KR100761686B1 - 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해조내에 설치되는 전극판을 진동시켜 산소/수소 혼합가스의 발생량을 상승시킬 수 있는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조에 관한 것이다. 구체적으로 전해조와, 상기 전해조내에 일정간격으로 배열 설치되며 단자에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키는 다수개의 전극판들로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전극판의 일측 상단에는 상기 전극판이 끼워지기 위한 삽입홈들을 가지며 진동수단의 작동에 따라 상기 전극판을 미세하게 진동시키는 진동막대가 설치됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조를 제시한다.

전해조, 전극판, 기포, 산소/수소 혼합가스, 진동막대, 영구자석, 전자석

Description

산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조{apparatus of generation oxygen/hydrogen gas}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소/수소 혼합가스 발생장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 전극판에 설치되는 진동막대 및 진동수단의 구성을 입체적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 산소/수소 혼합가스 발생장치의 평단면을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 전해조 18: 전극판

24: 진동막대 26: 삽입홈

28: 진동수단 30: 영구자석

32: 전자석 100: 산소/수소 혼합가스 발생장치

본 발명은 산소/수소 혼합가스 발생장치에 관한 것으로서, 특히 전해조내에 설치되는 전극판을 진동시켜 산소/수소 혼합가스의 발생량을 상승시킬 수 있는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 산소/수소 혼합가스 발생장치는 물이 전기분해되어 얻어지는 생성물인 산소 및 수소를 생산하기 위한 장치로서, (+)(-)전극이 설치된 전해조 내에 소량의 전해물질이 첨가된 물을 공급하고 직류 전압을 인가하여 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 되는 데, 통상 최적의 비율인 수소:산소=2:1의 비율로 혼합된 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 된다. 이와 같은 산소/수소 혼합가스 발생장치는 무공해 에너지원으로서 근래 심각한 환경문제로 인해 갈수록 그 중요성이 새롭게 부각되고 있다.

한편, 상기한 산소/수소 혼합가스 발생장치와 관련한 선행기술로는 대한민국 특허청 등록실용신안공보 공고번호 제 0117445 호(명칭: 산수가스 발생기의 전해조 구조)(이하, 선행기술이라 함)가 있다.

상기 선행기술은 전류연결볼트를 비롯한 가스연결니플과 전해액연결니플을 가진 전해조마감판 두개를 형성하여 네개의 스테이볼트 양쪽단부에 결합하고 상기 양쪽의 전해조마감판 사이에는 사방에 볼트구멍이 형성되고, 중심 상측과 하축에 가스유통장공과 전해액유동장공이 수직 수평간으로 형성된 전극판과, 일측으로 돌출된 볼트하우징이 형성된 스페이서를 원형으로 형성하여 교호 반복적으로 결합하며 상기의 스페이스 내주연면에는 O-링으로 씰링하여 전해액충전실이 형성되게 구성함을 특징으로 하는 것이나, 이러한 선행기술은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

즉, 산소/수소 혼합가스의 발생은 전극판으로 전류를 인가하면 상기 전극판이 전해액을 전기분해시키게 되고, 이 과정에서 전극판의 표면에는 기포가 발생하게 되는 데, 이 기포속에 포함되어 있는 가스가 바로 산소/수소 혼합가스인 것이다. 즉, 상기 산소/수소 혼합가스를 포함한 기포가 전해액의 수면위로 부상한 후, 터지게 되면 기포속에 있던 산소/수소 혼합가스는 외부로 방출되어 저장탱크에 충전되어 짐으로서 에너지원으로 사용할 수 있게 되는 것이다.

하지만 전극판의 표면에 붙어있는 기포가 전극판에서 떨어져 나가며 부상하기 위해서는 전극판을 미세하게 진동시킬 수 있는 수단이 필요로 하나, 종래에는 인위적인 진동수단이 구비되지 못함에 따라 기포를 자연적으로 부상시킬 수 밖에 없으며, 이는 기포의 부상시간 지연 및 부상되는 기포량의 감소로 인해 결국 산소/수소 혼합가스 발생량을 저하시키는 원인이 되었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전해조내에 설치되는 전극판이 미세하게 진동하도록 구성하여 전극판에 붙어있는 기포가 인위적으로 신속하게 떨어져 나가며 부상하도록 함으로서 기포내에 포함되어 있는 산소/수소 혼합가스 발생량을 상승시킬 수 있도록 한 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전해조와, 상기 전해조내에 일정간격으로 배열 설치되며 단자에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키는 다수개의 전극판들로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전극판의 일측 상단에는 상기 전극판이 끼워지기 위한 삽입홈들을 가지며 진동수단의 작동에 따라 상기 전극판을 미세하게 진동시키는 진동막대가 설치됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조를 제시한다.

상기 진동수단은 상기 진동막대의 일단에 부착되는 영구자석과, 상기 영구자석과 인접하여 설치되며 외부에서 인가된 전류로 극성이 변환되며 영구자석을 흡입 및 반발시켜 진동막대를 동작시키는 전자석으로 구성함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

첨부된 도 1 내지 도 3은 산소/수소 혼합가스 발생장치의 구성을 도시하고 있다.

상기 도면들을 참조하면 산소/수소 혼합가스 발생장치(100)는 전해조(10)와, 상기 전해조(10)내에 설치되는 다수개의 전극판(18)들과, 진동막대(24) 및 상기 진동막대(24)를 진동시키는 진동수단(28)으로 구성한다.

상기 전해조(10)는 직사각의 형태로 상부는 개방되어 있고 내부에는 전해액을 수용하고 전극판(18)을 설치할 수 있는 공간(11)을 가지도록 제작한다. 상기 전 해조(10)의 일측에는 전해액이 공급되는 전해액공급유로(12a)가 형성되고, 그 타측에는 공급된 전해액을 배출하기 위한 전해액배출유로(12b)가 형성된다. 또한 상기 전해조(10)의 내측 전,후면에는 다수개의 홈(14)들이 형성되어 있으며, 이 홈(14)으로 전극판(18)이 끼워짐으로서 전극판(18)은 전해조(10)내에 고정된 상태를 유지하게 된다. 그리고 상기 전해조(10)의 전면과 후면에는 다수개의 단자(16)들이 각각 삽입되어 있으며, 이 단잔들은 상기 전극판(18)과 연결 구성되어 전극판(18)들로 전류를 인가시켜 전해액을 전기분해시키게 된다.

상기 전극판(18)은 언급한 바와 같이 외부에서 인가된 전류로 전해조(10)내에 수용된 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 된다. 이때 산소/수소 혼합가스의 발생원리는 전극판(18)이 전해액을 전기분해시키는 과정에서 전극판(18)의 표면에 기포가 발생하게 되는 데, 이 기포속에 포함되어 있는 가스가 바로 산소/수소 혼합가스이며, 상기 산소/수소 혼합가스를 포함한 기포가 전해액의 수면위로 부상한 후, 터지게 되면 기포속에 있던 산소/수소 혼합가스는 외부로 방출되어 지는 데, 이러한 원리를 이용한 것이 산소/수소 혼합가스 발생장치인 것이다. 여기서 상기 전극판(18)은 전해액과의 단면적이 증가되도록 평판형태의 금속판을 지그지그로 연속적으로 절곡시켜 제작함이 바람직하다.

상기 진동막대(24)는 상기 전극판(18)의 일측상단에 설치되는 것으로서, 이 진동막대(24)의 하단에는 상기 전극판(18)이 끼워지기 위한 다수개의 삽입홈(26)들이 일정간격을 두고 배열 형성되어 있다. 상기 진동막대(24)는 후술하는 진동수단의 구동으로 좌,우 방향으로 지속적으로 왕복 이동하며 전극판(18)들을 미세하게 진동시켜 상기 전극판(18)의 표면에 붙어있는 기포를 인위적으로 떨어뜨리는 기능을 수행한다,

상기 진동수단(28)은 상기 진동막대(24)를 진동시키는 구동수단으로서, 상기 진동막대(24)의 일단에 부착되는 영구자석(30)과, 상기 영구자석(30)과 전해조를 사이에 두고 인접하여 설치되며 외부에서 인가된 전류로 극성이 변환되며 영구자석(30)을 흡입 및 반발시켜 진동막대(24)를 진동시키게 되는 전자석(32)으로 구성한다.

즉, 상기 영구자석(30)의 극성이 S극이라고 가정하고, 상기 전자석(32)에 전류를 인가하면 전자석(32)은 극성이 S극과 N극으로 번갈아가며 변환되는 데, 이때 전자석(32)이 S극이 되면 영구자석(30)은 흡입력으로 당겨지게 되고, 전자석(32)이 N극이 되면 영구자석(30)은 반발력으로 밀려나게 된다. 즉, 이러한 자성원리를 이용하여 영구자석(30)을 당기거나 밀어주게 되면 상기 영구자석(30)에 연결되어 있는 진동막대(24) 역시 상기 영구자석(30)의 동작에 따라 좌, 우 방향으로 왕복 이동하게 되고, 따라서 상기 진동막대(24)의 삽입홈(26)에 끼워져 있는 다수개의 전극판(18)들은 미세하게 진동하게 됨으로서 전기분해시 전극판(18)의 표면에 붙어있는 기포는 전극판(18)의 진동으로 신속하게 떨어지며 전해액 수면위로 부상하게 된다. 즉, 본 발명은 상기 진동수단(28) 및 진동막대(24)를 통해 기포의 부상시간을 단축하고 부상하는 기포량을 증가시켜 산소/수소 혼합가스의 발생량을 상승시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 기술된 진동수단(28)은 언급한 바와 같이 영구자석(30) 및 전자석(32)외에 초당 20000Hz 이상의 진동수를 발생시키는 초음파를 사용하여 전극판(18)을 진동시킬 수 있으며, 이외 진동모터나 솔레노이드밸브등을 사용하여 전극판(18)을 진동시킬 수 있다.

미설명부호 20은 덮개판을 칭한 것으로서, 상기 덮개판(20)은 전해조(10)의 상면에 덮혀지며 전해조(10)내의 공간(11)을 밀폐시키는 것으로서, 이 덮개판(20)의 중앙에는 가스배출유로(22)가 형성되어 상기 전해조(10)에서 발생한 산소/수소 혼합가스를 외부로 배출시키게 된다.

이하, 상기한 구성을 가지는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 작용을 기술하기로 한다.

먼저, 전해액공급유로(12a)를 통해 전해조(10)내로 적정량의 전해액을 공급하게 되면 전해조(10)내에 설치된 전극판(18)은 전해액에 함침된 상태가 된다.

이후, 전원스위치(도면에 미 도시 함)를 "온"시키면 전극판(18)은 단자(16)를 통해 전류를 인가받아 전해액을 전기분해시키게 된다. 이때 전극판(18)의 표면에는 산소/수소 혼합가스가 포함되어 있는 기포가 발생하게 되는 데, 이 기포는 상기 전극판(18)의 표면에 붙어있는 상태에서 전극판(18)의 진동으로 떨어지며 전해액 수면위로 부상하게 된다.

즉, 전극판(18)을 통해 전해액을 전기분해시킴과 동시에 진동수단(28)인 전자석(32)으로 전원을 인가하면 상기 전자석(32)은 극성이 S극과 N극으로 번갈아가며 변환하게 되며, 이에 따라 상기 전자석(32)에 인접해 있는 영구자석(30)은 전자석(32)의 극성변환으로 흡입 및 반발되며 당겨지거나 밀려나게 된다. 즉, 상기 영 구자석(30)이 당겨지거나 밀려나게 되면 상기 영구자석(30)에 연결되어 있으며 상기 전극판(18)의 일측상단에 설치되어 있는 진동막대(24)는 좌, 우 방향으로 지속적으로 왕복 이동하게 되고, 따라서 전극판(18)은 진동막대(24)의 동작으로 미세하게 진동하게 됨으로서 기포는 전극판에서 신속하게 떨어져 나와 전해액 수면위로 부상하게 되는 것이다.

한편, 상기한 동작을 통해 가포가 수면위로 부상한 후, 터지게 되면 기포속에 있던 산소/수소 혼합가스는 외부로 방출되어 진다.

이후, 산소/수소 혼합가스는 전해조(10)의 상면에 덮혀있는 덮개판(20)에 구비된 가스배출유로(22)를 통해 배출되어 별도의 저장탱크(도면에 미 도시 함)내로 충진된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과들을 달성한다.

즉, 본 발명은 진동수단의 구동으로 동작하는 진동막대를 통해 전해조내에 설치되는 전극판이 미세하게 진동하도록 구성하여 전극판에 붙어있는 기포가 인위적으로 신속하게 떨어져 나가며 부상하도록 함으로서 기포내에 포함되어 있는 산소/수소 혼합가스 발생량을 상승시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 전해조(10)와, 상기 전해조(10)내에 일정간격으로 배열 설치되며 단자(16)에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키는 다수개의 전극판(18)들로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서,

   상기 전극판(18)의 일측 상단에는 상기 전극판(18)이 끼워지기 위한 삽입홈(26)들을 가지며 진동수단(28)의 작동에 따라 상기 전극판(18)을 미세하게 진동시키는 진동막대(24)가 설치됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진동수단(28)은;

   상기 진동막대(24)의 일단에 부착되는 영구자석(30)과;

   상기 영구자석(30)과 인접하여 설치되며 외부에서 인가된 전류로 극성이 변환되며 영구자석(30)을 흡입 및 반발시켜 진동막대(24)를 동작시키는 전자석(32)으로 구성함을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조.
3. 제 1항에 있어서,

   성기 진동수단(28)은 초음파임을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조.

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