KR100346763B1

KR100346763B1 - 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는장치

Info

Publication number: KR100346763B1
Application number: KR1020000007974A
Authority: KR
Inventors: 구광익
Original assignee: 구광익
Priority date: 2000-02-19
Filing date: 2000-02-19
Publication date: 2002-08-01
Also published as: KR20010081818A

Abstract

본 발명은 전해조 내부에 설치되어 물을 전기분해하는 가스에너지생성부의 셀(CELL)을 평판으로 형성하여 외부에서 투입하는 교류전원의 전압(V)을 만족할만큼의 수량으로 일정한 간격을 이루도록 직렬로 구성하여 투입전압을 분할함으로서 감압을 위한 별도의 변압기를 사용하지 않아도 되는 것은 물론 동일한 전기에너지로 전기분해 효율을 극대화하며, 상기 가스에너지생성부의 다수의 셀은 외주면을 비전도체로 감싸서 고정하여 상측으로는 가스배출통로를 형성하고 셀의 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성하도록 경사지게 구성하여 가스발생 효율을 상승시키며, 교류전원이 정전되거나 야외에서 작업시 전원의 사용이 불가능할 때 직류전원을 사용하도록 상기 각각의 셀에 직류전원을 병렬로 연결하며, 전해조에서 얻은 가스에너지를 안전하게 사용하도록 중복된안전장치를 구비하고 외부가스에너지 저장통장착부와 정수장치를 전해조와 일체로 구성하여 사용이 편리하도록 한 것이다.

Description

물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치{The system to do work obtaining burning gas energy as resolve water electrolysis}

본 발명은 물을 전기분해하여 수소가스와 산소가스로된 연소용 가스에너지를 얻어서 이를 열가공용토오치로 제품을 가공 또는 용접등의 일을 하거나 불꽃이 확산되는 버너로 보일러의 가열수단으로 이용하는등 기타 산업에 필요한 다양한 일을 하도록 하는 것으로, 특히 전해조 내부에 설치되어 물을 전기분해하는 가스에너지생성부의 셀(CELL)을 평판으로 형성하여 외부에서 투입하는 교류전원의 전압(V)을 만족할만큼의 수량으로 일정한 간격을 이루도록 직렬로 구성하여 투입전압을 분할함으로서 감압을 위한 별도의 변압기를 사용하지 않아도 되는 것은 물론 동일한 전기에너지로 전기분해 효율을 극대화하며, 상기 가스에너지생성부의 다수의 셀은 외주면을 비전도체로 감싸서 고정하여 상측으로는 가스배출통로를 형성하고 셀의 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성하도록 경사지게 구성하여 가스발생 효율을 상승시키며, 교류전원의 정전되거나 야외에서 작업시 전원의 사용이 불가능할 때 직류전원을 사용하도록 상기 각각의 셀에 직류전원을 병렬로 연결하며, 전해조에서 얻은 가스에너지를 안전하게 사용하도록 중복된안전장치를 구비하고 외부가스에너지 저장통장착부와 정수장치를 전해조와 일체로 구성하여 사용이 편리하도록한 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을하는장치 에 관한것이다.

인류는 일찌기 천연가스나 석유등의 지하자원이 고갈될것을 대비하여 다양한 대체에너지를 연구개발 하였는바, 그 중의 하나가 물을 수소와 산소로 전기분해하여 연소용가스를 얻는 방법이다.

따라서 지금까지 개발된 것으로는 도1의 특허공고 제96-16416호와 같이 최외곽 도체로된 원통형 본체(30a)내에 도체로 된 다수개의 원통(30)(30')(30')‥‥들을 절연체로된 상기 원통 고정용 상하 고정판(10)(10')에 형성된 환형요홈에 장착하여 용접이나 접착방법에 의하여 고정하고 상기 원통들의 중앙에는 양극용 고정봉 (40)을 상기 원통들과 같은 방법으로 상하 고정판(10)(10')또는 하고정판(10')에 의하여 지지되게 용접이나 접착에 의하여 고정한후 상기 고정봉(40)에는 양극(+) 전원을, 상기 최외곽의 원통형 본체(30a)에는 음극(-) 전원을 연결한 것으로 구성함을 특징으로 한 물전기분해에 의한 산소 및 수소가스의 대량 발생장치가 있었으나, 이는 전기분해를 일으키는 도체가 원통형으로 구성되어 전압분배에 한계를 느끼므로서 커다란용량의 변압기를 별도로 구비하여야 하므로 작업준비 및 이동이 번거롭고 불편함은 물론, 작업중 많은 열이 발생하고 실제로 투입되는 전원에 비하여 전기분해로 얻는 가스에너지의 량이 미세하여 효율이 떨어지는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 제결함을 감안하여 전해조 내부에 설치되어 물을전기분해하는 가스에너지생성부의 셀(CELL)을 평판으로 형성하여 외부에서 투입하는 교류전원의 전압(V)을 만족할만큼의 수량으로 일정한 간격을 이루도록 직렬로 구성함으로서 감압을 위한 별도의 변압기를 사용하지 않아도 되는 것은 물론 동일한 전기에너지로 전기분해 효율을 극대화하며, 상기 가스에너지생성부의 다수의 셀은 외주면을 비전도체로 감싸서 고정하여 상측으로는 가스배출통로를 형성하고 셀의 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성하도록 경사지게 구성하여 가스발생 효율을 상승시키며, 교류전원이 정전되거나 야외에서 작업시 전원의 사용이 불가능할 때 직류전원을 사용하도록 상기 각각의 셀에 직류전원을 병렬로 연결하며, 전해조에서 얻은 가스에너지를 안전하게 사용하도록 중복된안전장치를 구비하고 외부에너지 저장통 장착부와 정수장치를 전해조와 일체로 구성하여 사용이 편리하도록 하였다.

도 1은 종래 물을 전기분해하여 가스를 얻는 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 요부인 전해조의 구성을 예시한 단면도.

도 2a는 도2의 일부절결 측면도.

도 3은 본 발명의 전기공급수단의 구성상태 예시도.

도 4는 본 발명의 전체시스템을 예시한 블럭도.

도 5는 본 발명의 다른실시 예시도.

♣도면중 주요부호에 대한 설명♣

50; 가스생성부. 51; 평판셀. 52; 가스배출통로.

53; 전해수유동통로. 54; 교류전원인가용단자.

60; 교류전원정류기. 65; 제어장치. 66; 차단기.

70; 수분제거기. 71. 2차역류방지변. 72; 수봉식역화방지.

73; 1차역류방지변. 74; 건식역화방지기

81; 압력계

90; 토오치. 95; 불꽃조정기.

100; 전해조. 101; 방열판. 102; 드레인공.

105; 전해탱크 106; 가스안내부. 107; 가스배출구.

108; 전해수주입공. 109; 수위유량계. 110; 비전도체.

111; 냉각팬. 112; 순환파이프. 113;순환펌프.

이와같은 본 발명은 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻도록 함에 있어서,

내부하측에는 물을 전기분해하는 다수의 평판셀(CELL)을 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정한 상측으로 가스배출통로를 형성하며 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성한 가스생성부를 구성하며 상기 가스생성부가 구성된 외부벽면에는 방열판을 형성하며, 일측 하단에는 드레인공을 형성하고, 상기 가스생성부의 상측으로 전해수가 충진되고 상부에 가스안내부를 구비한 전해탱크를 형성하여 전해탱크의 상면에는 전해수 주입공과 가스배출구를 형성하며 전해탱크의 측면에는 외부에서 전해탱크의 내부에 저장된 물의량을 확인 할 수 있도록 투명관찰관을 구성한 전해조와, 상기 전해조에 가스에너지를 생성시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급수단과, 상기 전해조에서 생성된 연소용 가스에너지를 사용 할 수 있도록 안전하게 공급하는 가스에너지공급수단과, 상기 가스에너지공급수단에 장착하여 가스에너지를 연소하여 일을 하는 가스연소수단과, 상기 전해조의 환경조건을 감지하여 가스에너지 생성에 최적의 조건으로 제어하는 제어수단으로 구성된 것으로 이를 도면에 의거 상세히 설명하면, 전해조는 도2에서와같이 물을 전기분해하는 다수의 평판셀(51)을 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정한 상측으로는 가스배출통로(52)를 형성하며 아래측으로는 전해수유동통로(53)를 형성한 가스생성부(50)를 구성하며 상기 가스생성부(50)가 구성된 외부벽면에는 방열판(101)을 형성하며 일측 하단에는 드레인공(102)을 형성하고, 상기 가스생성부(50)의 상측으로 전해수가 충진되고 상부에 가스안내부(106)를 구비한 전해탱크(105)를 형성하여 전해탱크(105) 상부의 가스안내부(106) 상측에는 가스배출구(107)를 다른측에는 전해수주입공(108)을 형성하며 전해탱크(105)의 측면에는 외부에서 전해탱크(105)의 내부에 저장된 물의량을 확인 할 수 있도록 투명한 수위유량계(109)을 구성한 전해조(100)를 구성하되, 여기서 상기 가스생성부의 여기서 물을 전기분해하는 다수의 평판셀(51)의 외주연이 외부와 밀폐되는 비전도체(110)에 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정하여 전체가 경사지도록 구성한다.

그리고 상기 전원공급수단은, 도3에서와같이 외부의 교류전원을 정류기(60)로 정류하여 전해조(100)의 가스생성부(50)를 구성하는 양단 가장외측에 고정된 평판셀(51)에 형성한 교류전원인가용단자(54)에 인가하도록 구성하고, 상기 전해조(100)의 가스생성부(50)에 전해수를 전기분해하는 다수의 평판셀(51)을 외부에서 인가되는 교류전압을 만족할만큼의 수량으로 직렬로 연결되게 구성하여 투입되는 전압이 각각의 평판셀(51)로 등분되어 별도의 변압기가 없이도 일정량의 전기에너지로 많은량의 연소가스를 생성 시키도록 구성하거나, 상기 전원공급수단을, 상기 전해조(100)의 가스생성부(50)에 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정하여 전해수를 전기분해하는 다수의 평판셀(51)의 각각에 병렬로 연결하고 외부에서 인가되는 직류전원이 제어장치(65)를 통하여 각각의 평판셀(51)에 고르게 흐르도록 구성하여 교류전원을 사용 할 수 없는 조건에서 직류전원으로 일을 하도록 구성하였다.

상기 가스에너지 공급수단은, 도4에서와같이 전해조(100)에서 물이 전기분해되어 생성된 연소용 가스에너지가 수분제거기(70)에서 수분을 제거하고 백화현상을 방지하는 복수안전수단인 2차역류방지변(71)과 수봉식역화방지기(72), 1차역류방지변(73), 건식역화방지기(74)를 순차로 거쳐서 연소수단의 토오치(90)로 가스에너지를 안전하게 공급하도록 구성하며, 상기 제어수단은 상기 가스에너지 공급수단으로 흐르는 가스압을 압력계(81)로 표시함은 물론, 가스압을 감지하여 설정한최고압 이상이 되면 차단기(66)가 오프(OFF)되어 전해조(100)로 공급되는 전기분해용 전원을 차단하며 설정한최저압 이하가되면 차단기(66)를 다시 온(ON)하여 일을 계속하도록 구성한 압력제어수단과, 전해조(100)의 온도를 감지하여 전해조(100)가 가열되면 냉각팬(111)을 가동하여 전해조(100)를 식혀주는 온도제어수단과, 전해조(100)내부의 수위를 검지하여 전해수가 모자라면 정수기(150)에서 정수된 물을 전해조(100)의 전해탱크 내부로 강제압입하여 수위를 조절하는 수위조절수단으로 구성하여서, 상기 압력제어수단과 온도제어수단, 수위조절수단중 어느 하나가 감지한 신호가 위험할시 경보음과 경고등이 동작하도록 구성하였다.

그리고 상기 연소수단은, 화염의 강도와 크기를 보충하거나 조절하기위하여 탄화가스를 첨가하는 불꽃조정기(95)와, 상기 가스공급수단에 분리가능하게 결합되어서 공급된 가스에너지를 연소하여 일을 하는 토오치(90)로 구성하였다.

본 발명의 다른구성으로는 도5에서와같이 상기 전해조(100)의 내부아래측에 구성한 가스생성부(50)의 가스배출통로(52)의 끝단에 가스안내용 파이프(200)를 일체로 장착하여 그 끝단이 전해탱크(105)의 전해수의수위 밖에 위치 하도록 하면 가스생성부(50)에서 생성된가스를 가스배출구(107)로의 이동을 촉진하므로서 가스발생률을 상승시키도록 할수 있으며, 많은량의 가스를 발생시키는 대용량의 구조에서는 상기 전해조(100)의 하단에 설치된 가스생성부(50)의 전해수유동통로(53)와 상측의 전해탱크(105)를 순환파이프(112)로 연통시키고 상기 순환파이프(112)에 순환펌프(113)를 설치하여 전해수를 강제로 순환시킬수도 있다.

또한 상기 전해조(100)와 일체로 정수기와 탄화가스용기장착부를 구성하여 탄화가스용기를 장착함은 물론, 어디서든지 물만 있으면 증류수를 생산하여 전해수로 쓸수 있도록 구성하였다.

여기서, 상기 전해조 외부에 별도의 가스통을 장착하여서 제품을 절단시에 사용할 수 있도록 하였다.

이와같이 구성된 본 발명으로 연소용 가스를 얻고자 할 때는 전해조 내부에 전해수를 채우고 주변의 전기여건에따라 교류나 직류회로를 선택하고 전원을 인가하면 가스생성부의 셀에 전류가 흐르면서 전해수는 전기분해의 원리에 의하여 수소와 산소로 분해되어 이들이 혼합된 혼합가스를 생성시키게 되는데, 이때 생성된 가스는 전해수생성부의 셀 상측에 기울어지게 형성된 가스배출통로를 통하여 전해탱크의 상측으로 부상하여 가스안내부에서 1차 수분이 제거된 다음 다시 수분제거기에서 수분이 완전히 제거되어 안전을위한 2차역류방지변과 수봉식역화방지기, 1차역류방지변을 거쳐 불꽃조정기에 도달하면 일을 하고자하는 용도에따라 알맞는 종류의 탄화수소를 첨가한 다음 안전을위한 건식역화방지기를 거쳐 토오치로 공급되어 일을 하게며, 이때 전해수는 가스생성부의 전해수유동통로를 통하여 다수의 셀에 원활히 공급된다.

이와같은 본 발명을 인가되는 전원에따라 설명하면, 먼저 교류전원을 사용시는 교류전원회로를 선택하고 교류전원을 인가하면 교류전원은 각각의 평판셀에 직렬로 공급되어 전압이 분할되며, 직류전원을 사용시는 직류전원회로를 선택하고 직류전원을 인가하면 직류전원은 각각의 평판셀에 병렬로 공급되어 흐르면서 전해수를 전기분해 하게된다.

상기한 바와같이 본 발명은 전해조 내부에 설치되어 물을 전기분해하는 가스에너지생성부의 셀(CELL)을 평판으로 형성하여 외부에서 투입하는 교류전원의 전압(V)을 만족할만큼의 수량으로 일정한 간격을 이루도록 직렬로 구성하여 투입전압을 분할함으로서 감압을 위한 별도의 변압기를 사용하지 않아도 되는 것은 물론 동일한 전기에너지로 전기분해 효율을 극대화하며, 상기 가스에너지생성부의 다수의 셀은 외주면을 비전도체로 감싸서 고정하여 상측으로는 가스배출통로를 형성하고 셀의 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성하도록 경사지게 구성하여 가스발생 효율을 상승시키며, 교류전원이 정전되거나 야외에서 작업시 전원의 사용이 불가능할 때직류전원을 사용하도록 상기 각각의 셀에 직류전원을 병렬로 연결하며, 전해조에서 얻은 가스에너지를 안전하게 사용하도록 중복된안전장치를 구비하고 외부가스에너지 저장통장착부와 정수장치를 전해조와 일체로 구성하여 사용이 편리하도록한 신규한 발명이다.

Claims

물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻도록 함에 있어서,

내부하측에는 물을 전기분해하는 다수의 평판셀(CELL)을 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정한 상측으로 가스배출통로를 형성하며 아래측으로는 전해수의 유동통로를 형성한 가스생성부를 구성하며 상기 가스생성부가 구성된 외부벽면에는 방열판을 형성하며, 일측 하단에는 드레인공을 형성하고, 상기 가스생성부의 상측으로 전해수가 충진되고 상부에 가스안내부를 구비한 전해탱크를 형성하여 전해탱크의 상면에는 전해수 주입공과 가스배출구를 형성하며 전해탱크의 측면에는 외부에서 전해탱크의 내부에 저장된 물의량을 확인 할 수 있도록 투명관찰관을 구성한 전해조와,

상기 전해조에 가스에너지를 생성시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급수단과,

상기 전해조에서 생성된 연소용 가스에너지를 사용 할 수 있도록 안전하게 공급하는 가스에너지공급수단과,

상기 가스에너지공급수단에 장착하여 가스에너지를 연소하여 일을 하는 가스연소수단과,

상기 전해조의 환경조건을 감지하여 가스에너지 생성에 최적의 조건으로 제어하는 제어수단으로 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
상기 전해조의 가스생성부는, 물을 전기분해하는 다수의 평판셀(CELL)의 외주연이 외부와 밀폐되는 비전도체에 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정하여 전체가 경사지도록 구성한 함을 특징으로 하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
상기 가스생성부의 전해수를 전기분해하는 다수의 평판셀을, 외부에서 인가되는 교류전압을 만족할만큼의 수량으로 직렬로 연결되게 구성하여 외부의 교류전원을 전해조의 가스생성부를 구성하는 양단 가장외측에 고정된 평판셀에 형성한 교류전원인가용 단자에 인가하면, 투입되는 전압이 각각의 셀로 등분되어 별도의 변압기가 없이도 일정량의 전기에너지로 많은량의 연소가스를 생성 시키도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 전원공급수단을, 상기 전해조의 가스생성부에 일정한 간격을 이루도록 직렬로 고정하여 전해수를 전기분해하는 다수의 평판셀에 외부에서 투입되는 교류전원을 정류기를 통하여 직렬로 공급하는 교류회로와 상기 직렬로 고정하여 전해수를 전기분해하는 다수의 평판셀 각각에 외부에서 인가되는 직류전원을 제어장치를 통하여 병렬로 공급하는 직류회로를 구성하여 이들을 외부상황에 따라 선택적으로 사용하도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서일을하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 가스에너지 공급수단은, 전해조에서 물이 전기분해되어 생성된 연소용 가스에너지가 수분제거기에서 수분을 제거하고 백화현상을 방지하는 복수안전수단인 2차역류방지변과 수봉식역화방지기, 1차역류방지변, 건식역화방지기를 순차로 거쳐서 연소수단의 토오치로 가스에너지를 안전하게 공급하도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 가스에너지 공급수단을 흐르는 가스압을 압력계로 표시함과 가스압을 감지하여 설정한최고압 이상이 되면 차단기가 오프(OFF)되어 전해조로 공급되는 전기분해용 전원을 차단하며 설정한최저압 이하가되면 차단기를 다시 온(ON)하여 일을 계속하도록 구성한 압력제어수단과, 전해조의 온도를 감지하여 전해조가 가열되면 냉각팬을 가동하여 전해조를 식혀주고 과열한 열이 발생할 때에는 가스발생을 중단하는 온도제어수단과, 전해조내부의 수위를 검지하여 전해수가 모자라면 정수기에서 정수된 증류수를 전해조의 전해탱크 내부로 강제압입하여 수위를조절하는 수위조절수단으로 구성하여서, 상기 압력제어수단과 온도제어수단, 수위조절수단중 어느 하나가 감지한 신호가 위험할시 경보음과 경고등이 동작하도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 연소수단은, 화염의 강도와 크기를 보충하거나 조절하기위하여 탄화가스를 첨가하는 불꽃조정기와, 상기 가스공급수단에 분리가능하게 결합되어서 공급된 가스에너지를 연소하여 일을 하는 토오치로 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 전해조의 내부아래측에 구성한 가스생성부의 가스배출통로의 끝단에 가스안내용 파이프를 일체로 장착하여 가스생성부에서 생성된가스를 가스배출구로의 이동을 촉진하므로서 가스발생률을 상승시키도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에있어서,

상기 전해조의 하단에 설치된 가스생성부의 전해수유동통로와 상측의 전해탱크일측을 순환파이프로 연통시키고 상기 순환파이프에 순환펌프를 설치하여 전해수를 강제로 순환시킴을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 전해조와 일체로 증류수발생기와 외부가스장착부를 구성하여 다른가스용기를 장착함은 물론, 어디서든지 물만 있으면 증류수를 생산하여 전해수로 쓸수 있도록 구성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 전해조의 상측 전해탱크를 형성하는 측벽에 상하로 관통되는 투명한 수량감시기 형성함을 특징으로하는 물을 전기분해하여 연소용 가스에너지를 얻어서 일을 하는 장치.