KR200484445Y1 - 수소 방출 매트리스 - Google Patents

Abstract

수소 방출 매트리스는 매트리스 프레임, 매트리스 배관, 수소 공급부를 구비한다. 매트리스 프레임은 내외부를 연통하는 공간을 갖는다. 매트리스 배관은 매트리스 프레임에 내장되며 수소 방출구를 갖는 방출 배관, 방출 배관에 연결되는 분기 배관, 분기 배관에 연결되는 주 배관을 갖는다. 수소 공급부는 물을 전기 분해하여 수소를 생성하고, 방출 수소에서 수분을 제거하여 매트리스 배관으로 공급한다.

Description

수소 방출 매트리스{Mattress Emitting Hydrogen Gas}

본 고안은 매트리스에 관한 것으로, 상세하게는 수소를 방출하는 수소 방출 매트리스에 관한 것이다.

사람의 피부는 20대 이후에 지속적으로 노화가 진행되는데, 피부 노화를 늦추기 위해 많은 노력을 하고 있다. 피부 노화는 나이가 들면서 자연스럽게 진행되는 것이지만, 그 원인 중의 하나는 피부에서 생성되는 활성 산소(活性酸素, oxygen free radical)때문이다.

활성 산소는 인체의 면역 기능에 관여하여 이로운 기능도 하지만, 과잉 생성된 활성 산소는 세포에 직접 산화 반응을 일으켜 DNA 돌연변이를 일으키기도 한다. 의학계는 활성 산소로 인한 질병이 90% 이상을 차지한다고 보고하고 있다.

이러한 활성 산소를 몸 속에서 제거하기 위해, 수소를 포함하는 물, 즉 수소수를 음용하는 사례가 늘고 있다. 수소수를 마시면, 활성 산소는 수소수 속의 수소와 반응하여 물로 환원되고, 환원된 물은 2차 반응 없이 몸 밖으로 빠져 나간다. 이러한 항산화 반응을 통해 몸 속의 과잉 활성 산소를 제거하는 것이 가능하다. 이러한 항산화 반응을 활용하는 방법들이 여러 제안되고 있는데, 특허등록 제1292262호 (2013.08.01. 등록)가 그것이다. 특허등록 제1292262호는 수소를 이용하는 사우나 부스에 관한 것으로, 사우나 부스의 일측에 수소 발생 장치를 설치하고, 생성된 수소를 사우나 부스에 공급하는 구조로 되어 있다.

그런데, 항산화 반응을 위한 종래기술은 대부분 사람이 깨어있는 상태에서 수소를 활용하는 방법들이다. 그러나, 사람은 일생에서 잠자는 시간이 가장 길다. 이러한 수면 시간에 항산화 효과를 보게 하고, 깨어있는 시간에는 경제활동 등에 전념하도록 하는 것이 효과적일 수 있다. 이러한 관점에서 개발된 항산화 반응 제품은 아직 출시되어 있지 않다.

본 고안은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

첫째, 수면 시간에 수소의 항산화 반응을 볼 수 있게 하고,

둘째, 수소의 항산화 반응을 극대화할 수 있는, 수소 방출 매트리스를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수소 방출 매트리스는 매트리스 프레임, 매트리스 배관, 수소 공급부 등으로 구성할 수 있다.

매트리스 프레임은 내외부를 연통하는 공간을 가질 수 있다.

매트리스 배관은, 매트리스 프레임에 내장되며 수소 방출구를 갖는 방출 배관, 방출 배관에 연결되는 분기 배관, 그리고 분기 배관에 연결되는 주 배관을 구비할 수 있다.

수소 공급부는 물을 전기 분해하여 수소를 생성하는 전해조, 전해조로부터 방출되는 수소에서 수분을 제거하는 수분 제거부, 주 배관에 연결되어 수분 제거된 수소를 공급하는 수소 공급 배관을 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리스에서, 매트리스 배관은 주 배관의 단부에 결합하는 매트리스 배관 연결부를 구비할 수 있고, 수소 공급부는 수소 공급 배관의 단부에 매트리스 배관 연결부에 결합하는 수소 공급 연결부를 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리스에서, 수소 공급부는 수소 공급 배관에 수소 온도조절기를 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리스에서, 방출 배관은 수소 방출구에 결합하는 수소 분쇄 부재를 구비하고, 수소 공급부는 수소를 가압 이동시키는 가압 펌프를 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리스에서, 방출 배관, 분기 배관, 주 배관 중 적어도 하나는 내부에 원적외선 방사 필터를 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리스에서, 매트리스 프레임은 방출 배관의 수소 방출구를 커버하여 수소 방출구의 막힘을 방지하는 방출구 보호캡을 구비할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안의 수소 방출 매트리스에 의하면, 장시간의 수면 동안에 항산화 작용을 일으킬 수 있어, 항산화 효과를 크게 높일 수 있다.

또한, 본 고안의 수소 방출 매트리스에 의하면, 수소 분쇄 부재, 원적외선 방사 필터 등을 구비하고 있어, 수소의 항산화 반응을 최대로 끌어 올릴 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 수소 방출 매트리스의 사시도이다.
도 2a~2c는 본 고안에 따른 수소 공급부의 제1~3 실시예를 도시하고 있다.
도 3a~3c는 본 고안에 따른 매트리스 배관의 제1~3 실시예를 도시하고 있다.
도 4a~4c는 본 고안에 따른 매트리스 프레임의 제1~3 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 본 고안에 따른 수소 방출구의 보호캡을 도시하고 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 수소 방출 매트리스의 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 수소 방출 매트리스는 매트리스 프레임(10), 매트리스 배관(20), 수소 공급부(30) 등으로 구성할 수 있다.

매트리스 프레임(10)은 매트리스 커버에 내장되어 매트리스의 틀을 구성하는 것으로, 내부와 외부 사이에 공기가 통하는 연통 공간을 형성할 수 있다. 매트리스 프레임(10)은 속이 비어 있는 중공형이나 속이 찬 솔리드형도 가능하다.

매트리스 배관(20)은 매트리스 프레임(10)에 내장된다. 매트리스 배관(20)은 주 배관(21), 분기 배관(23), 방출 배관(25) 등으로 구성할 수 있다.

주 배관(21)은 수소 공급부(30)로부터 수소를 공급받아 분기 배관(23)으로 전달할 수 있다. 주 배관(21)은 매트리스 프레임(10)의 상단, 즉 머리 방향에 배치할 수 있다. 주 배관(21)을 머리 방향에 배치하면, 머리 방향에 위치하는 방출 배관(25)에서 수소를 많이 배출시킬 수 있다. 주 배관(21)은 단부에 매트리스 배관 연결부(C1)를 구비할 수 있다. 매트리스 배관 연결부(C1)는 탄성 끼움 방식, 나사 결합 방식 등으로 구성할 수 있다.

분기 배관(23)은 주 배관(21)에서 분기하는 것으로, 수소를 방출 배관(25)으로 전달한다. 분기 배관(23)은 매트리스 프레임(10)의 길이 방향, 즉 머리 방향에서 발 방향으로 연장되게 구성할 수 있다.

방출 배관(25)은 분기 배관(23)에 연결되는 것으로, 단부에 수소 방출구를 구비할 수 있다. 방출 배관(25)은 머리 방향으로 갈수록 많이 배치할 수 있다. 이를 통해, 머리 방향에서 수소를 많이 배출하도록 구성할 수 있다.

수소 공급부(30)는 물을 전기 분해하여 수소를 생성하고, 이를 매트리스 배관(20)으로 공급할 수 있다. 수소 공급부(30)는 매트리스 배관(20)의 주 배관(21)에 연결되는 수소 공급 배관(31)을 구비할 수 있다. 수소 공급부(30)는 수소 공급 배관(31)의 단부에 수소 공급 연결부(C2)를 구비할 수 있다. 수소 공급 연결부(C2)는 주 배관(21)의 매트리스 배관 연결부(C1)에 결합할 수 있다. 수소 공급 연결부(C2)는 매트리스 배관 연결부(C1)에 대응되게 탄성 끼움 방식, 나사 결합 방식 등으로 구성할 수 있다.

수소 공급부(30)는 수소에서 수분을 제거하여 공급할 수 있다. 이는 사용자에게 쾌적한 수소를 공급함은 물론, 전기 매트리스를 사용할 때 전기적 위험을 방지할 수 있다.

수소 공급부(30)는 침대(B)의 하부나 측부에 일체로 또는 분리되게 구성할 수 있다.

도 2a는 본 고안에 따른 수소 공급부의 제1 실시예를 도시하고 있다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 수소 공급부(30)는 수조(32), 밸브(V), 전해조(34), 수분 제거부(36), 제어부(38) 등으로 구성할 수 있다.

수조(32)는 박스 형상으로 구성하고, 물을 주입하기 위한 주입구와 마개를 구비할 수 있다. 수조(32)는 수소 공급부(30)에서 다른 구성들과 분리 가능하게 구성할 수 있다.

밸브(V)는 수조(32)와 전해조(34) 사이에 설치되며, 제어부(38)의 제어에 따라 수조(32)의 물을 전해조(34)로 선택적으로 통과시킨다. 밸브(V)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

전해조(34)는 케이스, 전극, 분리막, 플러그, 물 인입구, 수소 방출구, 산소 방출구, 물 방출구 등으로 구성할 수 있다.

케이스는 다수의 지지 프레임들을 적층하고 이들을 볼트로 결합한 형태일 수 있다. 케이스의 상측에는 수조(32)의 물이 들어오는 물 인입구가 구비되고, 상측 또는 측방에는 산소와 수소를 방출되는 산소 방출구와 수소 방출구를 구비할 수 있다. 산소 배출구에는 산소 배출 배관을 연결할 수 있다. 수소 배출구에는 수소 공급 배관(31)을 연결할 수 있다. 물 방출구는 케이스의 아래쪽에 구비할 수 있다.

전극은 각 지지 프레임의 내부에 고정 설치할 수 있다. 전극은 플러그에 각각 연결되어 있다. 전극은 티타늄(Ti)에 백금을 코팅한 것을 사용할 수 있으며, 다수의 관통공을 가질 수 있다. 분리막은 전극 사이에 삽입할 수 있다.

수분 제거부(36)는 전해조(34)과 매트리스 배관(20) 사이, 예를들어 수소 공급 배관(31)에 설치할 수 있다. 수분 제거부(36)는 전해조(34)에서 생성되어 매트리스 배관(20)으로 이동하는 수소에서 수분을 제거한다.

수분 제거부(36)는 수소 공급 배관(31)의 내부에 소정 공간을 갖는 확장 공간으로 구현할 수 있다. 수분은 수소보다 무겁기 때문에, 통과하는 배관에 확장 공간을 형성하면, 수분은 확장 공간의 하부로 가라앉고 수소만 배관을 따라 이동할 수 있다. 하부로 가라앉은 수분은 수조(32)로 회수하여 다시 사용하거나 외부로 배출할 수 있다.

수분 제거부(36)는 확장 공간에 수분 거름막을 추가할 수 있다. 수분 거름막은 수분 이동을 추가적으로 차단할 수 있다.

제어부(38)는 밸브(V)를 개폐하여 수조(32)의 물이 전해조(34)로 선택적으로 이동되게 한다. 제어부(38)는 전해조(34)에 전원을 공급하여 전해조(34)를 동작시킬 수 있다. 제어부(38)는 수소 공급부(30)의 외부에 구비된 동작 버튼에 연결될 수 있다.

도 2b는 본 고안에 따른 수소 공급부의 제2 실시예를 도시하고 있다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 수소 공급부(30)는 펌프(33)를 구비할 수 있다.

펌프(33)는 전해조(34)에서 생성된 수소를 매트리스 배관(20)으로 가압 전송한다. 펌프(33)는 단순히 송풍기로 구성할 수도 있고, 압축 모터를 포함할 수도 있다. 펌프(33)는 수소 공급 배관(31)에 결합할 수 있다.

제어부(38)는 펌프(33)에 전원을 공급하여 펌프(33)를 선택적으로 동작시킬 수 있다.

도 2c는 본 고안에 따른 수소 공급부의 제3 실시예를 도시하고 있다.

도 2c에 도시한 바와 같이, 제3 실시예의 수소 공급부(30)는 수소 온도조절기(35)를 구비할 수 있다.

수소 온도조절기(35)는 매트리스 배관(20)으로 공급되는 수소의 온도를 조절한다. 수소 온도조절기(35)는 히터, 냉각기, 수소 온도센서 등으로 구성할 수 있다.

제어부(38)는 수소 온도센서로부터 수신하는 수소 온도에 따라 히터와 냉각기를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 제어부(38)는 수소 온도의 최적값 범위를 저장하여 이용할 수 있다.

도 3a는 본 고안에 따른 매트리스 배관의 제1 실시예를 도시하고 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 매트리스 배관(20)은 주 배관(21), 분기 배관(23), 방출 배관(25) 등으로 구성할 수 있다.

주 배관(21)은 수소 공급부(30)로부터 수소를 공급받아 분기 배관(23)으로 전달하는 하나의 배관으로 구성할 수 있다. 주 배관(21)은 매트리스 프레임(10)의 머리 방향에서 폭 방향으로 배치할 수 있다.

분기 배관(23)은 주 배관(21)으로부터 분기되는 형태로 구성하며, 다수를 구비할 수 있다. 분기 배관(23)은 주 배관(21)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 분기 배관(23)은 매트리스 프레임(10)의 길이 방향, 즉 머리 방향에서 발 방향으로 연장시킬 수 있다.

방출 배관(25)은 분기 배관(23)에 수직으로 연결되는 것으로 다수를 구비할 수 있다. 방출 배관(25)은 단부에 수소를 방출하는 수소 방출구를 구비할 수 있다.

도 3b는 본 고안에 따른 매트리스 배관의 제2 실시예를 도시하고 있다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 매트리스 배관(20)은 수소 분쇄 부재(24)를 구비할 수 있다.

수소 분쇄 부재(24)는 방출 배관(25)의 수소 방출구에 결합할 수 있다. 수소 분쇄 부재(24)는 방출되는 수소를 미세하게 분쇄하여 미세 수소로 변환시킬 수 있다. 수소 분쇄 부재(24)는 내부에 미세 통공을 갖는 세라믹 재질로 구성할 수 있다. 수소가 미세 통공을 통과하면서 분쇄되어 미세 수소로 변하고, 그 결과 외부로는 미세 수소가 방출된다. 미세 수소는 흡수율을 높여 항산화 반응을 촉진시킬 수 있다.

수소 분쇄 부재(24)는 볼 형태의 세라믹으로 구성할 수 있다. 수소 분쇄 부재(24)를 형성하는 방법은, 먼저 세라믹 소재를 분쇄하고 이에 톱밥 등을 섞어 반죽한다. 세라믹 반죽은 볼 형태로 성형된다. 성형 볼을 소결하면, 그 속에 포함된 톱밥 등이 타서 제거되고, 그 결과 톱밥 자리에 미세 통공들이 형성된다. 미세 통공은 나노(nano) 크기의 직경을 가질 수 있어, 뭉쳐진 수소 분자들을 잘게 분리할 수 있다.

수소 분쇄 부재(24)를 수소 방출구에 결합하면, 수소 가스의 압력이 낮을 경우에는 수소를 외부로 방출하는 것이 쉽지 않을 수 있다. 그러나, 수소 공급부(30)가 펌프(33)를 이용하여 가압 수소를 매트리스 배관(20)으로 공급하면, 수소 분쇄 부재(24)의 미세 통공을 뚫고 쉽게 밖으로 배출될 수 있다.

도 3c는 본 고안에 따른 매트리스 배관의 제3 실시예를 도시하고 있다.

도 3c와 같이, 제3 실시예의 매트리스 배관(20)은 내부에 원적외선 방사 부재(26)를 구비할 수 있다. 원적외선 방사 부재(26)는 수소를 통과시키는 소재로 구성하며 소정 두께의 막 형태로 구성할 수 있다. 원적외선 방사 부재(26)는 주 배관(21), 분기 배관(23), 방출 배관(25) 중 적어도 하나의 내부에 설치할 수 있다. 원적외선 방사 부재(26)는 나노 섬유막에 원적외선을 충진 흡수시켜 구성한 것일 수 있다. 원적외선 충진은 예를들어 나노 섬유막 상에 고순도 질소 분위기에서 50~55℃로 유지하면서 고전압 7.0kV, 59.9Hz, 0.2mA를 1초간 5000회 이상을 가하는 방식을 사용할 수 있다. 그 밖에, 원적외선 방사 물질을 나노 섬유막에 도포하는 방식도 가능하다. 수소가 배출되는 경로에 원적외선 방사 부재(26)를 배치하면, 수소의 항산화 반응을 촉진할 수 있다.

도 4a는 본 고안에 따른 매트리스 프레임의 제1 실시예를 도시하고 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 매트리스 프레임(10)은 원형의 망사 부재(MH)를 방출 배관(25)의 수소 방출구 상부에만 구비할 수 있다. 이를 통해, 수소 방출구를 통해 방출되는 수소가 원활하게 매트리스 상부로 방출되게 할 수 있다.

도 4b는 본 고안에 따른 매트리스 프레임의 제2 실시예를 도시하고 있다.

도 4b와 같이, 제2 실시예의 매트리스 프레임(10)은 바형 망사 부재(MB)를 수소 방출구가 위치하는 부분을 따라 매트리스의 길이 방향을 따라 길게 구비할 수도 있다.

도 4c는 본 고안에 따른 매트리스 프레임의 제3 실시예를 도시하고 있다.

도 4c와 같이, 제3 실시예의 매트리스 프레임(10)은 상면 전체를 망사 부재(MT)로 구성할 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 수소 방출구의 보호캡을 도시하고 있다

도 5에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 수소 방출 매트리스는 수소 방출구에 보호캡(40)을 결합할 수 있다. 보호캡(40)은 매트리스 프레임(10) 또는 매트리스 커버가 수소 방출구를 막는 것을 방지하는 것으로, 딱딱한 재질의 원통부(41)를 포함할 수 있다. 원통부(41)는 아래 측부에 삽입구(S)를 구비할 수 있다. 삽입구(S)에는 방출 배관(25)의 단부가 삽입되어 수소 방출구가 보호캡(40) 내에 위치하게 할 수 있다. 보호캡(40)은 상부에 망사 형태의 보호캡 커버(43)를 구비할 수 있다.

본 고안에 따른 수소 방출 매트리는 수소 센서를 더 포함하여 침대 주변의 수소량을 적정값으로 유지시키도록 구성할 수 있다. 공기에 수소가 특정 비율 이상으로 포함하면 수소가 산소와 반응하여 자연 발화할 수 있다. 따라서, 공기 중의 수소 함량을 일정 수치 이하로 유지할 필요가 있다. 나아가, 공기 중의 수소 함량을 피부의 활성 산소와 최적으로 반응하는 농도로 유지할 필요도 있다. 이러한 목적을 위해, 수소 센서를 매트리스 프레임 또는 침대에 설치할 수 있다.

수소 센서는 접촉 연소식, 반도체식, MOSFET(metal oxide semiconductor filed effect transistor), SAW(surface acoustic wave), 열전식, 기계 열전도식 등 다양한 방식이 있는데, 이들 중에서 적절히 선택할 수 있다.

제어부(38)는 수소 센서로부터 수소량 검출값을 수신하면 기준 범위와 비교한다. 제어부(38)는 수소량 검출값이 기준 범위의 상한값을 초과하면 전해조(34)를 정지시키고, 기준 범위의 하한값 아래이면 전해조(34)에 전압이나 전류를 더 인가할 수 있다.

이상 본 고안을 여러 실시예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 고안을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 이러한 실시예를 다양하게 변경하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 고안의 권리범위는 아래의 청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변경이나 수정은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

10 : 매트리스 프레임 20 : 매트리스 배관
21 : 주 배관 23 : 분기 배관
24 : 수소 분쇄 부재 25 : 방출 배관
26 : 원적외선 방사 필터 30 : 수소 공급부
31 : 수소 공급 배관 32 : 수조
33 : 펌프 34 : 전해조
35 : 온도 조절기 36 : 수분 제거부
38 : 제어부 40 : 보호캡
41 : 원통부 43 : 보호캡 커버
B : 침대 C1 : 매트리스 배관 연결구
C2 : 수소 공급 연결구 MH,MB,MT : 망사 부재
S : 삽입구 V : 밸브

Claims (6)

1. 매트리스 프레임;
   상기 매트리스 프레임에 내장되며 수소 방출구를 갖는 방출 배관, 상기 방출 배관에 연결되는 분기 배관, 상기 분기 배관에 연결되는 주 배관, 상기 주 배관의 단부에 연결되는 매트리스 배관 연결부를 구비하는 매트리스 배관;
   물을 전기 분해하여 수소를 생성하는 전해조, 상기 전해조로부터 방출되는 수소에서 수분을 제거하는 수분 제거부, 상기 수분 제거된 수소를 이동시키는 수소 공급 배관, 상기 수소 공급 배관의 단부에 연결되고 상기 매트리스 배관 연결부에 선택적으로 결합하는 수소 공급 연결부를 구비하는 수소 공급부;
   상기 수소 공급 배관에 결합하는 수소 온도 조절기;
   상기 수소 방출구에 결합하는 수소 분쇄 부재;
   상기 수소를 가압 이동시키는 가압 펌프;
   상기 방출 배관, 분기 배관, 주 배관 중 적어도 하나의 내부에 결합하며, 나노 섬유막에 원적외선을 충진 흡수시키거나 원적외선 방사 물질을 도포하여 구성한 원적외선 방사 필터; 및
   상기 수소 방출구를 커버하여 상기 수소 방출구의 막힘을 방지하며, 측부에 삽입구를 갖는 원통부와 상기 원통부 상부에 결합하는 망사 형태의 보호캡 커버를 구비하는 방출구 보호캡을 포함하고,
   상기 매트리스 프레임은 적어도 상기 수소 방출구의 상부에 망사 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 수소 방출 매트리스.
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