WO2017073911A1 - 직수 연무식 수소수 제조장치 - Google Patents

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water
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이기백
김성습
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a direct water mist type hydrogen water production apparatus, and in particular, to provide a direct water mist type hydrogen water production apparatus equipped with an ultrasonic vibrator and driven by the water pressure of raw water, which greatly increases the hydrogen dissolution rate.
  • Hydrogen produced by decomposition can be mixed with raw water through a check valve and passed through a fine pore-sized hollow fiber membrane filter to produce hydrogen water with a high hydrogen dissolution rate.
  • the control valves By opening and closing the control valves with a delay time, the hydrogen dissolution rate can be further increased, and in particular, the ultrasonic vibrator provided in the water extraction coke is inclined and inclined so that the hydrogen water can be minutely decomposed into ultrafine particles to obtain hydrogen. Maximize the dissolution rate to greatly increase the commercialization and market competitiveness of hydrogen water production equipment It relates to a device that can.
  • a water purifier refers to a device that filters impurities by physical and chemical methods.
  • water purifiers are not only providing clean water without impurities, but various technologies are being developed to supply functional water, such as ultra fine water, magnetized water, ionized water, hydrogen water, etc., which have a beneficial effect on the human body.
  • the ultrafine water is water having an ultrasonic vibrator in the water purifier, and splitting water molecules into nano-sized ultrafine particles through ultrasonic waves emitted from the ultrasonic vibrator to increase the absorption in the body.
  • the conventional ultrasonic water purifier which can manufacture the above-mentioned ultrafine particle water contains the ultrasonic vibrator in its inside, especially a filter and a water tank.
  • hydrogen water refers to water in which hydrogen molecules (H 2 ) are mixed at a predetermined level or more. Was announced.
  • the hydrogen water is effective in preventing dermatitis such as atopy when drinking, skin whitening, anti-aging through antioxidants, and increasing immunity.
  • dermatitis such as atopy
  • radioactive pollutants enter the human body, they increase free radicals to cause various diseases such as cancer.
  • drinking hydrogen water has the effect of removing the active oxygen is a situation that is attracting attention recently.
  • Hydrogen water with various effects is usually made through electrolysis or chemical reaction using magnesium (Mg). Especially, hydrogen water has a short time in which hydrogen is dissolved. Has a disadvantage of being difficult to supply.
  • Mg magnesium
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional hydrogen water production apparatus, and the conventional hydrogen water production apparatus includes a plurality of filters 10 and an electrolytic cell 20, as shown in FIG.
  • the foreign matter is removed from the raw water through 10, and the hydrogen generated through electrolysis in the electrolytic cell 20 is dissolved in the raw water.
  • Such a conventional hydrogen water production apparatus generally includes an additional dissolved portion 30 to increase the dissolved rate of hydrogen.
  • the conventional hydrogen water production apparatus has a problem in the prior art that there is a limit to increase the hydrogen dissolution rate of hydrogen water through a simple structure.
  • the present invention is to solve the above problems, by mixing the hydrogen produced by electrolysis to the raw water through a check valve while passing through a fine pore-sized hollow fiber membrane filter to produce hydrogen water of basically high hydrogen dissolved rate
  • the hydrogen dissolution rate can be further increased, and in particular, the ultrasonic vibrator provided at the outlet coke is inclined with direction.
  • the present invention is to provide a direct mist type hydrogen water production apparatus that can greatly decompose the hydrogen water into ultra-fine particles to maximize the hydrogen dissolution rate to significantly improve the commercialization and market competitiveness for the hydrogen water production apparatus.
  • the present invention is a sediment filter for filtering foreign matter by receiving the raw water of a predetermined water pressure; A pressure reducing valve for maintaining the water pressure of the raw water supplied from the sediment filter below a predetermined reference value; An inlet-side electronic control valve for controlling the flow of raw water passing through the pressure reducing valve according to an electrical signal; A carbon filter which receives raw water passing through the inlet side electronic control valve and filters foreign substances; An ion filter which receives raw water passing through the carbon filter and filters foreign substances; An electrolytic cell that receives raw water passing through the ion filter and performs electrolysis to generate hydrogen; A check valve for supplying hydrogen generated in the electrolytic cell in one direction to the raw water passing through the carbon filter; A hollow fiber membrane filter having a pore size of 0.1 to 0.4 ⁇ m or less and receiving hydrogen water generated while passing through the check valve to filter foreign substances and increase hydrogen dissolution rate; An outlet-side electronic control valve for controlling a flow of hydrogen water passing through the hollow fiber membrane filter according to an electrical signal; An extraction coke having an ultras
  • control unit opens the outlet-side electronic control valve at the time of discharge, and opens the inlet-side electronic control valve after a predetermined delay time. It is preferable to close the outlet side electronic control valve.
  • the water extraction cock is composed of a casing having an inlet is formed on the side and the outlet toward the lower direction, and the ultrasonic vibrator supported in the casing, the ultrasonic vibrator is most preferably disposed inclined toward the inlet and the outlet.
  • the hydrogen produced by electrolysis can be mixed with raw water through a check valve and passed through a fine pore size hollow fiber membrane filter to produce hydrogen water with a high hydrogen dissolution rate. And by opening and closing the electronic control valves provided at the outlet side with a delay time, the hydrogen dissipation rate can be further increased, and in particular, the ultrasonic vibrator provided in the outlet coke is inclined with a directional direction so that the hydrogen water can be superfine.
  • finely decomposing into a state to maximize the hydrogen dissolution rate is an invention that can greatly improve the commerciality and market competitiveness for the hydrogen water production apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional hydrogen water production apparatus
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a direct misting hydrogen water production apparatus of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing a water extraction coke in the direct mist type hydrogen water production apparatus of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the water extraction coke in the direct-fuel mist type hydrogen water production apparatus of the present invention
  • Figure 5 is a photograph showing the difference in hydrogen dissolution rate according to the operation of the ultrasonic vibrator in the apparatus for producing direct mist haze water of the present invention.
  • pressure reducing valve 310 inlet side electronic control valve
  • FIG 2 is a schematic configuration diagram showing a direct-fuel mist type hydrogen water production apparatus of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing a water extraction cock in the direct-fuel mist type hydrogen water production apparatus of the present invention
  • Figure 4 is a present invention It is sectional drawing which shows the water extraction coke in the direct water mist type
  • Figure 5 is a photograph showing the hydrogen dissolution rate difference according to the operation of the ultrasonic vibrator in the direct mist type hydrogen water production apparatus of the present invention
  • Figure 5 (a) is a state in which the ultrasonic vibrator does not operate
  • Figure 5 (b) is a state in which the ultrasonic vibrator operates.
  • the apparatus for producing direct water mist type hydrogen water of the present invention mixes the hydrogen generated by electrolysis with raw water through the check valve 500 while the fine pore size hollow fiber membrane filter ( Hydrogen water having a high hydrogen dissolution rate can be basically manufactured by passing through 140, and the hydrogen control rate can be improved by opening and closing the electronic control valves 310 and 320 provided at the inlet and outlet sides with a delay time.
  • the ultrasonic vibrator 620 provided in the water extraction coke 600 is disposed inclined in a direction and inclined to finely decompose the hydrogen water into super fine particles to maximize the hydrogen dissolution rate.
  • Direct water mist type hydrogen water production apparatus of the present invention the sediment filter 110 for filtering foreign matter by receiving raw water of a predetermined water pressure;
  • a pressure reducing valve 200 which maintains the water pressure of the raw water supplied from the sediment filter 110 below a predetermined reference value;
  • An inlet-side electronic control valve 310 for controlling the flow of raw water passing through the pressure reducing valve 200 according to an electrical signal;
  • a carbon filter 120 which receives raw water passing through the inlet-side electronic control valve 310 and filters foreign substances;
  • An ion filter 130 which receives raw water passing through the carbon filter 120 and filters foreign substances;
  • An electrolytic cell 400 for generating hydrogen by receiving raw water passing through the ion filter 130 and performing electrolysis;
  • a check valve 500 for supplying hydrogen generated in the electrolytic cell 400 in one direction to the raw water passing through the carbon filter 120;
  • a hollow fiber membrane filter 140 having a pore size of 0.1 to 0.4 ⁇ m or less and receiving hydrogen water generated while passing through the check valve 500 to filter foreign substances and increase hydrogen
  • a sediment filter 110 to which raw water of a predetermined water pressure is supplied for the first time is a well-known filter for removing foreign substances such as sand, soil, and debris contained in raw water.
  • the pressure reducing valve 200 connected after the sediment filter 110 has a well-known configuration, so that the raw water pressure of about 6 kg / cm 2 supplied from the sediment filter 110 may be a predetermined reference value. It is maintained at a water pressure of approximately 3 kg / cm 2 or less.
  • the raw water reduced in the pressure reducing valve 200 is sent to the inlet-side electronic control valve (310).
  • the inlet-side electronic control valve 310 is opened or closed in accordance with an electrical signal, including a solenoid, etc., it is determined whether or not to supply the raw water to the pipeline after the opening and closing of the inlet-side electronic control valve 310.
  • the carbon filter 120 connected after the inlet-side electronic control valve 310 is supplied with raw water passing through the inlet-side electronic control valve 310 to improve the taste of water, and odors of chlorine and prohalomethane gas. And so on.
  • the ion filter 130 connected after the carbon filter 120 is a filter containing a composite ion resin, and the raw water is made to be as close to distilled water as possible to prevent generation of lime and the like during electrolysis.
  • the ion filter 130 Since the ion filter 130 is connected to the main conduit through the branch pipe 700, most of the raw water passing through the carbon filter 120 is connected to the ion filter 130 by the branch pipe 700. It is supplied to the check valve 500 to be described later without going through, the remaining portion, for example, by the amount of raw water is reduced by the electrolysis in the electrolytic cell 400 to be described later by the branch pipe 700 It is supplied to the ion filter 130.
  • Raw water close to the distilled water passing through the ion filter 130 is supplied to the electrolytic cell 400.
  • the electrolytic cell 400 includes a positive electrode plate and a negative electrode plate, which are not shown, to electrolyze raw water close to distilled water according to a power supply to generate oxygen at the positive electrode and hydrogen at the negative electrode.
  • an ion exchange membrane may be added in the electrolytic cell 400 to prevent oxygen ions or hydrogen ions generated during electrolysis from moving toward different electrodes.
  • Oxygen generated in the electrolytic cell 400 is discharged to the atmosphere, hydrogen is sent to the check valve 500 at a pressure of approximately 1 ⁇ 2kg / cm2.
  • the check valve 500 receives the raw water of the main pipe which is not sent to the ion filter 130 by the branch pipe 700 of the raw water passing through the carbon filter 120, the electrolyzer 400 Hydrogen generated from is supplied.
  • the check valve 500 since the check valve 500 may be supplied only in one direction with respect to hydrogen, the check valve 500 is connected to the electrolytic cell 400 to prevent backflow of raw water from the main pipe to the pipe receiving hydrogen.
  • Hydrogen water having a relatively low hydrogen dissolution rate is generated in the pipeline by the hydrogen supplied through the check valve 500.
  • the hydrogen water having a relatively low hydrogen dissolution rate after the check valve 500 is supplied to the hollow fiber membrane filter 140.
  • the hollow fiber membrane filter 140 is composed of a pore size of 0.1 ⁇ 0.4 ⁇ m or less is supplied with hydrogen water having a relatively low hydrogen dissolution rate to filter foreign substances such as various heavy metal organic chemicals basically.
  • the hydrogen dissolution rate for the hydrogen water is increased.
  • Hydrogen water passing through the hollow fiber membrane filter 140 is sent to the outlet-side electronic control valve 320, the outlet-side electronic control valve 320 has the same configuration as the inlet-side electronic control valve 310, solenoid By opening and closing in accordance with the electrical signal, such as, etc., according to the opening and closing of the outlet-side electronic control valve 320 is determined whether or not to supply hydrogen water to the pipeline.
  • the water extraction coke 600 has a plate-shaped ultrasonic vibrator 620 for oscillating ultrasonic waves of approximately 1.6 MHz band according to the power supply, so that the hydrogen water in contact with the ultrasonic vibrator 620 is a nano-sized water molecule, that is, The microparticles are broken down into microparticles to improve absorption in the body. In addition, the water molecules in the superfine particle state combine with hydrogen to have a high hydrogen dissolution rate.
  • the hydrogen water discharged to the water extraction coke 600 is a hydrogen water having a high hydrogen dissolution rate having ultrafine water molecules, and exhibits a very beneficial effect on the human body when drinking.
  • the hydrogen water discharged to the water extraction coke 600 is accompanied by mist as illustrated in FIG. 5 (b) by the ultrasonic vibrator 620, and this mist increases the amount of negative ions in the surroundings. This allows the user to inhale the negative ions that are beneficial to the body and to feel the refreshing and aesthetic sense through the mist.
  • a control unit not shown is connected to the inlet side electronic control valve 310 and the outlet side electronic control valve 320 so that the inlet side electronic control valve 310 and the outlet side electronic control valve 320. The opening and closing of the will be controlled.
  • control unit sends an electrical signal to the inlet-side electronic control valve 310 or the outlet-side electronic control valve 320 to control the opening and closing.
  • control unit is connected to the water extraction cock 600 and the electrolytic cell 400 to control whether the ultrasonic oscillator 620 ultrasonic oscillation and electrolysis of the electrolytic cell 400.
  • the controller is to control the operation by sending power to the ultrasonic vibrator 620 or the electrolytic cell 400.
  • control unit is also connected to the water extraction button not shown provided in the body of the direct-fuel mist type hydrogen water production apparatus of the present invention, it is preferable to control the control unit according to the operation of the water extraction button.
  • the controller opens the outlet side electronic control valve 320 at the time of water extraction and opens the inlet side electronic control valve 310 after a predetermined delay time. It is preferable to close the valve 310 and close the outlet side electronic control valve 320 after a predetermined delay time.
  • This delay time is a short time of less than approximately 1 second, and a check placed between them by forming an appropriate negative pressure on the main line between the inlet solenoid control valve 310 and the outlet solenoid control valve 320. This is to dissolve and receive more hydrogen from the valve 500.
  • the inlet side electronic control valve 320 when the outlet side electronic control valve 320 is opened and the inlet side electronic control valve 310 is opened after a delay time of about 0.5 seconds, the inlet side electronic control valve during such a delay time.
  • a negative pressure acts temporarily in the main pipe line between the 310 and the outlet-side solenoid control valve 320 to supply a larger amount of hydrogen through the check valve 500, thereby increasing the hydrogen dissolution rate.
  • the opening and closing of the inlet-side solenoid control valve 310 and the outlet-side solenoid control valve 320 are controlled with a predetermined delay time, thereby further increasing the hydrogen dissolution rate for the hydrogen water.
  • the water extraction cock 600 has a casing 610 having an inlet 611 formed at a side surface thereof, and an outlet 612 formed downwardly, and the casing 610.
  • the ultrasonic vibrator 620 is supported in the), it is most preferable that the ultrasonic vibrator 620 is disposed inclined toward the inlet 611 and the outlet 612.
  • the casing 610 of the water extraction cock 600 is a vertical assembly formed of a synthetic resin material or a metal material, the ultrasonic vibrator 620 is provided therein, the inlet 611 in which hydrogen water is introduced is extended to the side The outlet 612 through which the hydrogen water is discharged is formed downward.
  • the upper surface of the ultrasonic vibrator 620 is disposed to have a predetermined gap with the inner surface of the casing 610, so that the ultrasonic vibrator 620 does not contact the casing 610 when the ultrasonic oscillator 620 generates high output. To be able.
  • a flow path is formed in the casing 610 from the inlet 611 to the outlet 612, and the flow path guides the supplied hydrogen water upward to contact the bottom surface of the ultrasonic vibrator 620.
  • a partition wall 613 is formed.
  • the water extraction coke 600 has an ultrasonic cleaning effect by the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 620, the inside of the water extraction coke 600 is always clean by ultrasonic cleaning without any additional maintenance It also has the effect that the state is maintained, and the effect of lime does not occur at all.
  • a variable resistance is further connected to the ultrasonic vibrator 620 to allow the user to variably control the frequency of the ultrasonic vibrator 620, thereby increasing the amount of mist to the hydrogen water of the ultrafine particles. It can also be adjustable.
  • the hydrogen water and the amount of mist of the ultrafine particles, and additionally, the anion generated by the mist can be adjusted as desired by the user.
  • a light emitting diode such as blue, red, green, or a combination thereof, which is directed downward to the water extraction cock 600, the user can obtain a higher refreshing feeling. It is also possible to feel the aesthetics.
  • LED light emitting diode
  • the ultrasonic vibrator 620 is characterized in that the left side is inclined toward the inlet 611 and the outlet 612 of the casing 610 so that the left side is low and the right side is high. .
  • the height of the partition wall 613 is also lower left and higher right corresponding to the inclination angle of the ultrasonic vibrator 620.
  • the amount of hydrogen water introduced and the angle of hydrogen water flowing out are formed according to the inclination angles of the ultrasonic vibrator 620 and the partition wall 613, thereby avoiding the direction of mist generated by ultrasonic oscillation, thereby reducing the hydrogen dissolution rate in the hydrogen water. At the same time, the amount of fumes is increased.
  • An inclination angle of the ultrasonic vibrator 620 may be about 1 ° to 30 °.
  • the hydrogen dissolution rate difference according to the operation of the ultrasonic vibrator 620 can be confirmed through FIG. 5.
  • FIG. 5 (a) shows that the hydrogen dissolved amount of hydrogen water is measured at 789 ppb while the ultrasonic vibrator 620 does not oscillate ultrasonic waves
  • FIG. 5 (b) shows that the ultrasonic vibrator 620 oscillates ultrasonic waves to generate mist and mist.
  • the hydrogen dissolved amount of the hydrogen water was confirmed to be 862 ppb while the hydrogen water was supplied together.
  • Direct water mist type hydrogen water production apparatus of the present invention configured as described above is operated according to the user operation of the water extraction button not shown.
  • the control unit When the user presses the water discharge button, the control unit opens the inlet side electronic control valve 310 and the outlet side electronic control valve 320 while supplying power to the electrolytic cell 400 to generate hydrogen,
  • the ultrasonic wave is oscillated by supplying power to the ultrasonic vibrator 620 provided in the water extraction cock 600.
  • the raw water passing through the inlet-side electronic control valve 310 is sent to the branch pipe 700 after the foreign matter is removed while passing through the carbon filter 120, in the branch pipe 700, some of the raw water of the main pipe line To the ion filter 130.
  • raw water is made as distilled water as much as possible, and then hydrogen is generated through electrolysis in the electrolytic cell 400.
  • the hydrogen generated in the electrolytic cell 400 is sent to the main pipe again through the check valve 500 to produce hydrogen water primarily.
  • the hydrogen water having a relatively low hydrogen dissolution rate generated as described above is to secondly increase the dissolution rate of hydrogen while passing through the fine pore size while removing foreign substances once again while passing through the hollow fiber membrane filter 140.
  • the hydrogen water that has passed through the hollow fiber membrane filter 140 is sent to the water extraction coke 600 to be in the state of ultra fine particles by the ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic vibrator 620, thereby increasing the hydrogen dissolution rate in the third. will be.
  • the mist is discharged to the user along with the hydrogen water.
  • the control unit closes the inlet-side electromagnetic control valve 310 and the outlet-side electronic control valve 320 and cuts off the power supplied to the electrolytic cell 400 and the ultrasonic vibrator 620.
  • the flow of the hydrogen water is stopped, and the operation of the electrolytic cell 400 and the ultrasonic vibrator 620 is stopped.
  • the controller controls opening and closing the inlet-side electromagnetic control valve 310 and the outlet-side solenoid control valve 320 with a predetermined delay time when the withdrawal or withdrawal of the withdrawal is performed.
  • the negative pressure is generated in the main pipe line between the 310 and the outlet-side electronic control valve 320 to further increase the supply of hydrogen through the check valve 500 to help increase the hydrogen dissolution rate.
  • the ultrasonic vibrator 620 is formed to have a predetermined inclination angle in the water extraction coke 600, the flow of hydrogen water and mist is optimized by using the ultrasonic oscillation direction of the ultrasonic vibrator 620 and thus high hydrogen dissolved. It will play a big role in supplying the hydrogen water of the rate.
  • the direct misting hydrogen water production apparatus of the present invention has the following great advantages.
  • the present invention is to mix the hydrogen generated by electrolysis to the raw water through the check valve 500 while passing through the fine pore-size hollow fiber membrane filter 140 to produce hydrogen water of basically high hydrogen dissolved rate Can be.
  • the ultrasonic vibrator 620 provided in the water extraction coke is disposed obliquely with the directivity to finely decompose the hydrogen water into super fine particles to maximize the hydrogen dissolution rate.
  • the hydrogen produced by electrolysis can be mixed with raw water through a check valve and passed through a fine pore size hollow fiber membrane filter to produce hydrogen water with a high hydrogen dissolution rate. And by opening and closing the electronic control valves provided at the outlet side with a delay time, the hydrogen dissipation rate can be further increased, and in particular, the ultrasonic vibrator provided in the outlet coke is inclined with a directional direction so that the hydrogen water can be superfine.
  • finely decomposing into a state to maximize the hydrogen dissolution rate is an invention that can greatly improve the commerciality and market competitiveness for the hydrogen water production apparatus.

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Abstract

본 발명은 직수 연무식 수소수 제조장치에 관한 것으로서, 이는 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브를 통해 혼합하고, 수소수를 미세한 기공크기의 중공사막 필터에 통과시키고, 입구측 및 출구측 전자제어밸브를 서로 지연 시간을 두고 개폐하고, 출수코크에 마련된 초음파 진동자를 경사지게 배치하여 수소 용존율을 극대화시킬 수 있도록 한다.

Description

직수 연무식 수소수 제조장치
본 발명은 직수 연무식 수소수 제조장치에 관한 것으로서 특히, 초음파 진동자를 구비하여 원수의 수압에 의해 구동되는 한편 수소 용존율을 크게 증대시킨 직수 연무식 수소수 제조장치를 제공하기 위한 것으로써, 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있으며, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 출수코크에 마련된 초음파 진동자가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시켜 수소수 제조장치에 대한 상품성 및 시장 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 정수기란 물리적·화학적 방법으로 물을 걸러 불순물을 제거하는 기구를 지칭한다.
최근 정수기는 단순히 불순물 없는 깨끗한 물을 공급하는 것에 그치지 않고 인체에 유익한 작용을 하는 기능수, 예를 들어, 초 미립자수, 자화수, 이온수, 수소수 등을 공급하는 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.
이 가운데, 초 미립자수는 정수기 내에 초음파 진동자를 구비하여, 초음파 진동자에서 나오는 초음파를 통해 물 분자를 나노 사이즈의 초 미립자로 쪼개어 체내 흡수도를 높인 물이다.
따라서, 상술한 초 미립자수를 제조할 수 있는 종래의 초음파 정수기는 그 내부, 특히 필터나 저수조 내에 초음파 진동자를 포함하고 있다.
그러나, 종래의 초음파 정수기에 있어서 국내 공개실용신안공보 제2010-9414호와 같이 초음파 진동자가 필터에 마련되는 경우, 비교적 고가의 초음파 진동자가 주기적인 교환이 요구되는 필터와 함께 교환되어야 하기 때문에, 높은 유지 보수 비용이 발생하게 된다.
또한, 국내 등록실용신안공보 제242702호와 같이 초음파 진동자를 저수조 내부에 마련할 경우에는, 초음파 진동자 주변에서 발생한 석회가 초음파 진동자에 고착되기 때문에, 주기적인 청소가 불가피하고, 끝내는 초음파 진동자의 고장으로 이어지기 쉽다는 종래 기술상의 문제점이 있었다.
그리고, 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 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, 종래의 수소수 제조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 필터(10)와 전해조(20)를 포함하고 있어, 필터(10)를 통해 원수의 이물질을 제거하고, 전해조(20)에서 전기분해를 통해 생성한 수소를 원수에 용존시키고 있다.
이러한 종래의 수소수 제조장치는 수소의 용존율을 높이기 위해 용존부(30)를 추가적으로 포함하는 것이 보편적이다.
그러나, 종래의 수소수 제조장치는 단순한 구조를 통해 수소수의 수소 용존율을 높이는 데 한계가 있다는 종래 기술상의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있으며, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 출수코크에 마련된 초음파 진동자가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시켜 수소수 제조장치에 대한 상품성 및 시장 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 직수 연무식 수소수 제조장치를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명은 소정 수압의 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 세디먼트 필터와; 상기 세디먼트 필터로부터 공급되는 원수의 수압을 소정 기준치 이하로 유지하는 감압밸브와; 상기 감압밸브를 통과한 원수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 입구측 전자제어밸브와; 상기 입구측 전자제어밸브를 통과한 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 카본 필터와; 상기 카본 필터를 통과한 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 이온 필터와; 상기 이온 필터를 통과한 원수를 공급받아 전기분해를 실시하여 수소를 생성시키는 전해조와; 상기 카본 필터를 통과한 원수에 상기 전해조에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하는 체크밸브와; 기공크기 0.1~0.4㎛ 이하로 이루어져 상기 체크밸브를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 이물질을 여과하는 동시에 수소 용존율을 증가시키는 중공사막 필터와; 상기 중공사막 필터를 통과한 수소수의 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 제어부로 구성함으로써 달성된다.
여기에서, 상기 제어부는 출수 시, 상기 출구측 전자제어밸브를 개방시키고 소정 지연 시간 후 상기 입구측 전자제어밸브를 개방시키며, 출수 중단 시, 상기 입구측 전자제어밸브를 폐쇄시키고 소정 지연 시간 후 상기 출구측 전자제어밸브를 폐쇄시키는 것이 바람직하다.
특히, 상기 출수코크는 측면에 입구가 형성되고 하측방향을 향하여 출구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱 내에 지지되는 초음파 진동자로 이루어지되, 상기 초음파 진동자는 상기 입구와 상기 출구를 향하여 경사지게 배치되는 것이 가장 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있으며, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 출수코크에 마련된 초음파 진동자가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시켜 수소수 제조장치에 대한 상품성 및 시장 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.
도 1은 종래의 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 사시도,
도 4는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 초음파 진동자의 작동여부에 따른 수소 용존율 차이를 나타내는 사진.
[부호의 설명]
110 : 세디먼트 필터 120 : 카본 필터
130 : 이온 필터 140 : 중공사막 필터
200 : 감압밸브 310 : 입구측 전자제어밸브
320 : 출구측 전자제어밸브 400 : 전해조
500 : 체크밸브 600 : 출수코크
610 : 케이싱 611 : 입구
612 : 출구 613 : 격벽
620 : 초음파 진동자 700 : 분기관
도 2는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치를 도시하는 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 출수코크를 도시하는 단면도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치에 있어서 초음파 진동자의 작동여부에 따른 수소 용존율 차이를 나타내는 사진으로, 도 5의 (a)는 초음파 진동자가 작동하지 않는 상태이며, 도 5의 (b)는 초음파 진동자가 작동하는 상태이다.
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.
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 직수 연무식 수소수 제조장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브(500)를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터(140)를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있으며, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브(310)(320)를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 출수코크(600)에 마련된 초음파 진동자(620)가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시킬 수 있는 것을 기술상의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 소정 수압의 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 세디먼트 필터(110)와; 상기 세디먼트 필터(110)로부터 공급되는 원수의 수압을 소정 기준치 이하로 유지하는 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 이물질을 여과하는 카본 필터(120)와; 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 이온 필터(130)와; 상기 이온 필터(130)를 통과한 원수를 공급받아 전기분해를 실시하여 수소를 생성시키는 전해조(400)와; 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수에 상기 전해조(400)에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하는 체크밸브(500)와; 기공크기 0.1~0.4㎛ 이하로 이루어져 상기 체크밸브(500)를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 이물질을 여과하는 동시에 수소 용존율을 증가시키는 중공사막 필터(140)와; 상기 중공사막 필터(140)를 통과한 수소수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 출구측 전자제어밸브(320)와; 초음파 진동자(620)를 구비하여 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 통과한 수소수를 연무와 함께 출수시키는 출수코크(600)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(600) 및 상기 전해조(400)에 접속되어 상기 초음파 진동자(620)의 발진 여부 및 상기 전해조(400)의 전기분해 여부를 제어하는 제어부로 구성되는 것이 바람직할 것이다.
우선, 소정 수압의 원수가 최초로 공급되는 세디먼트 필터(sediment filter)(110)는 원수에 포함되어 있는 모래, 흙, 녹찌꺼기 등의 이물질을 제거하는 주지의 필터이다.
그리고, 상기 세디먼트 필터(110) 이후에 연결되는 감압밸브(200)는 주지의 구성으로 이루어져 있어, 상기 세디먼트 필터(110)로부터 공급되는 대략 6kg/㎠ 정도의 원수 수압을 소정 기준치 예를 들어, 대략 3kg/㎠ 이하의 수압으로 유지하게 한다.
이와 같이, 상기 감압밸브(200)에서 감압된 원수는 입구측 전자제어밸브(310)로 보내진다.
상기 입구측 전자제어밸브(310)는 솔레노이드 등을 포함하여 전기적 신호에 따라 개폐됨으로써, 상기 입구측 전자제어밸브(310)의 개폐에 따라 이후 관로에 원수의 공급 여부가 결정되는 것이다.
상기 입구측 전자제어밸브(310) 이후에 연결되는 카본 필터(120)는 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 통과한 원수를 공급받아 물 맛을 좋게 하고 염소, 프로할로메탄 가스나 잡냄새 등을 제거하게 된다.
이러한 카본 필터(120) 이후에 연결되는 이온 필터(130)는 복합 이온수지를 내장한 필터로서, 이후 전기분해 시 석회 등의 발생을 방지하도록 원수를 최대한 증류수에 가까운 상태로 만들게 된다.
상기 이온 필터(130)는 분기관(700)을 통해 메인 관로에 연결되어 있기 때문에, 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수 중 대부분은 상기 분기관(700)에 의해 상기 이온 필터(130)를 거치지 않고 이후에 설명할 체크밸브(500)로 공급되며, 그 나머지 일부, 예를 들어 이후에 설명할 전해조(400)에서 전기분해에 따라 줄어드는 원수의 양만큼이 상기 분기관(700)에 의해 상기 이온 필터(130)로 공급되는 것이다.
상기 이온 필터(130)를 통과한 증류수에 가까운 원수는 전해조(400)로 공급된다.
상기 전해조(400)는 미도시한 양극판 및 음극판을 포함하고 있어 전원 공급에 따라 증류수에 가까운 원수를 전기분해하여 상기 양극판에서는 산소를, 상기 음극판에서는 수소를 각각 생성시키게 되는 것이다.
필요에 따라, 상기 전해조(400) 내에는 이온교환막을 부가하여 전기분해 시 생성된 산소 이온 또는 수소 이온이 서로 다른 전극을 향하여 이동하는 것을 방지할 수도 있을 것이다.
상기 전해조(400)에서 생성된 산소는 대기 중으로 배출되며, 수소는 대략 1~2kg/㎠의 압력으로 체크밸브(500)로 보내진다.
상기 체크밸브(500)는 상기 카본 필터(120)를 통과한 원수 중 상기 분기관(700)에 의해 상기 이온 필터(130)로 보내지지 않은 메인 관로의 원수를 공급받는 한편, 상기 전해조(400)에서 생성된 수소를 공급받게 된다.
특히, 상기 체크밸브(500)는 수소에 대하여 오직 일방향으로만 공급을 받을 수 있기 때문에, 전해조(400)에 연결되어 수소를 공급받는 관로 측으로 메인 관로의 원수가 역류하는 것을 방지하게 되는 것이다.
상기 체크밸브(500)를 통해 공급되는 수소에 의하여 관로 내에서는 비교적 수소 용존율이 낮은 수소수가 생성된다.
상기 체크밸브(500) 이후의 비교적 수소 용존율이 낮은 수소수는 중공사막 필터(140)로 공급된다.
상기 중공사막 필터(140)는 기공크기 0.1~0.4㎛ 이하로 이루어져 비교적 수소 용존율이 낮은 수소수를 공급받아 기본적으로 각종 중금속 유기화학 물질 등의 이물질을 여과하게 된다.
이때, 상기 중공사막 필터(140) 내에서는 비교적 수소 용존율이 낮은 수소수가 대략 0.1~0.4㎛ 이하의 미세한 기공크기의 필터를 통과하기 때문에 수소수에 대한 수소 용존율이 증가하게 되는 것이다.
상기 중공사막 필터(140)를 통과한 수소수는 출구측 전자제어밸브(320)로 보내지며, 상기 출구측 전자제어밸브(320)는 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 동일한 구성으로, 솔레노이드 등을 포함하여 전기적 신호에 따라 개폐됨으로써, 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐에 따라 이후 관로에 수소수의 공급 여부가 결정되는 것이다.
이와 같이, 출구측 전자제어밸브(320)를 통과한 수소수는 도 3에 예시한 바와 같은 출수코크(600)로 공급된다.
상기 출수코크(600)는 전원 공급에 따라 대략 1.6MHz 대역의 초음파를 발진시키는 판상의 초음파 진동자(620)를 구비하고 있어, 초음파 진동자(620)에 접촉하는 수소수는 물 분자가 나노 사이즈, 즉 마이크로미터 단위의 초 미립자로 쪼개져 체내 흡수도가 향상되며, 이와 더불어, 초 미립자 상태의 물 분자는 수소와 결합하여 높은 수소 용존율을 갖게 된다.
그 결과, 상기 출수코크(600)로 출수되는 수소수는 초 미립자 물 분자를 갖는 수소 용존율 높은 수소수로서, 음용 시 인체에 매우 유익한 효과를 발휘하게 되는 것이다.
이와 함께, 상기 출수코크(600)로 출수되는 수소수는 초음파 진동자(620)에 의해 도 5의 (b)에 예시한 바와 같이 연무 또한 동반하게 되며, 이러한 연무는 주변의 음이온량을 크게 증가시키게 되어 사용자로 하여금 신체에 이로운 음이온의 흡입을 도모하고 연무를 통한 청량감과 심미감까지 느끼게 한다.
마지막으로, 미도시한 제어부는 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)에 접속되어 있어 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 제어하게 되는 것이다.
즉, 상기 제어부가 전기적 신호를 상기 입구측 전자제어밸브(310) 또는 상기 출구측 전자제어밸브(320)에 보내 개폐를 단속하게 된다.
또한 상기 제어부는 상기 출수코크(600) 및 상기 전해조(400)에도 접속되어 상기 초음파 진동자(620)의 초음파 발진 여부 및 상기 전해조(400)의 전기분해 여부를 제어하게 된다.
즉, 상기 제어부가 전원을 상기 초음파 진동자(620) 또는 상기 전해조(400)에 보내 작동 여부를 제어하게 되는 것이다.
이때, 상기 제어부는 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치의 몸체에 마련된 미도시한 출수버튼에도 접속되어 있어, 이러한 출수버튼의 조작에 따라 상기 제어부의 제어가 이루어지도록 하는 것이 좋다.
특히, 본 발명에 있어서 상기 제어부는 출수 시, 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시키고 소정 지연 시간 후 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 개방시키며, 출수 중단 시, 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 폐쇄시키고 소정 지연 시간 후 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시키는 것이 바람직하다.
이러한 지연시간은 대략 1초 미만의 짧은 시간이며, 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이의 메인 관로에 대하여 적절한 부압을 형성함으로써, 그 사이에 위치하는 체크밸브(500)로부터 보다 많은 수소를 공급받아 용존시키기 위함이다.
예를 들어, 출수 시 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시키고 대략 0.5초 내외의 지연 시간 후 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 개방시킬 경우, 이러한 지연 시간 동안 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이의 메인 관로 내에는 일시적으로 부압이 작용하면서 상기 체크밸브(500)를 통해 보다 많은 양의 수소가 공급됨으로써 수소 용존율이 높아지는 것이다.
이와 반대의 경우, 예를 들어, 출수 중단 시에도 상기 입구측 전자제어밸브(310)를 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(500)를 통해 보다 많은 양의 수소가 공급됨으로써 수소 용존율이 높아지는 것이다.
따라서, 본 발명은 제어부를 통한 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)의 개폐를 소정의 지연 시간을 두고 제어함으로써, 추가적으로 수소수에 대한 수소 용존율을 증대시키는 것이 가능해진다.
이와 더불어, 본 발명에 있어서 도 4에 도시한 바와 같이 상기 출수코크(600)는 측면에 입구(611)가 형성되고 하측방향을 향하여 출구(612)가 형성된 케이싱(610)과, 상기 케이싱(610) 내에 지지되는 초음파 진동자(620)로 이루어지되, 상기 초음파 진동자(620)는 상기 입구(611)와 상기 출구(612)를 향하여 경사지게 배치되는 것이 가장 바람직하다.
이때, 상기 출수코크(600)의 케이싱(610)은 합성수지재나 금속재로 성형된 상하 조립체로써, 그 내부에 초음파 진동자(620)가 마련되며, 수소수가 들어오는 입구(611)가 측면에 연장되어 형성되며, 수소수가 출수되는 출구(612)가 하측을 향하여 형성되어 있다.
이러한 초음파 진동자(620)는 그 상측면이 상기 케이싱(610)의 내면과 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 초음파 진동자(620)의 초음파 발진 시 상기 케이싱(610)에 접촉하지 않아 높은 출력을 낼 수 있도록 한다.
이때, 상기 케이싱(610)의 내부에는 입구(611)로부터 출구(612)에 이르는 유로가 형성되며, 이러한 유로는 공급되는 수소수를 상방향으로 안내하여 상기 초음파 진동자(620)의 저면에 접촉하도록 하는 격벽(613)이 형성되어 있다.
그 결과, 케이싱(610)의 입구(611)로 들어온 수소수는 모두 상방향으로 안내되어 초음파 진동자(620)의 저면에 접촉한 후 출구(612)로 출수되는 것으로, 도 4에 있어서 실선 화살표는 수소수의 흐름을 나타내며, 점선 화살표는 연무의 흐름을 나타낸다.
부차적으로, 상기 출수코크(600)는 그 내부가 초음파 진동자(620)에서 발진되는 초음파에 의해 초음파 세정 효과를 가지게 됨으로써, 상기 출수코크(600) 내부는 별도의 유지보수 없이도 초음파 세정에 의해 항상 청결한 상태가 유지되는 효과 또한 가지게 되며, 석회의 영향 또한 전혀 발생치 않게 되는 이점을 갖는다.
이와 더불어, 본 발명에 있어서, 상기 초음파 진동자(620)에 가변저항이 추가로 접속되어 상기 초음파 진동자(620)의 진동수를 사용자가 가변 제어할 수 있도록 함으로써, 초 미립자의 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, 초 미립자의 수소수와 연무의 양, 추가적으로는 연무에 의해 발생하는 음이온까지도 사용자가 원하는 만큼 조절할 수도 있게 된다.
게다가, 상기 출수코크(600)에 하측을 지향하는 조명장치, 예를 들어 청색, 적색, 녹색, 또는 이의 조합 등의 발광다이오드(LED)를 부가하여 연무를 조사함으로써, 사용자로 하여금 더욱 높은 청량감과 심미감을 느낄 수 있도록 하는 것도 가능하다.
특히, 본 발명에 있어서는 상기 초음파 진동자(620)가 상기 케이싱(610)의 입구(611) 및 출구(612)를 향하여 도 4에 있어서 좌측이 낮고 우측이 높도록 경사지게 배치되는 것에 가장 큰 특징이 있다.
이때, 상기 초음파 진동자(620)의 경사각에 대응하여 격벽(613)의 높이도 좌측이 낮고 우측이 높게 형성된다.
이는 상기 초음파 진동자(620) 및 상기 격벽(613)의 경사각에 따라 유입되는 수소수의 양과 흘러 나가는 수소수의 각도가 형성됨으로써 초음파 발진에 의해 발생한 연무의 방향을 회피하여 수소수에 수소 용존율을 더욱 배가시키는 동시에 연무의 발생량도 증가하게 되는 것이다.
이러한 상기 초음파 진동자(620)의 경사각은 대략 1°~30°가 바람직할 것이다.
본 발명에 있어서 초음파 진동자(620)의 작동여부에 따른 수소 용존율 차이를 도 5를 통해 확인해 볼 수 있다.
도 5의 (a)는 초음파 진동자(620)가 초음파를 발진시키지 않는 상태로 수소수의 수소 용존량이 789ppb로 계측되었고, 도 5의 (b)는 초음파 진동자(620)가 초음파를 발진시켜 연무와 함께 수소수가 공급되는 상태로 수소수의 수소 용존량이 862ppb로 확인되었다.
즉, 초음파 진동자(620)의 초음파 발진 여부에 따라 대략 10%에 가까운 수소 용존량에 차이를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치는 미도시한 출수버튼의 사용자 조작에 따라 작동하게 된다.
사용자가 출수버튼을 누를 경우, 제어부는 폐쇄 상태의 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)를 개방시키는 한편, 전해조(400)에 전원을 공급하여 수소를 생성시키는 동시에, 출수코크(600)에 마련된 초음파 진동자(620)에 전원을 공급하여 초음파를 발진시키게 된다.
상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)의 개방에 따라, 원수가 공급되어 세디먼트 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 분기관(700)으로 보내지며, 이 분기관(700)에서는 메인 관로의 원수 중 일부를 이온 필터(130)로 보내게 된다.
상기 이온 필터(130)에서는 원수를 최대한 증류수 상태로 만든 후, 전해조(400)에서 전기분해를 통해 수소가 생성되는 것이다.
이와 같이 전해조(400)에서 생성된 수소는 체크밸브(500)를 통해 다시 메인 관로로 보내지면서 1차적으로 수소수가 생성된다.
이와 같이 생성된 비교적 수소 용존율이 낮은 수소수는 중공사막 필터(140)를 통과하면서 이물질이 다시 한번 제거되는 동시에 미세한 기공크기를 통과하면서 수소의 용존율을 2차적으로 높이게 되는 것이다.
이후, 상기 중공사막 필터(140)를 통과한 수소수는 출수코크(600)로 보내지게 되어 초음파 진동자(620)에서 발진되는 초음파에 의하여 초 미립자 상태가 됨으로써, 수소 용존율이 3차적으로 높아지게 되는 것이다.
이때, 상기 출수코크(600)에서는 수소수와 함께 연무가 사용자에게 출수된다.
출수 중단시에는 제어부가 상기 입구측 전자제어밸브(310) 및 상기 출구측 전자제어밸브(320)를 폐쇄시키는 한편, 상기 전해조(400) 및 상기 초음파 진동자(620)에 공급되던 전원을 차단하게 됨으로써, 수소수의 흐름이 중단되는 동시에, 전해조(400) 및 초음파 진동자(620)의 동작이 정지하게 된다.
특히, 본 발명에 있어서는 출수 시 또는 출수 중단 시 상기 제어부가 입구측 전자제어밸브(310)와 출구측 전자제어밸브(320)를 소정의 지연 시간을 두고 개폐 제어함으로써, 상기 입구측 전자제어밸브(310)와 상기 출구측 전자제어밸브(320) 사이의 메인 관로에 부압이 발생하게 하여 체크밸브(500)를 통한 수소의 공급을 더욱 증대시켜 수소 용존율을 높이는 데 일조하게 된다.
이와 더불어, 상기 출수코크(600) 내에는 초음파 진동자(620)가 소정의 경사각을 가지고 형성되기 때문에, 초음파 진동자(620)의 초음파 발진 방향을 이용하여 수소수 및 연무의 흐름을 최적화하여 높은 수소 용존율의 수소수를 공급하는 데 큰 역할을 하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 직수 연무식 수소수 제조장치는 다음과 같은 큰 이점을 가진다.
첫째, 본 발명은 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브(500)를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터(140)를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있다.
둘째, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브(310)(320)를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있다.
셋째, 출수코크에 마련된 초음파 진동자(620)가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시킬 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
이상과 같은 본 발명은 전기분해에 의해 생성된 수소를 원수에 체크밸브를 통해 혼합시키는 한편 미세한 기공크기의 중공사막 필터를 통과시켜 기본적으로 높은 수소 용존율의 수소수를 제조할 수 있으며, 입구측 및 출구측에 각각 마련된 전자제어밸브를 서로 지연 시간을 두고 개폐함으로써 수소 용존율을 보다 더 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 출수코크에 마련된 초음파 진동자가 방향성을 가지고 경사지게 배치됨으로써 수소수를 초 미립자 상태로 미세하게 분해하여 수소 용존율을 극대화시켜 수소수 제조장치에 대한 상품성 및 시장 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 소정 수압의 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 세디먼트 필터와;
    상기 세디먼트 필터로부터 공급되는 원수의 수압을 소정 기준치 이하로 유지하는 감압밸브와;
    상기 감압밸브를 통과한 원수의 흐름을 전기적 신호에 따라 단속하는 입구측 전자제어밸브와;
    상기 입구측 전자제어밸브를 통과한 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 카본 필터와;
    상기 카본 필터를 통과한 원수를 공급받아 이물질을 여과하는 이온 필터와;
    상기 이온 필터를 통과한 원수를 공급받아 전기분해를 실시하여 수소를 생성시키는 전해조와;
    상기 카본 필터를 통과한 원수에 상기 전해조에서 생성된 수소를 일방향으로 공급하는 체크밸브와;
    기공크기 0.1~0.4㎛ 이하로 이루어져 상기 체크밸브를 통과하면서 생성된 수소수를 공급받아 이물질을 여과하는 동시에 수소 용존율을 증가시키는 중공사막 필터와;
    상기 중공사막 필터를 통과한 수소수의 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 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 직수 연무식 수소수 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 출수 시, 상기 출구측 전자제어밸브를 개방시키고 소정 지연 시간 후 상기 입구측 전자제어밸브를 개방시키며, 출수 중단 시, 상기 입구측 전자제어밸브를 폐쇄시키고 소정 지연 시간 후 상기 출구측 전자제어밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 직수 연무식 수소수 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 출수코크는 측면에 입구가 형성되고 하측방향을 향하여 출구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱 내에 지지되는 초음파 진동자로 이루어지되, 상기 초음파 진동자는 상기 입구와 상기 출구를 향하여 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 직수 연무식 수소수 제조장치.
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