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KR200459135Y1 - 포터블 수소풍부수 제조장치 - Google Patents

포터블 수소풍부수 제조장치 Download PDF

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KR200459135Y1
KR200459135Y1 KR2020100004635U KR20100004635U KR200459135Y1 KR 200459135 Y1 KR200459135 Y1 KR 200459135Y1 KR 2020100004635 U KR2020100004635 U KR 2020100004635U KR 20100004635 U KR20100004635 U KR 20100004635U KR 200459135 Y1 KR200459135 Y1 KR 200459135Y1
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Abstract

가정용 정수기 등에 이용하는 살균장치에 관한 것으로, 정수필터와 급수플로트밸브 사이의 유로 상에 플로우센서와 전기분해셀을 구성하여 정수필터에서 여과된 정수를 전기분해하여 용존오존, 활성산소이온 등의 복합산화물질을 용존시키고, 동시에 발생되는 오존가스가 섞인 정수를 저수조로 송출하여, 저수조, 정수 및 상부공간을 살균하며, 저수조 내부에는 활성탄이 충진된 필터분리판을 설치하여 정수 내의 잔류 용존오존을 흡착,분해하는 정수기용 살균장치.

Description

포터블 수소풍부수 제조장치{PORTABLE DEVICE FOR PRODUCING HYDROGEN ENRICHED WATER }
본 발명은 이동이 용이한 포터블 수소풍부수 제조장치에 관한 것으로, 구체적으로 양전극, 음전극, 고분자이온교환수지막 등을 포함하는 전기분해셀을 분리가 가능한 음수컵 하부에 구성하고, 상기 음수컵을 거치할 수 있으며, 전기분해셀의 양극반응이 발생하도록 수조베이스와 물통으로부터 일정한 용량의 물을 지속적으로 공급받도록 플로트밸브를 포함하고, 전기분해셀로 직류전기를 인가하도록 전원장치를 구비한다. 음수컵에 정수를 담고 수조베이스에 거치 후 전원을 인가하면 전기분해셀은 수조베이스의 물을 전기분해하여 수조베이스 측의 양전극에서는 산소가 발생되고, 음수컵 측의 음전극에서는 수소가 발생되어 음수컵 내의 정수에 수소가스가 짧은 시간 내 용존되어 수소풍부수를 제조할 수 있는 수소풍부수 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 수소를 많이 함유한, 일명 수소풍부수는 암이나 당뇨병등 성인병 예방 및 치료효과가 탁월한 것으로 최근 국내외에서 알려져 있고 이에 대한 연구가 계속하여 활발히 진행되고 있다. 이는 기적의 물로 이름난 프랑스의 루르드 샘을 비롯하여 1990년 이후 그 효과가 알려지기 시작한 독일의 노르데나우 물, 멕시코의 트라코테 물들을 분석한 결과, 공통적으로 용존수소농도가 0.3~1ppm 으로서 일반적인 음용수에 비하여 수백배에 달하는 용존수소가 풍부한 물임이 밝혀졌다. (발췌 : 수소수, 이제는 수소수 시대 지은상 박사 저, 2009, 건강신문사 발행) 의학 및 산업계에서는 이와 같이 각종 성인병에 특효가 있는 수소풍부수를 인위적으로 제조할 수 있는 방법을 연구하여 왔다.
통상 수소풍부수를 제조하는 방법은 물을 전기분해하여 수소가스를 생성시키고, 이를 물에 용존시키는 방법이 고농도의 수소풍부수를 제조하는 방법으로 알려져 있다. 도 1은 출원번호 10-2004-0110271의 공개특허에 의한 전해식 수소수 생성장치로서 수전해부(2)와 급전 장치(3)로 구성되어 있다. 수전해부(2) 에는, 수도물을 원수(4)로 하여 저장하는 저수용기(5)와, 원수(4)를 저수용기(5)에 공급하는 급수부(6)와, 저수용기(5)로부터 수소수(7)를 취출하는 취수부(8)가 설치되어 있다. 이 발명에 의하면, 전해용 전극(11)에 구형파 교류전압을 인가하면, 전해실(9)의 원수(4)가 전기분해 되어, 양극에 산소가스(21)가 발생하고, 음극에 수소가스(22)가 양쪽의 전해용 전극(11)으로부터 번갈아 발생한다. 전해 가스는 연통구(23)로부터 정수실(10)내를 부상하는데, 부상 초기의 매우 미세한 수소 가스를 활성탄 다공질체(12)에 대부분 흡착시키고, 활성탄 다공질체(12)의 내부에 강제 충전되어, 급수 밸브(16)를 열어서 원수(4)를 급수하면, 활성탄 다공질체(12) 중에 저장된 전해 가스가 수류에 빨려 들어가며 원수(4)중에 강제 용해된다. 이와 같이 종래 기술은 주로 수소생성장치를 별도로 구성하여 냉온수정수기 등과 함께 구성하여 수소풍부수를 제조, 저장하는 방식을 채택하고 있으며, 이는 장치가 복잡해져서 제작 비용이 과다할 뿐 아니라, 전기분해에 의하여 생성된 수소가스와 함께 산소가스까지 함께 원수에 용존되는 문제가 있다. 즉, 수소풍부수의 농도를 결정짓는 용존수소가 용존산소의 전자수수로 발생되는 활성산소와 반응하여 물분자로 환원되는 과정이 추가적으로 발생되기 때문에 결과적으로 용존수소농도를 저하시키게 된다.
따라서, 구조가 간단하며 수소풍부수 제조 즉시 음용할 수 있는 포터블 수소풍부수 제조장치가 요구되며, 이는 용존수소와 섞이지 않도록, 용존산소를 별도로 분리시키는 방안이 필요하다.
따라서, 본 고안은 전술한 문제점을 고려하여, 용존수소가 발생하는 음극반응과 용존산소가 발생하는 양극반응을 고분자이온교환수지막으로 분리한 전기분해셀을 음수컵 하부에 구성하고, 상기 음수컵을 거치하여, 전기분해셀의 양극반응이 발생하도록 수조베이스와 수조베이스에 전해수를 공급하기 위한 물통과 전기분해셀로 직류전기를 인가하도록 전원장치를 간단하게 구성하며, 상기 음수컵은 수소풍부수를 제조한 즉시 수조베이스로부터 분리하여 음용할 수 있는. 수소풍부수 제조장치를 제공한다.
본 고안의 일관점에 따른 구성으로서 이동이 가능한 음수컵(100); 그 하부에 전기분해셀(102); 셀커버(101)를 포함하며, 상기 전기분해셀(102)는 음전극(102-1); 양전극(102-2); 고분자이온교환수지막 (102-3); 가스켓(102-4); 을 포함하고, 음수컵(100)을 거치할 수 있는 수조베이스(103); 물통(104); 급수관(105); 플로트밸브(106); 전원장치(107)를 포함한다. 음수컵(100) 내에 정수를 붓고 수조베이스(103) 상에 거치하면, 음수컵(100) 하부의 전기분해셀(102)의 음전극(102-1)은 음수컵 내 정수에 잠기며, 양전극(102-2)은 수조베이스 내 물에 잠기고, 수조베이스의 물은 물통(104)에서 급수관(105)을 통하여 급수되면서 플로트밸브(106)의 정수위 차단 기능에 의하여 항상 일정한 수위를 유지한다. 전원장치(107)에서 전기분해셀로 직류전원을 인가하면 전기분해 반응에 의하여 음전극에서 수소가스가 발생하여 음수컵 내의 정수에 용존되고, 양전극에서 산소가스가 발생하여 수조베이스 내의 물에 용존되거나 상부공간에 가스상으로 분산되어 외기로 빠져 나간다. 이로써 음수컵 내의 정수는 용존수소를 함유한 수소풍부수로 변화되고, 사용자는 음수컵을 용이하게 수조베이스로부터 탈착하여 음용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 고안의 포터블 수소풍부수 제조장치는 음수컵(100)과 전기분해셀을 일체형으로 구성하여 별도의 원수공급, 저수, 취수 등의 공정에 필요한 복잡한 장치가 필요없는 간단한 구조로서 수소풍부수를 생성시켜서 즉시 음용할 수 있으며, 전기분해셀(102)의 고분자이온교환수지막(102-3)을 경계로 수소가스가 발생되는 음전극(102-1)과 산소가스가 발생되는 양전극(102-2)을 분리시켜서 수소풍부수의 용존수소 농도를 극대화 할 수 있다. 또한 물통(104), 급수관(105)과 플로트밸브(106)의 간단한 구조로써 수조베이스(103)의 물이 항상 정수위를 유지할 수 있으며, 전기분해 반응에서 양전극에 의한 산소 및 차아염소산, 이산화염소 등의 산화제가 발생되므로 수조베이스 내 물의 오염을 방지할 수 있다.
본 고안에 의하면 수소풍부수를 경제적인 장치로써 생성시킬 수 있으며, 사용자의 필요에 따라 수소풍부수의 양과 농도를 용이하게 선택하여 제조할 수 있고, 제조 즉시 음수컵을 탈착하여 음용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술의 전해식 수소수 생성장치 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 포터블 수소풍부수 제조장치 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 포터블 수소풍부수 제조장치의 전기분해셀의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포터블 수소풍부수 제조장치 구성도이다.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시 예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안의 일실시 예에 따른 수소풍부수 제조장치는 도 2와 같이 음수컵(100); 그 하부에 전기분해셀(102); 셀커버(101); 및 컵뚜껑(200); 을 포함하며, 상기 전기분해셀(102)은 음전극(102-1); 양전극(102-2); 고분자이온교환수지막 (102-3); 가스켓(102-4); 을 포함하고, 음수컵(100)을 거치할 수 있는 수조베이스(103); 물통(104); 급수관(105); 플로트밸브(106); 전원장치(107)를 포함한다. 또한, 전기분해셀(102)은 도 3과 같이 고분자이온교환수지막(102-3)을 경계로 음전극(102-1)과 양전극(102-2)을 분리시켜서 구성하고, 고분자이온교환수지막 양면 가장자리에 가스켓(102-4)을 포함하여 셀커버(101)로써 음수컵(100) 하부에 설치함으로써 음수컵(100) 내 정수가 누설되지 않는다.
이를 상세하게 설명하면, 음전극(102-1)은 음수컵(100) 하부의 개방부에 연접하여 설치하되, 음수컵(100)을 플라스틱 사출방법으로 제작 시 인써트사출(insert injection molding) 방법으로 음전극(102-1)을 플라스틱과 일체형으로 구성하거나, 음수컵(100) 하부의 개방부에 홈 등을 성형하여 별도로 음전극(102-1)을 설치하고, 물이 투과할 수 없는 특징을 가진 고분자이온교환수지막(102-3)은 상면 가장자리에 가스켓(102-4)을 구성하여 음수컵(100) 하부의 음전극(102-1)이 설치된 개방부와 고분자이온교환수지막(102-3) 사이를 밀폐하며, 또한 고분자이온교환수지막 (102-3) 하면에 상기의 가스켓(102-4)과 똑 같은 다른 하나의 가스켓(102-4)을 구성하며, 고분자이온교환수지막(102-3)을 중심으로 음전극(102-1)과 대향되도록 설치하는 양전극(102-2)은 셀커버(101)와 인써트사출로써 일체형으로 구성하거나, 셀커버(101)에 홈 등을 성형하여 별도로 설치한 후 상기의 이온교환수지막(102-3) 하면의 가스켓(102-4)에 밀착되도록 설치함으로써 전체 전기분해셀(102)의 구성을 이룬다. 즉, 음수컵(100) 내 정수의 누설은 고분자이온교환수지막(102-3) 상면 가장자리에 구성된 가스켓(102-4)이 음수컵(100) 하부의 개방부와 고분자이온교환수지막(102-3) 간을 밀폐함으로써 방지되며, 하면 가장자리에 구성된 또 하나의 가스켓(102-4)은 고분자이온교환수지막(102-3)과 셀커버(101) 간을 밀폐하여 수조베이스(103) 내의 물이 음수컵(100)으로 이동되는 것을 방지한다.
본 고안의 동작을 상세히 설명하면, 음수컵(100) 내에 음용에 적절한 정수를 부으면 음수컵(100) 하부의 음전극(102-1)은 음수컵 내 정수에 잠긴 상태이며, 상기 음수컵(100)을 수조베이스(103) 상에 거치하면, 전기분해셀(102)의 양전극(102-2)은 수조베이스 내 물에 잠기고, 이때 수조베이스의 물은 물통(104)에서 급수관(105)을 통하여 급수되면서 플로트밸브(106)의 정수위 차단 기능에 의하여 항상 일정한 수위를 유지한다. 전원장치(107)는 통상 수십볼트 이하의 직류전기를 발생하며, 전기분해셀(102)의 음전극(102-1)과 양전극(102-2) 직류를 인가하면 다음의 전기분해 반응이 일어난다.
삭제
(양극) 2H2O(l) = O2(g) + 4e- + 4H+(aq)
(음극) 4H+(aq) + 4e- = 2H2(g)
상기 반응식에 의하여 양극에서는 산소가스가 발행하여 수조베이스 내의 물에 용존되거나 상부공간에 가스상으로 분산되어 외기로 빠져 나가며, 물에 포함되어 있는 염소성분이 용존산소와 결합하여 차아염소산 또는 이산화염소 등 산화제가 생성되고, 이와 같은 물질들은 살균력을 가지므로 수조베이스(103) 내 물이 오염되는 것을 방지한다. 양극 반응에서 생성된 용존수소이온은 고분자이온교환수지막을 통하여 음극으로 이동하며, 상기 음전극(102-1)에서 전자를 받아 수소가스가 발생하며, 수소가스는 물에 대한 용해도가 크기 때문에 음수컵(100) 하부에서 기포상으로 발생되어 상부로 상승하는 도중에 대부분 정수에 용존되어 수소풍부수를 생성시킨다.
또 다른 실시예는 도 4와 같이 컵뚜껑(200)과 일체로 용존디스크(201)를 구성하며, 이는 수소기포가 음극판(102-1)에서 발생되어 음수컵(100) 상부로 상승될 때 도달시간을 지연시키는 작용을 함으로써 수소 용존농도를 높일 수 있다. 용존디스크(201) 형상은 도 4에 나타난 바와 같이 컵뚜껑(200)에 결합된 봉과 연결된 다수개의 원뿔 디스크 형태가 바람직하다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
2 : 수전해부 3 : 급전장치 4 : 원수
5 : 저수용기 6 : 급수부 7 : 수소수
8 : 취수부 9 : 전해실 11 : 전해용전극
12 : 다공질체 21 : 산소가스 22 : 수소가스
100 : 음수컵 101 : 셀커버 102 : 전기분해셀
102-1 : 음전극 102-2 : 양전극 102-3 : 고분자이온교환수지막
102-4 : 가스켓 103 : 수조베이스 104 : 물통
105 : 급수관 106 : 플로트밸브 107 : 전원장치
200 : 컵뚜껑 201 : 용존디스크

Claims (2)

  1. 물을 전기분해하여 수소가스를 발생시켜 수소풍부수를 제조하는 장치에 있어서, 일정량의 정수를 담을 수 있는 형태를 가지며, 하부에 개방부를 형성한 음수컵(100) 및 컵뚜껑(200)과;
    상기 음수컵(100) 하부에 구성되는 전기분해셀(102)은 음수컵(100) 하부의 개방부와 결합되거나, 또는 분리가 가능하도록 연접하여 구성한 음전극(102-1)과:
    상기 음전극(102-1)과 밀착되도록 구성한 고분자이온교환수지막(102-3)과:
    상기 고분자이온교환수지막(102-3)을 중심으로 음전극(102-1)과 대향되며, 고분자이온교환수지막(102-3)에 밀착되도록 설치하되, 셀커버(101)과 결합되거나, 또는 분리가 가능하도록 연접하여 구성한 양전극(102-2)과;
    상기 음수컵(100) 하부의 개방부와 고분자이온교환수지막(102-3) 사이를 밀폐하며, 상기 고분자이온교환수지막(102-3)과 셀커버(101) 사이를 밀폐하도록 고분자이온교환수지막(102-3) 양면의 가장자리에 구성한 한 쌍의 가스켓(102-4)을 포함하며;
    상기 음수컵(100)과 전기분해셀(102)의 조립체를 거치할 수 있으며, 양전극(102-2)의 전기분해용 물을 담는 수조베이스(103)와:
    상기의 수조베이스(103)에 전기분해용 물을 공급하는 물통(104) 및 급수관(105)과:
    상기 급수관(105)에 연결되어 수조베이스(103) 내의 전기분해용 물이 정수위를 유지하도록 설치한 플로트밸브(106)와:
    장치 내부 또는 외부에 설치된 전원장치(107)로부터 직류전원이 음전극(102-1)과 양전극(102-2)에 공급되는 것을 특징으로 하는 포터블 수소풍부수 제조장치
  2. 제 1항에 있어서, 컵뚜껑(200)과 결합된 봉으로 연결되며, 원뿔디스크 형상을 가진 용존디스크(201)가 1개 이상 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포터블 수소풍부수 제조장치
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