KR101481720B1 - Apparatus for producing and hydrogen and oxygen - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for generating oxygen and hydrogen, which generates oxygen and hydrogen by electrolyzing water, the apparatus comprising an electrolytic cell for storing water; an electrode unit having at least one pair of first electrode plates and second electrode plates, which generate oxygen and hydrogen by electrolyzing water stored in the electrolytic cell and are alternately arranged at certain intervals, and a power supplying unit which supplies an opposite polarity power respectively to the first electrode plate and the second electrode plate wherein the first and the second electrode plate have a slope-induced surface, which is extended to incline from outside to center, and center holes, which are formed by penetrating the center. Accordingly, the configuration of the apparatus can inhibit polarization on the electrode plate thereby reducing power consumption used in electrolysis, and prevent freeze and burst by uniformly maintaining the temperature water stored in the electrolytic cell regardless of area.

Description

수소 및 산소 생성장치{Apparatus for producing and hydrogen and oxygen}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 물을 전기 분해하여 수소 및 산소를 생성할 수 있는 수소 및 산소 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen and oxygen generating apparatus capable of electrolyzing water to produce hydrogen and oxygen.

근래 들어 석유 및 석탄 등 화석 연료의 사용이 급증함에 따라 석유 및 석탄의 연소 시에 발생하는 유해 가스 및 온실 가스에 의한 환경 오염이 심화되고 있다.Recently, as the use of fossil fuels such as petroleum and coal has increased, environmental pollution caused by harmful gas and greenhouse gas generated during combustion of petroleum and coal has been intensified.

이러한, 화석 연료에 의한 환경 오염을 방지하기 위한 친환경 에너지로서 여러 가지 종류의 에너지가 고려되고 있는데, 수소 및 산소를 연료로 사용하는 방안이 그 중 하나로 고려되고 있다. 또한, 수소 및 산소를 생성하기 위하여 여러 가지 방법이 사용될 수 있는데, 물을 전기 분해하여 수소 및 산소를 생성하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있다.Various kinds of energy are considered as eco-friendly energy for preventing environmental pollution caused by fossil fuel. One of them is considered to use hydrogen and oxygen as fuel. In addition, various methods can be used to produce hydrogen and oxygen. Generally, a method of electrolyzing water to generate hydrogen and oxygen is most commonly used.

물의 전기 분해란, 물이 수용되는 전해조 내부에 양극 전원이 인가되는 양극판과 음극 전원이 인간되는 음극판을 배치하여, 양극판에서는 산소가 생성되고 음극판에서는 수소가 생성되는 공정을 말한다.Electrolysis of water refers to a process in which a cathode plate to which anode power is applied and a cathode plate to which a cathode power source is applied are disposed inside an electrolytic cell in which water is contained, and oxygen is generated in the cathode plate and hydrogen is generated in the cathode plate.

그런데, 물의 전기 분해는 전기 분해 시에 필요한 전력량이 크므로, 경제성이 떨어진다는 단점이 있다. 또한, 물의 전기 분해 시에 수소 및 산소 이외에도 전극판이 산화되면서 염소 기타 유해물질이 함께 생성되어 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.However, electrolysis of water is disadvantageous in that the amount of electric power required at the time of electrolysis is large, resulting in low economical efficiency. In addition, hydrogen and oxygen are oxidized in addition to hydrogen and oxygen during electrolysis of water, and chlorine and other harmful substances are produced together, resulting in poor stability.

또한, 장시간 동안 전기 분해가 수행되면 전기 분해 시에 생성된 철(Fe) 기타 금속 물질에 의하여 양극판과 음극판이 쇼트될 수 있고, 물의 산성화가 진행되어 물의 저항이 커지면서 필요 전력이 증가되는 문제점이 있다.Also, if electrolysis is performed for a long time, the positive electrode plate and the negative electrode plate may be short-circuited by iron (Fe) or other metal material produced during electrolysis, and the acidity of water is increased to increase the resistance of water, .

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물의 전기 분해 시에 필요한 전력량을 감소시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지는 수소 및 산소 생성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a hydrogen and oxygen generating apparatus having an improved structure capable of reducing the amount of power required for electrolysis of water.

나아가, 본 발명은 물의 전기 분해가 수행되는 동안 전극판에 염소 기타 유해 물질이 생성되는 것을 방지할 수 있도록 안정성이 향상된 수소 및 산소 생성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, it is an object of the present invention to provide a hydrogen and oxygen generating apparatus with improved stability in order to prevent chlorine and other harmful substances from being generated on an electrode plate during electrolysis of water.

나아가, 본 발명은 물의 전기 분해가 수행되는 동안 양극판과 음극판이 쇼트되는 것을 방지할 수 있는 수소 및 산소 생성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, it is an object of the present invention to provide a hydrogen and oxygen generating device capable of preventing a short circuit between a positive electrode plate and a negative electrode plate during electrolysis of water.

나아가, 본 발명은 물의 전기 분해가 수행되는 동안 물의 산성화가 진행되는 것을 방지할 수 있는 수소 및 산소 생성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Further, it is an object of the present invention to provide a hydrogen and oxygen generating apparatus capable of preventing progress of acidification of water during electrolysis of water.

본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치는, 물이 수용되는 전해조, 및 전해조에 수용된 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하며, 소정의 간격으로 교번적으로 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 전극판 및 제2 전극판, 그리고 제1 전극판 및 제2 전극판에 서로 반대되는 극성의 전원을 각각 인가하는 전원 공급부를 구비하는 전극 유닛을 포함하며, 제1 전극판과 제2 전극판은 각각, 외곽에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면, 및 중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for producing hydrogen and oxygen according to a preferred exemplary embodiment of the present invention includes an electrolytic bath in which water is contained and an electrolytic bath for electrolyzing water contained in the electrolytic bath to produce hydrogen and oxygen, And an electrode unit having a pair of first and second electrode plates and a power supply unit for applying a power source having a polarity opposite to that of the first electrode plate and the second electrode plate, The two electrode plates each include an induction slope extending upward from the outer periphery toward a central portion, and a center hole formed through the central portion.

바람직하게, 전극 유닛은, 외관에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면, 및 중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀을 구비하며, 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 절연 상태로 배치되는 제3 전극판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the electrode unit includes an induction slope extending upward from the outer tube toward the central portion, and a central hole penetrating through the central portion, wherein the electrode unit is disposed in an insulated state between the first electrode plate and the second electrode plate. And a three-electrode plate.

바람직하게, 제1 전극판 내지 제3 전극판은 각각, 외곽 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성되는 순환홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, each of the first to third electrode plates further includes a circulation hole formed at a predetermined interval along an outer circumference.

바람직하게, 전원 공급부는, 미리 정해진 주기마다 제1 전극판과 제2 전극판에 인가하는 전원의 극성을 각각 반전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the power supply unit inverts the polarities of the power source applied to the first electrode plate and the second electrode plate, respectively, at predetermined intervals.

바람직하게, 제1 전극판과 제2 전극판은, 티타늄 메쉬층과 티타늄 메쉬층을 덮도록 소성 가공되어 티타늄 메쉬층의 양면에 형성되는 지르코니아층으로 이뤄진 복층 구조를 각각 가지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first electrode plate and the second electrode plate each have a multilayer structure composed of a zirconia layer formed on both surfaces of the titanium mesh layer by plastic working so as to cover the titanium mesh layer and the titanium mesh layer.

바람직하게, 제1 전극판과 제2 전극판의 복층 구조는 각각, 지르코니아층의 외측면에 코팅된 백금층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the multilayer structure of the first electrode plate and the second electrode plate further comprises a platinum layer coated on the outer surface of the zirconia layer.

바람직하게, 티타늄 메쉬층과 지르코니아층은 각각, 일부분이 관통되어 형성되며, 백금층의 형성 시에 백금이 유입되는 다수의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the titanium mesh layer and the zirconia layer each include a plurality of penetrating holes through which part of the platinum layer is formed, the platinum layer being introduced into the titanium mesh layer and the zirconia layer.

바람직하게, 전극 유닛에서 생성된 수소 및 산소가 유입되며, 수소 및 산소가 결합되는 교반 반응이 일어나는 교반실, 및 교반실에 설치되며, 교반 반응이 일어날 때 발생하는 열을 회수하는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the apparatus further includes a stirring chamber in which hydrogen and oxygen generated in the electrode unit are introduced and in which hydrogen and oxygen are combined, and a heat exchanger installed in the stirring chamber for recovering heat generated when the stirring reaction occurs .

바람직하게, 전해조는, 제1 전극판과 제2 전극판에서 생성된 수소 및 산소를 선택적으로 통과시켜 교반실로 안내하는 기체 투과막을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the electrolytic bath includes a gas permeable membrane which selectively passes hydrogen and oxygen generated in the first electrode plate and the second electrode plate and guides the mixed gas to the stirring chamber.

바람직하게, 열교환기는, 외부와 연결되도록 설치되며, 물이 그 경로를 따라 유동하면서 교반 반응에 의하여 발생된 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the heat exchanger is installed to be connected to the outside, and is characterized in that water is heated by the heat generated by the stirring reaction while flowing along the path.

바람직하게, 열교환기는, 난방을 위하여 외부에 마련된 난방 파이프와 연통되어 순환 구조를 형성하며, 열교환기에서 가열된 물은 난방 파이프를 통과하면서 난방을 수행한 후에 다시 열교환기로 유입되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the heat exchanger communicates with a heating pipe provided outside for heating, and forms a circulation structure. The water heated in the heat exchanger is heated while passing through the heating pipe, and then flows into the heat exchanger.

바람직하게, 열교환기는, 온수 공급을 위하여 외부에 마련된 온수 공급 밸브와 연통되며, 열교환기에서 가열된 물은 온수 공급 밸브를 통해 외부로 공급되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the heat exchanger is communicated with a hot water supply valve provided outside for supplying hot water, and the heated water in the heat exchanger is supplied to the outside through a hot water supply valve.

바람직하게, 교반실과 연결되며, 열교환기를 통과한 후에 교반실에서 배출된 수소 및 산소와 수소 및 산소에 포함된 수분을 서로 다른 경로로 분기시키는 분기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the apparatus further comprises a branching mechanism connected to the stirring chamber for branching the hydrogen and oxygen discharged from the stirring chamber after passing through the heat exchanger, water contained in the hydrogen and oxygen into different paths.

바람직하게, 분기구는, 교반실에서 배출된 수소 및 산소와 수소 및 산소에 포함된 수분을 서로 분리시키는 수분 분리 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the minute mechanism includes a moisture separation filter for separating hydrogen and oxygen discharged from the stirring chamber from moisture contained in hydrogen and oxygen.

바람직하게, 전해조에 수용된 물이 미리 정해진 수위를 유지하도록 전해조에 물을 공급하는 물탱크를 더 포함하며, 분기구는 물탱크와 연결되어 분기구에서 분기된 수분은 물탱크로 유입되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the electrolytic cell further comprises a water tank for supplying water to the electrolytic bath so that the water contained in the electrolytic bath is maintained at a predetermined level, and the water distributor is connected to the water tank, do.

본 발명에 따른 수소 및 산소 생성 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.The hydrogen and oxygen generating apparatus according to the present invention has the following effects.

첫째, 전극판에 마련되는 유도 경사면, 중앙홀, 및 순환홀 등을 통해 전극판에서 생성된 수소 및 산소는 교반실로 안내하고, 전극의 내부에 물이 순환되는 순환류를 형성함으로써, 전극판의 분극 현상을 억제하여 전기 분해에 필요한 전력량을 감소시키고, 전해조 내부에 수용된 물의 온도를 영역에 상관없이 균일하게 유지시켜 동파를 방지할 수 있다.First, hydrogen and oxygen generated in the electrode plate through the induction slope, the center hole, and the circulation hole provided on the electrode plate are guided to the stirring chamber, and the circulation flow in which water is circulated in the electrode is formed, The phenomenon can be suppressed to reduce the amount of electric power required for electrolysis and the temperature of the water contained in the electrolytic bath can be uniformly maintained irrespective of the region to prevent the freezing.

둘째, 교번적으로 배치되는 제1 전극판과 제2 전극판에 인가하는 전원의 극성을 미리 정해진 주기에 따라 반전시킴으로써, 전극판의 분극 현상을 억제하여 전기 분해에 필요한 전력량을 감소시킬 수 있다.Secondly, by reversing the polarity of the power source applied to the first and second electrode plates alternately arranged according to a predetermined period, the polarization of the electrode plate can be suppressed and the amount of power required for electrolysis can be reduced.

셋째, 양전극판과 음전극판 사이에 무극성의 전극판을 배치함으로써, 전기 분해가 진행되는 동안 전해조의 물에 응축된 철(Fe) 기타 금속 물질에 의하여 양전극판과 음전극판이 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.Third, by arranging a non-polar electrode plate between the positive electrode plate and the negative electrode plate, it is possible to prevent the positive electrode plate and the negative electrode plate from being short-circuited by iron (Fe) or other metal material condensed in water of the electrolytic bath during the electrolysis progress .

넷째, 티타늄 메쉬을 덮은 상태로 지르코니아를 고온 소성 가공하여 전극판을 복층 구조로 제조함으로써, 전기 분해가 진행되는 동안 전극판에서 염소 기타 유해 물질이 생성되는 것을 방지하여 안전성을 개성할 수 있다.Fourth, zirconia is processed at a high temperature in a state of covering the titanium mesh to produce a multi-layered electrode plate, thereby preventing generation of other harmful substances such as chlorine in the electrode plate during electrolysis.

다섯째, 생성된 수소 및 산소가 교반되어 일부의 수소 및 산소가 재결합되는 교반 반응에 의하여 고온의 열을 발생시킬 수 있으므로, 교반 반응에 의하여 발생된 고온의 열을 이용하여 난방 또는 온수 공급 등을 수행할 수 있다.Fifth, since the produced hydrogen and oxygen are stirred to generate high temperature heat by the stirring reaction in which a part of hydrogen and oxygen are recombined, heating or hot water supply is performed using high temperature heat generated by the stirring reaction can do.

도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 발생 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 도 1의 전극 유닛에 구비된 제1 전극판 내지 제3 전극판과 가스켓의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 전극 유닛에 구비된 제1 전극판 내지 제3 전극판의 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view for explaining a hydrogen and oxygen generating apparatus according to a preferred exemplary embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the first to third electrode plates and the gasket provided in the electrode unit of FIG. 1; FIG.
3 is a sectional view of a first electrode plate to a third electrode plate provided in the electrode unit of FIG.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each element or a specific part constituting the element is exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the following description, it is to be understood that the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 발생 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram for explaining a hydrogen and oxygen generating apparatus according to a preferred exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치(1)는, 물이 수용되는 전해조(20), 및 전해조(20)에 수용된 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하며, 소정의 간격으로 교번적으로 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70), 그리고 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)에 서로 반대되는 극성의 전원을 각각 인가하는 전원 공급부(90)를 구비하는 전극 유닛(40)을 포함하며, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)은 각각, 그 외곽에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면(61), 및 그 중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀(63)을 포함할 수 있다.1, an apparatus 1 for generating hydrogen and oxygen according to a preferred exemplary embodiment of the present invention includes an electrolytic bath 20 in which water is contained, And at least one pair of first electrode plates 60 and second electrode plates 70 alternately arranged at predetermined intervals and at least one pair of first electrode plates 60 and second electrode plates 70 disposed on the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 And an electrode unit 40 having a power supply unit 90 for applying a power source having an opposite polarity to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70. The first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 are connected to a central portion A guide slope 61 extending upwardly inclined upwardly, and a center hole 63 formed through the center portion.

하우징(10)은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치(1)의 몸체를 형성하며, 그 내부에는 전해조(20), 및 교반실(100) 등이 마련된다.The housing 10 forms the body of the hydrogen and oxygen generating apparatus 1 according to the preferred embodiment of the present invention and an electrolytic bath 20 and a stirring chamber 100 are provided therein.

전해조(20)는 하우징(10)의 하부에 마련되며, 그 내부 공간에는 전기 분해를 수행하기 위한 물이 미리 정해진 수위로 수용되고, 물탱크(30)로부터 물을 공급받을 수 있다.The electrolytic bath 20 is provided at a lower portion of the housing 10, and water for electrolysis is received in the internal space at a predetermined water level, and water can be supplied from the water tank 30.

전해조(20)의 수위는 특별히 한정되지는 않으며, 전극 유닛(40)의 전극판(50)이 물에 완전히 잠길 수 있는 수위가 유지되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 전해조(20)의 일측에는 전해조(20)에 수용된 물의 수위를 측정할 수 있는 수위 감지 센서(22)가 설치될 수 있다.The water level of the electrolytic bath 20 is not particularly limited, and it is desirable that the water level at which the electrode plate 50 of the electrode unit 40 can be completely immersed in water is maintained. To this end, a water level sensor 22 for measuring the water level of the water contained in the electrolytic bath 20 may be installed at one side of the electrolytic bath 20.

또한, 전해조(20)의 상부에는 전극 유닛(40)에서 생성된 수소 및 산소를 선택적으로 통과시켜 교반실(100)로 안내하는 기체 투과막(24)이 설치될 수 있다.The gas permeable membrane 24 may be provided on the upper portion of the electrolytic bath 20 to selectively pass the hydrogen and oxygen generated in the electrode unit 40 to the stirring chamber 100.

기체 투과막(24)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전해조(20)의 상부와 교반실(100)의 하부 사이에 설치될 수 있다. 따라서, 전기 분해에 의하여 전극 유닛(40)에서 생성된 수소 및 산소와, 전기 분해 시 발생된 열에 의해 전해조(20)의 물이 증발되어 생성된 수증기 등이 기체 투과막(24)을 통해 전해조(20)로부터 이탈되어 교반실(100)로 유동될 수 있다. 수소, 산소, 및 수증기의 교반실(100)로 이동하는 구체적인 양상은 후술하기로 한다.The gas permeable membrane 24 may be provided between the upper portion of the electrolytic bath 20 and the lower portion of the stirring chamber 100, as shown in Fig. Therefore, the hydrogen and oxygen generated in the electrode unit 40 by the electrolysis and the water vapor generated by evaporation of the water of the electrolytic cell 20 by the heat generated in the electrolysis are transferred through the gas permeable film 24 to the electrolytic bath 20 and flow into the stirring chamber 100. [ The specific manner of moving the hydrogen, oxygen, and steam to the stirring chamber 100 will be described later.

물탱크(30)는 전해조(20)에 수용된 물이 미리 정해진 수위를 유지하도록 전해조(20)에 물을 공급하는 부재이다.The water tank 30 is a member for supplying water to the electrolytic bath 20 so that the water contained in the electrolytic bath 20 is maintained at a predetermined water level.

도 1을 참조하면, 물탱크(30)는 물 공급관(31)을 통해 전해조(20)와 연결되어, 전해조(20)에 물을 공급할 수 있다.1, the water tank 30 is connected to the electrolytic bath 20 through a water supply pipe 31 to supply water to the electrolytic bath 20.

물 공급관(31)은 전해조(20)의 하단부와 연통되며, 물탱크(30)로부터 전해조(20)를 향해 물을 강제 순환시킬 수 있는 펌프(33), 및 전해조(20)에 수용된 물을 외부로 배출할 수 있는 드레인 밸브(35) 등을 포함할 수 있다.The water supply pipe 31 is connected to the lower end of the electrolytic bath 20 and includes a pump 33 for forcibly circulating water from the water tank 30 toward the electrolytic bath 20, And a drain valve 35 that can discharge the gas to the atmosphere.

따라서, 수위 감지 센서(22)에 의하여 측정된 전해조(20)의 수위가 미리 정해진 수위보다 낮을 경우에는 펌프(33)가 구동되어 물탱크(30)에 저장된 물을 전해조(20)에 공급하여 전해조(20)의 수위를 유지할 수 있다. 또한, 드레인 밸브(35)를 개방함으로써, 전해조(20)의 청소가 필요한 경우, 예를 들어, 전해조(20)에 수용된 물에 녹아 있는 금속의 농도가 기준치 이상인 경우에 전해조(20)에 수용된 물을 모두 배출할 수 있다.Therefore, when the water level of the electrolyzer 20 measured by the water level sensor 22 is lower than the predetermined water level, the pump 33 is driven to supply the water stored in the water tank 30 to the electrolytic bath 20, It is possible to maintain the water level of the water tank 20. When the electrolytic bath 20 is to be cleaned by opening the drain valve 35 and the concentration of the metal dissolved in the water contained in the electrolytic bath 20 is equal to or higher than the reference value, Can be discharged.

전해조(20)의 수위를 일정하기 유지하기 위해서는 물탱크(30)에 저장된 물의 수위, 다시 말하면 물탱크(30)에 저장된 물의 수압이 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 물탱크(30)에 물을 공급하여 물탱크(30)에 저장된 물의 수압을 일정하게 유지하는 보조 물탱크(36)가 마련될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 물탱크(30)를 수도와 연결하여 수도로부터 물을 공급받을 수도 있다. 또한, 물탱크(30)의 일측에는 물탱크(30)의 수위를 측정할 수 있는 수위 감지 센서(37)가 설치될 수도 있다.In order to keep the water level of the electrolytic bath 20 constant, it is preferable that the water level of the water stored in the water tank 30, that is, the water pressure of water stored in the water tank 30, is kept constant. To this end, an auxiliary water tank 36 may be provided to supply water to the water tank 30 to keep the water pressure of the water stored in the water tank 30 constant. However, the present invention is not limited to this, and water may be supplied from the water tank 30 by connecting the water tank 30 to the water pipe. A water level sensor 37 for measuring the water level of the water tank 30 may be installed at one side of the water tank 30.

전극 유닛(40)은 전해조(20)에 수용된 물을 전기 분해하는 부재로서, 물을 전기 분해할 수 있는 전극판(50), 및 전극판(50)에 전원을 공급하는 전원 공급부(90) 등을 포함할 수 있다.The electrode unit 40 is a member for electrolyzing water contained in the electrolytic bath 20 and includes an electrode plate 50 capable of electrolyzing water and a power supply unit 90 for supplying power to the electrode plate 50 . ≪ / RTI >

전극판(50)은 전원을 공급받아 물을 수소와 산소로 전기 분해하며, 소정의 간격으로 교번적으로 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70), 및 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70) 사이에 절연 상태로 배치되는 제3 전극판(80) 등을 포함할 수 있다. 또한, 전원 공급부(90)는 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)과 접속되어 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 서로 반대되는 극성의 전원을 인가할 수 있다.The electrode plate 50 includes at least a pair of first electrode plates 60 and second electrode plates 70 that are alternately arranged at predetermined intervals, And a third electrode plate 80 disposed between the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 in an insulated state. The power supply unit 90 is connected to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 to apply a power source having a polarity opposite to that of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 can do.

도 1을 참조하면, 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)은 수직 방향으로 교번적으로 배치되며, 서로 인접하는 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70) 사이에 제3 전극판(80)이 배치될 수 있다. 여기서, 수직 방향이란 중력 방향을 의미한다.Referring to FIG. 1, the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 are alternately arranged in the vertical direction, and between the adjacent first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 The third electrode plate 80 may be disposed on the second electrode plate 80. [ Here, the vertical direction means gravity direction.

전원 공급부(90)는 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)과 반대되는 극성의 전원을 각각 인가할 수 있고, 제3 전극판(80)에는 아무런 전원을 인가하지 않을 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(90)는 제1 전극판(60)에 양극의 전원을 제2 전극판(70)에 음극의 전원을 인가할 수 있다. 그러면, 제1 전극판(60)에서는 산소가, 그리고 제2 전극판(70)에서는 수소가 각각 생성될 수 있다.The power supply unit 90 may apply a power of the opposite polarity to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 and may not apply any power to the third electrode plate 80 . For example, the power supply unit 90 may apply the power of the positive electrode to the first electrode plate 60, and the negative electrode to the second electrode plate 70. Then, oxygen may be generated in the first electrode plate 60, and hydrogen may be generated in the second electrode plate 70.

전기 분해가 진행됨에 따라, 전해조(20)에 수용된 물에는 철(Fe) 기타 금속이 응축되면서 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)이 쇼트될 우려가 있다. 그러나, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70) 사이에 무극성의 제3 전극판(80)을 배치함으로써, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)이 물에 응축된 철(Fe) 기타 금속에 의하여 쇼트되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.As the electrolysis progresses, iron (Fe) and other metals are condensed in the water contained in the electrolytic bath 20, so that the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 may be short-circuited. However, by disposing the non-polarized third electrode plate 80 between the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70, the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 can be prevented from being exposed to water It is possible to effectively prevent shorting by condensed iron (Fe) or other metals.

또한, 전기 분해가 진행됨에 따라, 양극의 전원이 인가된 제1 전극판(60)의 표면에 산소가 달라 붙고, 음극의 전원이 인가된 제2 전극판(70)의 표면에 수소가 달라붙을 수 있다. 즉, 전기 분해가 장시간 지속되면 제1 및 제2 전극판(60)(70)에 각각 달라붙은 산소 및 수소에 의하여 전기 분해가 일어날 수 제1 및 제2 전극판(60)(70)의 표면적이 감소되어 전기 분해 효율이 떨어지는 분극 현상이 발생할 수 있다.As the electrolysis progresses, oxygen adheres to the surface of the first electrode plate 60 to which the power of the anode is applied, and hydrogen adheres to the surface of the second electrode plate 70 to which the power of the cathode is applied . That is, if the electrolysis is continued for a long time, electrolysis may be caused by oxygen and hydrogen adhering to the first and second electrode plates 60 and 70, respectively, and the surface area of the first and second electrode plates 60 and 70 The polarization efficiency may be lowered.

이를 해결하기 위하여, 전원 공급부(90)는 미리 정해진 주기마다 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 인가하는 전원의 극성을 각각 반전시킬 수 있다. 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)의 극성이 반전되는 주기는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 인가되는 전압의 크기에 따라 정해질 수 있다.In order to solve this problem, the power supply unit 90 can invert the polarities of the power applied to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70, respectively, at predetermined intervals. The period in which the polarities of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 are reversed is not particularly limited. For example, the polarities of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 It can be determined according to the magnitude of the voltage.

상술한 바와 같이, 제1 전극판(60)에 양극의 전원을 먼저 인가하면 제1 전극판(60)에 산소가 달라 붙고, 제2 전극판(70)에 음극의 전원을 먼저 인가하면 제2 전극판(70)에 수소가 달라 붙어 분극 현상을 일으킨다. 그런데, 전원 공급부(90)가 제1 및 2 전극판(60)(70)의 극성을 반전시키면, 음극이 전원이 인가된 제1 전극판(60)과 이에 달라 붙은 산소 사이에 척력이 작용하고, 양극의 전원이 인가된 제2 전극판(70)과 이에 달라 붙은 수소 사이에 척력이 작용한다. 따라서, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 각각 달라 붙은 산소 및 수소를 제거할 수 있다.As described above, when the power source for the positive electrode is first applied to the first electrode plate 60, oxygen is adhered to the first electrode plate 60. When the power source for the negative electrode is first applied to the second electrode plate 70, Hydrogen sticks to the electrode plate 70 to cause polarization. When the power supply unit 90 inverts the polarities of the first and second electrode plates 60 and 70, a repulsive force acts between the first electrode plate 60 to which the negative power is applied and the oxygen adhered thereto , A repulsive force acts between the second electrode plate 70 to which the power of the positive electrode is applied and the hydrogen adhering thereto. Therefore, oxygen and hydrogen that have adhered to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 can be removed, respectively.

즉, 전원 공급부(90)는 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 인가되는 전원의 극성을 주기적으로 반전시켜줌으로써, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 발생하는 분극 현상을 최소화시켜 전기 분해에 소요되는 전력을 줄일 수 있다.In other words, the power supply unit 90 periodically inverts the polarities of the power supplied to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70, so that the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 ) Can be minimized and electric power required for electrolysis can be reduced.

이와 같이, 제1 및 2 전극판(60)(70)에서 생성된 수소 및 산소는 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)에 각각 마련된 유도 경사면(61)과 중앙홀(63)을 순차적으로 지나면서 전해조(20)의 상부로 이동된 후에 기체 투과막(24)을 관통하여 교반실(100) 내부로 유입될 수 있다. 수소 및 산소를 교반실(100)로 유도하기 위한 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 구체적인 구성은 후술하기로 한다.The hydrogen and oxygen generated in the first and second electrode plates 60 and 70 are guided along the guide slope 61 and the center hole 63 provided in the first to third electrode plates 60, Through the gas permeable membrane 24 and into the inside of the stirring chamber 100 after passing through the gas permeable membrane 24 sequentially. Specific configurations of the first to third electrode plates 60, 70 and 80 for leading hydrogen and oxygen to the stirring chamber 100 will be described later.

한편, 온도가 낮은 겨울철에는 전해조(20)에 수용된 물이 얼어 동파될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 전원 공급부(90)는 제1 및 2 전극판(60)(70)에 동파 방지를 위한 최소한의 전력만을 공급하여, 제1 및 2 전극판(60)(70)에서 발생한 열을 이용하여 전해조(20)의 동파를 방지할 수 있다.On the other hand, in winter, when the temperature is low, the water contained in the electrolytic bath 20 can be frozen. In order to solve this problem, the power supply unit 90 supplies only the minimum power to the first and second electrode plates 60 and 70 to prevent the freezing of the first and second electrode plates 60 and 70, It is possible to prevent the electrolytic bath 20 from being frozen.

전원 공급부(90)는 전기 분해 작업이 정지된 상태에서 외부의 기온이 낮을 때에는 제1 및 2 전극판(60)(70)에서 전기 분해가 일어나는 최소 전력 미만의 전력을 제1 및 2 전극판(60)(70)에 공급하여 전해조(20)의 동파를 방지할 수 있다.When the outside temperature is low in the state where the electrolysis operation is stopped, the power supply unit 90 supplies power less than the minimum power that is electrolyzed in the first and second electrode plates 60 and 70 to the first and second electrode plates 60) 70 to prevent the electrolytic bath 20 from being frozen.

제1 및 2 전극판(60)(70)에 전기 분해가 일어나는 최소 전력 미만의 전력이 공급되면, 제1 및 2 전극판(60)(70)에 전기 분해는 일어나지 않고, 공급된 전력에 의하여 제1 및 제2 전극판(60)(70)의 온도가 상승될 수 있다. 따라서, 전해조(20)에 수용된 물이 얼어서 동파되는 것을 방지할 수 있다.When less than the minimum power required for electrolysis is supplied to the first and second electrode plates 60 and 70, the first and second electrode plates 60 and 70 are not electrolyzed, The temperature of the first and second electrode plates 60 and 70 can be raised. Therefore, the water contained in the electrolytic bath 20 can be prevented from being frozen and frozen.

전원 공급부(90)가 동파 파지를 위해 제1 및 2 전극판(60)(70)에 전력을 공급하는 기준 온도는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 전원 공급부(90)는 제1 및 2 전극판(60)(70)의 온도가 상승하는데 필요한 시간을 고려하여 약 10℃ 정도부터 제1 및 2 전극판(60)(70)에 전기 분해가 일어나는 최소 전력 미만의 전력을 공급하여 전해조(20)의 동파를 방지할 수 있다.The reference temperature at which the power supply unit 90 supplies electric power to the first and second electrode plates 60 and 70 for the fast-wave papper is not particularly limited. For example, the power supply unit 90 may supply power to the first and second electrode plates 60 and 70 from about 10 ° C in consideration of the time required for the temperature of the first and second electrode plates 60 and 70 to rise It is possible to prevent the freezing of the electrolytic bath 20 by supplying power less than the minimum power at which electrolysis occurs.

이와 같이, 전극판(50)과 전원 공급부(90)를 구비하는 전극 유닛(40)을 전해조(20)에 설치함으로써, 전해조(20)에 수용된 물을 전기 분해하여 수소 및 산소를 생성할 수 있다. 따라서, 전극 유닛(40)에 의하여 생성된 수소 및 산소를 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 연료로 사용할 수 있다.In this way, by providing the electrode unit 40 including the electrode plate 50 and the power supply unit 90 in the electrolytic bath 20, the water contained in the electrolytic bath 20 can be electrolyzed to generate hydrogen and oxygen . Therefore, hydrogen and oxygen generated by the electrode unit 40 can be used as an environmentally friendly fuel that can replace fossil fuels.

이와 같이 생성된 수소 및 산소를 친환경 연료로 사용하기 위하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치(1)는, 전극 유닛(40)에서 생성된 수소 및 산소가 유입되며, 수소 및 산소가 결합되는 교반 반응이 일어나는 교반실(100), 및 교반실(100)에 설치되며, 교반 반응이 일어날 때 발생하는 열을 회수하는 열교환기(110) 등을 더 포함할 수 있다.In order to use hydrogen and oxygen thus generated as an environmentally friendly fuel, hydrogen and oxygen generated in the electrode unit 40 are introduced into the hydrogen and oxygen generating apparatus 1 according to the preferred exemplary embodiment of the present invention, And a heat exchanger 110 installed in the stirring chamber 100 for collecting heat generated when the stirring reaction occurs, and the like.

교반실(100)은 하우징(10)의 상부에 마련되며, 기체 투과막(24)에 의하여 전해조(20)와 구획되어 제1 및 제2 전극판(60)(70)에서 생성된 수소 및 산소가 교반 반응을 일으키는 공간을 제공한다.The stirring chamber 100 is provided on the upper portion of the housing 10 and is partitioned from the electrolytic bath 20 by the gas permeable film 24 so that hydrogen and oxygen generated in the first and second electrode plates 60, Provides a space for stirring reaction.

수소 및 산소의 교반 반응이란, 전기 분해 시에 발생되는 열에 의해 가열된 상태로 교반실(100)의 내부로 유입된 수소 및 산소가 교반되면서 고압 상태가 되어 유입된 수소 및 산소 중 일부가 물로 재결합되는 반응을 말한다. 이러한 수소 및 산소의 교반 반응에 의하여, 고온의 열과 수증기가 발생한다. 즉, 생성된 수소 및 산소를 인위적인 방법으로 점화하여 연소시키지 않고, 수소 및 산소를 교반하여 고압 상태에서 자연 연소시켜 고온의 열을 얻을 수 있다.The stirring reaction of hydrogen and oxygen is a reaction in which hydrogen and oxygen introduced into the stirring chamber 100 in a state of being heated by the heat generated during the electrolysis are stirred and become in a high pressure state and some of the introduced hydrogen and oxygen are recombined with water . By the stirring reaction of hydrogen and oxygen, heat of high temperature and steam are generated. That is, the generated hydrogen and oxygen are ignited by an artificial method and are not burnt, and hydrogen and oxygen are stirred to naturally burn at high pressure to obtain high-temperature heat.

교반실(100)의 일측에는 교반실(100)의 압력을 측정할 수 있는 압력 감지 센서(102), 및 교반실(100)에 충전된 기체를 외부로 배출할 수 있는 압력 조절 밸브(104)가 설치될 수 있다. 따라서, 압력 감지 센서(102)에 의하여 감지된 압력이 기준 압력 이상이면 압력 조절 밸브(104)를 개방하여 교반실(100)에 충전된 기체를 외부로 안내하여 교반실(100)의 압력을 조절할 수 있다.A pressure sensor 102 capable of measuring the pressure of the stirring chamber 100 and a pressure control valve 104 capable of discharging the gas filled in the stirring chamber 100 to the outside are provided at one side of the stirring chamber 100, Can be installed. Therefore, when the pressure sensed by the pressure sensor 102 is equal to or higher than the reference pressure, the pressure regulating valve 104 is opened to guide the gas filled in the stirring chamber 100 to the outside to adjust the pressure in the stirring chamber 100 .

열교환기(110)는 교반실(100)의 상부에 설치되며, 수소 및 산소의 교반 반응에 의하여 발생된 고온의 열을 회수할 수 있다. 보다 구체적으로, 열교환기(110)는 외부와 연결되도록 설치되며, 물이 그 경로를 따라 유동하면서 교반 반응에 의하여 발생된 열에 의해 가열될 수 있다.The heat exchanger 110 is installed on the upper portion of the stirring chamber 100 and can collect heat of high temperature generated by the stirring reaction of hydrogen and oxygen. More specifically, the heat exchanger 110 is installed to be connected to the outside, and can be heated by the heat generated by the stirring reaction while the water flows along the path.

교반실(100)의 내부에 설치 가능한 열교환기(110)의 개수는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 교반실(100)의 내부에는 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)가 병렬적으로 설치될 수 있다.The number of the heat exchangers 110 that can be installed in the stirring chamber 100 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, a first heat exchanger 120 and a second heat exchanger 130 may be installed in parallel in the interior of the stirring chamber 100.

제1 열교환기(120)는 난방을 위하여 외부로 마련된 난방 파이프(140)와 연통되어 순환 구조를 형성하며, 제1 열교환기(120)에서 가열된 물은 난방 파이프(140)를 통과하면서 난방을 수행한 후에 다시 제1 열교환기(120)로 유입될 수 있다.The first heat exchanger 120 communicates with a heating pipe 140 provided outside to form a circulation structure for heating. The water heated by the first heat exchanger 120 passes through the heating pipe 140, And then introduced into the first heat exchanger 120 again.

도 1에 도시된 바와 같이, 난방 파이프(140)는 난방을 위하여 주택이나 아파트의 온돌(140a)에 설치 가능한 일반적인 난방 파이프(140)로서, 제1 열교환기(120)의 유입구 및 유출구와 연통된다. 난방 파이프(140)의 유출구와 제1 열교환기(120)의 유입구 사이에는 펌프(142)가 설치되며, 난방 파이프(140)의 일측에는 난방 파이프(140)를 유동하는 물의 수온을 감지하는 온도 감지 센서(144)가 설치될 수 있다.1, the heating pipe 140 is a general heating pipe 140 that can be installed on the ondol 140a of a house or apartment for heating, and is connected to the inlet and outlet of the first heat exchanger 120 . A pump 142 is installed between the outlet of the heating pipe 140 and the inlet of the first heat exchanger 120 and a temperature sensor 140 for sensing the temperature of water flowing through the heating pipe 140 is installed at one side of the heating pipe 140, A sensor 144 may be installed.

따라서, 난방 파이프(140)를 유동하는 온도 감지 센서(144)에 의하여 감지된 수온이 기준 온도 이하이면 펌프(142)를 구동하여 난방 파이프(140)로부터 제1 열교환기(120)를 향해 물을 강제 순환시킬 수 있다. 그러면, 제1 열교환기(120)로 유입된 물은 교반실(100) 내부의 고온에 의하여 가열된 상태로 다시 난방 파이프(140)로 유입된 후에 난방 파이프(140)를 유동하면서 난방을 수행할 수 있다.Accordingly, when the water temperature sensed by the temperature sensor 144 flowing through the heating pipe 140 is lower than the reference temperature, the pump 142 is driven to flow water from the heating pipe 140 toward the first heat exchanger 120 It can be forcibly circulated. The water introduced into the first heat exchanger 120 flows into the heating pipe 140 while being heated by the high temperature inside the stirring chamber 100, and then is heated while flowing through the heating pipe 140 .

제2 열교환기(130)는 온수 공급을 위하여 외부에 마련된 온수 공급 밸브(132)와 연통되며, 제2 열교환기(130)에서 가열된 물은 온수 공급 밸브(132)를 통해 외부로 공급될 수 있다.The second heat exchanger 130 communicates with the hot water supply valve 132 provided for the hot water supply and the water heated by the second heat exchanger 130 can be supplied to the outside through the hot water supply valve 132 have.

도 1에 도시된 바와 같이, 제2 열교환기(130)의 유입구는 온수 보충관(134)을 통해 물 공급관(31)과 연결되며, 제2 열교환기(130)의 유출구는 하우징(10)의 외부로 연장되어 그 단부에 온수 공급 밸브(132)가 설치될 수 있다.1, an inlet of the second heat exchanger 130 is connected to the water supply pipe 31 through a hot water supplement pipe 134, and an outlet of the second heat exchanger 130 is connected to the water supply pipe 31 of the housing 10 And a hot water supply valve 132 may be installed at the end thereof.

또한, 물 공급관(31)의 경로 상에 제1 내지 3 밸브(39a~39c)로 이루어진 3방 밸브(39)를 설치하고, 제1 내지 3 밸브(39a~39c)를 각각 물탱크(30), 전해조(20), 및 온수 보충관(134)과 연결할 수 있다. 따라서, 물탱크(30)에 저장된 물을 전해조(20) 및 제2 열교환기(130)에 선택적으로 공급할 수 있다.A three-way valve 39 consisting of first to third valves 39a to 39c is provided on the path of the water supply pipe 31 and the first to third valves 39a to 39c are connected to the water tank 30, The electrolytic bath 20, and the hot water replenishing pipe 134. Therefore, the water stored in the water tank 30 can be selectively supplied to the electrolytic bath 20 and the second heat exchanger 130.

물탱크(30)로부터 공급되어 3방 밸브(39)를 지나 제2 열교환기(130)로 공급된 물은 교반실(100) 내부의 고온에 의하여 가열되며, 온수 공급 밸브(132)를 개방하여 제2 열교환기(130)에서 생성된 온수를 외부로 공급할 수 있다.The water supplied from the water tank 30 through the three-way valve 39 and supplied to the second heat exchanger 130 is heated by the high temperature inside the stirring chamber 100 and the hot water supply valve 132 is opened The hot water generated in the second heat exchanger 130 can be supplied to the outside.

또한, 제2 열교환기(130)의 경로 상에는 제2 열교환기(130)를 통과하는 물의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지 센서(136)가 설치될 수 있다. 온도 감지 센서(136)에 의하여 감지된 온도가 기준 온도 이상이면, 전원 공급부(90)는 전극판(50)에 인가하는 전원을 차단하여 전기 분해를 중단할 수 있다.A temperature sensor 136 may be installed on the path of the second heat exchanger 130 to sense the temperature of the water passing through the second heat exchanger 130. When the temperature sensed by the temperature sensor 136 is higher than the reference temperature, the power supply unit 90 may interrupt the power supply to the electrode plate 50 to stop the electrolysis.

한편, 교반실(100)에는 전극판(50)에서 생성된 수소 및 산소뿐만 아니라 전기 분해 시 발생된 열에 의하여 전해조(20)에 수용된 물이 증발되어 생성된 수증기가 함께 유입될 수 있다. 또한, 교반실(100) 내부에서 수소 및 산소의 교반 반응에 의하여 새로이 수증기가 생성될 수 있다. 즉, 교반실(100)에는 수소 및 산소뿐만 아니라 수증기 형태의 수분도 함께 공존하므로, 수소 및 산소와 수분을 분리하기 위한 장치가 마련되어야 한다.Meanwhile, the water contained in the electrolytic bath 20 may be evaporated by the heat generated during the electrolysis as well as the hydrogen and oxygen generated in the electrode plate 50, so that the generated water vapor may be introduced into the stirring chamber 100. In addition, steam may be newly generated by stirring the hydrogen and oxygen in the stirring chamber 100. That is, not only hydrogen and oxygen but also moisture in the form of water vapor coexist in the stirring chamber 100, so that a device for separating hydrogen and oxygen from moisture must be provided.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치(1)는 교반실(100)과 연결되며, 열교환기(110)를 통과한 후에 교반실(100)에서 배출된 수소 및 산소와 수소 및 산소에 포함된 수분을 서로 다른 경로로 분기시키는 분기구(150)를 더 포함할 수 있다. 특히, 분기구(150)는 교반실(100)에서 배출된 수소 및 산소와 수소 및 산소에 포함된 수분을 서로 분리시키는 수분 분리 필터(미도시)를 포함할 수 있다.In order to solve this problem, a hydrogen and oxygen generating apparatus 1 according to an exemplary embodiment of the present invention is connected to an agitation chamber 100, and the hydrogen and oxygen generating apparatus 1, after passing through a heat exchanger 110, And a branching mechanism 150 for branching the hydrogen, oxygen, hydrogen, and moisture contained in oxygen into different paths. In particular, the minute mechanism 150 may include a moisture separation filter (not shown) for separating hydrogen and oxygen discharged from the stirring chamber 100 from moisture contained in hydrogen and oxygen.

도 1에 도시된 바와 같이, 분기구(150)는 유입구(150a)와 제1 출구(150b) 및 제2 출구(150c)를 가진다. 분기구(150)의 유입구(150a)는 혼합가스 배출관(152)을 통해 교반실(100)과, 제1 출구(150b)는 물탱크(30)와, 제2 출구(150c)는 수소 및 산소 배출관(154)과 각각 연결된다. 또한, 분기구(150) 내부에는 혼합가스 배출관(152)을 통해 분기구(150) 내부로 유입된 수소 및 산소와 수소 및 산소에 포함된 수분을 서로 분리시키는 수분 분리 필터(미도시)가 설치될 수 있다.As shown in Fig. 1, the distributor 150 has an inlet 150a, a first outlet 150b, and a second outlet 150c. The inlet 150a of the distributor 150 is connected to the stirring chamber 100 through the mixed gas discharge pipe 152. The first outlet 150b is connected to the water tank 30 and the second outlet 150c is connected to the hydrogen and oxygen And is connected to the discharge pipe 154, respectively. A water separation filter (not shown) for separating hydrogen and oxygen introduced into the branch mechanism 150 through the gas mixture discharge pipe 152 and water contained in hydrogen and oxygen is installed in the branch mechanism 150 .

수소 및 산소의 교반 반응에 의해 고온 상태가 된 교반실(100)의 수소, 산소, 및 수증기는 교반실(100)의 상측에 마련된 혼합가스 배출관(152)을 통해 배출되어 분기구(150)의 유입구(150a)를 통해 분기구(150) 내부로 유입된다. 분기구(150) 내부로 유입된 수소, 산소, 및 수증기는 수분 분리 필터에 의하여 분리된다.The hydrogen, oxygen, and water vapor in the stirring chamber 100, which is brought into a high temperature state by the stirring reaction of hydrogen and oxygen, is discharged through the mixed gas discharge pipe 152 provided above the stirring chamber 100, And then flows into the branch mechanism 150 through the inlet 150a. The hydrogen, oxygen, and water vapor introduced into the minute mechanism 150 are separated by the water separation filter.

수분 분리 필터에 의하여 분리된 수증기는 제1 출구(150b)를 따라 물탱크(30)로 유입된다. 즉, 분기구(150)는 물탱크(30)와 연결되어 분기구(150)에서 분리된 수분은 물탱크(30)로 유입될 수 있다.The water vapor separated by the water separation filter flows into the water tank 30 along the first outlet 150b. That is, the branch mechanism 150 is connected to the water tank 30 so that water separated from the branch mechanism 150 can be introduced into the water tank 30.

다시 말하면, 물탱크(30)로부터 배출되어 전해조(20)로 공급된 물이 다시 분기구(150)의 제1 출구(150b)와 연결된 물탱크(30)로 유입됨으로써, 물이 순환되는 순환 사이클을 이룰 수 있다. 그 결과, 물탱크(30), 전해(20), 교반실(100), 분기구(150), 및 물탱크(30) 순으로 물을 강제 순화시킬 수 있으므로, 물의 산성화를 억제하여 전기 분해 시에 필요한 전력량을 감소시킬 수 있다.In other words, the water discharged from the water tank 30 and supplied to the electrolytic bath 20 flows into the water tank 30 connected to the first outlet 150b of the distributor 150 again, . As a result, water can be forcibly purified in the order of the water tank 30, the electrolytic 20, the stirring chamber 100, the distributor 150, and the water tank 30, Can be reduced.

수분 분리 필터에 의하여 분리된 수소 및 산소는 제2 출구(150c)와 연결된 수소 및 산소 배출관(154)을 따라 이동된다. 이와 같이, 수소 및 산소 배출관(154)을 따라 이동되는 수소 및 산소는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 수소 및 산소 배출관(154)을 따라 이동되는 수소 및 산소를 가솔린 엔진에 공급할 수 있다. 가솔린 엔진에 공급된 수소 및 산소는 수소의 폭발력과 산소의 연소 작용에 의하여 발생하는 고온의 열에너지를 통해 가솔린을 초미립자화하여 가솔린의 폭발력을 증가시키고, 가솔린의 완전 연소를 촉진하여 가솔린 엔진의 출력을 증강할 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 디젤 엔진 또는 가스 엔진에 수소 및 산소를 공급하여 디젤 엔진 또는 가스 엔진의 출력을 증강하거나, 수소 및 산소를 발전기에 공급하여 화석 연료를 대체하는 친환경 연료로 사용할 수 있다.The hydrogen and oxygen separated by the water separation filter are moved along the hydrogen and oxygen discharge pipe 154 connected to the second outlet 150c. As such, hydrogen and oxygen being moved along the hydrogen and oxygen discharge tubes 154 can be used for various purposes. For example, hydrogen and oxygen, which are moved along the hydrogen and oxygen discharge pipe 154, may be supplied to the gasoline engine. The hydrogen and oxygen supplied to the gasoline engine increases the explosive power of gasoline by super gasification of gasoline through the high temperature thermal energy generated by the explosive power of hydrogen and the combustion of oxygen and promotes the complete combustion of gasoline, Can be augmented. Of course, the present invention is not limited to this, and it is possible to supply hydrogen and oxygen to a diesel engine or a gas engine to increase the output of a diesel engine or a gas engine, or to supply hydrogen and oxygen to a generator to use as an environmentally friendly fuel replacing fossil fuel .

도 2는 도 1의 전극 유닛에 구비된 제1 전극판 내지 제3 전극판과 가스켓의 분리 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the gasket and the first to third electrode plates provided in the electrode unit of FIG. 1; FIG.

제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)은 인가되는 전원의 극성이나 전원의 인가 여부에서만 차이점을 가질 뿐 그 구조는 서로 동일하다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 전극판(60)을 기준으로 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 구조를 설명하기로 한다.The first through third electrode plates 60, 70, and 80 have the same structure as each other, except that the first and second electrode plates 60, Therefore, for convenience of description, the structure of the first to third electrode plates 60, 70, and 80 will be described with reference to the first electrode plate 60.

도 2를 참조하면, 제1 전극판(60)은 그 외곽에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면(61), 그 중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀(63), 및 그 외곽 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성되는 순환홀(65) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극판(60)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 원판 형상을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사각판 기타 다각판 형상을 가질 수도 있다.Referring to FIG. 2, the first electrode plate 60 includes an induction slope 61 extending upwardly from an outer periphery of the first electrode plate 60 toward the center, a center hole 63 formed through the central portion of the induction slope 61, A circulation hole 65 formed at a predetermined interval, and the like. As shown in FIG. 2, the first electrode plate 60 may have a disk shape, but is not limited thereto, and may have a rectangular plate or other polygonal plate shape.

유도 경사면(61)은 제1 전극판(60)의 외곽으로부터 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되며, 이로 인해 제1 전극판(60)은 중앙부가 외곽에 비하여 돌출된 ‘깔때기’ 형상을 가질 수 있다. 또한, 중앙홀(63)은 유도 경사면(61)의 상측 단부와 연결되도록 제1 전극판(60)의 중앙부가 관통되어 형성되며, 순환홀(65)은 유도 경사면(61)의 외관 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성될 수 있다.The guiding inclined surface 61 extends upward from the outer edge of the first electrode plate 60 toward the central portion so that the first electrode plate 60 may have a shape of a funnel protruding from the outer edge of the first electrode plate 60 . The center hole 63 is formed through the center of the first electrode plate 60 so as to be connected to the upper end of the induction slope 61 and the circulation hole 65 is formed along the outer circumference of the induction slope 61 And may be formed at predetermined intervals.

제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 수직 방향을 향해 배치되므로, 각각의 전극판(50)의 순환홀(65) 끼리 마주보도록 제1 내지 제3 전극판(60)(70)(80)을 배치하면, 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 중앙홀(63)과 순환홀(65)이 각각 모여서 전해조(20)의 하부에서 상부를 향해 연장되는 통로를 각각 형성할 수 있다.The first to third electrode plates 60, 70 and 80 are disposed so as to face the first to third electrode plates 60, 70 and 80 so as to face the circulation holes 65 of the electrode plates 50 The center hole 63 and the circulation hole 65 of the first to third electrode plates 60, 70 and 80 are gathered to extend from the lower portion of the electrolytic bath 20 toward the upper portion, Respectively.

따라서, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에서 생성된 수소 및 산소는 유도 경사면(61)를 따라 상승하면서 중앙홀(63)로 유도되며, 중앙홀(63)을 따라 전해조(20)의 상부를 향해 상승한 후에 기체 투과막(24)을 통과하여 교반실(100)에 유입될 수 있다.The hydrogen and oxygen generated in the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 are led to the center hole 63 along the induction slope 61 and are guided to the center hole 63 along the induction slope 61, Permeable membrane 24 and may be introduced into the stirring chamber 100 after rising toward the upper portion of the gas-permeable membrane 20.

또한, 전기 분해 시에 가열된 전해조(20)의 물은 수소 및 산소와 함께 유도 경사면(61)을 따라 상승하면서 중앙홀(63)로 유도되며, 중앙홀(63)을 따라 전해조(20)의 상부를 향해 상승한 후에 다시 순환홀(65)로 유입되어 순환홀(65)을 따라 전해조(20)의 하부를 향해 하강된다.The water of the electrolytic bath 20 heated during the electrolysis is led to the central hole 63 while rising along the induction slope 61 together with hydrogen and oxygen so that the water of the electrolytic bath 20 Then flows into the circulation hole 65 again and is lowered toward the lower portion of the electrolytic bath 20 along the circulation hole 65. [

다시 말하면, 전기 분해 시에 가열된 전해조(20)의 물은 중앙홀(63)을 따라 전해조(20)의 하부에서 상부를 향해 상승하고, 다시 순환홀(65)을 따라 전해조(20)의 상부에서 하부를 향해 하강하면서 순환류(A)를 형성하는 것이다. 이로 인해, 서로 인접하는 전극판(50) 사이마다 중앙부는 전해조(20)의 상부를 향해 상승하고 외곽은 전해조(20)의 하부를 향해 하강하는 순환류(A)가 형성될 수 있다.In other words, the water of the electrolytic bath 20 heated at the time of electrolysis rises along the central hole 63 from the lower part to the upper part of the electrolytic bath 20 and flows along the circulation hole 65 again to the upper part of the electrolytic bath 20 So that the circulation flow A is formed. Thus, a circulating flow A that rises toward the upper portion of the electrolytic bath 20 and descends toward the lower portion of the electrolytic bath 20 can be formed between the electrode plates 50 adjacent to each other.

전해조(20)의 순환류(A)는 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)에 각각 달라 붙은 수소 및 산소를 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)과 분리시킬 수 있어 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)의 분극 현상을 방지할 수 있다. 또한, 전해조(20)의 순환류(A)는 전해조(20)의 물을 순환시키면서 전해조(20)에 수용된 물의 온도를 영역 간의 온도 편차 없이 균등하게 유지시켜 줄 수 있다. 따라서, 상대적으로 온도가 낮은 겨울철에도 전해조(20)의 물이 얼어 동파되는 것을 방지할 수 있다.The circulating flow A of the electrolytic cell 20 separates the hydrogen and oxygen adhering to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 from the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 So that polarization of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 can be prevented. The circulating flow A of the electrolytic bath 20 can keep the temperature of the water contained in the electrolytic bath 20 uniformly maintained without temperature variation between the zones while circulating the water of the electrolytic bath 20. Therefore, it is possible to prevent the water in the electrolytic bath 20 from freezing and frost even in the winter when the temperature is relatively low.

한편, 제1 전극판(60) 내지 제3 전극판(80)을 전해조(20)에 장착할 경우 제1 전극판(60) 내지 제3 전극판(80)과 전원 공급부(90)의 접속 부위 등을 통해 전해조(20)에 저장된 물이 유출될 우려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 전극 유닛(40)은 중공의 형상을 가지며, 제1 전극판(60) 내지 제3 전극판(80)의 외측 둘레와 결합되어 제1 전극판(60) 내지 제3 전극판(80)을 실링하는 가스켓(69)을 더 포함할 수 있다.When the first to third electrode plates 60 to 80 are mounted on the electrolytic bath 20, the connection between the first to third electrode plates 60 to 80 and the power supply unit 90 The water stored in the electrolytic bath 20 may be leaked through the water supply pipe or the like. The electrode unit 40 has a hollow shape and is engaged with the outer peripheries of the first to third electrode plates 60 to 80 to form the first to third electrode plates 60, And a gasket (69) sealing the gasket (80).

도 2를 참조하면, 가스켓(69)은 제1 전극판(60)의 외측 둘레 부분과 결합될 수 있도록 중공을 형상을 가지며, 가스켓(69) 중공의 내측면에는 제1 전극판(60)의 외측 둘레 부분이 삽입되어 결합될 수 있는 결합홈(69a)이 마련될 수 있다. 가스켓(69)의 재질은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 실리콘 재질로 가스켓(69)을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 2, the gasket 69 has a hollow shape so as to be engaged with an outer circumferential portion of the first electrode plate 60, and the inner surface of the gasket 69 has a first electrode plate 60 And an engaging groove 69a into which the outer peripheral portion can be inserted and engaged can be provided. The material of the gasket 69 is not particularly limited. For example, the gasket 69 can be made of a silicon material.

도 3은 도 1의 전극 유닛에 구비된 제1 전극판 내지 제3 전극판의 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the first to third electrode plates of the electrode unit of FIG. 1;

상술한 바와 같이, 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)에 인가되는 전원의 극성이나 전원의 인가 여부에서만 차이점을 가질 뿐 그 구조는 서로 동일하다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 전극판(60)을 기준으로 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 내부 구조를 설명하기로 한다.As described above, only the polarities of the power sources applied to the first to third electrode plates 60, 70, and 80 and the power supply are different, but their structures are the same. Therefore, the internal structure of the first to third electrode plates 60, 70, and 80 will be described with reference to the first electrode plate 60 for convenience of explanation.

도 3을 참조하면, 제1 전극판(60)은 티타늄 메쉬층(60a), 티타늄 메쉬층(60a)을 덮도록 소성 가공되어 티타늄 메쉬층(60a)의 양면에 형성되는 지르코니아층(60b), 및 지르코니아층(60b)의 외측면에 코팅된 백금층(60c)으로 이뤄진 복층 구조를 가질 수 있다.3, the first electrode plate 60 includes a titanium mesh layer 60a, a zirconia layer 60b formed on both surfaces of the titanium mesh layer 60a by plastic working to cover the titanium mesh layer 60a, And a platinum layer 60c coated on the outer surface of the zirconia layer 60b.

티타늄 매쉬층(60a)과 지르코니아층(60b)은 졸 상태의 지르코니아에 티타늄 매쉬를 삽입하여 가소성한 후에 다시 지르코니아를 덮어 고온 소성함으로써 형성될 수 있다. 지르코니아층은(60b) 물의 전기 분해 시에 염소 기타 유해 성질이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 티타늄 메쉬층(60a)은 지르코니아층(60b)의 강도를 보강할 수 있다. 또한, 백금층(60c)은 지르코니아층(60b)의 상면과 하면의 표면에 코팅되어 형성되며, 제1 전극판(60)의 전도성을 높일 수 있다.The titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b may be formed by inserting a titanium mesh into zirconia in a sol state, plasticizing the same, covering the zirconia again, and sintering at a high temperature. The zirconia layer 60b can prevent chlorine and other harmful properties from occurring during electrolysis of water, and the titanium mesh layer 60a can enhance the strength of the zirconia layer 60b. The platinum layer 60c is coated on the upper and lower surfaces of the zirconia layer 60b, and the conductivity of the first electrode plate 60 can be increased.

그런데, 백금층(60c)은 지르코니아층(60b)의 상면과 하면에 상대적으로 얇게 형성되므로, 지르코니아층(60b)과의 결합력이 약해 지르코니아층(60b)과 분리되어 이탈될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 티타늄 메쉬층(60a)과 지르코니아층(60b)은, 그 일부분이 관통되어 형성되며, 백금층(60c)의 형성 시에 백금이 유입되는 관통홀(67)을 포함하며, 관통홀(67)에 유입된 백금은 티타늄 메쉬층(60a) 및 지르코니아층(60b)과 결합되면서 티타늄 메쉬층(60a) 및 지르코니아층(60b)과 백금층(60c) 간의 결합력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.However, since the platinum layer 60c is formed relatively thin on the upper and lower surfaces of the zirconia layer 60b, the bonding strength with the zirconia layer 60b is weak and can be separated and separated from the zirconia layer 60b. In order to solve this problem, the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b are formed so as to penetrate a part thereof and include a through hole 67 through which platinum flows in forming the platinum layer 60c, The platinum introduced into the hole 67 is combined with the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b to increase the bonding force between the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b and the platinum layer 60c do.

도 3을 참조하면, 관통홀(67)은 티타늄 메쉬층(60a)과 지르코니아층(60b)이 소정의 간격의 관통되어 형성된다. 따라서, 백금층(60c)의 형성 시에 관통홀(67)로 백금이 유입되면서 관통홀(67)에 유입된 백금과 티타늄 메쉬층(60a) 및 지르코니아층(60b)이 결합된다. 또한, 지르코니아층(60b)의 상면과 하면에 각각 형성된 백금층(60c)이 관통홀(67)에 유입된 백금에 의하여 서로 연결된다. 그 결과, 티타늄 메쉬층(60a) 및 지르코니아층(60b)과 백금층(60c) 상호 간의 결합력이 증가되어, 백금층(60c)이 지르코니아층(60b)으로부터 분리되어 이탈되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 3, the through-hole 67 is formed by penetrating the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b with a predetermined gap therebetween. Therefore, platinum is introduced into the through-hole 67 at the time of forming the platinum layer 60c, and the platinum introduced into the through-hole 67 is combined with the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b. Platinum layers 60c formed on the upper and lower surfaces of the zirconia layer 60b are connected to each other by platinum introduced into the through holes 67. [ As a result, the bonding force between the titanium mesh layer 60a and the zirconia layer 60b and the platinum layer 60c is increased, and the platinum layer 60c can be prevented from separating from the zirconia layer 60b and being separated from the zirconia layer 60b.

한편, 제1 내지 3 전극판(60)(70)(80)의 재질은 상술한 티타늄 메쉬, 지르코니아, 및 백금에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 전극판에 사용되는 재질로 제조될 수도 있다.The materials of the first to third electrode plates 60, 70 and 80 are not limited to the above-described titanium mesh, zirconia, and platinum, but may be generally made of a material used for an electrode plate.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 수소 및 산소 생성장치(1)를 이용하여 수소 및 산소를 생성하여 공급하고, 수소와 산소의 교반 반응 시에 발생되는 열을 회수하여 난방 및 온수 공급을 수행하는 과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, hydrogen and oxygen are produced and supplied using the hydrogen and oxygen generating apparatus 1 according to the preferred embodiment of the present invention. The heat generated during the stirring reaction of hydrogen and oxygen is recovered, The process of performing the supply will be described.

먼저, 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 전원 공급부(90)을 통해 서로 반대되는 극성의 전원을 각각 인가하여 전기 분해 작업을 시작한다.First, a power source having a polarity opposite to that of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 is applied to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 through the power supply unit 90, respectively.

양극의 전원이 인가된 전극판(50)에서는 산소가 생성되며, 음극의 전원이 인가된 전극판(50)에서는 수소가 생성된다. 또한, 전원 공급부(90)는 미리 정해진 주기마다 제1 전극판(60)과 제2 전극판(70)에 인가하는 전원의 극성을 반전시켜, 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)에 분극 현상이 방지되는 것을 방지할 수 있다.Oxygen is generated in the electrode plate 50 to which the positive power is applied, and hydrogen is generated in the electrode plate 50 to which the negative power is applied. The power supply unit 90 inverts the polarity of the power applied to the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 by a predetermined period so that the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 70 can be prevented from being prevented from being polarized.

제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)에서 생성된 수소 및 산소와 전기 분해 시에 발생된 열에 의하여 생성된 수증기는 유동 경사면(61)과 중앙홀(63)을 지나 전해조(20)의 상부를 향해 상승한 후에 기체 투과막(24)을 통과하여 교반실(100)로 유입된다.The hydrogen and oxygen generated in the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 and the water vapor generated by the heat generated during the electrolysis pass through the flow slope 61 and the center hole 63, And then flows into the stirring chamber 100 through the gas-permeable membrane 24. The gas-

또한, 전기 분해 시에 발생된 열에 의하여 가열된 전해조(20)의 물은 중앙홀(63)을 따라 수소, 산소, 및 수증기와 함께 전해조(20)의 상부를 향해 상승한 후에 다시 순환홀(65)을 따라 하강함으로써, 전해조(20) 내부에 순환류(A)를 형성한다. 전해조(20) 내부에 형성된 순환류(A)는 제1 전극판(60) 및 제2 전극판(70)의 분극 현상을 방지하고, 전해조(20)에 수용된 물의 온도를 영역에 상관없이 균등하게 유지하여 동파를 방지할 수 있다.The water of the electrolytic cell 20 heated by the heat generated in the electrolysis rises along the center hole 63 together with hydrogen, oxygen, and water vapor toward the upper part of the electrolytic cell 20, Thereby forming a circulating flow A in the electrolytic bath 20. The electrolytic bath 20 has a circulating flow A in the electrolytic bath 20. The circulating flow A formed inside the electrolytic bath 20 prevents polarization of the first electrode plate 60 and the second electrode plate 70 and keeps the temperature of the water contained in the electrolytic bath 20 uniform It is possible to prevent freezing.

다음으로, 교반실(100)에 유입된 수소 및 산소가 교반됨으로써 유입된 수소 및 산소 중 일부가 재결합되는 교반 반응이 일어난다.Next, agitation reaction is performed in which hydrogen and oxygen introduced into the stirring chamber 100 are agitated to recombine some of the introduced hydrogen and oxygen.

전기 분해 시에 발생된 열에 의하여 가열된 상태로 교반실(100)에 유입된 수소 및 산소는 교반실(100) 내부에서 고압 상태가 되어 유입된 수소 및 산소의 일부가 재결합되면서 고온의 열을 발생한다.Hydrogen and oxygen introduced into the stirring chamber 100 in the state of being heated by the heat generated in the electrolysis are in a high pressure state in the stirring chamber 100 and some of the introduced hydrogen and oxygen are recombined to generate high temperature heat do.

수소 및 산소의 교반 반응에 의하여 고온의 열이 발생함에 따라, 제1 열교환기(120)를 통과하면서 가열된 물을 난방 파이프(140)에 전달하여 난방을 실시할 수 있고, 제2 열교환기(130)를 통과하면서 가열된 물을 온수 공급 밸브(132)를 통해 외부로 공급할 수 있다.As the heat of high temperature is generated by the stirring reaction of hydrogen and oxygen, the heated water passing through the first heat exchanger 120 is transferred to the heating pipe 140 to be heated, and the second heat exchanger 130 and the heated water can be supplied to the outside through the hot water supply valve 132.

이후에, 교반실(100)에 배출된 수소, 산소 및 수증기는 분기구(150)에 유입되어 수증기는 제1 출구(150b)로, 수소 및 산소는 제2 출구(150c)로 분기시킨다.Thereafter, the hydrogen, oxygen, and water vapor discharged into the stirring chamber 100 flow into the distributor 150 so that the water vapor is branched into the first outlet 150b, and the hydrogen and oxygen are branched into the second outlet 150c.

분기구(150)에는 수소 및 산소에 포함된 수증기를 분리할 수 있는 수분 분리 필터가 내장되므로, 수증기를 제1 출구(150b)를 통해 물탱크(30)로 전달하고, 수소 및 산소를 제2 출구(150c)와 연통된 수소 및 산소 배출관(154)으로 전달할 수 있다.Since the water separating filter capable of separating water vapor contained in hydrogen and oxygen is incorporated in the water distributing mechanism 150, water vapor is delivered to the water tank 30 through the first outlet 150b, To the hydrogen and oxygen discharge pipe 154 communicated with the outlet 150c.

수증기가 물탱크(30)에 전달됨에 따라 물탱크(30), 전해조(20), 교반실(100), 분기구(150), 및 물탱크(30) 순으로 이어지는 물 순환 사이클이 형성된다. 또한, 수소 및 산소 배출관(154)으로 전달된 수소 및 산소는, 예를 들어, 내연 기관으로 공급되어 연료의 완전 연소를 촉진시켜 내연 기관의 출력을 증가시킬 수 있다.The water circulation cycle is formed in the order of the water tank 30, the electrolytic bath 20, the stirring chamber 100, the water distributor 150, and the water tank 30 as water vapor is transmitted to the water tank 30. Further, the hydrogen and oxygen delivered to the hydrogen and oxygen discharge pipe 154 may be supplied to, for example, an internal combustion engine to promote the complete combustion of the fuel, thereby increasing the output of the internal combustion engine.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

1 : 수소 및 산소 생성 장치
10 : 하우징 20 : 전해조
30 : 물탱크 40 : 전극 유닛
50 : 전극판 90 : 전원 공급부
100 : 교반실 110 : 열교환기
120 : 제1 열교환기 130 : 제2 열교환기
140 : 난방 파이프 150 : 분기구1: Hydrogen and oxygen generating device
10: housing 20: electrolytic cell
30: Water tank 40: Electrode unit
50: electrode plate 90: power supply part
100: stirring chamber 110: heat exchanger
120: first heat exchanger 130: second heat exchanger
140: heating pipe 150: minute mechanism

Claims (15)

물이 수용되는 전해조; 및
상기 전해조에 수용된 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하며, 소정의 간격으로 교번적으로 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 전극판 및 제2 전극판, 그리고 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판에 서로 반대되는 극성의 전원을 각각 인가하는 전원 공급부를 구비하는 전극 유닛을 포함하며,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판은 각각,
외곽에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면; 및
중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.An electrolytic bath containing water; And
At least one pair of first electrode plates and second electrode plates alternately arranged at predetermined intervals to generate hydrogen and oxygen by electrolyzing water contained in the electrolytic bath, And an electrode unit having a power supply unit for applying a power source having a polarity opposite to that of the plate,
Wherein the first electrode plate and the second electrode plate each include a first electrode plate,
An induction slope extending upward from the outer periphery toward the central portion; And
And a central hole formed through the center portion. 제1항에 있어서,
상기 전극 유닛은,
외관에서 중앙부로 갈수록 상향 경사지게 연장 형성되는 유도 경사면, 및 중앙부가 관통되어 형성되는 중앙홀을 구비하며, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 절연 상태로 배치되는 제3 전극판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.The method according to claim 1,
The electrode unit includes:
A third electrode plate disposed between the first electrode plate and the second electrode plate in an insulated state, the first electrode plate having a guide slope extending upward from the outer tube toward the central portion and a center hole formed through the central portion, Hydrogen and oxygen. 제2항에 있어서,
상기 제1 전극판 내지 상기 제3 전극판은 각각,
외곽 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성되는 순환홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first electrode plate and the third electrode plate each have a first electrode plate,
Further comprising a circulation hole formed at predetermined intervals along an outer circumference of the circulation hole. 제1항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
미리 정해진 주기마다 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판에 인가하는 전원의 극성을 각각 반전시키는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.The method according to claim 1,
The power supply unit,
And the polarities of the power source applied to the first electrode plate and the second electrode plate are inverted at predetermined intervals, respectively. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판은 각각,
티타늄 메쉬층과 상기 티타늄 메쉬층을 덮도록 소성 가공되어 상기 티타늄 메쉬층의 양면에 형성되는 지르코니아층으로 이뤄진 복층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode plate and the second electrode plate each include a first electrode plate,
Layer structure composed of a titanium mesh layer and a zirconia layer formed on both surfaces of the titanium mesh layer by plastic working to cover the titanium mesh layer. 제5항에 있어서,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판의 상기 복층 구조는 각각,
상기 지르코니아층의 외측면에 코팅된 백금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.6. The method of claim 5,
Wherein the multi-layer structure of the first electrode plate and the second electrode plate comprises,
And a platinum layer coated on an outer surface of the zirconia layer. 제6항에 있어서,
상기 티타늄 메쉬층과 상기 지르코니아층은,
일부분이 관통되어 형성되며, 상기 백금층의 형성 시에 백금이 유입되는 다수의 관통홀을 각각 포함하는 수소 및 산소 생성장치.The method according to claim 6,
Wherein the titanium mesh layer and the zirconia layer are made of a single-
And a plurality of through holes through which a platinum is introduced at the time of forming the platinum layer. 제1항에 있어서,
상기 전극 유닛에서 생성된 수소 및 산소가 유입되며, 상기 수소 및 상기 산소가 결합되는 교반 반응이 일어나는 교반실; 및
상기 교반실에 설치되며, 상기 교반 반응이 일어날 때 발생하는 열을 회수하는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.The method according to claim 1,
A stirring chamber into which hydrogen and oxygen generated in the electrode unit are introduced and in which stirring of the hydrogen and the oxygen is performed; And
Further comprising a heat exchanger installed in the stirring chamber for recovering heat generated when the stirring reaction occurs. 제8항에 있어서,
상기 전해조는,
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판에서 생성된 수소 및 산소를 선택적으로 통과시켜 상기 교반실로 안내하는 기체 투과막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.9. The method of claim 8,
The electrolytic bath comprises:
And a gas permeable membrane for selectively passing hydrogen and oxygen generated in the first electrode plate and the second electrode plate and guiding the hydrogen and oxygen to the stirring chamber. 제8항에 있어서,
상기 열교환기는,
외부와 연결되도록 설치되며, 물이 그 경로를 따라 유동하면서 상기 교반 반응에 의하여 발생된 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.9. The method of claim 8,
The heat exchanger
And the water is heated by heat generated by the stirring reaction while flowing along the path of the water. 제8항에 있어서,
상기 열교환기는,
난방을 위하여 외부에 마련된 난방 파이프와 연통되어 순환 구조를 형성하며, 상기 열교환기에서 가열된 물은 상기 난방 파이프를 통과하면서 난방을 수행한 후에 다시 열교환기로 유입되는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.9. The method of claim 8,
The heat exchanger
Wherein the heating pipe is communicated with a heating pipe provided for heating to form a circulation structure, and the water heated in the heat exchanger flows into the heat exchanger after performing heating while passing through the heating pipe. . 제8항에 있어서,
상기 열교환기는,
온수 공급을 위하여 외부에 마련된 온수 공급 밸브와 연통되며, 상기 열교환기에서 가열된 물은 상기 온수 공급 밸브를 통해 외부로 공급되는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.9. The method of claim 8,
The heat exchanger
Wherein the hot water supply valve is communicated with a hot water supply valve provided for the hot water supply, and the water heated by the heat exchanger is supplied to the outside through the hot water supply valve. 제8항에 있어서,
상기 교반실과 연결되며, 상기 열교환기를 통과한 후에 상기 교반실에서 배출된 수소 및 산소와 상기 수소 및 상기 산소에 포함된 수분을 서로 다른 경로로 분기시키는 분기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.9. The method of claim 8,
And a branching mechanism connected to the stirring chamber and branching the hydrogen and oxygen discharged from the stirring chamber after passing through the heat exchanger and the water contained in the hydrogen and the oxygen into different paths. Oxygen generator. 제13항에 있어서,
상기 분기구는,
상기 교반실에서 배출된 수소 및 산소와 상기 수소 및 상기 산소에 포함된 수분을 서로 분리시키는 수분 분리 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.14. The method of claim 13,
The branching mechanism includes:
And a moisture separation filter for separating the hydrogen and oxygen discharged from the stirring chamber from the hydrogen and the moisture contained in the oxygen from each other. 제13항에 있어서,
상기 전해조에 수용된 물이 미리 정해진 수위를 유지하도록 상기 전해조에 물을 공급하는 물탱크를 더 포함하며,
상기 분기구는 상기 물탱크와 연결되어 상기 분기구에서 분기된 수분은 물탱크로 유입되는 것을 특징으로 하는 수소 및 산소 생성장치.14. The method of claim 13,
Further comprising a water tank for supplying water to the electrolytic bath so that the water contained in the electrolytic bath maintains a predetermined water level,
Wherein the branching device is connected to the water tank, and the water branched from the branching device flows into the water tank.
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