KR20200025081A - High concentration hydrogen water producing device - Google Patents

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KR20200025081A
KR20200025081A KR1020180101901A KR20180101901A KR20200025081A KR 20200025081 A KR20200025081 A KR 20200025081A KR 1020180101901 A KR1020180101901 A KR 1020180101901A KR 20180101901 A KR20180101901 A KR 20180101901A KR 20200025081 A KR20200025081 A KR 20200025081A
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조철형
최재호
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하이월드테크 주식회사
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Abstract

An apparatus for producing high concentration hydrogen water according to the present invention includes a water tank, a hydrogen gas production device, a mixing device, a dissolution tank, a hydrogen water storage tank, and a hydrogen water discharge line. The apparatus has an advantage of enabling high purity hydrogen water to be obtained by dissolving hydrogen water in water in a state of pressure higher than atmospheric pressure according to Henry′s law to produce hydrogen water, and then shifting the pressure state to a low pressure state to generate hydrogen gas of nanobubbles, thereby achieving a maximum hydrogen dissolution rate. Further, only about 20 to 25% of the hydrogen gas is dissolved in water and residual hydrogen gas is collected in an upper layer part. And, when the hydrogen gas dissolved at a high pressure state is shifted to a low pressure state, oversaturated hydrogen gas is dissolved in water while hydrogen gas is generated in a nanobubble state by Henry′s law, and the residual portion of hydrogen gas that has not been dissolved in water is obtained in an upper part of the apparatus. A production amount of hydrogen gas generated by electrolyzing water required for producing hydrogen water can be minimized by sending two types of hydrogen gas that have not been dissolved to the hydrogen gas production device, thereby allowing the two types of hydrogen gas to be used again. Particularly, a safety problem can be solved by minimizing the hydrogen gas emitted to the outside when producing a large amount of hydrogen water. Meanwhile, a maintenance operation can be easily carried out by separately using water directly mixed with the hydrogen gas to produce hydrogen water and water required in the production of hydrogen gas by electrolysis as distilled water (including a very small amount of additive), thereby extending efficiency and lifetime of a hydrogen generation device.

Description

고농도 수소수 생성장치{High concentration hydrogen water producing device}High concentration hydrogen water producing device

본 발명은 고농도 수소수 생성장치에 관한 것으로서, 물이 저장되는 물탱크부(110);와, 수소가스를 생성하는 수소가스 생성장치부(120);와, 상기 물탱크부(110)로부터 공급되는 물과 상기 수소가스 생성장치부(120)로부터 생성된 수소가스를 혼합하는 혼합장치부(130);와, 상기 혼합장치부(130)로부터 혼합된 물 및 수소가스가 펌프부(190)에 의해 가압되어 고압 상태로물에 수소가스가 용해되는 용해탱크부(140);와, 상기 용해탱크부(140)로부터 생성된 수소수가 이동되어 저장되는 수소수 저장탱크부(150);와, 상기 수소수 저장탱크부(150)에 저장된 수소수를 배출하는 수소수 배출라인부(160);으로 구성되되, 상기 용해탱크부(140)의 내부 압력은 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 압력보다 높은 고압상태가 되고, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 기압차로 인하여 수소가스가 물에 최대 수소용해도로 용해된 후 남은 나머지 수소가스는 상기 수소수 저장탱크부(150)와 상기 수소가스 생성장치부(120)에 연결된 제1 수소가스 순환라인부(170)를 통해 상기 수소가스 생성장치부(120)로 이동하는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high concentration hydrogen water generator, the water tank unit 110 for storing water; and a hydrogen gas generator unit 120 for generating hydrogen gas; and the water tank unit 110 supplied from the water tank unit Mixing unit 130 for mixing the water and the hydrogen gas generated from the hydrogen gas generator unit 120; and the water and hydrogen gas mixed from the mixing unit 130 to the pump unit 190 Melting tank unit 140 is pressurized by the hydrogen gas is dissolved in the water at a high pressure state; and, Hydrogen water storage tank unit 150, the hydrogen water generated from the dissolution tank unit 140 is moved and stored; And, Hydrogen water storage line unit (160) for discharging the hydrogen water stored in the hydrogen water storage tank unit 150, the internal pressure of the dissolution tank unit 140 is the inside of the hydrogen water storage tank unit 150 High pressure is higher than the pressure, the pressure difference in the upper side of the inside of the hydrogen water storage tank 150 The remaining hydrogen gas after the hydrogen gas is dissolved in water at the maximum hydrogen solubility is the first hydrogen gas circulation line unit 170 connected to the hydrogen water storage tank unit 150 and the hydrogen gas generator unit 120. It relates to a high concentration hydrogen water generator, characterized in that moving to the hydrogen gas generating unit 120 through.

일반적으로, 수소수란 물에 수소분자를 용해시킨 물로서, 인체에 들어가면 수소분자분해효소에 의해 수소이온(양성자)로 분해되어 유해한 활성산소와 결합하여 물로 변환된다. 이러한 수소수의 장점들은 여러 임상학적 실험을 통해 결과들로 알려져 있다.In general, hydrogen water is water in which hydrogen molecules are dissolved in water, and when it enters the human body, it is decomposed into hydrogen ions (protons) by hydrogenolytic enzymes, which are combined with harmful active oxygen and converted into water. These advantages of hydrogen water are known from the results of several clinical experiments.

이와 같은 수소수는 크게 4가지 방법을 통해 제조되어 진다. 먼저, 물 속에 마그네슘 합금으로 된 막대를 넣어두면 마그네슘이 용해되면서 수소가 발생하고 그 수소가 물에 녹아 수소수를 생성하는 스틱식 제조와, 정수된 물에 고압의 수소가스를 집어넣어 녹이는 수소가스 주입식 제조와, 물을 전기분해하면서 음극에서 발생하는 수소를 물에 용해시켜 수소수를 만드는 전기분해식 제조 및 칼슘염이 들어있는 캡슐을 물에 녹여 수소수를 만즈는 캡슐용해식 제조방식이 있다.Such hydrogen water is largely produced by four methods. First, if a rod of magnesium alloy is placed in water, magnesium is dissolved and hydrogen is generated, and the hydrogen is dissolved in water to produce stick water, and hydrogen gas is dissolved by putting high pressure hydrogen gas into purified water. There are injection preparation, electrolysis production of dissolving hydrogen from the cathode while water electrolysis in water to make hydrogen water, and capsule dissolving method of dissolving capsule containing calcium salt in water to make hydrogen water. .

이러한 제조 방식을 통해 생성되는 수소수의 일 실시예로 하기 특허문헌 1의 “휴대용 수소수 생성기(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0041549호)”가 게시되어 있다.As an example of the hydrogen water generated through such a manufacturing method, "Portable Hydrogen Water Generator (Korean Patent Publication No. 10-2016-0041549)" of Patent Document 1 is published.

상기 특허문헌 1의 “휴대용 수소수 생성기”는 물을 저수할 수 있는 저수용기(10);와, PCB(20)로부터 제어신호 및 전원을 공급받아 상기 저수용기(10) 내부 바닥에 저수되는 물을 전기분해하여 수소수를 생성하는 무격막 전기분해 장치인 전극판(12);과, 버튼(27)의 눌림을 감지하여 상기 전극판(12)으로 제어신호 및 전원을 공급하는 PCB(20);와, 상기 PCB(20)의 하측에 위치하여, 상기 PCB(20)에 전원을 공급하는 충전 가능한 배터리(25);와, 수소수를 생성하기 위해 사용자에 의해 눌려지는 버튼(27)이 구비되고, 상기 저수용기(10)의 하측에서 상기 PCB(20)와 배터리(25)를 덮어 결합되는 하부커버(26);와, 상기 저수용기(10)의 상측에서 결합되고, 상기 저수용기(10)에 물을 채워넣을 수 있도록 안내공(61)이 형성된 미들캡(60);과, 상기 저수용기(10)에 저수되는 물을 정수하고, 상기 미들캡(60)에 착탈식으로 결합되며, 내부에 공간이 있는 원통 또는 사각형 필터케이스(71)와 상기 필터케이스(71)의 내부에 충진되는 필터여재(72)가 구비된 필터부(70);와, 상기 안내공(61)를 덮어 상기 저수용기(10)를 밀폐하되, 중앙에 관통공(31)이 형성되고, 상기 관통공(31) 하부의 내주면에 돌출 형성된 걸림턱(32)이 구비된 커버(30);와, 상측에 넓은 직경의 마개머리(42)가 구비되어 패킹(50)의 상측으로의 이탈을 방지하고, 상기 걸림턱(32)의 하부에 걸려 고정되도록 하단에 걸림쇠(41)가 형성된 자동벤트 마개(40);와, 상기 자동벤트 마개(40)와 걸림턱(32)의 사이에서 위치되며, 상하로의 이동이 자유롭되, 자유낙하에 의해 상기 걸림턱(32)의 상부에 밀착되어 상기 저수용기(10)를 밀폐시키는 패킹(50);을 포함하여 구성되는 것이 특징으로서, 이로 인하여, 시판되고 있는 먹는 샘물을 사용하여 물속에 각종 오염물질의 제거와 만병의 근원으로 알려진 유해한 활성산소만을 선택적으로 제거하는 수소수를 각종 물로부터 간단히 직접 생성시켜 음용이 가능하다는 것이 장점이었다.The “portable hydrogen water generator” of the patent document 1 includes a water storage device 10 capable of storing water; and water stored in the bottom of the water storage device 10 by receiving control signals and power from the PCB 20. Electrode plate 12 as a non-diaphragm electrolysis device for generating hydrogen water by electrolysis; And, the PCB 20 for supplying a control signal and power to the electrode plate 12 by detecting the pressing of the button 27 And a rechargeable battery 25 positioned below the PCB 20 to supply power to the PCB 20; and a button 27 pressed by the user to generate hydrogen water. A lower cover 26 coupled to cover the PCB 20 and the battery 25 at a lower side of the low container 10; and coupled at an upper side of the low container 10, the low container 10. Middle cap 60 formed with a guide hole 61 so as to fill the water; And, the water stored in the reservoir 10 is purified, The filter unit 70 is detachably coupled to the middle cap 60 and is provided with a cylindrical or rectangular filter case 71 having a space therein and a filter medium 72 filled in the filter case 71. And, covering the guide hole 61 to seal the storage container 10, the through hole 31 is formed in the center, the locking projection 32 protruding on the inner peripheral surface of the lower through hole 31 is The cover 30 is provided; and a stopper head 42 having a wide diameter is provided on the upper side to prevent the upper side of the packing 50 from being separated, and to be fixed to the lower portion of the locking jaw 32. (41) formed automatic vent stopper 40; and, is located between the automatic vent stopper 40 and the locking jaw 32, the movement up and down is free, the locking jaw 32 by the free fall It is characterized in that it comprises a; packing (50) in close contact with the top of the) to seal the low container 10, because of this, commercially available It was an advantage that harmful free radicals that can selectively remove only a small number using the natural mineral water known as the origin of the bottles and remove a variety of contaminants in the water that you drink is possible to easily generated directly from various types of water.

그러나, 상기 특허문헌 1의 “휴대용 수소수 생성기”는 구조적으로 수소가 물에 용해되는 양이 온도와 압력에 따라 상한치가 존재하여 대기압 및 상온에서 최대 수소용해율인 1600ppb에 크게 미치지 못하여 고농도의 수소수를 생성할 수 없었다는 문제점이 있었다.However, the “portable hydrogen water generator” of Patent Document 1 structurally shows that the amount of hydrogen dissolved in water has an upper limit depending on the temperature and pressure, so that the hydrogen water has a high concentration of hydrogen at a high concentration of 1600 ppb at atmospheric pressure and room temperature. There was a problem that could not be generated.

또한, 수소수의 생성을 위해 사용하는 물을 직접 전기 분해하기 때문에 물에 일반적으로 포함하는 이물질(예컨대, 석회, 마그네슘, 칼슘 등)이 물 속에서 수소가스(또는 수소이온)와 함께 양이온화 되어 음극판을 오염시켜 주기적으로 음각판을 세척하거나 교체해 주어야 하는 불편함이 존재하였다.In addition, since the water used for generating hydrogen water is directly electrolyzed, foreign substances (eg, lime, magnesium, calcium, etc.) commonly included in water are cationicized with hydrogen gas (or hydrogen ions) in water. There was an inconvenience of polluting the negative electrode plate and having to periodically clean or replace the negative electrode plate.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0041549호Patent Document 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0041549

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 헨리의 법칙에 따라 대기압 보다 높은 압력상태의 물에 수소가스를 용해하여 수소수를 생성함으로써, 설정한 온도에서 대기압 상태에서 용해시킬 수 있는 최대 수소용해도 보다 더 높은 수소용해도 달성하여 이를 이용하여 고농도의 수소수를 얻을 수 있는 고농도 수소수 생성장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to dissolve hydrogen gas in water at a pressure higher than atmospheric pressure according to Henry's law to produce hydrogen water, so as to dissolve at atmospheric pressure at a set temperature It is to provide a high concentration hydrogen water generating apparatus that can achieve a higher hydrogen solubility than the maximum hydrogen solubility that can be made to obtain a high concentration of hydrogen water.

또한, 대기압 상태의 물에 수소가스를 용해시키면 실험적으로 20-25% 정도 만 용해되고 75-80% 수소가스는 부력에 의해 지구중력장의 반대 방향으로 상승하여 용해탱크부 상부 측의 공간에 모이게 되고, 저장 탱크 부분에는 용해탱크부에서 저장탱크부로 유입되는 수소수는 용해된 수소가스와 용해되지 못한 수소가스를 포함하고 이기 때문에 저장탱크부 상부에는 용해되지 못한 수소가스가 상승하여 탱크 상부 측 공간에 모이게 되어 용해탱크부와 수소수 저장탱크부 상부 측에 모여져 있는 수소가스를 수소가스 생성장치부로 이동시켜 재활용함으로써, 제조 원료 비용을 절감할 수 있는 고농도 수소수 생성장치를 제공하는 것이다.In addition, when hydrogen gas is dissolved in water at atmospheric pressure, only about 20-25% is dissolved experimentally, and 75-80% hydrogen gas rises in the opposite direction of the earth's gravity field due to buoyancy and collects in the space above the dissolution tank part. In the storage tank part, the hydrogen water flowing from the dissolution tank part to the storage tank part contains dissolved hydrogen gas and undissolved hydrogen gas, and thus the undissolved hydrogen gas rises in the upper part of the storage tank part, It is to provide a high concentration hydrogen water generating device that can reduce the manufacturing raw material cost by collecting and recycling the hydrogen gas collected in the dissolution tank unit and the hydrogen water storage tank unit to the hydrogen gas generating unit.

또한, 수소수를 만드는 물과는 별도로 독립되게 수소 발생에 필요한 물이 저장된 수소가스 생성장치부를 구성함으로써, 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 고농도 수소수 생성장치를 제공하는 것이다.In addition, by separately configuring the hydrogen gas generating unit to store the water required for hydrogen generation independently of the water to make the hydrogen water, to provide a high concentration hydrogen water generating apparatus that can improve the life and efficiency.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 고농도 수소수 생성장치는, 물이 저장되는 물탱크부(110);와, 수소가스를 생성하는 수소가스 생성장치부(120);와, 상기 물탱크부(110)로부터 공급되는 물과 상기 수소가스 생성장치부(120)로부터 생성된 수소가스를 혼합하는 혼합장치부(130);와, 상기 혼합장치부(130)로부터 혼합된 물 및 수소가스가 펌프부(190)에 의해 가압되어 고압 상태로물에 수소가스가 용해되는 용해탱크부(140);와, 상기 용해탱크부(140)로부터 생성된 수소수가 이동되어 저장되는 수소수 저장탱크부(150);와, 상기 수소수 저장탱크부(150)에 저장된 수소수를 배출하는 수소수 배출라인부(160);으로 구성되되, 상기 용해탱크부(140)의 내부 압력은 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 압력보다 높은 고압상태가 되고, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 수소가스가 물에 최대 수소용해도로 용해된 후 남은 나머지 수소가스는 상기 수소수 저장탱크부(150)와 상기 수소가스 생성장치부(120)에 연결된 제1 수소가스 순환라인부(170)를 통해 상기 수소가스 생성장치부(120)로 이동하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the high concentration hydrogen water generating apparatus according to the present invention, the water tank unit 110 in which water is stored; and the hydrogen gas generating unit 120 for generating hydrogen gas; and, Mixing unit 130 for mixing the water supplied from the water tank unit 110 and the hydrogen gas generated from the hydrogen gas generating unit 120; And, water and hydrogen mixed from the mixing unit 130 Dissolution tank unit 140 in which the gas is pressurized by the pump unit 190 to dissolve the hydrogen gas in the water at a high pressure state; and the hydrogen water storage tank in which the hydrogen water generated from the dissolution tank unit 140 is moved and stored. And a hydrogen water discharge line unit 160 for discharging hydrogen water stored in the hydrogen water storage tank unit 150, wherein the internal pressure of the dissolution tank unit 140 is equal to the hydrogen water. High pressure is higher than the internal pressure of the storage tank 150, the hydrogen water storage tank The remaining hydrogen gas after the hydrogen gas is dissolved in water at the maximum hydrogen solubility in the upper portion of the inside of the 150 is first hydrogen gas circulated connected to the hydrogen water storage tank unit 150 and the hydrogen gas generator unit 120. It is characterized in that for moving to the hydrogen gas generating unit 120 through the line unit 170.

또한, 상기 용해탱크부(140) 내부의 압력은 4기압 이하로 하고, 상기 수소수 저장탱크부(150) 내부의 압력은 1기압 ∼ 1.5기압 사이로 하며, 온도는 20℃∼25℃ 사이로 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure inside the dissolution tank 140 is 4 atm or less, the pressure inside the hydrogen water storage tank 150 is between 1 atm and 1.5 atm, and the temperature is between 20 ℃ to 25 ℃. It features.

또한, 상기 용해탱크부(140)의 내측면에는 판형상으로 다수개가 형성되고, 각각 다른 소정의 각도로 설치되는 이동가이드측판(141)이 서로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inner surface of the dissolution tank portion 140 is formed in a plurality of plate-like, characterized in that the movement guide side plates 141 which are installed at different predetermined angles are formed spaced apart from each other.

또한, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 상부에는 사용자가 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 남아 있는 나머지 수소가스를 외부로 토출할 수 있도록 토출밸브(151)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge valve 151 is formed on the upper portion of the hydrogen water storage tank unit 150 so that a user can discharge the remaining hydrogen gas remaining inside the hydrogen water storage tank unit 150 to the outside. It features.

또한, 상기 수소가스 생성장치부(120)는 별도의 증류수가 저장된 증류수탱크부(180)와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the hydrogen gas generating unit 120 is characterized in that it is connected to the distilled water tank unit 180 is stored separate distilled water.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 헨리의 법칙에 따라 대기압 보다 높은 압력상태의 물에 수소가스를 용해하여 수소수를 생성함으로써, 설정한 온도에서 대기압 상태에서 용해시킬 수 있는 최대 수소용해도 보다 더 높은 수소용해도 달성하여 이를 이용하여 고농도의 수소수를 얻을 수 있다는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, according to Henry's law, by dissolving hydrogen gas in water at a pressure higher than atmospheric pressure to generate hydrogen water, the maximum hydrogen solubility that can be dissolved at atmospheric pressure at a set temperature is more than that. There is an advantage that can achieve a higher hydrogen solubility to obtain a high concentration of hydrogen water.

또한, 용해탱크부와 수소수 저장탱크부 간의 압력차이로 인하여 수소수 저장탱크부 내부 상측에 수소가스가 물에 최대 수소용해율로 용해된 후 남은 나머지 수소가스를 수소가스 생성장치부로 이동시켜 재활용함으로써, 제조 원료 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.In addition, due to the pressure difference between the dissolution tank portion and the hydrogen water storage tank portion, after the hydrogen gas is dissolved in the water at the maximum hydrogen dissolution rate in the upper portion of the hydrogen water storage tank portion, the remaining hydrogen gas is moved to the hydrogen gas generator and recycled. In addition, the cost of manufacturing raw materials can be reduced.

또한, 수소수를 만드는 물과는 별도로 독립되게 수소 발생에 필요한 물이 저장된 수소가스 생성장치부를 구성함으로써, 수명과 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, by separately configuring the hydrogen gas generating unit to store the water required for hydrogen generation independently of the water to make the hydrogen water, there is an advantage that can improve the life and efficiency.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고농도 수소수 생성장치의 전체 모습을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고농도 수소수 생성장치의 작동과정을 보인 블럭도1 is a perspective view showing the overall appearance of a high concentration hydrogen water generator according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 2 is a block diagram showing the operation of the high concentration hydrogen water generator according to a preferred embodiment of the present invention

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 수소수 생성장치(100)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a high concentration hydrogen water generating device 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. First, in the drawings, the same components or parts are to be noted that as indicated by the same reference numerals as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 수소수 생성장치(100)는 크게, 물탱크부(110), 수소가스 생성장치부(120), 혼합장치부(130), 용해탱크부(140), 수소수 저장탱크부(150) 및 제1 수소수 순환라인부(170)로 구성된다.1 or 2, the high concentration hydrogen water generating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the water tank unit 110, the hydrogen gas generating unit 120, the mixing unit 130 Is composed of a dissolution tank unit 140, hydrogen water storage tank unit 150 and the first hydrogen water circulation line unit 170.

설명에 앞서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 수소수 생성장치(100)는 그 작동이 원활히 이루어질 수 있도록 센서들과 연결되는 제어부, 외부의 전원인가장치 등의 연동되는 구성요소들이 구비되어 진 것으로서, 상기 구동요소들을 구성하고 작동되는 원리는 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로, 상세한 설명은 생략한다.Prior to the description, the high-concentration hydrogen water generator 100 according to an embodiment of the present invention is provided with interlocking components such as a controller connected to the sensors, an external power supply device, and the like so that the operation thereof can be performed smoothly. As the principle of configuring and operating the driving elements corresponds to a level of technology well known in the art to which the present invention pertains, a detailed description thereof will be omitted.

먼저, 물탱크부(110)에 대하여 설명한다. 상기 물탱크부(110)는 수소수를 생성하기 위한 물이 저장되는 구성요소로서, 후술할 수소가스 생성장치부(120)에 사용되는 물과는 별개로 구비되고, 상기 물탱크부(110)의 내측에는 물의 수위를 측정하는 제1 수위감지센서(111)가 형성된다.First, the water tank unit 110 will be described. The water tank unit 110 is a component in which water for generating hydrogen water is stored, and is provided separately from water used in the hydrogen gas generating unit 120 to be described later, and the water tank unit 110 Inside the first water level sensor 111 for measuring the water level is formed.

다음으로, 수소가스 생성장치부(120)에 대하여 설명한다. 상기 수소가스 생성장치부(120)는 수소가스를 생성하는 장치로서, 수소발생장치(121), 수소가스 저장탱크부(122)로 이루어진다.Next, the hydrogen gas generator unit 120 will be described. The hydrogen gas generating unit 120 is a device for generating hydrogen gas, the hydrogen generating device 121, the hydrogen gas storage tank 122.

상기 수소발생장치(121)는 수소가스를 발생시키는 장치로서, 그 일실시예로 증류수탱크부(180) 내에 저장된 별도의 미량의 전기분해를 효율적으로 발생시킬 수 있는 물질들을 포함한 증류수를 이용하여 전기 분해방식을 통해 수소가스를 얻는 장치가 있다.The hydrogen generating apparatus 121 is a device for generating hydrogen gas, and in one embodiment, electricity is generated using distilled water containing substances capable of efficiently generating a separate amount of electrolysis stored in the distilled water tank unit 180. There is a device for obtaining hydrogen gas through decomposition.

상기 수소가스 저장탱크부(122)는 상기 수소발생장치(121)와 연결되어 생성된 수소가스를 저장하는 곳으로서, 상기 수소가스 저장탱크부(122)의 내측에는 상기 수소가스 저장탱크부(122)의 내부 압력을 감지하는 제1 압력감지센서(123)가 형성된다.The hydrogen gas storage tank 122 stores a hydrogen gas generated by being connected to the hydrogen generator 121, and the hydrogen gas storage tank 122 inside the hydrogen gas storage tank 122. A first pressure sensor 123 for detecting the internal pressure of the) is formed.

다음으로, 혼합장치부(130)에 대하여 설명한다. 상기 혼합장치부(130)는 상기 물탱크부(110)로부터 공급되는 물과 상기 수소가스 생성장치부(120)로부터 생성된 수소가스를 혼합하는 장치로서, 상기 혼합장치부(130)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 사용되고 있는 수준의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.Next, the mixing device unit 130 will be described. The mixing device 130 is a device for mixing the water supplied from the water tank 110 and the hydrogen gas generated from the hydrogen gas generating unit 120, the mixing device 130 is the present invention Detailed description is omitted since it is a level technology widely used in the technical field to which this belongs.

다음으로 용해탱크부(140)에 대하여 설명한다. 상기 용해탱크부(140)는 상기 혼합장치부(130)로부터 혼합된 물 및 수소가스가 펌프부(190)의 구동력에 의해 이동되어 물에 수소가스가 용해되고 저장되는 구성요소로서, 상기 용해탱크부(140)의 내부 압력은 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 압력보다 높은 고압상태를 이룸으로써, 후술할 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 기압차로 인하여 수소가스가 물에 최대 수소용해율로 용해된 후 남은 나머지 수소가스가 존재하는 것을 가능하게 한다.Next, the dissolution tank unit 140 will be described. The dissolution tank unit 140 is a component in which water and hydrogen gas mixed from the mixing device unit 130 are moved by the driving force of the pump unit 190 to dissolve and store hydrogen gas in water. The internal pressure of the unit 140 is a high pressure state higher than the internal pressure of the hydrogen water storage tank unit 150, the hydrogen gas is water due to the pressure difference in the upper side of the inside of the hydrogen water storage tank unit 150 to be described later It is possible for the remaining hydrogen gas to remain after it is dissolved at the maximum hydrogen solubility rate.

이때, 상기 용해탱크부(140) 내부의 압력은 1.5기압 이상, 4기압 이하로 하고, 온도는 주어진 상온으로 20℃∼25℃ 사이로 하는 것이 바람직하다.At this time, the pressure inside the dissolution tank 140 is more than 1.5 atm, less than 4 atm, and the temperature is preferably between 20 ℃ to 25 ℃ at a given room temperature.

한편, 상기 용해탱크부(140)의 내측면에는 판형상의 이동가이드측판(141)이 다수개가 구비되고, 각각 다른 소정의 각도로 설치됨으로써, 상기 용해탱크부(140) 내부에 존재하는 수소가스의 원활한 이동과 용해 시간을 연장시켜 수소가스가 물에 잘 용해되는 것을 가이드 해 준다.On the other hand, the inner surface of the dissolution tank portion 140 is provided with a plurality of plate-shaped movement guide side plate 141, each installed at a different predetermined angle, so that the hydrogen gas present in the dissolution tank portion 140 Prolonged smooth migration and dissolution time helps guide hydrogen gas to dissolve well.

또한, 상기 용해탱크부(140)의 내측에는 수위를 감지하는 제2 수위감지센서(142)가 형성되고, 상기 용해탱크부(140)의 내부압력을 감지하는 제2 압력감지센서(143)이 형성된다.In addition, a second water level sensor 142 for detecting the water level is formed inside the melting tank 140, the second pressure sensor 143 for detecting the internal pressure of the melting tank 140 is Is formed.

한편, 상기 용해탱크부(140)와 상기 수소가스 생성장치부(120) 사이의 연결배관에는 감압밸브가 더 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that a pressure reducing valve is further installed in the connection pipe between the dissolution tank 140 and the hydrogen gas generating unit 120.

다음으로, 수소수 저장탱크부(150)에 대하여 설명한다. 상기 수소수 저장탱크부(150)는 상기 용해탱크부(140)로부터 생성된 수소수가 이동되어 저장되는 구성요소로서, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 압력은 대기압에 가까운 압력으로상기 용해탱크부(140)의 내부 압력보다 낮은 저압상태를 이룬다.Next, the hydrogen water storage tank unit 150 will be described. The hydrogen water storage tank unit 150 is a component in which hydrogen water generated from the dissolution tank unit 140 is moved and stored, and the internal pressure of the hydrogen water storage tank unit 150 is dissolved at a pressure close to atmospheric pressure. A low pressure state lower than the internal pressure of the tank 140 is achieved.

이때, 상기 수소수 저장탱크부(150) 내부의 압력은 1기압 ∼ 1.5기압 사이로 하며, 온도는 상온으로 20℃∼25℃ 사이로 하여 주어진 온도에서 고압에서 수소가스를 용해한 후 저압의 상태로 이전 시켜 수소가스가 물에 포화상태를 이루는 용해도를 갖게 하는 것이 바람직하다.At this time, the pressure inside the hydrogen water storage tank unit 150 is between 1 atm and 1.5 atm, and the temperature is between 20 ° C. and 25 ° C. at room temperature, after dissolving hydrogen gas at a high temperature at a given temperature to transfer to a low pressure state. It is desirable for the hydrogen gas to have a solubility in water that is saturated.

이와 같은 조건으로 인하여, 하기에 나타나 있는 헨리의 법칙에 의하면 물에 수소가스가 용해되는 양은 압력에 비례하다는 것을 알 수 있다.Due to these conditions, Henry's law shown below shows that the amount of hydrogen gas dissolved in water is proportional to the pressure.

헨리의 법칙Henry's Law

C=K×PC = K × P

(C는 기체의 용해도, K는 헨리의 상수, P는 기체의 압력)(C is gas solubility, K is Henry's constant, P is gas pressure)

또한, 물에 수소가스가 용해되는 정도는 주어진 온도 조건에 따라 최대 용해도가 존재하고, 일반적인 상온(20℃∼25℃) 및 1기압에서의 최대 수소 용해도는 1600ppb이다.In addition, the degree of dissolution of hydrogen gas in water has a maximum solubility according to given temperature conditions, and the maximum hydrogen solubility at normal room temperature (20 ° C.-25 ° C.) and 1 atm is 1600 ppb.

한편, 일실시예로 상기 용해탱크부(140)의 내부의 압력을 2기압으로 설정하고, 상기 수소수 저장탱크부(150) 내부의 압력은 1기압으로 설정하며, 상기 용해탱크부(140) 및 상기 수소수 저장탱크부(150)의 온도는 25℃로 설정하는 경우, 상기 용해탱크부(140)에서의 최대 수소 용해도는 3200ppb가 된다.Meanwhile, in one embodiment, the pressure inside the dissolution tank 140 is set to 2 atm, and the pressure inside the hydrogen water storage tank 150 is set to 1 atm, and the dissolution tank 140 And when the temperature of the hydrogen water storage tank unit 150 is set to 25 ℃, the maximum hydrogen solubility in the dissolution tank unit 140 is 3200ppb.

이후, 상기 용해탱크부(140)에서 물에 수소가스를 용해 시킨 후 상기 수소수 저장탱크부(150)로 이동시키게 되면, 헨리의 법칙을 만족하기 위해 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부가 1기압으로 설정되어 있기 때문에 상기 수소수 저장탱크부(150)에서의 최대 수소 용해도는 1600ppb가 되고, 상기한 조건에서 물에 수소가 용해될 수 있는 최대 수소 용해도보다 많은 상태인 과포화 상태가 되어 결국 물에 용해되어 있던 수소가 나노버블 크기로 물밖으로 배출되면서 수소가스가 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 남아 있게 된다.Subsequently, after dissolving hydrogen gas in water in the dissolution tank unit 140 and then moving to the hydrogen water storage tank unit 150, the hydrogen water storage tank unit 150 is satisfied to satisfy Henry's law. Is set to 1 atm, the maximum hydrogen solubility in the hydrogen water storage tank unit 150 is 1600ppb, the supersaturated state is more than the maximum hydrogen solubility that can dissolve hydrogen in water under the above conditions Eventually, the hydrogen dissolved in the water is discharged out of the water to the nanobubble size, and the hydrogen gas remains on the inner upper side of the hydrogen water storage tank unit 150.

즉, 물에 수소가 최대 수소 용해도에 가깝게 용해됨으로써, 주어진 온도에서 쉽게 고순도의 수소수를 얻는 것이 가능해 진다. 여기서, 주변 환경과 장치에서 진동을 줄여 주면 과포화 상태의 수소수를 만들 수 도 있다.In other words, by dissolving hydrogen close to the maximum hydrogen solubility in water, it becomes possible to easily obtain high purity hydrogen water at a given temperature. Here, reducing the vibration in the surrounding environment and the device may produce hydrogen water in a supersaturated state.

한편, 수소수 저장탱크부(150)의 상부에는 토출밸브(151)가 형성됨으로써, 사용자가 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 남아 있는 나머지 수소가스를 안전상의 이유 등으로 외부로 토출할 수 있는 것을 가능하게 한다.On the other hand, the discharge valve 151 is formed on the upper portion of the hydrogen water storage tank 150, so that the user to the outside of the hydrogen gas remaining in the upper side of the hydrogen water storage tank 150 to the outside for safety reasons, etc. It is possible to discharge.

한편, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내측에는 수소수의 수위를 감지하는 제3 수위감지센서(152)가 형성되고, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부압력을 감지하는 제3 압력감지센서(153)이 형성된다.On the other hand, a third level sensor 152 for detecting the water level of the hydrogen water is formed inside the hydrogen water storage tank 150, a third for sensing the internal pressure of the hydrogen water storage tank 150 The pressure sensor 153 is formed.

또한, 상기 수소수 저장탱크부(150)에는 저장된 수소수를 배출하는 수소수 배출라인부(160)가 형성된다.In addition, the hydrogen water storage tank unit 150 is formed with a hydrogen water discharge line 160 for discharging the stored hydrogen water.

다음으로, 제1 수소가스 순환라인부(170)에 대하여 설명한다. 상기 제1 수소가스 순환라인부(170)는 상기 수소수 저장탱크부(150)와 상기 수소가스 생성장치부(120)에 연결되는 일종의 배관으로서, 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 기압차로 인하여 수소가스가 물에 최대 수소 용해도로 용해된 후 남은 나머지 수소가스를 상기 수소가스 생성장치부(120)로 이동시키는 것을 가능하게 하여, 수소가스를 재활용할 수 있어 상기 수소수 저장탱크부(150)의 압력조절을 통한 안전성 제공 및 원가 절감 등의 장점이 생기게 된다.Next, the first hydrogen gas circulation line unit 170 will be described. The first hydrogen gas circulation line unit 170 is a kind of pipe connected to the hydrogen water storage tank unit 150 and the hydrogen gas generating unit unit 120, and an upper side inside the hydrogen water storage tank unit 150. Due to the difference in pressure, the hydrogen gas is dissolved in water at the maximum hydrogen solubility, so that the remaining hydrogen gas can be moved to the hydrogen gas generating unit 120, whereby hydrogen gas can be recycled, thereby storing the hydrogen water storage tank. Providing safety and cost reduction through the pressure control of the unit 150 is produced.

한편, 상기 용해탱크부(140)와 상기 수소가스 생성장치부(120)에는 상기 제1 수소가스 순환라인부(170)과 같은 기능의 제2 수소가스 순환라인부(171)가 형성되며, 상기 제2 수소가스 순환라인부(171)는 상기 용해탱크부(140)의 상부측에 용해되고 남은 수소가스가 모일 경우, 이를 상기 수소가스 생성장치부(120)로 이동시키는 역할을 한다.Meanwhile, a second hydrogen gas circulation line unit 171 having the same function as the first hydrogen gas circulation line unit 170 is formed in the dissolution tank unit 140 and the hydrogen gas generator unit 120. The second hydrogen gas circulation line unit 171 serves to move the dissolved hydrogen gas to the hydrogen gas generating unit 120 when the remaining hydrogen gas is dissolved in the upper side of the dissolution tank unit 140.

한편, 상기 제1 수소가스 순환라인부(170) 및 상기 제2 수소가스 순환라인부(171)에는 수소가스가 상기 수소수 저장탱크부(150)로 역류하는 것을 방지하기 위하여 역류방지밸브가 각각 더 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the first hydrogen gas circulation line unit 170 and the second hydrogen gas circulation line unit 171, a non-return valve for preventing the back flow of hydrogen gas to the hydrogen water storage tank unit 150, respectively It is preferable to install more.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Optimal embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 고농도 수소수 생성장치
110: 물탱크부 111: 제1 수위감지센서
120: 수소가스 생성장치부 121: 수소가스 발생장치
122: 수소가스 저장탱크부 123: 제1 압력감지센서
130: 혼합장치부
140: 용해탱크부 141: 이동가이드측판
142: 제2 수위감지센서 143: 제2 압력감지센서
150: 수소수 저장탱크부 151: 토출밸브
152: 제3 수위감지센서 153: 제3 압력감지센서
160: 수소수 배출라인부
170: 제1 수소가스 순환라인부 171: 제2 수소가스 순환라인부
180: 증류수탱크부 181: 제4 수위감지센서
190: 펌프부100: high concentration hydrogen water generator
110: water tank 111: first water level sensor
120: hydrogen gas generator unit 121: hydrogen gas generator
122: hydrogen gas storage tank unit 123: the first pressure sensor
130: mixing unit
140: melting tank 141: moving guide side plate
142: second level sensor 143: second pressure sensor
150: hydrogen water storage tank portion 151: discharge valve
152: third level sensor 153: third pressure sensor
160: hydrogen water discharge line
170: first hydrogen gas circulation line portion 171: second hydrogen gas circulation line portion
180: distilled water tank unit 181: fourth level sensor
190: pump unit

Claims (5)

물이 저장되는 물탱크부(110);
수소가스를 생성하는 수소가스 생성장치부(120);
상기 물탱크부(110)로부터 공급되는 물과 상기 수소가스 생성장치부(120)로부터 생성된 수소가스를 혼합하는 혼합장치부(130);
상기 혼합장치부(130)로부터 혼합된 물 및 수소가스가 펌프부(190)에 의해 가압되어 고압 상태로물에 수소가스가 용해되는 용해탱크부(140);
상기 용해탱크부(140)로부터 생성된 수소수가 이동되어 저장되는 수소수 저장탱크부(150);
상기 수소수 저장탱크부(150)에 저장된 수소수를 배출하는 수소수 배출라인부(160);으로 구성되되,
상기 용해탱크부(140)의 내부 압력은 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 압력보다 높은 고압상태가 되고,
상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 기압차로 인하여 수소가스가 물에 최대 수소 용해도로 용해된 후 남은 나머지 수소가스는 상기 수소수 저장탱크부(150)와 상기 수소가스 생성장치부(120)에 연결된 제1 수소가스 순환라인부(170)를 통해 상기 수소가스 생성장치부(120)로 이동하는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치(100).A water tank unit 110 in which water is stored;
A hydrogen gas generator unit 120 generating hydrogen gas;
A mixing device unit 130 for mixing the water supplied from the water tank unit 110 and the hydrogen gas generated from the hydrogen gas generating unit 120;
Dissolving tank unit 140 in which water and hydrogen gas mixed from the mixing device unit 130 is pressurized by the pump unit 190 so that hydrogen gas is dissolved in water under a high pressure state;
A hydrogen water storage tank unit 150 in which hydrogen water generated from the dissolution tank unit 140 is moved and stored;
Consists of; hydrogen water discharge line unit 160 for discharging hydrogen water stored in the hydrogen water storage tank unit 150,
The internal pressure of the dissolution tank 140 is a high pressure state than the internal pressure of the hydrogen water storage tank 150,
The remaining hydrogen gas after the hydrogen gas is dissolved in water at the maximum hydrogen solubility due to the pressure difference in the upper portion of the hydrogen water storage tank unit 150 is the hydrogen water storage tank unit 150 and the hydrogen gas generator unit ( High concentration hydrogen water generating device 100, characterized in that to move to the hydrogen gas generating unit 120 through the first hydrogen gas circulation line unit 170 connected to 120. 제1항에 있어서,
상기 용해탱크부(140) 내부의 압력은 4기압 이하로 하고,
상기 수소수 저장탱크부(150) 내부의 압력은 1기압 ∼ 1.5기압 사이로 하며, 온도는 20℃∼25℃ 사이로 하는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치(100).The method of claim 1,
The pressure inside the dissolution tank 140 is 4 atm or less,
The pressure inside the hydrogen water storage tank unit 150 is between 1 atm and 1.5 atm, and the temperature is between 20 ° C and 25 ° C. 제1항에 있어서,
상기 용해탱크부(140)의 내측면에는 판형상으로 다수개가 형성되고, 각각 다른 소정의 각도로 설치되는 이동가이드측판(141)이 서로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치(100).The method of claim 1,
The inner surface of the dissolution tank 140 is formed with a plurality of plate-like, the high concentration hydrogen water generating device 100, characterized in that the movement guide side plate 141 which is installed at different predetermined angles are formed spaced apart from each other. ). 제1항에 있어서,
상기 수소수 저장탱크부(150)의 상부에는 사용자가 상기 수소수 저장탱크부(150)의 내부 상측에 남아 있는 나머지 수소가스를 외부로 토출할 수 있도록 토출밸브(151)가 형성되는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치(100).The method of claim 1,
The discharge valve 151 is formed on the upper portion of the hydrogen water storage tank 150 to allow the user to discharge the remaining hydrogen gas remaining inside the hydrogen water storage tank 150 to the outside. High concentration hydrogen water generating device (100). 제1항에 있어서,
상기 수소가스 생성장치부(120)는 별도의 증류수가 저장된 증류수탱크부(180)와 연결되는 것을 특징으로 하는 고농도 수소수 생성장치(100).

The method of claim 1,
The hydrogen gas generating unit 120 is a high concentration hydrogen water generating device 100, characterized in that connected to the distilled water tank unit 180 is stored separate distilled water.

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