KR100475587B1 - 연료전지를 위한 평판형 연료개질기 - Google Patents

연료전지를 위한 평판형 연료개질기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지를 위한 평판형 연료개질기에 관한 것으로, 외부로부터 공급되는 물을 예열시키기 위한 예열기(10), 이 예열기(10)에서 예열된 물과 외부로부터 공급된 탄화수소 가스가 혼합되어 예열되는 혼합 예열기(20), 상기 혼합 예열기(20)에서 예열된 반응기체가 열을 흡수하여 수증기 개질반응을 일으켜 수소를 생성하는 수증기 개질 반응기(30) 및 상기 수증기 개질 반응기(30)의 흡열반응을 위한 열을 공급하기 위한 버너(40)를 포함하여 이루어지는 연료 개질기에 있어서, 상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 단열처리된 개질기 몸통(50)의 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형(plate type)으로 제작되고, 상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 개질기 몸통(50)의 상부로부터 하부로 차례대로 적층설치되어 있으며, 상기 수증기 개질 반응기(30)의 하부에는 버너(40)가 설치되고, 개질기 몸통(50)의 내부에 차례대로 적층되는 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)사이에는 하단의 버너(40)로부터 전달되는 연소열을 각각의 반응 또는 예열에 적정한 온도로 유지하기 위한 2개의 가스유도판(60,70)이 설치된 구조를 갖는다.

Description

연료전지를 위한 평판형 연료개질기 {A Plate type fuel processor for fuel cell}
본 발명은 연료전지를 위한 평판형 연료개질기에 관한 것으로, 특히 가정용 연료전지 시스템에 적합하도록 소형화 및 경량화가 가능하고 저렴한 비용으로 제작이 가능하며, 흡열반응을 위한 열원 즉, 버너로부터의 열흡수에 유리하고, 구조적으로 단순하여 이의 유지 및 보수가 용이하며, 다른 장치와의 적층이 용이한 구조를 갖도록 한 가정용 연료전지를 위한 연료개질기에 관한 것이다.
연료전지란 수소와 산소 또는 천연가스 등을 개질해서 얻은 수소가스와 공기를 각각 연료극(음극, anode)과 산소극(양극, cathode)에 공급하고, 이 한 쌍의 전극 사이에서 전기화학반응에 따른 발전을 수행하는 것으로, 에너지효율이 약 40%정도로 매우 높은 발전시스템으로 알려져 있다.
최근에는 화력, 원자력, 수력 발전소 등에서 생산된 상용전원과는 별도로 상기한 연료전지를 이용한 자가발전시스템 즉, 가정용 연료전지(residental power generating system)가 개발되어 가정에서 사용되는 조명기기나 전자제품 등에 필요한 전기 및 난방이나 급탕 등을 위한 열을 얻을 수 있도록 하고 있는데, 이와 같은 자가발전시스템은 가정용 비상전원이나, 지형적·경제적으로 송전이 어려운 도서지역 등에서 먼저 사용하고 추후 일반 가정에도 보급될 전망이다.
탄화수소 가스는 연료전지 즉, 전기화학변환기로 도입되기 전에 간단한 반응물로 개질되는데, 전형적으로 이러한 연료는 적합한 연료를 제조하기 위해 탈황장치, 개질기, 전환 반응기 및/또는 선택적 산화반응기를 차례로 통과하여 가공된다.
이 중, 연료 개질기는 연료전지 시스템 전체의 신뢰도 및 경제성을 고려하여 장치의 소형 경량화, 저가격, 효율향상 등을 연구개발의 주요대상을 끊임없이 연구해 오고 있으며, 연료 개질기의 효율향상과 소형화 및 저가제작은 특히 소형 및 가정용 연료전지의 상용화 및 실용화에 매우 중대한 요소가 되고 있다.
본 발명과 관련된 종래의 연료개질기를 도 1에 도시하였다.
도 1은 국내특허 제309869호(2001.09.11)에 개시된 종래의 전형적인 연료 개질기를 도시한 것으로, 이는 개질촉매가 내부에 충전되고 상부에 버너가 형성된 개질관의 외측으로 내화단열재가 이격되게 설치된 연료개질장치에 있어서, 개질관 (124)의 상방에 원료가스와 반응가스의 상호 열교환공간(129)이 형성되고, 원통형분리관(133)에 의해 구획된 내측환상공간(131)의 상부에 촉매 충전구(139)가 형성되어 개질촉매(136)의 충전이 가능하도록 되어 있으며, 상기 열교환공간(129)에 원료가스와 반응가스의 흐름을 분리시키는 가스유도판이 형성된 것으로, 개질관(124)의 상부에 형성된 버너(123)의 연료입구(111)를 통해 유입되는 연료가스는 공기입구(122)로부터 유입되는 공기와 혼합되어 연소되어지고, 상기 연소가스는 개질촉매(136)가 충전된 개질관(124)의 내측에서 외측으로 흐름과 동시에 내측환상공간(131)의 개질촉매(136)에 원료가스의 반응에 필요한 복사열이 주가되는 연소열을 공급해주며 개질관(124)의 외관(127)외측으로의 연소가스통로(140)를 따라 이동되어져 연소가스출구(141)를 통해 배출되며, 원료가스입구(137)를 통해 가스열교환공간(129)에 유입된 원료가스는 일단 확산된 다음 열교환공간(129)에 형성된 환상분리판(130)의 표면에 접촉하여 환상분리판(130)하부를 통과하는 반응된 반응가스와 상호 열교환을 하게 되어 예열이 되는 것이며, 예열된 원료가스는 내측환상공간 (131)에 충전된 개질촉매(136)의 상부층에서 버너(123)에 의해 연소된 연소가스의 공급열에 의해 반응이 시작되며, 개질촉매(136)층의 하부방향으로 이동하면서 반응이 진행되어 온도가 접차로 상승하게 되는 것이며, 개질촉매(136)의 하부에서 반응이 종료되어 원통형 분리관(133)의 하단부에서 흐름의 방향이 전환되어 외측환상공간(132)을 따라 가스열교환공간(129)을 통과해 반응가스출구(138)를 통해서 외부로 배출된다.
상기한 특허 제309869호(2001.09.11)를 비롯한 종래의 연료 개질기는 대부분 원통형으로 이루어져 있고, 환상의 반응기(촉매가 충전된 내측환상공간)가 내부에 수직으로 설치되고 상부에 버너가 설치되어 있었으므로, 흡열반응을 위하여 버너에서 발생된 열이 반응기의 전체에 걸쳐 균일하게 전달되지 않아 효율이 저하되는 단점이 있었고, 연료 개질기 자체의 제작에 있어서도 반응기의 형태적인 특성상 가공의 어려움으로 인해 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있었으며, 연료전지에 부수적으로 필요한 장치와 이 반응기를 서로 배치함에 있어서도 많은 제한이 뒤따르게 되어 전체적인 부피가 커지게 되어 소형와 및 경량화가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가정용 연료전지 시스템에 적합한 연료개질기 즉, 소형 경량화가 가능하고 저가로 제작이 가능하며, 흡열반응을 위한 열원으로부터의 열흡수에 유리하고, 구조적으로 단순하여 이의 유지 및 보수가 용이하며, 다른 장치와의 적층이 용이한 구조를 갖는 가정용 연료전지를 위한 연료개질기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 외부로부터 공급되는 물을 예열시키기 위한 예열기, 이 예열기에서 예열된 물과 외부로부터 공급된 탄화수소 가스가 혼합되어 예열되는 혼합 예열기, 상기 혼합 예열기에서 예열된 반응기체가 열을 흡수하여 수증기 개질반응을 일으켜 수소를 생성하는 수증기 개질 반응기 및 상기 수증기 개질 반응기의 흡열반응을 위한 열을 공급하기 위한 버너를 포함하여 이루어지는 연료 개질기에 있어서, 상기 예열기, 혼합 예열기, 수증기 개질 반응기는 단열처리된 개질기 몸통 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형으로 제작되고, 상기 예열기, 혼합 예열기, 수증기 개질 반응기는 개질기 몸통의 상부로부터 하부로 차례대로 적층되며, 상기 수증기 개질 반응기의 하부에는 버너가 설치된 가정용 연료전지를 위한 연료개질기를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 예열기의 상부에는 수증기 개질 반응기에서 생성된 수소가스중의 일산화탄소를 이산화탄소로 전환시키기 위한 평판형의 전환 반응기를 적층한 연료개질기를 제공한다.
상기한 본 발명의 실시예에서 상기 개질기 몸통의 내부에 차례대로 적층되는 전환 반응기, 예열기, 혼합 예열기, 수증기 개질 반응기 사이에는 하단의 버너로부터 전달되는 열을 각각의 반응 또는 예열에 적정한 온도로 유지하기 위한 가스유도판을 설치하되, 각 가스유도판은 상,하의 공간을 완전히 차단하지 않는 크기로 제작하여 가스유도판에 의해 나뉘어진 각각의 공간 즉, 버너와 수증기 개질 반응기가 설치된 공간은 버너의 열을 직접 받아 수증기 개질반응기의 내부온도가 600℃~800℃의 상태를 유지할 수 있도록 하고, 그 위에 혼합 예열기가 설치된 공간은 혼합 예열기의 내부온도가 500℃~600℃의 상태를 유지할 수 있도록 하며, 물관으로 이루어진 예열기가 설치된 공간은 예열기의 내부온도가 300℃~400℃의 상태를 유지할 수 있도록 하고, 최상부의 전환 반응기가 설치된 공간은 전환 반응기 내부온도가 200℃~300℃의 상태를 유지할 수 있도록 한다.
바람직한 본 발명의 실시예에서, 상기 가스유도판은 상,하부 공간의 적정 온도차를 확보하기 위하여 단열소재를 사용하여 제작하거나, 가스유도판 위에 단열소재를 적층하여 제작할 수 있으며, 이 가스유도판은 하단의 버너에서 발생한 열이 각 공간을 경유하여 개질기 몸통 상부의 배기구측으로 최종적으로 배출될 수 있도록 지그재그식으로 즉, 수증기 개질 반응기 설치공간의 일측이 혼합 예열기 설치공간의 일측으로 연통되고 혼합 예열기 설치공간의 타측이 그 상부의 예열기 설치공간의 일측으로 연통되고 예열기 설치공간의 타측에 배기구가 형성되는 구조이거나, 예열기 설치공간의 타측이 전환 반응기 설치공간의 일측으로 연통되고 전환 반응기 설치공간의 타측에 배기구가 형성되는 구조로 제작한다.
본 발명에서 버너의 연소열을 직접 받아 흡열반응을 하는 수증기 개질 반응기는 표면 열흡수의 효율을 높일 수 있는 핀형(fin type)으로 제작하는 것이 바람직하다.
상기 예열기는 외부에서 공급되는 물을 예열시키기 위하여 금속관을 지그재그형으로 구부려 배기구쪽으로 배출되는 연소가스의 폐열에 의해 금속관 내부의 물이 예열되도록 하고, 이 예열기의 금속관 타단은 하부의 혼합 예열기 설치공간에 설치된 혼합 예열기의 일측으로 접속되어 있으며, 이 혼합 예열기의 일측에는 반응기체 즉, 탄화수소 가스(LNG)가 공급되는 반응기체 입구관이 접속되어 있고, 혼합 예열기의 타측과 그 하부의 수증기 개질 반응기의 일측에는 반응기체와 물이 혼합되어 예열된 연료가 수증기 개질 반응기로 공급되는 연결관이 설치되어 있으며, 수증기 개질 반응기의 타측에는 개질 반응기 내부에서 촉매작용하에서 흡열반응을 마친 반응기체가 배출되는 출구관이 접속되어 있다.
상기 출구관은 필요에 따라 전환 반응기 또는 선택적 산화반응기를 거쳐 연료전지의 연료극으로 접속된다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시예들을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 연료개질기를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 연료개질기의 단면도이다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 외부로부터 공급되는 물을 예열시키기 위한 예열기(10), 이 예열기(10)에서 예열된 물과 외부로부터 공급된 탄화수소 가스가 혼합되어 예열되는 혼합 예열기(20), 상기 혼합 예열기(20)에서 예열된 반응기체가 열을 흡수하여 수증기 개질반응을 일으켜 수소를 생성하는 수증기 개질 반응기(30) 및 상기 수증기 개질 반응기(30)의 흡열반응을 위한 열을 공급하기 위한 버너(40)를 포함하여 이루어지는 연료 개질기에 있어서, 상기 예열기 (10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 단열처리된 개질기 몸통(50)의 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형(plate type)으로 제작되고, 상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 개질기 몸통(50)의 상부로부터 하부로 차례대로 적층설치되어 있으며, 상기 수증기 개질 반응기(30)의 하부에는 버너(40)가 설치된 구조로 이루어져 있다.
상기 실시예에서 개질기 몸통(50)의 내부에 차례대로 적층되는 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)사이에는 하단의 버너(40)로부터 전달되는 연소열을 각각의 반응 또는 예열에 적정한 온도로 유지하기 위한 2개의 가스유도판(60,70)이 설치되어 있다.
상기 가스유도판(60)은 예열기(10)와 혼합 예열기(20)사이에 설치되고, 다른 가스유도판(70)은 혼합 예열기(20)와 수증기 개질 반응기(30)사이에 설치되어 개질기 몸통(50)의 내부공간이 상,중,하 3개의 공간(51,52,53)으로 분할되어 있다.
최하단의 공간(53)에는 수증기 개질 반응기(30)와 버너(40)가 설치되어 있으며, 중간부의 공간(52)에는 혼합 예열기(20)가 설치되고, 상부의 공간(51)에는 지그재그형태로 이루어진 예열기(10)가 설치되어 있다.
상기 개질기 몸통(50)의 내부공간을 이루는 상,중,하 3개의 공간(51,52,53)은 분위기 즉, 예열을 위한 온도조건 및 수증기 개질 반응조건을 맞추어 줄 수 있도록 분리되어 있는데, 수증기 개질 반응기(30)의 내부온도는 흡열반응에 적합한 온도분위기를 유지할 수 있는 600℃~800℃의 상태를 유지하고, 혼합예열기의 내부온도는 수증기 개질반응기의 내부온도보다는 낮게, 바람직하게는 500℃~600℃, 그리고 예열기는 혼합예열기의 내부온도보다 더낮은 온도, 바람직하게는 300℃~400℃를 유지할 수 있도록 각 공간(51,52,53)의 크기와 높이를 설계하고 버너(40)를 제어하며, 이와 함께 가스유도판(60,70)의 두께와 재질을 적정하게 설계한다.
상기 공간(51,52,53)을 분할하는 2개의 가스유도판(60,70)은 상,중,하의 공간을 완전히 차단하지 않는 크기로 제작하며, 이 가스유도판(60,70)에 의해 나누어진 각각의 공간(51,52,53)으로는 하단의 버너(40)에서 발생한 고온의 열이 각 공간(53,52,51)을 차례대로 경유하여 수증기 개질 반응기(30), 혼합 예열기(20) 및 예열기(10)와 열교환을 이룬 후 개질기 몸통(50) 상부의 배기구(55)측으로 최종적으로 배출될 수 있도록 한다.
본 발명에서 상기 공간(51,52,53)을 통한 열기의 이동경로는 지그재그식으로 연통된 구조를 이루어 열교환효율을 최대화할 수 있도록 하고 있는바, 수증기 개질 반응기 설치공간(53)의 일측이 혼합 예열기 설치공간(52)의 일측으로 연통되어 있고, 혼합 예열기 설치공간(52)의 일측도 상부의 예열기 설치공간(51)의 일측으로 연통되고 예열기 설치공간(51)의 타측에 배기구(55)가 형성되어 있다.
본 발명에서 상기 하부 공간(53)에 설치되어 버너(40)의 연소열을 직접 받아 흡열반응을 하는 수증기 개질 반응기(30)는 표면 열흡수 효율을 높일 수 있도록 그 저면과 상면에 다수의 핀(fin;34)이 형성된 구조로 제작하는 것이 바람직하며, 이 수증기 개질 반응기(30)의 내부에는 니켈 또는 귀금속계 등의 입상 촉매가 채워져 있다.
본 발명에서 상기 수증기 개질 반응기(30)는 평판형으로 이루어져 있고, 그 하부에 메탈 메쉬형의 버너(40)를 설치함으로써 버너(40)에서 발생된 연소열이 개질 반응기(30)의 하면에 균일하게 전달되게 된다.
상기 예열기(10)는 외부에서 공급되는 물을 예열시키기 위하여 금속관을 지그재그형으로 구부려 배기구(55)쪽으로 배출되는 연소가스의 폐열에 의해 금속관 내부의 물이 예열되도록 한 것으로, 배기가스의 배출방향과 반대의 방향으로 물이 공급되어 예열이 이루어지도록 되어 있으며, 이 예열기(10)의 금속관 타단은 하부의 혼합 예열기 설치공간(20)에 설치된 혼합 예열기(20)의 일측으로 접속되어 있다.
상기 중간의 공간(52)에 설치된 혼합 예열기(20)의 일측에는 반응기체 즉, 탄화수소 가스(LNG)가 공급되는 반응기체 입구관(21)이 접속되어 있고, 혼합 예열기(20)의 타측과 그 하부의 수증기 개질 반응기(30)의 일측에는 반응기체와 물이 혼합되어 예열된 연료가 수증기 개질 반응기(30)로 공급되는 연결관(32)이 설치되어 있으며, 수증기 개질 반응기(30)의 타측에는 수증기 개질 반응기(30)내부에서 촉매작용하에서 흡열반응을 마친 반응기체가 배출되는 출구관(36)이 접속되어 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 첫번째 실시예에 도시된 것과 전체적으로 유사한 적층구조를 이루고 있으며, 개질기 몸통(50)내부가 4개의 공간(51,52,53,54)으로 분할되어 있고, 하단에서부터 상단의 공간(53,52,51,54)에는 각각 버너(40)와 수증기 개질 반응기(30), 혼합 예열기(20), 예열기(10), 전환 반응기(90)가 설치되어 있으며, 최상단의 공간(54)에 설치된 전환 반응기(90)의 일측으로는 상기 하부 공간(53)의 수증기 개질 반응기(30)에서 나온 출구관(36)이 접속되어 있으며, 이 전환 반응기(90)에서는 생성된 수소가스중의 일산화탄소 농도를 감소시킨 후 최종배출관(92)을 필요에 따라 선택적 산화반응기를 통해 수소가스를 도시안된 연료전지의 연료극으로 공급하게 된다.
상기 최상단의 공간(54)과 그 바로 밑의 공간(51)사이에도 가스유도판(80)이 설치되어 있으며, 배기구(55)는 상기 최상단의 공간(54) 일측에 형성되어 외부로 개방된다.
상기 전환반응기의 내부온도는 전환반응에 적정한 온도 바람직하게는 200℃~300℃를 유지할 수 있도록 설계되고 제어된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 물을 예열시키기 위한 예열기, 예열된 물과 반응가스를 혼합하여 예열하기 위한 혼합 예열기 및 개질반응이 일어나는 수증기 개질 반응기를 개질기 몸통 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형으로 제작하고, 상기 예열기, 혼합 예열기, 수증기 개질 반응기는 개질기 몸통의 상부로부터 하부로 차례대로 적층하며, 수증기 개질 반응기의 하부에는 버너를 설치한 것으로, 본 발명의 연료개질기는 각 구성부가 평판형으로 이루어져 있어 상호 적층이 용이하며, 이의 적층위치는 반응온도 및 예열온도에 맞는 위치에 적합하도록 가스유도판에 의해 분할된 상,중,하부의 공간에 각각 배치되므로 하단의 버너에서 발생된 연소열을 낭비하지 않고 물과 반응가스의 예열을 효과적으로 수행하고 하단의 수증기 개질 반응기는 그 하면이 버너의 연소열을 균일하게 흡수하므로 수증기 개질 반응기 내부에서 균일한 개질반응이 일어나 높은 열효율 및 수소생성율을 얻을 수 있으며, 전환 반응기의 설치에 있어서도 평판형으로 이루어져 있어 최소한의 공간내에서 설치가능하므로 개질기의 크기를 소형화 및 경량화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이의 제작도 용이하여 제작비용을 절감할 수 있고, 이의 유지보수 또는 기존의 원통형 개질기보다 용이하게 할 수 있는 등 가정용 연료전지의 연료개질기로 사용하기에 적합하다.
도 1은 종래의 원통형 연료개질기를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 평판형 연료개질기를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 평판형 연료개질기의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 평판형 연료개질기의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 예열기(물) 20 : 혼합 예열기(물+반응가스)
21 : 반응기체 입구관 30 : 수증기 개질 반응기
32 : 연결관 34 : 핀(fin)
36 : 출구관 40 : 버너
50 : 개질기 몸통 51,52,53,54 : 분할된 각각의 공간
55 : 배기구 56 : 댐퍼
60,70,80 : 가스유도판 90 : 전환 반응기

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 외부로부터 공급되는 물을 예열시키기 위한 예열기, 이 예열기에서 예열된 물과 외부로부터 공급된 탄화수소 가스가 혼합되어 예열되는 혼합 예열기, 상기 혼합 예열기에서 예열된 반응기체가 열을 흡수하여 수증기 개질반응을 일으켜 수소를 생성하는 수증기 개질 반응기 및 상기 수증기 개질 반응기의 흡열반응을 위한 열을 공급하기 위한 버너를 포함하며, 상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 단열처리된 개질기 몸통(50)의 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형(plate type)으로 제작된 것에 있어서,
    상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)는 개질기 몸통 (50)의 상부로부터 하부로 차례대로 적층설치되고, 상기 수증기 개질 반응기(30)의 하부에는 버너(40)가 설치되며, 상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30)사이에는 하단의 버너(40)로부터 전달되는 연소열을 각각의 반응 또는 예열에 적정한 온도로 유지하기 위한 2개의 가스유도판(60,70)이 설치되어 개질기 몸통(50)의 내부공간이 상,중,하 3개의 공간(53,52,51)으로 분할된 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 최하단의 공간(53)온도는 수증기 개질반응기(30)의 내부온도가 600℃~800℃의 상태를 유지하고, 중간의 공간(52)은 혼합 예열기(20)의 내부 온도가 500℃~600℃, 상부의 공간(51)은 예열기(10)의 내부온도가 300℃~400℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 공간(51,52,53)을 통한 열기의 이동경로는 지그재그식으로 연통된 구조를 이루도록 수증기 개질 반응기 설치공간(53)의 일측이 혼합 예열기 설치공간(52)의 일측으로 연통되어 있고, 혼합 예열기 설치공간(52)의 일측도 상부의 예열기 설치공간(51)의 일측으로 연통되고, 예열기 설치공간(51)의 타측에 배기구(55)가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  6. 삭제
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 버너(40)는 메탈 메쉬형인 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 예열기(10)는 외부에서 공급되는 물을 예열시키기 위하여 금속관을 지그재그형으로 구부려 배기구(55)쪽으로 배출되는 연소가스의 폐열에 의해 금속관 내부의 물이 예열되도록 하되, 배기가스의 배출방향과 반대의 방향으로 물이 공급되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  9. 외부로부터 공급되는 물을 예열시키기 위한 예열기, 이 예열기에서 예열된 물과 외부로부터 공급된 탄화수소 가스가 혼합되어 예열되는 혼합 예열기, 상기 혼합 예열기에서 예열된 반응기체가 열을 흡수하여 수증기 개질반응을 일으켜 수소를 생성하는 수증기 개질 반응기 및 상기 수증기 개질 반응기의 흡열반응을 위한 열을 공급하기 위한 버너 및 수증기 개질 반응기에서 생성된 가스중의 일산화탄소를 이산화탄소로 전환시키기 위한 전환 반응기를 포함하여 이루어지는 연료 개질기에 있어서,
    상기 예열기(10), 혼합 예열기(20), 수증기 개질 반응기(30), 전환 반응기(90)는 단열처리된 개질기 몸통(50)의 내부에 상호 적층이 가능하도록 평면형(plate type)으로 제작되어지되, 상기 개질기 몸통(50)내부가 4개의 공간(51,52, 53,54)으로 분할되어 하단에서부터 상단의 공간(53,52,51,54)에는 각각 버너(40)와 수증기 개질 반응기(30), 혼합 예열기(20), 예열기(10), 전환 반응기(90)가 설치되며, 최상단의 공간(54)에 설치된 전환 반응기(90)의 일측으로는 상기 하부 공간 (53)의 수증기 개질 반응기(30)에서 나온 출구관(36)이 접속되고, 상기 전환 반응기(90)에서는 생성된 수소가스중의 일산화탄소농도를 감소시킨 후 최종배출관(92)을 통해 또는 선택적 산화반응기를 거쳐 수소가스를 연료전지의 연료극으로 공급하며, 배기구(55)는 상기 최상단의 공간(54)일측에 형성되어 외부로 개방된 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 최상단 공간(54)의 내부온도는 전환반응의 내부온도가 200℃~300℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 위한 평판형 연료개질기.
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