KR100479472B1

KR100479472B1 - Brown gas generator

Info

Publication number: KR100479472B1
Application number: KR10-2002-0006146A
Authority: KR
Inventors: 현장수
Original assignee: 주식회사 이앤이
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2005-03-30
Also published as: US20050006228A1; WO2003066935A1; AU2002335555A1; EP1474547A1; EP1474547A4; KR20030066007A; CN1617952A; CA2475215A1

Abstract

본 발명에 의한 브라운 가스 발생장치는, 판형극판 및 절연판이, 이와 면접되는 다른 판형극판 및 절연판과 쌍을 이루어 각각 독립적으로 브라운 가스가 생성되게 하는 구조를 이루고, 상기 판형극판과 절연판이 중간 고정판을 중심으로 상하 동일한 위치에 고정되며, 각각의 상기 판형극판과 절연판이 상기 중간 고정판에 의해 일정한 간격으로 다수 체결되는 전해조와; 상기 전해조 내에 전해액이 순환되어, 상기 전해액이 열 교환되고, 부족한 상기 전해액이 보충되게 하는 전해액 조절부와; 상기 전해조 내의 전해액이 상기 전해액 조절부에 의하여 열 교환될 때, 상기 전해액 조절부 내의 열 교환기가 일정온도로 냉각되어 전해액의 온도가 조절되도록 하는 냉각부와; 상기 전해조 상부에 위치하여 브라운 가스가 한 곳으로 모두 포집되는 다단의 포집부(demister)가 포함됨을 특징으로 한다.The Brown gas generator according to the present invention has a structure in which a plate-shaped electrode plate and an insulating plate are paired with another plate-shaped electrode plate and an insulating plate to be interviewed with each other so as to independently generate brown gas, and the plate-shaped electrode plate and the insulating plate form an intermediate fixing plate. An electrolytic cell which is fixed at the same position up and down about the center, and each of the plate-shaped electrode plates and the insulating plates are fastened at regular intervals by the intermediate fixing plate; An electrolyte solution circulating in the electrolytic cell, the electrolyte solution being heat-exchanged, and the electrolyte solution being replenished; A cooling unit configured to cool the heat exchanger in the electrolyte adjusting unit to a predetermined temperature when the electrolyte in the electrolytic cell is heat exchanged by the electrolyte adjusting unit; Located in the upper part of the electrolytic cell is characterized in that it comprises a multi-stage collector (demister) to collect all the brown gas in one place.

이와 같은 본 발명에 의하면, 각각 대응되는 판형극판과 절연판이 하나의 단위를 이루어, 다른 단위에 영향을 받지 않고 각각 독립적으로 브라운 가스가 생성되므로 전기적 손실이 없이 효율적으로 브라운 가스가 생성되는 장점이 있다.According to the present invention, since the corresponding plate-shaped electrode plate and the insulating plate are each formed in one unit, the brown gas is independently generated without being affected by the other units, and thus brown gas is efficiently generated without electrical loss. .

Description

Brown's Gas Generator {BROWN GAS GENERATOR}

본 발명은 브라운 가스 발생장치에 관한 것으로, 특히 브라운 가스의 발생 수율이 증대되도록 발생장치 내에 상기 브라운 가스가 각각 독립적으로 생성되게 하는 구성으로 이루어지는 브라운 가스 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brown gas generator, and more particularly, to a brown gas generator configured to independently generate the brown gas in the generator so that the yield of brown gas is increased.

브라운 가스는 물의 전기분해에 의해 얻어지는 기체로서 수소와 산소의 함량비가 2 : 1인 혼합기체이다. 통상 물을 전기분해하면 음극에서는 수소가 얻어지고, 양극에서는 산소가 얻어지는데, 이들 가스를 분리채집하지 않고 한꺼번에 포집한 것이 브라운 가스이다.Brown gas is a gas obtained by electrolysis of water and is a mixed gas in which the content ratio of hydrogen and oxygen is 2: 1. Usually, when water is electrolyzed, hydrogen is obtained at the cathode and oxygen is obtained at the anode. Brown gas is collected at once without collecting these gases separately.

브라운 가스는 일반적인 기체와는 달리 연소시 응폭(Implosion) 현상을 유발하는 독특한 성질을 갖는다. 즉, 연소시 폭발현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공화 한다.Brown gas, unlike ordinary gases, has a unique property of causing implosion on combustion. In other words, it does not show an explosion phenomenon during combustion, but rather a flame gathers inside to form a focal point and vacuum the surroundings.

그 결과, 브라운 가스를 연소시키면 융점이 가장 높다는 텅스텐도 승화시킬 수 있을 정도의 초고온을 얻을 수 있다. As a result, the combustion of Brown gas yields an ultra-high temperature enough to sublimate tungsten, which has the highest melting point.

또한, 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지 손실이 없으므로 우수한 에너지 효율을 가지며, 그 자체에 산소를 포함하고 있으므로 연소시 별도의 산소공급이 불필요하다. 또한, 연소생성물로서 물만을 생성하므로 공해 오염문제가 없다.In addition, there is no energy loss due to radiant heat because the hot wire is not emitted to the outside, and has excellent energy efficiency, and since oxygen is included in itself, no separate oxygen supply is required during combustion. In addition, since only water is produced as a combustion product, there is no pollution problem.

상기한 장점 때문에 브라운 가스 발생장치는 성능 및 안전성을 꾸준히 개선시켜 산업 일반에 두루 사용되고 있다.도 1은 종래의 브라운 가스 발생장치의 전해조를 나타낸 개략도이다.도 1을 참조하여 종래 브라운 가스 발생장치의 전해조를 설명하면 다음과 같다.Because of the above advantages, the Brown gas generator has been steadily improved in performance and safety and is used throughout the industry. FIG. 1 is a schematic view showing an electrolytic cell of a conventional Brown gas generator. Referring to FIG. The electrolytic cell is described as follows.

국내실용신안공보(등록번호 : 20-203926(등록일자 2000.09.08))에 따르면 종래의 브라운 가스 발생장치의 전해조의 각 구성요소는 도 1에 도시된 바와 같이, 외통(320) 내부에 다수개의 내통(330a)이 절연체로 된 상하 고정판(310a, 310b)에 고정되어 있다. 이 때 내통(330a)은 전극으로 기능하는 것이며, 바람직하게는 연강표면에 무전해방법으로 니켈도금시켜 제작하고, 그 형상을 원통, 사각원통 또는 다각원통 등으로 다양하게 할 수 있다.According to the Korean Utility Model Publication (Registration No .: 20-203926 (Registration date 2000.09.08)), each component of the electrolytic cell of the conventional Brown gas generator is shown in Figure 1, a plurality of inside the outer cylinder 320 The inner cylinder 330a is fixed to the upper and lower fixing plates 310a and 310b made of an insulator. At this time, the inner cylinder 330a functions as an electrode. Preferably, the inner cylinder 330a is plated by nickel plating on the surface of the mild steel by an electroless method, and the shape thereof can be varied into a cylinder, a square cylinder, or a polygonal cylinder.

상기 전해조에 물 및 전해질(수산화칼륨(KOH))을 혼합하여 제조한 전해액을 충진한다. 중심봉(330), 직립형원통(330a)들 및 최외각원통 본체(320)는 상기 절연재질의 상하 고정판(310a,310b)에 연결되어 있어 서로 절연상태에 있으나, 각 구성부재 사이에는 전해액이 충진되어 있으므로 중심봉(330)과 최외각 직립형원통(320)에 전류를 인가하여 상기의 직립형원통(330a)은 교대로 양극(+)과 음극(-)으로 설정된다. The electrolyte is filled with an electrolyte prepared by mixing water and an electrolyte (potassium hydroxide (KOH)). The center rod 330, the upright cylinders 330a, and the outermost cylindrical body 320 are insulated from each other by being connected to the upper and lower fixing plates 310a and 310b of the insulating material, but the electrolyte is filled between each component. Therefore, the current is applied to the central rod 330 and the outermost upright cylinder 320 so that the upright cylinder 330a is alternately set to a positive electrode (+) and a negative electrode (−).

상기와 같이 다수의 직립형원통(330a)에 교대로 양극(+)과 음극(-)으로 유도되는 전류를 발생시키고 이에 의해 산소와 수소가 생성되어 산소와 수소가 혼합됨으로써 브라운 가스가 생성된다. 이러한 상기 전해조에서 전기분해에 의한 브라운 가스 생성시 필연적으로 전류에 의한 열이 발생하게 되는데, 전해조 내의 온도가 섭씨 50 ~ 60℃일 때 브라운 가스 생성량을 최대로 얻을 수 있고, 그 이상의 온도 일 때에는 브라운 가스 생성량이 현저히 감소된다. 따라서 브라운 가스 생성시 전해조 내의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면 전해조 내의 전해액 온도를 냉각시켜야 한다. As described above, a plurality of upright cylinders 330a are alternately generated with currents induced in the positive electrode (+) and the negative electrode (−), whereby oxygen and hydrogen are generated and oxygen and hydrogen are mixed to generate brown gas. When the brown gas is generated by electrolysis in the electrolytic cell, heat is inevitably generated when the brown gas is generated by electrolysis. When the temperature in the electrolytic cell is 50 to 60 ° C., the brown gas is produced at the maximum. The amount of gas produced is significantly reduced. Therefore, when the temperature in the electrolytic cell rises above a certain temperature during the generation of brown gas, the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell needs to be cooled.

상기 전해조 내의 전해액 온도를 냉각시키기 위해서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 외통의 외주면에 접하면서 넓은 열방산 면적을 갖는 핀을 형성하고, 상기 핀에 팬을 이용하여 차가운 공기를 접촉시켜 외통을 냉각시킴으로써 냉각된 외통과 접하는 전해액이 냉각되었다.In order to cool the temperature of the electrolyte in the electrolytic cell, as shown in FIG. 1, a fin having a large heat dissipation area is formed while contacting the outer circumferential surface of the outer cylinder, and the outer cylinder is contacted with cold air by using a fan. By cooling, the electrolyte solution in contact with the cooled outer cylinder was cooled.

그러나, 상기한 바와 같이 전해조를 공냉식으로 냉각하는 경우 먼저 차가운 공기에 의해 핀과 접한 외통이 냉각되고 냉각된 외통의 내주면에 전해액이 계면 접촉함으로써 냉각되므로 냉각 시간 지연에 따른 냉각성능이 저하되며, 이에 따른 냉각성능의 저하는 전해조 내의 온도를 최적의 브라운 가스 생성온도인 50 ~ 60℃로 유지하기 어렵기 때문에 브라운 가스 생산능력을 저하시킨다.However, when the electrolytic cell is cooled by air cooling as described above, the outer cylinder contacting the fins is first cooled by cold air, and the electrolyte is cooled by interfacial contact with the inner peripheral surface of the cooled outer cylinder. The lowering of the cooling performance is difficult to maintain the temperature in the electrolytic cell at 50 ~ 60 ℃, the optimum temperature of the brown gas production, thereby reducing the brown gas production capacity.

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또한, 전해조(전해판)가 원통이나 평판 또는 다각형 등으로 이루어져 전해면적을 넓혀 왔으나 상기한 원통이나 평판 또는 다각형 등으로는 전해면적을 넓히는데 한계가 있었다.In addition, the electrolytic cell (electrolytic plate) has been enlarged by the cylindrical, flat plate or polygonal electrolytic area, but there is a limit to the widened electrolytic area with the cylinder, flat plate or polygonal.

또한, 상기 전해조 내 서로 마주보는 각각의 내통(330a)사이에서만 상기 전해액이 전기 분해되어 브라운 가스가 생성되는데, 상기 전해액은 각각의 내통(330a)들 사이에만 독립적으로 존재하는 것이 아니라 다수개의 내통(330a)들에 모두 도통되도록 충만해 있으므로, 브라운가스를 생성하는 것과 관계없는 대응되지 않는 내통(330a)들 사이에서도 전압이 인가되고 전류가 통하게 되어, 결국 전기적 손실이 발생하게 되며, 이에 따라 외부에서 제공되는 전압에 비해 가스생성 효율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, the electrolyte is electrolyzed only between the respective inner cylinders 330a facing each other in the electrolytic cell to generate brown gas. The electrolyte is not independently present between the respective inner cylinders 330a, but a plurality of inner cylinders ( 330a) are filled so that they are all conductive, voltage is applied and current flows between the non-corresponding inner cylinders 330a irrelevant to generating Brown gas, resulting in electrical losses, thereby The disadvantage is that the gas generation efficiency is lower than that provided.

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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전해조 내에 전해액의 전기분해가 이루어지는 부분들이 각각 독립적으로 존재하고, 상기 독립적인 부분에 대해서 개별적으로 물 공급과 물 냉각이 이루어짐으로써, 전해조 내의 온도가 최적으로 유지될 뿐만 아니라, 브라운 가스 생성 효율이 극대화되는 브라운 가스 발생장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention was created in order to solve the above problems, wherein the electrolysis of the electrolytic solution in the electrolytic cell is present independently of each other, and the water supply and water cooling to the independent portion is made separately, It is an object of the present invention to provide a brown gas generator that not only maintains the temperature optimally but also maximizes brown gas generating efficiency.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치는, 판형극판 및 절연판이, 이와 면접되는 다른 판형극판 및 절연판과 쌍을 이루어 각각 독립적으로 브라운 가스가 생성되게 하는 구조를 이루고, 상기 판형극판과 절연판이 중간 고정판을 중심으로 상하 동일한 위치에 고정되며, 각각의 상기 판형극판과 절연판이 상기 중간 고정판에 의해 일정한 간격으로 다수 체결되는 전해조와; 상기 전해조 내에 전해액이 순환되어, 상기 전해액이 열 교환되고, 부족한 상기 전해액이 보충되게 하는 전해액 조절부와; 상기 전해조 내의 전해액이 상기 전해액 조절부에 의하여 열 교환될 때, 상기 전해액 조절부 내의 열 교환기가 일정온도로 냉각되어 전해액의 온도가 조절되도록 하는 냉각부와; 상기 전해조 상부에 위치하여 브라운 가스가 한 곳으로 모두 포집되는 다단의 포집부(demister)가 포함됨을 특징으로 한다.여기서, 상기 전해조 케이스는 절연체로 되어 있고, 상기 전해조 케이스 내부 소정의 공간에 수위센서가 더 포함되며, 상기 전해조 상부와 상기 포집부 사이에 설치되어, 상기 전해조의 하부까지 충진된 전해액이 브라운 가스 포집 과정에서 상기 포집부로 튀어오르는 것을 방지하는 다수의 구멍이 형성된 물방지막이 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 전해액 조절부에 의하여, 상기 판형극판 및 절연판과 이와 면접되는 다른 판형극판 및 절연판이 쌍을 이루어 독립적으로 브라운 가스가 생성되게 하는 각각의 구조에 독립적으로 전해액이 공급되는 것이며, 상기 다단의 포집부에는 브라운 가스의 냉각 구조가 포함되어 있음을 특징으로 한다.또한, 상기 물방지막은 다층으로 형성되고, 상기 물방지막에 형성되는 구멍을 그 상층부나 하층부에 형성되는 구멍의 위치와 엇갈리게 배열됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the brown gas generator according to the present invention has a structure in which a plate-shaped electrode plate and an insulating plate are paired with another plate-shaped electrode plate and an insulating plate to be interviewed with each other so that the brown gas is independently generated. An electrolytic cell in which the insulating plate and the insulating plate are fixed at the same position up and down about the middle fixing plate, and each of the plate-shaped electrode plates and the insulating plate are fastened at a predetermined interval by the intermediate fixing plate; An electrolyte solution circulating in the electrolytic cell, the electrolyte solution being heat-exchanged, and the electrolyte solution being replenished; A cooling unit configured to cool the heat exchanger in the electrolyte adjusting unit to a predetermined temperature when the electrolyte in the electrolytic cell is heat exchanged by the electrolyte adjusting unit; It is characterized in that it comprises a multi-stage collector (demister) located in the upper part of the electrolytic cell to collect all the brown gas in one place. Here, the electrolytic cell case is made of an insulator, the water level sensor in a predetermined space inside the electrolytic cell case Is further included, the water barrier is provided between the upper portion of the electrolytic cell and the collecting portion, a plurality of holes formed a plurality of holes formed to prevent the electrolyte solution filled up to the lower portion of the electrolytic tank to splash into the collecting portion It is characterized by. In addition, the electrolytic solution is supplied by the electrolyte control unit independently of each of the structures in which the plate-shaped electrode plate and the insulating plate and the other plate-shaped electrode plates and the insulating plate to be interviewed with each other to independently generate Brown gas, The collection portion is characterized in that the cooling structure of the Brown gas is included. The water barrier film is formed in a multi-layer, and the holes formed in the water barrier film are alternately arranged with the positions of the holes formed in the upper layer portion or the lower layer portion. It features.

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또한, 각각의 단위에 독립적으로 전해액이 제공 및 순환되므로 브라운 가스가 생성되는 최적의 온도를 유지하며, 물방지막 및 다단의 포집부등을 통해 포집된 브라운 가스를 냉각시켜 브라운 가스에 포함된 수분을 제거하게 되므로 보다 순수한 브라운 가스를 얻을 수 있는 장점이 있다.In addition, since the electrolyte is provided and circulated independently in each unit, the optimum temperature at which brown gas is generated is maintained, and the collected brown gas is cooled through a water barrier and a multistage collecting part to remove moisture contained in the brown gas. Because of this, there is an advantage to obtain a more pure brown gas.

또한, 수위센서가 전해조 내와 동일한 공간상에 존재하므로 전해조 내의 일시적인 압력변화에 따른 수위의 변화도 정확하게 판단할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the water level sensor exists in the same space as the electrolytic cell, there is an advantage that can accurately determine the change in the water level due to the temporary pressure change in the electrolytic cell.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 전해조의 측단면도(A-A')이다.단, 도 2는 브라운 가스 발생장치를 위에서 본 도면이며, 또한 전해조의 상부 즉, 포집부 부분은 전해조 내부의 구조를 설명하기 위해 도시되어 있지 않다.또한, 도 3에는 도 2에서 도시된 상기 전해조의 소정 부분에 대한 측단면도(A-A')이지만, 도 2에 도시되지 않은 포집부 부분이 도시되어 있다.Figure 2 is a block diagram of a brown gas generator according to the present invention, Figure 3 is a side cross-sectional view (A-A ') of the electrolytic cell of the brown gas generator according to the present invention. The top view, and the upper part of the electrolytic cell, that is, the collecting part, is not shown to describe the structure inside the electrolytic cell. In addition, FIG. 3 is a side cross-sectional view of a predetermined part of the electrolytic cell shown in FIG. A ′), but not shown in FIG. 2, a collection portion is shown.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 구성을 설명하면 다음과 같다. 상기 브라운 가스 발생장치는 물 및 전해질(수산화 칼륨(KOH))로 이루어진 전해액이 충진되고, 판형극판(20)과 절연판(18)이 중간 고정판(32)에 의해 체결되어 있고 상기 판형극판(20)사이에서 교대 유도전류에 의해 브라운 가스를 발생시키는 전해조(12)와, 상기 전해조(12) 내의 상기 전해액을 순환시키는 순환용 펌프(24)와, 물을 공급하는 정량 펌프(26), 냉각부(14)로 유입된 상기 전해액이 냉각된 후에 열교환되어 상기 전해조(12)내로 다시 순환되도록 하는 열 교환기(28)로 이루어져 전해액을 열 교환시키고, 부족한 전해액을 보충하는 전해액 조절부(16)와, 전해조 내의 전해액이 열 교환기(28)를 통하여 열 교환될 때 상기 열 교환기(28)를 일정 온도로 냉각시켜 결과적으로 전해액의 온도를 자동으로 냉각시키는 냉각부(14)를 포함한다. Referring to Figure 2 and 3 will be described the configuration of the Brown gas generator according to the present invention. The Brown gas generator is filled with an electrolyte consisting of water and an electrolyte (KOH), and the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 are fastened by the intermediate fixing plate 32, and the plate-shaped electrode plate 20 An electrolytic cell 12 which generates Brown gas by alternating induction current between them, a circulation pump 24 for circulating the electrolyte in the electrolytic cell 12, a metering pump 26 for supplying water, and a cooling unit ( An electrolyte control unit 16 for heat-exchanging electrolyte solution and replenishing insufficient electrolyte solution by a heat exchanger 28 which heat-exchanges and then circulates back into the electrolytic cell 12 after the electrolyte flowed into 14) is cooled. It includes a cooling unit 14 for cooling the heat exchanger 28 to a constant temperature when the electrolyte solution therein is heat exchanged through the heat exchanger 28 and consequently automatically cools the temperature of the electrolyte solution.

이하에서는 상기 전해조(12)의 구성을 좀 더 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the electrolytic cell 12 will be described in more detail.

도 3을 참조하면, 상기 전해조(12)내부에는 하부 고정판(34)과, 중간 고정판(32) 및 상기 하부 고정판(34)의 상측부와 상기 중간 고정판(32)의 하측부에 일정한 간격으로 체결된 다수의 판형극판(20), 상기 중간 고정판(32)의 상측부에 상기 판형극판이 체결된 간격과 동일한 간격으로 체결된 다수의 절연판(18)이 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, a lower fixing plate 34, an intermediate fixing plate 32, an upper side of the lower fixing plate 34, and a lower side of the intermediate fixing plate 32 are fastened at regular intervals in the electrolytic cell 12. A plurality of plate-shaped electrode plates 20 and a plurality of insulating plates 18 fastened at intervals equal to the intervals at which the plate-shaped electrode plates are fastened to upper portions of the intermediate fixing plate 32 are configured.

또한, 상기 전해조(12) 상부에는 발생된 가스를 포집하는 다단의 포집부(Demister)(30)가 설치되어 있고, 상기 전해조(12) 상부와 상기 포집부(32) 사이에는 물방지막(44)이 형성되어 있으며, 상기 포집부(32)의 최상단에는 가스 토출구(46)가 구비되어 있다.In addition, a multi-stage collector (Demister) 30 for collecting the generated gas is provided on the electrolytic cell 12, the water barrier 44 between the electrolytic cell 12 and the collecting portion 32. Is formed, and a gas discharge port 46 is provided at the uppermost end of the collecting part 32.

또한, 상기 전해조(12)의 측면 외부에는 압력센서(38)가 부착되어 있고, 상기 전해조(12)의 측면에 인접하는 면의 전해조 케이스(42) 내부 소정의 공간에는 수위 센서(도 2의 36)가 내장되어 있으며, 상기 전해조(12)의 측면과 이를 마주보는 측면 외부에는 상기 전해조 케이스(42)를 관통하는 전기인입장치(40)가 존재한다. In addition, a pressure sensor 38 is attached to the outside of the side surface of the electrolytic cell 12, and a water level sensor (36 in FIG. 2) in a predetermined space inside the electrolytic cell case 42 on a surface adjacent to the side of the electrolytic cell 12. ) Is built in, the outer side of the electrolytic cell 12 and the side facing the outer there is an electric drawing device 40 penetrating through the electrolytic cell case 42.

이하에서는 설명된 바와 같은 본 발명에 의한 브라운 가스 발생장치의 동작을 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter will be described in more detail the operation of the Brown gas generator according to the present invention as described.

상기 중간 고정판(32)과 상기 하부 고정판(34)는 절연체로 되어있으며, 상기 판형극판은 전극으로 기능하는 것으로 바람직하게는 연강표면에 무전해방법으로 니켈도금시켜 제작되며, 상기 절연판(18)은 절연체로 되어있다.The intermediate fixing plate 32 and the lower fixing plate 34 are made of an insulator, and the plate-shaped electrode plate functions as an electrode. Preferably, the middle fixing plate 32 and the lower fixing plate 34 are made of nickel plated on a mild steel surface by an electroless method. It is made of insulator.

또한, 상기 다수의 판형극판(20)과 다수의 절연판(18)은 동일한 간격으로 상기 중간 고정판(34)의 하측부와 상측부에 체결되어 있으며, 각각 면접되는 상기 판형극판(20) 및 상기 절연판(18)과 이와 대응되는 판형극판(20) 및 절연판(18)은 서로 쌍을 이루어 브라운 가스를 생성하는 독립된 구조로서 하나의 단위를 이룬다.결국 상기 판형극판(20) 및 절연판(18)이, 이와 면접되는 다른 판형극판(20) 및 절연판(18) 즉, 각각 마주보는 상기 판형극판(20)과 상기 절연판(18)은 브라운 가스를 생성하는 하나의 단위를 이루어 각각 독립적으로 브라운 가스를 생성되게 한다.In addition, the plurality of plate-shaped electrode plates 20 and the plurality of insulating plates 18 are fastened to the lower and upper portions of the intermediate fixing plate 34 at equal intervals, and the plate-shaped electrode plates 20 and the insulating plates are interviewed, respectively. 18 and the corresponding plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 are paired with each other to form a single unit as an independent structure. Finally, the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 are The other plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 that are interviewed with each other, that is, the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18, which face each other, form one unit for generating brown gas, and each independently generate brown gas. do.

이를 상세히 설명하면, 각각 마주보는 상기 판형극판(20)은 상기 전해조(12)측면을 관통하는 전기인입장치(40)에 인가되는 전압에 의해 교대로 양극(+)과 음극(-)으로 설정되며, 그 사이에 충진된 상기 전해액을 전기분해하여 브라운 가스를 생성하게 된다. In detail, each of the plate-shaped electrode plates 20 facing each other is alternately set to a positive electrode (+) and a negative electrode (−) by a voltage applied to the electric drawing device 40 penetrating the side surface of the electrolytic cell 12. , Electrolyzing the electrolyte filled therebetween to produce Brown gas.

이 때, 전해조 내에 충진되는 상기 전해액은 상기 판형극판의 최상단 즉, 상기 중간 고정판(32)의 하측부보다 높은 수위를 유지해야 한다.At this time, the electrolyte filled in the electrolytic cell must maintain a higher water level than the uppermost end of the plate-shaped electrode plate, that is, the lower side of the intermediate fixing plate 32.

종래의 기술에 의하면 이 경우 브라운 가스를 생성하는 것과 관계없는 대응되지 않는 상기 판형극판 사이에서도 도통되는 전해액에 의해 전압이 인가되고 전류가 통하게 되어, 결국 전기적 손실이 발생하게 되며, 이에 따라 외부에서 제공되는 전압에 비해 가스생성 효율이 떨어지는 단점이 있었다.According to the related art, in this case, voltage is applied and current flows through the electrolytic solution which is conducted between the plate electrodes, which are not related to the generation of Brown gas, resulting in electrical loss, thereby providing externally. Compared with the voltage, the gas generation efficiency was inferior.

이를 극복하기 위한 본 발명에 의한 상기 전해조(12)에는 상기 전해액이 상기 판형극판(20)의 최상단보다 높은 수위가 유지된다 하더라도 상기 판형극판(20)과 동일한 간격으로 상기 중간 고정판(32)에 체결되어있는 절연판(18)에 의해 대응되지 않는 상기 판형극판(20)에는 전해액이 도통되지 않게 된다.In the electrolytic cell 12 according to the present invention for overcoming this, even if the electrolyte level is maintained higher than the top end of the plate-shaped electrode plate 20 is fastened to the intermediate fixing plate 32 at the same interval as the plate-shaped electrode plate 20 Electrolyte solution is not conducted to the plate-shaped electrode plate 20 which is not supported by the insulating plate 18.

여기서, 상기 중간 고정판(32)에는 일정한 간격으로 체결되어 있는 상기 판형극판(20)과 상기 절연판(18) 사이에 구멍이 있어 하나의 단위를 이루는 상기 판형극판(20)과 상기 절연판(18)사이의 상기 중간 고정판(32) 위아래로는 상기 전해액이 도통되도록 되어 있다. 즉, 상기 판형극판(20) 및 절연판(18)이 이와 면접되는 다른 판형극판(20) 및 절연판(18)과 쌍을 이루는 각각의 독립된 구조에 대해서만 상기 전해액이 도통되며, 대응되지 않는 상기 판형극판에는 전해액이 도통되지 않게 된다. Here, the intermediate fixing plate 32 has a hole between the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 which are fastened at regular intervals between the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 forming one unit. Above and below the intermediate fixing plate 32 of the electrolyte solution is to be conducted. That is, the electrolyte is conducted only for each independent structure in which the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 are paired with another plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 to which the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 are interviewed. The electrolyte solution does not become conductive.

따라서, 인가된 전압에 의해 대응되는 상기 판형극판(20)은 전기적 손실이 없이 대응되는 상기 판형극판(20)사이에 존재하는 상기 전해액을 전기분해하여 효율적으로 브라운 가스를 생성할 수 있게 된다.Therefore, the plate-shaped electrode plate 20 corresponding to the applied voltage can efficiently generate brown gas by electrolyzing the electrolyte solution between the corresponding plate-shaped electrode plates 20 without electric loss.

또한, 상기 절연판(18)의 높이는 전기분해에 의해 가열되는 전해액의 부피팽창 및 압력상승에 의한 전해액의 수위 상승을 고려하여 충분히 높게 제작된다.In addition, the height of the insulating plate 18 is sufficiently high in consideration of the volume expansion of the electrolyte solution heated by electrolysis and the rise of the level of the electrolyte solution due to the pressure increase.

브라운 가스의 발생에 가장 적당한 온도는 알려진 바와 같이, 상기 전해조(12)내의 전해액의 온도가 약 50 ~ 60℃ 일 때이다. 그러나, 상기 전해조(12)의 온도는 전기분해 과정에서 고열이 발생되어 적절한 냉각을 해주지 않으면 온도 상승으로 인하여 브라운 가스 발생량이 현저히 감소한다. The most suitable temperature for generating Brown gas is, as is known, when the temperature of the electrolyte solution in the electrolytic cell 12 is about 50 to 60 ° C. However, if the temperature of the electrolytic cell 12 is not generated due to high heat during the electrolysis process and does not provide proper cooling, the amount of brown gas generated is significantly reduced.

따라서, 본 발명에서는 상기 전해조(12)의 일측에 상기 냉각부(14)를 구성하고, 상기 전해조(12)내의 전해액을 상기 열 교환기(28)로 순환시켜 상기 냉각부(14)에 의하여 상기 열 교환기(28)를 냉각시킴으로써 결과적으로 상기 전해액의 온도를 냉각시켜 상기 전해조(12)내의 온도를 항상 일정한 상태로 유지할 수 있도록 한다. Therefore, in the present invention, the cooling unit 14 is configured on one side of the electrolytic cell 12, and the electrolyte in the electrolytic cell 12 is circulated to the heat exchanger 28 to allow the cooling unit 14 to heat the heat. Cooling the exchanger 28 consequently cools the temperature of the electrolyte so that the temperature in the electrolytic cell 12 can always be kept constant.

이러한 역할을 하는 상기 전해액 조절부(16)은 상기 전해조(12)내의 전해액을 순환시키는 상기 순환용 펌프와 물을 공급하는 상기 정량 펌프(26) 및 상기 냉각부(14)로 유입된 상기 전해액이 냉각된 후에 열 교환되어 상기 전해조(12)내로 다시 순환되도록 하는 상기 열 교환기(28)로 이루어져 있다.The electrolytic solution controller 16 having such a role includes the circulation pump for circulating the electrolyte in the electrolytic cell 12 and the electrolyte pump introduced into the metering pump 26 and the cooling unit 14 to supply water. And the heat exchanger 28 which is then cooled and then heat exchanged to circulate back into the electrolytic cell 12.

또한, 상기 전해조(12)내의 상기 전해액이 제공 및 순환되는 것은 각각의 단위를 이루는 상기 판형극판(20)과 상기 절연판(18)에 독립적으로 이루어지며, 상기 전해액의 제공 및 순환은 상기 절연판(18)으로 유입되고 상기 판형극판(20)으로 배출되거나, 또는 상기 판형극판(20)으로 유입되고 상기 절연판(18)으로 배출될 수 있다.In addition, the providing and circulating of the electrolyte in the electrolytic cell 12 may be performed independently of the plate-shaped electrode plate 20 and the insulating plate 18 forming each unit, and the supply and circulation of the electrolyte may be performed by the insulating plate 18. ) May be introduced into the plate-shaped electrode plate 20 or may be introduced into the plate-shaped electrode plate 20 and discharged to the insulating plate 18.

도 4는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 전해조의 상부에 설치되는 포집부를 나타낸 것이다. Figure 4 shows a collecting unit installed on the upper portion of the electrolytic cell of the brown gas generator according to the present invention.

도 4를 참조하여 상기 전해조의 상부에 설치되는 포집부를 설명하면, 기존에는 각각의 전해조에 포집부가 설치되어 있었으나, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전해조(12)의 상부에 상기 전해조(12)에서 발생된 모든 브라운 가스를 한 곳으로 포집할 수 있는 상기 포집부(30)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 4, the collecting unit installed on the upper part of the electrolytic cell will be described. In the past, the collecting part was installed in each electrolytic cell. However, in the present invention, as shown in FIG. 4, the electrolytic cell is disposed on the upper part of the electrolytic cell 12. The collecting part 30 which can collect all the brown gas generated in (12) to one place is provided.

상기 포집부(30)에 포집된 브라운 가스는 물이 포함되어 있으면 브라운 가스의 특성에 악 영향을 미치므로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 포집부(30)와 상기 전해조(12)의 상부사이에 상기 전해조(12)에서 일어나는 물의 튀어오름을 방지하는 물방지막(44)이 다층으로 형성되어 있다.Brown gas collected in the collecting part 30 adversely affects the characteristics of the brown gas when water is included, as shown in FIG. 3, between the collecting part 30 and the upper part of the electrolytic cell 12. A water barrier 44 is formed in multiple layers to prevent water from splashing out of the electrolytic cell 12.

상기 물방지막(44)에는 다수의 구멍이 형성되어 있어서, 브라운 가스가 상기 구멍을 통하여 상기 포집부(30)로 유출되도록 하고, 각각의 상기 물방지막(44)에 형성되는 구멍의 위치는 상하로 대향되는 상기 물방지막(44)에 형성된 구멍의 위치와 겹치지 않도록 하여 한 곳에서라도 물의 튀어오름이 일어나지 않도록 한다. 상기에서 물방지막(44)을 여러층으로 할수록 물의 튀어오름을 극소화 할 수 있지만 너무나 층이 많으면 브라운 가스의 유출로가 막혀 포집하기 어려우므로 이를 고려하여 제작하여야 한다.A plurality of holes are formed in the water barrier film 44, so that brown gas flows out through the holes into the collecting unit 30, and the positions of the holes formed in each of the water barrier films 44 are up and down. Do not overlap with the position of the hole formed in the water barrier film 44 that is opposite to prevent the water from splashing even in one place. In the above, the water barrier layer 44 may be formed to have several layers, but the splash of water may be minimized. However, if there are too many layers, the outflow path of Brown gas is difficult to be collected and thus, it should be manufactured in consideration of this.

또한, 상기 포집부(30)는 다단의 구조를 가지고 있고, 각각의 포집부(30)는 그 자체 내에서 브라운 가스를 냉각시키는 구조를 가지고 있으므로 브라운 가스에 포함되어 있는 수분을 제거하게 되어 순수한 브라운 가스를 포집하게 되고, 상기 가스 토출구(46)에서 토출되는 상기 브라운 가스는 최종적으로 냉각장치를 거치게 되어 순수한 브라운 가스를 얻을 수 있게 된다. In addition, the collecting unit 30 has a multi-stage structure, and each collecting unit 30 has a structure that cools the brown gas in itself, thereby removing moisture contained in the brown gas, thereby purifying pure brown. The gas is collected and the brown gas discharged from the gas discharge port 46 passes through a cooling device to obtain pure brown gas.

또한 상기 포집부(30)에서 냉각된 증발 증기는 다시 상기 전해조(12)내부로 되돌아가게 되므로 상기 전해조(12)내의 전해액의 온도상승을 막을 수 있는 역할을 한다.In addition, since the evaporated vapor cooled in the collecting unit 30 is returned to the inside of the electrolytic cell 12 again, it serves to prevent the temperature rise of the electrolyte in the electrolytic cell 12.

도 5는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 수위센서를 포함하는 전해조 내부의 단면도(B-B')이다.단, 도 5는 도 2에 도시된 상기 전해조의 일정부분에 대한 단면도이지만, 도 2에서 도시되지 않은 포집부 부분이 도시되어 있다. FIG. 5 is a cross-sectional view B-B 'inside an electrolytic cell including a water level sensor of the Brown gas generator according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the electrolytic cell shown in FIG. A collection portion, not shown in 2, is shown.

도 5를 참조하여 수위센서를 포함하는 전해조 내부를 설명하면 다음과 같다.종래의 브라운 가스 발생장치는 전해조 케이스의 일부분을 관통하여 전해조 내부의 수위와 동일한 수위를 유지하게 하는 수위계를 전해조 케이스 외부에 장착하고 그 내부에 수위센서를 부착하였다.그러나, 이는 전해조 내부의 일시적인 압력변화로 인해 전해조 내의 압력과 외부에 장착된 수위계의 압력이 잠시나마 일치하지 않게 되는 경우가 발생되어, 결국 판형극판의 최상단 위로 전해액의 수위를 유지하기 위해 장착된 수위센서는 그 역할을 충분히 하지 못하게 된다. Referring to FIG. 5, an interior of an electrolytic cell including a water level sensor is as follows. The conventional Brown gas generator has a water gauge that penetrates a portion of the electrolyzer case to maintain the same level as the level in the electrolyzer. However, due to a temporary pressure change inside the electrolyzer, this may cause the pressure in the electrolyzer to be inconsistent with the pressure of the externally mounted water gauge, resulting in the top of the plate plate. The level sensor mounted to maintain the level of the electrolyte is not sufficient.

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이에 본 발명에 의한 브라운 가스 발생장치에서는 상기 전해조 케이스(42) 내부에 일정한 공간을 마련하여 상기 전해조(12)내부와 동일한 공간을 유지하게 하고, 상기 일정한 공간에 상기 수위센서(36)를 부착한다.In the Brown gas generator according to the present invention, a constant space is provided inside the electrolytic cell case 42 to maintain the same space as the inside of the electrolytic cell 12, and the water level sensor 36 is attached to the constant space. .

상기 일정한 공간이라 하면, 상기 판형극판(20)의 최상단을 최하점으로 하고 상기 절연판(18)의 일정한 높이를 최고점으로 하여 상기 전해조 케이스(42)의 내부에 마련된 소정의 공간을 말한다.The predetermined space refers to a predetermined space provided inside the electrolytic cell case 42 with the uppermost end of the plate-shaped electrode plate 20 being the lowest point and the constant height of the insulating plate 18 being the highest point.

이에 의해 상기 수위센서(36)가 부착된 공간과 상기 전해조(12)내부가 동일한 공간을 공유하게되고 압력이 일치하므로, 상기 수위센서(36)는 항상 상기 전해조(12)내의 수위를 정확하게 판단할 수 있게 된다. As a result, the space in which the water level sensor 36 is attached and the inside of the electrolytic cell 12 share the same space, and the pressure is the same, so that the water level sensor 36 can always accurately determine the water level in the electrolytic cell 12. It becomes possible.

또한, 상기 전해조 케이스(42)는 절연체로 되어 있어 상기 전해조(12)외부에서는 상기 전해조(12)내부의 전압 또는 전류의 영향을 받지 않는다.In addition, the electrolytic cell case 42 is made of an insulator, and is not affected by the voltage or current inside the electrolytic cell 12 outside the electrolytic cell 12.

상기 압력센서(38)는 상기 전해조(12)내부의 압력을 판단하여 소정의 압력을 넘은 경우에는 상기 가스제어부(50)에 신호를 주어 상기 전해조(12)에 전기공급을 중단시키고, 상기 소정의 압력이하로 떨어진 경우에는 다시 전기공급을 제공하도록 하여 브라운 가스를 생성하게 한다.The pressure sensor 38 determines the pressure inside the electrolytic cell 12 and, when a predetermined pressure is exceeded, signals the gas controller 50 to stop supply of electricity to the electrolytic cell 12, If the pressure falls below the supply of electricity, the brown gas is generated.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치에 의하면, 각각 대응되는 판형극판과 절연판이 하나의 단위를 이루어, 다른 단위에 영향을 받지 않고 각각 독립적으로 브라운 가스가 생성되므로 전기적 손실이 없이 효율적으로 브라운 가스가 생성되는 장점이 있다.As described above, according to the Brown gas generator according to the present invention, each of the corresponding plate-shaped electrode plates and the insulating plates are formed in one unit, and the Brown gas is independently generated without being affected by other units. As an advantage, brown gas is generated.

또한, 각각의 단위에 독립적으로 전해액이 제공 및 순환되므로 브라운 가스가 생성되는 최적의 온도를 유지하는 장점이 있다.In addition, since the electrolyte is provided and circulated independently in each unit, there is an advantage of maintaining the optimum temperature at which the brown gas is generated.

또한, 물방지막 및 다단의 포집부 등을 통해 포집된 브라운 가스를 냉각시켜 브라운 가스에 포함된 수분을 제거하게 되므로 보다 순수한 브라운 가스를 얻을 수 있는 장점이 있다.In addition, by cooling the collected brown gas through a water barrier and a multi-stage collecting unit, the moisture contained in the brown gas is removed, thereby obtaining a more pure brown gas.

도 1은 종래 브라운 가스 발생장치의 전해조를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing an electrolytic cell of a conventional Brown gas generator.

도 2는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 구성도.2 is a block diagram of a brown gas generator according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 전해조의 측단면도.Figure 3 is a side sectional view of an electrolytic cell of the Brown gas generator according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 전해조의 상부에 설치되는 포집부. Figure 4 is a collector installed on the upper portion of the electrolytic cell of the brown gas generator according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 브라운 가스 발생장치의 수위센서를 포함하는 전해조 내부의 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view of the interior of the electrolytic cell containing a water level sensor of the Brown gas generator according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

12 : 전해조 14 : 냉각부12 electrolytic cell 14 cooling part

16 : 전해액 조절부 18 : 절연판16: electrolyte adjusting unit 18: insulating plate

20 : 판형극판 24 : 순환용 펌프20: plate-shaped electrode plate 24: circulation pump

26 : 정량 펌프 28 : 열 교환기26: metering pump 28: heat exchanger

30 : 포집부(Demister) 32 : 중간 고정판30: Demister 32: middle fixing plate

34 : 하부 고정판 36 : 수위 센서34: lower fixing plate 36: water level sensor

38 : 압력 센서 40 : 전기인입장치38: pressure sensor 40: electric drawing device

42 : 전해조 케이스 44 : 물 방지막42: electrolytic cell case 44: water barrier

46 : 가스 토출구 50 : 가스 제어부46 gas discharge port 50 gas control unit

Claims

The plate-shaped electrode plate and the insulating plate are paired with other plate-shaped electrode plates and the insulating plate to be interviewed with each other so as to independently generate Brown gas, and the plate-shaped plate and the insulating plate are fixed at the same position up and down about the middle fixing plate, respectively. An electrolytic cell in which a plurality of plate-shaped electrode plates and insulating plates are fastened at regular intervals by the intermediate fixing plate;

An electrolyte solution circulating in the electrolytic cell, the electrolyte solution being heat-exchanged, and the insufficient electrolyte solution being replenished;

When the electrolyte in the electrolytic cell is heat exchanged by the electrolyte control unit, the heat exchanger in the electrolyte control unit is cooled to a predetermined temperature to control the temperature of the electrolyte solution,

Brown gas generator characterized in that it comprises a multi-stage collector (demister) located in the upper part of the electrolytic cell to collect all the brown gas in one place.

The method of claim 1,

The electrolyzer case is made of an insulator, and a brown gas generator, characterized in that the water level sensor is further included in a predetermined space inside the electrolyzer case.

The method of claim 1,

Brown is characterized in that it is provided between the upper portion of the electrolytic cell and the collecting portion, the water blocking film is formed with a plurality of holes formed to prevent the electrolyte solution filled to the lower portion of the electrolytic tank to bounce to the collecting portion in the Brown gas collection process Gas generator.

The method of claim 1,

Brown gas generation, characterized in that the electrolyte is supplied to each of the structure by which the plate-shaped electrode plate and the insulating plate and the other plate-shaped electrode plate and the insulating plate to be interviewed with each other so that the brown gas is independently generated. Device.

The method of claim 3, wherein

The water barrier film is formed in a multi-layer, the Brunn gas generating apparatus, characterized in that the holes formed in the water barrier film is arranged to be staggered with the position of the hole formed in the upper layer portion or the lower layer portion.

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