KR101152275B1 - 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액상의 탄소-수소 화합물로부터 탄소분말 및 기체연료를 분리하고, 기체연료는 다수 종의 액화연료로 분리 및 수집 가능하도록 한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치는, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 일측에서 기체연료를 선택적으로 액화하여 수용 및 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치는, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 일측에서 기체연료를 선택적으로 액화하여 수용 및 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 액상의 탄소-수소 화합물로부터 탄소분말 및 기체연료를 분리하고, 기체연료는 다수 종의 액화연료로 분리 및 수집 가능하도록 한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치에 관한 것이다.
탄소-수소계 화합물로는 에탄올, 메탄올 등의 알콜류와, 경유, 등유, 휘발유, 기계 작동유 등의 오일류 등이 있다.
이러한 탄소-수소계 화합물은 가정 및 상업적 응용분야에서 사용되는 대부분의 합성 유기 물질에 다양하게 사용되고 있으며, 분해 과정을 거침으로써 응용분야에 유익한 에너지원으로 새롭게 태어날 수 있다.
따라서, 탄소-수소계 화합물을 분해하여 에너지원으로 사용하고자 하는 노력 및 연구가 진행되고 있다.
그리고, 근래에는 자원의 고갈로 인하여 수소를 연료로 하여 발전하는 수소연료전지에 대한 연구도 진행되고 있으며, 메탄은 무색 무취의 가연성 기체로서 에너지효율이 높아 에너지원으로 많이 활용되고 있다.
또한, 탄소는 지하 오일, 천연 가스 및 석탄 퇴적물로부터 도입됨에 따라 지구 온난화를 급속하게 가중시키게 되므로 탄소계 물질을 포집하여 저장 또는 재활용, 재이용 등의 방안 마련이 시급한 상황이다.
그러나, 종래에는 이러한 탄화-수소계 화합물로부터 다양한 에너지원 및 자원을 분리하여 활용하고자 하는 시도가 없는 실정이며, 수소 및 메탄의 활용도를 감안할 때 이러한 연구는 시급히 진행되어야 할 것이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액상의 탄소-수소 화합물로부터 탄소분말 및 기체연료를 분리하고, 기체연료는 다수 종의 액화연료로 분리 및 수집 가능하도록 한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 초음파, 가열, 분사 등의 다양한 방법으로 액화연료를 기화하여 탄소분말 및 기체연료의 분리 및 수집이 용이하도록 한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치는, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 다양한 펄스를 가지는 고전압 직류전원과 다양한 주파수를 가지는 고전압 교류전원이 인가될 때 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 일측에서 기체연료를 선택적으로 액화하여 수용 및 저장하는 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 분산기는 액상의 탄소-수소 화합물에 초음파를 조사하여 분산하는 초음파발생기인 것을 특징으로 한다.
상기 분산기는 액상의 탄소-수소 화합물을 고속으로 분사하여 분산하는 분사기인 것을 특징으로 한다.
상기 분산기는 액상의 탄소-수소 화합물에 열을 제공하여 증발시키는 가열기인 것을 특징으로 한다.
상기 분산조 일측에는, 액상의 탄소-수소 화합물의 액위를 감지하는 액위감지기와, 상기 액위감지기로부터 신호를 제공받아 액상의 탄소-수소 화합물의 액위를 조절하는 액위조절기가 구비됨을 특징으로 한다.
상기 액위조절기는, 상기 분산조 내부로 유입되는 액상의 탄소-수소 화합물 유입량을 제어하는 유입제어기와, 상기 분산조 내부에 유입된 액상의 탄소-수소 화합물의 배출량을 제어하는 배출제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 방전기는, 원형 또는 다수의 방전 지점을 가지는 다수 전극과, 상기 다수의 전극에 전원을 공급하는 전원공급기와, 상기 다수의 전극 중 하나 이상의 전극 외면을 세척하기 위한 세척기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 전극 일측에는, 절연성을 가지는 유전체층이 구비됨을 특징으로 한다.
상기 전극 일측에는, 고전압 방전시 상기 전극 및 유전체층의 열적, 전기적 파손이 방지되도록 냉각하기 위한 냉각장치가 구비됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 액상의 탄소-수소 화합물로부터 탄소분말 및 기체연료의 분리가 가능하므로, 분리하지 않고 사용할 경우 연소시 온실가스의 주요 물질인 이산화탄소가 대량으로 생성되어 지구온난화를 야기할 수 있는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있고, 분리 이후에 높은 준위의 가스상 에너지원으로 변화됨으로 인하여 에너지의 활용율이 높아지며, 기체연료는 다수 종의 액화연료로 분리 및 수집 가능하므로 다양한 분야에 적용이 가능하고 각각의 가스 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에서는 마주보는 두 전극 사이의 측면에 방전시 생성되는 탄소 부착물을 제거할 수 있도록 세척기가 구비되므로, 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 제1실시예의 구성을 보인 개략도.
도 2 는 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 제2실시예의 구성을 보인 개략도.
도 3 은 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 제3실시예의 구성을 보인 개략도.
도 2 는 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 제2실시예의 구성을 보인 개략도.
도 3 은 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 제3실시예의 구성을 보인 개략도.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치의 구성을 살펴본다.
도 1은 본 발명에 의한 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치(이하 '연료 생성 장치'라 칭함)의 제1실시예의 구성을 보인 개략도이다.
도면과 같이, 연료 생성 장치는 액상의 탄소-수소 화합물을 외부로부터 공급받아 분산하고, 분산된 탄소-수소 화합물을 분해하여 탄소분말과 연료를 분리하는 장치이다.
이를 위해 상기 연료 생성 장치는, 분산공간(220)을 형성하는 분산조(200)와, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산 및 분해하여 탄소분말을 포집하는 탄소분리수단(100)과, 상기 분산조(200) 내부에서 분해된 기체연료를 선택적으로 액화하여 수용 및 저장하는 냉각기(300)를 포함하여 구성된다.
상기 분산조(200)는 내부에 분산공간(220)이 형성되어 액상의 탄소-수소 화합물이 분산될 수 있는 공간을 제공하며, 상기 분산공간(220)은 선택적으로 개방된다.
따라서, 상기 분산공간(220) 내부에는 액상의 탄소-수소 화합물의 유입 및 배출이 가능하며, 상기 기체연료의 배기가 가능하게 된다.
상기 탄소분리수단(100)은 액상의 탄소-수소 화합물을 분산 및 방전하여 탄소분말과 기체연료를 분리하기 위한 구성으로, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산하는 분산기(120)와, 상기 분산기(120)에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기(140)와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기(160)로 이루어진다.
상기 분산기(120)는 분산조(200) 내부 바닥에 일정 액위를 갖도록 유입된 액상의 탄소-수소 화합물에 초음파를 조사하여 분산하는 초음파발생기가 적용되며, 상기 분산기(120)에 의해 액상의 탄소-수소 화합물은 증기화된다.
상기 방전기(140)는 분산기(120)의 상측에 위치하여 분산된 탄소-수소 화합물을 방전시킴으로써 탄소분말과 기체연료가 분리되도록 한다.
즉, 상기 방전기(140)는 두 개의 전극(142) 사이에 어느 수준 이상의 전기장이 가해졌을 때 기체에 전기가 흐르는 현상을 이용하여 탄소분말과 기체연료로 분리되도록 한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 초기 전자는 전기장에 의해 가속되어 에너지를 얻고, 전극(142) 사이의 기체 분자와 충돌하게 되는데 이 과정에서 에너지가 기체 분자로 전달되어 최외각 전자가 방출되면 기체분자는 양이온이 되고 방출된 전자는 에너지를 일부 잃은 초기 전자와 함께 다시 전기장 속에서 가속된다.
가속된 전자들은 다시 기체분자들과 충돌하여 전자 방출현상을 일으키게 도는데 이러한 현상으로 인해 탄소-수소 화합물에 포함된 탄소는 탄소분말로 분리되고, 메탄(CH4), 수소(H2) 등의 기체연료는 기화된다.
따라서, 상기 방전기(140)는 원형 또는 다수의 방전 지점을 가지는 다수의 전극(142)과, 상기 다수의 전극(142)에 전원을 공급하기 위한 전원공급기(144)를 포함하여 구성된다.
상기 전원공급기(144)는 고전압전원장치가 적용되며, 다양한 펄스를 가지는 고전압직류전원을 공급하도록 구성된 경우, 상기 전원공급기(144)는 펄스가 높은 전류를 제공하며, 다양한 주파수를 가지는 고전압 교류전원을 공급하도록 구성된 경우, 상기 전원공급기(144)는 수 ~ 수십 ㎑ 내외의 고주파 전류를 공급하도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 다수 전극(142) 중 중앙에 위치하는 전극(142)의 일측에는 세척기(146)가 구비된다. 상기 세척기(146)는 시간이 경과함에 따라 방전시에 부착되는 이물이나 탄소분말을 전극(142) 외면으로부터 제거하기 위한 구성이다.
즉, 상기 세척기(146)는 방전 효율을 높이기 위한 구성이다.
이를 위해 상기 세척기(146)는 세척액의 이동을 강제하는 세척펌프(147)와, 상기 세척펌프(147)의 동작을 제어하기 위한 제어기(148)와, 상기 세척펌프(147)의 동작에 의해 세척수의 유동 방향을 결정하는 세척유로(149)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 세척유로(149)는 전극(142) 내부에 형성되며, 상기 전극(142)의 외면에는 상기 세척유로(149)와 연통하도록 홀(143)이 천공 형성된다.
상기 전극(142)의 내측에는 유전체층(141)이 구비된다. 상기 유전체층(141)은 절연성을 가지는 재질로 형성되어 상기 전극(142)을 절연하게 된다.
따라서, 상기 유전체층(141)은 절연성을 가지는 재질의 범위 내에서 다양하게 선택 적용이 가능하다.
상기 전극(142)의 외측에는 냉각장치(145)가 구비된다. 상기 냉각장치(145)는 방전시에 전극(142)에 발생하는 열을 낮추기 위한 구성으로, 냉각수 등을 경유시켜 흡열함으로써 냉각되도록 구성할 수도 있고, 기류에 의해 공냉되도록 구성할 수도 있다.
상기 분산공간(220) 내부, 보다 구체적으로는 상기 분산기(120)의 상측에는 구획벽(150)이 구비된다. 상기 구획벽(150)은 분산기(120)에 의해 분산된 탄소-수소 화합물의 상승 방향을 안내하는 구성으로, 일정 높이를 가지며, 상단은 분산공간(220)의 천장으로부터 이격된다.
따라서, 상기 구획벽(150) 상측으로 기체연료의 이동이 가능하며, 상기 구획벽(150)의 하측으로는 탄소분말의 낙하가 가능하게 된다.
상기 분산공간(220)의 하측에는 집수공간(260)이 구비된다. 상기 집수공간(260)은 분산조(200) 내부로 유입된 액상의 탄소-수소 화합물이 집수되는 곳으로, 탄소분말의 포집 역할도 동시에 수행한다.
즉, 상기 집수공간(260) 내부에는 포집기(160)가 위치하여 탄소분말이 자중에 의해 하측으로 가라앉아 모일 수 있도록 한다.
한편, 상기 분산조(200) 내부 일측에는 액위감지기(180)가 구비된다. 상기 액위감지기(180)는 집수공간(260) 내부에 집수된 액상의 탄소-수소 화합물의 액위를 감지하기 위한 것으로, 액위조절기(190)와 연동하게 된다.
즉, 상기 액위조절기(190)는 액위감지기(180)로부터 신호를 제공받아 집수공간(260) 내부를 선택적으로 개방함으로써 액상의 탄소-수소 화합물 액위를 조절하기 위해 구성된다.
이를 위해 상기 액위조절기(190)는 상기 분산조(200) 내부로 유입되는 액상의 탄소-수소 화합물 유입량을 제어하기 위한 유입제어기(192)와, 상기 분산조(200) 내부에 유입된 액상의 탄소-수소 화합물의 배출량을 제어하기 위한 배출제어기(194)를 포함하여 구성된다.
상기 유입제어기(192)와 배출제어기(194)는 액상의 탄소-수소 화합물이 분산조(200) 내부 또는 외부로 선택적 유동이 가능하도록 하는 범위 내에서 다양하게 변경 실시가 가능하다.
예컨대, 상기 유입제어기(192)와 배출제어기(194)는 밸브가 적용될 수도 있다.
상기 배출제어기(194) 하측에는 탄소분말을 포집기(160) 외부로 꺼낼 수 있도록 한 분말취출부(162)가 구비된다. 상기 분말취출부(162)는 포집기(160) 내부 공간을 선택적으로 개방시켜 탄소분말의 취출이 가능하도록 하는 구성으로, 다양한 구성으로 변경 실시가 가능하나, 본 발명에서는 밸브가 적용되었다.
한편, 상기 분산조(200)의 상측에는 냉각기(300)가 구비된다. 상기 냉각기(300)는 방전기(140)의 작용으로 생성된 다양한 기체연료를 흡입한 후 종류별로 선택적 저장이 가능하도록 구성된다.
즉, 상기 기체연료는 수소가스, 메탄가스 등이 포함되며, 상기 냉각기(300)는 이러한 다양한 기체연료를 흡입할 수 있도록 흡입펌프(320)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 흡입펌프(320)의 우측에는 다수의 저장공간(340)이 구비되고, 상기 다수의 저장공간(340) 내부는 서로 연통하도록 구성된다.
따라서, 상기 흡입펌프(320)의 동작에 의해 흡입된 기체연료는 우측 방향으로 안내된 후 저장공간(340) 내부로 유입 가능하게 된다.
그리고, 상기 저장공간(340)은 서로 다른 온도 조건으로 제어된다. 즉, 상기 저장공간(340) 각각은 예컨대 초기 유입되는 액상 또는 기상의 탄소-수소 화합물의 액화온도 및 메탄가스의 액화온도인 -161℃, 수소가스의 어는점인 -252℃로 제어되거나, 높은 압력을 가하여 액화온도를 줄일 수 있도록 구성 가능하며, 각각의 저장공간(340) 내부에 서로 다른 기체연료가 액상으로 분리 및 저장될 수 있도록 구성함이 바람직하다.
이하 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 분산기(120)의 다른 실시예의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 탄소분리수단(100)을 구비한 연료 생성 장치의 제2실시예의 구성을 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명에 의한 탄소분리수단(100)을 구비한 연료 생성 장치의 제3실시예의 구성을 보인 개략도이다.
먼저 도 2와 같이 상기 분산기(120)는 노즐이 적용될 수 있다. 즉, 상기 분산기(120)는 내부 공간을 통해 액상의 탄소-수소 화합물이 유동하도록 하고, 상부로 갈수록 내경이 좁아지도록 하여 상기 분산공간(220) 내부로 액상의 탄소-수소 화합물이 미세하게 분산되도록 한다.
따라서, 상기 분산기(120)가 노즐로 적용되는 경우에는, 노즐 내부에 유입제어기(192)를 구비하여 액상의 탄소-수소 화합물의 상방향 분사량 및 유입량을 제어할 수 있다.
이를 위해 상기 유입제어기(192)는 분산기(120)의 개구된 상단부를 선택적으로 차폐하거나, 개구면적을 제어할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 실시가 가능함은 물론이다.
도 3과 같이, 상기 분산기(120)의 또 다른 실시예로서 가열장치가 적용될 수 있다.
즉, 상기 액상의 탄소-수소 화합물이 분산공간(220)으로 유입되는 유로 중에 상기 분산기(120)를 구비하고 상측에 위치한 액상의 탄소-수소 화합물을 가열하여 증기화함으로써 분산 가능하다.
이때, 상기 증기화된 탄소-수소 화합물은 구획벽(150) 내측으로 안내되어 방전될 수 있도록 증기안내유로(280)가 구비됨이 바람직하며, 상기 증기안내유로(280)는 화합물공급기(400)와 연통되도록 구성된다.
따라서, 상기 화합물공급기(400)는 증기안내유로(280)로 액상의 탄소-수소 화합물을 공급하게 되고, 상기 분산기(120)는 외부로부터 인가된 전원을 이용하여 발열하여 액상의 탄소-수소 화합물을 가열하게 되며, 이러한 가열에 의해 증기화된 액상의 탄소-수소 화합물은 증기안내유로(280)를 따라 방전기(140)로 안내되어 방전 가능하게 된다.
한편, 상기 포집기(160)는 도 3과 같이 다양한 형상으로 변경 가능하다. 즉, 상기 포집기(160)의 내부면이 기울어지도록 구성하여 포집된 탄소분말의 취출이 용이하도록 구성할 수도 있다.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 연료 생성 장치를 이용한 탄소의 포집 및 연료의 저장 과정을 설명한다.
먼저, 상기 유입제어기(192)는 개방되고, 배출제어기(194) 및 분말취출부(162)는 차폐된다. 그리고, 상기 흡입펌프(320)는 동작하여 흡입력을 발생하는 상태이다.
이때 상기 유입제어기(192)를 통해 액상의 탄소-수소 화합물이 분산공간(220) 내부로 공급되면, 상기 분산기(120)는 액상의 탄소-수소 화합물에 초음파를 제공하여 분산시키게 된다.
이때 분산된 탄소-수소 화합물은 구획벽(150)에 의해 상방향으로 안내되며, 상기 구획벽(150) 내부에서 발생한 방전기(140)의 작용에 의해 방전되며 이와 동시에 증기화된다.
보다 구체적으로는, 상기 탄소-수소 화합물에 포함되어 있던 탄소는 탄소분말로 분리되어 자중에 의해 하방향으로 낙하하게 되며, 상기 탄소-수소 화합물로부터 수소가스, 메탄가스 등의 기체연료가 생성된다.
상기 탄소분말은 하방향으로 낙하하면서 포집기(160) 하측에 포집되며, 기체연료는 흡입펌프(320)의 흡입력에 의해 우측 방향 즉, 저장공간(340)으로 안내된다.
상기 저장공간(340)으로 안내된 기체연료는 위치한 저장공간(340)의 온도에 의해 선택적으로 액화되어 저장되며, 액화되지 않고 기화된 상태를 유지하는 기체연료는 우측 방향의 저장공간(340)으로 이동하여 선택적인 액화 및 저장이 가능하게 된다.
한편, 상기 액위감지기(180)가 미리 설정된 액위를 감지하여 액위조절기(190)에 신호를 보내게 되면, 상기 배출제어기(194)는 개방되어 액상의 탄소-수소 화합물을 분산조(200) 외부로 배출하게 됨으로써 액위 조절이 가능하게 된다.
물론 상기 유입제어기(192)는 차폐된 상태로 제어됨이 바람직하다.
상기 포집기(160) 내부에 포집된 탄소분말의 양이 많아지면 분말취출부(162)를 개방하여 탄소분말을 외부로 취출 가능하다.
한편, 상기 분산기(120)가 노즐로 적용된 경우의 작용을 설명하면, 상기 유입제어기(192)는 노즐 내부에서 이격된 상태를 유지하며, 상기 배출제어기(194)와 분말취출부(162)는 차폐된 상태를 유지하게 된다.
그리고, 상기 흡입펌프(320)는 동작하여 우측 방향으로 기류를 발생시키게 된다.
이런 상태에서 상기 분산기(120) 내부에서 상방향으로 액상의 탄소-수소 화합물이 공급되면, 좁아진 유로를 통해 분산공간(220) 내부로 분산되며, 이와 동시에 상기 방전기(140)는 분산된 탄소-수소 화합물을 방전하여 탄소분말 및 기체연료를 분리하여 생성하게 된다.
상기 탄소분말의 포집과정과 기체연료의 저장과정은 전술한 바와 동일하다.
마지막으로, 상기 분산기(120)가 가열기로 적용된 경우의 작용을 설명하면, 상기 화합물공급기(400)는 증기안내유로(280)로 액상의 탄소-수소 화합물을 공급하게 되고, 이때 상기 분산기(120)는 외부로부터 전원을 제공받아 발열함으로써 액상의 탄소-수소 화합물을 가열 및 증기화하게 된다.
이때 상기 배출제어기(194)와 분말취출부(162)는 차폐된 상태이며, 상기 흡입펌프(320)는 동작하게 된다.
상기 분산기(120)에 의해 증기화된 탄소-수소 화합물은 증기안내유로(280)를 따라 우측방향으로 이동한 후 방전기(140)에 의해 방전된다.
상기 방전기(140)에 의해 방전된 탄소-수소 화합물은 탄소분말과 기체연료로 분리되며, 이렇게 분리된 탄소분말과 기체연료는 전술한 바와 같은 과정에 따라 포집 및 저장된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서 분산기는 초음파발생기, 가열기, 분사기가 적용되도록 구성하였으나, 액상의 탄소-수소 화합물을 분산할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 적용 가능함은 물론이다.
100. 탄소분리수단 120. 분산기
140. 방전기 141. 유전체층
142. 전극 143. 홀
144. 전원공급기 145. 냉각장치
146. 세척기 147. 세척펌프
148. 제어기 149. 세척유로
150. 구획벽 160. 포집기
162. 분말취출부 180. 액위감지기
190. 액위조절기 192. 유입제어기
194. 배출제어기 200. 분산조
220. 분산공간 260. 집수공간
280. 증기안내유로 300. 냉각기
320. 흡입펌프 340. 저장공간
400. 화합물공급기
140. 방전기 141. 유전체층
142. 전극 143. 홀
144. 전원공급기 145. 냉각장치
146. 세척기 147. 세척펌프
148. 제어기 149. 세척유로
150. 구획벽 160. 포집기
162. 분말취출부 180. 액위감지기
190. 액위조절기 192. 유입제어기
194. 배출제어기 200. 분산조
220. 분산공간 260. 집수공간
280. 증기안내유로 300. 냉각기
320. 흡입펌프 340. 저장공간
400. 화합물공급기
Claims (9)
- 삭제
- 액상의 탄소-수소 화합물에 초음파를 조사하여 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 내부의 기체연료를 냉각하여 액화된 상태로 수용 및 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성되며,
상기 분산조 일측에는,
상기 탄소분말의 낙하 방향과 기체연료의 상승 방향을 안내하는 구획벽과,
상기 구획벽 하측으로 낙하된 탄소분말을 자중에 의해 가라앉혀 포집하는 집수공간과,
상기 기체연료를 냉각기로 안내하는 흡입펌프가 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 액상의 탄소-수소 화합물을 고속으로 분사하여 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 내부의 기체연료를 냉각하여 액화된 상태로 수용 및 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성되며,
상기 분산조 일측에는,
상기 탄소분말의 낙하 방향과 기체연료의 상승 방향을 안내하는 구획벽과,
상기 구획벽 하측으로 낙하된 탄소분말을 자중에 의해 가라앉혀 포집하는 집수공간과,
상기 기체연료를 냉각기로 안내하는 흡입펌프가 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 액상의 탄소-수소 화합물에 열을 제공하여 증발시켜 분산하는 분산기와, 상기 분산기에 의해 분산된 탄소-수소화합물을 방전시켜 탄소분말과 기체연료로 분해하는 방전기와, 상기 탄소분말을 포집하는 포집기로 이루어진 탄소분리수단과; 분산공간을 형성하는 분산조와; 상기 분산조 내부의 기체연료를 냉각하여 액화된 상태로 수용 및 저장하는 냉각기;를 포함하여 구성되며,
상기 분산조 일측에는,
상기 탄소분말의 낙하 방향과 기체연료의 상승 방향을 안내하는 구획벽과,
상기 구획벽 하측으로 낙하된 탄소분말을 자중에 의해 가라앉혀 포집하는 집수공간과,
상기 기체연료를 냉각기로 안내하는 흡입펌프가 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산조 일측에는,
액상의 탄소-수소 화합물의 액위를 감지하는 액위감지기와,
상기 액위감지기로부터 신호를 제공받아 액상의 탄소-수소 화합물의 액위를 조절하는 액위조절기가 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전기는,
원형 또는 다수의 방전 지점을 가지는 다수의 전극과,
상기 다수의 전극에 전원을 공급하는 전원공급기와,
상기 다수의 전극 중 하나 이상의 전극 내부로 세척액을 경유시켜 외면을 세척하기 위한 세척기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 제 6 항에 있어서, 상기 세척기는,
세척액의 이동을 강제하는 세척펌프와,
상기 세척펌프의 동작을 제어하기 위한 제어기와,
상기 전극의 내부에 형성되고, 세척펌프의 동작에 의해 세척수의 유동 방향을 결정하는 세척유로와,
상기 세척유로와 연통하도록 천공되어 세척액이 전극 외부로 배출되도록 안내하는 홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 제 7 항에 있어서, 상기 전극 일측에는,
절연성을 가지는 유전체층이 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치. - 제 8 항에 있어서, 상기 전극 일측에는,
고전압 방전시 상기 전극 및 유전체층의 열적, 전기적 파손이 방지되도록 냉각하기 위한 냉각장치가 구비됨을 특징으로 하는 탄소분리수단을 구비한 연료 생성 장치.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001110437A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-20 | Kansai Research Institute | 燃料電池用水素燃料供給システム |
| WO2004094306A1 (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-04 | Techno Network Shikoku Co. Ltd. | 水素発生装置および水素発生方法 |
| KR100945038B1 (ko) * | 2008-01-22 | 2010-03-05 | 주식회사 아론 | 플라즈마 반응기와 이를 이용한 플라즈마 스크러버 |
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2010
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001110437A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-20 | Kansai Research Institute | 燃料電池用水素燃料供給システム |
| WO2004094306A1 (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-04 | Techno Network Shikoku Co. Ltd. | 水素発生装置および水素発生方法 |
| KR100945038B1 (ko) * | 2008-01-22 | 2010-03-05 | 주식회사 아론 | 플라즈마 반응기와 이를 이용한 플라즈마 스크러버 |
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