KR101017271B1

KR101017271B1 - 수소에너지 이용 시스템

Info

Publication number: KR101017271B1
Application number: KR1020100062997A
Authority: KR
Inventors: 박현린
Original assignee: 박현린
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-02-25

Abstract

본 발명은 수소에너지 이용 시스템에 관한 것으로서, 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 발생시키는 전력발생부와, 전력발생부를 통해 발생된 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소발생부와, 수소발생부로부터 발생된 수소를 저장하는 수소저장부와, 수소저장부로부터 유입된 수소에 기체상태의 화석연료를 혼합하고, 수소 및 화석연료의 혼합을 촉진시킬 수 있도록 수소 및 화석연료의 흐름에 와류를 발생시키는 연료혼합부와, 연료혼합부로부터 혼합된 수소 및 화석연료를 공급받고, 혼합된 수소 및 화석연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소유닛과, 연료혼합부에 화석연료를 공급하는 연료공급부를 구비한다.
본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템은 태양광과 같은 재생 에너지를 이용하여 수소를 생산하고, 화석연료와 혼합한 혼합가스를 연소시키므로 수소의 생산 비용 및 장치의 유지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

수소에너지 이용 시스템 {Hydrogen energy systems}

본 발명은 수소에너지 이용 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물분해를 통해 발생된 수소를 화석연료와 혼합하여 사용할 수 있는 수소에너지 이용 시스템에 관한 것이다.

수소 에너지는 용접기,절단기,솔더링,브레이징과 화학식품 공정, 내화성 금속제조 등에 사용되고 있고, 단위질량당 발열량이 아주 크기 때문에 로케트 연료 등에 특정적으로 사용되고 있다.

일반적으로 수소는 지구상에 화학원소로서 가장 풍부하게 존재한다. 바닷물 1kg에는 0.108g의 수소가 있다. 수소는 사용한 후에 물로 되돌아가기 때문에 화석연료와 같은 에너지 고갈에 따른 문제가 발생하지 않는다.

또한, 수소는 지구 환경문제를 궁극적으로 해결할 수 있는 청정에너지다. 기후변화 협약에 따른 온실가스 감축 목표에 관한 의정서인 교토의정서, 유엔 기후변화 협약 등에 의해 화석연료의 사용이 제약을 받고 있다. 이러한 협약서에 의해 화석연료를 대체할 수 있는 에너지로 수소에 대한 관심이 증폭되고 있다.

이와 같은 이점으로 인해 최근 지속적으로 수소에 대한 연구,개발이 이루지고 있다.

그러나 수소는 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료의 생산비용보다 수소의 생산비용이 높기 때문에 수소 에너지를 이용하는 보일러 및 소각로의 유지비용이 증가하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 태양광 또는 풍력과 같은 재생에너지를 이용하여 수소를 생산하고, 화석연료와 혼합하여 연소시키는 수소에너지 이용 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템은 태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 발생시키는 전력발생부와, 상기 전력발생부를 통해 발생된 상기 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소발생부와, 상기 수소발생부로부터 발생된 상기 수소를 저장하는 수소저장부와, 상기 수소저장부로부터 유입된 상기 수소에 기체상태의 화석연료를 혼합하고, 상기 수소 및 상기 화석연료의 혼합을 촉진시킬 수 있도록 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름에 와류를 발생시키는 연료혼합부와, 상기 연료혼합부로부터 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 공급받고, 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소유닛과, 상기 연료혼합부에 상기 화석연료를 공급하는 연료공급부를 구비한다.

상기 연료혼합부는 내부에 상기 연료공급부로부터 상기 화석연료가 공급되는 연료공급관에 연통되는 수용공간이 마련된 혼합용기와, 상기 수용공간을 제1 및 제2유동공간으로 구획할 수 있도록 상기 수용공간에 설치되며, 상기 제1 및 제2유동공간이 연통되도록 다수의 유입공이 형성된 격벽과, 상기 수소저장부로부터 상기 수소가 공급되는 수소공급관에 연통되며, 상기 제1유동공간 내에 설치되고, 상기 수소를 상기 수용공간에 분사할 수 있도록 외주면에 다수의 수소분사노즐이 마련된 수소분사관과, 상기 수소분사관과 상기 유입공 사이의 상기 제1유동공간에 설치되어, 상기 수소 및 화석연료의 유동을 간섭하여 와류를 발생시키는 메인와류발생판과, 상기 제2유동공간에 연통되게 설치되어, 상기 제1 및 제2유동공간을 통과하여 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 외부로 배출하는 혼합연료 배출관을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 수소분사노즐들은 상기 수소분사관의 외주면에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되고, 연장방향이 상기 수소분사관의 외주면에 접하도록 연장형성된다.

상기 연료혼합부는 상기 제1유동공간에 유동하는 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 상기 혼합용기의 내주면 및 상기 격벽의 외주면에, 각각 상하방향을 따라 교호적으로 돌출형성된 다수의 보조와류발생판을 더 구비한다.

상기 연료혼합부는 상기 제2유동공간에 유동하는 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 상기 제2유동공간에 설치되며, 다수의 관통구가 마련된 메쉬구조인 와류발생망을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템은 태양광과 같은 재생 에너지를 이용하여 수소를 생산하고, 화석연료와 혼합한 혼합가스를 연소시키므로 수소의 생산 비용 및 장치의 유지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템에 대한 개념도이고,
도 2는 도 1의 수소에너지 이용 시스템의 연료혼합부에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 수소에너지 이용 시스템의 연소노즐부에 대한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서는 본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템(100)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 수소에너지 이용 시스템(100)은 태양광을 이용하여 전력을 발생시키는 전력발생부(미도시)와, 전력발생부를 통해 발생된 전력을 이용하여 물을 전기분해시켜 수소를 발생시키는 수소발생부(200)와, 수소발생부(200)로부터 발생된 수소를 저장하는 수소저장부(300)와, 수소저장부(300)로부터 유입된 수소에 기체상태의 화석연료를 혼합하는 연료혼합부(400)와, 연료혼합부(400)로부터 혼합된 연료를 공급받고, 혼합된 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부(500)와, 연료혼합부(400)에 화석연료를 공급하는 연료공급부(600)를 구비한다.

전력발생부는 태양으로부터 입사되는 태양광을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있도록 다수의 태양전지로 이루어진 태양광모듈이 마련된 태양광 발전장치인 것이 바람직하다.

이때, 도면에 도시되진 않았지만, 전력발생부는 태양광모듈의 발전효율을 향상시킬 수 있도록 태양의 직사광선이 태양광모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력 또는 기기 조작을 통해 태양의 위치를 추적해 가는 태양 추적수단을 구비할 수도 있다.

한편, 도시된 예에서는 전력발생부가 태양광을 이용하여 전기를 발생시키는 태양광 발전장치인 구조를 설명하였으나, 전력발생부는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 풍력발전장치와 같이 재생에너지를 이용한 발전장치인 것이 바람직하다.

수소발생부(200)는 전력발생부로부터 전력을 공급받아 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 장치로서, 도면에 도시되진 않았지만, 전기분해 대상 물이 수용된 전해조와, 전해조 내부에 상호 이격되게 설치된 양극봉 및 음극봉을 구비한다.

전도도를 향상시킬 수 있도록 황산, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 전해질 물질을 물에 첨가하여 전해조에 채운 상태에서 양극봉 및 음극봉에 직류 전기를 통과시켜 전해조에 수용된 물을 전기분해한다. 이때, 음극봉에서 수소가 발생하는 데, 발생된 수소를 수집하여 후술되는 수소저장부(300)로 공급한다.

수소저장부(300)는 수소발생부(200)로부터 생산된 수소를 수소저장합금을 통해 저장한다. 수소저장부(300)는 도면에 도시되진 않았지만, 소정 용량의 충전공간이 구비되며, 그 상하부에 용접에 의해 결합되는 상하부커버에 의해 밀폐공간이 제공되는 몸체와, 상부커베어 관통연결되어, 상기 몸체의 내외부로 일정 압력의 수소를 이동시키도록 설치되는 밸브체와, 상기 밸브체에 연결되어 수소가 유동되도록 하는 다공상의 관로로 이루어지는 여과체와, 상기 여과체와 둘레에 충전되는 수소저장합급과의 접촉면적을 극대화시키도록 상기 몸체의 높이방향에 길게 형성되면서 다수의 요철이 구비되고, 관로에 소정간격을 유지하면서 방사상으로 연결되는 열전도체를 포함한다.

상기 언급된 바와 같이 구성된 수소저장부(300)는 저장된 수소를 수소공급관(310)을 통해 연료혼합부(400)로 이송한다. 이때, 수소공급관(310)에는 연료혼합부(400)로 공급되는 수소의 양을 조절할 수 있도록 수소공급밸브(미도시)가 설치되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 연료혼합부(400)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료혼합부(400)는 내부에 수용공간이 마련된 혼합용기(410)와, 상기 수용공간을 제1 및 제2유동공간(421,422)으로 구획하는 격벽(420)과, 수소공급관(310)에 연통되며, 제1유동공간(421) 내에 설치되는 수소분사관(430)과, 수소분사관(430) 하측의 제1유동공간(421)에 설치되는 메인와류발생판(440)과, 메인와류발생판(440) 하측의 제1유동공간(421)에 설치되는 보조와류발생판(450)과, 제2유동공간(422)에 설치되는 와류발생망(460)과, 제2유동공간(422)에 연통되게 설치되어, 혼합용기(410) 내에 주입되어 혼합된 수소 및 화석연료를 외부로 배출하는 혼합연료배출관(470)을 구비한다.

혼합용기(410)는 내부에 수소 및 기체상태의 화석연료가 수용될 수 있도록 수용공간을 갖는 원통형으로 형성된다. 혼합용기(410)의 상면에는 후술되는 연료공급부(600)로부터 화석연료가 공급되는 연료공급관(610)이 수용공간에 연통되게 설치된다. 이때, 연료공급관(610)은 후술되는 격벽(420)에 의해 구획된 제1유동공간(421)에 대응되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 도시된 예에서는 연료공급관(610)이 혼합용기(410)의 상단면에 설치된 구조를 설명하였으나, 혼합용기(410)에 대한 연료공급관(610)의 설치위치는 혼합용기(410)에 공급되는 화석연료의 종류에 따라 설치위치를 다양하게 설정할 수 있다.

격벽(420)은 혼합용기(410)의 내주면과 격벽(420) 외주면 사이에 제1유동공간(421)이 형성되고, 격벽(420)의 내부에는 제2유동공간(422)이 마련될 수 있도록 원통형으로 형성되며, 제2유동공간(422)을 감싸도록 제1유동공간(421)이 형성될 수 있게 혼합용기(410)의 중심부에 설치되는 것이 바람직하다.

격벽(420)의 하측 외주면에는 제1유동공간(421)을 통과하는 수소 및 화석연료가 제2유동공간(422)으로 유입될 수 있도록 다수의 유입공(423)이 형성되어 있다.

수소분사관(430)은 수소공급관(310)에 연통되며, 내부에 수소공급관(310)으로부터 이송된 수소가 유동할 수 있도록 유로가 마련되고, 내부에 유동하는 수소를 외부로 배출할 수 있도록 외주면에 다수의 수소분사노즐(431)이 마련되어 있다.

수소분사관(430)은 제1유동공간(421)으로 수소를 공급할 수 있도록 제1유동공간(421) 상측에 설치되며, 격벽(420)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있도록 도넛형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 수소분사노즐들(431)은 수소분사관(430)의 외주면에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되고, 수소분사관(430)으로부터 이격되는 방향으로 연장형성되되, 연장방향이 수소분사관(430)의 외주면에 접하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 언급된 바와 같이 구성된 수소분사노즐들(431)에 의해 수소는 나선방향을 따라 제1유동공간(421) 내에 분사되어 연료공급관(610)을 통해 공급된 기체상태의 화석연료의 흐름에 와류를 발생시키므로 화석연료와의 혼합효율을 향상시킨다.

메인와류발생판(440)은 수소분사관(430)과 유입공(423) 사이에 제1유동공간(421)에 설치되어 제1유동공간(421)으로 주입되는 수소 및 화석연료의 유동을 간섭하여 와류를 발생시킨다. 도면에 도시되진 않았지만 메인와류발생판(440)은 혼합용기(410)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 원판형으로 형성되되, 중앙에 격벽(420)이 삽입되게 설치될 수 있게 격벽(420)의 외경에 대응되는 내경의 관통공이 형성되어 있다.

메인와류발생판(440)의 상면에는 제1유동공간(421)으로 주입된 수소와 기체상태의 화석연료가 통과할 수 있도록 다수의 관통구가 형성되어 있다. 상기 수소와 화석연료는 면적이 작은 다수의 관통구를 통과하면서 수소 및 화석연료의 흐름에 와류가 발생하며, 상기 와류에 의해 수소 및 화석연료의 혼합효율이 향상된다.

보조와류발생판(450)은 메인와류발생판(440)을 통과한 수소 및 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 메인와류발생판(440)의 하측에 다수개가 형성된다. 보조와류발생판(450)은 혼합용기(410)의 내주면 및 격벽(420)의 외주면에, 각각 상하방향을 따라 교호적으로 돌출형성되어 있다.

메인와류발생판(440)을 통과한 수소 및 화석연료는 다수의 보조와류발생판(450)에 충돌하면서 흐름에 와류가 발생하고, 상기 와류에 의해 수소 및 화석연료의 혼합효율이 향상된다.

와류발생망(460)은 제1유동공간(421)을 통과하여 유입공(423)을 통해 제2유동공간(422)으로 유입된 수소 및 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 제2유동공간(422)에 설치되며, 표면에는 다수의 관통구가 마련된 메쉬구조인 것이 바람직하다.

도면에 도시되진 않았지만, 와류발생망(460)은 격벽(420)에 대해 수직한 방향으로 연장형성되며, 다수개가 상하방향을 따라 상호 이격된 위치에 형성되어 있다.

혼합연료배출관(470)은 제2유동공간(422)에 연통되게 혼합용기(410)의 상면에 설치되어, 제1 및 제2유동공간(421,422)을 통과하여 혼합된 수소 및 화석연료를 외부로 배출한다. 또한, 혼합연료배출관(470)에는 연소부(500)로 공급되는 혼합연료의 양을 조절할 수 있도록 혼합연료밸브(471)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료혼합부(400)의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료공급관(610)을 통해 혼합용기(410) 내부의 제1유동공간(421)으로 기체상태의 화석연료가 주입되며, 수소공급관(310)을 통해 수소분사관(430)으로 수소저장부(300)의 수소가 주입된다.

수소분사관(430) 내부로 주입된 수소는 수소분사노즐(431)을 통해 제1유동공간(421)으로 주입된다. 이때, 다수의 수소분사노즐(431)은 수소분사관(430)의 외주면에 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되어 있어, 수소분사관(430)을 중심으로 나선방향으로 분사된다.

연료공급관(610) 및 수소분사노즐(431)을 통해 제1유동공간(421)으로 주입된 수소 및 화석연료는 메인와류발생판(440)과 다수의 보조와류발생판(450)을 통과하여 유입공(423)을 통해 제2유동공간(422)으로 유입된다. 이때, 수소 및 화석연료는 메인와류발생판(440) 및 보조와류발생판(450)에 의해 유동의 간섭되어 흐름에 와류가 발생한다. 발생된 와류에 의해 수소 및 화석연료의 혼합효율은 향상된다.

제2유동공간(422)으로 주입된 수소 및 화석연료는 와류발생망(460)을 통과하는 데 발생된 와류에 의해 혼합되며, 와류발생망(460)을 통과한 수소 및 화석연료를 혼합되어 혼합연료배출관(470)을 통해 후술되는 연소부(500)로 배출된다.

상기 언급된 바와 같이 구성된 연료혼합부(400)는 혼합용기(410) 내부에 주입된 수소 및 화석연료의 유동을 간섭하여 흐름에 와류를 발생시켜 혼합효율을 향상시키는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 연소부(500)을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연소부(500)는 연료혼합부(400)로부터 혼합된 수소 및 화석연료의 혼합연료를 공급받고, 상기 혼합연료를 연소시켜 열에너지를 발생시킨다. 연소부(500)는 연소노즐부(510)와, 열교환부(520)를 구비한다.

연소노즐부(510)는 공급된 혼합연료를 연소하며, 혼합연료노즐(530), 점화부재(550)와 산소공급탱크(540)를 구비한다.

혼합연료노즐(530)은 내부에 혼합연료배출관(470)에 연통되며, 길이방향으로 연장형성된 혼합공간(531)이 형성되어 있으며, 단부에는 혼합공간(531)을 통과한 혼합연료가 외부로 배출될 수 있게 혼합공간(531)에 연통된 배출구(532)가 마련되어 있다.

또한, 혼합연료노즐(530)은 혼합공간(531)에 산소를 공급할 수 있도록 산소공급탱크(540)로부터 산소를 공급하는 산소공급관(541)이 혼합공간(531)에 연통되게 설치되어 있다. 혼합공간(531)에 주입된 혼합연료는 산소공급관(541)을 통해 주입된 산소와 혼합되어 배출구(532)를 통해 점화부재(550)로 배출된다.

점화부재(550)는 내부에 점화공간(551)이 마련되어 있고, 혼합연료노즐(530)의 배출구(532)가 점화공간(551)에 연통되도록 혼합연료노즐(530)이 점화부재(550)에 설치되어 있다. 점화부재(550)의 상측에는 점화공간(551)으로 유입된 혼합연료를 연소시킬 수 있도록 점화시키는 점화플러그(553)가 설치되어 있다.

한편, 점화부재(550)의 단부에는 점화공간(551)에서 혼합연료에 점화하여 발생된 화염이 열교환부(520)로 배출될 수 있도록 점화공간(551)에 연통되는 분사구(552)가 마련되어 있다.

산소공급탱크(540)는 산소공급관(541)을 통해 혼합연료노즐(530)에 공급할 수 있도록 산소가 다량 수용되어 있다. 이때, 산소공급관(541)은 혼합연료노즐(530)에 공급되는 산소의 양을 조절할 수 있도록 산소조절밸브(542)가 설치되어 있다.

열교환부(520)는 도면에 도시되진 않았지만, 냉수관(521)으로부터 냉수를 공급받아 연소노즐부(510)를 통해 발생된 화염과 열교환시켜 가열시킨 후, 온수관(522)을 통해 외부로 배출한다. 또한, 열교환부(520)는 혼합연료의 연소에 의해 발생되는 연소가스를 배출할 수 있도록 배기관(523)이 설치되어 있다. 상기 언급된 열교환부(520)는 종래에 일반적으로 사용하는 산업용 보일러의 열교환부(520)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

연료공급부(600)는 연료공급관(610)과, 연료공급탱크(620)를 구비한다.

연료공급관(610)은 혼합용기(410)와 연료공급탱크(620) 사이에 설치되어, 연료공급탱크(620)의 화석연료를 혼합용기(410)로 이송시키며, 연료공급관(610)을 통해 이송되는 화석연료의 양을 조절할 수 있도록 화석연료밸브(611)가 설치되어 있다.

한편, 도시된 예에서는 연소부(500)가 냉수를 가열하는 보일러인 구조를 설명하였으나, 연소부(500)의 종류는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 소각로와 같이 혼합연료를 연소하여 발생된 열에너지를 이용하는 장치이면 어느 것이든 가능하다.

연료공급탱크(620)는 내부에 화석연료가 수용된 수용공간이 마련되며, 연료공급관(610)에 연통되어 연료혼합부(400)로 화석연료를 공급한다. 연료공급탱크(620)에 수용된 화석연료는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 등과 같은 기체상태의 화석연료인 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수소에너지 이용 시스템(100)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

전력발생부는 태양광과 같은 재생에너지를 이용하여 전력을 발생하며, 상기 전력을 공급받아 수소발생부(200)는 물을 전기분해하여 수소를 발생시킨다.

수소발생부(200)를 통해 발생된 수소는 수소저장부(300)로 공급되며, 수소저장부(300)는 공급된 수소를 저장되며, 수소저장부(300)에 저장된 수소는 수소공급관(310)을 통해 연료혼합부(400)로 주입된다.

연료혼합부(400)로 주입된 수소는 연료공급부(600)를 통해 공급된 화석연료와 혼합된다. 이때, 수소 및 화석연료는 수소분사노즐(431), 메인와류발생판(440), 보조와류발생판(450) 및 와류발생망(460)에 의해 유동에 간섭을 받아 와류가 발생된다. 상기 와류에 의해 수소 및 화석연료의 혼합효율이 향상된다.

연료혼합부(400)를 통해 혼합된 혼합연료는 연소부(500)에 공급되며, 연소부(500)에 의해 연소되어 열에너지를 발생시킨다.

상기 언급된 바와 같이 수소에너지 이용 시스템(100)은 태양광과 같은 재생 에너지를 이용하여 수소를 생산하고, 화석연료와 혼합한 혼합가스를 연소시키므로 수소의 생산 비용 및 장치의 유지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 수소에너지 이용 시스템
200: 수소발생부
300: 수소저장부
400: 연료혼합부
410: 혼합용기
420: 격벽
430: 수소분사관
440: 메인와류발생판
450: 보조와류발생판
460: 와류발생망
470: 혼합연료배출관
500: 연소부
600: 연료공급부

Claims

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태양광 또는 풍력을 이용하여 전력을 발생시키는 전력발생부와;
상기 전력발생부를 통해 발생된 상기 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소발생부와;
상기 수소발생부로부터 발생된 상기 수소를 저장하는 수소저장부와;
상기 수소저장부로부터 유입된 상기 수소에 기체상태의 화석연료를 혼합하고, 상기 수소 및 상기 화석연료의 혼합을 촉진시킬 수 있도록 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름에 와류를 발생시키는 연료혼합부와;
상기 연료혼합부로부터 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 공급받고, 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소부와;
상기 연료혼합부에 상기 화석연료를 공급하는 연료공급부;를 구비하고,
상기 연료혼합부는
내부에 상기 연료공급부로부터 상기 화석연료가 공급되는 연료공급관에 연통되는 수용공간이 마련된 혼합용기와;
상기 수용공간을 제1 및 제2유동공간으로 구획할 수 있도록 상기 수용공간에 설치되며, 상기 제1 및 제2유동공간이 연통되도록 다수의 유입공이 형성된 격벽과;
상기 수소저장부로부터 상기 수소가 공급되는 수소공급관에 연통되며, 상기 제1유동공간 내에 설치되고, 상기 수소를 상기 수용공간에 분사할 수 있도록 외주면에 다수의 수소분사노즐이 마련된 수소분사관과;
상기 수소분사관과 상기 유입공 사이의 상기 제1유동공간에 설치되어, 상기 수소 및 화석연료의 유동을 간섭하여 와류를 발생시키는 메인와류발생판과;
상기 제2유동공간에 연통되게 설치되어, 상기 제1 및 제2유동공간을 통과하여 혼합된 상기 수소 및 화석연료를 외부로 배출하는 혼합연료 배출관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 수소 에너지 이용 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 수소분사노즐들은 상기 수소분사관의 외주면에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되고, 연장방향이 상기 수소분사관의 외주면에 접하도록 연장형성되는 것을 특징으로 하는 수소에너지 이용 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 연료혼합부는
상기 제1유동공간에 유동하는 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 상기 혼합용기의 내주면 및 상기 격벽의 외주면에, 각각 상하방향을 따라 교호적으로 돌출형성된 다수의 보조와류발생판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수소에너지 이용 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 연료혼합부는
상기 제2유동공간에 유동하는 상기 수소 및 상기 화석연료의 흐름을 간섭하여 와류를 발생시킬 수 있도록 상기 제2유동공간에 설치되며, 다수의 관통구가 마련된 메쉬구조인 와류발생망;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수소에너지 이용 시스템.