KR100296493B1 - Occurrence apparatus for hydrogen oxygen mixing gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수소산소혼합가스의 불꽃으로 금속을 가공하기위해 대전판들의 크기를 늘리지 않고 대전면적이 커지도록 하여 전해수단을 소형으로 제작할수 있고 또한 양질의 수소산소혼합가스를 효율적으로 발생시킬수 있도록한 수소산소혼합가스 발생장치에 관한 것으로서, 특히 전해액을 전기분해하여 수소와 산소로 전기분해하는 전해수단, 상기 전해수단에서 발생된 수소산소혼합가스를 냉각시키는 냉각수단, 그리고 상기 수소산소혼합가스중에 포함된 전해액의 수증기를 걸러주어 순수한 수소와 산소로 만드는 분리수단을 갖는 수소산소혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전해수단은 절연성을 갖는 전해통이 구비되고, 상기 전해통의 개방된 양단에 체결되어 상기 전해통의 내부에 전해액이 충진되도록하는 절연성의 커버가 구비되며, 상기 전해통의 내부에 일정한 간격을 두고 전해액에 잠긴 상태로 배열되며 혼합가스가 흐르는 가스구멍과 전해액을 따라 전류가 통전되는 통전구멍이 각각 형성된 다수개의 대전판이 구비되고, 상기 양측의 커버에는 상기 대향하는 대전판과 일정한 간격을 두고 단일극판이 각각 형성되도록 구성되어 있다.The present invention enables the electrolytic means to be made compact by increasing the charging area without increasing the size of the charging plates in order to process the metal with the flame of the hydrogen mixed oxygen gas, and to efficiently generate high quality hydrogen mixed gas. In particular, the apparatus for generating hydrogen mixed gas includes electrolytic means for electrolyzing an electrolytic solution into hydrogen and oxygen, cooling means for cooling the hydrogen mixed gas generated in the electrolytic means, and the hydrogen mixed gas. In the hydrogen-oxygen mixed gas generator having a separation means for filtering the water vapor of the prepared electrolyte into pure hydrogen and oxygen, the electrolytic means is provided with an electrolytic cell having an insulating property, is coupled to the open both ends of the electrolytic cell Insulating cover is provided to fill the inside of the electrolytic solution, the electrolytic A plurality of charging plates are arranged in a state of being immersed in the electrolyte at regular intervals in the interior of the cylinder and are provided with a gas hole through which a mixed gas flows and a conducting hole through which an electric current flows along the electrolyte solution. The monopolar plates are formed at regular intervals from the plates.
Description
본 발명은 물(전해액)을 전기분해하여 수소와 산소가스를 발생시키는 수소산소혼합가스 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양질의 수소산소혼합가스를 생산하여 납땜, 용접, 용해, 용사코팅 등의 열처리가 가능하도록 하고 다양한 분야에서 양질의 수소산소혼합가스를 사용할수 있도록한 수소산소혼합가스 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen-oxygen mixed gas generator that electrolyzes water (electrolyte) to generate hydrogen and oxygen gas, and more particularly, to produce high-quality hydrogen-oxygen mixed gas by soldering, welding, melting, thermal spraying, etc. The present invention relates to a hydrogen mixed gas generator which enables heat treatment of and enables the use of high quality hydrogen mixed gas in various fields.
일반적으로 수소산소혼합가스 발생장치는 전해액을 전기분해 하여 수소와 산소가스를 발생시키는 것으로 이는 일본 실개소60-181371호에 개시되 있다. 이는 쌍극의 전극판을 내포하는 필터.프레스타입(Filter.Press)의 전해실, 전해액용 용기, 및 이들과 호스를 통하여 연결된 펌프와 토치 등으로 구성되어 있다.In general, a hydrogen-oxygen mixed gas generator generates hydrogen and oxygen gas by electrolyzing an electrolyte, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-181371. It consists of a filter.Press type electrolytic chamber containing a bipolar electrode plate, a container for an electrolyte solution, a pump and a torch connected through these and a hose.
종래의 발생장치는 직류전류가 전해실을 통해서 통과할 때 전해액은 수소와 산소로 분해하며 수소산소혼합가스가 토치로 흘러나간다. 그리고 토치에서 가스를 연소시키면 불꽃이 발생된다. 그러나 종래의 발생장치는 몇가지 본질적인 단점이 있기 때문에 여러 가지의 방법으로 처리하기위한 이용의 제한이 있다. 특히 용접, 땜, 용해등을 할 경우이다. 또한 가스불꽃을 소화시키기 위해 전원장치를 차단할때에 불꽃이 발생장치의 내부로 스며들어가지 못하게 하는 안전장치가 없고 가스 정화장치와 가스 건조기 등도 구비되어 있지 않다. 그리고 혼합가스의 작동압력을 체크하고 자동적으로 이 압력을 유지시킬수 있는 장치도 구비되어 있지 않다.In a conventional generator, when a direct current flows through an electrolytic chamber, the electrolyte is decomposed into hydrogen and oxygen, and the hydrogen-oxygen mixed gas flows out to the torch. The combustion of the gas in the torch produces a spark. However, conventional generators have some inherent drawbacks, which limit their use for processing in various ways. Especially when welding, soldering and melting. In addition, there is no safety device to prevent the flame from penetrating into the generator when the power supply is shut off to extinguish the gas flame, and there is no gas purifier or gas dryer. There is no device for checking the operating pressure of the mixed gas and automatically maintaining this pressure.
또한 발생장치를 냉가시키는 시스템이 발생장치를 장기적으로 작동시킬 때 질이 좋은 혼합가스를 발생시킬수 없다. 왜냐하면 전해하는 동안 전해실내에 있는 전해액의 온도가 계속적으로 올라가고 전해액의 온도가 60 ∼ 65℃ 이상으로 오르면 안된다. 온도가 계속 올라가면 전해액이 증발되어 수증기로 변한 뒤 수소산소혼합가스와 함께 토치로 스며들어가고 불꽃속에서 이 전해액 수증기의 일부분이 산소와 수소로 분해할때에 불꽃 온도를 낮추어 결과적으로 많은 에너지가 소모된다. 화학에서 알게되는 것처럼 2g의 물(H2O)분자를 분해시키기 위해서 136.8Kkal의 에너지가 필요하게된다. 불꽃속에 수증기가 있게되면 용접접합점과 용해재에서 기공이 많이 생기며 이는 치명적인 결함을 일으키게된다.In addition, a system that cools the generator cannot produce good mixed gas when the generator is operated for a long time. This is because the temperature of the electrolyte in the electrolytic chamber is continuously raised during the electrolysis, and the temperature of the electrolyte should not be raised above 60 to 65 ° C. As the temperature continues to rise, the electrolyte evaporates, turns into water vapor, seeps into the torch with the hydrogen-oxygen mixed gas, and lowers the flame temperature as part of this electrolyte vapor decomposes into oxygen and hydrogen in the flame, resulting in a lot of energy consumption. As we know from chemistry, 136.8 Kkal of energy is needed to break down 2 g of water (H 2 O) molecules. The presence of water vapor in the flame creates a large amount of pores at the weld and the melt, causing fatal defects.
일본 실개평 6-69273에는 다른 실시예의 수소산소혼합가스 발생장치가 개시되 있다. 이는 전해액으로 채운 밀폐된 용기 중간부위에서 배치된 2개의 전극판을 가진 단일극의 전해실을 내포한다. 전해실의 몸체는 냉각기로 제공되고 잇으며 양측면이 냉각팬의 공기로 냉각된다. 그리고 전원장치, 안전장치, 기체를 건조시키는 필터식의 건조기, 등으로 구성된다.Japanese Patent Laid-Open No. 6-69273 discloses a hydrogen oxygen mixed gas generator of another embodiment. It contains a single pole electrolytic chamber with two electrode plates arranged in the middle of a closed vessel filled with electrolyte. The body of the electrolytic chamber is provided with a cooler and both sides are cooled by air of a cooling fan. And a power supply device, a safety device, a filter dryer for drying the gas, and the like.
그러나 종래 다른 실시예의 발생장치는 단일극의 전극판이 2개밖에 없고 전해실내에 있는 전해액의 용량이 제한되고 순환성이 없다. 알려진 바와 같이 전기분해과정의 생산력은 전해액을 통해서 통과하는 전류의 용량 및 전극판의 수량에 관해 정비례한다. 전극판이 두 개만 있을때에 용량이 많은 기체를 발생시키기 위해서 200 ∼ 300A의 전류량이 필요하고 전압이 1.8 ∼ 2.9V로 낮다. 또한 전해실의 전원장치는 부피가 크고 변압기를 포함하며 용량이 많은 전류가 전해액을 강하게 가열시키니까 전해액의 온도는 계속적으로 올라간다. 따라서 냉각기가 있음에도 불구하고 전해액을 공냉으로 냉각시키는 것은 효과적이지 못하다. 이는 전해실 몸체의 하부와 상부는 냉각팬으로 냉각되지 않으니까 전해액의 온도가 올라가게 되며 전해실의 냉각되지 않은 양측면이 전해실의 중간부위에서 멀리 떨어져 있고 전해액의 순환성이 없어서 발생장치를 오랜시간 동안 작동시킬 경우 공냉식 냉각은 전해액의 온도를 낮출수 없는 등의 단점이 있다.However, the generator of another conventional embodiment has only two electrode plates of a single pole and the capacity of the electrolyte solution in the electrolytic chamber is limited and there is no circulation. As is known, the productivity of the electrolysis process is directly proportional to the amount of current passing through the electrolyte and the number of electrode plates. When there are only two electrode plates, a current amount of 200 to 300 A is required to generate a gas having a large capacity, and the voltage is as low as 1.8 to 2.9 V. In addition, the power supply unit of the electrolytic chamber is bulky, contains a transformer, and a large current causes the electrolyte to heat up strongly, thus increasing the temperature of the electrolyte. Therefore, cooling the electrolyte by air cooling is ineffective despite the presence of a cooler. This is because the lower and upper parts of the electrolytic chamber body are not cooled by a cooling fan, which increases the temperature of the electrolyte, and the uncooled sides of the electrolytic chamber are far from the middle of the electrolytic chamber, and there is no circulation of electrolyte, which causes the generator to last long. When operating for a time, air-cooled cooling has a disadvantage in that the temperature of the electrolyte cannot be lowered.
또한 종래 다른 실시예의 발생장치는 기체를 건조하기위해 틈이 많은 필터를 이용하는 것이다. 이런 필터는 수증기를 완전히 건조시키지 못하고 발생장치가 장기간 동안 작동할때에 수분이 토치에 스며들어간다. 그리고 깨끗한 수소산소혼합가스가 연소할때에 불꽃속은 산소가 많아진다. 따라서 용융중인 금속면의 산화가 생기기 때문에 이런 불꽃으로 용접, 땜, 용해와 같은 작업을 할수 없게된다. 또한 혼합가스의 성분을 조절하고 혼합가스를 농축시키며 너무많은 산소를 제거하는 장치가 구비되어 있지 않은 등의 단점이 있다.In addition, the generator of another conventional embodiment uses a filter having a large gap to dry the gas. These filters do not completely dry the water vapor and moisture permeates the torch when the generator is running for a long time. And when clean hydrogen gas mixture is burned, the flame has more oxygen. As a result, the metal surface being melted is oxidized, which makes it impossible to perform welding, soldering or melting with such sparks. In addition, there are disadvantages such as controlling the components of the mixed gas, concentrating the mixed gas, and not providing a device for removing too much oxygen.
대한민국 실개 96-37441호에는 또 다른 수소산소혼합가스 발생장치가 개시되있다. 이는 단일의 전극과 다수개의 전극판이 스테이볼트, 너트, 볼트하우징을 가진 스페이서와 O-링 고무로 씰링 결합하여 전해액으로 중전되고 밀폐시킨 전해실 구조를 가지고 있다.Republic of Korea 96-37441 discloses another hydrogen oxygen mixed gas generator. It has an electrolytic chamber structure in which a single electrode and a plurality of electrode plates are sealed and bonded with spacers having stay bolts, nuts and bolt housings, and an O-ring rubber.
이런 타입의 전해실구조는 직류전류가 전원으로부터 단일 전극에 전류연결볼트를 통해서 연결되고 각 전극판에 전해액을 통해서 연결된다. 전해액은 각 전극판에 전류를 전달시킴으로 각 전극판의 양쪽면이 (+)와 (-)로 대전된다. 그리고 (+)쪽에서 산소가 생기고 (-)쪽에서 수소가 각각 생성된다.In this type of electrolytic chamber structure, a direct current is connected from a power supply to a single electrode through a current connection bolt and each electrode plate through an electrolyte. The electrolyte transmits a current to each electrode plate so that both sides of each electrode plate are charged with (+) and (-). Oxygen is generated on the positive side and hydrogen is generated on the negative side, respectively.
그러나 종래 또다른 실시예의 발생장치는 다음과 같은 문제점이 있다. 직류전류가 전류 연결볼트를 통하여 단일 전극의 전해조 마감판에 연결되면 전류가 저항을 가진 전해액을 통해서 통과하는 것이 아니라 전해조 마감판에 고정된 스테이볼트와 잘 결합된 너트를 통해서 통과한다. 이때 스테이볼트의 저항이 없기 때문에 달락이 생기고 전류의 용량이 많아져서 전원장치를 못쓰게 되는 문제점이 발생된다.However, the conventional generator of another embodiment has the following problems. When a DC current is connected to the electrolytic cell finish plate of a single electrode through the current connection bolt, the current is not passed through the resistive electrolyte but through the nut coupled with the stay bolt fixed to the electrolytic cell finish plate. At this time, since there is no resistance of the staybolt, there is a problem that the power supply device cannot be used due to the increase in the capacity of the current.
또한 각 전극판에 형성된 전해액 유통장공들이 하부에 나란히 위치하고 있다. 따라서 전해조가 작동할 때 전류가 제일 짧은 전로(電路) 또는 최소의 저항으로 전해액 유통장공을 통해서 바로 통전하기 때문에 전극판 들의 표면에 전체적으로 통전하지 않는다. 페러디(Faraday)의 전기분해법에 의하면 전해로 말미암아 발생된 수소와 산소의 량은 전류와 시간에 정비례하기 때문에 종래의 발생장치는 같은 전류량에 비해 수소산소혼합가스의 발생량이 저하된다.In addition, the electrolyte flow holes formed in each electrode plate are located side by side. Therefore, when the electrolyzer operates, the current flows directly through the electrolyte distribution hole with the shortest path or minimum resistance, so that the surface of the electrode plates is not energized entirely. According to Faraday's electrolysis method, since the amount of hydrogen and oxygen generated by electrolysis is directly proportional to the current and time, the generation amount of the hydrogen-oxygen mixed gas decreases compared with the same amount of current.
수산혼합가스의 생산량을 확대시키기 위해서 전극판들의 사용하는 전체면에서 전압을 증가시켜야 되고 전해조 충전실을 전해액으로 최대한 충전해야 된다. 그러나 종래 또 다른 발생장치는 이것을 충족시키지 못한다. 왜냐하면 전해실의 압력이 증가할 때 전해액이 전해액유통장공과 전해액연결니플을 통해서 전해조의 내부에서 밀어내게 되고 전해액 수주(水柱)와 가스생산성이 떨어진다.In order to increase the production of the fish-mixed gas, the voltage must be increased in the whole surface of the electrode plates and the electrolytic cell charging chamber should be filled with the electrolyte as much as possible. However, another conventional generator does not meet this. Because the pressure of the electrolyte chamber is increased, the electrolyte is pushed out of the interior of the electrolytic cell through the electrolyte flow hole and the electrolyte connection nipple, the electrolyte order and gas productivity is poor.
또한 종래 또 다른 발생장치는 방열기 역할을 하는 전극판들의 표면 사이즈가 크기 때문에 재료의 낭비가 심하고 중량이 많이 나가는 단점이 있다. 또한 수소산소혼합가스의 생산력을 높이기 위해서는 전해실을 장시간 사용해야 하는데 이때 전해실의 온도가 많이 올라가기 때문에 공냉으로는 이를 방열하는데는 한계가 있다. 전해조가 작동하는 최상의 조건은 전해액의 온도가 60 ∼ 70℃ 이다. 조건의 온도가 올라갈 경우에 수소산소혼합가스는 전해액의 수증기로 가득하며 가스질이 나빠지는 등의 문제가 생긴다. 또한 O-링 고무씰을 정착시키는 역할을 하는 볼트하우징을 가진 스페이서는 전극판들 사이에 배열되어 각 전극판들 전체를 달락시키나 이 스페이서들 때문에 전해조의 중량성이 높아지는 등의 문제가 있다.In addition, another conventional generator has a disadvantage that the waste of the material and the heavy weight because of the large surface size of the electrode plate serving as a radiator. In addition, in order to increase the productivity of the hydrogen-oxygen mixed gas, the electrolytic chamber should be used for a long time. At this time, since the temperature of the electrolytic chamber rises a lot, there is a limit in radiating it with air cooling. The best condition under which the electrolyzer operates is that the temperature of the electrolyte is 60-70 ° C. When the temperature of the condition rises, the hydrogen-oxygen mixed gas is filled with the water vapor of the electrolyte, and the gas quality is deteriorated. In addition, spacers having bolt housings that serve to fix the O-ring rubber seals are arranged between the electrode plates to allow the entirety of the electrode plates to fall, but due to the spacers, the weight of the electrolytic cell is increased.
본 발명자는 종래의 문제점을 감안하여 수소산소혼합가스 발생장치를 선출원하여 러시아특허 제1589676호로 선등록한바 있다. 이는 전원장치, 전기분해기 및 상, 하케이싱으로 구성된 가스와 거품처리 장치, 건조기, 가스혼합조절기 등을 포함하며 가스혼합조절기는 토치에서 나오는 불꽃성능을 변화시키는 휘발 첨가제의 용기로 되어 있다. 그러나 본 발명자에 의해 선등록된 이 장치는 첨가제 섞인 혼합가스가 이물질(거품, 물, 전해액)과 함께 거품처리장치에서 집합하게되며, 이러한 장치는 전해액 순환과 냉각장치 및 휘발첨가제 소비에 대한 구성이 미비하였다.In view of the conventional problems, the present inventors have previously filed a hydrogen-oxygen mixed gas generator in advance and have been registered in advance as Russian Patent No. 1589676. It includes a power supply, an electrolyzer and gas consisting of a bed and a bottom casing, a foam treatment device, a dryer, a gas mixing controller, and the like, and the gas mixing controller is a container of a volatile additive that changes the flame performance from the torch. However, this device, which is pre-registered by the inventor, collects the mixed gas mixed with additives together with the foreign matter (bubble, water, electrolyte solution) in the bubble treatment device, and this device has a configuration for electrolyte circulation, cooling device, and volatile additive consumption. It was incomplete.
본 발명은 종래의 여러 가지 문제점을 개선하고 또한 본 발명자에 의해 선등록된 수소산소혼합가스 발생장치의 보완에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 수소산소혼합가스의 불꽃으로 금속을 가공하기위해 대전판들의 크기를 늘리지 않고 대전면적이 커지도록 하여 전해수단을 소형으로 제작할수 있고 또한 양질의 수소산소혼합가스를 효율적으로 발생시킬수 있도록한 수소산소혼합가스 발생장치를 제공함에 있다.The present invention relates to the improvement of various conventional problems and to the supplementation of a hydrogen-oxygen mixed gas generator pre-registered by the present inventors, and an object of the present invention is to provide a charging plate for processing metal into a flame of hydrogen-oxygen mixed gas. The present invention provides a hydrogen mixed gas generator that enables the electrolytic means to be made compact by increasing the charge area without increasing the size of the fuel cell and can efficiently generate high quality hydrogen mixed gas.
도 1은 본 발명 수소산소혼합가스 발생장치의 계통도1 is a system diagram of the hydrogen oxygen mixed gas generator of the present invention
도 2는 본 발명 전해수단의 단면도2 is a cross-sectional view of the electrolytic means of the present invention
도 3은 도 2의 A - A선 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 본 발명 대전판의 전기흐름을 나타낸 개략도Figure 4 is a schematic diagram showing the electrical flow of the charging plate of the present invention
도 5는 본 발명 대전판의 일부 발췌 단면도5 is a partial cross-sectional view of the present invention charging plate
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
100 : 전해수단 101 : 전해통100: electrolysis means 101: electrolytic cell
102 : 커버 103 : 대전판102: cover 103: charging plate
104 : 가스구멍 105 : 통전구멍104: gas hole 105: energization hole
106 : 요철부 107 : 도금층106: uneven portion 107: plating layer
108 : 단일전극판 111 : 입구108: single electrode plate 111: inlet
112 : 출구 113 : 체크밸브판112 outlet 113 check valve plate
200 : 전원장치 300 : 냉각수단200: power supply device 300: cooling means
400 : 침전수단 500 : 냉각수단400: sedimentation means 500: cooling means
700 : 분리수단700: separation means
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전해액을 전기분해하여 수소와 산소로 전기분해하는 전해수단, 상기 전해수단에서 발생된 수소산소혼합가스를 냉각시키는 냉각수단, 그리고 상기 수소산소혼합가스중에 포함된 전해액의 수증기를 걸러주어 순수한 수소와 산소로 만드는 분리수단을 갖는 수소산소혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전해수단은 절연성을 갖는 전해통이 구비되고, 상기 전해통의 개방된 양단에 체결되어 상기 전해통의 내부에 전해액이 충진되도록하는 절연성의 커버가 구비되며, 상기 전해통의 내부에 일정한 간격을 두고 전해액에 잠긴 상태로 배열되며 혼합가스가 흐르는 가스구멍과 전해액을 따라 전류가 통전되는 통전구멍이 각각 형성된 다수개의 대전판이 구비되고, 상기 양측의 커버에는 상기 대향하는 대전판과 일정한 간격을 두고 단일극판이 각각 형성되도록 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electrolytic means for electrolyzing an electrolytic solution into hydrogen and oxygen, a cooling means for cooling the hydrogen mixed gas generated in the electrolytic means, and an electrolyte contained in the hydrogen mixed gas. A hydrogen-oxygen mixed gas generator having a separating means for filtering water vapor into pure hydrogen and oxygen, the electrolytic means comprising an electrolytic cell having an insulating property and fastened to both open ends of the electrolytic cell. It is provided with an insulating cover to fill the electrolyte in the interior, and arranged in a state immersed in the electrolyte at regular intervals in the interior of the electrolyte, and the gas hole through which the mixed gas flows and the current passing through the electrolyte solution A plurality of charging plates formed are provided, and covers on both sides of the cover are fixed to the opposite charging plates. The monopolar plates are formed at intervals.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 수소산소혼합가스 발생장치의 개략도 이다. 본 발명은 단일 전극판과 다수개의 대전판 들을 가진 필터.프레스 타입의 전해수단(100), 가스압을 체크하는 전기접촉 압력계(P)와 함께 전해실 내부로 전기를 공급하는 전원장치(200), 냉각수공급탱크(600)로 부터 공급되는 냉각수에 의해 전해수단의전해액(물(H2O)과 수산화나트륨(NaOH)이 혼합된 것)을 냉각시키는 냉각수단(300,500)이 구비된다. 그리고 냉각수단(500)은 전해액을 침전시키는 침전수단(400)에 잠겨있다. 침전수단(400)은 전해수단(100)보다 높은 수주를 갖도록 위치되며 일정한 수주압으로 전해수단을 가압한다. 냉각수단(300)은 2중관으로 구성되어 있으며 내측관으로 전해액이 통과하고 내측관을 감싸는 상태로 냉각수가 순환되도록 구성된다. 그리고 냉각수단(500)은 전해액이 충진된 침전수단(400) 내부에 잠겨 있다.1 is a schematic view of the hydrogen oxygen mixed gas generator of the present invention. The present invention is a filter having a single electrode plate and a plurality of charging plates. A press-type electrolytic means 100, a power supply device 200 for supplying electricity to the interior of the electrolytic chamber with an electric contact pressure gauge (P) to check the gas pressure, Cooling means (300, 500) for cooling the electrolyte (electrolyte (H 2 O) and sodium hydroxide (NaOH) mixed) of the electrolytic means by the cooling water supplied from the cooling water supply tank 600 is provided. And the cooling means 500 is locked to the precipitation means 400 for precipitating the electrolyte. Precipitation means 400 is positioned to have a higher order than the electrolytic means 100 and pressurizes the electrolytic means at a constant water pressure. Cooling means 300 is composed of a double tube and the electrolyte passes through the inner tube and is configured to circulate the cooling water in a state surrounding the inner tube. And the cooling means 500 is locked in the precipitation means 400 is filled with the electrolyte.
또한 전해수단(100)을 통하여 발생되는 수소산소혼합가스 중에서 수증기를 걸러내는 분리수단(700), 물을 보충하는 물보충탱크(100a), 혼합가스 중의 수분을 걸러주는 건조수단(800)으로 구성된다. 그리고 혼합가스에 휘발성물질을 첨가시켜 불꽃의 성질을 변화시키는 첨가수단(900)과 토치(T)로 구성된다. 모든 장치는 호스와 도관으로 연결되어 있으며 첨가수단(900)과 건조수단(800)에는 각각 제어밸브(V3)(V4)가 구비되고 이들 제어밸브(V3)(V4)를 거쳐 혼합비가 조절된 가스가 전자제어밸브(V5)와 토치(T)에 있는 버튼(B)에 의해 외부로 분사된다.In addition, the separation means 700 for filtering water vapor from the hydrogen mixed gas generated through the electrolytic means 100, the water replenishment tank (100a) for replenishing water, drying means for filtering the water in the mixed gas (800) do. And it is composed of the addition means 900 and the torch (T) for changing the properties of the flame by adding volatiles to the mixed gas. All devices are connected by hoses and conduits, and the addition means 900 and the drying means 800 are provided with control valves V3 and V4, respectively, and the mixing ratio is controlled through these control valves V3 and V4. Is injected to the outside by the button B in the electronic control valve V5 and the torch T.
이처럼 구성된 가스발생장치는 다음과 같이 동작된다. 먼저 작동하기전에 작업자는 전기접촉 압력계(P)에서 작동에 필요한 압력을 설정하고 전원장치(200)를 켜 전기분해에 적당한 조건을 만들어 준다.The gas generator thus configured is operated as follows. Before the first operation, the operator sets the pressure required for operation in the electrical contact pressure gauge (P) and turns on the power supply 200 to make suitable conditions for electrolysis.
전해수단(100)의 전해실에 있는 단일전극판에 직류전류의 전압을 공급해주면 양음극 대전판은 전해액에 의해서 전류로 충전되고 전해액을 수소와 산소로 전기분해하는 과정이 시작된다. 발생되는 수소산소혼합가스는 팽창압력에 의해 전해실에 있는 전해액의 일부를 전해실 안에서 밀어내고 그 전해액과 함께 냉각수단(300)을 거쳐서 침전수단(400) 상부로 들어간다. 이과정에서 전해액은 냉각수단(300)와 침전수단(400) 내부에 있는 냉각수단(500)에 의해 냉각된 뒤 호스를 타고 전해수단(100)으로 순환된다.When the voltage of the direct current is supplied to the single electrode plate in the electrolytic chamber of the electrolytic means 100, the positive electrode charging plate is charged with current by the electrolyte solution and the process of electrolyzing the electrolyte solution with hydrogen and oxygen begins. The generated hydrogen-oxygen mixed gas pushes a part of the electrolyte solution in the electrolyte chamber by the expansion pressure and enters the precipitation means 400 through the cooling means 300 together with the electrolyte solution. In this process, the electrolyte is cooled by the cooling means 500 in the cooling means 300 and the precipitation means 400 and then circulated to the electrolytic means 100 by a hose.
전해액이 침전된 침전수단(400)의 상부에서 전해액의 수증기와 혼합된 수소산소혼합가스는 전해실에 물을 보충하는 물보충탱크(1O0a)에 있는 물층을 통해서 통과한다. 이과정에서 수소산소혼합가스 중에 포함된 전해액의 수증기가 걸러진다. 침전수단과 물보충탱크를 거친 혼합가스는 분리수단(700)으로 들어간다. 분리수단은 계단식으로 구성된 다수개의 원추형 호퍼와 공냉파이프로 구성되어 있으며 이들 호퍼와 공냉파이프를 통과하면서 혼합가스중의 습기가 걸러진다.Hydrogen-oxygen mixed gas mixed with the water vapor of the electrolyte at the upper part of the precipitation means 400 in which the electrolyte is precipitated passes through the water layer in the water replenishment tank 100a that replenishes the electrolyte chamber with water. In this process, water vapor of the electrolyte contained in the hydrogen-oxygen mixed gas is filtered. The mixed gas passing through the settling means and the water filling tank enters the separating means 700. The separating means consists of a plurality of stepped conical hoppers and air-cooled pipes, and the moisture in the mixed gas is filtered through these hoppers and the air-cooled pipes.
분리수단(700)에서 나온 가스는 두방향으로 나뉘어 건조수단(800)과 첨가수단(9O0) 쪽으로 각각 흐른다. 첨가수단(900)에는 휘발성 물질인 아세톤, 가솔린, 알콜등이 들어 있다. 수소산소혼합가스가 이들 휘발성 물질을 통과하는 과정에서 휘발성물질이 증발하여 수소산소혼합가스에 첨가된다. 또한 건조수단은 다수개의 전극판과 부직포 등의 필터가 번갈아가며 적층된 것으로서 이들 사이로 혼합가스가 통과할때 혼합가스에 포합된 수증기가 필터에 뭍어 응축된다. 이처럼 수증기가 응축되면 각 전극판의 전기분해가 시작되어 수증기가 수소와 산소로 분리되고 수증기가 제거된다.The gas from the separating means 700 is divided into two directions and flows toward the drying means 800 and the adding means 100, respectively. The addition means 900 contains volatile acetone, gasoline, alcohol, and the like. In the course of passing the hydrogen-oxygen mixed gas through these volatile substances, the volatile substance is evaporated and added to the hydrogen-oxygen mixed gas. In addition, the drying means is a stack of alternating filters, such as a plurality of electrode plates and non-woven fabric, and the water vapor contained in the mixed gas is condensed by the filter when the mixed gas passes between them. When the water vapor condenses as described above, electrolysis of each electrode plate starts to separate the water vapor into hydrogen and oxygen and remove the water vapor.
작업자가 토치(T)에 있는 버튼(B)을 누르면 전자제어밸브(V5)가 개방되면서첨가수단(900)과 건조수단(800)으로부터의 혼합가스가 토치(T)로 공급된다. 토치로 공급되는 가스를 연소시키면 원하는 작업을 할수 있다. 금속자제를 처리하는 분야 예컨데 열처리, 절단, 용접 등에 따라 밸브(V3)(V4)들을 조절하면 첨가제가 들어간 가스와 그렇지 않은 가스량을 조절할수 있다. 또한 작업이 끝나면 버튼(B)을 누른다. 이때 전자제어밸브(V5)가 자동으로 닫히면서 토치 쪽으로의 가스공급이 중지된다.When the operator presses the button B on the torch T, the electronic control valve V5 is opened, and the mixed gas from the adding means 900 and the drying means 800 is supplied to the torch T. By burning the gas to the torch, you can do the job you want. In the field of processing metal materials, for example, by adjusting the valves V3 and V4 according to heat treatment, cutting, welding, etc., it is possible to control the amount of gas containing additives and the amount of gas that is not. When you are finished, press button (B). At this time, the electronic control valve (V5) is automatically closed and gas supply to the torch is stopped.
또한 작업하는 도중에 압력계(P)의 설정압력 보다 올라갈 경우 전기접촉 압력계(P)에 의해 전해수단(100) 쪽으로의 전기공급이 중지된다. 전기접촉 압력계는 일정압이 넘어서면 그 압력을 지시하는 바늘이 압력계에 내장된 스위치를 건드리게 되고 이때 전원장치(200)의 전원공급이 중지된다. 이와동시에 전자석으로 구성된 밸브(V1)가 열려지고 분리수단(700)에 쌓여있는 전해액이 침전수단(400)으로 흘러내린다. 또한 전해수단이 가동되는 동안 전해액에 용해되 있는 물이 가열되어 수증기로 증발되면 전해액침전수단(400)의 수주(水柱)가 떨어지게 되며 이때 이를 보충하기 위해 밸브(V2)를 수동으로 열고 물보충탱크(100a)의 물을 전해액침전수단(400)으로 보충시킨다.In addition, when the pressure rises above the set pressure of the pressure gauge P during the operation, the electric supply to the electrolytic means 100 is stopped by the electric contact pressure gauge P. When the electrical contact pressure gauge exceeds a certain pressure, a needle indicating the pressure touches a switch built in the pressure gauge, and at this time, the power supply of the power supply device 200 is stopped. At the same time, the valve (V1) consisting of an electromagnet is opened and the electrolyte accumulated in the separating means 700 flows down to the settling means 400. In addition, when the water dissolved in the electrolyte is heated and evaporated into water vapor while the electrolytic means is running, the water tank of the electrolyte settling means 400 falls, and at this time, the valve V2 is manually opened to replenish the water refill tank. The water of 100a is replenished with the electrolyte settling means 400.
도 2는 본 발명 전해수단의 단면도 이다. 내부에 전해실이 마련된 원통형의 전해통(10)이 구비된다. 전해통(101)은 비금속(유리섬유로 강화한 플라스틱, 내구성 절연재)의 절연재로 구성되며 전해통(101)의 양측 개방부는 커버(102)에 의해 밀폐된다. 커버(102)는 절연재로 구성되며 각 커버(102)의 내측면에는 전해통(101)의 외주면과 접하여 이의 누수를 차단하는 패킹(115)이 구비된다. 또한 양측커버(102)는 외주연으로 다수개의 스테이볼트(114)와 너트(114a)가 방사상으로 체결되어 전해통의 개방된 양단부가 임의로 개방되지 않도록 구성된다.2 is a cross-sectional view of the electrolytic means of the present invention. A cylindrical electrolytic cylinder 10 provided with an electrolytic chamber is provided therein. The electrolytic cell 101 is composed of an insulating material of a non-metal (plastic reinforced with glass fibers, durable insulating material) and the openings on both sides of the electrolytic cell 101 are sealed by a cover 102. The cover 102 is made of an insulating material, the inner surface of each cover 102 is provided with a packing 115 in contact with the outer peripheral surface of the electrolytic cell 101 to block its leakage. In addition, both side cover 102 is configured such that a plurality of stay bolts 114 and nuts 114a are radially fastened to the outer circumference so that both open ends of the electrolytic cell are not opened arbitrarily.
전해통(101)의 내부에는 전해통의 내주면에 그 외주면이 접하는 원판형의 대전판(103)이 다수개 구비된다. 이들 대전판(103)은 얇은 금속판으로 구성되며 이들이 일정한 간격을 유지하며 절연되도록 이들 사이사이에 절연링(116)이 설치되고 양측커버(102)의 내측면에는 각 대전판(103)을 가압하여 이들을 고정시키는 가압부(117)가 구비된다. 가압부(117)는 스테이볼트(114)를 체결하여 커버(102)가 전해통(101)에 결합되도록 할 때 함께 가압되며 이과정에서 각 대전판(103)이 고정된다.In the interior of the electrolytic cell 101, a plurality of disc-shaped charging plates 103 are provided in contact with the inner circumferential surface of the electrolytic cell. These charging plate 103 is composed of a thin metal plate and the insulating ring 116 is installed between them so that they are insulated at regular intervals and press the respective charging plate 103 on the inner surface of the cover (102) The pressurizing part 117 which fixes these is provided. The pressing unit 117 is pressed together when the cover 102 is coupled to the electrolytic cell 101 by fastening the stay bolt 114, and in this process, each charging plate 103 is fixed.
또한 각 커버(102)의 중앙에는 인접한 대전판(103) 쪽으로 연장되도록 너트(110)에 의해 고정된 전극(109)이 구비되고 각 전극(109)의 단부에 단일전극판(108)이 형성된다. 이들 단일전극판(108)은 인접한 대전판(103)과 일정한 간격을 유지하고 있으며 이들 단일전극판(108)과 각 대전판(103) 들은 물(H2O)과 수산화나트륨(NaOH)으로 구성된 전해액에 잠겨있다. 또한 일측 커버(102)의 하부에는 전해액이 전해통(101) 내부로 들어가도록 하는 입구(111)가 구비되고 입구(111)에는 역류를 방지하는 체크밸브판(113)이 설치된다. 그리고 타측 커버(102)의 상부에는 전해액 수증기와 수소산소혼합가스가 배출되도록하는 출구(113)가 각각 구비된다.In addition, an electrode 109 fixed by a nut 110 is provided at the center of each cover 102 to extend toward an adjacent charging plate 103, and a single electrode plate 108 is formed at an end of each electrode 109. . These single electrode plates 108 are kept at a constant distance from the adjacent charging plate 103, and these single electrode plates 108 and each charging plate 103 is composed of water (H 2 O) and sodium hydroxide (NaOH) Submerged in electrolyte In addition, the lower portion of the one side cover 102 is provided with an inlet 111 for allowing the electrolyte to enter the interior of the electrolytic cell 101, the inlet 111 is provided with a check valve plate 113 to prevent the back flow. And the upper part of the other side cover 102 is provided with an outlet 113 for discharging the electrolyte vapor and the hydrogen-oxygen mixed gas, respectively.
도 3은 도 2의 A - A선 단면도 이다. 각 대전판(103)의 상부에는전해액(118)에 잠기지 않는 위치로 가스구멍(104)이 형성된다. 이 가스구멍(104)은 전해과정에서 발생되는 수소산소혼합가스와 전해액의 수증기 등이 통과하여 출구(113) 쪽으로 향하도록 안내하는 역할을 한다. 그리고 각 대전판(103)의 하부에는 한 공간에서 다른 공간으로 전해액이 흘러가는 통전구멍(105)이 형성된다. 이들 통전구멍(105)은 전기유로를 형성하는 것으로서 서로에 관해서 90도의 위상차를 가지면서 엇갈리도록 각 대전판(103)에 지그재그 형태로 형성된다.3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The gas hole 104 is formed in the upper part of each charging plate 103 in the position which does not immerse in the electrolyte solution 118. FIG. The gas hole 104 serves to guide the mixture of the hydrogen oxygen mixed gas generated in the electrolysis process and the water vapor of the electrolyte toward the outlet 113. In the lower portion of each charging plate 103, a conduction hole 105 through which an electrolyte flows from one space to another space is formed. These energizing holes 105 form an electric flow path, and are formed in a zigzag form on each of the charging plates 103 so as to be staggered with a phase difference of 90 degrees with respect to each other.
직류전류는 최소의 저항조건에 의해서 통전하기 때문에 대전판(103)보다 전기저항이 낮은 전해액(118)을 통해서 통전된다. 대전판(103)들에 형성된 통전구멍(105)은 일정한 위상차를 갖고 엇갈린 상태로 형성됨으로 한 대전판에서 다른 대전판까지 통전하는 전류의 방향은 지그재그 형태로 변한다. 도 4는 이를 도식적으로 나타낸 것으로서, 이런 경우 전류가 대전판의 전체면에서 대전된다. 그리고 대전판의 양쪽면이 양극(+)과 음극(-)으로 대전되며 양극면에서 산소가 분리되고 음극면에서 수소가 분리된다.Since the DC current is energized under a minimum resistance condition, the DC current is energized through the electrolyte 118 having a lower electrical resistance than the charging plate 103. The conduction holes 105 formed in the charging plates 103 are formed in a staggered state with a constant phase difference, so that the direction of electric current flowing from one charging plate to another charging plate changes in a zigzag form. 4 shows this diagrammatically, in which case the current is charged on the entire surface of the charging plate. Both sides of the charging plate are charged with the positive electrode (+) and the negative electrode (−), and oxygen is separated from the positive electrode and hydrogen is separated from the negative electrode.
통전구멍(105)이 각 대전판을 통하여 지그재그로 형성됨으로 대전판 표면의 대전량이 증가되어 동일한 전압일 때 전해수단(100)의 수소산소혼합가스 생산력이 증가되며 전력소모가 줄어든다. 또한 전해통(101) 내부의 압력이 증가되더라도 체크밸브판(113)에 의해 전해액(118)이 입구(111) 쪽으로 역류되지 않고 전해액의 수주가 변하지 않는다. 따라서 각 대전판(103) 사이의 전해액 수주가 높게 유지되어 압력이 증가되더라도 전해수단을 장기적으로 안정되게 사용할수 있다.As the conduction hole 105 is formed in a zigzag through each charging plate, the amount of charge on the surface of the charging plate is increased to increase the hydrogen-oxygen mixed gas production capacity of the electrolytic means 100 at the same voltage, thereby reducing power consumption. In addition, even if the pressure inside the electrolytic cell 101 is increased, the electrolytic solution 118 is not flowed back toward the inlet 111 by the check valve plate 113 and the water column of the electrolytic solution does not change. Therefore, the electrolyte order between each of the charging plates 103 is maintained high, so that even if the pressure is increased, the electrolytic means can be used stably in the long term.
도 5는 본 발명 대전판의 일부 발췌 확대 단면도 이다. 대전판은 도금, 표면돌출성 대전판들 사이의 거리 등과 같은 요인에 따라 가스 생산성과 장기 사용성이 달라진다. 본 발명의 대전판들은 양측면에 요철부(106)가 무수히 많이 형성되어 있어서 동일한 크기에서 대전 표면적을 증가시켜 가스 생산량을 증가시킨다. 그리고 이들 요철부(106)는 전해통의 상측을 향해 일직선으로 형성되어 있어서 가스 등이 전해통(101)의 상부쪽으로 빠르게 이동될수 있도록 안내하는 역할을 한다. 또한 요철부(106)의 표면에는 전류를 잘 통하게 하는 니켈 등의 도금층(107)이 형성되어 있고, 대전판 들이 전해통(101)의 내부에 설치됨으로 전해수단의 크기를 줄일수 있으며 비금속으로 제작되는 커버(102)와 전해통(101) 등은 경량성, 조립편리성과 전기절연성 등을 향상시킨다.5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the electrification plate of the present invention. The charging plate varies in gas productivity and long-term use depending on factors such as plating and the distance between the protruding charging plates. The charging plate of the present invention has a large number of irregularities 106 are formed on both sides to increase the surface area of the charge at the same size to increase the gas production. And these uneven parts 106 are formed in a straight line toward the upper side of the electrolytic cell serves to guide the gas or the like can be quickly moved to the upper side of the electrolytic cell 101. In addition, the surface of the uneven portion 106 is formed with a plating layer 107 such as nickel to allow good current flow, and the charging plates are installed inside the electrolytic cell 101 to reduce the size of the electrolytic means and are made of non-metal. Cover 102 and the electrolytic cell 101 and the like to improve the light weight, ease of assembly and electrical insulation and the like.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 전해수단을 구성하는 각 대전판들이 일정한 간격을 유지하며 전해통의 내부에 잠긴 상태로 구비됨으로 전체적인 크기를 줄일수 있으며 이를 대전판 들에 형성된 통전구멍들이 서로를 향해 일정한 위상차를 가지고 엇갈리게 교대로 형성되어 있어서 전류의 흐르는 면적인 대전면적이 증가되고, 동일한 크기에서 표면적이 증가되도록 대전판들에 요철이 형성되어 가스생산량이 향상된다.As described above, according to the present invention, each of the charging plates constituting the electrolytic means is provided at a predetermined interval and is locked in the interior of the electrolytic cell so that the overall size can be reduced, and the conductive holes formed in the charging plates are directed toward each other. Since they are alternately formed with a constant phase difference, the charging area of the current flowing is increased, and irregularities are formed in the charging plates so that the surface area is increased at the same size, thereby improving gas production.
또한 전해수단으로부터 생산된 가스가 냉각수단을 거치면서 냉각된 뒤 침전수단과 분리수단에서 전해액의 수증기 등이 걸러진다. 그리고 건조수단에서 응축 및 전기분해방식에 따라 수증기가 최종적으로 걸러짐으로 수소산소혼합가스의 순도를 높일수 있다. 또한 첨가수단을 거치면서 탄소를 갖는 휘발성물질이 포함됨으로납땜, 용접, 용해, 용사코팅 등의 열처리가 가능하고 주사약앰플과 생물앰플을 납땜할수 있으며 또한 기계, 자동차, 선박산업, 그리고 전기공학, 귀금속세공, 구강의학등 다양한 분야에서 활용이 가능한 등의 효과가 있다.In addition, the gas produced from the electrolytic means is cooled while passing through the cooling means, and water vapor of the electrolyte is filtered out from the precipitation means and the separation means. In addition, the steam is finally filtered according to the condensation and electrolysis methods in the drying unit, thereby increasing the purity of the hydrogen-oxygen mixed gas. It also contains carbon-based volatiles through addition means, enabling heat treatment of soldering, welding, melting, thermal spraying, etc., and soldering injection ampoules and biological ampoules. Also, mechanical, automotive, marine, and electrical engineering and precious metals. It can be used in various fields such as porcelain and oral medicine.
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