KR100553391B1

KR100553391B1 - 수산가스 연소시스템

Info

Publication number: KR100553391B1
Application number: KR1020050090585A
Authority: KR
Inventors: 정정헌
Original assignee: 정정헌
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-02-21

Abstract

본 발명은 수산가스 연소시스템에 관한 것으로서, 물을 산소가스와 수소가스로 분해하기 위한 것으로서, 직류전원공급부(10)와 연결된 다수의 전극(31)이 내장되는 전해조(30)와; 전해조(30)로 공급되는 물의 양을 자동으로 조절하는 자동급수펌프(20)와; 전해조(30)에 저장된 물의 양을 감지함으로써 자동급수펌프(20)를 제어하는 신호를 발생하는 전해조수위감지센서(35)와; 전해조(30)로부터 발생된 수산가스를 포집하는 가스포집기(40)와; 가스포집기(40)로부터 유입된 수산가스가 그 가스포집기(40)로 다시 역류하지 않도록 하는 역류방지기(50)와; 역류방지기(50)를 경유한 수산가스를 냉각시키는 라디에이터(60)와; 라디에이터(60)를 경유한 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 기수분리기(70)와; 기수분리기(70)를 경유한 수산가스의 압력에 연동하여 직류전원공급부(10)를 제어하는 제어신호를 발생하는 압력스위치(80)와; 압력스위치(80)를 경유한 수산가스와 외부에서 공급되는 LPG 가스를 혼합하는 혼합기(90)와; 수산가스와 LPG 가스의 혼합가스를 연소시키는 버너(110)와; 혼합기(90)와 버너(110) 사이에 설치되어, 버너(110)에서의 불꽃이 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 역화방지기(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수산가스 연소시스템{a burning system using hydrogen-oxygen gas generator}

도 1은 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템의 구성도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ... 직류전원공급부 20 ... 자동급수펌프

21 ... 제1유체라인 22 ... 제2유체라인

25 ... 필터 30 ... 전해조

31 ... 전극 35 ... 전해조수위감지센서

40 ... 가스포집기 50 ... 역류방지기

51 ... 몸체 51a ... 주입밸브

52 ... 제1가스라인 53 ... 제2가스라인

60 ... 라디에이터 70 ... 기수분리기

80 ... 압력스위치 85 ... 게이지

90 ... 혼합기 95 ... LPG 탱크

100 ... 역화방지기 101 ... 몸체

102,103 ... 제3,4가스라인 102a, 103a ... 밸브

110 ... 버너

본 발명은 수산가스 연소시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 운용 효율을 높일 수 있는 수산가스 연소시스템에 관한 것이다.

수산가스 연소시스템이란, 전해조를 통하여 물을 수소와 산소(이하, 수산가스라 함)로 분해하고, 그 수산가스를 연소시킴으로써 연소열을 발생시키는 장치이다. 이러한 수산가스 연소시스템은, 물을 수소와 산소로 전기분해시키는 전해조와, 전해조에서 발생된 수산가스를 연소하는 버너와, 전해조와 버너 사이에 설치되어 버너에서 발생된 불꽃이 전해조로 역화하는 것을 방지하기 위한 역화방지기로 구성된다. 이러한 구조에 의하여, 전해조에서 발생된 수산가스는 역화방지기를 거쳐 버너로 이송되고, 수산가스는 버너에서 연소되면서 연소열을 발생시키는 것이다.

그런데, 상기한 수산가스 연소시스템에 있어서, 전해조로 일정한 양의 물이 공급되도록 관리를 하여야 하였으며, 수산가스가 과다발생할 경우 압력에 의하여 폭발의 위험성이 있었고, 물에 이물질이 포함될 경우 수산가스의 발생량이 감소한다라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전해조로 유입되는 물의 앙이 일정하도록 할 수 있고, 수산가스의 발생량을 자동으로 조절하여 그 수산가스의 과다압력에 의한 폭발의 가능성을 제거할 수 있으며, 전해조 로 유입되는 물에 포함된 이물질을 제거함으로써 발생되는 수산가스의 양을 증가시킬 수 있는 수산가스 연소시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템은,

물을 산소가스와 수소가스로 분해하기 위한 것으로서, 직류전원공급부(10)와 연결된 다수의 전극(31)이 내장되는 전해조(30); 전해조(30)로 공급되는 물의 양을 자동으로 조절하는 자동급수펌프(20); 상기 전해조(30)에 저장된 물의 양을 감지함으로써 자동급수펌프(20)를 제어하는 신호를 발생하는 전해조수위감지센서(35); 상기 전해조(30)로부터 발생된 상기 수산가스를 포집하는 가스포집기(40); 상기 가스포집기(40)로부터 유입된 상기 수산가스가 그 가스포집기(40)로 다시 역류하지 않도록 하는 역류방지기(50); 상기 역류방지기(50)를 경유한 상기 수산가스를 냉각시키는 라디에이터(60); 라디에이터(60)를 경유한 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 기수분리기(70); 상기 기수분리기(70)를 경유한 수산가스의 압력에 연동하여 직류전원공급부(10)를 제어하는 제어신호를 발생하는 압력스위치(80); 상기 압력스위치(80)를 경유한 수산가스와 외부에서 공급되는 LPG 가스를 혼합하는 혼합기(90); 상기 수산가스와 LPG 가스의 혼합가스를 연소시키는 버너(110); 상기 혼합기(90)와 버너(110) 사이에 설치되어, 상기 버너(110)에서의 불꽃이 상기 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 역화방지기(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 자동급수펌프(20)로 물을 공급하는 제2유체라인(22)에 설치되는 것으로서 물에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터(25)를 더 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 역류방지기(50)는, 상기 가스포집기(40)로부터 발생되는 가스를 상기 라디에이터(60)로 일방향으로 흐를 수 있도록 하기 위한 것으로서, 그 내부에 물이 채워진 몸체(51)와, 상기 가스포집기(40)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(51)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제1가스라인(52)과, 상기 라디에이터(60)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(51)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제2가스라인(53)을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 역류방지기(50)의 몸체(51)에는 그 내부를 볼 수 있도록 투명재질의 투명창(54)이 설치된다.

본 발명에 있어서, 상기 기수분리기(70)에는, 상기 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 제습제가 내장된다.

본 발명에 있어서, 상기 역화방지기(100)는, 상기 버너(110)에서 발생되는 불꽃이 상기 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 그 내부에 물이 채워진 몸체(101)와, 상기 혼합기(90)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(101)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제3가스라인(102)과, 상기 버너(110)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(101)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제4가스라인(103)을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템은, 물을 산소가스와 수소가스(이하, 수산가스라 한다)로 분해하기 위한 것으로서, 직류전원공급부(10)와 연결된 다수의 전극(31)이 내장되는 전해조(30)와; 전해조(30)로 공급되는 물의 양을 자동으로 조절하는 자동급수펌프(20)와; 전해조(30)에 저장된 물의 양을 감지함으로써 자동급수펌프(20)를 제어하는 신호를 발생하는 전해조수위감지센서(35)와; 전해조(30)로부터 발생된 수산가스를 포집하는 가스포집기(40)와; 가스포집기(40)로부터 유입된 수산가스가 그 가스포집기(40)로 다시 역류하지 않도록 하는 역류방지기(50)와; 역류방지기(50)를 경유한 수산가스를 냉각시키는 라디에이터(60)와; 라디에이터(60)를 경유한 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 기수분리기(70)와; 기수분리기(70)를 경유한 상기 수산가스의 압력에 연동하여 상기 직류전원공급부(10)를 제어하는 제어신호를 발생하는 압력스위치(80)와; 압력스위치(80)를 경유한 수산가스와 외부에서 공급되는 LPG 가스를 혼합하는 혼합기(90)와; 수산가스와 LPG 가스의 혼합가스를 연소시키는 버너(110)와; 혼합기(90)와 버너(110) 사이에 설치되어, 버너(110)에서의 불꽃이 상기 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 역화방지기(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

직류전원공급부(10)는 유입되는 교류전원을 직류전원으로 정류한 후 전해조(30)의 전극(31)으로 인가한다.

자동급수펌프(20)는 제1유체라인(21)을 통하여 외부의 전해조(30)로 일정한 양의 물의 유입되도록 하는 것으로서, 전해조(30)로 인가되는 수압이 일정한 값에서 벗어날 경우에 물의 유입을 줄이거나 중단한다. 예를 들면, 전해조(30) 내부에서 수산가스가 과다하게 발생하여 제1유체라인(21)에서 측정되는 수압이 1.5 ~ 2.5 kg/cm2 이상이 될 경우 자동급수펌프(20)는 제1유체라인(21)을 통하여 물의 공급을 줄이거나 중단하고, 전해조(30) 내부에서 물이 줄어들어 수압이 1.5 kg/cm2 이하가 될 경우 자동급수펌프(20)는 제1유체라인(21)을 통하여 물이 공급되도록 한다. 이때 제1유체라인(21)은 전해조(30)의 측부에 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 자동급수펌프(20)로 물을 공급하는 제2유체라인(22)에는 물에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터(25)가 장착된다. 물에 이물질이 포함될 경우, 전해조(30)에서 발생되는 수산가스의 양이 줄어듦과 동시에 많은 전력소모가 발생되는데, 이러한 이물질을 필터(25)가 제거함으로써 발생되는 수산가스의 양이 줄어드는 것을 방지하고 과다한 전력소모를 줄일 수 있다.

전해조(30)는 그 내부에 다수개의 전극(31)이 설치된 구조를 가지며, 여러개가 병렬로 연결된다.

전해조수위감지센서(35)는, 전해조(30)에 저장된 물의 수위를 감지함으로써 수위가 기준 수위보다 떨어지면 물을 공급할 수 있도록 자동급수펌프(20)를 가동하는 신호를 발생하고, 수위가 기준 수위보다 높아지면 수산가스가 발생되지 않도록 제어하는 신호를 발생한다.

가스포집기(40)는 여러개의 전해조(30)로부터 발생되는 수산가스를 포집하는 장치이다.

역류방지기(50)는 가스포집기(40)로부터 발생되는 가스를 라디에이터(60)로 일방향으로 흐를 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 역류방지기(50)는, 그 내부에 물이 채워진 몸체(51)와, 가스포집기(40)와 연결되는 것으로서 몸체(51)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제1가스라인(52)과, 라디에이터(60)와 연결되는 것으로서 몸체(51)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제2가스라인(53)을 포함하고, 몸체(51)의 상부에는 물을 주입하기 위한 주입밸브(51a)가 설치된다. 이러한 구조에 의하여, 가스포집기(40)에서 제1가스라인(52)을 통하여 유입되는 수산가스는 물(W)의 하부에서 분출된 후 물의 상부에서 모아지고, 이후 제2가스라인(53)을 통하여 라디에이터(60)로 유입된다. 따라서, 라디에이터(60)로부터 역류할 수도 있는 수산가스는 물(W)에 의하여 차단되어 제1가스라인(52)으로 흐르지 못하게 된다.

또한 역류방지기(50)의 몸체(51)에는 그 내부를 볼 수 있도록 투명재질의 투명창(54)이 설치된다. 투명창(54)을 통하여 몸체(51) 내부에 물이 저장된 정도를 확인할 수 있으며, 물이 적절한 수위를 유지하지 않을 경우에 주입밸브(51a)를 열어 물을 보충할 수 있다.

라디에이터(60)는 전해과정에서 발생된 수산가스의 열을 냉각시킨다. 즉, 전해조(30)에서 발생된 수산가스는 고온 상태를 유지하기 때문에 라디에이터(60)를 통하여 냉각시킬 필요가 있는 것이다. 이때 라디에이터(60)는 그 주위에 냉각수를 흐르게 하는 수냉식으로 구현하거나, 냉각핀(61)을 채용한 공랭식으로 구현할 수 있다.

기수분리기(70)는, 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 것으로서, 다양한 구조로 구현할 수 있으나, 본 실시예에서는 공지의 제습제가 내장된 구조로 구현하였다.

압력스위치(80)는 라디에이터(60)를 경유한 수산가스의 압력을 측정함으로써, 수산가스의 압력이 소정 범위에서 벗어날 경우 직류전원공부(10)를 제어하여 전해조(30)로 인가되는 직류전원의 양을 낮춘다. 즉, 압력스위치(80)에 인가되는 가스 압력이 1.2kg/cm2 이상이면 압력스위치(80)는 직류전원공급부(10)를 제어하여 직류전원이 전해조(30)로 인가되지 않도록 함으로써 수산가스 발생을 억제하고, 인가되는 가스 압력이 1kg/cm2 이하이면 압력스위치(80)는 직류전원공급부(10)를 제어하여 직류전원이 전해조(30)로 인가되도록 하여 수산가스가 발생되도록 한다. 이렇게 함으로써, 발생되는 수산가스의 양을 줄일 수 있으며 이에 따라 수산가스의 압력을 낮춘다.

여기서, 압력스위치(80)와 혼합기(90)를 연결하는 가스라인에는 수산가스의 압력을 표시하는 게이지(85)가 설치됨으로써, 혼합기로 적절한 가스압이 인가되는지 확인할 수 있다.

혼합기(90)는, 압력스위치(80)를 경유한 수산가스를 별도의 LPG 탱크(95)에서 공급되는 LPG 가스를 혼합한다. 혼합기(90)를 사용하는 이유는 수산가스가 열의 온도는 높은 데 칼로리가 아주 낮아서 부족한 칼로리를 보충해 주기 위함일 뿐만 아니라, 가스방출 호스의 길이가 길수록 압력손실을 LPG 가스압력으로 압력을 보충하기 위함이다. 이때 LPG 가스와 수산가스의 혼합비는 5 : 95 에서 30 : 70 정도의 범위에 있는 것이 바람직하다.

역화방지기(100)는 버너(110)에서 발생되는 불꽃이 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 역화방지기(100)는, 그 내부에 물이 채워진 몸체(101)와, 혼합기(90)와 연결되는 것으로서 몸체(101)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제3가스라인(102)과, 버너(110)와 연결되는 것으로서 몸체(101)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제4가스라인(103)을 포함한다. 이때 제3,4가스라인(102)(103)에는 혼합가스의 흐름량을 조절하는 밸브(102a)(103a)가 설치된다.

버너(110)는 역화방지기(100)를 경유한 수산가스를 연소시킴으로써 연소열을 발생시킨다. 이때 버너(110)로 LPG 가스를 함께 주입시킬 때 발생되는 연소열량을 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 수산가스 연소시스템은, 자동급수펌프나. 자동급수펌프를 제어하기 위한 전해조수위감지센서나, 직류전원공급부를 제어하기 위한 압력스위치등을 채용함으로써, 전해조로 일정한 양의 물이 공급될 수 있도록 함과 동시에 수산가스의 발생량이 일정해지도록 자동으로 조절할 수 있으며, 그 수산가스의 과다압력에 의한 폭발의 가능성을 제거할 수 있다.

또한 자동급수펌프로 유입되는 제2유체라인에 필터를 설치함으로써, 전해조로 유입되는 물에 포함된 이물질을 제거하여 발생되는 수산가스의 양을 증가시킬 수 있다라는 작용, 효과가 있다.

Claims

물을 산소가스와 수소가스로 분해하기 위한 것으로서, 직류전원공급부(10)와 연결된 다수의 전극(31)이 내장되는 전해조(30);

전해조(30)로 공급되는 물의 양을 자동으로 조절하는 자동급수펌프(20);

상기 전해조(30)에 저장된 물의 양을 감지함으로써 자동급수펌프(20)를 제어하는 신호를 발생하는 전해조수위감지센서(35);

상기 전해조(30)로부터 발생된 상기 수산가스를 포집하는 가스포집기(40);

상기 가스포집기(40)로부터 유입된 상기 수산가스가 그 가스포집기(40)로 다시 역류하지 않도록 하는 역류방지기(50);

상기 역류방지기(50)를 경유한 상기 수산가스를 냉각시키는 라디에이터(60);

라디에이터(60)를 경유한 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 기수분리기(70);

상기 기수분리기(70)를 경유한 수산가스의 압력에 연동하여 직류전원공급부(10)를 제어하는 제어신호를 발생하는 압력스위치(80);

상기 압력스위치(80)를 경유한 수산가스와 외부에서 공급되는 LPG 가스를 혼합하는 혼합기(90);

상기 수산가스와 LPG 가스의 혼합가스를 연소시키는 버너(110);

상기 혼합기(90)와 버너(110) 사이에 설치되어, 상기 버너(110)에서의 불꽃이 상기 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 역화방지기(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.
제1항에 있어서,

상기 자동급수펌프(20)로 물을 공급하는 제2유체라인(22)에 설치되는 것으로서 물에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.
제1항에 있어서,

상기 역류방지기(50)는, 상기 가스포집기(40)로부터 발생되는 가스를 상기 라디에이터(60)로 일방향으로 흐를 수 있도록 하기 위한 것으로서, 그 내부에 물이 채워진 몸체(51)와, 상기 가스포집기(40)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(51)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제1가스라인(52)과, 상기 라디에이터(60)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(51)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제2가스라인(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.
제1항에 있어서, 상기 역류방지기(50)의 몸체(51)에는 그 내부를 볼 수 있도록 투명재질의 투명창(54)이 설치된 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.
제1항에 있어서,

상기 기수분리기(70)에는, 상기 수산가스에 포함된 수증기를 제거하기 위한 제습제가 내장된 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.
제1항에 있어서,

상기 역화방지기(100)는, 상기 버너(110)에서 발생되는 불꽃이 상기 혼합기(90)로 역화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 그 내부에 물이 채워진 몸체(101)와, 상기 혼합기(90)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(101)의 하부를 관통하여 물(W)의 내부로 노출되는 제3가스라인(102)과, 상기 버너(110)와 연결되는 것으로서 상기 몸체(101)의 상부를 통하여 물(W)의 외부로 노출되는 제4가스라인(103)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수산가스 연소시스템.