KR102228567B1 - Hydrogen generating device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치는, 일면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제1 및 제2 양극 수용부가 각각 형성되고, 양전극이 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 양극 플레이트; 양면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제3 양극 수용부가 형성되며, 양전극이 전기적으로 연결되는 제3 양극 플레이트; 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트의 사이에 각각 배치되고, 양면에 제1 및 제2 음극 수용부가 각각 형성되며, 음전극이 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 음극 플레이트; 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트 사이에 각각 배치되며, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트를 절연시키는 제1 내지 제4 절연 플레이트; 및 서로 대향되게 배치되는 상기 제1 내지 제3 양극 수용부와 제1 및 제2 음극 수용부 각각이 분리되도록 배치된 제1 내지 제4 격막을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트에는 각각 상기 제1 내지 제3 양극 수용부로 물이 공급되는 제1 내지 제3 유입구와 상기 제1 내지 제3 양극 수용부에서 물이 배출되는 제1 내지 제3 배출구가 각각 형성되며, 상기 제1 및 제2 음극 플레이트에는 상기 제1 및 제2 음극 수용부에서 수소 가스가 배출되는 제1 및 제2 배기구가 각각 형성될 수 있다.The hydrogen generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes: first and second anode plates each having first and second anode receiving portions having water flowing paths formed therein on one surface thereof, and electrically connecting both electrodes; A third anode plate having a third anode accommodating portion formed on both sides of which passages of water flow therein, and to which the anodes are electrically connected; First and second negative electrode plates disposed between the first to third positive electrode plates, each having first and second negative electrode receiving portions formed on both surfaces thereof, and having negative electrodes electrically connected to each other; First to fourth insulating plates disposed between the first to third positive plates and the first and second negative plates, respectively, and insulating the first to third positive plates and the first and second negative plates; And first to fourth diaphragms disposed to separate each of the first to third anode receiving portions and the first and second cathode receiving portions disposed opposite to each other, wherein each of the first to third anode plates First to third inlets through which water is supplied to the first through third anode receiving portions and first through third outlets through which water is discharged from the first through third anode receiving portions are respectively formed. 2 The cathode plate may have first and second exhaust ports through which hydrogen gas is discharged from the first and second cathode accommodating portions, respectively.
Description
본 발명은 수소 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 전기분해하여 수소를 발생시키는 수소 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen generator, and more particularly, to a hydrogen generator for generating hydrogen by electrolyzing water.
전기 분해를 이용한 수소 발생 장치는, 전해질 등이 함유된 물에 전기에너지를 가하여, 물 분자가 분해됨에 따라 양극 측에 산소 기체가 발생하고, 음극 측에 수소 기체가 발생하는 장치이다.A hydrogen generating device using electrolysis is a device in which electric energy is applied to water containing an electrolyte or the like, and oxygen gas is generated on the anode side and hydrogen gas is generated on the cathode side as water molecules are decomposed.
이러한 수소 발생 장치는, 다양한 종류의 장치들이 개발되어 사용된다. 대체로, 한 쌍으로 이루어진 케이스에 물이 유입되고 배출되는 유입구와 배출구가 구비되고, 케이스 내에 양극판 및 음극판이 배치되고, 양극판 및 음극판의 사이에 이온막이 배치된 구조를 가진다. 그리고 이온막, 양극판 및 음극판을 기준으로 케이스의 양측에 형성된 공간에 물이 통과하면서 전기에너지에 의해 물 분자가 분해되어 수소 및 산소가 발생할 수 있다.Various types of devices have been developed and used as such a hydrogen generating device. In general, a pair of cases has an inlet and an outlet through which water is introduced and discharged, a positive electrode plate and a negative electrode plate are disposed in the case, and an ion film is disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. In addition, as water passes through spaces formed on both sides of the case based on the ion film, the positive electrode plate, and the negative electrode plate, water molecules may be decomposed by electric energy to generate hydrogen and oxygen.
상기와 같은 종래의 수소 발생 장치는, 합성수지 등과 같은 절연체로 제조된 케이스를 이용하고, 절연체로 형성된 케이스 내부에 이온막, 양극판 및 음극판을 밀착한 상태로 배치한다.The conventional hydrogen generator as described above uses a case made of an insulator such as synthetic resin, and arranges an ion film, a positive plate, and a negative plate in close contact with the inside of the case made of the insulator.
이때, 대체로 수소 발생 장치에서 물이 이온막, 양극판 및 음극판과의 접촉시간을 연장하기 위한 다양한 연구들이 이루어진고 있다. 종래에는 대체로, 케이스의 내측에 물이 특정 경로를 따라 진행할 수 있도록 수로를 형성하고, 케이스 내로 유입된 물의 경로를 복잡하게 하여 물의 흐름을 늦추는 방법이 이용되고 있다.At this time, in general, various studies have been conducted to extend the contact time between water and the ion film, the positive electrode plate, and the negative electrode plate in a hydrogen generating device. Conventionally, in general, a method of slowing the flow of water by forming a water channel inside the case so that water can proceed along a specific path, and complicating the path of water introduced into the case, has been used.
상기와 같은 종래의 수소 발생 장치는, 케이스에 물이 흐르는 경로를 형성하여 물이 흐르는 속도를 지연시키더라도 물이 양극판 및 음극판과 접촉되는 시간만 제어하기 때문에 물을 분해하여 수소를 발생시키는 효율에 한계가 있는 문제가 있다.In the conventional hydrogen generator as described above, even if the water flow rate is delayed by forming a path through which water flows in the case, the efficiency of generating hydrogen by decomposing water is improved because only the time when water is in contact with the positive and negative plates is controlled There is a problem with limitations.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 수소를 발생시키는 효율을 극대화할 수 있는 수소 발생 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a hydrogen generating device capable of maximizing the efficiency of generating hydrogen.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치는, 일면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제1 및 제2 양극 수용부가 각각 형성되고, 양전극이 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 양극 플레이트; 양면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제3 양극 수용부가 형성되며, 양전극이 전기적으로 연결되는 제3 양극 플레이트; 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트의 사이에 각각 배치되고, 양면에 제1 및 제2 음극 수용부가 각각 형성되며, 음전극이 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 음극 플레이트; 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트 사이에 각각 배치되며, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트를 절연시키는 제1 내지 제4 절연 플레이트; 및 서로 대향되게 배치되는 상기 제1 내지 제3 양극 수용부와 제1 및 제2 음극 수용부 각각이 분리되도록 배치된 제1 내지 제4 격막을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트에는 각각 상기 제1 내지 제3 양극 수용부로 물이 공급되는 제1 내지 제3 유입구와 상기 제1 내지 제3 양극 수용부에서 물이 배출되는 제1 내지 제3 배출구가 각각 형성되며, 상기 제1 및 제2 음극 플레이트에는 상기 제1 및 제2 음극 수용부에서 수소 가스가 배출되는 제1 및 제2 배기구가 각각 형성될 수 있다.The hydrogen generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes: first and second anode plates each having first and second anode receiving portions having water flowing paths formed therein on one surface thereof, and electrically connecting both electrodes; A third anode plate having a third anode accommodating portion formed on both sides of which passages of water flow therein, and to which the anodes are electrically connected; First and second negative electrode plates disposed between the first to third positive electrode plates, each having first and second negative electrode receiving portions formed on both surfaces thereof, and having negative electrodes electrically connected to each other; First to fourth insulating plates disposed between the first to third positive plates and the first and second negative plates, respectively, and insulating the first to third positive plates and the first and second negative plates; And first to fourth diaphragms disposed to separate each of the first to third anode receiving portions and the first and second cathode receiving portions disposed opposite to each other, wherein each of the first to third anode plates First to third inlets through which water is supplied to the first through third anode receiving portions and first through third outlets through which water is discharged from the first through third anode receiving portions are respectively formed. 2 The cathode plate may have first and second exhaust ports through which hydrogen gas is discharged from the first and second cathode accommodating portions, respectively.
그리고 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트에 각각 형성된 제1 내지 제3 양극 수용부에는 각각 제1 내지 제3 양극 경로부가 형성되며, 상기 제1 양극 경로부는, 상기 제1 내지 제2 유입구에서 일 방향으로 각각 연장되어 형성되고, 상기 제2 양극 경로부는, 상기 제1 내지 제3 배출구에서 타 ??항으로 각각 연장되어 형성되며, 상기 제3 양극 경로부는, 상기 제1 및 제2 양극 경로부가 서로 연결되도록 상기 제1 및 제2 양극 경로부의 사이에 하나 이상 형성될 수 있다.Further, first to third anode path portions are formed in the first to third anode receiving portions respectively formed on the first to third anode plates, and the first anode path portion is formed in one direction from the first to second inlets. And the second anode path portions are formed to extend from the first to third outlets to other terms, and the third anode path portion includes the first and second anode path portions. One or more may be formed between the first and second anode path portions to be connected.
또한, 상기 제1 및 제2 음극 플레이트에 각각 형성된 제1 및 제2 음극 수용부에는 각각 제1 내지 제3 음극 경로부가 형성되며, 상기 제1 음극 경로부는 일 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 제2 음극 경로부는 상기 제1 음극 경로부와 나란한 위치에 이격되어 형성되며, 상기 제3 음극 경로부는 상기 제1 및 제2 음극 경로부가 형성되도록 상기 제1 및 제2 음극 경로부의 사이에 하나 이상 형성될 수 있다.In addition, first to third cathode path portions are formed in the first and second cathode accommodating portions respectively formed on the first and second cathode plates, and the first cathode path portions are formed to extend in one direction, and the
이때, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트는 각각 상부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 양전극이 연결되는 제1 내지 제3 양전극 연결부를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 음극 플레이트는 상단부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 음전극이 연결되는 제1 및 제2 음전극 연결구가 각각 형성될 수 있다.At this time, the first to third positive electrode plates each further include first to third positive electrode connection portions to which positive electrodes of an external DC power supply are connected, and the first and second negative plates are externally provided at the upper end. First and second negative electrode connectors to which negative electrodes of the supplied DC power supply are connected may be formed, respectively.
그리고 상기 제1 및 제2 음극 플레이트에는, 상기 양면에 형성된 제1 및 제2 음극 수용부를 연결하는 하나 이상의 경로홀이 각각 형성될 수 있다.In addition, one or more path holes connecting the first and second cathode receiving portions formed on both surfaces of the first and second cathode plates may be formed, respectively.
본 발명에 의하면, 절연성을 가지는 절연체인 케이스의 내부에 별도의 양극판 및 음극판을 이용하지 않고, 양극 플레이트 및 음극 플레이트의 내부에 물이 흐를 수 있는 경로를 형성함으로써, 물과 양극 플레이트와 접촉되는 면적을 극대화할 수 있어, 동일 시간에 발생할 수 있는 수소의 양을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the area in contact with the water and the anode plate is formed by forming a path through which water can flow inside the anode plate and the cathode plate without using a separate positive electrode plate and a negative electrode plate inside the case, which is an insulator having insulating properties. Can be maximized, there is an effect of maximizing the amount of hydrogen that can be generated at the same time.
양극 플레이트에 형성된 양극 수용부에 물이 유입되는 유입구에서 물이 배출되는 배출구까지 제1 내지 제3 양극 경로부가 지그재그의 형상으로 복잡한 경로가 형성됨에 따라 물이 양극 수용부에 머무는 시간을 극대화할 수 있다.As the first to third anode paths form a zigzag-shaped complex path from the water inlet to the outlet for water discharge to the anode receiving part formed in the anode plate, the time that water stays in the anode receiving part can be maximized. have.
또한, 본 발명에 의하면, 양극 플레이트 및 음극 플레이트에 각각 양극 수용부 및 음극 수용부가 형성됨에 따라, 양극 플레이트 및 음극 플레이트에 전원이 연결되면서 물이 양극 수용부로 유입되기 때문에 격막이 물과 접촉되는 속도 빨라, 물이 없는 상태에서 격막에 전원이 걸려 격막이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, as the anode receiving portion and the cathode receiving portion are formed in the anode plate and the cathode plate, respectively, the speed at which the diaphragm comes into contact with water because water flows into the anode receiving portion while power is connected to the anode plate and the cathode plate. It is fast, so it is possible to minimize damage to the diaphragm by applying power to the diaphragm in the absence of water.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 제1 양극 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 제3 양극 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 음극 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 절취선 AA'를 따라 취한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 이용한 수소 포집 장치를 도시한 개략도이다.1 is a perspective view showing a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a first anode plate of the hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a third anode plate of the hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a cathode plate of the hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the cut line AA′ of FIG. 5.
7 is a schematic diagram showing a hydrogen capture device using a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.With reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 도시한 분해 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 제1 양극 플레이트를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 제3 양극 플레이트를 도시한 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치의 음극 플레이트를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 절취선 AA'를 따라 취한 단면도이다.1 is a perspective view showing a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view showing a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention. And Figure 3 is a perspective view showing a first anode plate of the hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a third anode plate of the hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention. . In addition, FIG. 5 is a perspective view showing a cathode plate of a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치(100)는, 제1 양극 플레이트(110), 제2 양극 플레이트(120), 제3 양극 플레이트(130), 제1 음극 플레이트(140), 제2 음극 플레이트(150), 제1 절연 플레이트(S1), 제2 절연 플레이트(S2), 제3 절연 플레이트(S3), 제4 절연 플레이트(S4), 제1 격막(M1), 제2 격막(M2), 제3 격막(M3) 및 제4 격막(M4)을 포함한다.1 and 2, the
제1 양극 플레이트(110)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상부 방향으로 전극을 연결하기 위한 양전극 연결부(118)가 돌출되어 형성될 수 있다.The
이러한 제1 양극 플레이트(110)는, 제1 양극 몸체(111), 제1 유입부(112), 제1 배출부(114), 제1 양극 수용부(116) 및 제1 양전극 연결부(118)를 포함한다.The first
제1 양극 몸체(111)는, 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성된다. 그리고 제1 양극 몸체(111)는, 금속이 이용될 수 있으며, 본 실시예에서, 티타늄(titanium)을 이용하여 제조될 수 있으며, 티타늄에 백금(platinum)이 도금되어 제조될 수 있다. 그에 따라 제1 양극 몸체(111)는 내식성 및 내화학성을 높일 수 있으며, 물이 이온화되더라도 전해액인 물의 오염을 방지할 수 있다. 이때, 필요에 따라 제1 양극 몸체(111)에 이용되는 금속 및 도금되는 물질은 필요에 따라 다른 종류의 재질이 이용될 수 있다.The
또한, 제1 양극 몸체(111)에는 다수의 결합구(C1)가 형성될 수 있다. 다수의 결합구(C1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 양극 몸체(111)의 테두리를 따라 형성될 수 있으며, 본 실시예에서, 제1 양극 수용부(116)를 둘러싸도록 열두 개가 형성될 수 있다.In addition, a plurality of coupling holes C1 may be formed in the
제1 유입부(112)는 물이 제1 양극 몸체(111)의 내부에 공급되기 위해 구비되며, 제1 양극 몸체(111)의 외측에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 후술하겠지만, 제1 양극 몸체(111)에 제1 양전극 연결부(118)가 형성된 위치를 상부로 정의하면, 제1 유입부(112)는 제1 양극 몸체(111)의 외측 상부에 치우친 위치에 배치될 수 있다. 그에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 유입부(112)의 내부에 제1 유입구(112a)가 형성될 수 있다.The
제1 배출부(114)는 제1 양극 몸체(111)의 내부에 공급된 물이 배출되기 위해 구비되고, 제1 양극 몸체(111)의 외측에 배치될 수 있다. 그리고 제1 유입부(112)가 양극 모체의 외측 하부에 치우친 위치에 배치될 수 있다. 그에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 배출부(114)의 내부에 제1 배출구(114a)가 형성될 수 있다.The
본 실시예에서, 제1 유입부(112)와 제1 배출부(114)가 배치되는 위치는 도 2를 통해 확인할 수 있듯이, 직사각형 또는 정사각형 형상의 제1 양극 몸체(111)에서 모서리 측으로 대각 방향에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 배출부(114)를 통해 배출되는 물에는 전기 분해에 의해 생성된 산소가 포함될 수 있다.In this embodiment, the positions where the
제1 양극 수용부(116)는 제1 양극 몸체(111)의 내측에 형성될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내측면에 소정의 홈 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 양극 수용부(116)는 제1 유입구(112a)를 통해 유입된 물이 채워질 수 있는 공간이며, 제1 양극 수용부(116) 전체에 물이 채워질 수 있도록 제1-1 양극 경로부(116a), 제1-2 양극 경로부(116b) 및 제1-3 양극 경로부(161c)가 형성될 수 있다.The first anode
제1-1 양극 경로부(116a)는 제1 유입구(112a)에서 하부 방향으로 소정의 길이를 가지는 직선의 형상으로 형성될 수 있고, 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 제1-2 양극 경로부(116b)는 제1 배출구(114a)에서 상부 방향으로 소정의 길이를 가지는 직선의 형상으로 형성될 수 있으며, 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 제1-1 양극 경로부(116a) 및 제1-2 양극 경로부(116b)의 길이, 폭 및 깊이는 서로 동일할 수 있으며, 서로 이격된 위치에 나란하게 배치될 수 있다.The 1-1st
제1-3 양극 경로부(116c)는 제1-1 양극 경로부(116a) 및 제1-2 양극 경로부(116b)를 서로 연결하도록 다수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제1-3 양극 경로부(116c)는 제1-1 양극 경로부(116a) 및 제1-2 양극 경로부(116b)와 수직한 방향으로 형성되어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 형성될 수 있다. 그리고 제1-3 양극 경로부(116c)는 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있는데, 제1-3 양극 경로부(116c)의 폭 및 깊이는 제1-1 양극 경로부(116a) 및 제1-2 양극 경로부(116b)의 폭 및 깊이보다 각각 작을 수 있다.The 1-3 th
제1 양전극 연결부(118)는, 제1 양극 몸체(111)의 상부 일 측에 배치된다. 제1 양전극 연결부(118)는 제1 양극 플레이트(110)에 외부 전원을 연결하기 위해 구비되며, 외부 전원을 연결하기 위해 제1 양전극 연결구(E1)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 양전극 연결부(118)는 외부 전원의 양극 전원이 연결되기 위해 구비된다.The first positive
제2 양극 플레이트(120)는, 제2 양극 몸체(121), 제2 유입부(122), 제2 배출부(124), 제2 양극 수용부 및 제2 양극 연결부(128)를 포함한다. 이때, 제2 양극 플레이트(120)는, 제1 양극 플레이트(110)와 동일한 구조를 가지며, 제1 양극 플레이트(110)의 중심을 지나는 세로축을 기준으로 180도 회전된 구조이다. 즉, 도면에 도시되지 않았지만, 제2 양극 플레이트(120)의 내측에는 제2 양극 수용부가 형성되며, 제2 양극 수용부는 제1 양극 수용부(116)와 동일한 형상으로 형성된다. 이때, 제2 양전극 연결부(128)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 양전극 연결부(118)와 동일한 위치인 상부 일 측에 배치될 수 있다.The
그리고 제2 양극 연결부(128)에는 제2 양전극 연결구(E2)가 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제1 양극 몸체(111)에 형성된 다수의 결합구(C1)에 대응되는 위치에 제2 양극 몸체(121)에도 다수의 결합구(C2)가 형성될 수 있다.In addition, a second positive electrode connector E2 may be formed on the second positive
제3 양극 플레이트(130)는, 제3 양극 몸체(131), 제3 유입부(132), 제3 배출부(134), 제3 양극 수용부(136) 및 제3 양극 연결부(138)를 포함한다. 제3 양극 플레이트(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이 도시된 일면이 제1 양극 플레이트(110)와 유사한 형상으로 형성될 수 있다.The third
제3 양극 몸체(131)는, 제1 및 제2 양극 몸체(111, 121)와 같은 금속으로 형성될 수 있으며, 다수의 결합구(C3)가 제3 양극 수용부(136)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.The third anode body 131 may be formed of the same metal as the first and
제3 유입부(132)는 물이 제3 양극 몸체(131)의 내부로 공급되도록 구비되고, 제3 양극 몸체(131)의 측면 상부에 배치될 수 있다. 제3 양극 몸체(131)에 제3 양극 연결부(138)가 형성된 위치를 상부로 정의하면, 제3 유입부(132)는 제3 양극 몸체(131)의 측면 상부에 치우친 위치에 배치될 수 있다.The
제3 배출부(134)는 제3 양극 몸체(131)의 내부에 공급된 물이 배출되기 위해 구비되며, 제3 양극 몸체(131)의 측면에 배치될 수 있다. 이때, 제3 배출부(134)는 제3 유입부(132)와 반대의 측면에 배치될 수 있으며, 측면 하부에 배치될 수 있다.The
제3 양극 수용부(136)는 제3 양극 몸체(131)의 일면 및 일면의 배면인 타면에 각각 형성될 수 있다. 또한, 제3 양극 수용부(136)의 형상에 대한 자세한 내용은 후술하겠지만, 제3 양극 수용부(136)에는 제3 유입부(132)의 내부에 형성된 제3 유입구(132a)가 연장되어 형성될 수 있으며, 제3 배출부(134)의 내부에 형성된 제3 배출구(134a)가 연장되어 형성될 수 있다.The third
그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 양극 수용부(136)에는 제3-1 양극 경로부(136a), 제3-2 양극 경로부(136b) 및 제3-3 양극 경로부(136c)가 형성될 수 있다.And, as shown in FIG. 4, the third
제3-1 양극 경로부(136a)는 제3 유입구(132a)에서 하부 방향으로 소정의 길이를 가지는 직선의 형상으로 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 제3-2 양극 경로부(136b)는 제3 배출구(134a)에서 상부 방향으로 소정의 길이를 가지는 직선의 형상으로 형성될 수 있으며, 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 제3-1 양극 경로부(136a) 및 제2 양극 경로부(136b)의 길이, 폭 및 깊이는 서로 동일할 수 있으며, 서로 이격된 위치에 나란하게 배치될 수 있다.The 3-1th
제3-3 양극 경로부(136c)는 제3-1 양극 경로부(136a) 및 제3-2 양극 경로부(136b)를 서로 연결하도록 다수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제3-3 양극 경로부(136c)는 제3-1 양극 경로부(136a) 및 제3-2 양극 경로부(136b)와 수직한 방향으로 형성되어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 형성될 수 있다. 그리고 제3-3 양극 경로부(136c)는 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있는데, 제3-3 양극 경로부(136c)의 폭 및 깊이는 제3-1 양극 경로부(136a) 및 제3-2 양극 경로부(136b)의 폭 및 깊이보다 각각 작을 수 있다.A plurality of 3-3
제3 양전극 연결부(138)는, 제3 양극 몸체(131)의 상부 일 측에 배치된다. 제3 양전극 연결부(138)는 제3 양극 플레이트(130)에 외부 전원을 연결하기 위해 구비되며, 외부 전원을 연결하기 위해 제3 양전극 연결구(E3)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제3 양전극 연결부(138)는 외부 전원의 양극 전원이 연결되기 위해 구비된다.The third positive
제1 음극 플레이트(140)는, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 음극 플레이트(140)는, 제1 음극 몸체(141), 제1 배기부(142) 및 제1 음극 수용부(146)를 포함한다.The
그리고 상부 방향으로 전극을 연결하기 위한 제1 음전극 연결구(E4)가 형성될 수 있다. 제1 음전극 연결구(E4)는 제1 음극 몸체(141)의 상단면에 홈의 형상으로 형성된다. 그에 따라 외부 전원의 음 전극이 음전극 연결구(E3)를 통해 연결될 수 있다.In addition, a first negative electrode connector E4 for connecting the electrodes in the upper direction may be formed. The first negative electrode connector E4 is formed in the shape of a groove on the top surface of the first
제1 음극 몸체(141)는, 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성된다. 그리고 제1 음극 몸체(141)는, 제1 양극 몸체(111)와 같이, 금속이 이용될 수 있고, 본 실시예에서, 티타늄을 이용하여 제조될 수 있고, 티타늄에 백금이 도금되어 제조될 수 있다. 그에 따라 제1 음극 몸체(141)는 내식성 및 내화학성을 높일 수 있고, 물이 이온화되더라도 전해액인 물의 오염을 방지할 수 있다. 그리고 필요에 따라 제1 음극 몸체(141)에도 이용되는 금속 및 도금되는 물질은 필요에 따라 다른 종류의 재질이 이용될 수 있다.The
또한, 제1 음극 몸체(141)에도 다수의 결합구(C4)가 형성될 수 있다. 다수의 결합구(C4)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 음극 몸체(141)의 테두리를 따라 형성될 수 있고, 제1 양극 몸체(111)에 형성된 다수의 결합구(C1)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 다수의 결합구(C4)는 제1 음극 수용부(146)를 둘러싸도록 열두 개가 형성될 수 있다.In addition, a plurality of coupling holes C4 may be formed in the
제1 배기부(142)는 제1 음극 몸체(141)의 내부에 형성된 제1 음극 수용부(146)에서 발생된 기체인 수소 가스가 외부로 배기되기 위해 구비되며, 제1 음극 몸체(141)의 상단부에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 배기부(132)는 제1 음극 몸체(141)의 상단부에 치우친 위치에 배치될 수 있다. 그에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 배기부(142)의 내부에 제1 배기구(142a)가 형성될 수 있다.The
본 실시예에서, 제1 배기부(142)는 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형 형상의 제1 음극 몸체(141)에서 상단부에 배치될 수 있다. 이렇게 제1 배기부(142)가 상단부에 배치되는 것은, 도 5를 참조하면, 제1 음극 몸체(141)에 형성된 제1 음극 수용부(146)를 통해 수소 가스가 상부로 이동되기 때문에 되도록 상부에 배치되는 것이 좋다.In this embodiment, the
제1 음극 수용부(146)는 제1 음극 몸체(141)의 내측에 형성될 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 내측면에 소정의 홈 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 음극 수용부(146)는 제1 양극 수용부(116)와 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 제1 음극 경로부(146a), 제2 음극 경로부(146b) 및 제3 음극 경로부(146c)가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 음극 수용부(146)는 제1 음극 몸체(141)의 양면에 형성될 수 있으며, 제1 음극 몸체(141)의 양면에 형성된 제1 음극 수용부(146)는 서로 동일한 형상으로 형성될 수 있다.The first
제1 음극 경로부(146a)는 본 실시예에서, 제1 음극 경로부(146a)는 수평 방향으로 소정의 길이를 가지는 직선의 형상으로 형성될 수 있고, 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 음극 경로부(146a)의 중앙에 제1 배기부(142)가 배치될 수 있다.In this embodiment, the first
그리고 제2 음극 경로부(146b)는 제1 음극 경로부(146a)와 이격된 위치에 나란하게 형성될 수 있으며, 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)는 길이, 폭 및 깊이가 서로 동일할 수 있다.In addition, the second
제3 음극 경로부(146c)는 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)를 서로 연결하도록 다수 개가 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제3 음극 경로부(146c)는 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)를 연결하기 위해 형성되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 형성될 수 있다. 그리고 제3 음극 경로부(146c)는 소정의 폭 및 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있으며, 제3 음극 경로부(146c)의 폭 및 깊이는 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)의 폭 및 깊이보다 각각 작을 수 있다.A plurality of third
제2 음극 플레이트(150)는, 제2 음극 몸체(151), 제2 배기부(152) 및 제2 음극 수용부(156)를 포함한다. 이때, 제2 음극 플레이트(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 음극 플레이트(140)와 동일한 구조를 가진다. 즉, 제2 음극 플레이트(150)의 제2 음극 몸체(151)에는 제2 음극 수용부(156)가 양면에 형성된다.The second
그리고 제2 음극 몸체(151)의 상단면에는 제2 음전극 연결구(E5)가 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제1 음극 몸체(141)에 형성된 다수의 결합구(C4)에 대응되는 위치에 제2 음극 몸체(151)에도 다수의 결합구(C5)가 형성될 수 있다.In addition, a second negative electrode connector E5 may be formed on the top surface of the
제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)는, 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 형상과 마찬가지로 직사각형 또는 정사각형 형상을 가질 수 있고, 내측에 각각 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)이 형성될 수 있다.The first to fourth insulating plates (S1, S2, S3, S4) are rectangular, similar to the shapes of the first to
제1 절연 플레이트(S1)는 제1 양극 몸체(111) 및 제1 음극 몸체(141)의 사이에 배치되며, 제1 양극 몸체(111) 및 제1 음극 몸체(141)가 서로 절연되도록 절연 물질로 제조될 수 있다. 제2 절연 플레이트(S2)는 제1 음극 몸체(141) 및 제3 양극 몸체(131)의 사이에 배치되며, 제1 음극 몸체(141) 및 제3 양극 몸체(131)가 서로 절연되도록 절연 물질로 제조될 수 있다. 제3 절연 플레이트(S3)는 제3 양극 몸체(131) 및 제2 음극 몸체(151)의 사이에 배치되며, 제3 양극 몸체(131) 및 제2 음극 몸체(151)가 서로 절연되도록 절연 물질로 제조될 수 있다. 제4 절연 플레이트(S4)는 제2 음극 몸체(151) 및 제2 양극 몸체(121)의 사이에 배치되며, 제2 음극 몸체(151) 및 제2 양극 몸체(121)가 서로 절연되도록 절연 물질로 제조될 수 있다.The first insulating plate S1 is disposed between the
본 실시예에서, 제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)는 실리콘이나 합성수지 등으로 제조될 수 있으며, 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151) 사이에서 절연할 수 있는 물질이면 어떤 물질로 제조되어도 무관하다. In this embodiment, the first to fourth insulating plates (S1, S2, S3, S4) may be made of silicon or synthetic resin, and the first to
그리고 제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)는 도시된 바와 같이, 상대적으로 얇게 형성될 수 있으며, 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)에 걸리는 전력에 따라 달라질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.And the first to fourth insulating plates (S1, S2, S3, S4) may be formed relatively thin, as shown, the first to third anode bodies (111, 121, 131) and the first and second 2 It may vary depending on the power applied to the
제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)는 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 사이에 각각 배치되어, 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)가 서로 볼트(B) 등에 의해 결합된 상태에서 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 사이를 통해 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 126, 136)에 유입된 물이나 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)에 생성된 수소 가스가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라 제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 결합구가 형성될 수 있으며, 다수의 결합구는 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)에 각각 형성된 결합구(C1, C2, C3, C4, C5)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The first to fourth insulating plates (S1, S2, S3, S4) are disposed between the first to
이때, 볼트(B)에 의해 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)가 서로 단락되는 것을 방지하기 위해 각 결합구(C1, C2, C3, C4, C5)에 절연관(S)이 관통하여 배치될 수 있다. 절연관(S)은 제1 내지 제3 양극 몸체(111, 121, 131)와 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)를 전기적으로 절연하기 위한 구성으로, 실리콘이나 고무 또는 합성수지 재질 등으로 제조될 수 있다.At this time, in order to prevent the first to
또한, 제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4) 각각에는 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)이 형성되는데, 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)의 크기는 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 126, 136)와 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)의 크기에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 126, 136)와 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)의 전체적인 형상이 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성됨에 따라 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)의 형상도 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있다.In addition, first to fourth diaphragm insertion holes SH1, SH2, SH3, and SH4 are formed in each of the first to fourth insulating plates S1, S2, S3, and S4, and the first to fourth diaphragm insertion holes ( The size of SH1, SH2, SH3, SH4) may be formed in a size corresponding to the size of the first to third
제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)은 각각 제1 내지 제4 절연 플레이트(S1, S2, S3, S4)의 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)에 끼워져 삽입되는데, 제1 내지 제4 격막 삽입공(SH1, SH2, SH3, SH4)이 완전히 덮이도록 삽입된다. 그에 따라 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)에 의해 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 126, 136)와 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)가 서로 다른 공간으로 분리될 수 있다.The first to fourth diaphragms M1, M2, M3, and M4 are the first to fourth diaphragm insertion holes SH1, SH2, SH3, and SH4 of the first to fourth insulating plates S1, S2, S3, S4, respectively. ) To be inserted, the first to fourth diaphragm insertion holes (SH1, SH2, SH3, SH4) are inserted so as to completely cover. Accordingly, the first to third
제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)은, 본 실시예에서, 전기분해를 통해 발생된 수소와 산소를 분리하기 위핸 것으로, 나피온(nafion) 계열의 얇은 막(membrane)을 이용할 수 있다. 또는 나피온 계열의 얇은 막에 백금을 코팅하여 이용할 수도 있다. 이때, 나피온 계열의 얇은 막에 백금을 코팅하는 것은, 전기를 이용하여 백금을 분해하여 코팅할 수 있으며, 필요에 따라 무전해로 나피온 계열의 얇은 막은 백금을 코팅할 수 있다. 여기서, 무전해로 나피온 계열의 얇은 막에 백금을 코팅하는 것은, 백금이 포함된 액체에 나피온 계열의 얇은 막을 담근 상태에서 교반하여 나피온 계열의 얇은 막에 백금을 증착시키는 방법을 이용할 수 있다.The first to fourth diaphragms (M1, M2, M3, M4) are for separating hydrogen and oxygen generated through electrolysis in this embodiment, and a Nafion-based thin membrane is formed. Can be used. Alternatively, a Nafion-based thin film may be coated with platinum. At this time, the coating of platinum on the Nafion-based thin film may be performed by decomposing platinum using electricity, and if necessary, the Nafion-based thin film may be coated with platinum by electroless. Here, in the electroless coating of platinum on a Nafion-based thin film, a method of depositing platinum on a Nafion-based thin film by stirring while immersing the Nafion-based thin film in a liquid containing platinum can be used. have.
본 실시예에서, 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)의 저항은 약 400Ω 내지 500Ω일 수 있다.In this embodiment, the resistance of the first to fourth diaphragms M1, M2, M3, and M4 may be about 400 Ω to 500 Ω.
본 실시예에 따른 수소 발생 장치(100)의 작동되는 것을 설명하면, 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)의 각 제1 내지 제3 양전극 연결구(E1, E2, E3)에 직류 전원의 (+)극이 연결되고, 제1 및 제2 음극 플레이트(140, 150)의 각 제1 및 제2 음전극 연결구(E4, E5)에 직류 전원의 (-)극이 연결된다. 그리고 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)에 형성된 제1 내지 제3 유입부(112, 122, 132)를 통해 물이 공급되면, 제1 내지 제3 유입구(112a, 122a, 132a)를 통해 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136)에 물이 채워지면서 물과 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)가 접촉하여 물이 전기 분해되면서 수소 가스와 산소 가스가 생성된다.When explaining the operation of the
이렇게 전기 분해된 수소 가스는 (-)극인 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156) 측에 모이고, 산소 가스는 (+)극인 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136) 측에 모인다. 이때, 제1 내지 제3 유입구(112a, 122a, 132a)를 통해 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136)로 유입된 물은 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136) 전체에 걸쳐 퍼지고, 생성된 산소 가스와 함께 제1 내지 제3 배출구(114a, 124a, 134a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 양면에 형성된 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156) 측에 모인 수소 가스는 상부에 형성된 제1 및 제2 배기구(142a, 152a)를 통해 배출될 수 있다.The hydrogen gas electrolyzed in this way is collected on the side of the first and second
여기서, 제1 내지 제3 유입구(112a, 122a, 132a)를 통해 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136)에 유입된 물은 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)에 의해 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)로 넘어가지 못하고, 제1 내지 제3 배출구(114a, 124a, 134a)를 통해 외부로 배출되므로, 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156) 측에는 수소 가스만 모일 수 있다.Here, the water flowing into the first to third
본 실시예에서 직류 전원을 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)와 제1 및 제2 음극 플레이트(140, 150)에 인가하는데, 12V의 전압과 20A의 전류를 갖는 직류 전원을 공급한다. 그에 따라 20A의 전류가 공급됨에 따라 제1 및 제2 배기부(142, 152)를 통해 약 320㎖의 수소 가스가 배출될 수 있다.In this embodiment, DC power is applied to the first to
또한, 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)를 통해 물이 빠르게 유입되므로, 종래에 양극판이나 음극판과 별도로 구비된 케이스에 물이 수용되는 공간이 형성된 경우에 비해, 제1 내지 제3 양극 플레이트(110, 120, 130)에 각각 형성된 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136)로 물이 빠르게 유입될 수 있다. 그에 따라 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)이 물과 접촉하기 전에 전원이 걸리는 경우에, 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)이 손상될 수 있는데, 본 실시예에서는, 제1 내지 제3 양극 수용부(116, 136)에 물이 직접 수용됨에 따라 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)이 물과 빠르게 접촉할 수 있어, 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)이 물과 접촉하는 시간을 줄일 수 있어, 제1 내지 제4 격막(M1, M2, M3, M4)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since water quickly flows through the first to
도 5 및 도 6을 참조하여, 제1 및 제2 음극 플레이트(140, 150)에 형성된 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)에 대해 보다 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)는 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 양면에 각각 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, the first and second
제1 및 제2 음극 수용부(146, 156)는 앞서 설명한 바와 같이, 각각 제1 음극 경로부(146a), 제2 음극 경로부(146b) 및 제3 음극 경로부(146c)를 포함한다. 제1 음극 경로부(146a), 제2 음극 경로부(146b) 및 제3 음극 경로부(146c)는 각각 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 내측면에 형성된 홈의 형상으로 형성될 수 있다.As described above, the first and second
제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)는 수직 방향으로, 도시된 바와 같이, 서로 나란하게 이격된 위치에 형성된다. 그리고 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)의 사이에 수평 방향으로 다수 개의 제3 음극 경로부(146c)가 구비될 수 있다. 제3 음극 경로부(146c)는 서로 일정 간격으로 이격된 상태로 형성되며, 다수의 제3 음극 경로부(146c)의 사이는 제1 및 제2 음극 몸체(141, 151)의 내측면과 동일한 평면상에 배치된다.The first
그리고 다수의 제3 음극 경로부(146c)는 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 제3 음극 경로부(146c) 사이를 연결하기 위한 각각 홀이 형성될 수 있다. 이러한 홀은 수평 방향으로 형성된 인접한 제3 음극 경로부(146c)를 서로 연결하기 위해 수직 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 다수의 홀은 도시된 바와 같이, 소정의 룰을 따라 규칙적으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 불규칙적으로 배치될 수도 있다.In addition, holes may be formed in the plurality of third
이때, 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)의 폭은 제3 음극 경로부(146c)의 폭보다 클 수 있으며, 본 실시예에서, 제3 음극 경로부(146c)의 폭은 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)의 폭의 약 60%(오차 범위 10%)일 수 있다. 또한, 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)의 깊이는 제3 음극 경로부(146c)의 깊이보다 깊을 수 있다.At this time, the width of the first
음극 수용부(146)에 제1 음극 경로부(146a), 제2 음극 경로부(146b) 및 제3 음극 경로부(146c)가 상기에서 설명한 바와 같이 형성됨에 따라 전기 분해되어 형성된 수소는 제1 음극 경로부(146a), 제2 음극 경로부(146b) 및 제3 음극 경로부(146c)를 따라 이동하여 제1 배기구(142a)를 통해 외부로 배출될 수 있다.As the first
여기서, 제1 배기구(142a)는 도 5에 도시된 바와 같이, 최상단에 배치된 제3 음극 경로부(146c)의 중앙에 배치될 수 있고, 제1 음극 몸체(141)를 관통하여 형성될 수 있다. 그리고 제1 음극 몸체(141)를 관통하는 제1 배기구(142a)의 중앙에서 상부로 연결되어 제1 배기부(142)로 연결되도록 형성될 수 있다.Here, the
그에 따라 제1 음극 몸체(141)의 양면에 각각 형성된 제1 음극 수용부(146)에서 모인 수소 가스가 제1 배기구(142a)를 통해 외부로 배출될 수 있다.Accordingly, hydrogen gas collected in the first
그리고 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 음극 경로부(146a) 및 제2 음극 경로부(146b)에는 다수의 경로 홀(146d)이 형성될 수 있다. 다수의 경로 홀(146d)은 제1 음극 몸체(141)의 양면에 형성된 제1 음극 수용부(146)를 연결하기 위해 구비되며, 각 제1 음극 수용부(146)에 모인 수소 가스가 서로 이동할 수 있도록 형성된다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 발생 장치를 이용한 수소 포집 장치를 도시한 개략도이다.7 is a schematic diagram showing a hydrogen capture device using a hydrogen generating device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 수소 발생 장치(100)에서 발생된 수소를 포집하기 위한 수소 포집 장치(200)에 대해 설명한다.A description will be given of a
수소 포집 장치(200)는, 도시된 바와 같이, 수소 발생 장치(100), 물 저장부(210) 및 수소 가스 정제부(220)를 포함한다. 물 저장부(210)는 물 공급관(212)을 통해 수소 발생 장치(100)의 제1 내지 제3 유입부(112, 122, 132)와 연결된다. 그리고 수소 발생 장치(100)의 제1 내지 제3 배출부(114, 124, 134)는 물 배출관(214)과 연결되며, 물 배출관(214)을 통해 배출된 물은 별도의 저장부에 저장될 수 있으며, 필요에 따라 물 저장부(210)로 회수될 수도 있다. 여기서, 물 배출관(214)을 통해 배출되는 물은 산소 가스가 포함된 물이다.As shown, the
수소 발생 장치(100)의 제1 및 제2 배기부(142, 152)는 수소 가스 배기관(222)과 연결되며, 제1 및 제2 배기부(142, 152)를 통해 배기되는 수소 가스는 수소 가스 배기관(222)을 통해 수소 가스 정제부(220)에 공급된다. 수소 가스 정제부(220)는 내부에 물이 일부 채워질 수 있으며, 수소 가스 배기관(222)을 통해 공급된 수소 가스가 수소 가스 정제부(220)에 채워진 물속으로 공급되어 물에 의해 정제된 수소 가스가 정제 가스 배기관(224)을 통해 배출될 수 있다. 정제 가스 배기관(224)으로 배출된 수소 가스는 외부 장치에 공급될 수 있다.The first and
양전극 단자(232)는 제1 내지 제3 양전극 연결부(118, 128, 138)에 전기적으로 연결되고, 음전극 단자(234)는 제1 및 제2 음전극 연결구(E4, E5)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 양전극 단자(232) 및 음전극 단자(234)를 통해 수소 발생 장치(100)에 공급되는 전력은 직류 전력이다.The
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, a detailed description of the present invention has been made by an embodiment with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiment has been described with reference to a preferred example of the present invention, so that the present invention is limited to the above embodiment. It should not be understood, and the scope of the present invention should be understood as the following claims and equivalent concepts.
100: 수소 발생 장치
110: 제1 양극 플레이트 111: 제1 양극 몸체
112: 제1 유입부 112a: 제1 유입구
114: 제1 배출부 114a: 제1 배출구
116: 제1 양극 수용부 116a: 제1-1 양극 경로부
116b: 제1-2 양극 경로부 116c: 제1-3 양극 경로부
118: 제1 양전극 연결부
120: 제2 양극 플레이트 121: 제2 양극 몸체
122: 제2 유입부 124: 제2 배출부
128: 제2 양전극 연결부
130: 제3 양극 플레이트 131: 제3 양극 몸체
132: 제3 유입부 132a: 제3 유입구
134: 제3 배출부 134a: 제3 배출구
136: 제3 양극 수용부 136a: 제3-1 양극 경로부
136b: 제3-2 양극 경로부 136c: 제3-3 양극 경로부
138: 제3 양전극 연결부
140: 제1 음극 플레이트 141: 제1 음극 몸체
142: 제1 배기부 142a: 제1 배기구
146: 제1 음극 수용부 146a: 제1 음극 경로부
146b: 제2 음극 경로부 146c: 제3 음극 경로부
146d: 경로 홀
150: 제2 음극 플레이트 151: 제2 음극 몸체
152: 제2 배기부 156: 제2 음극 수용부
S1, S2, S3, S4: 제1 내지 제4 절연 플레이트
SH1, SH2, SH3, SH4: 제1 내지 제4 격막 삽입공
M1, M2, M3, M4: 제1 내지 제4 격막
E1, E2, E3: 제1 내지 제3 양전극 연결구
E4, E5: 제1 및 제2음전극 연결구
C1~C5: 결합구
B: 볼트 S: 절연관100: hydrogen generating device
110: first anode plate 111: first anode body
112:
114:
116: first
116b: 1-2nd
118: first positive electrode connection portion
120: second anode plate 121: second anode body
122: second inlet 124: second outlet
128: second positive electrode connection
130: third anode plate 131: third anode body
132:
134:
136: third
136b: 3-2
138: third positive electrode connection
140: first cathode plate 141: first cathode body
142:
146: first
146b: second
146d: path hall
150: second cathode plate 151: second cathode body
152: second exhaust part 156: second cathode accommodating part
S1, S2, S3, S4: first to fourth insulating plates
SH1, SH2, SH3, SH4: 1st to 4th diaphragm insertion holes
M1, M2, M3, M4: first to fourth diaphragms
E1, E2, E3: first to third positive electrode connectors
E4, E5: first and second negative electrode connector
C1~C5: coupling port
B: Bolt S: Insulation tube
Claims (5)
타면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제2 양극 수용부가 형성되고, 양전극이 전기적으로 연결되는 제2 양극 플레이트;
양면에 내부에 물이 흐르는 경로가 형성된 제3 양극 수용부가 형성되며, 양전극이 전기적으로 연결되는 제3 양극 플레이트;
상기 제1 및 제3 양극 플레이트의 사이에 배치되고, 양면에 제1 음극 수용부가 각각 형성되며, 음전극이 전기적으로 연결되는 제1 음극 플레이트;
상기 제2 및 제3 양극 플레이트의 사이에 배치되고, 양면에 제2 음극 수용부가 각각 형성되며, 음전극이 전기적으로 연결되는 제2 음극 플레이트;
상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트 사이에 각각 배치되며, 상기 제1 내지 제3 양극 플레이트와 제1 및 제2 음극 플레이트를 절연시키는 제1 내지 제4 절연 플레이트; 및
서로 대향되게 배치되는 상기 제1 내지 제3 양극 수용부와 제1 및 제2 음극 수용부 각각이 분리되도록 배치된 제1 내지 제4 격막을 포함하고,
상기 제1 양극 플레이트에는 상기 제1 양극 수용부로 물이 공급되는 제1 유입구가 상기 제1 양극 수용부의 상부에 형성되고, 상기 제1 양극 수용부에서 물이 배출되는 제1 배출구가 상기 제1 양극 수용부의 하부에 형성되며,
상기 제2 양극 플레이트에는 상기 제2 양극 수용부로 물이 공급되는 제2 유입구가 상기 제2 양극 수용부의 상부에 형성되고, 상기 제2 양극 수용부에서 물이 배출되는 제2 배출구가 상기 제2 양극 수용부의 하부에 형성되고,
상기 제3 양극 플레이트에는 상기 제3 양극 수용부로 물이 공급되는 제3 유입구가 상기 제3 양극 수용부의 상부에 형성되고, 상기 제3 양극 수용부에서 물이 배출되는 제3 배출구가 상기 제3 양극 수용부의 하부에 형성되며,
상기 제1 음극 플레이트에는 상기 제1 음극 수용부에서 수소 가스가 배출되는 제1 배기구가 형성되고,
상기 제2 음극 플레이트에는 상기 제2 음극 수용부에서 수소 가스가 배출되는 제2 배기구가 형성되며,
상기 제1 내지 제3 양극 플레이트에 각각 형성된 제1 내지 제3 양극 수용부에는 각각 제1 내지 제3 양극 경로부가 형성되고,
상기 제1 양극 경로부는, 상기 제1 내지 제3 유입구에서 하부 방향으로 각각 연장되어 형성되며,
상기 제2 양극 경로부는, 상기 제1 내지 제3 배출구에서 상부 방향으로 각각 연장되어 형성되고,
상기 제3 양극 경로부는, 상기 제1 및 제2 양극 경로부가 서로 연결되도록 상기 제1 및 제2 양극 경로부의 사이에 다수 개가 형성되며,
상기 제1 및 제2 음극 플레이트에 각각 형성된 제1 및 제2 음극 수용부에는 각각 제1 내지 제3 음극 경로부가 형성되고,
상기 제1 음극 경로부는 수직 방향으로 연장되어 형성되며,
상기 제2 음극 경로부는 상기 제1 음극 경로부와 나란한 위치에 이격되어 수직 방향으로 연장되어 형성되고,
상기 제3 음극 경로부는 상기 제1 및 제2 음극 경로부가 연결되도록 상기 제1 및 제2 음극 경로부의 사이에 수평 방향으로 다수 개가 형성되며,
상기 수평 방향으로 형성된 다수 개의 제3 음극 경로부는 일부가 수직 방향으로 연결된 경로를 포함하고,
상기 다수 개의 제3 음극 경로부의 수직 방향으로 연결된 경로는 서로 엇갈리게 배치되며,
상기 제1 양극 플레이트, 제2 양극 플레이트, 제3 양극 플레이트 및 제1 음극 플레이트는 각각 티타늄으로 제조된 수소 발생 장치.A first positive electrode plate having a first positive electrode accommodating part formed on one surface of which a water flow path is formed therein, and electrically connecting the positive electrodes;
A second anode plate having a second anode accommodating portion formed on the other surface and having a path through which water flows therein, and electrically connecting the anodes;
A third anode plate having a third anode accommodating portion formed on both sides of which passages of water flow therein, and to which the anodes are electrically connected;
A first negative electrode plate disposed between the first and third positive electrode plates, each having first negative electrode receiving portions formed on both surfaces thereof, and electrically connected to the negative electrode;
A second negative electrode plate disposed between the second and third positive electrode plates, each having second negative electrode receiving portions formed on both surfaces thereof, and electrically connected to the negative electrode;
First to fourth insulating plates disposed between the first to third positive plates and the first and second negative plates, respectively, and insulating the first to third positive plates and the first and second negative plates; And
And first to fourth diaphragms disposed so that each of the first to third anode receiving portions and the first and second cathode receiving portions disposed opposite to each other are separated,
In the first anode plate, a first inlet through which water is supplied to the first anode receiving portion is formed above the first anode receiving portion, and a first outlet through which water is discharged from the first anode receiving portion is formed in the first anode. It is formed in the lower part of the receiving part,
In the second anode plate, a second inlet through which water is supplied to the second anode receiving portion is formed above the second anode receiving portion, and a second outlet through which water is discharged from the second anode receiving portion is provided with the second anode. It is formed in the lower part of the receiving part,
In the third anode plate, a third inlet through which water is supplied to the third anode receiving portion is formed above the third anode receiving portion, and a third outlet through which water is discharged from the third anode receiving portion is provided with the third anode. It is formed in the lower part of the receiving part,
The first cathode plate has a first exhaust port through which hydrogen gas is discharged from the first cathode accommodating part,
The second cathode plate has a second exhaust port through which hydrogen gas is discharged from the second cathode accommodating part,
First to third anode path portions are formed in the first to third anode receiving portions respectively formed on the first to third anode plates,
The first anode path portions are formed to extend downwardly from the first to third inlets, respectively,
The second anode path portions are formed to extend upwardly from the first to third outlets, respectively,
A plurality of the third anode path portions are formed between the first and second anode path portions so that the first and second anode path portions are connected to each other,
First to third cathode path portions are formed in the first and second cathode accommodating portions respectively formed on the first and second cathode plates,
The first cathode path portion is formed to extend in a vertical direction,
The second cathode path portion is formed to be spaced apart from the first cathode path portion and extend in a vertical direction,
A plurality of the third cathode path portions are formed in a horizontal direction between the first and second cathode path portions so that the first and second cathode path portions are connected,
The plurality of third cathode path portions formed in the horizontal direction include paths partially connected in the vertical direction,
The paths connected in the vertical direction of the plurality of third cathode path portions are disposed to be staggered with each other,
The first anode plate, the second anode plate, the third anode plate, and the first cathode plate are each made of titanium.
상기 제1 양극 플레이트는 상부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 양전극이 연결되는 제1 양전극 연결부를 더 포함하고,
상기 제2 양극 플레이트는 상부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 양전극이 연결되는 제2 양전극 연결부를 더 포함하며,
상기 제3 양극 플레이트는 상부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 양전극이 연결되는 제3 양전극 연결부를 더 포함하고,
상기 제1 음극 플레이트는 상단부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 음전극이 연결되는 제1 음전극 연결구가 형성되며,
상기 제2 음극 플레이트는 상단부에 외부에서 공급되는 직류 전원의 음전극이 연결되는 제2 음전극 연결구가 형성된 수소 발생 장치.The method according to claim 1,
The first positive electrode plate further includes a first positive electrode connection portion to which the positive electrodes of the DC power supplied from the outside are connected to the upper portion,
The second positive electrode plate further includes a second positive electrode connection portion to which the positive electrodes of the DC power supplied from the outside are connected to the upper portion,
The third positive electrode plate further includes a third positive electrode connection portion to which the positive electrodes of the DC power supplied from the outside are connected to the upper portion,
The first negative electrode plate has a first negative electrode connector connected to the negative electrode of the DC power supply externally supplied at the upper end thereof,
The second negative electrode plate is a hydrogen generating device having a second negative electrode connector connected to the negative electrode of the DC power supply externally supplied to the upper end.
상기 제1 및 제2 음극 플레이트에는, 상기 양면에 형성된 제1 및 제2 음극 수용부를 연결하는 하나 이상의 경로홀이 각각 형성된 수소 발생 장치.The method according to claim 1,
The first and second cathode plates are each formed with one or more path holes connecting the first and second cathode accommodating portions formed on both sides of the hydrogen generating device.
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