KR20200131715A

KR20200131715A - 수소수기

Info

Publication number: KR20200131715A
Application number: KR1020190083420A
Authority: KR
Inventors: 유현선; 김주겸; 전재흥
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-11-24

Abstract

승강형 출수유닛이 본체에 대하여 승강되어 사용 용기에 따른 제약 없이 사용자에게 고농도의 수소수를 제공할 수 있도록 하는 수소수기가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 수소수기는 수소수를 제조하여 저장하는 본체; 상기 본체에 저장된 수소수가 내부 통로를 통하여 이송되도록 상기 본체에 설치되는 이송관; 및 수소수의 이송 경로에 따른 상기 이송관의 종점 단부에 연결되고 수소수의 출수 방향을 따라 일부분이 상기 본체의 외부로 노출되며 상기 본체에 대하여 승강되도록 상기 본체에 설치되는 승강형 출수유닛;을 포함하고, 사용 용기가 상기 승강형 출수유닛의 하부에 배치된 상태에서 상기 사용 용기로부터 설정된 안정 출수 높이까지 상기 승강형 출수유닛이 하강된다.

Description

수소수기{HYDROGEN WATER MACHINE}

본 발명은 수소수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수소수(hydrogen water)를 생성하고 배출하는 수소수기에 관한 것이다.

일반적으로 수소수(hydrogen water)란 수소 분자(H2)가 일정 수준 이상 혼입된 물을 지칭하는 것이다. 이러한 수소수는 음용 시 아토피와 같은 피부염 방지, 피부 미백, 항산화를 통한 노화 방지 및 면역력 증가 등의 효과가 있다.

특히, 방사선 오염 물질이 인체에 유입되면 활성 산소를 증가시켜 암과 같은 각종 질병을 일으키는 원인이 된다. 이와 관련하여 수소수를 음용하면 이러한 활성 산소를 제거하는 효과가 있어 최근 주목 받고 있는 실정이다.

물에 대한 수소의 용해도는 약 0.0002 로서, 수소는 상대적으로 물에 잘 녹지 않는 기체 중 하나이다. 또한, 수소를 물에 용해시켜 수소수를 제조하였더라도 일정량 이상의 충격이 수소수에 가해진다면 수소가 물로부터 쉽게 이탈될 수 있다.

따라서, 수소수를 제조할 때부터 사용자가 수소수를 음용할 때까지의 모든 단계에서 수소수 내의 수소가 외기로 방출되는 것을 최소화할 필요가 있다. 이를 통해 고농도의 수소수를 제공하는 것이, 상술한 수소수의 음용 효과를 향상시키기 위한 중요 과제라고 할 수 있다.

한편, 수소수기는 남녀노소를 불문하고 모든 성별 및 연령대에서 사용하는 제품이다. 그리고, 각각의 사용자마다 물을 마시기 위해 사용하는 용기에 대한 취향 및 선호도가 매우 다양하다. 예를 들어, 일부 사용자는 사발 등과 같이 높이는 낮으면서 횡단면적이 넓은 용기를 선호한다. 반면, 다른 일부 사용자는 텀블러 등과 같이 횡단면적은 좁으나 높이가 높은 용기를 선호한다.

또한, 같은 용기를 사용하더라도 각각의 사용자마다 용기 내에 물을 담는 방식이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 일부 사용자는 한번에 많은 양의 물을 담아 음용하는 것을 선호한다. 반면, 다른 일부 사용자는 적은 양의 물을 담아 여러 번에 걸쳐 음용하는 것을 선호한다.

나아가, 사용 용기에 대한 사용자들의 취향 또는 사용 방식 등을 고려하지 않더라도, 사용자는 일상에서 매우 빈번하게 물을 음용하게 된다. 이에 따라, 사용자는 수소수기 가장 가까운 곳에 비치되어 손쉽게 사용이 가능한 용기라면 그 종류나 형태와 상관 없이 사용할 수도 있다.

따라서, 수소수기의 사용 시 사용 용기에 따른 제약이 없도록 할 필요가 있다. 이를 통해 사용자에게 다양한 선택의 폭을 제공하는 것이, 사용상의 편의성을 향상시키기 위한 중요 과제라고 할 수 있다.

이와 같은 수소수를 제조하여 사용자에게 제공하기 위한 수소수기와 관련하여, 한국등록특허 제10-1810149호(이하, ‘선행문헌 1’이라고 함)는 수소수를 제조, 저장 및 출수하는 수소수 제조장치를 개시하고 있다.

구체적으로, 전해조(300)에서 물을 전기분해하여 수소를 생성하고 이와 같이 생성된 수소를 용기(110) 내의 수소 용존기(120)로 공급하여 수소수를 제조하는 구성이 선행문헌 1에 개시되어 있다. 또한, 제조되어 용기(110) 내에 저장된 수소수를 출수 코크(500)를 통해 출수시키는 구성 등이 선행문헌 1에 개시되어 있다.

선행문헌 1에 개시된 종래의 수소수기는, 제품의 주요 기능 구현에 필수적인 구성으로서 전용 용기에 해당하는 용기(110) 내에서 수소 밀폐가 가능한 점을 제시하고 있다. 그러나, 전용 용기가 아닌 사용자가 선호하는 사용 용기로 출수 코크(500)를 통해 수소수를 출수시키는 과정 및 그 이후 사용자의 음용 전까지의 과정에서는 수소 손실 방지에 대하여 전혀 고려하고 있지 않다.

따라서, 종래의 수소수기는 수소수를 출수시키는 과정 및 그 이후 사용자의 음용 전까지의 과정에서는 다량의 수소 손실이 발생할 수 밖에 없다.

그리고, 한국등록특허 제10-1889498호(이하, ‘선행문헌 2’라고 함)는 일회용 용기를 사용하여 수소수를 제조하는 승강식 수소수 제조장치를 개시하고 있다.

구체적으로, 일회용 용기(1)의 내측에 물을 채우고 그 상측에 밀폐막(4)이 결합되는 구성 및 상하 이동되는 승강부재(30)에 천공핀(33)이 결합되는 구성이 선행문헌 2에 개시되어 있다. 또한, 승강부재(30)의 하강 시 천공핀(33)이 밀폐막(4)을 뚫고 일회용 용기(1) 내측의 물속에 잠기고 이러한 상태에서 물을 전기분해하여 수소수를 제조하는 구성 등이 선행문헌 2에 개시되어 있다.

선행문헌 2에 개시된 종래의 수소수기는, 일회용 용기(1)를 사용하여 사용 용기의 교체가 가능한 점을 제시하고 있다. 그러나, 별도의 밀폐막(4)을 결합시켜 사용하여야 하므로 사실상 규격이 동일한 한 종류의 일회용 용기(1)를 전용 용기로 삼아, 이를 단지 교체하며 사용할 수 있는 구성에 불과하다.

또한, 하강하여 밀폐막(4)을 뚫고 일회용 용기(1)의 내측으로 들어오는 천공핀(33)이 잠길 수 있을 만큼의 물이 일회용 용기(1) 내에 담겨 있어야만 주요 기능이 구현된다는 제약이 있다.

특히, 선행문헌 2에 개시된 승강부재(30)는 물을 전기분해하기 위한 천공핀(33)의 위치를 이동시키는 구성이다. 이러한 구성은 수소수의 제조와 관련되어 있을 뿐 수소수의 출수 과정 및 그 이후의 과정에 대하여는 전혀 고려하고 있지 않다.

이상과 같이, 수소수기는 수소의 손실을 최소화하는 제품 기능상의 중요 과제와 사용 용기에 따른 제약이 없도록 하는 제품 사용상의 중요 과제를 모두 안고 있다. 그러나, 종래의 수소수기의 경우 이러한 중요 과제들을 동시에 해결할 수 없다는 한계가 있다.

본 발명은 종래의 수소수기가 가지고 있는 상기의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 수소수기로부터 수소수가 출수되는 과정에서 수소가 외기로 방출되는 것을 최소화하고자 한다. 이를 통해 사용자가 수소수기의 전용 용기가 아닌 별도의 사용 용기를 사용하더라도 고농도의 수소수를 음용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 각기 취향 또는 사용 방식 등이 다른 복수의 사용자들이 하나의 수소수기를 공용으로 사용하는 경우를 고려하고자 한다. 이러한 경우에, 수소수기에 사용되는 사용 용기의 규격이 다양하게 달라지더라도 여전히 고농도의 수소수를 음용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수소수기로부터 수소수가 출수된 이후의 과정에서도 수소가 외기로 방출되는 것을 최소화하고자 한다. 이를 통해 사용자가 수소수를 출수한 이후 즉시 음용하지 않더라도 여전히 고농도의 수소수를 음용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자를 통한 별도의 조작이 없더라도 항상 최적의 수소수 출수 상태가 유지되도록 하고자 한다. 이를 통해 고농도의 수소수를 보다 편리하고 안정적으로 출수시켜 음용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 수소수기는 출수 시 낙하되는 수소수에 가해지는 충격과 그에 따른 출수 시의 수소 이탈을 최소화하도록 구성된다. 구체적으로는 수소수기에서 제조된 수소수를 사용 용기로 출수할 때 승강형 출수유닛이 사용 용기를 향하여 하강된다. 이를 통해 설정된 안정 출수 높이 이내에서 수소수의 출수가 이루어지도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 수소수기는, 사용되는 사용 용기가 다양한 경우에도 설정된 안정 출수 높이 이내에서 수소수의 출수가 이루어지도록 구성된다. 구체적으로는 수소수기에서 승강형 출수유닛이 본체에 대하여 승강된다. 이를 통해 사용 용기의 규격에 대응되게 출수 높이를 변경할 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 수소수기는, 출수 시 뿐만 아니라 출수 이후 사용자가 음용하기 전까지의 과정에서도 수소 이탈을 최소화하도록 구성된다. 구체적으로는 수소수기에서 제조된 수소수를 사용 용기로 출수할 때 승강형 출수유닛이 사용 용기를 향하여 하강된다. 이를 통해 사용 용기의 상면에 승강형 출수유닛이 밀착된 상태에서 수소수의 출수가 이루어지도록 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 수소수기는, 수소수가 출수되는 과정에서 자동적으로 수소 이탈을 최소화할 수 있는 상태가 유지되도록 구성된다. 구체적으로는 사용 용기 내에 수용된 수소수의 수위면을 감지하여 그에 따라 승강형 출수유닛의 승강 높이가 제어된다. 이를 통해 설정된 안정 출수 높이를 자동적으로 유지하면서 수소수의 출수가 이루어지도록 구성된다.

이 경우, 사용 용기의 용기 높이와 수소수의 수위면 높이를 함께 감지하여 그에 따라 수소수의 출수가 제한될 수 있다.

또한, 사용 용기와 승강형 출수유닛이 밀착되는 압력을 감지하여 그에 따라 승강형 출수유닛의 하강이 제한될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 수소수기에서, 승강형 출수유닛은 종방향을 따라 관통되게 형성되는 제1 케이싱 및 제2 케이싱을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 케이싱의 내주면에 제2 케이싱의 외주면이 외접한 상태에서 그 외접한 면적이 조절되며 수소수의 출수 높이를 조절할 수 있다.

이와 같은 승강형 출수유닛은 본체에 설치되는 제1 모터, 제1 피니언 및 제1 랙과 결합될 수 있고, 이러한 구성들을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 승강될 수 있다.

이 경우, 승강형 출수유닛은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 모터, 제1 피니언 및 제1 랙과 결합되어, 승강 시 각각의 제1 모터, 제1 피니언 및 제1 랙으로부터 균등한 구동력을 전달받을 수 있다.

또한, 승강형 출수유닛은 본체에 설치되는 제1 펌프, 제1 실린더 및 제1 피스톤과 결합될 수 있고, 이러한 구성들을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 승강될 수 있다.

이 경우, 승강형 출수유닛은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 실린더 및 제1 피스톤과 결합되어, 승강 시 각각의 제1 실린더 및 제1 피스톤으로부터 균등한 구동력을 전달받을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 수소수기에서, 승강형 출수유닛은 종방향을 따라 관통되게 형성되는 제1 케이싱, 제2 케이싱 및 제3 케이싱을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 케이싱의 내주면에 제2 케이싱의 외주면이 외접하고 제2 케이싱의 내주면에 제3 케이싱의 외주면이 외접한 상태에서 그 외접한 면적들이 각각 조절되며 수소수의 출수 높이를 다단으로 조절할 수 있다.

이와 같은 승강형 출수유닛은 본체에 설치되는 제1 모터, 제1 피니언, 제1 랙, 제2 모터, 제2 피니언 및 제2 랙과 결합될 수 있고, 이러한 구성들을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 다단으로 승강될 수 있다.

또한, 승강형 출수유닛은 본체에 설치되는 제1 펌프, 제1 실린더, 제1 피스톤, 제2 펌프, 제2 실린더 및 제2 피스톤과 결합될 수 있고, 이러한 구성들을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 다단으로 승강될 수 있다.

이 경우, 승강형 출수유닛은 어느 일단의 승강이 완료된 이후에 다른 일단의 승강이 진행되는 방식의 단계적인 다단 승강이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 수소수기에서, 수소수의 이송로를 제공하는 이송관은 적어도 일부분이 연성 재질로 형성된다. 이를 통해 승강형 출수유닛의 승강 시 수소수 이송로가 지장 받지 않도록 이송관이 변형될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면 또는 다른 측면에 따른 수소수기에서, 수소수의 출수 높이를 다단으로 조절할 수 있는 승강형 출수유닛은 이송관과 출수관 사이에 개재되는 연결관을 포함할 수 있다. 그리고, 연결관의 내주면에 출수관의 외주면이 외접한 상태에서 승강형 출수유닛의 승강 시 수소수 이송로가 지장 받지 않도록 출수관도 승강될 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들의 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 수소수기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수소수기에서 제조된 수소수를 사용 용기로 출수할 때 설정된 안정 출수 높이 이내에서 출수가 이루어진다. 이에 따라, 출수 시의 수소 이탈을 최소화하여 고농도의 수소수를 음용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수소수기에서 승강형 출수유닛이 본체에 대하여 승강되며 사용 용기의 규격에 대응되게 출수 높이를 변경할 수 있다. 이에 따라, 수소수기에 사용되는 사용 용기가 다양한 경우에도 여전히 고농도의 수소수를 음용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수소수기에서 제조된 수소수를 사용 용기로 출수할 때 사용 용기의 상면에 승강형 출수유닛이 밀착된 상태에서 수소수의 출수가 이루어진다. 이에 따라, 출수된 수소수를 즉시 음용하지 않더라도 여전히 고농도의 수소수를 음용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수소수기에서 제조된 수소수를 사용 용기로 출수할 때 설정된 안정 출수 높이를 자동적으로 유지하면서 출수가 이루어진다. 이에 따라, 고농도의 수소수를 보다 편리하고 안정적으로 출수시켜 음용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 사용 용기의 용기 높이와 수소수의 수위면 높이를 함께 감지하여 수소수의 출수가 제한된다. 이에 따라, 사용 용기에 대한 적정 용량의 수소수 출수가 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 사용 용기와 승강형 출수유닛이 밀착되는 압력을 감지하여 승강형 출수유닛의 하강이 제한된다. 이에 따라, 사용 용기의 용기 높이에 따른 최적의 출수 높이가 유지될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 케이싱의 내주면에 제2 케이싱의 외주면이 외접한 상태에서 그 외접한 면적이 조절되며 수소수의 출수 높이를 조절한다. 이에 따라, 제2 케이싱의 외경에 대응되는 면적 만큼의 평면이 일률적으로 승강될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 모터, 제1 피니언 및 제1 랙을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 승강된다. 이에 따라, 보다 정밀하고 안정적으로 출수 높이를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 승강형 출수유닛은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 모터, 제1 피니언 및 제1 랙으로부터 균등한 구동력을 전달받는다. 이에 따라, 승강 시 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 펌프, 제1 실린더 및 제1 피스톤을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 승강된다. 이에 따라, 보다 정밀하고 안정적으로 출수 높이를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 승강형 출수유닛은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 실린더 및 제1 피스톤으로부터 균등한 구동력을 전달받는다. 이에 따라, 승강 시 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 케이싱, 제2 케이싱 및 제3 케이싱을 통하여 수소수의 출수 높이를 다단으로 조절한다. 이에 따라, 승강형 출수유닛의 승강 범위를 보다 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 모터, 제1 피니언, 제1 랙, 제2 모터, 제2 피니언 및 제2 랙을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 다단으로 승강된다. 이에 따라, 승강 범위를 크게 하면서도 정밀하고 안정적인 출수 높이 조절이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 펌프, 제1 실린더, 제1 피스톤, 제2 펌프, 제2 실린더 및 제2 피스톤을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛이 다단으로 승강된다. 이에 따라, 승강 범위를 크게 하면서도 정밀하고 안정적인 출수 높이 조절이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 승강형 출수유닛의 다단 승강이 단계적으로 이루어진다. 이에 따라, 사용 용기에 따라 특정 단계만의 승강이 되도록 사용자가 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 승강형 출수유닛의 승강 시 이송관의 연성 재질 부분이 변형되어 수소수 이송로가 지장 받지 않는다. 이에 따라, 출수 위치가 달라지더라도 균일하고 원활한 수소수의 출수가 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 승강형 출수유닛의 승강 시 연결관의 내주면에 외접한 출수관이 함께 승강되어 수소수 이송로가 지장 받지 않는다. 이에 따라, 출수 위치가 달라지더라도 균일하고 원활한 수소수의 출수가 이루어질 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기의 주요 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기의 주요 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기의 주요 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기의 주요 구성을 나타내는 종단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기(1000)는 본체(100), 이송관(200) 및 승강형 출수유닛(300)을 포함한다.

본체(100)는 수소수(W)를 제조하여 저장하는 부분으로, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서 주요 외관을 이루는 부분이다. 즉, 후술할 이송관(200) 및 승강형 출수유닛(300)은 모두 본체(100)에 설치되어 그 기능이 발휘되는 구성이다. 따라서, 수소수기(1000)의 주요 기능이 본체(100)를 기준으로 하여 발휘될 수 있다.

여기서, 본체(100)는 물을 저장하는 물통(101) 및 이러한 물통(101)과 연결되는 급수구(103)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 급수구(103)로 물을 주입하면 급수구(103)와 연결된 물통(101)의 내부로 물이 주입되게 된다.

한편, 본체(100)는 물통(101)과 결합되어 물통(101) 내부에 저장된 물에 수소를 공급함으로써 수소수(W)를 제조하는 전극모듈(105)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 전극모듈(105)은 공급되는 물을 전기분해하여 양극판에서는 산소가 생성되며 음극판에서는 수소가 생성될 수 있다.

이 경우, 전극모듈(105)은 수소수 생성 모듈 또는 생성 모듈 등의 변형된 용어로 호칭될 수 있다. 다만, 이러한 용어는 표현상의 차이에 지나지 않고 기능 및 효과는 사실상 동일한 구성에 해당할 수 있다.

그리고, 전극모듈(105)에서 생성된 수소는 전극모듈(105)과 결합된 물통(101) 내의 물에 용해됨으로써 물통(101) 내에는 수소수(W)가 제조되어 저장될 수 있다.

이 경우, 본체(100)는 물통(101) 및 급수구(103)를 커버하여 외기로부터 물통(101) 및 급수구(103)를 밀폐시키는 상판(107)을 포함할 수 있다. 즉, 사용자가 급수구(103)로 물을 주입한 후 상판(107)으로 급수구(103)를 닫으면 물통(101) 및 급수구(103)가 외기로부터 밀폐된다. 따라서, 이후 물통(101) 내에서 제조된 수소수(W)로부터 수소가 이탈되더라도 본체(100)의 외부로 배출되는 것이 방지될 수 있다.

이상과 같이, 사용자가 본체(100)로 물을 주입하기만 하면, 본체(100) 내에서 수소수(W)가 제조되어 저장된 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 본체(100)는 상술한 예시적인 구성만을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 수소수(W)를 제조 및 저장하기 위한 공지의 다양한 구성을 더 포함할 수 있다.

이송관(200)은 본체(100)에 저장된 수소수(W)가 내부 통로를 통하여 이송되도록 본체(100)에 설치되는 부분이다. 따라서, 제조되어 본체(100) 내에 저장된 수소수(W)는 이송관(200)을 통하여 승강형 출수유닛(300)으로 이송된다.

예를 들어, 이송관(200)의 일단이 물통(101)과 결합되고 타단이 승강형 출수유닛(300)과 결합된 상태일 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 전극모듈(105)에 의해 제조되어 물통(101) 내에 저장된 수소수(W)가 이송관(200)을 통해 승강형 출수유닛(300)으로 이송될 수 있다.

여기서, 이송관(200)은 별도의 이송 펌프(201)와 결합되어 수소수(W)가 이송 펌프(201)에 의해 압송될 수 있다. 또한, 필요에 따라 이송관(200)이 분기되는 형태로 설치되고 별도의 밸브 등과 결합되어 수소수(W)의 이송 방향이 선택적으로 조절될 수 있다.

승강형 출수유닛(300)은 이송관(200)에 연결되어 본체(100)의 외부로 수소수(W)를 공급한다. 구체적으로, 승강형 출수유닛(300)은 수소수(W)의 이송 경로에 따른 이송관(200)의 종점 단부에 연결되고 수소수(W)의 출수 방향을 따라 일부분이 본체(100)의 외부로 노출된다. 이러한 승강형 출수유닛(300)은 본체(100)에 대하여 승강되도록 본체(100)에 설치되는 부분이다.

즉, 제조되어 본체(100) 내에 저장된 수소수(W)는 이송관(200)을 통하여 승강형 출수유닛(300)으로 이송된다. 그리고, 승강형 출수유닛(300)으로 이송된 수소수(W)는 승강형 출수유닛(300) 중 본체(100)의 외부로 노출되는 일부분을 통해 출수되게 된다.

그리고, 승강형 출수유닛(300)은 본체(100)에 설치된 상태에서 상하 방향을 따라 승강된다. 이러한 승강형 출수유닛(300)의 승강에 따라 승강형 출수유닛(300)을 통해 출수되는 수소수(W)의 출수 높이(h)가 달라질 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 본체(100), 이송관(200) 및 승강형 출수유닛(300)을 포함하고, 사용 용기(10)가 승강형 출수유닛(300)의 하부에 배치된 상태에서 사용 용기(10)로부터 설정된 안정 출수 높이(H)까지 승강형 출수유닛(300)이 하강된다.

이 경우, 사용 용기(10)는 사용자가 각자의 취향 또는 사용 방식에 따라 수소수(W)를 취수하여 음용하기 위해 사용하는 용기를 일컫는 것이다. 각각의 사용자마다 수소수(W)를 마시기 위해 사용하는 사용 용기(10)에 대한 선택지는 매우 다양할 수 있다.

한편, 사전에 별도의 시험 또는 통계 자료 등을 통하여 수소수(W)가 일정 수준 이상의 음용 효과를 발휘하기 위해 필요한 수소수(W) 내의 용존 수소량을 설정할 수 있다.

이러한 수소수(W)에서는 일정량 이상의 충격이 가해졌을 때 수소가 물로부터 쉽게 이탈된다. 따라서, 출수 시 낙하되는 수소수(W)에 가해지는 충격을 최소화하여야 수소수(W) 내의 용존 수소량을 설정값 이상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 출수 높이(h)를 일정 범위 이내로 제한할 필요가 있다.

이와 같이, 일정 수준 이상의 음용 효과를 발휘하기 위해 사전에 일정 범위 이내로 제한된 수소수(W)의 출수 높이(h)를 안정 출수 높이(H)라고 일컫는다. 이 경우, 출수 높이(h)는 사용 용기(10) 내에 저장된 수소수(W)의 수위면으로부터 승강형 출수유닛(300)의 출수 지점까지의 높이이다. 그리고, 이러한 출수 높이(h)가 안정 출수 높이(H)보다 작아야 설정 의도만큼의 수소 이탈 방지 효과를 얻을 수 있다.

이 경우, 안정 출수 높이(H)는 수소수기(1000)를 사용하는 사용자의 특성에 따른 요인을 고려할 수 있다. 또는 수소수기(1000)가 사용되는 외부 환경에 따른 요인을 고려할 수 있다. 또는 수소수기(1000)로부터 출수 된 수소수(W)의 사용 용도에 따른 요인 등에 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 출수 시 낙하되는 수소수(W)에 가해지는 충격과 그에 따른 출수 시의 수소 이탈을 최소화한다. 구체적으로 수소수기(1000)에서 제조된 수소수(W)를 사용 용기(10)로 출수할 때 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)를 향하여 하강된다.

이를 통해 수소수기(1000)에서 제조된 수소수(W)를 사용 용기(10)로 출수할 때 설정된 안정 출수 높이(H) 이내에서 출수가 이루어진다. 이에 따라, 출수 시의 수소 이탈을 최소화하여 고농도의 수소수(W)를 음용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 사용되는 사용 용기(10)가 다양한 경우에도 설정된 안정 출수 높이(H) 이내에서 수소수(W)의 출수가 이루어진다. 구체적으로 수소수기(1000)에서 승강형 출수유닛(300)이 본체(100)에 대하여 승강된다.

이를 통해 수소수기(1000)에서 사용 용기(10)의 규격에 대응되게 출수 높이(h)를 변경할 수 있다. 이에 따라, 수소수기(1000)에 사용되는 사용 용기(10)가 다양한 경우에도 여전히 고농도의 수소수(W)를 음용할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 본체(100), 이송관(200) 및 승강형 출수유닛(300)을 포함하고, 사용 용기(10)가 승강형 출수유닛(300)의 하부에 배치된 상태에서 사용 용기(10)의 상면에 밀착되는 높이까지 승강형 출수유닛(300)이 하강된다.

즉, 승강형 출수유닛(300)의 하강에 따라 사용 용기(10)의 상면과 승강형 출수유닛(300)의 하면이 접촉된다. 그리고, 소정의 압력으로 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면을 가압함으로써 사용 용기(10)가 외기로부터 밀폐될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는, 출수 시 뿐만 아니라 출수 이후 사용자가 음용하기 전까지의 과정에서도 수소 이탈을 최소화한다. 구체적으로 수소수기(1000)에서 제조된 수소수(W)를 사용 용기(10)로 출수할 때 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)를 향하여 하강된다.

이를 통해 수소수기(1000)에서 제조된 수소수(W)를 사용 용기(10)로 출수할 때 사용 용기(10)의 상면에 승강형 출수유닛(300)이 밀착된 상태에서 수소수(W)의 출수가 이루어진다. 이에 따라, 출수된 수소수(W)를 즉시 음용하지 않더라도 여전히 고농도의 수소수(W)를 음용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)를 사용하는 상태의 일례를 설명하면 다음과 같다.

우선, 사용자는 수소수(W)를 제조하기 위하여 본체(100)의 상판(107)을 연 후 급수구(103)로 물을 주입한다. 이 경우, 상판(107)의 개방은 별도로 본체(100)의 외부에 설치된 작동 버튼(109)을 누르거나 터치하는 등의 방식으로 수행될 수 있다.

급수구(103)로 주입된 물은 급수구(103)와 연결된 물통(101)으로 주입되게 된다. 이러한 물의 주입이 완료되면 사용자는 상판(107)을 닫고 수소수(W)의 제조를 위한 신호를 입력한다. 이 경우, 상판(107)의 폐쇄 역시 상술한 작동 버튼(109)을 누르거나 터치하여 수행될 수 있다. 나아가 수소수(W)의 제조 또는 출수를 위한 신호의 입력 역시 동일한 작동 버튼(109)을 누르거나 터치하여 수행될 수 있다.

물론, 수소수기(1000)에서 각각의 작동을 위한 신호 입력 버튼을 개별적으로 설치할 수도 있음은 당연하다.

수소수(W) 제조를 위한 신호에 따라 전극모듈(105)에서 물을 전기분해하여 수소를 발생시킨다. 그리고, 발생된 수소가 물통(101) 내의 물에 용해되며 물통(101) 내에는 수소수(W)가 저장된다. 이와 같은 과정은 수소수(W) 제조를 위한 신호의 입력으로부터 설정된 시간 이내에 이루어질 수 있다. 그리고, 수소수기(1000)는 제조된 수소수(W)를 저장한 상태를 유지하며 대기 상태에 놓여지게 된다.

이후 사용자는 제조된 수소수(W)를 마시기 위해 별도의 사용 용기(10)를 승강형 출수유닛(300)의 하부에 위치시킨다. 그리고, 수소수(W)의 출수를 위한 제1 신호를 입력한다. 여기서, 제1 신호란 사용자가 수소수(W)를 출수시킨 후 즉시 음용하고자 할 때의 입력 신호이다. 즉, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착되지는 않고 사용 용기(10)로부터 안정 출수 높이(H)까지 하강되도록 하기 위한 신호이다.

수소수(W) 출수를 위한 제1 신호에 따라 승강형 출수유닛(300)은 수소수(W)의 출수를 위한 준비에 들어가게 된다. 그리고, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 규격에 대응되게 안정 출수 높이(H)까지 하강한다. 이 경우, 승강형 출수유닛(300)은 별도의 센서와 결합되어 각기 다른 사용 용기(10)의 규격을 센싱할 수 있도록 구성될 수 있다.

승강형 출수유닛(300)이 안정 출수 높이(H)까지 하강되면 승강형 출수유닛(300)으로부터 수소수(W)가 출수된다. 이에 따라, 사용 용기(10) 내에 수소수(W)가 차오르게 된다. 이 경우, 1회의 출수를 통해 사용 용기(10) 내에 수용될 수소수(W)의 양은 사용자가 수소수기(1000)에 설정할 수 있다. 또는, 수소수기(1000)의 제조사에 의하여 미리 설정되어 있을 수 있다.

또는, 사용자가 작동 버튼(109)을 누르고 있는 시간 동안 수소수(W)의 출수가 이루어지도록 구성될 수도 있다. 이처럼, 수소수(W)의 출수 방식은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

이상과 같은 과정을 통하여 수소수(W)의 출수가 완료되면, 승강형 출수유닛(300)이 다시 제자리로 상승할 수 있다. 그리고, 사용자는 사용 용기(10)를 파지하여 그 내부에 수용된 수소수(W)를 음용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)를 사용하는 상태의 다른 예를 설명하면 다음과 같다.

우선, 수소수기(1000)에서 수소수(W)를 제조하여 저장하기까지의 과정은 앞서 설명한 수소수기(1000)를 사용하는 상태의 일례와 동일 또는 유사하다. 따라서, 중복되는 내용에 대하여는 그 설명을 생략하도록 한다.

이후 사용자는 제조된 수소수(W)를 마시기 위해 별도의 사용 용기(10)를 승강형 출수유닛(300)의 하부에 위치시킨다. 그리고, 수소수(W)의 출수를 위한 제2 신호를 입력한다. 여기서, 제2 신호란 사용자가 수소수(W)를 출수시키지만 즉시 음용하지 않고 일정 시간 동안 수소수(W)가 출수된 상태로 대기시키고자 할 때의 입력 신호이다. 즉, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착되는 높이까지 하강되도록 하기 위한 신호이다.

수소수(W) 출수를 위한 제2 신호에 따라 승강형 출수유닛(300)은 수소수(W)의 출수를 위한 준비에 들어가게 된다. 그리고, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착되는 높이까지 하강한다. 이 경우, 승강형 출수유닛(300)은 사용 용기(10)의 내구성을 해치지 않는 정도의 압력으로 사용 용기(10)의 상면을 가압할 수 있다. 이에 따라, 사용 용기(10)가 외기로부터 밀폐되도록 구성될 수 있다.

승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착되는 높이까지 하강되면 승강형 출수유닛(300)으로부터 수소수(W)가 출수된다. 이에 따라, 사용 용기(10) 내에 수소수(W)가 차오르게 된다. 이 경우, 1회의 출수를 통해 사용 용기(10) 내에 수용될 수소수(W)의 양은 사용자가 수소수기(1000)에 설정할 수 있다. 또는, 수소수기(1000)의 제조사에 의하여 미리 설정되어 있을 수 있다.

이상과 같은 과정을 통하여 수소수(W)의 출수가 완료되면, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 수소수기(1000)는 대기 상태에 놓여지게 된다. 이후 사용자가 수소수(W)를 음용하고자 할 때 별도의 신호가 입력되면 승강형 출수유닛(300)이 제자리로 상승될 수 있다. 그리고, 사용자는 사용 용기(10)를 파지하여 그 내부에 수용된 수소수(W)를 음용할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 승강형 출수유닛(300)이 안정 출수 높이(H)까지 하강되어 일차적으로 일부의 수소수(W)를 출수할 수 있다. 그리고, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착되는 높이까지 하강되어 이차적으로 나머지 수소수(W)를 출수하도록 구성될 수도 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기를 사용하는 상태의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기(1000)는 본체(100), 이송관(200), 승강형 출수유닛(300), 제1 센서부(400) 및 제어부(500)를 포함하고, 제2 센서부(600)를 더 포함할 수 있다.

본체(100), 이송관(200) 및 승강형 출수유닛(300)에 대하여는 앞서 상세히 설명하였다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

제1 센서부(400)는 사용 용기(10)가 승강형 출수유닛(300)의 하부에 배치된 상태에서 사용 용기(10) 내에 수용된 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)를 감지하는 부분이다. 따라서, 승강형 출수유닛(300)을 통해 출수되는 수소수(W)가 사용 용기(10) 내에 수용된 정도를 제1 센서부(400)를 통해 감지할 수 있다.

이 경우, 제1 센서부(400)는 승강형 출수유닛(300)과 사용 용기(10) 내의 수소수(W) 수위면과의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(400)는 초음파 센서 또는 적외선 센서 또는 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함하여 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)를 감지할 수 있다.

제어부(500)는 제1 센서부(400)에 의하여 감지되는 수소수(W)의 수위면으로부터 승강형 출수유닛(300)이 설정된 안정 출수 높이(H)를 유지하도록 승강형 출수유닛(300)의 승강을 제어하는 부분이다. 즉, 승강형 출수유닛(300)과 사용 용기(10) 내의 수소수(W) 수위면과의 거리가 항상 안정 출수 높이(H)에 대응되도록 자동적으로 제어될 수 있다.

구체적으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)를 사용하는 상태의 또 다른 예를 설명하면 다음과 같다.

우선, 수소수기(1000)에서 수소수(W)를 제조하여 저장하고 출수를 위한 신호를 입력하기까지의 과정은 앞서 설명한 수소수기(1000)를 사용하는 상태의 일례와 동일 또는 유사하다. 따라서, 중복되는 내용에 대하여는 그 설명을 생략하도록 한다.

수소수(W) 출수를 위한 제1 신호에 따라 승강형 출수유닛(300)은 수소수(W)의 출수를 위한 준비에 들어가게 된다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 규격에 대응되게 안정 출수 높이(H)까지 하강한다.

승강형 출수유닛(300)이 안정 출수 높이(H)까지 하강되면 승강형 출수유닛(300)으로부터 수소수(W)가 출수된다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용 용기(10) 내에 수소수(W)가 차오르게 된다.

이 과정에서 승강형 출수유닛(300)의 위치가 도 6과 같은 상태를 그대로 유지한다면, 출수 시 낙하되는 수소수(W)에 가해지는 충격은 점점 줄어들 수 있다. 그러나, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)에 근접한 상태를 유지하게 되어, 사용자가 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)를 확인하기 어려울 수 있다.

또한, 출수가 완료된 사용 용기(10)를 사용자가 파지하는 과정에서 승강형 출수유닛(300)에 부딪히는 등 불편이 초래될 수 있다.

따라서, 안정 출수 높이(H)를 유지하는 상태라면 승강형 출수유닛(300)이 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)에 대응되게 상승되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)가 상승한 만큼 승강형 출수유닛(300)이 상승될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 수소수(W)가 출수되는 과정에서 자동적으로 수소 이탈을 최소화할 수 있는 상태가 유지된다. 구체적으로 사용 용기(10) 내에 수용된 수소수(W)의 수위면을 감지하여 그에 따라 승강형 출수유닛(300)의 승강 높이가 제어된다.

이를 통해 수소수기(1000)에서 제조된 수소수(W)를 사용 용기(10)로 출수할 때 설정된 안정 출수 높이(H)를 자동적으로 유지하면서 출수가 이루어진다. 이에 따라, 고농도의 수소수(W)를 보다 편리하고 안정적으로 출수시켜 음용할 수 있다.

여기서, 제1 센서부(400)는 사용 용기(10)가 승강형 출수유닛(300)의 하부에 배치된 상태에서 사용 용기(10)의 용기 높이(Hc)를 추가적으로 감지할 수 있다. 이를 위해, 제1 센서부(400)는 거리측정센서를 통하여 사용 용기(10)의 상면에 대한 거리를 측정할 수 있다.

그리고, 제어부(500)는 사용 용기(10)의 용기 높이(Hc)에 대한 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)가 설정된 임계 비율 이상인 경우 수소수(W)의 출수를 제한할 수 있다.

구체적으로, 사용자가 다양한 사용 용기(10)를 사용하는 경우, 각 사용 용기(10)마다 수용할 수 있는 수소수(W)의 용량은 서로 다를 수 있다. 이러한 경우에, 상기와 같은 과정으로 자동적인 출수가 이루어진다면 특정 사용 용기(10)에서 문제가 발생할 수 있다.

예를 들어, 수소수(W)의 출수 시, 어느 높이까지 수소수(W)를 출수시킬지 사용자가 매번 확인할 필요가 있다. 만약 사용자의 별도 확인이 없는 경우, 수용 용량이 상대적으로 작은 사용 용기(10)는 수소수(W)의 넘침이 발생할 수 있기 때문이다.

그러나, 상기와 같은 사용자의 확인 과정은 사용자에게 매우 번거로울 수 있다. 특히, 이와 같은 확인 과정을 거치는 것은 사실상 자동 출수 기능이 구현되지 못하는 것을 의미할 수 있다.

따라서, 사용 용기(10)의 종류에 관계 없이 항상 적정 용량의 출수가 이루어지도록 할 필요가 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 사용 용기(10)의 용기 높이(Hc)와 수소수(W)의 수위면 높이(Hw)를 함께 감지하여 수소수(W)의 출수가 제한된다. 이에 따라, 사용 용기(10)에 대한 적정 용량의 수소수(W) 출수가 이루어질 수 있다.

제2 센서부(600)는 사용 용기(10)와 승강형 출수유닛(300)이 밀착된 상태에서 승강형 출수유닛(300)의 밀착면에 가해지는 압력을 감지하는 부분이다. 따라서, 승강형 출수유닛(300)과 사용 용기(10)가 밀착된 상태의 밀착력을 제2 센서부(600)를 통해 감지할 수 있다.

이 경우, 제2 센서부(600)는 승강형 출수유닛(300)의 하면에 가해지는 압력을 측정하는 압력측정센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서부(600)는 스트레인게이지(strain gage)를 포함하여 승강형 출수유닛(300)의 하면에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.

그리고, 제어부(500)는 제2 센서부(600)에 의하여 감지되는 압력이 설정된 임계 압력 이상인 경우 승강형 출수유닛(300)의 하강을 제한할 수 있다.

구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 사용 용기(10)의 용기 높이(Hc)가 안정 출수 높이(H)보다 크다면 안정 출수 높이(H)가 유지되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 안정 출수 높이(H)를 유지하기 위해서는 승강형 출수유닛(300)이 제한 높이(Hr)만큼 추가 하강되어야 한다.

그러나, 이미 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착된 상태이므로 안정 출수 높이(H)를 유지하지 못하더라도 수소 이탈이 방지될 수 있다.

오히려, 이러한 경우에도 승강형 출수유닛(300)이 제한 높이(Hr)만큼 추가 하강되려 한다면 사용 용기(10)를 불필요하게 가압하게 될 수 있다.

따라서, 승강형 출수유닛(300)이 사용 용기(10)의 상면에 밀착된 상태라면 제어부(500)에서 승강형 출수유닛(300)을 더 이상 하강시키지 않도록 할 필요가 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 사용 용기(10)와 승강형 출수유닛(300)이 밀착되는 압력을 감지하여 승강형 출수유닛(300)의 하강이 제한된다. 이에 따라, 사용 용기(10)의 용기 높이(Hc)에 따른 최적의 출수 높이(h)가 유지될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 본체(100)는 상부 거치대(110)를 포함하고, 승강형 출수유닛(300)은 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320), 차폐판(340) 및 출수관(350)을 포함할 수 있다.

상부 거치대(110)에는 제1 횡방향을 향하여 돌출된 제1 돌출부(111)가 형성된다. 그리고, 상부 거치대(110)는 본체(100)의 상단부에 설치되는 부분이다. 이러한 상부 거치대(110)는 본체(100)에 대하여 승강형 출수유닛(300)을 지지할 수 있다. 즉, 승강형 출수유닛(300)은 상부 거치대(110) 중 제1 돌출부(111)에 설치된 상태로 제1 돌출부(111)의 하부에서 승강될 수 있다.

이 경우, 도 3에 도시된 도면을 기준으로 할 때, 제1 횡방향은 좌측 방향을 일컫는 것이다. 그리고, 제1 돌출부(111)는 본체(100)의 상단부 중 좌측 방향으로 돌출된 부분을 일컫는다.

제1 케이싱(310)은 종방향을 따라 관통되게 형성되어 제1 돌출부(111)에 지지되게 결합되는 부분이다. 이러한 제1 케이싱(310)은 제2 케이싱(320)의 승강을 위한 가이드 역할을 수행하는 관형의 부재일 수 있다.

제2 케이싱(320)은 외경이 제1 케이싱(310)의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 제1 케이싱(310)의 내주면에 외접하는 부분이다. 이러한 제2 케이싱(320)은 제1 케이싱(310)에 의해 횡방향의 변위가 제한된 상태로 종방향을 따라 이동되는 관형의 부재일 수 있다.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제2 케이싱(320)이 제1 케이싱(310)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 하강한 상태에서는 제2 케이싱(320)이 제1 케이싱(310)으로부터 하부로 슬라이딩 하강한다. 이에 따라, 제2 케이싱(320)의 상단 일부만이 제1 케이싱(310)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태로 변경된다.

차폐판(340)은 제2 케이싱(320)의 하부 관통면을 커버하며 제2 케이싱(320)에 결합되는 부분이다. 이러한 차폐판(340)은 제2 케이싱(320)의 하부 관통면 중 출수관(350)을 제외한 나머지 부분이 외기로부터 차폐되도록 할 수 있다. 즉, 차폐판(340)은 승강형 출수유닛(300)의 외관 중 하부면을 이루는 부분이다. 이러한 차폐판(340)은 내부에 배치된 구성을 외기로부터 차단하고 출수관(350) 이외의 부분이 밀폐되도록 할 수 있다.

출수관(350)은 종방향을 따라 관통되게 형성되어 상단이 이송관(200)에 연결되고 하단이 차폐판(340)을 관통하여 차폐판(340)의 하부로 노출되며 차폐판(340)에 결합되는 부분이다. 이러한 출수관(350)은 수소수(W)가 출수되는 통로의 최종점에 위치하는 관형의 부재일 수 있다. 즉, 수소수기(1000)에 저장된 수소수(W)는 출수관(350)을 통하여 수소수기(1000)의 외부로 출수되게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 제1 케이싱(310)의 내주면에 제2 케이싱(320)의 외주면이 외접한 상태에서 그 외접한 면적이 조절되며 수소수(W)의 출수 높이(h)를 조절한다. 이에 따라, 제2 케이싱(320)의 외경에 대응되는 면적 만큼의 평면이 일률적으로 승강될 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 본체(100)는 제1 모터(121), 제1 피니언(123) 및 제1 랙(125)을 더 포함할 수 있다.

제1 모터(121)는 공급되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 한 회전력을 발생시키며 제1 돌출부(111)에 설치되는 부분이다. 이러한 제1 모터(121)는 승강형 출수유닛(300)의 승강을 위한 구동력을 제공할 수 있다. 즉, 제1 모터(121)는 공급되는 전원의 전기 에너지를 회전력의 운동 에너지로 변환시켜 승강형 출수유닛(300)에 제공할 수 있다.

제1 피니언(123)은 중심축에 제1 모터(121)의 회전축이 결합되어 제1 모터(121)의 회전 시 중심축을 중심으로 회전되는 부분이다. 이러한 제1 피니언(123)은 원통 형상의 외주면에 톱니 구조가 형성된다. 그리고, 이러한 톱니가 제1 랙(125)에 맞물림으로써 제1 모터(121)에 의해 제공되는 회전력을 제1 랙(125)으로 전달할 수 있다.

제1 랙(125)은 종방향을 따라 연장되게 형성되어 종방향 상의 일면이 제1 피니언(123)의 외주면에 맞물리게 설치되고 제2 케이싱(320)에 결합되는 부분이다. 이러한 제1 랙(125)은 일면에 톱니 구조가 형성된다. 그리고, 이러한 톱니가 제1 피니언(123)에 맞물림으로써 제1 피니언(123)으로부터 전달되는 회전력을 종방향의 직선 운동으로 전환시킬 수 있다.

이로 인해, 제1 피니언(123)의 회전 시 제1 랙(125)은 종방향을 따라 승강될 수 있다. 또한, 이러한 제1 랙(125)에 결합된 제2 케이싱(320) 역시 종방향을 따라 승강될 수 있다.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제1 랙(125)의 하부 일면이 제1 피니언(123)과 맞물린 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 하강한 상태에서는 제1 모터(121)가 제1 피니언(123)을 회전시킨다. 따라서, 제1 피니언(123)에 맞물린 제1 랙(125)이 하강되어 제1 랙(125)의 상부 일면이 제1 피니언(123)과 맞물린 상태로 변경된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 제1 모터(121), 제1 피니언(123) 및 제1 랙(125)을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛(300)이 승강된다. 이에 따라, 보다 정밀하고 안정적으로 출수 높이(h)를 조절할 수 있다.

한편, 도면 상에 도시된 제1 모터(121), 제1 피니언(123) 및 제1 랙(125)의 배치 위치 및 개수 등은 설명의 편의를 위한 예시적인 것이다. 따라서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같은 기능이 구현되는 한도 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 제1 랙(125)은 복수로서 각각의 제1 랙(125)은 차폐판(340)의 평면 상에서 서로 대칭되게 배치되고, 제1 모터(121) 및 제1 피니언(123)은 각각의 제1 랙(125) 마다 대응되게 설치될 수 있다.

즉, 각각의 제1 랙(125)은 제2 케이싱(320)을 균등하게 분할하도록 배치될 수 있다. 그리고, 이와 같이 배치된 각각의 제1 랙(125) 마다 제1 모터(121) 및 제1 피니언(123)이 배치될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 승강형 출수유닛(300)은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 모터(121), 제1 피니언(123) 및 제1 랙(125)으로부터 균등한 구동력을 전달받는다. 이에 따라, 승강 시 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 이송관(200)은 적어도 일부분이 신축 또는 굽힘 되도록 연성 재질로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 승강형 출수유닛(300)이 본체(100)에 대하여 승강되는 경우, 본체(100)와 승강형 출수유닛(300)을 서로 연결하는 이송관(200)에 의해 그 승강이 지장 받을 수 있다. 예를 들어, 승강형 출수유닛(300)이 하강될 때 그 하강되는 길이 만큼의 여유 길이가 요구된다. 이러한 여유 길이를 이송관(200)이 확보하고 있지 않다면 하강 자체가 불가능하거나 이송관(200)이 출수 위치에까지 도달하지 못할 수 있다.

이를 방지하기 위해서는 수소수(W)의 이송로를 제공하는 이송관(200) 중 적어도 일부분이 연성 재질로 형성되어야 한다. 이로 인해, 승강형 출수유닛(300)의 승강 시 수소수(W) 이송로가 지장 받지 않도록 이송관(200)이 변형될 필요가 있다.

예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 이송관(200) 중 승강형 출수유닛(300)과 결합되는 부분은 나선형의 스프링 형상으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 승강형 출수유닛(300)의 승강 시 종방향을 따라 나선 간격이 달라지며 변형될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 승강형 출수유닛(300)의 승강 시 이송관(200)의 연성 재질 부분이 변형되어 수소수(W) 이송로가 지장 받지 않는다. 이에 따라, 출수 위치가 달라지더라도 균일하고 원활한 수소수(W)의 출수가 이루어질 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 본체(100)는 상부 거치대(110)를 포함하고, 승강형 출수유닛(300)은 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320), 차폐판(340), 연결관(360) 및 출수관(350)을 포함할 수 있다.

상부 거치대(110), 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320) 및 차폐판(340)에 대하여는 앞서 상세히 설명하였다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

연결관(360)은 종방향을 따라 관통되게 형성되어 상단이 이송관(200)에 연결되고 제1 돌출부(111)에 지지되게 결합되는 부분이다. 이러한 연결관(360)은 출수관(350)의 승강을 위한 가이드 역할을 수행하는 관형의 부재일 수 있다.

이러한 연결관(360)의 구조에 따라, 출수관(350)은 외경이 연결관(360)의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 연결관(360)의 내주면에 외접할 수 있다. 그리고, 출수관(350)의 하단이 차폐판(340)을 관통하여 차폐판(340)의 하부로 노출되며 차폐판(340)에 결합될 수 있다.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 출수관(350)이 연결관(360)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 하강한 상태에서는 출수관(350)이 연결관(360)으로부터 하부로 슬라이딩 하강한다. 이에 따라, 출수관(350)의 상단 일부만이 연결관(360)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태로 변경된다.

즉, 연결관(360)의 내주면에 출수관(350)의 외주면이 외접한 상태에서 승강형 출수유닛(300)의 승강된다. 그리고, 이러한 출수유닛(300)의 승강 시 수소수(W) 이송로가 지장 받지 않도록 출수관(350)도 승강될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 승강형 출수유닛(300)의 승강 시 연결관(360)의 내주면에 외접한 출수관(350)이 함께 승강되어 수소수(W) 이송로가 지장 받지 않는다. 이에 따라, 출수 위치가 달라지더라도 균일하고 원활한 수소수(W)의 출수가 이루어질 수 있다

본 실시예에 따른 수소수기(1000)에서, 본체(100)는 상부 거치대(110) 및 안착유닛(160)을 포함할 수 있다.

상부 거치대(110)는 제1 횡방향을 향하여 돌출된 제1 돌출부(111)가 형성되어 본체(100)의 상단부에 설치되고 승강형 출수유닛(300)이 제1 돌출부(111)에 결합되는 부분이다. 이에 따라, 승강형 출수유닛(300)은 상부 거치대(110) 중 제1 돌출부(111)에 설치된 상태로 제1 돌출부(111)의 하부에서 승강될 수 있다.

안착유닛(160)은 제1 횡방향을 향하여 돌출된 제2 돌출부(161)가 형성되어 본체(100)의 하단부에 설치되는 부분이다. 이에 따라, 사용자가 사용 용기(10)를 안착유닛(160) 상에 탑재시켜 사용하도록 구성될 수 있다.

즉, 안착유닛(160)은 승강형 출수유닛(300)이 결합된 제1 돌출부(111)와 나란한 방향으로 돌출된 제2 돌출부(161)가 형성된다. 이에 따라, 사용자는 제2 돌출부(161) 상에 사용 용기(10)를 위치시킨 후 수소수(W)를 출수할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 본체(100)가 상부 거치대(110) 및 안착유닛(160)을 포함할 수 있고, 승강형 출수유닛(300)의 하강 시 안착유닛(160) 상에 사용 용기(10)가 탑재됨으로써 안착유닛(160)이 사용 용기(10)를 본체(100)에 대하여 지지할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 수소수기(1000)는 사용 용기(10)가 안착유닛(160)에 탑재된 상태에서 사용할 수 있다. 이에 따라, 수소수(W)의 출수 시와 출수 이후 사용자가 음용하기 전까지의 과정에서 사용 용기(10)를 안정적으로 지지할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소수기(2000)에서, 본체(100)는 제1 펌프(141), 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)을 더 포함할 수 있다.

제1 펌프(141)는 공급되는 전원에 의해 유체를 토출 또는 흡입하여 유체압을 발생시키며 상부 거치대(110)에 설치되는 부분이다. 이러한 제1 펌프(141)는 승강형 출수유닛(300)의 승강을 위한 구동력을 제공할 수 있다. 즉, 제1 펌프(141)는 공급되는 전원의 전기 에너지를 유체의 운동 에너지로 변환시켜 승강형 출수유닛(300)에 제공할 수 있다.

이 경우, 제1 펌프(141)는 별도의 배관 등과 연결되어 그 설치 위치에 따른 제약 없이 제1 실린더(143)로 유체압을 제공할 수 있다. 따라서, 제1 펌프(141)는 반드시 제1 돌출부(111)에 설치될 필요는 없다. 그러나, 그 구조를 단순화하고 에너지 전달 효율을 높이기 위해 상부 거치대(110) 중 제1 돌출부(111)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

제1 실린더(143)는 하부의 적어도 일부분이 개방된 형상으로 종방향을 따라 연장되게 형성되고 제1 펌프(141)에 의해 발생되는 유체압을 전달받도록 제1 펌프(141)와 연결되고 제1 돌출부(111)에 지지되게 결합되는 부분이다. 즉, 제1 실린더(143)는 제1 피스톤(145)의 승강을 위한 가이드 역할을 수행하는 부재이다. 이러한 제1 실린더(143)는 제1 펌프(141)로부터 제공되는 유체압을 전달받아 제1 피스톤(145)이 이동되도록 할 수 있다.

제1 피스톤(145)은 제1 실린더(143) 내부의 유체압에 따라 종방향으로 이동되도록 상단부가 제1 실린더(143)에 삽입되고 하단부가 제2 케이싱(320)에 결합되는 부분이다. 이러한 제1 피스톤(145)은 제1 실린더(143) 내 유체의 운동 에너지를 종방향의 직선 운동으로 전환시킬 수 있다.

이로 인해, 제1 실린더(143) 내의 유체압의 크기에 따라 제1 피스톤(145)은 종방향을 따라 승강될 수 있다. 그리고, 이러한 제1 피스톤(145)에 결합된 제2 케이싱(320) 역시 종방향을 따라 승강될 수 있다.

구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제1 피스톤(145)이 제1 실린더(143) 내로 최대한 삽입된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 하강한 상태에서는 제1 펌프(141)가 유체를 토출하여 제1 실린더(143) 내의 압력을 증가시킨다. 이에 따라 제1 실린더(143)에 상단이 삽입된 제1 피스톤(145)이 제1 실린더(143)로부터 하강된 상태로 변경된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(2000)는 제1 펌프(141), 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛(300)이 승강된다. 이에 따라, 보다 정밀하고 안정적으로 출수 높이(h)를 조절할 수 있다.

한편, 도면 상에 도시된 제1 펌프(141), 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)의 배치 위치 및 개수 등은 설명의 편의를 위한 예시적인 것이다. 따라서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같은 기능이 구현되는 한도 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(2000)에서, 제1 피스톤(145)은 복수로서 각각의 제1 피스톤(145)은 차폐판(340)의 평면 상에서 서로 대칭되게 배치되고, 제1 실린더(143)는 각각의 제1 피스톤(145)마다 대응되게 설치될 수 있다.

즉, 각각의 제1 피스톤(145)은 제2 케이싱(320)을 균등하게 분할하도록 배치될 수 있다. 그리고, 이와 같이 배치된 각각의 제1 피스톤(145)마다 제1 실린더(143)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 펌프(141)는 복수로 배치되지 않더라도 하나의 제1 펌프(141)로부터 복수의 제1 실린더(143)로 유체압을 공급하는 것이 가능할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 수소수기(2000)에서, 승강형 출수유닛(300)은 서로 대칭되게 배치되는 복수의 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)으로부터 균등한 구동력을 전달받는다. 이에 따라, 승강 시 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소수기(2000)는 상술한 구성을 제외하고는 주요 구성이 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소수기(1000)와 동일 또는 유사하다. 따라서, 중복되는 내용에 한하여 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수소수기(3000)에서, 본체(100)는 상부 거치대(110)를 포함하고, 승강형 출수유닛(300)은 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320), 제3 케이싱(330), 차폐판(340) 및 출수관(350)을 포함할 수 있다.

상부 거치대(110), 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320) 및 출수관(350)에 대하여는 앞서 상세히 설명하였다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

제3 케이싱(330)은 외경이 제2 케이싱(320)의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 제2 케이싱(320)의 내주면에 외접하는 부분이다. 이러한 제3 케이싱(330)은 제2 케이싱(320)에 의해 횡방향의 변위가 제한된 상태로 종방향을 따라 이동되는 관형의 부재일 수 있다.

이러한 제3 케이싱(330)의 구조에 따라, 차폐판(340)은 제3 케이싱(330)의 하부 관통면을 커버하며 제3 케이싱(330)에 결합되는 부분이다. 이러한 차폐판(340)은 제3 케이싱(330)의 하부 관통면 중 출수관(350)을 제외한 나머지 부분이 외기로부터 차폐되도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(3000) 중 승강형 출수유닛(300)의 승강을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우선 도 13에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제2 케이싱(320)이 제1 케이싱(310)의 내부에 삽입된다. 그리고, 제3 케이싱(330)이 제2 케이싱(320)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300) 중 첫번째단만 하강한 상태에서는 제2 케이싱(320)이 제1 케이싱(310)으로부터 하부로 슬라이딩 하강한다. 이에 따라, 제2 케이싱(320)의 상단 일부만이 제1 케이싱(310)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태로 변경된다.

이 경우, 제3 케이싱(330)은 여전히 제2 케이싱(320)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 제2 케이싱(320)이 제1 케이싱(310)으로부터 하부로 슬라이딩 하강할 때, 제3 케이싱(330)도 제2 케이싱(320)으로부터 하부로 슬라이딩 하강하도록 구성될 수도 있다.

그리고, 도 15에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)의 두번째단까지 모두 하강한 상태에서는 제3 케이싱(330)이 제2 케이싱(320)으로부터 하부로 슬라이딩 하강한다. 이에 따라, 제3 케이싱(330)의 상단 일부만이 제2 케이싱(320)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태로 변경된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(3000)는 제1 케이싱(310), 제2 케이싱(320) 및 제3 케이싱(330)을 통하여 수소수(W)의 출수 높이(h)를 다단으로 조절한다. 이에 따라, 승강형 출수유닛(300)의 승강 범위를 보다 크게 할 수 있다.

본 실시예에 따른 수소수기(3000)에서, 본체(100)는 제1 모터(121), 제1 피니언(123), 제1 랙(125), 제2 모터(131), 제2 피니언(133) 및 제2 랙(135)을 더 포함할 수 있다.

제1 모터(121), 제1 피니언(123) 및 제1 랙(125)에 대하여는 앞서 상세히 설명하였다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

제2 모터(131)는 공급되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 한 회전력을 발생시키며 제1 돌출부(111)에 설치되는 부분이다. 이러한 제2 모터(131)는 제1 모터(121)와 함께 승강형 출수유닛(300)의 승강을 위한 구동력을 제공할 수 있다.

제2 피니언(133)은 중심축에 제2 모터(131)의 회전축이 결합되어 제2 모터(131)의 회전 시 중심축을 중심으로 회전되는 부분이다. 이러한 제2 피니언(133)은 원통 형상의 외주면에 톱니 구조가 형성되고 이러한 톱니가 제2 랙(135)에 맞물린다. 이를 통해 제2 모터(131)에 의해 제공되는 회전력을 제2 랙(135)으로 전달할 수 있다.

제2 랙(135)은 종방향을 따라 연장되게 형성되어 종방향 상의 일면이 제2 피니언(133)의 외주면에 맞물리게 설치되고 제3 케이싱(330)에 결합되는 부분이다 이러한 제2 랙(135)은 일면에 톱니 구조가 형성되고 이러한 톱니가 제2 피니언(133)에 맞물린다. 이를 통해 제2 피니언(133)으로부터 전달되는 회전력을 종방향의 직선 운동으로 전환시킬 수 있다. 이 경우, 제2 랙(135)은 제1 랙(125)보다 상대적으로 길게 형성될 수 있다.

이로 인해, 제2 피니언(133)의 회전 시 제2 랙(135)은 종방향을 따라 승강될 수 있다. 그리고, 이러한 제2 랙(135)에 결합된 제3 케이싱(330) 역시 종방향을 따라 승강될 수 있다.

구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제1 랙(125)의 하부 일면이 제1 피니언(123)과 맞물린다. 그리고, 제2 랙(135)의 하부 일면이 제2 피니언(133)과 맞물린 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300) 중 첫번째단만 하강한 상태에서는 제1 모터(121)가 제1 피니언(123)을 회전시킴에 따라 제1 피니언(123)에 맞물린 제1 랙(125)이 하강된다. 이로 인해 제1 랙(125)의 상부 일면이 제1 피니언(123)과 맞물린 상태로 변경된다.

이와 동시에 제2 모터(131)가 제2 피니언(133)을 회전시킴에 따라 제2 피니언(133)에 맞물린 제2 랙(135)이 하강된다. 이로 인해 제2 랙(135)의 중앙부 일면이 제2 피니언(133)과 맞물린 상태로 변경된다. 이 때, 제3 케이싱(330)은 여전히 제2 케이싱(320)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 도 15에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)의 두번째단까지 모두 하강한 상태에서는 제2 모터(131)가 제2 피니언(133)을 회전시킴에 따라 제2 피니언(133)에 맞물린 제2 랙(135)이 추가적으로 하강된다. 이로 인해 제2 랙(135)의 상부 일면이 제2 피니언(133)과 맞물린 상태로 변경된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(3000)는 제1 모터(121), 제1 피니언(123), 제1 랙(125), 제2 모터(131), 제2 피니언(133) 및 제2 랙(135)을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛(300)이 다단으로 승강된다. 이에 따라, 승강 범위를 크게 하면서도 정밀하고 안정적인 출수 높이(h) 조절이 가능하다.

본 실시예에 따른 수소수기(3000)는, 제1 케이싱(310)에 대한 제2 케이싱(320)의 승강과 제2 케이싱(320)에 대한 제3 케이싱(330)의 승강이 서로 단계적으로 이루어질 수 있다.

즉, 수소수기(3000)의 외부적으로 보았을 때, 제1 케이싱(310)에 대하여 제2 케이싱(320)이 하강하는 첫번째단의 하강이 우선 종료된다. 그 이후 제2 케이싱(320)에 대하여 제3 케이싱(330)이 하강하는 두번째단의 하강이 진행되도록 구성될 수 있다.

또한, 제2 케이싱(320)에 대하여 제3 케이싱(330)이 상승하는 두번째단의 상승이 우선 종료된다. 그 이후 제1 케이싱(310)에 대하여 제2 케이싱(320)이 상승하는 첫번째단의 상승이 진행되도록 구성될 수 있다.

물론, 상술한 첫번째단과 두번째단의 하강 및 상승 순서는 반대로 진행되도록 구성될 수도 있음은 당연하다.

이와 같이 본 실시예에 따른 수소수기(3000)는, 승강형 출수유닛(300)의 다단 승강이 단계적으로 이루어진다. 이에 따라, 사용 용기(10)에 따라 특정 단계만의 승강이 되도록 사용자가 선택할 수 있다

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수소수기(3000)는 상술한 구성을 제외하고는 주요 구성이 본 발명의 제1 실시예에 또는 제2 실시예에 따른 수소수기(1000, 2000)와 동일 또는 유사하다. 따라서, 중복되는 내용에 한하여 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 16 내지 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수소수기에서 승강형 출수유닛의 승강에 대하여 보다 상세히 나타내는 도면이다.

도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수소수기(4000)에서, 본체(100)는 제1 펌프(141), 제1 실린더(143), 제1 피스톤(145), 제2 펌프(151), 제2 실린더(153) 및 제2 피스톤(155)을 더 포함할 수 있다.

제1 펌프(141), 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)에 대하여는 앞서 상세히 설명하였다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

제2 펌프(151)는 공급되는 전원에 의해 유체를 토출 또는 흡입하여 유체압을 발생시키며 상부 거치대(110)에 설치되는 부분이다. 이러한 제2 펌프(151)는 제1 펌프(141)와 함께 승강형 출수유닛(300)의 승강을 위한 구동력을 제공할 수 있다.

이 경우, 제2 펌프(151) 역시 그 설치 위치에 따른 제약 없이 제2 실린더(153)로 유체압을 제공할 수 있다는 점에서 반드시 제1 돌출부(111)에 설치될 필요는 없다. 그러나, 그 구조를 단순화하고 에너지 전달 효율을 높이기 위해 상부 거치대(110) 중 제1 돌출부(111)에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

제2 실린더(153)는 하부의 적어도 일부분이 개방된 형상으로 종방향을 따라 연장되게 형성되고 제2 펌프(151)에 의해 발생되는 유체압을 전달받도록 제2 펌프(151)와 연결되고 제1 돌출부(111)에 지지되게 결합되는 부분이다. 즉, 제2 실린더(153)는 제2 피스톤(155)의 승강을 위한 가이드 역할을 수행하는 부재이다. 이러한 제2 실린더(153)는 제2 펌프(151)로부터 제공되는 유체압을 전달받아 제2 피스톤(155)이 이동되도록 할 수 있다.

제2 피스톤(155)은 제2 실린더(153) 내부의 유체압에 따라 종방향으로 이동되도록 상단부가 제2 실린더(153)에 삽입되고 하단부가 제3 케이싱(330)에 결합되는 부분이다. 이러한 제2 피스톤(155)은 제2 실린더(153) 내 유체의 운동 에너지를 종방향의 직선 운동으로 전환시킬 수 있다. 이 경우, 제2 실린더(153) 및 제2 피스톤(155)은 각각 제1 실린더(143) 및 제1 피스톤(145)보다 상대적으로 길게 형성될 수 있다.

이로 인해, 제2 실린더(153) 내의 유체압의 크기에 따라 제2 피스톤(155)은 종방향을 따라 승강될 수 있다. 그리고, 이러한 제2 피스톤(155)에 결합된 제3 케이싱(330) 역시 종방향을 따라 승강될 수 있다.

구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)이 제자리에 위치한 상태에서는 제1 피스톤(145)이 제1 실린더(143) 내로 최대한 삽입된다. 그리고, 제2 피스톤(155)이 제2 실린더(153) 내로 최대한 삽입된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 도 17에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300) 중 첫번째단만 하강한 상태에서는 제1 펌프(141)가 유체를 토출하여 제1 실린더(143) 내의 압력을 증가시킨다. 이를 통해 제1 실린더(143)에 상단이 삽입된 제1 피스톤(145)이 제1 실린더(143)로부터 하강된 상태로 변경된다.

이와 동시에 제2 펌프(151)가 유체를 토출하여 제2 실린더(153) 내의 압력을 증가시킴에 따라 제2 실린더(153)에 삽입된 제2 피스톤(155)이 하강된다. 이를 통해 제2 피스톤(155)의 상단이 제2 실린더(153)의 중앙부에 위치하는 상태로 변경된다. 이 때, 제3 케이싱(330)은 여전히 제2 케이싱(320)의 내부에 삽입되어 서로 겹쳐진 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 도 18에 도시된 바와 같이, 승강형 출수유닛(300)의 두번째단까지 모두 하강한 상태에서는 제2 펌프(151)가 유체를 토출하여 제2 실린더(153) 내의 압력을 추가적으로 증가시킨다. 이를 통해 제2 실린더(153)에 삽입된 제2 피스톤(155)이 하강되며 제2 피스톤(155)의 상단이 제2 실린더(153)의 하부에 위치하는 상태로 변경된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 수소수기(4000)는 제1 펌프(141), 제1 실린더(143), 제1 피스톤(145), 제2 펌프(151), 제2 실린더(153) 및 제2 피스톤(155)을 통한 구동력의 전달을 통해 승강형 출수유닛(300)이 다단으로 승강된다. 이에 따라, 승강 범위를 크게 하면서도 정밀하고 안정적인 출수 높이(h) 조절이 가능하다

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수소수기(4000)는 상술한 구성을 제외하고는 주요 구성이 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 하나에 따른 수소수기(1000, 2000, 3000)와 동일 또는 유사하다. 따라서, 중복되는 내용에 한하여 상세한 설명은 생략하도록 한다.

W: 수소수 h: 출수 높이
H: 안정 출수 높이 Hc: 용기 높이
Hw: 수위면 높이 Hr: 제한 높이
10: 사용 용기 100: 본체
101: 물통 103: 급수구
105: 전극모듈 107: 상판
109: 작동 버튼 110: 상부 거치대
111: 제1 돌출부 121: 제1 모터
123: 제1 피니언 125: 제1 랙
131: 제2 모터 133: 제2 피니언
135: 제2 랙 141: 제1 펌프
143: 제1 실린더 145: 제1 피스톤
151: 제2 펌프 153: 제2 실린더
155: 제2 피스톤 160: 안착유닛
161: 제2 돌출부 200: 이송관
201: 이송 펌프 300: 승강형 출수유닛
310: 제1 케이싱 320: 제2 케이싱
330: 제3 케이싱 340: 차폐판
350: 출수관 360: 연결관
400: 제1 센서부 500: 제어부
600: 제2 센서부 1000, 2000, 3000, 4000: 수소수기

Claims

수소수를 제조하여 저장하는 본체;
상기 본체에 저장된 수소수가 내부 통로를 통하여 이송되도록 상기 본체에 설치되는 이송관; 및
상기 이송관에 연결되어 상기 본체의 외부로 수소수를 공급하고 상기 본체에 대하여 승강되도록 상기 본체에 설치되는 승강형 출수유닛;을 포함하고,
사용 용기가 상기 승강형 출수유닛의 하부에 배치된 상태에서 상기 사용 용기로부터 설정된 안정 출수 높이까지 상기 승강형 출수유닛이 하강되는, 수소수기.
수소수를 제조하여 저장하는 본체;
상기 본체에 저장된 수소수가 내부 통로를 통하여 이송되도록 상기 본체에 설치되는 이송관; 및
상기 이송관에 연결되어 상기 본체의 외부로 수소수를 공급하고 상기 본체에 대하여 승강되도록 상기 본체에 설치되는 승강형 출수유닛;을 포함하고,
사용 용기가 상기 승강형 출수유닛의 하부에 배치된 상태에서 상기 사용 용기의 상면에 밀착되는 높이까지 상기 승강형 출수유닛이 하강되는, 수소수기.
수소수를 제조하여 저장하는 본체;
상기 본체에 저장된 수소수가 내부 통로를 통하여 이송되도록 상기 본체에 설치되는 이송관;
상기 이송관에 연결되어 상기 본체의 외부로 수소수를 공급하고 상기 본체에 대하여 승강되도록 상기 본체에 설치되는 승강형 출수유닛;
사용 용기가 상기 승강형 출수유닛의 하부에 배치된 상태에서 상기 사용 용기 내에 수용된 수소수의 수위면 높이를 감지하는 제1 센서부; 및
상기 제1 센서부에 의하여 감지되는 수소수의 수위면으로부터 상기 승강형 출수유닛이 설정된 안정 출수 높이를 유지하도록 상기 승강형 출수유닛의 승강을 제어하는 제어부;
를 포함하는 수소수기.
제3항에 있어서,
상기 제1 센서부는 상기 사용 용기가 상기 승강형 출수유닛의 하부에 배치된 상태에서 상기 사용 용기의 용기 높이를 추가적으로 감지하고,
상기 제어부는 상기 사용 용기의 용기 높이에 대한 수소수의 수위면 높이가 설정된 임계 비율 이상인 경우 수소수의 출수를 제한하는, 수소수기.
제3항에 있어서,
상기 사용 용기와 상기 승강형 출수유닛이 밀착된 상태에서 상기 승강형 출수유닛의 밀착면에 가해지는 압력을 감지하는 제2 센서부;
를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2 센서부에 의하여 감지되는 압력이 설정된 임계 압력 이상인 경우 상기 승강형 출수유닛의 하강을 제한하는, 수소수기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체는
제1 횡방향을 향하여 돌출된 제1 돌출부가 형성되어 상단부에 설치되는 상부 거치대를 포함하고,
상기 승강형 출수유닛은
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제1 케이싱,
외경이 상기 제1 케이싱의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 상기 제1 케이싱의 내주면에 외접하는 제2 케이싱,
상기 제2 케이싱의 하부 관통면을 커버하며 상기 제2 케이싱에 결합되는 차폐판 및
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상단이 상기 이송관에 연결되고 하단이 상기 차폐판을 관통하여 상기 차폐판의 하부로 노출되며 상기 차폐판에 결합되는 출수관을 포함하는, 수소수기.
제6항에 있어서,
상기 본체는
공급되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 한 회전력을 발생시키며 상기 제1 돌출부에 설치되는 제1 모터,
중심축에 상기 제1 모터의 회전축이 결합되어 상기 제1 모터의 회전 시 중심축을 중심으로 회전되는 제1 피니언 및
종방향을 따라 연장되게 형성되어 종방향 상의 일면이 상기 제1 피니언의 외주면에 맞물리게 설치되고 상기 제2 케이싱에 결합되는 제1 랙을 더 포함하는, 수소수기.
제7항에 있어서,
상기 제1 랙은 복수로서 각각의 상기 제1 랙은 상기 차폐판의 평면 상에서 서로 대칭되게 배치되고,
상기 제1 모터 및 상기 제1 피니언은 각각의 상기 제1 랙마다 대응되게 설치되는, 수소수기.
제6항에 있어서,
상기 본체는
공급되는 전원에 의해 유체를 토출 또는 흡입하여 유체압을 발생시키며 상기 상부 거치대에 설치되는 제1 펌프,
하부의 적어도 일부분이 개방된 형상으로 종방향을 따라 연장되게 형성되고 상기 제1 펌프에 의해 발생되는 유체압을 전달받도록 상기 제1 펌프와 연결되고 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제1 실린더 및
상기 제1 실린더 내부의 유체압에 따라 종방향으로 이동되도록 상단부가 상기 제1 실린더에 삽입되고 하단부가 상기 제2 케이싱에 결합되는 제1 피스톤을 더 포함하는, 수소수기.
제9항에 있어서,
상기 제1 피스톤은 복수로서 각각의 상기 제1 피스톤은 상기 차폐판의 평면 상에서 서로 대칭되게 배치되고,
상기 제1 실린더는 각각의 상기 제1 피스톤마다 대응되게 설치되는, 수소수기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체는
제1 횡방향을 향하여 돌출된 제1 돌출부가 형성되어 상단부에 설치되는 상부 거치대를 포함하고,
상기 승강형 출수유닛은
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제1 케이싱,
외경이 상기 제1 케이싱의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 상기 제1 케이싱의 내주면에 외접하는 제2 케이싱,
외경이 상기 제2 케이싱의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 상기 제2 케이싱의 내주면에 외접하는 제3 케이싱,
상기 제3 케이싱의 하부 관통면을 커버하며 상기 제3 케이싱에 결합되는 차폐판 및
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상단이 상기 이송관에 연결되고 하단이 상기 차폐판을 관통하여 상기 차폐판의 하부로 노출되며 상기 차폐판에 결합되는 출수관을 포함하는, 수소수기.
제11항에 있어서,
상기 본체는
공급되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 한 회전력을 발생시키며 상기 제1 돌출부에 설치되는 제1 모터,
중심축에 상기 제1 모터의 회전축이 결합되어 상기 제1 모터의 회전 시 중심축을 중심으로 회전되는 제1 피니언,
종방향을 따라 연장되게 형성되어 종방향 상의 일면이 상기 제1 피니언의 외주면에 맞물리게 설치되고 상기 제2 케이싱에 결합되는 제1 랙,
공급되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 한 회전력을 발생시키며 상기 제1 돌출부에 설치되는 제2 모터,
중심축에 상기 제2 모터의 회전축이 결합되어 상기 제2 모터의 회전 시 중심축을 중심으로 회전되는 제2 피니언 및
종방향을 따라 연장되게 형성되어 종방향 상의 일면이 상기 제2 피니언의 외주면에 맞물리게 설치되고 상기 제3 케이싱에 결합되는 제2 랙을 더 포함하는, 수소수기.
제11항에 있어서,
상기 본체는
공급되는 전원에 의해 유체를 토출 또는 흡입하여 유체압을 발생시키며 상기 상부 거치대에 설치되는 제1 펌프,
하부의 적어도 일부분이 개방된 형상으로 종방향을 따라 연장되게 형성되고 상기 제1 펌프에 의해 발생되는 유체압을 전달받도록 상기 제1 펌프와 연결되고 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제1 실린더,
상기 제1 실린더 내부의 유체압에 따라 종방향으로 이동되도록 상단부가 상기 제1 실린더에 삽입되고 하단부가 상기 제2 케이싱에 결합되는 제1 피스톤,
공급되는 전원에 의해 유체를 토출 또는 흡입하여 유체압을 발생시키며 상기 상부 거치대에 설치되는 제2 펌프,
하부의 적어도 일부분이 개방된 형상으로 종방향을 따라 연장되게 형성되고 상기 제2 펌프에 의해 발생되는 유체압을 전달받도록 상기 제2 펌프와 연결되고 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제2 실린더 및
상기 제2 실린더 내부의 유체압에 따라 종방향으로 이동되도록 상단부가 상기 제2 실린더에 삽입되고 하단부가 상기 제3 케이싱에 결합되는 제2 피스톤을 더 포함하는, 수소수기.
제11항에 있어서,
상기 제1 케이싱에 대한 상기 제2 케이싱의 승강과 상기 제2 케이싱에 대한 상기 제3 케이싱의 승강은 서로 단계적으로 이루어지는, 수소수기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이송관은 적어도 일부분이 신축 또는 굽힘 되도록 연성 재질로 형성되는, 수소수기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체는
제1 횡방향을 향하여 돌출된 제1 돌출부가 형성되어 상단부에 설치되는 상부 거치대를 포함하고,
상기 승강형 출수유닛은
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 제1 케이싱,
외경이 상기 제1 케이싱의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 상기 제1 케이싱의 내주면에 외접하는 제2 케이싱,
상기 제2 케이싱의 하부 관통면을 커버하며 상기 제2 케이싱에 결합되는 차폐판,
종방향을 따라 관통되게 형성되어 상단이 상기 이송관에 연결되고 상기 제1 돌출부에 지지되게 결합되는 연결관 및
외경이 상기 연결관의 내경에 대응되도록 종방향을 따라 관통되게 형성되어 외주면이 상기 연결관의 내주면에 외접하고 하단이 상기 차폐판을 관통하여 상기 차폐판의 하부로 노출되며 상기 차폐판에 결합되는 출수관을 포함하는, 수소수기.