KR20100028997A - Evaporator and fuel reformer having the same - Google Patents

Evaporator and fuel reformer having the same Download PDF

Info

Publication number
KR20100028997A
KR20100028997A KR1020080125753A KR20080125753A KR20100028997A KR 20100028997 A KR20100028997 A KR 20100028997A KR 1020080125753 A KR1020080125753 A KR 1020080125753A KR 20080125753 A KR20080125753 A KR 20080125753A KR 20100028997 A KR20100028997 A KR 20100028997A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stage
fin structure
chamber
fluid
pipe
Prior art date
Application number
KR1020080125753A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100981521B1 (en
Inventor
손인혁
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20100028997A publication Critical patent/KR20100028997A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100981521B1 publication Critical patent/KR100981521B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0211Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step
    • C01B2203/0216Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step containing a non-catalytic steam reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816Heating by flames
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE: An evaporator and a fuel reformer including thereof are provided to improve an output of the evaporator while reducing the volume, and to multiply the area of the surface of each disk where fluid contacts without increasing a back pressure. CONSTITUTION: An evaporator(100) comprises the following: a first chamber(112); a first stage including a 1-1 opening and a 1-2 opening which allows the inflow and the outflow of a first fluid to the first chamber; a second chamber(122); a second stage including a 2-1 opening and a 2-2 opening which allows the inflow and the outflow of a second fluid to the second chamber; a first pin structure(210) included in the first chamber to multiply a heat exchanging surface of the first fluid; and a second pin structure(220) included in the second chamber to multiply a heat exchanging surface of the second fluid.

Description

증발기 및 이를 구비한 연료개질기{Evaporator and fuel reformer having the same}Evaporator and fuel reformer having the same

본 발명은 증발기 및 이 증발기를 구비한 연료개질기에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporator and a fuel reformer having the evaporator.

연료개질기(fuel reformer)는 연료를 개질하여 수소가 풍부한 가스를 발생시키는 장치이다. 이러한 연료개질기는 연료전지 등에 사용될 수 있다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화화적 반응에 의해 직접 전기 에너지를 발생시키는 청정 발전장치 중 하나이다.A fuel reformer is a device that reforms fuel to produce hydrogen-rich gas. Such a fuel reformer can be used in a fuel cell or the like. A fuel cell is one of clean power generation apparatuses that directly generate electric energy by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.

일반적으로 연료개질기는 열원부(heat source)와 개질반응부(reforming reactor)를 구비한다. 열원부는 개질반응부에 필요한 열을 공급하고, 개질반응부는 연료를 개질하여 수소가 풍부한 가스(hydrogen rich gas)를 발생시킨다. 개질반응부는 수증기 개질 방식(steam reforming scheme), 자열 개질 방식(auto-thermal reforming scheme), 부분 산화 방식(partial oxidation scheme), 또는 이들의 조합 방식을 이용하여 수소가 풍부한 가스를 발생시킬 수 있다.In general, a fuel reformer includes a heat source and a reforming reactor. The heat source unit supplies heat required for the reforming reaction unit, and the reforming reaction unit reforms the fuel to generate hydrogen rich gas. The reforming unit may generate hydrogen-rich gas using a steam reforming scheme, an auto-thermal reforming scheme, a partial oxidation scheme, or a combination thereof.

또한, 연료개질기는 연료 효율과 장치 성능을 높이기 위해 증발기를 추가적으로 구비할 수 있다. 이 경우, 증발기는 외부에서 유입되어 증발기 안으로 흐르는 액상의 연료를 증발시키고, 증발된 기상의 연료를 개질반응부에 공급한다.In addition, the fuel reformer may further include an evaporator to increase fuel efficiency and device performance. In this case, the evaporator evaporates the liquid fuel flowing from the outside and flowing into the evaporator, and supplies the vaporized fuel to the reforming reaction unit.

한편, 수증기 개질 방식의 개질반응부에 액상의 연료나 물이 유입되면, 불균일한 개질 반응으로 인하여 연료개질기의 성능은 크게 감소한다. 이러한 문제를 감소 또는 방지하기 위하여, 기존의 증발기에서는 외부에서 유입되어 증발기 안으로 흐르는 액체 상태의 연료와 물을 증발시키기 위하여 연료개질기의 부피에 비해 상대적으로 긴 채널을 구비한다.On the other hand, if liquid fuel or water flows into the reforming reaction unit of the steam reforming system, the performance of the fuel reformer is greatly reduced due to the non-uniform reforming reaction. In order to reduce or prevent this problem, the conventional evaporator has a relatively long channel compared to the volume of the fuel reformer to evaporate the liquid fuel and water flowing from the outside flowing into the evaporator.

다시 말해서, 기존의 증발기는 긴 채널 구조로 인하여 부피가 크다. 증발기를 소형화하는 경우, 긴 구불구불한 채널로 인하여 증발기가 복잡한 구조를 가지므로 증발기의 제조가 어렵다. 따라서, 작고 제조가 용이하며 고효율의 연료개질기를 제공하기 위하여 증발기 구조에 대한 개선이 요구되고 있다.In other words, conventional evaporators are bulky due to their long channel structure. In the case of miniaturizing the evaporator, it is difficult to manufacture the evaporator because of the complicated structure due to the long meandering channels. Therefore, there is a need for improvement of the evaporator structure in order to provide a small, easy to manufacture and high efficiency fuel reformer.

본 발명의 목적은 작은 체적에도 불구하고 큰 출력 성능을 발휘할 수 있는 증발기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an evaporator capable of exhibiting a large output performance despite a small volume.

본 발명의 또 다른 목적은 작은 체적에도 불구하고 큰 출력 성능을 발휘할 수 있는 증발기를 구비한 연료개질기를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a fuel reformer having an evaporator capable of exhibiting a large output performance despite a small volume.

본 발명의 일 측면에 의하면 연료개질기용 증발기가 제공된다. 이 증발기는, 제1 스테이지(first stage), 제2 스테이지, 제1 핀구조체(first fin structure), 및 제2 핀구조체를 포함한다. 제1 스테이지는 제1 챔버, 제1-1 개구부, 및 제1-2 개구부를 구비한다. 제1-1 개구부와 제1-2 개구부는 제1 유체가 제1 챔버로 들어가고 제1 챔버로부터 나오는 것을 허용한다. 제2 스테이지는 스테이지들로 이루어진 하나의 적층체(stack)로서 제1 스테이지와 함께 적층되며, 제2 챔버, 제2-1 개구부, 및 제2-2 개구부를 구비한다. 제2-1 개구부와 제2-2 개구부는 제2 유체가 제2 챔버로 들어가고 제2 챔버로부터 나오는 것을 허용한다. 제1 핀구조체는 제1 챔버 내에 배치되며 제1 챔버 내에서 유동하는 제1 유체와의 열교환 표면적을 증가시키고, 제2 핀구조체는 제2 챔버 내에 배치되며 제2 챔버 내에서 유동하는 제2 유체와의 열교환 표면적을 증가시킨다.According to one aspect of the invention there is provided an evaporator for a fuel reformer. The evaporator includes a first stage, a second stage, a first fin structure, and a second fin structure. The first stage has a first chamber, a 1-1 opening, and a 1-2 opening. The first-first opening and the first-second opening allow the first fluid to enter and exit the first chamber. The second stage is stacked together with the first stage as a stack of stages and has a second chamber, a 2-1 opening, and a 2-2 opening. The 2-1 opening and the 2-2 opening allow the second fluid to enter and exit the second chamber. The first fin structure increases the heat exchange surface area with the first fluid flowing in the first chamber and is disposed in the first chamber, and the second fin structure is disposed in the second chamber and the second fluid flowing in the second chamber To increase the heat exchange surface area.

증발기의 일 구현예로서, 제1 핀구조체는 실질적으로 제1 챔버의 내표면에 접촉하며, 및/또는 제2 핀구조체는 실질적으로 제2 챔버의 내표면에 접촉한다.In one embodiment of the evaporator, the first fin structure is substantially in contact with the inner surface of the first chamber, and / or the second fin structure is substantially in contact with the inner surface of the second chamber.

증발기의 일 구현예로서, 제1 핀구조체는 제1 챔버 내에서 유동하는 제1 유체가 난류를 형성하도록 배치되고, 제2 핀구조체는 제2 챔버 내에서 유동하는 제2 유체가 난류를 형성하도록 배치된다.In one embodiment of the evaporator, the first fin structure is arranged such that a first fluid flowing in the first chamber forms a turbulent flow, and the second fin structure is such that a second fluid flowing in the second chamber forms turbulent flow. Is placed.

일 구현예로서, 증발기는 제3 스테이지, 제1 배관, 제3 핀구조체를 더 포함할 수 있다. 제3 스테이지는 제3 챔버, 제3-1 개구부, 및 제3-2 개구부를 구비한다. 제3-1 개구부와 제3-2 개구부는 제1 유체가 제3 챔버로 들어가고 제3 챔버로부터 나오는 것을 허용한다. 제1 배관은 제2 스테이지를 관통하며 제1 챔버와 제3 챔버를 연결한다. 제3 핀구조체는 제3 챔버 내에 배치되며 제3 챔버 내에서 유동하는 제1 유체와의 열교환 표면적을 증가시킨다. 여기에서, 제1 핀구조체는 실질적으로 제1 챔버의 내표면에 접촉하고, 제2 핀구조체는 실질적으로 제2 챔버의 내표면에 접촉하며, 제3 핀구조체는 실질적으로 제3 챔버의 내표면에 접촉한다. 제1 배관은 제1-1 개구부에 위치하는 또는 결합하는 제1 단부와 제3-2 개구부에 위치하는 또는 결합하는 제2 단부를 구비한다.In one embodiment, the evaporator may further include a third stage, a first pipe, and a third fin structure. The third stage has a third chamber, a 3-1 opening, and a 3-2 opening. Openings 3-1 and 3-2 allow the first fluid to enter and exit the third chamber. The first pipe passes through the second stage and connects the first chamber and the third chamber. The third fin structure is disposed in the third chamber and increases the heat exchange surface area with the first fluid flowing in the third chamber. Here, the first fin structure is substantially in contact with the inner surface of the first chamber, the second fin structure is substantially in contact with the inner surface of the second chamber, and the third fin structure is substantially at the inner surface of the third chamber. To contact. The first tubing has a first end located at or engaging with the first-first opening and a second end located at or engaged with the third-2 opening.

또한, 증발기는 제4 챔버, 제4-1 개구부, 및 제4-2 개구부를 구비한 제4 스테이지, 제2 배관, 및 제4 핀구조체를 더 포함할 수 있다. 제4-1 개구부와 제4-2 개구부는 제2 유체가 제4 챔버로 들어가고 제4 챔버로부터 나오는 것을 허용한다. 제2 배관은 제3 스테이지를 관통하며 제2 챔버와 제4 챔버를 연결한다. 제4 핀구조체는 제4 챔버 내에 배치되며 제4 챔버 내에서 유동하는 제2 유체와의 열교환 표면적을 증가시킨다. 여기에서, 제1 핀구조체는 실질적으로 제1 챔버의 내표면에 접촉하고, 제2 핀구조체는 실질적으로 제2 챔버의 내표면에 접촉하며, 제3 핀구조체는 실질적으로 제3 챔버의 내표면에 접촉하며, 제4 핀구조체는 실질적으로 제4 챔버의 내표면에 접촉한다. 제1 배관은 제1-1 개구부에 결합하는 제1 단부와 제3-2 개구부에 결합하는 제2 단부를 구비하고, 제2 배관은 제2-2 개구부에 결합하는 제1 단부와 제4-1 개구부에 결합하는 제2 단부를 구비한다. 제1 유체는 열원부에서 나오는 배기 가스를 포함하고, 제2 유체는 연료 및 물 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 제1 주기를 갖고 제1 방향으로 연장하는 제1 물결 모양(first wave pattern)의 복수의 제1 핀들; 및 실질적으로 제1 물결 모양과 동일한 제2 물결 모양을 구비하며, 복수의 제1 주기와 반주기 어긋나는 제2 주기를 갖고 인접한 두 제1 핀들 사이에 교대로 번갈아 연장하는 복수의 제2 핀들을 포함한다. 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 금속성(metallic) 부재로 이루어진다. 제4 핀구조체와 제2 핀구조체는 제3 핀구조체와 제1 핀구조체에서 제4 핀구조체와 제2 핀구조체로 전달된 열 에너지를 이용하여 제2 유체를 액상에서 기상으로 전환하도록 형성된다.In addition, the evaporator may further include a fourth stage having a fourth chamber, a 4-1 opening, and a 4-2 opening, a second pipe, and a fourth fin structure. The 4-1 opening and the 4-2 opening allow the second fluid to enter and exit the fourth chamber. The second pipe passes through the third stage and connects the second chamber and the fourth chamber. The fourth fin structure is disposed in the fourth chamber and increases the heat exchange surface area with the second fluid flowing in the fourth chamber. Here, the first fin structure is substantially in contact with the inner surface of the first chamber, the second fin structure is substantially in contact with the inner surface of the second chamber, and the third fin structure is substantially at the inner surface of the third chamber. And the fourth fin structure substantially contacts the inner surface of the fourth chamber. The first pipe has a first end coupled to the first-first opening and the second end coupled to the third-second opening, and the second pipe has a first end coupled to the second-second opening and the fourth end. It has a second end that engages the first opening. The first fluid includes exhaust gas from the heat source portion, and the second fluid includes at least one of fuel and water. Each of the first, second, third, and fourth fin structures includes a plurality of first fins of a first wave pattern having a first period and extending in a first direction; And a plurality of second fins having a second wavy shape substantially the same as the first wavy shape, the second fins having a second period that is offset from the plurality of first periods and a half period alternately extending alternately between two adjacent first fins. . Each of the first, second, third, and fourth fin structures is made of a metallic member. The fourth fin structure and the second fin structure are formed to convert the second fluid from the liquid phase to the gas phase using heat energy transferred from the third fin structure and the first fin structure to the fourth fin structure and the second fin structure.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면 연료개질기용 증발기가 제공된다. 이 증발기는, 제1 스테이지, 제1 핀구조체, 제2 스테이지, 제2 핀구조체, 제3 스테이지, 제3 핀구조체, 제1 배관, 제4 스테이지, 제4 핀구조체, 및 제2 배관을 포함한다. 제1 스테이지는 제1 유체가 제1 챔버로 들어가는 것을 허용하는 제1 유입구(first inlet), 및 제1 유체가 제1 챔버로부터 나오는 것을 허용하는 제1 유출구(first outlet)를 구비한다. 제1 핀구조체는 제1 스테이지 내에 형성된다. 제2 스테이지는 제2 유체가 제2 챔버로 들어가는 것을 허용하는 제2 유입구, 및 제2 유체가 제2 챔 버로부터 나오는 것을 허용하는 제2 유출구를 구비한다. 제2 핀구조체는 제2 스테이지 내에 형성된다. 제3 스테이지는 제1 유체가 제3 챔버로 들어가는 것을 허용하는 제3 유입구, 및 제1 유체가 제3 챔버로부터 나오는 것을 허용하는 제3 유출구를 구비한다. 제3 핀구조체는 제3 스테이지 내에 형성된다. 제1 배관은 제2 스테이지를 관통하며 제1 스테이지와 제3 스테이지를 연결한다. 제4 스테이지는 제2 유체가 제4 챔버로 들어가는 것을 허용하는 제4 유입구, 및 제2 유체가 제4 챔버로부터 나오는 것을 허용하는 제4 유출구를 구비한다. 제4 핀구조체는 제4 스테이지 내에 형성된다. 제2 배관은 제3 스테이지를 관통하며 제2 스테이지와 제4 스테이지를 연결한다.According to another aspect of the invention there is provided an evaporator for a fuel reformer. The evaporator includes a first stage, a first fin structure, a second stage, a second fin structure, a third stage, a third fin structure, a first pipe, a fourth stage, a fourth fin structure, and a second pipe. do. The first stage has a first inlet that allows the first fluid to enter the first chamber, and a first outlet that allows the first fluid to exit the first chamber. The first fin structure is formed in the first stage. The second stage has a second inlet that allows the second fluid to enter the second chamber, and a second outlet that allows the second fluid to exit the second chamber. The second fin structure is formed in the second stage. The third stage has a third inlet that allows the first fluid to enter the third chamber and a third outlet that allows the first fluid to exit from the third chamber. The third fin structure is formed in the third stage. The first pipe passes through the second stage and connects the first stage and the third stage. The fourth stage has a fourth inlet that allows the second fluid to enter the fourth chamber, and a fourth outlet that allows the second fluid to exit the fourth chamber. The fourth fin structure is formed in the fourth stage. The second pipe passes through the third stage and connects the second stage and the fourth stage.

증발기의 일 구현예로서, 제1 핀구조체는 실질적으로 제1 챔버의 내표면에 접하고, 제2 핀구조체는 실질적으로 제2 챔버의 내표면에 접하며, 제3 핀구조체는 실질적으로 제3 챔버의 내표면에 접하며, 제4 핀구조체는 실질적으로 제4 챔버의 내표면에 접한다.In one embodiment of the evaporator, the first fin structure is substantially in contact with the inner surface of the first chamber, the second fin structure is substantially in contact with the inner surface of the second chamber, and the third fin structure is substantially in the third chamber. In contact with the inner surface, the fourth fin structure is substantially in contact with the inner surface of the fourth chamber.

증발기의 일 구현예로서, 제1 스테이지, 제2 스테이지, 제3 스테이지, 및 제4 스테이지는 이 스테이지들로 이루어진 단일 적층체로서 함께 적층된다.As an embodiment of the evaporator, the first stage, second stage, third stage, and fourth stage are stacked together as a single stack of these stages.

일 구현예로서, 증발기는 4단 증발기이다.In one embodiment, the evaporator is a four stage evaporator.

증발기의 일 구현예로서, 제2 핀구조체는 제1 배관에 의해 관통되는 제1 관통홀(first through-hole)을 구비하고, 제3 핀구조체는 제2 배관에 의해 관통되는 제2 관통홀을 구비하며, 제4 핀구조체는 열원부에서 제3 스테이지로 제1 유체를 공급하기 위한 제3 배관에 의해 관통되는 제3 관통홀을 구비한다.In one embodiment of the evaporator, the second fin structure has a first through-hole which is penetrated by the first pipe, and the third fin structure is provided with a second through hole which is penetrated by the second pipe. The fourth fin structure has a third through hole penetrated by a third pipe for supplying the first fluid from the heat source portion to the third stage.

일 구현예로서, 증발기는 열원부에서 제3 스테이지로 제1 유체를 공급하기 위한 제3 배관, 및 기상의 제2 유체를 개질반응부로 공급하기 위한 제4 배관을 더 포함한다. 여기에서, 제1 배관은 제1 유입구에 결합하는 제1 단부와 제3 유출구에 결합하는 제2 단부를 구비하고, 제2 배관은 제2 유출구에 결합하는 제1 단부와 제4 유입부에 결합하는 제2 단부를 구비하며, 제3 배관은 제3 유입구에 결합하는 제1 단부와 열원부에 결합하는 제2 단부를 구비하고, 제4 배관은 제4 유출구에 결합하는 제1 단부와 개질반응부에 결합하는 제2 단부를 구비한다.In one embodiment, the evaporator further includes a third pipe for supplying the first fluid from the heat source portion to the third stage, and a fourth pipe for supplying the gaseous second fluid to the reforming reaction portion. Here, the first pipe has a first end coupled to the first inlet and a second end coupled to the third outlet, and the second pipe is coupled to the first end and the fourth inlet coupled to the second outlet. A third end having a first end coupled to the third inlet and a second end coupled to the heat source portion, and the fourth pipe is reformed with the first end coupled to the fourth outlet. And a second end that engages the portion.

또한, 증발기는 복수의 제1 배관들을 포함할 수 있고, 및/또는 복수의 제4 배관들을 포함할 수 있다. 제2 핀구조체는 복수의 제1 배관들에 의해 각각 관통되는 복수의 관통홀들을 구비할 수 있고, 제3 핀구조체는 제2 배관에 의해 관통되는 제2 관통홀을 구비할 수 있으며, 제4 핀구조체는 열원부에서 제3 스테이지로 제1 유체를 공급하기 위한 제3 배관에 의해 관통되는 제3 관통홀을 구비할 수 있다.In addition, the evaporator may comprise a plurality of first piping and / or may comprise a plurality of fourth piping. The second fin structure may have a plurality of through holes penetrated by the plurality of first pipes, respectively, and the third fin structure may have a second through hole penetrated by the second pipe, and the fourth The fin structure may have a third through hole penetrated by a third pipe for supplying the first fluid from the heat source portion to the third stage.

증발기의 일 구현예로서, 제1 유체는 열원부에서 나오는 배기 가스를 포함하고, 제2 유체는 연료 및 물 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In one embodiment of the evaporator, the first fluid comprises exhaust gas exiting the heat source and the second fluid includes at least one of fuel and water.

증발기의 일 구현예로서, 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 제1 주기를 갖고 제1 방향으로 연장하는 제1 물결 모양(first wave pattern)의 복수의 제1 핀들, 및 제1 물결 모양과 동일한 제2 물결 모양을 구비하며, 복수의 제1 주기와 반주기 어긋나는 제2 주기를 갖고 인접한 두 제1 핀들 사이에 교대로 번갈아 연장하는 복수의 제2 핀들을 포함한다.In one embodiment of the evaporator, each of the first, second, third, and fourth fin structures has a first wave pattern of a plurality of first fins extending in a first direction with a first period And a plurality of second fins having a second wavy shape equal to the first wavy shape, the second fins alternately extending alternately between two adjacent first fins with a second period that is offset from the plurality of first periods and a half period.

증발기의 일 구현예로서, 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 금속 성(metallic) 부재로 이루어진다.In one embodiment of the evaporator, each of the first, second, third and fourth fin structures consists of a metallic member.

증발기의 일 구현예로서, 제4 핀구조체와 제2 핀구조체는 제3 핀구조체와 제1 핀구조체에서 제4 핀구조체와 제2 핀구조체로 전달된 열 에너지를 이용하여 제2 유체를 액상에서 기상으로 전환하도록 형성된다.As an embodiment of the evaporator, the fourth fin structure and the second fin structure may use the heat energy transferred from the third fin structure and the first fin structure to the fourth fin structure and the second fin structure to transfer the second fluid in the liquid phase. It is formed to switch to the gas phase.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면 연료개질기가 제공된다. 이 연료개질기는, 개질반응부, 증발부, 및 열원부를 포함한다. 증발부는 개질반응부에 제2 유체를 공급한다. 열원부는 증발부에 제1 유체를 공급한다. 증발부는 제1 스테이지로 제1 유체가 들어오는 것을 허용하는 제1 유입구, 및 제1 스테이지로부터 제1 유체가 나가는 것을 허용하는 제1 유출구를 구비한 제1 스테이지; 제1 스테이지 내에 배치되는 제1 핀구조체; 스테이지들의 단일 적층체로서 제1 스테이지와 함께 적층되며, 제2 유체가 들어오는 것을 허용하는 제2 유입구, 및 제2 스테이지로부터 제2 유체가 나가는 것을 허용하는 제2 유출구를 구비한 제2 스테이지; 및 제2 스테이지 내에 배치되는 제2 핀구조체를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a fuel reformer is provided. This fuel reformer includes a reforming reaction part, an evaporation part, and a heat source part. The evaporator supplies a second fluid to the reforming reaction unit. The heat source unit supplies the first fluid to the evaporator. The evaporator comprises: a first stage having a first inlet that allows a first fluid to enter the first stage and a first outlet that allows the first fluid to exit from the first stage; A first fin structure disposed in the first stage; A second stage stacked together with the first stage as a single stack of stages, the second stage having a second fluid inlet allowing the second fluid to enter and the second outlet allowing the second fluid to exit from the second stage; And a second fin structure disposed in the second stage.

연료개질기의 일 구현예로서, 열원부는 개질반응부에 의해 둘러싸이며, 개질반응부에 열을 공급하도록 형성된다. 제1 유체는 열원부에서 나오는 배기 가스를 포함하고, 제2 유체는 연료 및 물 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In one embodiment of the fuel reformer, the heat source portion is surrounded by the reforming reaction portion and is formed to supply heat to the reforming reaction portion. The first fluid includes exhaust gas from the heat source portion, and the second fluid includes at least one of fuel and water.

일 구현예로서, 연료개질기는 증발부에 연결되는 제1 단부 및 열원부에 연결되는 제2 단부를 구비한 제1 배관, 및 증발부에 연결되는 제1 단부 및 개질반응부에 연결되는 제2 단부를 구비한 제2 배관을 더 포함한다.In one embodiment, the fuel reformer has a first pipe having a first end connected to the evaporator and a second end connected to the heat source and a second end connected to the evaporator and a first end connected to the evaporator. It further comprises a second pipe having an end.

일 구현예로서, 연료개질기는 개질반응부에서 나오는 개질된 연료(reformed fuel)를 받는 일산화탄소 저감부(carbon monoxide remover)를 더 포함한다.In one embodiment, the fuel reformer further includes a carbon monoxide remover that receives reformed fuel from the reforming reaction unit.

연료개질기의 일 구현예로서, 증발기는 제3 스테이지, 제3 스테이지 내에 형성된 제3 핀구조체, 제1 배관, 제4 스테이지, 제4 스테이지 내에 형성된 제4 핀구조체, 및 제2 배관을 더 포함할 수 있다. 제3 스테이지는 제1 유체가 제3 스테이지로 들어가는 것을 허용하는 제3 유입구 및 제1 유체가 제3 스테이지로부터 나오는 것을 허용하는 제3 유출구를 구비한다. 이때, 제2 스테이지는 제1 스테이지와 제3 스테이지 사이에 배치된다. 제1 배관은 제2 스테이지를 관통하며 제1 스테이지와 제3 스테이지를 연결한다. 제4 스테이지는 제2 유체가 제4 스테이지로 들어가는 것을 허용하는 제4 유입구 및 제2 유체가 제4 스테이지로부터 나오는 것을 허용하는 제4 유출구를 구비한다. 제2 배관은 제3 스테이지를 관통하며 제2 챔버와 제4 챔버를 연결한다. 여기에서, 연료개질기는 열원부에서 나오는 제1 유체를 제3 스테이지로 공급하기 위한 제3 배관, 및 기상의 제2 유체를 개질반응부로 공급하기 위한 제4 배관을 더 포함한다.As an embodiment of the fuel reformer, the evaporator may further include a third stage, a third fin structure formed in the third stage, a first piping, a fourth stage, a fourth fin structure formed in the fourth stage, and a second piping. Can be. The third stage has a third inlet that allows the first fluid to enter the third stage and a third outlet that allows the first fluid to exit from the third stage. At this time, the second stage is disposed between the first stage and the third stage. The first pipe passes through the second stage and connects the first stage and the third stage. The fourth stage has a fourth inlet that allows the second fluid to enter the fourth stage and a fourth outlet that allows the second fluid to exit from the fourth stage. The second pipe passes through the third stage and connects the second chamber and the fourth chamber. Here, the fuel reformer further includes a third pipe for supplying the first fluid from the heat source unit to the third stage, and a fourth pipe for supplying the gaseous second fluid to the reforming reaction unit.

연료개질기의 일 구현예로서, 제1 핀구조체는 실질적으로 제1 스테이지의 내표면에 접촉하고, 제2 핀구조체는 실질적으로 제2 스테이지의 내표면에 접촉한다.In one embodiment of the fuel reformer, the first fin structure is substantially in contact with the inner surface of the first stage and the second fin structure is substantially in contact with the inner surface of the second stage.

본 발명에 의하면, 증발기의 체적을 감소시키면서 출력을 향상시킬 수 있다. 특히, 상호 열교환을 수행하는 복수의 디스크들을 교차 배치하고 각 디스크 내에 핀구조체를 설치함으로써 배압을 증가시키지 않고 각 디스크 내에서 유체가 닿는 면적(비표면적)을 증대시킬 수 있고, 그것에 의해 열 교환 효율을 높이고, 유체의 기화량을 증대시키며, 또한 유체의 기화량을 균일하게 할 수 있다. 또한, 구조가 단순하여 제조가 용이하고 대량 생산에 유리하다. 아울러, 증발기가 채용된 연료개질기에서 개질반응의 맥동을 낮게 유지하고, 그것에 의해 연료개질기의 성능 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 증발기가 구비된 연료개질기를 소형화할 수 있고, 그것에 의해 연료개질기의 기동시간을 단축시킬 수 있다. According to the present invention, the output can be improved while reducing the volume of the evaporator. In particular, by arranging a plurality of disks which perform mutual heat exchange and installing a fin structure in each disk, it is possible to increase the area (specific surface area) in which the fluid touches in each disk without increasing the back pressure, whereby the heat exchange efficiency It is possible to increase the vaporization amount of the fluid and to increase the vaporization amount of the fluid. In addition, its simple structure makes it easy to manufacture and advantageous for mass production. In addition, the pulsation of the reforming reaction can be kept low in the fuel reformer employing the evaporator, thereby improving the performance stability and reliability of the fuel reformer. In addition, the fuel reformer provided with the evaporator can be downsized, whereby the startup time of the fuel reformer can be shortened.

다시 말하면, 본 실시예의 증발기와 동일 성능 또는 출력을 얻기 위하여 기존의 증발기에서서 예컨대 8단 이상의 다단 구조를 형성해야 하므로 큰 부피를 가진다. 이러한 큰 부피의 증발기는 연료개질기의 전체 크기를 증가시키고 증발기의 기동 또는 예열에 많은 시간을 요구하게 된다.In other words, in order to obtain the same performance or output as the evaporator of the present embodiment, it is necessary to form a multi-stage structure such as eight or more stages in the existing evaporator, so that it has a large volume. This large volume of evaporator increases the overall size of the fuel reformer and requires a lot of time for starting or preheating the evaporator.

반면에, 전술한 본 발명의 실시예에서는 내부 핀구조체를 가진 증발기를 제공하여 내부 핀구조체를 통과하는 유체 유동과 증발기의 열교환 표면적을 증가시킨다. 일 구현예에서, 증발기는 핀구조체를 각각 내장한 제1, 제2, 제3 및 제4 스테이지를 구비하는 4단 증발기이다. 제4 및 제2 스테이지들은 제3 스페이지를 관통하는 제2 배관을 통해 서로 연결되고, 제3 및 제1 스테이지들은 제2 스테이지를 관통하는 제1 배관을 통해 서로 연결된다. 제4 및 제2 스테이지들의 핀구조체들은 제1 및 제3 스테이지들의 핀구조체들로부터 전달된 열 에너지를 이용하여 액상의 연료와 물을 기상으로 증발시킨다. 여기에서, 제1 및 제3 스테이지들의 열 에너지는 히터(열원부)로부터 나오는 배기 가스로부터 유도되고, 배기 가스는 제1 및 제3 스테이지들의 핀구조체들을 통해 유동한다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 스테이지들의 핀구조체들은, 증발기의 전체 크기를 증가시키지 않고, 배기 가스와 연료 및 물 사이의 열교환 표면적을 증가시켜 열전달 효율 또는 열교환 효율을 향상시킨다.On the other hand, the embodiment of the present invention described above provides an evaporator having an internal fin structure to increase the fluid flow through the internal fin structure and the heat exchange surface area of the evaporator. In one embodiment, the evaporator is a four stage evaporator having first, second, third and fourth stages each having a fin structure. The fourth and second stages are connected to each other through a second pipe passing through the third page, and the third and first stages are connected to each other through a first pipe passing through the second stage. The fin structures of the fourth and second stages use the heat energy transferred from the fin structures of the first and third stages to vaporize the liquid fuel and water into the gas phase. Here, the thermal energy of the first and third stages is derived from the exhaust gas coming from the heater (heat source portion), and the exhaust gas flows through the fin structures of the first and third stages. As such, the fin structures of the first, second, third, and fourth stages increase the heat exchange surface area between the exhaust gas, fuel, and water without increasing the overall size of the evaporator, thereby improving heat transfer efficiency or heat exchange efficiency. Let's do it.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 구현예를 도시한 것이며, 아래의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings appended hereto illustrate preferred embodiments of the invention and together with the following description serve to explain the principles of the invention.

이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예로 한정되지 않는다. 또한, 본 출원서의 내용에 있어서, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 할 때, 그것은 그 요소 위에 직접 존재하거나 또 다른 요소를 그 사이에 게재한 채로 그 요소 위에 존재하는 것을 포함한다. 명세서 전체적으로 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.In the following detailed description, preferred embodiments of the present invention are provided to clearly explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention can be modified in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in the context of the present application, when an element is on another element, it includes being directly on the element or present on the element with another element therebetween. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.

이하의 설명에서, 용어 "기상(gas-phase)"은 분자의 간격이 멀고 응집력이 없어 각 분자가 자유로이 유동하므로, 일정한 모양과 부피를 갖지 않고 용기를 채우려는 성질이 있는 유체의 상태를 말한다. 기상의 유체는 액체나 고체 상태의 유체에 비하여 밀도가 훨씬 작고, 압력의 증감으로 부피가 쉽게 변하며, 압축이나 열팽창이 쉬운 성질이 있다.In the following description, the term "gas-phase" refers to the state of a fluid that has the property to fill a container without having a constant shape and volume since each molecule flows freely because the molecules are far apart and have no cohesive force. The gaseous fluid is much smaller in density than the liquid or solid fluid, easily changes in volume due to pressure increase and decrease, and is easily compressed or thermally expanded.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an evaporator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 증발기(100)는 제1 디스크(110), 제2 디스크(120), 제3 디스크(130), 및 제4 디스크(140)가 서로 적층된 4단 디스크 구조를 구비한다.Referring to FIG. 1, the evaporator 100 of the present embodiment has a four-stage disk structure in which a first disk 110, a second disk 120, a third disk 130, and a fourth disk 140 are stacked on each other. It is provided.

제1 디스크(110)는 제1 챔버(112), 유체 소통을 위한 제1 홀(114), 및 제1 챔버(112)에 충진되는 제1 핀구조체(210)를 구비한다. 제2 디스크(120)는 제2 챔버(122), 유체 소통을 위한 제2 홀(124), 및 제2 챔버(122)에 충진되는 제2 핀구조체(220)를 구비한다. 제3 디스크(130)는 제3 챔버(132), 유체 소통을 위한 제3 홀(134), 및 제3 챔버(132)에 충진되는 제3 핀구조체(230)를 구비한다. 제4 디스크(140)는 제4 챔버(142), 유체 소통을 위한 제4 홀(144), 및 제4 챔버(142)에 충진되는 제4 핀구조체(240)를 구비한다.The first disk 110 includes a first chamber 112, a first hole 114 for fluid communication, and a first fin structure 210 filled in the first chamber 112. The second disk 120 includes a second chamber 122, a second hole 124 for fluid communication, and a second fin structure 220 filled in the second chamber 122. The third disk 130 includes a third chamber 132, a third hole 134 for fluid communication, and a third fin structure 230 filled in the third chamber 132. The fourth disk 140 includes a fourth chamber 142, a fourth hole 144 for fluid communication, and a fourth fin structure 240 filled in the fourth chamber 142.

제3 챔버(132)와 제1 챔버(112)는 제1 배관(150)에 의해 서로 유체소통가능하게 연결된다. 제2 챔버(122)와 제4 챔버(142)는 제2 배관(160)에 의해 서로 유체소통가능하게 연결된다. 제3 디스크(130)와 제1 디스크(110)는 제1 배관(150)의 양단부에 각각 연결되는 또 다른 홀을 구비한다. 제2 디스크(120)와 제4 디스크(140)는 제2 배관(160)의 양단부에 각각 연결되는 또 다른 홀을 구비한다.The third chamber 132 and the first chamber 112 are fluidly connected to each other by the first pipe 150. The second chamber 122 and the fourth chamber 142 are connected in fluid communication with each other by the second pipe 160. The third disk 130 and the first disk 110 have another hole connected to both ends of the first pipe 150, respectively. The second disk 120 and the fourth disk 140 have further holes respectively connected to both ends of the second pipe 160.

제3 디스크(130)의 제3 홀(134)에는 제3 배관(170)이 연결될 수 있다. 제4 디스크(140)의 제4 홀(144)에는 제4 배관(180)이 연결될 수 있다.The third pipe 170 may be connected to the third hole 134 of the third disk 130. The fourth pipe 180 may be connected to the fourth hole 144 of the fourth disk 140.

본 실시예에 있어서, 제1 배관(150)은 제2 디스크(120)를 관통하도록 구비되고, 제2 배관(160)은 제3 디스크(130)를 관통하도록 구비되며, 제3 배관(170)은 제 4 디스크(140)를 관통하도록 구비된다. 이러한 관통 구조는 증발기 장치를 더욱 소형화하기 위한 일례이다. 예를 들면, 전술한 각 배관은 특정 디스크를 관통하지 않고 증발기 외부에 구비될 수 있다. 아울러, 제3 배관(170) 및 제4 배관(140)은 중력 방향(y 방향)으로 돌출되도록 설치되어 있는데, 그것은 중력 방향에서 증발기(100)에 결합되는 개질장치를 고려한 것이다.In the present embodiment, the first pipe 150 is provided to penetrate the second disk 120, the second pipe 160 is provided to penetrate the third disk 130, and the third pipe 170. Is provided to penetrate the fourth disk 140. This penetrating structure is an example for further miniaturizing the evaporator device. For example, each of the pipes described above may be provided outside the evaporator without passing through a specific disk. In addition, the third pipe 170 and the fourth pipe 140 are installed to protrude in the direction of gravity (y direction), which takes into account the reformer coupled to the evaporator 100 in the direction of gravity.

제1 내지 제4 핀구조체들(210, 220, 230, 240)은 제1 유체 또는 제2 유체와의 사이에 열교환 비표면적을 증가시킨다. 각 핀구조체는 다수의 요철부가 구비된 단일 시트상의 금속성 부재로 형성될 수 있다. 즉, 일 구현예에서, 각 핀구조체는 일 방향으로 연장하는 제1 물결 패턴의 복수의 제1 핀들과, 복수의 제1 핀들의 물결 패턴 주기와 반주기만큼 어긋나게 배치되는 복수의 제2 핀들이 서로 엇갈려서 번갈아 배치된 형태를 구비한다(도 4 참조). 다시 말하면, 일 구현예에서, 각각의 핀구조체들(210, 220, 230, 240)은 일 방향으로 연장하는 제1 물결 패턴의 복수의 제1 핀들과, 제1 물결 패턴과 실질적으로 동일한 제2 물결 패턴을 구비하고 복수의 제1 핀들의 제1 물결 패턴의 제1 주기와 반주기만큼 어긋난 제2 주기로 복수의 제1 핀들의 인접한 두 핀들 사이에 교대로 나란히 연장되는 복수의 제2 핀들을 구비한다. 이와 같이, 각 핀구조체에서 유체는 고르게 분배되어 난류를 형성하며, 고난류 유동을 하게 된다. 따라서 열교환 면적이 크게 증대될 수 있다.The first to fourth fin structures 210, 220, 230, and 240 increase the heat exchange specific surface area between the first fluid and the second fluid. Each fin structure may be formed of a single sheet-like metallic member provided with a plurality of uneven parts. That is, in one embodiment, each fin structure includes a plurality of first fins of a first wave pattern extending in one direction and a plurality of second fins arranged to be shifted by a wave pattern period and a half period of the plurality of first fins. Alternately arranged form (see FIG. 4). In other words, in one embodiment, each of the fin structures 210, 220, 230, 240 includes a plurality of first fins of a first wave pattern extending in one direction and a second substantially equal to the first wave pattern. And a plurality of second fins having a wave pattern and alternately extending side by side between two adjacent pins of the plurality of first fins in a second period that is shifted by a half period from the first period of the first wave pattern of the plurality of first fins. . As such, the fluid in each fin structure is distributed evenly to form turbulent flow and high turbulent flow. Therefore, the heat exchange area can be greatly increased.

각 핀구조체는 각 디스크 내에 충진되도록 설치된다. 즉, 일 구현예에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체들(210, 220, 230, 240) 중 적어도 어느 하나는 실질적으로 대응 챔버들(112, 122, 132, 142) 중 적어도 어느 하나의 내표면에 접촉한 다. 일 구현예에서, 각각의 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체들(210, 220, 230, 240)은 실질적으로 대응 챔버(112, 122, 132, 또는 142)의 내표면에 각각 접촉한다. 따라서, 열 에너지를 가진 제1 유체가 제3 디스크(130)와 제1 디스크(110)를 통해 유동할 때, 제1 유체의 열 에너지는 제3 디스크(130)와 제1 디스크(110)를 통해 효율적으로 전달된다. 제3 디스크(130)와 제1 디스크(110)의 열 에너지는 제2 디스크(120)와 제4 디스크(140)에 전달된다. 그리고, 제2 유체가 제2 디스크(120)와 제4 디스크(140)를 통해 유동할 때, 제2 유체는 제2 디스크(120)와 제4 디스크(140)의 열 에너지에 의해 가열되거나 기화된다.Each fin structure is installed to be filled in each disk. That is, in one embodiment, at least one of the first, second, third, and fourth fin structures 210, 220, 230, 240 substantially corresponds to the corresponding chambers 112, 122, 132, 142. At least one of the inner surfaces is in contact. In one embodiment, each of the first, second, third, and fourth fin structures 210, 220, 230, 240 is substantially at an inner surface of the corresponding chamber 112, 122, 132, or 142. Each contact. Thus, when a first fluid having thermal energy flows through the third disk 130 and the first disk 110, the thermal energy of the first fluid causes the third disk 130 and the first disk 110 to flow. Is delivered efficiently. Thermal energy of the third disk 130 and the first disk 110 is transferred to the second disk 120 and the fourth disk 140. And, when the second fluid flows through the second disk 120 and the fourth disk 140, the second fluid is heated or vaporized by the thermal energy of the second disk 120 and the fourth disk 140. do.

이하, 본 실시예에 따른 증발기 구조를 도시된 예를 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the evaporator structure according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the illustrated example.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발기의 사시도이다. 도 3a는 핀구조체들이 생략된 도 2의 증발기의 분해 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 제1 커버 플레이트의 Ⅲ-Ⅲ선을 절취한 개략적인 단면도이다.2 is a perspective view of an evaporator according to another embodiment of the present invention. 3A is an exploded perspective view of the evaporator of FIG. 2 with fin structures omitted. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the first cover plate of FIG. 3A.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 본 실시예의 증발기(300)는 제1 내지 제4 커버 플레이트 (또는 스테이지들)(310, 320, 330, 340), 보조 플레이트(341b), 세 개의 제1 배관들(350a, 350b, 350c), 제2 배관(360), 및 제1 내지 제4 핀구조체들(도 4의 410, 420, 430, 440 참조)을 포함한다.2 and 3A, the evaporator 300 of the present embodiment may include first to fourth cover plates (or stages) 310, 320, 330, and 340, an auxiliary plate 341b, and three first pipes. Fields 350a, 350b, 350c, second pipes 360, and first to fourth fin structures (see 410, 420, 430, and 440 of FIG. 4).

제1 커버 플레이트(310)는 제1면이 개방된 제1 내부공간(또는 챔버)(312)을 형성하는 제1 경계 벽(first circumferential wall, 311)(도 3b 참조), 및 유체 소통을 위한 제1 홀(314)을 구비한다. 여기에서, 제1 커버 플레이트(310)가 디스 크(disk)(또는 실질적으로 납작한 판) 모양일 때, 제1 커버 플레이트(310)의 제1면은 디스크의 서로 마주하는 두 면들 중 하나(디스크의 상측 단부 및 하측 단부에 위치한 두 개의 면들 중 하나)에 대응하여 위치한다. 제1 커버 플레이트(310)의 제1면은 제2 커버 플레이트(320)의 상부면(321a)에 의해 덮인다.The first cover plate 310 is a first circumferential wall 311 (see FIG. 3B), which forms a first interior space (or chamber) 312 with an open first surface, and for fluid communication. The first hole 314 is provided. Here, when the first cover plate 310 is in the shape of a disk (or substantially flat plate), the first side of the first cover plate 310 is one of two opposite sides of the disc (disc One of two faces located at the upper and lower ends of the < RTI ID = 0.0 > The first surface of the first cover plate 310 is covered by the upper surface 321a of the second cover plate 320.

유사하게, 제2 커버 플레이트(320)는 제2면이 개방된 제2 내부공간(또는 챔버)을 형성하는 제2 경계 벽, 및 유체 소통을 위한 제2 홀(324)을 구비한다. 제2 커버 플레이트(320)의 제2면은 제3 커버 플레이트(330)의 상부면(331a)에 의해 덮인다. 제3 커버 플레이트(330)는 제3면이 개방된 제3 내부공간(또는 챔버)을 형성하는 제3 경계 벽, 및 유체 소통을 위한 적어도 하나의 홀을 구비한다. 제3 커버 플레이트(330)의 제3면은 제4 커버 플레이트(340)의 상부면(341a)에 의해 덮인다. 제4 커버 플레이트(340)는 제4면이 개방된 제4 내부공간(챔버)을 형성하는 제4 경계 벽, 및 유체 소통을 위한 적어도 하나의 홀을 구비한다. 제4 스테이지(340)의 제4면은 보조 플레이트(341b)에 의해 덮인다.Similarly, the second cover plate 320 has a second boundary wall forming a second interior space (or chamber) with a second surface open, and a second hole 324 for fluid communication. The second surface of the second cover plate 320 is covered by the upper surface 331a of the third cover plate 330. The third cover plate 330 has a third boundary wall forming a third inner space (or chamber) with a third surface open, and at least one hole for fluid communication. The third surface of the third cover plate 330 is covered by the top surface 341a of the fourth cover plate 340. The fourth cover plate 340 has a fourth boundary wall forming a fourth inner space (chamber) with an open fourth surface, and at least one hole for fluid communication. The fourth surface of the fourth stage 340 is covered by the auxiliary plate 341b.

보조 플레이트(341b) 및 제4 내지 제1 스테이지들(340, 330, 320, 310)은 서로 접하는 각 가장자리가 용접 등에 의해 서로 결합될 수 있다. 전술한 구성에 의하면, 본 실시예의 증발기(300)는 도 1에 도시한 증발기 구조와 유사하게 4단 디스크 구조를 구비할 수 있다.The auxiliary plate 341b and the fourth to first stages 340, 330, 320, and 310 may be coupled to each other by edges that contact each other. According to the above configuration, the evaporator 300 of the present embodiment may have a four-stage disc structure similar to the evaporator structure shown in FIG.

세 개의 제1 배관들(350a, 350b, 350c)은 제2 커버 플레이트(320)를 관통하며 제3 커버 플레이트(330)의 제3 내부공간과 제1 커버 플레이트(310)의 제1 내부공간(312)을 유체소통가능하게 연결한다. 이를 위해 각 제1 배관(350a; 350b; 350c)의 일단은 제2 커버 플레이트(320)의 또 다른 3개의 홀들(326a, 326b, 326c)에 각각 연결된다. 그리고 각 제1 배관(350a; 350b; 350c)의 타단은 제3 커버 플레이트(330)의 또 다른 3개의 홀들에 각각 연결된다. 각 제1 배관의 일단과 제2 커버 플레이트(320)의 연결 및/또는 각 제1 배관의 타단과 제3 커버 플레이트(330)의 연결은 나사 결합구조(screw coupling structure)일 수 있다. 본 실시예에서 제1 배관이 세 개인 것은 일 구현예이며, 본 발명은 그러한 구성으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 배관은 하나, 둘 또는 넷 이상이 이용될 수 있다.The three first pipes 350a, 350b, and 350c pass through the second cover plate 320 and have a third inner space of the third cover plate 330 and a first inner space of the first cover plate 310. 312) is connected in fluid communication. To this end, one end of each of the first pipes 350a; 350b; 350c is connected to the other three holes 326a, 326b, and 326c of the second cover plate 320, respectively. And the other end of each of the first pipe (350a; 350b; 350c) is connected to the other three holes of the third cover plate 330, respectively. The connection between one end of each first pipe and the second cover plate 320 and / or the connection between the other end of each first pipe and the third cover plate 330 may be a screw coupling structure. In this embodiment, three first pipes are one embodiment, and the present invention is not limited to such a configuration. For example, one, two or more than four first piping may be used.

제2 배관(360)은 제3 커버 플레이트(330)를 관통하며 제2 커버 플레이트(320)의 제2 내부공간과 제4 커버 플레이트(340)의 제4 내부공간을 유체소통가능하게 연결한다. 이를 위해 제2 배관(360)의 일단은 제3 커버 플레이트(330)의 제3 홀(334)에 연결된다. 그리고 제2 배관(360)의 타단은 제4 커버 플레이트(340)의 제4 홀(348)에 연결된다. 제2 배관(360)의 일단과 제3 커버 플레이트(330)의 연결 및/또는 제2 배관(360)의 타단과 제4 커버 플레이트(340)의 연결은 나사 결합구조일 수 있다.The second pipe 360 penetrates through the third cover plate 330 and fluidly connects the second inner space of the second cover plate 320 and the fourth inner space of the fourth cover plate 340. To this end, one end of the second pipe 360 is connected to the third hole 334 of the third cover plate 330. The other end of the second pipe 360 is connected to the fourth hole 348 of the fourth cover plate 340. One end of the second pipe 360 and the connection of the third cover plate 330 and / or the other end of the second pipe 360 and the fourth cover plate 340 may have a screw coupling structure.

보조 플레이트(341b)는 복수의 홀(344a, 344b, 346)을 구비할 수 있다. 이 홀들 중 하나의 홀(346)에는 제4 커버 플레이트(340)를 관통하며 제3 커버 플레이트(330)의 제3 내부공간으로 유입되는 제1 유체를 가이드하는 제3 배관(370)이 결합될 수 있다. 제3 배관(370)의 일단은 제4 커버 플레이트(340)의 또 다른 홀(343)에 연결된다. 그리고, 보조 플레이트(341b)의 나머지 홀들(344a, 344b)에는 제2 유체의 방출을 가이드하는 두 개의 제4 배관들(380a, 380b)이 각각 연결될 수 있다. 본 실시예에서 제4 배관이 두 개인 것은 일 구현예이며, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제4 배관은 하나 또는 셋 이상이 이용될 수 있다.The auxiliary plate 341b may include a plurality of holes 344a, 344b, and 346. One of the holes 346 may include a third pipe 370 that penetrates the fourth cover plate 340 and guides the first fluid flowing into the third inner space of the third cover plate 330. Can be. One end of the third pipe 370 is connected to another hole 343 of the fourth cover plate 340. In addition, two fourth pipes 380a and 380b may be connected to the remaining holes 344a and 344b of the auxiliary plate 341b to guide the discharge of the second fluid. In this embodiment, two fourth pipes are an embodiment, and the present invention is not limited to such a configuration. For example, one or more than four pipes may be used.

좀더 구체적으로 설명하면, 증발기(300)는 제1 커버 플레이트(또는 스테이지)(310), 제2 커버 플레이트(또는 스테이지)(320), 제3 커버 플레이트(또는 스테이지)(330), 및 제4 커버 플레이트(또는 스테이지)(340)를 포함한다. 제1 스테이지(310)는 제1 유체가 제1 스테이지(310)로 들어가는 것을 허용하는 제1 유입구, 및 제1 유체가 제1 스테이지(310)로부터 나오는 것을 허용하는 제1 홀(또는 유출구)(314)을 구비한다. 제1 핀구조체(도 4의 410 참조)는 제1 스테이지(310)의 챔버(312) 내에 형성된다. 제2 스테이지(320)는 제2 유체가 제2 스테이지(320)로 들어가는 것을 허용하는 제2 홀(또는 유입구)(324), 및 제2 유체가 제2 스테이지(320)로부터 나오는 것을 허용하는 제2 유출구를 구비한다. 제2 핀구조체(도 4의 420 참조)는 제2 스테이지(320)의 챔버 내에 위치한다. 제3 스테이지(330)는 제1 유체가 제3 스테이지(330)로 들어가는 것을 허용하는 제3 유입구, 및 제1 유체가 제3 스테이지(330)로부터 나오는 것을 허용하는 제3 유출구를 구비한다. 이때, 제2 스테이지(320)는 제1 스테이지(310)와 제3 스테이지(330) 사이에 형성된다. 제3 핀구조체(도 4의 430 참조)는 제3 스테이지(330)의 챔버 내에 형성된다. 제1 배관들(350a, 350b, 350c)은 제2 스테이지(320)를 관통하며 제1 스테이지(310)와 제3 스테이지(330)를 연결한다. 제4 스테이지(340)는 제2 유체가 제4 스테이지로 들어가는 것을 허용하는 제4 유입구, 및 제2 유체가 제4 스테이지로부터 나오는 것을 허용하는 제4 유출구들(또는 홀들)(344a, 344b)을 구비한다. 제4 핀구조체(도 4의 440 참조)는 제4 스테이지(340)의 챔버 내에 형성된다. 제2 배관(360)은 제3 스테이지(330)를 관통하며 제2 스테이지(320)와 제4 스테이지(340)를 연결한다.More specifically, the evaporator 300 includes a first cover plate (or stage) 310, a second cover plate (or stage) 320, a third cover plate (or stage) 330, and a fourth Cover plate (or stage) 340. The first stage 310 includes a first inlet that allows the first fluid to enter the first stage 310, and a first hole (or outlet) that allows the first fluid to exit the first stage 310 ( 314). The first fin structure (see 410 of FIG. 4) is formed in the chamber 312 of the first stage 310. The second stage 320 includes a second hole (or inlet) 324 that allows the second fluid to enter the second stage 320, and an agent that allows the second fluid to exit from the second stage 320. 2 outlets are provided. The second fin structure (see 420 of FIG. 4) is located in the chamber of the second stage 320. The third stage 330 has a third inlet that allows the first fluid to enter the third stage 330, and a third outlet that allows the first fluid to exit the third stage 330. In this case, the second stage 320 is formed between the first stage 310 and the third stage 330. The third fin structure (see 430 of FIG. 4) is formed in the chamber of the third stage 330. The first pipes 350a, 350b, and 350c pass through the second stage 320 and connect the first stage 310 and the third stage 330. The fourth stage 340 has a fourth inlet that allows the second fluid to enter the fourth stage, and fourth outlets (or holes) 344a, 344b that allow the second fluid to exit the fourth stage. Equipped. The fourth fin structure (see 440 of FIG. 4) is formed in the chamber of the fourth stage 340. The second pipe 360 penetrates through the third stage 330 and connects the second stage 320 and the fourth stage 340.

전술한 구성에 의하면, 제1 유체는 제3 배관(370)과 제4 커버 플레이트(또는 제4 스테이지)(340)의 홀(343)을 통해 제3 내부공간(제3 챔버)으로 유입되며, 제3 핀구조체(도 4의 430 참조)에 열 에너지를 전달하고, 제1 배관들(326a, 326b, 326c)을 통해 제1 내부공간(또는 제1 챔버)(312)으로 유동한다. 그런 다음, 제1 유체는 제1 핀구조체(도 4의 410 참조)에 열 에너지를 전달하고, 제1 커버 플레이트(또는 제1 스테이지)(310)의 제1 홀(314)을 통해 외부로 방출된다.According to the above configuration, the first fluid is introduced into the third internal space (third chamber) through the hole 343 of the third pipe 370 and the fourth cover plate (or fourth stage) 340, Heat energy is transferred to the third fin structure (see 430 of FIG. 4) and flows to the first inner space (or the first chamber) 312 through the first pipes 326a, 326b, and 326c. The first fluid then transfers thermal energy to the first fin structure (see 410 in FIG. 4) and discharges it out through the first hole 314 of the first cover plate (or first stage) 310. do.

액상의 제2 유체는 제2 커버 플레이트(또는 제2 스테이지)(320)의 제2 홀(324)을 통해 제2 내부공간(또는 제2 챔버)으로 유입되며, 제2 핀구조체(도 4의 420 참조)를 통과한 후 제2 배관(360)을 통해 제4 내부공간(또는 제4 챔버)으로 유동한다. 그런 다음, 제2 유체는 제4 핀구조체(도 4의 440 참조)를 거쳐 보조 플레이트(341b)의 홀들(344a, 344b)과 제4 배관들(380a, 380b)을 통해 외부로 방출된다. 여기에서, 액상의 제2 유체는 제3 핀구조체와 제1 핀구조체로부터 제2 핀구조체와 제4 핀구조체에 전달된 열 에너지에 의해 기화한다.The liquid second fluid flows into the second inner space (or the second chamber) through the second hole 324 of the second cover plate (or the second stage) 320, and the second fin structure (see FIG. 4). After passing through the second pipe 360, the second pipe 360 flows to the fourth internal space (or the fourth chamber). Then, the second fluid is discharged to the outside through the fourth fin structure (see 440 of FIG. 4) through the holes 344a and 344b of the auxiliary plate 341b and the fourth pipes 380a and 380b. Here, the liquid second fluid is vaporized by heat energy transferred from the third fin structure and the first fin structure to the second fin structure and the fourth fin structure.

도 4는 도 2의 증발기에 구비되는 핀구조체를 설명하기 위한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a fin structure provided in the evaporator of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 제1 내지 제4 핀구조체들(410, 420, 430, 440)은 제1 내지 제4 커버 플레이트들(310, 320, 330, 340)에 구비된 각 내부공간에 각각 충진된다. 여기서, 제1 내지 제4 핀구조체들(410, 420, 430, 440)이 충진된다는 것은 각 핀구조체가 각 커버 플레이트의 내면에 밀착되며, 각 핀구조체의 핀들이 각 내부공간에 실질적으로 균일하게 분포되어 있는 것을 나타낸다. 일 구현예에서, 제1 핀구조체(410)는 실질적으로 제1 커버 플레이트(또는 제1 스테이지)(310)의 내표면에 접촉하고, 제2 핀구조체(420)는 실질적으로 제2 커버 플레이트(또는 제2 스테이지)(320)의 내표면에 접촉하고, 제3 핀구조체(430)는 실질적으로 제3 커버 플레이트(또는 제3 스테이지)(330)의 내표면에 접촉하고, 및/또는 제4 핀구조체(440)는 실질적으로 제4 커버 플레이트(또는 제4 스테이지)(340)의 내표면에 접촉한다. 제2 핀구조체(420)는 세 개의 제1 배관들이 관통하는 세 개의 홀들(422a, 422b, 422c)을 구비할 수 있다. 제3 핀구조체(430)는 제2 배관이 관통하는 홀(432)을 구비할 수 있다. 그리고, 제4 핀구조체(440)는 제3 배관이 관통하는 홀(446)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4, the first to fourth fin structures 410, 420, 430, and 440 according to the present exemplary embodiment may have respective interior spaces provided in the first to fourth cover plates 310, 320, 330, and 340. Are each filled. Here, the filling of the first to fourth fin structures 410, 420, 430, and 440 means that the fin structures are in close contact with the inner surface of each cover plate, and the fins of the fin structures are substantially uniform in the respective inner spaces. It is distributed. In one embodiment, the first fin structure 410 substantially contacts the inner surface of the first cover plate (or first stage) 310 and the second fin structure 420 is substantially the second cover plate ( Or in contact with the inner surface of the second stage 320, the third fin structure 430 substantially in contact with the inner surface of the third cover plate (or third stage) 330, and / or the fourth surface. The fin structure 440 substantially contacts the inner surface of the fourth cover plate (or fourth stage) 340. The second fin structure 420 may include three holes 422a, 422b, and 422c through which three first pipes pass. The third fin structure 430 may include a hole 432 through which the second pipe passes. The fourth fin structure 440 may include a hole 446 through which the third pipe passes.

본 실시예의 핀구조체들은 기본적으로 동일한 구조를 구비한다. 핀구조체들의 구조를 좀더 상세히 설명하기 위하여 제4 핀구조체(440)의 일부분이 확대 도시되어 있다.The fin structures of the present embodiment basically have the same structure. A portion of the fourth fin structure 440 is enlarged to explain the structure of the fin structures in more detail.

확대 도시된 부분을 참조하면, 제4 핀구조체(440)는 제1 핀 배열과 제2 핀 배열을 구비한다. 제1 핀 배열은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 핀들(442)을 구비하고, 제2 핀 배열은 인접한 두 제1 핀들 사이에서 제1 방향으로 반주기 어긋나게 연장하는 복수의 제2 핀들(444)을 구비한다. 다시 말하면, 일 구현예에서, 제4 핀구조체(440)는 제1 주기를 갖고 제1 방향으로 연장하는 제1 물결 모양(first wave pattern)의 복수의 제1 핀들, 및 제1 물결 모양과 실질적으로 동일한 제2 물결 모양을 구비하고, 제1 주기와 반주기 어긋나는 제2 주기를 갖고 인접한 두 제1 핀들 사이에서 교대로 번갈아 연장하는 복수의 제2 핀들을 구비한다. 여기서, 제1 핀(442)과 제2 핀(444)은 시트상 및 스트라이프 형상의 부재에 물결 모양을 부가함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 제1 핀(442)과 제2 핀(444)은 열 전달 특성이 우수한 재료 등으로 형성될 수 있다. 본 구현예에서, 제1 핀구조체(440)은 복수의 제1 핀들(442)과 복수의 제2 핀들(444)로 이루어진 단일 층 구조 뿐만 아니라 이들 핀들이 복수개 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.Referring to the enlarged portion, the fourth fin structure 440 has a first fin array and a second fin array. The first fin array includes a plurality of first fins 442 extending in a first direction, and the second fin array includes a plurality of second fins 444 extending half-shifted in a first direction between two adjacent first fins. ). In other words, in one embodiment, the fourth fin structure 440 has a first wave pattern having a first period and extending in a first direction, and a plurality of first fins substantially extending from the first wave shape. And a plurality of second fins having the same second wavy shape, alternately extending between the two adjacent first fins, having a second period that is shifted from the first period and the half period. Here, the first fin 442 and the second fin 444 may be formed by adding a wave shape to the sheet-like and stripe-shaped members. The first fin 442 and the second fin 444 may be formed of a material having excellent heat transfer characteristics. In the present exemplary embodiment, the first fin structure 440 may be formed as a single layer structure including a plurality of first fins 442 and a plurality of second fins 444 as well as a multilayer structure in which a plurality of fins are stacked. .

제1 내지 제3 핀구조체들(410, 420, 430)은 홀의 유무 또는 홀의 위치를 제외하고 제4 핀구조체(440)와 실질적으로 동일한 구조를 구비한다. 본 실시예의 각 핀구조체는 단일 금속판을 프레스 공정(press process)을 통해 찍어낸 후 브레이징(brazing) 함으로써 제작될 수 있다.The first to third fin structures 410, 420, and 430 have substantially the same structure as the fourth fin structure 440 except for the presence or absence of a hole or the position of the hole. Each fin structure of the present embodiment can be manufactured by brazing a single metal plate through a press process.

전술한 증발기의 구성에 의하면, 각 핀구조체를 통과하는 유체의 활발한 난류 유동이 유도될 수 있다. 따라서, 각 핀구조체와 각 커버 플레이트의 내부공간에 유체가 고르게 분배되고, 그것에 의해 유체와 각 커버 플레이트 간의 열교환 면적이 크게 증대된다. 다시 말하면, 각각의 디스크가 높은 열전달 효율을 갖는다. 따라서, 증발기의 열교환 효율이 향상될 수 있다. 아울러, 증발기를 소형화할 수 있다.According to the configuration of the evaporator described above, active turbulent flow of the fluid passing through each fin structure can be induced. Therefore, the fluid is evenly distributed in each fin structure and the inner space of each cover plate, thereby greatly increasing the heat exchange area between the fluid and each cover plate. In other words, each disk has a high heat transfer efficiency. Thus, the heat exchange efficiency of the evaporator can be improved. In addition, the evaporator can be miniaturized.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료개질기의 사시도이다.5 is a perspective view of a fuel reformer according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 연료개질기는 증발부(300), 및 원통형 몸체(500)를 구비한다. 증발부(300)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 앞서 설명한 증발기이다. 그러므로, 증발부(300)에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5, the fuel reformer of the present embodiment includes an evaporator 300 and a cylindrical body 500. The evaporator 300 is the evaporator described above with reference to FIGS. 2 to 4. Therefore, detailed description of the evaporator 300 will be omitted.

다만, 원통형 몸체(500)는 제1 연결 배관(512)을 통해 공급되는 제1 연료를 연소시켜 열을 발생시키고, 열 에너지를 가진 제1 유체를 증발부(300)에 공급하며, 증발부(300)로부터 기상의 제2 유체를 받고, 제2 연료를 개질하여 리포메이트(refomate)를 발생시키며, 제2 연결 배관(514)을 통해 리포메이트를 방출하도록 구현될 수 있다. 제1 유체는 약 300 내지 약 400℃의 배가스를 포함하고, 제2 유체는 제2 연료와 수증기를 포함할 수 있다.However, the cylindrical body 500 generates heat by burning the first fuel supplied through the first connection pipe 512, and supplies the first fluid having thermal energy to the evaporator 300, and the evaporator ( The second fluid may be received from 300, the second fuel may be reformed to generate a reformate, and the reformate may be discharged through the second connection pipe 514. The first fluid may comprise an exhaust gas at about 300 ° C. to about 400 ° C., and the second fluid may comprise a second fuel and water vapor.

본 실시예에서는, 설명의 편의상, 제2 연료가 증발부(300)를 통해 몸체(500)으로 공급되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 그것은 단지 일례일 뿐, 본 실시예의 연료개질기는 당연히 기상의 제2 연료가 증발부(300)에 유입되지 않고 몸체(500)에 직접 공급되도록 구현될 수 있다. 제2 연료는 LPG, 천연가스, 메탄올, 에탄올 등의 탄화수소계 연료를 포함한다.In the present embodiment, for convenience of description, the second fuel is illustrated as being supplied to the body 500 through the evaporator 300. However, it is merely an example, and the fuel reformer of the present embodiment may naturally be implemented such that the gaseous second fuel is supplied directly to the body 500 without entering the evaporator 300. The second fuel includes hydrocarbon fuels such as LPG, natural gas, methanol, and ethanol.

또한, 본 실시예에서는, 도시의 편의상, 제1 유체를 이송하는 제3 배관(370)과 제2 유체를 이송하는 제4 배관들(380a, 380b)이 증발부(300)와 몸체(500) 사이에 노출되도록 도시되어 있다. 하지만, 그것은 단지 일례일 뿐, 본 실시예의 연료개질기는 당연히 이 배관들이 노출되지 않도록 배관들의 길이를 짧게 하여 증발부(300)와 몸체(500)가 직접 밀착되도록 구현될 수 있다.In addition, in the present embodiment, for convenience of illustration, the third pipe 370 for transferring the first fluid and the fourth pipes 380a and 380b for transferring the second fluid may include the evaporator 300 and the body 500. It is shown to be exposed in between. However, it is only one example, and the fuel reformer of the present embodiment may be implemented such that the evaporator 300 and the body 500 directly adhere to each other by shortening the lengths of the pipes so that the pipes are not exposed.

도 6은 도 5의 연료개질기의 몸체에 채용가능한 구조를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure applicable to the body of the fuel reformer of FIG. 5.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 연료개질기의 몸체(500a)는 열원부(550), 및 개질반응부(600)를 구비한다. 몸체(550a)는 원통 구조의 열원부(550)를 또 다른 원 통 구조의 개질반응부(600)가 둘러싸는 이중 원통 구조를 구비한다.Referring to FIG. 6, the body 500a of the fuel reformer of the present embodiment includes a heat source unit 550 and a reforming reaction unit 600. The body 550a has a double cylindrical structure in which the heat reaction unit 600 of the cylindrical structure surrounds the reforming reaction unit 600 of another cylindrical structure.

열원부(550)는 제1 원통 몸체(560), 제1 원통 몸체(560)의 내부 공간(562)에 구비되는 산화촉매(570), 및 점화기(572)를 구비할 수 있다. 제1 원통 몸체(560)의 일측에는 제1 개구부(564)가 구비되고, 타측에는 제2 개구부(566)가 구비된다. 제1 연료와 공기는 제1 개구부(564)를 통해 내부 공간(562)에 공급되고, 산화촉매(570)의 표면에서 산화된다. 이때 생성된 반응열의 일부는 개질반응부(600)에 공급되고, 또 다른 일부는 공기와 함께 제2 개구부(566)를 통해 방출된다. 점화기(572)는 열원부(550)의 동작 초기 내부 공간(562)에 공급된 제1 연료를 점화한다. 제2 개구부(566)는 제3 배관(370)의 일단에 연결될 수 있다(도 5 참조).The heat source part 550 may include a first cylindrical body 560, an oxidation catalyst 570 provided in the inner space 562 of the first cylindrical body 560, and an igniter 572. One side of the first cylindrical body 560 is provided with a first opening 564, the other side is provided with a second opening (566). The first fuel and air are supplied to the internal space 562 through the first opening 564 and are oxidized at the surface of the oxidation catalyst 570. At this time, a part of the generated reaction heat is supplied to the reforming reaction unit 600, and another part is discharged through the second opening 566 together with the air. The igniter 572 ignites the first fuel supplied to the initial internal space 562 of the heat source unit 550. The second opening 566 may be connected to one end of the third pipe 370 (see FIG. 5).

개질반응부(600)는 제1 원통 몸체(560)를 동축상에서 둘러싸는 제2 원통 몸체(610), 및 제2 원통 몸체(610)의 내부 공간(612)에 구비되는 개질촉매(620)를 포함한다. 개질촉매(620)는 알갱이형 촉매가 사용될 수 있다. 이 경우, 촉매의 비산을 감소 또는 방지하기 위해 개질촉매(620)는 망상체(622)에 의해 포위될 수 있다. 제2 원통 몸체(610)의 일측에는 제1 개구부(564)를 사이에 두고 두 개의 제3 개구부들(614)이 구비되고, 타측에는 제4 개구부(616)가 구비된다.The reforming reaction unit 600 includes a second cylindrical body 610 coaxially surrounding the first cylindrical body 560, and a reforming catalyst 620 provided in the inner space 612 of the second cylindrical body 610. Include. The reforming catalyst 620 may be a granular catalyst. In this case, the reforming catalyst 620 may be surrounded by the network 622 to reduce or prevent the scattering of the catalyst. One side of the second cylindrical body 610 is provided with two third openings 614 with the first opening 564 interposed therebetween, and the fourth opening 616 is provided at the other side.

본 실시예의 증발기(300)에서 공급되는 수증기와, 증발부(300) 또는 또 다른 배관을 통해 공급되는 기상의 제2 연료는 제3 개구부들(614)을 통해 내부 공간(612)에 공급된다. 제2 연료는 개질촉매(620)를 거치면서 열원부(550)의 열에 의해 개질 반응한다. 개질 반응에 의해 생성된 리포메이트는 제4 개구부(616)를 통해 방출된다. 여기에서, 개질 반응은 수증기 개질(steam reforming), 자열개 질(autothermal reforming) 및 부분산화(partial oxidation) 중 적어도 어느 하나의 개질 반응을 포함하도록 구현될 수 있다.The water vapor supplied from the evaporator 300 of the present embodiment and the second fuel of the gaseous phase supplied through the evaporator 300 or another pipe are supplied to the internal space 612 through the third openings 614. The second fuel is reformed by heat of the heat source unit 550 while passing through the reforming catalyst 620. The reformate produced by the reforming reaction is released through the fourth opening 616. Here, the reforming reaction may be implemented to include at least one reforming reaction of steam reforming, autothermal reforming, and partial oxidation.

도 7은 도 5의 연료개질기의 몸체에 채용가능한 또 다른 구조를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating another structure that may be employed in the body of the fuel reformer of FIG. 5.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 연료개질기의 몸체(500b)는 열원부(650), 개질반응부(700), 및 일산화탄소 제거부(750)를 구비한다. 몸체(500b)는 제1 원통 구조의 열원부(650)를 동축상에서 제2 원통 구조의 개질반응부(700)가 둘러싸고, 제2 원통 구조의 개질반응부(770)를 동축상에서 제3 원통 구조가 둘러싸는 삼중 원통 구조를 구비한다.Referring to FIG. 7, the body 500b of the fuel reformer of the present embodiment includes a heat source unit 650, a reforming reaction unit 700, and a carbon monoxide removal unit 750. The body 500b is surrounded by the reforming reaction unit 700 of the second cylindrical structure on the coaxial axis of the heat source portion 650 of the first cylindrical structure, and the third cylindrical structure coaxially on the reforming reaction unit 770 of the second cylindrical structure. It has a triple cylinder structure that surrounds it.

열원부(650)는 제1 원통 몸체(660), 및 제1 원통 몸체(660)의 내부 공간(562)에 화염을 방출하는 버너(670)를 구비한다. 제1 원통 몸체(660)의 일측에는 제1 개구부(664)가 구비되고, 타측에는 제2 개구부(666)가 구비된다. 공기는 제1 개구부(664)를 통해 내부 공간(662)에 공급된다. 버너(670)의 화염에 의해 생성된 열 에너지의 일부는 개질반응부(700)와 일산화탄소 제거부(750)에 공급되고, 또 다른 일부의 열 에너지는 공기와 함께 제2 개구부(666)를 통해 방출된다. 제2 개구부(666)는 제3 배관(370)의 일단에 연결될 수 있다(도 5 참조).The heat source part 650 includes a first cylindrical body 660 and a burner 670 that emits flame in the inner space 562 of the first cylindrical body 660. One side of the first cylindrical body 660 is provided with a first opening 664, the other side is provided with a second opening 666. Air is supplied to the internal space 662 through the first opening 664. Part of the thermal energy generated by the flame of the burner 670 is supplied to the reforming unit 700 and the carbon monoxide removing unit 750, and another portion of the thermal energy is supplied through the second opening 666 together with the air. Is released. The second opening 666 may be connected to one end of the third pipe 370 (see FIG. 5).

개질반응부(700)는 제1 원통 몸체(660)를 동축상에서 둘러싸는 제2 원통 몸체(710), 및 제2 원통 몸체(710)의 내부 공간(712)에 구비되는 개질촉매(720)를 포함한다. 개질촉매(720)는 벌집이나 나선형 구조의 지지체와 이 지지체에 코팅되는 촉매층(722)을 구비할 수 있다. 제2 원통 몸체(710)의 일측에는 두 개의 제3 개구 부들(714)이 구비된다. 제3 개구부들(714)은 제4 배관들(380a, 380b)의 일단에 연결될 수 있다(도 5 참조).The reforming reaction unit 700 includes a reforming catalyst 720 provided in the second cylindrical body 710 coaxially surrounding the first cylindrical body 660 and the inner space 712 of the second cylindrical body 710. Include. The reforming catalyst 720 may include a honeycomb or helical support and a catalyst layer 722 coated on the support. Two third openings 714 are provided at one side of the second cylindrical body 710. The third openings 714 may be connected to one end of the fourth pipes 380a and 380b (see FIG. 5).

일산화탄소 제거부(750)는 제1 원통 몸체(660)와 제2 원통 몸체(710)를 동축상에서 둘러싸는 제3 원통 몸체(760), 및 제3 원통 몸체(760)의 내부 공간(762)에 구비되는 촉매(770)를 포함한다. 촉매(770)는 시프트 촉매 및/또는 프락스(PROX) 촉매를 포함할 수 있다. 시프트 촉매는 저온 및/또는 고온 수성가스전환(water gas shift) 반응을 통해 리포메이트에 함유된 일산화탄소를 제거한다. 프락스 촉매는 선택적산화(preferential CO oxidation) 반응을 통해 리포메이트에 함유된 일산화탄소를 제거한다.The carbon monoxide removing unit 750 is disposed in the third cylindrical body 760 coaxially surrounding the first cylindrical body 660 and the second cylindrical body 710, and the internal space 762 of the third cylindrical body 760. A catalyst 770 is provided. Catalyst 770 may comprise a shift catalyst and / or a PROX catalyst. The shift catalyst removes carbon monoxide contained in the reformate through low temperature and / or high temperature water gas shift reactions. The proxy catalyst removes carbon monoxide contained in the reformate through a selective CO oxidation reaction.

제3 원통 몸체(710)의 내부 공간(762)은 연결 통로(764)를 통해 제2 원통 몸체(710)의 내부 공간(712)가 유체소통가능하게 연결된다. 제3 원통 몸체(710)의 일측에는 제4 개구부(766)가 구비된다. 일산화탄소가 제거된 리포메이트는 내부 공간(762)에서 제4 개구부(766)를 통해 외부로 방출된다.The inner space 762 of the third cylindrical body 710 is connected in fluid communication with the inner space 712 of the second cylindrical body 710 through a connecting passage 764. One side of the third cylindrical body 710 is provided with a fourth opening 766. The reformed carbon monoxide is released to the outside through the fourth opening 766 in the interior space 762.

본 실시예의 증발기(300)에서 공급되는 수증기와, 증발기(300) 또는 또 다른 배관을 통해 공급되는 기상의 제2 연료는 제3 개구부들(714)을 통해 개질반응부(700)의 내부 공간(712)에 공급되고, 제2 연료는 개질촉매(720)를 거치면서 열원부(650)의 열에 의해 개질된다. 그런 다음, 개질 반응에 의해 생성된 리포메이트는 연결 통로(764)를 통해 일산화탄소 제거부(750)의 내부 공간(762)으로 유동하고, 촉매(770)에 의해 일부 일산화탄소가 제거된 후, 제4 개구부(766)를 통해 외부로 방출된다.The water vapor supplied from the evaporator 300 of the present embodiment and the second fuel in the gaseous phase supplied through the evaporator 300 or another pipe may be formed in the internal space of the reforming reaction unit 700 through the third openings 714. 712, and the second fuel is reformed by the heat of the heat source unit 650 while passing through the reforming catalyst 720. Then, the reformate generated by the reforming reaction flows through the connecting passage 764 into the internal space 762 of the carbon monoxide removing unit 750, and after some carbon monoxide is removed by the catalyst 770, a fourth carbon monoxide is removed. It is emitted to the outside through the opening 766.

본 실시예에서는, 설명의 편의상, 원통 구조의 몸체를 구비한 연료개질기를 도시하고 있다. 하지만, 그것은 단지 일례일 뿐, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 연료개질기는 전술한 본 실시예의 증발기(100; 300)를 구비하면서 다양한 종류와 형태의 몸체를 갖도록 구현될 수 있다.In this embodiment, a fuel reformer having a cylindrical body is shown for convenience of description. However, it is merely an example, and the present invention is not limited to such a configuration. For example, the fuel reformer of the present invention may be implemented to have a body of various types and forms while having the evaporator 100 (300) of the present embodiment described above.

이와 같이, 본 실시예의 연료개질기에 이용되는 증발기에서는 각 스테이지의 챔버에 유입된 배가스 또는 물이 챔버 전체로 골고루 퍼지도록 함으로써 배가스의 열과 유입된 제2 유체(예컨대, 물) 사이의 비표면적을 증가시켜 열전달 효율을 높일 수 있다. 또한, 핀구조체에 의해 제2 유체의 기화를 보다 효과적으로 하여 발생된 리포메이트의 맥동 (또는 유량 편차)이 약 ±0.2L/mim 이하로 유지되도록 하였다. 이러한 값은 기존의 약 ±0.65L/mim에 비해 상당히 작은 값으로, 더욱 균일한 유량을 발생시킬 수 있음을 나타낸다.As described above, in the evaporator used in the fuel reformer of the present embodiment, the specific surface area between the heat of the exhaust gas and the introduced second fluid (eg, water) is increased by allowing the exhaust gas or water introduced into the chamber of each stage to be spread evenly throughout the chamber. It is possible to increase the heat transfer efficiency. In addition, the fin structure allows more efficient vaporization of the second fluid so that the pulsation (or flow rate variation) of the generated reformate is maintained at about ± 0.2 L / mim or less. This value is considerably smaller than the existing about ± 0.65 L / mim, indicating that a more uniform flow rate can be generated.

전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위와 그것의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.The scope of the above-described invention is defined in the following claims, which are not bound by the description in the specification body, and all modifications and variations that fall within the scope of the claims and their equivalents shall fall within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of an evaporator in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증발기의 사시도.2 is a perspective view of an evaporator according to another embodiment of the present invention.

도 3a는 핀구조체들이 생략된 도 2의 증발기의 분해 사시도3A is an exploded perspective view of the evaporator of FIG. 2 with fin structures omitted;

도 3b는 도 3a의 제1 스테이지의 단면도.3B is a cross-sectional view of the first stage of FIG. 3A.

도 4는 도 2의 증발기에 구비되는 핀구조체를 설명하기 위한 개략적인 사시도.4 is a schematic perspective view for explaining the fin structure provided in the evaporator of FIG.

도 5는 본 발명의 연료개질기의 사시도.5 is a perspective view of a fuel reformer of the present invention.

도 6은 도 5의 연료개질기의 몸체에 채용가능한 구조를 설명하기 위한 단면도.6 is a cross-sectional view for explaining a structure that can be employed in the body of the fuel reformer of FIG.

도 7은 도 5의 연료개질기의 몸체에 채용가능한 또 다른 구조를 설명하기 위한 단면도.7 is a cross-sectional view for explaining another structure that can be employed in the body of the fuel reformer of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100, 300 : 증발기100, 300: evaporator

110, 120, 130, 140, 310, 320, 330, 340 : 스테이지110, 120, 130, 140, 310, 320, 330, 340: stage

210, 220, 230, 240, 410, 420, 430, 440 : 핀구조체210, 220, 230, 240, 410, 420, 430, 440: pin structure

500, 500a, 500b : 연료개질기의 몸체500, 500a, 500b: body of fuel reformer

550, 650 : 열원부550, 650: heat source unit

600, 700 : 개질반응부600, 700: reforming reaction part

750 : 이산화탄소 저감부750: carbon dioxide reduction unit

Claims (35)

제1 챔버, 및 상기 제1 챔버에 대하여 제1 유체의 유입 또는 유출을 허용하는 제1-1 개구부 및 제1-2 개구부를 구비하는 제1 스테이지;A first stage having a first chamber and a first-first opening and a first-second opening that allow inflow or outflow of a first fluid to the first chamber; 제2 챔버, 및 상기 제2 챔버에 대하여 제2 유체의 유입 또는 유출을 허용하는 제2-1 개구부 및 제2-2 개구부를 구비하며, 상기 제1 스테이지와 함께 하나의 스택으로서 함께 적층되는 제2 스테이지;A second chamber and a second-first opening and a second-second opening for allowing the inflow or outflow of a second fluid to the second chamber, the second chamber being stacked together as a stack with the first stage; 2 stages; 상기 제1 챔버 내부에 구비되며 상기 제1 챔버 내에서 유동하는 상기 제1 유체와의 열교환 표면적을 증가시키는 제1 핀구조체; 및A first fin structure provided inside the first chamber and increasing a heat exchange surface area with the first fluid flowing in the first chamber; And 상기 제2 챔버 내부에 구비되며 상기 제2 챔버 내에서 유동하는 상기 제2 유체와의 열교환 표면적을 증가시키는 제2 핀구조체를 포함하는 연료 개질기용 증발기.And a second fin structure provided inside the second chamber and increasing a heat exchange surface area with the second fluid flowing in the second chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 챔버의 내표면에 접하는 증발기.The first fin structure is in contact with the inner surface of the first chamber. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 챔버의 내표면에 접하는 증발기.The second fin structure is in contact with the inner surface of the second chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 챔버 내부에서 상기 제1 유체의 유동에 난류를 형성하도록 구성되며,The first fin structure is configured to create turbulence in the flow of the first fluid inside the first chamber, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 챔버 내부에서 상기 제2 유체의 유동에 난류를 형성하도록 구성되는 증발기.And the second fin structure is configured to create turbulence in the flow of the second fluid within the second chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 제3 챔버, 및 상기 제3 챔버에 대하여 제1 유체의 유입 또는 유출을 허용하는 제3-1 개구부 및 제3-2 개구부를 구비하는 제3 스테이지;A third stage having a third chamber and a 3-1 opening and a 3-2 opening allowing the inflow or outflow of a first fluid to the third chamber; 상기 제1 챔버와 상기 제3 챔버를 연결하며 상기 제2 스테이지를 관통하는 제1 배관; 및A first pipe connecting the first chamber and the third chamber and passing through the second stage; And 상기 제3 챔버 내부에 구비되며 상기 제3 챔버 내에서 유동하는 상기 제1 유체와의 열교환 표면적을 증가시키는 제3 핀구조체를 더 포함하는 증발기. And a third fin structure provided inside the third chamber and increasing a heat exchange surface area with the first fluid flowing in the third chamber. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 챔버의 내표면에 접하고,The first fin structure is in contact with the inner surface of the first chamber, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 챔버의 내표면에 접하며,The second fin structure is in contact with the inner surface of the second chamber, 상기 제3 핀구조체는 상기 제3 챔버의 내표면에 접하는 증발기.The third fin structure is in contact with the inner surface of the third chamber. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 배관은 상기 제1-1 개구부에 위치한 제1 단부, 및 상기 제3-2 개구 부에 위치한 제2 단부를 구비하는 증발기.And the first pipe has a first end located at the first-first opening and a second end located at the third-second opening. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 제4 챔버, 및 상기 제4 챔버에 대하여 제2 유체의 유입 또는 유출을 허용하는 제4-1 개구부 및 제4-2 개구부를 구비하는 제4 스테이지;A fourth stage having a fourth chamber and a 4-1 opening and a 4-2 opening allowing the inflow or outflow of a second fluid to the fourth chamber; 상기 제2 챔버와 상기 제4 챔버를 연결하며 상기 제3 스테이지를 관통하는 제2 배관; 및A second pipe connecting the second chamber and the fourth chamber and passing through the third stage; And 상기 제4 챔버 내부에 구비되며 상기 제4 챔버 내에서 유동하는 상기 제2 유체와의 열교환 표면적을 증가시키는 제4 핀구조체를 더 포함하는 증발기. And a fourth fin structure provided inside the fourth chamber and increasing a heat exchange surface area with the second fluid flowing in the fourth chamber. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 챔버의 내표면에 접하고,The first fin structure is in contact with the inner surface of the first chamber, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 챔버의 내표면에 접하며,The second fin structure is in contact with the inner surface of the second chamber, 상기 제3 핀구조체는 상기 제3 챔버의 내표면에 접하며,The third fin structure is in contact with the inner surface of the third chamber, 상기 제4 핀구조체는 상기 제4 챔버의 내표면에 접하는 증발기.The fourth fin structure is in contact with the inner surface of the fourth chamber. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 배관은 상기 제1-1 개구부에 위치한 제1 단부, 및 상기 제3-2 개구부에 위치한 제2 단부를 구비하고,The first pipe has a first end located in the first-first opening, and a second end located in the third-2 opening, 상기 제2 배관은 상기 제2-2 개구부에 위치한 제1 단부, 및 상기 제4-1 개구 부에 위치한 제2 단부를 구비하는 증발기.And the second pipe has a first end positioned at the second-2 opening, and a second end positioned at the 4-1 opening. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 유체는 열원부로부터 나오는 배기가스를 포함하고,The first fluid includes exhaust gas from the heat source portion, 상기 제2 유체는 연료 또는 물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 증발기.And the second fluid comprises at least one of fuel or water. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 각 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀 구조체는,Each of the first, second, third, and fourth fin structures, 제1 주기를 갖고 제1 방향으로 연장하는 제1 물결 모양의 복수의 제1 핀들; 및A plurality of first wavy first fins having a first period and extending in a first direction; And 상기 제1 주기와 반주기 어긋나는 제2 주기를 갖고 상기 제1 방향으로 연장하며 상기 인접한 두 제1 핀들 사이에 게재되도록 상기 제1 핀들과 번갈아 배치되는 복수의 제2 핀들을 포함하는 증발기.And a plurality of second fins alternately with the first fins so as to extend in the first direction and be disposed between the two adjacent first fins with a second period that is shifted half the period from the first period. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 각 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 금속성 부재로 이루어지는 증발기.Wherein each of the first, second, third, and fourth fin structures comprises a metallic member. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제2 핀구조체와 상기 제4 핀구조체는 상기 제3 핀구조체와 상기 제1 핀 구조체로부터 전달되는 열 에너지로 액상의 상기 제2 유체를 기상으로 변환하는 증발기. The second fin structure and the fourth fin structure is an evaporator for converting the second liquid in the liquid phase to the gas phase by the heat energy transferred from the third fin structure and the first fin structure. 제1 유체가 유입되는 제1 유입구, 및 상기 제1 유체가 유출되는 제1 유출구를 구비하는 제1 스테이지;A first stage having a first inlet through which a first fluid flows and a first outlet through which the first fluid flows out; 상기 제1 스테이지 내에 구비되는 제1 핀구조체;A first fin structure provided in the first stage; 제2 유체가 유입되는 제2 유입구, 및 상기 제2 유체가 유출되는 제2 유출구를 구비하는 제2 스테이지;A second stage having a second inlet through which a second fluid flows in, and a second outlet through which the second fluid flows out; 상기 제2 스테이지 내에 구비되는 제2 핀구조체;A second fin structure provided in the second stage; 상기 제1 유체가 유입되는 제3 유입구, 및 상기 제1 유체가 유출되는 제3 유출구를 구비하는 제3 스테이지;A third stage having a third inlet through which the first fluid flows in and a third outlet through which the first fluid flows out; 상기 제3 스테이지 내에 구비되는 제3 핀구조체;A third fin structure provided in the third stage; 상기 제1 스테이지와 상기 제3 스테이지를 연결하며 상기 제2 스테이지를 관통하는 제1 배관;A first pipe connecting the first stage and the third stage and penetrating the second stage; 상기 제2 유체가 유입되는 제4 유입구, 및 상기 제2 유체가 유출되는 제4 유출구를 구비하는 제4 스테이지;A fourth stage including a fourth inlet through which the second fluid flows in, and a fourth outlet through which the second fluid flows out; 상기 제4 스테이지 내에 구비되는 제4 핀구조체; 및A fourth fin structure provided in the fourth stage; And 상기 제2 스테이지와 상기 제4 스테이지를 연결하며 상기 제3 스테이지를 관통하는 제2 배관을 포함하는 연료 개질기용 증발기.And a second pipe connecting the second stage and the fourth stage and passing through the third stage. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 스테이지의 내표면에 접하고,The first fin structure is in contact with the inner surface of the first stage, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 스테이지의 내표면에 접하며,The second fin structure is in contact with the inner surface of the second stage, 상기 제3 핀구조체는 상기 제3 스테이지의 내표면에 접하며,The third fin structure is in contact with the inner surface of the third stage, 상기 제4 핀구조체는 상기 제4 스테이지의 내표면에 접하는 증발기.The fourth fin structure is in contact with the inner surface of the fourth stage. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 스테이지, 상기 제2 스테이지, 상기 제3 스테이지, 및 상기 제4 스테이지는 하나의 스택으로서 함께 적층되는 증발기.The first stage, the second stage, the third stage, and the fourth stage are stacked together as one stack. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 증발기로서 4단 증발기를 포함하는 증발기.Evaporator comprising a four-stage evaporator as the evaporator. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제2 핀구조체는 상기 제1 배관에 의해 관통되는 제1 관통홀을 구비하고,The second fin structure has a first through hole penetrated by the first pipe, 상기 제3 핀구조체는 상기 제2 배관에 의해 관통되는 제2 관통홀을 구비하며,The third fin structure has a second through hole penetrated by the second pipe, 상기 제4 핀구조체는 열원부에서 상기 제3 스테이지로 상기 제1 유체를 공급하기 위한 제3 배관에 의해 관통되는 제3 관통홀을 구비하는 증발기.The fourth fin structure has an evaporator having a third through hole penetrated by a third pipe for supplying the first fluid from a heat source portion to the third stage. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 열원부에서 상기 제3 스테이지로 상기 제1 유체를 공급하는 제3 배관; 및A third pipe for supplying the first fluid from a heat source to the third stage; And 기상의 상기 제2 유체를 개질 반응부로 공급하기 위한 제4 배관을 더 포함하는 증발기.And a fourth pipe for supplying the gaseous second fluid to the reforming reaction part. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 제1 배관은 상기 제1 유입구에 위치한 제1 단부, 및 상기 제3 유출구에 위치한 제2 단부를 구비하고,The first pipe having a first end located at the first inlet, and a second end located at the third outlet, 상기 제2 배관은 상기 제2 유출구에 위치한 제1 단부, 및 상기 제4 유입구에 위치한 제2 단부를 구비하고,The second pipe having a first end located at the second outlet, and a second end located at the fourth inlet, 상기 제3 배관은 상기 제3 유입구에 위치한 제1 단부, 및 상기 열원부에 연결되는 제2 단부를 구비하고,The third pipe has a first end located at the third inlet, and a second end connected to the heat source unit, 상기 제4 배관은 상기 제4 유출구에 위치한 제1 단부, 및 상기 개질 반응부에 연결되는 제2 단부를 구비하는 증발기.And the fourth pipe has a first end located at the fourth outlet and a second end connected to the reforming reaction part. 제21항에 있어서,The method of claim 21, 상기 제1 배관은 복수의 배관들을 구비하는 증발기.The first pipe is an evaporator having a plurality of pipes. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 제4 배관은 복수의 배관들을 구비하는 증발기.The fourth pipe is an evaporator having a plurality of pipes. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 제2 핀구조체는 상기 복수의 제1 배관에 의해 관통되는 복수의 제1 관통홀들을 구비하고,The second fin structure includes a plurality of first through holes penetrated by the plurality of first pipes, 상기 제3 핀구조체는 상기 제2 배관에 의해 관통되는 제2 관통홀을 구비하며,The third fin structure has a second through hole penetrated by the second pipe, 상기 제4 핀구조체는 열원부에서 상기 제3 스테이지로 상기 제1 유체를 공급하는 제3 배관에 의해 관통되는 제3 관통홀을 구비하는 증발기.The fourth fin structure has an evaporator having a third through hole penetrated by a third pipe for supplying the first fluid from a heat source to the third stage. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 유체는 열원부로부터 나오는 배기가스를 포함하고,The first fluid includes exhaust gas from the heat source portion, 상기 제2 유체는 연료 또는 물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 증발기.And the second fluid comprises at least one of fuel or water. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 각 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀 구조체는,Each of the first, second, third, and fourth fin structures, 제1 주기를 갖고 제1 방향으로 연장하는 제1 물결 모양의 복수의 제1 핀들; 및A plurality of first wavy first fins having a first period and extending in a first direction; And 상기 제1 주기와 반주기 어긋나는 제2 주기를 갖고 상기 제1 방향으로 연장하며 상기 인접한 두 제1 핀들 사이에 게재되도록 상기 제1 핀들과 번갈아 배치되 는 복수의 제2 핀들을 포함하는 증발기.And a plurality of second fins alternately with the first fins so as to extend in the first direction and be disposed between the two adjacent first fins with a second period that is semi-periodic offset from the first period. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 각 제1, 제2, 제3, 및 제4 핀구조체는 금속성 부재로 이루어지는 증발기.Wherein each of the first, second, third, and fourth fin structures comprises a metallic member. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제2 핀구조체와 상기 제4 핀구조체는 상기 제3 핀구조체와 상기 제1 핀구조체로부터 전달되는 열 에너지로 액상의 상기 제2 유체를 기상으로 변환하는 증발기.The second fin structure and the fourth fin structure is an evaporator for converting the liquid second liquid in the gas phase by the heat energy transmitted from the third fin structure and the first fin structure. 개질반응부;Reforming reaction unit; 상기 개질반응부에 제2 유체를 공급하는 증발부; 및An evaporator supplying a second fluid to the reforming reaction part; And 상기 증발부에 제1 유체를 공급하는 열원부를 포함하고,A heat source part for supplying a first fluid to the evaporation part, 상기 증발부는,The evaporation unit, 상기 제1 유체가 유입되는 제1 유입구, 및 상기 제1 유체가 유출되는 제1 유출구를 구비하는 제1 스테이지;A first stage having a first inlet through which the first fluid flows and a first outlet through which the first fluid flows out; 상기 제1 스테이지 내에 구비되는 제1 핀구조체;A first fin structure provided in the first stage; 상기 제2 유체가 유입되는 제2 유입구, 및 상기 제2 유체가 유출되는 제2 유출구를 구비하며, 상기 제1 스테이지와 함께 하나의 스택으로서 함께 적층되는 제2 스테이지; 및A second stage including a second inlet through which the second fluid flows in, and a second outlet through which the second fluid flows out, and being stacked together as a stack together with the first stage; And 상기 제2 스테이지 내에 구비되는 제2 핀구조체를 구비하는 연료 개질기.A fuel reformer having a second fin structure provided in the second stage. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 열원부는 상기 개질반응부에 의해 둘러쌓이고 상기 개질반응부에 열을 공급하며,The heat source unit is surrounded by the reforming reaction unit and supplies heat to the reforming reaction unit, 상기 제1 유체는 상기 열원부에서 나오는 배기 가스를 포함하고,The first fluid includes exhaust gas from the heat source portion, 상기 제2 유체는 연료 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 연료 개질기.And the second fluid comprises at least one of fuel and water. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 열원부에 연결되는 제1 단부, 및 상기 증발기에 연결되는 제2 단부를 구비한 제1 배관; 및A first pipe having a first end connected to the heat source and a second end connected to the evaporator; And 상기 증발기에 연결되는 제1 단부, 및 상기 개질반응부에 연결되는 제2 단부를 구비한 제2 배관을 더 포함하는 연료 개질기.And a second pipe having a first end connected to the evaporator and a second end connected to the reforming reaction part. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 개질반응부에서 개질된 연료를 받는 일산화탄소 저감부를 더 포함하는 연료 개질기.The fuel reformer further comprises a carbon monoxide reduction unit receiving the reformed fuel in the reforming reaction unit. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 증발기는,The evaporator, 상기 제1 유체가 유입되는 제3유입구, 및 상기 제1 유체가 유출되는 제3 유출구를 구비하는 제3 스테이지;A third stage having a third inlet through which the first fluid flows in and a third outlet through which the first fluid flows out; 상기 제3 스테이지 내에 구비되는 제3 핀구조체;A third fin structure provided in the third stage; 상기 제1 스테이지와 상기 제3 스테이지를 연결하며 상기 제2 스테이지를 관통하는 제1 배관;A first pipe connecting the first stage and the third stage and penetrating the second stage; 상기 제2 유체가 유입되는 제4 유입구, 및 상기 제2 유체가 유출되는 제4 유출구를 구비하는 제4 스테이지;A fourth stage including a fourth inlet through which the second fluid flows in, and a fourth outlet through which the second fluid flows out; 상기 제4 스테이지 내에 구비되는 제4 핀구조체; 및A fourth fin structure provided in the fourth stage; And 상기 제2 스테이지와 상기 제4 스테이지를 연결하며 상기 제3 스테이지를 관통하는 제2 배관을 더 구비하는 연료 개질기.And a second pipe connecting the second stage and the fourth stage and penetrating the third stage. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 열원부에서 상기 제3 스테이지로 상기 제1 유체를 공급하는 제3 배관; 및A third pipe for supplying the first fluid from the heat source part to the third stage; And 상기 개질반응부에 기상의 상기 제2 유체를 공급하는 제4 배관을 더 포함하는 연료 개질기.And a fourth pipe for supplying the second fluid in the gas phase to the reforming reaction part. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 제1 핀구조체는 상기 제1 스테이지의 내표면에 접하고,The first fin structure is in contact with the inner surface of the first stage, 상기 제2 핀구조체는 상기 제2 스테이지의 내표면에 접하는 연료 개질기.And the second fin structure is in contact with an inner surface of the second stage.
KR1020080125753A 2008-09-05 2008-12-11 Evaporator and fuel reformer having the same KR100981521B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9480208P 2008-09-05 2008-09-05
US61/094,802 2008-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100028997A true KR20100028997A (en) 2010-03-15
KR100981521B1 KR100981521B1 (en) 2010-09-10

Family

ID=41802054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080125753A KR100981521B1 (en) 2008-09-05 2008-12-11 Evaporator and fuel reformer having the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100981521B1 (en)
CN (1) CN101665241B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979116B (en) * 2010-09-27 2012-02-22 浙江大学 Micro laminated plate type liquid fuel evaporator with micro boss array structure
EP2638961A1 (en) 2012-03-14 2013-09-18 Alfa Laval Corporate AB Residence time plate
CN104236096A (en) * 2014-09-11 2014-12-24 苏州巨浪热水器有限公司 Heat exchange water storage tank
DE102017001562A1 (en) * 2017-02-20 2018-08-23 Diehl Aerospace Gmbh Fuel processor component for a propylene glycol fuel processor and propylene glycol fuel processor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3605089B2 (en) * 2002-04-22 2004-12-22 東京ブレイズ株式会社 Method for producing titanium plate heat exchanger
JP2004224621A (en) 2003-01-22 2004-08-12 Toyota Motor Corp Reformer
WO2006100908A1 (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Honda Motor Co., Ltd. Fuel modification apparatus
KR20080027686A (en) * 2006-09-25 2008-03-28 삼성에스디아이 주식회사 Reformer having evaporator with heat transferring pin

Also Published As

Publication number Publication date
KR100981521B1 (en) 2010-09-10
CN101665241B (en) 2012-12-12
CN101665241A (en) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5147804B2 (en) Evaporator and fuel reformer
JP2003300703A (en) Fuel reformer
US20030044331A1 (en) Annular heat exchanging reactor system
TW200531339A (en) Reformer
US7635399B2 (en) Fuel reformer
JP5152811B2 (en) Reformer
US20020131921A1 (en) Fuel reformer for use in fuel cell
US20090258259A1 (en) Catalytic heat exchangers and methods of operation
US20060188434A1 (en) Compact reformer unit in the low performance range, for production hydrogen from gaseous hydrocarbons
KR100981521B1 (en) Evaporator and fuel reformer having the same
JP5162551B2 (en) Evaporator
JP4437766B2 (en) Evaporator for fuel cell and vapor generation method
KR100783004B1 (en) Steam reformer equipped with metal monolithic catalysts
JP2004026526A (en) Reformer system
JP6596856B2 (en) Reformed water evaporator and power generator
JP5244488B2 (en) Fuel cell reformer
KR101022134B1 (en) Evaporator and fuel reformer having the same
KR101250418B1 (en) fuel processor of fuel cell
JP4450755B2 (en) Fuel reformer
JP2550716B2 (en) Fuel reformer
JP5658897B2 (en) Reforming apparatus and fuel cell system
JP2004175580A (en) Steam reformer
JP2006256943A (en) Fuel reforming apparatus
KR101598686B1 (en) an integrated equipment of fuel processors and heat exchange units in the fuel cell systems and operating methods using the same
JP4450754B2 (en) Fuel reformer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130827

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140822

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150820

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee