KR101327140B1 - System for generating mixed gas of hydrogen and oxygen for machinary including car - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차를 포함한 기계 장치에 이용될 수 있는 산소-수소 혼합가스 발생시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an oxygen-hydrogen mixed gas generation system that can be used in mechanical devices including automobiles.
전통적인 에너지원으로 사용된 화석연료는 연소과정에서 온실가스를 비롯한 유해한 환경오염물질이 배출되며, 매장량의 한계로 인하여 가격이 상승되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 오랜기간 동안 이러한 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지를 개발하기 위한 노력이 다양하게 시도되고 있으며, 이러한 대체 에너지를 이용한 다양한 구동장치들이 개발되고 있다.Fossil fuels used as a traditional energy source have a problem in that harmful combustion pollutants such as greenhouse gases are emitted during the combustion process and the price is increased due to the limited reserves. Therefore, various efforts have been made to develop alternative energy for replacing such fossil fuels for a long time, and various driving apparatuses using such alternative energy have been developed.
특히, 이러한 시대적인 요구는 자동차를 포함한 기계 장치에 있어서 발생하고 있으며, 매연을 배출하지 않는 자동차의 개발이 다양한 방법으로 전세계에서 진행되고 있다.In particular, the demands of the times are occurring in mechanical devices including automobiles, and the development of automobiles that do not emit smoke is progressing in various ways around the world.
대체 에너지 중 산소-수소 혼합가스, 물의 전기분해로부터 얻어 산소와 수소가 기설정된 비율로 혼합된 브라운가스(Brown's Gas)는 화석연료에 비하여 자원이 무한한 물로부터 생성되는 에너지이며, 연소물에 환경오염물질이 포함되어 있지 아니하여 이를 생성하고, 이를 이용하는 장치들에 대한 개발이 다양하게 시도되고 있다. 특히, 산소/수소 혼합가스를 이용하여, 자동차 등의 기계 장치를 구동하는 경우 이산화탄소 등의 환경오염가스를 배출하지 않아 활용범위가 무궁무진하다.Among the alternative energy, Brown's Gas, which is obtained from the electrolysis of oxygen-hydrogen mixed gas and water, is mixed with oxygen and hydrogen at a predetermined ratio, and is generated from water with infinite resources compared to fossil fuels. Since this is not included, various attempts have been made to generate and generate devices using the same. In particular, when driving a mechanical device such as an automobile by using a mixed oxygen / hydrogen gas, the range of utilization is infinite because it does not discharge environmental pollutants such as carbon dioxide.
이러한 산소-수소 혼합가스를 발생시키기 위한 산소-수소 혼합가스 발생장치는 전극이 설치된 전해조 내에 소량의 전해물질이 첨가된 전해액을 공급하고 직류 전압을 인가하여 산소-수소 혼합가스를 발생시킨다.The oxygen-hydrogen mixed gas generator for generating the oxygen-hydrogen mixed gas supplies an electrolyte solution in which a small amount of electrolyte is added to an electrolytic cell in which an electrode is installed, and generates an oxygen-hydrogen mixed gas by applying a DC voltage.
이러한 산소-수소 혼합가스 발생장치는 한국등록실용신안 제20-0117445호에 기재된 것과 같이 다수의 전극판과 전해조 충전실을 설치하고, 이러한 전극판에 전압을 가압하여, 상기 전해조 충전실에 충전된 전해수에서 산소-수소 혼합가스가 발생되도록 한다.Such an oxygen-hydrogen mixed gas generator is provided with a plurality of electrode plates and an electrolytic cell charging chamber as described in Korean Utility Model Model No. 20-0117445, and pressurized a voltage to the electrode plate to charge the electrolytic cell charging chamber. Oxygen-hydrogen mixed gas is generated in the electrolyzed water.
다만, 상기 전해액에는 수산화나트륨(KOH)과 같은 전해물질이 3 ~ 5 %의 비율로 첨가되는데, 이러한 산소-수소 혼합가스 발생과정에서 산소-수소 혼합가스에 이러한 전해물질이 포함된 경우 접촉되는 장비가 손상되는 문제점이 있다. However, an electrolyte such as sodium hydroxide (KOH) is added to the electrolyte at a rate of 3 to 5%, and the equipment is contacted when such an electrolyte is included in the oxygen-hydrogen mixed gas during the generation of the oxygen-hydrogen mixed gas. There is a problem that is damaged.
본 발명은 산소-수소 혼합가스에 포함된 전해물질을 제거함으로써 장비의 손상을 최소화하는 산소-수소 혼합가스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an oxygen-hydrogen mixed gas system that minimizes damage to equipment by removing the electrolyte contained in the oxygen-hydrogen mixed gas.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 시스템은, 자동차를 포함한 기계 장치에 이용될 수 있는 산소-수소 혼합가스 발생시스템에 있어서, 전해액을 공급하기 위한 용수공급원; 상기 용수공급원으로부터 공급되는 상기 전해액에 포함되어 있는 불순물을 걸러내기 위한 필터; 및 상기 전해액이 공급되어 산소-수소 혼합가스를 발생시키는 산소-수소 혼합가스 발생장치; 상기 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 발생된 상기 산소-수소 혼합가스로부터 전해물질을 정제시키는 산소-수소 혼합가스 정제장치; 및 정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 포집되어 저장되는 산소-수소 혼합가스 저장용기;를 포함한다.Oxygen-hydrogen mixed gas system according to an embodiment of the present invention, Oxygen-hydrogen mixed gas generation system that can be used in a mechanical device including an automobile, comprising: a water supply source for supplying an electrolyte; A filter for filtering impurities contained in the electrolyte solution supplied from the water supply source; And an oxygen-hydrogen mixed gas generator for supplying the electrolyte to generate an oxygen-hydrogen mixed gas. An oxygen-hydrogen mixed gas purification device for purifying an electrolytic material from the oxygen-hydrogen mixed gas generated in the oxygen-hydrogen mixed gas generator; And an oxygen-hydrogen mixed gas storage container in which the purified oxygen-hydrogen mixed gas is collected and stored.
또한, 상기 산소-수소 혼합가스 정제장치는, 하측 및 상측에 각각 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구가 형성되며, 상기 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구와 연통되는 내부공간에 정제수가 수용되어 있는 복수의 정제유닛들; 상기 복수의 정제유닛들 중 하나의 정제유닛의 혼합가스 유입구와 상기 산소-수소 혼합가스 발생장치를 연결시켜, 상기 정제유닛에 상기 산소-수소 혼합가스를 공급하는 공급배관; 및 상기 복수의 정제유닛들 중 다른 하나의 정제유닛의 혼합가스 유출구와 상기 산소-수소 혼합가스 저장용기를 연결시켜, 상기 정제유닛의 상기 정제수를 거쳐 정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 상기 산소-수소 혼합가스 저장용기로 공급하는 배출배관;을 포함할 수 있다.In addition, the oxygen-hydrogen mixed gas purification apparatus, a mixed gas inlet and a mixed gas outlet are formed on the lower side and the upper side, respectively, a plurality of purification in which purified water is accommodated in the internal space communicating with the mixed gas inlet and the mixed gas outlet Units; A supply pipe connecting the mixed gas inlet of one of the plurality of purification units and the oxygen-hydrogen mixed gas generator to supply the oxygen-hydrogen mixed gas to the purification unit; And the oxygen-hydrogen mixed gas purified through the purified water of the purification unit by connecting the mixed gas outlet of the other one of the plurality of purification units with the oxygen-hydrogen mixed gas storage container. It may include; exhaust pipe for supplying the hydrogen mixed gas storage container.
또한, 상기 산소-수소 혼합가스 정제장치는, 상기 공급배관에 설치되어 상기 산소-수소 혼합가스가 상기 정제유닛들로부터 상기 산소-수소 혼합가스 발생장치로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the oxygen-hydrogen mixed gas refining apparatus is further provided with a non-return valve installed in the supply pipe to prevent the oxygen-hydrogen mixed gas from flowing back from the refining units to the oxygen-hydrogen mixed gas generator. It may include.
또한, 상기 산소-수소 발생장치는, 대면하여 일렬로 이격되어 배치되는 3 이상의 전극판; 및 상기 전극판 사이에 삽입되어, 상기 전극판과 함께 전해액이 충전될 수 있는 전해액 수용공간을 형성하며, 수밀성을 가지는 실링부재; 를 포함하며, 인접한 상기 전해액 수용공간 끼리는, 상기 전극판의 하부에 형성된 전해액유동홀 및 상기 전극판의 상부에 형성된 혼합가스유동홀에 의해 서로 연통되고, 인접한 상기 전극판의 상기 전해액 유동홀끼리는 서로 중첩되지 않으며, 상기 전극판은 상기 전해액 수용공간을 형성하는 전극판 몸체 및 상기 전극판 몸체의 둘레를 따라서 돌출 형성되어 공기와 접촉되는 방열프레임부를 포함하고, 상기 전극판에 양극 및 음극의 전압을 교번하여 가함으로써 상기 전해액유동홀로 공급된 전해액이 전기분해되어 발생된 산소 및 수소 가스는 상기 혼합가스유동홀을 통하여 외부로 유출되어 포집된다.In addition, the oxygen-hydrogen generating apparatus, three or more electrode plates arranged to be spaced apart in a line facing each other; And a sealing member inserted between the electrode plates to form an electrolyte containing space in which an electrolyte may be filled together with the electrode plates, and having a watertightness; And the adjacent electrolyte receiving spaces are in communication with each other by an electrolyte flow hole formed in the lower portion of the electrode plate and a mixed gas flow hole formed in the upper portion of the electrode plate, and the electrolyte flow holes of the adjacent electrode plates are mutually connected. The electrode plate does not overlap, and includes an electrode plate body forming the electrolyte receiving space and a heat dissipation frame portion protruding along the circumference of the electrode plate body to be in contact with air. By alternating addition, oxygen and hydrogen gas generated by electrolysis of the electrolyte solution supplied to the electrolyte flow hole are discharged and collected outside through the mixed gas flow hole.
또한, 상기 실링부재가 위치할 자리를 잡도록 유도하는 유도부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the sealing member may further include a guide member for inducing a position to be located.
또한, 상기 전극판 사이의 간격은 5mm 일 수 있다.In addition, the interval between the electrode plates may be 5mm.
또한, 상기 복수의 전극판 들 중 가장 외측에 마련되는 전극판에는 상기 전해액 유동홀에 설치되며, 선택적으로 상기 전해액 유동홀을 개폐하기 위한 드레인코크가 더 마련될 수 있다.In addition, an electrode plate provided at the outermost side of the plurality of electrode plates may be installed in the electrolyte flow hole, and may further be provided with a drain cock for selectively opening and closing the electrolyte flow hole.
또한, 상기 실링부재의 두께는 상기 유도부재의 두께보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the thickness of the sealing member may be formed larger than the thickness of the induction member.
제안되는 실시예에 의하면, 전해액이 전기분해됨으로써 생성되는 산소-수소 혼합가스에 포함되는 전해물질을 산소-수소 혼합가스 정제장치가 포집함으로써, 산소-수소 혼합가스에 포함된 전해물질에 의한 장비의 손상이 최소화될 수 있는 이점이 있다. According to the proposed embodiment, the oxygen-hydrogen mixed gas purifying apparatus collects an electrolytic material included in the oxygen-hydrogen mixed gas generated by electrolysis of the electrolyte, thereby reducing the equipment by the electrolyte material contained in the oxygen-hydrogen mixed gas. There is an advantage that damage can be minimized.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 산소-수소 혼합가스 발생장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 산소-수소 혼합가스가 발생되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 전해액이 유동되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 정제장치에서 산소-수소 혼합가스가 정제되는 과정을 보여주는 도면이다.1 is a view showing an oxygen-hydrogen mixed gas generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the oxygen-hydrogen mixed gas generator of FIG. 1.
4 is a view illustrating a process of generating an oxygen-hydrogen mixed gas in the oxygen-hydrogen mixed gas generator according to the embodiment of the present invention.
5 is a view showing a process in which the electrolyte flows in the oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a process of purifying an oxygen-hydrogen mixed gas in the oxygen-hydrogen mixed gas purifying apparatus according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치가 적용된 산소-수소 혼합가스 발생시스템을 보여주는 도면이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치를 보여주는 도면이며, 도 3은 도 1의 산소-수소 혼합가스 발생장치의 분해사시도이다.1 is a view illustrating an oxygen-hydrogen mixed gas generating system to which an oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an embodiment of the present invention is applied. 2 is a view showing an oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the oxygen-hydrogen mixed gas generator of FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)를 이용한 산소-수소 혼합가스 발생시스템(600)은, 전해액을 공급하기 위한 용수공급원(610)과, 용수공급원(610)으로부터 공급되는 상기 전해액에 포함되어 있는 불순물을 걸러내기 위한 제1필터(620) 및 제2필터(630)와, 상기 전해액이 공급되어 산소-수소 혼합가스를 발생시키는 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)와, 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)에서 발생된 상기 산소-수소 혼합가스에 포함된 수산화칼륨(KOH)과 같은 전해물질을 정제시키는 산소-수소 혼합가스 정제장치(7)와, 정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 포집되어 저장되는 산소-수소 혼합가스 저장용기(650)를 포함한다.1 to 3, the oxygen-hydrogen mixed
그리고, 본 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)는 전압에 의하여 전해액에서 물분자가 전기분해되어 산소-수소 혼합가스가 발생되는 장치로서, 복수의 전극판(10)과, 실링부재(20)와, 유도부재(30)와, 전극봉(50)과, 체결부재(60)를 포함한다.In addition, the oxygen-hydrogen mixed
도 2 및 도 3에 따르면, 복수의 전극판(10)들은 서로 대면한 상태로 일렬로 배치되며, 서로 일정거리 이격되어 상호 간에 절연된 상태로 배치된다. 그리고 전극판(10)은 서로 인접하는 전극판(10) 간에는 전극봉(50)을 통하여 서로 다른 극성의 전압이 인가된다. 전극봉(50)과 전극판(10) 들의 결선은 공지의 기술에 따라 행하면 되므로, 자세한 설명은 생략한다.2 and 3, the plurality of
전극판(10)은 전기가 통하는 도체 성질을 갖는 금속재질로 형성되며, 후술하는 전해액 수용공간(21)을 형성하도록 중앙 부분에 위치하는 전극판 몸체(11)와, 전극판 몸체(11)의 둘레를 따라서 방사상으로 돌출 형성되어 공기와 접촉되는 방열프레임부(12)를 포함한다.The
일례로 전극판 몸체(11)는 사각형상으로 형성될 수 있으며, 전극판 몸체(11)에는 전극판 몸체(11)의 하부측에 마련되는 전해액 유동홀(111)과, 전극판 몸체(11)의 상부측에 마련되는 혼합가스 유동홀(112)과, 체결부재(60)가 관통되는 전극판측 관통홀(113)이 관통 형성된다.For example, the
이때, 전해액 유동홀(111)은 전극판 몸체(11)의 하부 중앙으로부터 편심된 위치에 형성된다. 그리고, 복수의 전극판(10)들 중 서로 인접되는 전극판(10)들은 전해액 유동홀(111)이 상호 간에 중첩되지 않도록 배치된다.At this time, the
한편, 복수의 전극판(10)들 중 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 외측에 위치되는 전극판(10)의 전해액 유동홀(111)은 전극판 몸체(11)의 하부 중앙측에 위치될 수 있으며, 상기 외측에 위치되는 전극판(10)의 전해액 유동홀(111)에는 선택적으로 전해액 유동홀(111)을 개폐하기 위한 드레인코크(미도시)가 더 마련될 수 있다.Meanwhile, the
실링부재(20)는 복수의 전극판(10)들 사이에 삽입되어, 전극판(10)들을 상호 간에 절연시킬 수 있도록 일례로 고무 또는 실리콘과 같이 탄성 변형이 가능한 절연재질로 형성될 수 있다. 실링부재(20)는 폐곡선으로 형성되는 원형링 형상으로 형성될 수 있으며, 실링부재(20)에 의하여 둘러지는 전해액 수용공간(21)을 형성한다. 본 실시예에 따른 산소-수소 발생장치(1)가 조립된 상태에서, 전해액 수용공간(21)에는 상기 전해액이 충전된다.The sealing
그리고, 유도부재(30)는 실링부재(20)가 위치할 자리를 잡도록 유도하는 기능을 수행하는 것으로서, 실링부재(20)를 외측에서 감싼 상태에서 체결부재(60)에 의해 전극판(10)에 고정된다.In addition, the
보다 상세히, 유도부재(30)는 일례로 합성수지와 같은 절연물질로 형성되며 유도부재(30)의 외형을 형성하는 유도부재 몸체(31)를 포함하며, 유도부재 몸체(31)의 중앙에는 실링부재(20)가 삽입되어 실링부재(20)가 위치할 자리를 잡도록 유도하는 실링부재 삽입홀(312)이 형성된다. 그리고, 유도부재 몸체(31)에는 전극판(10)의 관통홀(113)에 대응되는 위치에 유도부재측 관통홀(311)이 형성되어, 체결부재(60)에 의해 위치가 고정될 수 있다.In more detail, the
이때, 실링부재(20)의 두께는 유도부재(30)의 두께보다 큰 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 일례로 실링부재(20)의 두께가 7mm로 형성되며, 유도부재(30)의 두께는 5mm로 형성된다. 이렇게 형성한 경우, 전극판(10) 사이를 체결부재(60)에 의해 강한 힘으로 결합하여 실링부재(20)를 변형시켜 내부에 완전히 밀폐된 전해액 수용공간(21)을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 유도부재(30)의 두께 이상으로 전극판(10)이 가까워질 수 없으므로, 유도부재(30)는 일종의 스페이서로 기능할 수 있다.At this time, the thickness of the sealing
이하에서는 본 실시예에 따른 산소-수소 발생장치(1)의 조립방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the assembling method of the oxygen-
먼저, 하나의 방열판(10)의 일면에 실링부재(20)가 끼워진 유도부재(30)를 배치시킨 다음, 다른 하나의 방열판(10)의 일면이 유도부재(30)의 타측과 대면하도록 배치시킨다. First, the
이때, 어느 하나의 방열판(10)의 전해액 유동홀(111)과, 이에 인접되는 다른 하나의 방열판(10)의 전해액 유동홀(111)이 서로 중첩되지 않도록 어느 하나의 방열판(10)과 다른 하나의 방열판(10)을 배치시킨다.At this time, the
그 다음, 실링부재(20)가 끼워진 다른 유도부재(30)를 배치된 상기 다른 하나의 방열판(10)의 이면에 배치하는 식으로, 요구되는 발생전압에 따라서 복수의 방열판(10) 및 유도부재(30)를 배치시킨다.Then, the plurality of
그 다음, 복수의 방열판(10) 및 유도부재(30)가 배치된 상태에서, 체결부재(60)를 일체로 방열판(10) 및 유도부재(30)에 관통시킨 다음 반대측에서 볼트로 고정시킴으로써, 복수의 방열판(10) 및 유도부재(30)가 상호 고정될 수 있도록 한다. 이때 체결부재(60)는 일례로 볼트와 너트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 위치를 서로 고정할 수 있는 것이라면 어느 것이든 사용 가능하다.Then, in a state where the plurality of
한편, 체결부재(60)의 체결과정에서 발생되는 가압력에 의하여 유도부재(30)보다 두꺼운 두께로 형성되는 실링부재(20)가 탄성변형되어, 방열판(10) 사이의 공간을 메꾸게 됨으로써, 외부에 대한 전해액 수용공간(21)의 기밀성이 확보될 수 있다.On the other hand, the sealing
그리고, 어느 하나의 전해액 수용공간(21)은 서로 인접되는 방열판(10)들에 형성되는 전해액 유동홀(111) 및 혼합가스 유동홀(112)에 의하여 상호 간에 연통된다.In addition, any one of the
본 실시예에서 전극판(10)들이 이격된 간격은 적어도 5mm 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 이격간격에 의하여 전극판(10)들 간의 전압차이는 2V 내지 2.2V로 형성되어 분극현상이 최소화될 수 있다. 이러한 전극판(10)들의 간격은 유도부재(30)의 두께를 조절함으로써 자유롭게 설정할 수 있다.In the present embodiment, the intervals at which the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 산소-수소 혼합가스가 발생되는 과정을 보여주는 도면이다.4 is a view illustrating a process of generating an oxygen-hydrogen mixed gas in the oxygen-hydrogen mixed gas generator according to the embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 전해액 수용공간(21) 들은 전극판(10) 들이 상호 결합된 상태에서 별도로 구획된 공간으로 형성된다. 그리고, 전해액 수용공간(21)들 내부에 기설정된 높이까지 전해액(w)이 수용된 상태에서 전극판(10)들에 대하여 교번한 극성의 전압이 가해져, 전기분해에 의한 산소-수소 혼합가스(g)가 발생된다. 전기분해에 의한 산소-수소 혼합가스(g)의 발생원리는 일반적인 산소-수소 혼합가스의 발생원리와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 4, the
한편, 산소-수소 혼합가스(g)의 발생과정에서 전극판(10)에 고온의 열이 발생하게 되는데, 발생된 열은 방열판(10)의 방열프레임부(12)를 통하여 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 외부로 신속하게 방출될 수 있다.On the other hand, high temperature heat is generated in the
전기분해에 의한 산소-수소 혼합가스(g)가 발생되면, 발생된 산소-수소 혼합가스(g)는 전극판(10)의 혼합가스 유동홀(112)을 통하여 상호 연통된 전해액 수용공간들(21)로부터 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 외측에 마련되는 전극판(10)의 혼합가스 유동홀(112)을 통하여 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 외부로 유출되어, 산소-수소 혼합가스 저장용기(650)에 포집된다.When the oxygen-hydrogen mixed gas (g) is generated by electrolysis, the generated oxygen-hydrogen mixed gas (g) is communicated with each other through the mixed gas flow holes 112 of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 전해액이 유동되는 과정을 보여주는 도면이다.5 is a view showing a process in which the electrolyte flows in the oxygen-hydrogen mixed gas generator according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)에서 교번하여 배치되는 전극판(10)의 전해액 유동홀(111)들이 서로 중첩하지 않도록 위치됨에 따라서, 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 전해액 수용공간(21)에서 유동되는 전해액(w)의 흐름이 지그재그 형태로 형성된다. Referring to FIG. 5, as the electrolyte flow holes 111 of the
전해액(w)의 흐름이 지그재그로 형성되어 하나의 전극판(10)에서 다른 하나의 전극판(10)으로 전해액(w)을 통해 흐르게 되는 전해액 유동홀(111)들 간의 전기적 거리가 최대한으로 크게 형성된다. 이때, 인접하는 전해액 유동홀(111)이 서로 중첩되지 않도록 위치함에 따라, 전해액 유동홀(111)들 간의 전기적 거리는 전극판(10)들 간의 거리, 예를 들어 5mm보다 크게 형성된다. 따라서, 뾰족한 단부에서 단부로 유도되는 전기흐름의 특성에 의한 전해액 유동홀(111) 사이의 합선이 억제될 수 있다.The flow of the electrolyte (w) is formed in a zigzag and the electrical distance between the electrolyte flow holes 111 flowing through the electrolyte (w) from one
이때, 전극판(10)들은 전극판(10)들 사이에 마련되는 실링부재(20) 또는 유도부재(30)에 의하여 상호 간에 적어도 5mm 이상으로 이격되어, 서로 절연된 상태로 유지된다.In this case, the
한편, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 외측에 마련되는 전극판(10)의 전해액 유동홀(111)에는 드레인 코크(미도시)가 설치되어, 전해액 수용공간(21) 내부의 청소시에 상기 드레인 코크를 오픈 한 다음, 상기 드레인 코크에 청소용수를 공급하여 전해액 수용공간(21)의 내부를 청소할 수 있다.On the other hand, as described above, the drain cock (not shown) is installed in the
제안되는 실시예에 의하면, 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)의 산소-수소 혼합가스 발생과정에서 발생되는 열이 외부로 신속하게 발산됨에 따라서 상기 열에 의한 산소-수소 혼합가스 발생효율의 저하 및 산소-수소 혼합가스 발생장치의 손상이 최소화될 수 있는 장점이 있다.According to the proposed embodiment, as the heat generated during the oxygen-hydrogen mixed gas generation process of the oxygen-hydrogen
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 정제장치에서 산소-수소 혼합가스가 정제되는 과정을 보여주는 도면이다.6 is a view illustrating a process of purifying an oxygen-hydrogen mixed gas in the oxygen-hydrogen mixed gas purifying apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 산소-수소 혼합가스 정제장치(7)는 하측 및 상측에 각각 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구가 형성되며, 상기 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구와 연통되는 내부공간에 정제수(r)가 수용되어 있는 복수의 정제유닛들(71 ~ 77)과, 복수의 정제유닛(71 ~ 77)들중 하나의 정제유닛(71)의 상기 혼합가스 유입구와 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)를 연결시켜, 정제유닛(71)에 상기 산소-수소 혼합가스를 공급하는 공급배관(78)과, 복수의 정제유닛(71 ~ 77)들 중 다른 하나의 정제유닛(77)의 혼합가스 유출구와 산소-수소 혼합가스 저장용기(650)를 연결시켜, 정제유닛들(71 ~ 77)의 정제수(r)를 거쳐 정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 산소-수소 혼합가스 저장용기(650)로 공급되도록하는 배출배관(79)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the oxygen-hydrogen mixed gas purification device 7 includes a mixed gas inlet and a mixed gas outlet at a lower side and an upper side thereof, respectively, and purified water (r) in an internal space communicating with the mixed gas inlet and the mixed gas outlet. ) Is a plurality of purification units 71 to 77, and the mixed gas inlet and oxygen-hydrogen mixed gas generator (1) of one of the plurality of purification units 71 to 77 of the purification unit (71) ), A
즉, 복수의 정제유닛(71 ~ 77)들에는 하측에 형성된 상기 혼합가스 유입구로 상기 산소-수소 혼합가스가 유입되어, 상기 산소-수소 혼합가스는 정제유닛(71 ~ 77)들 내부에 수용된 정제수(r)를 거치면서 상기 산소-수소 혼합가스에 포함된 수산화칼륨(KOH)과 같은 전해물질이 정제수(r)에 녹아 포집된 다음, 정제된 상기 산소-수소 혼합가스는 복수의 정제유닛(71 ~ 77)들 상측에 형성된 상기 혼합가스 유출구를 통하여 외부로 유출될 수 있다.That is, the oxygen-hydrogen mixed gas flows into the plurality of purification units 71 to 77 from the mixed gas inlet formed at the lower side, and the oxygen-hydrogen mixed gas is purified water contained in the purification units 71 to 77. Electrolyte such as potassium hydroxide (KOH) included in the oxygen-hydrogen mixed gas is dissolved in purified water r and collected while passing through (r), and then the purified oxygen-hydrogen mixed gas is a plurality of purification units (71). 77 may be discharged to the outside through the mixed gas outlet formed on the upper side.
이때, 산소-수소 혼합가스 정제장치(7)에는 복수의 정제유닛(71 ~ 77)들이 마련됨으로써, 다수의 단계를 거친 전해물질의 정제가 이루어져, 산소-수소 혼합가스 정제장치(7)를 거친 상기 산소-수소 혼합가스에는 극히 미량의 전해물질만이 포함된다.At this time, the oxygen-hydrogen mixed gas purification device 7 is provided with a plurality of purification units 71 to 77, thereby purifying the electrolytic material having undergone a plurality of stages, and undergoing the oxygen-hydrogen mixed gas purification device 7 The oxygen-hydrogen mixed gas contains only a very small amount of electrolyte.
한편, 공급배관(78)에는 상기 산소-수소 혼합가스가 정제유닛들(71 ~ 77)로부터 산소-수소 혼합가스 발생장치(1)로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브(781)가 설치될 수 있다.On the other hand, the
제안되는 실시예에 의하면, 전해액이 전기분해됨으로써 생성되는 산소-수소 혼합가스에 포함되는 전해물질을 산소-수소 혼합가스 정제장치(7)가 포집함으로써, 산소-수소 혼합가스에 포함된 전해물질에 의한 장비의 손상이 최소화될 수 있는 이점이 있다.According to the proposed embodiment, the oxygen-hydrogen mixed gas purification device 7 collects an electrolytic material included in the oxygen-hydrogen mixed gas generated by electrolysis of the electrolyte solution, so that the electrolytic material contained in the oxygen-hydrogen mixed gas is collected. There is an advantage that the damage of the equipment by it can be minimized.
본 실시예에 따른 산소-수소 혼합가스 발생시스템에 의해 발생된 산소-수소 혼합가스는 자동차를 비롯한 모든 기계 장치에서 화석 연료를 대체하여 사용될 수 있다.Oxygen-hydrogen mixed gas generated by the oxygen-hydrogen mixed gas generating system according to the present embodiment can be used to replace the fossil fuel in all machinery, including automobiles.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1 : 산소-수소 혼합가스 발생장치
10 : 전극판 11 : 전극판 몸체
111 : 전해액 유동홀 112 : 혼합가스 유동홀
113 : 관통홀 12 : 방열프레임부
20 : 실링부재 21 : 전해액 수용공간
30 : 유도부재 31 : 유도부재 몸체
311 : 유도부재측 관통홀 312 : 실링부재 삽입홀
50 : 전극봉 60 : 체결부재
610 : 용수공급원 620 : 제1필터
630 : 제2필터 650 : 산소-수소 혼합가스 저장용기
7 : 산소-수소 혼합가스 정제장치 71 ~ 77 : 정제유닛
78 : 공급배관 79 : 배출배관1: Oxygen-hydrogen mixed gas generator
10
111
113: through hole 12: heat radiation frame portion
20: sealing member 21: electrolyte receiving space
30: guide member 31: guide member body
311: guide member side through hole 312: sealing member insertion hole
50: electrode 60: fastening member
610: water supply source 620: first filter
630: second filter 650: oxygen-hydrogen mixed gas storage container
7: oxygen-hydrogen mixed gas purification apparatus 71 ~ 77: purification unit
78: supply piping 79: discharge piping
Claims (8)
전해액을 공급하기 위한 용수공급원;
상기 용수공급원으로부터 공급되는 상기 전해액에 포함되어 있는 불순물을 걸러내기 위한 필터;
상기 전해액이 공급되어 산소-수소 혼합가스를 발생시키는 산소-수소 혼합가스 발생장치;
상기 산소-수소 혼합가스 발생장치에서 발생된 상기 산소-수소 혼합가스로부터 전해물질을 정제시키는 산소-수소 혼합가스 정제장치; 및
정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 포집되어 저장되는 산소-수소 혼합가스 저장용기;를 포함하며,
상기 산소-수소 혼합가스 정제장치는,
하측 및 상측에 각각 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구가 형성되며, 상기 혼합가스 유입구 및 혼합가스 유출구와 연통되는 내부공간에 정제수가 수용되어 있는 복수의 정제유닛들;
상기 복수의 정제유닛들 중 하나의 정제유닛의 혼합가스 유입구와 상기 산소-수소 혼합가스 발생장치를 연결시켜, 상기 정제유닛에 상기 산소-수소 혼합가스를 공급하는 공급배관; 및
상기 복수의 정제유닛들 중 다른 하나의 정제유닛의 혼합가스 유출구와 상기 산소-수소 혼합가스 저장용기를 연결시켜, 상기 정제유닛의 상기 정제수를 거쳐 정제된 상기 산소-수소 혼합가스가 상기 산소-수소 혼합가스 저장용기로 공급하는 배출배관;을 포함하고,
상기 산소-수소 혼합가스 정제장치는, 상기 공급배관에 설치되어 상기 산소-수소 혼합가스가 상기 정제유닛들로부터 상기 산소-수소 혼합가스 발생장치로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지밸브를 더 포함하며,
상기 산소-수소 혼합가스 발생 장치는,
대면하여 일렬로 이격되어 배치되는 3 이상의 전극판; 및
상기 전극판 사이에 삽입되어, 상기 전극판과 함께 전해액이 충전될 수 있는 전해액 수용공간을 형성하며, 수밀성을 가지는 실링부재; 를 포함하며,
인접한 상기 전해액 수용공간 끼리는, 상기 전극판의 하부에 형성된 전해액유동홀 및 상기 전극판의 상부에 형성된 혼합가스유동홀에 의해 서로 연통되고,
인접한 상기 전극판의 상기 전해액 유동홀끼리는 서로 중첩되지 않으며,
상기 전극판은 상기 전해액 수용공간을 형성하는 전극판 몸체 및 상기 전극판 몸체의 둘레를 따라서 돌출 형성되어 공기와 접촉되는 방열프레임부를 포함하고,
상기 전극판에 양극 및 음극의 전압을 교번하여 가함으로써 상기 전해액유동홀로 공급된 전해액이 전기분해되어 발생된 산소 및 수소 가스는 상기 혼합가스유동홀을 통하여 상기 산소-수소 혼합가스 정제장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 산소-수소 혼합가스 발생시스템.In the oxygen-hydrogen mixed gas generation system that can be used in mechanical devices including automobiles,
A water supply source for supplying an electrolyte solution;
A filter for filtering impurities contained in the electrolyte solution supplied from the water supply source;
An oxygen-hydrogen mixed gas generator for supplying the electrolyte to generate an oxygen-hydrogen mixed gas;
An oxygen-hydrogen mixed gas purification device for purifying an electrolytic material from the oxygen-hydrogen mixed gas generated in the oxygen-hydrogen mixed gas generator; And
And an oxygen-hydrogen mixed gas storage container in which the purified oxygen-hydrogen mixed gas is collected and stored.
The oxygen-hydrogen mixed gas purification device,
A plurality of purification units having a mixed gas inlet and a mixed gas outlet formed at a lower side and an upper side thereof, and receiving purified water in an inner space communicating with the mixed gas inlet and the mixed gas outlet;
A supply pipe connecting the mixed gas inlet of one of the plurality of purification units and the oxygen-hydrogen mixed gas generator to supply the oxygen-hydrogen mixed gas to the purification unit; And
The oxygen-hydrogen mixed gas purified through the purified water of the purification unit by connecting the mixed gas outlet of the other one of the plurality of purification units and the oxygen-hydrogen mixed gas storage vessel is the oxygen-hydrogen It includes; discharge pipe for supplying the mixed gas storage container;
The oxygen-hydrogen mixed gas refining apparatus further includes a non-return valve installed in the supply pipe to prevent the oxygen-hydrogen mixed gas from flowing back from the refining units to the oxygen-hydrogen mixed gas generator. ,
The oxygen-hydrogen mixed gas generator,
Three or more electrode plates spaced apart from each other in a line; And
A sealing member inserted between the electrode plates to form an electrolyte containing space in which an electrolyte may be filled together with the electrode plate, and having a watertightness; Including;
The adjacent electrolyte solution spaces communicate with each other by an electrolyte flow hole formed in the lower portion of the electrode plate and a mixed gas flow hole formed in the upper portion of the electrode plate.
The electrolyte flow holes of adjacent electrode plates do not overlap each other,
The electrode plate includes an electrode plate body forming the electrolyte receiving space and a heat dissipation frame portion protruding along the periphery of the electrode plate body in contact with air,
Oxygen and hydrogen gas generated by electrolysis of the electrolyte solution supplied to the electrolyte flow hole by alternately applying voltages of the positive electrode and the negative electrode to the electrode plate are supplied to the oxygen-hydrogen mixed gas purification device through the mixed gas flow hole. Oxygen-hydrogen mixed gas generating system, characterized in that.
상기 실링부재가 위치할 자리를 잡도록 유도하는 유도부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소-수소 혼합가스 발생시스템.5. The method of claim 4,
Oxygen-hydrogen mixed gas generation system further comprises an induction member for inducing the seating position to be located.
상기 전극판 사이의 간격은 5mm 인 것을 특징으로 하는 산소-수소 혼합가스 발생시스템.5. The method of claim 4,
Oxygen-hydrogen mixed gas generating system, characterized in that the interval between the electrode plate is 5mm.
상기 복수의 전극판 들 중 가장 외측에 마련되는 전극판에는 상기 전해액 유동홀에 설치되며, 선택적으로 상기 전해액 유동홀을 개폐하기 위한 드레인코크가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 산소-수소 혼합가스 발생시스템.5. The method of claim 4,
The electrode plate provided on the outermost side of the plurality of electrode plates is installed in the electrolyte flow hole, and optionally a drain cock for opening and closing the electrolyte flow hole further characterized in that the oxygen-hydrogen mixed gas generating system .
상기 실링부재의 두께는 상기 유도부재의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 산소-수소 혼합가스 발생시스템.The method of claim 5, wherein
Oxygen-hydrogen mixed gas generation system, characterized in that the thickness of the sealing member is formed larger than the thickness of the induction member.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
KR1020130002280A KR101327140B1 (en) | 2013-01-08 | 2013-01-08 | System for generating mixed gas of hydrogen and oxygen for machinary including car |
PCT/KR2014/000215 WO2014109554A1 (en) | 2013-01-08 | 2014-01-08 | Oxygen-hydrogen mixed gas generator and oxygen-hydrogen mixed gas generation system for machines including vehicles, capable of generating oxygen-hydrogen mixed gas enabling replacement of fossil fuel |
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