(57)【要約】      （修正有）【課題】水から水素酸素混合ガスを効率的に発生させる装置を提供する。【解決手段】中央にメイン孔１１ａが形成された多数の第１の板材１１及びメイン孔１１ａの周りを囲む環形ガスケット１３が交番に設けられる外部板材ユニット１０と、メイン孔１１ａらが形成する電解空間１０ａの内部に所定の間隔を有して設けられる多数の第２の板材２１からなる内部板材ユニット２０と、外部板材ユニット１０の前、後方に設けられる、前、後方カバー３０、４０と、前方カバー３０に形成される水供給ホール５０と水素酸素混合ガス排出ホール６０とを含むことによって、第１の板材１１同士はボディーを成し、メイン孔１１ａ同士はシリンダーを成し、複数の環形ガスケット１３の内側及びメイン孔１１ａは電解空間１０ａを成し、第１の板材１１において環形ガスケット１３の外側を成す部分は冷却ピンの役目をすることを特徴とする水素酸素混合ガス発生装置。【選択図】図２
2010018887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央にメイン孔１１ａが形成された多数の第１の板材１１及びそのメイン孔１１ａの周りを囲む所定厚さの多数の環形ガスケット１３が交番に設けられる外部板材ユニット１０と、
積層された第１の板材のメイン孔１１ａらが形成する電解空間１０ａの内部に設けられるものであって、そのメイン孔１１ａの内部に所定の間隔を有して設けられる多数の第２の板材２１からなる内部板材ユニット２０と、
前記外部板材ユニット１０の前、後方に設けられるものであって、前記内部板材ユニット２０をメイン孔１１ａの内周から離隔された状態に位置固定し、その内部板材ユニット２０と絶縁される前、後方カバー３０、４０と、
前記前方カバー３０に形成されて前記電解空間１０ａに水が供給される水供給ホール５０と、
前記前方カバー３０に形成されて生成された水素酸素混合ガスが排出されるガス排出ホール６０とを含むことによって、
前記第１の板材１１同士はボディーを成し、前記第１の板材１１同士のメイン孔１１ａ同士はシリンダーを成し、複数の前記環形ガスケット１３の内側及びメイン孔１１ａは電気分解が行われる電解空間１０ａを成し、前記第１の板材１１において前記環形ガスケット１３の外側を成す部分は冷却のための冷却ピンの役目をすることを特徴とする水素酸素混合ガス発生装置。
【請求項２】
前記外部板材ユニット１０は、相互交番に配置される第１の板材１１と環形ガスケット１３の第１、２の締結孔１１ｂ、１３ｂを貫通する締結棒１５とを含み、
前記締結棒１５の両端は、前記の前、後方カバー３０、４０の締結貫通孔３１、４１を貫通して締結されることを特徴とする請求項１に記載の水素酸素混合ガス発生装置。
【請求項３】
前記第１、２の板材１１、２１の表面は、電気分解が効率的に生じ、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落され得るようにナノ研磨されたことを特徴とする請求項１または２に記載の水素酸素混合ガス発生装置。
【請求項４】
前記第１、２の板材１１、２１の表面は、トルマリン光触媒が附着されたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生装置。
【請求項５】
前記内部板材ユニット２０は、相互交番に配置される第２の板材２１と離隔部材２２に形成された貫通孔を貫通する支持棒２５とを含み、
前記支持棒２５は、絶縁ブラケット３５、４５を貫通した後締結されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生装置。
【請求項６】
前記外部板材ユニット１０を囲むケースブラケット７０と、前記ケースブラケット７０に設けられて前記外部板材ユニット１０に冷却空気を供給する冷却ファン８０とをさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水から水素酸素混合ガスを効果的に発生させることができる水素酸素混合ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素酸素混合ガス発生装置は、水が電気分解されて得られる生成物である水素及び酸素を生産するための装置であって、正（＋）及び負（−）電極が設けられた電解槽内に少量の電解物質が添加された水を供給し直流電圧を印加することにより無公害エネルギー源である水素酸素混合ガスを発生する。この際、発生される水素と酸素は２：１のモル比で発生されて、−電極表面に水素が気泡形態に生成され、＋電極表面に酸素が気泡形態に生成される。このように生成された水素と酸素は混合して混合ガス形態になり燃焼が可能である。また水素酸素混合ガスは、燃焼時汚染物質が生成しないので環境に優しいエネルギー源として新しく浮き彫りにされている。
【０００３】
しかし、−電極と＋電極に人家される電気エネルギーに比べ生成される水素酸素の量が少ないので、これによって生成される水素酸素混合ガスにプロパンガスのような補助燃料を混合して燃消させなければならなかったし、これにより経済性が低かった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記のような問題点を解決するために創出されたものであって、投入される電気エネルギーに比べて生成される水素酸素混合ガスの量を増やすことによって、経済性を確保することができる水素酸素混合ガス発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記のような目的を達成するために本発明による水素酸素混合ガス発生装置は中央にメイン孔１１ａが形成された多数の第１の板材１１及びそのメイン孔１１ａの周りを囲む所定厚さの環形ガスケット１３が交番に設けられる外部板材ユニット１０と、積層された第１の板材のメイン孔１１ａらが形成する電解空間１０ａの内部に設けられるものであって、そのメイン孔１１ａの内部に所定の間隔を有して設けられる多数の第２の板材２１からなる内部板材ユニット２０と、前記外部板材ユニット１０の前、後方に設けられるものであって、前記内部板材ユニット２０をメイン孔１１ａの内周から離隔された状態に位置固定し、その内部板材ユニット２０と絶縁される前、後方カバー３０、４０と、前記前方カバー３０に形成されて前記電解空間１０ａに水が供給される水供給ホール５０と、及び前記前方カバー３０に形成されて生成された水素酸素混合ガスが排出されるガス排出ホール６０とを含むことによって、前記第１の板材１１同士はボディーを成し、前記第１の板材１１同士のメイン孔１１ａ同士はシリンダーを成し、前記複数の環形ガスケット１３の内側及びメイン孔１１ａは電気分解が行われる電解空間１０ａを成し、前記第１の板材１１において前記環形ガスケット１３の外側を成す部分は冷却のための冷却ピンの役目をすることを特徴とする。
【０００６】
本発明において、前記外部板材ユニット１０は、相互交番に配置される第１の板材１１と環形ガスケット１３の第１、２の締結孔１１ｂ、１３ｂを貫通する締結棒１５とを含み、前記締結棒１５の両端は、前記の前、後方カバー３０、４０の締結貫通孔３１、４１を貫通して締結される。
【０００７】
本発明において、前記第１、２の板材１１、２１の表面は、電気分解が効率的に生じ、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落され得るようにナノ研磨される。
【０００８】
本発明において、前記第１、２の板材１１、２１の表面は、トルマリン光触媒が附着される。
【０００９】
本発明において、前記内部板材ユニット２０は、相互交番に配置される第２の板材２１と離隔部材２２に形成された貫通孔を貫通する支持棒２５とを含み、前記支持棒２５は、前記絶縁ブラケット３５、４５を貫通した後締結される。
【００１０】
本発明において、前記外部板材ユニット１０を囲むケースブラケット７０と、前記ケースブラケット７０に設けられて前記外部板材ユニット１０に冷却空気を供給する冷却ファン８０とをさらに含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による水素酸素混合ガス発生装置によると、投入される電気エネルギーに比べ、生成される水素酸素の量が多くなるようにすることによって、プロパンガスのような補助燃料を混合せずに燃消させることができ、これによって経済性を確保することができる。
【００１２】
また、気泡形態に生成される水素及び酸素が電極から容易に分離することができ、結果的に電気分解が生じる電極の有効面積が高くなって電解効率を高めることができるという作用及び効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による水素酸素混合ガス発生装置の斜視図、
【図２】図１の分解斜視図、
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ'線に沿った断面図、
【図４】図１に適用される第１、２の板材を抜粹して示した図面、
【図５】図４の第１、２の板材に光触媒が形成されたことを説明するための図面
【図６】図１の外部板材ユニットを囲むケースブラケットと、ケースブラケットに設けられて外部板材ユニットに冷却空気を供給する冷却ファンを説明するための図面。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による水素酸素混合ガス発生装置を添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００１５】
図１は本発明による水素酸素混合ガス発生装置の斜視図であり、図２は図１の分解斜視図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ'線に沿った断面図である。また、図４は図１に適用される第１、２の板材を抜粹して示した図面であり、図５は図４の第１、２の板材に光触媒が形成されたことを説明するための図面である。さらに、図６は図１の外部板材ユニットを囲むケースブラケットと、ケースブラケットに設けられて外部板材ユニットに冷却空気を供給する冷却ファンを説明するための図面である。
【００１６】
図示したように、本発明による水素酸素混合ガス発生装置は、中央にメイン孔１１ａが形成された多数の第１の板材１１及びそのメイン孔１１ａの周りを囲む所定厚さの環形ガスケット１３が交番に設けられる外部板材ユニット１０と、積層された第１の板材のメイン孔１１ａらが形成する電解空間１０ａの内部に設けられるものであって、そのメイン孔１１ａの内部に所定の間隔を有して設けられる多数の第２の板材２１からなる内部板材ユニット２０と、外部板材ユニット１０の前、後方に設けられるものであって、前記内部板材ユニット２０をメイン孔１１ａの内周から離隔された状態に位置固定し、その内部板材ユニット２０と絶縁される前、後方カバー３０、４０と、前方カバー３０に形成されて前記電解空間１０ａに水が供給される水供給ホール５０と、及び前方カバー３０に形成されて生成された水素酸素混合ガスが排出されるガス排出ホール６０とを含むことによって、第１の板材１１同士はボディーを成し、前記第１の板材１１同士のメイン孔１１ａ同士はシリンダーを成し、前記複数の環形ガスケット１３の内側及びメイン孔１１ａは電気分解が行われる電解空間１０ａを成し、前記第１の板材１１において前記環形ガスケット１３の外側を成す部分は冷却のための冷却ピンの役目をすることを特徴とする。さらに、外部板材ユニット１０の周りにはそれを囲むケースブラケット７０が設けられて、ケースブラケット７０には外部板材ユニット１０に冷却空気を供給する冷却ファン８０が設けられる。
【００１７】
外部板材ユニット１０は、多数の第１の板材１１と、一つの第１の板材１１と次の板材の間を離隔させるための環形ガスケット１３と、相互交番に配置される第１の板材１１と環形ガスケット１３の第１、２の締結孔１１ｂ、１３ｂを貫通する締結棒１５とを含む。このような締結棒１５の両端は後述の前、後方カバー３０、４０の締結貫通孔３１、４１を貫通した後、ナット（Ｎ）によってねじ結合される。
【００１８】
この際、複数の第１の板材１１同士は、本願の外部板材ユニット１０のボディーを成すようになって、第１の板材１１同士のメイン孔１１ａ同士はシリンダーを成すようになる。また、複数の環形ガスケット１３の内側及びメイン孔１１ａは、電気分解が行われる電解空間１０ａを成すようになる。また、第１の板材１１において環形ガスケット１３の外側を成す部分は冷却のための冷却ピンの役目をする。
【００１９】
第１の板材１１は、全体的に四角形態を成し、その中央には円形のメイン孔１１ａが形成される。この際、第１の板材１１の表面は、電気分解が効率的に生じ、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落され得るようにナノ研磨される。このような第１の板材１１はステンレス、合金鋼等金属材質からなる。
【００２０】
ナノ研磨とは、第１の板材１１の表面をナノ単位で研磨したことを意味する。このようなナノ研磨を介して第１の板材１１表面の摩擦力を最小化することができて生成された水素及び酸素気泡が非常に容易に脱落され得る。特に、物質の大きさがバルク状態からナノサイズで小くなる場合、機械的、烈蹟、電気的、磁気的、鉱学的物性が独特に変わるが、第１の板材１１表面をナノ研磨して物性を変化させることで水の電気分解がさらに活発になるようにするものである。
【００２１】
一方、第１の板材１１の表面にはトルマリンの光触媒が附着され得る。トルマリン光触媒はトルマリンを数マイクロから数ナノメートル単位の粉末に粉碎した後、約１３００℃の温度で塑性することによって具現された後、第１の板材１１に接着剤等を用いて附着するものである。トルマリンは水晶のような結晶構造を有する六方晶係に属する鉱物であって、摩擦によって電気が生じ、また陰イオンを多量発生し、また電気分解をさらに促進させて水素及び酸素が多く生成されるようにする。このようなトルマリンは粉末に粉送された後、塑性されることによって、水との接触面積を広げることができる幾多の微細気孔が形成された光触媒で具現されて、このようなトルマリン光触媒を第１の板材１１に附着することによって水の電気分解をさらに促進させることができる。
【００２２】
第１の板材１１のメイン孔１１ａの周りには多数の第１の締結孔１１ｂが形成され、環形ガスケット１３には第１の締結孔１１ｂに対応される第２の締結孔１３ｂが形成されている。環形ガスケット１３は可撓性材質からなっていて、第１の板材１１と異なる第１の板材の間を離隔させる。このような第１の板材１１と環形ガスケット１３の第１、２の締結孔１１ｂ、１３ｂを締結棒１５が貫通された後、後述の前、後方カバー３０、４０を貫通してナット（Ｎ）で締結される。
【００２３】
内部板材ユニット２０は、多数の第２の板材２１が離隔されるように結合されて具現されたものであって、電解空間１０ａの内部に位置して電気分解が進行されるようにする。このような内部板材ユニット２０は、第１のメイン孔１１ａより小さな円形の第２の板材２１と、第２の板材２１より小さな直径を有し第２の板材２１と異なる第２の板材を離隔させるための離隔部材２２と、相互交番に配置される第２の板材２１と離隔部材２２に形成された貫通孔を貫通する支持棒２５とを含む。この時、前記の支持棒２５の両端は後述の前、後方カバー３０、４０の中央に設けられた絶縁ブラケット３５、４５を貫通した後ナット（Ｎ）で締結される。
【００２４】
第２の板材２１の表面は、電気分解が効率的に生じ、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落され得るように第１の板材１１と類似の方式でナノ研磨され、またトルマリン光触媒が附着され得る。このような第２の板材２１は第１の板材１１と類似にステンレスや合金鋼等金属材質からなる。
【００２５】
ここで、電気分解は第１の板材１１において環形ガスケット１３の内側部分と、第２の板材２１の間で進行される。この時、環形ガスケット１３の内側部分の面積と第２の板材２１の面積を異にするによって、発生される水素または酸素の量が異なるようにすることができる。例えば、環形ガスケット１３の内側部分の面積より第２の板材２１の面積を大きくし、外部板材ユニット１０に＋電源を、さらに、内部板材ユニット２０に−電源を印加すると、酸素ガスに比べ水素ガスの発生量を多くすることができる。反対に、外部板材ユニット１００に−電源を、さらに、内部板材ユニット２０に＋電源を印加すると、水素ガスに比べて酸素ガスの発生量を多くすることができる。
【００２６】
前、後方カバー３０、４０は外部板材ユニット１０の両端に設けられ、外部板材ユニット１０の締結棒１５が貫通されて締結される締結貫通孔３１、４１が形成されている。さらに、中央には内部板材ユニット２０の支持棒２５を支持する絶縁ブラケット３５、４５が設けられる。
【００２７】
前、後方カバー３０、４０は外部板材ユニット１０の締結棒１５及び内部板材ユニット２０の支持棒２５が堅固に支持され得るように十分な耐久性を有しなければならないし、第１、２の板材１１、２１に比べて厚い金属材質からなる方が好ましい。
【００２８】
水供給ホール５０ａ、５０ｂは、前方カバー３０の前方下部側に設けられて電解空間１０ａに水を供給するものであって一対に成っている。また、ガス排出ホール６０は、前方カバー３０の前方上部側に設けられて電解空間１０ａで発生された水素酸素混合ガスが排出される。この際、前記の水供給ホール５０ａ、５０ｂはガス排出ホール６０の下部側に備えられる。
【００２９】
冷却ファン８０は発生される冷却空気を外部板材ユニット１０に供給する。また、外部板材ユニット１０の周りにはそれを囲むケースブラケット７０が設けられ、ケースブラケット７０には外部板材ユニット１０に冷却空気を供給する冷却ファン８０が設けられる。この時、ケースブラケット７０の一側は開放されることによって、冷却空気が外部板材ユニット１０を経由した後、外部に抜ける。
【００３０】
前記の構造によって、一対の水供給ホール５０ａ、５０ｂを介して電解空間１０ａに水を供給し、以後、外部板材ユニット１０に＋電源を印加し、内部板材ユニット２０に−電源を印加する。それによって、電解空間１０ａの内部において第１の板材１１と第２の板材２１の間で水素及び酸素気泡が発生し、このような水素及び酸素気泡は混合された後、ガス排出ホール６０を介して外部に流出される。
【００３１】
一方、電気分解が行われる間に多い電解空間１０ａの内部では多くの熱が発生されるが、このような熱は冷却ファン８０によって外部板材ユニット１０に供給される冷却空気によって冷やされる。
【００３２】
本発明は図面に示された一実試例を参照に説明されたが、これは例示的なことに過ぎなく、本技術分野における通常の知識を有する者なら、これにより多様な変形及び均等な他の実試例が可能であるという点が理解できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：外部板材ユニット      １０ａ：電解空間
１１：第１の板材    １１ａ：メイン孔      １１b：第１の締結孔
１３：環形ガスケット        １３b：第２の締結孔
１５：締結棒                ２０：内部板材ユニット
２１：第２の板材            ２２：離隔部材
２５：支持棒                ３０：前方カバー
３５：絶縁ブラケット        ４０：後方カバー
４５：絶縁ブラケット        ５０：水供給ホール
６０：ガス排出ホール    ７０：ケースブラケット    ８０：冷却ファン
【図１】
2010018887.tif 000003
【図２】
2010018887.tif 000004
【図３】
2010018887.tif 000005
【図４】
2010018887.tif 000006
【図５】
2010018887.tif 000007
【図６】
2010018887.tif 000008