KR20050047697A - 수소·산소 혼합가스 발생장치 및 그 전해조 - Google Patents

수소·산소 혼합가스 발생장치 및 그 전해조 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 전극판절연지지틀에 적정간격으로 장착홈들을 형성하고 이 장착홈들에 전극판들을 삽입고정시켜 좌우대칭의 한쌍의 전해조케이스내에 실장하여 전해조를 구성하는 한편 자동급수탱크를 구비하여 전해조내로 적정량의 물을 안정적으로 공급하고 역화방지기를 이중으로 설치하여 역화를 방지함에 의해 혼합가스를 안정적이고 효율적으로 발생시킬 수 있는 전해조 및 그를 채용한 수소·산소 혼합가스 발생장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 물을 전기분해하여 수소·산소혼합가스를 생산하여 출력하는 다수의 전해조들로 이루어진 전해부; 상기 전해부에 직류전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전해부에서 적정압력의 혼합가스가 생성출력되게 하는 압력조절부; 외부에서의 화염이 전해조쪽으로 역화되는 것을 방지하는 역화방지부; 및 상기 전해조에서 생성되어 나오는 혼합가스의 압력에 따라 전원공급을 제어하여 상기 전해부의 동작을 통제하고, 상기 전해조 내외부의 온도에 따라 과열을 방지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

수소·산소 혼합가스 발생장치 및 그 전해조{A MIXED GAS GENERATOR OF OXYGEN AND HYDROGEN AND AN ELECTROLYZER THEREIN}
본 발명은 물을 전기분해시켜 화학 당량비 2:1로 구성된 수소와 산소의 혼합가스를 발생시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극판절연지지틀에 적정간격으로 장착홈들을 형성하고 이 장착홈들에 전극판들을 삽입고정시켜 좌우대칭의 한쌍의 전해조케이스내에 실장하여 전해조를 구성하는 한편 자동급수탱크를 구비하여 전해조내로 적정량의 물을 안정적으로 공급하고 역화방지기를 이중으로 설치하여 역화를 방지함에 의해 혼합가스를 안정적이고 효율적으로 발생시킬 수 있는 수소·산소 혼합가스 발생장치 및 그 전해조에 관한 것이다.
물을 전기분해하여 가스를 발생시키는 데는 수소와 산소를 분리하여 발생시키는 방법과, 수소와 산소가 혼합된 형태로 발생시키는 방법이 있다.
본 발명은 후자에 관련된 기술로, 보편적인 수소·산소 혼합가스 발생장치는 전해조 내부에 전극판들을 적층하고 그 사이에 고무재질의 간격부재들을 개재하여 전극판들의 사이를 이격시켰다. 이와 같이, 기존에는 전해조 내부의 전극판과 전극판 사이를 절연시키는 재료로서 고무류를 사용함으로써 시간이 지남에 따라 전해액과 열에 의해 고무류에 변형이 생겨 전해조에서 전해액이 새거나 쇼트가 발생하는 등 구조적인 문제점이 많았다. 또한, 전해조의 구조, 특히 기존에는 전극판들의 간격이 대략 3mm정도로 좁아 전기분해효율이 떨어질 뿐만 아니라 많은 열이 발생하여 전력손실이 크고 장시간 가동이 불가능하였다.
이에, 본 발명의 목적은 위와 같은 문제점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 전극판절연지지틀에 적정간격으로 장착홈들을 형성하고 이 장착홈들에 전극판들을 삽입고정시켜 좌우대칭의 한쌍의 전해조케이스내에 실장하여 전해조를 구성하는 한편 자동급수탱크를 구비하여 전해조내로 적정량의 물을 안정적으로 공급하고 역화방지기를 이중으로 설치하여 역화를 방지함에 의해 혼합가스를 안정적이고 효율적으로 발생시킬 수 있는 수소·산소 혼합가스 발생장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 에폭시수지 재질의 전극판절연지지틀에 적정간격으로 장착홈들을 형성하여 전극판들을 삽입고정시킨 상태에서 대칭의 좌우 전해조케이스들내에 실장하여 좌우케이스들에 각각 양·음극을 연결함에 의해 전극판들의 삽입장착 및 적정간격의 유지를 용이하게 하여 조립성을 개선함은 물론 전해액과 열에 의한 절연재의 변형을 방지하고 열발생을 최소화함으로써 안정적이고 효율적으로 장시간 가동이 가능한 수소·산소 혼합가스 발생장치의 전해조를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치는 물을 전기분해하여 수소·산소혼합가스를 생산하여 출력하는 다수의 전해조들로 이루어진 전해부; 상기 전해부에 직류전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전해부에서 적정압력의 혼합가스가 생성출력되게 하는 압력조절부; 외부에서의 화염이 전해조쪽으로 역화되는 것을 방지하는 역화방지부; 및 상기 전해조에서 생성되어 나오는 혼합가스의 압력에 따라 전원공급을 제어하여 상기 전해부의 동작을 통제하고, 상기 전해조 내외부의 온도에 따라 과열을 방지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 전해조는 좌우대칭으로 좌우측에 각각 양·음전원이 인가되며, 합체되어 내부에 전해실을 마련하고 내부에 공급된 물을 전기분해하여 수소·산소혼합가스를 생성하여 배출하는 좌우한쌍의 전해조케이스; 하부에는 통수공이 형성되고 상부에는 가스통기공이 형성되어 있는 전극판; 상기 전극판이 수직장착되는 장착홈들이 형성되어 일정간격으로 상기 전극판들을 상기 전해실내에서 배열지지하는 전극판절연지지틀; 및 상기 한쌍의 전해조케이스의 결합접촉부 사이에 개재되어 상기 양·음전원이 인가되는 상기 전해조케이스들을 절연시키는 절연판을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 분해사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 조립사시도 및 그 외관사시도이다.
본 발명의 수소·산소 혼합가스 발생장치(10)는 내부에서 물을 전기분해하여 수소·산소 혼합가스를 생성하여 출력하는 다수의 전해조(100a,100b,100c)로 구성된 전해부(100)와, 이 전해부(100)에 전기를 공급하여 전해가 이루어지도록 하는 전원공급부(200)와, 전해부(100)에 물부족시 적정량의 물을 자동으로 공급하여 주는 자동급수탱크(300)를 구비하고 있다. 또한, 전기분해시 전해부(100)의 과열을 방지하기 위해 전해조(100a,100b,100c)를 냉각시켜 주는 냉각수단(400)을 구비하고 있다. 냉각수단(400)으로는 전해조(100a,100b,100c)에 인접 배치된 냉각팬들(410,420)로 구성된다. 이 냉각팬(410,420)은 전해조(100a,100b,100c)의 온도가 30도 이상 상승하면 자동으로 작동하여 전해조(100a,100b,100c)를 냉각시키게 된다.
전해조들(100a,100b,100c)에서 출력된 수소·산소 혼합가스를 집합시켜 내보내는 가스집합수단(500)도 구비하고 있다. 가스집합수단(500)은 각각의 전해조(100a,100b,100c)의 가스배출구(102a,102b,102c)를 호스(510) 및 각종 연결밸브(520)들을 통해 하나로 연결하여 전해조들(100a,100b,100c)에서 생산된 혼합가스를 하나로 모아 내보내게 된다. 가스집합수단(500)의 후단에는 이렇게 집합되어 출력되는 수소·산소 혼합가스의 압력을 일정하게 제어하는 압력조절부(600)를 구비하고 있다. 압력조절부(600)는 1차 압력검출기(610)와 2차 압력검출기(620)로 구성되어, 1차 압력검출기(610)는 가스압력이 약 1kgf/cm2이 되면 가스생산을 중단시키고 약 0.8kgf/cm2까지 강하하면 다시 생산을 재개하도록 전해부(100)를 구동시킨다. 2차 압력검출기(620)는 1차 압력검출기(610)의 고장시, 가스압력이 약 1.5kgf/cm2이 되면 가스생산을 중단시키는 2차 안전수단의 기능을 담당한다. 압력조절부(600)의 후단에는 역화를 방지하는 역화방지부(700)를 구비하고 있다.
역화방지부(700)는 발생된 혼합가스가 물을 통과하게 함으로써 역화를 방지하는 수봉식 역화방지기(710)와, 고온에 견딜 수 있는 세라믹 역화차단편과 가스흐름을 변경시키는 구조에 의해 역화를 방지하는 건식 역화방지기(720)로 구성된다. 이와 같이 본 발명은 이중의 역화방지기들(710,720)을 통과함으로써 완전한 역화방지가 가능하다.
이 수봉식 역화방지기(710)와 건식 역화방지기(720) 사이에는 혼합가스에 포함되어 있는 소량의 수분을 제거하기 위한 수분제거기(730)와, 출력되는 가스의 사용시 점화불꽃의 온도를 사용목적에 알맞은 온도로 조절하기 위한 화염조절기(740)를 구비하고 있다.
또한, 본 발명은 전류, 전압 제어는 물론이고 압력조절부, 전해액 온도센서, 온도계, 자동급수탱크의 수위감지센서, 전원램프, 비상램프, 비상부저, 전류계 및 전압계 등의 본 장치 전반에 걸친 구성요소들을 통제하는 제어부(800)를 구비하고 있다.
전술한 전원공급부(200)는 AC200V의 3상 전류를 변압기(210)로 AC75V로 변압하고, AC/DC변환기(220)에서 직류로 변환한 후 맥류를 제거하여 전해조(100a,100b,100c)에 공급하게 된다. 이 전원공급부(200)에 대해서는 뒤에서 좀더 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 전원공급부(200)를 통해 전해조들(100a,100b,100c)에 전원공급시 전해조들(100a,100b,100c)이 안착되는 지지프레임(12)에 전류가 누설되는 것을 방지하기 위하여 전해조(100a,100b,100c)와 지지프레임(12) 사이에는 절연편(12a)이 개재된 상태에서 볼트(101)에 절연부싱(101a)을 끼워 체결하게 된다.
이상의 구성들은 도 3 내지 도 13를 참조하여 하나씩 차례로 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 전해조의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 조립사시도이고, 도 5는 도 4의 A­A 선 단면도이다.
본 발명의 전해조(100a)는 도시한 바와 같이, 동일크기와 면적을 갖는 좌우대칭의 좌우측 케이스들(110,120)을 구비하고 있으며, 이 케이스들(110,120)의 테두리에는 결합공들(112,122)이 형성되어 밀착시 연통되는 결합판부들(114,124)을 각각 구비하고 있다. 이 좌우케이스(110,120)의 결합판부들(114,124)을 밀착시킨 상태에서 결합공들(112,122)에 볼트(130)를 삽입시켜 타측에서 너트(132)로 체결함에 의해 좌우측 케이스(110,120)를 합체시켜 결합하게 되며, 그러면 그 내부에는 전해가 일어나는 전해실이 마련되게 된다. 특히, 좌우측 케이스들(110,120)의 결합시 양측 케이스를 절연시키기 위하여 결합판부(114,124) 사이에는 절연판(140)이 개재된다. 절연판(140)은 탄성을 갖는 재질(고무류)로 제조되며, 바람직하게는 네오프렌(neoprene)이 좋다. 좌우측 케이스들(110,120)을 체결볼트(130)로 결합시 그 사이에 개재된 절연판(140)은 압축되며, 고무류도 압축되면 약간의 도전성을 띠므로 절연판(140)의 양측에 절연지들(142,144)을 개재하여 결합함으로써 완벽한 절연효과를 얻는다.
위의 절연판(140)과 절연지들(142,144)은 중간이 소실되어 결합판부(114,124)와 동일한 크기와 형상의 사각중공판 형태이며, 결합공들(112,122)과 대응되는 부위에는 삽입되는 체결볼트(130)가 관통하기 위한 관통공들(140a,142a,144a)이 형성되어 있다. 그 결과, 좌우측 케이스들(110,120)의 결합공들(112,122)과 관통공들(140a,142a,144a)은 연통되며, 그들을 통하여 체결볼트(130)와 너트(132)가 결합되어 좌우측 케이스(110,120)를 결합하게 되는데, 이때 체결볼트(130) 또한 금속이므로 좌우측 케이스(110,120)를 완전히 절연시키기 위하여 결합공들(112,122)과 관통공들(140a,142a,144a)에는 절연부싱(150)이 삽입된 상태에서 절연부싱(150) 내부로 체결볼트(130)가 삽입되고, 너트(132)측에는 절연와셔(152)를 개재한 상태에서 결합공들(112,122)과 관통공들(140a,142a,144a)을 통과한 체결볼트(130)에 너트(132)를 체결하여 완전한 절연을 기하게 된다. 위의 절연부싱(150)과 절연와셔(152)는 고온에도 견딜 수 있는 재질로 제조된다.
좌우측 케이스들(110,120)의 결합방법에 대해 좀더 구체적으로 설명하면, 일측 케이스(110)의 결합판부(114) 내측에 가스켓용 접착제를 도포하고 절연지(142)를 부착한 후, 절연지(142)의 외측에 다시 가스켓용 접착제를 바르고 절연판(140)을 부착한다. 그리고, 절연판(140)의 외측에도 가스켓용 접착제를 도포하여 절연지(144)를 부착한 다음, 절연지(144)의 외측에 가스켓용 접착제를 도포하여 타측 케이스(120)의 결합판부(124)를 밀착시킨 상태에서 절연부싱(150)과 절연와셔(152)를 장착한 후 체결볼트(130)와 너트(132)로서 케이스(110,120)를 결합시키게 된다. 이 절연부싱(150)과 절연와셔(152)의 재질로는 절연성이 우수한 폴리 옥시 메틸렌(Poly Oxy Methylene)이 적합하다.
합체된 좌우측 케이스들(110,120)이 이루는 내부의 전해실에는 전극판(160)들이 다수개 배열되어 있다. 이 전극판(160)들을 등간격으로 장착하기 위하여 전해실에는 전극판절연지지틀(170)이 마련되어 있으며, 이 전극판절연지지틀(170)은 상하좌우 4개의 판으로 되어 있으며, 이들을 합체시켜 사각틀체를 이루게 된다. 전극판절연지지틀(170)은 내열절연성이 좋은 에폭시수지로 제조되며, 틀내측에는 전극판(160)의 가장자리 일정부분을 삽입시켜 전극판(160)을 장착하기 위한 장착홈(172)들이 등간격으로 배열되어 있다. 이 장착홈(172)은 전극판(160)들의 열발생을 줄이기 위해서 적어도 10mm이상 간격을 이격시키는 것이 좋으며, 바람직하게는 17mm간격마다 형성하는 것이 좋다. 또한, 그 깊이는 전극판(160)이 안정적으로 지지될 수 있는 깊이이어야 하며, 적어도 3mm이상, 6mm정도의 깊이가 바람직하다. 이에 따라, 전해실내에 수직으로 수납되는 전극판절연지지틀(170)의 장착홈(172)들에 전극판(160)들이 수직으로 삽입장착되므로, 그들은 전해실내에 17mm간격으로 배열되어 안정적으로 지지되어 있게 된다. 전극판절연지지틀(170)에 대한 보다 상세한 설명은 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
전술한 전해조(100a)의 좌우측 케이스들(110,120)은 동일크기와 동일면적의 좌우 대칭형태로, 상부측에는 생산된 혼합가스를 배출하는 가스배출구(102)와 수동으로 물을 급수할 경우의 수동급수구(103)와, 생산된 혼합가스의 일부를 자동급수탱크(미도시)로 공급하여 자동급수탱크의 압력을 전해조(100a)의 압력과 맞추기 위한 급수기연결구(105) 및, 전해조(100a)내의 압력이상시 작동하는 안전변(104)이 마련되어 있다. 이 안전변(104)은 전해조(100a)내의 압력이 작동범위를 초과하여 위험수준에 도달하면 작동개방되어 가스를 외부로 배출하는 역할을 하며, 약 3kgf/cm2의 작동압력에서 작동한다. 또한, 전해조(100a)에는 자동급수탱크로부터 물을 공급받기 위한 급수구(106)와, 전해조의 청소 및 전해액 교체시 전해액을 배출하기 위한 드레인밸브(107)를 구비하고 있다. 급수구(106)는 도면에서 전해조 케이스(110,120)의 좌측후방 하단부에 형성되어 있으며, 드레인밸브(107)는 전해조 케이스(110,120)의 좌측전방 하단부에 위치하고 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 좌우측 케이스(110,120)는 전기적으로 절연되어 있으며, 그것은 좌우측 케이스(110,120)에 직류전원이 공급될 때 일측에는 양극이 연결되고 타측에는 음극이 연결되어 전원을 공급하기 위해서이다. 따라서, 좌우측 케이스(110,120)의 중간부위에는 각각 전원입력단자(116,126)가 구성되어 있다. 또한, 대용량의 수소·산소 혼합가스 발생장치의 경우에는 동일 모양의 2개 이상의 전해조(100a,100b,100c)를 각각 연결전선으로 직렬로 연결하여 일측 전해조(100a)의 좌측 케이스의 전원입력단자에는 양극전원이, 타측 전해조(100c)의 우측 케이스의 전원입력단자에는 음극전원이 인가되도록 되어있다. 역으로 일측 전해조(100a)의 좌측 케이스의 전원입력단자에 음극전원이, 타측 전해조(100c)의 우측 케이스의 전원입력단자에 양극전원이 인가되어도 효과는 동일하다. 이 전원입력단자들(116,126)의 상하에는 알루미늄 재질의 방열판(180)이 절연지(182)를 개재하고 장착되어 있다. 이에 의해, 전해조케이스(110,120)로 공급되는 전류가 방열판(180)으로 흘러 전력손실이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 방열판(180)의 표면은 케이스(110,120)와 접촉하므로 접촉시 케이스의 재질(SUS316)에 따른 부식을 방지하고 열에 강한 내부식성 및 내열성을 부여하기 위하여 특수코팅이 되어 있으며, 이 특수코팅으로는 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)이 적합하다. 방열판(180)의 결합은 케이스(110,120)에 볼트(118,128)를 용접 등에 의해 고정하고, 절연지(182) 및 방열판(180)에 관통공(182a,180a)을 형성하여 볼트(118,128)에 끼운 후 외측에서 너트(184,186)를 체결하여 결합하게 되며, 이때 볼트(118,128)와 관통공들 (182a,180a)사이에는 통형의 절연부싱(150a)이 개재되고, 너트(184,186)와 방열판(180) 사이에는 환형의 절연와셔(152a)가 개재된다.
전해조(100a)에는 또한 수위계(190)가 마련되어 있으며, 전해조(100a)의 온도를 감지하는 온도감지센서들(192,194)이 장착되어 있다. 이 온도센서로는 전해조(100a)내부의 전해액의 온도를 감지하는 전해액온도센서(192)와 전해조(100a) 표면의 온도를 감지하는 전해조온도센서(194)를 구비하고 있다. 전해액온도센서(192)에서 감지된 전해액의 온도에 따라 전해조(100a)로 공급되는 전류를 공급 또는 차단하여 전해조(100a)를 작동시키거나 중지시키게 되며, 전해조온도센서(194)에서 감지된 신호에 따라 전해조냉각팬(미도시)이 작동하여 전해조(100a)를 냉각시키게 된다. 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 도 3에 도시된 전극판 및 전극판을 지지하고 있는 전극판절연지지틀의 구조를 상세하게 나타낸 부분발췌 분리사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 전극판절연지지틀의 하부판부의 평면도 및 그 측면도이고, 도 8은 도 6에 도시된 전극판절연지지틀의 상부판부의 평면도이다.
전극판(160)은 두께 1mm정도의 스테인리스스틸(SUS316) 재질로, 도시한 바와 같이 하단으로부터 6mm를 이격시켜 폭 22mm의 전해액 통과용 통수공(162)을 형성한다. 하단으로부터 6mm를 이격시킨 것은 전극판(160)의 하단으로부터 6mm가 앞서 설명한 전극판절연지지틀(170)의 장착홈(172)에 진입장착되기 때문이다. 따라서, 6mm를 이격시켜 통수공(162)을 형성하면 전해액 교환시 전극판과 전극판 사이의 구획된 공간내에 있던 전해액을 모두 배출시킬 수 있다. 전극판(160)의 상부에는 발생된 혼합가스가 유동할 수 있는 가스통기공(164)이 형성되어 있다. 이 가스통기공(164)은 전극판(160)의 상부측에 좌우한쌍으로 구성하는 것이 좋으며, 그 크기는 직경 22mm정도가 적당하다. 나아가, 전극판(160)들에 형성되는 통수공(162)은 전기분해시 전류가 일방으로만 흐르는 것을 방지하기 위해서 다수의 전극판(160)을 배열할 때 일측판은 좌측에 통수공(162)을 형성하고 그 인접판은 우측에 통수공(162)을 형성하여 통수공의 위치가 좌우를 교호로 배치되게 한다.
전극판절연지지틀(170)은 도시한 바와 같이 상하좌우 4개의 단위판(170a~170d)으로 되어 있으며, 각 단위판(170a~170d)은 거의 동일한 형상을 갖는다. 즉, 단위판중 좌우측판부(170a,170b) 및 하부판부(170d)는 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이 내측(도면에서 상부면)에 전극판(160)의 가장자리가 일정부분 진입되어 지지되는 장착홈(172)들이 등간격으로 형성되어 있다. 이 장착홈(172)들은 본 실시예에서는 도 7a에서 보는 바와 같이 8개가 등간격으로 형성되어 있으며, 이 장착홈(172)들은 전극판삽입슬롯으로 직선형의 1.5mm 정도의 홈으로 되어 있고, 그 깊이는 약 6mm정도, 그들의 간격은 17mm정도가 적당하다. 좌우측판부(170a,170b) 및 하부판부(170d)에는 평평한 판상체에 장착홈(172)들 밖에는 어떤 구성요소도 존재하지 않지만, 상부판(170c)에는 장착홈 외에도 도 8에서 보는 바와 같이 전해조 케이스의 상부측에 형성된 가스배출구, 수동급수구, 급수기연결구, 안전변과 연결되는 가스배출구연통공(173), 수동급수구연통공(174), 급수기연결구연통공(175) 및 안전변연통공(176)이 천공되어 있다. 이들의 구멍들을 통해 전극판들 사이사이로 급수가 가능하고 생산된 혼합가스의 배출이 가능하게 된다.
도 9는 본 발명에서 자동급수탱크를 상세하게 나타낸 구성도이다.
자동급수탱크(300)는 전기분해시 소모되는 물을 자동으로 전해조에 공급하는 장치로, 이를 위해 탱크 하부에는 전해조로 물을 공급하기 위한 물공급구(302)와, 탱크내부로 물을 보충하기 위한 물유입구(304)를 구비하고 있다. 또한, 탱크 상부에는 탱크내부의 수위를 감지하여 물부족시 물유입구(304)에 호스나 배관을 통해 연결되는 솔레노이드밸브(수도와 연결됨; 306)를 개폐하는 신호를 내보내는 수위감지센서(310)가 부착되어 있다. 이때, 솔레노이드밸브(306)의 후단에는 체크밸브(308)가 설치되어 공급된 물이 역류하는 것을 방지하게 된다. 수위감지센서(310)의 옆에는 수동으로 물을 보충할 수 있는 수동급수구(320)와, 탱크내의 압력이상시 작동하는 안전변(330) 및, 전술한 전해조의 급수기연결구와 호스나 관 등으로 연결되어 탱크내부의 압력을 전해조 내부압력과 동일하게 해 주는 압력조정구(340)를 마련하고 있다. 아울러, 탱크 측면 상부측에는 탱크내부의 수위를 눈으로 확인할 수 있는 수위계(350)가 구비되어 있고, 탱크내부의 물을 배출할 수 있는 드레인밸브(360)가 탱크하부측에 마련되어 있다. 그리고, 탱크(300) 상부의 전후방에는 본 장치의 지지프레임에 안착되어 볼트로 결합되기 위한 볼트공들(372,372a)이 형성된 장착판부(370,370a)가 구비되어 있다.
도 10a는 본 발명에서 수봉식 역화방지기를 상세하게 나타낸 종단면도이고, 도 10b는 그 평면도이다.
본 장치는 역화를 방지하기 위하여 2중으로 역화방지부를 구성하고 있는데, 그 중 하나가 수봉식 역화방지기(710)이다. 수봉식 역화방지기(710)는 전해조에서 생산된 혼합가스를 물속을 통과시킨 후 공급함으로써 배출구(711)쪽으로 역류한 화염이 유입되어도 유입구(712)까지 화염이 도달하는 것이 물에 의해 차단된다. 결과적으로 화염의 역류를 물에 의해 차단하여 전해조까지 화염이 미치는 것을 방지한다. 이 수봉식 역화방지기(710)의 구성에 대해 좀더 상세히 설명하면, 물이 일정높이까지 채워지는 역화방지액통(714)에 위쪽으로부터 가스공급관(715)이 진입되어 바닥쪽에서 절곡되어 대략 ㄴ자로 배치되어 있으며, 이 가스공급관(715)의 절곡된 내단부에는 미세한 가스유출공(715a)들이 천공되어 있어 이곳을 통하여 가스가 역화방지액통(714)내부로 유입된다. 가스공급관(715)의 가스유출공(715a) 위쪽에는 가스분산판(716,717)이 적어도 하나이상, 본 실시예에서는 2개가 일정간격을 이격하여 상하로 배치되어 있다. 이 가스분산판(716,717)에는 가스공급관(715)이 통과하는 공급관관통공(716a,717a)이 형성되어 있으며, 그 주위로 무수히 많은 미세한 가스분산공들(716b,717b)이 천공되어 있다. 이 가스분산공(716b,717b)은 지름이 대략 2mm내외로, 가스유출공(715a)보다 더 작은 직경을 갖는다. 이에, 가스유출공(715a)을 통해 나온 혼합가스는 이중의 가스분산판들(716,717)의 가스분산공들(716b,717b)을 통과하면서 기포발생이 억제되어 역화방지액통(714)의 배출구(711)를 통해 배출되게 된다. 이렇게 수봉식 역화방지기(710)로부터 배출된 혼합가스는 후술할 수분제거기로 공급되게 된다. 수분제거기에서는 혼합가스에 함유된 수분을 제거하여 공급하게 되는데, 그에 대한 원리 및 구조는 도 11을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
전술한 역화방지액통(714)은 원통형으로 구성하는 것이 바람직하며, 그러면 그 내부에 장착되는 가스분산판들(716,717)도 원판형태로 구성된다. 물론, 가스분산판들(716,717)은 역화방지액통(714) 내부에 용접등에 의해 일정간격을 이격하여 고정된다. 역화방지액통(714)의 상부에는 또한 내부로 물을 주입하기 위한 주수구(718)와 주수구(718)를 통해 물을 주입시 통내로 물이 잘 들어갈 수 있도록 공기통로를 형성해 주는 공기구(718a)가 마련되어 있다. 또한, 역화방지액통(714)의 하부에는 내부의 물을 배출시킬 수 있는 드레인밸브(719)가 마련되어 있다.
도 11a는 본 발명에서 수분제거기의 구조를 상세하게 나타낸 종단면도이고, 도 11b는 도 11a의 B­B선 단면도이다.
수분제거기(730)는 혼합가스에 함유된 소량의 수분을 제거해 주는 역할을 한다. 이 수분제거기(730)는 도시한 바와 같이 원통형의 제거기통(732)의 측면으로, 특히 편심되어 가스유입관(734)이 결합되어 있으며, 중심축선상에 가스유출관(735)이 제거기통(732) 상면으로부터 내부로 일정부분이 진입되어 고정되어 있다. 가스유출관(735)의 내단부는 대략 제거기통(732)의 중간부위에 위치하며, 이 가스유출관(735)의 내단부 위쪽으로 가스유입관(734)이 위치하고 있다. 가스유출관(735)의 아래쪽에는 깔대기형상의 수분제거관(736)이 배치고정되어 있으며, 그 하방은 제거기통(732)의 하단에 마련된 드레인밸브(738)와 연통되어 있다.
위와 같은 구조에 의해 전술한 수봉식 역화방지기로부터 나온 혼합가스는 가스유입관(734)을 통해 수분제거기(730) 내부로 유입되고, 유입된 혼합가스는 편심되어 유입되므로 제거기통(732)내부를 따라 회전하면서 하강하게 되며, 이때 발생하는 원심력에 의해 혼합가스에 포함된 수분은 분리되어 물로서 떨어지게 된다. 분리되어 떨어지는 물은 수분제거관(736)에 모이게 되고, 수분이 제거된 혼합가스는 가스유출관(735)으로 유입되어 제거기통(732)의 상부쪽으로 이동하여 유출되게 된다. 물론, 수분제거관(736)에 수분이 어느정도 모이면 드레인밸브(738)를 열어 외부로 제거하게 된다. 가스유출관(735)을 통해 수분제거기(730)를 나온 혼합가스는 다음에서 설명할 화염조절기로 유입되며, 이에 대해서는 도 12a 및 도 12b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 12a는 본 발명에서 화염조절기를 상세하게 나타낸 종단면도이고, 도 12b는 그 평면도이다.
화염조절기(740)는 도시한 바와 같이 전술한 수봉식 역화방지기와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 원통형의 유기용제가 담긴 유기용제통(741)에 대략 ㄴ자로 절곡된 가스유입관(742)을 상부쪽에서 삽입하여 바닥에서 혼합가스가 유기용제통(741)내부로 공급되게 하고, 이단으로 설치된 가스분산판들(744,745)을 거쳐 혼합가스가 배출구(746)로 나가게 하는 동일한 구조이다. 단지, 화염조절기(740)의 유기용제통(741)에는 일정 높이까지의 유기용제가 담겨져 있으며, 이 유기용제로는 핵산이나 알코올 등이 사용된다. 이에, 가스유입관(742)을 통해 화염조절기(740)내부로 유입된 혼합가스는 유기용제통(741)를 통과하면서 소량의 유기용제가 기체형태로 혼합가스에 함유되게 되고, 이 함유되는 유기용제의 성분에 따라 화염의 온도조절이 가능하게 된다. 이렇게 유기용제가 함유된 혼합가스는 유기용제통(741) 상부에 마련된 배출구(746)를 통해 외부로 배출되어 건식 역화방지기로 공급된다.
도 13은 본 발명에서 건식 역화방지기를 상세하게 나타낸 종단면도이다.
건식 역화방지기(720)는 도시한 바와 같이 내부에 일정공간을 갖는 하부케이싱(722)과, 하부케이싱(722)의 상단개구에 나합되는 상부마개(724)를 구비하고 있다. 상부마개(724)에는 중심상에 수직방향으로 가스유입로(724a)가 형성되어 있으며, 이 가스유입로(724a)는 내단에서 좁은 유동세관(724b)들로 분지되어 있다. 따라서, 전술한 화염조절기에서 공급되는 혼합가스는 상부마개(724)의 가스유입로(724a)를 경유하고 유동세관(724b)들을 통하여 하부케이싱(722)내부로 유입된다. 하부케이싱(722)의 내부에는 역화차단편(726)이 실장되어 있다. 이 역화차단편(726)은 하부케이싱(722)내에 탄성편(728)에 의해 탄지되어 실장되며, 원통형으로 하단은 개구되고 상단은 폐쇄되어 있다. 또한, 역화차단편(726)은 작은 기공들이 형성된 특수세라믹으로 제조되어, 하부케이싱(722)의 하단에 형성된 유출구(722a)로 역류하여 들어온 화염을 차단하게 되며, 위쪽의 상부마개(724)의 유동세관(724b)을 통해 유입되는 혼합가스는 미세한 기공들을 통하여 유출구(722a)쪽으로 유동하게 된다. 하부케이싱(722)의 유출구(722a)에는 암나선(722b)이 형성되어 니플(729)이 연결된다. 이 니플(729)에 가스공급호스를 연결하여 필요한 장치(예를 들어, 절단토치)로 혼합가스를 공급하게 된다.
도 14는 전술한 전원공급부의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이다.
도시한 바와 같이, 전술한 전원공급부(200)는 공급되는 전압을 조정하여 출력할 수 있는 전압조절기(SCR;230)와, 이 전압조절기(230)를 거쳐 공급된 AC200V의 3상 전원를 공급받아 AC75V로 변압하는 변압기(210)와, 이 변압기(210)로부터 출력된 AC75V의 교류를 직류로 변환하는 AC/DC변환기(220) 및, AC/DC변환기(220)에서 출력된 직류에서 맥류를 제거하여 전해부(100)로 공급하는 맥류제거기(240)를 구비한다. 이때, 맥류제거기(240)는 AC/DC변환기(220)에서 출력되는 전류 중 일측 극성(예를 들어, 음극)에만 연결되어 있다.
본 실시예에서는 3개의 전해조들(100a,100b,100c)이 전원공급부(200)에 직렬로 연결되고 각각 작동전압으로 DC25V가 사용되므로, 전원공급부(200)에서 출력되는 최종전압이 DC75V가 되며, 만약 전해조가 4개 이상이거나 2개 이하일 경우 전원공급부(200)에서 공급되는 전압도 그에 따라 조정이 가능하다.
도 15는 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 구성을 도식화하여 나타낸 블록도이고, 도 16은 본 장치에서 제어부의 제어동작을 설명하기 위한 블록도이다. 이 블록도들을 통하여 본 발명의 동작흐름을 알기 쉽게 순차적으로 도식화하였다. 이제, 도 15와 도 16 및 전술한 전 도면들을 참조하면서 본 발명의 동작에 대해 상세히 설명하고자 한다.
전해액이 담긴 다수의 전해조들(100a,100b,100c)로 구성된 전해부(100)에 전원공급부(200)로부터 직류전원이 공급되면 전기분해가 일어나면서 수소·산소 혼합가스가 발생한다. 이렇게 발생된 혼합가스는 하나로 수집되어 압력조절부(600)를 거쳐 수봉식 역화방지기(710)로 전송된다. 압력조절부(600)에서 검출된 가스압력신호는 제어부(800)로 전송되며, 제어부(800)는 압력조절부(600)의 1차 압력검출기(610)에서 검출된 가스압력이 약 1kgf/cm2이 되면 전원공급부(200)의 전원공급을 정지시켜 가스생산을 중단시키고 가스압력이 약 0.8kgf/cm2까지 강하하면 전원을 공급하여 다시 가스생산을 재개하게 한다. 2차 압력검출기(620)는 1차 압력검출기(610)의 고장시, 가스압력이 약 1.5kgf/cm2이 되면 가스생산을 중단시키는 2차 안전장치의 기능을 수행한다. 이러한 전해조의 작동중단시 비상램프와 부저를 통해 사용자에게 기기의 이상상태를 알리게 된다.
이와 같이, 압력조절부(600)를 거쳐 입력된 혼합가스는 수봉식 역화방지기(710) 내부에 담긴 물을 통과하여 수분제거기(730)로 유입된다. 수분제거기(730)에서는 수분은 물이 되어 아래로 낙하하고 혼합가스만이 상부쪽에 마련된 배출구를 통해 유출되어 화염조절기(740)로 유입된다. 화염조절기(740)내에서 혼합가스는 소정의 유기용제기체와 혼합되어 건식 역화방지기(720)로 유동하게 된다. 건식 역화방지기(720)를 통과한 혼합가스는 혼합가스가 필요한 장치로 공급되어 사용되게 된다. 일예로, 건식 역화방지기(720)의 니플(729)에 공급호스를 연결하여 혼합가스를 절단토치에 공급하여 절단가스원으로 사용할 수 있다. 이제, 도 16을 참조하여 본 장치의 작동중 제어동작 부분에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 16에서 보는 바와 같이, 전해조(100a,100b,100c)내에서 물을 전기분해하여 혼합가스를 생산할 때 전해액온도센서(192)는 계속해서 전해액의 온도를 감지하여 전원제어부(810)에 전송하게 된다. 이때, 검출된 전해액의 온도가 90도를 넘으면 전원제어부(810)는 전원공급부(200)에 신호를 보내 전해조(100a,100b,100c)로의 전기공급을 차단하게 된다.
이와 동시에, 전해조표면의 온도도 전해조온도센서(194)에 의해 감지되어, 검출된 온도가 30도이상이 되면 냉각팬구동스위치(820)가 작동하여 냉각팬(410,420)을 구동시켜 전해조(100a,100b,100c)를 냉각시키게 된다.
한편, 전해조(100a,100b,100c)의 혼합가스 생산에 따라 전해조 내의 물양이 감소하여 일정수위에 도달하면, 동일한 높이로 설치되어 물을 자동공급하는 자동급수탱크(300)의 수위도 따라서 낮아지고, 그러면 자동급수탱크(300)에 구비된 수위감지센서(310)가 수위를 검출하여 일정량 이하이면 물탱크 수위조절스위치(830)에 전송한다. 그에 따라, 수위조절스위치(830)가 작동하여 솔레노이브밸브(306)를 구동시켜, 수도로부터 물을 자동급수탱크(300)로 공급하게 된다.
여기에 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서만 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능하다.
이상 서술한 바와 같이, 본 발명은 좌우양측의 전해조케이스의 면적을 동일하게 하는 한편 방열판과의 사이에 절연지를 개재하여 전력 손실을 최소화한다. 전해조 내부에 장착되는 전극판과 전극판 사이를 절연시키는 동시에 일정간격을 유지시키는 전극판절연지지틀을 에폭시수지로 제조함으로써 절연재의 변형을 방지하고 전극판의 배치 및 장착이 용이하며, 전극판의 간격을 17mm내외로 설계하여 열발생을 최소화하여 안정적이고 효율이 높을 뿐만 아니라 장시간 가동이 가능하다.
또한, 다수의 전해조들에서 생산된 혼합가스를 수집하여 제공함으로써 대용량의 혼합가스를 공급할 수 있다. 더욱이, 전해조에서 생산된 혼합가스를 압력조절기, 수봉식 역화방지기, 수분제거기, 화염조절기, 건식 역화방지기를 차례로 통과시켜 공급대상(예를 들어, 절단토치) 등에 제공하므로 안전성이 우수한 잇점을 갖는다. 즉, 1차 압력제어기, 2차 압력제어기, 수봉식 역화방지기, 건식 역화방지기 및, 안전변 등 다중의 안전장치를 갖추고 있으므로 보다 안전한 수소·산소 혼합가스의 제공 및 사용이 가능하다.
본 장치에 의해 생산된 수소·산소 혼합가스는 용접, 절단, 각종 열가공 등의 열원으로 사용될 뿐만 아니라 수소·산소혼합가스 히터, 수소·산소혼합가스 보일러, 수소·산소혼합가스 가열로, 수소·산소혼합가스 소각로, 수소·산소혼합가스 탄화장치 등의 연료공급장치로서도 폭넓게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 분해사시도이고,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 조립사시도 및 그 외관사시도이고,
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 전해조의 분해사시도이고,
도 4는 도 3의 조립사시도이고,
도 5는 도 4의 A­A 선 단면도이고,
도 6은 도 3에 도시된 전극판 및 전극판을 지지하고 있는 전극판절연지지틀의 구조를 상세하게 나타낸 부분발췌 분리사시도이고,
도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 전극판절연지지틀의 하부판부의 평면도 및 그 측면도이고,
도 8은 도 6에 도시된 전극판절연지지틀의 상부판부의 평면도이고,
도 9는 본 발명에서 자동급수탱크를 상세하게 나타낸 구성도이고,
도 10a 및 도 10b는 본 발명에서 수봉식 역화방지기를 상세하게 나타낸 종단면도 및 그 평면도이고,
도 11a 및 도 11b는 본 발명에서 수분제거기를 상세하게 나타낸 종단면도 및 그 B­B선 단면도이고,
도 12a 및 도 12b는 본 발명에서 화염조절기를 상세하게 나타낸 종단면도 및 그 평면도이고,
도 13은 본 발명에서 건식 역화방지기를 상세하게 나타낸 종단면도이고,
도 14는 전술한 전원공급부의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이고,
도 15는 본 발명에 따른 수소·산소 혼합가스 발생장치의 구성을 도식화하여 나타낸 블록도이고,
도 16은 본 장치에서 제어부의 제어동작을 설명하기 위한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 전해부 100a,100b,100c : 전해조
110,120 : 좌우 케이스 140 : 절연판
150 : 절연부싱 152 : 절연와셔
160 : 전극판 170 : 전극판절연지지틀
180 : 방열판 190 : 수위계
192 : 전해액온도센서 194 : 전해조온도센서
200 : 전원공급부 210 : 변압기
220 : AC/DC변환기 300 : 자동급수탱크
400 : 냉각수단 500 : 가스집합수단
600 : 압력조절부 610 : 1차 압력검출기
620 : 2차 압력검출기 700 : 역화방지부
710 : 수봉식 역화방지기 720 : 건식 역화방지기
730 : 수분제거기 740 : 화염조절기
800 : 제어부

Claims (14)

  1. 물을 전기분해하여 수소·산소혼합가스를 생산하여 출력하는 다수의 전해조들로 이루어진 전해부;
    상기 전해부에 직류전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전해부에서 적정압력의 혼합가스가 생성출력되게 하는 압력조절부;
    외부에서의 화염이 전해조쪽으로 역화되는 것을 방지하는 역화방지부; 및
    상기 전해조에서 생성되어 나오는 혼합가스의 압력에 따라 전원공급을 제어하여 상기 전해부의 동작을 통제하고, 상기 전해조 내외부의 온도에 따라 과열을 방지하도록 제어하는 제어부를 포함하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전해조의 물부족시 물을 자동으로 공급하는 자동급수탱크와,
    상기 자동급수탱크의 수위가 물보충위치로 내려가면 이를 감지하여 제어부에 전송하는 수위감지센서 및,
    수도 등의 수원과 연결되어 상기 제어부의 작동신호에 따라 개방되어 물을 상기 자동급수탱크에 공급하는 솔레노이드밸브를 더 포함하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전해조케이스 내부에 장치되어 전해조내부의 전해액의 온도를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 전해액온도센서;
    상기 전해조케이스 표면에 부착되어 상기 전해조의 표면온도를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 전해조온도센서;
    상기 전해조온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 전해조를 냉각하는 냉각팬을 더 구비하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 전해액온도센서에서 검출된 신호를 받아 상기 전해액의 온도가 기설정된 온도에 도달하면 상기 전해조로 공급되는 전원을 차단하여 전해조의 작동을 정지시키는 전원제어부와,
    상기 전해조온도센서에 의해 검출된 전해조표면온도가 기설정된 온도에 도달하면 상기 냉각팬을 구동시켜 전해조를 냉각시키는 냉각팬구동스위치와,
    상기 수위감지센서에서 검출된 상기 자동급수탱크의 수위에 따라 상기 솔레노이드밸브를 개방시켜 물이 공급되게 하는 수위조절스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 역화방지부는
    상기 압력조절부를 통과한 혼합가스를 물이 담긴 역화방지액통 내를 통과시켜 역화를 방지하는 수봉식 역화방지기와,
    케이싱내부에 미세기공을 갖는 역화차단편을 장착하여 혼합가스는 상기 역화차단편을 통과하지만 화염은 통과하지 못하게 하여 역화를 방지하는 건식 역화방지기를 구비하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수봉식 역화방지기를 통과하면서 수분이 함유된 혼합가스에서 수분을 제거하는 수분제거기와,
    상기 수분제거기를 통과한 혼합가스를 유기용제가 담긴 통내를 통과하게 하여 소정량의 유기용제가 기체형태로 혼합가스에 함유되게 하여 화염온도를 조절하는 화염조절기를 더 포함하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 압력조절부는
    상기 전해조에서 생산된 가스압을 검출하여 제어부로 전송함에 의해 기설정된 압력에서 상기 전원공급부의 전원을 공급 또는 차단하여 상기 전해조의 동작을 제어하게 하는 1차 압력검출기와,
    상기 1차 압력검출기의 고장시 과압허용치를 초과하면 상기 전해조의 작동을 정지하게 하는 2차 압력검출기를 구비하는 수소·산소 혼합가스 발생장치.
  8. 좌우대칭으로 좌우측에 각각 양·음전원이 인가되며, 합체되어 내부에 전해실을 마련하고 내부에 공급된 물을 전기분해하여 수소·산소혼합가스를 생성하여 배출하는 좌우한쌍의 전해조케이스;
    하부에는 통수공이 형성되고 상부에는 가스통기공이 형성되어 있는 전극판;
    상기 전극판이 수직장착되는 장착홈들이 형성되어 일정간격으로 상기 전극판들을 상기 전해실내에 배열지지하는 전극판절연지지틀; 및
    상기 한쌍의 전해조케이스의 결합접촉부 사이에 개재되어 상기 양·음전원이 인가되는 상기 전해조케이스들을 절연시키는 절연판을 포함하는 전해조.
  9. 제 8항에 있어서,
    절연판의 양측에 부착되어 상기 좌우한쌍의 전해조케이스에 개재되는 절연지들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전해조.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전해조의 상부에는
    물을 수동으로 급수하기 위한 수동급수구와,
    자동급수탱크와 호스로 연결되어 압력을 일치시키기 위하여 내부에서 생성되는 혼합가스 중 일부로 상기 자동급수탱크로 보내기 위한 급수기연결구와, 내부에서 생성된 혼합가스를 배출하는 가스배출구 및, 과압시 자동으로 압력을 배출하는 안전변이 구비되며,
    상기 전해조의 하부에는 물이 자동공급되는 급수구와 양·음전원이 인가되는 전원입력단자들이 좌우 케이스에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전해조.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전극판절연지지틀은 상하좌우가 분할되어 결합되며, 상부판부에는 상기 수동급수구, 급수기연결구, 안전변, 가스배출구와 각각 연통하는 구멍들이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전해조.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 좌우 전해조케이스들은 볼트와 너트로 체결되며, 볼트 외부에 절연부싱이 그리고 너트내측에 절연와셔가 개재되어 좌우 전해조케이스들은 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 전극조케이스의 표면에는 절연지를 개재하고 방열판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전해조.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 전극판절연지지틀의 재질은 에폭시수지이고, 상기 장착홈들의 간격은 10mm이상인 것을 특징으로 하는 전해조.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800390B1 (ko) * 2006-12-27 2008-02-04 손복수 워터가스 발생장치
KR100862923B1 (ko) * 2008-07-14 2008-10-13 황부성 수소산소 혼합가스 발생시스템
KR100863728B1 (ko) * 2007-04-25 2008-10-16 삼성전기주식회사 수소 발생 장치 및 연료전지 발전 시스템
KR100869574B1 (ko) * 2007-06-13 2008-11-21 연세대학교 산학협력단 역인화 제어장치
CN102661809A (zh) * 2012-05-30 2012-09-12 北华大学 电解液温度软测量系统及其测量方法
KR101459931B1 (ko) * 2013-07-26 2014-11-07 (주)아이씨디 전기분해 시스템
KR20160071586A (ko) * 2014-12-11 2016-06-22 주식회사 라이트브릿지 모듈형 전기분해 시스템
KR101663460B1 (ko) * 2015-04-13 2016-10-07 주식회사 스마트파워 수소 및 산소 발생장치
CN108220994A (zh) * 2018-02-11 2018-06-29 深圳市量子氢生物技术有限公司 一种便携式富氢机
KR102006685B1 (ko) * 2018-11-09 2019-08-02 이한오 수봉식 역화방지기
CN114739456A (zh) * 2022-04-13 2022-07-12 佛山仙湖实验室 一种多通道pem纯水电解制氢测试装置及使用方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800390B1 (ko) * 2006-12-27 2008-02-04 손복수 워터가스 발생장치
KR100863728B1 (ko) * 2007-04-25 2008-10-16 삼성전기주식회사 수소 발생 장치 및 연료전지 발전 시스템
KR100869574B1 (ko) * 2007-06-13 2008-11-21 연세대학교 산학협력단 역인화 제어장치
KR100862923B1 (ko) * 2008-07-14 2008-10-13 황부성 수소산소 혼합가스 발생시스템
CN102661809A (zh) * 2012-05-30 2012-09-12 北华大学 电解液温度软测量系统及其测量方法
KR101459931B1 (ko) * 2013-07-26 2014-11-07 (주)아이씨디 전기분해 시스템
KR20160071586A (ko) * 2014-12-11 2016-06-22 주식회사 라이트브릿지 모듈형 전기분해 시스템
KR101663460B1 (ko) * 2015-04-13 2016-10-07 주식회사 스마트파워 수소 및 산소 발생장치
CN108220994A (zh) * 2018-02-11 2018-06-29 深圳市量子氢生物技术有限公司 一种便携式富氢机
CN108220994B (zh) * 2018-02-11 2024-03-12 深圳市诺健生物科技有限公司 一种便携式富氢机
KR102006685B1 (ko) * 2018-11-09 2019-08-02 이한오 수봉식 역화방지기
CN114739456A (zh) * 2022-04-13 2022-07-12 佛山仙湖实验室 一种多通道pem纯水电解制氢测试装置及使用方法
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