KR20180038689A

KR20180038689A - 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치

Info

Publication number: KR20180038689A
Application number: KR1020160129636A
Authority: KR
Inventors: 김우석
Original assignee: 그린은하수소 주식회사
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-17

Abstract

본 발명은 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전해조로부터 수소가 원활하게 발생될 수 있도록 하여 자동차 엔진으로의 수소 공급을 통한 유체연료의 완전연소를 통해 연소효율 증진 및 유해물질의 배출이 감소되도록 하기 위한 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치에 관한 것이다.

Description

유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치{HYDROGEN SUPPLY APPARATUS FOR VEHICLE}

수소는 연소가 용이하며, 연소열이 크고, 공해물질이 생성되지 않아 일반연료, 수소자동차, 수소비행기, 연료전지, 핵융합에너지 등의 청정한 에너지원으로 인식되고 있다.

이와 같은 수소를 생성하는 일반적인 방법으로 석유나 천연가스, 석탄 등의 탄화수소화합물(hydrocarbon)에 대한 개질반응에 의해 생성하는 방법이 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법은 수소가 생성되는 과정에서 발생되는 탄소가 지구 온난화의 원인 물질인 이산화탄소를 발생시키기 때문에 오염물질을 발생시킨다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-296495호에는 전해통 내부에 복수의 전극판을 일정간격으로 겹쳐 설치하고 음극, 양극을 통전시켜 전기 반응에 의한 수소와 산소를 발생시키는 수소산소 혼합가스 발생장치가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수소산소 혼합가스 발생장치는 고열로 인해 다량의 수증기가 발생되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0296495호(2001.07.03.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전해조로부터 수소가 원활하게 발생될 수 있도록 하여 자동차 엔진으로의 수소 공급을 통한 유체연료의 완전연소를 통해 연소효율 증진 및 유해물질의 배출이 감소되도록 하기 위한 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차에 구비되는 엔진과 연결되어 외부공기가 흡입, 공급되도록 하는 흡입관으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치로써, 내측으로 전해액이 저장되며, 내부와 연통되는 배출구가 형성되는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 전해액을 전기분해하여 수소가 발생되도록 하는 수소발생부; 상기 저장탱크로부터 전해액을 상기 수소발생부로 공급하는 전해액공급부; 상기 수소발생부에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크로 유입되도록 하는 연결관; 및 상기 배출구와 상기 공급관을 연결하여 상기 배출구를 통해 배출되는 수소가 상기 엔진으로 공급되도록 하는 주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치를 제공한다.

또한, 상기 주입관을 통해 상기 엔진으로 유입되는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 더 포함하되, 상기 수소발생부는, 상기 저장탱크에서 공급되는 전해액이 수용되는 전해조; 상기 전해조의 내부를 수소발생공간과, 상기 저장탱크에서 공급되는 전해액이 저장되는 산소발생공간으로 나누는 한편, 상기 산소발생공간에서 발생되는 수소가 통과되며 상기 수소발생공간으로 이동될 수 있도록 하는 격막; 및 상기 수소,산소발생공간에 구비되는 음,양극판을 포함하고, 상기 음,양극판으로 음,양극의 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하되, 상기 연결관은, 일단부가 상기 수소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되며, 타단부가 상기 저장탱크에 연결되면서 상기 수소발생공간에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 전해액공급부는, 일단부가 상기 저장탱크에 연결되고, 타단부가 상기 산소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되는 공급관; 및 상기 공급관의 양단부 사이에 연결되며, 구동에 따라 상기 저장탱크에 저장되는 전해액이 상기 산소발생공간으로 공급되도록 하는 제1펌프를 포함하고, 상기 공급관에 연결되며, 상기 전해조로 공급되는 전해액 속에 포함된 불순물을 제거하는 필터; 및 일단부가 상기 산소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되고, 타단부가 상기 저장탱크에 연결되는 제1순환관를 더 포함하되, 상기 제1순환관은, 상기 산소발생공간에서 발생되는 산소가 상기 저장탱크로 유입되면서 상기 배출구를 통해 수소와 함께 산소가 배출될 수 있도록 하는 한편, 상기 산소발생공간에 수용되는 전해액이 상기 저장탱크로 재유입되면서 전해액의 재순환이 이루어지도록 하며, 상기 전해조를 통과하는 전해액의 재순환에 따른 온도 상승에 따라 상기 전해조로 공급되는 전해액의 온도가 일정온도로 공급될 수 있도록 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저장탱크의 중앙부를 중심으로 내부 양측을 상기 배출구와 연통되는 수소공간과, 외부로부터 공급되는 전해액이 저장되며 상기 공급관과 연통되는 산소공간으로 나누는 한편, 상기 수소,산소공간이 상호 연통되도록 단수 또는 복수의 중공이 형성되는 분기막을 더 포함하되, 상기 제1순환관은, 타단부가 상기 산소공간과 연통되면서 상기 산소발생공간에서 발생되는 산소가 상기 산소공간으로 유입될 수 있도록 하는 한편, 상기 전해조에서 배출되는 전해액이 상기 산소공간으로 재유입되도록 하며, 상기 연결관은, 타단부가 상기 수소공간과 연통되면서 상기 수소발생공간에서 발생되는 수소가 상기 수소공간으로 유입되도록 하고, 상기 산소공간으로 유입되는 산소는, 상기 중공을 통해 상기 수소공간으로 이동되면서 수소와 함께 상기 배출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산소공간으로 수용된 전해액의 수위를 감지하는 제1수위감지부; 및 상기 제1수위감지부의 수위 감지신호에 따라 일정수위 이하에서 상기 전원공급부로부터 상기 음,양극판으로 공급되는 전원이 차단되도록 제어하는 한편, 상기 제1펌프의 구동이 정지되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 연결관은, 상기 격막을 통해 상기 수소발생공간으로 유입되는 전해액이 수소와 함께 상기 수소공간으로 유입되도록 하며, 상기 수소공간으로 수용되는 전해액을 상기 산소공간으로 공급하는 재순환부를 더 포함하되, 상기 재순환부는, 일단부가 상기 수소공간과 연통되도록 상기 저장탱크에 연결되고, 타단부가 상기 산소공간과 연통되도록 상기 저장탱크에 연결되는 재순환관; 및 상기 재순환관의 양단부 사이에 연결되는 제2펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수소공간으로 수용된 전해액의 일정수위를 감지하는 제2수위감지부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제2수위감지부의 수위 감지신호에 따라 일정수위 이상에서 상기 제2펌프가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전해조로부터 수소가 원활하게 발생될 수 있도록 함으로써 자동차 엔진으로의 수소 공급을 통한 유체연료의 완전연소를 통해 연소효율 증진 및 유해물질의 배출이 감소되도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치에서 저장탱크를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치(이하 "수소 공급장치"라 한다)(1)는 자동차(200)의 엔진룸에 구비되는 엔진(210)과 연결되어 외부공기가 흡입,공급되도록 하는 흡입관(220)으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치로써, 내측으로 전해액이 저장되며 내부와 연통되는 배출구(11)가 형성되는 저장탱크(10), 상기 저장탱크(10)로부터 공급되는 전해액을 전기분해하여 수소가 발생되도록 하는 수소발생부(20), 상기 저장탱크(10)로부터 전해액을 상기 수소발생부(20)로 공급하는 전해액공급부(30), 상기 수소발생부(20)에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크(10)로 유입되도록 하는 연결관(40) 및 상기 배출구(11)와 상기 흡입관(220)을 연결하여 상기 배출구(11)를 통해 배출되는 수소가 상기 엔진(210)으로 공급되도록 하는 주입관(140)을 포함한다.

전해액은 전기분해에 의해 수소를 발생시키는 물 등으로 이루어질 수 있다.

상기 저장탱크(10)는 투명으로 이루어지는 것이 바람직하며, 표면에 전해액의 수위를 확인하기 위한 눈금 등이 표시될 수 있다.

상기 저장탱크(10)에는 내부와 연통되며, 외부로부터 전해액을 공급받기 위한 유입구(11) 및 수소를 배출하기 위한 배출구(12)가 형성되고, 상기 유입구(11)에는 개폐를 위한 뚜껑(13)이 구비될 수 있다.

상기 유입구(11) 및 상기 배출구(12)는 상기 저장탱크(10)의 상부에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배출구(12)에는 수소 배출을 위한 별도의 다른 배출장치(미도시)가 연결될 수 있다.

이로 인해, 상기 수소 공급장치(1)는 상기 배출구(12)를 통해 배출되는 수소를 상기 엔진(210)으로 공급함으로써 상기 엔진(210)으로 공급되는 유체연료의 완전연소를 통해 연소효율 증진 및 유해물질의 배출이 감소되도록 할 수 있다.

상기 수소발생부(20)는 상기 저장탱크(10)에서 공급되는 전해액이 수용되는 전해조(21), 상기 전해조(21)의 내부를 수소발생공간(21a)과 상기 저장탱크(10)에서 공급되는 전해액이 저장되는 산소발생공간(21b)으로 나누는 격막(22), 상기 수소발생공간(21a)에 구비되는 음극판(23) 및 상기 산소발생공간(21b)에 구비되는 양극판(24)을 포함한다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 음,양극판(23,24)으로 음,양극의 전원을 공급하는 전원공급부(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 격막(22)은 상기 전원공급부(60)에서의 전원공급에 따라 상기 산소발생공간(21b)에서 전기분해되며 발생되는 수소가 통과되어 상기 수소발생공간(21a)으로 이동될 수 있도록 하며, 이때 소량의 전해액이 상기 산소발생공간(21b)으로부터 상기 수소발생공간(21a)으로 인입될 수 있다.

이와 같은 격막(22)은 공지된 다양한 형태를 이룰 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 전해액공급부(30)는 일단부가 상기 저장탱크(11)에 연결되고 타단부가 상기 산소발생공간(21b)과 연통되도록 상기 전해조(21)에 연결되는 공급관(31) 및 상기 공급관(31)의 양단부 사이에 연결되며 구동에 따라 상기 저장탱크(10)에 저장되는 전해액이 상기 산소발생공간(21b)으로 공급되도록 하는 제1펌프(32)를 포함한다.

상기 제1펌프(32)는 외부로부터의 전원공급에 따라 구동되며, 상기 전원공급부(50)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

상기 연결관(40)은 일단부가 상기 수소발생공간(21a)과 연통되도록 상기 전해조(21)에 연결되고 타단부가 상기 저장탱크(10)에 연결되면서 상기 수소발생공간(21a)에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크(10)로 유입 및 모여질 수 있도록 한다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 전해조(21)로 공급되는 전해액 속에 용존된 미네랄 등의 불순물을 제거하기 위한 필터(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 필터(60)는 공지된 다양한 형태를 이룰 수 있으며, 상기 제1펌프(32)와 상기 전해조(21) 사이에 위치되도록 상기 공급관(31)에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 수소 공급장치(1)는 일단부가 상기 산소발생공간(21b)과 연통되도록 상기 전해조(21)에 연결되고 타단부가 상기 저장탱크(10)에 연결되는 제1순환관(70)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1순환관(70)은 상기 산소발생공간(21b)에서 발생되는 산소가 상기 저장탱크(10)로 유입되면서 상기 배출구(12)를 통해 수소와 함께 산소가 배출될 수 있도록 하는 한편, 상기 산소발생공간(21b)에 수용되는 전해액이 상기 저장탱크(10)로 유입되면서 전해액의 재순환이 이루질 수 있도록 한다.

이는, 산소 공급을 통해 유체연료의 연소가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 한편, 상기 저장탱크(10)에 저장되는 전해액이 원활하게 순환되면서 재사용될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 저장탱크(10)의 중앙부를 중심으로 내부 양측을 수소공간(14)과 산소공간(15)으로 나누는 한편, 상기 수소,산소공간(14,15)이 상호 연통되도록 단수 또는 복수의 중공(81)이 형성되는 분기막(80)을 더 포함할 수 있다.

상기 분기막(80)은 상기 저장탱크(10)의 내부 바닥으로부터 상방향으로 연장 형성되면서 상기 저장탱크(10)의 내부를 상기 수소,산소공간(14,15)으로 나눈다.

상기 수소,산소공간(14,15)은 내부면적이 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성될 수 있다.

상기 산소공간(15)으로는 외부로부터 공급되는 전해액이 저장되며, 상기 공급관(31)은 일단부가 상기 산소공간(15)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 연결된다.

상기 제1순환관(70)은 타단부가 상기 산소공간(15)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 연결되면서 상기 산소발생공간(21b)에서 발생되는 산소가 상기 산소공간(15)으로 유입될 수 있도록 하는 한편, 상기 전해조(21)에서 배출되는 전해액이 상기 산소공간(15)으로 재유입되도록 한다.

상기 연결관(40)은 타단부가 상기 수소공간(14)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 연결되면서 상기 수소발생공간(21a)에서 발생되는 수소가 상기 수소공간(14)으로 유입될 수 있도록 한다. 이때, 상기 연결관(40)을 통해 상기 수소발생공간(21a)에 존재하는 전해액이 수소와 함께 상기 수소공간(14)으로 유입될 수 있다.

상기 배출구(12)는 상기 산소공간(15)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 산소공간(15)으로 유입되는 산소는 상기 중공(81)을 통해 상기 수소공간(14)으로 이동되면서 수소와 함께 상기 배출구(12)를 통해 외부로 배출된다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 산소공간(15)으로 수용된 전해액의 수위를 감지하는 제1수위감지부(90) 및 상기 제1수위감지부(0)의 수위 감지에 따라 상기 전원공급부(50)에서의 전원공급을 제어하는 제어부(100)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(100)는 상기 제1수위감지부(90)의 수위 감지에 따라 상기 전원공급부(50)로부터 상기 음,양극판(23,24)으로 전원공급이 온(ON)/오프(OFF) 되도록 하는 한편, 상기 제1펌프(32)가 구동 또는 정지되도록 한다.

상기 전원공급부(50)로부터 상기 음,양극판(23,24)으로의 전원공급이 차단된 상태에서 상기 유입구(11)를 통해 상기 산소공간(15)으로 전해액에 대한 보충이 이루어질 수 있다.

상기 제1수위감지부(90)는 상기 산소공간(15)을 이루는 내부에 위치되고 상하 방향으로 연장 형성되는 제1가이드바(91), 상기 제1가이드바(91)에 승,하강 가능하게 연결되며 상기 산소공간(15)에 수용되는 전해액에 뜬 상태로부터 수위변화에 따라 함께 승,하강되는 제1가이드부재(92) 및 상기 제1가이드부재(92)의 하부에 위치되도록 상기 제1가이드바(91)의 하부에 연결되며 상기 제1가이드부재(92)가 접함에 따라 상기 산소공간(15)의 수위가 일정수위 이하임을 감지하여 상기 제어부(100)를 통한 상기 전원공급부(50)에서의 전원공급이 오프(OFF)되도록 하는 제1감지센서(93)를 포함한다.

상기 제1가이드부재(92)는 상기 산소공간(15)에 수용되는 전해액에 뜰 수 있는 재질로 이루어지며 상기 산소공간(15)에 수용된 전해액이 감소함에 따라 하강되면서 상기 제1감지센서(93)와 접촉된다.

상기 제1감지센서(93)는 상기 산소공간(15)의 수위가 일정수위 이하일 경우 이를 감지하여 상기 제어부(100)를 통한 상기 전원공급부(50)에서의 전원공급이 오프(OFF) 되도록 한다.

이에 따라, 상기 수소 공급장치(1)는 상기 저장탱크(10)로부터 상기 수소발생부(20)로 전해액이 공급되지 않는 상태에서 상기 음,양극판(23,24)으로의 전원공급에 따른 과열로 인한 화재 등을 방지할 수 있다.

상기 제1수위감지부(90)는 상기 제1가이드바(91)의 상부에 연결되며 상기 제1가이드부재(92)의 승강을 차단하는 한편, 외부로부터 상기 산소공간(15)으로 공급되는 전해액의 일정 상한수위를 확인하기 위한 상한선부재(94)를 더 포함할 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 산소공간(15)으로의 전해액 공급에 따라 상기 가이드부재(92)가 상기 상한선부재(94)에 접하는 상태를 육안으로 확인할 수 있음으로써 전해액에 대한 인위적인 보충 및 공급이 일정 지점에서 중지되도록 할 수 있다.

따라서, 상기 산소공간(15)으로 수용되는 전해액의 일정수위는 상기 제1가이드부재(92)가 상기 제1상한선부재(94)에 접한 상태로부터 상기 제1감지센서(93)에 접하기 전 상태에서 이루어지는 것으로 이해될 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 수소공간(14)으로 수용되는 전해액을 상기 산소공간(15)으로 공급하기 위한 재순환부(110)를 더 포함할 수 있다.

상기 재순환부(120)는 일단부가 상기 수소공간(14)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 연결되고 타단부가 상기 산소공간(15)과 연통되도록 상기 저장탱크(10)에 연결되는 재순환관(121) 및 상기 재순환관(111)의 양단부 사이에 연결되는 제2펌프(112)를 포함한다.

상기 제2펌프(112)는 외부로부터의 전원공급에 따라 구동되며, 상기 전원공급부(50)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 수소공간(14)으로 수용된 전해액의 일정수위 감지에 따라 상기 제어부(100)의 제어에 의해 상기 제2펌프(112)가 구동 또는 정지되도록 하는 제2수위감지부(120)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2수위감지부(120)는 상기 수소공간(14)을 이루는 내부에 위치되고 상하 방향으로 연장 형성되는 제2가이드바(121), 상기 제2가이드바(121)에 승,하강 가능하게 연결되며 상기 수소공간(14)에 수용되는 전해액에 뜬 상태로부터 수위변화에 따라 함께 승,하강되는 제2가이드부재(122) 및 상기 제2가이드부재(122)의 하부에 위치되도록 상기 제2가이드바(121)의 하부에 연결되며 상기 제2가이드부재(122)가 접한 상태로부터 이격됨에 따라 상기 수소공간(14)의 수위가 일정수위 이상임을 감지하여 상기 제어부(100)를 통한 상기 제2펌프(112)의 구동이 이루어지도록 하는 제2감지센서(123)를 포함한다.

상기 제2가이드부재(122)는 전해액에 뜰 수 있는 재질로 이루어지며 상기 수소공간(14)에 수용된 전해액이 증가함에 따라 승강되면서 상기 제2감지센서(123)와 접한 상태로부터 이격된다.

상기 제2감지센서(123)는 상기 수소공간(14)의 수위가 일정수위 이상인 경우, 상기 제2가이드부재(122)가 이격됨에 따라 이를 감지하여 상기 제어부(100)를 통한 상기 제2펌프(112)의 구동이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 제2감지센서(123)는 상기 수소공간(14)의 수위가 일정수위 이하인 경우, 상기 제2가이드부재(122)가 접함에 따라 이를 감지하여 상기 제어부(100)를 통한 상기 제2펌프(112)의 구동이 이루어지지 않도록 한다.

여기서, 상기 수소공간(14)의 일정수위는 상기 제2가이드부재(122)가 상기 제2감지센서(123)에 접하는 상태로 이해될 수 있다.

상기 제2수위감지부(120)는 상기 제2가이드부재(122)의 상부에 위치되도록 상기 제2가이드바(131)에 연결되며 상기 제2가이드부재(132)의 승강을 차단하는 한편, 상기 수소공간(14)으로 공급되는 전해액의 일정 상한수위를 확인하기 위한 제2상한선부재(124)를 더 포함할 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 수소공간(14)으로의 전해액 공급에 따라 상기 제2가이드부재(122)가 상기 제2상한선부재(124)에 접하는 상태를 육안으로 확인할 수 있음으로써 상기 수소공간(14)으로부터 상기 산소공간(15)으로의 전해액에 대한 공급상태를 확인할 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 전해조(21)를 통과하는 전해액의 재순환에 따른 온도 상승에 따라 상기 전해조(21)로 공급되는 전해액의 온도가 일정온도로 공급될 수 있도록 조절하는 온도조절부(130)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도조절부(130)는 상기 공급관(31)의 양단부 사이에 구비되는 쿨러(131) 및 상기 공급관(31)을 통과하는 전해액의 온도를 감지하는 온도감지센서(132)를 포함한다.

상기 쿨러(131)는 공지된 일반적인 형태를 이룰 수 있으며, 상기 제1펌프(32)와 상기 필터(60) 사이에 위치되도록 배치되는 것이 가장 바람직하다.

상기 제어부(100)는 상기 온도감지센서(132)의 온도감지에 따라 일정온도 이하에서는 상기 쿨러(131)가 구동되지 않도록 하는 한편, 일정온도 이상에서는 상기 쿨러(131)가 구동되도록 한다.

여기서, 전해액의 일정온도는 40도 내지 45도로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 이는, 수소발생시 전해액의 온도가 40도 정도에서 가장 효과적으로 발생될 수 있기 때문이다.

이로 인해, 상기 수소 공급장치(1)는 상기 전해조(21)를 통과하는 전해액의 재순환에 따른 온도 상승에 따라 상기 전해조(21)로 공급되는 전해액의 온도가 일정온도를 유지하며 공급될 수 있도록 할 수 있다.

상기 수소 공급장치(1)는 상기 주입관(140)을 통해 상기 엔진(210)으로 유입되는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단(150)을 더 포함할 수 있다.

상기 수분제거수단(150)은 상기 주입관(140)의 양단부 사이에 연결되면서 수소,산소가 통과되도록 하는 한편, 유입되는 수분을 제거한다.

이와 같은 수분제거수단은 공지된 일반적인 형태를 이룰 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이에 따라, 상기 저장탱크(10)로부터 유입되는 수분이 상기 엔진(210)으로 유입되면서 발생될 수 있는 엔진 고장 등을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 유체연료 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치를 실시하기 위한 실시 예에 불과한 것으로써, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1 : 수소 발생장치 10 : 저장탱크
11 : 유입구 12 : 배출구
13 : 뚜껑 14 : 수소공간
15 : 산소공간 20 : 수소발생부
21 : 전해조 21a : 수소발생공간
21b : 산소발생공간 22 : 격막
23 : 음극판 24 : 양극판
30 : 공급부 31 : 공급관
32 : 제1펌프 40 : 연결관
50 : 전원공급부 60 : 필터
70 : 제1순환관 80 : 분기막
90 : 제1수위감지부 91 : 제1가이드바
92 : 제1가이드부재 93 : 제1감지센서
94 : 제1상한선부재 100 : 제어부
110 : 재순환부 111 : 재순환관
112 : 제2펌프 120 : 제2수위감지부
121 : 제2가이드바 122 : 제2가이드부재
123 : 제2감지센서 124 : 제2상한선부재
130 : 온도조절부 131 : 쿨러
132 : 온도감지센서 140 : 주입관
150 : 수분제거수단

Claims

자동차에 구비되는 엔진과 연결되어 외부공기가 흡입, 공급되도록 하는 흡입관으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치로써,
내측으로 전해액이 저장되며, 내부와 연통되는 배출구가 형성되는 저장탱크;
상기 저장탱크로부터 공급되는 전해액을 전기분해하여 수소가 발생되도록 하는 수소발생부;
상기 저장탱크로부터 전해액을 상기 수소발생부로 공급하는 전해액공급부;
상기 수소발생부에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크로 유입되도록 하는 연결관; 및
상기 배출구와 상기 공급관을 연결하여 상기 배출구를 통해 배출되는 수소가 상기 엔진으로 공급되도록 하는 주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 주입관을 통해 상기 엔진으로 유입되는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 더 포함하되,
상기 수소발생부는,
상기 저장탱크에서 공급되는 전해액이 수용되는 전해조;
상기 전해조의 내부를 수소발생공간과, 상기 저장탱크에서 공급되는 전해액이 저장되는 산소발생공간으로 나누는 한편, 상기 산소발생공간에서 발생되는 수소가 통과되며 상기 수소발생공간으로 이동될 수 있도록 하는 격막; 및
상기 수소,산소발생공간에 구비되는 음,양극판을 포함하고,
상기 음,양극판으로 음,양극의 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하되,
상기 연결관은,
일단부가 상기 수소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되며, 타단부가 상기 저장탱크에 연결되면서 상기 수소발생공간에서 발생되는 수소가 상기 저장탱크로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 2항에 있어서,
상기 전해액공급부는,
일단부가 상기 저장탱크에 연결되고, 타단부가 상기 산소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되는 공급관; 및
상기 공급관의 양단부 사이에 연결되며, 구동에 따라 상기 저장탱크에 저장되는 전해액이 상기 산소발생공간으로 공급되도록 하는 제1펌프를 포함하고,
상기 공급관에 연결되며, 상기 전해조로 공급되는 전해액 속에 포함된 불순물을 제거하는 필터; 및
일단부가 상기 산소발생공간과 연통되도록 상기 전해조에 연결되고, 타단부가 상기 저장탱크에 연결되는 제1순환관를 더 포함하되,
상기 제1순환관은,
상기 산소발생공간에서 발생되는 산소가 상기 저장탱크로 유입되면서 상기 배출구를 통해 수소와 함께 산소가 배출될 수 있도록 하는 한편, 상기 산소발생공간에 수용되는 전해액이 상기 저장탱크로 재유입되면서 전해액의 재순환이 이루어지도록 하며,
상기 전해조를 통과하는 전해액의 재순환에 따른 온도 상승에 따라 상기 전해조로 공급되는 전해액의 온도가 일정온도로 공급될 수 있도록 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 3항에 있어서,
상기 저장탱크의 중앙부를 중심으로 내부 양측을 상기 배출구와 연통되는 수소공간과, 외부로부터 공급되는 전해액이 저장되며 상기 공급관과 연통되는 산소공간으로 나누는 한편, 상기 수소,산소공간이 상호 연통되도록 단수 또는 복수의 중공이 형성되는 분기막을 더 포함하되,
상기 제1순환관은,
타단부가 상기 산소공간과 연통되면서 상기 산소발생공간에서 발생되는 산소가 상기 산소공간으로 유입될 수 있도록 하는 한편, 상기 전해조에서 배출되는 전해액이 상기 산소공간으로 재유입되도록 하며,
상기 연결관은,
타단부가 상기 수소공간과 연통되면서 상기 수소발생공간에서 발생되는 수소가 상기 수소공간으로 유입되도록 하고,
상기 산소공간으로 유입되는 산소는,
상기 중공을 통해 상기 수소공간으로 이동되면서 수소와 함께 상기 배출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 4항에 있어서,
상기 산소공간으로 수용된 전해액의 수위를 감지하는 제1수위감지부; 및
상기 제1수위감지부의 수위 감지신호에 따라 일정수위 이하에서 상기 전원공급부로부터 상기 음,양극판으로 공급되는 전원이 차단되도록 제어하는 한편, 상기 제1펌프의 구동이 정지되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 5항에 있어서,
상기 연결관은,
상기 격막을 통해 상기 수소발생공간으로 유입되는 전해액이 수소와 함께 상기 수소공간으로 유입되도록 하며,
상기 수소공간으로 수용되는 전해액을 상기 산소공간으로 공급하는 재순환부를 더 포함하되,
상기 재순환부는,
일단부가 상기 수소공간과 연통되도록 상기 저장탱크에 연결되고, 타단부가 상기 산소공간과 연통되도록 상기 저장탱크에 연결되는 재순환관; 및
상기 재순환관의 양단부 사이에 연결되는 제2펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.
제 6항에 있어서,
상기 수소공간으로 수용된 전해액의 일정수위를 감지하는 제2수위감지부를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 제2수위감지부의 수위 감지신호에 따라 일정수위 이상에서 상기 제2펌프가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유체연료의 연소효율 증진 및 유해물질 감소를 위한 자동차용 수소 공급장치.