KR102226377B1 - Portable carbon removing apparatus of engine - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 포터블 카본 클리닝 장치는. 물이 저장되는 물탱크; 상기 물탱크에 저장된 물을 순환시키는 순환모터; 상기 순환모터에 의하여 순환되는 물을 공급받아 전도성 플라스틱 재질의 전극을 통하여 전기분해를 수행하여 브라운 가스를 발생시키고, 자동차 엔진의 흡기계통을 통하여 상기 브라운 가스를 공급하는 브라운 가스발생장치; 상기 브라운 가스발생장치에 직류 전압 또는 직류 전류를 공급하는 배터리; 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전압 또는 직류 전류를 제어하는 PWM 제어부; 상기 브라운 가스의 엔진 주입경로를 통하여 삽입되어 엔진 내부의 영상을 촬영하는 내시경부; 및 상기 내시경부를 통하여 촬영된 영상을 출력하는 모니터링부;를 포함하고, 상기 전도성 플라스틱 재질의 전극은 엠보싱표면형상을 갖는 금형 또는 열처리, 식각, 에칭 처리 중 어느 하나의 표면처리를 통하여 표면적이 평면에 비하여 확대된다.The portable carbon cleaning device according to the present invention. A water tank in which water is stored; A circulation motor circulating water stored in the water tank; A brown gas generator configured to receive water circulated by the circulation motor, perform electrolysis through an electrode made of a conductive plastic material to generate brown gas, and supply the brown gas through an intake system of an automobile engine; A battery for supplying a DC voltage or a DC current to the Brownian gas generator; A PWM control unit for controlling a DC voltage or DC current supplied from the battery; An endoscope part inserted through the engine injection path of the brown gas to capture an image inside the engine; And a monitoring unit for outputting an image photographed through the endoscope unit, wherein the conductive plastic electrode has a surface area on a plane through a mold having an embossed surface shape or surface treatment of any one of heat treatment, etching, and etching treatment. Compared to, it is enlarged.
Description
본 발명은 브라운 가스를 이용한 자동차 정비업소용 카본 클리닝 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon cleaning apparatus for an automobile maintenance business using brown gas.
통상적으로, 물을 전기분해하면 음극에서는 수소가 얻어지고, 양극에서는 산소가 얻어지는데, 이들 가스를 분리채집하지 않고 한꺼번에 포집한 것이 브라운 가스이다.Typically, when water is electrolyzed, hydrogen is obtained from the cathode and oxygen is obtained from the anode. Brown gas is collected at once without separating these gases.
브라운 가스는 일반적인 기체와는 달리 연소시 응폭(impolsion) 현상을 유발하는 독특한 성질을 갖는다. 즉, 연소시 폭발현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공화 한다.Brown gas, unlike general gases, has a unique property that causes an impulsion phenomenon during combustion. In other words, it does not show an explosion phenomenon during combustion, but rather forms a focal point as the flame gathers inside and vacuumizes the surroundings.
그 결과, 브라운 가스를 연소시키면 융점이 가장 높다는 텅스턴도 승화시킬 수 있을 정도의 초고온을 얻을 수 있다.As a result, when brown gas is burned, it is possible to obtain an ultra-high temperature enough to sublimate even tungsten, which has the highest melting point.
또한, 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지 손실이 없으므로 우수한 에너지 효율을 가지며 그 자체에 산소를 포함하고 있으므로 연소시 별도의 산소공급이 불필요하다. 또한, 연소생성물로서 물만을 생성하므로 공해 오염문제가 없다.In addition, since the heat ray is not emitted to the outside, there is no energy loss due to radiant heat, so it has excellent energy efficiency, and since it contains oxygen itself, separate oxygen supply is not required during combustion. In addition, since only water is produced as a combustion product, there is no pollution problem.
한편, 이와 같은 브라운 가스를 이용한 자동차 엔진 카본 제거장치가 제안된 바 있다. 예를 들면 대한민국 특허출원 제10-2016-0135033호 "브라운가스를 이용한 자동차엔진 흡기부, 배기촉매 및 엔진연소실의 카본 제거 기능을 겸비한 엔진성능 복원 시스템"이 이러한 장치에 관한 것이다.On the other hand, a car engine carbon removal apparatus using such brown gas has been proposed. For example, Korean Patent Application No. 10-2016-0135033 "An engine performance restoration system having a function of removing carbon from an automobile engine intake part, exhaust catalyst and engine combustion chamber using brown gas" relates to such a device.
다만, 이러한 종래의 자동차 정비업소에서 엔진 카본크리너용으로 사용하고 있는 브라운가스 발생기는 사용상 한계가 있다. 첫째, 단상 220V를 사용하기 때문에 금속전극이 산화반응을 일으켜 내구성이 떨어진다. 고가임에도 불구하고 3개월에서 6개월정도 사용할 수 있을 뿐 수명이 매우 짧다. 둘째, 정비업소에서 엔진크리닝 작업시 배출가스과다로 인하여 환경 오염의 문제가 발생할 수 있다. 셋째, 크리닝 작업 후 엔진 내부에 카본이 얼마나 제거가 되었는지 그 효과를 확인하는 것이 어렵다.However, there is a limitation in use of the brown gas generator used for engine carbon cleaners in such conventional automobile maintenance businesses. First, since a single-phase 220V is used, the metal electrode causes an oxidation reaction, resulting in poor durability. Despite being expensive, it can only be used for 3 to 6 months, and its lifespan is very short. Second, the problem of environmental pollution may occur due to excessive exhaust gas during engine cleaning work in a maintenance shop. Third, it is difficult to check the effect of how much carbon has been removed inside the engine after cleaning.
본 발명은 자동차 정비업소용으로 적합하도록 운반 및 현장 적용이 용이한 포터블 브라운가스 발생기를 포함하는 카본 클리닝 장치를 제공한다.The present invention provides a carbon cleaning apparatus including a portable brown gas generator that is easy to be transported and applied to the field so as to be suitable for automobile maintenance businesses.
본 발명에 따른 포터블 카본 클리닝 장치는. 물이 저장되는 물탱크; 상기 물탱크에 저장된 물을 순환시키는 순환모터; 상기 순환모터에 의하여 순환되는 물을 공급받아 전도성 플라스틱 재질의 전극을 통하여 전기분해를 수행하여 브라운 가스를 발생시키고, 자동차 엔진의 흡기계통을 통하여 상기 브라운 가스를 공급하는 브라운 가스발생장치; 상기 브라운 가스발생장치에 직류 전압 또는 직류 전류를 공급하는 배터리; 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전압 또는 직류 전류를 제어하는 PWM 제어부; 상기 브라운 가스의 엔진 주입경로를 통하여 삽입되어 엔진 내부의 영상을 촬영하는 내시경부; 및 상기 내시경부를 통하여 촬영된 영상을 출력하는 모니터링부;를 포함하고, 상기 전도성 플라스틱 재질의 전극은 엠보싱표면형상을 갖는 금형 또는 열처리, 식각, 에칭 처리 중 어느 하나의 표면처리를 통하여 표면적이 평면에 비하여 확대된다.The portable carbon cleaning device according to the present invention. A water tank in which water is stored; A circulation motor circulating water stored in the water tank; A brown gas generator configured to receive water circulated by the circulation motor, perform electrolysis through an electrode made of a conductive plastic material to generate brown gas, and supply the brown gas through an intake system of an automobile engine; A battery for supplying a DC voltage or a DC current to the Brownian gas generator; A PWM control unit for controlling a DC voltage or DC current supplied from the battery; An endoscope part inserted through the engine injection path of the brown gas to capture an image inside the engine; And a monitoring unit for outputting an image photographed through the endoscope unit, wherein the conductive plastic electrode has a surface area on a plane through a mold having an embossed surface shape or surface treatment of any one of heat treatment, etching, and etching treatment. Compared to, it is enlarged.
또한 상기 배터리는 자동차용 배터리인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the battery may be characterized in that it is a battery for a vehicle.
또한 상기 흡기계통의 흡기배관과 상기 자동차 엔진 사이에 연결되고, 상기 흡기배관의 경로 상에 상기 브라운 가스를 공급하는 별도의 공급경로가 형성되는 연결배관부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a connecting pipe connected between the intake pipe of the intake system and the automobile engine and having a separate supply path for supplying the brown gas on the path of the intake pipe.
또한 상기 PWM 제어부는 상기 브라운 가스발생장치에 공급되는 전압을 12V 내지 24V의 범위에서 제어할 수 있다.In addition, the PWM control unit may control the voltage supplied to the brown gas generator in a range of 12V to 24V.
또한 상기 브라운 가스 발생장치는, 양의 전압이 인가되는 한 쌍의 제1 전극판; 음의 전압이 인가되는 제2 전극판; 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 배열되는 복수의 제3 전극판; 한 쌍의 제1 전극판과 각각 대향하게 배치되고 전해액 유입구 또는 가스배출구를 구비하는 제1 및 제2 플레이트; 및 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재를 포함하고, 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판은 전도성 고분자 재료를 이용하여 사출성형 방식으로 형성된 전기 전도성 플라스틱 전극판이며, 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 표면에는 전해액과의 접촉면적을 증기시키기 위한 양각 또는 음각 패턴 및 전해액의 유동을 위한 유동홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the Brown gas generator may include a pair of first electrode plates to which a positive voltage is applied; A second electrode plate to which a negative voltage is applied; A plurality of third electrode plates arranged between the first electrode plate and the second electrode plate; First and second plates disposed to face each of the pair of first electrode plates and having an electrolyte inlet or a gas outlet; And a sealing member disposed between the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate and having an empty center, wherein the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate are made of a conductive polymer material. It is an electrically conductive plastic electrode plate formed by injection molding by using, and on the surfaces of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate, a positive or negative pattern for vaporizing the contact area with the electrolyte, and the flow of the electrolyte. It may be characterized in that the flow hole is formed for.
또한 전도성 고분자 재료는 환원된 그래핀 옥사이드(RGO)/폴리 피롤(Polypyrrole)의 복합체일 수 있다.In addition, the conductive polymer material may be a composite of reduced graphene oxide (RGO)/polypyrrole.
또한 제1 플레이트에는 전해액 유입구가 구비되고 제2 플레이트에는 가스배출구가 구비될 수 있다.In addition, the first plate may be provided with an electrolyte inlet and the second plate may be provided with a gas outlet.
또한 제1 및 제2 플레이트 중 어느 하나에는 전해액 유입구 및 가스배출구가 둘 모두 구비될 수 있다.In addition, either of the first and second plates may be provided with both an electrolyte inlet and a gas outlet.
또한 양각 또는 음각 패턴은 격자 형상, 사선 형상 및 마름모 형상으로부터 선택된 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.In addition, the embossed or engraved pattern may have any one shape selected from a lattice shape, an oblique shape, and a rhombus shape.
또한 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 유동홀은 지그재그 형태로 형성될 수 있다.In addition, the flow holes of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate may be formed in a zigzag shape.
또한 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 유동홀은 수직방향 또는 수평 방향으로 교대로 형성될 수 있다.In addition, the flow holes of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate may be alternately formed in a vertical direction or a horizontal direction.
본 발명에 따르면 가동 전력을 크게 낮춤으로써 포터블 타입의 카본 클리닝 장치가 가능하도록 하며, 카본 클리닝 장치에 구비되는 전극 자체의 내구성을 증가시킴으로써 경제적 및 시간적인 면에서 효율적으로 운용이 가능하다.According to the present invention, a portable type of carbon cleaning device is possible by significantly lowering the operating power, and by increasing the durability of the electrode itself provided in the carbon cleaning device, it is possible to operate efficiently in terms of economy and time.
도 1은 일 실시예에 따른 카본 클리닝 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 연결배관부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 후방 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판 표면에 형성된 다양한 패턴들을 도시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판 표면에 형성된 유동홀을 도시하는 도면이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a carbon cleaning apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a perspective view showing a connection pipe according to an embodiment.
3 is a front perspective view of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a rear perspective view of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing an electrode plate of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing various patterns formed on the surface of an electrode plate of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views showing flow holes formed on the surface of the electrode plate of the brown gas generator according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Unless there is a specific definition or reference, terms indicating directions used in this description are based on the states indicated in the drawings. In addition, the same reference numerals refer to the same members throughout each embodiment. On the other hand, each component shown in the drawings may be exaggerated in thickness or dimensions for convenience of description, and does not mean that it should be configured in a ratio between the corresponding dimensions or components.
도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 포터블 카본 클리닝 장치를 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 카본 클리닝 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.A portable carbon cleaning apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a carbon cleaning apparatus according to an exemplary embodiment.
본 발명에 따른 포터블 카본 클리닝 장치(10)는 브라운가스 발생장치(100)를 중심으로 물탱크(35) 및 순환모터(30)를 포함하는 수 순환계통과, PWM 제어부(20) 및 배터리(25)를 포함하는 전력공급 계통과, 연결배관부(500), 모니터링부(45) 및 내시경부(40)를 포함하는 클리닝/모니터링 계통으로 구분할 수 있다.The portable carbon cleaning device 10 according to the present invention includes a water circulation system including a
수 순환계통은 물탱크(35)로부터 공급되는 물을 순환모터(30)를 이용하여 순환시켜 브라운 가스 발생장치(100)에 공급하고, 나머지 물은 물탱크(35)로 다시 회수된다.In the water circulation system, water supplied from the
본 실시예에 따른 배터리(25)는 직류 전원을 이용하며, 예를 들면 자동차 배터리가 이에 해당할 수 있다. 배터리는 12 내지 24V의 범위에서 브라운가스의 발생량에 비례하여 PWM 제어부(20)에서 제어될 수 있다.The
브라운 가스발생장치(100)는 전기분해를 이용해 브라운 가스를 발생시킨다. 브라운 가스발생장치(100)로부터 생성된 브라운 가스는 흡기배관을 통하여 직접 엔진(5)에 공급되거나, 별도의 연결배관부(500)를 흡기배관과 엔진(5) 사이에 연결한 후 이를 통하여 공급될 수 있다.The brown
브라운 가스는 엔진(5) 내에서 카본을 클리닝 한 후 배기가스와 함께 배기배관을 통하여 외부로 배출되거나 별도의 매연저감 장치 등을 경유한 후 외부로 배출될 수 있다.Brown gas may be discharged to the outside through an exhaust pipe together with the exhaust gas after cleaning the carbon in the engine 5, or may be discharged to the outside after passing through a separate smoke reduction device.
한편, 본 실시예에 따른 브라운 가스발생장치(100)는 전기분해를 위한 전극으로서 전도성 플라스틱 재질의 전극을 이용한다.Meanwhile, the Brown
금속전극판은 다음과 같은 단점을 갖는다. 첫째, 산화반응에 의하여 녹이슬게 됨으로써 내구성이 급격히 감소되며, 이러한 이유로 순수한 브라운가스를 얻기가 어렵다는 문제가 있다. 둘째, 티타늄에 백금도금한 것을 현재 가장 많이 사용하고 있으나 상대적으로 높은 비용이 소요됨으로써 경제적으로 불리하다. 그러나 백금도금된 티타늄의 경우에도 산화가 되어 내구성이 좋지 않다. 셋째. 브라운가스의 발생량은 동일한 전력을 투입하는 경우 전극판의 표면적에 비례한다. 그러나 금속판은 표면적을 늘리는데 가공상의 기술적 및 경제적 제약이 있다.The metal electrode plate has the following disadvantages. First, there is a problem that durability is rapidly reduced by being rusted by an oxidation reaction, and for this reason, it is difficult to obtain pure brown gas. Second, titanium-plated platinum is currently used the most, but it is economically disadvantageous because it requires a relatively high cost. However, even in the case of platinum-plated titanium, it is oxidized and has poor durability. third. The amount of brown gas generated is proportional to the surface area of the electrode plate when the same power is applied. However, the metal plate has technical and economic limitations in processing to increase the surface area.
이러한 이유로 본 발명에 따른 카본 크리닝 장치는 전기전도성플라스틱 전극판을 이용하여 브라운가스 발생부를 구현한다.For this reason, the carbon cleaning apparatus according to the present invention implements a brown gas generator using an electrically conductive plastic electrode plate.
이러한 브라운가스 발생장치는 전극이 녹슬지 않으며, 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 전도성 플라스틱을 이용한 브라운가스 발생장치의 경우 전극 자체의 성형성이 좋아 표면적을 증가시키는 가공에 필요한 기술적 제약이 적고 경제적으로도 적은 비용으로 표면적을 증가시키는 것이 가능하다. 또한 이와 같이 전극의 표면적을 용이하게 증가시킬 수 있게 됨으로써 동일한 브라운가스를 생성하는데 있어서 필요한 전력을 최소화할 수 있으며, 이러한 차이로 인하여 포터블 카본 클리닝 장치를 가능하게 하는 효과가 있다.Such a brown gas generator has the advantage that the electrode does not rust and is inexpensive. In addition, in the case of a brown gas generator using conductive plastic, it is possible to increase the surface area economically at a low cost, and there are few technical restrictions required for processing to increase the surface area due to the good moldability of the electrode itself. In addition, since it is possible to easily increase the surface area of the electrode as described above, power required to generate the same brown gas can be minimized, and due to this difference, there is an effect of enabling a portable carbon cleaning device.
전도성 플라스틱을 전극판으로 사용함으로써 브라운가스 발생량을 증가시키기 위한 가공성 및 경제성을 향상시키고, 이를 통하여 필요한 브라운가스를 얻기 위하여 소요되는 전력량을 크게 줄일 수 있으며, 이를 통하여 자동차 엔진으로부터 카본을 클리닝하기 위한 장치를 포터블형으로 제작이 가능하게 되었다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 카본 클리닝 장치는 자동차 배터리에 연결하여 자동차의 낮은 직류 전기를 소모하여 차량을 운행하면서도 엔진카본 크리닝 작업을 할 수 있다. 이러한 특징으로 인하여 자동차 공업사 등에서 공회전을 통한 카본 제거를 할 필요가 없기 때문에 공해를 발생시켜 주민들의 피해를 야기할 우려가 없으며, 일상적인 운행을 통하여 카본의 제거가 가능한 효과가 있다.By using conductive plastic as an electrode plate, it is possible to improve processability and economic efficiency to increase the amount of brown gas generated, and through this, the amount of power required to obtain the necessary brown gas can be greatly reduced, and through this, a device for cleaning carbon from automobile engines. It became possible to manufacture in a portable type. That is, the carbon cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention can perform engine carbon cleaning while operating the vehicle by consuming low DC electricity of the vehicle by connecting it to a vehicle battery. Due to this feature, since there is no need to remove carbon through idling in automobile manufacturers, etc., there is no fear of causing damage to residents by generating pollution, and there is an effect that carbon can be removed through daily operation.
또한 엔진내시경을 장착하여 작업 전 후의 엔진 상태를 내시경으로 확인 함으로써 적절한 클리닝 작업의 수행여부를 확인하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to check whether the proper cleaning work is performed by installing the engine endoscope and checking the engine condition before and after the work with the endoscope.
브라운가스 발생장치의 전도성 플라이스틱을 이용한 전극은 파운딩 후 바인더를 사용하여 형상을 사출로 찍어낸다. 금형작업시 타공이나 표면을 엠보싱처리하여 표면적을 획기적으로 늘릴 수 있어 금속 전극을 이용한 브라운가스 발생장치에 비하여 가공성이 좋고 브라운 가스의 발생량을 획기적으로 증가시킬 수 있다.The electrode using the conductive plastic stick of the brown gas generator is pounded and then the shape is stamped out by injection using a binder. The surface area can be remarkably increased by embossing the perforation or surface during mold work, so it has good workability compared to the brown gas generator using a metal electrode, and can significantly increase the amount of brown gas generated.
이 때 예를 들어 셀의 크기를 고정값(10*10cm)로 하여 +극 10장 -극10장을 사용하는 방법 등으로 전극의 표면적을 늘려 브라운 가스의 발생량을 증가시키는방법과, Pwm 제어방식을 적용하여 전기분해시 전압(5v~12v)와 전류(15~20A)을 고정하여 과전류와 과전압을 방지하는 방법 등이 적용될 수 있다.At this time, for example, a method of increasing the amount of brown gas generated by increasing the surface area of the electrode by using a cell size of a fixed value (10*10cm) and using 10 + poles-10 poles, and a PWM control method. A method of preventing overcurrent and overvoltage by fixing voltage (5v~12v) and current (15~20A) during electrolysis can be applied by applying.
내시경부(40)는 연결배관부(500) 또는 흡기배관을 통하여 엔진 내부를 관찰할 수 있도록 삽입된다. 내시경부(40)를 통하여 촬영된 영상은 모니터링부(45)에서 확인할 수 있다. 내시경부(40)를 통하여 흡기 크리닝 효과를 직접 확인할 수 있다.The
내시경부(40)는 흡기배관에 직접 삽입하는 경우 흡기배관에 구멍을 뚫어 삽입하고 확인 후에는 이를 다시 밀봉하는 방법을 이용할 수 있다. 이 때 점화플러그를 빼고 엔진블럭 내부까지 확인할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 간단한 방법으로 카본 클리닝의 작업 상태를 확인할 수 있다.When the
도 2를 참조하여 설명하면, 연결배관부(500)는 엔진 측에 흡기배관을 분리한 후 연결되는 제1 단부(510)와 분리된 흡기배관을 다시 연결하는 제2 단부(530)와 브라운 가스를 주입하고 내시경부가 삽입되는 제3 단부(520)를 포함할 수 있다. 제3 단부(520)는 제1 단부(510)와 제2 단부(530)을 잇는 유로와 연통되어 브라운 가스와 흡입 공기가 혼합될 수 있도록 한다. 즉, 연결배관부(500)는 흡기배관의 경로 상에 브라운 가스를 공급하는 별도의 공급경로를 형성한다.Referring to FIG. 2, the
도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카본 클리닝 장치에 적용이 가능한 브라운 가스 발생장치의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전방 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 후방 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판 표면에 형성된 다양한 패턴들을 도시하는 도면이고, 도 8은 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전극판 표면에 형성된 유동홀을 도시하는 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치의 전방 사시도이다.An embodiment of a brown gas generator applicable to a carbon cleaning device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 9. 3 is a front perspective view of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a rear perspective view of a brown gas generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. Is a schematic cross-sectional view of the brown gas generator according to the embodiment, Figure 6 is a view schematically showing the electrode plate of the brown gas generator according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a brown gas according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing various patterns formed on the surface of the electrode plate of the generator, and FIGS. 8 and 9 are views showing flow holes formed on the surface of the electrode plate of the brown gas generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a front perspective view of a brown gas generator according to another embodiment of the present invention.
먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브라운 가스 발생장치(100)는 양의 전압이 인가되는 한 쌍의 제1 전극판(110, 120), 음의 전압이 인가되는 제2 전극판(130), 제1 전극판(110, 120)과 제2 전극판(130) 사이에 배열되는 복수의 제3 전극판(140), 한 쌍의 제1 전극판(110, 120)과 각각 대향하게 배치되고 전해액 유입구(162) 또는 가스배출구(164)를 구비하는 제1 및 제2 플레이트(150, 160), 및 제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130), 및 제3 전극판(140) 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재(170)를 포함하여 구성된다.First, referring to FIGS. 3 to 5, the
여기서, 제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130), 및 제3 전극판(140)은 전도성 고분자 재료를 이용하여 사출성형 방식으로 형성된 전기 전도성 플라스틱 전극판이다.Here, the
바람직하게, 전도성 플라스틱 즉, 전도성 고분자 재료는 환원된 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide : RGO)/폴리 피롤(Polypyrrole)의 복합체로서, 환원된 그래핀 옥사이드/폴리 피롤 복합체의 제조과정에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.Preferably, the conductive plastic, that is, the conductive polymer material is a composite of reduced graphene oxide (RGO)/polypyrrole, and a schematic look at the manufacturing process of the reduced graphene oxide/polypyrrole composite As follows.
- 환원된 그래핀 옥사이드(RGO)의 제조-Preparation of reduced graphene oxide (RGO)
환원된 그래핀 옥사이드(RGO)의 제조를 위해, 그래파이트 분말(graphite powder)을 Hummers와 Offeman 방법을 이용하여 산화시켜 그래핀 옥사이드(graphene oxide : GO)를 제조하였다. 그 다음에, 그래핀 옥사이드(GO)를 하이드라진 수화물(hydrazine hydrate)을 사용하여 그래핀 옥사이드(GO)를 환원시켜 환원된 그래핀 옥사이드(RGO)를 제조하였다.For the production of reduced graphene oxide (RGO), graphite powder was oxidized using Hummers and Offeman method to prepare graphene oxide (GO). Then, graphene oxide (GO) was reduced by using hydrazine hydrate to reduce graphene oxide (GO) to prepare reduced graphene oxide (RGO).
- 환원된 그래핀 옥사이드(RGO)/폴리 피롤 복합체의 제조-Preparation of reduced graphene oxide (RGO)/polypyrrole composite
환원된 그래핀 옥사이드(RGO)와 전도성 고분자인 폴리피롤의 복합 재료를 제조하기 위하여, 환원된 그래핀 옥사이드와 분산제로 cetyltrimethylammonium bromide(CTAB) 500g을 1000 mL의 증류수에 넣고 30분간 초음파 처리를 하여 환원된 그래핀 옥사이드를 증류수에 분산 하였으며, 분산된 용액에 1,400 g의 폴리피롤을 첨가하여 추가로 30분간 초음파 처리를 실시하였다. 초음파 처리가 끝난 용액에 1000mL의 증류수를 넣고 7에서 약 48 시간 동안 냉장보관하여 폴리피롤의 중합도를 높인 후, 환원된 그래핀 옥사이드/폴리피롤 복합재료에 남아있는 용매를 제거하기 위해서 70의 진공 오븐에서 건조하여 환원된 그래핀 옥사이드/폴리피롤 복합재료를 제조하였다.To prepare a composite material of reduced graphene oxide (RGO) and polypyrrole, a conductive polymer, 500 g of reduced graphene oxide and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a dispersant were added to 1000 mL of distilled water and subjected to ultrasonic treatment for 30 minutes. Graphene oxide was dispersed in distilled water, and 1,400 g of polypyrrole was added to the dispersed solution, followed by ultrasonic treatment for an additional 30 minutes. Add 1000mL of distilled water to the sonicated solution and 7 In order to remove the solvent remaining in the reduced graphene oxide/polypyrrole composite material after increasing the polymerization degree of polypyrrole by refrigerating it for about 48 hours at 70 A reduced graphene oxide/polypyrrole composite material was prepared by drying in a vacuum oven of.
제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130)에는 각각 외부로부터 전기분해에 필요한 전압이 인가되기 위한 연결단자(112, 122, 132)가 외측으로 돌출되도록 마련될 수 잇다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 제1 전극판(110. 120)이 양전극이고 제2 전극판(130)이 음전극인 경우로 한정하여 설명한다.The
본 실시예와 같이, 양전극인 제1 전극판(110. 120) 사이에 음전극인 제2 전극판(130)이 배치되는 경우(제1 전극판이 음극이고 제2 전극판이 양극인 경우도 가능함), 전극판의 크기 또는 개수를 최소화 시킴으로써 전기 소모량을 획기적으로 줄여 브라운 가스를 생산할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제1 전극판(110. 120)과 제2 전극판(130) 사이의 제3 전극판(140)은 인접 전극판의 극성에 따라 전자가 이동하여 보다 많은 양의 브라운가스를 생성할 수 있는 이점을 제공한다, As in the present embodiment, when the
실링부재(170)는 테두리 면이 전극판들과 일치하고 중심부가 비어있을 수 있다. 실링부재(170)가 전극판들, 즉 제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130), 및 제3 전극판(140) 사이의 테두리 공간을 막음으로써 장치 내부의 기밀성이 확보될 수 있으며, 이로써 전해액의 충전을 위한 공간이 형성될 수 있다. 또한, 실링부재(170)는 제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130), 및 제3 전극판(140) 사이의 간격을 유지시키는 스페이서일 수 있다. 예시적인 실시예에서 실링부재(400)는 스틸 재료, 특히 경화 스틸 재료, 고무 또는 실리콘 재료로 이루어질 수 있다.The sealing
또한, 제1 전극판(110. 120), 제2 전극판(130), 및 제3 전극판(140)의 표면에는 후술하는 바와 같이 전해액과의 접촉면적을 증기시키기 위한 양각 또는 음각 패턴 및 전해액의 유동을 위한 유동홀이 형성되어 있다.In addition, on the surfaces of the
도 6를 참조하면, 일례로서, 제3 전극판(140)의 표면에는 전해액과의 접촉면적을 증기시키기 위한 양각 또는 음각 패턴(142) 및 전해액의 유동을 위한 유동홀(144)이 형성되어 있다. 여기서 유동홀(144)은 복수개로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, as an example, a positive or
특히, 제3 전극판(140)은 일측으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 판상으로 이루어진다. 예를 들면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부로부터 상부로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 이루어질 수 있다. 이러한 구성은 전극판의 표면에 부착되어 전기분해 효율을 저해시킬 수 있는 기포의 제거에 효과적이다. 다시 말해서, 전해액 유입구(162)(도 3 참조)로부터의 전해액이 전극판의 경사면을 따라 유입가능해지므로 전극판의 표면에 부착되어 있는 기포를 한꺼번에 쓸어갈 수 있으며, 따라서 전기분해 효율을 증가시킬 수 있게 된다.In particular, the
양각 또는 음각 패턴(142)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.The embossed or
예를 들면, 도 7을 참조하면, 양각 또는 음각 패턴(142)은 격자 형상, 사선 형상 및 마름모 형상으로부터 선택된 어느 하나의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, referring to FIG. 7, the embossed or
또한, 제1 내지 제3 전극판의 유동홀(144)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 예를들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 전극판(140)의 유동홀(144)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 유동홀(144)은 전해액이 지그재그 형태로 유동하도록 형성될 수 있다.In addition, the flow holes 144 of the first to third electrode plates may be formed in a zigzag shape. For example, as shown in FIG. 8, the
다른 예로서, 제1 내지 제3 전극판의 유동홀(144)은 수직방향 또는 수평방향으로 교대로 형성된다. 도 9를 참조하면, 제3 전극판(140) 중 하나의 유동홀(144)은 수직 방향으로 형성되는 반면, 나머지 유동홀(144)은 모두 수직 방향으로 형성될 수 있다. 여기서, 수직방향은 편의상 제1 및 제2 플레이트(150, 160)와 평행한 방향으로 정의하고, 수평방향은 제1 및 제2 플레이트(150, 160)와 직교하는 방향으로 정의한다.As another example, the flow holes 144 of the first to third electrode plates are alternately formed in a vertical direction or a horizontal direction. Referring to FIG. 9, one
본 실시예에 있어서, 제1 플레이트(150)에는 전해액 유입구(162)가 구비되고 제2 플레이트(160)에는 가스배출구(164)가 구비될 수도 있다.In this embodiment, the
이와 달리, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 플레이트(150, 160) 중 어느 하나, 즉 제2 플레이트(160)에는 전해액 유입구(162) 및 가스배출구(164)가 둘 모두 구비될 수 있다.In contrast, as shown in FIG. 10, both of the
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the above-described preferred embodiment, and may be variously implemented within the scope not departing from the technical idea of the present invention embodied in the claims. have.
20: PWM 제어부
25: 배터리
30: 순환모터
35: 물탱크
40: 내시경부
45: 모니터링부
100: 브라운가스 발생장치20: PWM control unit
25: battery
30: circulation motor
35: water tank
40: endoscope
45: monitoring unit
100: brown gas generator
Claims (11)
상기 물탱크에 저장된 물을 순환시키는 순환모터;
상기 순환모터에 의하여 순환되는 물을 공급받아 전도성 플라스틱 재질의 전극을 통하여 전기분해를 수행하여 브라운 가스를 발생시키고, 자동차 엔진의 흡기계통을 통하여 상기 브라운 가스를 공급하는 브라운 가스발생장치;
상기 브라운 가스발생장치에 직류 전압 또는 직류 전류를 공급하는 배터리;
상기 배터리로부터 공급되는 직류 전압 또는 직류 전류를 제어하는 PWM 제어부;
상기 브라운 가스의 엔진 주입경로를 통하여 삽입되어 엔진 내부의 영상을 촬영하는 내시경부; 및
상기 내시경부를 통하여 촬영된 영상을 출력하는 모니터링부;를 포함하고,
상기 전도성 플라스틱 재질의 전극은 엠보싱표면형상을 갖는 금형 또는 열처리, 식각, 에칭 처리 중 어느 하나의 표면처리를 통하여 표면적이 평면에 비하여 확대되고,
상기 흡기계통의 흡기배관과 상기 자동차 엔진 사이에 연결되고, 상기 흡기배관의 경로 상에 상기 브라운 가스를 공급하는 별도의 공급경로가 형성되는 연결배관부를 더 포함하며,
상기 브라운 가스 발생장치는,
양의 전압이 인가되는 한 쌍의 제1 전극판;
음의 전압이 인가되는 제2 전극판;
제1 전극판과 제2 전극판 사이에 배열되는 복수의 제3 전극판;
한 쌍의 제1 전극판과 각각 대향하게 배치되고 전해액 유입구 또는 가스배출구를 구비하는 제1 및 제2 플레이트; 및
제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판 사이에 배치되고 중심부가 비어있는 실링부재를 포함하고,
제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판은 전도성 고분자 재료를 이용하여 사출성형 방식으로 형성된 전기 전도성 플라스틱 전극판이며, 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 표면에는 전해액과의 접촉면적을 증기시키기 위한 양각 또는 음각 패턴 및 전해액의 유동을 위한 유동홀이 형성되고,
상기 제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 유동홀은 지그재그 형태로 형성고,
상기 제1 전극판, 제2 전극판 및 제3 전극판의 양각 또는 음각 패턴은 사선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 포터블 카본 클리닝 장치.A water tank in which water is stored;
A circulation motor circulating water stored in the water tank;
A brown gas generator configured to receive water circulated by the circulation motor and perform electrolysis through an electrode made of a conductive plastic to generate brown gas, and supply the brown gas through an intake system of an automobile engine;
A battery for supplying a DC voltage or a DC current to the Brownian gas generator;
A PWM control unit for controlling a DC voltage or DC current supplied from the battery;
An endoscope part inserted through the engine injection path of the brown gas to capture an image inside the engine; And
Including; a monitoring unit for outputting the image captured through the endoscope,
The electrode made of the conductive plastic material has a mold having an embossed surface shape, or through a surface treatment of any one of heat treatment, etching, and etching treatment, so that the surface area is enlarged compared to the plane,
Further comprising a connection pipe connected between the intake pipe of the intake system and the automobile engine and having a separate supply path for supplying the brown gas on the path of the intake pipe,
The brown gas generating device,
A pair of first electrode plates to which a positive voltage is applied;
A second electrode plate to which a negative voltage is applied;
A plurality of third electrode plates arranged between the first electrode plate and the second electrode plate;
First and second plates disposed to face each of the pair of first electrode plates and having an electrolyte inlet or a gas outlet; And
A sealing member disposed between the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate and having an empty center thereof,
The first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate are electrically conductive plastic electrode plates formed by injection molding using a conductive polymer material. On the surface, a positive or negative pattern for vaporizing the contact area with the electrolyte and a flow hole for the flow of the electrolyte are formed,
The flow holes of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate are formed in a zigzag shape,
The portable carbon cleaning apparatus, characterized in that the positive or negative patterns of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate have an oblique shape.
상기 배터리는 자동차용 배터리인 것을 특징으로 하는 포터블 카본 클리닝 장치.The method of claim 1,
The portable carbon cleaning apparatus, characterized in that the battery is a battery for a vehicle.
상기 PWM 제어부는 상기 브라운 가스발생장치에 공급되는 전압을 12V 내지 24V의 범위에서 제어하는 포터블 카본 클리닝 장치.The method of claim 1,
The PWM control unit is a portable carbon cleaning device that controls the voltage supplied to the brown gas generator in a range of 12V to 24V.
제1 플레이트에는 전해액 유입구가 구비되고 제2 플레이트에는 가스배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 포터블 카본 클리닝 장치.The method of claim 1,
The portable carbon cleaning apparatus, characterized in that the first plate is provided with an electrolyte inlet and the second plate is provided with a gas outlet.
제1 및 제2 플레이트 중 어느 하나에는 전해액 유입구 및 가스배출구가 둘 모두 구비되는 것을 특징으로 하는 포터블 카본 클리닝 장치.The method of claim 1,
Any one of the first and second plates is a portable carbon cleaning apparatus, characterized in that both are provided with both an electrolyte inlet and a gas outlet.
제1 전극판, 제2 전극판, 및 제3 전극판의 유동홀은 수직방향 또는 수평 방향으로 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 포터블 카본 클리닝 장치.The method of claim 1,
The portable carbon cleaning apparatus, characterized in that the flow holes of the first electrode plate, the second electrode plate, and the third electrode plate are alternately formed in a vertical direction or a horizontal direction.
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