KR20110009584A - 수소 발생용 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수소 발생용 정수기에 관한 것으로서, 자연 여과 방식 및 전해 반응을 이용하여 물을 자연 여과시키는 동시에 수소 환원시킴으로써, 체내의 활성산소를 제거할 뿐만 아니라, 장 내의 정상 발효를 촉진시켜 건강을 증진시킬 수 있는 수소 발생용 정수기에 관한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정량의 물을 저장할 수 있는 저장용기의 내부 상단에 물을 자연 여과식으로 정화 또는 기능화하는 정수수단; 상기 저장용기의 내부 하단에는 자연 정화된 물을 수소 환원수로 환원토록 물을 전기분해하는 전기분해수단; 상기 전기분해수단을 가동시키기 위한 전기를 공급하는 전기공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수소 발생용 정수기를 제공하고자 한다.

저장용기, 거치스탠드, 정수수단, 전기분해수단, 전기공급수단

Description

수소 발생용 정수기{Water purifier for generation hydrogen}

본 발명은 수소 발생용 정수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자연 여과 방식을 이용한 기능성 필터가 장착된 동시에, 수소 환원수로 변환시키는 전기분해셀이 구비된 수소 발생용 정수기에 관한 것이다.

오늘날, 점차 산업이 발전해감에 따라 각종 산업 현장에서 발생되는 산업 폐수와 생활 오수 등이 양적으로 빠른 증가세를 보이고 있어 수원의 근원지인 상수원의 오염이 심화되고 있는 실정이다.

뿐만 아니라, 상수원에서 각 가정까지 수돗물을 공급시켜 주는 송수관이나 아파트, 주택 등의 물탱크가 노화되고, 정수 여과 방식 등의 문제로 인하여 수질이 날로 저하되고 있는 실정이다.

따라서, 최근 들어서는 지하 암반수를 원수로 하는 생수가 소정의 용적을 갖는 통속에 저장되어 시판되고 있고, 또 그 수요가 급격히 증가하고 있는 가운데 시판 생수의 수질 문제가 사회적 관심의 초점이 되고 있다.

이러한 이유로 수도수에 포함된 세균, 이물질, 중금속 등을 제거할 수 있는 다양한 종류의 정수기가 개발되어 제공되고 있으나 종래의 정수기는 단지 건강에 해롭지 않도록 유해물질을 제거하는 효과만을 제공하고 있을 뿐이지 물 자체로써 사람의 건강을 증진시켜 주는 효과를 제공하지는 못하고 있다.

즉, 생체의 신진대사 과정에서 발생된 활성산소는 산화력이 매우 강하여 생체를 구성하고 있는 유전자나 세포를 산화시켜 질병을 유발하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자연여과 방식을 이용한 기능성 필터를 장착하여 물을 미네랄이 포함된 약알칼리수로 정수하는 동시에, 전기분해셀을 이용하여 수소 환원수로 변환시킬 수 있는 수소발생용 정수기를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 저장용기의 내부 상단에 물을 자연 여과식으로 정화 또는 기능화하는 정수수단; 상기 저장용기의 내부 하단에는 자연 정화된 물을 수소 환원수로 환원토록 물을 전기분해하는 전기분해수단; 및 상기 전기분해수단을 가동시키기 위한 전기를 공급하는 전기공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 바람직한 실시예로서, 상기 저장용기는 그 상단의 개구부에 별도의 뚜껑이 개폐 가능하도록 마련되고, 일측에 주둥이가 일체로 형성되며, 그 반대편 외주연에 손잡이가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 정수수단은 그 저장용기의 상단에 물을 일정 용량을 받기 위한 물받이부; 자연 여과 방식으로 물을 여과하며, 상기 물받이부의 바닥면에 착탈 가능토록 별도 구비되는 정수필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기분해수단은 상기 저장조에 공급된 물을 전기분해하여 산소가 스 및 수소가스를 생성하는 전기분해셀로 이루어진 전기분해부로 이루어지되, 상기 전기분해부는, 전해에 의해 생성된 수소이온의 통로로 활용되며, 음극 챔버와 양극 챔버를 구분하는 격막인 멤브레인; 상기 멤브레인의 상,하부에 위치하여 전해작용을 촉진시키기 위한 촉매; 상기 음극 챔버에 구비되며 전원공급부의 전기를 멤브레인에 공급하는 음전극 단자 및 양극 챔버에 구비되며 전원공급부의 전기를 멤브레인에 공급하는 양전극 단자; 및 상기 촉매의 상,하부에 위치하여 음전극 단자와 접속되도록 구비된 음극판 및 양전극 단자와 접속되도록 구비된 양극판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기공급수단은 저장용기를 거치할 수 있는 거치홈을 갖는 거치스탠드 내부에 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전기공급수단은 전기분해부의 멤브레인에 전해에 필요한 전기를 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부와 연결되며, 상기 전기분해부의 음전극 및 양전극 단자에 탈착 가능한 전기공급단자; 외부 전기를 인입하여 전원공급부에 연결하는 인입선; 및 상기 전기분해부의 전원 공급상태와 수소 환원 상태를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기에 의하면, 자연여과 방식을 이용한 기능성 필터를 장착하여 물을 미네랄이 포함된 약알칼리수로 정수하는 동시에, 전기분해셀을 이용하여 수소 환원수로 변환시킴에 따라 수소 환 원수에 포함되어 있는 활성수소가 체내의 활성산소를 제거할 뿐만 아니라, 장 내의 정상 발효를 촉진시켜 건강을 증진시키게 되는 효과가 있다.

또한, 이러한 수소 환원수는 장내 미생물의 작용을 활발히 하여 사람이 본래 갖고 있는 자연치유력을 향상시켜 노화의 진행을 지연시켜 주게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기의 내부 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기분해수단의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기의 전기 및 신호 연결을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 정수기는, 일정량의 물을 저장할 수 있는 저장용기(100)의 내부 상단에 물을 자연 여과식으로 정화토록 하는 정수수단(10)이 설치됨과 동시에, 상기 저장용기(100)의 내부 하단에는 자연 정화된 물을 수소 환원수로 환원토록 물을 전기분해하는 전기분해수단(20)과, 상기 전기분해수단(20)을 가동시키기 위한 전기를 공급하는 전기공급수단(30)으로 이루어진 구성이다.

이때, 상기 전기분해수단(20)과 전기공급수단(30)은 탈착 가능토록 형성된 저장용기(100)와, 거치홈(210)을 갖는 거치스탠드(200)에 각각 구성되어 있다.

상기 저장용기(100)는 가정에서 사용하는 주전자 또는 믹서기와 같은 컴팩트 한 크기로 형성되면서 합성수지 재질의 투명체로 성형되어 사용자의 육안으로 내부가 보일 수 있도록 형성되고, 상부가 개구된 원통형으로 형성되어 있다.

또한, 상단의 개구부에는 별도의 뚜껑(110)이 개폐 가능하도록 구성되면서 일측에는 컵 등에 따라 마시는데 용이하도록 주둥이(120)가 일체로 형성됨과 동시에 그 반대편 외주연에는 손잡이(130)가 형성되어 있다.

상기 저장용기(100)의 내부에 구성되어 있는 정수수단(10)은 그 저장용기(100)의 상단에 물을 일정 용량을 받기 위한 물받이부(11)와, 상기 물받이부(11)의 바닥면에 착탈 가능토록 별도 구비되어 자연 여과 방식으로 물을 여과할 뿐만 아니라, 미네랄 첨가 등의 다양한 기능을 부여하기 위한 정수필터부(12)로 구성된다.

상기 물받이부(11)는 상기 저장용기(100)보다 작은 크기로 형성되어 그 저장용기(100)를 상하 구획하는 기능과 더불어 정수할 물을 일정 용량 받아 저장하는 기능을 가지며, 정수필터부(12)는 상기 물받이부(11)에 저장된 물이 정수필터부(12)를 거쳐 여과된 상태로 저장용기(100) 내의 저장조(140)에 공급되도록 하는 기능을 하게 된다.

상기 전기분해수단(20)인 전기분해부(21)는 상기 저장조(140)에 공급된 물을 전기분해하여 산소가스 및 수소가스를 생성하는 전기분해셀이 구비되어 있다.

상기 전기분해부(21)는 도 2에 도시된 바와 같이, 모듈화되어 보다 컴팩트한 외형을 가진 것으로서, 케이스(22)에 의해 저장조(140)의 바닥에 설치된다.

상기 전기분해부(21)는 음극 챔버와 양극 챔버를 구분하는 격막으로서, 전해 에 의해 생성된 수소이온의 통로로 활용되는 멤브레인(23)과, 상기 멤브레인(23)의 상,하부에 위치하여 전해작용을 촉진시키기 위한 백금 촉매(24)와, 상기 음극 챔버에 구비되며 전원공급부(31)의 전기를 멤브레인(23)에 공급하는 음전극 단자(25) 및 양극 챔버에 구비되며 전원공급부(31)의 전기를 멤브레인(23)에 공급하는 양전극 단자(26)와, 상기 백금 촉매(24)의 상,하부에 위치하여 음전극 단자(25)와 접속되도록 구비된 음극판(27) 및 양전극 단자(26)와 접속되도록 구비된 양극판(28)과, 저장조의 물이 양극 챔버 또는 외부로 누수되지 않도록 하는 가스켓(29)을 포함하여 구성된다.

이러한 전기분해부(21)는 공급되는 물에서 산소와 수소를 분리할 수 있도록 물에 전기 에너지를 가하여 산화 및 환원반응을 일으키도록 하는 바, 양극 챔버에서는 산화반응으로 산소를 얻을 수 있고, 음극 챔버에서는 환원반응이 발생하여 수소를 얻을 수 있다.

즉, 음극 챔버에서 생성된 물은 수산화이온(OH-)이 다량 포함되며, 전기분해에 의해서 발생하는 수소가스가 용해되므로 환원성을 나타내며, 반면 양극 챔버에서 생성된 물은 수소이온(H+)이 다량 포함되며, 전기분해에 의해서 발생하는 산소가스가 용해되므로 산화 전위를 나타낸다.

이와 같이 분리된 수소 가스와 산소 가스 중, 상기 수소 가스는 음전극 단자(25)를 통해 저장조(140)로 배출 가능토록 되고, 산소 가스는 양전극 단자(26)를 통해 저장용기(100)의 바닥면을 거쳐 외부로 배출 가능토록 된다.

이로써, 상기 저장조(140)로 생성된 수소 가스가 공급되므로 저장조(140)에 저장되어 있는 물은 다량의 활성 수소가 잔류하게 되어 건강에 이로운 수소 환원수가 된다.

한편, 상기 거치스탠드(200)는 상기 저장용기(100)를 거치할 수 있는 거치홈(210)과, 상기 전기분해부(21)의 멤브레인(23)에 전해에 필요한 전기를 공급하는 전기공급수단(30)인 전원공급부(31)와, 외부 전기를 인입하여 전원공급부(31)에 연결하는 인입선(33)과, 그리고 상기 전기분해부(21)의 전원 공급상태 및 수소 환원 상태를 제어하는 제어부(34)로 구성된다.

상기 전원공급부(31)와 연결되며 상기 전기분해부(21)의 음전극 및 양전극 단자(25,26)에 탈착 가능토록 구성되어 있는 전기공급단자(32)는 거치스탠드(200)의 거치홈(210)에 연결되어 있는 적어도 2개 이상의 구성으로 되어 있으며, 상기 거치홈(210)의 바닥 중앙에 돌출되게 설치되어 상기 저장용기(100)를 거치스탠드(200)에 올려 놓을 경우, 전기분해부(21)의 음전극 및 양전극 단자(25,26)에 자동으로 전원이 연결되도록 이루어져 있다.

상기 전원공급부(31)는 외부에서 공급되는 교류를 직류로 변환하는 기능, 전기분해부(21)에 전원을 공급 또는 차단하는 기능, 일정한 전류 및 전압을 제어하는 기능 등을 갖는다. 또한 이러한 기능을 갖는 전원공급부(31)는 인입선(33)을 통하여 외부로부터 전기를 공급받게 된다.

상기 제어부(34)는 전원 연결 여부, 전기 공급 상황, 가동 시간 설정, 전기분해부(21)에서 발생하는 스케일의 생성 방지를 위한 주기적 역전압 조정 등의 기능을 갖게 된다.

이와 같은 기능을 갖는 제어부(34)는 상기 전원공급부(31)와 전기적인 정보를 주고 받으면서 전원공급부(31)를 통해 전기분해부(21)에 최적의 전기를 공급하도록 제어하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기의 작동 기능을 다음과 같다.

먼저, 저장용기(100)의 물받이부(11)에 물을 채우고, 그 저장용기(100)를 거치스탠드(200)의 거치홈(210)에 올려 놓을 경우, 물받이부(11)에 저장되어 있는 물이 정수필터부(12)를 거치면서 자연 여과되어 그 하단의 저장조(140)에 저장된다.

동시에, 거치홈(210)의 전기공급단자(32)가 자동으로 저장용기(100)에 구비된 전기분해부(21)의 음전극 및 양전극 단자(25,26)와 접촉하게 되고, 상기 전기분해부(21)의 멤브레인(23)에 전원공급부(31)에서 공급되는 전기가 인가된다.

이렇게 전기가 전기분해부(21)에 인가되면 전기분해셀은 가동되어 저장조(140)에 저장되어 있는 물을 전기분해시키게 되며, 음전극 단자(25)를 통해 저장조(140)의 물에 수소를 배출시키게 되면, 그 저장조(140)의 물은 수소 환원수로 변환된다.

한편, 물에서 전기분해되어 생성되는 산소는 양전극 단자(26)를 통해 저장용기(100)의 바닥면에 형성되어 있는 배출부(40)를 거쳐 외부로 배출된다.

제어부(34)는 전원공급부(31)가 전해 반응에 적당한 전압의 전기를 공급하도록 하는 바, 상기 제어부(34)는 저장조(140)에 배출되는 수소의 농도가 적정 농도에 이르렀을 때 전기의 공급을 차단하여 전기분해부(21)의 가동 시간을 최적으로 설정할 수 있도록 전기 공급 시간을 조정하게 되므로 안정적인 수소 환원수만이 저 장조(140)에 저장된다.

이와 같이 안정적인 수소 환원수로 생성된 물이 저장용기(100)의 저장조(140)에 저장될 경우, 사용자는 최적의 음용수만을 마실 수 있게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기의 내부 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전기분해수단의 구성을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 수소 발생용 정수기의 전기 및 신호 연결을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 정수수단 11 : 물받이부

12 : 정수필터부 20 : 전기분해수단

21 : 전기분해부 30 : 전기공급수단

31 : 전원공급부 32 : 전기공급단자

33 : 인입선 34 : 제어부

40 : 배출부

Claims (6)

1. 저장용기의 내부 상단에 물을 자연 여과식으로 정화 또는 기능화하는 정수수단;

   상기 저장용기의 내부 하단에는 자연 정화된 물을 수소 환원수로 환원토록 물을 전기분해하는 전기분해수단; 및

   상기 전기분해수단을 가동시키기 위한 전기를 공급하는 전기공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수소발생용 정수기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저장용기는 그 상단의 개구부에 별도의 뚜껑이 개폐 가능하도록 마련되고, 일측에 주둥이가 일체로 형성되며, 그 반대편 외주연에 손잡이가 형성된 것을 특징으로 하는 수소발생용 정수기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 정수수단은 그 저장용기의 상단에 물을 일정 용량을 받기 위한 물받이부;

   자연 여과 방식으로 물을 여과하며, 상기 물받이부의 바닥면에 착탈 가능토 록 별도 구비되는 정수필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 발생용 정수기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전기분해수단은 상기 저장조에 공급된 물을 전기분해하여 산소가스 및 수소가스를 생성하는 전기분해셀로 이루어진 전기분해부로 이루어지되,

   상기 전기분해부는, 전해에 의해 생성된 수소이온의 통로로 활용되며, 음극 챔버와 양극 챔버를 구분하는 격막인 멤브레인;

   상기 멤브레인의 상,하부에 위치하여 전해작용을 촉진시키기 위한 촉매;

   상기 음극 챔버에 구비되며 전원공급부의 전기를 멤브레인에 공급하는 음전극 단자 및 양극 챔버에 구비되며 전원공급부의 전기를 멤브레인에 공급하는 양전극 단자; 및

   상기 촉매의 상,하부에 위치하여 음전극 단자와 접속되도록 구비된 음극판 및 양전극 단자와 접속되도록 구비된 양극판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 발생용 정수기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전기공급수단은 저장용기를 거치할 수 있는 거치홈을 갖는 거치스탠드 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 수소 발생용 정수기.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 전기공급수단은 전기분해부의 멤브레인에 전해에 필요한 전기를 공급하는 전원공급부;

   상기 전원공급부와 연결되며, 상기 전기분해부의 음전극 및 양전극 단자에 탈착 가능한 전기공급단자;

   외부 전기를 인입하여 전원공급부에 연결하는 인입선; 및

   상기 전기분해부의 전원 공급상태와 수소 환원 상태를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 발생용 정수기.

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