KR20160133617A

KR20160133617A - 초음파 수소수 미스트 발생장치

Info

Publication number: KR20160133617A
Application number: KR1020150066289A
Authority: KR
Inventors: 김서곤; 허현; 최효준; 한도수; 임동수
Original assignee: 주식회사 솔고 바이오메디칼
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-23
Also published as: KR101728010B1

Abstract

본 발명은 초음파 수소수 미스트 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 물을 수용하는 용기부; 상기 용기부의 하부에 결합되되 내장된 수소발생유니트에 의하여 용기부에 수용된 물을 수소수로 변환시키기 위한 수소를 생성하고 생성된 수소를 용기부 내부로 공급하는 수소발생부; 상기 용기부의 상부에 결합되되 용기부에 수용된 수소수를 입수받아 내장된 초음파 진동자에 의하여 수소수를 미스트 상태로 만드는 분무부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 수소수 미스트 발생장치에 관한 것이다.

Description

초음파 수소수 미스트 발생장치{Ultrasonic generating apparatus for hydrogen water mist}

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.

상기와 같은 공지기술들은 물을 전기분해하여 발생되는 수소를 물에 용해시켜 수소수를 제조하는 장치들로서, 수소수를 음용하는데에 촛점을 가진 기술들이다.

본 발명은 상기와 같은 인체에 유익한 수소수를 미스트(안개 또는 연무) 상태로 분사될 수 있게 함으로써, 수소수를 다양한 방법으로 이용할 수 있도록 하는 수소수 미스트 발생장치의 구성을 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 초음파 수소수 미스트 발생장치의 구성은, 수소생성유닛에 의하여 변환된 수소수를 초음파 진동자를 이용하여 진동시켜 수소수의 미스트를 생성하여 외부로 배출하는 구성을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 초음파 수소수 미스트 발생장치는 수소수를 미스트 상태로 배출할 수 있게 함으로써, 인체에 유익한 수소수를 공기중에 분무시킬 수 있는 효과가 있으며, 나아가, 수소수 미스트를 피부 미용용으로도 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명 수소수 미스트 발생장치의 사시도,
도 2 는 본 발명 수소수 미스트 발생장치의 분해사시도,
도 3 은 본 발명 수소수 미스트 발생장치의 수소발생유니트의 분해사시도,
도 4 는 본 발명 수소수 미스트 발생장치의 작동상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 초음파 수소수 미스트 발생장치의 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 수소수 미스트 발생장치의 사시도, 도 2 는 본 발명 수소수 미스트 발생장치의 분해사시도이다.

먼저, 도 1 을 참조하면, 본 발명 수소수 미스트 발생장치(1)는 물을 수용하는 용기부(20)와, 상기 용기부(20)의 하부에 결합되어 용기부(20)에 수용된 물을 수소수로 변환시키기 위한 수소를 생성하고 생성된 수소를 용기부(20) 내부로 공급하는 수소발생부(10)와, 상기 용기부(20)의 상부에 결합되되 용기부(20)에 수용된 수소수를 입수받아 내장된 초음파 진동자(60)에 의하여 수소수를 미스트 상태로 만드는 분무부(30)를 포함하여 구성된다.

또한, 도 2 의 분해사시도를 참조하면, 상기 용기(20)는 상부와 하부가 개구된 원통형 몸체(21)를 가지며 몸체(21)의 하부는 결합면(22)이 형성되고, 상기 결합면(22)은 상기 수소발생부(10)의 케이스를 이루는 하우징(11)의 상단에 형성된 연결면(12)에 치합된다.

상기 수소발생부(10)는 상부 및 하부가 각각 개구된 원통형의 하우징(11)을 가지며, 상기 하우징(11)의 상부 내측에 상기 용기(20)와의 연결면(12)이 형성되고, 하부 개구는 마감판(13)으로 차폐되되 상기 마감판(13)상에 후술할 수소발생유니트(50)의 작동을 제어하는 제어모듈(14)이 부착된다. 상기 제어모듈(14)은 상기 수소발생유니트(50)와 제어모듈(14)에 전력을 인가하는 배터리(미도시)가 내장된다. 상기 제어모듈(14)은 외부 전원이 연결되는 커넥터(16)와 결선된다.

또한, 상기 제어모듈(14)에 내장된 배터리의 전원을 단속하는 스위치(미도시)와, 전원 인가 여부를 표시하는 미니전구나 발광다이오드(LED)로 이루어진 램프(미도시)가 부설될 수 있다.

상기 커넥터(16)를 통하여 상기 제어모듈(14)에 내장된 배터리를 충전시키기 위한 외부 전원(40)이 연결되는데, 상기 외부전원(40)은 전원선(42)에 결선된 단자(41)를 상기 커넥터(16)에 연결시킴으로써 상기 제어모듈(14)에 전원이 인가되어 배터리를 충전시킨다.

본 발명 실시예의 수소수 미스트 발생장치는 대략 3.5V~5V 에서 1A~10A 의 전원을 인가하여 제어모듈(14)에 내장된 배터리를 충전시킨다.

그리고, 이와 같은 제어모듈(14)에는 수소발생유니트(50)로 전원을 인가하는 배터리의 충전을 위한 주변회로를 실장하고 있으며 이러한 주변회로는 통상의 회로를 채용하면 되므로 상세한 설명을 생략한다.

한편, 상기와 같은 배터리의 충전과는 별도로 제어모듈(14)에 통상의 정전압회로(미도시)를 부설하고, 통상의 외부 상용 전원을 정전압회로에 공급하여 필요 전원을 인가하여 사용할 수도 있다.

미설명부호 15 은 상기 마감판(13) 상에서 수직으로 돌출 형성된 다수개의 로드(15)(rod)로서, 수소발생유니트(50)를 지지하게 된다.

한편, 상기와 같이 이루어진 용기부(20)의 내부에 수위센서를 실장하여 용기부(20)에 수용된 물의 존재 여부를 센싱하게 할 수도 있다.

또한, 상기 분무부(30)는 용기부(20)의 내부에 수용되는 수소수를 미스트 상태로 만드는 부분으로서, 상기 용기부(20)의 상단에 결합되며 중앙에 분무구(32)가 형성된 몸체(31)를 가진다.

상기 몸체(31)의 분무구(32)의 내측으로 상기 제어모듈(14)로부터 전력을 인가받아 작동하는 초음파진동자(60)가 설치되어 있으며, 상기 몸체(31)에 상기 용기부(20)에 수용된 수소수를 모세관 현상에 의하여 몸체(31)의 내부공간(34)으로 빨아올리는 흡수체(33)가 취부된다. 그리고, 상기 흡수체(33)의 말단(33a)은 초음파진동자(60)가 설치된 내부공간(34)으로 진입되도록 한다.

바람직하게는, 도시된 바와 같이, 상기 흡수체(33)의 말단(33a)이 상기 초음파진동자(60)의 하단에 부착되도록 하여 흡수체(33)가 빨아올린 수소수가 초음파진동자(60)를 통하여 상기 내부공간(34)으로 입수되도록 하는 것이 좋다.

따라서, 제어모듈(14)의 전원이 인가되어 초음파진동자(60)가 발진을 개시하면, 흡수체(33)를 통하여 내부공간(34)에 수용된 수소수가 초음파진동자(60)의 고속 발진에 의하여 미스트(안개, 연무) 상태로 변환된다. 이러한 초음파진동자(60)에 의한 물의 미스트 상태의 변환은 통상의 가습기에서 널리 활용되는 기술이므로 상세한 기술을 생략한다.

아울러, 용기부(20)로의 물을 보충하기 위하여 상기 분무부(30)의 몸체(31)는 용기부(20)의 몸체(21) 일측에 수직으로 연장된 채널(23) 상단의 힌지축(24)에 의하여 용기부(20)의 상부 개구를 차폐하거나 개방시킬 수 있도록 취부되어 있으며, 상기 채널(23)의 내부에는 상기 제어모듈(14)과 결선되어 전원을 상기 초음파진동자(60)로 공급하는 전원연결선(25)이 내장되어 있다.

또한, 상기 수소발생부(10)의 하우징(11)에 결합되는 수소발생유니트(50)는 상기 용기부(20)의 몸체(21)의 하부를 차폐하는 플렌지(flange)(56)를 가진 홀더(58)를 가지고 있다.

상기 수소발생유니트(50)는 전기분해에 의하여 용기(20)에 수용된 물로부터 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 용기(20) 내에 공급하여 용기(20)에 수용된 물을 수소수로 변환시키는 부분이다.

이를 위하여, 상기 플렌지(56)의 중앙부는 용기부(20)에 수용된 물을 상기 수소발생유니트(50)에 공급하기 위한 관통공(57)이 형성된다.

이때, 상기 관통공(57)의 내주면에 누수 방지용 원형링(미도시)을 부착하는 것이 바람직하다.

도 3 은 본 발명 초음파 수소수 미스트 발생장치의 수소발생유니트의 분해사시도이다. 다만, 홀더(57)와 플렌지(56) 부분은 생략하였다.

도면을 참조하면, 상기 수소발생유닛(50)은 상기 용기부(20) 내에 수용된 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 유닛으로서 공지된 통상의 구조로 이루어져 있다.

즉, 상기 수소발생유니트(50)은 격막(53)과, 상기 격막(53)의 상부에 위치한 상부전극(51)과 상기 격막(53)의 하부에 위치한 하부전극(52)으로 이루어진다.

또한, 상기 상부전극(51)의 상측에 상부커버(54)가 체결되고, 상기 하부전극(52)의 하부에 하부커버(55)가 체결된다.

상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)은 중앙 부분에 조밀한 간격으로 형성된 다수개의 기공(51a,52a)들이 형성된다.

또한, 상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)의 일측에는 전류의 입력을 위한 전극단자(51b,52b)가 돌출 형성되며, 대략 3.5 V ~ 5 V 의 양전압과 음전압이 각각 인가된다.

또한, 미도시되었으나 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)의 표면에 절연용 패킹부재(미도시)가 게재되어 상기 상부전극(51)과 하부전극(51)의 단락을 방지하고, 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)과 상기 상부커버(54)와 하부커버(55)는 각각 고정볼트(미도시)와 너트(미도시)로서 체결하여 격막(53)을 통과하는 물의 누출을 방지시킨다.

상기 격막(53)은 주로 실리콘 재질로 이루어진 고분자막을 채용함이 바람직한데, 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)에 의하여 촉매 역할을 하는 전극들이 물분자를 이온화 분해시키면서 발생된 수소가 양극인 하부전극(52)으로부터 격막(53)을 통과하여 음극인 상부전극(51)으로 전달되면서 상기 용기(20) 내부에 수용된 물로 배출된다. 이러한 격막(53)을 채용한 물의 전기분해 구조는 공지된 통상의 구조이다.

또한, 상기 상부전극(51)과 하부전극(52)은 수소의 확산이 용이하고 허용전류밀도가 높은 일종의 촉매 전극이며, 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예는 상기 상부전극(51)으로서 백금 전극을 이용하여 음극을 형성하고, 상기 하부전극(52)으로서 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성한다.

따라서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수소발생유닛(50)의 상부전극(51)과 하부전극(52)에 양전압과 음전압이 각각 인가되면, 상기 용기(20) 내부에 수용된 물이 전기분해되어 수소가 발생되고, 발생된 수소는 다시 용기(20) 내부로 유동되면서 일정시간 경과시 용기(20) 내부의 수용된 물을 수소수로 변환시키게 되는 것이다.

이하, 도 4 를 참조하여 상기와 같이 구성되는 본 발명의 초음파 수소수 미스트 발생장치의 작동을 설명한다.

도면을 참조하면, 먼저 본 발명 물병형 수소수 미스트 발생장치(1)의 용기부(20)의 상단부를 차폐하고 있는 분무부(30)의 몸체(31)를 힌지축(24)에 의하여 개방시켜 용기부(20)로 물을 투입하여 용기부(20)에 물을 수용시킨 후, 분무부(30)의 몸체(31)를 닫아서 용기부(20)를 막는다.

그러면, 용기부(20) 내부에 수용된 물은 하방으로 낙수되어 용기부(20) 하부에 결합되는 수소발생유니트(50)의 플렌지(56)의 관통공(57)으로 배수된다. .

이러한 상태에서 사용자가 수소발생부(10)의 하우징(11)에 부착된 스위치(미도시)를 ON 상태로 전환시키면 제어모듈(14)에 내장된 배터리의 전원이 홀더(58)에 결합된 일측 전극(51)과 타측 전극(52)으로 인가된다.

그러면, 상기 플렌지(56)의 관통공(57)으로 입수되는 물이 수소발생유니트(50)의 일측 전극(51)과 타측 전극(52)으로 인가되는 전압에 의하여 물분자의 전기분해가 이루어진다.

이어서, 일종의 촉매전극 기능을 하는 일측 전극(51)과 타측 전극(52)에 의하여 물분자가 전기 분해되면서 발생되는 수소가 양극인 타측 전극(52)으로부터 고분자 재질의 격막(53)을 통과하여 음극인 일측 전극(51)으로 전달되어 관통공(57)을 통하여 접촉된 물(W)의 내부로 상승이동하고 수소 기포를 형성하면서 물에 용해되어 용기부(20)에 수용된 물(W)을 높은 수소 용존량을 가진 수소수로 만들게 된다.

본 발명 발명자의 시험결과 본 발명 실시예의 수소수 제조장치는 입력전압 3.5V~5V, 입력전류 1A~10A 의 조건하에서 600ppb~1600ppb 사이의 고농도의 수소 용존량을 가지는 수소수를 제조할 수 있었다.

이후, 용기부(20)에 수용된 수소수는 흡수체(33)에 의하여 흡입되어 모세관 현상에 의하여 상단으로 빨려올라가게 되고, 흡수체(33)의 말단(33a)을 통하여 분무부(30)의 분무구(32)와 몸체(31) 바닥면 사이의 내부공간(34)으로 배출되어 소량의 수소수가 내부공간(34)을 채우면서 초음파진동자(60)와 수소수가 접촉되는 상태에 이르게 된다.

이때, 상기 제어모듈(14)로 인가되는 전원이 용기부(20)의 일측에 부착되는 채널(23) 내부의 전원연결선(25)에 의하여 초음파진동자(60)에 인가되고, 초음파진동자(60)가 고속으로 발진하면서 내부공간(34)에 수용된 수수소를 미스트(안개, 연무) 상태로 변환시킨다. 미스트 상태로 변환된 수소수는 몸체(31)의 분무구(32)를통하여 외부로 배출된다.

이후, 상기와 같은 작동에 의하여 배출된 수소수 미스트는 공기중으로 퍼져나가서 인체에 유익한 영향을 미칠수 있게 되며, 미스트를 얼굴이나 손, 발과 같은 신체 특정 부위로 수렴시켜 피부 미용용으로 이용할 수 있다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 초음파 수소수 미스트 발생장치
10; 수소발생부
20; 용기부
30; 분무부
40; 전원
50; 수소발생유니트

Claims

물을 수용하는 용기부(20);
상기 용기부(20)의 하부에 결합되되 내장된 수소발생유니트(50)에 의하여 용기부(20)에 수용된 물을 수소수로 변환시키기 위한 수소를 생성하고 생성된 수소를 용기부(20) 내부로 공급하는 수소발생부(10);
상기 용기부(20)의 상부에 결합되되 용기부(20)에 수용된 수소수를 입수받아 내장된 초음파 진동자(60)에 의하여 수소수를 미스트 상태로 만드는 분무부(30);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 용기(20)는 상부와 하부가 개구된 몸체(21)를 가지며,
상기 용기부(20)의 몸체(21) 일측에 수직으로 연장된 채널(23) 상단의 힌지축(24)에 의하여 상기 분무부(30)가 결합되는 구성을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 2 항에 있어서, 상기 수소발생부(10)는,
상부 및 하부가 각각 개구된 하우징(11)을 가지며, 하부 개구는 마감판(13)으로 차폐되되 상기 마감판(13)상에 상기 수소발생유니트(50)의 작동을 제어하는 제어모듈(14)이 부착되는 구성을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 3 항에 있어서,
상기 채널(23)의 내부에는 상기 제어모듈(14)과 결선되어 전원을 상기 초음파진동자(60)로 공급하는 전원연결선(25)이 내장되는 것을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 2 항에 있어서, 상기 분무부(30)는,
상기 용기부(20)의 상단에 결합되며 중앙에 분무구(32)가 형성된 몸체(31)와, 상기 몸체(31)의 분무구(32)의 내측으로 상기 초음파진동자(60)가 설치되고,
상기 몸체(31)에 상기 용기부(20)에 수용된 수소수를 상기 분무구(32)와 몸체(31) 바닥면 사이의 내부 공간(34)으로 빨아올리는 흡수체(33)가 취부되는 구성을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수소발생유니트(50)는 상기 용기부(20)의 몸체(21)의 하부를 차폐하는 플렌지(56)를 가진 홀더(58)를 가지고, 상기 플렌지(56)의 중앙부는 용기부(20)에 수용된 물을 배수하는 관통공(57)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.
제 6 항에 있어서,
상기 수소발생유니트(50)은 격막(53)과, 상기 격막(53)의 상부에 위치한 상부전극(51)과 상기 격막(53)의 하부에 위치한 하부전극(52)으로 이루어지고,
상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)은 중앙 부분에 조밀한 간격으로 형성된 다수개의 기공(51a,52a)들이 형성되고,
상기 상부전극(51) 및 하부전극(52)의 일측에는 전류의 입력을 위한 전극단자(51b,52b)가 돌출 형성되는 구성을 특징으로 하는 수소수 미스트 발생장치.