WO2023022282A1 - 수소이온 발생장치 - Google Patents

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cylindrical water
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horizontal guide
center
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오영한
강윤도
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오영한
주식회사 릴코즈이엔씨
강윤도
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen ion generator, and more particularly, to a hydrogen ion generator for generating hydrogen ions, a combustible gas in the form of fine bubbles, by electrolysis of water.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-2077059 (2020. 04. 07. Notice)
  • the present invention has been proposed in view of the problems in the prior art as described above, and provides a device for generating hydrogen ions, a combustible gas that can be used as a fuel by electrolyzing water with a minimum amount of energy, which can be obtained from nature It was invented with the purpose of providing a hydrogen ion generator that can efficiently generate hydrogen ions, which is future fuel energy, using water as a raw material.
  • the present invention is a means for pursuing the above object, and the hydrogen ion generator according to a preferred embodiment of the present invention is formed in a state in which the upper and lower parts are open and is formed in a size capable of storing a certain amount of water a cylindrical water tank; an upper cover assembled to seal the top of the cylindrical water tank with an upper insertion hole into which a power supply wire can be inserted; a lower pedestal assembled to seal the lower portion of the cylindrical water tank with a lower insertion hole into which a wire for supplying power can be inserted; a plurality of fastening bolts for fastening an upper lid and a lower pedestal, which are assembled to seal the opened upper and lower parts of the cylindrical water tank, to firmly compress the upper and lower parts of the cylindrical water tank; a plurality of (+)(-) electrode holders vertically fixedly arranged to maintain a predetermined interval inside the cylindrical water tank; A plurality ( +) (-) electrode plate; wherein each of the plurality of (+) (-) electrode plates is formed in an in
  • a water inflow passage is formed in the lower pedestal formed to seal the lower portion of the cylindrical water tank to guide water supplied from the water supply pipe to flow into the lower center of the cylindrical water tank. It is characterized in that the center of the upper cover is configured to have an ion discharge passage for discharging countless hydrogen ions in the state of fine bubbles floating to the top of the cylindrical water tank.
  • a plurality of lower whirlpool guide passages for guiding the water flowing in through the water supply passage to gather in the center at the lower part of the inside of the cylindrical water tank and for discharging the water gathered in the center to the upper side
  • a lower horizontal guide plate with a lower discharge hole is fixedly installed at a predetermined distance from the lower pedestal, and water is electrolyzed by a plurality of (+)(-) electrode plates on the upper part of the inside of the cylindrical water tank.
  • An upper horizontal guide plate formed with a plurality of upper rotation induction passages for inducing countless generated hydrogen ions to gather at the center and an upper discharge hole for discharging the hydrogen ions gathered at the center to the upper side are formed at a predetermined interval from the upper pedestal. It is characterized in that it is configured to be fixedly installed at a distance.
  • the distance between the lower pedestal and the lower horizontal guide plate on the lower side of the inside of the cylindrical water tank is such that the water flowing into the water supply passage is the lower rotation guide passage formed in the lower horizontal guide plate. It is characterized in that it is a vortex induction space that can vortex toward the center by
  • the distance between the upper cover on the upper side of the cylindrical water tank and the upper horizontal guide plate is an ion storage for temporarily storing a myriad of hydrogen ions discharged and moved upward through the upper discharge hole. It is characterized by space.
  • the diameter of the lower discharge hole formed at the center of the lower horizontal guide plate is larger than the diameter of the upper discharge hole formed at the center of the upper horizontal guide plate.
  • the plurality of (+) electrode holders and the plurality of (-) electrode holders each have a plurality of metal bolts fixedly attached to the upper cover and the lower pedestal at upper and lower ends, respectively;
  • a plurality of conductive tube bodies closely formed to surround the outer periphery of the plurality of metal bolts so that (+) (-) power can be separately supplied to each of the plurality of metal bolts, and a plurality of conductive tube bodies coated and assembled in a state of covering the outer periphery of each of the plurality of conductive tube bodies. It is characterized by consisting of an insulating coated tube of.
  • (+) wire and (-) wire are separately connected to the bottom of each of the plurality of (+) electrode holders and (-) electrode holders. do.
  • the upper horizontal guide plate formed on the upper side of the inside of the cylindrical water tank and the cross section at the top of the plurality of (+) (-) electrode plates disposed at regular intervals in the upward and downward directions It is characterized by being configured so that another (+) electrode plate or (-) electrode plate having a cross section of a hatchet shape, upper and lower, is disposed on the upper side of the (-) electrode plate or (+) electrode plate arranged in an inverted hat shape.
  • it penetrates the center of the upper cover and extends to the position of the upper discharge hole formed at the center of the upper horizontal guide plate or to the lower part of the upper horizontal guide plate to sense the water level.
  • it is characterized in that it is configured to have a sensor rod for detecting whether the water stored in the cylindrical water tank is heated above a set temperature.
  • hydrogen, a combustible gas, separated from oxygen by the electrolysis operation by the (+) (-) electrode plates alternately installed in a cylindrical water tank while maintaining a certain distance from each other in the upper and lower directions (H 2 ) is generated as a large amount of hydrogen ions in the form of fine bubbles in a plurality of ion generating holes formed in each of the (+) (-) electrode plates, and stores ions formed on the surface of the water stored in the cylindrical water tank. It floats into space and is discharged through the ion discharge hole of the upper cover, so that it can be stored in the hydrogen ion storage container.
  • the insulation coating tube covering the outer circumference of the (+) (-) electrode holder in which a plurality of (+) (-) electrode plates are fixed so as to maintain a certain distance above and below is water to the metal bolt and the conductive tube body.
  • the present invention has a top and bottom cross section by a plurality of (+) (-) electrode holders in the shape of an inverted hat, and on the upper side of a plurality of (+) (-) electrode plates alternately stacked and arranged alternately up and down.
  • a hat-shaped electrode plate having the same polarity as the inverted hat-shaped electrode plate disposed below and having an upper and lower cross section is stacked and disposed, Current applied to the plurality of (+) (-) electrode plates At the same time, it has the effect of increasing the generation efficiency of hydrogen ions by allowing the electrolysis operation to occur more smoothly compared to the small amount of current used.
  • FIG. 1 is a perspective view of a hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view along line A-A of FIG. 2;
  • Figure 4 (a) (b) is a perspective view of the (+) (-) electrode plate of the hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a (+) (-) electrode plate and a (+) (-) electrode holder of a hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view comparing the sizes of ion discharge holes and water discharge holes formed on each of the upper horizontal guide plate and the lower horizontal guide plate of the hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view for showing an embodiment of storage of hydrogen ions generated by a hydrogen ion generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a hydrogen ion generator according to another embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are a plan view and a front view showing a hydrogen ion generator according to another embodiment of the present invention.
  • 13 and 14 are a plan view and a front view showing a hydrogen ion generator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a hydrogen ion generator 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the hydrogen ion generator 1 in an assembled state.
  • the hydrogen ion generator 1 of a preferred embodiment of the present invention is assembled so as to seal a cylindrical water tank 2 having a size capable of storing a certain amount of water and the upper and lower openings of the cylindrical water tank 2 Fasten the upper cover 3 and the lower pedestal 4 and the upper cover 3 and the lower pedestal 4 with a plurality of fastening bolts 5, respectively, the upper cover 3 and the lower pedestal 4
  • a structure for assembling the double nuts 51 at the upper and lower ends of the plurality of fastening bolts 5 for fastening it is configured to prevent screw loosening and to be firmly fixed at the same time.
  • a plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b for electrolyzing water are kept at regular intervals in the up and down directions inside the cylindrical water tank 2. It is stacked and arranged in a state of alternately staggering each other, and high-frequency vibration is generated between the plurality of (+) (-) electrode plates (6a) (6b) to efficiently electrolyze water, resulting in fine bubble state flammability. It generates hydrogen ions, which are gases, and in order to prevent heat generation at this time, it is composed of an inverted hat-shaped structure with an upper and lower cross section (see FIG. 2), which spreads from a narrow space to a wide space, resulting in heat This generation is eliminated and only hydrogen ions are generated.
  • each of the plurality of (+) (-) electrode plates (6a) (6b) is stacked and arranged alternately above and below each other, and from each of the plurality of (+) (-) electrode holders (7a) (7b) ( It is configured to generate high-frequency vibration between the (+) (-) electrode plates (6a, 6b) by receiving the +) current and (-) current separately.
  • each of the plurality of (+) (-) electrode holders 7a and 7b includes a plurality of (+) wires 81 ( 82) and a plurality of (-) wires 83 and 84 are connected one by one.
  • the (+) (-) wires 81, 82, 83, and 84 each have a )(-) It is configured to be connected by double nuts 70a and 70b for fixing to the lower pedestal 4 of the electrode holder 7a and 7b (see FIG. 2).
  • Each of the plurality of (+) (-) electrode plates (6a) (6b) is formed with a pair of fixing flanges 61 and 62 protruding symmetrically in a 180° angle direction, and the (+) electrode plates A pair of fixing flanges 61 symmetrically protruding from (6a) and a pair of fixing flanges 62 symmetrically protruding from the (-) electrode plate 6b, each protruding in a direction deviated from each other at an angle of 90 ° structure, the fixing flange 61 of the (+) electrode plate 6a is fixedly connected to the (+) electrode holder 7a, and the fixing flange 62 of the (-) electrode plate 6b ) is fixedly connected to the (-) electrode holder 7b (see FIGS. 3 and 7).
  • each of the (+) (-) electrode holders (7a) (7b) has a plurality of metal bolts (71) (72) prefabricated to the upper cover (3) and the lower pedestal (4) and screwed together.
  • It is composed of a plurality of conductive tube bodies 73 and 74 and a plurality of insulated coated tube bodies 75 and 76
  • the metal bolt 71 constituting the (+) electrode holder 7a and the conductive tube body 73 ) and the insulating tube body 75 are composed of a plurality of structures formed at regular intervals up and down while forming a pair of two each
  • the metal bolt 72 constituting the (-) electrode holder 7b, and the conductive tube body 74 and the insulating tube body 76 are also composed of a plurality of structures formed at regular intervals above and below while forming a pair of two each (see FIGS. 2 and 7).
  • each of the plurality of metal bolts 71 has a plurality of (+) electrode plates (+) electrode plates ( 6a) Assembled in a state passing through the assembly hole 61a formed in each of a plurality of fixing flanges 61 protruding symmetrically from each other, and also on the upper and lower surfaces of each of the plurality of fixing flanges 61 A pair of washers 63 are formed in close contact (see FIG.
  • each of the plurality of insulation-coated tubes 75 formed in a plurality of structures at regular intervals up and down to constitute the (+) electrode holder 7a is stacked at regular intervals in the upper and lower directions ( +)
  • a plurality of metal bolts (72) composed of a pair are double nuts to firmly hold the upper cover (3) and the lower bracket (4) at the upper and lower ends thereof. (70b) and the like are screwed together (see FIG. 2), and the plurality of metal nuts 72 are symmetrically protruded from each of the plurality of (-) electrode plates 6b stacked and arranged at regular intervals above and below.
  • each of the conductive tube bodies 74 composed of a plurality of structures at regular intervals in the upper and lower directions while forming a pair of two to form the (-) electrode holder 7b is stacked at regular intervals in the upper and lower directions.
  • a plurality of negative (-) electrode plates positioned between each of the fixing flanges 62 protruding symmetrically from each of the (-) electrode plates 6b toward an angle of 180° and stacked and arranged at regular intervals above and below.
  • (6b) It is configured to be electrically connected to the outer periphery of a plurality of metal bolts 72 so that (-) current supplied from a plurality of (-) wires 83 and 84 can be applied to each.
  • each of the insulation coated tubes 76 composed of a plurality of structures at regular intervals in the upper and lower directions while forming a pair of two to form the (-) electrode holder 7b is stacked at regular intervals in the upper and lower directions.
  • a plurality of conductive tubes located between each of the fixing flanges 62 protruding symmetrically from each of the (-) electrode plates 6b and surrounding the outer circumference in a state connected to the plurality of metal bolts 72 ( 74) is composed of a structure in which the water stored in the cylindrical water tank 2 is covered in an insulated state to prevent permeation.
  • the plurality of (+) wires 81 and 82 inserted through the wire inlet 41 formed on one side of the lower pedestal 4 form a plurality of (+) electrode holders 7a.
  • the metal bolts 71 are connected one by one by the double nuts 70a screwed to the bottom of each, and the plurality of (-) wires 83 and 84 inserted through the wire inlet 41 It is configured to be connected one by one by the double nuts 70b screwed to the bottom of each of the plurality of metal bolts 72 constituting the (-) electrode holder 7b. (See Fig. 2)
  • each of the (+) (-) electrode plates (6a) (6b) alternately stacked and arranged in the up and down directions inside the cylindrical water tank (2) is wire inlet (41) of the lower pedestal (4)
  • (+) current and (-) current supplied through each of the (84) are separately and independently supplied to each of the plurality of (+) electrode plates (6a) and (-) electrode plates (6b)
  • the water stored in the cylindrical water tank 2 is electrolyzed by the (+) current and the (-) current separately supplied to each of the plurality of (+) (-) electrode plates (6a) (6b).
  • This operation causes hydrogen ions, which are combustible gas in the form of fine bubbles, to be generated in each of the (+)(-) electrode plates 6a and 6b.
  • a plurality of (+) (-) electrode plates 6a alternately stacked and arranged alternately in the upper and lower directions in the cylindrical water tank 2 ) (6b) has a hole 65 in the center as a passage through which the generated ions rise.
  • the plurality of (+) (-) electrode plates ( 6a) (6b) Each body is formed with a plurality of small-diameter ion generating holes 60 (if there are many ion generating holes 60, the central hole 65 can be reduced or eliminated), Since the provision of the ion generating hole 60 greatly increases the ion generating surface area and contributes to increasing the amount of ion generation, the smaller the diameter and the greater the number of holes, the more the fine ion hydrogen generation effect is to the extent that clogging by foreign substances such as water scale does not occur. higher (see FIGS. 4, 5, and 6).
  • the plurality of ion generating holes 60 formed in each of the plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b are configured in a circular perforated structure as shown in FIGS. 4 and 6 (flange 4, where ion generating holes are also formed on the flange to increase the ion generating effect), or it can be processed to take the form of holes of various shapes, such as forming holes in a long hole state as shown in FIG. As shown in (b) of 5, rather than forming the upper periphery of each of the plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b in a plane, concave-convex portions 60a are formed to increase the surface area to generate ions. It is structured to increase the effect.
  • the hydrogen ion generator 1 of a preferred embodiment of the present invention is configured such that an upper horizontal guide plate 9a and a lower horizontal guide plate 9b are installed horizontally on the upper and lower sides of the cylindrical water tank 2, respectively.
  • a plurality of upper and lower rotation guide passages 91 and 92 formed in an intaglio shape are radially formed at a predetermined angle. .
  • an upper discharge hole 93 and a lower discharge hole 94 are formed at the center of each of the upper horizontal guide plate 9a and the lower horizontal guide plate 9b, respectively, and the diameter of the lower discharge hole 94 (D 1 ) Is formed larger than the diameter (D 2 ) of the upper discharge hole (93).
  • water flowing through the water supply passage 43 is formed on the bottom of the lower horizontal guide plate 9b.
  • a vortex induction space 95 is formed so that it can be swirled while rotating in one direction by the lower rotation induction passage 92 of the water supplied to the lower side of the cylindrical water tank 2 through the water supply passage 43 is rotated in one direction along the guide of the lower rotation guidance passage 92 in the vortex guidance space 95 by the plurality of lower rotation guidance passages 92 formed at the bottom of the lower horizontal guide plate 9b. While swirling, it passes through the lower discharge hole 94 provided in the center and is configured to flow into the upper side of the cylindrical water tank 2.
  • the water supplied to the water supply pipe 42 connected to one side of the lower pedestal 4 is supplied to the lower center of the cylindrical water tank 2 through the water supply passage 43, and thus to the lower horizontal guide plate 9b. It is introduced into the upper side of the lower horizontal guide plate 9b through the lower discharge hole 94 while swirling in a state of rotating in one direction by the plurality of lower rotation guide passages 92 formed on the bottom, and thus the lower horizontal guide plate (
  • the water flowing in while swirling toward the inner bottom of the cylindrical water tank (2) through the lower discharge hole (94) of 9b) is a plurality of (+) (-) electrodes that are stacked and arranged in an inverted hat shape in cross section.
  • a plurality of (+) elements alternately stacked and arranged in an inverted hat shape with upper and lower cross sections inside the cylindrical water tank 2
  • the (+) electrode plate (6a) forming a hat shape with an upper and lower cross section is spaced apart at regular intervals. It is arranged and mounted in a unique shape in a symmetrical shape at the location, which reduces the amount of power (DC or AC) supplied through the plurality of (+) (-) electrode holders (7a) (7b) and at the same time hydrogen This is to improve the generation efficiency of ions.
  • an ion storage space 96 is provided between the upper cover 3 sealing the upper end of the cylindrical water tank 2 and the upper horizontal guide plate 9a formed on the inner upper side of the cylindrical water tank 2. Therefore, hydrogen ions in the form of innumerable fine bubbles generated from each of the plurality of (+)(-) electrode plates 6a and 6b arranged in a stacked manner inside the cylindrical water tank 2 are formed in the upper horizontal guide plate 9a. It moves to the ion storage space 96 through the upper discharge hole 93 formed in the center, and hydrogen ions moving upward through the upper discharge hole 93 of the upper horizontal guide plate 9a are transferred to the ion storage space 96. While temporarily stored in the space 96, it is configured to be discharged to the ion discharge pipe 32 connected to one side of the upper cover 3 through the ion discharge hole 31 formed in the center of the upper cover 3. (See Fig. 1).
  • the (+) and (-) wires 85 and 86 inserted into the upper cover 3 are configured to supply power to the sensor rod 34 installed to pass through the center of the upper cover 3.
  • the sensor rod 34 detects whether the water stored in the cylindrical water tank 2 is stored at an appropriate level and at the same time detects whether the water stored in the cylindrical water tank 2 maintains an appropriate temperature. Penetrate through the center of the upper horizontal guide plate (9a) to the position of the upper discharge hole 93 formed in the center, or lower than that, that is, vertically toward the lower side to the lower position of the upper horizontal guide plate (9a). It is composed of an extended structure (see Fig. 2).
  • the bottom of the upper cover 3 and the upper part of the lower pedestal 4 are assembled in a state in which the upper and lower ends of the cylindrical water tank 2 are compressed for sealing. Since the O-ring (symbol omitted) is buried, the upper and lower ends of the cylindrical water tank 1 are assembled in a hermetically sealed state, so that water flowing into the lower part of the cylindrical water tank 1 leaks or moves to the upper part and stores hydrogen ions. This leakage phenomenon can be prevented in advance.
  • the hydrogen ion generator 1 of a preferred embodiment configured as described above electrolyzes water inside the cylindrical water tank 2 to form a plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b. It is configured to generate hydrogen ions, which are innumerable bubble-like combustible gases generated in the ion generating hole 60, and discharge them to the hydrogen ion storage container 10 as shown in FIG. 9, and the hydrogen ion storage device 10
  • the hydrogen ions stored in ) are stored in a hydrogen ion storage tank (not shown) for storage so that they can be used as fuel in the automobile industry in the future. become available
  • the present invention may be configured with a hydrogen ion generator 1A of another embodiment as shown in FIG. 10 .
  • the hydrogen ion generator 1A of another embodiment described above has an intermediate horizontal guide plate ( 9c), and a plurality of (+) (-) electrode plates 6a between the upper horizontal guide plate 9a and the middle horizontal guide plate 9c and between the middle horizontal guide plate 9c and the lower horizontal guide plate 9b, respectively.
  • (6b) in a plurality of upper and lower stages, and is configured to generate more hydrogen ions per unit time.
  • the above-described hydrogen ion generator 1A of another embodiment has upper, middle, and lower horizontal guide plates 9a, 9c, and 9b inside one cylindrical water tank 1 in three upper, middle, and lower stages.
  • the (+) (-) electrode plates 6a and 6b are stacked and arranged in a plurality of upper and lower stages based on the intermediate horizontal guide plate 9c, FIGS. 1 and 2 described above Compared to the case where the (+) (-) electrode plates 6a and 6b are formed in one stage inside the cylindrical water tank 1 as in the embodiment shown in , more hydrogen ions can be generated per unit time.
  • the hydrogen ion generator 1A of another embodiment described above includes a plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b and a plurality of (+) (-) electrode holders 7a, which are stacked and arranged in a plurality of stages. (7b) and the components constituting the upper and lower horizontal guide plates 9a and 9b are almost the same as the components of the hydrogen ion generator 1 of one embodiment, so a detailed description thereof will be omitted. , A plurality of intermediate rotation guide passages 97 formed at a certain angle are formed at the bottom of the intermediate horizontal guide plate 9c disposed in the middle of the cylindrical water tank 1A, and an intermediate discharge hole 98 is formed in the center, respectively. there is.
  • a plurality of hydrogen ion generators 1 may be arranged in a plurality of arrangements in the vertical and horizontal directions inside the cube water tank 1B, or in FIGS. 13 and 14 As shown in , a plurality of hydrogen ion generators 1 may be arranged in a plurality of rows in a zigzag pattern inside the cube water tank 1C.
  • the (+) current supplied from the (+) wires 81 and 82 flows in each of the plurality of (+) electrode plates 6a stacked and arranged at regular intervals inside the cylindrical water tank 1, and at the same time, the plurality of Since the (-) current supplied from the (-) wires 83 and 84 flows in each of the (-) electrode plates, the gaps between the plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b are filled.
  • Water is in a state of being electrolyzed, and by such an electrolysis operation, a plurality of ion generating holes 60 and convex and convex portions ( 60a), a large amount of hydrogen ions in the form of fine bubbles are generated in each of the plurality of ion generating holes 60 and the uneven portions 60a formed in each of the plurality of (+)(-) electrode plates 6a and 6b.
  • the hydrogen ions which appear white in the form of fine bubbles generated in ), float from the water stored in the cylindrical water tank 1 and rise to the surface of the water.
  • hydrogen ions in the form of fine bubbles rising to the upper side of the cylindrical water tank 2 move to the ion storage space 96 through the upper discharge hole 93 formed in the center of the upper horizontal guide plate 9a and are temporarily stored.
  • the hydrogen ions moved to the ion storage space 96 and temporarily stored are discharged through the ion discharge pipe 32 connected to the ion discharge hole 31 formed in the center of the bottom of the upper cover 3,
  • Hydrogen ions discharged through the ion discharge pipe 32 protruding to one side of the upper cover 3 are stored in the hydrogen ion storage container 10 as shown in FIG. 9, and the hydrogen ion storage container 10
  • the stored hydrogen ions, which are combustible gas in the form of fine bubbles are processed into hydrogen fuel that can be used as automobile fuel through a hydrogen ion compression process (not shown) in the next step.
  • the hydrogen ion generator 1 includes a plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b in one cylindrical water tank 2 as shown in FIGS. 1 and 2 . Not only can hydrogen ions be generated with a single-phase stacked arrangement, but also a plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b are arranged in multiple stages in one cylindrical water tank 2 as shown in FIG. When the plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b are configured in multiple stages, the generation rate of hydrogen ions can be increased more than when the plurality of (+) (-) electrode plates 6a and 6b are configured in one stage.
  • the hydrogen ion generator 1 of one embodiment can be arranged in a plurality of rows in the vertical and horizontal directions inside the cube water tank 1B made of a transparent glass material, as in another embodiment shown in FIGS. 11 and 12
  • a plurality of hydrogen ion generators 1 may be arranged in a geozag shape.

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Abstract

본 발명은 수소이온 발생장치에 관한 것으로, 상,하부는 개구되어 있는 상태로 형성되어 있으면서 물을 일정량 저장할 수 있는 크기로 형성되는 원통수조와; 전원을 공급하는 전선을 삽입시킬 수 있는 상부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 상부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 상부덮개와; 전원을 공급하기 위한 전선을 삽입 시킬 수 있는 하부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 하부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 하부 받침대와; 상기 원통수조의 개구된 상,하부를 밀폐하도록 조립되는 상부 덮개와 하부 받침대가 원통수조의 상,하부를 견고하게 압착하도록 체결시키기 위한 복수의 체결볼트와; 상기 원통수조의 내부에 일정간격을 유지하도록 수직상으로 고정 배치되는 복수의 (+)(-)전극홀더와; 상기 (+)전극홀더와 (-)전극홀더 각각으로부터 (+)(-)전원을 따로따로 공급받아서 물을 전기분해하도록 서로 상,하 교대적으로 엇갈리도록 격설되는 복수의 (+)(-)전극판을 포함하도록 구성된다.

Description

수소이온 발생장치
본 발명은 수소이온 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 전기분해하여 미세한 기포상태의 가연성 가스인 수소 이온을 발생시키기 위한 수소이온 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 물(H2O)을 전기분해하면 수소 "H2"를 얻을 수 있으며, 상기 수소 "H2"는 분자 상태의 가연성 기체이고, 이러한 가연성 기체인 수소 에너지를 연료로서 활용하기 위한 기술을 연구 및 개발하는데 많은 노력이 요구되고 있는 실정이다.
종래 수소 가스 발생 장치에 관련한 기술이 등록특허 제10-2077059호의 수소 가스 발생기기가 제안된 바 있다. 그러나 상기한 선행특허는 물을 전기분해하여 가스와 수소수 및 양극에서 발생하는 가스와 산성수 등을 구분 배출하여 편리하게 사용할 수 있도록 하는 기술에 관한 것일 뿐, 연료로서 사용 가능한 가연성 가스인 수소 이온을 집중적으로 생성하기 위한 기술로 활용하기에는 많은 과제를 해결해야 하는 문제점이 있다.
{선행기술문헌}
(특허문헌)
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-2077059호(2020. 04. 07. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제를 감안하여 제안된 것으로, 최소의 에너지를 투입하여 물을 전기분해하여 연료로 사용 가능한 가연성 기체인 수소 이온을 발생하는 장치를 제공하여 자연에서 얻을 수 있는 물을 원료로 이용하여 미래의 연료 에너지인 수소이온을 효율적으로 생성해 낼 수 있도록 하는 수소이온 발생장치를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수소이온 발생장치는, 상,하부는 개구되어 있는 상태로 형성되어 있으면서 물을 일정량 저장할 수 있는 크기로 형성되는 원통수조와; 전원을 공급하는 전선을 삽입시킬 수 있는 상부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 상부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 상부덮개와; 전원을 공급하기 위한 전선을 삽입 시킬 수 있는 하부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 하부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 하부 받침대와; 상기 원통수조의 개구된 상,하부를 밀폐하도록 조립되는 상부 덮개와 하부 받침대가 원통수조의 상,하부를 견고하게 압착하도록 체결시키기 위한 복수의 체결볼트와; 상기 원통수조의 내부에 일정간격을 유지하도록 수직상으로 고정 배치되는 복수의 (+)(-)전극홀더와; 상기 (+)전극홀더와 (-)전극홀더 각각으로부터 (+)(-)전원을 따로따로 공급받아서 물을 전기분해하도록 서로 상,하 교대적으로 엇갈리도록 소정의 간격을 두고 격설되는 복수의 (+)(-)전극판;을 포함하며, 상기 복수의 (+)(-)전극판 각각은 단면이 상광하협한 역삿갓형상으로 형성되고, 역삿갓형상의 중심부에는 상하를 연통하는 구멍이 구비되거나 또는 역삿갓형 몸체에 상하를 연통하는 복수의 이온발생공들이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 원통수조의 하부를 밀폐하도록 형성되는 하부 받침대에는 물을 공급하는 물공급관으로부터 공급되는 물이 원통수조의 하부 중심으로 유입되도록 유도하는 물유입통로가 형성되어 있으며, 상기 상부덮개의 중심에는 원통수조의 상부로 부상하는 미세기포 상태의 무수히 많은 수소이온을 배출시키는 이온배출통로를 구비하고 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 원통수조의 내부 하부에는 물공급통로를 통해 유입되는 물이 중심으로 모이도록 안내하는 복수의 하부 소용돌이안내통로와 중심으로 모이는 물을 상측으로 배출시키기 위한 하부 배출공이 형성되어 있는 하부 수평안내판이 상기 하부 받침대와 소정의 간격을 두고 이격되게 고정 설치되어 있으며, 상기 원통수조의 내부 상부에는 복수의 (+)(-)전극판에 의해 물이 전기분해되면서 발생하는 무수히 많은 수소이온이 중심으로 모이도록 유도하는 복수의 상부 회전유도통로와 중심으로 모이는 수소이온을 상측으로 배출시키기 위한 상부 배출공이 형성되어 있는 상부 수평안내판이 상기 상부 받침대와 소정의 간격을 두고 이격되게 고정 설치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 원통수조의 내부 하측의 하부 받침대와 하부 수평안내판 사이의 간격은, 물공급통로로 유입되는 물이 상기 하부 수평안내판에 형성되어 있는 하부 회전유도통로에 의해 중심을 향해 소용돌이칠 수 있는 소용돌이 유도공간인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 원통수조의 내부 상측의 상부 덮개와 상부 수평안내판 사이의 간격은, 상부 배출공을 통해 상측으로 배출 이동하는 무수히 많은 수소이온을 일시 저장하기 위한 이온저장공간인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 하부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 하부 배출공의 직경은 상기 상부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공보다 크게 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 복수의 (+)전극홀더 및 복수의 (-)전극홀더 각각은 상,하단이 각각 상부 덮개 및 하부 받침대에 고정 부착되는 복수의 금속볼트와, 상기 복수의 금속볼트 각각에 (+)(-)전원을 따로따로 공급할 수 있도록 그 외주를 감싸도록 밀착 형성되는 복수의 도전관체와, 상기 복수의 도전관체의 외주 각각을 감싸주는 상태로 피복 조립되는 복수의 절연피복관체로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 복수의 (+)전극홀더 및 (-)전극홀더 각각의 하단에는 (+)전선 및 (-)전선이 따로따로 연결 접속되는 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 원통수조의 내부 상측에 형성되는 상부 수평안내판과 상,하 방향을 향해 일정간격으로 배치되는 복수의 (+)(-)전극판 중 맨 위에 단면이 역삿갓형으로 배치되는 (-)전극판 또는 (+)전극판 상측에는 단면이 삿갓형인 상협하광한 또하나의 (+)전극판 또는 (-)전극판이 배치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 상부 덮개의 중심을 관통하여 상부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공의 위치까지 또는 상부 수평안내판의 하부까지 연장하여 설치되므로써 물의 수위를 감지하는 동시에 원통수조에 저장되는 물이 설정 온도 이상으로 가열되었는지를 감지하기 위한 센서봉을 구비하고 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 원통수조에 상,하 방향을 향해 서로 일정간격을 유지한 채 교대적으로 엇갈리게 설치되어 있는 (+)(-)전극판에 의한 전기분해작동에 의해 산소와 분리되는 가연성 가스인 수소(H2)는 상기 (+)(-)전극판 각각에 형성되어 있는 다수의 이온발생공에서 미세한 기포상태의 수소이온으로 다량 생성되어 상기 원통수조에 저장되어 있는 물의 수면 위에 형성되어 있는 이온저장공간으로 부상하여 상부 덮개의 이온배출공을 통해 배출되도록 하여 수소이온저장용기에 저장시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 복수의 (+)(-)전극판이 상,하 일정간격을 유지하도록 고정시키는 (+)(-)전극홀더의 외주를 피복하고 있는 절연피복관체는 물이 금속볼트와 도전관체에 스며드는 것을 방지하여 합선사고를 방지하는 동시에 상기 복수의 (+)(-)전극판 각각에 (+)(-)전류를 따로따로 인가시켜 전기분해작동이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 복수의 (+)(-)전극홀더에 의해 단면이 상광하협한 역삿갓형으로 서로 교대적으로 상,하 엇갈리게 적층 배치된 복수의 (+)(-)전극판의 상측에는 맨 밑에 배치되는 역삿갓형의 전극판과 같은 극성을 띠면서 단면이 상협하광한 삿갓형으로 하는 전극판을 추가로 적층 배치하는 구성으로, 상기 복수의 (+)(-)전극판으로 인가되는 전류의 사용량을 줄이는 동시에 전류의 적은 사용량에 비하여 전기분해작동이 더욱 더 원활하게 일어나도록 하여 수소이온의 발생 효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치의 사시도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치의 단면도이고,
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며,
도 4의 (가)(나)는 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치의 (+)(-)전극판 사시도이고,
도 5 및 도 6의 (가)(나)는 본 발명의 일실시예 수소이온 발생장치의 (+)(-)전극판 사시도 및 평면도이며,
도 7은 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치의 (+)(-)전극판과 (+)(-)전극홀더의 분리 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치의 상부 수평안내판과 하부 수평안내판 각각에 형성된 이온배출공과 물배출공의 크기를 비교하는 사시도이며,
도 9는 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치에 의해 생성되는 수소이온의 저장실시예를 보여주기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예의 수소이온 발생장치를 나타낸 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또다른 실시예의 수소이온 발생장치를 나타낸 평면도 및 정면도이며,
도 13 및 도 14는 본 발명의 또다른 실시예의 수소이온 발생장치를 나타낸 평면도 및 정면도이다.
본 발명에 의한 수소이온 발생장치에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 수소이온 발생장치의 바람직한 구성 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다. 참고로, 첨부된 도면에서 각 구성요소는 편의성 및 명확성을 위하여 생략되었거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며, 각 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 일부 생략하기로 한다.
도 1의 도시는 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치(1)의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 수소이온 발생장치(1)의 조립상태 단면도를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 수소이온 발생장치(1)는, 물을 일정량으로 저장할 수 있는 크기를 갖는 원통수조(2)와, 상기 원통수조(2)의 개구된 상,하부를 밀폐하도록 조립되는 상부 덮개(3) 및 하부 받침대(4)와, 상기 상부 덮개(3)와 하부 받침대(4)를 복수의 체결볼트(5)로 체결하되, 상기 상부 덮개(3) 및 하부 받침대(4) 각각을 체결하는 복수의 체결볼트(5)의 상,하단에는 더블너트(51)를 나사조립하는 구조로서 나사풀림 현상이 나타나지 않도록 하는 동시에 견고하게 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기 수소이온 발생장치(1)는 원통수조(2)의 내부에 물을 전기분해하는 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)이 상,하 방향으로 일정간격을 유지하면서 서로 교대적으로 엇갈리는 상태로 적층 배열되어 있으며, 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이에 고주파 진동을 일으켜 물을 효율적으로 전기분해하는 작동으로 미세한 기포상태의 가연성 가스인 수소 이온을 발생시키게 되며, 이때 열이 발생하지 않도록 하기 위하여 단면이 상광하협한 역삿갓형의 구조로 구성되어 있으며(도 2 참조), 이는 좁은 공간에서 넓은 공간으로 확산하는 형상을 가져와 열이 발생하는 것을 없애고 수소 이온만 발생시키게 된다.
이를 위해 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각은 서로 상,하 엇갈리게 적층 배열된 상태에서 복수의 (+)(-)전극홀더(7a)(7b) 각각으로부터 (+)전류와 (-)전류를 따로따로 공급받아 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이에서 고주파 진동을 일으키도록 구성되어 있다.
또한 상기 복수의 (+)(-)전극홀더(7a)(7b) 각각에는 하부 받침대(4)의 일측에 형성되어 있는 전선인입구(41)를 통해 삽입되는 복수의 (+)전선(81)(82)과 복수의 (-)전선(83)(84)들이 각각 한가닥씩 연결되는 구조로 구성되는데, 상기 (+)(-)전선(81)(82)(83)(84) 각각은 (+)(-)전극홀더(7a)(7b)의 하단 하부 받침대(4)에 고정시키기 위한 더블너트(70a)(70b)에 의해 연결되도록 구성되어 있다(도 2 참조).
상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에는 서로 180°각도 방향으로 대칭하도록 돌출하는 고정플랜지(61)(62)가 한쌍씩 형성되어 있으며, 상기 (+)전극판(6a)에 대칭 돌출되어 있는 한쌍의 고정플랜지(61)와 상기 (-)전극판(6b)에 대칭 돌출되어 있는 한쌍의 고정플랜지(62) 각각은 서로 90°각도로 어긋난 방향으로 돌출 형성되는 구조로 구성되어 있으며, 상기 (+)전극판(6a)의 고정플랜지(61)는 상기 (+)전극홀더(7a)에 고정접속되고, 상기 (-)전극판(6b)의 고정플랜지(62)는 상기 (-)전극홀더(7b)와 고정접속한다(도 3 및 도 7 참조).
또한 상기 (+)(-)전극홀더(7a)(7b) 각각은 상,하단이 상부 덮개(3)와 하부 받침대(4)에 조립식으로 나사조립되는 복수의 금속볼트(71)(72)와, 복수의 도전관체(73)(74) 및 복수의 절연피복관체(75)(76) 등으로 구성되는데, 상기 (+)전극홀더(7a)를 구성하는 금속볼트(71)와 도전관체(73) 및 절연관체(75)는 각각 두개씩 한쌍을 이루면서 상,하 일정간격으로 형성되는 복수 구조로 구성되어 있으며, 또한 상기 (-)전극홀더(7b)를 구성하는 금속볼트(72)와, 도전관체(74) 및 절연관체(76) 역시 각각 두개씩 한쌍을 이루면서 상,하 일정간격으로 형성되는 복수 구조로 구성되어 있다(도 2 및 도 7참조).
상기와 같이 구성되는 (+)전극홀더(7a)의 경우, 한쌍으로 구성되는 복수의 금속볼트(71)는 그 상,하단에 상부 덮개(3) 및 하부 받침대(4) 각각을 견고하게 붙잡아줄 수 있도록 더블너트(70a)(70b) 등이 나사조립되어 있으며(도 2 참조), 또한 상기 복수의 금속볼트(71) 각각은 상,하 일정간격으로 적층 배열되는 복수의 (+)전극판(6a) 각각에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 복수의 고정플랜지(61) 각각에 형성되어 있는 조립공(61a)을 관통하는 상태로 조립되며, 또한 상기 복수의 고정플랜지(61) 각각의 상,하면에는 한쌍의 와샤(63)가 밀착 형성되어 있으며(도 7 참조), 상기 (+)전극홀더(7a)를 구성하도록 두개씩 한쌍을 이루면서 상,하 일정간격으로 복수 구조로 구성되는 복수의 도전관체(73) 각각은 상,하 방향을 향해 일정간격으로 적층되는 상,하측의 (+)전극판(6a) 각각에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 고정플랜지(61) 각각의 사이에 위치하면서 상,하 일정간격으로 적층 배열되어 상기 복수의 금속볼트(71)의 하단에 연결되어 있는 복수의 (+)전선(81)(82)으로부터 공급되는 (+)전류를 상,하로 적층 배열되어 있는 복수의 (+)전극판(6a) 각각을 전기적으로 접속 연결시키는 구조로 구성되어 있다.
또한 상기 (+)전극홀더(7a)를 구성하도록 상,하 일정간격으로 복수 구조로 형성되는 복수의 절연피복관체(75) 각각은 상,하 방향을 향해 일정간격으로 적층되는 상,하측의 (+)전극판(6a) 각각에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 고정플랜지(61) 각각의 사이에 위치하면서 상기 복수의 금속볼트(71)를 감싸는 상태로 접속되어 있는 복수의 도전관체(73)의 외주를 감싸도록 밀착되어 원통수조(2)에 저장되어 있는 물이 스며들지 못하도록 하여 상기 복수의 도전관체(73)를 절연하는 상태로 피복하도록 구성되어 있다.
그리고 상기 (-)전극홀더(7b)의 경우, 한쌍으로 구성된 복수의 금속볼트(72)는 그 상,하단에 상부 덮개(3) 및 하부 받침대(4) 각각을 견고하게 붙잡아줄 수 있도록 더블너트(70b) 등이 나사조립되어 있으며(도 2 참조), 상기 복수의 금속너트(72)는 상,하 일정간격으로 적층 배열되는 복수의 (-)전극판(6b) 각각에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 복수의 고정플랜지(62) 각각에 형성되어 있는 조립공(62b)을 관통하는 상태로 조립되며, 또한 상기 복수의 고정플랜지(62) 각각의 상,하면에 형성되는 한쌍의 와샤(64) 각각을 관통하는 구조로 구성되어 있다(도 7 참조).
또한 상기 (-)전극홀더(7b)를 구성하도록 두개씩 한쌍을 이루면서 상,하 일정간격으로 복수 구조로 구성되는 도전관체(74) 각각은 상,하 방향을 향해 일정간격으로 적층되는 상,하측의 (-)전극판(6b) 각각에 180°각도 방향을 향해 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 고정플랜지(62) 각각의 사이에 위치하면서 상,하 일정간격으로 적층 배열되는 복수의 (-)전극판(6b) 각각에 복수의 (-)전선(83)(84)으로터 공급되는 (-)전류를 인가시킬 수 있도록 복수의 금속볼트(72)의 외주에 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다.
또한 상기 (-)전극홀더(7b)를 구성하도록 두개씩 한쌍을 이루면서 상,하 일정간격으로 복수 구조로 구성되는 절연피복관체(76) 각각은 상,하 방향을 향해 일정간격으로 적층되는 상,하측 (-)전극판(6b) 각각에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 고정플랜지(62) 각각의 사이에 위치하면서 상기 복수의 금속볼트(72)에 접속된 상태로 외주를 감싸고 있는 복수의 도전관체(74)에 원통수조(2)에 저장되어 있는 물이 스며들지 못하게 절연하는 상태로 피복하는 구조로 구성되어 있다.
또한 상기 하부 받침대(4) 일측에 형성되어 있는 전선인입구(41)를 통해 삽입 설치되는 복수의 (+)전선(81)(82)은 복수의 (+)전극홀더(7a)를 구성하는 복수의 금속볼트(71) 각각의 하단에 나사조립되는 더블너트(70a)에 의해 한가닥씩 연결 접속되며, 상기 전선인입구(41)를 통해 삽입되는 복수의 (-)전선(83)(84)은 복수의 (-)전극홀더(7b)를 구성하는 복수의 금속볼트(72) 각각의 하단에 나사조립되는 더블너트(70b)에 의해 한가닥씩 연결 접속되도록 구성되어 있다.(도 2 참조)
따라서 상기 원통수조(2)의 내부에 상,하 방향을 향해 서로 교대적으로 엇갈리게 적층 배열되는 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각은 하부 받침대(4)의 전선인입구(41)를 통해 삽입 설치되어 복수의 (+)(-)전극홀더(7a)(7b) 각각에 개별적으로 따로따로 연결 접속되는 복수의 (+)전선(81)(82) 및 복수의 (-)전선(83)(84) 각각을 통해 공급되는 (+)전류와 (-)전류가 상기 복수의 (+)전극판(6a) 및 (-)전극판(6b) 각각에 따로따로 독립적으로 공급되는 것이며, 이와 같이 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에 따로따로 공급되는 (+)전류와 (-)전류에 의하여 원통수조(2)에 저장되어 있는 물이 전기분해되는 작동으로 상기 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에서 미세한 기포상태의 가연성 가스인 수소이온을 발생시키게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예의 수소이온 발생장치(1)는 상기 원통수조(2)에 상,하 방향을 향해 서로 교대적으로 엇갈리게 적층 배열되는 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)은 발생된 이온이 상승하는 통로로 중심부에 구멍(65)을 구비하고 있는데, 보다 많은 기포상태의 수소이온을 발생시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각의 몸체에는 작은 직경의 다수의 이온발생공(60)이 형성되어 있으며(이 이온발생공(60)이 많으면 중심부 구멍(65)을 작게 하거나 없앨 수 있다), 이 다수의 이온발생공(60)의 구비는 이온발생 표면적을 크게 증가시켜 이온발생량을 높이는데 기여하므로, 물때 등의 이물질에 의한 막힘 현상이 발생하지 않는 정도에서 직경이 작고 구멍수가 많을수록 미세이온수소 발생 효과가 높아진다(도 4, 도 5, 도 6 참조).
상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에 형성되는 다수의 이온발생공(60)은 도 4 및 도 6의 도시와 같이 원형상태로 타공된 구조로 구성하거나(플랜지가 있는 도 4는 플랜지에도 이온발생공을 형성하여 이온발생 효과를 높인다), 또는 도 5의 도시와 같이 장공상태로 타공하여 형성하는 등 다양한 형상의 구멍 형태를 취하도록 가공할 수 있으며, 또한 도 5의 (나) 도시와 같이 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각의 상단 주연부를 평면으로 형성하는 것보다 요철부(60a)를 형성하여 표면적을 증대시켜 이온발생 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성하고 있다.
또한 본 발명의 바람직한 일실시예의 수소이온 발생장치(1)는, 상기 원통수조(2)의 내부 상,하측에는 상부 수평안내판(9a)과 하부 수평안내판(9b)이 각각 수평 설치되어 있도록 구성할 수 있으며, 상기 상부 수평안내판(9a) 및 하부 수평안내판(9b) 각각의 저부에는 음각상으로 형성되는 복수의 상,하부 회전유도통로(91)(92)가 일정각도를 두고 방사상으로 형성되어 있다.
또한 상기 상부 수평안내판(9a) 및 하부 수평안내판(9b) 각각의 중심에는 상부 배출공(93)과 하부 배출공(94)이 각각 형성되어 있으며, 상기 하부 배출공(94)의 직경(D1)은 상부 배출공(93)의 직경(D2)보다 크게 형성되어 있다.
그리고 상기 원통수조(2)의 하단을 밀폐하는 하부 받침대(4)와 하부 수평안내판(9b) 사이에는 물공급통로(43)를 통해 유입되는 물이 하부 수평안내판(9b) 저부에 형성되어 있는 복수의 하부 회전유도통로(92)에 의해 일방향으로 회전하면서 소용돌이칠 수 있도록 하는 소용돌이 유도공간(95)이 형성되어 있어, 상기 물공급통로(43)를 통해 원통수조(2) 하측으로 유입 공급되는 물은 상기 하부 수평안내판(9b) 의 저부에 형성되어 있는 복수의 하부 회전유도통로(92)에 의해 상기 소용돌이 유도공간(95)에서 하부 회전유도통로(92)의 안내를 따라 일방향으로 회전하는 상태로 소용돌이치면서 중심에 마련된 하부 배출공(94)을 통과하여 원통수조(2)의 상측으로 유입되는 구조로 구성된다.
이처럼 상기 하부 받침대(4)의 일측에 연결되어 있는 물공급관(42)으로 공급되는 물은 물공급통로(43)를 통해 원통수조(2)의 하부 중심으로 공급되어 상기 하부 수평안내판(9b)의 저부에 형성되어 있는 복수의 하부 회전유도통로(92)에 의하여 일방향으로 회전하는 상태로 소용돌이치면서 하부 배출공(94)을 통해 하부 수평안내판(9b)의 상측으로 유입되며, 이렇게 상기 하부 수평안내판(9b)의 하부 배출공(94)을 통해 원통수조(2)의 내하부를 향해 소용돌이치는 상태로 회전하면서 유입되는 물은 단면이 역삿갓형으로 적층 배열되어 있는 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이로 유입되는 작동이 원활하게 진행되는 동시에 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이에서 소용돌이치는 상태이므로 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이에서 물을 전기분해하는 작동이 촉진되게 된다. 또한 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에 형성되어 있는 다수의 이온발생공(60)으로부터 생성되는 무수히 많은 미세한 기포상태의 가연성 가스인 수소이온이 원통수조(2)의 내부 상측으로 이동하는 작동도 원활하게 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 도 2의 도시와 같이 상기 원통수조(2)의 내부에 단면이 상광하협한 역삿갓형을 이루면서 서로 교대적으로 엇갈리게 적층 배열된 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)들 중 맨 위에 적층 배열된 (-)전극판(6b) 위에는 단면이 상협하광한 삿갓형을 이루는 (+)전극판(6a)이 일정간격으로 이격된 위치에 대칭 형상으로 특이한 형태로 배열 장착되어 있는데, 이는 상기 복수의 (+)(-)전극홀더(7a)(7b)를 통해 공급되는 전원(DC 또는 AC)의 사용량을 줄일 수 있도록 하는 동시에 수소이온의 발생효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.
또한 상기 원통수조(2)의 상단을 밀폐하는 상부 덮개(3)와 원통수조(2)의 내부 상측에 형성되는 상부 수평안내판(9a) 사이에는 이온저장공간(96)이 마련되어 있다. 따라서 상기 원통수조(2)의 내부 적층 배열되어 있는 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에서 생성되는 무수히 많은 미세한 기포상태의 수소이온은 상기 상부 수평안내판(9a)의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공(93)을 통해 이온저장공간(96)으로 이동하게 되며, 상기 상부 수평안내판(9a)의 상부 배출공(93)을 통해 상측으로 이동하는 수소이온은 상기 이온저장공간(96)에 일시 저장되면서 상기 상부 덮개(3)의 중심에 형성되어 있는 이온배출공(31)을 통해 상부 덮개(3)의 일측에 연결되어 있는 이온배출관(32)으로 배출되도록 구성되어 있다(도 1 참조).
또한 상기 상부 덮개(3)의 일측에는 두가닥으로 구성되는 (+)(-)전선(85)(86)이 삽입되는 전선삽입구(33)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 전선삽입구(33)를 통해 상부 덮개(3)로 삽입되는 (+)(-)전선(85)(86)은 상기 상부 덮개(3)의 중심을 관통하도록 설치되는 센서봉(34)에 전원을 공급하도록 구성되어 있다.
상기 센서봉(34)은 원통수조(2)에 물이 적정수위로 저장되었는지 감지하는 동시에 원통수조(2)에 저장되는 물이 적정온도를 유지하고 있는지를 감지할 수 있도록 상기 상부 덮개(3)의 중심을 관통하여 상부 수평안내판(9a)의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공(93)의 위치까지, 또는 그보다 더 하부 위치, 즉 상부 수평안내판(9a)의 하부 위치까지 하측을 향해 수직상으로 연장되는 구조로 구성되어 있다(도 2 참조).
또한 본 발명의 바람직한 일시예의 수소이온 발생장치(1)는 원통수조(2)의 상,하단이 압착하는 상태로 조립되는 상부 덮개(3)의 저부와 하부 받침대(4)의 상부 각각에는 밀폐용 오링(부호 생략)이 매설되어 있으므로 상기 원통수조(1)의 상,하단은 기밀하게 밀폐되는 상태로 조립되어 원통수조(1)의 하부로 유입되는 물이 누수되거나 또는 상부로 이동 저장되는 수소이온이 누설되는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 바람직한 일실시예의 수소이온 발생장치(1)는 원통수조(2) 내부에서 물을 전기분해하여 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)에 형성되어 있는 다수의 이온발생공(60)에서 생성되는 무수히 많은 기포상태의 가연성가스인 수소이온을 생성하여 도 9의 도시와 같이 수소이온저장용기(10)로 배출하도록 구성되어 있으며, 상기 수소이온저장장치(10)에 저장되는 수소이온은 미래의 자동차 산업 등에서 연료로서 사용 가능하도록 저장하기 위한 수소이온저장탱크(미도시)에 저장처리되며, 이렇게 저장되는 수소이온은 압축처리공정 등을 거쳐 자동차의 연료 등으로 사용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 도 10의 도시와 같은 다른 실시예의 수소이온 발생장치(1A)로 구성할 수도 있다.
상기한 다른 실시예의 수소이온 발생장치(1A)는 도 10의 도시에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 원통수조(1)의 내부에 상,하부 수평안내판(9a)(9b) 사이에 중간 수평안내판(9c)을 형성하고, 상기 상부 수평안내판(9a)과 중간 수평안내판(9c) 사이 및 중간 수평안내판(9c)과 하부 수평안내판(9b) 사이 각각에 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)을 상,하 복수단으로 형성하는 수단으로, 단위시간당 수소이온을 보다 많이 생성할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 상기한 다른 실시예의 수소이온 발생장치(1A)는 하나의 원통수조(1)의 내부에 상,중,하부 수평안내판(9a)(9c)(9b)을 상,중,하부 3단으로 배치한 다음, 상기 중간 수평안내판(9c)를 기준하여 (+)(-)전극판(6a)(6b)이 상,하 복수단으로 적층 배열되어 있도록 구성되어 있으므로, 앞에서 설명한 도 1 및 도 2에 도시된 일실시예와 같이 원통수조(1) 내부에 (+)(-)전극판(6a)(6b)을 1단으로 형성한 것에 비하여 단위시간당 수소이온을 보다 많이 생성할 수 있게 된다.
상기한 다른 실시예의 수소이온 발생장치(1A)는 복수단으로 적층 배열되어 있는 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)와 복수의 (+)(-)전극홀더(7a)(7b) 및 상,하부 수평안내판(9a)(9b) 등을 구성하는 구성요소에 대해서는 일실시예의 수소이온 발생장치(1)의 구성요소와 대동소이하므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하는 한편, 상기 원통수조(1A)의 중간 부분에 배치되는 중간 수평안내판(9c)의 저부에는 일정각도로 형성되는 복수의 중간 회전유도통로(97)가, 중심에는 중간 배출공(98)이 각각 형성되어 있다.
그리고, 본 발명은 도 11 내지 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 입방체수조(1B)의 내부에 복수의 수소이온 발생장치(1)를 종횡방향으로 복수개씩 배열 설치할 수 있으며, 또는 도 13 내지 도 14의 도시와 같이 입방체수조(1C)의 내부에 복수의 수소이온 발생장치(1)를 지그재그상으로 복수열 배열 설치할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예의 수소이온 발생장치(1)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 수소이온 발생장치(1)의 하부 받침대(4) 일측에 형성된 전선인입구(41)에 삽입 설치되는 (+)(-)전선(81)(82)(83)(84)을 통해 전원(DC 또는 AC)을 인가하는 동시에 상기 하부 받침대(4)의 일측에 연결되어 있는 물공급관(42)으로 물을 공급하게 되면, 상기 물공급관(42)으로 공급되는 물은 물공급통로(43)를 통해 원통수조(1)의 하부에 형성된 소용돌이 유도공간(95)으로 유입되며, 상기 소용돌이 유도공간(95)으로 유입되는 물은 하부 수평안내판(9b)의 저부에 형성된 복수의 하부 회전유도통로(92)에 의하여 일방향으로 회전하면서 하부 배출공(94)을 통해 상측으로 이동하게 되므로 상기 하부 배출공(94)을 통해 하부 수평안내판(9b)의 상측으로 이동하는 물은 소용돌이치는 상태가 된다.
따라서 상기 원통수조(1)의 내부에 일정간격으로 적층 배열된 복수의 (+)전극판(6a) 각각에는 (+)전선(81)(82)으로부터 공급되는 (+)전류가 흐르게 되는 동시에 복수의 (-)전극판 각각에는 (-)전선(83)(84)으로부터 공급되는 (-)전류가 흐르게 되므로 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 사이사이에 채워져 있는 물은 전기분해되는 상태가 되며, 이와 같은 전기분해작동에 의해 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에 형성되어 있는 다수의 이온발생공(60) 및 요철부(60a) 각각에서는 미세한 기포상태의 수소이온이 다량으로 발생하게 되며, 이렇게 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b) 각각에 형성된 다수의 이온발생공(60) 및 요철부(60a)에서 발생되는 미세한 기포상태의 뽀얗게 보이는 수소이온은 상기 원통수조(1)에 저장된 물에서 부상하여 수면 위로 떠오르게 된다.
상기와 같이 원통수조(2)의 상측으로 떠오르는 미세한 기포상태의 수소이온은 상부 수평안내판(9a)의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공(93)을 통해 이온저장공간(96)으로 이동하여 일시 저장되며, 상기 이온저장공간(96)으로 이동하여 일시 저장되는 수소이온은 상부 덮개(3)의 저부 중심에 형성되어 있는 이온배출공(31)을 에 접속된 이온배출관(32)을 통해 배출되며, 상기 상부 덮개(3)의 일측으로 돌출 형성된 이온배출관(32)으로 배출되는 수소이온은 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 수소이온저장용기(10)에 저장되며, 상기 수소이온저장용기(10)에 저장되는 미세한 기포상태의 가연성 가스인 수소이온은 다음 단계의 수소이온 압축처리공정(미도시)을 거쳐 자동차 연료로 사용할 수 있는 수소연료로 가공처리된다.
또한 본 발명은 일실시예의 수소이온 발생장치(1)는 도 1∼도 2의 도시와 같이 하나의 원통수조(2)에 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)을 1단상으로 적층 배열하는 구성으로 수소이온을 발생시킬 수 있을 뿐 아니라 도 10의 도시와 같이 하나의 원통수조(2)에 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)를 복수단으로 구성할 수 있으며, 상기 복수의 (+)(-)전극판(6a)(6b)을 복수단으로 구성하였을 경우에는 1단으로 구성하였을 때보다 수소이온의 발생율을 보다 많이 증대시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한 본 발명은 일실시예의 수소이온 발생장치(1)를 도 11 및 도 12에 도시된 또다른 실시예와 같이 투명한 유리재질로 된 입방체수조(1B)의 내부에 종횡방향으로 복수줄 배열 설치할 수 있을 뿐 아니라 도 13 및 도 14의 도시된 또다른 실시예와 같이 복수의 수소이온 발생장치(1)를 지구재그상으로 배열 설치할 수도 있다.
상기한 또다른 실시예는 입방체수조(1B)(1C) 각각에 배열 설치되어 있는 복수의 수소이온 발생장치(1)로부터 수소이온을 생성할 수 있으므로 단위시간당 더 많은 량의 수소이온을 발생시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
이상 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니며, 본 발명의 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 권리범위는 상세한 설명보다 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
{부호의 설명}
1,1A : 수소이온 발생장치
1B,1C : 입방체수조
10 : 수소이온 저장용기
2 : 원통수조
3 : 상부 덮개
31 : 이온배출공
32 : 이온배출관
33 : 전선삽입구
34 : 센서봉
4 : 하부 받침대
41 : 전선인입구
42 : 물공급관
43 : 물공급통로
5 : 체결볼트
51 : 더블너트
6a,6b : (+)(-)전극판
60 : 이온발생공
60a : 요철부
61,62 : 고정플랜지
61a,62b : 조립공
63,64 : 와샤
65 : 구멍
7a,7b : (+)(-)전극홀더
70a,70b : 더블너트
71,72 : 금속볼트
73,74 : 도전관체
75,76 : 절연피복관체
81,82,85 : (+)전선
83,84,86 : (-)전선
9a : 상부 수평안내판
9b : 하부 수평안내판
9c : 중간 안내판
91 : 상부 회전유도통로
92 : 하부 회전유도통로
93 : 상부 배출공
94 : 하부 배출공
95 : 소용돌이 유도공간
96 : 이온저장공간
97 : 중간 회전유도통로
98 : 중간 배출공

Claims (10)

  1. 상,하부는 개구되어 있는 상태로 형성되어 있으면서 물을 일정량 저장할 수 있는 크기로 형성되는 원통수조와; 전원을 공급하는 전선을 삽입시킬 수 있는 상부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 상부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 상부덮개와; 전원을 공급하기 위한 전선을 삽입 시킬 수 있는 하부 삽입공이 형성된 채 상기 원통수조의 하부를 밀폐할 수 있도록 조립되는 하부 받침대와; 상기 원통수조의 개구된 상,하부를 밀폐하도록 조립되는 상부 덮개와 하부 받침대가 원통수조의 상,하부를 견고하게 압착하도록 체결시키기 위한 복수의 체결볼트와; 상기 원통수조의 내부에 일정간격을 유지하도록 수직상으로 고정 배치되는 복수의 (+)(-)전극홀더와; 상기 (+)전극홀더와 (-)전극홀더 각각으로부터 (+)(-)전원을 따로따로 공급받아서 물을 전기분해하도록 서로 상,하 교대적으로 엇갈리도록 소정의 간격을 두고 격설되는 복수의 (+)(-)전극판;을 포함하며, 상기 복수의 (+)(-)전극판 각각은 단면이 상광하협한 역삿갓형상으로 형성되고, 역삿갓형상의 중심부에는 상하를 연통하는 구멍이 구비되거나 또는 역삿갓형 몸체에 상하를 연통하는 복수의 이온발생공들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통수조의 하부를 밀폐하도록 형성되는 하부 받침대에는 물을 공급하는 물공급관으로부터 공급되는 물이 원통수조의 하부 중심으로 유입되도록 유도하는 물유입통로가 형성되어 있으며, 상기 상부덮개의 중심에는 원통수조의 상부로 부상하는 미세기포 상태의 수소이온을 배출시키는 이온배출통로를 구비하고 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통수조의 내부 하부에는 물공급통로를 통해 유입되는 물이 중심으로 모이도록 안내하는 복수의 하부 소용돌이안내통로와 중심으로 모이는 물을 상측으로 배출시키기 위한 하부 배출공이 형성되어 있는 하부 수평안내판이 고정 설치되어 있으며, 상기 원통수조의 내부 상부에는 복수의 (+)(-)전극판에 의해 물이 전기분해되면서 발생하는 수소이온이 중심으로 모이도록 유도하는 복수의 상부 회전유도통로와 중심으로 모이는 수소이온을 상측으로 배출시키기 위한 상부 배출공이 형성되어 있는 상부 수평안내판이 고정 설치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통수조의 내부 하측에는 하부 받침대와 하부 수평안내판 사이에 물공급통로로 유입되는 물이 상기 하부 수평안내판에 형성되어 있는 하부 회전유도통로에 의해 중심을 향해 소용돌이칠 수 있는 소용돌이 유도공간이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통수조의 내부 상측에는 상부 덮개와 상부 수평안내판 사이에 상부 배출공을 통해 상측으로 배출 이동하는 수소이온을 일시 저장하기 위한 이온저장공간이 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 하부 배출공의 직경은 상기 상부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공의 직경보다 크게 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 (+)전극홀더 및 복수의 (-)전극홀더 각각은 상,하단이 각각 상부 덮개 및 하부 받침대에 고정 부착되는 복수의 금속볼트와, 상기 복수의 금속볼트 각각에 (+)(-)전원을 따로따로 공급할 수 있도록 그 외주를 감싸도록 밀착 형성되는 복수의 도전관체와, 상기 복수의 도전관체의 외주 각각을 감싸주는 상태로 피복 조립되는 복수의 절연피복관체로 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 (+)전극홀더 및 (-)전극홀더 각각의 하단에는 (+)전선 및 (-)전선이 따로따로 연결 접속되는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통수조의 내부 상측에 형성되는 상부 수평안내판과 상,하 방향을 향해 일정간격으로 배치되는 복수의 (+)(-)전극판 중 맨 위에 단면이 역삿갓형으로 배치되는 (-)전극판 상측에는 단면이 삿갓형인 상협하광한 또하나의 (+)전극판이 배치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 덮개의 중심을 관통하여 상부 수평안내판의 중심에 형성되어 있는 상부 배출공의 위치까지 또는 상부 수평안내판의 하부까지 연장하여 설치되므로써 물의 수위를 감지하는 동시에 원통수조에 저장되는 물이 설정 온도 이상으로 가열되었는지를 감지하기 위한 센서봉을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 수소이온 발생장치.
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