KR20190050046A - 수소수 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수소수 제조장치는, 하부 하우징(210); 상기 하부 하우징(210)의 상부 내측에 배치되는 제어 플레이트(220); 상기 제어 플레이트(220) 상에 배치되는 수소수 제조 모듈(100); 상기 수소수 제조 모듈(100)의 상부 측으로 배치되는 수소수 수용부(240); 상기 하부 하우징(210)의 외측 상단 상에 결합되는 중간 하우징(250); 상기 중간 하우징(250)의 상부 중앙 상에 결합되는 넘침 방지부(260); 및 상기 중간 하우징(250)의 외측으로 넘침 방지부(260)와 중간 하우징(250)을 전체적으로 덮도록 구성되는 상부 하우징(270); 및 상기 상부 하우징(270)의 관통된 중앙부 상에 개폐 가능하게 결합되는 커버(280);를 포함하고,
상기 수소수 제조 모듈(100)은, 하부 이온 배출부(10), 상기 하부 이온 배출부(10)의 상부에 결합되며 산소 발생을 위한 전원이 인가되는 하부 전극(20), 상기 하부 전극(20)의 상부에 배치되며 수소 발생을 위한 전원이 인가되는 상부 전극(40) 및 상기 상부 전극(40)과 상부 전극(40) 사이에 배치되는 격막(30); 및 상기 상부 전극(40)의 상부 방향으로 배치되는 것과 동시에 상기 하부 이온 배출부(10)과 일체적으로 결합되는 상부 이온 배출부(50);를 포함한다.

Description

수소수 제조 장치{hydrogen water manufacturing apparatus}

본 발명은 수소수 제조 장치에 관한 것으로서, 발생된 산소의 즉시적인 배출 및 격막 측방으로의 수분 유입 차단 기능을 갖는 수소수 제조 모듈을 채용한 상태에서 부피를 적게 차지하면서도 구조가 간단한 수소수 제조장치에 관한 것이다.

수소수가 처음 등장한 이후로 물에 대한 연구와 더불어 수소수에 대하여 관심을 계속적으로 갖게 되면서, 마시는 물을 포함하여 정수기, 화장품 등 각 산업분야에서 수소수 관련 제품의 개발 붐과 함께 수소수가 널리 시판돼 오고 있다.

일반적으로, 수소수란 높은 용존량으로 수소가 용해된 물을 가리킨다. 수소는 이 세상에 존재하는 물질 중 가장 작은 원소로서 일반적으로는 물 속에 자연적으로는 함유되어 있지 않은 바, 물을 전기 분해하거나 수소 가스를 주입하는 방법, 다량의 칼슘, 마그네슘을 물에 넣는 방법 등으로 수소수를 제조할 수 있다.

현재까지의 연구결과에 의하면, 수소수는 노화 방지, 혈중 및 소변 내 당뇨 수치 개선, 운동 수행 능력 향상, 활성 산소 생성 방지를 통항 노화, 비만, 고지혈증, 당뇨병 같은 대사 증후군 발생 가능성 저하 등을 가능하게 한다.

상기와 같이, 수소수는 용존된 수소가 활성산소인 하이드록실 래디칼을 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 보고된다.

기존의 대한민국 특허공개 제 10-2011-39647 호의 전해수소수 생성장치, 대한민국특허 제 1076631 호의 수소수 제조장치, 대한민국특허 제 995713 호 및 공개특허 10-2016-0017186 등을 참조하면, 전기분해용 전극조립체, 산소수소발생기 등에 관한 기술적 내용을 제공하지만, 격막(30)의 상하부 양측으로 배치된 한쌍의 전극을 통해 전기 분해 발생된 산소의 배출을 원활하게 이행하거나 또는 상기 한쌍의 전극 사이로 외부의 공기 유입을 안정적으로 차단하는 방안에 대해서는 구체적으로는 개시하지 않는다는 점에서 한계가 있다.

본 발명에서는 발생된 산소의 즉시적인 배출 및 격막 측방으로의 수분 유입 차단 기능을 갖는 수소수 제조 모듈을 채용한 상태에서 부피를 적게 차지하면서도 구조가 간단한 수소수 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수소수 제조장치는, 하부 하우징(210); 상기 하부 하우징(210)의 상부 내측에 배치되는 제어 플레이트(220); 상기 제어 플레이트(220) 상에 배치되는 수소수 제조 모듈(100); 상기 수소수 제조 모듈(100)의 상부 측으로 배치되는 수소수 수용부(240); 상기 하부 하우징(210)의 외측 상단 상에 결합되는 중간 하우징(250); 상기 중간 하우징(250)의 상부 중앙 상에 결합되는 넘침 방지부(260); 및 상기 중간 하우징(250)의 외측으로 넘침 방지부(260)와 중간 하우징(250)을 전체적으로 덮도록 구성되는 상부 하우징(270); 및 상기 상부 하우징(270)의 관통된 중앙부 상에 개폐 가능하게 결합되는 커버(280);를 포함하고,

상기 수소수 제조 모듈(100)은, 하부 이온 배출부(10), 상기 하부 이온 배출부(10)의 상부에 결합되며 산소 발생을 위한 전원이 인가되는 하부 전극(20), 상기 하부 전극(20)의 상부에 배치되며 수소 발생을 위한 전원이 인가되는 상부 전극(40) 및 상기 상부 전극(40)과 상부 전극(40) 사이에 배치되는 격막(30); 및 상기 상부 전극(40)의 상부 방향으로 배치되는 것과 동시에 상기 하부 이온 배출부(10)과 일체적으로 결합되는 상부 이온 배출부(50);를 포함한다.

상기 커버(280)를 개방한 경우에, 상기 수소수 수용부(240)는 그 내주면 상에 암나사산이 형성된 상태에서 휴대용 물통의 입구 외주면 상에 형성된 수나산과 결합되는 방식이다.

상기 수소수 수용부(240)는 그 외주면 상에 수나사산이 형성된 상태에서 상기 제어 플레이트(220)의 내측 상단에 형성된 암나산과 스크류 방식 타입으로 결합된다.

상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20)은, 각각 원판 형상의 전극 중심플레이트를 베이스로 한 상태에서 전극 중심플레이트의 외주면으로부터 소정 높이 단차진 상태로 전극외주 플레이트를 형성하고, 상기 방수체(35)는 상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20)의 단차진 한쌍의 전극외주 플레이트를 통해 가압 밀착된다.

상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 간의 전기 분해 과정을 통해 형성된 이온은 상기 이온 배출부(10)의 가이드 돌기(14) 사이 및 배출구(13)를 따라 유동한다.

상기 격막(30)은 상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 사이에 배치되는 멤브레인(31) 및 상기 멤브레인(31)의 가장자리를 덮는 형상의 방수체(35)를 포함한다.

상기 하부 전극(20)은 산소 발생을 증강하기 위하여 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성하고, 상기 상부 전극(40)은 수소 발생을 증강하기 위하여 백금 전극을 이용하여 음극을 형성한다.

상기 격막(30)은 Nafion/PTFE(Poly Tetra Fluoro ethtlene) 막을 사용하고, 상기 한쌍의 전극(20,40)은 티타늄 재질을 갖는다.

상기 격막(30)과 한쌍의 전극(20,40) 사이에는 백금촉매와 카본(그래핀)의 조합물 또는 백금촉매 중 어느 하나가 코팅된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수소수 제조장치는 발생된 산소의 배출을 원활하게 하는 동시에 발생된 수소를 효과적으로 물속에 용해하여 공급하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 발생된 산소의 즉시적인 배출 및 격막 측방으로의 수분 유입 차단 기능을 갖는 수소수 제조 모듈을 채용한 상태에서 부피를 적게 차지하면서도 구조를 간단하게 한다.

본 발명에 따른 수소수 제조장치를 구성하는 수소수 제조 모듈은 격막의 상하부 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 발생된 수소를 통한 수소수의 제조를 원활하게 한다.

즉, 기존과 발생된 산소를 억지로 빼내는 것이 아니고 수소수 제조 모듈을 통해 실시간으로 자연스럽게 배출을 유도하는 구조를 통해서 수소수 제조장치의 내부에 산소의 잔존으로 인한 산화문제를 방지한다.

또한, 본 발명은 멤브레인의 측방으로 유입 가능한 수분 유입을 방수체를 통해 차단할 수 있게 함으로써 전극을 통한 수소수로의 전환율을 높이게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수소수 제조 장치를 구성하는 수소수 제조 모듈의 결합 사시도를 보인다.
도 2는 도 1의 수소수 제조 모듈의 분해 사시도를 보인다.
도 3은 도 1의 A-A에 따른 단면도이다.
도 4는 수소수 제조 모듈을 구성하는 격막과 한쌍의 전극 간의 결합 관계를 보인다.
도 5는 도 4의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 수소를 발생하는 격막과 한쌍의 전극 간의 다양한 실시예를 보인다.
도 7은 수소수 제조 모듈이 결합된 상태의 수소수 제조 장치를 보인다.
도 8은 도 7의 수소수 제조 장치의 분해 사시도를 보인다.
도 9는 도 7의 C-C에 따른 단면도이다.
도 10은 수소수 제조 장치의 사용 상태도를 보인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 수소수 제조 장치를 구성하는 수소수 제조 모듈은 격막의 상하 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 머무르는 시간을 저감하여 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 한쌍의 전극 사이의 공간을 통해 격막의 측방으로 물이 유입되는 현상을 차단할 수 있게 하는 형태의 구조를 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수소수 제조 장치를 설명한다. 먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 수소수 제조 장치를 이루는 수소수 제조 모듈(100)을 설명한다.

수소수 제조 모듈(100)은 하부 이온 배출부(10), 하부 이온 배출부(10)의 상부에 결합되며 산소 발생을 위한 전원이 인가되는 하부 전극(20), 하부 전극(20)의 상부에 배치되며 수소 발생을 위한 전원이 인가되는 상부 전극(40), 상부 전극(40)과 상부 전극(40) 사이에 배치되는 격막(30), 상부 전극(40)의 상부 방향으로 배치되는 것과 동시에 하부 이온 배출부(10)과 일체적으로 결합되는 상부 이온 배출부(50) 및 하부 이온 배출부(10)의 하단부 상에 배치되는 필터부(60)를 포함한다.

하부 이온 배출부(10)는 베이스 플레이트(11), 베이스 플레이트(11)의 상면 가장자리부를 따라 형성되는 외주벽(12), 베이스 플레이트(11)의 관통된 중앙부 하단을 따라 형성되는 배출구(13), 및 베이스 플레이트(11)의 상단 상에 밀집 형성되는 가이드 돌기(14)를 포함한다.

가이드 돌기(14)는 배출구(13)를 중심으로 방사상으로 형성되는 구조일 수 있다. 가이드 돌기(14)는 예를 들어 반구 형상, 직육면체 형상, 원뿔 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있지만, 바람직하게는 상부로 갈수록 점점 좁아지는 면적으로 갖는 형상을 갖도록 할 수 있다.

구체적으로는, 가이드 돌기(14)는 배출구(13)를 중심으로 제1 이격거리에 형성되는 복수의 제1 가이드 돌기, 배출구(13)를 중심으로 제1 이격거리보다 더 긴 제2 이격거리 에 형성되는 복수의 제2 가이드 돌기 및 배출구(13)를 중심으로 제2 이격거리보다 더 긴 제2 이격거리 에 형성되는 복수의 제2 가이드 돌기 등을 포함할 수 있다.

복수의 제1,2,3 가이드 돌기들은 반경 방향을 따라 상호 일직선 상에 배치되거나 엇갈리게 배치될 수 있다.

한편, 베이스 플레이트(11)의 외주벽(12) 및 가이드 돌기(14)는 그 상단의 높이를 같게 유지할 수 있다. 즉, 이를 통해서 수소수 제조 모듈의 하부 전극(20)을 통해 배츨되는 산소가 외주벽(12) 내에서 복수의 가이드 돌기(14)들 사이의 공간을 통해서 유동하여 배출구를 통해 수소수 제조 모듈의 하부로 가이드되는 것을 유도하는 기능을 한다.

필터부(60)는 배출구(13) 상에 결합될 수 있는데, 상기 구조를 통해 물이 배출구(13)를 통해 수소수 제조 모듈로 역류하는 현상을 방지한다.

하부 전극(20)은 일예로 원형 평판 형상의 제1 전극플레이트(21), 제1 전극플레이트(21)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제1 전극단자(22) 및 제1 전극플레이트(21)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함한다.

하부 전극(20)을 이루는 제1 전극플레이트(21)는 높이의 단차를 갖는 형태일 수 있다. 구체적으로는, 원판 형상의 전극 중심플레이트를 베이스로 한 상태에서 전극 중심플레이트의 외주면으로부터 하부로 소정 높이 단차진 상태로 전극외주 플레이트를 형성하게 한다. 상기 전극 중심플레이트와 전극외주 플레이트를 연결하는 단차부는 외측 하부 방향으로 경사진 형태일 수 있다. 제1 전극단자(22)는 전극외주 플레이트의 일측에서 상부 외측 방향으로 연장된다.

상부 전극(40)은 일예로 원형 평판 형상의 제2 전극플레이트(41), 제2 전극플레이트(41)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제2 전극단자(42) 및 제2 전극플레이트(41)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함한다. 상부 전극(40)과 하부 전극(20)은 생산 수율을 최대화할 수 있도록 가공된 기공의 크기 및 갯수를 가짐이 바람직하다.

상부 전극(40)을 이루는 제2 전극 단자(42)에는 음전압이 인가되는 동시에 하부 전극(20)을 이루는 제1 전극 단자(22)에는 양전압이 인가되어져, 본 발명에 따른 수소수 제조 모듈이 수용되는 저수조 속의 수용된 물을 전기분해시켜 수소를 생성하게 된다.

상부 전극(40)을 이루는 제2 전극플레이트(41)는 높이의 단차를 갖는 형태일 수 있다. 구체적으로는, 원판 형상의 전극 중심플레이트를 베이스로 한 상태에서 전극 중심플레이트의 외주면으로부터 상부로 소정 높이 단차진 상태로 전극외주 플레이트를 형성하게 한다. 상기 전극 중심플레이트와 전극외주 플레이트를 연결하는 단차부는 외측 상부 방향으로 경사진 형태일 수 있다. 제2 전극단자(42)는 전극외주 플레이트의 일측에서 상부 외측 방향으로 연장된다.

상부 전극(40)과 하부 전극(20)은 수소의 확산이 용이하고 허용 전류밀도가 높은 일종의 촉매 전극이며, 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예는 하부 전극(20)으로서 산소 발생을 증강하기 위하여 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성하고, 상기 상부 전극(40)으로서 수소 발생을 증강하기 위하여 백금 전극을 이용하여 음극을 형성한다.

상기 상부 전극(40)으로서는 백금에 카본 또는 그래핀을 선택적으로 적용하여 제조한다.

사용하는 장치의 수조의 위치에 따라서 상부 전극(40)으로서 백금 전극을 이용하여 음극을 형성하고, 하부 전극(20)으로서 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성할 수도 있다.

양극인 하부 전극(20)에서 발생하는 산소가 하부 이온 배출부(10)를 통하여 외부로 방출되고, 음극인 상부 전극(40)에서 발생하는 수소는 상부 전극(40)를 덮는 형태로 하부 이온 배출부(10) 상부 상에 결합된 수소 포집부로 공급된 물에 용해됨으로써 수소수를 생성하게 된다.

격막(30)은 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 사이에 배치되는 멤브레인(31) 및 멤브레인(31)의 가장자리를 덮는 형상의 방수체(35)를 갖는다.

멤브레인(31)은 고분자막으로서 상부 전극(40)과 하부 전극(20)에 의하여 이온화 분해된 수소 이온을 통과시키되 물은 미통과시키는 기능을 수행한다.

방수체(35)는 상부 전극(40)의 전극외주 플레이트 및 하부 전극(20)의 전극외주 플레이트 사이의 공간을 채우는 기능을 하는 것으로서, 실리콘 재질을 갖는다. 즉, 상부 전극(40)과 하부 전극(20)을 통해 발생하는 이온이 멤브레인(31)을 통해 통과하는 중에, 상부 전극(40)과 하부 전극(20)의 외주부 사이의 공간으로 유입될 수 있는 물을 상기 방수체(35)를 통해 원천적으로 유입 방지하게 한다.

상부 전극(40)과 하부 전극(20)의 주위 공간을 통해 멤브레인(31)의 측면으로 유입 가능한 물을 상기 방수체(35)를 통해 차단하는 동시에, 상부 전극(40)과 하부 전극(20)의 전기 분해 과정을 통해 생성된 산소 이온은 하부 이온 배출부(10)의 가이드 돌기(14)를 통해 안내되어짐으로써 하부 이온 배출부(10)의 하부 공간으로 배출 가능하게 한다.

이를 통해, 하부 전극(20)의 하단부 측으로 통해 생성된 산소 이온은 하부 이온 배출부(10) 내에서 머무르는 시간을 최소화한 상태에서 즉시적인 배출을 가능하게 한다.

상부 이온 배출부(50)는 상부 전극(40)인 음전극을 통해 형성되는 수소의 배출을 가능하게 한다. 상부 이온 배출부(50)와 하부 이온 배출부(10) 사이에는 하나 이상의 실링 부재가 배치되어져 누설을 방지한다. 상부 이온 배출부(50)에도 하부 이온 배출부(10)와 유사한 구조로 가이드 돌기가 형성될 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여 수소를 발생하는 격막(30)과 한쌍의 전극(20,40) 간의 다양한 실시예를 보인다.

본 발명에서는 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 사이에 미세한 틈이 있는 경우에 수소 발생량이 차이가 크게 되는바, 수소 발생량을 증가시키기 위해서는 멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 간의 완전 밀착이 매우 중요하다.

상기와 같이, 멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 간의 밀착을 위해서는 하기의 실시예를 적용한다.

먼저, 멤브레인(31)은 공통적으로 Nafion/PTFE(Poly Tetra Fluoro ethtlene) 막을 사용한다. 내피온(Nafion)은 불소 수지계의 카티온 교환막으로, 고온에서의 내산화성, 내알칼리성이 뛰어나고, 전기투석용 격막 외에 NaCl의 전해에 의한 NaOH 제조용의 격막 등에도 이용되는 성질을 갖는다. PTFE는 폴리테트라 플루오로에틸렌로서, 불소수지로 테프론(듀퐁사), 플루온(ICI사) 등의 상품명이 있으며, 내약품성이 뛰어나며, 높은 온도(325℃에서도 안정)에서 특성이 변화하지 않는다는 특징이 있다.

멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 구조의 제1 실시예로는, 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)으로 Nafion/PTFE 막을 적용한 상태에서, 상기 Nafion/PTFE 막을 중심으로 양측면 상에 티타늄에 백금 도금된 한쌍의 전극을 배치한다.

멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 구조의 제2 실시예로는, 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)으로 Nafion/PTFE 막을 적용한 상태에서, 상기 Nafion/PTFE 막의 양측면 상에 백금촉매 코팅을 1차적으로 실시하고, 상기 상태에서 2차적으로 Nafion/PTFE 막을 중심으로 양측면 상에 티타늄 재질을 갖는 한쌍의 전극을 배치한다.

멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 구조의 제3 실시예로는, 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)으로 Nafion/PTFE 막을 적용한 상태에서, 상기 Nafion/PTFE 막의 양측면 상에 백금촉매와 카본(그래핀)의 조합물을 1차적으로 코팅하고, 상기 상태에서 Nafion/PTFE 막을 중심으로 양측면 상에 2차적으로 티타늄 재질을 갖는 한쌍의 전극을 배치한다.

멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 구조의 제4 실시예로는, 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)으로 Nafion/PTFE 막을 적용한 상태에서, 상기 Nafion/PTFE 막의 상면 상에 백금촉매와 카본(그래핀)의 조합물을 1차적으로 코팅하고, 2차적으로 Nafion/PTFE 막을 중심으로 상면 상에 티타늄 재질을 갖는 상부 전극을 배치하고, 하면 상에 티타늄에 이리듐 도금된 하부 전극을 배치한다.

멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 구조의 제5 실시예로는, 격막(30)을 이루는 멤브레인(31)으로 Nafion/PTFE 막을 적용한 상태에서, 상기 Nafion/PTFE 막을 중심으로 상면 상에 티타늄에 백금 도금된 상부 전극을 배치하고, 하면 상에 티타늄에 이리듐 도금된 하부 전극을 배치한다.

이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 수소수 제조 장치를 설명한다.

수소수 제조 장치(200)는 하부 하우징(210), 하부 하우징(210)의 상부 내측에 배치되는 제어 플레이트(220), 제어 플레이트(220) 상에 배치되는 수소수 제조 모듈(100), 수소수 제조 모듈(100)의 상부 측으로 배치되는 수소수 수용부(240), 하부 하우징(210)의 외측 상단 상에 결합되는 중간 하우징(250), 중간 하우징(250)의 상부 중앙 상에 결합되는 넘침 방지부(260), 중간 하우징(250)의 외측으로 넘침 방지부(260)와 중간 하우징(250)을 전체적으로 덮도록 구성되는 상부 하우징(270), 및 상부 하우징(270)의 관통된 중앙부 상에 개폐 가능하게 결합되는 커버(280)를 포함한다.

한편, 수소수 제조 장치(200)는 각 부품 사이에 패킹 부재를 내삽할 수 있는데, 구체적으로는 수소수 제조 모듈(100)과 수소수 수용부(240)에 배치되는 제1 패킹 부재(291) 및 수소수 수용부(240)와 중간 하우징(250) 사이에 배치되는 제2 패킹 부재(293)를 포함할 수 있다. 또한, 필요하다면 추가적인 패킹 부재가 더 설치 가능하다.

하부 하우징(210)과 상부 하우징(270)은 수소수 제조 장치의 전체적인 외관을 이룬다. 전체적으로는, 납작한 원통 형상을 갖는 형태일 수 있는데, 상부와 하부가 중앙부에 비해 다소 직격이 작은 형태일 수 있다.

제어 플레이트(220)는 그 중앙부가 하부 이온 배출부(10)의 배출구(13)와 결합한 상태에서 생성된 산소의 유동을 가능하게 한다. 즉, 수소수 제조 모듈(100)을 통해 생성된 산소는 배출구(13) 및 제어 플레이트(220)의 중앙부를 거쳐서 최종적으로는 하부 하우징(210)의 관통된 배출홀을 통해서 수소수 제조 장치의 외부로 배출이 이루어진다. 제어 플레이트(220)는 수소수 제조 장치의 내부 또는 외부를 통해 공급되는 전원을 수소수 제조 모듈(100)의 전극에 공급 조절하는 기능을 한다. 제어 플레이트(220)에는 공급되는 전원을 on/off 하는 전원스위치 또는 외부의 전원 공급을 가능하게 하는 전원 공급 포트 등을 별도로 구비한다,

수소수 수용부(240)는 그 외주면 상에 수나사산이 형성된 상태에서 제어 플레이트(220)의 내측 상단에 형성된 암나산과 스크류 방식 타입으로 결합하게 된다. 즉, 상기 제어 플레이트(220) 상에 수소수 수용부(240)를 결합하는 경우에, 제어 플레이트(220)와 수소수 수용부(240)의 연결 지점을 통한 기밀 누설을 최대한 방지하게 하는 동시에, 제어 플레이트(220)와 수소수 수용부(240)의 내부 공간 상에 배치되는 수소수 제조 모듈(100)이 안정적으로 배치하게 한다.

수소수 제조 모듈(100)을 생성된 수소는 상기 수소수 수용부(240)를 통해 이루어진 수소수 수용 공간의 물 상에 주입되는 과정을 통해 수소수가 생성된다.

한편, 도 9를 참조하면 커버(280)가 개방된 상태에서 휴대용 물통을 수소수 수용부(240)의 내측에 형성된 나선 스크류 구조 상에 결합하는 방식으로 휴대용 물통 상의 물 속으로 수소를 공극할 수 있다. 이후, 물통이 결합된 상태의 수소수 제조 장치(200)를 역방향으로 위치하게 한 상태에서 상기 수소수 제조 장치(200)를 물통에서 제거하는 방식으로 수소가 용존된 상태의 물을 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수소수 제조 장치는 모듈화된 수소수 제조 모듈을 분리 가능하게 결합한 상태에서 하부 측으로는 산소의 원활한 배출을 가능하게 하고, 상부 측으로는 발생된 수소를 결합된 물통으로 원활하게 공급하게 함으로써 휴대용 수소수 공급 장치의 기능을 충실히 한다.

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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

Claims (9)

1. 하부 하우징(210);
   상기 하부 하우징(210)의 상부 내측에 배치되는 제어 플레이트(220);
   상기 제어 플레이트(220) 상에 배치되는 수소수 제조 모듈(100);
   상기 수소수 제조 모듈(100)의 상부 측으로 배치되는 수소수 수용부(240);
   상기 하부 하우징(210)의 외측 상단 상에 결합되는 중간 하우징(250);
   상기 중간 하우징(250)의 상부 중앙 상에 결합되는 넘침 방지부(260); 및
   상기 중간 하우징(250)의 외측으로 넘침 방지부(260)와 중간 하우징(250)을 전체적으로 덮도록 구성되는 상부 하우징(270); 및
   상기 상부 하우징(270)의 관통된 중앙부 상에 개폐 가능하게 결합되는 커버(280);를 포함하고,
   상기 수소수 제조 모듈(100)은,
   하부 이온 배출부(10), 상기 하부 이온 배출부(10)의 상부에 결합되며 산소 발생을 위한 전원이 인가되는 하부 전극(20), 상기 하부 전극(20)의 상부에 배치되며 수소 발생을 위한 전원이 인가되는 상부 전극(40) 및 상기 상부 전극(40)과 상부 전극(40) 사이에 배치되는 격막(30); 및 상기 상부 전극(40)의 상부 방향으로 배치되는 것과 동시에 상기 하부 이온 배출부(10)과 일체적으로 결합되는 상부 이온 배출부(50);를 포함하는,
   수소수 제조 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버(280)를 개방한 경우에,
   상기 수소수 수용부(240)는 그 내주면 상에 암나사산이 형성된 상태에서 휴대용 물통의 입구 외주면 상에 형성된 수나산과 결합되는 방식인,
   수소수 제조 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수소수 수용부(240)는 그 외주면 상에 수나사산이 형성된 상태에서 상기 제어 플레이트(220)의 내측 상단에 형성된 암나산과 스크류 방식 타입으로 결합되는,
   수소수 제조 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20)은,
   각각 원판 형상의 전극 중심플레이트를 베이스로 한 상태에서 전극 중심플레이트의 외주면으로부터 소정 높이 단차진 상태로 전극외주 플레이트를 형성하고, 상기 방수체(35)는 상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20)의 단차진 한쌍의 전극외주 플레이트를 통해 가압 밀착되는,
   수소수 제조 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 간의 전기 분해 과정을 통해 형성된 이온은 상기 이온 배출부(10)의 가이드 돌기(14) 사이 및 배출구(13)를 따라 유동하는,
   수소수 제조 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 격막(30)은 상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 사이에 배치되는 멤브레인(31) 및 상기 멤브레인(31)의 가장자리를 덮는 형상의 방수체(35)를 포함하는,
   수소수 제조 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 전극(20)은 산소 발생을 증강하기 위하여 이리듐 전극을 이용하여 양극을 형성하고, 상기 상부 전극(40)은 수소 발생을 증강하기 위하여 백금 전극을 이용하여 음극을 형성하는,
   수소수 제조 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 격막(30)은 Nafion/PTFE(Poly Tetra Fluoro ethtlene) 막을 사용하고,
   상기 한쌍의 전극(20,40)은 티타늄 재질을 갖는,
   수소수 제조 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 격막(30)과 한쌍의 전극(20,40) 사이에는 백금촉매와 카본(그래핀)의 조합물 또는 백금촉매 중 어느 하나가 코팅되는,
   수소수 제조 장치.

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