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KR102011774B1 - 비저수식 수소수 생성 장치 - Google Patents

비저수식 수소수 생성 장치 Download PDF

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KR102011774B1
KR102011774B1 KR1020180159430A KR20180159430A KR102011774B1 KR 102011774 B1 KR102011774 B1 KR 102011774B1 KR 1020180159430 A KR1020180159430 A KR 1020180159430A KR 20180159430 A KR20180159430 A KR 20180159430A KR 102011774 B1 KR102011774 B1 KR 102011774B1
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hydrogen
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기병호
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(주)휴앤스
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Abstract

본 발명은, 외부로부터 원수를 직접 공급받는 급수 라인; 상기 급수 라인으로부터 원수를 독립적으로 공급받는 산소 발생실 및 수소 발생실을 포함하고, 상기 산소 발생실과 수소 발생실에 각각 마련된 한 쌍의 전극판에 전압이 인가될 때 전기분해가 이루어지도록 마련된 전기분해부; 상기 전기분해 시 상기 수소 발생실에서 발행한 수소 및 상기 수소 발생실의 원수를 상기 수소 발생실의 외부로 펌핑하도록 마련된 펌프; 상기 펌프로부터 토출된 수소 및 원수를 공급받도록 마련되고, 상기 수소의 용존율을 높이도록 마련된 용존부; 및 상기 용존부로부터 배출된 수소수를 출수하는 출수 라인;을 포함하는 비저수식 수소수 생성 장치를 제공한다. 여기서, 상기 출수 라인은, 상기 출수압을 낮추기 위한 대직경 라인; 및 상기 대직경 라인의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련되고, 상기 용존부의 출구와 상기 대직경 라인의 입구를 연결하는 소직경 라인;을 포함한다.

Description

비저수식 수소수 생성 장치{DEVICE FOR MANUFACTURING HYDROGEN WATER WITHOUT WATER STORAGE TANK}
본 발명은 수소수 생성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 저장하기 위한 저수조를 구비하지 않고 물을 외부로부터 직접 공급받을 수 있게 마련된 비저수식 수소수 생성 장치에 관한 것이다.
수소수는 일정 수준 이상의 수소가 용해되어 있는 물을 의미한다. 수소수는 인체 내에 쌓인 활성산소를 중화하고 배출함으로서 노화 방지, 각종 질병(당뇨병, 고혈압, 동맥경화, 암, 치매 등) 예방과 같은 효능을 발휘하고, 피부미용, 피로회복, 면역력 강화 등의 효능도 발휘하는 것으로 알려져 있다. 수소수의 이와 같은 효능이 알려지면서 수소수 생성 장치의 개발 및 상용화가 이루어지고 있다.
본 출원인의 등록특허공보 제10-1562802호(수소수 제조 시스템)에는 수소수 생성 장치의 일 유형인 저수식 수소수 생성 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 저수조를 구비하고 있는데, 이 저수조로는 외부로부터 공급된 물이 일정 수위를 유지하면서 저장된다. 저수조의 물은 전해조로 공급되고, 전해조에서는 물이 전기분해된다. 전기분해로 인해 생성된 수소는 물과 함께 펌프에 의해 용존기로 이동하고, 용존기에서는 수소의 용존량이 향상된다. 용존기를 거친 수소수는 사용자에게 제공된다.
저수식 수소수 생성 장치는 등록특허공보 제10-1755309호(간이형 수소수 제공장치) 및 공개특허공보 제10-2015-0145354호(정수기형 수소수 제조장치)에도 개시되어 있다.
한편, 저수식 수소수 생성 장치에서 저수조가 구비되어야 하는 불편함을 해결하고자 저수조를 구비하지 않고 외부로부터 직접 물을 공급받을 수 있도록 마련된 수소수 생성 장치, 즉 비저수식 수소수 생성 장치가 등록특허공보 제10-1741043호(직수형 수소수 제공장치)에 개시되어 있다.
위 비저수식 수소수 생성 장치에서는 외부로부터 직접 공급받은 물이 전해조를 거치면서 전기분해된 후 솔레노이드 밸브가 열렸을 때 사용자에게 공급된다. 또한, 위 비저수식 수소수 생성 장치에서는 수소의 용존량을 높이기 위해 위 솔레노이드 밸브가 닫힌 상태에서 펌프가 작동하여 전해조로부터 배출된 수소수를 다시 전해조로 회귀시킨다.
등록특허공보 제10-1562802호(수소수 제조 시스템) 등록특허공보 제10-1755309호(간이형 수소수 제공장치) 공개특허공보 제10-2015-0145354호(정수기형 수소수 제조장치) 등록특허공보 제10-1741043호(직수형 수소수 제공장치)
수소수 생성 장치에서는 그 유형을 불문하고 사용자에게 제공되는 수소수의 수소 용존량을 높이는 것이 중요한 기술적 과제이다. 이에 위 등록특허공보 제10-1741043호(직수형 수소수 제공장치)에 개시된 비저수식 수소수 생성 장치에서도 전해조로부터 배출된 수소수를 다시 전해조로 회귀시킴으로써, 수소의 용존량 향상을 꾀하고 있다. 그러나 이 경우에는 수소수를 회귀시키기 위해 별도의 동력이 필요할 뿐만 아니라 복잡한 구성도 채택되어야 하는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 별도의 동력 없이 간단한 구성만으로 수소의 용존량을 향상시킬 수 있는 비저수식 수소수 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 외부로부터 원수를 직접 공급받는 급수 라인; 상기 급수 라인으로부터 원수를 독립적으로 공급받는 산소 발생실 및 수소 발생실을 포함하고, 상기 산소 발생실과 수소 발생실에 각각 마련된 한 쌍의 전극판에 전압이 인가될 때 전기분해가 이루어지도록 마련된 전기분해부; 상기 전기분해 시 상기 수소 발생실에서 발행한 수소 및 상기 수소 발생실의 원수를 상기 수소 발생실의 외부로 펌핑하도록 마련된 펌프; 상기 펌프로부터 토출된 수소 및 원수를 공급받도록 마련되고, 상기 수소의 용존율을 높이도록 마련된 용존부; 및 상기 용존부로부터 배출된 수소수를 출수하는 출수 라인;을 포함하는 비저수식 수소수 생성 장치를 제공한다. 여기서, 상기 출수 라인은, 상기 출수압을 낮추기 위한 대직경 라인; 및 상기 대직경 라인의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련되고, 상기 용존부의 출구와 상기 대직경 라인의 입구를 연결하는 소직경 라인;을 포함한다.
상기 용존부의 후방에는 활성탄 필터가 마련된다. 그리고 상기 소직경 라인은 상기 활성탄 필터의 출구와 상기 대직경 라인의 입구를 연결하도록 마련되며, 상기 용존부의 출구와 상기 활성탄 필터의 입구는 연결 라인에 의해 연결된다.
상기 급수 라인에는 급수용 솔레노이드 밸브가 설치된다. 상기 급수용 솔레노이드 밸브는 상기 펌프의 작동이 시작될 때 열리고 상기 펌프의 작동이 중단될 때 닫히도록 제어된다.
상기 대직경 라인에는 출수용 솔레노이드 밸브가 설치된다. 상기 출수용 솔레노이드 밸브는 상기 펌프의 작동이 시작될 때 열리고 상기 펌프의 작동이 중단될 때 닫히도록 제어된다.
본 발명에 의하면, 별도의 동력 없이도 펌프의 출구부터 대직경 라인의 입구까지의 구간 전체에서 수소 용존율의 향상을 실현할 수 있는 환경이 간단하게 조성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 사용자에게 제공되는 수소수에서 오존에 의한 비릿한 냄새가 풍길 소지가 전혀 없다.
또한, 본 발명에 의하면, 펌프의 정지 시점에 전기분해부로의 원수 유입이 차단되므로 높은 수압의 지속적인 작용으로 인해 초래되는 전기분해부의 파손 내지 고장이 방지된다.
또한, 본 발명에 의하면, 수소수의 출수가 정지되어 있는 동안에도 펌프와 출수용 솔레노이드 밸브 사이의 구간에서 높은 수압이 유지되어 이미 달성된 높은 수소 용존율의 저하가 최소화된다.
도 1은 본 발명에 따른 비저수식 수소수 생성 장치를 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기분해부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 용존부 및 이 용존부에 연결된 활성탄 필터가 연결된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 비저수식 수소수 생성 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 비저수식 수소수 생성 장치(100)는 외부로부터 직접 공급받은 원수를 전기분해하여 수소를 발생시키고 이 수소를 높은 용존율로 원수에 용존시킨 수소수를 사용자에게 제공하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 급수 라인(110)과, 전기분해부(120)와, 펌프(130)와, 용존부(150)와, 출수 라인(160)을 포함한다.
상기 급수 라인(110)은 외부의 원수 공급원(미도시)과 호스 등을 통해 연결되어 있어, 위 원수 공급원으로부터 원수를 직접 공급받는다. 여기서, 원수 공급원은 수도꼭지(미도시) 또는 이 수도꼭지와 연결되어 수도꼭지로부터 공급되는 원수를 정화하여 출수하는 정수기(미도시) 등을 의미한다. 원수 공급원이 수도꼭지일 경우에는 급수 라인(110)의 앞단에 정수 필터(미도시)가 마련될 수 있다.
위 급수 라인(110)에는 급수용 솔레노이드 밸브(172)가 설치되어 있다. 그리고 위 급수 라인(110)은 급수용 솔레노이드 밸브(172)의 후방에서 두 갈래로 갈라져 위 전기분해부(120)의 두 부위와 연결된다.
상기 전기분해부(120)는 원수 공급원으로부터 공급되는 원수의 높은 수압에 대하여 내구성을 갖도록 구성되어야 하는데, 이러한 전기분해부(120)는 본 출원인의 등록특허 제10-1711609호(수소수 제조 모듈)에 의해 제시된바 있다. 따라서 본 발명에서는 전기분해부(120)가 위 등록특허 제10-1711609호 개시된 것과 동일하게 이루어지고, 이에 본 명세서에서는 전기분해부(120)와 관련하여 위 등록특허 제10-1711609호에 개시된 내용을 그대로 인용한다. 다만, 본 발명을 이해하는데 필요한 정도의 내용만을 추려 아래와 같이 설명한다.
전기분해부(120)는 상하로 적층된 원수 저장실(122) 및 전기분해실(124)을 포함한다. 원수 저장실(122)로는 급수 라인(110)의 원수 중 일부가 유입되고, 이 원수는 전기분해실(124) 내 산소 발생실(미도시)로 유입된다. 그리고 전기분해실(124) 내 수소 발생실(미도시)로는 급수 라인(110) 내 나머지 원수가 유입된다.
원수 저장실(122) 내부(122a)의 원수는 전기분해실(124)에서 전기분해가 일어날 때 산소 발생실에서 소모되는 것이므로, 수소 발생실로 유입되는 원수에 비해 그 양이 상대적으로 적다. 그리고 원수 저장실(122) 내부(122a)에는 원수의 수위를 일정하게 유지시키기 위해 뜨개(122b) 및 밸브(122c)가 마련되어 있다. 원수 저장실(122) 내부(122a)의 수위가 상승하여 뜨개(122b)가 상승하면 밸브(122c)가 닫혀 원수 저장실(122)로 원수가 공급될 수 없고, 반대로 수위가 하강하여 뜨개(122b)가 하강하면 밸브(122c)가 열려 원수 저장실(122)로 원수가 공급된다. 이러한 원수 저장실(122) 내부(122a)의 원수는 자중에 의해 산소 발생실로 유입된다.
전기분해실(124)은 이온교환막을 사이에 두고 위치하는 산소 발생실 및 수소 발생실을 포함한다. 이온교환막은 원수의 이동은 차단하고 양이온은 통과시킬 수 있도록 이루어져 있다. 산소 발생실에는 양극판이 위치하고, 수소 발생실에는 음극판이 위치한다. 양극판과 음극판 간에 전압이 인가되면 전기분해가 일어나고, 이때 수소 발생실에서는 수소가 발생하고 산소 발생실에서는 산소가 발생한다.
이상과 같은 전기분해부(120)의 후방에는 펌프(130)가 위치한다. 펌프(130)의 입구는 펌프 인 라인(142)을 통해 수소 발생실과 연결되고, 펌프(130)의 출구는 펌프 아웃 라인(144)을 통해 용존부(150)와 연결된다. 따라서 펌프(130)가 작동하면 수소 발생실에서 발행한 수소 및 수소 발생실 내 원수가 용존부(150)로 펌핑된다.
펌프 아웃 라인(144)과 연결된 용존부(150)의 입구는 용존부(150)의 상면에 마련되고 있고, 용존부(150)의 출구는 용존부(150)의 하면에 마련되어 있다. 그리고 용존부(150)의 상면에는 도 3에 도시된 바와 같이 노즐(152)이 마련되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이 수소 발생실로부터는 수소 및 원수가 배출되는데, 이때는 원수에 용존된 수소량이 비교적 적은 상태이다. 그런데 용존부(150)에 위와 같이 노즐(152)이 마련되면, 펌프 아웃 라인(144) 내 압력이 높아져 펌프 아웃 라인(144)의 내부에 기체의 용해도를 높일 수 있는 환경이 조성되고, 이로 인해 펌프 아웃 라인(144)을 거쳐 용존부(150)로 유입되는 과정에서 수소의 용존율이 증가하게 된다.
또한, 용존부(150)는 펌프 아웃 라인(144)의 내경보다 큰 내경을 갖는 형태이므로 원수 및 수소는 펌프 아웃 라인(144)에서 빠르게 흐르다가 용존부(150)에서 상대적으로 느리게 흐르게 되는데, 그러면 원수 및 수소가 용존부(150)에 체류하는 시간, 즉, 수소가 원수에 더 많이 용존될 수 있는 시간이 확보되어 용존부(150)의 내부에서도 수소 용존율의 향상을 실현할 수 있게 된다.
이와 같이 용존부(150)는 노즐(152)을 구비함으로써 수소의 용존율을 향상시키는 기능을 수행하는데, 이와 동일한 기능을 위해 역시 노즐을 구비하기는 하지만 그 내부 구조가 약간 다른 용존부가 앞서 선행기술문헌으로 제시한 본 출원인의 등록특허공보 제10-1562802호(수소수 제조 시스템)에 개시되어 있다. 본 발명에서의 용존부(150)로는 위 등록특허공보 제10-1562802호의 용존부도 사용될 수 있는바, 용존부와 관련하여 위 등록특허공보 제10-1562802호에 개시된 내용은 본 명세서에서도 인용한다.
상기 출수 라인(160)은 수소수를 출수하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 출수용 솔레노이드 밸브(174)가 장착된 대직경 라인(164)을 포함한다. 대직경 라인(164)으로부터 출수된 수소수는 사용자에게 곧바로 제공되는데, 이때 출수압이 너무 높으면 대직경 라인(164)으로부터 출수된 수소수가 주변으로 튀는 문제가 생기므로, 대직경 라인(164)의 내경은 수소수의 튐을 방지할 수 있을 정도로 출수압이 낮춰지도록 비교적 크게 설정된다.
출수 라인(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 소직경 라인(162)도 포함한다. 소직경 라인(162)은 용존부(150)의 출구와 대직경 라인(164)을 연결하는 라인으로서, 대직경 라인(164)의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련된다. 소직경 라인(162)의 내경은 대직경 라인(164)의 내경보다 작은 범위 내에서 적절히 선택될 수 있는데, 본 출원인의 실험 결과에 의하면 대직경 라인(164)의 내경 대비 소직경 라인(162)의 내경 비율은 62% 내외가 적당하다.
이러한 소직경 라인(162)이 마련되면, 소직경 라인(162)의 내부에 기체의 용해도를 높일 수 있는 환경이 다시 조성되는바, 용존부(150)에서 미처 용존되지 못한 수소가 수소수와 함께 소직경 라인(162)을 통과하는 동안 수소수에 추가로 용존될 수 있어 수소 용존율이 더 향상될 수 있다. 또한, 위 소직경 라인(162)은 용존부(150)의 내압을 높이는 기능도 수행하게 되므로, 용존부(150) 내에서의 수소 용존율을 향상시키는 장점도 발휘한다. 따라서 출수 라인(160)이 소직경 라인(162)을 포함하면, 출수 라인(160)이 대직경 라인(164)만으로 구성된 경우에 비해, 수소수의 수소 용존율이 더욱 향상될 수 있다.
이상과 같은 비저수식 수소수 생성 장치(100)에서는 펌프(130)의 출구부터 대직경 라인(164)의 입구까지의 구간 전체에서 수소 용존율의 향상을 실현할 수 있는 환경이 조성되는바, 사용자는 수소 용존율이 높은 수소수를 제공받을 수 있다.
한편, 상기 비저수식 수소수 생성 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 용존부(150)의 후방에 위치하는 활성탄 필터(154)를 더 포함할 수 있다. 사용자에게 제공되는 수소수에서는 전기분해실(124)에서 발생할 소지가 있는 오존으로 인해 약간의 비릿한 냄새가 날 수 있으므로, 이 문제의 완전한 해결을 위해 활성탄을 내장한 활성탄 필터(154)를 용존부(150)의 후방에 위치시킨다.
활성탄 필터(154)는 입구를 하면에 구비하고 출구를 상면에 구비하는데, 이러한 활성탄 필터(154)가 추가된 경우에는, 용존부(150)의 출구와 활성탄 필터(154)의 입구가 연결 라인(156)으로 연결되고, 활성탄 필터(154)의 출구에 앞서 설명한 소직경 라인(162)이 연결된다.
한편, 출수용 솔레노이드 밸브(174)는 펌프(130)의 작동과 연계되도록 제어된다. 구체적으로, 펌프(130)가 작동하기 시작한 시점에 출수용 솔레노이드 밸브(174)가 열리고, 펌프(130)가 정지한 시점과 동일한 시점에 출수용 솔레노이드 밸브(174)가 닫힌다.
이와 같은 방식으로 출수용 솔레노이드 밸브(174)가 펌프(130)의 작동과 연계되면, 첫째, 수소수가 출수되는 동안에는 펌프(130)의 출구부터 대직경 라인(164)의 입구까지의 구간 전체에 조성된 수소 용존율 향상 환경으로 인해 사용자에게 높은 수소 용존율의 수소수가 제공될 수 있고, 둘째, 수소수의 출수가 정지되어 있는 동안에는 펌프(130)와 출수용 솔레노이드 밸브(174) 사이의 구간에서 높은 수압이 유지되어 이미 달성된 높은 수소 용존율의 저하를 최소화할 수 있다.
급수용 솔레노이드 밸브(172)도 출수용 솔레노이드 밸브(174)와 마찬가지로 펌프(130)의 작동과 연계되도록 제어된다. 구체적으로, 펌프(130)가 작동하기 시작한 시점에 급수용 솔레노이드 밸브(172)가 열리고, 펌프(130)가 정지한 시점과 동일한 시점에 급수용 솔레노이드 밸브(172)가 닫힌다.
비저수식 수소수 생성 장치(100)에서는 수도꼭지와 같은 외부의 원수 공급원으로부터 원수가 계속해서 공급되는데, 이때 펌프(130)가 정지하였음에도 원수 공급원으로부터 공급된 원수가 계속해서 전기분해부(120)로 유입된다면 전기분해부(120)의 수소 발생실에 높은 수압이 지속적으로 작용하게 되고, 그러면 전기분해부(120)의 파손 내지 고장이 쉽게 유발될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 펌프(130)의 정지 시점에 급수용 솔레노이드 밸브(172)를 닫아 원수가 전기분해부(120)로 유입되는 것을 차단하는 것이다.
위 펌프(130) 및 솔레노이드 밸브들(172, 174)의 위와 같은 제어는 PCB와 같은 제어기(미도시)에 의해 이루어진다. 이 제어기는 전기분해실(미도시)에 마련된 한 쌍의 전극판(미도시)과 연결된 전원부(미도시)도 함께 제어하는데, 이 제어는 펌프(130)가 작동하기 시작한 시점에 한 쌍의 전극판에 전압이 인가되도록, 그리고 펌프(130)가 정지한 시점에 전압 인가가 중단되도록 이루어진다.
한편, 전기분해 시 산소 발생실에서 발생한 산소는 원수 저장실(122)로 상승하여 원수 저장실(122) 내 원수 수면의 위쪽 공간으로 모이게 된다. 본 발명에서는 이렇게 모인 산소를 원수 저장실(122) 외부로 배기하기 위해 산소 배기 라인(180)이 마련된다. 이 산소 배기 라인(180)은 원수 수면 위쪽의 원수 저장실(122) 내 공간과 원수 저장실(122) 외부 공간을 연통하는 형태로 원수 저장실(122)에 설치된다. 그리고 산소 배기 라인(180)에는 활성탄 필터(182)가 설치될 수 있는데, 이는 전기분해 시 산소와 함께 발생할 수 있는 오존이 풍기는 비릿한 냄새를 제거하기 위함이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.
100 : 비저수식 수소수 생성 장치 110 : 급수 라인
120 : 전기분해부 122 : 원수 저장실
122a : 원수 저장실 내부 122b : 뜨개
122c : 밸브 124 : 전기분해실
130 : 펌프 142 : 펌프 인 라인
144 : 펌프 아웃 라인 150 : 용존부
152 : 노즐 154 : 활성탄 필터
156 : 연결 라인 160 : 출수 라인
162 : 소직경 라인 164 : 대직경 라인
172 : 급수용 솔레노이드 밸브 174 : 출수용 솔레노이드 밸브
180 : 산소 배기 라인 184 : 활성탄 필터

Claims (4)

  1. 외부로부터 원수를 직접 공급받고, 급수용 솔레노이드 밸브를 구비하고 있으며, 상기 급수용 솔레노이드 밸브의 후방에서 두 갈래로 갈라지도록 마련되고, 상기 두 갈래의 전체 구간을 오로지 배관만으로 구성한 급수 라인;
    상기 급수 라인의 두 갈래 중 어느 하나와 직접 연결된 수소 발생실 및 나머지 하나와 직접 연결된 원수 저장실을 포함하고, 이온교환막에 의해 상기 수소 발생실과 구분된 채 상기 원수 저장실로부터 원수를 공급받도록 마련된 산소 발생실을 포함하며, 상기 산소 발생실과 수소 발생실에 각각 마련된 한 쌍의 전극판에 전압이 인가될 때 전기분해가 이루어지도록 마련된 전기분해부;
    상기 전기분해 시 상기 수소 발생실에서 발생한 수소 및 상기 수소 발생실의 원수를 상기 수소 발생실의 외부로 펌핑하도록 마련된 펌프;
    상기 펌프로부터 토출된 수소 및 원수를 공급받도록 마련되고, 상기 수소의 용존율을 높이도록 마련된 용존부; 및
    상기 용존부로부터 배출된 수소수를 출수하는 출수 라인;을 포함하고,
    상기 출수 라인은,
    상기 수소수의 출수압을 낮추어 출수하기 위한 대직경 라인; 및
    상기 대직경 라인의 내경보다 작은 내경을 갖는 배관만으로 구성되고, 상기 용존부의 출구와 상기 대직경 라인의 입구를 연결하는 소직경 라인;으로 구성되며,
    상기 급수용 솔레노이드 밸브는 상기 펌프의 작동이 시작될 때 열리고 상기 펌프의 작동이 중단될 때 닫히도록 제어되는 비저수식 수소수 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용존부의 후방에는 활성탄 필터가 마련되고, 상기 소직경 라인은 상기 활성탄 필터의 출구와 상기 대직경 라인의 입구를 연결하도록 마련되며, 상기 용존부의 출구와 상기 활성탄 필터의 입구는 연결 라인에 의해 연결된 비저수식 수소수 생성 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대직경 라인에는 출수용 솔레노이드 밸브가 설치되고, 상기 출수용 솔레노이드 밸브는 상기 펌프의 작동이 시작될 때 열리고 상기 펌프의 작동이 중단될 때 닫히도록 제어되는 비저수식 수소수 생성 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072337B1 (ko) 2019-09-27 2020-01-31 주식회사 디에스정공 수소수 제조장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013121414A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Fujidenoro Co Ltd 炭酸泉生成装置
KR101562802B1 (ko) 2014-11-10 2015-10-26 (주)휴앤스 수소수 제조 시스템
KR20150145354A (ko) 2014-06-18 2015-12-30 주식회사 솔고 바이오메디칼 정수기형 수소수 제조장치
KR101587697B1 (ko) * 2013-12-13 2016-01-22 유충춘 수소수 제조장치
KR101741969B1 (ko) * 2017-01-09 2017-05-31 트러스트 네트워크 실시간 대용량 수소수 제조장치
KR101741043B1 (ko) 2015-04-13 2017-06-16 주식회사 솔고 바이오메디칼 직수형 수소수 제공장치
KR101755309B1 (ko) 2015-09-04 2017-07-10 주식회사 솔고 바이오메디칼 간이형 수소수 제공장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104058544B (zh) * 2014-07-15 2015-07-22 昆明水啸科技有限公司 小分子富氢水的制备方法及设备
CN104707494A (zh) * 2015-03-30 2015-06-17 上海纳诺巴伯纳米科技有限公司 一种超饱和氢气溶液的制备装置及其制备方法
KR101711609B1 (ko) * 2015-10-29 2017-03-02 (주)휴앤스 수소수 제조 모듈
JP2017087168A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 シャープ株式会社 水素含有水生成装置および水素含有水の生成方法
KR101736273B1 (ko) * 2016-02-24 2017-05-17 주식회사 에이치티시 수소수 제조장치
JP6169762B1 (ja) * 2016-08-02 2017-07-26 ＭｉＺ株式会社 水素水の生成方法
KR101810149B1 (ko) * 2017-03-14 2017-12-19 (주)케이엔비코퍼레이션 수소수 제조장치
CN206886779U (zh) * 2017-07-06 2018-01-16 深圳市研成创意设计有限公司 一种含氢水的制备装置
CN207958002U (zh) * 2017-11-08 2018-10-12 广州弘皓电子科技有限公司 氢气氢水一体机
CN108404693A (zh) * 2018-04-16 2018-08-17 凡吾科技(上海)有限公司 一种气液混合装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013121414A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Fujidenoro Co Ltd 炭酸泉生成装置
KR101587697B1 (ko) * 2013-12-13 2016-01-22 유충춘 수소수 제조장치
KR20150145354A (ko) 2014-06-18 2015-12-30 주식회사 솔고 바이오메디칼 정수기형 수소수 제조장치
KR101562802B1 (ko) 2014-11-10 2015-10-26 (주)휴앤스 수소수 제조 시스템
KR101741043B1 (ko) 2015-04-13 2017-06-16 주식회사 솔고 바이오메디칼 직수형 수소수 제공장치
KR101755309B1 (ko) 2015-09-04 2017-07-10 주식회사 솔고 바이오메디칼 간이형 수소수 제공장치
KR101741969B1 (ko) * 2017-01-09 2017-05-31 트러스트 네트워크 실시간 대용량 수소수 제조장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072337B1 (ko) 2019-09-27 2020-01-31 주식회사 디에스정공 수소수 제조장치

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