KR20120074401A - 연료 전지용 연료 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 전지용 연료 변환 장치에 관한 것으로, 버너부로 연료 가스를 가열하여 개질하는 개질기의 상부로 CO 변성 반응기가 구비되고, 상기 버너부에서 발생된 연소 가스를 연소 가스 배출관부재를 통해 상기 CO 변성 반응기의 외측에 구비된 물 공급부재 내의 물을 가열하도록 하고, 상기 CO 변성 반응기 내부를 통과하여 상기 개질기 내로 연료 가스를 공급하는 연료 가스 공급관부재 내부로 상기 물 공급부재의 물을 공급하도록 한 것이다.
본 발명은 CO 변성 반응기의 적절한 온도 유지가 용이하고, 개질 반응을 위한 물의 예열에 관한 열 관리 효율이 증대되는 효과가 있는 것이다.
또 본 발명은 연료 가스의 변환 시 열 관리 효율 증대를 통해 시동 시간을 단축하고 연료 변환 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 특히 대용량의 연료 전지 시스템에서 효율적인 연료 변환 관리가 가능하게 하여 대용량 연료 전지 시스템에서의 원활한 연료 가스 공급을 통해 연료 전지의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

연료 전지용 연료 변환 장치{fuel processor of fuel cell}
본 발명은 연료 전지용 연료 변환 장치에 관한 것으로, 연료를 개질하여 스택에서 발전에 이용할 수 있는 수소함유가스로 변환해주는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료변환장치는 탄화수소계 연료를 수증기와 반응시켜 수소를 생성하는 개질기(reformer)와, 생성된 가스가 스택의 촉매에 피독을 일으키지 않도록 일산화탄소를 제거하는 CO변성 반응기(shift converter) 및 CO제거기(remover)를 포함하여 구성된다.
상기 개질기는 메탄-수증기 개질반응(흡열반응)에 의해 수소를 생성하여 수소함유가스(개질가스)를 배출하고(CO함량 10~15%), 상기 CO변성 반응기는 개질가스 중의 CO를 이산화탄소로 변성(발열반응)시킴과 더불어 수소를 생성하며(CO함량 1% 이하), 상기 CO제거기는 선택적 산화반응(발열반응)에 의하여 CO를 ppm 단위(10ppm 이하)까지 제거한다.
상기와 같은 방법으로 일산화탄소가 필요한 수준까지 정화된 연료가스가 스택의 연료극(anode)으로 공급되고, 공기극(cathode)으로는 공기(산소)가 공급되어 전해질막을 매개로 전기화학반응이 이루어져 발전이 이루어지고, 부수적으로 물 및 열이 생성된다.
기존의 1kW급의 소용량 연료변환기는 초기 시동 운전 시 전열 히터만으로도 CO변성부에 충분한 열량을 공급할 수 있었지만 5kW급등과 같이 점차 대용량으로 에 따른 변성 반응기 부피 확장 및 반응물의 증가는 시동운전 시 CO변성 반응부에 히터를 사용함에도 불구하고 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었던 것이다.
또한, 특히 대용량 건물용 연료전지시스템(5kW 이상)에 있어서는, 발전에 필요한 수소 공급을 위해서 보다 많은 양의 반응물(NG+H2O)이 공급되는데 정격에서 발열반응을 하는 CO변성 반응기의 온도가 과도히 상승하는 것을 방지하기 위해서는 반응물 중 물(H2O)의 양을 더욱 증가시켜야 했고 상기의 원인들에 의해 종래의 연료변환장치는 효율이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.
본 발명의 목적은 대용량급 연료 변환 장치에서 처리 시간을 단축시키고, CO변성 반응기의 과열을 방지하여 연료 변환 효율을 향상시키는 연료 전지용 연료 변환 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 버너부로 연료 가스를 가열하여 개질하는 개질기와;
상기 개질기의 상부에 설치되며 상기 개질기에서 개질된 개질 가스 내의 일산화탄소를 제거하는 CO 변성 반응기와;
상기 개질기의 버너부에서 발생된 연소 가스를 상기 개질기의 외측 및 상기 CO 변성기의 외측을 지나서 배출되게 하는 연소 가스 배출관부재와;
상기 CO 변성 반응기 내부를 통과하여 상기 개질기 내로 연료 가스를 공급하는 연료 가스 공급관부재와;
상기 CO 변성 반응기의 외측에서 상기 연료 가스 배출관부재에 접촉되게 구비되며 상기 연료 가스 배출관부재를 통과하는 연소 가스의 열을 전달받는 물 공급부재와;
상기 물 공급부재와 상기 연료 가스 공급관부재를 연결하여 상기 물 공급관부재의 물을 상기 연료 가스 공급관부재로 공급하는 물 공급관부재를 포함한 연료 전지용 연료 변환 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.
본 발명은 CO 변성 반응기의 적절한 온도 유지가 용이하고, 개질 반응을 위한 물의 예열에 관한 열 관리 효율이 증대되는 효과가 있는 것이다.
또 본 발명은 연료 가스의 변환 시 열 관리 효율 증대를 통해 시동 시간을 단축하고 연료 변환 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 특히 대용량의 연료 전지 시스템에서 효율적인 연료 변환 관리가 가능하게 하여 대용량 연료 전지 시스템에서의 원활한 연료 가스 공급을 통해 연료 전지의 효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 구조를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 단면도
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명인 연료 전지용 연료 변환 장치는 버너부(11)로 연료 가스를 가열하여 개질하는 개질기(10)와 상기 개질기(10)의 상부에 설치되며 상기 개질기(10)에서 개질된 개질 가스 내의 일산화탄소를 제거하는 CO 변성 반응기(20)를 포함한다.
또, 본 발명인 연료 전지용 연료 변환 장치는 상기 개질기(10)의 외측 및 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측을 지나서 배출되게 하는 연소 가스 배출관부재(30)와, 상기 CO 변성 반응기(20) 내부를 통과하여 상기 개질기(10) 내로 연료 가스를 공급하는 연료 가스 공급관부재(40)와, 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측에서 상기 연료 가스 배출관부재에 접촉되게 구비되며 상기 연료 가스 배출관부재를 통과하는 연소 가스의 열을 전달받는 물 공급부재(50)와, 상기 물 공급부재(50)와 상기 연료 가스 공급관부재(40)를 연결하여 상기 물 공급관부재의 물을 상기 연료 가스 공급관부재(40)로 공급하는 물 공급관부재를 포함한다.
상기 개질기(10)는 상부로 화염을 발생시키는 버너부(11)와, 상기 버너부(11)의 상부에서 버너부(11)의 상부를 감싸는 형상을 가지며 상기 연료 가스 공급관부재(40)와 연결되어 연료 가스를 공급받아 개질하고 개질된 개질 가스를 상부 측으로 배출하는 개질부(12)와, 상기 개질부(12)의 상부 및 상기 개질부(12)의 측면을 이격되게 감싸 상기 개질부(12)의 외측으로 열 회수 층을 형성하는 단열부(13)와, 상기 단열부(13)의 외측 둘레에 구비되며 상기 CO 변성 반응기(20)로 연결되어 상기 CO 변성 반응기(20) 측으로 개질 가스를 배출시키는 개질 가스 배출관부(14)를 포함한다.
상기 버너부(11)는 연료를 공급받아 연료를 연소시켜 화염을 발생시키고 화염으로 상기 개질부(12)를 가열하여 개질부(12) 내로 개질 반응에 필요한 열을 공급하는 것이다.
상기 단열부(13)는 상기 열 회수층(12a)과 상기 개질 가스 배출관부(14)의 열전달을 차단하며 상기 CO 변성 반응기(20)로 전달되는 열을 차단한다.
따라서 상기 개질부(12)에서 배출되어 상기 열 회수층(12a)을 통과하는 고온의 개질 가스의 열 손실이 최소화됨으로써 열 회수층(12a)에서 방출되는 개질 가스의 열량이 개질기(10)로 재흡수될 수 있게 하는 것이다.
상기 CO 변성 반응기(20)는 상기 단열부(13)의 상부 중앙에 배치되며 상부에 개질 가스를 배출하는 배출구가 형성된 후단 반응부(21)와, 상기 후단 반응부(21)를 이격되게 감싸며 이격된 사이로 상기 연료 가스 공급관부재(40)로 배치되어 상기 후단 반응부(21)와 구분되는 전단 반응부(22)를 포함한다.
상기 후단 반응부(21)와 상기 전단 반응부(22)에는 CO를 제거하는 CO 변성 촉매가 구비된다. 상기 CO 변성 촉매는 운전 온도 200 ~ 280℃ 범위에서 연속 사용이 가능한 촉매인 것을 일 예로 한다.
또 본 발명은 상기 CO 변성 반응기(20)의 내부에 유입된 개질 가스를 가열하는 가스 가열기(70)를 더 포함한다.
상기 가스 가열기(70)는 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측에 구비되는 제 1 전열부(71)와, 상기 CO 변성 반응기(20) 내부에 배치되어 상기 CO 변성 반응기(20) 내부를 통과하는 상기 연료 가스 공급관부재(40)를 가열하는 제 2 전열부(72)를 포함한다.
상기 제 1 전열부(71)는 상기 전단 반응부(22)의 외측 둘레에 구비된다.
상기 연료 가스 공급관부재(40)는 이격된 내측관과 외측관을 가지는 이중관 형태로 상기 CO 변성 반응기(20) 내부를 통과하며, 상기 제 2 전열부(72)는 상기 내측관과 상기 외측관 사이에 구비되는 것이다.
상기 가스 가열기(70)는 전기를 공급 받아 발열하는 코일인 것을 일 예로 하며, 연료 전지 시스템 운전 개시 동안 상기 CO 변성 반응기(20)와 반응물의 온도 상승을 신속히 유도함으로써 운전 개시 시간을 감소시킨다.
또 상기 제 1 전열부(71) 및 제 2 전열부(72)는 2개를 모두 동시에 작동시켜 사용할 수도 있고, 두 개중 어느 하나만 작동시켜 선택적으로 사용이 가능하며, 이는 개질부(12) 내로 유입되는 연료 가스의 온도 및 상기 개질부(12)에서 배출되어 상기 CO 변성 반응기(20) 내로 유입되는 개질 가스의 온도, 상기 CO 변성 반응기(20)에서 배출되는 개질 가스의 배출 온도 등에 따라 작동이 제어되는 것이다.
또, 상기 연료 가스 공급관부재(40)는 상기 CO 변성 반응기(20) 내부를 통과하는 제 1 가스 공급관부(41)와;
상기 CO 변성 반응기(20)의 외측에 구비되어 상기 개질기(10)에서 배출된 개질 가스를 상기 CO 변성 반응기(20)의 내부로 유입시키는 개질 가스 유입관부(23)의 외측에 구비되는 제 2 가스 공급관부(42)와;
상기 개질 가스 배출관부(14)의 외측에 구비되고 상단부가 상기 제 2 가스 공급관부(42)에 연결되고 하단부가 상기 개질부(12)의 하부 측으로 연결되는 제 3 가스 공급관부(43)를 포함한다.
상기 개질 가스 유입관부(23)는 상기 개질 가스 배출관부(14)에 연결되는 것이다.
또한, 상기 연소 가스 배출관부재(30)는 상기 제 3 가스 공급관부(43)의 외측에 구비되며 상기 개질부(12)의 안쪽에서 상기 버너부(11)의 연소에 의해 발생된 연소 가스를 배출하는 제 1 연소 가스 배출관부(31)와;
상기 제 1 연소 가스 배출관부(31)의 상부로 연결되며 상기 제 2 가스 공급관부(42)의 외측에 구비되는 제 2 연소 가스 배출관부(32)를 포함한다.
상기 제 1 연소 가스 배출관부(31)와 상기 제 3 가스 공급관부(43)와, 상기 개질 가스 배출관부(14)는 상기 개질기(10)의 외측에서 3중 열교환 구조를 가지는 것이다.
상기 제 3 가스 공급관부(43)는 상기 개질 가스 배출관부(14)의 외측 둘레를 밀착해서 감싸고, 상기 제 1 연소 가스 배출관부(31)는 상기 제 3 가스 공급관부(43)의 외측 둘레를 밀착해서 감싸 서로 효율적인 열전달이 이루어지는 구조를 가지는 것이다.
또 상기 제 2 연소 가스 배출관부(32)와 상기 제2 가스 공급관부와 상기 개질 가스 유입관부(23)는 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측에서 3중 열교환 구조를 가지는 것이다.
상기 제 2 가스 공급관부(42)는 상기 개질 가스 유입관부(23)의 외측 둘레를 밀착해서 감싸고, 상기 제 2 연소 가스 배출관부(32)는 상기 제 2 가스 공급관부(42)의 외측 둘레를 밀착해서 감싸 서로 효율적인 열전달이 이루어지는 구조를 가지는 것이다.
즉, 상기 3중 열교환기 구조 내에 포함된 관로를 통과하는 모든 유체는 인접한 관로를 통과하는 유체와 상호 역류(counter flow) 관계를 형성함으로써 유동 사이의 열교환이 보다 활발히 이루어지게 된다.
또 본 발명은 상기 연소 가스 배출관부재(30)의 내부에 삽입되는 금속 재질의 메쉬부재(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 메쉬부재(80)는 SUS 재질로 형성되는 것을 일 예로 하며 상기 연소 가스 배출관부재(30)에서 전달되는 열량을 향상시켜 개질 반응에 필요한 연료 가스의 온도 상승 및 CO 변성 반응의 적절한 온도 영역을 보다 쉽게 유지시킬 수 있게 한다.
한편, 상기 물 공급부재(50)는 상기 물 공급관부재를 통해 상기 연료 가스 공급관부재(40) 내로 개질 반응에 필요한 물을 공급한다. 상기 물 공급부재(50) 내의 물은 상기 연료 가스 배출관부재로부터 열을 전달받아 가열된 후 상기 연료 가스 공급관부재(40) 내로 공급되는 것이다.
상기 물 공급부재(50)는 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측을 감싸는 상기 연소 가스 배출관부재(30)를 감싸는 중공의 원통형으로 형성되며, 도 2에서 도시한 바와 같이 높이 차이를 가지고 이격된 구획부(51)가 내부에 구비되어 복수의 층으로 구분되고 서로 연통된 유로(52)를 형성하여 내부에서 물의 체류 시간을 증가시켜 예열 효과를 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 복수의 층으로 구분된 유로(52)는 연통되는 위치가 서로 반대 방향에 교대로 배치되어 물의 체류 시간을 더 증대시키도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 연료 가스 공급관부재(40)와 상기 물 공급관부재의 연결부분에 구비되는 오리피스부(90)를 포함하여 상기 연료 가스 공급관부재(40)를 통해 상기 개질기(10) 내로 공급되는 연료 가스의 유속에 의해 상기 물 공급관부재 내의 물이 상기 연료 가스 공급관부재(40) 내로 유입되게 하는 것이다.
또한 상기 물 공급관부재는 상기 연료 가스가 상기 CO 변성 반응기(20) 내에 유입되기 전의 상기 연료 가스 공급관부재(40)의 위치에서 연결되어 물을 상기 연료 가스 공급관부재(40)의 내부로 유입시킨다.
상기 물은 상기 CO 변성 반응기(20)의 내부를 통과하는 상기 연료 가스 공급관부재(40)의 내부에서 연료 가스와 함께 가열되어 증기화되고, CO 변성 반응기(20)의 내부 온도를 냉각하는 역할을 한다.
개질 반응 시 공급되는 물은 증기화되어 공급되어야 한다.
본 발명은 상기 물 공급부재(50) 내의 물을 상기 연소 가스 배출관부재(30)에 의해 1차 가열하고 상기 CO 변성 반응기(20) 내에서 2차 가열하여 완전히 증기화된 상태로 상기 개질부(12) 내로 연료 가스와 함께 공급하는 것이다.
또, 상기 물은 상기 CO 변성 반응기(20)를 통과하는 상기 연료 가스 공급관부재(40)에 물이 공급되고, 증기화되어도 100℃ 이므로 장기 운전 시 상기 CO 변성 반응기(20) 내의 열량 과다 발생을 방지하고 상기 CO 변성 반응기(20) 내의 온도를 적정 반응 온도로 유지시키는 것이다.
상기한 본 발명의 실시 예에 의한 본 발명의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일단 개질 반응을 위한 연료 가스는 상기 제 1 가스 공급관부(41) 내로 공급되어 상기 CO 변성 반응기(20) 내에서 1차 가열된다.
상기 물 공급부재(50)는 상기 연소 가스 배출관부재(30)에 의해 1차 가열된 물을 상기 제 1 가스 공급관부(41) 내로 공급한다.
상기 제 1 가스 공급관부(41) 내의 물은 상기 CO 변성 반응기(20) 내에서 2차 가열되어 증기화된다.
(CO 변성 반응기(20)의 반응은 발열 반응이다.)
상기 연료 가스와 수증기를 포함한 반응물은 상기 제 1 가스 공급관부(41)에서 가열된 후 상기 제 2 가스 공급관부(42)와, 상기 제 3 가스 공급관부(43)를 통해 상기 개질부(12) 내로 공급된다.
상기 제 1 가스 공급관부(41) 및 상기 제 2 가스 공급관부(42)는 상기 연소 가스 배출관부재(30)를 통해 열을 전달받아 내부로 흐르는 반응물의 온도를 가열하거나 상기 CO 변성 반응기(20)에서 가열된 고온을 유지하여 상기 반응물을 개질 반응을 위한 충분한 온도로 개질부(12) 내로 공급한다.
따라서, 반응물의 유입에 의해 개질부(12)의 온도가 크게 떨어지지 않으므로 개질 반응을 위한 온도 유지를 위해 작동되는 상기 버너부(11)의 연료 소비량이 감소되고 연료 변화 장치의 효율이 향상되는 것이다.
본 발명은 상기 CO 변성 반응기(20)의 외측 둘레를 감싸는 3중 열교환 구조를 통해 상기 연소 가스의 열이 상기 CO 변성 반응기(20)로 전달되어 CO 변성 반응을 위한 온도로 상기 CO 변성 반응기(20) 내의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있는 것이다.
상기 개질기(10)의 외측 둘레를 감싸는 3중 열교환 구조와 상기 온도를 CO 변성 반응기(20)의 외측 둘레를 감싸는 3중 열교환 구조를 통해 상기 연소 가스의 열로 CO 변성 반응 처리해야 하는 개질 가스의 온도를 가열시킴으로써 대용량 연료 전지 시스템에서 반응기의 부피 확장 및 반응물 증가에 따른 처리 효율의 감소를 방지하고 연료 전지의 연료를 안정적으로 변환시키는 것이다.
또한, 개질기(10)로 유입된 연료 가스와 수증기는 개질 촉매를 매개로 개질 반응을 일으켜 다량의 수소를 포함한 개질 가스(수소 함유 가스)로 전환되어 열 회수층(12a)으로 배출된다.
상기 개질 반응은 흡열 반응으로써 이에 필요한 열량은 상기 버너부(11)에서 발생된 화염에서 공급받는 것이다.
상기 개질부(12)에서 배출된 개질 가스는 600 ~ 700℃의 온도를 가지는데 상기 단열부(13)의 둘레에 형성된 열 회수층(12a)을 통해 많은 량의 열량이 상기 개질부(12) 내로 재흡수되어 개질 반응을 위한 온도 유지를 위해 작동되는 상기 버너부(11)의 연료 소비량이 감소되고 연료 변화 장치의 효율이 향상되는 것이다.
또 상기 CO 변성 반응기(20) 내를 통과하는 상기 연료 가스 공급관부재(40) 즉, 제 1 가스 공급관부(41) 내에는 개질 반응을 위한 물이 포함되어 있어 상기 CO 변성 반응기(20) 내의 온도를 냉각시키고 상기 CO 변성 반응기(20) 내의 온도가 CO 변성 반응을 위한 적당한 온도로 유지된다.
따라서 장기간 운전 시 상기 CO 변성 반응기(20)에서 과도한 열량에 의한 역반응으로 CO가 발생되는 현상을 방지하는 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : 개질기 11 : 버너부
12 : 개질부 13 : 단열부
14 : 개질 가스 배출관부 20 : CO 변성 반응기
21 : 후단 반응부 22 : 전단 반응부
23 : 개질 가스 유입관부 30 : 연소 가스 배출관부재
31 : 제 1 연소 가스 배출관부 32 : 제 2 연소 가스 배출관부
40 : 연료 가스 공급관부재 41 : 제 1 가스 공급관부
42 : 제 2 가스 공급관부 43 : 제 3 가스 공급관부
50 : 물 공급부재 60 : 물 공급관부재
70 : 가스 가열기 80 : 메쉬부재
90 : 오리피스부

Claims (13)

  1. 버너부로 연료 가스를 가열하여 개질하는 개질기와;
    상기 개질기의 상부에 설치되며 상기 개질기에서 개질된 개질 가스 내의 일산화탄소를 제거하는 CO 변성 반응기와;
    상기 개질기의 버너부에서 발생된 연소 가스를 상기 개질기의 외측 및 상기 CO 변성기의 외측을 지나서 배출되게 하는 연소 가스 배출관부재와;
    상기 CO 변성 반응기 내부를 통과하여 상기 개질기 내로 연료 가스를 공급하는 연료 가스 공급관부재와;
    상기 CO 변성 반응기의 외측에서 상기 연료 가스 배출관부재에 접촉되게 구비되며 상기 연료 가스 배출관부재를 통과하는 연소 가스의 열을 전달받는 물 공급부재와;
    상기 물 공급부재와 상기 연료 가스 공급관부재를 연결하여 상기 물 공급관부재의 물을 상기 연료 가스 공급관부재로 공급하는 물 공급관부재를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연소 가스 배출관부재의 내부에 삽입되는 금속 재질의 메쉬부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 공급부재는 상기 CO 변성 반응기의 외측을 감싸는 상기 연소 가스 배출관부재를 감싸는 중공의 원통형으로 형성되며, 높이 차이를 가지고 이격되게 구획부가 내부에 구비되어 복수의 층으로 구분되고 서로 연통된 유로를 형성한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 층으로 구분된 유로는 연통되는 위치가 서로 반대 방향에 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 가스 공급관부재와 상기 물 공급관부재의 연결부분에 구비되는 오리피스부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 공급관부재는 상기 연료 가스가 상기 CO 변성 반응기 내에 유입되기 전의 상기 연료 가스 공급관부재의 위치에서 연결되어 물을 상기 연료 가스 공급관부재의 내부로 유입시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개질기는,
    연소하여 상부로 화염을 발생시키는 버너부와;
    상기 버너부의 상부에서 버너부의 상부를 감싸는 형상을 가지며 상기 연료 가스 공급관부재와 연결되어 연료 가스를 공급받아 개질하고 개질된 개질 가스를 상부 측으로 배출하는 개질부와;
    상기 개질부의 상부 및 상기 개질부의 측면을 이격되게 감싸 상기 개질부의 외측으로 열 회수 층을 형성하는 단열부와;
    상기 단열부의 외측 둘레에 구비되며 상기 CO 변성 반응기로 연결되어 상기 CO 변성 반응기 측으로 개질 가스를 배출시키는 개질 가스 배출관부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 CO 변성 반응기는,
    상기 단열부재의 상부 중앙에 배치되며 상부에 개질 가스를 배출하는 배출구가 형성된 후단 반응부와;
    상기 후단 반응부를 이격되게 감싸며 이격된 사이로 상기 연료 가스 공급관부재로 배치되어 상기 후단 반응부와 구분되는 전단 반응부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 CO 변성 반응기의 내부에 유입된 개질 가스를 가열하는 가스 가열기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가스 가열기는,
    상기 CO 변성 반응기의 외측에 구비되는 제 1 전열부와;
    상기 CO변성 반응기 내부에 배치되어 상기 CO 변성 반응기 내부를 통과하는 상기 연료 가스 공급관부재를 가열하는 제 2 전열부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 연료 가스 공급관부재는 상기 CO 변성 반응기 내부를 통과하는 제 1 가스 공급관부와;
    상기 CO 변성 반응기의 외측에 구비되어 상기 개질기에서 배출된 개질 가스를 상기 CO 변성 반응기의 내부로 유입시키는 개질 가스 유입관부의 외측에 구비되는 제 2 가스 공급관부와;
    상기 개질 가스 배출관부의 외측에 구비되고 상단부가 상기 제 2 가스 공급관부에 연결되고 하단부가 상기 개질부의 하부 측으로 연결되는 제 3 가스 공급관부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 연소 가스 배출관부재는,
    상기 제 3 가스 공급관부의 외측에 구비되며 상기 개질부의 안쪽에서 상기 버너부의 연소에 의해 발생된 연소 가스를 배출하는 제 1 연소 가스 배출관부와;
    상기 제 1 연소 가스 배출관부의 상부로 연결되며 상기 제 2 가스 공급관부의 외측에 구비되는 제 2 연소 가스 배출관부를 포함한 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 1 연소 가스 배출관부와 상기 제 3 가스 공급관부와, 상기 개질 가스 배출관부는 상기 개질기의 외측에서 3중 열교환 구조를 가지며,
    상기 제 2 연소 가스 배출관부와 상기 제2 가스 공급관부와 상기 개질 가스 유입관부는 상기 CO 변성 반응기의 외측에서 3중 열교환 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 연료 변환 장치.
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