KR200252564Y1 - 혼성가스(산소/수소) 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 혼성가스(산소/수소) 발생장치에 관한 것으로, 산소·수소 가스를 발생시키는 혼성가스 발생장치에 있어서, 상기 혼성가스를 발생시키기 위하여 전해액이 담겨질 수 있도록 공간부에 설치된 전극판에 의해 전기분해를 할 수 있도록 구비되는 전해조; 상기 전해조의 공간부에 설치된 전극판과 연결되어 전기분해에 의해 혼성가스가 발생될 수 있도록 전원이 연결되는 단자연결부; 상기 전해조의 상단에는 공간부에 담겨진 전해액의 수위를 자동으로 감지하여 전해액이 공급될 수 있도록 설치되는 수위센서; 상기 전해조의 상단부의 소정위치에 설치되며, 전해조의 과열을 방지하기 위하여 온도를 감지하는 온도감지센서; 및 전기분해시 발생된 열을 냉각시키기 위해 병렬로 연결된 전해조의 정면에 구비된 블로워를 포함하는 것을 특징으로 하며, S자형 전극판을 이용하여 작은 전해조에서 물을 분해하고 단위 면적당 대량의 혼성가스를 발행하며, 요구량에 따라 한 개의 단독적인 전해조와 전해조를 병렬 연결하여 대량의 혼성 가스를 생산할 수 있고, 안전율이 높은 효과를 가져온다.

Description

혼성가스(산소/수소) 발생장치{Mixed voices gas(oxygen/hydrogen) occur equipment}

본 고안은 전기분해를 이용하여 혼성가스를 발생하는 혼성가스 발생장치에 관한 것으로서, 특히 다수의 전해조를 병렬로 연결시키고 양측에서 직류전원이 인가되도록 함으로써 단위 시간당 많은 량의 가스를 발생시키도록 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 물의 전기분해기술에 근거하여 물 전해과정에서 발생하는 산소와 수소를 분리하는 방식에서 불가리아 출신의 율 브라운씨에 의해 산소와 혼성가스를 이용하는 방법이 개발되었다.

물의 전기분해는 전해액이 담긴 밀폐된 용기 안에 음극과 양극의 두 전극판에 전기를 흘려 줌으로써 음극에는 수소이온이 양극에는 산소이온이 해리되어 가스화 되는 것이다. 이 가스는 산소가 포함되어 있어 자체 연소비를 갖는 인화성이 강한 가스이므로 생산하여 별도 보관한다거나 할 수 없는 문제점이 있었다.

그러므로 필요한 즉시 발생시켜 사용하여야 하는데 있어서 편리성과 안전성, 발생기의 크기 등의 문제점들이 해결되어야 한다.

일반적으로 물분해 전해조는 1) 크기가 다른 두 개의 튜브를 끼워 양단에 +, -전극을 연결하여 분해하는 방법과 2) 작은 전극판을 겹치게 하고 그 사이를 절연성재질로 밀폐하여 그 사이를 전해공간으로 이용하는 방식이 있다.

1)의 방법은 전해조 냉각이 어렵고 대량의 가스를 생산하지 못하며, 전해조의 온도 상승으로 포화증기가 생성되어 가스 배출라인에 물이 고이는 등의 단점이 있었다.

2)의 방법은 공랭식으로서 좁은 전해면적을 갖는 공간이 수십개 혹은 수백개 겹쳐져 가스가 모아지며, 전체적으로 보면 하나의 긴 몸체를 갖는 전해조이므로 냉각이 어렵고 수많은 공간중 한 부분만 새거나 절연이 파괴되어도 전체 전해조를 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 혼성가스(산소/수소) 발생장치는 소형 전해조 안에 S형 +, -전극을 배치하여 전기를 공급함으로서 작은 공간에서 대량의 물이 분해된 산소, 수소 혼성가스를 발생시키는 효율적인 혼성가스(산소/수소) 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치는 상기 혼성가스를 발생시키기 위하여 전해액이 담겨질 수 있도록 공간부에 설치된 전극판에 의해 전기분해를 할 수 있도록 구비되는 전해조; 상기 전해조의 공간부에 설치된 전극판과 연결되어 전기분해에 의해 혼성가스가 발생될 수 있도록 전원이 연결되는 단자연결부; 상기 전해조의 상단에는 공간부에 담겨진 전해액의 수위를 자동으로 감지하여 전해액이 공급될 수 있도록 설치되는 수위센서; 상기 전해조의 상단부의 소정위치에 설치되며, 전해조의 과열을 방지하기 위하여 온도를 감지하는 온도감지센서; 및 전기분해시 발생된 열을 냉각시키기 위해 병렬로 연결된 전해조의 정면에 구비된 블로워를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따른 상기 전해조는 내식성 금속으로 재질로 사각형상 또는 타원형형으로 형성되고, 그 외주연에 체결공을 갖는 함체; 상기 함체와 동일한 형상과 크기로 형성되어 그 둘레와 상단부에 단자설치공과 결합공이 형성되고, 함체의 상단에 다수의 체결부재에 의해 결합되는 상판; 상기 상판의 상단부에는 전기분해에 의해 발생된 혼성가스를 배출하는 배출관; 상기 함체와 상기 상판 사이에는 그 둘레를 따라 설치되는 절연부재; 상기 공간부에 전해액을 공급할 수 있도록 상기 전해조의 일측에 설치되는 공급관; 상기 전해조의 공간부에 담겨진 전해액의 교환, 청소를 할 수 있도록 전해액을 배출하는 드레인 밸브; 및 상기 배출관의 통해 토출되는 혼성가스의 토출압력의 저하등으로 인해서 상기 전해조의 내부쪽으로 역화되어 가스를 생산중인 공간부에 까지 도달하여 일시적으로 폭발을 일으키는 것을 방지하는 방폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따른 상기 단자연결부는 상기 전해조의 상판에 형성된 단자결합공에 너트에 의해 고정 설치되어 상기 전극판의 일측과 결합되며, 나사선이 형성된 로드를 갖는 입력단자; 상기 입력단자의 단자의 로드에 설치되며, 상기 상판과 절연되도록 하는 절연붓싱; 및 상기 상판과 상기 절연붓싱의 상단부에 위치하여 상기 입력단자와 절연되도록 하는 절연와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따른 상기 전극판은 소정의 간격을 두고 S자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따른 상기 전극판의 하단부에는 복수개의 고정홈을 갖는 절연받침이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 전기분해 계통도.

도2는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 일시실예를 보인 사시도.

도3은 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 단자연결부를 보인 단면도.

도4는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치에 설치된 전극판이 설치된 상태를 보인 평면도.

도5는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 전극판을 확대도시한 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 전해조 110 : 함체

111 : 공간부 112 : 체결공

120 : 상판 121 : 결합공

122 : 단자결합공 123 : 체결부재

130 : 절연부재 140 : 공급관

150 : 드레인밸브 160 : 배출관

170 : 전극판 180 : 절연받침

181 : 고정홈 190 : 방폭부

200 : 단자연결부 210 : 입력단자

211 : 로드 212 : 너트

220 : 절연부싱 221 : 통공

230 : 절연와셔 240 : 와셔

300 : 수위센서 400 : 온도감지센서

500 : 블로워

이하 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 구성을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 전기분해 계통도이고, 도2는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 일시실예를 보인 사시도이며, 도3은 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 단자연결부를 보인 단면도이고, 도4는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치에 설치된 전극판이 설치된 상태를 보인 평면도이며, 도5는 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 전극판을 확대도시한 사시도이다.

도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치는 혼성가스를 발생시키기 위하여 전해액이 담겨질 수 있도록 공간부(111)에설치된 전극판(170)에 의해 전기분해를 할 수 있도록 구비되는 전해조(100)와, 상기 전해조(100)의 공간부(111)에 설치된 전극판(170)과 연결되어 전기분해에 의해 혼성가스를 발생시키는 단자연결부(200)와, 상기 전해조(100)의 상단에는 공간부(111)에 담겨진 전해액의 수위를 자동으로 감지하여 전해액이 공급될 수 있도록 설치되는 수위센서(300)와, 상기 전해조(100)의 상단부의 소정위치에 설치되며, 전해조(100)의 과열을 방지하기 위하여 온도를 감지하는 온도감지센서(400)와, 전기분해시 발생된 열을 냉각시키기 위해 상기 전해조의 정면에 설치되는 블로워(500)로 구성된다.

상기 전극판(170)의 하단부에는 복수개의 고정홈(181)을 갖는 절연받침(180)이 소정의 간격을 두고 다수개 설치된다.

상기 전해조(100)는 내식성 금속으로 재질로 사각형상 또는 타원형형으로 형성되고, 그 외주연에 체결공(112)을 갖는 함체(110)와, 상기 함체(110)와 동일한 형상과 크기로 형성되어 그 둘레와 상단부에 단자설치공(122)과 결합공(121)이 형성되고, 함체(110)의 상단에 다수의 체결부재(123)에 의해 결합되는 상판(120)과, 상기 함체(110)와 상기 상판(120) 사이에는 그 둘레를 따라 설치되는 절연부재(130)와, 상기 공간부(111)에 전해액을 공급할 수 있도록 상기 전해조(100)의 일측에 설치되는 공급관(140)과, 상기 전해조(100)의 공간부(111)에 담겨진 전해액의 교환, 청소를 할 수 있도록 전해액을 배출하는 드레인 밸브(150)와, 상기 전해조(100)의 상단부에는 전기분해에 의해 발생된 혼성가스를 배출할 수 있도록 상기 상판(120)의 소정부위에 설치되는 배출관(160)과, 상기 배출관(160)의통해 토출되는 혼성가스의 토출압력의 저하등으로 인해서 상기 전해조(100)의 내부쪽으로 역화되어 가스를 생산중인 공간부(111)에 까지 도달하여 일시적으로 폭발을 일으키는 것을 방지하는 방폭부(190)로 구성된다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 단자연결부(200)는 상기 전해조(100)의 상판(110)에 형성된 단자결합공(122)에 너트(212)에 의해 고정 설치되어 상기 전극판(170)의 일측과 결합되며, 나사선이 형성된 로드(211)를 갖는 입력단자(210)와, 상기 입력단자(210)의 로드(211)에 설치되며, 상기 상판(120)과 절연되도록 하는 절연붓싱(220)과, 상기 상판(120)과 상기 절연붓싱(220)의 상단부에 위치하여 상기 입력단자(210)와 절연되도록 하는 절연와셔(230)로 구성되며, 상기 너트(212)와 상기 절연와셔(230), 상기 입력단자(210)와 상기 절연붓싱(220) 사이에는 통상의 와셔(240)가 각각 더 설치된다.

그리고, 상기 전극판(170)은 소정의 간격을 두고 S자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 함체(110)에 상기 전극판(170)이 조립되는 것을 간략하게 설명하면, 상기 상판(120)에 상기 단자 연결부(200)와, 상기 전극판(170)과, 상기 절연받침(180)을 미리 조립한 상태에서 상기 함체(110)와 결합한 후에 상기 상판(120)의 외주연에 형성된 결합공(121)과 상기 함체(110)의 외주연게 형성된 체결공(112)에 체결부재(123)에 의해 상기 상판(120)과 함체(110)가 완전하게 밀폐되도록 한다.

상기와 같이 조립된 상기 전해조(100)에서 공간부(111)에 설치되어 있는 전극판(170)에 의해 혼성가스를 발생시키기 위해서는 상기 전해조(100) 일측에 설치되어 있는 공급관(140)을 통해 전해액을 공급하여 상기 전해조(100) 내에 전해액이 충만되도록 한다.

상기 전해조(100)에 전해액이 충만 된 상태에서 일상적으로 제어반(1)을 통해 공급되는 교류전류를 변화장치(2)에 의해 직류전류로 변환하여 상기 전해조(100)의 단자연결부(200)를 통해 전해조(100)의 공간부(111)에 설치되어 있는 전극판(170)에 전류가 인가된다.

상기 전해조(100)의 공간부(111)에 설치되어 있는 'S'자 형상으로 형성된 복수개의 전극판(170)의 일측에는 '+'전류가 흐르고, 소정거리가 이격되어 설치되어 있는 다른 전극판(170)에는 '-'전류가 흐르게 되어 전해액의 전기분해가 일어나 혼성가스(산소+수소)가 발생되며, 상기 상판(120)에 설치되어 있는 배출관(160)을 통해 혼성가스가 배출된다.

상기 배출관(160)으로 배출되는 혼성가스는 가스 토출구(미도시)에서 연소중인 화염이 토출압력의 저하 등으로 인해서 공간부(111)쪽으로 역화되어 가스를 생산중인 전해조(100)의 내부까지 도달하여 일시에 폭발을 일으킬 수 있는데, 이는 상기 상판(120)에 설치되어 있는 방폭부(190)에 의해 그 폭발의 위험성으로부터 배제되어 안전하게 혼성가스를 생산할 수 있다.

그리고, 상기 단자연결부(200)로 공급되는 전기는 'ㅗ'자 형상으로 형성된 입력단자(210)에 전원이 공급되고, 상기 입력단자(210)의 하단부에 체결된전극판(170)에 전기가 공급된다.

또한, 상기 입력단자(210)에 전기가 공급될 시에 상기 입력단자(210)의 로드(211)가 절연부싱(220)의 통공(221)에 삽설되어 있기 때문에 상기 상판(120)과 쇼트가 발생되는 것을 방지하며, 상기 입력단자(210)를 상기 상판(120)에 고정시키는 너트(212)의 하방향으로 절연와셔(230)가 설치되어 있기 때문에 상기 상판(120)과 상기 입력단자(210)의 쇼트를 방지하고, 상기 함체(110)에 형성된 공간부(111)에 설치되어 상기 전극판(170)을 고정하는 졀연받침(180)에 의해 상기 입력단자(210)를 통해 공급되는 전류가 상기 전극판(170)과 상기 함체(110)와의 쇼트를 방지한다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 고안의 혼성가스(산소/수소) 발생장치는 전해조(100)에서 전기분해에 의해 혼성가스를 안전하고, 원활하게 대량의 가스를 생산할 수 있게 되는 아주 유용한 고안이라 하겠다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의한 혼성가스(산소/수소) 발생장치의 효과를 살펴보면, S자형 전극판을 이용하여 작은 전해조에서 물을 분해하고 단위 면적당 대량의 혼성가스를 발행하며, 요구량에 따라 한 개의 단독적인 전해조와 전해조를 병렬 연결하여 대량의 혼성 가스를 생산할 수 있고, 안전장치와 자동급수장치를 구비하여 안전율이 높고 효율이 높은 효과를 가져온다.

Claims (5)

1. 산소·수소 가스를 발생시키는 혼성가스 발생장치에 있어서,

   상기 혼성가스를 발생시키기 위하여 전해액이 담겨질 수 있도록 공간부에 설치된 전극판에 의해 전기분해를 할 수 있도록 구비되는 전해조;

   상기 전해조의 공간부에 설치된 전극판과 연결되어 전기분해에 의해 혼성가스가 발생될 수 있도록 전원이 연결되는 단자연결부;

   상기 전해조의 상단에는 공간부에 담겨진 전해액의 수위를 자동으로 감지하여 전해액이 공급될 수 있도록 설치되는 수위센서;

   상기 전해조의 상단부의 소정위치에 설치되며, 전해조의 과열을 방지하기 위하여 온도를 감지하는 온도감지센서; 및

   전기분해시 발생된 열을 냉각시키기 위해 병렬로 연결된 전해조의 정면에 구비된 블로워를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전해조는 내식성 금속으로 재질로 사각형상 또는 타원형형으로 형성되고, 그 외주연에 체결공을 갖는 함체;

   상기 함체와 동일한 형상과 크기로 형성되어 그 둘레와 상단부에 단자설치공과 결합공이 형성되고, 함체의 상단에 다수의 체결부재에 의해 결합되는 상판;

   상기 상판의 상단부에는 전기분해에 의해 발생된 혼성가스를 배출하는 배출관

   상기 함체와 상기 상판 사이에는 그 둘레를 따라 설치되는 절연부재;

   상기 공간부에 전해액을 공급할 수 있도록 상기 전해조의 일측에 설치되는 공급관;

   상기 전해조의 공간부에 담겨진 전해액의 교환, 청소를 할 수 있도록 전해액을 배출하는 드레인 밸브; 및

   상기 배출관의 통해 토출되는 혼성가스의 토출압력의 저하등으로 인해서 상기 전해조의 내부쪽으로 역화되어 가스를 생산중인 공간부에 까지 도달하여 일시적으로 폭발을 일으키는 것을 방지하는 방폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 단자연결부는 상기 전해조의 상판에 형성된 단자결합공에 너트에 의해 고정 설치되어 상기 전극판의 일측과 결합되며, 나사선이 형성된 로드를 갖는 입력단자;

   상기 입력단자의 단자의 로드에 설치되며, 상기 상판과 절연되도록 하는 절연붓싱; 및

   상기 상판과 상기 절연 부싱의 상단부에 위치하여 상기 입력단자와 절연되도록 하는 절연와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 전극판은 소정의 간격을 두고 S자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전극판의 하단부에는 복수개의 고정홈을 갖는 절연받침이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 혼성가스(산소/수소) 발생장치.