KR20180082746A - 휴대용 기능수 생성기기 - Google Patents

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KR20180082746A KR1020170003989A KR20170003989A KR20180082746A KR 20180082746 A KR20180082746 A KR 20180082746A KR 1020170003989 A KR1020170003989 A KR 1020170003989A KR 20170003989 A KR20170003989 A KR 20170003989A KR 20180082746 A KR20180082746 A KR 20180082746A
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Abstract

본 발명은, 내부에 유체가 수용되는 챔버; 상기 챔버의 아래에 배치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 전자부품부; 상기 챔버의 내부에 배치되며, 상기 전자부품부와 전기적으로 연결된 전극부를 포함하고, 상기 전극부는, 제1전극; 상기 제1전극과 간극을 두고 적층된 제2전극을 포함하고, 상기 제1,2전극 중 적어도 하나는 상기 챔버의 아랫면과 경사지게 배치된 휴대용 기능수 생성기기에 관한 것이다.

Description

휴대용 기능수 생성기기{PORTABLE APPARATUS MANUFACTURING FUNCTIONAL WATER}
본 발명은 휴대용 기능수 생성기기에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.
물(H2O) 또는 수용액을 전기분해하는 경우, 양극전극에서는 산소(O2), 오존(O3) 등이 발생하고, 음극전극에서는 수소(H2) 등이 발생하게 된다. 그 결과, 양극전극으로부터 산소 또는 오존 등이 용존된 살균수가 생성되며, 음극전극으로부터 수소 등이 용존된 수소수가 생성된다. 수소수는 세정 또는 음용으로 사용되고, 피부미용, 노화방지, 체내의 활성산소 제거에 탁월한 효과가 있다. 또, 살균수는 세정 또는 살균용으로 사용될 수 있다.(이하, 수소수와 살균수가 혼합된 물을 기능수라 한다.)
한편, 소비자의 요구에 의해, 간편하게 휴대할 수 있는(Portable) 기능수 생성기기가 개발되고 있다.
그러나 일반적인 휴대용 기능수 생성기기는, 전극에 스케일이 발생하여, 전기분해 효율을 낮추고, 위생적인 측면에서 문제점을 나타내었다. 또, 전원을 인가하기 위한 전자부품 등이 안정적으로 고정되지 못하여, 활동적인 외부에서 요동에 의해 전자부품(예를 들면, 메인기판, 보조기판, 전지 등)이 이탈하였다. 그 결과, 전자부품의 이탈에 의한 잦은 고장이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 스케일 발생을 억제시키고, 전자부품을 안정적으로 고정할 수 있는 휴대용 기능수 생성기기를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 휴대용 기능수 생성기기는, 내부에 유체가 수용되는 챔버; 상기 챔버의 아래에 배치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 전자부품부; 상기 챔버의 내부에 배치되며, 상기 전자부품부와 전기적으로 연결된 전극부를 포함하고, 상기 전극부는, 제1전극; 상기 제1전극과 간극을 두고 적층된 제2전극을 포함하고, 상기 제1,2전극 중 적어도 하나는 상기 챔버의 아랫면과 경사지게 배치될 수 있다.
상기 전극부는, 상기 제1,2전극의 간극에 배치되는 고분자전해질막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 양극전극이고, 상기 제2전극은 음극전극이고, 상기 제1,2전극은, 플레이트 형태로 복수 개의 개구가 형성되어 있고, 상기 제1,2전극과 상기 챔버의 아랫면과의 경사각도는 0.5°이상 20°이하일 수 있다.
상기 전자부품부는, 홀더; 상기 홀더에 장착된 전지, 메인기판, 보조기판을 포함할 수 있다.
상기 홀더는, 상기 챔버의 아랫면에서 아래로 연장되고, 중앙에는 상기 하우징의 아랫면과 접촉하는 제1기둥이 형성된 중앙플레이트; 상기 중앙플레이트의 일측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제2,3기둥; 상기 제2,3기둥의 일측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제1,2블레이드; 상기 중앙플레이트의 타측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제3,4블레이드를 포함하고, 상기 제1,2블레이드 사이에는 상기 전지가 장착되고, 상기 제3,4블레이드 사이에는 상기 메인기판이 장착될 수 있다.
상기 제1블레이드는, 상기 전지의 측부 일면을 감싸는 제1측면부; 상기 제1측면부의 일측 끝단에서 상기 하우징으로 연장되어 상기 하우징과 접촉하는 제1리브를 포함하고, 상기 제2블레이드는, 상기 전지의 측부 타면을 감싸는 제2측면부; 상기 제2측면부의 일측 끝단에서 상기 하우징으로 연장되어 상기 하우징과 접촉하는 제2리브를 포함할 수 있다.
상기 제3블레이드는, 상기 메인기판의 길이방향 일측 변을 감싸는 제1가이드레일을 포함하고, 상기 제4블레이드는, 상기 메인기판의 길이방향 타측 변을 감싸는 제2가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 보조기판의 윗면은 상기 제2,3기둥의 하측 단부와 접촉하고, 상기 보조기판에는, 외부전원이 공급될 수 있는 충전단자가 실장될 수 있다.
본 발명에서는, 전극이 챔버의 아랫면과 경사지게 배치되기 때문에 유체가 전극과 챔버의 아랫면의 간극을 통하여 순환할 수 있다. 그 결과, 2가 양이온에 의한 스케일 생성이 억제되고, 수소 또는 산소의 발생효율을 높일 수 있다. 또, 홀더에 의해 메인기판, 보조기판, 전지를 안정적으로 고정할 수 있으므로, 전자부품의 이탈에 의한 고장이 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 휴대용 기능수 생성기기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 분사부와 챔버가 제거된 본 발명의 휴대용 기능수 생성기기를 나타낸 사시도이다.
도 3,4는 메인기판, 보조기판 및 전지가 분해된 본 발명의 전극부와 전자부품부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 메인기판, 보조기판 및 전지가 장착된 본 발명의 전극부와 전자부품부를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 휴대용 수소수 생성기기(1000)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 휴대용 기능수 생성기기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 분사부와 챔버가 제거된 본 발명의 휴대용 기능수 생성기기를 나타낸 사시도이고, 도 3,4는 메인기판, 보조기판 및 전지가 분해된 본 발명의 전극부와 전자부품부를 나타낸 사시도이고, 도 5는 메인기판, 보조기판 및 전지가 장착된 본 발명의 전극부와 전자부품부를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 휴대용 기능수 생성기기(1000)는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있으며, 필요에 따라 언제 어디서든 기능수를 생성하여 음용, 피부미용 등에 사용할 수 있다. 즉, 휴대용 기능수 생성기기(1000)는 용도에 맞게 다양한 형태를 가질 수 있다. 이하에서는, 기능수를 피부에 분사하는 "미스트(mist)"를 예를 들어 설명하지만, 본 발명의 기술적 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 휴대용 기능수 생성기기(1000)는, 분사부(100), 챔버(200), 하우징(300), 전극부(400) 및 전자부품부(500)를 포함할 수 있다.
분사부(100)는 공지의 펌프, 디퓨져 등으로, 챔버(200)의 내부에 수용된 유체를 외부로 분사할 수 있다. 이는, 휴대용 기능수 생성기기(1000)가 "미스트(mist)"로 사용되는 경우에 필요한 구성으로, 본 발명의 필수적 구성요소가 아니다. 따라서 분사부(100)는 생략될 수 있다.
챔버(200)의 위에는 분사부(100)가 배치될 수 있다. 챔버(200)는 분사부(100)와 분리 가능하게 결합할 수 있다. 챔버(200)의 아래에는 하우징(300)이 배치될 수 있다. 챔버(200)는 하우징(300)과 분리 가능하게 결합할 수 있다.
챔버(200)의 내부에는 유체가 수용될 수 있다. 여기서 "유체"는, "액체, 수용액, 에멀젼(emulsion), 슬러리(slurry) 등" 전기분해될 수 있는 모든 종류의 유체를 포함하는 개념이다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, "유체"가 "물"인 경우로 한정하여 설명한다.
챔버(200)는 본체(210)와 베이스(220)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본체(210)와 베이스(220)는 일체로 형성될 수도 있고, 분리 가능하게 결합할 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 본체(210)와 베이스(220)가 분리 가능한 경우를 예를 들어 설명한다.
본체(210)는 상하가 개구된 중공의 원통형태일 수 있다. 본체(210)의 상단부에는 제1나사부(212)가 형성될 수 있다. 본체(210)와 분사부(100)는 분리 가능하게 결합할 수 있다. 이 경우, 본체(210)와 분사부(100)는, 제1나사부(212)에 의해 나사결합할 수 있다. 따라서 분사부(100)의 하단부 내측면에는 제1나사부(212)와 대응하는 나사부가 형성될 수 있다. 본체(210)와 분사부(100)가 결합된 경우, 분사부(100)에 의해 본체(210)의 상단개구(211)는 폐쇄될 수 있다. 본체(210)와 분사부(100)가 분리된 경우, 본체(210)의 상단개구(211)는 개방될 수 있다. 따라서 본체(210)의 상단개구(211)를 통해 유체를 챔버(200)의 내부공간으로 공급할 수 있다.
베이스(220)는 본체(210)의 하단부에 배치될 수 있다. 베이스(220)는 평탄부(221) 및 측벽부(222)를 포함할 수 있다.
평탄부(221)는 원형의 플레이트 형태일 수 있다. 평탄부(221)는 본체(210)의 하부개구를 폐쇄할 수 있다. 즉, 평탄부(221)는 챔버(200)의 아랫면을 형성할 수 있다. 그 결과, 본체(210)와 평탄부(221)로 둘러싸인 챔버(200)의 내부공간이 형성될 수 있다. 평탄부(221)는 "챔버(200)의 아랫면"으로 호칭될 수 있다.
평탄부(221)는 전극부(400)를 지지할 수 있다. 즉, 전극부(400)는, 평탄부(221)에 의해 고정되어 챔버(200)의 내부공간에 수용될 수 있다. 이를 위해, 평탄부(221)에는, 전극부(400)를 지지하는 여러 개의 지지로드(221-1)가 형성될 수 있다. 후술하지만, 전극부(400)는 평탄부(221)와 경사지게 배치되기 때문에 여러 개의 지지로드(221-1)의 각각의 길이는 다를 수 있다.
평탄부(221)는 챔버(200)와 하우징(300) 사이에 격벽과 같이 배치될 수 있다. 즉, 평탄부(221)에 의해 챔버(200)와 하우징(300)의 내부공간은 구획될 수 있다.
측벽부(222)는 평탄부(221)의 가장자리에서 아래로 연장된 평면일 수 있다. 즉, 측벽부(222)는 중공의 원통의 측면과 같은 형상일 수 있다.
측벽부(222)의 상부에는, 측벽부(222)의 외측면을 따라 제2나사부(222-1)가 형성될 수 있다.(도 3참조) 본체(210)와 베이스(220)는, 분리 가능하게 결합할 수 있다. 이 경우, 본체(210)와 베이스(220)는 제2나사부(222-1)에 의해 나사결합할 수 있다. 따라서 본체(210)의 하단부 내측면에는 제2나사부(222-1)와 대응되는 나사부가 형성될 수 있다. 본체(210)와 베이스(220)가 결합된 경우, 본체(210)의 하단개구는 베이스(220)에 의해 폐쇄될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 평탄부(221)는 챔버(200)의 아랫면을 형성할 수 있다. 본체(210)와 베이스(220)가 분리된 경우, 전극부(400)가 외부로 노출될 수 있다.(도 2 참조) 따라서 전극부(400)의 세척이 용이하다.
측벽부(222)의 중간부에는, 측벽부(222)의 외측면을 따라 가스켓(222-2)이 배치될 수 있다. 가스켓(222-2)에 의해 본체(210)와 베이스(220)는 기밀성을 유지하며 결합할 수 있다.
측벽부(222)의 하부에는, 측벽부(222)의 외측면을 따라 외측으로 돌출된 단차부(222-3)가 형성될 수 있다. 단차부(222-3)에 의해 가스켓(222-2)은 지지될 수 있다. 즉, 가스켓(222-2)의 아랫면과 단차부(222-3)의 윗면은 접촉할 수 있다. 그 결과, 가스켓(222-2)의 기밀성은 향상될 수 있다.
단차부(222-3)의 외측면에는 원주 방향을 따라 1 이상의 결합돌기(222-4)가 형성될 수 있다. 챔버(200)와 하우징(300)은, 분리 가능하게 결합할 수 있다. 이 경우, 챔버(200)와 하우징(300)은 결합돌기(222-4)에 의해 억지 끼임 결합을 할 수 있다. 따라서 하우징(300)의 상단부 내측면에는 결합돌기(222-4)와 대응되는 홀이나 돌출부가 형성될 수 있다. 챔버(200)와 하우징(300)이 결합된 경우, 챔버(200)의 평탄부(221)에 의해 챔버(200)의 내부공간과 하우징(300)의 내부공간은 구분될 수 있다. 즉, 평탄부(221)는 챔버(200)의 아랫면을 형성하는 동시에 하우징(300)의 윗면을 형성할 수 있다. 챔버(200)와 하우징(300)이 분리된 경우, 하우징(300)의 내부에 배치된 전자부품부(500)가 외부로 노출될 수 있다.(도 3 참조) 따라서 전자부품부(500)의 유지 관리가 용이하다.
하우징(300)은 챔버(200)의 아래에 배치될 수 있다. 하우징(300)은 원형의 아랫면과 아랫면의 가장자리에서 위로 연장된 중공의 원통 형태의 측벽을 포함할 수 있다. 따라서 하우징(300)에는 상단부가 개구된 내부공간이 형성될 수 있다. 하우징(300)의 내부공간에는 전자부품부(500)가 수용될 수 있다.
하우징(300)은 챔버(200)와 분리 가능하게 결합할 수 있다. 이 경우, 챔버(200)의 베이스(220)의 일부는 하우징(300)의 내부공간으로 삽입될 수 있다. 좀 더 상세하게, 베이스(220)의 단차부(222-3)가 하우징(300)의 내부공간으로 삽입될 수 있다. 따라서 단차부(222-3)의 외측면에 형성된 1 이상의 결합돌기(222-4)에 의해 하우징(300)과 챔버(200)는 억지 끼임 결합할 수 있다. 이를 위해, 하우징(300)의 상단부 내측면에는 결합돌기(222-4)와 대응되는 홀이나 돌출부가 형성될 수 있다.
하우징(300)과 챔버(200)가 결합한 경우, 베이스(220)의 평탄부(221)는 하우징(300)의 상단 개구를 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 하우징(300)의 내부공간은 밀폐될 수 있다. 그 결과, 하우징(300) 내부의 전자부품부(500)는 안전하게 보호될 수 있다.
상술한 바와 같이, 평탄부(221)는 챔버(200)와 하우징(300)의 내부공간 사이에 격벽 형태로 배치될 수 있다.
하우징(300)의 일측에는 후술하는 충전단자(531)가 노출될 수 있도록 단자개구(310)가 형성될 수 있다. 하우징(300)의 타측에는 후술하는 전원소자(521)와 대향하게 배치된 전원버튼(320)이 형성될 수 있다. 그 결과, 전원버튼(320)의 조작에 의해, 전극부(400)의 전원이 On/Off될 수 있다.
전극부(400)는 챔버(200)의 내부에 배치될 수 있다. 전극부(400)는 챔버(200)의 베이스(220)에 고정될 수 있다. 좀 더 상세하게 전극부(400)는 챔버(200)의 베이스(220)의 평탄부(221)에 지지되어 고정될 수 있다.(도 2 참조) 따라서 전극부(400)는 챔버(200)의 내부에서 아래에 위치할 수 있다. 전극부(400)는 전자부품부(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 전극부(400)는 전자부품부(500)에 의해 전원을 공급받을 수 있다.
전극부(400)는 제1전극(410), 제2전극(420), 고분자전해질막(430) 및 케이스를 포함할 수 있다.
제1,2전극(410,420)과 고분자전해질막(430)은 플레이트 형태로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1전극(410), 고분자전해질막(430) 및 제2전극(420)의 순서로 적층될 수 있다. 제1전극(410)과 제2전극(420)은 간극을 두고 적층될 수 있다. 제1전극(410)과 제2전극(420)이 접촉하면, 전기적 단락이 발생할 수 있기 때문이다. 제1전극(410)과 제2전극(420)의 간극에 고분자전해질막(430)이 배치될 수 있다. 즉, 제1전극(410)과 제2전극(420)의 사이에 고분자전해질막(430)이 개재될 수 있다.
제1,2전극(410,420)의 재질은 백금재질일 수 있다. 제1,2전극(410,420)에는 복수 개의 개구가 형성될 수 있다. 따라서 전극표면에서 발생되는 기포가 용이하게 제거될 수 있다. 제1,2전극(410,420)의 개구율은 전체 면적대비 30∼80%가 바람직할 수 있다.
제1,2전극(410,420)의 극성은 반대일 수 있다. 즉, 제1전극(410)이 양극인 경우, 제2전극(420)은 음극일 수 있다. 또, 제1전극(410)이 음극인 경우, 제2전극(420)은 양극일 수 있다. 전기분해시, 양극전극에서는 산소 또는 오존이 생성되어 살균수가 발생하고, 음극전극에서는 수소가 생성되어 수소수가 발생할 수 있다. 따라서 전극부(400)에 전원이 인가되면, 살균수와 수소수가 복합된 기능수가 생성될 수 있다.
제1,2전극(410,420)의 극성은 변할 수 있다. 이 경우, 메인기판(520)에는 전자제어유닛(ECU, Electric Control Unit)이 실장되어 제1,2전극(410,420)의 극성을 제어할 수 있다. 즉, 제1전극(410)이 양극이고 제2전극(420)이 음극인 경우, 사용자의 취사선택에 따라 제1전극(410)이 음극이고 제2전극(420)의 양극으로 변경시킬 수 있다. 또한, 그 역도 가능하다.
고분자전해질막(430)은 용도에 따라 여러 가지 제품이 적용 가능할 수 있다. 일 예로, 미국 DuPont 사의 불소수지 제품인 Nafion이 적합하며, 전기전도도(conductivity, S/cm) 0.083±004, 단위무게(g/inch2) 0.07∼0.23±0.02, 막의 두께(mm) 0.05∼0.18의 특성을 가지면 적합하고, 형상은 전극형태를 크게 확대한 형태가 적합할 수 있다. 고분자전해질막(430)에 의해 전기분해 효율은 증가할 수 있다.
케이스는 한 쌍의 상부케이스(440)와 하부케이스(450)가 접합하여 결합한 형태일 수 있다. 케이스에 의해, 제1,2전극(410,420)과 고분자전해질막(430)은 고정될 수 있다. 상부케이스(440)의 중앙에는 상부케이스개구(441)가 형성되어 있고, 하부케이스(450)의 중앙에는 하부케이스개구(451)가 형성될 수 있다. 따라서 상부케이스개구(441)를 통해 제2전극(420)의 윗면이 노출될 수 있고, 하부케이스개구(442)를 통해 제1전극(410)의 아랫면이 노출될 수 있다.
상부케이스(440)의 가장자리에는, 서로 대향하여, 2개의 상부케이스다리(442)가 아래로 형성될 수 있다. 하부케이스(450)의 가장자리에는, 서로 대향하여, 2개의 하부케이스다리(452)가 아래로 형성될 수 있다.
상부케이스다리(442)와 하부케이스다리(452)는 평탄부(221)까지 연장되어 평탄부(221)에 고정될 수 있다. 따라서 전극부(400)는 평탄부(221)에 지지되어 고정될 수 있다. 즉, 전극부(400)는 "챔버(200)의 아랫면"에 지지되어 고정될 수 있다.
제1,2전극(410,420)의 가장자리에는 각각 제1전극단자와 제2전극단자가 아래로 만곡되어 아래로 연장되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제1전극단자와 제2전극단자는 상부케이스다리(442)와 하부케이스다리(452)사이에 개재되어 아래로 연장될 수 있다. 그 후, 평탄부(221)를 관통하여 후술하는 전자부품부(500)와 전기적으로 연결될 수 있다.
2개의 상부케이스다리(442)의 길이는 다를 수 있다. 또, 2개의 하부케이스다리(452)의 길이는 다를 수 있다. 따라서 제1,2전극(410,420) 및 고분자전해질막(430)은 평탄부(221)에서 위로 이격되고, 평탄부(221)와 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 제1,2전극(410,420) 및 고분자전해질막(430)은 "챔버(200)의 아랫면"에서 위로 이격되고, "챔버(200)의 아랫면"과 경사지게 배치될 수 있다.
본 발명의 기능수 생성기기(1000)에서는, 제1,2전극(410,420)과 고분자전해질막(430)이, 평탄부(221, "챔버의 아랫면")에서 위로 이격되고, 경사지게 배치된 것을 기술적 특징으로 한다.
일반적인 휴대용 기능수 생성기기의 경우, 전극과 전자부품부의 전기적 연결의 편리성을 위해, 전극을 챔버의 하부에 배치시킨다. 또, 전극 플레이트의 표면이 챔버의 아랫면과 평행하게 배치된다. 즉, 전극 플레이트가 챔버의 아랫면에서 위로 이격되고, 챔버의 아랫면과 평행하게 배치된다. 이와 같이, 전극 플레이트와 챔버의 아랫면이 평행한 경우, 하부 전극 플레이트(본 발명에서는 제1전극(410))에서 생성된 수소 또는 산소 등은, 용승하지 못하고, 전극 플레이트와 챔버의 아랫면 사이에 머무르게 된다.
하부 전극 플레이트와 챔버의 아랫면 사이에 집중된 수소 또는 산소 등에 의해, 전기분해 효율이 떨어지거나, 하부 전극 플레이트에 스케일이 형성될 수 있다. 따라서 이를 제거할 필요가 있다.
본 발명의 제1,2전극(410,420)에는 복수 개의 개구가 형성되어 있지만, 고분자전해질막(430)에 의해 차단되어, 제1전극(410)에서 생성된 수소 또는 산소 등은 용승하지 못하고, 제1전극(410)과 평탄부(221, "챔버의 아랫면") 사이에 머무르게 된다.
그러나 본 발명에서는 제1,2전극(410,420)과 고분자전해질막(430)이 평탄부(221, "챔버의 아랫면")과 경사지게 배치되기 때문에, 제1전극(410)에서 발생된 산소 또는 수소는, 경사면을 따라 용승하고, 경사면의 상부 끝단에서 배출되어 챔버(200)의 상부로 이동할 수 있다. 그 결과, 전기분해 효율이 높아지고, 제1전극(410)에서의 스케일 생성이 억제되며, 수소와 산소 등이 고르게 분포된 기능수를 생성할 수 있다.
이를 위해, 제1,2전극(410,420)과 고분자전해질막(430)이 평탄부(221, "챔버의 아랫면")와 이루는 경사각도는 0.5°이상 20°이하일 수 있다. 만약, 0.5°미만이면, 경사가 미미하여, 수소와 산소의 배출이 원활하지 않게 된다. 또, 20°를 초과하면, 경사가 급하여, 전극부(400)의 안정적인 지지구조가 형성되지 않을 수 있다. 또, 제1,2전극(410,420)의 표면이 챔버(200) 내부의 유체의 표면과 수평일수록(즉, 제1,2전극(410,420)의 표면이 챔버(200)의 윗면과 대향할수록) 전기분해의 효율이 높기 때문에, 높은 경사도는 전기분해 효율 측면에서도 바람직하지 않다.
본 실시예의 바람직한 형태는, 제1,2전극(410,420)이 복수 개의 개구가 형성된 사각플레이트 형태일 수 있고, 제1전극(410)은 양극전극이고, 제2전극(420)은 음극전극일 수 있다. 이 경우, 제2전극(420)에는 수소가 생성되고, 생성된 수소는 챔버(200)의 중앙부에 밀집할 수 있다. 또, 제1전극(410)과 평탄부(221, "챔버의 아랫면") 사이의 간극에는 산소 또는 오존 등이 생성되고, 생성된 산소 또는 오존은 챔버(200)의 중앙부에서 제1,2전극(410,420) 및 고분자전해질막(430)의 경사면 상부 끝단으로 편향되어 배출될 수 있다. 따라서 수소는 챔버(200)의 중앙부에 밀집하고, 산소 또는 오존은 챔버(200)의 중앙부에서 편향되어 용승한다. 그 결과, 산소 또는 오존은 수소와 섞이지 않고, 용승하여 챔버(200)의 공기층으로 배출될 수 있고, 챔버(200)에는 순수한 수소수만이 잔존할 수 있다. 이렇게 생산된 최순수 수소수는 보습에 사용하기 적절하다.
또, 제1,2전극(410,420)의 복수 개의 개구는 제1,2전극(410,420)의 가장자리에도 형성되어 있어 제1,2전극(410,420)의 바닥면까지 물이 잘 도달할 수 있다. 그 결과, 전기분해 효율을 높일 수 있다.
전자부품부(500)는 하우징(300)의 내부에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 하우징(300)의 내부공간의 상단 개구는, 챔버(200)의 베이스(220)(좀 더 상세하게는, 평탄부(221))에 의해 폐쇄될 수 있다. 그 결과, 챔버(200)와 하우징(300)의 내부공간은 챔버(200)의 베이스(220)에 의해 격실 형태로 완전히 구분될 수 있다. 따라서 전자부품부(500)가 챔버(200) 내부의 유체에 의해 침습되는 문제가 발생하지 않는다. 전자부품부(500)는 홀더(510), 메인기판(520), 보조기판(530) 및 전지(540)를 포함할 수 있다.
전자부품부(500)는, 홀더(510)에, 메인기판(520), 보조기판(530) 및 전지(540)가 장착된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 메인기판(520), 보조기판(530) 및 전지(540)는 도전라인에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 메인기판(520)은 전극부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 후술하는 보조기판(530)에 실장된 충전단자(531)를 통해 외부의 전원이 공급되면, 전지(540)는 충전될 수 있다. 또, 전지(540)에서 출력된 전류는 메인기판(520)을 통해, 전극부(400)로 전달될 수 있다.
이하, 도 3,4,5를 참조하여, 전자부품부(500)의 구조를 상세하게 설명한다. 도 3은 중앙플레이트(511)의 일측이 보이도록 도시한, 전자부품부의 분해사시도이다. 도 4는 중앙플레이트(511)의 타측이 보이도록 도시한, 전자부품부의 분해사이도이다. 도 5는 전자부품부의 결합사시도이다.
홀더(510)는 중앙플레이트(511), 제2,3기둥(512,513), 제1,2블레이드(514,515) 및 제3,4블레이드(516,517)를 포함할 수 있다. 중앙플레이트(511), 제2,3기둥(512,513), 제1,2블레이드(514,515) 및 제3,4블레이드(516,517)의 상단부는 챔버(200)의 베이스(220)에 고정될 수 있다. 즉, 홀더(510)의 상단부는 베이스(220)와 결합할 수 있다. 따라서 중앙플레이트(511), 제2,3기둥(512,513), 제1,2블레이드(514,515) 및 제3,4블레이드(516,517)는 전반적으로 평탄부(221, "챔버의 아랫면")에서 아래로 연장된 형태를 가질 수 있다. 중앙플레이트(511), 제2,3기둥(512,513), 제1,2블레이드(514,515) 및 제3,4블레이드(516,517)는 일체로 형성될 수 있다.
개략적으로, 중앙플레이트(511)는 홀더(510)를 일측과 타측으로 나누고, 지지력을 부여하는 부재일 수 있다. 또, 제2,3기둥(512,513)은 중앙플레이트(511)의 일측에 배치되고, 보조기판(530)을 장착하기 위한 부재일 수 있다.(도 3 참조) 또, 제1,2블레이드(514,515)는 중앙플레이트(511)의 일측에 배치되고, 전지(540)를 장착하기 위한 부재일 수 있다.(도 3 참조) 또, 제3,4블레이드(516,517)는 중앙플레이트(511)의 타측에 배치되고, 메인기판(520)을 장착하기 위한 부재일 수 있다.(도 4 참조)
중앙플레이트(511)는 평탄부(221, "챔버의 아랫면")의 중심(지름)에서 아래로 연장된 형태일 수 있다. 중앙플레이트(511)에 의해, 하우징(300)의 내부공간은 개략적으로 일측과 타측으로 구분될 수 있다. 중앙플레이트(511)의 중앙에는 제1기둥(511-1)이 아래로 연장되어 형성될 수 있다. 제1기둥(511-1)은 중앙플레이트(511)보다 더 아래로 연장되어 하우징(300)의 아랫면과 접촉할 수 있다. 그 결과, 홀더(510)는 외부의 요동에 영향받지 않고, 안정적으로 하우징(300)의 내부에 고정되어 전자부품 등의 이탈을 방지할 수 있다.
제2,3기둥(512,513)은 평탄부(221, "챔버의 아랫면")에서 아래로 연장된 형태일 수 있다. 제2,3기둥(512,513)은 중앙플레이트(511)보다 더 아래로 연장될 수 있다. 제2,3기둥(512,513)은 중앙플레이트(511)의 일측에 배치될 수 있다. 제2,3기둥(512,513)은 중앙플레이트(511)의 폭 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 중앙플레이트(511)의 양 측변에는 중앙플레이트(511)의 일측으로 연장된 측벽이 형성되고, 중앙플레이트(511)의 일측으로 연장된 측벽과 제2,3기둥(512,513)이 연결되어 중앙플레이트(511)와 제2,3기둥(512,513)은 일체로 형성될 수 있다. 제2,3기둥(512,513)의 아래측 끝단에는 보조기판(530)이 장착될 수 있다. 이 경우, 보조기판(530)의 윗면과 제2,3기둥(512,513)의 아래측 끝단은 스크류 결합, 솔더링, 등의 다양한 방식으로 결합할 수 있다.
제1,2블레이드(514,515)는 평탄부(221, "챔버의 아랫면")에서 아래로 연장된 형태일 수 있다. 제1,2블레이드(514,515)는 제2,3기둥(512,513)의 일측에 배치될 수 있다. 즉, 제1블레이드(514)는 제2기둥(512)의 일측에 배치될 수 있고, 제2블레이드(515)는 제3기둥(513)의 일측에 배치될 수 있다. 따라서 제1,2블레이드(514,515)는 중앙플레이트(511)의 폭 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1,2블레이드(514,515)의 이격 공간에는 전지(540)가 수용되어 장착될 수 있다.
제1블레이드(514)는 전지(540)의 측부의 일부를 감싸는 제1측면부(514-1)와, 제1측면부(514-1)의 일측 끝단에서 하우징(300) 측으로 연장된 제1리브(514-2)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1리브(514-2)는 하우징(300)의 내측면과 접촉하여 제1블레이드(514)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
제2블레이드(515)는 전지(540)의 측부의 일부를 감싸는 제2측면부(515-1)와, 제2측면부(515-1)의 일측 끝단에서 하우징(300) 측으로 연장된 제2리브(515-2)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2리브(515-2)는 하우징(300)의 내측면과 접촉하여 제2블레이드(514)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
상술한 제1,2블레이드(514,515)의 구조에 의해, 제1,2블레이드(514,515)와 전지(540)는 안정적으로 고정될 수 있다. 그 결과, 외부의 요동에 의해, 전지(540)의 이탈을 방지할 수 있다.
제3,4블레이드(516,517)는 평탄부(221, "챔버의 아랫면")에서 아래로 연장된 형태일 수 있다. 제3,4블레이드(516,517)는 중앙플레이트(511)의 타측에 배치될 수 있다. 제3,4블레이드(516,517)는 중앙플레이트(511)의 폭 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제3,4블레이드(516,517)의 이격공간에는 메인기판(520)이 수용될 수 있다.
제3블레이드(516)는 메인기판(520)의 길이방향 일측 변을 감싸는 제1가이드레일(516-1)을 포함할 수 있다. 제4블레이드(516)는 메인기판(520)의 길이방향 타측 변을 감싸는 제2가이드레일(516-2)을 포함할 수 있다. 따라서 메인기판(520)은 제1가이드레일(516-1)과 제2가이드레일(516-2)에 의해 가이드 되어 제3,4블레이드(516,517)의 이격 공간에 고정될 수 있다. 그 결과, 외부의 요동에 의해, 메인기판(520)의 이탈을 방지할 수 있다.
메인기판(520)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)으로, 상부 외측면에는 전원소자(521)가 실장될 수 있다. 이 경우, 전원소자(521)는 전원버튼(320)가 대향하게 배치되어 사용자가 전원버튼(320)을 누르면, 전원소자(521)에 전기신호가 발생하여, 전극부(400)를 On/Off할 수 있다.
보조기판(530)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)으로, 윗면에는 충전단자(531)가 실장될 수 있다. 이 경우, 충전단자(531)는 단자개구(310)를 통해 외부로 노출되어 외부의 전원 기기와 연결될 수 있다. 따라서 충전단자(531)를 통해, 외부전원이 공급될 수 있다.
전지(540)는 공지의 충전지로, 일 예로 리튬이온 전지일 수 있다. 전지(540)로 외부전원이 공급되면, 전지(540)는 충전될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 분사부 200: 챔버
300: 하우징 400: 전극부
500: 전자부품부 1000: 기능수 생성기기

Claims (8)

  1. 내부에 유체가 수용되는 챔버;
    상기 챔버의 아래에 배치되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 전자부품부; 및
    상기 챔버의 내부에 배치되며, 상기 전자부품부와 전기적으로 연결된 전극부를 포함하고,
    상기 전극부는,
    제1전극; 및
    상기 제1전극과 간극을 두고 적층된 제2전극을 포함하고,
    상기 제1,2전극은 상기 챔버의 아랫면과 경사지게 배치된 휴대용 기능수 생성기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 제1,2전극의 간극에 배치되는 고분자전해질막을 더 포함하는 휴대용 기능수 생성기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 양극전극이고, 상기 제2전극은 음극전극이고,
    상기 제1,2전극은, 플레이트 형태로 복수 개의 개구가 형성되어 있고,
    상기 제1,2전극과 상기 챔버의 아랫면과의 경사각도는 0.5°이상 20°이하인 휴대용 기능수 생성기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자부품부는,
    홀더;
    상기 홀더에 장착된 전지, 메인기판, 보조기판을 포함하는 휴대용 기능수 생성기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀더는,
    상기 챔버의 아랫면에서 아래로 연장되고, 중앙에는 상기 하우징의 아랫면과 접촉하는 제1기둥이 형성된 중앙플레이트;
    상기 중앙플레이트의 일측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제2,3기둥;
    상기 제2,3기둥의 일측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제1,2블레이드; 및
    상기 중앙플레이트의 타측에 배치되고, 상기 중앙플레이트의 폭 방향으로 서로 이격된 제3,4블레이드를 포함하고,
    상기 제1,2블레이드 사이에는 상기 전지가 장착되고, 상기 제3,4블레이드 사이에는 상기 메인기판이 장착되는 휴대용 기능수 생성기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1블레이드는,
    상기 전지의 측부 일면을 감싸는 제1측면부; 및
    상기 제1측면부의 일측 끝단에서 상기 하우징으로 연장되어 상기 하우징과 접촉하는 제1리브를 포함하고,
    상기 제2블레이드는,
    상기 전지의 측부 타면을 감싸는 제2측면부; 및
    상기 제2측면부의 일측 끝단에서 상기 하우징으로 연장되어 상기 하우징과 접촉하는 제2리브를 포함하는 휴대용 기능수 생성기기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제3블레이드는,
    상기 메인기판의 길이방향 일측 변을 감싸는 제1가이드레일을 포함하고,
    상기 제4블레이드는,
    상기 메인기판의 길이방향 타측 변을 감싸는 제2가이드레일을 포함하는 휴대용 기능수 생성기기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 보조기판의 윗면은 상기 제2,3기둥의 하측 단부와 접촉하고,
    상기 보조기판에는, 외부전원이 공급될 수 있는 충전단자가 실장된 휴대용 기능수 생성기기.

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