KR20070073659A

KR20070073659A - 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조

Info

Publication number: KR20070073659A
Application number: KR1020070030080A
Authority: KR
Inventors: 조길제
Original assignee: 주식회사 에너지마스타
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-07-10

Abstract

본 발명은 전극판을 진동시키는 진동막대에 충격을 발생시켜 보다 많은 양의 기포를 전극판에서 떨어뜨려 신속하게 부상시킬 수 있도록 한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 내부로 전해액이 수용되는 공간부를 가지는 전해조와, 상기 공간부에 설치되며 단자에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시키는 다수개의 전극판들과, 상기 전극판들 아래에 설치되며 진동수단의 작동에 따라 좌, 우 왕복 이동하며 상기 전극판을 진동시키는 진동막대로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전해조의 내부에는 상기 진동막대와 수평으로 동일선상에 위치하며 진동막대가 좌, 우 이동하는 과정에서 선택적으로 부딧치며 충격이 발생하도록 돌기부가 형성됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치를 제시한다.

산소/수소 혼합가스 발생장치, 전해조, 단자, 진동막대, 진동수단, 돌기부

Description

산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조{apparatus of generation oxygen/hydrogen gas}

도 1은 본 발명에 따른 산소/수소 혼합가스 발생장치를 도시한 입체도.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 전해조내에 설치되는 구성품들을 도시한 입체도.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 산소/수소 혼합가스 발생장치를 절개하여 도시한 측단면도.

도 4a와 도 4b는 도 1에서 도시하고 있는 진동막대의 동작상태를 순차적으로 도시한 도면들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 전해조 12: 공간부

14: 개방구 20: 전극판

22: 단자 22a: 체결볼트

24: 전류분배판 26: 볼트

32: 커버플레이트 36: 진동막대

40: 진동수단 42: 영구자석

44: 전자석 46: 돌기부

100: 산소/수소 혼합가스 발생장치

본 발명은 산소/수소 혼합가스 발생장치에 관한 것으로서, 특히 전극판을 진동시키는 진동막대에 충격을 발생시켜 보다 많은 양의 기포를 전극판에서 떨어뜨려 신속하게 부상시킬 수 있도록 한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 산소/수소 혼합가스 발생장치는 물이 전기분해되어 얻어지는 생성물인 산소 및 수소를 생산하기 위한 장치로서, (+)(-)전극이 설치된 전해조 내에 소량의 전해물질이 첨가된 물을 공급하고 직류 전압을 인가하여 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 되는 데, 통상 최적의 비율인 수소:산소=2:1의 비율로 혼합된 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 된다. 이와 같은 산소/수소 혼합가스 발생장치는 무공해 에너지원으로서 근래 심각한 환경문제로 인해 갈수록 그 중요성이 새롭게 부각되고 있다.

한편, 상기한 산소/수소 혼합가스 발생장치와 관련한 대표적인 선행기술로는 발명자가 2005. 6. 15. 자로 출원하여 2005. 8. 30. 자로 등록받은 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0394845 호(명칭: 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조)(이하 "선행기술"이라 칭함)가 있다.

상기 선행기술은 전해액을 수용하는 공간부를 가지는 전해조와, 상기 공간부에 일정간격으로 배열 설치되며 단자에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키는 다수개의 전극판들로 구성하고, 특히 상기 전극판들의 일측 상단에 전극판이 끼워지기 위한 삽입홈을 가지며 진동수단의 작동에 따라 상기 전극판을 미세하게 진동시키는 진동막대가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기한 특징들을 통해 선행기술은 진동막대의 동작으로 전극판을 미세하게 진동시켜 전극판의 표면에 붙어 있는 기포가 인위적으로 떨어져 나가며 부상하도록 함으로서 기포내에 포함되어 있는 산소/수소 혼합가스의 발생량을 높혀줄 수 있는 효과를 가진다.

하지만 상기 선행기술은 진동수단의 동작으로 진동막대가 좌, 우 왕복이동하는 동작으로만 진동을 발생시키도록 구성할 뿐 진동막대가 어느 곳에 부딧치며 충격을 발생시키지는 못하였으며, 따라서 전극판의 표면에 붙어 있는 기포를 보다 신속하고 효율적으로 떨어뜨리지는 못하다는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 진동막대에 충격을 발생시켜 전극판의 표면에 붙어 있는 기포를 보다 많이 부상시킬 수 있도록 하여 산소/수소 혼합가스의 발생량을 높혀줄 수 있도록 한 산소/수소 혼합가스 발생장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 내부로 전해액이 수용되는 공간부를 가지는 전해조와, 상기 공간부에 설치되며 단자에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시키는 다수개의 전극판들과, 상기 전극판들 아래에 설치되며 진동수단의 작동에 따라 좌, 우 왕복 이동하며 상기 전극판을 진동시키는 진동막대로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서, 상기 전해조의 내부에는 상기 진동막대와 수평으로 동일선상에 위치하며 진동막대가 좌, 우 이동하는 과정에서 선택적으로 부딧치며 충격이 발생하도록 돌기부가 형성됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치를 제시한다.

상기 돌기는 상기 전해조의 일단에 형성되어 있는 개방구를 밀폐시키는 커버플레이트 내면에 형성되도록 함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

도 1 내지 도 4b는 본 발명에서 구현하고자 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치를 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 산소/수소 혼합가스 발생장치(100)는 전해조(10), 전극판(20), 단자(22)를 포함하여 구성한다.

상기 전해조(10)는 원통의 형태로 내부에는 전해액을 수용할 수 있는 공간부(12)가 구비되며, 그 일단에는 개방구(14)가 형성된다. 상기 개방구(14)는 후술하는 커버플레이트(32)를 통해 밀폐되도록 구성한다. 또한 상기 전해조(10)의 타단 에는 전해액을 공급하는 전해액 공급유로(16)가 형성되어 있으며, 상단에는 발생한 산소/수소 혼합가스를 배출시키는 가스배출유로(18)가 형성되어 있다.

상기 전극판(20)은 상기 전해조(10)내의 공간부(12)에 일정간격을 유지하면서 다수개가 배열 설치되는 것으로서, 이 전극판(20)은 외부에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시켜 산소/수소 혼합가스를 발생시키게 된다. 이때 상기 전극판(20)은 평판의 형태로 제작되는 것이 아니라 도 2에 도시한 바와 같이 지그재그로 연속적으로 절곡시켜 구성함이 바람직하며, 이는 전해액과의 접촉면적을 증대시켜 산소/수소 혼합가스의 발생량을 증대시키기 위함이다.

상기 단자(22)는 상기 전극판(20) 위에 위치하며 전극판(20)으로 전류를 인가하는 수단으로서, 동일한 형태로 복수개를 구비하여 하나의 단자에는 (+)전류를 인가하고, 다른 단자에는 (-)단자가 인가되도록 한다. 상기 단자(22)의 일단에는 체결볼트(22a)가 연장 형성되어 있으며, 이 체결볼트(22a)는 후술하는 커버플레이트(32)에 체결되어 단자(22)와 상기 단자(22)에 연결되어 있는 전극판(20)들을 커버플레이트(32)에 지지시키게 된다.

한편, 상기 단자(22)와 전극판(20) 사이에는 복수개의 전류분배편(24)들이 구비된다. 상기 전류분배편(24)은 도 2에 도시한 바와 같이 소정의 길이를 가지는 단자연결부(24a)와, 상기 단자연결부(24a)의 일면에 요철형태로 일정간격을 유지하면서 돌출 형성되는 다수개의 전극판연결부(24b)들로 이루어진 형태로 제작된다. 상기와 같이 제작된 전류분배편(24)은 동일한 형태로 복수개를 구비하여 각 전류분배편(24)의 전극판연결부(24b)들을 서로 교호되도록 맞댄 상태에서 단자연결 부(24a)는 단자(22)와 각각 볼트(26)로 체결되도록 하고, 전극판연결부(24b)들은 전극판(20)들과 다른 볼트(28)로 하나씩 체결되도록 하여 단자(22)와 전극판(20)들을 서로 결합 구성하게 되며, 따라서 단자(22)에서 인가된 전류는 각 개별 전극판(20)들로 전달되어 진다. 즉, 단자(22)에서 인가된 전류는 볼트(26)를 타고 단자연결부(24a)로 전해지고, 단자연결부(24a)로 전해진 전류는 전극판연결부(24b)를 거쳐 상기 전극판연결부(24b)와 볼트(28) 체결되어 있는 전극판(20)들로 전해짐으로서 전극판(20)들은 단자(22)에서 인가된 전류를 공급받을 수 있게 되는 것이다. 상기 단자(22)와 전류분배편(24) 사이에는 다시 별도의 절연프레임(30)을 더 구비함이 바람직하며, 이는 단자(22)와 전류분배편(24)을 체결시키는 볼트(26)의 체결력을 보강하기 위함이다.

한편, 전술한 전해조(10)의 일단에 형성되어 있는 개방구(14)에는 원판형태의 커버플레이트(32)가 볼트등의 체결수단(33)으로 분리 및 결합가능하게 설치되어 있으며, 이 커버플레이트(32)는 상기 개방구(14)를 밀폐시키는 기능과 함께 전해조(10)의 공간부(12)에 삽입된 단자와 전극판들을 지지(고정)하는 기능을 수행하게 된다.

구체적으로 커버플레이트(32)에는 전술한 단자(22)의 일단에 연장 형성되어 있는 체결볼트(22a)가 관통하여 너트(34)로 체결 고정되어 있으며, 따라서 단자(22)와, 상기 단자(22)에 연결되어 있는 다수개의 전극판(20)들은 상기 체결볼트(22a)를 통해 커버플레이트(32)에 지지된 상태에서 커버플레이트(32)의 설치와 함께 전해조(10)의 공간부(12)에 삽입되어 진다.

이때 상기와 같이 단자(22)와 전극판(20)들이 커버플레이트(32)에 지지된 상태로 공간부(12)에 삽입되면 전해조(10)에는 전극판(20)과 단자(22)를 고정하는 별도의 수단(즉, 종래기술의 전극판을 고정하는 전극판고정홈과, 단자가 삽입되는 단자삽입공)을 형성시키지 않더라도 단자(22)와 전극판(20)들을 전해조(10)의 공간부(12)에 간편히 고정시킬 수 있게 된다. 또한 전해조(10)에는 언급한 바와 같이 전극판고정홈과, 단자삽입공을 형성할 필요가 없음으로 전해조(10)의 성형작업을 간소화시킬 수 있다. 그리고 단자(22) 혹은 전극판(20)의 교체작업이 필요할 때에는 상기 커버플레이트(32)를 탈착시키는 동작만으로 단자(22)와 전극판(20)을 전해조(10)에서 간편히 분리할 수 있어 교체작업의 편리함을 구현할 수 있다.

미설명부호 35는 상기 커버플레이트(32)에 설치되어 있으며 전해액을 배출시키는 전해액 배출유로(35)를 칭한 것이다.

한편, 상기한 전극판(20)의 하단에는 상기 전극판(20)들이 끼워지기 위한 다수개의 삽입홈(38)들을 가지는 진동막대(36)가 설치된다. 상기 진동막대(36)는 일측에 구비된 진동수단(40)의 동력으로 상기 전극판(20)들을 미세하게 진동시켜 전기분해과정에서 전극판(20)의 표면에 붙어 있는 기포를 신속하게 부상시켜 기포에 포함되어 있는 산소/수소 혼합가스의 발생량을 상승시키는 기능을 수행한다.

상기 진동수단(40)은 진동막대(36)를 진동시키는 수단으로서, 상기 진동막대(36)의 일측에 부착되는 영구자석(42)과, 상기 영구자석(42)과 인접하도록 전해조(10)의 외부, 바람직하게는 전해조(10)의 개방구(14)를 밀폐시키는 커버플레이트(32)의 외부에 설치되는 전자석(44)으로 이루어진다. 즉, 상기 진동수단(40)은 전자석(44)의 극성을 N극, S극으로 반복 변환할 때, 영구자석(42)이 흡입 및 반발되며 당겨지거나 밀려나는 원리를 이용하여 진동막대(36)를 진동시키게 된다.

한편, 전술한 전해조(10)의 내부, 바람직하게는 전해조(10)의 개방구(14)를 밀폐시키는 커버플레이트(32)의 내면에는 돌기부(46)가 형성된다. 상기 돌기부(46)는 진동막대(36)와 수평으로 동일선상에 위치하며 진동수단(40)의 동작으로 진동막대(36)가 좌, 우 이동하는 과정에서 돌기부(46)에 선택적으로 부딧치며 충격이 발생되도록 하여 전극판(20)의 표면에 붙어 있는 기포(B)를 보다 신속하게 떨어뜨리는 기능을 수행하게 되는 바, 이에 대한 상세한 설명은 후술하는 도 3a와 도 3b의 설명을 통해 용이하게 이해될 것이다.

도 4a와 도 4b는 진동수단의 동작으로 진동막대가 좌, 우 이동하는 과정을 도시한 도면들로서, 먼저 전해조(10)내로 전해액을 공급한 후, 전극판(20)으로 전류를 인가해 전해액을 전기분해시키게 되면 전그판(20)의 표면에는 산소/수소 혼합가스가 포함되어 있는 기포(B)가 발생하게 된다.

이때 전극판(20)의 표면에 붙어 있는 기포(B)는 진동막대(36)의 진동과, 또한 진동과정에서 진동막대(36)에 발생하는 충격에 의해 신속하게 떨어지며 전해액 수면위로 부상하게 된다.

즉, 진동수단(40)인 전자석(44)으로 전원을 인가하면 상기 전자석(44)은 극성이 N극과 S극으로 번갈아가며 변환하며 진동막대(36)의 일단에 부착되어 있는 영구자석(42)을 흡입 및 반발시키게 되고, 이에 따라 진동막대(36)는 영구자석(42)의 흡입시에는 당겨지며 좌측으로 이동하고, 영구자석(42)의 반발시에는 밀려나며 우 측으로 이동하는 과정을 반복적으로 수행하며 진동막대(36)의 삽입홈(38)에 끼워져 있는 전극판(20)을 진동시키게 된다.

특히, 진동막대(36)는 첨부된 도 3b에 도시한 바와 같이 영구자석(42)의 흡입으로 좌측으로 이동할 때, 전술한 커버플레이트(32)의 내면에 형성되어 있는 돌기부(46)와 부딧치게 되는 데, 이때 진동막대(36)는 부딧치는 과정에서 발생한 충격을 통해 전극판(20)을 더욱 크게 흔들어주게 되며, 따라서 전극판(20)의 표면에 붙어 있는 기포(B)는 진동막대(36)의 진동과 함께 진동막대(36)에 발생한 충격으로 인해 전극판(20)의 표면에서 신속하게 떨어져 나와 전해액 수면위로 부상하게 되는 것이다.

한편, 상기한 동작을 통해 수면위로 부상한 기포(B)가 터지게 되면 기포속에 있던 산소/수소 혼합가스가 외부로 방출되며, 방출된 산소/수소 혼합가스는 가스배출유로(18)를 통해 별도의 저장탱크에 저장되어 진다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전극판을 진동시켜 전극판의 표면에 붙어 있는 기포를 떨어뜨리게 되는 진동막대가 좌, 우 이동과정에서 돌기부에 부딧치며 발생한 충격으로 전극판을 보다 크게 흔들어주도록 함으로서 보다 많은 양의 기포를 신속하게 떨어뜨려 산소/수소 혼합가스의 발생량을 높혀줄 수 있는 효과를 가진다.

Claims

내부로 전해액이 수용되는 공간부(12)를 가지는 전해조(10)와, 상기 공간부(12)에 설치되며 단자(22)에서 인가된 전류로 전해액을 전기분해시키는 다수개의 전극판(20)들과, 상기 전극판(20)들 아래에 설치되며 진동수단(40)의 작동에 따라 좌, 우 왕복 이동하며 상기 전극판(20)을 진동시키는 진동막대(36)로 구성한 산소/수소 혼합가스 발생장치에 있어서,

상기 전해조(10)의 내부에는 상기 진동막대(36)와 수평으로 동일선상에 위치하며 진동막대(36)가 좌, 우 이동하는 과정에서 선택적으로 부딧치며 충격이 발생하도록 돌기부(46)가 형성됨을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조.
제 1항에 있어서,

상기 돌기부(46)는 상기 전해조(10)의 일단에 형성되어 있는 개방구(14)를 밀폐시키는 커버플레이트(32) 내면에 형성되도록 함을 특징으로 하는 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 진동구조.