KR20230036984A - Two-piece burner housing for fuel reformer and fuel reformer including the burner housing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 개질기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 신규한 구조의 개질기 버너용 하우징 및 이를 구비하는 개질기에 관한 것이다. The present invention relates to a reformer, and more particularly, to a reformer burner housing having a novel structure and a reformer having the same.
최근 에너지의 대량 소비에 따른 에너지 자원의 고갈이나 환경 문제로 인해 새로운 에너지 발전 방안으로서 연료전지 시스템이 널리 이용되고 있다. 연료전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 전해질로 구성되고 양극에서는 연료가 산화되고 음극에서는 산소가 환원되어 전기를 생산할 수 있으며, 양극에는 수소나 연료 개질기에 의해 메탄올, 가솔린, 천연가스, 프로판 등의 연료를 개질한 개질 가스가 공급되고 있다.Recently, a fuel cell system is widely used as a new energy generation method due to depletion of energy resources due to large consumption of energy or environmental problems. A fuel cell consists of an anode, a cathode, and an electrolyte interposed between the anode and the cathode. Fuel is oxidized at the anode and oxygen is reduced at the cathode to produce electricity. At the anode, hydrogen or methanol, gasoline, natural A reformed gas obtained by reforming a fuel such as gas or propane is supplied.
연료 개질기에서 메탄올, 가솔린, 천연가스, 프로판 등의 개질 연료가 일으키는 반응은 흡열 반응이며 그 때문에 연료의 개질 반응을 촉진하기 위해 일반적인 개질기에는 버너 등의 연소 장치가 열원으로서 부착되어 있다. A reaction caused by reformed fuel such as methanol, gasoline, natural gas, and propane in a fuel reformer is an endothermic reaction. Therefore, a combustion device such as a burner is attached to a general reformer as a heat source to promote a reforming reaction of fuel.
이와 관련하여 도1은 종래 개질기의 예시적 단면 구조를 도시하였는데, 측면판(11)과 상판(12)에 의해 연소영역(S)을 정의하는 하우징이 형성되고 그 아래쪽에 버너(20)가 설치된다. 측면판(11)의 외측에는 하나 이상의 격벽(14,15)이 동심원을 이루며 설치되어 개질 연료가 이동하는 통로를 형성하며, 개질 연료는 유입구(31)를 통해 이 통로를 통해 이송되면서 버너(20)의 연소에 의한 열에너지의 흡수 및 촉매(도시 생략)에 의해 개질 반응을 하고 그 후 배출구(32)를 통해 배출된다. In this regard, FIG. 1 shows an exemplary cross-sectional structure of a conventional reformer. A housing defining a combustion region S is formed by
일반적으로 측면판(11), 상판(12), 및 하판(13) 등으로 이루어진 하우징은 한번에 일체로 가공하는 것이 가장 바람직하겠지만 일체형 가공이 사실상 불가능하므로 원통의 측면판(11)과 원판 형상의 상판(12) 및 디스크 형상의 하판(13)을 각각 제작하고 각 부재를 맞대어 용접 부위(W)를 용접하여 제작한다. In general, it is most preferable to process a housing made of the
그런데 버너(20)는 연료 개질을 위해 대략 섭씨 700도 내지 1000도의 고온으로 연소하며 연소 영역(S)을 정의하는 상판(12)과 측면판(11) 등은 이러한 고온으로 유지되는데 상판(12)과 측면판(11)이 접하는 모서리 영역과 측면판(11)과 하판(13)이 접하는 모서리 영역인 용접 부위(W)에서 열 집중이 발생한다. 더욱이 일반적으로 측면판(11)은 1~2mm의 두께이고 상판(12)은 3~6mm의 두께를 갖는 등 측면판(11), 상판(12), 및 하판(13)의 두께 차이에 따른 열팽창 정도가 다른데 개질기가 항상 운전하는 것이 아니라 수시로 온/오프를 반복하기 때문에 용접 부위(W)가 고온의 열 집중 및 수축과 팽창의 반복으로 인해 변형되거나 크랙이 발생하는 문제가 있다. However, the
한편 도2는 종래 개질기의 제작 방법을 도시하였는데, 우선 도2(a)에 도시한 것처럼 측면판(11)의 상부와 하부에 각각 상판(12)과 하판(13)을 용접으로 부착하여 하우징을 제작한다. 이 때 상판(12) 중에서 측면판(11)과 동일한 직경을 갖는 원판 형상의 중앙 상판(12a)을 측면판(11)에 먼저 부착한다. 다음으로 도2(b)에 도시한 것처럼 디스크 형상의 주변 상판(12b)에 하나 이상의 격벽(14,15)을 설치하고 그 후 도2(a)에서 제작한 하우징을 삽입하고, 도2(c)에 도시한 것처럼 측면판(11)과 주변 상판(12b)을 다시 용접하여 개질기를 제작한다. Meanwhile, FIG. 2 shows a manufacturing method of a conventional reformer. First, as shown in FIG. produce At this time, among the
즉 종래 개질기의 경우 상판(12)이 원판 형상의 중앙 상판(12a)과 디스크 형상의 주변 상판(12b)으로 나뉘어져 있어 하우징을 제작할 때 용접 횟수가 많으며, 또한 도2(a)에서 제작한 하우징을 나중에 격벽(14) 내부로 삽입하여 용접하기 때문에 측면판(11)과 격벽(14,15) 사이에 확산판과 같은 다른 부재를 위치시켜 설치하기가 곤란한 문제가 있다. That is, in the case of the conventional reformer, since the
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 개질기 버너용 하우징을 구성하는 상판과 측면판을 주조에 의해 일체로 형성한 하우징 본체 및 디스크 형상의 하판을 상기 측면판의 하단부에 용접에 의해 결합하여 2-피스의 개질기 버너용 하우징을 제작함으로써 부품수 및 용접 개소를 줄여 작업 시간과 비용을 절감할 수 있고, 또한 용접 부위가 개질기 버너용 하우징의 모서리에서 벗어나도록 하여 하우징의 모서리에 열 집중이 가해지더라도 모서리 부위의 열 변형이나 크랙을 방지할 수 있는 개질기 버너용 하우징을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems described above, and a housing body in which an upper plate and a side plate constituting a housing for a reformer burner are integrally formed by casting and a disk-shaped lower plate are welded to the lower end of the side plate. By manufacturing a two-piece reformer burner housing, the number of parts and welding parts can be reduced to reduce work time and cost. Also, by moving the welding part away from the corner of the reformer burner housing, it is possible to An object of the present invention is to provide a housing for a reformer burner capable of preventing thermal deformation or cracking of corners even when heat concentration is applied.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개질기 버너용 하우징으로서, 버너의 연소영역의 측면을 정의하는 원통 형상의 측면판과 연소영역의 상부를 정의하는 원판 형상의 상판이 일체로 구성된 하우징 본체; 및 상기 측면판의 하단부에 결합되는 디스크 형상의 하판;을 포함하고, 상기 측면판은 상기 상판의 직경보다 작은 직경이고 상기 상판의 하부면에서 하방으로 소정 길이 연장 형성된 개질기 버너용 하우징을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a reformer burner housing includes: a housing body integrally formed with a cylindrical side plate defining a side surface of a combustion region of a burner and a disk-shaped top plate defining an upper portion of the combustion region; and a disc-shaped lower plate coupled to the lower end of the side plate, wherein the side plate has a diameter smaller than that of the upper plate and extends downward from the lower surface of the upper plate by a predetermined length.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개질기 버너용 하우징을 구성하는 상판과 측면판을 주조에 의해 일체의 형성하고 디스크 형상의 하판을 상기 측면판의 하단부에 용접에 의해 결합하여 2-피스 구조의 개질기 버너용 하우징을 제작함으로써 부품수 및 용접 개소를 줄여 작업 시간과 비용을 절감하고 하우징의 강성을 증가시켜 크랙 발생을 억제할 수 있는 기술적 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, the upper plate and the side plate constituting the reformer burner housing are integrally formed by casting, and the disk-shaped lower plate is welded to the lower end of the side plate to form a two-piece reformer. By manufacturing a housing for a burner, there is a technical effect of reducing the number of parts and welding places, reducing working time and cost, and suppressing cracks by increasing the rigidity of the housing.
또한 본 발명에 따르면 용접 부위가 개질기 버너용 하우징의 모서리에서 벗어나도록 하여 하우징의 모서리에 열 집중이 가해지더라도 모서리 부위의 열 변형이나 크랙을 방지할 수 있다. In addition, according to the present invention, even if heat concentration is applied to the corner of the housing, thermal deformation or cracking of the corner can be prevented by allowing the welded portion to deviate from the corner of the reformer burner housing.
도1은 종래 개질기의 예시적 구성을 설명하는 도면,
도2는 종래 개질기의 제작 방법을 설명하는 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질기의 개략적인 단면도,
도4는 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징의 사시도,
도5는 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징의 분해 사시도,
도6은 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징의 상판을 설명하는 도면,
도7은 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징의 하판을 설명하는 도면,
도8은 일 실시예에 따른 개질기의 제작 방법을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an exemplary configuration of a conventional reformer;
2 is a view explaining a manufacturing method of a conventional reformer;
3 is a schematic cross-sectional view of a reformer according to an embodiment of the present invention;
4 is a perspective view of a housing for a reformer burner according to an embodiment;
5 is an exploded perspective view of a housing for a reformer burner according to an embodiment;
6 is a view explaining an upper plate of a housing for a reformer burner according to an embodiment;
7 is a view explaining a lower plate of a housing for a reformer burner according to an embodiment;
8 is a view for explaining a method of manufacturing a reformer according to an embodiment.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서 구성요소간 위치 관계를 설명하기 위해 '상부', '하부', '좌측', '우측', '전방', '후방' 등과 같이 위치나 방향을 나타내는 용어는 절대적 기준으로서의 위치나 방향을 의미하지 않을 수 있으며 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 또는 해당 구성요소를 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현일 수 있다. In this specification, terms indicating positions or directions, such as 'upper', 'lower', 'left', 'right', 'front', 'rear', etc., to describe the positional relationship between components, are positions or directions as absolute standards. It may not mean, and when the present invention is described with reference to each drawing, it may be a relative expression used for convenience of description based on the drawing or the corresponding component.
본 명세서에서 어떤 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)된다고 언급하는 경우 그것은 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 직접적으로 연결되거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소를 개재하여 간접적으로 연결되는 것을 의미한다. In this specification, when an element (A) is referred to as being connected (or coupled, fastened, attached, etc.) to another element (B), it means that the element (A) is directly connected to the other element (B), or It means that they are connected indirectly through a third component between them.
본 명세서의 도면들에 있어서 구성요소들의 길이, 두께, 또는 넓이는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이며 어느 한 구성요소와 다른 구성요소의 상대적 크기도 구체적 실시예에 따라 달라질 수 있다. In the drawings of this specification, the length, thickness, or width of components are exaggerated for effective description of technical content, and the relative size of one component and another component may also vary depending on specific embodiments.
본 명세서에서 구성요소의 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~를 포함한다', '~로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다' 라는 표현은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In this specification, the singular form of a component also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. The expressions 'comprises', 'consists of', and 'consists of' used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. The present invention will be described in detail with reference to the following drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been prepared to more specifically describe the invention and aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not greatly related to the invention are not described in order to prevent confusion in describing the present invention.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질기의 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a reformer according to an embodiment of the present invention.
도3을 참조하면, 일 실시예에 따른 개질기는 케이스(10) 및 케이스의 하부에 설치된 버너(20)를 포함할 수 있다. 케이스(10)는 내부에 버너용 하우징 및 이를 둘러싸는 하나 이상의 격벽(140,150)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , a reformer according to an embodiment may include a
일 실시예에서 버너용 하우징은 하우징 본체(100)와 하판(130)의 2-피스 구조로 구성되고 하우징 본체(100)는 상판(120)과 측면판(110)을 포함할 수 있다. 하우징 본체(100)는 버너(20)에 의해 연소되는 연소 영역(S)을 정의할 수 있으며, 예컨대 측면판(110)은 연소 영역(S)의 측면을 정의하고 상판(120)은 연소 영역(S)의 상부를 정의할 수 있다. In one embodiment, the burner housing has a two-piece structure of a
측면판(110)은 통 형상이며 예컨대 원통 형상일 수 있다. 상판(120)은 디스크 형상의 판재일 수 있고, 바람직하게는 측면판(110)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원판 형상일 수 있다. 하우징 본체(100)를 구성하는 측면판(110)과 상판(120)은 일체로 형성된다. 예를 들어 하우징 본체(100)는 주조 방식으로 제작된 후 선삭 가공될 수 있다. 따라서 하우징 본체(100)의 제작시 용접이 필요 없으며 측면판(110)과 상판(120) 사이의 연결 부위도 강성을 가지므로 열 집중에 의한 변형이나 크랙을 근원적으로 방지할 수 있다. The
하판(130)은 중앙에 관통부가 형성된 디스크 형상의 판재일 수 있고, 상판(120)의 직경과 같거나 그보다 더 큰 직경을 갖는 원판 형상일 수 있다. The
측면판(110)의 외측에는 하나 이상의 격벽(140,150)이 설치될 수 있다. 도시한 실시예에서 제1 격벽(140)은 측면판(110)을 둘러싸는 동심원 형상의 부재이고, 제2 격벽(150)은 제1 격벽(140)을 둘러싸는 동심원 형상의 부재이며, 이에 따라 측면판(110)과 제1 격벽(140) 사이에 제1 이격 공간이 형성되고 제1 격벽(140)과 제2 격벽(150) 사이에 제2 이격 공간이 형성된다. One or
일 실시예에서 개질기는 제1 이격 공간으로 개질 연료를 주입하기 위한 유입구(101) 및 제2 이격 공간으로부터 개질 연료를 배출하기 위한 배출구(102)를 포함하며, 제1 이격 공간과 제2 이격 공간은 서로 연통하고 있다. 따라서 도3에 화살표로 표시한 것처럼, 개질 연료가 유입구(101)를 통해 개질기 내부로 유입된 후 제1 이격 공간과 제2 이격 공간을 거쳐 배출구(102)로 배출된다. In one embodiment, the reformer includes an
제1 이격 공간 및/또는 제2 이격 공간에는 적어도 부분적으로 촉매가 채워진다. 일 실시예에서 촉매는 금속 촉매와 이를 담지하는 담체 또는 지지체로 구성될 수 있고, 개질 연료의 개질 반응을 촉진시킨다. The first spaced space and/or the second spaced space are at least partially filled with a catalyst. In one embodiment, the catalyst may be composed of a metal catalyst and a carrier or support supporting the metal catalyst, and promotes a reforming reaction of reformed fuel.
이러한 구성에 의하면, 버너(20)에 의해 연소 영역(S)이 예컨대 섭씨 700도 내지 1000도로 가열되는 상태에서 개질 연료가 유입구(101)로 유입되고, 개질 연료가 제1 이격 공간과 제2 이격 공간을 통과하면서 촉매에 의한 개질 반응이 촉진되어 수소 및 이산화탄소, 일산화탄소 등으로 분해된 후 배출구(102)로 배출될 수 있다. According to this configuration, the reformed fuel is introduced into the
또한 도시한 실시예에서 개질기는 제1 격벽(140)의 상단부에 제1 격벽(140)과 측면판(110)에 지지되는 확산판(170)을 더 포함할 수 있다. 확산판(170)은 중앙에 관통부가 형성된 디스크 형상의 판재로서, 표면에 다수의 관통구가 있는 다공 구조를 가진다. 따라서 개질 연료가 제1 이격 공간에서 제2 이격 공간으로 이송될 때 확산판(170)의 다공 구조를 통과하여 이송되면서 개질 연료가 확산하고 서로 잘 혼합되도록 하여 개질 반응을 촉진할 뿐만 아니라 촉매가 다른 격벽으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. In the illustrated embodiment, the reformer may further include a
한편 도시한 실시예에서는 측면판(110) 외측에 2개의 격벽(140,150)을 갖는 것으로 도시하였고 유입구(101)와 배출구(102)가 케이스(100)의 아래쪽에 위치하는 것으로 도시하였지만 이는 개질기의 예시적 구성일 뿐이며 격벽(140,150)의 개수나 형상 및 유입구(101)와 배출구(102)의 위치 등은 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in the illustrated embodiment, it is shown to have two
이제 도4 내지 도7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징(이하 간단히 “하우징”이라고도 함)에 대해 설명하기로 한다. Now, a reformer burner housing (hereinafter, simply referred to as “housing”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7 .
도4와 도5는 각각 일 실시예에 따른 개질기 버너용 하우징의 사시도 및 분해 사시도이고 도6과 도7은 각각 개질기 버너용 하우징의 상판과 하판을 설명하는 도면이다. 4 and 5 are a perspective view and an exploded perspective view of a housing for a reformer burner according to an embodiment, and FIGS. 6 and 7 are views illustrating upper and lower plates of the housing for a reformer burner, respectively.
도4 내지 도7을 참조하면, 일 실시예의 개질기 버너용 하우징은 측면판(110)과 상판(120)으로 이루어진 하우징 본체(100) 및 하판(130)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 4 to 7 , a reformer burner housing according to an embodiment may include a
측면판(110)은 개질기의 연소영역(S)의 측면을 정의하는 통형상의 부재이고, 바람직하게는 원통 형상일 수 있다. 측면판(110)은 내열성이 강한 금속 또는 합금을 제조될 수 있고, 일 실시예에서 스테인리스 스틸로 구성된다. The
상판(120)은 연소영역(S)의 상부를 정의하는 판재 형상의 부재이고, 바람직하게는 원판 형상일 수 있다. 상판(120)은 주조 방식에 의해 측면판(110)과 일체로 형성되며 스테인리스 스틸 등 내열성이 강한 금속 또는 합금으로 구성된다. The
도시한 실시예에서 상판(120)은 측면판(110) 보다 큰 직경을 가진다. 상판(120)에는 하나 이상의 제1 관통구(125)와 하나 이상의 제2 관통구(126)가 형성될 수 있고, 제1 관통구(125)는 촉매를 주입하기 위한 용도로 사용되고 제2 관통구(126)는 온도센서를 삽입하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 제1 및 제2 관통구(125,126)의 형성 위치나 개수는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. In the illustrated embodiment, the
측면판(110)은 내부에 내부 공간(115)을 가지며 이 내부 공간(115)이 연소 영역(S)이 된다. 내부 공간(115)의 측면은 측면판(110)에 의해 정의되고 하부는 개방되어 있다. 내부 공간(115)의 상부는 상판(120)에 의해 막혀 있되, 경우에 따라 제1 관통구(125) 및/또는 제2 관통구(126)에 의해 부분적으로 외부와 연통할 수 있다. The
일 실시예에서 상판(120)과 측면판(110)이 만나는 모서리 부위(즉, 절곡 부위)에는 라운드 처리가 될 수 있다. 즉 도6(a)에 도시한 것처럼 측면판(110)의 내측 상단부와 상판(120)의 하부면이 만나는 지점 및 측면판(110)의 외측 상단부와 상판(120)의 하부면이 만나는 지점을 완만한 곡면으로 가공 처리하여 라운드 형상(R1)을 만들 수 있으며, 이에 따라 상판(120)과 측면판(110) 사이의 강성을 증가시킬 수 있다. 상판(120)과 측면판(110)이 만나는 모서리 부위가 개질기 운전시 열 집중을 받아 변형 가능성이 큰 영역이지만 본 발명과 같이 모서리 부위를 라운드 형상(R1)으로 구성함으로써 강성을 증가시켜 열 변형을 방지할 수 있다. In one embodiment, a corner portion (ie, a bent portion) where the
또한 일 실시예에서 상판(120)의 둘레를 따라 단차부를 형성하여 하우징의 제조 용이성을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여 도6(b)는 도6(a)에 표시한 A 영역을 확대하여 개략적으로 도시한 것으로, 상판(120)의 하부면의 둘레를 따라 단차부(121a,121b)가 형성되어 있다. 즉 상판(120)의 하부면의 일부 두께를 상판(120)의 상부 영역의 직경보다 약간 작게(예를 들어 1mm) 가공하여 수평면(121a)과 수직면(121b)을 갖는 단차부를 형성할 수 있다. In addition, in one embodiment, the ease of manufacture of the housing may be improved by forming a stepped portion along the circumference of the
이와 같이 단차부를 형성함으로써 상판(120)에 격벽을 접합하는 공정의 편의성을 높일 수 있다. 즉 도6(b)에 도시한 것처럼 예컨대 상판(120)에 제2 격벽(150)을 접합해야 하는 경우, 제2 격벽(150)의 상단부를 상판(120)의 단차부의 수평면(121a)과 수직면(121b)에 밀착시켜 제2 격벽(150)의 위치를 쉽게 고정시킬 수 있으며 이렇게 고정된 상태로 이 부위를 용접하여 제2 격벽(150)을 상판(120)에 접합시킬 수 있으므로 접합 공정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다. By forming the stepped portion in this way, the convenience of the process of bonding the barrier rib to the
도7(a)를 참조하면, 하판(130)은 측면판(110)의 하단부와 결합되는 판재 형상의 부재이고, 바람직하게는 중앙에 관통부(135)가 형성된 디스크 형상일 수 있다. 하판(130)도 스테인리스 스틸 등 내열성이 강한 금속 또는 합금으로 구성될 수 있다. 하판(130)의 관통부(135)는 측면판(110)과 동일한 내경을 가질 수 있다. Referring to Figure 7 (a), the
도시한 실시예에서 하판(130)은 디스크 형상의 하판 본체(131) 및 상기 하판 본체(131)와 일체로 형성되고 하판 본체(131)의 상부면에서 상방으로 절곡되어 돌출한 돌출부(132)로 구성된다. 하판 본체(131)는 상판과 동일 또는 그보다 더 큰 직경을 가진다. 하판 본체(131)에서 상방으로 돌출 형성된 돌출부(132)는 링(ring) 형상을 가진다. 링 형상의 돌출부(132)는 측면판(110)의 하단부와 결합되며, 따라서 돌출부(132)의 직경과 두께는 각각 측면판(110)의 직경 및 두께와 각각 동일한 것이 바람직하다. In the illustrated embodiment, the
돌출부(132)의 높이, 즉 돌출부(132)가 하판 본체(131)의 상부면에서 상방으로 돌출한 높이는 예컨대 10mm 일 수 있지만 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 돌출부(132)의 높이가 낮으면 하판 본체(131)와 돌출부(132)가 만나는 모서리 부위에 가깝게 용접이 이루어지므로 개질기 운전시 이 용접 부위(도4의 W)에 열 집중이 일어나 변형이 발생할 수 있으며, 돌출부(132) 높이가 너무 높으면 하판(130)의 가공 시간과 비용이 증가하는 문제가 있다. The height of the
하판(130)의 돌출부(132)의 상단부와 측면판(110)의 하단부는 용접 등의 공지의 방법에 의해 일체로 접합된다. 도3과 도4에 도시한 것처럼 측면판(110)과 하판(130)을 맞대고 돌출부(132)의 상단부와 측면판(110)의 하단부 사이의 용접 부위(W)를 따라 용접하여 접합할 수 있다. The upper end of the
일 실시예에서 하판(130)의 하판 본체(131)와 돌출부(132)가 만나는 모서리 부위(즉, 절곡 부위)에도 라운드 처리가 될 수 있다. 즉 도7(a)에 도시한 것처럼 돌출부(132)의 외측 하단부와 하판 본체(131)의 상부면이 만나는 지점을 완만한 곡면으로 가공 처리하여 라운드 형상(R2)을 만들 수 있으며, 따라서 하판 본체(131)와 돌출부(132) 사이의 강성을 증가시킬 수 있어 개질기 운전시 모서리 부위의 열 집중을 받더라도 변형을 방지할 수 있다. In one embodiment, a corner of the
또한 일 실시예에서 하판(130)의 둘레를 따라 단차부를 형성하여 하우징의 제조 용이성을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여 도7(b)는 도7(a)에 표시한 B 영역을 확대하여 개략적으로 도시한 것으로, 하판 본체(131)의 하부면의 둘레를 따라 단차부(131a,131b)가 형성되어 있다. 즉 하판 본체(131)의 하부면의 일부 두께를 하판 본체(131)의 직경보다 약간 작게(예를 들어 1mm) 가공하여 수평면(131a)과 수직면(131b)을 갖는 단차부를 형성할 수 있다. In addition, in one embodiment, the ease of manufacture of the housing may be improved by forming a stepped portion along the circumference of the
이와 같이 단차부를 형성함으로써 하판(130)에 격벽을 접합하는 공정의 편의성을 높일 수 있다. 즉 도7(b)에 도시한 것처럼 예컨대 하판(130)에 임의의 격벽(160)을 접합해야 하는 경우, 이 격벽(160)의 하단부를 하판(130)의 단차부의 수평면(131a)과 수직면(131b)에 밀착시켜 격벽(160)의 위치를 쉽게 고정시킬 수 있으며 이렇게 고정된 상태로 이 부위를 용접하여 격벽(160)을 하판(130)에 접합시킬 수 있으므로 접합 공정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다. By forming the stepped portion in this way, the convenience of the process of bonding the barrier rib to the
도8은 일 실시예에 따른 개질기의 제작 방법을 설명하는 도면이다. 8 is a view for explaining a method of manufacturing a reformer according to an embodiment.
도8을 참조하면, 우선 도8(a)에서 하우징 본체(100)를 제작한다. 즉 측면판(110)과 상판(120)이 일체로 구성된 하우징 본체(100)를 주조 방식에 의해 제작한 후 선삭 가공하여 하우징 본체(100)를 하우징을 제작할 수 있다. Referring to FIG. 8, first, the
그 후 도8(b)에 도시한 것처럼 측면판(110)을 둘러싸는 하나 이상의 격벽들을 하우징 본체(100)에 부착한다. 예컨대 도시한 실시예에서 제1 격벽(140)과 제2 격벽(150)을 순차적으로 하우징 본체(100)에 부착하여 고정시킬 수 있다. 이 때 제2 격벽(150)은 상술한 것처럼 상판(120)에 용접 등의 방식으로 접합시킬 수 있고, 제1 격벽(140)도 용접 등의 방법으로 하우징에 결합시킬 수 있다. 도면에는 제1 격벽(140)과 하우징의 결합 부위를 명시하지 않았지만 예컨대 스페이서 등의 보조 부재를 사용하는 등의 방식으로 제1 격벽(140)을 하우징에 부착할 수 있다. Then, as shown in FIG. 8(b), one or more partition walls surrounding the
또한 격벽들을 하우징에 부착할 때 확산판(170) 등 격벽 사이에 위치시킬 부재들도 이 단계에서 부착시킬 수 있다. 예를 들어 확산판(170)의 경우, 확산판(170)을 측면판(110)에 끼워서 도8(b)에 도시한 위치까지 위로 이동시킨 후 스팟 용접 등에 의해 확산판(170)을 측면판(110)의 외측면에 접합할 수 있다. 그 외에 예컨대 유입구(101) 및/또는 배출구(102) 등의 부재도 이 단계에서 하우징에 접합하여 고정시킬 수 있다. In addition, when attaching the barrier ribs to the housing, members to be placed between the barrier ribs, such as the
그 후 도8(c)에 도시한 것처럼 하판(130)을 측면판(110)의 하단부에 맞대어 용접 부위(W)를 따라 용접함으로써 개질기를 제작할 수 있다. 즉 하판(130)의 직경이 상판(120)이나 격벽(140,150)의 직경보다 크기 때문에 격벽을 하우징에 설치하고 확산판(170) 등 격벽 내에 위치하는 부재들을 설치한 후 하판(130)을 가장 나중에 부착한다. 따라서 도2에서 설명한 종래의 제작 방법과 비교할 때 확산판(170) 등 격벽 내에 설치하는 부재들을 먼저 정확한 위치에 설치한 후 마지막으로 하판(130)을 덮어서 접합하기 때문에 격벽 내 부재들의 설치 편의성을 높일 수 있다. After that, as shown in FIG. 8(c), the reformer can be manufactured by welding the
또한 하우징 제작시 도2의 종래 방식에서는 측면판(11)과 중앙 상판(12a) 사이의 1차 용접, 측면판(11)과 하판(13) 사이의 2차 용접, 및 측면판(11)과 주변 상판(12b) 사이의 3차 용접이 필요하였지만, 본 발명에 따르면 측면판(110)과 상판(120)은 주조에 의해 일체로 형성되므로 하우징 본체(100)의 제작 시에는 용접이 필요없고 측면판(110)과 하판(130) 사이의 용접 부위(W)의 한번의 용접만으로 개질기 버너용 하우징을 제작할 수 있으므로 용접 횟수를 대폭 줄여서 제작 시간과 비용을 감소시킬 수 있다. In addition, in the conventional method of FIG. 2 when manufacturing the housing, the primary welding between the
그러므로 본 발명의 실시예에 의하면, 종래 개질기 버너용 하우징의 상판(120)과 측면판(110) 사이의 모서리에 열 집중 현상으로 발생하던 용접부 크랙 발생을 근본적으로 방지할 수 있다. 또한 상판(120)과 측면판(110)이 만나는 모서리 부위에 라운드부(R1)를 형성하여 열 집중 현상을 완화시켜 하우징 본체(100)의 내구성 및 안정성 증대할 수 있다. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to fundamentally prevent the occurrence of cracks in the welding part caused by heat concentration at the corner between the
특히 종래에는 봉강을 선삭 가공하여 상판(120)을 만들고 판재 재료를 구부리고 용접하여 통 형상의 측면판(110)을 만든 후 이를 용접하여 하우징 본체(100)를 형성하였기 때문에 원재료 소모량이 크고 제작 시간이 많이 소요되었지만, 본 발명에서는 하우징 본체(100)를 구성하는 측면판(110)과 상판(120)을 주조 방식으로 일체로 형성하고 선삭 가공에 의해 마감하여 제작하기 때문에 원재료 소모량을 감소하여 원가절감 및 제작 시간 절감 효과가 있고 종래 방식에 비해 대량생산이 용이한 이점이 있다. In particular, in the prior art, since the
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that various modifications and variations are possible from the description of this specification. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.
10: 케이스
20: 버너
100: 하우징 본체
110: 측면판
120: 상판
130: 하판
140, 150: 격벽
170: 확산판10: case
20: burner
100: housing body
110: side plate
120: top plate
130: lower plate
140, 150: bulkhead
170: diffusion plate
Claims (5)
버너의 연소영역의 측면을 정의하는 원통 형상의 측면판(110)과 연소영역의 상부를 정의하는 원판 형상의 상판(120)이 일체로 구성된 하우징 본체(100); 및
상기 측면판(110)의 하단부에 결합되는 디스크 형상의 하판(130);을 포함하고,
상기 측면판은 상기 상판의 직경보다 작은 직경이고 상기 상판의 하부면에서 하방으로 소정 길이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 개질기 버너용 하우징. As a housing for a reformer burner,
A housing body 100 integrally formed with a cylindrical side plate 110 defining a side surface of a combustion region of a burner and a disk-shaped top plate 120 defining an upper portion of the combustion region; and
A disk-shaped lower plate 130 coupled to the lower end of the side plate 110; includes,
The side plate is a housing for a reformer burner, characterized in that the diameter is smaller than the diameter of the upper plate and extended downward from the lower surface of the upper plate by a predetermined length.
상기 하우징 본체(100)는 주조방식에 의해 상기 측면판(110)과 상판(120)이 일체로 형성되고,
상기 하판(130)이 상기 측면판(110)의 하단부에 용접 결합된 것을 특징으로 하는 개질기 버너용 하우징. According to claim 1,
In the housing body 100, the side plate 110 and the top plate 120 are integrally formed by a casting method,
A housing for a reformer burner, characterized in that the lower plate 130 is welded to the lower end of the side plate 110.
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