KR102206004B1

KR102206004B1 - 수소 연료 생산시스템

Info

Publication number: KR102206004B1
Application number: KR1020200090393A
Authority: KR
Inventors: 이영진
Original assignee: 주식회사 패트리온
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2021-01-21

Abstract

본 발명은 수소 연료 생산시스템에 관한 것으로, 원료공급부의 호퍼에 담기 알루미늄원료를 계단식공급장치를 통해 단계적으로 승강시켜 원료정렬/이송부로 공급하고, 원료정렬/이송부에 의해 이송되는 알루미늄원료가 한 방향을 정렬하여 자유낙하 형태로 수직이송부로 공급되며, 수직이송부로 공급된 알루미늄원료가 연료이송부재에 안착되면, 승하강실린더에 의해 연료이송부재가 상승하여 원료투입부의 제1투입실린더 또는 제2투입실린더가 작동되어 푸쉬부재를 이동시켜 알루미늄원료를 수소가스발생부에 자동으로 투입시켜 알루미늄원료와 반응혼합물에 의한 화학반응에 의해 생산된 수소를 생산하고, 생산된 수소를 여과부에 의해 이물질이 제거된 깨끗한 수소를 생산하는 것을 특징으로 하며, 다공이 형성된 알루미늄원료와 용해촉매에 화학반응에 의해 수소가스를 생산할 수 있도록 원료의 공급, 원료의 정렬, 원료의 이송 및 투입까지 자동으로 이루어지도록 함으로써 수소가스를 원활하게 생산하는 것은 물론 수소가스의 생산 시 수소의 누출이 방지되어 안전하게 생산이 이루어지는 효과가 있다.

Description

수소 연료 생산시스템{Hydrogen fuel production system}

본 발명은 수소 연료 생산시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄원료와 용해촉매의 화학반응에 의해 물을 분해하여 대량의 수소가스를 생산할 수 있도록 규격화한 알루미늄원료의 공급, 정렬, 이송 및 투입까지 자동으로 이루어지도록 하여 수소가스를 원활하게 생산하는 것은 물론 생산된 수소가스를 정화하여 이물질이 제거된 순수한 수소를 생산할 수 있도록 하는 수소 연료 생산시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 환경문제는 인류가 해결해야 할 가장 큰 과제 중 하나로, 특히 지구온난화에 대한 문제는 그 해결이 매우 시급한 과제이며, 지구온난화의 주원인으로는 이미 알려진 바와 같이, 화석원료의 사용에 따른 이산화탄소의 배출이다.

이에 대한 해결 방안으로 수소가스를 이용하여 전기에너지를 생산하는 연료전지에 관한 연구 및 수소가스를 직접 내연기관의 연료로 사용하는 연구 등이 활발히 이루어지고 있다.

특히 연료전지의 경우에는, 연료의 연소반응 없이 에너지를 발생시키기 때문에, 화석연료의 연소과정에서 발생되는 유독성공해물질의 배출이 전혀 없으며, 이산화탄소의 배출량도 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

이러한 장점에도 불구하고, 수소가스에너지의 이용에는 경제적인 수소가스 생산 및 안정적인 수소 보관매체의 개발과 같은 파생 연구가 요구됨에 따라, 아직까지 상용화 단계에 접어들지 못하고 있다. 예를 들어, 일반적으로 고압의 기체 또는 액화상태로 저장되는 수소는 발화에너지가 매우 작기 때문에, 아주 미세한 정전기에도 쉽게 발화될 수 있는 등의 안정성에 대한 문제점을 가지고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 선행문헌으로 한국 공개특허공보 제2018-0069290호(2018.06.25.공개)의 '금속원료를 이용한 수소 발생 장치 및 방법'은 금속원료와 액상물질을 공급받아 화학반응을 통해 수소를 발생시키는 반응기; 상기 반응기와 연결되고, 상기 금속원료와 상기 액상물질이 상기 반응기로 공급되기 전에 소정의 시간 동안 수용되는 실린더; 상기 실린더와 연결되고, 상기 실린더 내로 상기 금속원료를 공급하는 금속원료 저장탱크; 상기 실린더와 연결되고, 상기 실린더 내로 상기 액상물질을 공급하는 액상물질 저장탱크; 상기 실린더와 상기 액상물질 저장탱크 사이의 통로에 설치되고, 개폐가 조절가능한 제1 밸브장치; 상기 실린더와 상기 금속원료 저장탱크 사이의 통로에 설치되고, 개폐가 조절가능한 제2 밸브장치; 및 상기 실린더와 상기 반응기 사이의 통로에 설치되고, 개폐가 조절가능한 제3 밸브장치를 포함한다.

상기와 같이 구성된 선행문헌은 제1 밸브장치를 개방하여 실린더 내로 액상물질을 공급하는 단계; 상기 제1 밸브장치를 폐쇄하고, 제2 밸브장치를 개방하여 상기 실린더 내로 금속원료를 공급하는 단계; 상기 제2 밸브장치를 폐쇄하고, 제3 밸브장치를 개방하여 상기 실린더 내의 상기 금속원료 및 상기 액상물질을 반응기 내로 공급하는 단계; 및 상기 반응기 내에서 상기 금속원료와 상기 액상물질을 이용한 화학반응을 통해 수소를 발생시키는 단계를 통해 수소를 발생시킨다.

그러나 상기의 선행문헌은 금속원료와 액상물질에 의해 수소를 발생시키기 때문에 육로에서는 사용이 용이하나, 해상에서는 장시간 항해에 따른 금속원료의 공급이 어려운 문제점이 있다. 또한, 장시간 운항하는 선박의 경우에는 금속원료 및 액상물질의 충전이 용이하지 못한 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제2018-0069290호(2018.06.25.공개)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 다공이 형성된 알루미늄원료와 용해촉매의 화학반응에 의해 물을 분해하여 대량의 수소가스를 생산할 수 있도록 구격화된 알루미늄원료의 공급, 정렬, 이송 및 투입까지 자동으로 이루어지도록 하여 수소가스를 원활하게 생산하는 것은 물론 생산된 수소가스를 정화하여 이물질이 제거된 순수한 수소를 안전하게 생산할 수 있도록 한 수소 연료 생산시스템를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 알루미늄원료를 원료반응기에 투입 시 수소가스가 누출되지 않으면서 알루미늄원료를 투입할 수 있도록 한 수소 연료 생산시스템를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하 수단으로,

원료공급부의 호퍼에 담긴 알루미늄원료를 계단식공급장치를 통해 단계적으로 승강시켜 원료정렬/이송부로 공급하고, 원료정렬/이송부에 의해 이송되는 알루미늄원료가 한 방향을 정렬하여 자유낙하 형태로 수직이송부로 공급되며, 수직이송부로 공급된 알루미늄원료가 연료이송부재에 안착되면, 승하강실린더에 의해 연료이송부재가 상승하여 원료투입부의 제1투입실린더 또는 제2투입실린더가 작동되어 푸쉬부재를 이동시켜 알루미늄원료를 수소가스발생부로 자동으로 투입시켜 알루미늄원료와 반응혼합물에 의한 화학반응에 의해 생산된 수소를 생산하고, 생산된 수소를 여과부에 의해 이물질이 제거된 깨끗한 수소를 생산하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템를 제공한다.

본 발명의 원료공급부는, 상부와 일측이 개방된 상태로 제1작업대에서 일측이 외부로 돌출되게 설치되어 원통형의 알루미늄원료가 담겨지는 호퍼와; 호퍼로부터 공급되는 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부로 공급할 수 있도록 호퍼의 일측에 위치되어 제1작업대에 설치되는 계단식공급장치와; 계단식공급장치의 하부에 설치되어 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 이동되도록 감속기가 결합되는 제1모터와; 계단식공급장치와 제1모터에 설치된 감속기의 구동축 사이에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 전환하는 크랭크장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 계단식공급장치는, 계단식으로 설치되는 복수의 받침부재가 기울어지게 제1작업대에 고정되고, 알루미늄원료를 단계적으로 상승시킬 수 있도록 크랭크장치와 결합되어 복수의 받침부재 사이에 같은 기울기를 가지며 승하강 가능하게 승강부재가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 원료정렬/이송부는, 제1작업대에 고정되는 받침대와; 받침대 상단에 고정되어 제2모터 및 컨베이어가 설치되는 프레임과; 프레임의 상단 일측에 모터브라켓에 의해 고정되면서 제1스프로켓이 설치되는 제2모터와; 제2모터의 구동에 의해 알루미늄원료를 이송하는 컨베이어와; 제2모터의 구동력을 컨베이어로 전달할 수 있도록 회전축에 설치되는 제2스크포켓과; 제2모터의 제1스프로켓과 제2스프로켓에 설치되는 체인과; 컨베이어에 의해 이송되는 알루미늄원료가 측방향으로 떨어지는 것을 방지하는 이송가이드와; 컨베이어에 의해 이송되는 알루미늄원료의 방향을 전환시키면서 자유낙하 방식에 의해 수직이송부로 알루미늄원료가 공급되도록 이송가이드의 일측에 위치되어 프레임에 고정되는 공급가이드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수직이송부는, 제2작업대에 설치되는 수직고정브라켓과; 수직고정브라켓의 일측에 설치되는 수직레일과; 수직레일 상단부에 수직고정브라켓(310)에 의해 고정되는 승하강실린더와; 승하강실린더의 실린더로드에 결합되어 알루미늄연료를 이송하는 연료이송부재와; 연료이송부재에 알루미늄원료의 탑재 시에는 상승하고, 원료를 투입할 때는 하강될 수 있도록 개폐실린더에 의해 연료이송부재에서 승하강되게 설치되는 개폐패널;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수직이송부는, 제2작업대에 설치되는 수직고정브라켓과; 고정브라켓의 일측에 설치되는 수직레일과; 수직레일 상단부에 브라켓에 의해 고정되는 승하강실린더와; 승하강실린더의 실린더로드에 결합되어 알루미늄연료를 이송하는 연료이송부재와; 연료이송부재에 알루미늄원료의 탑재 시에는 상승하고, 원료를 투입할 때는 하강될 수 있도록 개폐실린더에 의해 연료이송부재에서 승하강되게 설치되는 개폐패널;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 원료투입부는, 제2작업대 상부에 설치된 고정프레임의 상부에 고정되는 고정대와; 고정대 상부에 설치되는 수평레일과; 수평레일의 일측에 위치되어 고정대에 설치되는 제1투입실린더와; 알루미늄원료를 푸쉬하여 수소가스발생부로 투입할 수 있도록 제1투입실린더와 체결부재와 실린더고정체에 의해 결합되는 제2투입실린더와; 제1투입실린더에 의해 이동하여 알루미늄원료를 수소가스발생부로 투입할 수 있도록 제2투입실린더에 결합하여 수평레일에 이동가능하게 설치되는 수평슬라이더와; 제2투입실린더의 결합되어 수소가스발생부의 투입부재에 형성된 투입구에 밀착되는 투입구결합부재와; 투입구결합부재의 내측에 위치되어 제2투입실린더의 실린더로드에 결합되어 알루미늄원료를 수소가스발생부의 원료반응기의 내측으로 인입시키는 푸쉬부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2투입실린더는, 수소가스발생부의 투입부재에 형성된 투입구에 투입구결합부재가 밀착되어 수소가스의 누설되는 것을 방지하면서 연료안착부재에 위치된 알루미늄원료를 푸쉬부재에 의해 수소가스발생부의 원료반응기의 내측으로 인입시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수소가스발생부는, 알루미늄원료가 투입되는 투입부재가 일측에 설치되며, 투입부재에는 원료반응기에서 배출되는 수소가스가 여과탱크로 유입될 수 있도록 가스배출구가 형성되고, 투입부재의 일측에는 투입밸브가 설치되며, 투입밸브는 알루미늄원료가 투입될 때 투입구를 개방하거나 또는 알루미늄원료가 투입되지 않을 때에는 투입구를 폐쇄하여 수소가스의 배출을 방지하는 원료반응기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 여과부는, 외부로부터 공급되는 용액(반응화합물)을 원료반응기로 공급하는 용액탱크와; 원료반응기와 냉각수공급관과 반응 후 뜨거워진 물을 배출하는 온수배출관으로 연결되어 냉각수가 순환되도록 형성되는 냉각수탱크와; 원료반응기로부터 공급되는 수소가스에 포함된 이물질을 용수를 이용하여 제거하는 여과탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1여과탱크는, 용수가 공급되지 않은 상태에서 수소반응 시 오버히트되는 산화물거품 보관 및 여과수의 역류방지가 이루어질 수 있도록 상단에 설치되는 수소가스공급관의 끝단이 제1여과탱크의 내측 상부쪽에 위치되도록 형성되고, 드레인이 이루어질 수 있도록 드레인밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 여과탱크는, 수소가스에 포함된 이물질의 여과가 용이하게 이루어질 수 있도록 수소가스를 다방향으로 분사시켜 폭기시키는 분사부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 소정형상으로 규격화되어 다공이 형성된 알루미늄원료와 용해촉매에 화학반응에 의해 수소가스를 생산할 수 있도록 원료의 공급, 원료의 정렬, 원료의 이송 및 투입까지 자동으로 이루어지도록 함으로써 수소가스를 원활하게 생산하는 것은 물론 수소가스의 생산 시 수소의 누출이 방지되어 안전하게 생산이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 알루미늄원료를 원료반응기에 투입 시 수소가스발생부의 투입부재에 형성된 투입구에 투입구결합부재가 밀착되어 수소가스의 누설되는 것을 방지하면서 연료안착부재에 위치된 알루미늄원료를 푸쉬부재에 의해 수소가스발생부의 원료반응기의 내측으로 인입시킴으로써 수소가스가 누출되지 않으면서 알루미늄원료를 안전하게 투입할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 알루미늄연료와 반응혼합물에 의해 수소가스를 생산할 때 발생되는 산화물을 제거하므로 화학반응이 용이하게 일어나고, 산화물을 제거하지 않은 상태에서의 수소가스를 생산하는 것보다 더 많은 양의 수소가스가 생산되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수소가스발생부를 통해 생산된 수소가스를 여과부를 통해 이물질이 제거된 양질의 수소가스를 제공받아 사용함으로써 다양한 사용기기에서 트러블없이 구동이 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 수소 연료 생산시스템를 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 연료공급부의 구성을 도시한 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 연료공급부의 구성을 도시한 정면도.
도 4는 도 1 및 2에 도시된 원료정렬/이송부의 구성을 도시한 도면.
도 5는 도 1에 도시된 수직이송부의 구성을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 원료승강부재를 확대하여 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 원료투입부의 구성을 도시한 도면.
도 8은 도 7에 도시된 제1투입실린더, 푸싱부재, 제2투입실린더의 상관관계를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 푸싱부재와 원료유입부재의 결합되는 상태를 도시한 도면.
도 10은 도 1에 도시된 제1여과탱크의 구성을 도시한 도면.
도 11은 도 1에 도시된 제2 내지 4여과탱크의 구성을 도시한 도면.

이하, 본 발명에 의한 수소 연료 생산시스템를 설명한다.

본 발명의 수소 연료 생산시스템는 원료공급부(100)의 호퍼(120)에 담기 알루미늄원료를 계단식공급장치(130)를 통해 단계적으로 승강시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급하고, 원료정렬/이송부(200)에 의해 이송되는 알루미늄원료가 한 방향으로 정렬하여 자유낙하 형태로 수직이송부(300)로 공급되며, 수직이송부(300)로 공급된 알루미늄원료가 연료이송부재(340)에 안착되면, 승하강실린더(330)에 의해 연료이송부재(340)가 상승하여 원료투입부(400)의 제1투입실린더(430) 또는 제2투입실린더(440)가 작동되어 푸쉬부재(470)를 이동시켜 알루미늄원료를 수소가스발생부(500)로 투입시켜 알루미늄원료와 반응혼합물에 의한 화학반응에 의해 생산된 수소를 생산하고, 생산된 수소를 여과부(600)에 의해 이물질이 제거된 깨끗한 수소를 생산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수소 연료 생산시스템를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 10을 참조하여 설명하면, 본 발명의 수소 연료 생산시스템는 호퍼(120)에 담기 원통형의 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급할 수 있도록 제1작업대(110)에 설치되는 원료공급부(100)와, 원료공급부(100)로부터 공급된 원통형의 알루미늄원료가 컨베이어(240)에 의해 수평방향으로 이송되면서 정렬되어 수직이송부(300)로 굴러서 자유낙하 형태로 공급될 수 있도록 원료공급부(100)의 상방향 쪽에 위치되어 제1작업대(110)에 고정되는 원료정렬/이송부(200)와, 원료정렬/이송부(200)로부터 공급되는 알루미늄원료를 개별적으로 상승시켜 원료투입부(400)의 푸쉬에 의해 원료반응기(510)로 공급할 수 있도록 원료정렬/이송부(200)의 일측에 연결되게 설치되는 수직이송부(300)와, 수직이송부(300)의 일측에 설치되어 알루미늄원료를 푸쉬하여 수소가스발생부(500)로 공급하는 원료투입부(400)와, 원료투입부(400)를 통해 공급되는 알루미늄원료와 반응혼합물의 화학반응에 의해 수소가스를 생산하면서 산화물을 제거하는 수소가스발생부(500)와, 수소가스발생부(500)에서 생산되는 수소가스에 포함된 이물질를 제거하여 양질의 수소가스를 생산하는 여과부(600)로 이루어진다.

상기 원료공급부(100)는 호퍼(120), 계단식공급장치(130), 제1모터(140), 크랭크장치(150)로 이루어진다.

상기 호퍼(120)는 상부와 일측이 개방된 상태로 제1작업대(110)에서 일측이 외부로 돌출되게 설치된다. 또한, 상기 호퍼(120)의 내측에는 원통형으로 이루어져 다공이 형성된 알루미늄원료가 담겨진다.

상기 계단식공급장치(130)는 호퍼(120)로부터 공급되는 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급할 수 있도록 호퍼(120)의 일측에 위치되어 제1작업대(110)에 설치된다. 또한, 상기 계단식공급장치(130)는 계단식으로 설치되는 복수의 받침부재(131)가 기울어지게 제1작업대(110)에 고정되고, 알루미늄원료를 단계적으로 상승시킬 수 있도록 크랭크장치(150)와 결합되어 복수의 받침부재(131) 사이에 같은 기울기를 가지며 승하강 가능하게 형성되는 다수의 승강부재(132)로 구성된다.

상기 계단식공급장치(130)는 호퍼(120)로부터 공급되는 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급할 수 있도록 호퍼(120)의 일측에 위치되어 제1작업대(110)에 설치된다.

그리고 상기 계단식공급장치(130)는 계단식으로 설치되는 복수의 받침부재(131)가 기울어지게 제1작업대(110)에 고정되고, 알루미늄원료를 단계적으로 상승시킬 수 있도록 크랭크장치(150)와 결합되어 복수의 받침부재(131) 사이에 같은 기울기를 가지며 승하강 가능하게 승강부재(132)로 구성된다. 상기 받침부재(131)는 'ㄱ'자 형상으로 이루어져 승강부재(132)가 알루미늄원료를 상승시킬 수 있도록 소정 거리가 이격된 상태로 다단으로 형성된다.

그리고 상기 승강부재(132)는 'ㄱ'자 형상으로 이루어져 받침부재(131)의 사이에 위치되어 알루미늄원료를 단계적으로 상승시킬 수 있도록 받침부재(131)에 사이에서 승하강이 이루어지도록 설치된다.

상기 제1모터(140)는 제1작업대(110)의 내측 계단식공급장치(130)가 위치한 하방향에 일측에 설치되어 크랭크장치(150)로 구동력을 전달하여 다수의 승강부재(132)를 상승시킬 수 있도록 한다. 또한, 상기 제1모터(140)에는 회전력을 감속시킬 수 있도록 감속기가 결합된다.

상기 크랭크장치(150)는 계단식공급장치(130)와 제1모터(140)에 결합된 감속기(미부호)의 구동축 사이에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 전환한다.

상기 크랭크장치(150)는 감속기(미부호)의 구동축에 커넥팅로드(151)가 설치되고, 상기 커넥팅로드(151)에는 결합축(152)이 설치되며, 결합축(152)에는 승하강부재(153)가 결합되고, 상기 승하강부재(153)의 상단에는 승하강로드(154)가 설치되어 제1모터(140)에 결합된 감속기로부터 전달되는 회전운동을 직선운동으로 전환하여 다수의 승하강부재(153)가 동시에 승하강하면서 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급한다.

상기 원료정렬/이송부(200)는 받침대(210), 프레임(220), 제2모터(230), 컨베이어(240), 제2스프로켓(250), 체인(260), 이송가이드(270) 및 공급가이드(280)를 포함한다.

상기 받침대(210)는 프레임(220)이 설치될 수 있도록 제1작업대(110)의 상부에 설치된다. 또한, 상기 받침대(210)는 도면에 도시된 바와 같이 복수의 평판패널(211)이 이격되게 위치되어 각 모서리 부분에 볼트와 너트에 의해 고정된다. 상기 복수의 평판패널(211)을 고정하는 볼트와 너트에 의해 복수의 평판패널(211)의 이격거리를 조절하는 것은 물론 수평한 상태를 유지하면서 견고하게 고정되어 컨베이어(240)가 안정적로 구동되도록 한다.

상기 프레임(220)은 컨베이어(240) 및 이송가이드(270)가 설치될 수 있도록 받침대(210) 상부에 설치된다.

상기 제2모터(230)는 프레임(220)에 고정된 이송가이드(270)의 상단에 모터고정브라켓에 의해 고정된다. 또한, 상기 제2모터(230)의 구동축에는 제1스프로켓(231)이 설치되어 컨베이어(240)로 구동력이 전달된다.

상기 컨베이어(240)는 제2모터(230)의 구동력이 전달받아 알루미늄원료를 수평방향으로 이동시킨다. 상기 컨베이어(240)는 복수의 회전축(241)이 거리가 이격되게 설치되고, 상기 복수의 회전축(241)에는 컨베이어벨트(242)가 설치되며, 상기 컨베이어벨트(242)의 내측 쪽에는 제3스프로켓(243)과 제4스프로켓(244)과 결합되는 벨트체인(245)이 설치되며, 상기 회전축(241)에는 제3스프로켓(243)과 제4스프로켓(244)이 각각 설치되어 벨트체인(245)과 결합하여 제2모터(230)의 구동력에 의해 회전된다.

상기 제2스프로켓(250)은 제2모터(230)의 구동력을 컨베이어(240)로 전달할 수 있도록 복수의 회전축(241) 중 하나에 설치된다.

그리고 상기 체인(260)은 제2모터(230)의 제1스프로켓(231)과 제2스프로켓(250)에 설치되어 제2모터(230)의 구동력을 제2스프로켓(250)을 통해 회전축(241)으로 전달하여 컨베이어벨트(242)가 회전되도록 한다.

상기 이송가이드(270)는 컨베이어(240)에 의해 이송되는 알루미늄원료가 측방향으로 떨어지는 것을 방지한다. 상기 이송가이드(270)는 상부가 개방된 상태로 컨베이어(240)의 양측에 각각 설치되어 프레임(220)에 고정된다.

상기 공급가이드(280)는 컨베이어(240)에 의해 이송되는 알루미늄원료의 방향을 전환시키면서 자유낙하 방식에 의해 수직이송부(300)로 알루미늄원료가 공급되도록 방향전환부재(281)를 가지며 이송가이드(270)의 일측에 위치되어 프레임(220)에 고정된다. 또한, 상기 공급가이드(280)는 컨베이어(240)의 일측에 위치되어 알루미늄원료가 수직이송부(300)로 공급될 수 있도록 소정 각도로 기울어진 상태로 설치된다.

상기 수직이송부(300)는 원료정렬/이송부(200)의 일측에 위치되게 제2작업대(미부호)의 상부에 볼트와 너트 등에 의해 고정되는 수직고정브라켓(310)이 형성되고, 연료이송부재(340)가 승하강 될 수 있도록 제2작업대에 설치된 수직고정브라켓(310)의 일측에 수직레일(320)이 설치되며, 수직레일(320) 상단부에 브라켓에 의해 승하강실린더(330)가 설치되고, 승하강실린더(330)의 실린더로드에 결합되어 알루미늄연료를 이송하는 연료이송부재(340)가 설치되며, 연료이송부재(340)에 알루미늄원료의 탑재 시에는 상승하고, 원료를 투입할 때는 하강될 수 있도록 개폐실린더(360)에 의해 연료이송부재(340)에서 승하강되게 설치되는 개폐패널(350)로 이루어진다.

상기 승하강실린더(330)는 공압 또는 유압에 의해 구동되며, 바람직하게는 공압에 의해 구동되는 것이 바람직하다.

상기 연료이송부재(340)는 수직레일(320)의 일측에 이송부재본체(341)가 구비되고, 상기 연료이송부재(340)의 상단에는 원료정렬/이송부(200)로부터 공급되는 알루미늄원료가 탑재 될 수 있도록 '∪'자 형상으로 이루어지는 연료안착부재(342)가 설치되며, 상기 이송부재본체(341)에는 복수의 승하강슬라이더(343)가 결합되어 수직고정브라켓(310)에 설치된 수직레일(320)을 따라 승하강 되도록 한다.

그리고 상기 연료이송부재(340)의 연료안착부재(342) 일측에 설치되는 개폐패널(350)은 개폐실린더(360)와 결합되어 승하강이 이루어지며, 상기 개폐실린더(360)는 이송부재본체(341)와 승하강이 연동되게 일측에 설치된다.

상기 개폐실린더(360)는 이송부재본체(341)가 완전하게 상승된 상태에서는 개폐패널(350)을 하강시키고, 상기 이송부재본체(341)가 하강되면, 개폐패널(350)을 상승시켜 연료안착부재(342)의 일측이 폐쇄되도록 하여 알루미늄원료가 이탈되는 것을 방지한다.

상기 원료투입부(400)는 고정대(410), 수평레일(420), 제1투입실린더(430), 제2투입실린더(440), 수평슬라이더(450), 투입구결합부재(460) 및 푸쉬부재(470)를 포함한다.

상기 고정대(410)는 제2작업대 상부에 설치된 고정프레임(미부호)의 상부에 볼트 및 너트에 의해 고정된다. 상기 볼트 및 너트는 고정대(410)를 수평한 상태로 유지될 수 있도록 높낮이가 조절되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수평레일(420)은 고정대(410) 상부에 설치된다. 상기 수평레일(420)은 고정대의 길이방향으로 중앙에 설치되어 제2투입실린더(440)가 이동되도록 한다.

상기 제1투입실린더(430)는 수평레일(420)의 일측에 위치되어 고정대(410)에 설치된다. 또한, 상기 제1투입실린더(430)는 제2투입실린더(440) 및 투입구결합부재(460)를 수소가스발생부(500) 쪽으로 이동시켜 투입구결합부재(460)가 원료반응기(510)의 투입부재(511)에 밀착되도록 한다.

상기 제2투입실린더(440)는 알루미늄원료를 푸쉬하여 수소가스발생부(500)로 투입할 수 있도록 체결부재(431)와 실린더고정체(442)에 의해 제1투입실린더(430)에 결합된다.

그리고 상기 실린더고정체(442)는 수평슬라이더(450)에 결합될 수 있도록 'ㄴ'자 형상으로 이루어진 결합체(443)가 결합되며, 상기 결합체(443)는 수평슬라이더(450)에 결합되어 함께 이동될 수 있도록 한다.

상기 제2투입실린더(440)는 내측에 푸쉬로드(실린더로드)(441)가 설치되며, 상기 푸쉬로드(441)는 제2투입실린더(440)로 유입되는 공압에 의해 왕복 이동되도록 제2투입실린더(440)에 설치된다. 상기 제2투입실린더(440)는 제1투입실린더(430)에 의해 투입구결합부재(460)가 원료반응기(510)의 투입부재(511)에 밀착되면, 푸쉬로드(441)를 원료반응기(510)가 위치된 방향으로 밀어 푸쉬부재(470)에 의해 투입부재(511)에 위치된 알루미늄원료를 원료반응기(510)로 인입시킨다.

또한, 상기 제2투입실린더(440)는 'ㄴ'자 형상으로 이루어진 실린더지지체(444)에 결합되고, 상기 실린더지지체(444)는 수평슬라이더(450)에 결합되어 제1투입실린더(430)에 의해 수평레일(420)을 따라 이동가능하게 설치된다.

상기 수평슬라이더(450)는 제1투입실린더(430)에 의해 이동하여 알루미늄원료를 수소가스발생부(500)로 투입할 수 있도록 제2투입실린더(440)에 결합하여 수평레일(420)에 이동 가능하게 설치된다. 상기 수평슬라이더(450)는 제1투입실린더(430)의 작동에 의해 수평레일(420)을 따라 왕복으로 이동된다.

상기 투입구결합부재(460)는 제2투입실린더(440)의 결합되어 수소가스발생부(500)의 투입부재(511)에 형성된 투입구에 밀착된다. 상기 투입구결합부재(460)는 일측에 돌출부(461)가 형성되고, 상기 돌출부(461)는 원료반응기(510)의 투입부재(511)의 내측으로 인입되어 알루미늄원료가 투입될 때 원료반응기(510)로부터 수소가스가 누출되는 것을 방지한다.

상기 푸쉬부재(470)는 제2투입실린더(440)의 푸쉬로드(441)에 결합되어 투입구결합부재(460)의 내측에 위치되며, 알루미늄원료를 수소가스발생부(500)의 원료반응기(510) 내측으로 인입시킨다.

상기 수소가스발생부(500)는 원료반응기(510)로 구성된다.

상기 원료반응기(510)는 원료투입부(400)를 통해 유입된 알루미늄원료가 용액탱크(610)로부터 공급되는 반응혼합물과 화학반응에 의해 수소가스를 생산한다. 상기 원료반응기(510)는 알루미늄원료가 투입되는 투입부재(511)가 일측에 설치되며, 상기 투입부재(511)에는 원료반응기(510)에서 배출되는 수소가스가 여과탱크(630)로 유입될 수 있도록 가스배출구(511-1)가 형성된다.

또한, 상기 원료반응기(510)에 설치된 투입부재(511)의 일측에는 투입밸브(511-2)가 설치되며, 상기 투입밸브(511-2)는 알루미늄원료가 투입될 때 투입구를 개방하거나 또는 알루미늄원료가 투입되지 않을 때에는 투입구를 폐쇄하여 수소가스의 배출을 방지한다. 그리고 상기 원료반응기(510)의 하부에는 침전함이 설치될 수 있다.

상기 침전함은, 원료반응기(510)의 하부에 형성된 침전물배출공에 결합되는 침전물배출관과, 반응혼합물의 배출을 최소화 하면서 침전물이 배출되도록 침전물배출관에 설치되는 여과판과, 침전물배출관에 설치되는 침전물배출밸브와, 수소가스를 발생시키는 수소발생부재와 격리시킬 수 있도록 침전물배출관과 연결되는 침전함바디로 이루어진다. 상기 여과판은, 원형으로 형성되어 침전물이 침전함바디로 유입될 수 있도록 다수의 낙하공이 형성되고, 상기 낙하공으로 유입된 침점물이 침전함바디의 내부로 퍼지면서 낙하될 수 있도록 상부의 지름보다 하부의 지름이 더 넓게 형성된다.

상기 원료반응기(510)의 상부에는 용액(반응혼합물)이 유입되는 용액투입구(512), 냉각수가 유입되는 냉각수투입구(513) 및 온수가 배출되는 온수배출구(514), 화학반응에 의해 발생된 수소가스가 배출되는 수소가스배출구(515)가 형성된다.

상기 용액투입구(512)는 용액탱크(610)로부터 용액(반응혼합물)이 유입될 수 있도록 용액투입관(612)과 연결된다. 또한, 상기 용액투입관(612)에 설치된 용액공급밸브(613)를 통해 용액의 공급을 조절한다.

상기 냉각수투입구(513)는 냉각수탱크(620)로부터 냉각수가 공급되도록 냉각수공급관(621)이 연결된다. 또한, 상기 냉각수공급관(621)에 설치된 냉각수공급밸브(613)와 모터펌프(624)에 의해 냉각수의 공급을 조절한다. 그리고 냉각수공급관(621)에 설치된 체크밸브(625)에 의해 냉각수가 역류되는 것을 방지한다.

또한, 상기 온수배출구(514)는 원료반응기(510)로부터 배출되는 냉각수를 냉각수탱크(620)로 공급할 수 있도록 온수배출관(622)과 연결된다.

상기 수소가스배출구(515)는 원료반응기(510)에서 배출되는 수소가스를 여과탱크(630)로 공급할 수 있도록 수소가스공급관(632)과 연결된다.

상기 여과부(600)는 용액탱크(610), 냉각수탱크(620), 여과탱크(630)를 포함한다.

상기 용액탱크(610)는 내측에 소정 공간을 가지며 용액(반응혼합물)이 저장된다. 상기 용액탱크(610)는 외부로부터 공급되는 용액을 공급받는 용액공급관(611)과 용액을 원료반응기(510)로 공급하는 용액투입관(612)이 각각 연결된다. 또한, 용액공급관(611)에는 용액의 공급를 제어하기 위한 용액공급밸브(613)가 설치된다.

상기 냉각수탱크(620)는 내측에 소정 공간을 가지며 냉각수가 저장된다. 상기 냉각수탱크(620)는 저장된 냉각수를 원료반응기(510)로 공급할 수 있도록 냉각수공급관(621)과 원료반응기(510)로부터 리턴되는 온수를 받을 수 있도록 온수배출관(622)과 각각 연결된다.

상기 냉각수공급관(621) 상에는 냉각수의 공급을 제어하는 냉각수공급밸브(623)가 설치되고, 상기 냉각수탱크(620)의 저부에는 내부에 저장된 냉각수를 배수할 수 있도록 냉각수배출드레인밸브(626)가 설치된다.

또한, 상기 냉각수탱크(620)는 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 외주연에 히터(미도시)가 설치될 수 있으며, 이러한 히터는 열선, 보일러 또는 인덕션(유도가열방식) 등으로 이루어진다.

그리고 상기 여과탱크(630)는 도면에 도시된 바와 같이 다수로 형성되어 원료반응기(510)로부터 공급되는 수소가스에 포함된 이물질을 다단계로 걸러 순수한 수소가스를 얻을 수 있도록 한다.

상기 여과탱크(630)는 일례로 제1 내지 제4여과탱크(630a, 630b, 630c, 630d)로 이루질 수 있으며, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 즉, 여과탱크(630)의 개수는 수소가스에 포함된 이물질의 양에 따라 그 개수를 더 늘리거나 또는 줄일 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1여과탱크(630a)는 내측에 공간을 가지며 상부에 수소가스가 유입되는 수소가스공급관(632)이 설치되며, 원료반응기(510)로부터 공급되는 수소가스의 유수분리가 이루어진 후 수소가스가 배출되는 수소가스연결관(633)이 설치되고, 냉각수탱크(620)로부터 냉각수를 선택적으로 공급할 수 있도록 용수공급파이프(634)가 설치된다.

상기 제1여과탱크(630a)는 용수가 공급되지 않은 상태에서 가스에 포함된 물을 분리한 후 수소가스만 배출이 이루어지도록 유수분리의 기능이 이루어지도록 한다.

즉, 상기 가스공급관(632)의 끝단이 제1여과탱크(630a)의 내측 상부쪽에 위치되도록 하여 수소반응 시 오버히트되는 산화물거품 보관, 및 유수분리된 여과수의 역류를 방지할 수 있도록 한다.

다시 설명하면, 상기 수소가스공급관(632)의 끝단이 제1여과탱크(630a)의 내측 상부쪽에 위치됨으로써 수소가스가 연속적으로 공급되기 때문에 수소가스공급관(632) 및 용수공급파이프(634) 쪽으로 산화물거품, 유수분리된 여과수에 따른 수분이 역류되는 것을 방지하면서 수소가스연결관(633)으로 수소가스의 공급이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 제1여과탱크(630a)는 가급적 용수가 공급되지 않으며, 용수가 공급되는 경우에는 내부 청소 시에만 공급이 이루어진다.

그리고 상기 제1 내지 제4여과탱크(630a, 630b, 630c, 630d)는 저장된 용수를 배출시킬 수 있도록 용수배출드레인밸브(631)가 각각 설치된다.

상기 여과탱크(630)는 원료반응기(510)로부터 수소가스를 공급될 수 있도록 수소가스공급관(632)과 연결된다. 또한 여과탱크(630)는 제1제1여과탱크(630a)에서 이물질이 걸러진 수소가스가 제2여과탱크(630b)로 공급되고, 제2여과탱크(630b)에서 이물질이 걸러진 수소가스를 제3여과탱크(630c)로 공급되며, 제3여과탱크(630d)에서 이물질이 걸러진 수소가스가 제4여과탱크(630d)로 공급될 수 있도록 수소가스연결관(633)이 각각 설치된다. 그리고 상기 수소가스연결관(633)에는 가스공급밸브(633-1)가 형성되어 수소가스의 공급을 조절한다.

상기 제4여과탱크(630d)에서 이물질이 최종적으로 걸러진 수소가스를 엔진, 발전기 등에 공급할 수 있도록 수소가스배출관(미부호)이 설치된다.

또한, 상기 제1 내지 제4여과탱크(630a, 630b, 630c, 630d)에 저장되어 수소가스에 포함된 이물질을 걸러내는 용수를 공급할 수 있도록 용수공급파이프(634)가 각각 설치되며, 상기 용수공급파이프(634) 상에는 용수공급밸브(635)가 각각 설치되고, 상기 용수공급밸브(635)에 의해 용수의 공급을 제어한다.

또한, 상기 제2 내지 제4여과탱크(630b, 630c, 630d)는 수소가스에 포함된 이물질의 여과가 용이하게 이루어질 수 있도록 수소가스를 다방향으로 분사시켜 폭기시키는 분사부재(632-1)가 설치될 수 있으며, 이러한 분사부재(632-1)에 의해 수소가스가 용수에 의해 여과가 용이하게 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 수소 연료 생산시스템에 의해 수소가스가 발생되는 과정을 설명한다.

먼저, 원료공급부(100)의 호퍼에 다공이 형성된 알루미늄원료를 넣은 상태에서 컨트롤러박스(미도시)에 설치된 스위치(미도시)를 조작하여 제1모터(140)로 전류가 인가한다. 상기 전류가 인가된 제1모터(140)의 구동에 의해 크랭크장치(150)의 커넥팅로드(151)가 회전하면서 결합축(152)으로 연결된 승하강부재(153)가 승강하면서 제1작업대(110)에 설치된 계단식공급장치(130)의 승강부재(132)가 상승하면서 호퍼(120)에 담긴 알루미늄원료를 단계적으로 이동시킨다.

상기 계단식공급장치(130)에 의해 공급되는 알루미늄원료는 원료정렬/이송부(200)의 이송가이드(270) 사이에 설치된 컨베이어(240)로 낙하되고, 낙하된 알루미늄원료는 제2모터(230)의 구동에 의해 제1스프로켓(231)과 제2스프로켓(250)이 체인(260)에 의해 회전하면서 회전축(241)을 회전시켜 컨베이어벨트(242)를 회전시킨다.

상기 컨베이어벨트(242)의 회전에 의해 알루미늄원료가 이송되면서 원료투입부 쪽으로 이동된다. 상기 원료투입부(400) 쪽으로 이송되는 알루미늄원료는 공급가이드(280)에 설치된 방향전환부재(281)에 의해 방향이 틀어짐과 동시에 컨베이어벨트(242)의 이동에 의해 낙하된 방향에서 90° 회전하여 방향이 된다.

상기 방향전환부재(281)에 의해 90° 회전한 알루미뉴원료는 공급가이드(280)에 안내되면서 자유낙하 방식으로 굴러 내려가 수직이송부(300)의 연료안착부재(342)에 안착된다. 상기 연료안착부재(342)는 '∪'자 형상으로 형성되어 있기 때문에 알루미늄원료가 이탈되지 않고 안착이 용이하게 이루어진다.

또한, 상기 연료안착부재(342)의 일측에는 개폐패널(350)이 설치되어 있기 때문에 알루미늄원료가 연료안착부재(342)의 측면방향으로 이탈되는 방지된다.

상기 알루미늄원료가 안착된 연료안착부재(342)는 승하강실린더(330)에 의해 상승되고, 상승되는 연료안착부재(342)가 원료반응기(510)의 투입부재(511)와 원료투입부(400)의 제2투입실린더(440) 사이에 위치되는데, 이때 연료안착부재(342)의 측면방향에 위치된 개폐패널(350)이 개폐실린더(360)에 의해 하강하여 제2투입실린더(440)의 푸쉬부재(470)에 의해 원료반응기(510)로 인입될 수 있도록 한다.

상기 개폐실린더(360)이 하강된 상태에서 연료안착부재(342)가 원료반응기(510)의 투입부재(511)와 원료투입부(400)의 제2투입실린더(440) 사이에 위치되면, 제2투입실린더(440)에 의해 푸쉬로드(441)가 이동되어 알루미늄원료를 원료반응기(510)의 투입부재(511) 내측으로 인입시킨다.

상기와 같은 과정을 반복하여 투입부재(511) 내측에 다수개의 알루미늄원료가 위치되면, 제1투입실린더(430)의 구동에 의해 체결부재(431)와 실린더고정체(442)에 의해 결합된 제2투입실린더(440)가 수평레일(420)을 따라 이동되며, 이때 제2투입실린더(440)의 하부에 결합된 수평슬라이더(450)가 수평레일(420)을 따라 이동된다.

상기 수평레일(420)을 따라 이동되는 제2투입실린더(440)의 일측에 설치된 투입구결합부재(460)가 원료반응기(510)의 투입부재(511)의 일측에 위치되는데, 이때 투입구결합부재(460)에 형성된 돌출부(461)가 투입부재(511)의 내측으로 인입되어 투입밸브(511-2)가 개방되었을때 수소가스의 누출이 방지된다.

상기와 같이 투입구결합부재(460)가 투입부재(511)의 일측에 밀착된 상태에서 제2투입실린더(440)에 의해 푸쉬로드(441)가 이동되면서 푸쉬로드(441)의 일측에 설치된 푸쉬부재(470)가 알루미늄원료를 푸쉬함과 동시에 투입부재(511)의 일측에 설치된 투입밸브(511-2)가 개방되어 알루미늄원료가 원료반응기(510) 내측으로 인입시킨다.

상기 알루미늄원료가 원료반응기(510) 내측으로 인입되면, 제2투입실린더(440)에 의해 푸쉬부재(470)가 투입구결합부재(460) 쪽으로 이동되면서 동시에 투입부재(511)의 일측에 설치된 투입밸브(511-2)의 닫히면서 원료반응기(510)의 투입구를 폐쇄시켜 수소가스의 누출이 방지된다.

상기 알루미늄원료가 원료반응기(510)로 투입되면, 원료반응기(510)에 저장된 용액(반응혼합물)과 화학반응이 일어나면서 산화물과 함께 수소가스가 발생된다. 상기 산화물은 원료반응기(510)의 하부에 설치된 침전함으로 이동되고, 상기 수소가스는 가스배출구(511-1)를 통해 제1여과탱크(630a)로 공급된다. 상기 다수로 이루어진 제1여과탱크(630a)로 공급된 수소가스는 단계적으로 이물질이 제거된다.

즉, 제1제1여과탱크(630a)로 공급된 수소가스가 1차로 유수분리가 이루어지면서 이물질이 걸러지고, 1차로 이물질이 걸러진 상태의 수소가스가 수소가스연결관(633)을 통해 제2여과탱크(630b)로 공급되어 용수에 의해 2차로 이물질이 걸러지며, 2차로 이물질이 걸러진 상태의 수소가스는 수소가스연결관(633)을 통해 제3여과탱크(630c)를 거쳐 제4여과탱크(630d)로 공급되면서 이물질이 걸러진다.

상기와 같이 이물질이 걸러진 수소가스는 수소충전소, 발전소 또는 선박 등에 공급하여 원료로 사용할 수 있도록 공급된다.

그리고 상기 알루미늄원료의 화학반응에 의해 수소가스가 발생되는 과정에서 적정한 온도를 유지할 수 있도록 냉각수탱크(620)로에서 소정 온도로 유지된 냉각수가 냉각수공급관(621)을 거쳐 원료반응기(510)로 공급되고, 또한 원료반응기(510)에서 배출되는 온수는 온수배출관(622)으로 배출되어 냉각수탱크(620)로 유입된다. 이때 냉각수공급관(621) 상에 설치된 모터펌프(624)에 의해 소정압력으로 냉각수가 공급되어 순환되도록 함으로써 최적의 온도에서 수소가스를 발생을 촉진시킨다.

상기 알루미늄원료와 용액(반응혼합물)과 화학반응에 의해 수소가스를 발생시키는 과정에서 원료반응기(510)에 저장된 용액이 부족하면, 용액탱크(610)에서 용액투입관(612)을 통해 원료반응기(510)로 용액이 공급됨으로 수소가스의 생산이 용이하게 이루어진다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 알루미늄원료를 원료반응기(510)에 투입 시 수소가스발생부(500)의 투입부재(511)에 형성된 투입구에 투입구결합부재(460)가 밀착되어 수소가스의 누설되는 것을 방지하면서 연료안착부재(342)에 위치된 알루미늄원료를 푸쉬부재(470)에 의해 수소가스발생부(500)의 원료반응기(510) 내측으로 인입시킴으로써 수소가스가 누출되지 않으면서 알루미늄원료를 안전하게 투입된다.

또한, 알루미늄연료와 용액(반응혼합물)의 화학반응에 의해 수소가스를 생산할 때 발생되는 산화물을 제거하므로 화학반응이 용이하게 일어나느 것은 물론 산화물을 제거하지 않은 상태에서의 수소가스를 생산하는 것보다 더 많은 양의 수소가스의 생산이 이루어진다.

또한, 수소가스발생부(500)를 통해 생산된 수소가스를 여과부(600)를 통해 이물질이 제거된 양질의 수소가스를 제공받아 사용하므로서 다양한 사용기기에서 트러블이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 알루미늄원료를 투입하는 전과정이 자동으로 이루어지기 때문에 수소가스 발생량의 조절이 용이한 것은 물론 알루미늄원료가 투입되는 과정에서 수소가스의 누출없이 알루미늄원료를 공급함으로써 안전하게 수소가스를 생성할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 원료공급부 110: 제1작업대
120: 호퍼 130: 계단식공급장치
131: 받침부재 132: 승강부재
140: 제1모터 150: 크랭크장치
151: 커넥팅로드 152: 결합축
153: 승하강부재 154: 승하강로드
200: 원료정렬/이송부 210: 받침대
211: 평판패널 220: 프레임
230: 제2모터 231: 제1스프로켓
240: 컨베이어 241: 회전축
242: 컨베이어벨트 243: 제3스프로켓
244: 제4스프로켓 245: 벨트체인
250: 제2스프로켓 260: 체인
270: 이송가이드 280: 공급가이드
281: 방향전환부재 300: 수직이송부
310: 수직고정브라켓 320: 수직레일
330: 승하강실린더 340: 연료이송부재
341: 이송부재본체 342: 연료안착부재
343: 승하강슬라이더 350: 개폐패널
360: 개폐실린더 400: 원료투입부
410: 고정대 420: 수평레일
430: 제1투입실린더 431: 체결부재
440: 제2투입실린더 441: 푸쉬로드
442: 실린더고정체 443: 결합체
444: 실린더지지체 450: 수평슬라이더
460: 투입구결합부재 461: 돌출부
470: 푸쉬부재 500: 수소가스발생부
510: 원료반응기 511: 투입부재
511-1: 가스배출구 511-2: 투입밸브
512: 용액투입구 513: 냉각수투입구
514: 온수배출구 515: 수소가스배출구
600: 여과부 610: 용액탱크
611: 용액공급관 612: 용액투입관
613: 용액공급밸브 620: 냉각수탱크
621: 냉각수공급관 622: 온수배출관
623: 냉각수공급밸브 624: 모터펌프
625: 체크밸브 626: 냉각수배출드레인밸브
630: 여과탱크 630a: 제1여과탱크
630b: 제2여과탱크 630c: 제3여과탱크
630d: 제4여과탱크 631: 용수배출드레인밸브
632: 수소가스공급관 632-1: 분사부재
633: 수소가스연결관 633-1: 가스공급밸브
634: 용수공급파이프 635: 용수공급밸브

Claims

원료공급부(100)의 호퍼(120)에 담기 알루미늄원료를 계단식공급장치(130)를 통해 단계적으로 승강시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급하고, 원료정렬/이송부(200)에 의해 이송되는 알루미늄원료가 한 방향을 정렬하여 자유낙하 형태로 수직이송부(300)로 공급되며, 수직이송부(300)로 공급된 알루미늄원료가 연료이송부재(340)에 안착되면, 승하강실린더(330)에 의해 연료이송부재(340)가 상승하여 원료투입부(400)의 제1투입실린더(430) 또는 제2투입실린더(440)가 작동되어 푸쉬부재(470)를 이동시켜 알루미늄원료를 수소가스발생부(500)에 자동으로 투입시켜 알루미늄원료와 반응혼합물에 의한 화학반응에 의해 생산된 수소를 생산하고, 생산된 수소를 여과부(600)에 의해 이물질이 제거된 깨끗한 수소를 생산하는 것을 포함하며,
상기 여과부(600)는, 외부로부터 공급되는 용액(반응화합물)을 원료반응기(510)로 공급하는 용액탱크(610)와;
원료반응기(510)와 냉각수공급관(621)과 반응 후 뜨거워진 물을 배출하는 온수배출관(622)으로 연결되어 냉각수가 순환되도록 형성되는 냉각수탱크(620)와;
원료반응기(510)로부터 공급되는 수소가스에 포함된 이물질을 용수를 이용하여 제거하기 위한 제1여과탱크 내지 제4여과탱크(630a, 630b, 630c, 630d)로 이루어지는 여과탱크(630);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 원료공급부(100)는,
상부와 일측이 개방된 상태로 제1작업대(110)에서 일측이 외부로 돌출되게 설치되어 원통형의 알루미늄원료가 담겨지는 호퍼(120)와;
호퍼(120)로부터 공급되는 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 원료정렬/이송부(200)로 공급할 수 있도록 호퍼(120)의 일측에 위치되어 제1작업대(110)에 설치되는 계단식공급장치(130)와;
계단식공급장치(130)의 하부에 설치되어 알루미늄원료를 단계적으로 상승시켜 이동되도록 감속기가 결합되는 제1모터(140)와;
계단식공급장치(130)와 제1모터(140)의 구동축 사이에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 전환하는 크랭크장치(150);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제2항에 있어서,
상기 계단식공급장치(130)는,
계단식으로 설치되는 복수의 받침부재(131)가 기울어지게 제1작업대(110)에 고정되고, 알루미늄원료를 단계적으로 상승시킬 수 있도록 크랭크장치(150)와 결합되어 복수의 받침부재(131) 사이에 같은 기울기로 승하강 가능하게 승강부재(132)가 구성되는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 원료정렬/이송부(200)는,
제1작업대(110)에 고정되는 받침대(210)와;
받침대(210) 상단에 고정되어 제2모터(230) 및 컨베이어(240)가 설치되는 프레임(220)과;
프레임(220)의 상단 일측에 모터브라켓에 의해 고정되면서 제1스프로켓(231)이 설치되는 제2모터(230)와;
제2모터(230)의 구동에 의해 알루미늄원료를 이송하는 컨베이어(240)와;
제2모터(230)의 구동력을 컨베이어로 전달할 수 있도록 회전축(241)에 설치되는 제2스프로켓(250)과;
제2모터(230)의 제1스프로켓(231)과 제2스프로켓(250)에 설치되는 체인(260)과;
컨베이어(240)에 의해 이송되는 알루미늄원료가 측방향으로 떨어지는 것을 방지하는 이송가이드(270)와;
컨베이어(240)에 의해 이송되는 알루미늄원료의 방향을 전환시키면서 자유낙하 방식에 의해 수직이송부(300)로 알루미늄원료가 공급되도록 이송가이드(270)의 일측에 위치되어 프레임에 고정되는 공급가이드(280);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 수직이송부(300)는,
제2작업대에 설치되는 수직고정브라켓(310)과;
수직고정브라켓(310)의 일측에 설치되는 수직레일(320)과;
수직레일(320) 상단부에 수직고정브라켓(310)에 의해 고정되는 승하강실린더(330)와;
승하강실린더(330)의 실린더로드에 결합되어 알루미늄연료를 이송하는 연료이송부재(340)와;
연료이송부재(340)에 알루미늄원료의 탑재 시에는 상승하고, 원료를 투입할 때는 하강될 수 있도록 개폐실린더(360)에 의해 연료이송부재(340)에서 승하강되게 설치되는 개폐패널(350);
를 포함하는것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 원료투입부(400)는,
제2작업대 상부에 설치된 고정프레임의 상부에 고정되는 고정대(410)와;
고정대(410) 상부에 설치되는 수평레일(420)과;
수평레일(420)의 일측에 위치되어 고정대(410)에 설치되는 제1투입실린더(430)와;
알루미늄원료를 푸쉬하여 수소가스발생부(500)로 투입할 수 있도록 체결부재(431)와 실린더고정체(442)에 의해 제1투입실린더(430)와 결합되는 제2투입실린더와;
제1투입실린더(430)에 의해 이동하여 알루미늄원료를 수소가스발생부로 투입할 수 있도록 제2투입실린더(440)에 결합하여 수평레일(420)에 이동가능하게 설치되는 수평슬라이더(450)와;
제2투입실린더(440)의 결합되어 수소가스발생부(500)의 투입부재(511)에 형성된 투입구에 밀착되는 투입구결합부재(460)와;
투입구결합부재(460)의 내측에 위치되어 제2투입실린더(440)의 푸쉬로드(441)에 결합되어 알루미늄원료를 수소가스발생부(500)의 원료반응기(510) 내측으로 인입시키는 푸쉬부재(470);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2투입실린더(440)는,
수소가스발생부(500)의 투입부재(511)에 형성된 투입구에 투입구결합부재(460)가 밀착되어 수소가스의 누설되는 것을 방지하면서 연료안착부재(342)에 위치된 알루미늄원료를 푸쉬부재(470)에 의해 수소가스발생부(500)의 원료반응기(510) 내측으로 인입시키는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 수소가스발생부(500)는,
알루미늄원료가 투입되는 투입부재(511)가 일측에 설치되며,
투입부재(511)에는 원료반응기(510)에서 배출되는 수소가스가 여과탱크(630)로 유입될 수 있도록 가스배출구(511-1)가 형성되고,
투입부재(511)의 일측에는 투입밸브(511-2)가 설치되며,
투입밸브(511-2)는 알루미늄원료가 투입될 때 투입구를 개방하거나 또는 알루미늄원료가 투입되지 않을 때에는 투입구를 폐쇄하여 수소가스의 배출을 방지하는 원료반응기(510)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1여과탱크(630a)는,
용수가 공급되지 않은 상태에서 수소반응 시 오버히트되는 산화물거품 보관 및 여과수의 역류방지가 이루어질 수 있도록 상단에 설치되는 수소가스공급관(632)의 끝단이 제1여과탱크(630a)의 내측 상부쪽에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.
제1항에 있어서,
상기 여과탱크(630)는,
수소가스에 포함된 이물질의 여과가 용이하게 이루어질 수 있도록 수소가스를 다방향으로 분사시켜 폭기시키는 분사부재(632-1)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수소 연료 생산시스템.