)를 포함한다. 그 산호소성수단에 의해 조성한 산호세라믹(1a)을 물유입구(3)로부터 유입되는 물(W)과 반응시켜 그 물(W)을 알칼리이온수화 하는 것이다. 또한, 초음파 발생기(6)가 있어 상기 탈착 수용기(2)내에서 산호세라믹(1a)을 물(W)과 반응시켜 만든 알칼리이온수에 진동력을 부여하며, 최후로, 팬(7)에 의해 상기 초음파 발생기(6)에 의해 방출된 음이온공기(A)에 풍력이 가해진다.

이에 따라, 현저하게 저렴한 비용만이 소요될 뿐만 아니라, 초음파나 풍력에 의해 더욱 그 효과를 높일 수 있었다.

Description

초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치{apparatus for generating functional physiological negative ion air by using coral ceramic and ultrasonic vibration}

본 발명은 넓게는 음이온 공기의 발생장치에 관한 것이며, 특히 생리기능활성의 음이온공기를 발생시키는 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는 소성풍화산호분으로 알칼리 이온화한 물을 초음파진동력으로 분열시켜 기능생리활성 음이온공기를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

공기이온에는 양이온과 음이온이 있다. 양이온은, 도시공간이나 오염 공기 등에 많고, 아주 많이 있는 곳에서는 편두통, 자율신경실조, 불면증, 우울병, 불안감증가, 신경증, 교감신경활동 흥분 등이 발생하지만, 음이온 공기의 공간에서는 쾌감, 숙면, 부교감신경활동의 증가, 학습효과의 증진 등의 효과가 있다고 알려져 있다. 이러한 공기 이온은, 종래에는 레오나드효과를 이용한 수분열식이나 고전압방전식, 열전자방전식 또는 전기석 흡착섬유 등에 의해 만들어진다.

음이온의 바람직한 생리적 작용으로는, 허약고령자나 고혈압자에게서 흔히 볼 수 있는 흥분한 교감신경활동의 억제, 부교감신경활동의 증진, 뇌내물질분비의 촉진에 의한 안정적인 수면작용, 피로회복작용, 진통작용, 이뇨작용 등이 알려져 있고, 이러한 음이온 공기발생장치 등이 많이 소개되어 있다. 그 중에서 고전압 방전식에 의한 음이온 발생장치는 부산물로서 인체에 유해한 오존과 질소산화물을 대기중에 방출시킨다고 하는 문제가 있다. 또, 가습효과가 있는 수분열식에 의한 장치는 원수(原水)가 오염되거나 또는 산성 물(pH농도가 7.0이하)로 된 때, 분사노즐이 부식하고, 수소이온이나 염소 등을 대기중에 방출시켜 버리는 단점이 있다. 더욱 연속적으로 가동하지 아니한 때에는 원수에 세균이 발생할 염려가 있다.

또, 자연계, 특히 폭포 부근이나 삼림 중에 존재하는 음이온과 인공적으로 만들어진 음이온의 실체가 다르다는 것도 문제로 된다. 에이.피.크루에게르(A.P.Krueger)씨는 공기이온을 4개의 분자식으로 표현하고 있다(International Journal of Bioneterology, vol. 16, no.4, pp313-322, 1972). 즉 양이온은 H⁺(H₂O)n, (H₃O)⁺(H₂O)n, 음이온은 O₂ ^-(H₂O)n, OH^-(H₂O)n로 나누었다. 여기서 (H₂O)n은 물이온클라스터(ion cluster)이고, H⁺, O₂ ^-, OH^-등은 물이온이 해리되어 생긴 것으로, 소위 공기 이온의 정체(正體)이다.

인체의 생명유지활동에 중요한 체액의 pH 농도값은 약알칼리성인 약 pH 7.4이지만, 산염기 평형성을 일정하게 유지하는 이온이 H⁺와 OH^-(H₂O)n 이다. 즉, 체액이 알칼리성을 유지하기 위해서는 끊임없이 OH^-를 증가시키고, H⁺를 저하시키지 않으면 안된다. 이와 같은 OH^-를 기능생리활성 음이온으로 정의하였다. 본 발명자인 주기환(K. Ju)씨는, 이러한 기능생리활성 음이온 공기가 과도로 흥분한 교감신경활동을 억제하는 것으로부터 고혈압을 저하시키고 부교감신경을 증가시키는 효과가 있다고 연구보고하고 있다(Biomedical Sciences Instrumentation. 33,338-43, 1997)

인체에 유해한 물질인 오존 등을 발생시키지 아니하는 레오나드효과를 이용하여 수적을 분열시켜서 활성적인 이온공기를 만드는 장치와 그 음이온의 생리활성은 특개 평4-141179호 공보(음이온제조 및 그 장치), 특개 평8-308914(고습도 활성공기)에 개시되어 있다. 그렇지만, 이들 방법과 장치에 의해 만들어진 음이온을 생리활성이라고 표현하지만, 급속한 고습도 형성의 단점과 에이. 피. 크루에게르씨 또는 본 발명자가 말한 바와 같은 생물학적으로 또는 생리학적으로 활성을 일으키는 근거를 전혀 제공하고 있지 아니한다.

본 발명의 목적은, 폐조직에 흡수되어 전해질용액으로서의 산 염기 평형성의 유지에 큰 역할을 하는 물질, 즉 생리적으로 기능활성화시킨 음이온공기를 발생시키는 장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 블록도,

도 2는 도 1의 주요부의 측단면도,

도 3은 도 1에서 팬의 회전수 등과 측정시간에 따른 음이온 수를 나타낸 그래프,

도 4는 도1에서 팬의 회전수 등과 측정시간에 따른 양이온 수를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 산호세라믹 카트리지 1a: 산호세라믹

2: 탈착 수용기 4: 팬

6: 초음파 발생기 A: 음이온 공기

W: 물

본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치는, 상술한 기술적 문제점을 해결한 것으로서, 청구항1과 3에 의하면, 풍화산호분을 소성하여 조성한 산호세라믹을 물과 반응시키고, 초음파진동력에 의해 미세하게 수적화한 기능생리활성 음이온공기를 특징으로 하여 발생시키는 장치이다. 청구항 2에 의하면, 초음파진동과 풍력으로 알칼리 이온수를 분열시켜 기능생리활성 음이온공기를 특징으로 하여 발생시키는 장치이다.

이하, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 구체적 구성을 상세하게 기재한다. 먼저, 본 발명의 청구항1에 기재한 발명의 구성을 설명한다. 본 발명은, 풍화산호분을 소성 하는 산호소성수단을 지닌다. 다음에 탈착 수용기가 있다. 이 탈착 수용기는 상기 산호소성수단에 의해 조성한 산호세락믹을 물과 반응시키는 것이다. 또, 초음파 발생기가 있다. 이 초음파발생기는, 상기 탈착 수용기내에서 산호세락믹을 물과 반응시켜 만든 알칼리 이온수에 초음파 발생기의 진동력을 부여하는 것이다.

다음에, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 청구항 2에 기재된 발명의 구성을 설명한다. 그 발명은, 이하의 점이외에 상기 청구항 1의 발명의 구성과 동일하다. 그래서, 상기 청구항1의 발명에 관한 구성의 설명 전문을 여기서 원용하고, 다음의 구성의 설명을 추가한다. 이 발명과 청구항 1의 발명의 구성과의 차이는, 팬을 지닌다는 것이다. 그 팬은, 상기 초음파발생기에 의해 방출된 음이온공기에 풍력을 부여하는 것이다.

끝으로, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 청구항 3에 기재한 발명의 구성을 설명한다. 본 발명은 이하의 점이외에는 청구항 1에 기재된 발명의 구성과 동일하다. 따라서, 상기 청구항 1에 관한 발명의 구성 설명의 전문을 여기에 원용하며, 이하의 설명을 여기에 추가한다. 이 발명과 청구항 1의 발명과의 구성의 차이는 산호소성수단이 없다는 것이다. 그것은 미리 풍화산호분을 소성시킨 산호세라믹을 사용하고 있기 때문이다.

다음에, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 작용과 이온 발생 작용 과정을 설명한다. 먼저, 탄산칼슘을 포함하는 풍화산호세라믹은 수중에서 화학식 1과 같이 외력에 의해 칼슘이온과 탄산이온으로 해리한다.

CaCO₃↔ Ca²⁺+ CO₃ ^2-(화학식1)

또한, 수용액에서는 물분자와 수소이온(H⁺) 및 수산기이온(OH^-)사이에 화학식 2의 평형이 항상 성립한다.

H₂O ↔ H⁺+ OH^-(화학식2)

외력으로서 초음파 진동력에 의해 물분자의 클러스터 구조, 즉 물분자가 복합적으로 붙어 있는 이온클러스터 복합체로서 다음의 화학식 3으로 표현된다. 여기서 OH^-(H₂O)n은 물이 붙은 기능생리활성 음이온이라고 한다.

(H₂O)(H₂O)n ↔ H⁺(H₂O)n + OH^-(H₂O)n (화학식 3)

화학식 1에서 발생하게 되는 탄산가스는 수용액으로 용해되면, H₂O와 가역적으로 결합하여 탄산(H₂CO₃)으로 되고, 이것이 산으로서 화학식 4와 같이 수소이온(H⁺)과 중탄산이온(HCO₃ ^-)으로 가역적으로 해리한다. 여기서, CO₂와 H₂CO₃를 일체로 하여 해리탄산, HCO₃ ^-를 결합탄산이온이라고 한다.

CO₂+ H₂O ↔ H₂CO₃↔ HCO₃ ^-+ H⁺(화학식4)

탄산의 제2단의 해리는 HCO₃ ^-가 산으로 되어 다음과 같이 된다.

HCO₃ ^-↔ H⁺+CO₃ ^2-(화학식5)

이상의 이온의 구성에 의해 탄산의 제1단의 열역학적 해리정수(K₁)는 다음 식과 같이 정의된다.

K₁= [(H⁺)(HCO₃ ^-)]/[(CO₂)]

pH = pK₁+ log{[(HCO₃ ^-)]/[(CO₂)]}

수용액에 산이 가하여져 H⁺가 증가하면, OH^-가 저하되고, 만약 알칼리가 가하여져 OH^-가 증가한 때에는 H⁺가 저하된 상태에서 평형으로 된다. 인체의 생리적인 수용액 농도(pH값)는 -log[H⁺] 또는 pK + log{[HCO₃ ^-]/[CO₂]}로 표현되는데, 예를 들어 혈액의 pH값은 평균 약7.4이다.

생체내의 pH값을 일정하게 유지하기 위해 생체에는 각종의 pH완충계가 구비되어 있다. 혈액과 간질액(間質液)에 있어서의 주요한 완충계는, CO₂+ H₂O ↔ HCO₃ ^-+ H⁺의 시스템이라고 말하여지는 것으로, 음식물 섭취 및 물질대사에 의한 생체기능적인 항상성, 즉 산-염기 평형성은, HCO₃ ^-, H⁺, OH^-라고 하는 이온에 의해 조절되므로, 기능생리활성이온이라고 불리워진다. 공기중에는 이러한 기능생리활성 음이온을 발생시켜 인체의 항상성을 유지시키고자 하는 것이 본 발명의 주된 목적이다.

이하, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치의 일반적인 실시의 형태를 서술한다. 본 발명에 의한 기능생리활성에 있어서는 상기 목적을 달성하기 위해 풍화산호분세락믹의 카트리지와 물을 재료로 하여 초음파진동력을 가함으로써 제조하는 장치가 본 발명에 의해 제공된다. 또, 고습도가 아니라, 생리적으로 바람직한 범위(60%전후)의 습도를 부여하면서 이온의 수 및 습도, 온도가 일정 레벨로 포화하도록 한 음이온공기를 제조하는 장치가 본 발명에 의해 제공된다.

따라서, 본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치를 그 구체적인 실시예를 들어 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에는 기재되지 아니한 풍화산호분을 소성하는 산호소성수단(B)(도 1을 참조)이 있다. 다음에 도 2에 단면도로서 도시한 바와 같이 산호세라믹카트리지(1)와 물이 들어있는 탈착 수용기(2)가 있다. 그 탈착 수용기(2)는 상기 산호소성수단에 의해 조성한 산호세라믹(1a)을 물유입구(3)로부터 유입되는 물(W)과 반응시켜 그 물(W)을 알칼리이온수화 하는 것이다. 즉, 수분자클라스터가 분열하면, H⁺와 OH^-로 되지만, 그 양이 H⁺=OH^-이면 중성으로 되고, H⁺〉OH^-이면 산성으로 되며, H⁺〈OH^-이면 알칼리성으로 된다. 그 장치에서 만들어진 물분자의 산염기농도는 약 pH 7.4이다(인간의 혈액의 pH는 7.4). 또, 그 산호세라믹(1a)은 미리 풍화산호분을 소성시킨 것을 사용하여도 좋다.

그 알칼리이온수화한 물(W)은, 살균용 은첨가 산호세라믹 카트리지(4)를 지니는 수류 통로(5)를 통해 이온공기실(H)의 저부로 보내진다. 또, 초음파 발생기(6)가 있다. 이 초음파발생기(6)는 상기 탈착 수용기(2)내에서 상기 산호세라믹(1a)을 물(W)과 반응시켜 만든 알칼리이온수에 진동력을 부여하는 것이다. 최후로, 팬(7)이 있다. 이 팬(7)은 상기 초음파 발생기(6)에 의해 방출된 음이온공기(A)에 풍력을 부여하는 것이다. 여기서 이 음이온공기(A)는 도 2에 도시한 바와 같이 공기유통로(8)를 나선상으로 회전하면서 급속히 통과하고, 공기 배출구(9)로부터 외부로 방출된다.

이렇게 하여 기능생리활성 음이온 공기의 발생장치는, 산호세라믹카트리지(1)를 장착한 탈착 수용기(2)와, 개폐 가능한 스프링식 수류입구(3)와 제균성 은막 산호세라믹(4)과, 진동력을 부여하는 초음파발생기(6)(1.6∼2.8MHz)와, 초음파 진동력에 의해 분열된 물분자를 회전, 송풍시키는 팬(7)으로 구성된다.

공기중의 이온의 수는 이온이동도를 이용한 이온카운터(고베전파(주)제작 KST-900)에 의해 구할 수 있다. 이 측정기에 의해 1cc당의 음이온수와 양이온수가 카운트될 수 있다. 측정조건은, 밀폐 쉴드룸(shield room)(1.5m×1.5m×1.5m)에서 무풍상태로 하며, 초기습도는 50%로 하고, 초기온도는 25℃로 하였다.

이하에 본 발명에 따른 장치를 이용하고, 송풍되는 진동 팬의 회전수의 변화에 의해 발생하는 음이온공기와 양이온공기의 변화의 일실시예를 설명한다. 또, 도 3과 4에 나타난 바와 같이 외부적으로는 같은 형태의 수증기를 발생시키는 열탕의 가열식 가습기의 데이터도 측정하였다. 먼저, 600℃로 소성한 산호세라믹을 물속에 넣어(PH 7.4∼7.8), 초음파 주파수를 2.4MHZ로 진동시키고 진동팬의 회전수를 160, 180, 200 rpm으로 하여 외력을 가한 때 데이터를 구하였다.

초음파 발생기(6)와 전동 팬(7)을 가동시킨 후, 5분 경과하여 각 외력에 의한 음이온수는 최대치를 나타내고, 그 후 완만하게 저하하면서 포화하였다. 또, 양이온 수도, 음이온 수도 최대치를 나타내지만, 20분 지나면서부터 0값까지 저하한다. 그렇지만, 20분후 실내습도가 초기습도 50%로부터 최대 7%밖에 증가하지 않았다.

한편, 물을 가열하여 수증기를 발생시킨 경우, 음이온은 거의 증가하지 않았고, 역으로 양이온의 수와 실내습도가 크게 증가하였다. 이것으로부터 가열에 의한 수증기의 수적과 초음파진동에 의해 미세 수적으로 분열한 물분자의 성질이 다르다는 것을 알 수 있다. 이상의 실험 예로부터 본 발명의 장치가 신체에 바람직한 범위(60% 이하)의 가습기능과 함께 기능 생리적인 의의가 높은 음이온을 용이하게 발생시키고 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치는, 이상과 같이 상술한 과제를 해결하고, 다음과 같은 큰 효과를 얻었다. 즉, 풍화산호분을 사용하므로 현저하게 저렴한 비용만이 소요될 뿐만 아니라, 초음파나 풍력에 의해 더욱 그 효과를 높일 수 있었다.

Claims

풍화산호분을 소성하는 산호소성수단, 그 산호소성수단에 의해 조성한 산호세라믹을 물과 반응시키는 탈착 수용기, 그 탈착 수용기내에서 상기 산호세라믹을 물과 반응시켜 만든 알칼리이온수에 초음파 발생기의 진동력을 가하는 초음파 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치.
풍화산호분을 소성하는 산호소성수단, 그 산호소성수단에 의해 조성한 산호세라믹을 물과 반응시키는 탈착 수용기, 그 탈착 수용기내에서 상기 산호세라믹을 물과 반응시켜 만든 알칼리이온수에 초음파 발생기의 진동력을 가하는 초음파 발생기, 그 초음파 발생기에 의해 방출된 음이온 공기(알칼리이온화한 물분자를 포함하는 공기)에 풍력을 가하기 위한 팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치.
풍화산호분을 소성하여 조성한 산호세라믹을 물과 반응시키는 탈착 수용기, 그 탈착 수용기내에서 상기 산호세라믹을 물과 반응시켜 만든 알칼리이온수에 초음파 발생기의 진동력을 가하는 초음파 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동력이용 산호세라믹의 기능생리활성 음이온공기 발생장치.