KR20140101136A - 수소수 발생 장치 - Google Patents

Abstract

수소수 발생 장치는 수소수 생성부, 유량 센서, 제어부를 포함한다. 수소수 생성부는 유입되는 물에 수소를 발생시켜 수소수를 방출한다. 유량 센서는 수소수 생성부로부터 방출되는 수소수를 감지하여 물 이동 신호를 생성한다. 제어부는 유량 센서로부터 물 이동 신호를 수신하면 수소수 생성부에 전원을 공급하도록 제어한다.

Description

수소수 발생 장치{Hydrogen-Water Generator}

본 발명은 수소수 발생 장치에 관한 것으로, 상세하게는 수소수의 생성과 폐수의 배출을 자동 제어할 수 있는 수소수 발생 장치에 관한 것이다.

수소수는 항산화 기능의 척도인 산화/환원 전위값(ORP)이 - 수십 내지 수백 mV로 매우 낮다. 일반적인 전해 이온수의 경우에는 산화/환원 전위값을 -50 mV 이하로 낮추기가 쉽지 않은 점을 고려하면, 수소수의 항산화 능력은 탁월하다.

이와 같이 수소수의 항산화 능력이 뛰어나기 때문에, 수소수를 만드는 장치가 다수 개발되고 있다. 그 중 하나로서 특허공개 제10-2011-0052404호(수소수 냉온수기 및 수소수 정수기)가 있다.

특허공개 제10-2011-0052404호의 수소수 정수기는 필터부, 저수조, 온수조, 냉수조, 전해조, 용존관, 펌프, 제어부 등을 포함하고 있다.

상수도 시설을 통해 댁내로 유입되는 수돗물을 필터부를 통해 정화하고, 정화된 물의 일부는 저수조로 보내고, 나머지는 수소 발생 장치인 전해조로 보내진다. 저수조로 보내진 정수는 하부에 위치하는 온수조와 냉수조로 분리 공급된다.

전해조로 보내진 정수는 전기 분해되어 수소와 산소가 만들어진다. 전해조는 2개 이상의 전극 사이에 격막을 두고 있으며, 음극에서 생성되는 수소를 펌프로 보내고, 양극에서 생성되는 산소를 대기 중으로 방출한다.

펌프로 보내진 수소는 냉수조에서 공급되는 냉수와 섞여 용존관으로 보내지고, 용존관의 수소수는 냉수조로 다시 보내진다. 이후, 사용자가 냉수조에 연결된 냉수소수 방출구를 개방하면, 냉수조에 저장된 냉수소수가 외부로 방출된다.

제어부는 전해조에 공급되는 전압 또는 전류, 그리고 펌프의 동작을 제어한다.

그런데, 이러한 종래의 수소수 발생 장치에서, 제어부는 전해조에 연속적으로 전력을 공급하는 구성이다. 즉, 수소수를 생성할 필요가 없는 시간에도 전해조에는 전원이 공급되어, 전력 모소가 발생하고 있다.

또한, 수소수를 사용하지 않고 오래 보관하게 되면 물에 특유의 비린내가 날 수 있는데, 이 경우 종래의 수소수 발생 장치에서는 사용자가 수소수를 먹기 전에 한컵 정도를 버리는 형태로 해결하고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 수소수 발생 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

첫째, 수소수를 사용하는 경우에만 수소수가 생성되도록 하여 전력 소모를 줄이고,

둘째, 수소수 발생 장치를 장시간 사용하지 않는 경우에도 사용자가 물비린내를 느끼지 않는, 수소수 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수소수 발생 장치는 수소수 생성부, 유량 센서, 제어부 등을 포함하여 구성된다.

수소수 생성부는 유입되는 물에 수소를 발생시켜 수소수를 방출한다.

유량 센서는 수소수 생성부로부터 유출되는 수소수를 감지하여 물 이동 신호를 생성한다.

제어부는 유량 센서로부터 물 이동 신호를 수신하면 수소수 생성부에 전원을 공급하도록 제어한다.

본 발명의 수소수 발생 장치는 유입되는 물을 정수하여 수소수 생성부로 방출하는 필터부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 수소수 발생 장치는 유입되는 물이 필터부로 이동하는 것을 제어하는 잠금 밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 수소수 발생 장치는 수소수 생성부로부터 폐수 배출구로 이동하는 폐수의 이동을 제어하는 폐수 방출 밸브를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부는 소정 시간 동안 유량 센서로부터 물 이동 신호를 수신하지 않으면, 폐수 방출 밸브를 소정 시간 개방하여 폐수를 배출하도록 제어한다.

본 발명의 수소수 발생 장치는 수소수 생성부에서 방출되는 수소수의 물비린내를 제거하는 여과 필터를 더 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 수소수 발생 장치에 의하면, 수소수를 사용하는 경우에만 수소소 생성부에 전원이 공급되어 전력이 소모되므로 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 수소수 발생 장치에 의하면, 수소수 발생 장치를 장시간 사용하지 않는 경우에도 여과 필터나 소정량 배출을 통해 물 비린내를 제거할 수 있어, 사용자는 언제나 물 비린내가 나지 않는 수소수를 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제1 실시예를 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제2 실시예를 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제3 실시예를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제4 실시예를 보여주는 구성도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제1 실시예를 보여주는 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 수소수 발생 장치는 필터부(10), 수소수 생성부(20), 유량 센서(30), 수소수 배출 밸브(40), 제어부(50) 등을 포함하여 구성된다.

필터부(10)는 외부로부터 공급되는 물, 예를들어 수돗물을 정화한 후 정수를 수소수 생성부(20)로 방출한다.

필터부(10)는 사용 용도에 따라 특정 기능의 필터들을 조합하여 사용한다. 필터를 기능에 따라 분류하면, 모래, 흙, 녹찌거기 등을 제거하는 침전(SED) 필터, 염소, 프로할로메탄, 냄새 등을 제거하는 전처리(PRE)카본 필터, 각종 중금속 유기화학 물질을 제거하는 중공사막(UF) 멤브레인 필터, 나권형(CSM) 3구 멤브레인 필터, 또는 역삼투(RO) 멤브레인 필터, 물맛을 좋게 하고 가스나 냄새 등을 제거하는 후처리(POST) 카본 필터 등이 있다. 일반적으로, 가정용 필터는 침전 필터, 전처리 카본 필터, 중공사막 멤브레인 필터, 후처리 필터, 기능성 필터 등을 차례로 연결하여 사용한다.

수소수 생성부(20)는 필터부(10)로부터 유입되는 정수에 수소를 발생시켜 수소수를 생성한 후 방출한다.

수소수 생성부(20)는 전해 부재, 물때 방지 부재, 가스 배출 부재로 구성되는 프레임과, 프레임의 상부로 연통하는 유입구 및 프레임의 하부로 연통하는 유출구, 그리고 프레임의 상부에 연결되는 제1 전압 라인 및 프레임의 하부에 연결되는 제2 전압 라인 등을 포함하여 구성된다.

전해 부재는 전체 프레임의 중앙에 위치하고, 전해 부재의 외측에는 유입구, 유출구, 제1,2 전압 라인 등이 구비된다.

물때 방지 부재는 전해 부재의 양쪽에 결합되며, 물때 방지 부재와 전해 부재는 서로 밀폐되어 외부로 물이 새지 않는다.

가스 배출 부재는 물때 방지 부재의 외측에 각각 결합되며, 가스 배출 부재와 물때 방지 부재는 서로 밀폐되어 외부로 물이 새지 않는다.

가스 배출구는 가스 배출 부재의 일측에 구비되며, 전해 부재에서 전기 분해로 생성되어 가스 배출 부재의 내부에 모인 가스를 외부로 배출한다.

유입구는 외부로부터 공급되는 수돗물을 전해조 내부로 안내하는 것으로, 물 전기 분해의 효율을 높이기 위해서 보통 전해 부재에 구비되며, 또한 물 흐름상 전해 부재의 상부에 위치한다.

유출구는 전해 부재에서 전기 분해된 물을 외부로 안내하는 것으로, 물 흐름상 전해 부재의 하부에 위치한다.

제1 전압 라인은 전해 부재 내에 구비되는 양극 부재에 연결되고, 제2 전압 라인은 전해 부재 내에 구비되는 음극 부재에 연결된다.

또한, 제1 전압 라인 또는 제2 전압 라인에는 전압 차단 부재가 더 설치될 수 있으며, 전압 차단 부재는 제어부(50)에 의해 제어될 수 있다.

유량 센서(30)는 수소수 생성부(20)로부터 수소수 배출구로 이동하는 수소수를 감지하여 물 이동 신호를 생성한다.

유량 센서(30)는 그 원리에 따라 차압(差壓)식, 용적(容積)식, 익차(翼車)식, 면적(面積)식 등의 다양한 종류로 나누어진다. 차압식은 흐름 중에 배치한 장해물의 앞 뒤 압력차를 측정해서 유량을 구하는 것으로 관을 흐르는 연속 유량을 측정하는데 사용된다. 용적식은 일정시간 흐르는 체적 유량을 이미 알고 있는 용적의 질량에 의해 측정하는 방법으로 정밀도가 높아 거래용 계기로 사용된다. 익차식은 유체 중에 회전 날개를 집어넣어 액체의 흐름에 의해 날개를 회전시켜 회전속도에서 유량을 구하도록 한 것이다. 면적식은 압력차가 일정하게 되도록 면적을 변화시키는 것이다.

이러한 여러 방식을 적용할 수 있는 본 발명의 유량 센서(30)는 관을 통과하는 수소수의 양을 정확히 측정할 필요는 없으며, 단지 수소수가 관을 이동하는 것을 감지하면, 유량 센서(30)는 곧바로 물 이동 신호를 생성하여 제어부(50)로 전송한다.

수소수 배출 밸브(40)는 수소수 발생 장치의 배출 밸브를 말하며, 예를들어 수동 또는 자동으로 회전시켜 관 내부의 통로를 개폐하는 수단이면 어느 것을 사용하여도 좋다.

제어부(50)는 유량 센서(30)로부터 물 이동 신호를 수신하면 수소수 생성부(20)에 전원을 공급하도록 제어하여 수소수 생성부(20)가 수소수를 생성하게 한다. 이 경우, 제어부(50)는 수소수 생성부(20)에 구비되는 전원 차단 부재를 제어하여 제1 전압 라인 또는 제2 전압 라인으로 공급되는 전원을 차단하는 방식으로 수소수 생성부(20)를 제어할 수 있다. 한편, 수소수 생성부(20)에 전력을 공급하는 전원 공급 장치를 별도로 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(50)는 전원 공급 장치를 제어하여 수소수 생성부(20)에 전력이 공급되는 것을 제어할 수 있다. 어떤 방식을 사용하든, 수소수 생성부(20)에 전력을 공급하는 것은 동일하며, 따라서 이러한 방식을 모두 포함하는 개념으로, 제어부(50)가 수소수 생성부(20)의 전원 공급을 제어한다라고 표현한다.

도 2는 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제2 실시예를 보여주는 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 실시예는 도 1의 제1 실시예에서 폐수를 방출하기 위한 폐수 방출 밸브(60)를 더 포함하여 구성된다.

수소수 생성부(20)에서 생성된 수소수를 오래 사용하지 않고 고인 상태로 두면 물맛이 떨어지거나 물비린내가 날 수 있다. 따라서, 수소수 생성부(20) 내에 고인 물을 외부로 방출하여 버릴 필요가 있다.

폐수 방출 밸브(60)는 제어부(50)에 의해 불규칙적으로 개폐된다. 예를들어, 제어부(50)는 소정 시간, 예를들어 1시간 동안 유량 센서(30)로부터 물 이동 신호를 수신하지 못하면, 제어부(50)는 폐수 방출 밸브(60)를 소정 시간, 예를들어 3초 동안 개방하여 수소수 생성부(20)에 고인 물을 폐수 배출구를 통해 외부로 방출한다. 보통 수소수를 1~3시간 동안 고인 상태로 두면 수소수에 물비린내가 나기 시작하기 때문에 수소수가 1시간 정도 고인 상태를 유지하면 해당 수소수를 방출하여 버리는 것이 바람직하다. 한편, 3초의 배출 시간은 수소수 생성부(20)의 체적에 따라 달라질 수 있으나 보통 3초 동안 배출하면 수소수 생성부(20) 내에 고인 물을 거의 배출할 수 있다.

폐수 방출 밸브(60)는 제어부(50)에 의해 전기적으로 제어될 수 있는 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 솔레노이드는 도선을 촘촘하게 원통형으로 말아 만든 기구를 말한다. 솔레노이드에 전류가 흐르면 자기장이 형성되고, 그 결과 근처의 철제 물체에 인력 또는 척력을 발생시킨다. 이를 이용하면, 관의 개폐를 전기적 신호로 제어할 수 있는 밸브를 만들 수 있다. 정수기에 쓰이는 자동 냉, 온수 잠금 장치는 보통 이러한 솔레노이드 밸브를 사용한다.

도 2에서, 다른 구성요소들은 도 1의 제1 실시예와 동일하므로, 다른 구성요소들에 대한 상세한 설명은 도 1의 관련 설명으로 갈음한다.

도 3은 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제3 실시예를 보여주는 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제3 실시예는 도 1의 제1 실시예의 구성에 더하여, 수소수 생성부(20)에서 방출되는 수소수에서 물비린내를 제거하기 위한 여과 필터(70)를 더 포함하고 있다.

수소수 생성부(20)에서 생성된 수소수를 오래 사용하지 않고 고인 상태로 두면 물맛이 떨어지거나 물비린내가 날 수 있고, 이 때문에 사용자는 수소수 배출구를 통해 배출되는 수소수의 처음 일정량을 버리는 수고를 하게 된다.

그러나, 도 3에 도시한 바와 같이, 수소수 생성부(20)의 뒤에 물비린내를 제거하는 여과 필터(70)를 설치하면, 사용자는 수소수 배출구를 통해 배출되는 수소수의 처음 일정량을 버리는 수고를 덜 수 있다.

물에서 비린내가 나는 것은 일반적으로 물 속에 포함된 철 성분에 의한 것으로 알려져 있으나, 철 외의 다른 미네랄 성분이 원인일 수도 있다. 또한, 전기 분해로 인해 비린내가 나는 경우도 있다. 따라서, 본 발명의 여과 필터(70)는 물비린내를 발생시키는 철 등의 특정 미네랄 성분을 제거하며, 예를들어 냄새 제거 등의 목적으로 널리 사용되는 카본 필터를 사용할 수 있다.

도 3에서, 다른 구성요소들은 도 1의 제1 실시예와 동일하므로, 다른 구성요소들에 대한 상세한 설명은 도 1의 관련 설명으로 갈음한다.

도 4는 본 발명에 따른 수소수 발생 장치의 제4 실시예를 보여주는 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제4 실시예는 도 2의 제2 실시예와 도 3의 제3 실시예를 결합하고, 덧붙여 외부로부터 공급되는 수돗물이 필터부(10)로 이동하는 것을 선택적으로 차단하는 잠금 밸브(80)를 더 포함하고 있다.

잠금 밸브(80)는 수동 또는 자동으로 회전하면서 관 내부의 통로를 개폐하고 그 결과 수돗물이 선택적으로 통과되도록 하는 수단이면 어느 것을 사용하여도 좋다.

도 4에서, 다른 구성요소들은 제1,2,3 실시예의 대응 구성요소와 동일하므로, 다른 구성요소들에 대한 상세한 설명은 도 1,2,3의 관련 설명으로 갈음한다.

이상 본 발명을 여러 실시예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 통상의 기술자라면, 본 실시예를 기초하여 다양한 변형이나 수정을 가할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 아래의 청구범위에 의하여 결정되어야 하며, 통상의 기술자가 행하는 변형이나 수정은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

10 : 필터부 20 : 수소수 생성부
30 : 유량 센서 40 : 수소수 배출 밸브
50 : 제어부 60 : 폐수 방출 밸브
70 : 여과 필터 80 : 잠금 밸브

Claims (5)

1. 수소수 발생 장치에 있어서,
   유입되는 물에 수소를 발생시켜 수소수를 방출하는 수소수 생성부;
   상기 수소수 생성부로부터 유출되는 수소수를 감지하여 물 이동 신호를 생성하는 유량 센서;
   상기 유량 센서로부터 상기 물 이동 신호를 수신하면 상기 수소수 생성부에 전원을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소수 발생 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유입되는 물을 정수하여 상기 수소수 생성부로 방출하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소수 발생 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유입되는 물이 상기 필터부로 이동하는 것을 제어하는 잠금 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소수 발생 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수소수 생성부로부터 폐수 배출구로 이동하는 폐수의 이동을 제어하는 폐수 방출 밸브를 더 포함하고,
   상기 제어부는 소정 시간 동안 상기 유량 센서로부터 상기 물 이동 신호를 수신하지 않으면, 상기 폐수 방출 밸브를 소정 시간 개방하여 폐수를 배출하는 것을 특징으로 하는, 수소수 발생 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수소수 생성부에서 방출되는 수소수의 물비린내를 제거하는 여과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소수 발생 장치.

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