KR101853186B1 - 수소수기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수소수기는 수소발생기, 물 공급기, 상기 수소발생기와 물 공급기에 연결되는 혼합장치, 및 상기 혼합장치와 상기 물 공급기 사이에 연결되는 환류관을 포함하며; 상기 혼합장치를 이용하여 상기 수소발생기의 수소를 상기 물 공급기가 공급하는 물에 용해시켜 수소수를 형성하여 배출하며, 배출되는 수소수 중, 일부 수소수는 다시 상기 환류관을 거쳐 환류되어 상기 물 공급기에 유입되어 다시 상기 혼합장치를 통해 혼합 처리된다. 이와 같은 순환 작용을 통해, 상기 수소수 내의 수소가 물에 용해되는 수소 함량 농도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 이와 동시에 상기 수소가 수중에 용해되어 머무는 시간이 더욱 길어져 보다 우수한 혼합 효과를 얻을 수 있다.

Description

수소수기{Hydrogen water machine}

본 발명은 수소와 액체를 혼합할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 특히 수소수기에 관한 것이다.

최근 건강관리에 대한 관심이 커지면서, 많은 연구를 통해 인체 내의 물이 체중의 60%를 차지하고, 또한 물은 수소와 각종 영양 성분을 전신으로 운반함과 아울러, 폐기물을 체외로 배출하여 체내 환경의 균형을 유지하는 등의 중요한 역할을 한다고 알려짐에 따라, 인체에 유익한 기체 원소(예를 들어 수소원소 등)를 물과 혼합하여 음용 가능한 건강수를 형성하는 방안이 제시되었다.

수소 함유 음용수의 경우, 일부 연구에서 수소는 가장 풍부한 원소로, 모든 물질 질량의 약 75%를 차지하고, 인체의 구성원소 중 수소는 63%를 차지하며, 인체의 3대 영양소는 모두 수소 성분을 가지므로, 신체의 주성분일 뿐만 아니라, 세포의 단백질 및 열에너지의 공급원을 형성하는 탄수화물 등 중요 성분의 주요 구성물질이므로, 수소를 함유한 음용수는 인체의 건강에 도움이 된다고 알려졌으며, 이에 따라 수소수기 제품이 출시되었다. 도 1을 참조하면, 종래의 수소수기(1)는 수소 유입관(11), 음용수 유입관(12), 각각 상기 수소 유입관(11), 음용수 유입관(12)과 연결되는 혼합장치(13), 및 상기 음용수 유입관(11)에 설치되는 가압기(14)를 포함하며; 그 중, 상기 혼합장치(13)는 T형관으로서 3개의 단부가 형성되어, 상기 혼합장치(13)의 제1단이 수소 유입관(11)과 연결되고, 제2단은 상기 음용수 유입관(12)과 연결되며, 제3단은 즉 수소수 혼합 출수단과 연결된다. 도 2를 함께 참조하면, 사용 시 상기 음용수 유입관(12)이 가압기(14)를 통해 가압되어, 음용수를 상기 혼합장치(13) 내로 이송하는 동시에, 상기 수소 역시 상기 수소 유입관(11)을 통해 상기 혼합장치(13) 내로 이송되어, 상기 음용수와 수소가 상기 혼합장치(13) 내에서 혼합되어 수소 함유 음용수를 형성하며, 상기 수소 함유 음용수는 다시 상기 혼합장치(13)의 출수단을 통해 배출되어 음용하도록 제공된다.

그러나, 실제 사용 후, 비록 종래의 수소수기(1)는 수소와 물이 서로 혼합된 상태를 이룰 수 있으나, 상기 수소와 물은 단지 상기 혼합장치(13)에서 잠깐 동안만 서로 접촉되어 혼합될 뿐, 제조 후 수소 함유 음용수 중의 수소 함량이 효과적으로 높아질 수 없고, 이와 동시에 상기 음용수와 수소가 서로 혼합되는 시간이 부족하여 획득된 수소함유 음용수 중, 수소가 물에 용해되어 유지되는 시간이 길지 않으며, 즉 음용수 중의 수소가 매우 빠르게 물과 분리되어 상기 수소 함유 음용수 중의 수소 함량이 급속하게 저하되며, 특히 수소함유 음용수를 방치하는 시간이 길수록, 상기 수소함량이 대폭 감소한다. 따라서 상기 수소함유 음용수는 제조 후 반드시 신속하게 음용해야 하고, 그렇지 않으면 수소 함량의 존재 효과가 크게 절감된다. 따라서 어떻게 수소와 물의 혼합효과를 증가시켜 상기 수소함유 음용수 중의 수소 함량을 높일 것인가, 및 어떻게 배출 수의 수소함유 음용수의 농도를 안정화시키되(즉 제조 후 수소함유 음용수 중의 수소의 분리속도를 감소시키는 것), 상기 수소수기(1)의 부피가 크게 증가하지 않도록 하는 것이 해결하고자 하는 목표이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 물과 수소의 혼합 효과를 효과적으로 향상시키고 상기 수소가 수중에 용해되는 유지 시간을 증가시킬 수 있는 수소수기를 제공하고자 하는데 있다.

본 발명인 수소수기는 수소발생기, 물 공급기, 각각 상기 수소발생기, 물 공급기에 연결되는 혼합장치, 및 상기 혼합장치와 상기 물 공급기 사이에 연결되는 환류관을 포함하며; 그 중, 상기 수소발생기의 수소와 상기 물 공급기의 물이 상기 혼합장치를 통해 혼합되어 수소수를 형성하여 배출되며, 또한 상기 환류관의 설계를 통해, 상기 혼합장치에 의해 배출되는 일부 수소수가 다시 물 공급기로 환류되어 상기 혼합장치가 후속되는 혼합처리를 수행하도록 제공됨으로써 끊임없이 순환 반복 작동되어 상기 물과 수소의 접촉시간을 대폭 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 수소수 중의 수소 함량을 효과적으로 증가시키는 동시에, 상기 수소가 물에 용해되어 머무는 시간을 증가시켜 보다 우수한 혼합 효과를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 물과 수소의 접촉시간을 대폭 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 수소수 중의 수소 함량을 효과적으로 증가시키는 동시에, 수소가 물에 용해되어 머무는 시간을 증가시켜 보다 우수한 혼합 효과를 얻을 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래의 수소수기의 설명도이다.
도 2는 종래의 수소수기의 혼합장치 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 입체도이다.
도 4는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 작동도이다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 혼합장치 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 작동도이다.

본 발명에 관한 전술 및 기타 기술내용, 특징 및 효과는 이하 도면을 결합한 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 분명하게 이해될 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명인 수소수기(3)의 제1 바람직한 실시예로서, 이는 수소발생기(31), 물 공급기(32), 각각 상기 수소발생기(31), 물 공급기(32)와 연결되는 혼합장치(33), 및 상기 혼합장치(33)와 상기 물 공급기(32) 사이에 연결되는 환류관(34)을 포함하며; 그 중, 상기 수소발생기(31)는 수소를 발생시킬 수 있는 수소원(311), 및 상기 수소원(311)과 연결되어 상기 수소를 배출하는 수소 이송관(312)을 구비하고; 또한, 상기 물 공급기(32)는 물이 수용되는 공급원(321), 및 상기 공급원(321)과 연결되어 상기 물을 배출하는 송수관(322)을 구비한다.

도 4를 함께 참조하면, 상기 혼합장치(33)는 각각 상기 수소 이송관(312) 및 송수관(322)과 연결되는 혼합관(331), 상기 혼합관(331)과 연결되는 가압기(약도로만 도시), 상기 가압기(332)와 연결되는 혼합기(333), 및 상기 혼합기(333)와 연결되어 상기 혼합기(333)로 혼합된 후의 물을 배출하는 출수관(334)을 구비하며, 그 중, 상기 혼합관(331) 내부에 혼합 통로(3311)가 형성되어, 상기 수소 이송관(312)의 수소와 상기 송수관(322)의 물이 상기 혼합 통로(3311) 내에서 서로 혼합되어 수소혼합수를 형성함과 동시에, 상기 수소혼합수가 상기 가압기(332)를 통해 가압되어 상기 수소가 상기 물에 용해되고, 마지막으로 상기 혼합기(333)에 의해 무화되어 수소가 수중에 용해되는 안정성을 증가시킴으로써 수소수를 형성하며, 또한 상기 수소수는 상기 출수관(334)을 통해 배출된다. 마지막으로, 상기 환류관(34)이 상기 물 공급기(32)의 송수관(322)과 상기 혼합장치(33)의 출수관(334) 사이에 설치되기 때문에, 상기 출수관(334)이 배출하는 수소수 중의 일부 수소수가 상기 환류관(34)을 통해 상기 송수관(322) 내부로 환류된다. 또한, 상기 환류관(34)의 수소수의 환류량을 제어하기 위하여, 상기 환류관(34) 내의 관 구경을 상기 송출관(334) 내의 관 구경보다 작게 제어할 수 있으며, 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어 약 3분의 1의 수소수 환류량이 환류되도록 설정하고자 할 경우, 상기 환류관(34)의 관 구경을 상기 송출관(334)의 구경의 3분의 1로 설정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 사용 시, 상기 송수관(322)으로 물이 배출되고, 상기 수소 이송관(312)으로 수소가 유입되며, 또한 상기 가압기(332)의 가압 작용을 통해, 상기 혼합관(331) 내에 사이펀 작용이 발생하여 상기 물과 수소가 동시에 상기 혼합관(331) 내로 유입되면서 초보적으로 수소혼합수를 형성하여 상기 물과 수소를 초보적으로 접촉시키는 목적을 달성하며, 상기 가압기(332)의 지속적인 가압을 통해, 상기 수소가 상기 물에 초보적으로 용해된 다음, 상기 수소혼합수가 상기 혼합장치(33)의 혼합기(333) 내로 이송되어, 다시 고압으로 무화됨으로써 상기 수소의 용해량이 증가된다. 따라서 높은 함량의 수소를 지닌 수소수를 획득할 수 있으며, 상기 출수관(334)을 통해 배출되는 상기 수소수를 사용자가 받아 사용할 수 있게 된다. 상기 환류관(34)이 상기 송수관(322)과 연결되고, 상기 가압기(332)의 상기 혼합관(331)에 형성되는 사이펀 작용이 더해져, 상기 출수관(334) 중의 일부 수소수가 다시 상기 송수관(322) 내로 자동적으로 환류하여 상기 송수관(322)에 원래 이송되는 물과 함께 혼합관(331)으로 이송되어 수소와 혼합될 수 있으며, 또한 상기 환류된 일부 수소수의 지속적인 순환 작용에 의해, 상기 수소와 물의 혼합 시간이 대폭 증가되며, 이에 따라 상기 수소수의 수소 함량이 증가하기에 유리하고, 상기 수소가 상기 수소수에 머무는 시간이 더욱 길어짐으로써, 상기 수소수가 배출된 후의 농도가 더욱 안정화 된다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 바람직한 실시예로서, 상기 수소수기(3) 역시 수소발생기(31), 물 공급기(32), 혼합장치(33) 및 환류관(34)을 포함하며, 또한 그 세부 구성부재와 작동은 제1 실시예의 구조, 작동과 모두 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 특히 본 실시예에서, 도 7을 참조하면, 상기 혼합기(333)는 상기 혼합관(331)에 이격 설치되는 적어도 2개의 혼합유닛(3331)을 구비하며, 본 실시예는 2개의 혼합유닛(3331)을 예로 들어 설명한다. 상기 각각의 혼합유닛(3331)은 연결 통로(3332)를 구비하며, 상기 연결 통로(3332)의 구경은 상기 혼합관(331)의 관 구경보다 작다. 또한, 혼합 효과를 증가시키기 위하여, 적시에 상기 환류관(34)에 환류되는 수소수를 스프레이 상태로 변환시킨 후, 다시 상기 송수관(322) 부위로 이송시켜 후속되는 순환 혼합에 제공하는 무화기(35)가 상기 환류관(34)에 더 설치될 수 있다.

도 7, 8을 참조하면, 사용 시, 상기 혼합관(331) 중의 수소와 상기 물이 가압기(332)의 가압 작용에 의해 상기 혼합기(333)로 이송될 때, 상기 연결 통로(3332)의 구경이 상기 혼합관(331)의 관 구경보다 작기 때문에, 상기 물과 상기 수소가 초보적으로 혼합된 수소혼합수가 먼저 그 중 하나의 혼합유닛(3331)을 통해 분출되고, 상기 연결 통로(3332)를 거친 수소혼합수는 수소수로 무화된다. 상기 수소가 가득 차 있고 상기 가압기(332)에 의해 지속적으로 가압되는 관로 환경에서는 고압에 의해 기체 용해 효과가 증가될 수 있을 뿐만 아니라, 무화 효과에 의해 상기 수소가 물에 용해되는 양이 더욱 증가할 수 있어, 수소와 물의 혼합효과가 대폭 증대되며; 수소수가 그 중 하나의 혼합유닛(3331)을 통과한 후, 상기 수소수는 바로 이어서 또 다른 혼합유닛(3331)에 의해 지속적으로 가압 및 무화되어 혼합됨으로써, 상기 수소수의 수소함유 농도와 혼합 작용 시간이 더욱 증가되며, 이를 통해 상기 수소와 물이 혼합되어 고농도의 수소수가 형성된다. 이후, 상기 수소수가 상기 출수관(334)을 통해 배출되어 음용하도록 제공될 때, 여전히 일부 수소수는 다시 상기 환류관(34)을 거치고, 다시 상기 환류관(34)에 설치된 무화기(35)를 통해 상기 수소수가 가압되어 무화된다. 이러한 방식으로 상기 수소의 용해량이 증가되어 상기 물과 수소의 용해율이 더욱 우수해지며, 또한 상기 수소가 상기 수중에 머무는 시간이 증가되어 안정적으로 배출된 후 음용수에 함유되는 수소의 농도가 더욱 높아질 수 있다.

상기 내용을 귀납해보면, 본 발명인 수소수기는 상기 혼합장치와 상기 물 공급기 사이에 설치되는 상기 환류관을 통해, 상기 혼합장치의 출수관이 혼합된 일부 수소수를 다시 상기 송수관으로 유입시켜, 상기 송수관이 가장 최초로 배출하는 물이 먼저 상기 수소수와 혼합된 후, 상기 혼합장치 내로 진입하여 수소와 혼합된다. 이와 같은 순환 반복 작용에 의해, 상기 물과 수소의 혼합효과를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 안정적으로 배출된 후의 음용수에 함유된 수소의 농도를 높일 수 있다.

이상은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일뿐으로, 이로써 본 발명의 실시예의 범위를 한정할 수 없으며, 본 발명의 특허출원범위 및 발명의 명세서 내용에 따라 실시되는 균등한 변화와 수식은 모두 본 발명이 포괄하는 범위에 속함이 마땅하다.

3: 수소수기 31: 수소발생기
32: 물 공급기 33: 혼합장치
34: 환류관 35: 무화기
311: 수소원 312: 수소 이송관
321: 공급원 322: 송수관
331: 혼합관 332: 가압기
333: 혼합기 334: 출수관
3311: 혼합 통로 3331: 혼합유닛
3332: 연결통로

Claims (4)

1. 수소를 발생시킬 수 있는 수소원, 및 상기 수소원과 연결되어 상기 수소를 배출하는 수소 이송관을 구비한 수소발생기;
   물이 수용되는 공급원, 및 상기 공급원과 연결되어 상기 물을 송출하는 송수관을 구비한 물 공급기;
   각각 상기 수소 이송관 및 송수관에 연결되어 하나의 도관을 구성하는 혼합 통로가 제공되어 상기 혼합 통로 내에서 상기 수소 이송관의 수소가 상기 송수관의 물과 혼합하도록 하여 수소혼합수를 발생시키는 혼합관, 상기 혼합관과 연결되어 상기 수소혼합수를 가압함으로써 수소가 물에 용해되도록 하는 가압기, 상기 혼합관에서 상기 가압기를 지나서 배치되며 상기 수소혼합수가 무화되도록 함으로써 물 속에 수소의 용해량을 증가시켜서 수소수를 형성하는 혼합기, 및 상기 혼합기와 연결되어 상기 혼합기를 통해 상기 혼합관의 혼합 통로와 연결되는 출수관을 구비하여 상기 수소수가 상기 출수관을 통해 배출되는 혼합장치; 및,
   상기 송수관과 상기 출수관 사이에 연결되어, 상기 출수관에 의해 배출되는 일부 수소수가 환류관을 통해 송수관 내로 자동적으로 환류되도록 하는 환류관을 포함하는 수소수기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 환류관 내의 관 구경은 상기 출수관 내의 관 구경보다 작은 수소수기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 혼합기는 상기 혼합관에 이격 설치되는 적어도 2개의 혼합유닛을 구비하며, 상기 각각의 혼합유닛은 연결 통로를 구비하고, 상기 연결 통로의 구경은 상기 혼합관의 관 구경보다 작은 수소수기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 환류관에 무화기가 설치되어, 환류되는 수소수를 스프레이 상태로 변환시킨 후, 다시 상기 송수관 부위로 이송시키는 수소수기.

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