KR20160017189A

KR20160017189A - 누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치

Info

Publication number: KR20160017189A
Application number: KR1020140098509A
Authority: KR
Inventors: 김서곤; 현 허
Original assignee: 주식회사 솔고 바이오메디칼
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-16
Also published as: KR101606805B1

Abstract

본 발명은 수소수 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전원 인가에 의하여 작동하는 수소 발생 유닛이 발생하는 수소를 이용하여 제조 장치에 삽입된 물병 내부에 수용된 물을 수소수로 만들되, 만들어진 수소수를 음용하고자 삽입된 물병을 제조장치로부터 탈거할 경우 제조장치 내부에 잔여된 물이 외부로 누수되는 것을 방지하는 누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치에 관한 것이다.

Description

누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치{Portable type producing apparatus for hydrogen water having a cap to prevent leakage of water}

일반적으로, 수소수란 높은 용존량으로 수소가 용해된 물을 가리킨다.

이러한 수소수는 용존된 수소가 활성산소인 하이드록실 래디칼(hydroxyl radical)을 제거하는 항산화작용을 함으로써 노화를 방지하고 당뇨병, 고혈압, 동맥경화, 암, 치매를 예방하는데 도움을 주며, 피부미용, 다이어트, 피로회복, 성기능 개선, 운동능력 향상, 면역력 강화, 숙취 해소에 효과가 있다고 보고되고 있다.

상기와 같은 수소수를 제조할 수 있는 장치로서 종래 공지된 기술을 살펴보면, 대한민국 특허공개 제 10-2011-39647 호의 전해수소수 생성장치, 대한민국특허제 1076631 호의 수소수 제조장치, 대한민국특허 제 995713 호의 전기분해용 전극조립체, 이를 구비한 산소수소발생기 및 이를 구비한 수소수제조장치, 대한민국 특허 제 1250470 호의 용존 수소수 제조장치의 기술이 공지되어 있다.

그러나, 상기와 같은 공지기술들은 수소수를 제조하기 위한 전해조와 유체순환장치와 같은 부품이 설치됨으로써 비교적 부피가 크며 복잡한 구조를 가진다.

이에 본 발명 출원인은 시중에서 용이하게 구할 수 있는 통상의 생수병과 같은 물병을 직접 삽입시켜 생수병 내부에 수용된 물을 수소수로 만들 수 있는 휴대형 수소수 제조장치를 대한민국 특허출원 제 10-2014-3874 호로 출원한 바 있다.

상기의 본 발명 출원인의 선출원의 수소수 제조장치는 물병을 뒤집어 주둥이의 배출구 부분을 삽입시킨 후 장치를 작동시켜 물병 내부의 물을 수소수로 만든 후, 만들어진 수소수를 음용하고자 물병을 탈거할 경우에는 장치를 거꾸로 뒤집은 후 물병을 탈거하는 구성이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 간단한 구조를 가지면서도 휴대성이 우수한 수소수 제조장치를 제공하되 물병 탈거시의 누수 현상을 방지할 수 있는 휴대형 수소수 제조장치의 구성을 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치는, 전원 인가에 의하여 작동하는 수소 발생 유닛이 발생하는 수소를 이용하여 제조 장치에 삽입된 물병 내부에 수용된 물을 수소수로 만들되, 만들어진 수소수를 음용하고자 삽입된 물병을 제조장치로부터 탈거할 경우 제조장치 내부에 잔여된 물이 외부로 누수되는 것을 방지하는 누수방지용 캡을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명 누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치는 제조 장치로부터 물병을 탈거할 경우 누수방지용 캡에 의하여 장치에 잔여되어 있던 물이 외부로 누수되는 것을 방지할 수 있으므로 휴대성이 보다 향상된 효과가 있다.

나아가, 케이스에 내장된 충전가능한 배터리에 의하여 물을 전기분해시키는 간단한 구조로 되어 있으며, 상부의 삽입구를 통하여 전용 물병뿐만 아니라 시판중인 생수병을 삽입하여 수소수를 생성할 수 있으므로, 시간과 장소에 구애받지 않고 간편하게 수소수를 제조하여 음용할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 케이스 내부에 수소수 발생부를 일체화시킴으로써 수소수 제조장치를 소형화시킨 장점을 가지는 매우 진보한 발명인 것이다.

도 1 은 본 발명 수소수 제조장치의 사시도,
도 2 는 본 발명 수소수 제조장치의 단면도,
도 3 은 본 발명 수소수 제조장치의 분해사시도,
도 4 는 본 발명 수소수 제조장치의 작동상태도,
도 5 는 본 발명 수소수 제조장치의 물병 탈거시의 사용상태도,
도 6 은 본 발명 수소수 제조장치의 마개 장착시의 사시도,
도 7 은 본 발명 수소수 제조장치의 마개 장착시의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 누수방지용 캡을 가진 휴대형 수소수 제조장치의 구성을 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명 수소수 제조장치의 사시도, 도 2 는 본 발명 수소수 제조장치의 단면도, 도 3 은 본 발명 수소수 제조장치의 캡을 분리한 상태의 분해사시도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명 수소수 제조장치(1)는 상부에 누수방지용 캡(20)을 결합시키되 병의 배출구(110) 부분을 삽입시키는 관통구(13)가 형성되며 외주면에 스위치(30)와 표시기(40) 및 전원입력단자(50)를 설치한 케이스(10)를 가진다.

상기 케이스(10)는 가볍고 내구성이 우수한 플라스틱 재질인 것이 바람직하며, 상기 관통구(13)는 시판되는 통상의 물병의 배출구(주둥이)가 삽입될 수 있는 길이와 직경을 가진다.

도 2 의 단면도 및 도 3 의 분해사시도를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 본 발명 수소수 제조장치(1)의 케이스(10) 상부에 결합되는 캡(20)은 원형의 링의 형상으로서, 중앙에 물병(100)을 거꾸로 뒤집은 상태에서 배출구(110) 부분이 삽입되는 삽입구(21)가 형성되고, 삽입구(21)의 외주에는 수직 하방으로 절곡된 플렌지(22)가 형성되고, 삽입구(21)의 내벽면은 하방으로 경사지게 좁아지는 경사면(23)을 형성하다가 말단이 수직으로 절곡된 연장면(24)을 이루고 있다.

이러한 상기의 캡(20)이 결합되는 케이스(10)는 원통형의 형상을 가진 것으로서, 상부에 상기 캡(20)의 플렌지(22)가 억지끼움 방식으로 결합되어 플렌지(22)의 말단이 걸려지는 걸림턱(15)을 가진 테두리(11)가 형성되고, 상기 테두리(11)를 형성한 케이스(10)의 상면(12)의 중앙에 상기 캡(20)의 삽입구(21)로 삽입된 물병(100)의 배출구(110)가 진입되어 내삽 고정되는 관통구(13)가 형성된다.

이를 위하여, 상기 관통구(13)의 내벽면에는 나사산(14)이 형성되어 내삽된 물병(100)의 배출구(110)에 형성된 나사산과 치합되어 상호 결합된다.

이때, 상기와 같이 케이스(10)의 테두리(11) 부분에 캡(20)이 결합되면 상기 캡(20)의 경사면(23)과 연장면(24)의 외벽과 케이스(10)의 테두리(11) 및 상면(12)과의 사이에 소정 부피의 공간부(S)가 형성된다.

상기의 공간부(S)는 후술할 물병(100)을 케이스(10)의 관통구(13)로부터 추출하여 캡(20)의 외부로 완전히 탈거하기 위하여 케이스(10)을 캡(20)이 하방을 향하도록 뒤집을 경우 케이스(10)의 내부에 잔여되어 있던 물이 캡(20)의 삽입구(21)를 통하여 누수되지 않도록 물을 임시 수용하는 공간으로 이용된다.

또한, 상기 케이스(10)의 바닥면을 차폐하는 플레이트(plate)(70)가 형성되고, 상기 플레이트(70) 상에 후술할 수소발생기(80)로 전원을 인가하는 배터리(60)가 거치되고, 배터리(60)에는 한쌍의 전선(61)이 각각 결선되어 상기 수소발생기(80)의 일측 전극(81)과 타측 전극(82)에 수소발생기 작동용 전원을 공급한다.

그리고, 상기 플레이트(70)의 상부에 고정되는 지지대(72)상에 수소발생기(80)가 설치되어 상기 관통구(13)로 진입한 물병(100)의 배출구(110)로부터 배출되는 물이 수소발생기(80)에 접촉된다.

또한, 상기 수소발생기(80)와 물병(100)의 배출구(110) 접촉시 수소발생기(80)의 하단으로 물이 누수되지 않도록 밀폐하는 오링(71)이 상기 수소발생기(80)의 상측으로 게재된다.

아울러, 상기 배터리(60)는 배터리(60)의 전원을 단속하는 스위치(30)와, 전원 인가 여부를 표시하는 표시기(40) 및 배터리(60)를 충전시키기 위한 외부 전원을 입력하는 전원입력단자(50)와 연결된다. 본 발명 실시예의 배터리(60)는 대략 3.5V~12V 에서 1A~10A 의 전류를 지속적으로 공급할 수 있도록 설계되었다.

상기 표시기(40)는 통상의 미니 전구나 발광다이오드램프(LED)를 채용함이 바람직하다.

그리고, 미도시되었으나 상기 케이스(10) 내부에는 상기 배터리(60)의 전원인가와 충전 및 표시기(40)의 발광 및 스위치(30)의 작동을 위한 주변회로를 실장하고 있으며 이러한 주변회로는 통상의 회로를 채용하면 되므로 상세한 설명을 생략한다.

상기 수소발생기(80)는 캡(20)의 삽입구(21)로 내삽되어 케이스(10)의 관통구(13)를 통하여 진입한 물병(100)의 배출구(110)가 접촉된 상태에서 배터리(60)로부터 전원이 인가되면 물병(100)에 수용된 물을 전기분해하여 수소를 생성시키는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 물병(100)의 배출구(110)와 대향하는 측에 일측 전극(81)을 배치하고, 상기 일측 전극(81)의 대향면에 타측 전극(82)을 배치하되 상기 일측 전극(81)과 타측 전극(82) 사이에 격막(83)이 게재된 구성이다.

상기 일측 전극(81)과 상기 타측 전극(82)은 수소의 확산이 용이하고 허용전류밀도가 높은 일종의 촉매 전극이며, 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예에서는 상기 격막(83) 상부의 일측 전극(81)으로서 백금 전극을 이용하고, 상기 격막(83) 하부의 타측 전극(82)으로서 이리듐 전극을 이용함으로써 타측 전극(82)이 양극을 형성하고 일측 전극(81)이 음극을 형성한다.

따라서, 전기분해시 일종의 촉매 역할을 하는 일측 전극(81)과 타측 전극(82)에 의하여 물분자가 이온화 분해되면서 수소 이온이 양극인 타측 전극(82)으로부터 격막(83)을 통과하여 음극인 일측 전극(81)으로 전달되어 관통구(13)로 진입한 물병(100)의 배출구(110)를 통하여 물병(100)의 수용된 물로 상승이동하면서 물에 용해된다. 이러한 격막(83)을 채용한 물의 전기분해 구조는 공지된 통상의 구조이다.

한편, 상기 케이스(10) 내부에 압력센서를 실장하여 물병(100)이 내삽된 경우의 물의 양을 감지하거나, 케이스(10) 내부에 기울기센서를 실장하여 케이스(10)가 기울어진 정도를 감지하거나, 관통구(13)의 하부 또는 내주면에 수위센서를 실장하여 물병(100)에 수용된 물의 존재 여부를 센싱하게 할 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 수소수 제조장치(1)의 작동을 설명한다.

도 4 는 본 발명 수소수 제조장치의 작동상태도, 도 5 는 본 발명 수소수 제조장치의 물병 탈거시의 사용상태도이다.

먼저, 도 4 를 참조하면, 먼저 본 발명 수소수 제조장(1)의 케이스(10)를 평면에 거치한 상태에서 케이스(10)의 상부에 결합된 캡(20)의 삽입구(21)로 물(W)을 수용한 상태의 물병(100)의 배출구(주둥이)(110) 부분을 내삽시킨다.

이때, 내삽된 상태의 물병(100)의 배출구(110) 부분이 삽입구(21)를 통과하여 캡(20) 하단부의 케이스(10)의 관통구(13)로 진입하면서 배출구(110)의 외주면에 형성된 나사산이 관통구(13)의 내벽에 형성된 나사산(14)과 치합되면서 물병(100)이 케이스(10)에 수직한 상태로 삽입 고정되게 된다.

이러한 상태에서 상기 수소발생기(80)의 일측 전극(81) 부분이 물병(100)의 배출구(110)와 접촉하게 되고, 수소발생기(80)의 상측에 형성된 오링(71)에 의하여 물병(100)의 물(W)이 배출구(110)를 통하여 장치의 하단부로 누수되는 것을 방지하게 된다.

이어서, 물병(100)에 수용된 물(W)은 수소발생기(80)의 일측 전극(81)과 접촉되며, 사용자가 스위치(30)를 ON 상태로 전환시키면 표시기(40)가 발광되면서 전원 인가 상태임을 나타내며, 내장된 배터리(60)의 전원이 전선(61)을 통하여 일측 전극(81)과 타측 전극(82)으로 인가된다.

그러면, 물병(100)에 수용된 물(W)은 하방으로 배출되되 수소발생기(80)의 일측 전극(81)과 타측 전극(82)을 통하여 인가되는 전압에 의하여 물분자의 이온화 분해가 이루어진다.

이때, 일종의 촉매전극 기능을 하는 일측 전극(81)과 타측 전극(82)에 의하여 물분자가 이온화 분해되면서 수소 이온이 양극인 타측 전극(82)으로부터 고분자 재질의 격막(83)을 통과하여 음극인 일측 전극(81)으로 전달되어 관통구(13)에 내삽 고정된 물병(100)의 배출구(110)를 경유하여 물병(100) 내부에 수용된 물(W)로 상승이동하고 기포(H2)를 형성하면서 물에 용해되면서 물병(100)에 수용된 물(W)을 높은 수소 용존량을 가진 수소수로 만들게 된다.

본 발명 발명자의 시험결과 본 발명 실시예의 수소수 제조장치는 배터리(60)의 입력전압 3.5V~12V, 입력전류 1A~10A 의 조건하에서 600ppb~1600ppb 사이의 고농도의 수소 용존량을 가지는 수소수를 제조할 수 있었다.

이후, 물병(100)에 수용된 물이 수소수로 변환되면, 스위치(30)를 OFF 시키고 관통구(13) 및 삽입구(21)를 통하여 장치에 고정되어 있던 물병(100)을 탈착시켜 수소수를 음용하면 된다.

이때, 도 5 의 사용상태도에 도시된 바와 같이, 사용자가 수소수를 음용하기 위하여 물병(100)을 탈착시키고자 케이스(10)를 캡(20)이 하방을 향하도록 뒤집을 경우(케이스(10)를 뒤집어서 물병(100)을 추출하지 않으면 물병(100)을 탈거함과 동시에 물병(100)에 수용된 물이 하방으로 배출되면서 수소수의 손실이 커지게 된다), 케이스(10)의 내부에 잔여되어 있던 물(W)이 상기 캡(20)의 경사면(23)과 연장면(24)의 외벽과 케이스(10)의 테두리(11) 및 상면(12)과의 사이에 형성된 공간부(S)로 유동되어 공간부(S)에 임시 수용되면서 캡(20)의 외부로 물이 누수되지 않게 된다.

따라서, 물병(100) 탈거시의 물의 누수 현상이 미연에 방지됨으로써 수소수 제조장치의 휴대성을 보다 제고시킬 수 있게 되었다.

또한, 상기와 같이 작동하는 본 발명 수소수 제조장치(1)는 케이스(10)의 내부에 배터리(60)가 내장되어 외부 전원에 의존하지 않고 독립적으로 작동이 가능하고, 케이스(10)의 내부에 내장된 수소발생기(80)에 의하여 수소를 발생시키는 소형화된 구조로서 휴대성이 매우 탁월하며, 사용도 간편하다는 장점을 수득하였다.

한편, 본 발명 수소수 제조장치(1)는 도시된 바와 같이, 케이스(10)의 외주면에 부설된 전원입력단자(50)에 전원연결용 잭(51)을 연결하고 연결선(52)에 부설된 콘센트(미도시)를 통상의 가정용 전원에 연결하여 내장된 배터리(60)를 충전할 수 있다.

나아가, 본 발명 수소수 제조장치(1)는 배터리(60)의 충전과는 별도로 케이스(10) 내부에 통상의 정전압회로(미도시)를 부설하고, 통상의 외부 상용 전원을 정전압회로에 공급하여 필요 전원을 인가할 수도 있다.

또한, 도 6 에 도시된 바와 같이 상기와 같이 작동되는 본 발명 휴대형 수소수 제조장치는 사용자가 가방이나 핸드백 내부에 휴대할 경우 케이스(10)의 내부에 잔존하는 물이 누수되는 것을 완전하게 방지하기 위하여, 상기 캡(20)의 삽입구(21)로 내삽되어 고정되는 마개(90)를 더 구비할 수 있다.

도 7 은 본 발명 수소수 제조장치의 마개 장착시의 단면도로서, 상기 마개(90)는 상부의 헤드(91)와 헤드(91)로부터 하방으로 돌출 형성된 결합구(92)로 이루어져 있으며, 상기 결합구(92)의 외주면에는 나사산(93)이 형성되어 상기 케이스(10)의 내부에 형성된 관통구(13)의 나사산(14)과 치합되어 상호 결합되게 된다.

본 발명의 휴대형 수소수 제조장치는 상기와 같은 마개(90)를 더 구비함에 따라서 물의 누수 가능성을 완전히 해소함으로써 본 발명 수소수 제조장치의 휴대성을 보다 극대화시키고 사용자의 편의성을 제고시킬 수 있게 되었다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 수소수 제조장치
10; 케이스
20; 캡
30; 스위치
40; 표시기
50; 전원입력단자
60; 배터리
70; 플레이트
80; 수소발생기
90; 마개
100; 물병
110; 배출구
W; 물 H₂: 수소

Claims

수소수 제조장치에 있어서,
상부에 캡(20)을 결합시키는 테두리(11)를 형성하되 상기 테두리(11)를 형성한 케이스(10)의 상면(12)의 중앙에 물병(100)의 배출구(110)가 내삽되는 관통구(13)를 형성한 케이스(10);
중앙에 삽입구(21)가 형성되고, 삽입구(21)의 외주에 상기 테두리(11)와 결합되도록 절곡된 플렌지(22)가 형성되고, 삽입구(21)의 내벽면은 하방으로 경사지게 좁아지는 경사면(23)을 형성한 캡(20);
상기 케이스(10)의 바닥면을 차폐하는 플레이트(70);
상기 플레이트(70) 상에 거치된 수소발생기(80)로 전원을 인가하는 배터리(60);
상기 플레이트(70)의 상부에 고정되는 지지대(72) 상에 설치되되 일측 전극(81)과 타측 전극(82)이 형성되고, 상기 일측 전극(81)과 타측 전극(82) 사이에 격막(83)이 게재되어 상기 배터리(60)의 전원 인가에 따라서 상기 캐이스(10)에 내삽된 물병(100)에 수용된 물에 용해될 수소를 발생시키는 수소발생기(80); 를 포함하여 구성되고,
상기 케이스(10)에 상기 캡(20)이 결합되면 상기 캡(20)의 경사면(23)과 케이스(10)의 상면(12)과의 사이에 공간부(S)가 형성되는 구성의 휴대형 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수소발생기(80)와 물병(100)의 배출구(110) 접촉시 상기 수소발생기(80)의 하단으로 물이 누수되지 않도록 상기 수소발생기(80)의 상측에 게재되는 오링(71); 을 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 휴대형 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 일측 전극(81)으로서 백금 전극을 이용하고, 상기 타측 전극(82)으로서 이리듐 전극을 이용하는 구성을 특징으로 하는 휴대형 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캡(20)의 말단은 경사면(23)으로부터 수직으로 절곡되어 연장면(24)을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 휴대형 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리(60)는 전원을 단속하는 스위치(30)와, 전원 인가 여부를 표시하는 표시기(40)와, 배터리(60)를 충전시키기 위한 외부 전원을 입력하는 전원입력단자(50)와 각각 연결되는 구성을 특징으로 하는 휴대형 수소수 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스(10) 내부에 정전압회로를 부설하고, 외부 전원을 정전압회로에 공급하여 필요 전원을 인가하는 구성을 특징으로 하는 휴대형 수소수 제조장치.