KR20210030648A - 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 수소수를 생성시키는 수소수 제조장치를 개선하여 전기분해 시 발생한 산소를 수소수에 용존 시키며, 탈 이온수인 초순수를 전기분해에 이용하여 전극판에 이물질이 침착하는 것을 예방하며, 수소수 제조장치의 내부 압력을 비교적 낮게 유지하여 장치의 내구성을 증대시키기 위한 것으로서, 소정 수압의 원수를 공급받아 원수에 포함된 이물질을 여과하는 4개의 필터 엘리먼트인 프리 필터(110), 카본 필터(120), UF 필터(130), 그리고 이온수지 필터(140)와, 감압밸브(200)와, 2개의 전자제어밸브인 입구측 전자제어밸브(310) 및 출구측 전자제어밸브(320)와, 물탱크(400) 및 전해조(500)와, 체크밸브(600) 및 역류방지밸브(700)와, 출수코크(800)를 포함하여, 생성되는 수소수에 대하여 산소 및 수소 용존량을 증대시켜 양질의 수소수를 제공하며, 전기분해 전극판에 이물질의 침착을 예방하는 한편 장치 내부의 압력을 비교적 낮게 유지할 수 있음으로써 수소수 제조장치에 대한 내구성 및 상품성을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.
Description
본 발명은 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 특히, 수소수를 생성시키는 수소수 제조장치를 개선하여 전기분해 시 발생한 산소를 수소수에 용존 시키며, 탈 이온수인 초순수를 전기분해에 이용하여 전극판에 이물질이 침착하는 것을 예방하며, 수소수 제조장치의 내부 압력을 비교적 낮게 유지하여 장치의 내구성을 증대시키기 위한 것으로써, 생성되는 수소수에 대하여 산소 및 수소 용존량을 증대시켜 양질의 수소수를 제공하며, 전기분해 전극판에 이물질의 침착을 예방하는 한편 장치 내부의 압력을 비교적 낮게 유지할 수 있음으로써 수소수 제조장치에 대한 내구성 및 상품성을 극대화시킬 수 있는 것에 관한 것이다.
일반적으로 수소수(hydrogen water)는 수소 분자(H2)가 일정 수준 이상 혼입된 물을 지칭하는 것으로, 2007년 5월 8일 미국 네이처 메디신 의학지에 암, 뇌질환과 동맥경화 등에 치료효과가 있는 것으로 발표되었다.
이러한 수소수는 음용 시 아토피와 같은 피부염 방지, 피부 미백, 항산화를 통한 노화 방지, 면역력 증가 등에 효과가 있으며, 특히, 방사선 오염물질이 인체에 유입되면 활성산소를 증가시켜 암과 같은 각종 질병을 일으키는 원인이 되는데, 수소수를 마시면 이러한 활성산소를 제거하는 효과가 있어 최근 주목받고 있는 실정이다.
이러한 다양한 효과가 있는 수소수는 통상 전기분해나 마그네슘(Mg)을 이용한 화학반응을 통해 만들어지며, 특히 수소수는 수소가 용존되어 있는 시간이 짧아 수소수의 제조 후 단시간 내에 음용하여야 하기에 미리 제조된 수소수의 유통 공급이 어렵다는 단점을 가지고 있다.
이 때문에, 수소수를 직접 제조하는 장치가 최근 다양한 형태로 개발되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도로서, 본 출원인에 의한 특허문헌 1인 국내 등록특허 제10-1697571호 공보에는 종래의 수소수 제조장치가 개시되어 있다.
이러한 종래의 수소수 제조장치는 원수를 여과하기 위한 다수의 필터 엘리먼트, 즉 세디먼트 필터(11), 카본 필터(12), 이온 필터(13), 그리고 중공사막 필터(14)와 함께, 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키는 전해조(40)를 포함하고 있다.
이러한 구성에 따라, 전해조(40)에서 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 용존 시켜 수소수를 제공하고 있다.
그러나, 종래의 수소수 제조장치는 다음과 같은 종래 기술상의 문제점을 가지고 있었다.
첫째, 전해조에 전기분해를 위해 공급되는 원수는 세디먼트 필터(11)와 카본 필터(12) 만으로 여과된 것으로, 중공사막 필터(14)를 통과하지 않은 원수를 이온 필터(13)로 여과시키기 때문에 이온 필터(13)의 교체 주기가 짧아지게 된다.
둘째, 전기분해에 의해 수소와 함께 생성되는 산소를 그대로 대기 중에 방출시키고 있었으나, 산소 용존량이 높은 수소수의 제공에 대한 소비자의 요구가 발생하고 있다.
셋째, 사용자 요구에 따라 출수 코크에서의 연무량 조절이 요구되고 있으나, 초음파 진동자의 발진에 의한 연무 발생량을 조절하기 어려웠다.
넷째, 수소 용존량을 높이기 위해서는 수소수 제조장치 내부에 작용하는 원수의 압력을 소정치 이상으로 높게 유지할 필요가 있으나, 이러한 경우 높은 압력에 의해 부품의 손상이 발생하기 쉽기 때문에, 장치 내부의 압력을 높이는 데에 한계가 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 생성되는 수소수에 대하여 산소 및 수소 용존량을 증대시켜 양질의 수소수를 제공하며, 전기분해 전극판에 이물질의 침착을 예방하는 한편 장치 내부의 압력을 비교적 낮게 유지할 수 있음으로써 수소수 제조장치에 대한 내구성 및 상품성을 극대화시킬 수 있도록 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
이러한 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치는, 소정 수압의 원수를 공급받아 원수에 포함된 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하는 프리 필터와; 상기 프리 필터에서 이물질이 여과된 원수의 수압을 감압시키는 감압밸브와; 상기 감압밸브를 통과한 원수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 입구측 전자제어밸브와; 상기 입구측 전자제어밸브를 통과한 원수를 공급받아 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하는 카본 필터와; 상기 카본 필터를 통과한 원수를 공급받아 입자성 이물질 및 세균을 여과하는 UF 필터와; 상기 UF 필터를 통과한 물을 공급받아 물에 잔류하는 이온화 물질을 흡착 제거하여 탈 이온수인 초순수를 생성하는 이온수지 필터와; 상기 이온수지 필터에서 생성된 초순수를 공급받아 저장하는 물탱크와; 상기 물탱크로부터 초순수를 공급받아 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키며, 생성된 산소를 상기 물탱크로 환송하는 전해조와; 상기 카본 필터와 상기 UF 필터 사이에 접속되어 상기 카본 필터를 통과한 원수에 상기 전해조에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하여 수소수를 생성하는 체크밸브와; 상기 전해조와 상기 체크밸브 사이에 접속되어 상기 물탱크로 환송된 산소를 일방향으로 공급하여 수소와 혼합시키는 역류방지밸브와; 상기 UF 필터와 상기 이온수지 필터 사이에 접속되어 물의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 출구측 전자제어밸브와; 초음파 진동자를 구비하여 상기 출구측 전자제어밸브를 통과한 수소수를 연무와 함께 출수시키는 출수코크와; 상기 입구측 전자제어밸브 및 상기 출구측 전자제어밸브에 접속되어 상기 입구측 전자제어밸브 및 상기 출구측 전자제어밸브의 개폐를 제어하는 동시에, 상기 출수코크 및 상기 전해조에 접속되어 상기 초음파 진동자의 발진 여부 및 상기 전해조의 전기분해 여부를 제어하는 제어부를 포함함으로써 달성된다.
이때, 상기 물탱크에는 플로트 밸브가 마련되어 초순수가 일정한 수위로 유지되며, 이러한 초순수의 수면 위에 산소가 저장되는 것이 양호하다.
또한, 상기 프리 필터는 입자직경 10㎛ 이상의 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하며; 상기 카본 필터는 입자직경 1㎛ 이상의 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하고; 상기 UF 필터는 입자직경 0.1㎛ 이상의 입자성 이물질 및 세균을 여과하며, 상기 체크밸브를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 산소 및 수소 용존량을 증가시키며; 상기 감압밸브는 원수의 수압을 6kg/㎠ 이상으로부터 3kg/㎠ 이하로 감압시키는 것이 가능하다.
게다가, 상기 출수코크에 마련된 초음파 진동자는 판상으로 제작되며, 상기 초음파 진동자의 양면이 지향하는 각도를 물리적인 외력 또는 전기적 신호에 따라 가변시켜 연무의 발생량을 증감 조절 가능한 경사각 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
그리고, 본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법은, 상술한 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 제어하는 방법에 있어서, 출수 신호의 입력에 따라 전해조가 초순수에 대한 전기분해를 실시하며, 초음파 진동자를 발진시키고, 입구측 전자제어밸브 및 출구측 전자제어밸브를 개방시켜 연무와 함께 산소 용존량을 높인 수소수를 출수시키는 출수 단계와; 상기 출수 단계 후, 입력되던 출수 신호의 차단에 따라 입구측 전자제어밸브를 폐쇄시키며 지연시간 경과 후 출구측 전자제어밸브를 폐쇄시키고, 전해조의 전기분해 및 초음파 진동자의 발진을 정지시키는 정지 단계를 포함함으로써 달성될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명은 생성되는 수소수에 대하여 산소 및 수소 용존량을 증대시켜 양질의 수소수를 제공하며, 전기분해 전극판에 이물질의 침착을 예방하는 한편 장치 내부의 압력을 비교적 낮게 유지할 수 있음으로써 수소수 제조장치에 대한 내구성 및 상품성을 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.
도 1은 종래의 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법을 도시하는 흐름도.
도 2는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법을 도시하는 흐름도.
도 2는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 단면도이다.
그리고, 도 4는 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법을 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법은 생성되는 수소수에 대하여 산소 및 수소 용존량을 증대시켜 양질의 수소수를 제공하며, 전기분해 전극판에 이물질의 침착을 예방하는 한편 장치 내부의 압력을 비교적 낮게 유지할 수 있음으로써 수소수 제조장치에 대한 내구성 및 상품성을 극대화시킬 수 있는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 소정 수압의 원수를 공급받아 원수에 포함된 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하는 프리 필터(110)와; 상기 프리 필터(110)에서 이물질이 여과된 원수의 수압을 감압시키는 감압밸브(200)와; 상기 감압밸브(200)를 통과한 원수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 입구측 전자제어밸브(310)와; 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 통과한 원수를 공급받아 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하는 카본 필터(120)와; 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수를 공급받아 입자성 이물질 및 세균을 여과하는 UF 필터(130)와; 상기 UF 필터(130)를 통과한 물을 공급받아 물에 잔류하는 이온화 물질을 흡착 제거하여 탈 이온수인 초순수를 생성하는 이온수지 필터(140)와; 상기 이온수지 필터(140)에서 생성된 초순수를 공급받아 저장하는 물탱크(400)와; 상기 물탱크(400)로부터 초순수를 공급받아 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키며, 생성된 산소를 상기 물탱크(400)로 환송하는 전해조(500)와; 상기 카본 필터(120)와 상기 UF 필터(130) 사이에 접속되어 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수에 상기 전해조(500)에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하여 수소수를 생성하는 체크밸브(600)와; 상기 전해조(500)와 상기 체크밸브(600) 사이에 접속되어 상기 물탱크(400)로 환송된 산소를 일방향으로 공급하여 수소와 혼합시키는 역류방지밸브(700)와; 상기 UF 필터(130)와 상기 이온수지 필터(140) 사이에 접속되어 물의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 출구측 전자제어밸브(320)와; 초음파 진동자(810)를 구비하여 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 통과한 수소수를 연무와 함께 출수시키는 출수코크(800)와; 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)에 접속되어 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 제어하는 동시에, 상기 출수코크(800) 및 상기 전해조(500)에 접속되어 상기 초음파 진동자(810)의 발진 여부 및 상기 전해조(500)의 전기분해 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직할 것이다.
즉, 본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치는 크게 4개의 필터 엘리먼트인 프리 필터(110), 카본 필터(120), UF 필터(130), 그리고 이온수지 필터(140)와, 감압밸브(200)와, 2개의 전자제어밸브인 입구측 전자제어밸브(310) 및 출구측 전자제어밸브(320)와, 물탱크(400) 및 전해조(500)와, 체크밸브(600) 및 역류방지밸브(700)와, 출수코크(800)와, 미도시한 제어부를 포함하고 있다.
우선, 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 소정 수압의 원수가 최초로 공급되는 프리 필터(110)는 원수에 포함된 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질, 예를 들어 모래, 흙, 녹찌꺼기 등의 이물질을 제거하는 필터 엘리먼트이다.
그리고, 상기 프리 필터(110) 이후에 연결되는 감압밸브(200)는 밸로우즈나 다이어프램을 내장하고 있어, 이에 가해지는 압력과 스프링의 장력에 의해 밸브가 스스로 개폐됨으로써, 고압의 원수 압력을 낮추어 소정의 압력 이하로 유지하는 작용을 하게 된다.
이와 같이, 감압밸브(200)에서 압력이 강하된 원수는 입구측 전자제어밸브(310)로 보내진다.
이때, 상기 입구측 전자제어밸브(310)는 예를 들어, 솔레노이드를 포함하고 있어 외부로부터 입력되는 전기적 신호에 따라 개폐가 단속되는 밸브로서, 이 입구측 전자제어밸브(310)의 개폐에 따라 이후 관로에 원수의 공급 여부가 결정된다.
상기 입구측 전자제어밸브(310) 이후에 연결되는 카본 필터(120)는 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 통과한 원수를 공급받아 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과함으로써 물맛을 좋게 하고 염소, 프로할로메탄 가스나 잡냄새 등을 제거하게 된다.
이러한 카본 필터(120) 이후에 연결되는 UF 필터(130)는 각종 중금속 유기화학 물질 등의 입자성 이물질 및 세균을 여과하게 되며, 이때, 상기 카본 필터(120)와 상기 UF 필터(130) 사이에는 이하에 설명할 제1분기관(910)이 마련되어 있다.
그리고, 상기 UF 필터(130)를 통과한 원수는 이온수지 필터(140)로 보내지며, 상기 이온수지 필터(140)는 복합 이온수지를 내장한 필터로서, 원수에 포함되어 있는 이온화 물질을 흡착하여 제거함으로써, 탈 이온수인 초순수를 생성하게 된다.
이때, 상기 초순수는 전기전도도, 고형 미립자수, 생균수, 유기물 등을 극히 낮은 값으로 억제한 순수한 물을 의미하는 것으로, 이러한 초순수를 이후에 전기분해에 사용함으로써 전기분해 전극판에 석회 등이 침착하는 것을 방지하도록 원수를 최대한 증류수에 가까운 상태로 만들게 되는 것이다.
여기에서, 상기 UF 필터(130)와 상기 이온수지 필터(140) 사이에는 이후에 설명할 제2분기관(920)이 마련되어 있어 상기 UF 필터(130)를 통과한 물 중 일부만을 이온수지 필터(140)에 공급하게 되고, 나머지 대부분의 물은 출구측 전자제어밸브(320)로 보내지게 된다.
보다 상세하게, 상기 제2분기관(920)에서는 이후에 설명할 전해조(500)에서 전기분해에 따라 소모되는 원수의 양만큼만 이온수지 필터(140)로 공급될 것이며, 그 나머지 대부분의 물은 출구측 전자제어밸브(320)의 개방에 따라 상기 출구측 전자제어밸브(320)로 공급될 것이다.
그리고, 소정의 체적을 가진 기밀 용기인 물탱크(400)는 상기 이온수지 필터(140)에서 생성된 초순수를 공급받아 일시적으로 저장하게 된다.
이와 같이, 물탱크(400)에 저장되어 있던 초순수는 전해조(500)로 공급되어 전기분해에 사용되며, 상기 전해조(500)는 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키게 된다.
이때, 상기 전해조(500)는 그 내부가 2분 형성되어 일측에는 양극판이 마련되고 타측에는 음극판이 마련되어 있어, 상기 양극판 및 상기 음극판에 전원을 공급함에 따라 초순수를 전기분해 하여 상기 양극판에서는 산소를 생성시키고, 상기 음극판에서는 수소를 각각 생성시키게 된다.
필요에 따라, 상기 전해조(500) 내에는 이온교환막을 기준으로 2분 형성되도록 함으로써, 전기분해 시 생성된 산소 이온 및 수소 이온이 서로 다른 전극을 향하여 이동하는 것을 효과적으로 방지하는 것도 가능할 것이다.
이때, 전기분해에 의해 상기 전해조(500)에서 생성된 산소는 제1 산소 관로(510)를 통해 상기 물탱크(400)로 보내져, 상기 물탱크(400)의 상부에 일시적으로 저장된다.
그리고, 전기분해에 의해 상기 전해조(500)에서 생성된 수소는 수소 관로(520)를 통해 대략 1~2kg/㎠의 압력으로 이후에 설명할 체크밸브(600)로 보내진다.
이와 더불어, 상기 물탱크(400)의 내부에 일시적으로 저장되어 있던 산소는 제2 산소 관로(420)를 통해, 상기 체크밸브(600)와 상기 전해조(500) 사이에 배관되어 있는 수소 관로(520) 상에 마련된 제3분기관(930)에 접속된다.
이때, 제2 산소 관로(420) 상에는 역류방지밸브(700)가 마련되어 있어 상기 물탱크(400) 내부의 산소를 상기 제3분기관(930)을 통해 수소 관로(520) 측으로 오직 일방향으로만 공급함으로써, 산소를 수소 관로(520) 내부의 수소와 혼합시키는 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 수소 관로(520)에 있어서 제3분기관(930)의 상류 측(도면상 제3분기관(930)의 하측)에는 수소만이 존재하지만, 상기 제3분기관(930)의 하류 측(도면상 제3분기관(930)의 상측)에는 산소와 수소가 함께 존재하게 된다.
그리고, 상기 체크밸브(600)는 상술한 바와 같이 카본 필터(120)와 UF 필터(130) 사이에 위치하고 있는 제1분기관(910)에 접속되어 있는 것으로, 원수의 역류를 차단하는 반면, 오직 산소 및 수소가 제1분기관(910) 측으로 공급될 수 있도록 하여, 원수에 산소 및 수소를 공급하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 체크밸브(600)를 통해 제1분기관(910) 측으로 산소 및 수소가 원수에 공급된다 하더라도, 이러한 원수는 산소 및 수소 용존량이 비교적 낮은 수소수에 해당하는 것이다.
하지만, 이와 같이 산소 및 수소 용존량이 비교적 낮은 수소수는 다시 한 번 UF 필터(130)를 통과하게 되며, 상기 UF 필터(130)는 기본적으로 앞서 설명한 바와 같이 각종 중금속 유기화학 물질 등의 입자성 이물질 및 세균을 여과할 수 있도록 극히 미세한 기공크기로 필터 엘리먼트가 구성되어 있기 때문에, 이러한 미세한 다수의 기공을 산소 및 수소가 수소수와 함께 통과하면서 산소 및 수소 용존량을 효과적으로 증대시키는 것이 가능한 것이다.
그리고, 상기 UF 필터(130)에서 산소 및 수소 용존량이 증대된 수소수는 제2분기관(920)을 경유하여 출구측 전자제어밸브(320)로 보내지게 된다.
상기 출구측 전자제어밸브(320) 또한 상술한 입구측 전자제어밸브(310)와 동일한 구성으로, 예를 들어, 솔레노이드를 포함하고 있어 외부로부터 입력되는 전기적 신호에 따라 개폐가 단속되는 밸브로서, 이 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐에 따라 출수코크(800)로 수소수의 공급 여부가 결정되는 것이다.
이와 같은 출구측 전자제어밸브(320)의 개방에 따라 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 통과한 수소수는 도 3에 예시한 바와 같은 출수코크(800)로 공급된다.
상기 출수코크(800)는 전원 공급에 따라 대략 1.6MHz 대역의 초음파를 발진시키는 판상의 초음파 진동자(810)를 구비하고 있어, 출수코크(800)를 통해 배출되는 수소수는 상기 초음파 진동자(810)를 반드시 접촉한 후 배출되도록 구성되어 있다.
이에 따라, 초음파 진동자(810)에 접촉한 수소수는 물 분자가 나노 사이즈, 즉 마이크로미터 단위의 초미립자로 쪼개져 체내 흡수도가 향상되며, 특히 초미립자 상태의 물 분자는 산소 및 수소와 보다 잘 결합하여 높은 산소 및 수소 용존량의 수소수가 되는 것이다.
그 결과, 상기 출수코크(800)로 출수되는 수소수는 초미립자의 물 분자를 가진 산소 및 수소 용존량이 높은 수소수로서, 음용 시 인체에 매우 유익한 효과를 발휘하게 된다.
이와 함께, 상기 출수코크(800)로 출수되는 수소수는 초음파 진동자(810)에 의해 연무 또한 동반하게 되며, 이러한 연무는 주변의 음이온 양을 크게 증가시키게 되어 사용자로 하여금 신체에 이로운 음이온의 흡수를 도모하고 연무를 통한 청량감과 심미감까지 고취시키게 된다.
부차적으로, 상기 출수코크(800)는 그 내부가 초음파 진동자(810)에서 발진되는 초음파에 의해 초음파 세정 효과를 가지게 됨으로써, 상기 출수코크(800) 내부는 별도의 유지보수 없이도 초음파 세정에 의해 항상 청결한 상태가 유지되는 효과 또한 가지게 되며, 초음파 진동자(810)에 석회 등의 이물질이 침착하는 현상도 전혀 발생치 않게 된다는 이점을 가지게 된다.
마지막으로, 미도시한 제어부는 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)에 접속되어 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 제어하는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 제어부는 전기적 신호를 통해 상기 입구측 전자제어밸브(310)의 개폐를 단속하게 됨으로써 본 발명의 내부로 원수의 입수 여부를 제어하고, 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 단속하게 됨으로써 출수코크(800)로부터 출수 여부를 제어하게 된다.
이와 동시에, 상기 제어부는 상기 출수코크(800) 및 상기 전해조(500)에 접속되어 상기 초음파 진동자(810)의 발진 여부 및 상기 전해조(500)의 전기분해 여부 또한 제어하게 된다.
즉, 상기 제어부가 전원을 상기 초음파 진동자(810) 및 상기 전해조(500)의 전극판에 공급하여, 초음파 진동자(810)의 발진 여부를 제어하여 연무의 발생 여부를 단속하는 동시에, 전해조(500)의 전기분해를 제어하여 산소 및 수소의 생성 여부 또한 제어하게 되는 것이다.
이때, 상기 제어부는 본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치의 몸체 외부에 마련된 출수버튼에 접속되어 있어, 이러한 출수버튼의 조작에 따라 상기 제어부의 제어가 이루어지도록 하는 것이 바람직할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치의 기본적인 구성에 더하여 추가적인 기능을 부여하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명에 있어서 도 2와 같이, 상기 물탱크(400)에는 플로트 밸브(410)가 마련되어 초순수가 일정한 수위로 유지되며, 이러한 초순수의 수면 위에 산소가 저장되는 것이 바람직할 것이다.
즉, 상술한 물탱크(400)의 내부 상측에는 이온수지 필터(140)를 경유하여 공급되는 초순수를 단속하기 위하여 플로트 밸브(410)가 마련되어 있어, 이 플로트 밸브(410)에 의해 상기 물탱크(400) 내의 초순수는 일정한 수위로 유지된다.
이에 따라, 상기 물탱크(400) 내부는 초순수에 의해 완전히 채워지지 않으며, 전해조(500)에서 전기분해에 의해 생성된 산소를 상부에서 일시적으로 보관할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 물탱크(400) 내에 보관되는 산소는 물탱크(400) 내에 상술한 플로트 밸브(410)에 의해 공급되는 초순수가 채워짐에 따라 정압의 영향을 받게 됨으로써, 산소가 제2 산소 관로(420)를 통해 역류방지밸브(700)를 보다 원활하게 통과하여 수소 관로(520)로 공급되도록 하는 기능을 한다.
이뿐 아니라, 본 발명에 있어서, 상기 프리 필터(110)는 입자직경 10㎛ 이상의 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하며; 상기 카본 필터(120)는 입자직경 1㎛ 이상의 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하고; 상기 UF 필터(130)는 입자직경 0.1㎛ 이상의 입자성 이물질 및 세균을 여과하며, 상기 체크밸브(600)를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 산소 및 수소 용존량을 증가시키며; 상기 감압밸브(200)는 원수의 수압을 6kg/㎠ 이상으로부터 3kg/㎠ 이하로 감압시키는 것이 바람직할 것이다.
즉, 상기 프리 필터(110)는 10㎛ 미만의 기공크기를 가진 필터 엘리먼트로 제조되어, 입자직경 10㎛ 이상의 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과할 수 있게 된다.
그리고, 상기 카본 필터(120)는 1㎛ 미만의 기공크기를 가진 필터 엘리먼트로 제조되어, 입자직경 1㎛ 이상의 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과할 수 있는 것이다.
또한, 상기 UF 필터(130)는 0.1㎛ 미만의 기공크기를 가진 필터 엘리먼트로 제조되어, 입자직경 0.1㎛ 이상의 입자성 이물질 및 세균을 여과하게 된다.
이와 같이, 순차적으로 배치되는 프리 필터(110), 카본 필터(120), 그리고 UF 필터(130)의 입자직경을 점차적으로 작아지는 기공크기의 필터 엘리먼트로 제작하는 것에 의해, 어느 하나의 필터에 여과 부하가 크게 작용하는 것을 방지함으로써, 비슷한 시기에 프리 필터(110), 카본 필터(120), 그리고 UF 필터(130)의 교체 주기가 도래하도록 하는 것이 가능하여 유지 보수성을 향상시키는 것이 가능할 것이다.
특히, 상기 UF 필터(130)는 0.1㎛ 미만의 기공크기를 가진 필터 엘리먼트로 제작됨으로써, 상술한 바와 같이 산소 및 수소가 수소수와 함께 미세한 크기의 기공크기의 필터 엘리먼트를 통과하면서 산소 및 수소 용존량을 높이는 효과가 발휘되는 것이다.
게다가, 상기 감압밸브(200)는 원수의 수압을 6kg/㎠ 이상으로부터 3kg/㎠ 이하로 감압시키도록 하여 감압밸브(200) 이전의 높은 수압이 장치 내부, 특히 도 2에 있어서 점선으로 표시한 A부분 내에 그대로 작용하여 부품이 높은 수압에 의해 손상되는 것을 방지하는 것이 좋을 것이다.
이와 더불어, 본 발명에 있어서 상기 출수코크(800)는 측면에 입구(821)가 형성되고 하측방향을 향하여 출구(822)가 형성된 케이싱(820)과, 상기 케이싱(820) 내에 지지되는 초음파 진동자(810)로 이루어지되, 상기 초음파 진동자(810)는 상기 입구(821)와 상기 출구(822)를 향하여 경사지게 배치되는 것이 가장 바람직하다.
이때, 상기 출수코크(800)의 케이싱(820)은 합성수지재나 금속재로 성형된 상하 조립체로써, 그 내부에 초음파 진동자(810)가 마련되며, 수소수가 들어오는 입구(821)가 측면에 연장되어 형성되며, 수소수가 출수되는 출구(822)가 하측을 향하여 형성되어 있다.
이러한 초음파 진동자(810)는 그 상측면이 상기 케이싱(820)의 내면과 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 초음파 진동자(810)의 초음파 발진 시 상기 케이싱(820)에 접촉하지 않아 높은 출력을 낼 수 있도록 한다.
이때, 상기 케이싱(820)의 내부에는 입구(821)로부터 출구(822)에 이르는 유로가 형성되며, 이러한 유로는 공급되는 수소수를 상방향으로 안내하여 상기 초음파 진동자(810)의 저면에 접촉하도록 유도하는 격벽(823)이 형성되어 있다.
그 결과, 케이싱(820)의 입구(821)로 들어온 수소수는 모두 상방향으로 안내되어 초음파 진동자(810)의 저면에 접촉한 후 출구(822)로 출수되는 것으로, 도 3에 있어서 실선 화살표는 수소수의 흐름을 나타내며, 점선 화살표는 연무의 흐름을 나타낸다.
이와 더불어, 본 발명에 있어서 상기 초음파 진동자(810)에 접속된 전원 배선에 가변저항이 추가로 접속되어 상기 초음파 진동자(810)의 진동수를 사용자가 가변 제어할 수 있도록 함으로써, 초미립자의 수소수에 대한 연무 양을 조절 가능하게 할 수도 있다.
이때, 상기 가변저항을 회전에 따라 선형적으로 저항 값이 변동되는 아날로그 가변저항을 적용하는 것도 가능하고, 버튼 조작에 따라 미리 설정된 저항 값이 스텝형태로 가변되는 디지털 가변저항을 적용하는 것도 가능할 것이다.
그 결과, 초미립자의 수소수와 연무의 양, 추가적으로는 연무에 의해 발생하는 음이온까지도 사용자가 원하는 만큼 조절할 수도 있게 된다.
게다가, 상기 출수코크(800)에 하측을 지향하는 조명장치, 예를 들어 청색, 적색, 녹색, 또는 이의 조합 등의 발광다이오드(LED)를 부가하여 연무를 조사할 수 있도록 하고, 사용자가 이 발광다이오드의 색상을 다양하게 변경 설정할 수 있도록 함으로써, 사용자로 하여금 더욱 높은 청량감과 심미감을 느낄 수 있도록 하는 것도 가능하다.
특히, 본 발명에 있어서는 상기 초음파 진동자(810)가 상기 케이싱(820)의 입구(821) 및 출구(822)를 향하여 도 3에 있어서 우측이 낮고 좌측이 높도록 경사지게 배치되는 것에 가장 큰 특징이 있다.
이때, 상기 초음파 진동자(810)의 경사각에 대응하여 격벽(823)의 높이도 좌측이 낮고 우측이 높게 형성된다.
이는 상기 초음파 진동자(810) 및 상기 격벽(823)의 경사각에 따라 유입되는 수소수의 양과 흘러 나가는 수소수의 각도가 형성됨으로써 초음파 발진에 의해 발생한 연무의 방향을 회피하여 수소수에 산소 및 수소 용존량을 더욱 배가시키는 동시에 연무의 발생량도 증가하게 되는 것이다.
이러한 상기 초음파 진동자(810)의 경사각은 대략 10°~30°가 바람직할 것이다.
특히, 본 발명에 있어서, 상기 출수코크(800)에 마련된 초음파 진동자(810)는 판상으로 제작되며, 상기 초음파 진동자(810)의 양면이 지향하는 각도를 물리적 힘 또는 전기적 신호에 따라 가변시켜 연무의 발생량을 증감 조절 가능한 경사각 제어수단을 포함하는 것이 바람직할 것이다.
미도시 하였지만, 상기 초음파 진동자(810)에 반경방향으로 회동축을 연장시키고, 이 회동축을 중심으로 초음파 진동자(810)가 회동 가능하도록 마련하고, 이 회동축의 말단에 조절 레버 혹은 구동모터를 연결한다.
이러한 구성에 따라, 사용자가 직접 조절 레버를 돌려 상기 초음파 진동자(810)의 경사 각도를 조절하거나, 혹은 구동모터의 회전각도를 적절하게 조절하도록 전기적 신호를 상기 구동모터에 전기적 신호를 입력시키는 것으로 상기 초음파 진동자(810)의 경사 각도를 소망하는 각도로 조절하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 상기 초음파 진동자(810)의 경사 각도를 적절하게 조절하는 것으로 연무의 분무량을 손쉽게 조절하는 것이 가능하다.
마지막으로, 본 발명에 따른 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법은 도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 제어하는 방법에 있어서, 출수 신호의 입력에 따라 전해조(500)가 초순수에 대한 전기분해를 실시하며, 초음파 진동자(810)를 발진시키고, 입구측 전자제어밸브(310) 및 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시켜 연무와 함께 산소 용존량을 높인 수소수를 출수시키는 출수 단계(S10)와; 상기 출수 단계 후, 입력되던 출수 신호의 차단에 따라 입구측 전자제어밸브(310)를 폐쇄시키며 지연시간 경과 후 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시키고, 전해조(500)의 전기분해 및 초음파 진동자(810)의 발진을 정지시키는 정지 단계(S20)를 포함하는 것으로 달성된다.
즉, 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법에 있어서, 출수 단계(S10)에서는 상기 제어부가 출수 신호의 입력에 따라 전해조(500)가 초순수에 대한 전기분해를 실시하며, 초음파 진동자(810)를 발진시키게 된다.
이러한 상태에서 상기 제어부는 입구측 전자제어밸브(310) 및 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시켜 연무와 함께 산소 용존량을 높인 수소수를 출수시키게 된다.
하지만, 정지 단계(S20)에 있어서는 입력되던 출수 신호의 차단에 따라 입구측 전자제어밸브(310)를 폐쇄시키며 지연시간 경과 후 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시키게 된다.
이후, 전해조(500)의 전기분해 및 초음파 진동자(810)의 발진을 정지시키는 것이다.
즉, 출수 단계(S10)에 있어서는 입구측 전자제어밸브(310) 및 출구측 전자제어밸브(320)를 동시에 개방시키는 반면, 정지 단계(S20)에 있어서는 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 폐쇄시키고 소정 지연 시간 후 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시키는 것이다.
이러한 지연시간은 대략 1초 미만의 짧은 시간이며, 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이에서 적절한 부압을 형성하게 됨으로써, 체크밸브(600)로부터 보다 많은 산소 및 수소를 공급받아 수소수에 용존 시키기 위함이다.
예를 들어, 정지 단계(S20)인 출수 정지 시에 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 먼저 폐쇄시키고 대략 0.5초 내외의 지연 시간 후 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시킬 경우, 이러한 지연 시간 동안 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이의 메인 관로 내에는 일시적으로 부압이 작용하면서 상기 체크밸브(600)를 통해 보다 많은 양의 산소 및 수소가 공급됨으로써 산소 및 수소 용존량이 높아지는 것이다.
따라서, 본 발명에 제어부는 출수 정지 시, 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 소정의 지연 시간을 두고 제어함으로써, 추가적으로 수소수에 대한 산소 및 수소 용존량을 증대시키는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치는 미도시한 출수버튼의 사용자 조작에 따라 작동하게 된다.
사용자가 출수버튼을 누를 경우, 제어부는 전해조(500)에 전원을 공급하여 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키는 동시에, 출수코크(800)에 마련된 초음파 진동자(810)에 전원을 공급하여 초음파를 발진시키게 된다.
이와 함께, 제어부는 폐쇄 상태의 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시켜 원수를 장치 내부로 공급시키는 동시에, 출수코크(800)를 통해 수소수를 출수하게 된다.
상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개방에 따라, 원수가 공급되어 프리 필터(110)를 통과하면서 이물질이 제거된 후, 감압밸브(200)에 의해 원수의 수압이 기준치 이하로 감압된다.
이후, 입구측 전자제어밸브(310)를 통과한 원수는 카본 필터(120)를 통과하면서 이물질이 제거된 후, 제1분기관(910)을 경유하여 UF 필터(130)로 보내지게 된다.
상기 UF 필터(130)에서 이물질이 여과된 물은 이온수지 필터(140)에서 탈 이온수인 초순수로 되어 물탱크(400)로 보내진다.
그리고, 물탱크(400)의 초순수는 전해조(500)로 보내져 전기분해를 통해 산소 및 수소가 생성되는 것이다.
이와 같이 전해조(500)에서 생성된 수소는 수소 관로(520)를 통해 체크밸브(600)로 보내지는 한편, 상기 전해조(500)에서 생성된 산소는 제1 산소 관로(510)를 통해 물탱크(400)로 환송된다.
이후, 상기 물탱크(400)로 환송된 산소는 초순수가 물탱크(400)에 채워짐에 따라 발생하는 정압에 의해 제2 산소 관로(420)를 통해 역류방지밸브(700)를 경유하여 수소 관로(520)의 수소와 함께 체크밸브(600)로 보내진다.
이와 같이, 체크밸브(600)를 통해 메인 관로로 보내진 산소 및 수소에 의해 1차적으로 수소수가 생성된다.
이와 같이 생성된 수소수는 비교적 산소 및 수소 용존량이 낮은 것으로 UF 필터(130)를 다시 한 번 통과하면서 이물질이 제거되는 동시에 미세한 기공크기를 통과하면서 산소 및 수소의 용존량을 2차적으로 높이게 되는 것이다.
이후, 상기 UF 필터(130)를 통과한 수소수는 제2분기관(920) 및 개방된 출구측 전자제어밸브(320)를 경유하여 출수코크(800)로 보내지게 된다.
그리고, 초음파 진동자(810)에서 발진되는 초음파에 의하여 초미립자 상태가 됨으로써, 산소 및 수소 용존량이 3차적으로 높아지게 되는 것이다.
이때, 상기 출수코크(800)에서는 수소수와 함께 연무가 사용자에게 출수된다.
출수 정지 시에는 제어부가 입구측 전자제어밸브(310)를 우선 폐쇄시키고 소정의 지연시간 경과 후, 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시킴으로써, 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이에 부압이 발생하게 하여 체크밸브(600)를 통한 산소 및 수소의 공급을 더욱 증대시켜 산소 및 수소 용존량을 높이는 데 일조하게 된다.
마지막으로, 상기 전해조(500) 및 상기 초음파 진동자(810)에 공급되던 전원을 차단하게 됨으로써, 전해조(500)의 전기분해 및 초음파 진동자(810)의 발진이 정지하게 된다.
따라서, 본 발명의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치 및 그 제어방법은 다음과 같은 큰 이점을 가진다.
첫째, 전해조에 전기분해를 위해 공급되는 원수는 프리 필터(110) 및 카본 필터(120)는 물론 UF 필터(130)에서 순차적으로 여과된 원수를 이온수지 필터(140)로 여과시키기 때문에 모든 필터 엘리먼트의 여과 부하를 거의 동등하게 유지할 수 있어 어느 하나의 필터 엘리먼트의 교체 주기가 짧아지는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 전기분해에 의해 수소와 함께 생성되는 산소를 수소수에 용존 시킴으로써, 산소 용존량이 높은 수소수를 사용자에게 제공할 수 있다.
셋째, 경사각 제어수단을 마련하여 사용자가 수동으로 혹은 구동모터를 이용하여 초음파 진동자(810)의 경사 각도를 손쉽게 조절할 수 있음으로써, 사용자 요구에 따라 출수 코크에서의 연무량 조절이 용이하다.
넷째, 출수 정지 시 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)를 소정의 지연시간을 두고 폐쇄 제어하는 것에 의해, 장치 내부의 요구 압력을 높이지 않고도 산소 및 수소 용존량이 높은 수소수를 제공하는 것이 가능해진다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
110 : 프리 필터
120 : 카본 필터
130 : UF 필터 140 : 이온수지 필터
200 : 감압밸브 310 : 입구측 전자제어밸브
320 : 출구측 전자제어밸브 400 : 물탱크
410 : 플로트 밸브 420 : 제2 산소 관로
500 : 전해조 510 : 제1 산소 관로
520 : 수소 관로 600 : 체크밸브
700 : 역류방지밸브 800 : 출수코크
810 : 초음파 진동자 820 : 케이싱
821 : 입구 822 : 출구
823 : 격벽 910 : 제1분기관
920 : 제2분기관 930 : 제3분기관
S10 : 출수 단계 S20 : 정지 단계
130 : UF 필터 140 : 이온수지 필터
200 : 감압밸브 310 : 입구측 전자제어밸브
320 : 출구측 전자제어밸브 400 : 물탱크
410 : 플로트 밸브 420 : 제2 산소 관로
500 : 전해조 510 : 제1 산소 관로
520 : 수소 관로 600 : 체크밸브
700 : 역류방지밸브 800 : 출수코크
810 : 초음파 진동자 820 : 케이싱
821 : 입구 822 : 출구
823 : 격벽 910 : 제1분기관
920 : 제2분기관 930 : 제3분기관
S10 : 출수 단계 S20 : 정지 단계
Claims (5)
- 소정 수압의 원수를 공급받아 원수에 포함된 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하는 프리 필터와;
상기 프리 필터에서 이물질이 여과된 원수의 수압을 감압시키는 감압밸브와;
상기 감압밸브를 통과한 원수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 입구측 전자제어밸브와;
상기 입구측 전자제어밸브를 통과한 원수를 공급받아 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하는 카본 필터와;
상기 카본 필터를 통과한 원수를 공급받아 입자성 이물질 및 세균을 여과하는 UF 필터와;
상기 UF 필터를 통과한 물을 공급받아 물에 잔류하는 이온화 물질을 흡착 제거하여 탈 이온수인 초순수를 생성하는 이온수지 필터와;
상기 이온수지 필터에서 생성된 초순수를 공급받아 저장하는 물탱크와;
상기 물탱크로부터 초순수를 공급받아 전기분해를 실시하여 산소 및 수소를 생성시키며, 생성된 산소를 상기 물탱크로 환송하는 전해조와;
상기 카본 필터와 상기 UF 필터 사이에 접속되어 상기 카본 필터를 통과한 원수에 상기 전해조에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하여 수소수를 생성하는 체크밸브와;
상기 전해조와 상기 체크밸브 사이에 접속되어 상기 물탱크로 환송된 산소를 일방향으로 공급하여 수소와 혼합시키는 역류방지밸브와;
상기 UF 필터와 상기 이온수지 필터 사이에 접속되어 물의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 출구측 전자제어밸브와;
초음파 진동자를 구비하여 상기 출구측 전자제어밸브를 통과한 수소수를 연무와 함께 출수시키는 출수코크와;
상기 입구측 전자제어밸브 및 상기 출구측 전자제어밸브에 접속되어 상기 입구측 전자제어밸브 및 상기 출구측 전자제어밸브의 개폐를 제어하는 동시에, 상기 출수코크 및 상기 전해조에 접속되어 상기 초음파 진동자의 발진 여부 및 상기 전해조의 전기분해 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치. - 제1항에 있어서, 상기 물탱크에는 플로트 밸브가 마련되어 초순수가 일정한 수위로 유지되며, 이러한 초순수의 수면 위에 산소가 저장되는 것을 특징으로 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치.
- 제2항에 있어서, 상기 프리 필터는 입자직경 10㎛ 이상의 입자성 또는 콜로이드 형태의 이물질을 여과하며;
상기 카본 필터는 입자직경 1㎛ 이상의 잔류 염소 및 유기 이물질을 여과하고;
상기 UF 필터는 입자직경 0.1㎛ 이상의 입자성 이물질 및 세균을 여과하며, 상기 체크밸브를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 산소 및 수소 용존량을 증가시키며;
상기 감압밸브는 원수의 수압을 6kg/㎠ 이상으로부터 3kg/㎠ 이하로 감압시키는 것을 특징으로 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치. - 제3항에 있어서, 상기 출수코크에 마련된 초음파 진동자는 판상으로 제작되며, 상기 초음파 진동자의 양면이 지향하는 각도를 물리적인 외력 또는 전기적 신호에 따라 가변시켜 연무의 발생량을 증감 조절 가능한 경사각 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치.
- 제1항의 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조장치를 제어하는 방법에 있어서,
출수 신호의 입력에 따라 전해조가 초순수에 대한 전기분해를 실시하며, 초음파 진동자를 발진시키고, 입구측 전자제어밸브 및 출구측 전자제어밸브를 개방시켜 연무와 함께 산소 용존량을 높인 수소수를 출수시키는 출수 단계와;
상기 출수 단계 후, 입력되던 출수 신호의 차단에 따라 입구측 전자제어밸브를 폐쇄시키며 지연시간 경과 후 출구측 전자제어밸브를 폐쇄시키고, 전해조의 전기분해 및 초음파 진동자의 발진을 정지시키는 정지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 용존량을 높인 직수 연무식 수소수 제조방법.
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