KR20190050047A - hydrogen water manufacturing module - Google Patents

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KR20190050047A
KR20190050047A KR1020170145151A KR20170145151A KR20190050047A KR 20190050047 A KR20190050047 A KR 20190050047A KR 1020170145151 A KR1020170145151 A KR 1020170145151A KR 20170145151 A KR20170145151 A KR 20170145151A KR 20190050047 A KR20190050047 A KR 20190050047A
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KR1020170145151A
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황현배
김운영
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발자노 그룹 리미티드
그래메디스 주식회사
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Abstract

According to the present invention, a hydrogen water producing module comprises: a lower ion discharge unit (10); a lower electrode (20) coupled to an upper portion of the lower ion discharge unit, and applying power for oxygen generation; an upper electrode (40) disposed on an upper portion of the lower electrode (20), and applying power for hydrogen generation; a diaphragm (30) disposed between the upper electrodes (40); and an upper ion discharge unit (50) integrally coupled to the lower ion discharge unit (10) while being disposed in an upper portion direction of the upper electrode (40). The lower ion discharge unit (10) includes: a flat-shaped base plate (11); an outer circumferential wall (12) formed along an edge portion of an upper surface of the base plate (11); an outlet (13) formed along a lower end of a penetrating central portion of the base plate (11); and a guide protrusion (14) densely formed on an upper end of the base plate (11). According to the present invention, an ion formed through an electrolysis process between the upper and lower electrodes (40, 20) flow along the guide protrusion (14) of the lower ion discharge unit (10) and the outlet (13).

Description

수소수 제조 모듈{hydrogen water manufacturing module}A hydrogen water manufacturing module

본 발명은 수소수 제조 모듈에 관한 것으로서, 격막 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 격막의 측방으로 유입 가능한 수분 유입을 차단할 수 있게 하는 수소수 제조 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen-producing module, which is capable of instantaneously discharging oxygen generated through a pair of electrodes disposed on both sides of a diaphragm, and at the same time, blocking water inflow that can flow into the side of the diaphragm, .

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.Since the first appearance of hydrogen, it has continued to have interest in water, along with research on water, and it has been widely marketed with the development boom of water-related products in drinking water, water purifier, It is coming.

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. Generally, hydrogenated water refers to water in which hydrogen is dissolved at a high dissolved amount. Hydrogen is the smallest element in the world and is not naturally contained in water. It can be used to electrolyze water, inject hydrogen gas, put a large amount of calcium, and put magnesium into water. Hydrogen water can be produced.

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.Studies have shown that drinking water can reduce the risk of developing metabolic syndrome such as aging, improvement of blood and urine diabetes, improvement of exercise performance, prevention of active oxygen generation, aging, obesity, hyperlipidemia, and diabetes do.

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.As described above, hydrogenated water prevents antioxidative action by removing hydroxyl radicals, which are dissolved hydrogen, which is active oxygen, and helps to prevent diabetes, hypertension, arteriosclerosis, cancer and dementia, Fatigue recovery, sexual function improvement, athletic ability improvement, immunity enhancement, hangover is reported to be effective.

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.An electrolytic water water producing device of Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-39647, a water producing device of Korean Patent No. 1076631, Korean Patent No. 995713, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0017186, , Oxygen hydrogen generator, etc. However, it is possible to smoothly perform the discharge of oxygen generated by electrolysis through a pair of electrodes disposed on both sides of the upper and lower sides of the diaphragm 30, or to introduce air into the space between the pair of electrodes There is a limitation in that it does not disclose concrete measures to stably shut down.

본 발명에서는 격막 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 격막의 측방으로 유입 가능한 수분 유입을 차단할 수 있게 하는 수소수 제조 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a hydrogen-producing module that enables immediate release of oxygen generated through a pair of electrodes disposed on both sides of a diaphragm, while blocking inflow of water that can flow into the side of the diaphragm.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수소수 제조 모듈은 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); 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 포함하고, 상기 하부 이온 배출부(10)는, 평판 형상의 베이스 플레이트(11), 상기 베이스 플레이트(11)의 상면 가장자리부를 따라 형성되는 외주벽(12), 상기 베이스 플레이트(11)의 관통된 중앙부 하단을 따라 형성되는 배출구(13) 및 상기 베이스 플레이트(11)의 상단 상에 밀집 형성되는 가이드 돌기(14)를 포함하고, 상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 간의 전기 분해 과정을 통해 형성된 이온은 상기 하부 이온 배출부(10)의 가이드 돌기(14) 사이 및 배출구(13)를 따라 유동한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a hydrogen-producing module comprising: a lower ion discharging part; A lower electrode 20 coupled to an upper portion of the lower ion discharge unit 10 and to which power for generating oxygen is applied; An upper electrode (40) disposed on the lower electrode (20) and to which power for generating hydrogen is applied; A diaphragm 30 disposed between the upper electrode 40 and the upper electrode 40; And an upper ion discharging part (50) arranged in an upper direction of the upper electrode (40) and integrally coupled with the lower ion discharging part (10), wherein the lower ion discharging part An outer circumferential wall 12 formed along the upper surface edge portion of the base plate 11, a discharge port 13 formed along the lower end of the penetrated central portion of the base plate 11, The upper electrode 40 and the lower electrode 20 are electrically connected to each other through the lower ion discharge portion 10 and the upper electrode 40 and the lower electrode 20, Between the guide protrusions 14 of the main body 10 and the discharge port 13.

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.The diaphragm 30 includes a membrane 31 disposed between the upper electrode 40 and the lower electrode 20 and a waterproof body 35 covering the edge of the membrane 31.

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.The upper electrode 40 and the lower electrode 20 are formed by forming an electrode outer peripheral plate at a predetermined height stepwise from the outer circumferential surface of the electrode center plate with the disc center electrode plate as a base, 35 are pressed in close contact with each other through a pair of stepped outer circumferential plates of the upper electrode 40 and the lower electrode 20.

상기 하부 전극(20)은, 원형 평판 형상의 제1 전극플레이트(21), 상기 제1 전극플레이트(21)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제1 전극단자(22) 및 상기 제1 전극플레이트(21)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함하고, 상기 상부 전극(40)은, 원형 평판 형상의 제2 전극플레이트(41), 상기 제2 전극플레이트(41)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제2 전극단자(42) 및 상기 제2 전극플레이트(41)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함한다.The lower electrode 20 includes a first electrode plate 21 having a circular flat plate shape, a first electrode terminal 22 extending to one side of the outer peripheral surface of the first electrode plate 21, The upper electrode 40 includes a second electrode plate 41 having a circular plate shape and a second electrode plate 41 having a second electrode plate 41 formed on one side of the outer circumferential surface of the second electrode plate 41 And a plurality of pores formed through the second electrode terminal 42 and the upper and lower surfaces of the second electrode plate 41 at densely spaced intervals.

상기 수소수 제조 모듈은, 상기 하부 이온 배출부(10)의 배출구(13) 상에 배치되는 필터부(60);를 더 포함한다.The hydrogen-producing module further includes a filter unit (60) disposed on an outlet (13) of the lower ion outlet (10).

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.The lower electrode 20 forms an anode using an iridium electrode to enhance oxygen generation, and the upper electrode 40 forms a cathode using a platinum electrode to enhance hydrogen generation.

상기 상부 전극(40)은, 상기 백금 전극에 카본 또는 그래핀을 선택적으로 결합한다.The upper electrode 40 selectively bonds carbon or graphene to the platinum electrode.

상기 격막(30)은 Nafion/PTFE(Poly Tetra Fluoro ethtlene) 막을 사용하고, 상기 한쌍의 전극(20,40)은 티타늄 재질을 갖는다.The diaphragm 30 uses a Nafion / PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethlene) film, and the pair of electrodes 20 and 40 has a titanium material.

상기 격막(30)과 한쌍의 전극(20,40) 사이에는 백금촉매와 카본(그래핀)의 조합물 또는 백금촉매 중 어느 하나가 코팅된다.A combination of a platinum catalyst and carbon (graphene) or a platinum catalyst is coated between the diaphragm 30 and the pair of electrodes 20 and 40.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수소수 제조 모듈은 격막의 상하부 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 발생된 수소를 통한 수소수의 제조를 원활하게 한다.The hydrogen-producing module according to the present invention as described above enables immediate release of oxygen generated through a pair of electrodes disposed on both sides of the diaphragm, and facilitates the production of hydrogen water through the generated hydrogen .

또한, 본 발명은 멤브레인의 측방으로 유입 가능한 수분 유입을 방수체를 통해 차단할 수 있게 함으로써 전극을 통한 수소수로의 전환율을 높이게 한다.In addition, the present invention can block water inflow into the side of the membrane through the waterproof body, thereby increasing the conversion rate of the hydrogen channel through the electrode.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 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 본 발명에 따른 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.1 is an assembled perspective view of a hydro-condensation module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the hydrogen-producing module of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 4 shows a coupling relationship between a diaphragm and a pair of electrodes constituting the hydrogen-producing module according to the present invention.
5 is an enlarged view of a portion B in Fig.
6 shows various embodiments between a diaphragm generating hydrogen and a pair of electrodes.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

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.It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명에 따른 수소수 제조 모듈은 격막(30)의 상하 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 머무르는 시간을 저감하여 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 한쌍의 전극 사이의 공간을 통해 격막(30)의 측방으로 물이 유입되는 현상을 차단할 수 있게 하는 형태의 구조를 제공한다.The water producing module according to the present invention reduces the dwell time of oxygen generated through the pair of electrodes disposed on both sides of the diaphragm 30 to enable immediate discharge, and at the same time, Thereby preventing a phenomenon in which water flows in the lateral direction of the water tank 30.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수소수 제조 모듈을 설명한다. Hereinafter, a hydrogen-producing module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

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.The water producing module 100 includes a lower electrode 20 connected to an upper portion of the lower ion discharging portion 10 and the lower ion discharging portion 10 and to which power for generating oxygen is applied, A diaphragm 30 disposed between the upper electrode 40 and the upper electrode 40 and a diaphragm 30 disposed between the upper electrode 40 and the lower electrode 40. The upper electrode 40 is disposed on the lower electrode 40, An upper ion discharge unit 50 integrally coupled to the ion discharge unit 10 and a filter unit 60 disposed on the lower end of the lower ion discharge unit 10.

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.The lower ion discharging portion 10 includes a base plate 11, an outer peripheral wall 12 formed along the upper edge of the base plate 11, a discharge port 13 formed along the lower end of the central portion of the through hole of the base plate 11, And a guide protrusion 14 formed on the upper end of the base plate 11.

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. The guide protrusion 14 may be formed radially around the discharge port 13. The guide protrusion 14 may have various shapes such as a hemispherical shape, a rectangular parallelepiped shape, a conical shape, or the like, but it may preferably have a shape having an area gradually becoming narrower toward the upper portion.

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. Specifically, the guide protrusion 14 has a plurality of first guide protrusions formed at a first spacing distance around the discharge port 13, a second spacing distance longer than the first spacing distance about the discharge port 13 And a plurality of second guide protrusions formed at a second spacing distance longer than the second spacing distance about the second guide protrusions and the discharge port 13 formed.

복수의 제1,2,3 가이드 돌기들은 반경 방향을 따라 상호 일직선 상에 배치되거나 엇갈리게 배치될 수 있다.The plurality of first, second, and third guide projections may be disposed linearly or staggered along the radial direction.

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.On the other hand, the outer peripheral wall 12 and the guide protrusion 14 of the base plate 11 can maintain the height of the upper end thereof at the same level. That is, the oxygen exhausted through the lower electrode 20 of the hydrogen-producing module flows through the space between the plurality of guide projections 14 in the outer peripheral wall 12 through the outlet, And guiding downwardly guided.

필터부(60)는 배출구(13) 상에 결합될 수 있는데, 상기 구조를 통해 물이 배출구(13)를 통해 수소수 제조 모듈로 역류하는 현상을 방지한다.The filter portion 60 can be coupled onto the outlet 13 to prevent water from flowing back through the outlet 13 to the water producing module.

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.The lower electrode 20 includes a first electrode plate 21 having a circular flat plate shape, a first electrode terminal 22 extending to one side of the outer peripheral surface of the first electrode plate 21, And a plurality of pores formed through the upper and lower surfaces at densely spaced intervals.

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.The first electrode plate 21 constituting the lower electrode 20 may have a stepped height. Specifically, the electrode outer peripheral plate is formed in a state of being lowered from the outer circumferential surface of the electrode center plate by a predetermined height while the disk-shaped electrode center plate is used as a base. The step portion connecting the electrode center plate and the electrode outer circumferential plate may be inclined outwardly downward. The first electrode terminal 22 extends from one side of the electrode outer peripheral plate to an upper outward direction.

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.The upper electrode 40 includes a second electrode plate 41 having a circular flat plate shape, a second electrode terminal 42 extending to one side of the outer circumferential surface of the second electrode plate 41, And a plurality of pores formed through the upper and lower surfaces at densely spaced intervals. The upper electrode 40 and the lower electrode 20 preferably have a size and number of processed pores to maximize production yield.

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.Negative voltage is applied to the second electrode terminal 42 constituting the upper electrode 40 and positive voltage is applied to the first electrode terminal 22 constituting the lower electrode 20, The water contained in the water tank is electrolyzed to generate hydrogen.

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.The second electrode plate 41 constituting the upper electrode 40 may have a stepped height. Specifically, the electrode outer peripheral plate is formed in a state of being stepped up from the outer circumferential surface of the electrode center plate by a predetermined height while the disk-shaped electrode center plate is used as a base. The step portion connecting the electrode center plate and the electrode outer circumferential plate may be inclined toward the outer upper direction. The second electrode terminal (42) extends from one side of the electrode outer peripheral plate to an upper outward direction.

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.The upper electrode 40 and the lower electrode 20 are a kind of catalytic electrode which is easy to diffuse hydrogen and has a high permissive current density and is preferably made of a noble metal such as platinum or iridium.

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.In the embodiment of the present invention, an anode is formed using an iridium electrode to enhance oxygen generation as a lower electrode 20, and a cathode is formed using a platinum electrode to enhance hydrogen generation as the upper electrode 40.

상기 상부 전극(40)으로서는 백금에 카본 또는 그래핀을 선택적으로 적용하여 제조한다. As the upper electrode 40, carbon or graphene is selectively applied to platinum.

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.A cathode may be formed using the platinum electrode as the upper electrode 40 according to the position of the water tank of the apparatus to be used and an anode may be formed using the iridium electrode as the lower electrode 20. [

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.Oxygen generated in the lower electrode 20 which is an anode is discharged to the outside through the lower ion discharge portion 10 and hydrogen generated in the upper electrode 40 which is a cathode covers the upper electrode 40, And hydrogen peroxide is dissolved in the water supplied to the hydrogen collecting part coupled to the upper part of the unit 10 to generate hydrogenated water.

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.The diaphragm 30 has a membrane 31 disposed between the upper electrode 40 and the lower electrode 20 and a waterproof body 35 shaped to cover the edge of the membrane 31.

멤브레인(31)은 고분자막으로서 상부 전극(40)과 하부 전극(20)에 의하여 이온화 분해된 수소 이온을 통과시키되 물은 미통과시키는 기능을 수행한다.The membrane 31 functions as a polymer membrane to pass hydrogen ions ionized and decomposed by the upper electrode 40 and the lower electrode 20 but not to pass water.

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. The waterproof body 35 functions to fill a space between the electrode outer peripheral plate of the upper electrode 40 and the electrode outer peripheral plate of the lower electrode 20 and has a silicon material. That is, the ions generated through the upper electrode 40 and the lower electrode 20 can flow into the space between the upper electrode 40 and the outer periphery of the lower electrode 20 while passing through the membrane 31 So that water is prevented from flowing through the waterproofing body (35).

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.Water which can flow into the side surface of the membrane 31 through the space around the upper electrode 40 and the lower electrode 20 is cut off through the waterproof body 35 and the upper electrode 40 and the lower electrode 20, The oxygen ions generated through the electrolysis process of the lower ion discharging unit 10 are guided through the guide protrusion 14 of the lower ion discharging unit 10 so that the oxygen ions can be discharged to the lower space of the lower ion discharging unit 10. [

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.Accordingly, the oxygen ions generated through the lower end of the lower electrode 20 can be immediately discharged in a state where the time for staying in the lower ion outlet 10 is minimized.

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.The upper ion discharging portion 50 enables discharge of hydrogen formed through the negative electrode which is the upper electrode 40. At least one sealing member is disposed between the upper ion discharging portion 50 and the lower ion discharging portion 10 to prevent leakage. The upper ion discharging portion 50 may also have a guide protrusion similar to the lower ion discharging portion 10.

이하, 도 6을 참조하여 수소를 발생하는 격막(30)과 한쌍의 전극(20,40) 간의 다양한 실시예를 보인다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, there is shown various embodiments between the diaphragm 30 for generating hydrogen and the pair of electrodes 20 and 40.

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.In the present invention, when the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40 constituting the diaphragm 30 have fine gaps therebetween, the difference in the amount of generated hydrogen becomes large. In order to increase the amount of generated hydrogen, It is very important to completely close the pair of electrodes 20 and 40.

상기와 같이, 멤브레인(31)과 한쌍의 전극(20,40) 간의 밀착을 위해서는 하기의 실시예를 적용한다.As described above, the following embodiments are applied for the close contact between the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40.

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.First, the membrane 31 commonly uses a Nafion / PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethlene) membrane. Nafion is a fluorocarbon-based cation exchange membrane, which is excellent in oxidation resistance and alkali resistance at high temperatures, and has properties that it is used in diaphragms for NaOH production by electrolysis of NaCl in addition to dielectrophoresis membranes. PTFE is polytetrafluoroethylene. It is a fluorine resin and has a trade name of Teflon (DuPont), Fluon (ICI), etc. It has excellent chemical resistance and does not change its characteristics at high temperature (stable at 325 ℃) .

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.In the first embodiment of the structure of the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40, the Nafion / PTFE membrane is applied to the membrane 31 constituting the diaphragm 30, A pair of platinum-plated electrodes is disposed on titanium.

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.In a second embodiment of the structure of the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40, a Nafion / PTFE membrane is applied to the membrane 31 constituting the diaphragm 30, A catalytic coating is firstly carried out, and a pair of electrodes having titanium material on both sides of the Nafion / PTFE membrane is disposed in the above state.

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.In a third embodiment of the structure of the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40, a Nafion / PTFE membrane is applied to the membrane 31 constituting the diaphragm 30, A combination of catalyst and carbon (graphene) is primarily coated, and a pair of electrodes having a titanium material is disposed on both sides of the Nafion / PTFE membrane in the above state.

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.In a fourth embodiment of the structure of the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40, a Nafion / PTFE membrane is applied to the membrane 31 constituting the diaphragm 30, A combination of a catalyst and carbon (graphene) is firstly coated, an upper electrode having a titanium material is disposed on the upper surface of the Nafion / PTFE film as a center, and an iridium-plated lower electrode made of titanium .

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.In the fifth embodiment of the membrane 31 and the pair of electrodes 20 and 40, a Nafion / PTFE membrane is applied to the membrane 31 constituting the diaphragm 30, A platinum plated upper electrode is disposed on the lower surface of the substrate, and an iridium-plated lower electrode is disposed on the lower surface of the lower surface of the substrate.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수소수 제조 모듈은 격막의 상하부 양측에 배치된 한쌍의 전극을 통해 발생된 산소의 즉시적인 배출을 가능하게 하는 동시에 발생된 수소를 통한 수소수의 제조를 원활하게 한다.As described above, the hydrogen-producing module according to the present invention facilitates the immediate discharge of oxygen generated through a pair of electrodes disposed on both sides of the diaphragm, and facilitates the production of hydrogen water through the generated hydrogen .

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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (9)

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);
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 포함하고,
상기 하부 이온 배출부(10)는,
평판 형상의 베이스 플레이트(11), 상기 베이스 플레이트(11)의 상면 가장자리부를 따라 형성되는 외주벽(12), 상기 베이스 플레이트(11)의 관통된 중앙부 하단을 따라 형성되는 배출구(13) 및 상기 베이스 플레이트(11)의 상단 상에 밀집 형성되는 가이드 돌기(14)를 포함하고,
상기 상부 전극(40)과 하부 전극(20) 간의 전기 분해 과정을 통해 형성된 산소 이온은 상기 하부 이온 배출부(10)의 가이드 돌기(14) 사이 및 배출구(13)를 따라 유동하는,
수소수 제조 모듈.
A lower ion discharging portion 10;
A lower electrode 20 coupled to an upper portion of the lower ion discharge unit 10 and to which power for generating oxygen is applied;
An upper electrode (40) disposed on the lower electrode (20) and to which power for generating hydrogen is applied;
A diaphragm 30 disposed between the upper electrode 40 and the upper electrode 40; And
And an upper ion discharging part (50) arranged in an upper direction of the upper electrode (40) and integrally coupled with the lower ion discharging part (10)
The lower ion discharging portion (10)
A base plate 11 in the form of a flat plate, an outer peripheral wall 12 formed along the upper edge of the base plate 11, a discharge port 13 formed along the lower end of the penetrated central portion of the base plate 11, And a guide protrusion (14) formed on the upper end of the plate (11)
Oxygen ions formed through the electrolysis process between the upper electrode 40 and the lower electrode 20 flow along the guide protrusions 14 of the lower ion outlet portion 10 and along the outlet 13,
Hydrogen water production module.
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 모듈.
The method according to claim 1,
The diaphragm 30 includes a membrane 31 disposed between the upper electrode 40 and the lower electrode 20 and a waterproof body 35 having a shape covering the edge of the membrane 31. [
Hydrogen water production module.
제 2 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 모듈.
3. The method of claim 2,
The upper electrode (40) and the lower electrode (20)
The outer peripheral plate of the electrode is formed in a state of being stepped from the outer circumferential surface of the electrode center plate by a predetermined height while the disk-shaped electrode center plate is used as a base, and the waterproof body 35 is provided between the upper electrode 40 and the lower electrode 20 And a pair of electrode outer peripheral plates,
Hydrogen water production module.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 전극(20)은,
원형 평판 형상의 제1 전극플레이트(21), 상기 제1 전극플레이트(21)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제1 전극단자(22) 및 상기 제1 전극플레이트(21)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함하고,
상기 상부 전극(40)은,
원형 평판 형상의 제2 전극플레이트(41), 상기 제2 전극플레이트(41)의 외주면 일측으로 연장 형성되는 제2 전극단자(42) 및 상기 제2 전극플레이트(41)의 상하면을 조밀한 간격으로 관통 형성되는 다수개의 기공들을 포함하는,
수소수 제조 모듈.
The method according to claim 1,
The lower electrode (20)
The first electrode plate 21 having a circular flat plate shape, the first electrode terminal 22 extending to one side of the outer circumferential surface of the first electrode plate 21, and the upper and lower surfaces of the first electrode plate 21 are closely spaced And a plurality of pores formed through the pores,
The upper electrode (40)
A second electrode plate 42 extending in one side of the outer circumferential surface of the second electrode plate 41 and an upper and lower surfaces of the second electrode plate 41 are arranged at a closely spaced interval Comprising a plurality of pores formed through the substrate,
Hydrogen water production module.
제 1 항에 있어서,
상기 수소수 제조 모듈은,
상기 하부 이온 배출부(10)의 배출구(13) 상에 배치되는 필터부(60);를 더 포함하는,
수소수 제조 모듈.
The method according to claim 1,
The hydrogen-producing module includes:
And a filter portion (60) disposed on an outlet (13) of the lower ion outlet portion (10)
Hydrogen water production module.
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 모듈.
The method according to claim 1,
The lower electrode 20 forms an anode using an iridium electrode to enhance oxygen generation and the upper electrode 40 forms a cathode using a platinum electrode to enhance hydrogen generation.
Hydrogen water production module.
제 6 항에 있어서,
상기 상부 전극(40)은, 상기 백금 전극에 카본 또는 그래핀을 선택적으로 결합하는,
수소수 제조 모듈.
The method according to claim 6,
The upper electrode (40) may be formed by selectively bonding carbon or graphene to the platinum electrode,
Hydrogen water production module.
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 모듈.
The method according to claim 1,
The diaphragm 30 uses a Nafion / PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethlene)
The pair of electrodes 20 and 40 are made of a titanium material,
Hydrogen water production module.
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 모듈.9. The method of claim 8,
Wherein a combination of a platinum catalyst and carbon (graphene) or a platinum catalyst is coated between the diaphragm 30 and the pair of electrodes 20 and 40,
Hydrogen water production module.
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