KR101250470B1

KR101250470B1 - 용존 수소수 제조장치

Info

Publication number: KR101250470B1
Application number: KR1020120087581A
Authority: KR
Inventors: 장현덕
Original assignee: 장현덕
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-04-08
Also published as: CN103958418A; WO2014025079A1; US20140353145A1

Abstract

본 발명은 코일이 나선형으로 감겨진 카트리지의 내부에 금속합금 미디어(media)들이 충전(充塡)된 용존 수소수 제조 및 멸균장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발생기 수소가 물에 용존되어 약알칼리성 수소수로 바뀌고, 미디어들 사이를 통과하는 물이 변성 자기장(磁氣場) 임펄스(impulse)에 반응하여 물의 입자가 작아지면서 부드러워져 체내흡수가 잘되고, 항산화효과를 줄 수 있는 용존 수소수를 제공하며, 멸균된 음용수를 제공 할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 용기(容器)로 구성된 카트리지(10)의 외부에는 솔레노이드관이 있어, 여기에 코일(20)이 나선형으로 감겨지고, 카트리지(10)의 내부에는 금속합금 미디어(30)들이 충전(充塡)되어 코일(20)에 전원을 인가하면 금속 미디어(30)들에 변성 자기장(磁氣場)이 형성되며, 카트리지(10)에는 입구(10a)와 출구(10b)가 형성되어 입구(10a)를 통해 유입된 음용수(飮用手)가 금속 미디어(30)들과 내부 필터(13)를 통해 출구(10b)로 배출되고, 금속 미디어(30)와 음용수(飮用手) 사이에 전자의 방출 및 흡수가 이루어지면서 활성수소가 생성되어 수소수가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조 및 멸균장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

용존 수소수 제조장치{a hydrogen water generating equipment}

본 발명은 코일이 나선형으로 감겨진 카트리지의 내부에 금속합금 미디어(media)들이 충전(充塡)된 용존 수소수 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수소분자양이온이 물에 용존되어 약알칼리성(PH범위 =7.2 - 8.4)의 수소수로 바뀌고, 미디어들 사이를 통과하는 물이 자기(磁氣) 임펄스에 반응하여 물의 입자가 작아지면서 부드러워져 체내흡수가 잘되고, 청량감을 줄 수 있는 용존 수소수를 제공할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.

일반적으로 수소수는 물에 융해(融解)된 활성수소의 강한 환원작용에 의하여 유해한 활성산소를 물로 환원시켜 없애는 한편 인체의 자체 면역력이나 자연 치유력 및 생명력을 높여주는 물로 알려져 있다.

이와 같은 수소수의 제조는 주로 전기분해(電氣分解)에 의한 방법이 이용되고, 이온이 통과되는 격막의 양쪽에 음극(-)과 양극(+)을 걸고 전원을 인가하면 음극(-)에는 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨과 같은 양이온이 포집되어 활성수소수가 생성(生成)되고, 양극(+)에는 염산, 황산, 질산과 같은 음이온이 포집되어 전해산성수가 생성되는 전기분해장치에 의하여 제조된다.

그러나, 종래와 같이 전기분해장치를 이용하는 경우에는 이온분리막의 일측에 생성되는 전해산성수는 음용(飮用)할 수 없는 물로 버려져야하므로 상당한 양의 물이 낭비되는 등의 문제점이 발생된다.

즉, 전기분해과정에서 전극(電極)에 부착되는 칼슘이온이나 불순물을 제거하기 위해서는 전극을 역으로 걸어 반전시키는 세척과정이 필요하고, 이 과정에서 약 20％의 물이 낭비되며, 음용할 수 없는 전해산성수가 약50％가 생성되므로 결국 70％의 물은 버려지고 약 30％의 알칼리수(또는 이온수)만 음용 가능하므로 전체적으로 낭비되는 물의 양이 상당하였다.

특히, 전기분해장치는 전극, 이온분리막, 각종 전기장치 등으로 구성되어 전체적인 장치의 구조가 복잡할 뿐 아니라 수시로 전극(電極)을 세척하는 작업을 수행해야 하는 등의 폐단이 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 임펄스(impulse) 변성 자기장(磁氣場)에 의한 유도전류로 수소수를 생성하여 전극의 세척과정이 필요 없고, 버려지는 음용수(飮用手)의 양을 제로(zero)화시키는 동시에 각종 유기물(세균 포함)을 산화시켜 멸균처리 할 수 있는 용존 수소수 제조장치를 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 용기(容器)로 구성된 카트리지(10)의 외부에는 코일(20)이 나선형으로 감겨지고, 카트리지(10)의 내부에는 금속합금 미디어(30)들이 충전(充塡)되어 코일(20)에 전원을 인가하면 금속 미디어(30)들에 변성 자기장(磁氣場)이 형성되며, 카트리지(10)에는 입구(10a)와 출구(10b)가 형성되어 입구(10a)를 통해 유입된 음용수(飮用手)가 금속 미디어(30)들과 내부 필터(13)를 통해 출구(10b)로 배출되고, 금속 미디어(30)와 음용수(飮用手) 사이에 전자의 방출 및 흡수가 이루어지면서 활성수소가 생성되어 수소수가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 음용수(飮用手)가 카트리지(10) 내부 금속합금 미디어(30)를 통과할 때 활성수소가 생성되고, 음용수에 융해되면서 용존 수소수가 형성되므로 물의 입자가 작아 체내 흡수가 잘되면서도 청량감이 양호한 고품질의 물을 생성(生成)하여 많이 마셔도 포만감이나 출렁임이 없는 건강한 물을 제공할 수 있는 등의 이점이 있는 동시에 전자의 교환이 이루어진 후 다시 금속으로 환원되므로 전극을 역으로 걸어 반전시키는 등의 종래의 세척과정이 필요 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 것이므로 수소수 생성과정에서 물의 손실이 발생되지 않아 물의 낭비가 전혀 없는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고품질·고기능성의 용존 수소수 제조장치를 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 카트리지가 케이스에 결합되는 상태를 예시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 의한 카트리지가 케이스에 결합되고 덮개가 열려진 상태를 예시한 사용상태의 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 나선형 코일이 솔레노이드관에 감겨지고, 솔레노이드관이 카트리지에 결합되는 상태를 예시한 분리사시도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 4에서 도시한 바와 같이, 원통형 용기(容器)로 구성된 카트리지(10)의 외부에는 코일(20)이 나선형으로 감겨져 있고, 합성수지로 구성된 카트리지(10)의 내부에는 금속합금으로 구성된 알갱이(이하 "미디어"라 함)들이 충전(充塡)되어 있다.

따라서, 전원공급장치(40)를 사용하여 코일(20)에 전원을 인가하면 금속합금 미디어(30)들에 자기임펄스(impulse)를 가해 금속 미디어(30)들의 표면을 흐르는 음용수에는 전자(電子)의 방출과 흡수작용이 일어나 활성수소가 발생되는 것이다.

본 발명에서는 사용된 금속합금 미디어(30)는 수소보다 이온화 경향이 높은 아연과 낮은 구리의 전이금속들의 합금으로 구성된 황동(黃銅, Cu+Zn)을 사용하였으며, 구리와 아연의 합금비율은 55 : 45 중량％로 구성되어 있다.

상기 카트리지(10)의 상면에는 입구(10a)와 출구(10b)가 형성되어 입구(10a)를 통해 유입된 음용수(飮用手)가 출구(10b)로 배출된다.

본 발명에서는 상기 카트리지(10)의 내부에 칸막이(12)가 형성되어 내부가 양측으로 분할되고, 입구(10a)를 통해 유입된 음용수가 칸막이(12) 일측을 통해 유입된 후 유턴(U-turn)하여 칸막이(12) 타측의 출구(10b)를 통해 배출되는 시스템으로 구성되어 있다.

상기 카트리지(10)의 내부 상·하측에는 부직포 필터(13)가 삽입된다. 부직포 필터(13)는 금속 미디어(30)들의 이탈을 방지하고, 음용수에서 석출되는 고형물이나 유기물을 걸러주기 위한 용도로 사용된다.

상기 입구(10a)를 통해 유입된 음용수는 금속 미디어(30)들 사이를 통과하면서 가해지는 자기임펄스(impulse)에 의하여 미디어에서 방출된 전자들과 결합으로 인하여 활성수소가 생성되고, 수소원자들의 결합으로 수소분자가 형성되어 음용수에 융해되면서 용존 수소수가 형성된다.

이때 음용수는 H₂O ↔ H⁺ + OH^- 상기 반응식과 같이 물분자가 수산기이온과 수소이온으로 존재하다가 변성 자기장에 의한 유도전류가 금속 미디어(30)에 형성되면, 자기임펄스에 반응하여 수소보다 이온화경향이 높은 아연(Zn)이 먼저 이온화되면서 음용수내의 수소이온(H⁺)과 반응하면서 아연이 전자를 수소(H⁺)에 제공하고, 반응식 Zn + 2H⁺→ Zn⁺⁺ + H₂↑와 같이 수소분자(H₂)를 생성하여 음용수 속에 존재한다.

그리고, 구리(Cu²⁺)가 자기(磁氣) 임펄스 에너지로 인해 구리이온(Cu^N+)으로 변하면서 자유전자를 이동시키고, 전자를 잃은 합금 속의 아연(Zn⁺⁺)은 구리에서 방 출된 전자를 받아들여 (Zn⁺⁺+ 2e^- → Zn) 금속으로 환원되므로 손실되지 않고 질량 그대로 보존된다.

또한, 구리(Cu^N+)는 자체적으로 갖는 환원력 속성에 의하여 물속에 있는 외부물질들(예: OH^-, Cl^- _, H₂)로부터 전자를 강제로 빼앗아 구리(Cu) 금속으로 환원되는 것이다. 이때 외부의 물질중 수산기이온(OH^-)으로부터 전자를 빼앗아오면 수산기이온(OH^-)은 하이드록실래디칼 (OH^*)이 되어 강한 산화력으로 멸균작용을 하고, 염소이온(Cl^-)으로부터 전자를 빼앗아오면 염소이온은 염화물이 되어 무해한 물질로 바뀌게 되고, 수소분자(H₂)로부터 전자를 빼앗아오면 수소분자양이온(H₂ ⁺)으로 되면서 물 속에 용존되어 수소수가 생성되는 것이다.

따라서, 전극을 역으로 걸어 반전시키는 종래의 세척과정이 필요 없이 반영구적으로 사용할 수 있고, 물의 손실이 전혀 발생되지 않고 음용수 전체를 사용할 수 있는 것이다.

삭제

또한, 활성수소와 함께 생성되는 활성산소는 수명이 짧은 자유라디칼로서 존재하지만 활성수소와 만나게 되면 순간적으로 다시 물(OH^*+ H^*= H₂O)로 결합되어 안정화되고,

수산기에서 전자를 방출하여 발생되는 활성산소(OH^-- e^-→ OH^* )의 하나인 하이드록실래디칼(hydroxylradical)은 염소의 약1,000배에 해당되는 강력한 산화력을 갖고 있어, 각종 유기물(세균 포함)을 산화시켜 가스(CO₂, NO₂)로 처리하므로 음용수를 깨끗한 물로 정화(淨化)시킬 수 있는 것으로서 본 발명에 의한 수소수 제조 장치는 멸균정수기 용도로도 사용할 수 있는 것이다.

한편, 상기 전원공급장치(40)는 나선형 코일(20)에 전기 에너지를 공급하는 전원장치로 음용수(飮用手)의 조건에 따라 인가되는 전류의 크기를 펄스의 듀티사이클로 조절하고, 펄스 파형의 주파수를 컨트롤하여 생성되는 수소의 양을 조절함에 따라 최적의 물이 생성되도록 하는 장치이다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 음용수가 미디어(30)들을 통과할 때 활성수소가 생성되고, 음용수에 융해되면서 용존 수소수가 형성되므로 물의 입자가 작아 체내 흡수가 잘되면서도 청량감이 양호한 고품질의 물을 생성(生成)하여 많이 마셔도 포만감이나 출렁임이 없는 건강한 물을 제공할 수 있는 동시에 전자의 교환이 이루어진 후 다시 금속으로 환원되므로 전극을 역으로 걸어 반전시키는 종래의 세척과정이 필요 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 것으로서 수소수 생성과정에서 손실되는 물의 양을 제로화(zero)화 시킬 수 있는 것이다.

삭제

한편, 상기 나선형으로 감겨진 코일(20) 외부에는 금속 원통으로 구성된 차폐커버(21)가 씌워져 있고, 차폐커버(21)는 나선형 코일을 보호하는 한편, 변성 자기장이 유출되면서 손실되는 에너지를 차폐시켜, EMI(Electro Magnetic Interference)문제를 예방하고, 솔레노이드관 내부의 변성 자기장의 세기를 극대화하는 역할을 수행한다.

바람직 하기로는 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 나선형 코일(20)이 솔레노이드관(20a)에 감겨지고, 솔레노이드관(20a)이 카트리지(10)에 결합되도록 구성하면 코일(20)을 감는 작업이 편리하고, 간편하게 솔레노이드관(20a)을 카트리지(10)에 결합시킬 수 있는 것이므로 작업의 편의성 및 생산성(生産性)을 높여줄 수 있다,

상기 카트리지(10)는 케이스(1)의 내부 걸이구(1a)에 결합되고, 2∼4개의 카트리지(10)들이 연결관(11)으로 연결되어 음용수를 연속하여 처리할 수 있도록 구성되어 용존 수소수의 생성 효율이 극대화될 수 있도록 구성되어 있고, 걸이구(1a)에 착탈식으로 결합되는 카트리지(10)는 간편하게 교환할 수 있도록 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 1b는 케이스(1)의 전면에 결합되는 덮개이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 케이스 1a : 걸이구
1b : 덮개 10 : 카트리지
10a : 입구 10b : 출구
11 : 연결관 12 : 칸막이
13 : 필터 20 : 코일
20a : 솔레노이드관 21 : 차폐커버
30 : 미디어 40 : 전원공급장치

Claims

용기(容器)로 구성된 카트리지(10)의 외부에는 코일(20)이 나선형으로 감겨지고, 카트리지(10)의 내부에는 금속합금 미디어(30)들이 충전(充塡)되어 코일(20)에 전원을 인가하면 금속 미디어(30)들에 변성 자기장(磁氣場)이 형성되며, 카트리지(10)에는 입구(10a)와 출구(10b)가 형성되어 입구(10a)를 통해 유입된 음용수(飮用手)가 금속 미디어(30)들과 내부 필터(13)를 통해 출구(10b)로 배출되고, 금속 미디어(30)와 음용수 사이에 전자의 방출 및 흡수가 이루어지면서 활성수소가 생성되어 수소수가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 카트리지(10)의 내부에 칸막이(12)가 형성되어 내부가 양측으로 분할되고, 입구(10a)를 통해 유입된 음용수가 칸막이(12) 일측을 통해 유입된 후 유턴(U-turn)하여 칸막이(12) 타측의 출구(10b)를 통해 배출되는 시스템으로 구성된 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 나선형으로 감겨진 코일(20)의 외부에는 금속 원통으로 구성된 차폐커버(21)가 씌워지며,
상기 카트리지(10)는 케이스(1)의 내부 걸이구(1a)에 결합되고, 2∼4개의 카트리지(10)들이 연결관(11)으로 연결되어 음용수를 연속하여 처리할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 나선형 코일(20)은 솔레노이드관(20a)에 감겨지고, 솔레노이드관(20a)이 카트리지(10)에 결합되도록 구성한 것을 특징으로 하는 용존 수소수 제조장치.