KR20160047654A - 수소수 음용을 위한 컵 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소수를 음용하기 위한 컵에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상부의 개구를 가진 용기와, 상기 용기에 설치되어 용기에 수용된 물을 이용하여 수소를 발생시키는 수소발생유닛을 가지는 컵부와, 상기 컵부의 하부에 결합되며 상기 수소발생유닛으로 전원을 인가하는 제어모듈을 가지는 받침부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵에 관한 것이다.

Description

수소수 음용을 위한 컵{Cup for drinking a hydrogen water}
본 발명은 수소수를 음용하기 위한 컵에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상부의 개구를 가진 용기와, 상기 용기에 설치되어 용기에 수용된 물을 이용하여 수소를 발생시키는 수소발생유닛을 가지는 컵부와, 상기 컵부의 하부에 결합되며 상기 수소발생유닛으로 전원을 인가하는 제어모듈을 가지는 받침부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵에 관한 것이다.
상기의 수소수란 높은 용존량으로 수소가 용해된 물을 가리키는 것으로서, 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.
이러한 수소수를 제조할 수 있는 장치로서 종래 기술로서는, 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 있으나, 상기와 같은 공지기술들은 수소수를 제조하기 위한 전해조와 유체순환장치와 같은 부품이 설치됨으로써 비교적 부피가 크며 복잡한 구조로서 사용자가 휴대용으로 사용하기에 어려움이 있는 기술들이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 큰 부피와 설비가 요구되는 종래의 수소발생장치의 구성을 탈피하여, 소형화된 작은 몸체를 가지면서도 사용자가 편리하게 수소수를 음용할 수 있도록 이루어진 수소수 음용을 위한 컵의 구성을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 수소수 음용을 위한 컵의 구성은, 상부의 개구를 가진 용기와, 상기 용기에 설치되어 용기에 수용된 물을 이용하여 수소를 발생시키는 수소발생유닛을 가지는 컵부와, 상기 컵부의 하부에 결합되며 상기 수소발생유닛으로 전원을 인가하는 제어모듈을 가지는 받침부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 수소수 음용을 위한 컵은 컵부에 물을 수용한 후 받침부에 거치시키고 스위치를 연결하는 작동만으로도 간단하게 컵에 수용된 물을 수소수로 변환시킬 수 있어 인체에 유익한 것으로 알려진 수소수를 간편하게 음용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리가 내장되어 있어 시간과 장소에 구애받지 않고 수소수를 음용할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명 수소수 음용을 위한 컵의 사시도,
도 2 는 본 발명 수소수 음용을 위한 컵의 분해 및 일부절개사시도,
도 3 은 본 발명 수소수 음용을 위한 컵의 수소발생유닛의 분해사시도,
도 4 는 본 발명 수소수 음용을 위한 컵의 제어유닛의 블럭다이어그램,
도 5 는 본 발명 수소수 음용을 위한 컵의 작동상태도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 수소수 음용을 위한 컵의 구성 및 작동을 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 컵의 사시도, 도 2 는 본 발명 컵의 분해 및 일부절개사시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명 수소수 음용을 위한 컵(1)(이하, '컵'이라 약칭한다)은 상부의 개구(12)를 가진 통상의 컵의 형상의 용기(11)로 이루어진 컵부(10)와, 상기 컵부(10)의 하부에 결합되는 받침부(20)를 포함하여 구성된다.
상기 받침부(20)에는 전원 입력을 위한 전원선(90)과 전원 개폐를 위한 스위치(100)가 부설된다.
상기와 같은 본 발명의 컵(1)의 상세한 구성을 도 2 를 참조하여 설명한다.
상기 컵부(10)는 용기(11)의 하단 내주면에 형성된 걸림턱(15)에 밑판(40)을 거치시킴으로써 바닥면(14)으로부터 밑판(40)이 거치되는 지점까지 공간부(16)를 형성한다.
상기 밑판(40)에는 통공(41)이 형성됨으로써 컵부(10)의 용기(11)에 수용된 물이 후술되는 수소발생유닛(30)과 접촉될 수 있도록 한다.
상기의 수소발생유닛(30)은 상기 용기(11) 하단의 공간부(16)에 설치되어 밑판(40)의 통공(41)을 통하여 유입되는 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 유닛이다.
상기 수소발생유닛(30)에 의하여 발생된 수소는 다시 용기(11)의 물에 용해됨으로써 용기(11)에 수용된 물을 수소가 용해된 수소수로 변환시키게 된다.
그리고, 상기 수소발생유닛(30)은 후술할 받침부(20)로부터 인가되는 전원을 공급받기 위하여 용기(11)의 바닥면(14)에 부설된 연결단(50) 상에 설치된다.
상기 연결단(50)은 상기 수소발생유닛(30)의 전극단자들(31b,32b)이 상호 단락되지 않도록 결선된 한쌍의 접촉단자를 형성하고 있다.
상기 컵부(10)가 거치되는 받침부(20)는 상면(22)이 차폐된 몸체(21)를 가지며, 상기 몸체(21) 내부에 상기 컵부(10)에 내장된 수소발생유닛(30)을 제어하는 제어모듈(60)이 내장된다.
이때, 상기 제어모듈(60)은 외부의 전원을 직접적으로 공급받을 수도 있으나, 바람직하게는, 도시된 바와 같이 외부의 전원공급에 의하여 전력을 저장하는 배터리(70)와 연결될 수 있다.
그리고, 상기 컵부(10) 내장된 수소발생유닛(30)으로 전원을 인가하기 위한 결선단(80)이 상기 받침부(20)의 상면(22)에 형성된다.
상기 결선단(80)은 수소발생유닛(30)으로 전원을 인가하기 위하여, 받침부(20)의 몸체(21) 내부에 위치하는 양측 전극들이 상호 단락되지 않도록 결선된 한쌍의 접촉단자들을 형성한 것이다.
한편, 몸체(21) 내부에 배터리(70)가 존재하는 경우에는, 상기 결선단(80)은 배터리(70)의 양측 전극들이 상호 단락되지 않도록 결선된 한쌍의 접촉단자들을 형성하도록 구성한다.
이러한 컵부(10)가 받침부(20)에 거치될 경우, 상기 컵부(10)의 연결단(50)이 받침부(20) 상면(22)의 결선단(80)과 접촉되면서 연결단(50)에 형성된 접촉단자들과 받침부(20)에 형성된 접촉단자들이 상호 결선되어 상기 제어모듈(60)로부터 인가된 전원이 컵부(10)의 수소발생유닛(30)으로 통전된다.
이러한 컵부(10)의 연결단(50)과 받침부(20)의 결선단(80)의 구조는 공지의 전기 가열식 포트(pot)에서 통상적으로 채용하고 있는 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 컵(1)은 컵부(10)가 받침부(20)에 대하여 착탈가능한 구조로 이루어져 있음으로써, 상기 컵부(10)에 물을 수용한 후 받침부(20)에 거치시키고 전원선(90)을 통하여 전원을 인가하여 스위치(100)를 연결하면, 상기 컵부(10)의 하단에 설치된 수소발생유닛(30)으로 전원이 인가되고, 밑판(40)의 통공(41)으로 유입되는 물을 전기분해하여 수소를 발생시키고, 발생된 수소가 다시 용기(11)에 수용된 물로 용해됨으로써 종국적으로 상기 용기(11)에 수용된 물을 일정한 농도의 수소가 용해된 수소수로 변환시킬 수 있게 되는 것이다.
이렇게 상기의 컵부(10)가 받침부(20)에 거치될 때마다 전원이 인가되는 구조이므로, 받침부(20)에 설치된 스위치(100)는 설계상의 필요에 따라서 생략하여도 좋다.
한편, 도면상으로 미도시되었으나, 상기 받침부(20)의 외주면에 전원 인가 여부를 표시하는 미니전구나 발광다이오드(LED)로 이루어진 램프(미도시)를 제어유닛(60)에 결선시켜 부설할 수 있다.
상기 제어모듈(60)은 상기 전원선(90)의 콘센트(91)를 전원 아웃렛에 연결시켜 인가되는 교류전원을 정류하여 상기 수소발생유닛(30)으로 공급하는 통상의 전류공급회로와 배터리(70)를 충전시키는 작동을 제어하는 통상의 충전회로 및 중앙처리소자(CPU)와 제어를 위한 프로그램이 인스톨된 메모리가 실장된 것으로서, 보다 상세한 구성은 후술한다.
도 3 은 본 발명 컵(1)에 설치되는 수소발생유닛(30)의 분해사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 수소발생유닛(30)은 상기 컵부(10)의 용기(11) 내에 수용된 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 유닛이다.
이러한 수소발생유닛(30)은 격막(33)과, 상기 격막(33)의 상부에 위치한 상부전극(31)과 상기 격막(33)의 하부에 위치한 하부전극(32)으로 이루어지고, 상기 상부전극(31)의 상측에 상부커버(34)가 체결되고, 상기 하부전극(32)의 하부에 하부커버(35)가 체결된다.
상기 상부전극(31) 및 하부전극(32)은 중앙 부분에 조밀한 간격으로 형성된 다수개의 기공(31a,32a)들이 형성된다.
또한, 상기 상부전극(31) 및 하부전극(32)의 일측에는 전류의 입력을 위한 전극단자(31b,32b)가 돌출 형성되며, 대략 3.5 V ~ 5 V 의 양전압과 음전압이 각각 인가된다.
한편, 미도시되었으나 상기 상부전극(31)과 하부전극(32)의 표면에 절연용 패킹부재(미도시)가 게재되어 상기 상부전극(31)과 하부전극(31)의 단락을 방지하고, 상기 상부전극(31)과 하부전극(32)과 상기 상부커버(34)와 하부커버(35)는 각각 고정볼트(미도시)와 너트(미도시)로서 체결하여 격막(33)을 통과하는 물의 누출을 방지시킨다.
상기 격막(33)은 주로 실리콘 재질로 이루어진 고분자막을 채용함이 바람직한데, 발생된 수소를 양극인 하부전극(32)으로부터 음극인 상부전극(31)으로 통과될 수 있도록 하는 부품이다.
상기 상부전극(31)과 하부전극(32)은 수소의 확산이 용이하고 허용전류밀도가 높은 일종의 촉매 전극이며, 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 재질을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명 실시예는 상기 상부전극(31)으로서 백금 전극을 이용하여 음극을 형성하고, 상기 하부전극(32)으로서 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성한다.
따라서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수소발생유닛(30)의 상부전극(31)과 하부전극(32)에 양전압과 음전압이 각각 인가되면, 컵부(10)의 용기(11) 내부에 수용된 물 분자가 이온화 분해되어 수소가 발생되고, 발생된 수소가 다시 용기(11) 내부로 유동되면서 일정시간 경과시 컵부(10)의 용기(11) 내부의 수용된 물을 수소수로 변환시키게 되는 것이다.
도 4 는 본 발명의 제어유닛(60)의 블럭다이어그램으로서, 상기의 제어유닛(60)은 외부의 전원아웃렛으로부터 교류전원(AC)을 입력받은 전원입력부(61)와, 상기 전원입력부(61)를 통하여 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(62)와, 상기 직류전원을 전달받아 배터리(70)를 충전시키는 충전부(64)와, 상기 직류전원을 전달받아 결선단(80)으로 출력하는 부하출력부(65)와, 상기 전원입력부(61), 정류부(62), 충전부(64), 부하출력부(65)의 작동 타이밍과 처리 신호를 제어하는 제어부(63)로 구성된다.
바람직하게는, 상기의 제어부(63)는 중앙처리소자(CPU)에 의하여 메모리소자에 인스톨된 제어용 프로그램에 의하여 작동하는 중앙처리소자(CPU)가 실장된 형태로 구현되는 것이 좋으며, 상기의 충전부(64) 및 부하출력부(65)는 통상의 전류공급회로와 충전회로들을 채용하면 되므로 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명 실시예의 제어유닛(60)는 대략 3.5V~5V 에서 1A~10A 의 전원을 배터리(70)에 인가하여 충전시키도록 설계되어 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 수소수 음용을 위한 컵(1)의 작동을 설명한다. 도 5 는 본 발명 용기의 작동상태도이다.
도면을 참조하면, 먼저 본 발명 컵(1)의 컵부(10)의 용기(11)의 개구(12)를 통하여 용기(11)에 정수된 물(W)을 수용시킨 후, 컵부(10)의 하단을 받침부(20)에 거치시킨다.
그러면, 상기 컵부(10)에 내장된 수소발생유닛(30)의 전극단자(31b,32b)들과 결선된 연결단(50)과 상기 받침부(20) 상면(22)의 결선단(80)이 상호 접촉되어 이들의 각 접촉단자들이 결선되므로, 상기 제어모듈(60)으로부터의 전원이 수소발생유닛(30)으로 인가될 수 있는 상태에 놓이게 된다.
이어서, 용기(11)에 수용된 물을 수소수로 변환시키기 위하여, 사용자가 전원선(90)의 콘센트(91)를 외부의 전원아웃렛에 연결시키고 스위치(100)를 연결하면, 제어유닛(60)으로 인가된 교류전원이 정류부(62)를 통하여 직류전원으로 변환되어 부하출력부(65)를 통하여 결선단(80)으로 출력되고 결선단(80)으로 출력된 전원은 연결단(50)을 통하여 수소발생유닛(30)으로 인가된다.
이때, 상기 컵부(10)의 용기(11) 내부에 수용된 물은 하방으로 낙수되어 용기(11) 하단에 형성된 밑판(40)의 통공(41)을 통하여 배수되면서 수소발생유닛(30)과 접촉되는 상태에 있던 물이 수소발생유닛(30)의 일측 전극(31)과 타측 전극(32)으로 인가되는 전압에 의하여 물분자의 전기 분해가 이루어진다.
이어서, 일종의 촉매전극 기능을 하는 일측 전극(31)과 타측 전극(32)에 의하여 물분자가 전기 분해되면서 수소가 양극인 타측 전극(32)으로부터 고분자 재질의 격막(33)을 통과하여 음극인 일측 전극(31)으로 전달되어 통공(41)을 통하여 접촉된 물(W)의 내부로 상승이동하고 기포(H2)를 형성하면서 물에 용해되어 용기(11)에 수용된 물(W)을 고용존량의 수소가 용해된 수소수로 만들게 된다.
본 발명 발명자의 시험결과 본 발명 실시예의 수소발생유닛(30)은 배터리(70)의 입력전압 3.5V~5V, 입력전류 1A~10A 의 조건하에서 600ppb~1600ppb 사이의 고농도의 수소 용존량을 가지는 수소수를 제조할 수 있었다.
이후, 용기(11)에 수용된 물이 수소수로 변환되면, 스위치(미도시)를 차단시키고 용기(11)의 개구(12)를 통하여 수소수를 음용하면 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 수소수 음용을 위한 컵
10; 컵부
20; 받침부
30; 수소발생유닛
40; 밑판
50; 연결단
60; 제어모듈
70; 배터리
80; 결선단
90; 전원선
100; 스위치

Claims (9)

  1. 상부의 개구(12)를 가진 용기(11)와, 상기 용기(11)에 설치되어 용기(11)에 수용된 물을 이용하여 수소를 발생시키는 수소발생유닛(30)을 가지는 컵부(10);
    상기 컵부(10)의 하부에 결합되며 상기 수소발생유닛(30)으로 전원을 인가하는 제어모듈(60)을 가지는 받침부(20); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컵부(10)는,
    상기 용기(11)의 바닥면(14)으로부터 상기 용기(11)의 하단에 거치되는 밑판(40)까지 공간부(16)를 형성하고,
    상기 공간부(16)에 수소발생유닛(30)이 설치되고,
    상기 밑판(40)에 통공(41)이 형성되어 상기 컵부(10)의 용기(11)에 수용된 물이 상기 수소발생유닛(30)으로 유입되는 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 받침부(20)는,
    상면(22)이 차폐된 몸체(21)로 이루어지고, 상기 몸체(21) 내부에 상기 제어모듈(60)이 내장되는 구성을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 받침부(20)는,
    상기 몸체(21) 내부에 배터리(70)가 내장되는 구성을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 용기(11)의 바닥면(14)에 부설된 연결단(50) 상에 상기 수소발생유닛(30)이 설치되고,
    상기 연결단(50)은 상기 수소발생유닛(30)의 전극단자들(31b,32b)이 상호 단락되지 않도록 결선된 접촉단자를 형성하는 구성을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 받침부(20)의 상면(22)에 결선단(80)이 형성되고,
    상기 결선단(80)은 상기 수소발생유닛(30)으로 전원을 인가하는 양측 전극이 상호 단락되지 않도록 결선된 접촉단자들을 형성한 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 수소발생유닛(30)은,
    격막(33)과,
    상기 격막(33)의 상부에 위치한 상부전극(31)과 상기 격막(33)의 하부에 위치한 하부전극(32)으로 이루어지고,
    상기 상부전극(31) 및 하부전극(32)은 중앙 부분에 다수개의 기공(31a,32a)들이 형성되고,
    상기 상부전극(31) 및 하부전극(32)의 일측에 전류의 입력을 위한 전극단자(31b,32b)가 돌출 형성되는 구성을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제어유닛(60)은,
    외부의 전원아웃렛으로부터 교류전원(AC)을 입력받은 전원입력부(61)와, 상기 전원입력부(61)를 통하여 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(62)와, 상기 직류전원을 전달받아 배터리(70)를 충전시키는 충전부(64)와, 상기 직류전원을 전달받아 결선단(80)으로 출력하는 부하출력부(65)와, 상기 전원입력부(61), 정류부(62), 충전부(64), 부하출력부(65)의 작동 타이밍과 처리 신호를 제어하는 제어부(63)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 받침부(20)에 전원 개폐를 위한 스위치(100)가 부설되는 구성을 특징으로 하는 수소수 음용을 위한 컵.
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