KR20240019428A - 수소수 생성기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수소수 생성기에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 구비된 격막을 경계로 상측에 음극이 형성되고 격막의 하측에 양극이 형성되는 수소수 생성기에 있어서, 상기 수소수 생성기의 본체는 상체와 하체로 분리 구성되되 상체와 하체 사이에는 패킹이 게재된 것을 더 포함하되, 상기 상체는, 하측이 개방되고 일 측에는 음용수 공급장치 또는 냉장고를 포함하는 가전제품으로부터 공급받은 물이 입수되는 입수관과 연결되는 입구가 배치되며, 타측에는 수소가 용존된 수소수가 출수되는 출수관과 연결되며 수소수를 선택적으로 급수 및 단수하는 적어도 한 개의 밸브가 구비된 것을 포함하고, 상기 하체는, 내측에 상기 상체와 관통하는 홀을 갖춘 보스가 구비되되, 상기 홀에는, 격막을 경계로 상측에는 실리콘 링, 제1 전극, 제1 전극 링, 제2 전극이 배열되며 음극을 형성하고, 상기 격막의 하측에는 제2 전극 링, 제3 전극, 전극 고정너트가 배열되며 양극을 형성하는 것을 더 포함한다.

Description

수소수 생성기{hydrogen water generator}

본 발명은 수소수 생성기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부피가 작고 내부 구조를 단순하게 개선한 수소수 생성기를 별도로 제작한 후 독자적인 음용수 공급장치나 냉장고와 같은 가전제품의 내, 외 어느 일측에 장착한 후 음용수 공급장치 또는 냉장고의 음용수 토출라인과 연결 설치하여 필요에 따라 사용자에게 수소수를 공급할 수 있는 수소수 생성기에 관한 것이다.

인간은 호흡으로 들어온 산소를 이용하여 음식물에서 얻은 영양분을 연소시킴으로써 생명을 유지한다.

이러한 연소 과정에서 생성된 에너지를 ATP에 저장하고 안정된 상태로 세포내 물질대사를 비롯한 여러 활동에 쓰는 것이다.

그러나 호흡한 산소 전부가 완전히 연소되지 않기 때문에 호흡량의 약 2% ~ 3%는 활성산소로 변해버린다.

활성산소는 병원체나 이물질을 제거하기 위한 생체방어과정에서 강한 살균작용으로 병원체로부터 인체를 보호하기도 하지만 과잉 발생하게 되면 유전자나 세포막, 단백질 등을 손상시켜 장애를 일으키고 나아가서는 노화와 질병의 원인이 되기도 한다.

현대인의 질병 중 약 90%가 활성산소와 관련이 있다고 알려져 있으며, 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 뇌질환과 암, 백내장, 동맥경화, 당뇨병, 알레르기, 관절염, 간염, 신장염 등이 대표적이다.

또한 근래에는 피부질환, 기미, 주근깨, 주름 뿐만 아니라 여러 가지 노화현상에도 활성산소가 관여되어 있음이 밝혀지고 있다.

이 활성산소를 제거하기 위해 우리 몸에는 수퍼옥사이드 디스뮤타제, 카타라제, 퍼옥시다제 등과 같은 효소들이 있다.

그러나 상기한 효소들은 젊었을 때에는 산화(노화)를 방지하지만 나이가 들수록 효소활동이 약화되어 활성산소를 전부 제거하지 못하고 그 결과 노화가 촉진된다.

하지만 활동이 둔해진 효소 대신에 수소가 활성산소와 반응하여 세포나 내장에 쌓인 산소나 노폐물을 안전하게 몸 밖으로 배출한다는 2007년 일본 오타 시게오 교수팀의 수소의학 연구논문 발표 이후 수소를 이용한 동물 및 임상시험에서 효능, 효과가 확인되자 수소수를 이용한 건강 관련 제품들이 출시되고 있는데, 주로 물이 들어있는 용기 안에 수소를 가압 용해하거나 수소흡장물질을 넣거나 용기에 든 물을 전기분해한 후 판매하고 있다.

즉, 물이 에너지와 전자를 받아 분해되어 수산기와 수소가스로 나뉘어지면서 수산기에 의해 알칼리수가 되고, 수소에 의해 수소수가 된다.

그런데 수소는 무색, 무취에 지구상 원소 중 제일 작고 가벼운 기체로서 자연상태에서는 수소수가 존재하기 어렵고, 시간의 경과나 온도의 변화에 따라 수소용존량도 감소되기 때문에 상술한 종래 생산방식의 제품은 수소수로서 효능을 기대하기 어렵다.

이러한 문제점에 착안하여 한국 공개특허 제10-2004-0097046호(산소수/환원수 발생 정수시스템)과 등록실용신안 제20-0458720호(생수 또는 정수된 물을 수소수로 전환하는 장치)와 같은 고안이 안출되었으나, 구조가 복잡하고 설치 및 유지관리의 필요성과 어려움 때문에 산업적 이용이 아닌 일반 가정이나 개인들의 사용용도에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

이와 관련된 종래기술로는 등록특허 제10-1076631호(수소수 제조 장치), 등록특허 제10-1250470호(용존 수소수 제조 장치) 등 다양한 구성들이 개시되어 있는데, 상기 개시된 종래기술들은 수소수를 생성하기 위한 수소발생부의 구조가 복잡하고 부피가 크다는 문제점도 있었다.

KR 10-2004-0097046 A KR 20-0458720 Y1 KR 10-1076631 B1 KR 10-1250470 B1

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 수소수 생성기의 부피가 작고 내부 구조를 단순하게 개선하여 독자적인 음용수 공급장치 또는 냉장고나 제빙기의 내, 외 어느 일측의 요소에 수소수 생성기를 장착하되, 음용수 공급장치의 토출라인과 연결 설치하여 필요에 따라 사용자에게 수소수를 공급할 수 있는 수소수 생성기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉장고와 제빙기 같은 가전제품 또는 독자적인 음용수 공급장치의 내, 외 어느 일측에 수소수 생성기를 장착하되, 물이 급수되는 토출라인과 연결 설치하여 필요에 따라 사용자에게 수소수를 공급할 수 있는 수소수 생성기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 음용수 공급장치 또는 냉장고와 제빙기 같은 가전제품의 음용수 토출라인에 수소수 생성기를 착탈식으로 간편하게 설치하고 또 필요에 따라 수소수 생성기를 용이하게 분해 및 세척하고 또 간단하게 조립한 후 장착할 수 있는 수소수 생성기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예는, 내부에 구비된 격막을 경계로 상측에 음극이 형성되고 격막의 하측에 양극이 형성되는 수소수 생성기에 있어서, 상기 수소수 생성기의 본체는 상체와 하체로 분리 구성되되 상체와 하체 사이에는 패킹이 게재된 것을 더 포함하되, 상기 상체는, 하측이 개방되고 일 측에는 음용수 공급장치 또는 냉장고나 제빙기를 포함하는 가전제품으로부터 공급받은 물이 입수되는 입수관과 연결되는 입구가 배치되며, 타측에는 수소가 용존된 수소수가 출수되는 출수관과 연결되며 수소수를 선택적으로 급수 및 단수하는 적어도 한 개의 밸브가 구비된 것을 포함하고,하측이 개방되고 일 측에는 음용수 공급장치 또는 냉장고를 포함하는 가전제품으로부터 공급받은 물이 입수되는 입수라인과 연결되는 입구가 배치되며, 타측에는 수소가 용존된 수소수를 음용수 공급장치 또는 냉장고를 포함하는 가전제품의 출수라인과 연결되며 수소수를 선택적으로 개폐하는 적어도 한 개의 밸브가 구비된 것을 포함하고, 상기 하체는, 내측에 상기 상체와 관통하는 홀을 갖춘 보스가 구비되되, 상기 홀에는, 격막을 경계로 상측에는 실리콘 링, 제1 전극, 제1 전극 링, 제2 전극이 배열되며 음극을 형성하고, 상기 격막의 하측에는 제2 전극 링, 제3 전극, 전극 고정너트가 배열되며 양극을 형성하는 것을 더 포함하는 수소수 생성기를 제공한다.

상기 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제1 변형 예는, 상기 제1,2,3 전극은 전기 전도성을 높이기 위하여 백금이 도금된 원판 형상으로 구비된 것을 더 포함하고, 상기 제1,2 전극 링은 전기 전도성을 높이기 위하여 실리콘에 카본이 혼합된 카본링으로 구비된 것이 효과적이다.

상기 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제2 변형 예는, 상기 상체와 하체로 분리 구성된 상기 본체는 금속을 포함한 결속 밴드에 의해 탄성 지지되는 것을 더 포함하되, 상기 결속 밴드는, 상기 상체의 상측면을 지지하는 상측 지지부와; 상기 상측 지지부의 양측에서 하측으로 밴딩되며 연장되어 상기 상, 하체의 양측 면을 지지하는 측면 지지부와; 상기 측면 지지부의 하측에서 서로 마주하는 방향으로 밴딩되며 연장되어 상기 하체의 양측 하측 면에 걸림 지지되는 걸림부가 형성되며 탄성력에 의해 지지되는 것이 효과적이다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 부피가 작고 내부 구조를 단순하게 제작하여 독자적인 음용수 공급장치 또는 냉장고에 공간을 크게 점유하지 않은 상태에서 수소수 생성기를 장착하되, 음용수 공급장치 또는 냉장고의 음용수 공급라인과 연결 설치하여 필요에 따라 사용자에게 수소수를 공급할 수 있으므로, 호환성이 향상되는 효과가 있다.

둘째, 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품의 내, 외 어느 일측에 수소수 생성기를 장착하여 필요에 따라 사용자에게 수소수를 공급할 수 있으므로 제품의 다양화, 다기능화를 선호하는 소비자들의 욕구를 충족하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수소수 생성기의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 수소수 생성기의 요부를 보인 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 수소수 생성기가 음용수 공급장치 또는 냉장고의 급수라인과 연결된 상태를 보인 참고도

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

부연하면, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 수소수 생성기의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 수소수 생성기의 요부를 보인 분해 사시도가 도시되어 있다.

언급하면, 본 발명에 따른 수소수 생성기의 가장 큰 특징은, 부피가 작고 내부 구조를 단순하게 개선하여 독자적인 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품의 음용수 토출라인에 수소수 생성기를 착탈식으로 간편하게 설치하고 또 필요에 따라 용이하게 분해 및 세척한 후 다시 간단하게 조립설치하는 것이다.

이러한 요구 조건을 만족시키기 위한 상기 수소수 생성기의 본체(1)는, 상체(10)와 하체(20)로 분리 구성되며, 상술했던 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품의 도면 표현을 생략한 포켓 또는 수납함에 수납 설치되며 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품의 음용수 토출라인에 연결 설치된다.

즉, 상기 상체(10)는 하측이 개방되고 상측과 측면에 물이 입수되는 입구(11)와 후술하는 수소가 용존된 수소수가 배출되는 출구(12)가 구비된다.

상기 입구(11)는 음용수 공급장치 또는 냉장고를 포함하는 가전제품으로부터 공급받은 물이 입수되는 입수관(11a)(또는 입수 라인)과 연결되고, 상기 출구(12)는 수소가 용존된 수소수를 음용수 공급장치 또는 냉장고를 포함하는 가전제품의 출수관(12a)(또는 출수 라인)과 연결된다.

상기 출수관(12a)에는 선택적으로 개폐되며 수소수의 출수량을 제어하는 적어도 한 개의 밸브(V)가 구비된다.

상기 밸브(V)는 수소수의 급수량을 고려하여 한 개의 출수관(12a)을 개방하거나 두 개의 출수관(12a)을 동시에 개방할 수도 있으며, 이는 음용수 공급장치 또는 냉장고에 구비되며 도면 표현을 생략한 별도의 스위치 또는 콕크에 의해 제어된다.

상기 하체(20)는 상기 상체(10)의 하측 면에 패킹(P)이 게재된 상태에서 밀착 지지된다.

상기 하체(20)에는 물을 전기 분해하는 전기 분해장치가 구비된다.

즉, 상기 하체(20)에는 내측에 상기 상체(10)와 관통하는 홀(21a)을 갖춘 보스(21)가 구비된다.

상기 홀(21a)에는, 전기 분해장치가 배열되는데, 상기 전기 분해장치는, 격막(30)을 경계로 상측에는 실리콘 링(31), 제1 전극(32), 제1 전극 링(33), 제2 전극(34)이 배열되며 수소를 생성하는 음극을 형성하고, 상기 격막(30)의 하측에는 제2 전극 링(35), 제3 전극(36), 전극 고정너트(37)가 배열되며 산소가 발생하는 양극을 형성한다.

상기 격막(30)은 그 상측에는 물과 접할 수 있고 하측에는 물과 접하는 것을 차단하는 경계를 형성한다.

바람직하게는, 상기 제1,2,3 전극(32)(34)(36)은 전기 전도 면적을 높이기 위하여 원판 형상으로 구비하는 것이 바람직하다고, 더욱 바람직하게는, 상기 제1,2,3 전극(32)(34)(36)은 전도 효율성을 고려하여 전체 면을 백금으로 도금하는 것이 더욱 바람직하다.

또 바람직하게는, 상기 제1,2 전극 링(33)(35)은 전기 전도성을 높이기 위하여 실리콘에 카본이 혼합된 카본링으로 구비된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 가장 큰 특징부는, 분리 구성된 상기 상체(10)와 하체(20)를 원통 형상으로 제작한 후 나사 결합방식에 의해 분리 및 조립이 가능하게 구비할 수 있지만, 본 발명의 특징부 중 하나인 부피의 축소와 설치 그리고 사용상 편리성을 감안하여 사각 형상으로 제작한 후 상, 하체(10)(20)를 별도의 금속재로 제작한 결속 밴드(40)에 의해 탄성 지지된다는 점이다.

상기 결속 밴드(40)는, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 상체(10)의 상측면을 지지하는 상측 지지부와(41), 상기 상측 지지부(41)의 양측에서 연장된 후 하측으로 밴딩되며 상기 상, 하체(10)(20)의 양측 면을 지지하는 측면 지지부(42) 그리고 상기 측면 지지부(42)의 하측에서 서로 마주하는 방향으로 밴딩되며 연장되어 상기 하체(20)의 양측 하측 면에 탄성력에 의해 걸림 지지되는 걸림부(43)로 구비된다.

물론, 상기 결속 밴드(40)는 합성수지로 제작할 수 있지만 후술하는 상기 수소수 생성기의 본체(1) 내부에서 수소를 생성하는 과정 중 발생하는 내부 압력에 대응하기 위하여 금속재로 제작하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 상측 지지부(41)는 상기 상체(10)의 상측 면에 지지되고, 상기 측면 지지부(42)는 상기 상, 하체(10)(20)의 측면부를 지지하되, 상기 걸림부(43)는 상기 하체(20)의 하측 양단부에 걸림 지지되며 결속 밴드(40)에서 발생하는 탄성력에 의해 분리된 상, 하체(10)(20)를 밀착 지지하게 된다.

또한, 상기 걸림부(43)는 상측으로 절곡되며 탄성력을 유발하므로 상기 상, 하체(10)(20)를 탄성력에 의해 밀착할 수 있지만, 상기 걸림부(63)에 홀을 형성한 후 나사못에 의해 걸림부(43)를 하체(20)의 양측 하단 면에 고정시킬 수 있다.

물론, 상기한 결속 밴드(40)는 다양한 형상으로 제작할 수 있다.

예를 들어, 상기 상, 하체(10)(20)의 측면을 지지하는 것에 한정하지 않고, 상기 상, 하체(10)(20)의 전, 후면 중앙부를 고정시킬 수도 있고, 상기 상측 지지부(41)의 전,후,좌,우로 연장한 후 하측으로 밴딩되며 상기 상, 하체(10)(20)의 전,후,좌,우 네 면을 지지할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 결속 밴드(40)가 밀착되며 면 접촉되는 상기 상, 하체(10)(20)의 전,후,좌,우 면에는 결속 밴드(40)가 틀어짐이 없이 정위치에서 안정적으로 지지되도록 결속 밴드 지지홈(50)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 조립할 때에는 먼저 상체(10)와 전기 분해장치, 즉, 다수의 전극이 배열된 하체(20)의 사이에 기밀을 위한 카본 패킹 또는 실리콘 패킹이 게재되어야 한다.

상기한 상태에서 결속 밴드(40)의 상측에 형성된 상측 지지부(41)를 상체(10)의 상면에 형성된 마운팅된 부분의 외측에 끼운 후 측면 지지부(42)의 하측에 구비된 걸림부(43)를 하체(20)의 양측 하단부에 밀어서 끼운다.

그러면, 상기 걸림부(43)는 자체 탄성력에 의해 하체(20)의 양측을 상향 지지하게 되고, 상기 상측 지지부(41)는 상체(10)를 하측으로 당기는 작용을 하며 상기 상, 하체(10)(20)를 밀착시킨다.

상기와 같이 조립된 수소수 생성기의 본체(1)는 도 3과 같이, 독자적인 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품의 내, 외 적소에 장착되되 상기 본체(1)의 상체(10)에 구비된 상기 입구(11)와 출구(12)는 음용수 공급장치 또는 냉장고와 같은 가전제품에 구비된 입수관(11a)과 출수관(12a)에 연통하며도록 설치된다.

상기의 상태에서 입수관(11a)과 입구(11)를 통하여 상체(10)의 내부로 물이 유입되고, 하체(20)에 구비된 전기 분해장치에 의해 발생되는 수소는 상기 상체(10)의 내부로 유입된 물에 용존되며 수소수를 생성하게 되고, 이와 같이 생성된 수소수는 상기 밸브(V)의 개폐 동작에 의해 상기 출구(12)와 출수관(12a)을 통하여 출수된다.

상기한 전기 분해장치에 의해 일반적인 물을 수소수, 알카리수, 이온수로 생성하는 방법 및 장치는 통상적으로 알려진 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고 본 발명에 따른 수소수 생성기의 구조적인 특징부에 대해서만 상세히 설명한다.

한편, 장기간 사용하여 각 전극들에 스케일이 형성될 경우 상기 결속 밴드(60)의 걸림부(63)를 양측으로 밀어서 젖히게 되면 상기 결속 밴드(60)는 느슨해지며 본체(10)와 수소 생성부(20)는 용이하게 분리된다.

상기한 상태에서 수소 생성부(20)의 하측에 장착된 베이스 커버(65)를 분리한 후 상기 전극 고정너트(53)를 분리하여 각각의 전극들을 분리한 후 세척한다.

물론, 세척 후 결합은 분리의 역순이며, 상기 음용수 공급장치 또는 상기 냉장고의 적소에 마련된 위치에 장착하면 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 해당 분야에 속하는 기술분야의 당업자들이 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 ; 본체 10 ; 상체
11 ; 입구 11a ; 입수관
12 ; 출구 12a ; 출수관
20 ; 하체 21 ; 보스
21a ; 홀 30 ; 격막
31 ; 실리콘 링 32 ; 제1 전극
33 ; 제1 전극 링 34 ; 제2 전극
35 ; 제2 전극 링 36 ; 제3 전극
37 ; 전극 고정 너트 40 ; 결속 밴드
41 ; 상측 지지부 42 ; 측면 지지부
43 ; 걸림부 50 ; 결속 밴드 지지홈
"V" ; 밸브

Claims (3)

1. 내부에 구비된 격막을 경계로 상측에 음극이 형성되고 격막의 하측에 양극이 형성되는 수소수 생성기에 있어서,
   상기 수소수 생성기의 본체는 상체와 하체로 분리 구성되되 상체와 하체 사이에는 패킹이 게재된 것을 더 포함하되,
   상기 상체는,
   하측이 개방되고 일 측에는 음용수 공급장치 또는 냉장고나 제빙기를 포함하는 가전제품으로부터 공급받은 물이 입수되는 입수관과 연결되는 입구가 배치되며, 타측에는 수소가 용존된 수소수가 출수되는 출수관과 연결되며 수소수를 선택적으로 급수 및 단수하는 적어도 한 개의 밸브가 구비된 것을 포함하고,
   상기 하체는,
   내측에 상기 상체와 관통하는 홀을 갖춘 보스가 구비되되,
   상기 홀에는, 격막을 경계로 상측에는 실리콘 링, 제1 전극, 제1 전극 링, 제2 전극이 배열되며 음극을 형성하고,
   상기 격막의 하측에는 제2 전극 링, 제3 전극, 전극 고정너트가 배열되며 양극을 형성하는 것을 더 포함하는 수소수 생성기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2,3 전극은 전기 전도성을 높이기 위하여 백금이 도금된 원판 형상으로 구비된 것을 더 포함하고,
   상기 제1,2 전극 링은 전기 전도성을 높이기 위하여 실리콘에 카본이 혼합된 카본링으로 구비된 것을 더 포함하는 수소수 생성기.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 상체와 하체로 분리 구성된 상기 본체는 금속을 포함한 결속 밴드에 의해 탄성 지지되는 것을 더 포함하되,
   상기 결속 밴드는,
   상기 상체의 상측면을 지지하는 상측 지지부와;
   상기 상측 지지부의 양측에서 하측으로 밴딩되며 연장되어 상기 상, 하체의 양측 면을 지지하는 측면 지지부와;
   상기 측면 지지부의 하측에서 서로 마주하는 방향으로 밴딩되며 연장되어 상기 하체의 양측 하측 면에 걸림 지지되는 걸림부가 형성되며 탄성력에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 수소수 생성기.
   

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