KR101843556B1 - The reformer of SOFC - Google Patents

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KR101843556B1
KR101843556B1 KR1020170030532A KR20170030532A KR101843556B1 KR 101843556 B1 KR101843556 B1 KR 101843556B1 KR 1020170030532 A KR1020170030532 A KR 1020170030532A KR 20170030532 A KR20170030532 A KR 20170030532A KR 101843556 B1 KR101843556 B1 KR 101843556B1
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신장식
곽인섭
김옥선
황진하
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(주)신넥앤테크
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Abstract

Provided is a fuel reformer of a solid oxide fuel cell, which comprises: a bypass unit including a bypass air injection pipe and an igniter, and supplying bypass air; a burner unit having the bypass unit inserted thereinto by passing therethrough, combusting fuel gas through ignition of the igniter, and controlling a combustion temperature through the bypass air; a reforming reaction unit including a heat source supply pipe into which the burner unit is inserted, and a channel pipe positioned on the outside thereof at a predetermined interval from the heat source supply pipe, and having a reforming reaction performed therein; and a raw material injection unit including a cylindrical case surrounding the reforming reaction unit, a raw material injection pipe positioned on one side surface of the case to provide a reforming reaction material, and a raw material gas generation module connected to the raw material injection pipe. The burner unit includes a plurality of through-holes on a side surface thereof, such that fuel gas and combustion air move from the inside to an outer surface of the burner unit through the through-holes, and the ignition causes combustion in the entire area of the outer surface of the burner unit, to provide heat.

Description

고체산화물 연료전지의 연료개질장치{The reformer of SOFC}The reformer of SOFC < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 전체 열용량 조절이 용이하고 버너부와 촉매의 교체 및 밀폐가 가능한 고체산화물 연료전지의 연료개질장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell capable of easily adjusting the total heat capacity and capable of replacing and sealing a burner portion and a catalyst.

연료전지(fuel cell)는 수소를 연료로 공기와 산화시켜 직접 전기를 생산하고, 물을 배출하는 에너지 기술 분야 중 하나이다. 연료전지는 사용가능한 고농도의 수소연료 또는 수소 및 CO 혼합가스로 전환시키는 연료개질장치(reformer)가 필요하다.Fuel cells are one of the energy technologies that produce electricity directly by oxidizing hydrogen with air as air and discharging water. Fuel cells require a fuel reformer that converts them to a high concentration of available hydrogen fuel or hydrogen and CO mixed gas.

연료개질에 있어서 탄화수소 수증기 개질은 수소 생산 방법 중 가장 염가의 방법이며, 탄화수소 수증기 개질은 메탄을 주성분으로 하는 탄화수소를 수증기와 함께 촉매 하에 반응시켜 수소를 얻는 방법이다. 이때 진행되는 반응은 주반응인 개질반응과 부반응인 수성가스 전이반응 2가지이며 하기의 식과 같다.Hydrocarbon steam reforming in fuel reforming is the cheapest method of producing hydrogen, and hydrocarbon steam reforming is a method of obtaining hydrogen by reacting hydrocarbons containing methane as a main component together with steam in the presence of a catalyst. At this time, there are two kinds of reactions which are the main reaction, the reforming reaction, and the water gas shift reaction, which is a side reaction.

[수학식 1][Equation 1]

CH4 + H2O → CO +3H2 △H = +497kcal/molCH 4 + H 2 O? CO + 3H 2 ? H = + 497 kcal / mol

CO + H2O → CO2 + H2 △H = -10kcal/molCO + H 2 O? CO 2 + H 2 ? H = -10 kcal / mol

상기 수학식 1과 같이 수소는 메탄과 물 모두에서 분리되어 생산되기 때문에 높은 수소 생산수율이 가능하다. 그러나 상기 개질반응은 강한 흡열반응이며 고온 및 저압 조건이 정반응의 진행에 유리하므로 대부분 수증기와 메탄을 700 내지 1100℃의 촉매반응으로 반응시켜 수소를 얻고 있다.As shown in Equation (1), hydrogen is produced separately from both methane and water, so that a high yield of hydrogen production is possible. However, since the reforming reaction is a strong endothermic reaction and the high-temperature and low-pressure conditions are favorable for the progress of the reaction, most of the steam and methane are reacted by catalytic reaction at 700 to 1100 ° C to obtain hydrogen.

상기와 같은 탄화수소 수증기 개질반응은 흡열반응이므로 연료개질장치 내부에 높은 열을 공급해주는 버너가 필요하다. 개질반응에 필요한 높은 열은 버너 및 점화기의 수명을 단축시킬 수 있으며, 일체형 개질장치의 경우 버너 또는 점화기로 인해 개질장치의 기기수명이 단축될 수 있다.Since the hydrocarbon steam reforming reaction as described above is an endothermic reaction, a burner that supplies high heat to the interior of the fuel reformer is required. The high heat required for the reforming reaction can shorten the life of the burner and the igniter, and in the case of the integrated reforming device, the burner or the igniter can shorten the life of the reforming device.

또한 단위 촉매당 반응활성을 증가시키기 위해 촉매에 반응열이 효율적으로 공급되어야 하므로 버너의 열분포는 고르게 이루어져야하는데, 점화 영역 부근과 점화 영역에서 거리가 있는 영역의 온도차는 버너의 반응열 공급에 비효율적인 측면을 가져올 수 있다. In order to increase the reaction activity per unit catalyst, the reaction heat must be efficiently supplied to the catalyst. Therefore, the thermal distribution of the burner must be uniform. The temperature difference between the region near the ignition region and the ignition region is ineffective Can be imported.

또한 효과적인 반응열을 공급하기 위한 연료개질장치의 전체 열용량 조절은, 상기의 버너 열분포 문제와 함께 개질반응에 중요한 요소이다.Further, the adjustment of the total heat capacity of the fuel reforming apparatus for supplying an effective reaction heat is an important factor in the reforming reaction together with the burner thermal distribution problem.

한국 등록특허 제10-1015506호(등록일 : 2011. 02. 10.)Korean Registered Patent No. 10-1015506 (Registered on Feb. 10, 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 버너부 내부에 바이패스 공기를 주입할 수 있는 바이패스부를 구비함으로써 연소가스의 전체 열용량을 조절할 수 있는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 제공하는 것에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell capable of regulating the total heat capacity of a combustion gas by providing a bypass section capable of injecting bypass air into the burner section .

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 분리 및 교체가 가능한 버너부, 개질반응부 또는 원료주입부를 구비함으로써 장치의 수명을 증가시킬 수 있고, 촉매제를 교체할 수 있는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 제공하는 것에 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a fuel reforming method of a solid oxide fuel cell capable of increasing the lifetime of the apparatus and capable of replacing the catalyst by providing a burner portion, a reforming reaction portion, And to provide a device.

나아가서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 버너부의 열원 분포의 균일성이 향상되어 개질반응에 열원 공급 효율을 향상시킬 수 있는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 제공하는 것에 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell capable of improving the uniformity of the heat source distribution of the burner portion and improving the heat source supply efficiency in the reforming reaction.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 바이패스 공기주입관과 점화기를 구비하며, 바이패스 공기를 공급하는 바이패스부; 상기 바이패스부가 관통하여 삽입되며, 상기 점화기의 점화를 통해 연료가스를 연소시키고, 상기 바이패스 공기를 통해 연소온도를 제어하는 버너부; 상기 버너부가 삽입되는 열원공급관과 상기 열원공급관과 일정간격 외측에 위치는 유로관을 포함하며, 개질반응이 이루어지는 개질반응부; 상기 개질반응부를 감싸는 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 일측면에 위치하여 개질반응원료를 제공하는 원료주입관과, 상기 원료주입관과 연결되는 원료가스 생성모듈을 포함하는 원료주입부; 및 상기 버너부는, 측면에 복수 개의 관통홀을 구비하여 상기 버너부 내부로부터 외부면으로 상기 연료가스와 연소공기가 이동하고, 상기 점화로 상기 버너부의 외부면 전체영역에서 연소되어 열을 제공하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air purifier comprising: a bypass unit having a bypass air inlet tube and an igniter, the bypass unit supplying bypass air; A burner part inserted through the bypass part and burning the fuel gas through ignition of the igniter and controlling the combustion temperature through the bypass air; A reforming reaction unit including a heat source supply pipe into which the burner unit is inserted and a flow pipe located outside the heat source supply pipe at a predetermined interval, A raw material injecting unit including a raw material gas generating module connected to the raw material injecting pipe, a raw material injecting unit disposed on one side of the case to supply a reforming reaction raw material, And the burner part has a plurality of through holes on its side so that the fuel gas and the combustion air move from the inside of the burner part to the outside surface and burn in the entire area of the outer surface of the burner part to provide heat The present invention provides a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell.

상기 바이패스부는, 상기 점화기가 위치하는 영역의 외측에 타공분배판을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로 분배를 조절할 수 있다.The bypass unit may include a puncture distribution plate on the outer side of the region where the igniter is located to control the flow distribution of the bypass air.

상기 바이패스부는, 상기 점화기가 장착된 영역에 복수 개의 바이패스 홀을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로가 형성되는 것일 수 있다.The bypass unit may include a plurality of bypass holes in an area where the igniter is mounted, thereby forming the bypass air flow path.

상기 버너부는, 상기 바이패스부가 중심에 관통하여 삽입되는 연료주입관과, 상기 연료주입관이 관통 삽입되는 연소공기주입관과, 상기 연소공기주입관의 일측을 둘러싸는 플렌지 형태의 상부 커버를 포함할 수 있다.The burner unit includes a fuel injection pipe inserted into the center of the bypass portion, a combustion air injection pipe through which the fuel injection pipe is inserted, and a flange-shaped upper cover surrounding one side of the combustion air injection pipe can do.

상기 복수개의 관통홀은, 복수의 제 1 관통홀과 복수의 제 2 관통홀을 포함하되, 상기 제 1 관통홀은 상기 연료주입관의 측면에 구비되고, 상기 제 2 관통홀은 상기 연소공기주입관의 측면에 구비되어, 상기 버너부의 외부면을 따라 연료가스와 연소공기를 혼합하여 제공할 수 있다.Wherein the plurality of through holes include a plurality of first through holes and a plurality of second through holes, wherein the first through holes are provided on a side surface of the fuel injection tube, and the second through- And the fuel gas and the combustion air may be mixed and provided along the outer surface of the burner portion.

상기 개질반응부는, 상기 상부 커버와 대응되는 위치에 하부 커버를 구비할 수 있다.The reforming reaction unit may include a lower cover at a position corresponding to the upper cover.

상기 원료가스 생성모듈은, 내부에 동심형으로 일정 간격의 격벽을 구비하여 지그재그형의 유로가 형성될 수 있다.The material gas generating module may include a zigzag-shaped flow path with concentric partition walls arranged concentrically therein.

상기 개질반응부는, 상기 유로관의 내측에 촉매가 구비되고, 상기 원료가스 생성모듈의 유로를 이동한 수증기와 반응기체들이 상기 유로관을 통과할 수 있다.In the reforming reaction unit, a catalyst is provided inside the flow pipe, and steam and reactants moving through the flow path of the raw material gas generating module can pass through the flow pipe.

상기 개질반응부는, 제 1 플렌지를 구비하고, 상기 원료주입부는 상기 개질반응부가 삽입되는 단부에 제 2 플렌지를 구비하여, 상기 제 1 플렌지와 상기 제 2 플렌지를 결합하여 밀폐할 수 있다.The reforming reaction unit may include a first flange, and the raw material injection unit may include a second flange at an end where the reforming reaction unit is inserted, and the first flange and the second flange may be combined to seal the reforming reaction unit.

상기 열원 공급관은, 상기 버너부가 위치하는 가열관과 가열된 공기가 이동하는 열이동관을 구비하고, 상기 가열관보다 상기 열이동관의 직경이 더 작은 크기로 구비될 수 있다.The heat source supply pipe may include a heating pipe in which the burner unit is located and a heat transfer pipe through which the heated air moves. The diameter of the heat transfer pipe may be smaller than the diameter of the heating pipe.

상기 열이동관은, 상기 원료가스 생성모듈의 내측 벽을 관통하여 인접 구비될 수 있다.The heat transfer tubes may be disposed adjacent to each other through the inner wall of the material gas generating module.

상기 버너부, 개질반응부 및 원료주입부는 결합하여 밀폐하되, 상기 버너부는 분리 또는 교체가 가능하게 상기 개질반응부와 결합될 수 있다. The burner unit, the reforming reaction unit, and the raw material injecting unit may be coupled to each other, and the burner unit may be coupled to the reforming reaction unit so that the burner unit can be separated or replaced.

본 발명에 따른 고체산화물 연료전지의 연료 개질장치는 버너부 내부에 바이패스 공기를 주입할 수 있는 바이패스부를 구비함으로써 연소가스의 전체 열용량을 조절할 수 있는 장점이 있다.The fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to the present invention has an advantage in that the total heat capacity of the combustion gas can be controlled by providing a bypass unit capable of injecting bypass air into the burner unit.

또한, 분리 및 교체가 가능한 버너부, 개질반응부 또는 연료공기주입부를 구비함으로써 장치의 수명을 증가시킬 수 있고, 촉매제를 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.Further, since the burner unit, the reforming reaction unit, or the fuel air injecting unit, which can be separated and replaced, is provided, the lifetime of the apparatus can be increased and the catalyst can be easily replaced.

나아가서, 열원 분포의 균일성이 향상된 버너부를 구비함으로써 개질반응에 열원 공급 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, by providing the burner portion with improved uniformity of the heat source distribution, it is possible to improve the heat source supply efficiency in the reforming reaction.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치의 원료가스 및 생성가스의 유로를 나타낸 단면도,
도 4a는 종래의 버너부와 연료가스 방향을 나타낸 사시도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 버너부의 연료가스 및 연소열 방향과 바이패스 공기의 흐름을 나타낸 사시도이다.
1 is an exploded perspective view showing a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view showing a flow path of a raw material gas and a generation gas in a fuel reforming apparatus of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention,
4A is a perspective view showing a conventional burner portion and a fuel gas direction,
FIG. 4B is a perspective view showing the direction of the combustion gas and the combustion heat of the burner unit and the flow of the bypass air according to the embodiment of the present invention. FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the length and thickness of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치를 나타낸 분해사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치의 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치의 원료가스 및 생성가스의 유로를 나타낸 단면도, 도 4a는 종래의 버너부와 연료가스 방향을 나타낸 사시도, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 버너부의 연료가스 및 연소열 방향과 바이패스 공기의 흐름을 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view showing a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 4A is a perspective view showing a conventional burner portion and a direction of a fuel gas, FIG. 4B is a cross-sectional view of a burner according to an embodiment of the present invention, FIG. And the flow of the bypass air and the direction of the combustion gas heat.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료개질장치는 바이패스부(100), 버너부(200), 개질반응부(300) 및 원료주입부(400)를 포함한다.1 to 3, a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention includes a bypass unit 100, a burner unit 200, a reforming reaction unit 300, ).

상기 바이패스부(100)는 바이패스 공기주입관(120)과 점화기(130)를 구비하며 바이패스 공기를 공급한다. 상기 바이패스부(100)는 관형의 몸체(110)로, 상기 몸체(110)의 일측 단부에 바이패스 공기주입관(120)이 위치하고, 상기 몸체(110)의 타측에 점화기(130)를 구비할 수 있다.The bypass unit 100 includes a bypass air injection pipe 120 and an igniter 130 to supply bypass air. The bypass unit 100 includes a tubular body 110. The bypass air injection tube 120 is located at one end of the body 110 and the igniter 130 is installed at the other side of the body 110. [ can do.

상기 바이패스부(100)는 상기 점화기(130)가 위치하는 영역의 외측에 타공분배판(140)을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로 분배를 조절할 수 있다. 또한, 상기 바이패스부(100)는 상기 몸체(110)의 점화기(130)가 장착된 영역에 복수 개의 바이패스 홀(110a)을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로가 형성될 수 있다.The bypass unit 100 may include a puncture distribution plate 140 disposed outside the region where the igniter 130 is located to control the distribution of the bypass air. The bypass unit 100 may include a plurality of bypass holes 110a in an area where the igniter 130 of the body 110 is mounted.

상기 바이패스 공기주입관(120)으로부터 유입된 바이패스 공기는 바이패스부(100) 내부를 이동하여, 버너부(200) 끝단의 영역에 바이패스 공기를 제공할 수 있다. The bypass air introduced from the bypass air injection pipe 120 moves inside the bypass unit 100 to provide bypass air to the area at the end of the burner unit 200.

도 1 내지 도 3 및 도 4b를 참조하면, 상기 버너부(200)에서 가열된 공기는 1100℃ 내외로, 가열된 1차 연소 공기(2)는 개질반응부(300)에 열을 공급한다. 상기 바이패스부(100)로부터 공급된 바이패스 공기(7)로 인해 상기 고온의 공기는 상기 버너부(200) 끝단의 영역에서 750℃ 내외의 온도로 용이하게 감소시킬 수 있으며, 전체 고체산화물 연료전지 시스템의 적정 온도로 제어할 수 있다. 1 to 3 and 4B, the air heated in the burner unit 200 is heated to about 1100 ° C., and the heated primary combustion air 2 supplies heat to the reforming reaction unit 300. Due to the bypass air 7 supplied from the bypass unit 100, the high-temperature air can be easily reduced to a temperature of about 750 ° C in the region of the end of the burner unit 200, It can be controlled at an appropriate temperature of the battery system.

즉, 상기 1차 가열된 연소공기로 인해 상승된 버너부(200)의 온도는 촉매(X) 전반에 제공되어 개질반응을 효율적으로 촉진시키고, 상기 버너부(200) 끝단의 영역, 예를 들어 열이동관(314)에서는 바이패스 공기(7)로 인해 온도가 감소될 수 있다. 감소된 열은 고체산화물 연료전지 시스템의 다음 단계에 따라 연료개질장치에서 열교환기 및 스택으로 이동하게 되는데, 열교환기 또는 스택의 적정온도는 약 750℃ 내외이므로 전체 고체산화물 연료전지 시스템의 적정 온도가 제공될 수 있다.That is, the temperature of the burner unit 200 raised by the primary heated combustion air is provided throughout the catalyst X to efficiently promote the reforming reaction, and the temperature of the end of the burner unit 200, for example, In the heat transfer pipe 314, the temperature can be reduced by the bypass air 7. Reduced heat travels from the fuel reformer to the heat exchanger and the stack according to the next steps of the solid oxide fuel cell system, since the proper temperature of the heat exchanger or stack is about 750 ° C, so the proper temperature of the entire solid oxide fuel cell system Can be provided.

또한, 바이패스 공기의 공급으로 인한 유체량의 증가는 전체 고체산화물 연료전지 시스템의 열공급을 위한 열유량의 증가를 가져올 수 있으며, 이는 전체 열용량의 증가를 유도하는 효과가 있다. In addition, the increase of the fluid amount due to the supply of the bypass air may lead to an increase of the heat flow rate for heat supply of the whole solid oxide fuel cell system, which has an effect of inducing an increase in the total heat capacity.

상기 바이패스부(100)는 복수 개의 바이패스 홀(110a) 또는 타공분배판(140)을 구비함으로써 바이패스 공기의 유로 분배를 더욱 용이하게 수행할 수 있으며, 개질반응이 완료된 후 버너부(200) 및 연료개질장치의 온도를 정상적으로 낮추는데 더욱 도움을 줄 수 있다. The bypass unit 100 may further include a plurality of bypass holes 110a or a through-hole distribution plate 140 to facilitate the distribution of the bypass air. When the reforming reaction is completed, the burner unit 200 ) And to lower the temperature of the fuel reformer normally.

상기 버너부(200)는 상기 바이패스부(100)가 관통하여 삽입되며, 상기 점화기(130)의 점화를 통해 연료가스를 연소시킬 수 있다. 상기 버너부(200)는 측면에 복수 개의 관통홀(250)을 구비하여 버너부(200) 내부로부터 외부면으로 연료가스와 연소공기가 이동하고, 상기 점화로 버너부(200) 외부면 전체에 걸쳐 연소되어 열을 제공한다.The burner unit 200 may be inserted through the bypass unit 100 and burn the fuel gas through ignition of the igniter 130. The burner unit 200 is provided with a plurality of through holes 250 on the side thereof so that the fuel gas and the combustion air move from the inside of the burner unit 200 to the outer surface thereof, So as to provide heat.

상기 버너부(200)는 상기 바이패스부(100)와 결합 밀폐하는 결합고정구(210)를 구비할 수 있다. 상기 버너부(200)는, 상기 바이패스부(100)가 중심에 관통하여 삽입되는 연료주입관(220)과, 상기 연료주입관(220)이 관통 삽입되는 연소공기주입관(230)과, 상기 연소공기주입관(230)의 일측을 둘러싸는 플렌지 형태의 상부 커버(240)를 포함하고, 상기 연료주입관(220), 연소공기주입관(230) 및 상부 커버(240)는 일체형으로 구성될 수 있다. 상기 결합고정구(210)를 통해 상기 바이패스부(100)와 상기 연소공기주입관(220)이 결합할 수 있다.The burner unit 200 may include a coupling fixture 210 which is hermetically sealed with the bypass unit 100. The burner unit 200 includes a fuel injection pipe 220 through which the bypass unit 100 is inserted and inserted, a combustion air injection pipe 230 through which the fuel injection pipe 220 is inserted, And a top cover 240 in the form of a flange surrounding one side of the combustion air injection pipe 230. The fuel injection pipe 220, the combustion air injection pipe 230 and the upper cover 240 are integrally formed . The bypass unit 100 and the combustion air injection pipe 220 can be coupled through the coupling fixture 210. [

연료개질장치의 개질반응 적정 온도는 600 내지 900℃인데, 그에 해당하는 온도를 제공하기 위하여 상기 버너부(200)은 700 내지 1100℃의 고온을 발생시키게 된다. 따라서 고온을 발생하고 유지시키기 위한 버너부(200)는 개질장치의 다른 구성요소보다 수명이 짧을 수 있으며, 일체형의 개질장치인 경우 버너부(200)의 수명에 따라 장치의 수명이 결정될 수 있다.The reforming reaction proper temperature of the fuel reforming apparatus is 600 to 900 ° C, and the burner unit 200 generates a high temperature of 700 to 1100 ° C to provide a corresponding temperature. Accordingly, the burner unit 200 for generating and maintaining a high temperature may have a shorter lifetime than other components of the reforming apparatus, and in the case of an integrated reforming apparatus, the lifetime of the apparatus may be determined according to the lifetime of the burner unit 200.

하지만, 본 발명에 따른 상기 버너부(200)는 종래와는 달리 분리 또는 교체할 수 있으므로, 그에 따라 개질장치의 수명은 더욱 길어질 수 있는 장점이 있다.However, since the burner unit 200 according to the present invention can be separated or replaced unlike the prior art, the life span of the reforming apparatus can be prolonged.

이러한 버너부(220)에는 측면에 복수개의 관통홀(250)이 구비되는데 연료주입관(220)의 측면에 복수개의 제1 관통홀(250a)을 구비하고, 연소공기주입관(230)의 측면에 복수개의 제 2 관통홀(250b)을 구비함으로써, 상기 버너부(200)의 외부면을 따라 연료가스와 연소공기를 혼합하여 전체 영역에서 고르고 균일하게 제공할 수 있다.The burner unit 220 is provided with a plurality of through holes 250 on the side surface thereof and includes a plurality of first through holes 250a on the side of the fuel injection pipe 220, The fuel gas and the combustion air can be mixed along the outer surface of the burner part 200 to uniformly and uniformly provide the mixed gas in the entire area.

상기 연료주입관(220)의 제1 관통홀(250a)을 통해 연료주입관(220)으로부터 버너부(200)의 외부면으로 연료가스가 배출되고, 상기 연소공기주입관(230)의 제 2 관통홀(250b)을 통하여 버너부(200)의 외부면, 즉 연소공기주입관(230)의 외부면으로 상기 연료가스와 함께 공기가 이동할 수 있다. 그와 동시에 점화기(130)에서 점화가 되면서 연료가스의 연소가 일어날 수 있으며, 따라서 상기 버너부(200)의 외부면 주위는 모두 일정한 연소가 동시에 이루어지며 이로 인해 열원의 분포가 균일하게 이루어질 수 있다.The fuel gas is discharged from the fuel injection pipe 220 to the outer surface of the burner 200 through the first through hole 250a of the fuel injection pipe 220, Air can be moved together with the fuel gas to the outer surface of the burner unit 200, that is, the outer surface of the combustion air injection pipe 230 through the through hole 250b. At the same time, the ignition of the igniter 130 may cause the combustion of the fuel gas. Therefore, the combustion of the fuel gas around the outer surface of the burner 200 is performed at the same time, whereby the distribution of the heat source can be uniform .

또한, 상기 연료주입관(220)의 일측에는 연료주입구(222)가, 상기 연소공기주입관(230)의 일측에는 연소공기주입구(232)가 위치하여 각각 연료가스 또는 연소공기를 버너부(200) 내부로 주입할 수 있다.A fuel injection port 222 is disposed at one side of the fuel injection pipe 220 and a combustion air injection port 232 is disposed at one side of the combustion air injection pipe 230 to supply fuel gas or combustion air to the burner unit 200 ). ≪ / RTI >

도 4a와 같은 종래의 버너부(3)는 점화기에서 이격된 곳에 위치하는 연료가스 공급부로부터 연료가스(1)가 공급되어 점화기(5)로 이동하고, 상기 점화기(5)에서 점화되면 열의 흐름에 의해 점화기(5)로부터 버너부(3) 몸체에 열이 전달된다. 따라서 버너부(3) 몸체의 각 부분은 점화기(5) 근처의 열원으로부터 거리가 멀어질수록 온도편차가 크게 발생할 수 있다. The conventional burner unit 3 as shown in FIG. 4A is supplied with the fuel gas 1 from the fuel gas supply unit located at a position spaced apart from the igniter and moves to the igniter 5, and when ignited by the igniter 5, The heat is transferred from the igniter 5 to the body of the burner portion 3. Therefore, as the distance from the heat source near the igniter 5 increases, the temperature difference of each portion of the body of the burner portion 3 may be large.

그러나 도 4b와 같은 본 발명의 버너부(200)은 연료주입관(220) 또는 상기 연소공기주입관(230)으로 인해 연료가스와 공기가 버너부(200) 내부 전체에 공급되고, 복수 개의 제 1 관통홀(250a) 및 제 2 관통홀(250b)을 통해 버너부(200) 외부면 전체를 따라 연료가스와 공기가 제공(2)되어, 버너부(200) 전체가 가열됨으로써 상기 버너부(200)의 전 구간에서 열이 고르게 분포될 수 있다.However, in the burner unit 200 of the present invention as shown in FIG. 4B, fuel gas and air are supplied to the entire interior of the burner unit 200 due to the fuel injection pipe 220 or the combustion air injection pipe 230, Fuel gas and air are supplied (2) along the entire outer surface of the burner part 200 through the first through hole 250a and the second through hole 250b so that the entire burner part 200 is heated, 200) can be evenly distributed.

1구간(℃)1 section (℃) 2구간(℃)2 sections (℃) 3구간(℃)3 sections (℃) 4구간(℃)4 sections (℃) 5구간(℃)5 sections (℃) 종래의 버너부The conventional burner unit 75.575.5 207.9207.9 346.4346.4 415.6415.6 829.7829.7 본 발명의 버너부The burner unit 358.5358.5 409.3409.3 464.9464.9 486.7486.7 642.2642.2

(표 1)은 점화 1분 후 버너의 각 구간별 온도측정 결과를 나타낸 것으로, 5구간은 점화기 영역이고, 1구간으로 갈수록 점화기에서 멀어지는 영역이다. 상기 표 1에서 나타난 결과와 같이, 본 발명의 버너부(200)는 종래의 버너부와 달리 몸체 전체에 걸쳐 고르게 열이 분포함을 알 수 있다. 즉, 점화 1분 후 종래의 버너부에서는 대략 75.5 내지 829.7℃의 온도 분포로 편차가 심하게 나타나지만, 본 발명의 버너부(200)에서는 대략 358.5 내지 642.2℃의 온도 분포로 편차가 상대적으로 감소함을 알 수 있다.(Table 1) shows the temperature measurement results for each section of the burner after 1 minute of ignition. The 5th section is the igniter region, and the distance from the igniter to the 1th section. As shown in Table 1, unlike the conventional burner unit, the burner unit 200 of the present invention can uniformly distribute heat throughout the body. That is, a deviation of 1 minute after the ignition is observed in the temperature distribution of approximately 75.5 to 829.7 DEG C in the conventional burner portion, but the deviation is relatively decreased in the temperature distribution of approximately 358.5 to 642.2 DEG C in the burner portion 200 of the present invention Able to know.

개질반응부(300)는 원료주입부(400)로부터 제공된 원료공기가 이동되어 개질반응을 수행하는데, 개질반응에 필요한 열을 공급하기 하되 상기 버너부(200)가 삽입되는 열원공급관(310)과, 상기 열원공급관(310)과 일정간격 외측에 위치하여 개질반응이 이루어지는 유로관(320)을 포함한다. 또한 상기 개질반응부(300)는 상기 유로관(320)과 연결된 반응기체 배출관(330)을 구비할 수 있다.The reforming reaction part 300 performs a reforming reaction by moving the raw material air supplied from the raw material injecting part 400. The reforming reaction part 300 supplies the heat required for the reforming reaction and includes a heat source supply pipe 310 into which the burner part 200 is inserted And a flow pipe 320 positioned outside the heat source supply pipe 310 and performing a reforming reaction. The reforming reaction unit 300 may include a reaction gas discharge pipe 330 connected to the flow pipe 320.

상기 개질반응부(300)는 상기 버너부(200)와 분리 또는 교체가 가능하게 상기 버너부(200)와 결합된다. 예를 들어, 상기 개질반응부(300)는 상기 버너부(200)의 상부 커버(240)와 대응되는 위치에 하부 커버(340)를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 상부 커버(240)와 하부 커버(340)를 조립함으로써, 상기 버너부(200)와 상기 개질반응부(300) 조립 및 밀폐가 가능하여, 각각의 구성요소들에 문제가 발생한다하더라도 교체가 가능하여 장치의 수명을 증가시켜 공정비용을 감소시킬 수 있다.The reforming reaction unit 300 is coupled to the burner unit 200 so that the reformer 300 can be separated from or replaced with the burner unit 200. For example, the reforming reaction unit 300 may include a lower cover 340 at a position corresponding to the upper cover 240 of the burner unit 200. Therefore, by assembling the upper cover 240 and the lower cover 340, it is possible to assemble and seal the burner unit 200 and the reforming reaction unit 300, so that even if a problem occurs in each component It is possible to increase the lifetime of the apparatus and reduce the process cost.

밀폐력의 향상을 위해 상기 상부 커버(240) 및 하부 커버(340)는 서로 대응하는 위치에 실링부재(245, 345)를 각각 구비할 수 있다. The upper cover 240 and the lower cover 340 may be provided with sealing members 245 and 345, respectively, at positions corresponding to each other.

상기 열원 공급관(310)은 상기 버너부(200)가 내부에 위치하는 가열관(312)과 가열된 공기가 이동하는 열이동관(314)을 구비하고, 상기 가열관(312)보다 상기 열이동관(314)의 직경이 더 작은 크기로 구비될 수 있다. 따라서 가열된 공기가 열이동관(314)으로 이동하더라도 직경이 좁아지므로 열손실이 최소화되어, 개질반응을 위한 수증기와 탄화수소 가스 형성에 필요한 열공급을 더욱 효율적으로 할 수 있다.The heat source supply pipe 310 includes a heating pipe 312 in which the burner unit 200 is located and a heat transfer pipe 314 through which heated air moves. 314 may have a smaller diameter. Therefore, even if the heated air moves to the heat transfer pipe 314, the diameter is narrowed so that the heat loss is minimized, and the heat supply required for forming the steam and the hydrocarbon gas for the reforming reaction can be more efficiently performed.

상기 열이동관(314)이 외부로 돌출된 단부에는 결합수단(360)이 구비되어, 원료주입부(400)와 개질반응부(300)의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.At the end of the heat transfer pipe 314 protruded to the outside, a coupling means 360 is provided to further strengthen the coupling between the raw material injection portion 400 and the reforming reaction portion 300.

상기 개질반응부(300)는 상기 유로관(320)의 내측에는 촉매(X)가 구비되고, 원료주입부(400)의 원료가스 생성모듈(430)의 유로를 이동한 수증기와 반응기체들이 상기 유로관(320)을 통과할 수 있다.The reforming reaction part 300 is provided with a catalyst X on the inside of the flow pipe 320 and the water vapor and the reactive gases moving through the flow path of the raw material gas generating module 430 of the raw material injecting part 400, And can pass through the flow pipe 320.

분리 및 교체가 가능한 개질반응부(300) 내부에 상기 촉매(X)가 위치함으로써 촉매(X)를 쉽게 교체할 수 있어 장치의 수명을 증가시켜 공정비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. The catalyst X can be easily replaced by the catalyst X located inside the reforming reaction part 300 where the catalyst can be separated and replaced, thereby increasing the lifetime of the catalyst and reducing the process cost.

상기 원료가스 생성모듈(430)의 유로(a)를 이동한 수증기와 반응기체들은 상기 개질반응부(300) 내부에 구비된 유로관(320)을 통과할 수 있다. 상기 반응기체, 즉 수증기와 탄화수소는 원료가스 생성모듈(430)의 유로(a)를 통과하고, 상기 유로(a)와 연결된 유로관(320) 내부에 위치한 촉매(X)를 통과함으로써 개질반응이 촉진된다. 또한 상기 촉매(X)는 상기 가열관(312)을 따라 위치하므로 촉매(X)의 어느 영역이든 반응 온도가 일정하게 유지됨으로써 촉매 반응의 효율이 더욱 향상될 수 있다.The steam and the reactive gases moving through the flow path (a) of the raw material gas generating module 430 may pass through the flow pipe 320 provided in the reforming reaction part 300. The reaction gas, that is, the water vapor and the hydrocarbon passes through the flow path a of the raw material gas generating module 430 and passes through the catalyst X located in the flow pipe 320 connected to the flow path a, . Since the catalyst X is located along the heating tube 312, the reaction temperature can be kept constant in any region of the catalyst X, thereby further improving the catalytic reaction efficiency.

상기 촉매(X)는 금속 모노리스 촉매체일 수 있으며, 나아가서 Ni/MgAl2O4 금속 모노리스 촉매일 수 있다. The catalyst (X) may be a metal monolith catalyst, and may further be a Ni / MgAl 2 O 4 metal monolith catalyst.

상기 촉매(X)는 내열성 담체에 니켈이나 코발트, 백금족 원소 또는 이들의 혼합물에서 선택된 활성금속을 5 내지 12 중량 % 함유하도록 담지하여 제조될 수 있다. 예를 들어 내열성 담체는 α-알루미나 칼슘-알루미네이트에서 선택된 것을 사용할 수 있으며 담지시 활성금속은 5 내지 12 2중량 % 함유되도록 하고, 직경은 2 내지 10mm 정도의 크기를 가질 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정된 것은 아니며 필요에 따라 담체와 활성금속의 함량 및 직경의 변화가 가능하다.The catalyst (X) may be prepared by impregnating the heat resistant carrier with 5-12 wt% of an active metal selected from nickel, cobalt, platinum group elements or a mixture thereof. For example, the heat-resistant support may be selected from? -Alumina calcium-aluminate, and the supported metal may be contained in an amount of 5 to 12% by weight and may have a diameter of about 2 to 10 mm. However, the present invention is not limited thereto, and it is possible to vary the content and diameter of the carrier and the active metal as necessary.

상기 촉매(X)는 펠럿의 형태로, 상기 유로관(320) 내부의 촉매(X)가 위치하는 영역의 상하부에는 펠럿을 고정하기 위한 펠럿 고정 수단이 위치할 수 있다. 상기 펠럿 고정수단은 내열성 및 내산화성을 가진 금속으로 형성될 수 있고, 유입되는 탄화수소와 수증기 및 수소를 포함한 생성물이 이동 가능하도록 기체 유동 통로를 구비할 수 있다.The catalyst X may be in the form of a pellet, and pellet fixing means for fixing the pellet may be located at upper and lower portions of a region where the catalyst X is located in the flow pipe 320. The pellet fastening means may be formed of a metal having heat resistance and oxidation resistance, and may include a gas flow passage so that the product including the introduced hydrocarbon, water vapor, and hydrogen can move.

상기 원료주입부(400)는 개질반응에 필요한 원료가스와 수증기를 형성하여 상기 개질반응부(300)에 제공하는데, 상기 개질반응부(300)를 감싸는 원통형의 케이스(410)와, 상기 케이스의 일측면에 위치하여 개질반응원료를 제공하는 원료주입관(510)과, 상기 원료주입관(420)과 연결되는 원료가스 생성모듈(430)을 포함한다.The raw material injecting unit 400 forms a raw material gas and water vapor necessary for the reforming reaction and provides the raw material gas and steam to the reforming reaction unit 300. The raw material injecting unit 400 includes a cylindrical case 410 surrounding the reforming reaction unit 300, And a raw material gas generating module 430 connected to the raw material injecting pipe 420. The raw material gas generating module 430 includes a raw material supplying pipe 510 for supplying a reforming reaction raw material.

상기 원료가스 생성모듈(430)은 내부에 동심형으로 일정 간격의 격벽(433)을 구비하여 지그재그형의 유로가 형성된 것일 수 있다. 상기 원료가스 생성모듈(430)에 연결되는 원료주입관(420)에는 물과 탄화수소 계열의 원료가 유입될 수 있다. 상기 원료는 탄화수소 1 몰 당 수증기 2 내지 5몰의 비율로 혼합되어 유입되도록 조절할 수 있다. The raw material gas generating module 430 may have a zigzag-shaped flow path formed concentrically with partition walls 433 at regular intervals. Water and hydrocarbon-based raw materials may be introduced into the raw material injection pipe 420 connected to the raw material gas generating module 430. The raw material can be adjusted to be mixed and introduced at a rate of 2 to 5 moles of water vapor per mole of hydrocarbon.

상기 원료가스 생성모듈(430)의 내측 벽을 관통하여 상기 열원공급관(310)의 열이동관(314)이 인접 구비될 수 있다. 따라서 상기 지그재그형의 유로(a)를 따라 이동한 물과 탄화수소 계열의 원료는 혼합과 함께 가열이 되어 수증기와 탄화수소 가스로 변화하여 개질반응의 원료가스가 생성될 수 있다. 또한, 상기 열이동관(314)은 상기 원료가스 생성모듈(430)의 내측 벽에 전체적으로 접하도록 구비됨으로써, 원료가스 생성에 필요한 열효율을 향상시킬 수 있다.The heat transfer pipe 314 of the heat source supply pipe 310 may be adjacent to the inner wall of the material gas generation module 430. [ Therefore, the water and the hydrocarbon-based raw material moved along the zigzag-shaped flow path (a) are heated together with the mixture to be converted into steam and hydrocarbon gas, and the raw material gas for the reforming reaction can be produced. In addition, the heat transfer tube 314 is provided so as to be in contact with the inner wall of the material gas generating module 430 as a whole, so that the thermal efficiency required to generate the material gas can be improved.

상기 원료주입부(400)와 상기 개질반응부(300)는 서로 결합하여 밀폐할 수 있다. 즉, 상기 버너부(200), 개질반응부(300) 및 원료주입부(400)는 결합하여 밀폐하되, 상기 버너부(200)는 분리 또는 교체가 가능하게 상기 개질반응부(300)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 개질반응부(300)는 제 1 플렌지(350)를 구비하고, 상기 원료주입부(400)는 상기 개질반응부(300)가 삽입되는 단부에 제 2 플렌지(450)를 구비하여, 상기 제 1 플렌지(350)와 상기 제 2 플렌지(450)를 결합하여 밀폐할 수 있다. 나아가서, 상기 제 1 플렌지(350)와 상기 제 2 플렌지(450)는 서로 대응하는 영역에 복수 개의 결합공을 구비하고, 결합구를 이용하여 체결함으로써 상기 개질반응부(300)와 상기 원료주입부(400)는 결합 또는 밀폐할 수 있다.The raw material injecting unit 400 and the reforming reaction unit 300 may be sealed to each other. That is, the burner unit 200, the reforming reaction unit 300, and the raw material injecting unit 400 are combined and closed, and the burner unit 200 is coupled to the reforming reaction unit 300 . For example, the reforming reaction unit 300 includes a first flange 350, and the raw material injection unit 400 includes a second flange 450 at an end of the reforming reaction unit 300 where the reforming reaction unit 300 is inserted So that the first flange 350 and the second flange 450 can be coupled to each other. Further, the first flange 350 and the second flange 450 may have a plurality of coupling holes in the corresponding regions, and may be fastened by using coupling holes, (400) can be coupled or sealed.

따라서, 상기 버너부(200)는 물론 개질반응부(300)와 원료주입부(400)의 조립이 가능함으로써 각각의 구성요소들에 문제가 발생한다하더라도 교체가 가능하여 장치의 수명을 증가시켜 공정비용을 감소시킬 수 있다.Therefore, since the reforming reaction unit 300 and the raw material injecting unit 400 can be assembled together with the burner unit 200, even if a problem occurs in each component, The cost can be reduced.

상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 고체산화물 연료전지의 연료 개질장치의 연료 개질과정은 다음과 같다.The fuel reforming process of the fuel reforming apparatus of the solid oxide fuel cell according to the embodiment of the present invention described above is as follows.

도 1 내지 도 3에서 나타낸 바와 같이, 상기 원료주입관(420)으로부터 물과 탄화수소 계열의 원료가 원료가스 생성모듈(430)로 유입이 되면, 상기 열원공급관(310)의 열이동관(314)으로부터 열을 공급받아 상기 원료들은 수증기와 탄화수소 가스로 기화된다. 즉, 상기 물과 탄화수소 계열의 원료는 상기 원료가스 생성모듈(430)의 격벽(433)으로 형성된 지그재그형의 유로를 따라 이동하면서 상기 열이동관(314)으로부터 공급받은 열로 인해 수증기와 탄화수소 가스로 변화한다.As shown in FIGS. 1 to 3, when water and hydrocarbons are introduced into the raw material gas generating module 430 from the raw material injection pipe 420, the raw material gas is discharged from the heat transfer pipe 314 of the heat source supply pipe 310 The raw materials are vaporized into steam and hydrocarbon gas. That is, the water and the hydrocarbons are converted into steam and hydrocarbon gas due to the heat supplied from the heat transfer pipe 314 while moving along the staggered flow path formed by the partition wall 433 of the raw material gas generating module 430 do.

상기 원료가스 생성모듈(430)에서 생성된 수증기와 탄화수소 가스는 유로관(320)의 내부로 이동하고, 상기 유로관(320) 내부에 위치하는 촉매(X)를 통과함으로써 상기 수증기와 탄화수소 가스는 개질반응이 촉진된다. 상기 촉매(X)는 열원공급관(310)의 가열관(312)을 따라 위치하므로, 촉매(X1)의 어느 영역이든 600 내지 900℃로 반응 온도가 일정하게 유지됨으로써 촉매 반응의 효율이 더욱 향상될 수 있다. The steam and the hydrocarbon gas generated in the raw material gas generating module 430 move into the flow pipe 320 and pass through the catalyst X located in the flow pipe 320, The reforming reaction is promoted. Since the catalyst X is located along the heating tube 312 of the heat source supply pipe 310, the reaction temperature is maintained constant at 600 to 900 ° C in any region of the catalyst X1, .

상기 유로관(320)을 통과함으로써 개질 반응이 종료된 기체는 반응기체 배출관(330)을 통해 고체산화물 연료전지의 음극으로 이동하게 된다.After passing through the flow pipe 320, the gas having undergone the reforming reaction moves to the cathode of the solid oxide fuel cell through the reaction gas discharge pipe 330.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100; 바이패스부, 120; 바이패스 공기주입관,
130; 점화기, 200; 버너부,
210; 결합고정구, 300; 개질반응부,
310; 열원공급관, 320; 유로관,
330; 반응기체 배출관, 400; 원료주입부,
410; 케이스, 420; 원료주입관,
430; 원료가스 생성모듈
100; A bypass unit 120; Bypass air inlet tube,
130; Igniter, 200; Burner portion,
210; A coupling fixture, 300; A reforming reaction unit,
310; A heat source supply pipe, 320; Euro tube,
330; Reaction gas outlet pipe, 400; Raw material injection portion,
410; Case, 420; Raw material injection pipe,
430; The raw gas generating module

Claims (12)

바이패스 공기주입관과 점화기를 구비하며, 바이패스 공기를 공급하는 바이패스부;
상기 바이패스부가 관통하여 삽입되며, 상기 점화기의 점화를 통해 연료가스를 연소시키고, 상기 바이패스 공기를 통해 연소온도를 제어하는 버너부;
상기 버너부가 삽입되는 열원공급관과 상기 열원공급관과 일정간격 외측에 위치는 유로관을 포함하며, 개질반응이 이루어지는 개질반응부; 및
상기 개질반응부를 감싸는 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 일측면에 위치하여 개질반응원료를 제공하는 원료주입관과, 상기 원료주입관과 연결되는 원료가스 생성모듈을 포함하는 원료주입부; 를 포함하며,
상기 버너부는, 측면에 복수 개의 관통홀을 구비하여 상기 버너부 내부로부터 외부면으로 상기 연료가스와 연소공기가 이동하고, 상기 점화로 상기 버너부의 외부면 전체영역에서 연소되어 열을 제공하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
A bypass unit having a bypass air inlet tube and an igniter, the bypass unit supplying bypass air;
A burner part inserted through the bypass part and burning the fuel gas through ignition of the igniter and controlling the combustion temperature through the bypass air;
A reforming reaction unit including a heat source supply pipe into which the burner unit is inserted and a flow pipe located outside the heat source supply pipe at a predetermined interval, And
A raw material injecting unit including a raw material gas generating module connected to the raw material injecting pipe, a raw material injecting unit disposed on one side of the case to supply a reforming reaction raw material, / RTI >
The burner portion has a plurality of through holes on its side so that the fuel gas and the combustion air move from the inside of the burner portion to the outer surface thereof and are burned in the entire region of the outer surface of the burner portion by the ignition to provide heat Wherein the solid oxide fuel cell is a fuel reforming apparatus for a solid oxide fuel cell.
제 1 항에 있어서,
상기 바이패스부는, 상기 점화기가 위치하는 영역의 외측에 타공분배판을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로 분배를 조절하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
The method according to claim 1,
Wherein the bypass unit includes a puncture distribution plate at an outer side of a region where the igniter is located to control distribution of a path of the bypass air.
제 2 항에 있어서,
상기 바이패스부는, 상기 점화기가 장착된 영역에 복수 개의 바이패스 홀을 구비하여 상기 바이패스 공기의 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the bypass unit includes a plurality of bypass holes in an area where the igniter is mounted, thereby forming a flow path of the bypass air.
제 1 항에 있어서,
상기 버너부는, 상기 바이패스부가 중심에 관통하여 삽입되는 연료주입관과, 상기 연료주입관이 관통 삽입되는 연소공기주입관과, 상기 연소공기주입관의 일측을 둘러싸는 플렌지 형태의 상부 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
The method according to claim 1,
The burner unit includes a fuel injection pipe inserted into the center of the bypass portion, a combustion air injection pipe through which the fuel injection pipe is inserted, and a flange-shaped upper cover surrounding one side of the combustion air injection pipe The fuel reforming apparatus of the solid oxide fuel cell.
제 4 항에 있어서,
상기 복수개의 관통홀은, 복수의 제 1 관통홀과 복수의 제 2 관통홀을 포함하되, 상기 제 1 관통홀은 상기 연료주입관의 측면에 구비되고, 상기 제 2 관통홀은 상기 연소공기주입관의 측면에 구비되어, 상기 버너부의 외부면을 따라 상기 연료가스와 상기 연소공기를 혼합하여 제공하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of through holes include a plurality of first through holes and a plurality of second through holes, wherein the first through holes are provided on a side surface of the fuel injection tube, and the second through- And the fuel gas and the combustion air are mixed and provided along the outer surface of the burner portion.
제 4 항에 있어서,
상기 개질반응부는, 상기 상부 커버와 대응되는 위치에 하부 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the reforming reaction unit includes a lower cover at a position corresponding to the upper cover.
제 1 항에 있어서,
상기 원료가스 생성모듈은, 내부에 동심형으로 일정 간격의 격벽을 구비하여 지그재그형의 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
The method according to claim 1,
Wherein the raw material gas generating module has a staggered flow path formed concentrically with partition walls at regular intervals inside thereof.
제 7항에 있어서,
상기 개질반응부는, 상기 유로관의 내측에 촉매가 구비되고, 상기 원료가스 생성모듈의 유로를 이동한 수증기와 반응기체들이 상기 유로관을 통과하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the reforming reaction unit is provided with a catalyst inside the flow pipe, and steam and reactive gases, which have passed through the flow path of the raw material gas generating module, pass through the flow pipe.
제 1 항에 있어서,
상기 개질반응부는, 제 1 플렌지를 구비하고, 상기 원료주입부는 상기 개질반응부가 삽입되는 단부에 제 2 플렌지를 구비하여, 상기 제 1 플렌지와 상기 제 2 플렌지를 결합하여 밀폐하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reforming reaction unit comprises a first flange and the raw material injection unit has a second flange at an end where the reforming reaction unit is inserted so that the first flange and the second flange are sealed to each other. A fuel reforming apparatus for an oxide fuel cell.
제 1 항에 있어서,
상기 열원 공급관은, 상기 버너부가 위치하는 가열관과 가열된 공기가 이동하는 열이동관을 구비하고, 상기 가열관보다 상기 열이동관의 직경이 더 작은 크기로 구비되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heat source supply pipe is provided with a heating pipe in which the burner unit is located and a heat transfer pipe through which heated air moves and the diameter of the heat transfer pipe is smaller than that of the heating pipe. Fuel reformer.
제 10항에 있어서,
상기 열이동관은, 상기 원료가스 생성모듈의 내측 벽을 관통하여 인접 구비되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the heat transfer tubes are disposed adjacent to each other through an inner wall of the material gas generating module.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버너부, 개질반응부 및 원료주입부는 결합하여 밀폐하되, 상기 버너부는 분리 또는 교체가 가능하게 상기 개질반응부와 결합되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 연료개질장치.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Wherein the burner unit, the reforming reaction unit, and the raw material injecting unit are coupled and closed, and the burner unit is coupled to the reforming reaction unit so that the burner unit can be separated or replaced.
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