水素酸素混合ガス発生システム（ａｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｏｘｙｇｅｎｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）
【課題】燃焼時の逆火を防止する水素酸素混合ガス発生システムの提供。
【解決手段】電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６から構成され、電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、混合ガス分離フィルター５０の上部に形成され、分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含む水素酸素混合ガス発生システム。
【解決手段】電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６から構成され、電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、混合ガス分離フィルター５０の上部に形成され、分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含む水素酸素混合ガス発生システム。
【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発生させる水素酸素混合ガス発生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素酸素混合ガス発生システムは、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液貯蔵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る。
【０００３】
しかしながら、−電極と＋電極に印加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、これによって経済性が低かった。
【０００４】
また、水素酸素混合ガス内部には酸素が含まれていて、外部から酸素を供給されなくても燃焼できる。よって、燃焼時に生成される燃焼火花はいつでも逆火される可能性が共存したという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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生成される水素酸素混合ガスの量を増やすことにより経済性を確保することと同時に、プロパンガス科のような補助燃料無しに燃焼が可能な水素酸素混合ガス発生システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、燃焼火花が逆火される可能性を排除することができるので、安全性を確保することができる水素酸素混合ガス発生システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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システムは、水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、前記電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、前記電解液貯蔵槽１０の内部に設けられ、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、前記混合ガス分離フィルター５０の上部に形成されその混合ガス分離フィルター５０によって分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、前記捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び前記捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記第３のライン２３は、前記第１、２のライン２１、２２の上部側に位置され、前記第１、２のライン２１、２２と前記第３のライン２３との間には、前記第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが、前記第１、２のライン２１、２２に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０とをさらに含む。
【０００９】
本発明において、前記第１のライン２１または第２のライン２２と連結され、前記電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、前記第１のライン２１または第２のライン２２に設けられ前記循環ポンプ３０により前記電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５とをさらに含む。
【００１０】
本発明において、前記第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵され前記第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、前記水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、前記水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２との間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む。この際、前記水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６をさらに含む。
【００１１】
本発明において、前記第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、及び前記第１のフィルターユニット７０と連結される第２のガスライン８５とをさらに含む。この際、前記第２のフィルターユニット８０はその内部に有機剤が貯蔵され、前記第２のガスライン８５が連結される有機剤貯蔵部８１と、前記有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものとして触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、前記有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２との間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含む。さらに、前記有機剤貯蔵部８１の内部に位置される第２のガスライン８５の端部に連結された第２の異物除去フィルター８６をさらに含む。
【００１２】
本発明において、前記−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が效率的に起き、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落されるようにナノ研磨される。
【００１３】
本発明において、前記−、＋電極２５、２６の表面にはトルマリン光触媒が附着される。
【００１４】
本発明において、前記ナノ粒子形成部３５は、前記第１のライン２１に設けられる本体３６と、前記本体３６の内部に設けられて押送される電解液によって回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、前記羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングを含み、前記羽根車３７は前記電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有する。
【００１５】
本発明において、前記混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が形成されて具現される。
【００１６】
本発明において、前記混合ガス分離フィルター５０は、メッシュ状になっていて、光触媒が形成されて具現される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による水素酸素混合ガス発生システムによると、水素及び酸素気泡を生成する−電極同士及び＋電極同士でナノ粒子に割れることと同時に、微細な震動を有する水を供給することにより、電極同士から水素及び酸素気泡を効果的に発生させることと同時に、発生された気泡を効果的に脱落させることができる。これにより電解効率を高めることができ結果的に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が多くすることができて経済性を確保することができるし、したがって補助燃料を使用せずに燃消させることができる。
【００１８】
さらに、第１のフィルターユニット及び第２のフィルターユニットを採用することによって、燃焼火花が逆火されないようにすることと同時に、高純度の混合ガスを生成することができてさらに安全な水素酸素混合ガス発生システムを具現す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】
【００１９】
【図１】本発明による水素酸素混合ガス発生システムの構成を説明するための図面、
【図２】図１のナノ粒子形成部を抜粹して示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による水素酸素混合ガス発生システムを添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００２１】
図１は本発明による水素酸素混合ガス発生システムの構成を説明するための図面であり、図２は図１のナノ粒子形成部を抜粋して示した図面である。
【００２２】
示したように、本発明による水素酸素混合ガス発生システムは、水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、第１のライン２１または第２のライン２２と連結されて電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、電解液貯蔵槽２０の内部で第１、２のライン２１、２２が連結される部分と第３のライン２３が連結される部分の間に設けられるものであって、第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが第１、２のライン２１に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０と、電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、混合ガス分離フィルター５０の上部に形成されてその混合ガス分離フィルター５０により分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５と、第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、第１のフィルターユニット７０と第２のフィルターユニット８０を連結する第２のガスライン８５と、第２のフィルターユニット８０から放出される水素酸素混合ガスが燃焼される時、燃焼火花が前記第２のフィルターユニット８０に逆火されることを防止するための逆火防止部９０と、逆火防止部９０と連結されて水素酸素混合ガスを噴射するノズル（Ｎ）とを含むことを特徴とする。
【００２３】
電解液貯蔵槽１０の内部には電解液の水位を感知する水位感知部１４が設けられる。水位感知部１４は、電解液貯蔵槽１０で消耗される電解液の量を測定し給水タンク（図示せず）から水が電解液貯蔵槽１０へ供給されるようにする。このような水位感知部１４は多様な形態で具現され得るが、例えば、浮標方式や、センサー方式等で具現され得る。このような水位感知部１４及び給水タンクは当業界で使用される技術であるので詳細な説明は略する。
【００２４】
さらに、電解液貯蔵槽１０の下部側または上部側には水を充填するためのバルブ（Ｖ）が設けられる。
【００２５】
電極ユニット２０は、水を電気分解し水素と酸素を生産するためのものであって、所定の間隔を成して配置される多数の−電極２５と＋電極２６とを含む。この際、−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が效率的に起きて、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ている。
【００２６】
ナノ研磨とは、−、＋電極２５、２６の表面をナノ単位で研いたことを意味する。このようなナノ研磨を介して−、＋電極２５、２６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からナノサイズに小くなる場合、機械的、烈蹟、電気的、磁気的、鉱学的物性が独特に変わるが、−、＋電極２５、２６の表面をナノ研磨して物性を変化させることによって、水の電気分解をさらに活発させるものである。
【００２７】
一方、−、＋電極２５、２６の表面にはトルマリン光触媒が附着される。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、−、＋電極２５、２６に接着剤等を用いて附着されるものである。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砕された後、塑性されることによって、電解液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に具現され、このようなトルマリン光触媒を−、＋電極２５、２６に附着することによって電解液の電気分解をさらに促進させることができる。
【００２８】
さらに、−、＋電極は、トルマリン光触媒を板型に成形することにより具現できることは当然である。
【００２９】
前記の−、＋電極は全体的に密封された構造であるボックスの内部に位置されるものである。
【００３０】
循環ポンプ３０は、第１のライン２１または第２のライン２２に設けられ電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液が循環されるようにする。本実施例において循環ポンプ３０は第１のライン２１に設けられて、電解液貯蔵槽１０から流入される電解液を第１のライン２１を介して電極ユニット２０側に押送することを例として説明している。
【００３１】
一方、第１のライン２１または第２のライン２２には循環ポンプ３０によって電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５が設けられることができる。本実施例では第１のライン２１にナノ粒子形成部３５が設けられていることで説明する。これのためにナノ粒子形成部３５は、第１のライン２１に設けられる本体３６と、本体３６の内部に設けられて押送される電解液により回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングとを含む。この際、羽根車３７は電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有する。このような構造によって循環ポンプ３０によって押送される電解液は羽根車３７を回転させ、羽根車３７は通過される電解液を微細に割ると同時に数十万回以上の震動を引き起こすものである。さらに、羽根車３７が電極ユニット２０側に行くほど広くなる形態を有するので、電解液が羽根車３７の広くなる部分を通過する時、羽根車３７は水をさらに細く割って震動を引き起こす。このように微細に割れて震動を有するようになった電解液が電極ユニット２０に流入された後、−電極２５と＋電極２６によってさらに效率的に電気分解が行われる。
【００３２】
さらに、前記のナノ粒子形成部３５によって震動が印加された電解液は−、＋電極２５、２６の表面に形成された水素酸素の気泡に衝撃を与えることによって、気泡を効果的に脱落させる。
【００３３】
一方、前記の循環ポンプ３０を採用せずに本願の水素酸素混合ガス発生システムが小さいこともある。すなわち、電極ユニット２０から発生された水素及び酸素気泡が電解液貯蔵槽１０に流入されると、その電解液貯蔵槽１０の内部の圧力が高くなるので、電解液は自然に第１、２のライン２１、２２を介して循環されるためである。しかしながら、循環ポンプ３０を適用する場合、電解液を強制に循環させるので電解効率を高めることができる。
【００３４】
混合ガス流入防止板４０は、第３のライン２３を介して流入される水素酸素気泡が第１、２のライン２１、２２側に移動されるないようにするものである。これのために混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材からなっている。
【００３５】
さらに、混合ガス流入防止板４０は穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が附着されて具現され得る。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、板材に接着剤等を用いて附着されるものである。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、周りの温度が上がる場合、陰イオンを多量発生して電解液の電気分解をさらに促進させる。このようなトルマリンは粉末に粉砕された後塑性されることによって、電解液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に具現されて、このようなトルマリン光触媒を混合ガス流入防止板を成す板材に附着することによって、電解液の電気分解をさらに促進させることができる。特に、電気分解が進行される間に水の温度は約８０〜９０℃まで上昇し、これによってトルマリン光触媒はさらに多くの陰イオンを発生するので、電気分解はさらに促進される。
【００３６】
混合ガス分離フィルター５０は、電極ユニット２０で発生された水素酸素混合ガスを電解液から分離して捕集部６０に純粋な水素酸素混合ガスのみが捕集されるようにするものである。これのために混合ガス分離フィルター５０は細かいメッシュ網に光触媒、さらに好ましくは上述したトルマリン光触媒が形成されて具現される。トルマリン光触媒はメッシュ網にコーティングされたりメッシュ網を製造する時に含有されるようにする。混合ガス分離フィルター５０は、上昇する水素酸素混合ガス内部の含まれた異物、すなわち電気分解の時−、＋電極で発生される異物や、供給される水に含まれた異物をフィルタリングすることによって、純粋な水素酸素混合ガスのみを捕集することができるようにするものである。特に、混合ガス分離フィルター５０に光触媒が形成されているので、異物は光触媒作用によってさらに効果的に除去されるものである。
【００３７】
捕集部６０は混合ガス分離フィルター５０の上部に形成された空間であって、混合ガス分離フィルター５０によって分離された混合ガスが捕集される。
【００３８】
第１のフィルターユニット７０は、捕集部６０から第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガスから異物を除去し、高純度の混合ガスに作るためのものであり、さらに水素酸素混合ガスが捕集部６０に逆流されることを防止するための逆火防止機能をする。これのために、第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵されて第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２の間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む。
【００３９】
この際、水貯蔵部７１において水の上部側には、水を経由した水素酸素混合ガスが捕集される第１のサブ捕集部７１ａが形成されている。
【００４０】
第１の触媒貯蔵部７２には触媒が貯蔵されるが、このような触媒としてトルマリン光触媒、または白金触媒がある。このような第１の触媒貯蔵部７２は化合物形態からなる異物を触媒作用によって除去するようになる。
【００４１】
第１のベンテュリ部７３は、それを経由する水素ガスと酸素ガスを均一に混合するためのものであると同時に、第１の触媒貯蔵部７２に移動された混合ガスが第１のサブ捕集部７１ａに逆流されないようにするためのものである。これのために第１のベンテュリ部７３の内部には、微細な流路が一個または多数個形成されていて、さらに好ましくは微細な流路がスクリュー形態からなる。第１のベンテュリ部７３に形成された流露の直径は０．２ｍｍ〜１０ｍｍ間である方が好ましい。
【００４２】
実質的に、水貯蔵部７１に流入された水素ガスと酸素ガスは部分的に混合されていない状態である。しかし、これら水素ガスと酸素ガスが第１のベンテュリ部７３の流路を経由しながら自然に混合される。
【００４３】
一方、水貯蔵部７１の内部には水の水位を感知する水位感知部７４が設けられる。水位感知部７４は、水貯蔵部７１で消耗される水の量を測定して給水タンク（図示せず）から水が水貯蔵部７１に供給されるようにする。このような水位感知部７４は多様な形態に具現され得るが、例えば、浮標方式や、センサー方式等に具現され得る。このような水位感知部７４及び給水タンクは当業界で使用される技術なので、詳細な説明は略する。
【００４４】
また、水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６が設けられることができる。第１の異物除去フィルター７６は第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガス内部に含まれた異物を除去する。
【００４５】
前記の第１のフィルターユニット７０の構造によって、第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガスに含まれた異物は、第１の異物除去フィルター７６によって除去される。以後、異物が除去された混合ガスは上昇して第１のサブ捕集部７１ａに集められ、これによって第１のガスライン７５に逆火されなくなる。さらに、第１のサブ捕集部７１ａに集められた混合ガスは、以後、第１のベンテュリ部７３を経由しながらさらに均一に混合され、第１の触媒貯蔵部７２を通過しながら化合物からなった異物が除去されて、高純度の混合ガスになる。
【００４６】
第２のフィルターユニット８０は、第１のフィルターユニット７０から第２のガスライン８５を介して流入される水素酸素混合ガスから異物を再び除去し、高純度の混合ガスに作るためのものであり、さらに水素酸素混合ガスが第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための逆火防止機能をする。これのために、第２のフィルターユニット８０は、その内部に有機剤が貯蔵され前記第２のガスライン８と５が連結される有機剤貯蔵部８１と、有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２の間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含む。
【００４７】
有機剤貯蔵部８１において有機剤の上部側には、有機剤を経由した水素酸素混合ガスが捕集される第２のサブ捕集部８１ａが形成されている。
【００４８】
第２の触媒貯蔵部８２には触媒が貯蔵されるが、このような触媒としてトルマリン光触媒、または白金触媒がある。このような第２の触媒貯蔵部８２は化合物形態からなる異物を触媒作用によって除去するようになる。
【００４９】
第２のベンテュリ部８３は、水素ガスと酸素ガスを均一に混合して混合ガスを形成するためのものであると同時に、第２の触媒貯蔵部８２に移動された混合ガスが第２のサブ捕集部８１ａに逆流されないようにするためのものである。これのために第２のベンテュリ部８３の内部には微細な流路が一個または多数個形成されていて、さらに好ましく微細な流路がスクリュー形態からなる。第２のベンテュリ部８３に形成された流路の直径は０．２ｍｍ〜１０ｍｍ間である方が好ましい。
【００５０】
第１のフィルターユニット７０を経由した後、有機剤貯蔵部８１に流入された水素ガスと酸素ガスは、依然部分的に混合されないこともある。しかしながら、これら水素ガスと酸素ガスが第２のベンテュリ部８３の流路を経由しながらさらに均一に混合され得る。
【００５１】
一方、有機剤貯蔵部８１の内部には有機剤の水位を感知する水位感知部８４が設けられる。水位感知部８４は、有機剤貯蔵部８１で消耗される有機剤の量を測定し有機剤供級タンク（図示せず）から有機剤が有機剤貯蔵部８１に供給されるようにする。このような水位感知部８４は多様な形態に具現されるが、例えば、浮標方式や、センサー方式等に具現され得る。このような水位感知部８４及び有機剤供級タンクは当業界において使用される技術であるので詳細な説明は略する。
【００５２】
前記の第２のフィルターユニット８０の構造によって、第２のガスライン８５を介して流入される水素酸素混合ガスに含まれた異物は、第２の異物除去フィルター８６によって除去される。以後、異物が除去された混合ガスは上昇して第２のサブ捕集部８１ａに集められ、これによって第２のガスライン８５に逆火されなくなる。さらに、第２のサブ捕集部８１ａに集められた混合ガスは、以後、第２のベンテュリ部８３を経由しながらさらに均一に混合され、第２の触媒貯蔵部８２を通過しながら化合物からなった異物が除去されて、高純度の混合ガスになる。
【００５３】
ここで、有機剤を使用する理由は、その有機剤を通過する混合ガスの点火が容易になるようにするために、また有機剤の種類を異にすることによって火花の色を多様に変化させることができるためである。すなわち、水素酸素混合ガスが容易に点火されるように着火温度を低めることによりガスの質を高級化することができる。また添加物を添加することによって、水素酸素混合ガスが流出される際、これを確認するためのにおいが発生されるようにすることができる。再度説明すると、有機剤は水素酸素混合ガスの点火が容易になるように着火温度を低めることであり、これのために有機剤は着火温度が低いものであって、例えば、広範囲に知られているアルコールを使うことができる。
【００５４】
逆火防止部９０は、第２のフィルターユニット８０から放出される水素酸素混合ガスが第２のフィルターユニット８０に逆流することを防止することによって、水素酸素混合ガスが燃焼される時、燃焼火花が第２のフィルターユニット８０に逆火されることを防止する。このような逆火防止部９０は本願の水素酸素混合ガス発生システムの安全装置となる。このような逆火防止部９０は、ガス燃焼装置において一般的に使用される技術であるのでこれ以上の詳細な説明は略する。
【００５５】
一方、逆火防止部９０とノズル（Ｎ）の間には、逆火を最終的に防止するためのチェックバルブ９５が設けられることができる。チェックバルブ９５は逆火防止部９０からノズル（Ｎ）方向にのみ流れるようにし、その内部にはノズル（Ｎ）方向のみに弾性力を印加するスプリングと、そのスプリングに弾性バイアースされノズル（Ｎ）方向の入口を選択的に開閉するボールからなる。このようなチェックバルブ９５の構造は、公知の技術であるのでこれ以上の詳細な説明は略する。
【００５６】
前記の構造によって、電極ユニット２０で直流電気エネルギーが印加されることにより−電極２５同士及び＋電極２６同士の間で電気分解が起きながら水素及び酸素気泡が発生し、これらは混合されて第３のライン２３を介して電解液貯蔵槽１０の内部に流入される。この際、混合ガス流入防止板４０は、第３のライン２３を介して流入される水素酸素気泡が第１のライン２１側に移動されることができないようにする。
【００５７】
以後、水素酸素混合ガスは混合ガス分離フィルター５０を経由した後、捕集部６０に集められる。この際、混合ガス分離フィルター５０は、水素酸素混合ガスを電解液から分離して捕集部６０に純粋な水素酸素混合ガスのみが捕集されるようにする。
【００５８】
以後、捕集部６０に捕集された水素酸素混合ガスは、第１のガスライン７５→第１のフィルターユニット７０→第２のガスライン８５→第２のフィルターユニット８０を経由した後、逆火防止部９０→チェックバルブ９５→ノズル（Ｎ）を介して燃焼ガスに使用するようになる。
【００５９】
本発明は図面に示された一実施例を参照に説明されたが、これは例示的なものに過ぎなくて、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施例が可能である点が理解できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：電解液貯蔵槽 １４：水位感知部
２０：電極ユニット ２１、２２：第１、２のライン
２３：第３のライン ２５、２６：−、＋電極
３０：循環ポンプ ３５：ナノ粒子形成部
４０：混合ガス流入防止板 ５０：混合ガス分離フィルター
６０：捕集部 ７０：第１のフィルターユニット
７１：水貯蔵部 ７１ａ：サブ捕集部
７２：第１の触媒貯蔵部 ７３：第１のベンテュリ部
７４：水位感知部 ７５：第１のガスライン
７６：第１の異物除去フィルター ８０：第２のフィルターユニット
８１：有機剤貯蔵部 ８１ａ：サブ捕集部
８２：第２の触媒貯蔵部 ８３：第２のベンテュリ部
８４：水位感知部 ８５：第２のガスライン
８６：第２の異物除去フィルター ９０：逆火防止部
９５：チェックバルブ Ｎ：ノズル Ｖ：バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は水から水素酸素混合ガスを発生させる水素酸素混合ガス発生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素酸素混合ガス発生システムは、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液貯蔵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る。
【０００３】
しかしながら、−電極と＋電極に印加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、これによって経済性が低かった。
【０００４】
また、水素酸素混合ガス内部には酸素が含まれていて、外部から酸素を供給されなくても燃焼できる。よって、燃焼時に生成される燃焼火花はいつでも逆火される可能性が共存したという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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生成される水素酸素混合ガスの量を増やすことにより経済性を確保することと同時に、プロパンガス科のような補助燃料無しに燃焼が可能な水素酸素混合ガス発生システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、燃焼火花が逆火される可能性を排除することができるので、安全性を確保することができる水素酸素混合ガス発生システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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システムは、水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、前記電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、前記電解液貯蔵槽１０の内部に設けられ、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、前記混合ガス分離フィルター５０の上部に形成されその混合ガス分離フィルター５０によって分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、前記捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び前記捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記第３のライン２３は、前記第１、２のライン２１、２２の上部側に位置され、前記第１、２のライン２１、２２と前記第３のライン２３との間には、前記第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが、前記第１、２のライン２１、２２に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０とをさらに含む。
【０００９】
本発明において、前記第１のライン２１または第２のライン２２と連結され、前記電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、前記第１のライン２１または第２のライン２２に設けられ前記循環ポンプ３０により前記電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５とをさらに含む。
【００１０】
本発明において、前記第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵され前記第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、前記水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、前記水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２との間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む。この際、前記水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６をさらに含む。
【００１１】
本発明において、前記第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、及び前記第１のフィルターユニット７０と連結される第２のガスライン８５とをさらに含む。この際、前記第２のフィルターユニット８０はその内部に有機剤が貯蔵され、前記第２のガスライン８５が連結される有機剤貯蔵部８１と、前記有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものとして触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、前記有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２との間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含む。さらに、前記有機剤貯蔵部８１の内部に位置される第２のガスライン８５の端部に連結された第２の異物除去フィルター８６をさらに含む。
【００１２】
本発明において、前記−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が效率的に起き、生成された水素酸素の気泡が容易に脱落されるようにナノ研磨される。
【００１３】
本発明において、前記−、＋電極２５、２６の表面にはトルマリン光触媒が附着される。
【００１４】
本発明において、前記ナノ粒子形成部３５は、前記第１のライン２１に設けられる本体３６と、前記本体３６の内部に設けられて押送される電解液によって回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、前記羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングを含み、前記羽根車３７は前記電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有する。
【００１５】
本発明において、前記混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が形成されて具現される。
【００１６】
本発明において、前記混合ガス分離フィルター５０は、メッシュ状になっていて、光触媒が形成されて具現される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による水素酸素混合ガス発生システムによると、水素及び酸素気泡を生成する−電極同士及び＋電極同士でナノ粒子に割れることと同時に、微細な震動を有する水を供給することにより、電極同士から水素及び酸素気泡を効果的に発生させることと同時に、発生された気泡を効果的に脱落させることができる。これにより電解効率を高めることができ結果的に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が多くすることができて経済性を確保することができるし、したがって補助燃料を使用せずに燃消させることができる。
【００１８】
さらに、第１のフィルターユニット及び第２のフィルターユニットを採用することによって、燃焼火花が逆火されないようにすることと同時に、高純度の混合ガスを生成することができてさらに安全な水素酸素混合ガス発生システムを具現す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】
【００１９】
【図１】本発明による水素酸素混合ガス発生システムの構成を説明するための図面、
【図２】図１のナノ粒子形成部を抜粹して示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による水素酸素混合ガス発生システムを添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００２１】
図１は本発明による水素酸素混合ガス発生システムの構成を説明するための図面であり、図２は図１のナノ粒子形成部を抜粋して示した図面である。
【００２２】
示したように、本発明による水素酸素混合ガス発生システムは、水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、第１のライン２１または第２のライン２２と連結されて電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、電解液貯蔵槽２０の内部で第１、２のライン２１、２２が連結される部分と第３のライン２３が連結される部分の間に設けられるものであって、第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが第１、２のライン２１に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０と、電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、混合ガス分離フィルター５０の上部に形成されてその混合ガス分離フィルター５０により分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスがその捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５と、第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、第１のフィルターユニット７０と第２のフィルターユニット８０を連結する第２のガスライン８５と、第２のフィルターユニット８０から放出される水素酸素混合ガスが燃焼される時、燃焼火花が前記第２のフィルターユニット８０に逆火されることを防止するための逆火防止部９０と、逆火防止部９０と連結されて水素酸素混合ガスを噴射するノズル（Ｎ）とを含むことを特徴とする。
【００２３】
電解液貯蔵槽１０の内部には電解液の水位を感知する水位感知部１４が設けられる。水位感知部１４は、電解液貯蔵槽１０で消耗される電解液の量を測定し給水タンク（図示せず）から水が電解液貯蔵槽１０へ供給されるようにする。このような水位感知部１４は多様な形態で具現され得るが、例えば、浮標方式や、センサー方式等で具現され得る。このような水位感知部１４及び給水タンクは当業界で使用される技術であるので詳細な説明は略する。
【００２４】
さらに、電解液貯蔵槽１０の下部側または上部側には水を充填するためのバルブ（Ｖ）が設けられる。
【００２５】
電極ユニット２０は、水を電気分解し水素と酸素を生産するためのものであって、所定の間隔を成して配置される多数の−電極２５と＋電極２６とを含む。この際、−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が效率的に起きて、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ている。
【００２６】
ナノ研磨とは、−、＋電極２５、２６の表面をナノ単位で研いたことを意味する。このようなナノ研磨を介して−、＋電極２５、２６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からナノサイズに小くなる場合、機械的、烈蹟、電気的、磁気的、鉱学的物性が独特に変わるが、−、＋電極２５、２６の表面をナノ研磨して物性を変化させることによって、水の電気分解をさらに活発させるものである。
【００２７】
一方、−、＋電極２５、２６の表面にはトルマリン光触媒が附着される。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、−、＋電極２５、２６に接着剤等を用いて附着されるものである。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砕された後、塑性されることによって、電解液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に具現され、このようなトルマリン光触媒を−、＋電極２５、２６に附着することによって電解液の電気分解をさらに促進させることができる。
【００２８】
さらに、−、＋電極は、トルマリン光触媒を板型に成形することにより具現できることは当然である。
【００２９】
前記の−、＋電極は全体的に密封された構造であるボックスの内部に位置されるものである。
【００３０】
循環ポンプ３０は、第１のライン２１または第２のライン２２に設けられ電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０との間で電解液が循環されるようにする。本実施例において循環ポンプ３０は第１のライン２１に設けられて、電解液貯蔵槽１０から流入される電解液を第１のライン２１を介して電極ユニット２０側に押送することを例として説明している。
【００３１】
一方、第１のライン２１または第２のライン２２には循環ポンプ３０によって電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５が設けられることができる。本実施例では第１のライン２１にナノ粒子形成部３５が設けられていることで説明する。これのためにナノ粒子形成部３５は、第１のライン２１に設けられる本体３６と、本体３６の内部に設けられて押送される電解液により回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングとを含む。この際、羽根車３７は電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有する。このような構造によって循環ポンプ３０によって押送される電解液は羽根車３７を回転させ、羽根車３７は通過される電解液を微細に割ると同時に数十万回以上の震動を引き起こすものである。さらに、羽根車３７が電極ユニット２０側に行くほど広くなる形態を有するので、電解液が羽根車３７の広くなる部分を通過する時、羽根車３７は水をさらに細く割って震動を引き起こす。このように微細に割れて震動を有するようになった電解液が電極ユニット２０に流入された後、−電極２５と＋電極２６によってさらに效率的に電気分解が行われる。
【００３２】
さらに、前記のナノ粒子形成部３５によって震動が印加された電解液は−、＋電極２５、２６の表面に形成された水素酸素の気泡に衝撃を与えることによって、気泡を効果的に脱落させる。
【００３３】
一方、前記の循環ポンプ３０を採用せずに本願の水素酸素混合ガス発生システムが小さいこともある。すなわち、電極ユニット２０から発生された水素及び酸素気泡が電解液貯蔵槽１０に流入されると、その電解液貯蔵槽１０の内部の圧力が高くなるので、電解液は自然に第１、２のライン２１、２２を介して循環されるためである。しかしながら、循環ポンプ３０を適用する場合、電解液を強制に循環させるので電解効率を高めることができる。
【００３４】
混合ガス流入防止板４０は、第３のライン２３を介して流入される水素酸素気泡が第１、２のライン２１、２２側に移動されるないようにするものである。これのために混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材からなっている。
【００３５】
さらに、混合ガス流入防止板４０は穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が附着されて具現され得る。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、板材に接着剤等を用いて附着されるものである。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、周りの温度が上がる場合、陰イオンを多量発生して電解液の電気分解をさらに促進させる。このようなトルマリンは粉末に粉砕された後塑性されることによって、電解液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に具現されて、このようなトルマリン光触媒を混合ガス流入防止板を成す板材に附着することによって、電解液の電気分解をさらに促進させることができる。特に、電気分解が進行される間に水の温度は約８０〜９０℃まで上昇し、これによってトルマリン光触媒はさらに多くの陰イオンを発生するので、電気分解はさらに促進される。
【００３６】
混合ガス分離フィルター５０は、電極ユニット２０で発生された水素酸素混合ガスを電解液から分離して捕集部６０に純粋な水素酸素混合ガスのみが捕集されるようにするものである。これのために混合ガス分離フィルター５０は細かいメッシュ網に光触媒、さらに好ましくは上述したトルマリン光触媒が形成されて具現される。トルマリン光触媒はメッシュ網にコーティングされたりメッシュ網を製造する時に含有されるようにする。混合ガス分離フィルター５０は、上昇する水素酸素混合ガス内部の含まれた異物、すなわち電気分解の時−、＋電極で発生される異物や、供給される水に含まれた異物をフィルタリングすることによって、純粋な水素酸素混合ガスのみを捕集することができるようにするものである。特に、混合ガス分離フィルター５０に光触媒が形成されているので、異物は光触媒作用によってさらに効果的に除去されるものである。
【００３７】
捕集部６０は混合ガス分離フィルター５０の上部に形成された空間であって、混合ガス分離フィルター５０によって分離された混合ガスが捕集される。
【００３８】
第１のフィルターユニット７０は、捕集部６０から第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガスから異物を除去し、高純度の混合ガスに作るためのものであり、さらに水素酸素混合ガスが捕集部６０に逆流されることを防止するための逆火防止機能をする。これのために、第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵されて第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２の間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む。
【００３９】
この際、水貯蔵部７１において水の上部側には、水を経由した水素酸素混合ガスが捕集される第１のサブ捕集部７１ａが形成されている。
【００４０】
第１の触媒貯蔵部７２には触媒が貯蔵されるが、このような触媒としてトルマリン光触媒、または白金触媒がある。このような第１の触媒貯蔵部７２は化合物形態からなる異物を触媒作用によって除去するようになる。
【００４１】
第１のベンテュリ部７３は、それを経由する水素ガスと酸素ガスを均一に混合するためのものであると同時に、第１の触媒貯蔵部７２に移動された混合ガスが第１のサブ捕集部７１ａに逆流されないようにするためのものである。これのために第１のベンテュリ部７３の内部には、微細な流路が一個または多数個形成されていて、さらに好ましくは微細な流路がスクリュー形態からなる。第１のベンテュリ部７３に形成された流露の直径は０．２ｍｍ〜１０ｍｍ間である方が好ましい。
【００４２】
実質的に、水貯蔵部７１に流入された水素ガスと酸素ガスは部分的に混合されていない状態である。しかし、これら水素ガスと酸素ガスが第１のベンテュリ部７３の流路を経由しながら自然に混合される。
【００４３】
一方、水貯蔵部７１の内部には水の水位を感知する水位感知部７４が設けられる。水位感知部７４は、水貯蔵部７１で消耗される水の量を測定して給水タンク（図示せず）から水が水貯蔵部７１に供給されるようにする。このような水位感知部７４は多様な形態に具現され得るが、例えば、浮標方式や、センサー方式等に具現され得る。このような水位感知部７４及び給水タンクは当業界で使用される技術なので、詳細な説明は略する。
【００４４】
また、水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６が設けられることができる。第１の異物除去フィルター７６は第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガス内部に含まれた異物を除去する。
【００４５】
前記の第１のフィルターユニット７０の構造によって、第１のガスライン７５を介して流入される水素酸素混合ガスに含まれた異物は、第１の異物除去フィルター７６によって除去される。以後、異物が除去された混合ガスは上昇して第１のサブ捕集部７１ａに集められ、これによって第１のガスライン７５に逆火されなくなる。さらに、第１のサブ捕集部７１ａに集められた混合ガスは、以後、第１のベンテュリ部７３を経由しながらさらに均一に混合され、第１の触媒貯蔵部７２を通過しながら化合物からなった異物が除去されて、高純度の混合ガスになる。
【００４６】
第２のフィルターユニット８０は、第１のフィルターユニット７０から第２のガスライン８５を介して流入される水素酸素混合ガスから異物を再び除去し、高純度の混合ガスに作るためのものであり、さらに水素酸素混合ガスが第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための逆火防止機能をする。これのために、第２のフィルターユニット８０は、その内部に有機剤が貯蔵され前記第２のガスライン８と５が連結される有機剤貯蔵部８１と、有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２の間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含む。
【００４７】
有機剤貯蔵部８１において有機剤の上部側には、有機剤を経由した水素酸素混合ガスが捕集される第２のサブ捕集部８１ａが形成されている。
【００４８】
第２の触媒貯蔵部８２には触媒が貯蔵されるが、このような触媒としてトルマリン光触媒、または白金触媒がある。このような第２の触媒貯蔵部８２は化合物形態からなる異物を触媒作用によって除去するようになる。
【００４９】
第２のベンテュリ部８３は、水素ガスと酸素ガスを均一に混合して混合ガスを形成するためのものであると同時に、第２の触媒貯蔵部８２に移動された混合ガスが第２のサブ捕集部８１ａに逆流されないようにするためのものである。これのために第２のベンテュリ部８３の内部には微細な流路が一個または多数個形成されていて、さらに好ましく微細な流路がスクリュー形態からなる。第２のベンテュリ部８３に形成された流路の直径は０．２ｍｍ〜１０ｍｍ間である方が好ましい。
【００５０】
第１のフィルターユニット７０を経由した後、有機剤貯蔵部８１に流入された水素ガスと酸素ガスは、依然部分的に混合されないこともある。しかしながら、これら水素ガスと酸素ガスが第２のベンテュリ部８３の流路を経由しながらさらに均一に混合され得る。
【００５１】
一方、有機剤貯蔵部８１の内部には有機剤の水位を感知する水位感知部８４が設けられる。水位感知部８４は、有機剤貯蔵部８１で消耗される有機剤の量を測定し有機剤供級タンク（図示せず）から有機剤が有機剤貯蔵部８１に供給されるようにする。このような水位感知部８４は多様な形態に具現されるが、例えば、浮標方式や、センサー方式等に具現され得る。このような水位感知部８４及び有機剤供級タンクは当業界において使用される技術であるので詳細な説明は略する。
【００５２】
前記の第２のフィルターユニット８０の構造によって、第２のガスライン８５を介して流入される水素酸素混合ガスに含まれた異物は、第２の異物除去フィルター８６によって除去される。以後、異物が除去された混合ガスは上昇して第２のサブ捕集部８１ａに集められ、これによって第２のガスライン８５に逆火されなくなる。さらに、第２のサブ捕集部８１ａに集められた混合ガスは、以後、第２のベンテュリ部８３を経由しながらさらに均一に混合され、第２の触媒貯蔵部８２を通過しながら化合物からなった異物が除去されて、高純度の混合ガスになる。
【００５３】
ここで、有機剤を使用する理由は、その有機剤を通過する混合ガスの点火が容易になるようにするために、また有機剤の種類を異にすることによって火花の色を多様に変化させることができるためである。すなわち、水素酸素混合ガスが容易に点火されるように着火温度を低めることによりガスの質を高級化することができる。また添加物を添加することによって、水素酸素混合ガスが流出される際、これを確認するためのにおいが発生されるようにすることができる。再度説明すると、有機剤は水素酸素混合ガスの点火が容易になるように着火温度を低めることであり、これのために有機剤は着火温度が低いものであって、例えば、広範囲に知られているアルコールを使うことができる。
【００５４】
逆火防止部９０は、第２のフィルターユニット８０から放出される水素酸素混合ガスが第２のフィルターユニット８０に逆流することを防止することによって、水素酸素混合ガスが燃焼される時、燃焼火花が第２のフィルターユニット８０に逆火されることを防止する。このような逆火防止部９０は本願の水素酸素混合ガス発生システムの安全装置となる。このような逆火防止部９０は、ガス燃焼装置において一般的に使用される技術であるのでこれ以上の詳細な説明は略する。
【００５５】
一方、逆火防止部９０とノズル（Ｎ）の間には、逆火を最終的に防止するためのチェックバルブ９５が設けられることができる。チェックバルブ９５は逆火防止部９０からノズル（Ｎ）方向にのみ流れるようにし、その内部にはノズル（Ｎ）方向のみに弾性力を印加するスプリングと、そのスプリングに弾性バイアースされノズル（Ｎ）方向の入口を選択的に開閉するボールからなる。このようなチェックバルブ９５の構造は、公知の技術であるのでこれ以上の詳細な説明は略する。
【００５６】
前記の構造によって、電極ユニット２０で直流電気エネルギーが印加されることにより−電極２５同士及び＋電極２６同士の間で電気分解が起きながら水素及び酸素気泡が発生し、これらは混合されて第３のライン２３を介して電解液貯蔵槽１０の内部に流入される。この際、混合ガス流入防止板４０は、第３のライン２３を介して流入される水素酸素気泡が第１のライン２１側に移動されることができないようにする。
【００５７】
以後、水素酸素混合ガスは混合ガス分離フィルター５０を経由した後、捕集部６０に集められる。この際、混合ガス分離フィルター５０は、水素酸素混合ガスを電解液から分離して捕集部６０に純粋な水素酸素混合ガスのみが捕集されるようにする。
【００５８】
以後、捕集部６０に捕集された水素酸素混合ガスは、第１のガスライン７５→第１のフィルターユニット７０→第２のガスライン８５→第２のフィルターユニット８０を経由した後、逆火防止部９０→チェックバルブ９５→ノズル（Ｎ）を介して燃焼ガスに使用するようになる。
【００５９】
本発明は図面に示された一実施例を参照に説明されたが、これは例示的なものに過ぎなくて、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施例が可能である点が理解できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：電解液貯蔵槽 １４：水位感知部
２０：電極ユニット ２１、２２：第１、２のライン
２３：第３のライン ２５、２６：−、＋電極
３０：循環ポンプ ３５：ナノ粒子形成部
４０：混合ガス流入防止板 ５０：混合ガス分離フィルター
６０：捕集部 ７０：第１のフィルターユニット
７１：水貯蔵部 ７１ａ：サブ捕集部
７２：第１の触媒貯蔵部 ７３：第１のベンテュリ部
７４：水位感知部 ７５：第１のガスライン
７６：第１の異物除去フィルター ８０：第２のフィルターユニット
８１：有機剤貯蔵部 ８１ａ：サブ捕集部
８２：第２の触媒貯蔵部 ８３：第２のベンテュリ部
８４：水位感知部 ８５：第２のガスライン
８６：第２の異物除去フィルター ９０：逆火防止部
９５：チェックバルブ Ｎ：ノズル Ｖ：バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、
多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、前記電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、
前記電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、
前記混合ガス分離フィルター５０の上部に形成され、その混合ガス分離フィルター５０によって分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、
前記捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスが、その捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び
前記捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含むことを特徴とする水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項２】
前記第３のライン２３は前記第１、２のライン２１、２２の上部側に位置され、前記第１、２のライン２１、２２と前記第３のライン２３の間には、前記第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが前記第１、２のライン２１、２２に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０とをさらに含む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システム。
【請求項３】
前記第１のライン２１または第２のライン２２と連結され、前記電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０の間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、前記第１のライン２１または第２のライン２２に設けられて前記循環ポンプ３０によって前記電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５とをさらに含む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システム。
【請求項４】
前記第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵され前記第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、前記水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、前記水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２の間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む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システム。
【請求項５】
前記水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項６】
前記第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、及び前記第１のフィルターユニット７０と連結される第２のガスライン８５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システム。
【請求項７】
前記第２のフィルターユニット８０は、その内部に有機剤が貯蔵されて前記第２のガスライン８５が連結される有機剤貯蔵部８１と、前記有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、前記有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２の間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含むことを特徴とする請求項６に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項８】
前記有機剤貯蔵部８１の内部に位置される第２のガスライン８５の端部に連結された第２の異物除去フィルター８６をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項９】
前記−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が効率的に起きて、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から８の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１０】
前記−、＋電極２５、２６の表面に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９の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１１】
前記ナノ粒子形成部３５は、前記第１のライン２１に設けられる本体３６と、前記本体３６の内部に設けられて押送される電解液によって回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、前記羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングを含み、
前記羽根車３７は前記電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有することを特徴とする請求項３に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１２】
前記混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が形成されて具現されたことを特徴とする請求項２に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１３】
前記混合ガス分離フィルター５０は、メッシュ状になっていて、光触媒が形成されて具現されたことを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１】
水が電解されて具現された電解液が貯蔵される電解液貯蔵槽１０と、
多数の−電極２５と＋電極２６で構成されるものであって、前記電解液貯蔵槽１０の下部側と連結される第１、２のライン２１、２２及び発生された水素酸素混合ガスを前記電解液貯蔵槽１０に供給するための第３のライン２３を含む電極ユニット２０と、
前記電解液貯蔵槽１０の内部に設けられて、電解液から水素酸素混合ガスを分離するための混合ガス分離フィルター５０と、
前記混合ガス分離フィルター５０の上部に形成され、その混合ガス分離フィルター５０によって分離された水素酸素混合ガスを捕集する捕集部６０と、
前記捕集部６０から流入される水素酸素混合ガスが、その捕集部６０に逆流されることを防止するための水が貯蔵される第１のフィルターユニット７０と、及び
前記捕集部６０と第１のフィルターユニット７０を連結する第１のガスライン７５とを含むことを特徴とする水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項２】
前記第３のライン２３は前記第１、２のライン２１、２２の上部側に位置され、前記第１、２のライン２１、２２と前記第３のライン２３の間には、前記第３のライン２３を介して流入される水素酸素混合ガスが前記第１、２のライン２１、２２に流入されないように遮断する混合ガス流入防止板４０とをさらに含む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システム。
【請求項３】
前記第１のライン２１または第２のライン２２と連結され、前記電解液貯蔵槽１０と電極ユニット２０の間で電解液を循環させる循環ポンプ３０と、前記第１のライン２１または第２のライン２２に設けられて前記循環ポンプ３０によって前記電極ユニット２０に押送される電解液の粒子を細く割ることと同時に、微細な圧力変動を起こすナノ粒子形成部３５とをさらに含む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システム。
【請求項４】
前記第１のフィルターユニット７０は、その内部に水が貯蔵され前記第１のガスライン７５が連結される水貯蔵部７１と、前記水貯蔵部７１の上部に設けられるものであって触媒が貯蔵された第１の触媒貯蔵部７２と、前記水貯蔵部７１と第１の触媒貯蔵部７２の間を連結する第１のベンテュリ部７３とを含む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システム。
【請求項５】
前記水貯蔵部７１の内部に位置される第１のガスライン７５の端部に連結された第１の異物除去フィルター７６をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項６】
前記第１のフィルターユニット７０から流入される水素酸素混合ガスの純度を向上させることと同時に、第１のフィルターユニット７０に逆流されることを防止するための有機剤が貯蔵された第２のフィルターユニット８０と、及び前記第１のフィルターユニット７０と連結される第２のガスライン８５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システム。
【請求項７】
前記第２のフィルターユニット８０は、その内部に有機剤が貯蔵されて前記第２のガスライン８５が連結される有機剤貯蔵部８１と、前記有機剤貯蔵部８１の上部に設けられるものであって、触媒が貯蔵された第２の触媒貯蔵部８２と、前記有機剤貯蔵部８１と第２の触媒貯蔵部８２の間を連結する第２のベンテュリ部８３とを含むことを特徴とする請求項６に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項８】
前記有機剤貯蔵部８１の内部に位置される第２のガスライン８５の端部に連結された第２の異物除去フィルター８６をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項９】
前記−、＋電極２５、２６の表面は、電気分解が効率的に起きて、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から８の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１０】
前記−、＋電極２５、２６の表面に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９の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１１】
前記ナノ粒子形成部３５は、前記第１のライン２１に設けられる本体３６と、前記本体３６の内部に設けられて押送される電解液によって回転されるように斜めの角度に形成された羽根車３７と、前記羽根車３７の軸を支持するベアリング３８やブッシングを含み、
前記羽根車３７は前記電極ユニット２０に行くほど広くなる形態を有することを特徴とする請求項３に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１２】
前記混合ガス流入防止板４０は、穴が形成された板材やメッシュ状の板材にトルマリン光触媒が形成されて具現されたことを特徴とする請求項２に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【請求項１３】
前記混合ガス分離フィルター５０は、メッシュ状になっていて、光触媒が形成されて具現されたことを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の水素酸素混合ガス発生システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１８８８６（Ｐ２０１０−１８８８６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５９２５（Ｐ２００９−１６５９２５）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（５０９１９８８５９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（５０９１９８８５９）
【Ｆターム（参考）】
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