KR101157060B1

KR101157060B1 - 친환경 연료 절감장치

Info

Publication number: KR101157060B1
Application number: KR1020120010722A
Authority: KR
Inventors: 문제삼; 박만식
Original assignee: 박만식; 문제삼
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2032-02-02

Abstract

본 발명은 친환경 연료 절감장치에 관한 것으로, 수산화물 이온수용액을 물과 함께 혼합하여 투입하고 적절한 전압하에서 해당 혼합액이 반응하게 함으로써 수소를 발생시키고 내연기관의 기화기측으로 공급함으로써 보조연료로 사용할 수 있게 하며, 자동으로 보조연료의 공급을 제어함으로써 장치의 단순화와 경량화를 이루고 에너지 효율을 높인 친환경 연료 절감장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 전기분해용 음극판과 양극판의 기능을 수행하면서 수소발생 효율을 높이기 위해 접촉면적이 극대화된 복수의 코일을 이용함으로써 수소발생장치가 경량화되고 단순화될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 자동으로 급수제어가 이루어짐으로 인해 내연기관에 콤팩트하게 장착되기 용이하므로 쉽게 보조 수소차량 또는 선박으로 업그레이드시켜 가솔린이나 경유 등의 주연료의 연료를 절감하고, 연소효율을 높힐 수 있다는 장점이 있다.

Description

친환경 연료 절감장치{APPARATUS FOR CURTAILING OF FUEL}

본 발명은 친환경 연료 절감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 수산화물 이온수용액을 물과 함께 혼합하여 투입하고 적절한 전압하에서 해당 혼합액이 반응하게 함으로써 수소를 발생시키고 내연기관의 기화기측으로 공급함으로써 보조연료로 사용할 수 있게 하며, 자동으로 보조연료의 공급을 제어함으로써 장치의 단순화와 경량화를 이루고 에너지 효율을 높인 친환경 연료 절감장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근에 휘발유나 경유 및 등유 등 석유관련 제품의 가격이 급등하였지만 무엇보다 급격한 산업화로 인한 화석연료의 고갈이 지구상의 자원을 더욱 급속도로 감소시키고 있는 실정이다.

이러한 자원고갈은 필연적으로 대체에너지 개발에 집중하게 하였으며, 각종 에너지 절감장치를 개발하도록 하였다.

일반적인 대체에너지는 태양광, 풍력, 조력, 지열과 같은 자연에너지를 축적하여 사용 가능한 전기에너지를 변환하게 하는 장치를 통해 사용되는 바, 이러한 자연에너지로부터 얻어져 변환된 전기에너지를 대용량으로 축적할 수 있는 배터리 기술이나, 효율을 높이기 위한 인버터 기술 등이 핵심 기술이라고 할 수 있겠다.

그러나, 이러한 대체에너지 관련기술은 아직 미비하여 그 효율이 매우 떨어지므로 정부에서 대폭적인 지원이 없는 한 자생하기가 매우 어려운 실정이며, 지속적인 연구 개발이 필요한 상태이다.

또한, 최근에는 자연계에서 흔히 쉽게 얻을 수 있는 원소중에는 수소를 대표적으로 들 수 있다. 수소는 연소가 매우 용이하며 연소열이 크다. 즉, 연소시 효율이 높다는 의미이다.

또, 연소시 공해물질이 생성되지 않아 청정한 에너지원으로 인식되며, 이러한 수소는 물을 전기분해하여 쉽게 얻을 수 있으므로 대량의 수소를 비교적 손쉽게 간편하게 얻을 수 있다.

이러한 수소는 주연료로 사용될 수도 있지만, 가솔린, 엘피지(LPG) 등의 연소기구에 직접 공급되어 보조연료로도 사용할 수 있다. 예컨대, 장작이 연소되는 난로에 휘발유 한 스푼을 부어넣어서 화력이 증가되게 하는 원리와 같다.

보다 상세하게, 차량 또는 선박 엔진의 기화기에 수소 공급라인을 구성하고 추출한 수소를 그 수소공급라인을 통해 기화기로 투입되게 하면 주연료원이나 또는 보조연료원으로 수소를 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

이에 요구되는 구성은 마땅히, 가볍고 자동으로 수소를 발생시켜야 하며 장치의 간단하고 수소발생에 요구되는 에너지량이 작아야 한다는 조건을 만족해야 할 것이다.

하지만, 여전히 이러한 조건을 만족하는 장치가 전무하므로 최근 개발되는 수소차량 또는 선박 등은 상당히 복잡한 장치로 이루어질 수밖에 없고 차량의 가격이 매우 비싸다는 문제가 있었다. 또한, 종래의 차량 또는 선박을 수소차량으로 대체할 수 없으므로 오히려 자원의 낭비를 초래한다는 문제가 있었다.

또한, 수소는 알칼리 반응이나 전기분해를 통해 얻을 수 있으나, 현재의 구조대로 양극판과 음극판을 이용한 전기분해는 이온수와 접촉하는 양극판과 음극판의 면적이 너무 작으므로 수소 발생효율도 매우 낮다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 수산화물 이온수용액을 물과 함께 혼합하여 투입하고 적절한 전압하에서 해당 혼합액이 반응하게 함으로써 수소를 발생시키고 내연기관의 기화기측으로 공급함으로써 보조연료로 사용할 수 있게 하며, 자동으로 보조연료의 공급을 제어함으로써 장치의 단순화와 경량화를 이루고 에너지 효율을 높인 친환경 연료 절감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차량 또는 선박의 배터리 전원을 인가받아 소정의 전류와 전압으로 변환하여 출력하는 전류전압조절부와; 수산화물 이온 수용액을 수용하는 이온수용액 저장통과; 이온 수용액 저장통에 수용된 수산화물 이온 수용액을 외부에서 인가받은 스위칭 제어신호에 의해 소정시간동안 배출하는 급수밸브와; 수산화물 이온 수용액 잔량 부족유무를 표시하는 램프와; 내부가 중공상태로 이루어져 통형상을 이루며, 나일론 66과 그라스재질로 이루어진 외부 케이스 및 상기 외부 케이스의 내부에 입설되어 나일론 66과 글라스 재질의 절연 합성물질로 이루어져, 이하의 제어부로부터 변압된 양극과 음극 전압을 각각 인가받는 제 1, 2 코일이 감겨져 있는 반응코어;를 구비할 경우, 상기 수산화물 이온 수용액에 침지된 상기 제 1, 2 코일에 양극과 음극전압이 가해져 수소를 발생시키는 수소발생부와; 상기 전류전압조절부로부터 출력 전류와 전압을 인가받아 상기 수소발생부의 제 1, 2 코일에 투입함으로써 전기분해를 통해 수소를 발생시키고, 상기 수산화물 이온 수용액 부족유무에 따라 상기 급수밸브에 스위칭 제어신호를 발생하며, 그 정보를 상기 램프를 구동시켜 표시하도록 제어하는 제어부로 이루어지고, 상기 이온 수용액 저장통과 수소발생부는 그 내부에 이온수용액의 수위를 감지하기 위한 제 1, 2 수위감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 전류전압조절부는 DC 5V 내지 DC 12V 범위내에서 가변 출력할 수 있으며, 전류는 3A 내지 20A 내에서 가변 출력할 수 있고, 8V전압과

8A전류로 고정되는 것도 가능한 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 이온 수용액 저장통은 그 상단 소정부에 이온수용액을 보충하기 위한 급수구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 급수밸브는 이온 수용액 저장통과 수소발생부를 연결하는 연결파이프의 중간에 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 이온수용액은 KOH의 이온 수용액인 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 급수구와 수소배출구가 그 상단 소정부에 형성되고 내부가 중공상태이며, 그 전면에 도어가 형성된 몸체가 더 구성되며, 그 몸체의 소정부에 발열반응으로 인한 열을 외부로 배출하기 위한 송풍팬이 부착된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 수소발생부는 그 배출관 소정부에 수소가스에 포함된 수분이나 이물질을 필터링하기 위한 필터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 반응코어는 그 중앙에 중앙축봉이 형성되어져 있으며, 그 중앙축봉의 외주연을 따라 90도 간격으로 블레이드가 형성되고, 그 블레이드의 외주연에 일정간격 이격되게 제 1, 2 코일이 권취된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 블레이드는 그 외주연에 각각 제 1, 2 코일이 삽입되는 고정홈이 형성되어져 있으며, 그 고정홈은 일정각도 경사진 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치가 제공된다.

본 발명에 따른 친환경 연료 절감장치는 전기분해용 음극판과 양극판의 기능을 수행하면서 수소발생 효율을 높이기 위해 접촉면적이 극대화된 복수의 코일을 이용함으로써 수소발생장치가 경량화되고 단순화될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 자동으로 급수제어가 이루어짐으로 인해 내연기관에 콤팩트하게 장착되기 용이하므로 쉽게 보조 수소차량 또는 선박으로 업그레이드시켜 가솔린이나 경유 등의 주연료의 연료를 절감하고, 연소효율을 높힐 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 개략적인 구성을 도시한 모식도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 회로 구성을 도시한 블록구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치를 나타내는 사진,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치에 구성된 케이스의 내부 상태를 도시한 투시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치에 구성된 반응코어와 코일을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 개략적인 구성을 도시한 모식도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 회로 구성을 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치를 나타내는 사진이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치에 구성된 케이스의 내부 상태를 도시한 투시도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치에 구성된 반응코어와 코일을 도시한 사시도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 수산화물 이온수용액을 물과 함께 혼합하여 투입하고 적절한 전압(8V, 8A)하에서 해당 혼합액이 반응하게 함으로써 수소를 발생시키고 내연기관의 기화기측으로 공급함으로써 보조연료로 사용할 수 있게 하며, 자동으로 보조연료의 공급을 제어함으로써 장치의 단순화와 경량화를 이루고 에너지 효율을 높인 장치이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 급수구(8)와 수소배출구(16)가 그 상단 소정부에 형성되고 내부가 중공상태이며, 그 전면에 도어(미도시)가 형성된 몸체(4)가 더 구성되며, 그 몸체(4)의 소정부에 발열반응으로 인한 열을 외부로 배출하기 위한 송풍팬(40)이 부착되어져 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에는 상기 송풍팬(40)을 구동시키기 위한 팬구동부(42)가 더 구비되어져 있다.

또, 상기 몸체(4)의 내부에는 전류전압조절부(6)와, 이온수용액 저장통(7)과, 급수밸브(12)와, 수소발생부(14), 제어부(10)가 구성된다.

보다 상세하게, 상기 전류전압조절부(6)는 차량 또는 선박의 배터리(24) 전원을 인가받아 소정의 전류와 전압으로 변환하여 출력하는 수단인 바, 상기 전류전압조절부(6)는 DC 12V, DC 24V 또는 DC 36V, DC 48V 를 인가받아 DC 5V 내지 DC 12V를 출력하며, 전류는 3A 내지 20A 내에서 가변 출력하는 구성으로 DC/DC 컨버터의 기능을 수행한다.

즉, 차량과 선박에서 12v. 24. 36. 48. 전원을 안가받아 전류전압 조절부(6)에 입력전원으로 사용하고(SMPS)스위칭회로와 정전류회로를 거쳐 직류전원(DC) +5V에서 +12V를 출력하여 전류는 3A(암폐어)에서 20A(암폐어)까지 생산한다. 친환경 연료절감기는 용량에 따라 여러가지 전압과 전류가 필요하지만 현제품은 전압이 8V, 전류가 8A가 최적합하다. 따라서, 수소가스를 생산하는 과정에서 수소발생부에서 열이발생할 수 있는데 그 점을 보안하기 위해서 전류전압 조절부(6)를 개발한 제품이다. 전류전압 조절부(6)는 수소발생부(14)에서 열이 50도이상 넘어가면 전압과 전류를 맞추어 놓은 그 이상을 넘어가지 않도록 자동조절하여 열이 발생하는 것을 미리 방지할 수 있는 기능을 수행하기도 한다.

또, 상기 이온수용액 저장통(7)은 내부에 이온수용액을 저장하는 구성으로, 상기 이온수용액 저장통(7)은 그 상단 소정부에 이온수용액을 보충하기 위한 급수구(8)가 더 형성되어져 있다.

한편, 상기 급수밸브(12)는 이온수용액 저장통(7)에 수용된 이온수용액을 외부에서 인가받은 스위칭 제어신호에 의해 소정시간동안 배출하는 구성으로, 상기 급수밸브(12)는 이온수용액 저장통(7)과 수소발생부(14)를 연결하는 연결파이프(미도시)의 중간에 구성된다.

또, 상기 수소발생부(14)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내부가 중공상태로 이루어져 통형상을 이루며, 나일론 66과 그라스재질로 이루어진 외부 케이스와; 상기 외부 케이스의 내부에 입설되어 나일론 66과 글라스 재질의 절연 합성물질로 이루어지며, 제어부(10)로부터 변압된 양극과 음극 전압을 각각 인가받는 제 1, 2 코일(50, 52)이 감겨져 있는 반응코어(18)를 구비한다.
또한, 상기 수소발생부(14)는 그 상단 소정부에 각각 이격되어 형성된 이온수용액 투입구와 수소 배출구가 형성된다. 이러한 수소발생부(14)의 내부에는 증류수와 KOH 이온수용액으로 채워져 있으며, 이온수용액에 침지된 제 1, 2 코일(50, 52)에 + _8v의 전원을 입력하여 수소를 발생시키는 역할을 한다.

삭제

수소발생부(14)의 내부에는 반응코어(18)가 들어가고 반응코어(18)에 감겨져 있는 제1, 제2 코일(50, 52)에 + - 8V 전압이 공급된다. 그리고, 수소발생부(14)의 내부에는 증류수와 KOH 이온수용액이 증류수 1.8리터, KOH 이온수용액 2그램 혼합해서 들어간다. 수소발생부(14)의 내부에 이온수용액이 90%정도 체워지면 마무리된다. 위에서 나열했듯이 수소발생부(14)의 내부에 들어있는 제1 코일(50)과 제2 코일(52)에 8V 전원이 공급되면 상기 제1 코일(50)과 제2 코일(52)은 증류수와 KOH 이온수용액에 의해 반응하여 열을 발생 한다. 이때, 적절한 온도(50도)를 넘으면 전류전압조절부(6)의 SMPS 정전류파워에서 8V전압과 8A전류를 넘어가지 않도록 자동으로 조절한다(SMPS 정전류파워 기능이다).

수소발생부(14)의 내부에 있는 반응코어(18)에 감겨있는 제1, 제2 코일(50, 52)에 + - 8V 전압이 공급되면 반응코어(18)에 감겨있는 제1, 제2 코일(50, 52)과 수소발생부(140) 내에 들어있는 혼합액이 반응하게 함으로써 양극(제 1코일: 50)에서는 산화반응이 일어나서 산소가 발생되고 음극(제 2코일: 52)에서는 환원반응이 일어나면서 수소가 발생된다. 발생된 수소가스는 배출관(17)을 통해 차량이나 선박엔진의 기화기쪽에 수소가스를 공급한다.

배출관(17)을 지나 필터(19)는 수소발생부에서 발생되는 수소가스에 수분이나 이물질이 포함되어져 있을수 있으므로 배출관(17)을 통해 수분이나 이물질을 필터링하는 역할을 한다. 배출관(17)은 또한 친환경연료 절감장치가 멈추었을 때 자동차 기화기쪽에서 수소발생부(14)로 가솔린가스가 넘어오지 못하도록 차단해주는 역할도 한다.

본 발명에서의 수소 발생 원리는 전기분해 기술인 바, 간단하게 전기분해에 대해 설명하면, 증류수의 내부에 양극판과 음극판을 각각 동시에 침지시키고, 양극판과 음극판에 각각 양극전압과 음극전압을 투입하면서, 그 증류수 내에 음이온과 양이온으로 분해 가능한 금속판을 침지시키면, 전해분해되면서 양극에서는 산화반응이 일어나면서 산소가 발생되고, 음극에서는 환원반응이 일어나면서 수소가 발생된다.

한편, 증류수와 금속판을 대신하여 염기성 물질이 대체 투입될 수 있으며, 이때, 염기성 물질은 수산화물이 대표적이며, 수산화물은 전기분해를 통해 반응하여 수산화이온을 내놓을 수 있는 물질이고, 이 역시 대표적인 전기분해 기술이다.

이에, 본 발명은 차량용이나 선박용으로 본 장치가 사용되는 것이므로, 작은 부피에서 수소발생 효율을 높일 수 있는 장치를 제안하는 바, 이하 도 4, 5를 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.

또한, 상기 제어부(10)는 상기 전류전압조절부(6)로부터 출력 전류와 전압을 인가받아 수소발생부(14)로 공급하며, 이온수용액 부족유무에 따라 상기 급수밸브(12)에 스위칭 제어신호를 발생하며, 그 정보를 램프(32,34)를 구동시켜 표시하도록 제어하는 구성이다.

여기서, 상기 이온수용액은 KOH 이온액과 같은 수산화물 이온액과 증류수가 혼합된 수용액이다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에는 이온수용액의 수소발생반응에 의해 발열된 공기를 외부로 배출하는 송풍팬(40)이 더 구비되어져 있으며, 그 송풍팬(40)을 구동시키는 팬구동부(42)가 구비되어져 있다.

또, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에는 이온수용액 잔량 부족유무를 표시하는 램프(32,34)가 구성되는 바, 그 램프는 이온수용액 잔량 부족상태를 표시하는 적색램프(32)와, 첨가액 잔량이 충분함을 표시하는 녹색램프(34)로 구성되고, 적색램프(32)와 녹색램프(34)를 구동시키는 램프구동부(36,38)가 구성된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에 구성된 상기 이온수용액 저장통(7)과 수소발생부(14)는 그 내부에 이온수용액의 수위를 감지하기 위한 제 1, 2 수위감지부(26,28)가 더 구비된다.

보다 상세하게, 상기 제 2 수위감지부(28)는 저수위와 고수위를 각각 감지하는 수위감지부(28a, 28b)로 구분되어 도시된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에 포함된 상기 수소발생부(14)에서 발생되는 수소가스에는 수분이나 이물질이 포함되어져 있을 수 있으므로, 배출관(17)을 통해 배출되는 수소중 수분이나 이물질을 필터링하는 필터(19)가 배출관(17)의 중간에 부착되어져 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)에는 리사이클링하는 순환관(25)이 구비된 바, 그 순환관(25)은 상기 수소발생부(14)에 저장된 이온수용액에 과도한 열이 흡수된 경우, 제 3스위치(20)를 통해 배수밸브(22)를 작동시키고, 그 배수밸브(22)를 통해 배출되는 이온수용액을 여과시키는 여과장치(23)를 통과하게 하여 상기 이온수용액 저장통(7)으로 유입되게 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)의 작동상태를 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)가 작동되어 상기 전류전압조절장치(6)를 통해 소정의 전류와 전압값이 출력되면, 그 출력값을 제어부(10)가 인가받아 제 1, 2 수위감지부(26,28)를 통해 상기 이온수용액 저장통(7)과 수소발생부(14)내의 이온수용액이 적당량인지를 판단한다.

즉, 상기 제어부(10)가 제 1, 2 수위감지부(26,28)로부터 인가받은 감지값을 통해 수소발생부(14)내의 혼합액이 부족한 경우라고 판단한 경우라면, 상기 제어부(10)는 급수밸브(12)를 스위칭하고 동시에 상기 적색램프(32)를 턴온(Turn On)하여 점등시키고, 상기 녹색램프(34)는 턴오프(Turn Off)하여 소등시킨다.

한편, 급수밸브(12)가 스위칭되어 상기 수소발생부(14)로 충분한 급수가 이루어지면 상기 제 2 수위감지부(28)는 그 감지신호를 상기 제어부(10)로 전송하고, 제어부(10)는 비로소 상기 수소발생부(14) 내의 이온수용액이 충분함을 인지할 수 있다.

따라서, 상기 제어부(10)는 상기 적색램프(32)를 턴오프(Turn Off)하여 소등시키고, 상기 녹색램프(34)는 턴온(Turn On)하여 점등시킨다.

만약, 제 1 수위감지부(26)를 통해 상기 이온수용액 저장통(7) 내부의 이온수용액 잔량이 없다는 것을 상기 제어부(10)가 인지하면 상기 이온수용액 저장통(7)내의 이온수용액(수산화물 이온수용액과 물)은 수동으로 공급해줘야 하므로 상기 급수밸브(12)는 스위칭오프하고, 상기 전류전압조절부(6)를 정지시키고 동시에 상기 적색램프(32)를 턴온(Turn On)하여 점등시키고, 상기 녹색램프(34)는 턴오프(Turn Off)하여 소등시킨다.

한편, 상기 수소발생부(14)에서 발생되는 수소가스에 수분이나 이물질이 포함되어져 있을 수 있으므로, 배출관(17)을 통해 배출되는 수소는 필터(19)를 거치면서 수분이나 이물질이 제거된 상태에서 배출된다.

이때, 상기 필터(19)의 동작시에는 다른 구성의 작동을 멈추게 하고, 필터링이 모두 완료되었을 때 다른 구성들이 다시 동작되어 수소를 발생하게 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 수소발생부(14)는 그 외주연에 전기투입에 의해 발열되는 방열판(미도시)이 부착되어 수소발생부(14)의 내부가 적정 온도로 활성화되게 하며, 앞서 설명한 하였듯이, 2차적으로 전류전압 조절부(6)의 SMPS 정전류파워 기능에 의해서 + _8V 전압과 8A전류로 맞추어 놓으면 수소발생부(14)에서 온도가 50도가 넘지않도록 자동으로 전압과 전류를 조절하여 줌으로써 수소발생부(14)에서 지속적으로 일정한 수소가스가 발생 할수 있도록 도와준다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 자동차나 선박용 내연기관의 보조 연료로서, 수소를 발생시켜 엔진으로 유입시키는 장치이므로 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 소형이고 부피가 작아야 할 것이다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 콤팩트한 외형에 비해 수소 발생효율이 높아야만 보조 연료로서의 기대가 가능하므로, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 기존의 전기분해 장치를 개선하여 수소 발생효율을 높인 것이다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 연료 절감장치(2)는 기존의 전기분해 장치에 구성된 양극판과 음극판이 반응액과의 접촉면적이 작다는 것을 개선하여 양극판과 음극판을 대체할 수 있는 제 1, 2 코일(50 ,52)을 구성함으로써 이온수용액과의 접촉면적을 극대화시키도록 한다.

또한, 상기 제 1, 2코일(50, 52)간의 간섭을 제거하면서 상기 제 1, 2 코일(50, 52)과 이온수용액과의 접촉면적을 높이기 위한 구조의 반응코어(18)가 제시된다.

즉, 상기 반응코어(18)는 그 중앙에 중앙축봉(182)이 형성되어져 있으며, 그 중앙축봉(182)의 외주연을 따라 90도 간격으로 블레이드(184)가 형성되고, 그 블레이드(184)의 외주연에 일정간격 이격되게 제 1, 2 코일(50,52)이 권취된다.

이때, 제 1, 2 코일(50,52)은 일정간격을 두고 상기 반응코어(18)의 외주연에 권취되게 되므로 상호 간섭은 전혀 없다.

또한, 상기 반응코어(18)는 위에서 아래로 바라볼 때 그 중앙축봉(182)을 기준으로 4개의 블레이드(184)가 십자형상으로 형성되어져 있으므로 어느 한 블레이드(184)와 이웃하는 또 다른 블레이드(184)의 사이에는 공간부(188)가 형성되고, 그 공간부(188)가 궁극적으로 제 1, 2 코일(50,52)의 이온수용액에 대한 접촉면적을 극대화시키는 역할을 수행한다.

한편, 상기 블레이드(184)는 그 외주연에 각각 제 1, 2 코일(50,52)이 삽입되는 고정홈(186)이 형성되는 바, 그 고정홈(186)은 상기 제 1, 2 코일(50,52)이 각각 제 위치를 잡게 하며, 상호 간섭되지 않도록 한다.

바람직하게, 상기 고정홈(186)은 제 1, 2 코일(50,52)이 용이하게 삽입되면서 권취될 수 있도록 고정홈(186)의 정면에서 바라볼 때, 일정각도 횡측으로 경사지게 된다.

더욱 바람직하게, 상기 제 1, 2 코일(50,52)은 스테인레스 재질의 2.0mm로 구성되어 녹발생이 방지된다.

또, 상기 고정홈(186)은 블레이드(184)의 길이방향을 따라 다수개가 형성되어져 있으나, 도 5와 도 6에서는 대표적으로 1개만 도시한 것이다.

또한, 바람직하게, 상기 수소발생부(14)는 수소발생효율을 높이기 위해 일정온도 이상인 것이 이온활성화에 도움이 되지만, 이러한 고온에서의 이온활성화 기술은 온도가 촉매역할을 수행한다는 내용으로 공지 기술이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 연료 절감장치는 전기분해용 음극판과 양극판의 기능을 수행하면서 수소발생 효율을 높이기 위해 접촉면적이 극대화된 복수의 코일을 이용함으로써 수소발생장치가 경량화되고 단순화될 수 있다. 또한, 자동으로 급수제어가 이루어짐으로 인해 내연기관에 콤팩트하게 장착되기 용이하므로 쉽게 보조 수소차량 또는 선박으로 업그레이드시켜 가솔린이나 경유 등의 주연료의 연료를 절감하고, 연소효율을 높힐 수 있다.

이를 위해, 친환경 연료 절감장치(2)는 자동차나 선박이나 외부에 부착했을때 안전하게 사용할 수 있도록 안전장치를 부가할 수 있는 바, 예컨대 자동차에 부착했을때 본 제품에 외부 충격이 전달되면 충격방지 시스템이 동작하여 친환경연료 절감장치는 전류전압 조절부에서 모든 동작을 멈추게 한다. 즉, 충격센서(미도시)를 설치하여 충격센서로부터 감지신호가 인가되면 제어부(10)가 전압전류의 공급을 차단하도록 스위칭 오프시키도록 설계되어있다.

또한, 본제품에 열이 발생할 경우 55도 온도가 넘으면 자동으로 SW3 회로가 동작하여 상기 제어부(10) 전압전류의 공급을 차단하도록 스위칭 오프시키고 L2여과장치회로가 동작하여 이온수용액을 순환시키고 온도를 내려준다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 연료 절감장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

6:전류전압조절부, 7:이온수용액저장통,
8:급수부, 10:제어부,
12:급수밸브, 14:수소발생부,
18:반응코어, 50,52:제 1, 2코일.

Claims

차량 또는 선박의 배터리 전원을 인가받아 소정의 전류와 전압으로 변환하여 출력하는 전류전압조절부와;
수산화물 이온 수용액을 수용하는 이온수용액 저장통과;
이온 수용액 저장통에 수용된 수산화물 이온 수용액을 외부에서 인가받은 스위칭 제어신호에 의해 소정시간동안 배출하는 급수밸브와;
수산화물 이온 수용액 잔량 부족유무를 표시하는 램프와;
내부가 중공상태로 이루어져 통형상을 이루며, 나일론 66과 그라스재질로 이루어진 외부 케이스 및 상기 외부 케이스의 내부에 입설되어 나일론 66과 글라스 재질의 절연 합성물질로 이루어져, 이하의 제어부로부터 변압된 양극과 음극 전압을 각각 인가받는 제 1, 2 코일이 감겨져 있는 반응코어를 구비할 경우, 상기 수산화물 이온 수용액에 침지된 상기 제 1, 2 코일에 양극과 음극전압이 가해져 수소를 발생시키는 수소발생부와;
상기 전류전압조절부로부터 출력 전류와 전압을 인가받아 상기 수소발생부의 제 1, 2 코일에 투입함으로써 전기분해를 통해 수소를 발생시키고, 상기 수산화물 이온 수용액 부족유무에 따라 상기 급수밸브에 스위칭 제어신호를 발생하며, 그 정보를 상기 램프를 구동시켜 표시하도록 제어하는 제어부로 이루어지고,
상기 이온 수용액 저장통과 수소발생부는 그 내부에 이온수용액의 수위를 감지하기 위한 제 1, 2 수위감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 전류전압조절부는 DC 5V 내지 DC 12V 범위내에서 가변 출력할 수 있으며, 전류는 3A 내지 20A 내에서 가변 출력할 수 있고, 8V전압과 8A전류로 고정되는 것도 가능한 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 이온 수용액 저장통은 그 상단 소정부에 이온수용액을 보충하기 위한 급수구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 급수밸브는 이온 수용액 저장통과 수소발생부를 연결하는 연결파이프의 중간에 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 이온수용액은 KOH의 이온 수용액인 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
급수구와 수소배출구가 그 상단 소정부에 형성되고 내부가 중공상태이며, 그 전면에 도어가 형성된 몸체가 더 구성되며, 그 몸체의 소정부에 발열반응으로 인한 열을 외부로 배출하기 위한 송풍팬이 부착된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 수소발생부는 그 배출관 소정부에 수소가스에 포함된 수분이나 이물질을 필터링하기 위한 필터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 1항에 있어서,
상기 반응코어는 그 중앙에 중앙축봉이 형성되어져 있으며, 그 중앙축봉의 외주연을 따라 90도 간격으로 블레이드가 형성되고, 그 블레이드의 외주연에 일정간격 이격되게 제 1, 2 코일이 권취된 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.
제 8항에 있어서,
상기 블레이드는 그 외주연에 각각 제 1, 2 코일이 삽입되는 고정홈이 형성되어져 있으며, 그 고정홈은 일정각도 경사진 것을 특징으로 하는 친환경 연료 절감장치.