KR101947571B1 - Reformer installed honeycom support at burner part - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 허니콤서포터가 형성된 개질기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개질기의 버너부에 형성된 화염막이부를 연결하는 내부격벽의 하단부가 처지는 현상으로 인해서 화염막이부와 하단부의 용접된 부분이 찢어지는 현상을 막기 위해서 허니콤서포터를 설치하여 열응력을 분산함으로써 내구성을 높인 허니콤서포터가 형성된 개질기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
연료전지에 사용되고 있는 연료개질기는 버너의 열을 이용하여 반응기에서 연료를 개질시켜 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 등과 같은 생성물 가스를 얻고, 이 생성물 가스는 시프트 컨버터(shift converter) 등을 통과하면서 연료전지스택(stack)에서 필요한 수소가스를 얻게 된다.The fuel reformer used in the fuel cell reforms the fuel in the reactor using the heat of the burner to obtain a product gas such as hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, etc., and this product gas passes through a shift converter, hydrogen gas is obtained from the stack.
종래의 연료개질기에 사용되던 버너튜브는 주로 반응기 외부에서 열을 공급한 후 다시 외부로 빠져나가도록 설계되어 있다. 따라서 종래의 버너튜브로는 열을 충분히 공급하지 못하고 바이-패스(by-pass)하는 열 매체가 많게 되어, 결과적으로 연료의 소모량을 증가시켜 왔다. The burner tube used in the conventional fuel reformer is mainly designed to supply heat from the outside of the reactor and then to escape to the outside again. Therefore, the conventional burner tube can not sufficiently supply heat, and a large number of by-pass heat mediums have been consumed, resulting in an increase in consumption of fuel.
도1의 도시된 연료개질기는 종래의 연료전지용 연료개질기를 대표한다.The fuel reformer shown in Fig. 1 represents a conventional fuel reformer for a fuel cell.
상기 연료개질기는 촉매층(3)을 갖는 반응기(2)가 개질기 내부에 위치하고, 버너(1)의 열공급 영역이 반응기(2) 외부에 위치되기 때문에 열손실이 크도록 설계되어 있다. 버너(1) 내부로 공기입구(11)를 통하여 공기가 유입되고, 버너연료입구(12)를 통하여 버너연료가 유입된다. The fuel reformer is designed such that the
상기 버너(1)에서 연료가 연소되어 반응기(2)를 가열시킨 후 버너 배기가스출구(13)를 통하여 배기가스가 배출된다. 반응기(2)에서는 반응연료가 반응연료입구(15)를 통하여 내부로 주입되고 촉매층(3)에서 개질반응 후 반응연료출구(14)를 통하여 배출된다.After the fuel is burned in the
상기 반응연료출구(14)로 배출된 생성가스는 시프트 컨버터(도시되지 않음)로 유입되어 일산화탄소가 스팀과 함께 반응하여 이산화탄소와 연료전지스택에 필요한 수소가스를 발생시킨다. The product gas discharged to the
상기 반응기(2) 내부의 온도는 약 800℃∼ 900 ℃에 달하기 때문에, 버너(1)에 의하여 그 온도가 유지되도록 계속 가열하여야 한다. Since the temperature inside the
상기 촉매층은 반응기 상단과 하단의 스크린으로 고정되어 있으며 그 내용물이 귀금속 촉매와 이를 담지하고 있는 담체 또는 지지체로 이루어져 있는 것으로, 반응연료의 개질반응을 촉진시킨다.The catalyst layer is fixed to the upper and lower screens of the reactor, and the content thereof is composed of a noble metal catalyst and a carrier or a support supporting the noble metal catalyst, thereby promoting the reforming reaction of the reaction fuel.
또한, 종래의 개질기의 연료효율을 높이기 위해서 개질기의 버너부(300)가에는 화염이 발생하는 버너(30)가 내부로 포함되는데 직접적인 화염을 피하기 위해서 하단이 개방된 화염막이부(110)가 형성된다.In order to increase the fuel efficiency of the conventional reformer, the burner unit 300 of the reformer includes a
상기 화염막이부(110)는 주연부에 형성된 다수개의 내부격벽(120)과 하단부분이 결합되는데, 내부격벽(120)의 하단부(105)는 화염막이부(110)의 하부와 내벽격벽의 관로부분이 가스와 열등이 유동해야 하므로 유동간극(103)이 형성된다(도 2 참조). The
그러나, 종래의 개질기의 버너부(100)는 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the
(1) 화염막이부의 하단 주연부와 만나는 내부격벽의 하단부를 용접하여 형성하는데, 화염이 있을 때 발생하는 높은 온도의 변화때문에 늘어나서 용접부가 찢어진다. (1) The bottom part of the inner bulkhead which meets with the lower edge of the flame film is welded. Due to the high temperature change caused by the flame, the weld is torn.
(2) 화염막이부는 내부격벽의 상부주연부만 외벽과 고정되므로 화염막이부 전체가 하단으로 쳐진다.(2) Since only the upper circumference of the inner partition wall of the flame film is fixed to the outer wall, the entire flame film is struck to the lower end.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 화염막이부의 외주연과 만나는 내부격벽의 하단부가 용접되어 형성되고, 하단에는 유동간극이 형성되는 버너부가 형성되는 개질기에 있어서, In order to solve the above problems, the present invention provides a reformer in which a burner portion is formed in which a lower end portion of an inner partition wall where a flame film meets an outer periphery of a portion is welded and a flow gap is formed at a lower end,
상기 유동간극에는 허니콤서포터가 전체적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.And the honeycomb supporter is installed as a whole in the flow gap.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.According to the reformer in which the honeycomb supporter is formed in the burner portion formed as the preferred embodiment of the present invention, the following effects are produced.
(1) 화염막이부의 하단 외주연과 만나는 내부격벽의 하단부가 허니콤서포터에 의해서 균일하게 하중을 받을 줄 수 있어서 용접부가 파손되지 않는다.(1) The lower end of the inner partition wall which meets the lower outer circumferential edge of the flame film portion can be uniformly loaded by the honeycomb supporter, so that the welded portion is not damaged.
(2) 내부격벽의 하단부를 전체적으로 균일하게 지지하므로 고열에도 화염막이부의 자중에 의해서 처지는 등의 변형이 되지 않아서 내구성이 좋다.(2) Since the lower end portion of the inner partition wall is uniformly supported entirely, the flame film is not deformed by squeezing due to its own weight even in a high temperature, so that durability is good.
도 1은 종래의 개질기의 단면도.
도 2는 종래의 또 다른 개질기의 버너부를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기의 단면 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기의 허니콤서포터를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기의 설치상태 사시도.1 is a cross-sectional view of a conventional reformer;
2 is a sectional view showing a burner portion of another conventional reformer.
3 is a cross-sectional perspective view of a reformer in which a honeycomb supporter is formed on a burner portion formed as a preferred embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a honeycomb supporter of a reformer in which a honeycomb supporter is formed in a burner portion formed as a preferred embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a state in which a reformer having a honeycomb supporter is formed in a burner portion formed as a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 화염막이부(110)의 하단 외주연과 만나는 내부격벽의 하단부(105)가 용접되어 형성되고, 하단에는 유동간극(103)이 형성되는 버너부가 형성되는 개질기에 있어서, The present invention is a reformer in which a burner portion is formed in which a
상기 유동간극에는 허니콤서포터(200)가 전체적으로 설치된다.The honeycomb supporter (200) is installed as a whole in the flow gap.
상기 허니콤서포터(200)는 단면이 정육면체를 이루면서 다수개가 서로 접착되어 형성되고, 가운데를 중심으로 방사형으로 대칭되도록 퍼져서 형성된다.The
상기 허니콤서포터(200)에는 다수개의 유동홀(210)이 측면을 관통하여 형성된다. In the
상기 허니콤서포터(200)는 스텐레스재질로 만들어지고, 보다 내구성을 높이고 튼튼하게 지지하기 위해서 하단에 형성된 단열재에 포함되어 외부케이스의 하단까지 지지하여 전체적으로 서포트할 수 있도록 형성될 수 있다.The
상기 화염막이부(110)는 내부격벽(120)의 하단부(105)에 용접되고, 내부격벽(120)은 상단주연부만 외벽과 결합된다.The
상기 허니콤서포터(200)에 형성되는 정육면체관의 개수는 크기에 따라서 다르게 형성되나, 대칭적으로 완벽하게 하단부(105)를 지지할 수 있도록 설계한다.The number of the cubic tubes formed in the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기의 작동과 작용을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and operation of the reformer in which the honeycomb supporter is formed in the burner portion formed as the preferred embodiment of the present invention will be described.
개질기의 버너부를 형성하되, 화염막이부(110)를 하단이 개방되도록 형성하고, 하단 주연부와 하단부(105)를 용접으로 결합한다. The burner part of the reformer is formed, the
이후, 버너(30)에서 가스가 주입되어 화염이 발생하면 순식간에 가열되어 800℃까지 가열된다. Thereafter, when a gas is injected from the
이때, 하단부(105)와 화염막이부(110)는 자중에 의해서 전체적으로 처지게 되는데, 상기와 같이 처짐에 의해서 발생하는 응력과 변형에 따른 열응력은 허니콤서포트의 정육면체관의 각 면에 고르게 분산시켜 주기 때문에 처짐현상이 완전하게 방지된다.At this time, the
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기에 의하면 화염막이부의 하단 외주연과 만나는 내부격벽의 하단부가 허니콤서포터에 의해서 균일하게 하중을 받을 줄 수 있어서 용접부가 파손되지 않고, 내부격벽의 하단부를 전체적으로 균일하게 지지하므로 고열에도 화염막이부의 자중에 의해서 처지는 등의 변형이 되지 않아서 내구성이 좋은 등의 효과가 발생한다.According to the reformer in which the honeycomb supporter is formed in the burner portion formed in the preferred embodiment of the present invention, the lower end of the inner partition wall where the flame film meets the lower outer peripheral edge of the portion can be uniformly loaded by the honeycomb supporter, , The lower end of the inner partition wall is uniformly supported entirely, so that the flame film is not deformed by squeezing due to its own weight even in a high temperature, and the durability is improved.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
30 : 버너 100 : 개질기
103 : 유동간극 105 : 하단부
107 : 단열재 110 : 화염막이부
200 : 허니콤서포터 210 : 유동홀30: burner 100: reformer
103: flow gap 105: lower end
107: Insulation material 110: Flame film part
200: Honeycomb supporter 210: Floating hole
Claims (4)
상기 유동간극에는 허니콤서포터가 전체적으로 설치되되,
상기 허니콤서포터는 정육면체관을 면과 면을 맞대어 다수개를 결합하여 형성한 것으로, 화염막이부를 중심으로 방사형으로 균일하게 형성되고, 상기 허니콤서포터에는 다수개의 유동홀이 각각의 면을 관통하여 형성되며,
상기 허니콤서포터에는 내부격벽의 하단부의 하단에 이격되어 형성되는 단열재에 포함되어 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 버너부에 허니콤서포터가 형성된 개질기.Wherein a burner portion is formed by welding a lower end portion of an inner partition wall which meets with a lower end outer periphery of the flame film portion and a flow gap is formed at a lower end thereof,
A honeycomb supporter is installed in the flow gap,
The honeycomb supporter is formed by joining a plurality of pieces of a cube of a square face to a face, and is formed uniformly in a radial pattern around the flame film portion. In the honeycomb supporter, a plurality of flow holes penetrate through the respective faces Lt; / RTI &
Wherein the honeycomb supporter has a honeycomb supporter formed in the burner portion, the honeycomb supporter being formed to be long in the heat insulating material spaced apart from the lower end of the lower end of the inner partition wall.
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