WO2021071274A1 - Combustion device - Google Patents

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WO2021071274A1
WO2021071274A1 PCT/KR2020/013721 KR2020013721W WO2021071274A1 WO 2021071274 A1 WO2021071274 A1 WO 2021071274A1 KR 2020013721 W KR2020013721 W KR 2020013721W WO 2021071274 A1 WO2021071274 A1 WO 2021071274A1
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air
combustion
fuel
gas
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PCT/KR2020/013721
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김형식
이현찬
한자령
박진모
김요한
신재은
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한국가스공사
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Definitions

  • the present invention relates to a combustion device used in a reformer for producing hydrogen using natural gas, and in particular, in a system in which the interior of a combustion furnace must be maintained at a high temperature, spontaneous ignition inside the combustion device is caused by the phenomenon that the combustion device is heated together. It relates to a combustion device for preventing the occurrence of backfire.
  • a burner is installed inside the reformer to supply the reaction heat required for the SMR (steam methane reforming) reaction that undergoes an extreme endothermic reaction.
  • the atmosphere temperature of the entire reformer is very high, and the maximum temperature may be a very extreme temperature condition that rises up to 800 to 900°C.
  • fuel gas and air which are raw materials for combustion
  • fuel gas and air which are raw materials for combustion
  • backfire may occur due to heating of the burner.
  • combustion may occur inside the burner with premixed air.
  • Korean Patent Registration No. 10-1624359 discloses a technology for "a hydrogen generator using a steam reforming reaction with improved exhaust gas emission”.
  • the present invention relates to a combustion device used in a reformer for producing hydrogen using natural gas, and in particular, in a system in which the interior of a combustion furnace must be maintained at a high temperature, spontaneous ignition inside the combustion device is caused by the phenomenon that the combustion device is heated together. It is to provide a combustion device for preventing the occurrence of backfire.
  • the combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit; A heat insulating portion of a heat insulating material surrounding the outer peripheral surface of the fuel supply pipe; And an air supply pipe surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part, wherein the outer circumferential surface of the heat insulating part and the inner circumferential surface of the air supply pipe are spaced apart from each other to form a first flow path.
  • the combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; And a fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit, wherein the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the fuel supply pipe is an internal supply pipe and , Formed of a double pipe including an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the fuel gas is supplied to the combustion unit through an internal space of the internal supply pipe, and the internal supply Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied to the inside of the reformer through a second flow path formed between the outer circumferential surface of the pipe and the inner circumferential surface of the external supply pipe, and the third air is the lower end of the fuel supply pipe. It may be sprayed in the downward direction of the reformer.
  • the combustion apparatus of the present invention can reduce spontaneous ignition occurring inside the combustion apparatus due to heating of gas inside the combustion apparatus, thereby reducing the stability of combustion, safety of the reforming system, and reduction of material life due to excessive overheating. It can increase the lifespan.
  • the heat flow inside the reformer may be controlled, and in terms of heat supply to the reaction tube, heat may be more intensively sent to the part that needs heating.
  • the combustion apparatus of the present invention cools the local area of the fuel supply pipe adjacent to the combustion part in the reformer by supplying the second air into the reformer through the first flow path, and the combustion gas and flame generated in the combustion part are supplied to the fuel supply pipe. By preventing it from going to the side, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition in the fuel supply piping.
  • the combustion apparatus of the present invention blocks the access of the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, to the fuel supply pipe by the injection of the second air, and the second air acts as a'heat sink' to provide the fuel supply pipe. It can prevent the temperature of higher than the ignition point.
  • the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe, and the third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe through which the fuel gas flows, and the internal supply pipe is the ignition point.
  • the third air is injected so as to push the high-temperature combustion gas generated in the combustion section away from the fuel supply pipe, thereby preventing the fuel supply pipe from being heated by convection.
  • the amount of fuel gas injected from the inside of the combustion unit to the outside at each position of the combustion unit can be controlled so that combustion is evenly performed in the longitudinal direction of the combustion unit.
  • FIG. 1 is a plan view showing a combustion apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
  • Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of Fig. 4.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
  • Fig. 9 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of Fig. 8.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 10.
  • the combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit; A heat insulating portion of a heat insulating material surrounding the outer peripheral surface of the fuel supply pipe; And an air supply pipe surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part, wherein the outer circumferential surface of the heat insulating part and the inner circumferential surface of the air supply pipe may be spaced apart from each other to form a first flow path.
  • the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the combustible gas includes at least one of methane, ethane, propane, butane, pentane, hydrogen, and carbon monoxide, and the first Air may contain oxygen.
  • second air is supplied into the reformer through the first flow path, and the temperature of the second air may be lower than the ignition point of the combustible gas and higher than 20°C.
  • the lower end of the air supply pipe is located higher than the upper end of the combustion unit and further lower than the lower end of the heat insulating unit, and second air is supplied through the first flow path, and the second Air may be guided by an inner circumferential surface of the lower end side of the air supply pipe and injected in a downward direction of the reformer.
  • the fuel supply pipe, the heat insulation part, and the air supply pipe are cylindrical pipes, and cross-sections perpendicular to the longitudinal direction of the fuel supply pipe, the heat insulation part, and the air supply pipe are concentric with each other. It can be.
  • the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe that surrounds the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the inside of the internal supply pipe
  • the fuel gas is supplied to the combustion unit through the space, and the third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas through a second flow path formed by an outer circumferential surface of the internal supply pipe and an inner circumferential surface of the external supply pipe is transferred to the reformer. It is supplied to the inside, and the third air may be injected from a lower end of the fuel supply pipe in a downward direction of the reformer.
  • the upper end of the combustion unit is coupled to the lower end of the internal supply pipe, the lower end of the external supply pipe is located higher than the upper end of the combustion unit, and the third air is generated from the combustion unit. It may be injected to push the high-temperature combustion gas after combustion away from the fuel supply pipe.
  • the upper end of the combustion unit is coupled to the lower end of the external supply pipe, and the third air may be injected so that the lower portion of the fuel supply pipe is maintained at a temperature below the ignition point of the combustible gas.
  • the internal pressure of the internal supply pipe may be higher than the pressure in the second flow path.
  • the combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; And a fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit, wherein the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the fuel supply pipe is an internal supply pipe and , Formed of a double pipe including an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the fuel gas is supplied to the combustion unit through an internal space of the internal supply pipe, and the internal supply Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied to the inside of the reformer through a second flow path formed between the outer circumferential surface of the pipe and the inner circumferential surface of the external supply pipe, and the third air is the lower end of the fuel supply pipe. It may be sprayed in the downward direction of the reformer.
  • the combustion unit may be a cylindrical metal fiber burner.
  • combustion apparatus 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the combustion apparatus 100 of the present invention may be applied to a natural gas reforming hydrogen production system. Specifically, it is installed inside the reformer 20 for the reforming reaction, and may be for supplying heat energy required for the endothermic reaction.
  • the combustion apparatus 100 of the present invention may be installed on the ceiling above the reformer 20 so as to extend to the lower portion of the reformer 20.
  • the combustion apparatus 100 of the present invention extends vertically in the reformer 20 and is connected to the combustion unit 110 for combusting fuel gas and the upper end of the combustion unit 110, and transfers fuel gas to the combustion unit 110.
  • the fuel supply pipe 130 to be supplied, a heat insulating part 150 made of an insulating material surrounding the outer circumferential surface of the fuel supply pipe 130, and an air supply pipe 170 surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part 150 may be included. .
  • the combustion unit 110 may be a cylindrical metal fiber burner.
  • the metal fiber burner has a perforated plate for discharging the premixed fuel gas, and the combustion gas is spread over the entire outer surface of the combustion unit 110 so that combustion is uniform over the entire outer surface of the combustion unit 110.
  • the tree may be formed of a metal mat made of a metallic material. That is, the combustion unit is formed of a frame with a perforated plate so that an inner space to which fuel gas is supplied is formed, a metal mat surrounds the perforated plate, and a flame may be formed on the metal mat.
  • the combustion unit 110 may be installed inside the reformer 20 by being coupled to the fuel supply pipe 130 inserted through the ceiling above the reformer 20.
  • the combustion unit 110 has a shape that extends in the vertical direction (Z-axis direction shown in FIGS. 1 to 11), and the upper end of the combustion unit 110 extends from the ceiling of the reformer 20 and descends. It may be coupled to the lower end of the supply pipe (130).
  • Fuel gas is supplied into the combustion unit 110 through the fuel supply pipe 130, and the fuel gas supplied into the combustion unit 110 passes through the perforated plate of the combustion unit 110 and The combustion gas is ejected to the outside and can be burned by spreading evenly on the outer surface of the combustion unit 110 by the metal mat.
  • the fuel supply pipe 130 may have one end inserted into the reformer 20 through the ceiling of the reformer 20. Inside the reformer 20, the fuel supply pipe 130 extends downward, and the upper end of the combustion unit 110 may be coupled to the lower end of the fuel supply pipe 130. Accordingly, the combustion unit 110 may be installed in a structure suspended from the ceiling of the reformer 20 by the fuel supply pipe 130 in the reformer 20.
  • the fuel gas supplied to the fuel supply pipe 130 may be a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed.
  • the combustible gas is a gas containing a combustible material that can be combusted by combining with oxygen, and may include, for example, one or more of methane, ethane, propane, butane, pentane, hydrogen and carbon monoxide.
  • the first air may be a gas containing oxygen. That is, the fuel gas is a gas containing a combustible material and oxygen, and may be a gas in a state that can be burned immediately when a temperature equal to or higher than the ignition point of the combustible material is reached.
  • the heat insulation unit 150 may be of a cylindrical shape, extends in a direction parallel to the longitudinal direction of the fuel supply pipe 130, surrounds the fuel supply pipe 130, It is possible to prevent heat of the supply pipe 130 from being exchanged with heat such as surrounding structures and fuel gas.
  • the heat insulation part 150 may have a tubular shape, and may have a structure in which the fuel supply pipe 130 is inserted into the heat insulation part 150.
  • the heat insulation unit 150 may be provided through the ceiling of the reformer 20 as shown in FIG. 2, or may be provided only inside the reformer 20 as shown in FIG. 4.
  • the air supply pipe 170 may be a pipe extending in a direction parallel to the length direction of the fuel supply pipe 130.
  • the fuel supply pipe 130, the heat insulation part 150, and the air supply pipe 170 may be cylindrical pipes.
  • the fuel supply pipe 130, the heat insulation part 150, and the air supply pipe 170 may form concentric circles with each other on a cross section perpendicular to the length direction.
  • the air supply pipe 170 may be formed through the ceiling of the reformer 20.
  • the inner diameter of the air supply pipe 170 may be larger than the outer diameter of the heat insulating portion 150 so that a space may be formed between the outer surface of the heat insulating portion 150 and the inner surface of the air supply pipe 170.
  • the combustion apparatus 100 of the present invention may include a first flow path 180 formed by spaced apart an outer circumferential surface of the heat insulating part 150 and an inner circumferential surface of the air supply pipe 170 from each other.
  • the second air may be supplied into the reformer 20 through the first flow path 180.
  • the second air cools the local area of the fuel supply pipe 130 adjacent to the combustion unit 110 in the reformer 20, and the combustion gas and flame generated from the combustion unit 110 are directed toward the fuel supply pipe 130. You can prevent it from heading.
  • the second air may be injected into the reformer 20 at a temperature equal to or higher than room temperature below the ignition point of the combustible gas.
  • the second air may be injected into the reformer at a temperature of 20°C to 400°C.
  • the second air may be supplied at a temperature lower than the ignition point, and may be injected at a temperature higher than room temperature in order to prevent excessive cooling from interfering with combustion in the combustion unit 110.
  • the combustion gas may refer to a high-temperature gas generated after the fuel gas has a temperature equal to or higher than the ignition point on the outer surface of the combustion unit 110 to cause a combustion reaction.
  • a second air injection unit 181 for injecting second air into the air supply pipe 170 may be provided in the air supply pipe 170 located outside the reformer 20.
  • the lower end of the air supply pipe 170 may be positioned higher than the upper end of the combustion unit 110 and further lower than the lower end of the heat insulating unit 150.
  • the second air supplied through the first flow path 180 may be guided by the inner circumferential surface of the lower end side of the air supply pipe 170 and may be sprayed downward of the reformer 20. As the second air is injected downward from the lower end of the first flow path 180, it is possible to prevent the high-temperature combustion gas generated from the outer surface of the combustion unit 110 from rising and heading toward the fuel supply pipe 130. . That is, heat transfer due to convection may be blocked to prevent the fuel supply pipe 130 from being heated above the ignition point.
  • the shape of the lower end of the air supply pipe 170 may be manufactured in various shapes such as a conical shape, a trumpet type, a cylindrical shape, and an uneven shape.
  • the injection direction of the second air may be determined according to the shape of the lower end of the air supply pipe 170, and the flow of the gas inside the reformer 20 may be controlled by controlling the injection direction of the second air. Therefore, heat also moves with the flow of gas, and heat can be concentrated to a region where heat is required to be concentrated.
  • the combustion apparatus 100 of the present invention blocks the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, from accessing the fuel supply pipe 130 by the injection of the second air, and the second air is the'heat sink. By playing the role of', it is possible to prevent the temperature of the fuel supply pipe 130 from rising above the ignition point.
  • the fuel supply pipe 130 may be formed as a double pipe.
  • the fuel supply pipe 130 may be a double pipe including an internal supply pipe 131 and an external supply pipe 133 surrounding the internal supply pipe 131 in a state spaced apart from the internal supply pipe 131. have.
  • Fuel gas is supplied to the combustion unit 110 into the internal space of the internal supply pipe 131, and a second flow path 140 formed as an outer circumferential surface of the internal supply pipe 131 and an inner circumferential surface of the external supply pipe 133 is provided.
  • third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas may be supplied into the reformer 20.
  • the third air is supplied into the reformer 20 through the second flow path 140 and may be injected from the lower end of the fuel supply pipe 130 in the downward direction of the reformer 20.
  • the internal supply pipe 131 and the external supply pipe 133 may pass through the ceiling of the reformer 20 and have one end inserted into the reformer 20.
  • a third air injection unit 141 for injecting third air into the second flow path 140 may be formed in the external supply pipe 133 outside the reformer 20.
  • the third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe 131 through which the fuel gas flows, so that the internal supply pipe 131 is maintained below the ignition point, so that backfire and ignition occur inside the internal supply pipe 131. Can be prevented.
  • the upper end of the combustion unit 110 may be coupled to the lower end of the internal supply pipe 131. Accordingly, the third air may be injected to the outside of the combustion unit 110. More specifically, the lower end of the external supply pipe 133 is located higher than the upper end of the combustion unit 110, and the third air is the fuel supply pipe for the high-temperature combustion gas generated from the combustion unit 110 after combustion. It can be sprayed to push it away from (130). Accordingly, it is possible to prevent the fuel supply pipe 130 from being heated by the convection phenomenon.
  • the upper end of the combustion unit 110 is coupled with the lower end of the external supply pipe 133, and the lower portion of the fuel supply pipe 130 is lower than the ignition point of the combustible gas. It can be sprayed to maintain the temperature of.
  • the lower end of the internal supply pipe 131 may be positioned higher than the upper end of the combustion unit 110.
  • the internal pressure of the internal supply pipe 131 may be higher than the pressure in the second flow path 140.
  • the injection pressure of the third air may be 100% to 110% of the pressure of the fuel gas at the lower end of the internal supply pipe 131.
  • the combustion apparatus 100 of FIG. 8 is a type in which both the second air and the third air are injected to the outside of the combustion unit 110.
  • the direction of the combustion gas and the flame generated in the combustion unit 110 with the second air and the third air injected from two points can be delicately controlled.
  • the gas flow inside the reformer 20 may also be controlled by the injection directions of the second air and the third air.
  • the function of preventing backfire can be maintained.
  • FIG. 10 and 11 show a combustion apparatus 100 of a type in which the combustion apparatus 100 of FIG. 2 and the combustion apparatus 100 of FIG. 6 are combined.
  • the second air is injected from the outside of the combustion unit 110, and the third air is injected from the inside of the combustion unit 110.
  • the second air controls the flow of the combustion gas from the outside of the combustion unit 110, and the third air directly contacts the fuel supply pipe 130 to effectively cool the fuel supply pipe 130.
  • the combustion apparatus of the present invention can reduce spontaneous ignition occurring inside the combustion apparatus due to heating of gas inside the combustion apparatus, thereby reducing the stability of combustion, safety of the reforming system, and reduction of material life due to excessive overheating. It can increase the lifespan.
  • the heat flow inside the reformer may be controlled, and in terms of heat supply to the reaction tube, heat may be more intensively sent to the part that needs heating.
  • the combustion apparatus of the present invention cools the local area of the fuel supply pipe adjacent to the combustion part in the reformer by supplying the second air into the reformer through the first flow path, and the combustion gas and flame generated in the combustion part are supplied to the fuel supply pipe. By preventing it from going to the side, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition in the fuel supply piping.
  • the combustion apparatus of the present invention blocks the access of the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, to the fuel supply pipe by the injection of the second air, and the second air acts as a'heat sink' to provide the fuel supply pipe. It can prevent the temperature of higher than the ignition point.
  • the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe, and the third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe through which the fuel gas flows, and the internal supply pipe is the ignition point.
  • the third air is injected so as to push the high-temperature combustion gas generated in the combustion section away from the fuel supply pipe, thereby preventing the fuel supply pipe from being heated by convection.
  • the amount of fuel gas injected from the inside of the combustion unit to the outside at each position of the combustion unit can be controlled so that combustion is evenly performed in the longitudinal direction of the combustion unit.

Abstract

The present invention relates to a combustion device used in a hydrogen production reformer using a natural gas, and, particularly, the purpose of the present invention is to provide a combustion device which, in a system requiring a high internal temperature to be maintained through combustion, prevents back fire from occurring due to spontaneous ignition inside the combustion device caused by the combustion device being heated together.

Description

연소 장치Combustion device
본 출원은 2019.10.11. 출원된 한국특허출원 10-2019-0126121호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application was filed on October 11, 2019. It claims the benefit of priority based on the applied Korean Patent Application No. 10-2019-0126121, and all contents disclosed in the documents of the Korean patent application are included as part of this specification.
본 발명은 천연가스를 활용한 수소제조 개질기에 사용되는 연소 장치에 관한 것으로, 구체적으로 연소로 내부가 고온으로 유지되어야 하는 시스템에서, 연소 장치가 같이 가열되는 현상으로 인해 연소 장치 내부에서 자연 발화가 발생하여 역화가 발생하는 것을 방지하기 위한 연소 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion device used in a reformer for producing hydrogen using natural gas, and in particular, in a system in which the interior of a combustion furnace must be maintained at a high temperature, spontaneous ignition inside the combustion device is caused by the phenomenon that the combustion device is heated together. It relates to a combustion device for preventing the occurrence of backfire.
수소제조 시스템 전체의 운영조건에서, 극한 흡열 반응을 하는 SMR(steam methane reforming) 반응에 필요한 반응열을 공급해 주기 위해서 개질기 내부에 버너(burner)가 설치된다. 이로 인해 개질기 전체의 분위기 온도가 매우 높으며, 최고 온도가 800 ~ 900℃까지도 올라가는 매우 극한 온도 조건일 수 있다.Under the operating conditions of the entire hydrogen production system, a burner is installed inside the reformer to supply the reaction heat required for the SMR (steam methane reforming) reaction that undergoes an extreme endothermic reaction. For this reason, the atmosphere temperature of the entire reformer is very high, and the maximum temperature may be a very extreme temperature condition that rises up to 800 to 900°C.
이때, 연소의 효율을 높이기 위하여 대부분의 경우 연소의 원료가 되는 연료 가스(fuel gas)와 공기(air)가 혼합된 상태로 버너에 공급될 수 있다. 이와 같이, 예혼합된 가스가 공급되는 버너가 수소 제조 개질기에 적용되었을 경우, 버너의 가열로 인하여 역화가 발생할 수 있다. 상세하게는 버너 내/외부 표면이 버너 내부에 있는 연료 가스(fuel gas)의 자연발화점 이상까지 가열되었을 경우 미리 혼합된 공기와 함께 버너 내부에서 연소가 발생할 수 있다. In this case, in order to increase the efficiency of combustion, in most cases, fuel gas and air, which are raw materials for combustion, may be mixed and supplied to the burner. As described above, when the burner supplied with the premixed gas is applied to the hydrogen production reformer, backfire may occur due to heating of the burner. In detail, when the internal/external surfaces of the burner are heated to the spontaneous ignition point or higher of the fuel gas inside the burner, combustion may occur inside the burner with premixed air.
한국등록특허 제10-1624359호에는 "배기가스 배출이 개선된 수증기 개질 반응을 이용한 수소발생장치"에 대한 기술이 개시되고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1624359 discloses a technology for "a hydrogen generator using a steam reforming reaction with improved exhaust gas emission".
본 발명은 천연가스를 활용한 수소제조 개질기에 사용되는 연소 장치에 관한 것으로, 구체적으로 연소로 내부가 고온으로 유지되어야 하는 시스템에서, 연소 장치가 같이 가열되는 현상으로 인해 연소 장치 내부에서 자연 발화가 발생하여 역화가 발생하는 것을 방지하기 위한 연소 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a combustion device used in a reformer for producing hydrogen using natural gas, and in particular, in a system in which the interior of a combustion furnace must be maintained at a high temperature, spontaneous ignition inside the combustion device is caused by the phenomenon that the combustion device is heated together. It is to provide a combustion device for preventing the occurrence of backfire.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
본 발명의 연소 장치는 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부; 상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관; 상기 연료 공급 배관의 외주면을 둘러싸는 단열 소재의 단열부; 및 상기 단열부의 외주면을 둘러싸는 에어 공급 배관;을 포함하며,상기 단열부의 외주면과 상기 에어 공급 배관의 내주면이 서로 이격되어 제 1 유로를 형성하고 있는 것일 수 있다.The combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit; A heat insulating portion of a heat insulating material surrounding the outer peripheral surface of the fuel supply pipe; And an air supply pipe surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part, wherein the outer circumferential surface of the heat insulating part and the inner circumferential surface of the air supply pipe are spaced apart from each other to form a first flow path.
본 발명의 연소 장치는 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부; 및 상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관을 포함하고, 상기 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스이며, 상기 연료 공급 배관은 내부 공급 배관과, 상기 내부 공급 배관과 이격된 상태로 상기 내부 공급 배관 둘러싸는 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되고, 상기 내부 공급 배관의 내부 공간을 통해 상기 연료 가스가 상기 연소부로 공급되며, 상기 내부 공급 배관의 외주면과 상기 외부 공급 배관의 내주면으로 형성되는 제2 유로를 통해 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 상기 개질기의 내부로 공급되고, 상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하단부에서 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것일 수 있다.The combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; And a fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit, wherein the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the fuel supply pipe is an internal supply pipe and , Formed of a double pipe including an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the fuel gas is supplied to the combustion unit through an internal space of the internal supply pipe, and the internal supply Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied to the inside of the reformer through a second flow path formed between the outer circumferential surface of the pipe and the inner circumferential surface of the external supply pipe, and the third air is the lower end of the fuel supply pipe. It may be sprayed in the downward direction of the reformer.
본 발명의 연소 장치는 연소 장치 내부 가스의 가열 현상으로 인해 연소 장치 내부에서 발생하는 자연 발화 현상을 줄일 수 있어, 연소의 안정성, 개질 시스템의 안전성, 지나친 과열로 인한 재료 수명 저하를 줄여 연소 장치의 수명을 증가 시킬 수 있다. 또한, 연소 방향을 조정하여 개질기 내부의 열 흐름을 조절하고, 반응 관으로의 열 공급 측면에 있어서, 가열이 필요한 부분에 더 집중적으로 열을 보낼 수 있을 것이다.The combustion apparatus of the present invention can reduce spontaneous ignition occurring inside the combustion apparatus due to heating of gas inside the combustion apparatus, thereby reducing the stability of combustion, safety of the reforming system, and reduction of material life due to excessive overheating. It can increase the lifespan. In addition, by adjusting the combustion direction, the heat flow inside the reformer may be controlled, and in terms of heat supply to the reaction tube, heat may be more intensively sent to the part that needs heating.
본 발명의 연소 장치는 제1 유로를 통해 제2 에어를 개질기 내부로 공급하여 개질기 내부에서 연소부와 인접한 연료 공급 배관의 국부 영역을 냉각시키고, 연소부에서 발생하는 연소 가스 및 불꽃이 연료 공급 배관 측으로 향하는 것을 방지하여, 연료 공급 배관에서 역화 및 발화 현상이 발생하는 것을 막을 수 있다. The combustion apparatus of the present invention cools the local area of the fuel supply pipe adjacent to the combustion part in the reformer by supplying the second air into the reformer through the first flow path, and the combustion gas and flame generated in the combustion part are supplied to the fuel supply pipe. By preventing it from going to the side, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition in the fuel supply piping.
본 발명의 연소 장치는 제2 에어의 분사에 의해서 역화 현상의 '히트 소스'가 되는 연소 가스가 연료 공급 배관으로 접근하는 것을 차단하고, 제2 에어가 '히트 싱크'의 역할을 하여 연료 공급 배관의 온도가 발화점 이상으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.The combustion apparatus of the present invention blocks the access of the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, to the fuel supply pipe by the injection of the second air, and the second air acts as a'heat sink' to provide the fuel supply pipe. It can prevent the temperature of higher than the ignition point.
본 발명의 연소 장치는 연료 공급 배관이 내부 공급 배관과, 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되며, 제3 에어가 연료 가스가 흐르는 내부 공급 배관의 외주면에 접촉하여 흐르면서, 내부 공급 배관이 발화점 이하로 유지되도록 하여 내부 공급 배관의 내부에서 역화 및 발화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe, and the third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe through which the fuel gas flows, and the internal supply pipe is the ignition point. By keeping it below, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition inside the internal supply pipe.
본 발명의 연소 장치는 제3 에어가 연소부에서 발생하는 연소 후의 고온의 연소 가스를 상기 연료 공급 배관으로부터 멀어지게 밀어내도록 분사됨으로써, 대류 현상에 의해서 연료 공급 배관이 가열되는 것을 방지할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the third air is injected so as to push the high-temperature combustion gas generated in the combustion section away from the fuel supply pipe, thereby preventing the fuel supply pipe from being heated by convection.
본 발명의 연소 장치는 제3 에어의 분사 압력을 조절하여 연소부의 각 위치에서 연료 가스가 연소부의 내부에서 외부로 분사되는 양을 조절하여 연소부의 길이 방향 상에서 연소가 골고루 이루어지도록 할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, by controlling the injection pressure of the third air, the amount of fuel gas injected from the inside of the combustion unit to the outside at each position of the combustion unit can be controlled so that combustion is evenly performed in the longitudinal direction of the combustion unit.
도 1은 본 발명의 연소 장치를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a combustion apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명의 연소 장치의 일 실시예를 나타내는 종단면도이다.2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
도 3은 도 2의 연소 장치의 A-A 단면은 나타내는 횡단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 연소 장치의 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
도 5는 도 4의 연소 장치의 A-A 단면은 나타내는 횡단면도이다.Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of Fig. 4.
도 6은 본 발명의 연소 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
도 7은 도 6의 연소 장치의 A-A 단면은 나타내는 횡단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 6.
도 8은 본 발명의 연소 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.8 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
도 9는 도 8의 연소 장치의 A-A 단면은 나타내는 횡단면도이다.Fig. 9 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of Fig. 8.
도 10은 본 발명의 연소 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.10 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.
도 11은 도 10의 연소 장치의 A-A 단면은 나타내는 횡단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the A-A cross section of the combustion device of FIG. 10.
본 발명의 연소 장치는 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부; 상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관; 상기 연료 공급 배관의 외주면을 둘러싸는 단열 소재의 단열부; 및 상기 단열부의 외주면을 둘러싸는 에어 공급 배관;을 포함하며,상기 단열부의 외주면과 상기 에어 공급 배관의 내주면이 서로 이격되어 제 1 유로를 형성하고 있을 수 있다.The combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit; A heat insulating portion of a heat insulating material surrounding the outer peripheral surface of the fuel supply pipe; And an air supply pipe surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part, wherein the outer circumferential surface of the heat insulating part and the inner circumferential surface of the air supply pipe may be spaced apart from each other to form a first flow path.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스이고, 상기 가연성 가스는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 수소 및 일산화탄소 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 에어는 산소를 포함하는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the combustible gas includes at least one of methane, ethane, propane, butane, pentane, hydrogen, and carbon monoxide, and the first Air may contain oxygen.
본 발명의 연소 장치는 상기 제1 유로를 통해 제2 에어가 상기 개질기 내부로 공급되고, 상기 제2 에어의 온도는 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮으며, 20℃ 보다 높은 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, second air is supplied into the reformer through the first flow path, and the temperature of the second air may be lower than the ignition point of the combustible gas and higher than 20°C.
본 발명의 연소 장치에서 상기 에어 공급 배관의 하단부는 상기 연소부의 상단부보다 더 상측에 위치하고, 상기 단열부의 하단부보다 더 하측에 위치하며, 상기 제1 유로를 통해 제2 에어가 공급되고, 상기 제2 에어는 상기 에어 공급 배관의 하단부 측 내주면에 의해 가이드되어 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the lower end of the air supply pipe is located higher than the upper end of the combustion unit and further lower than the lower end of the heat insulating unit, and second air is supplied through the first flow path, and the second Air may be guided by an inner circumferential surface of the lower end side of the air supply pipe and injected in a downward direction of the reformer.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연료 공급 배관, 상기 단열부 및 상기 에어 공급 배관은 원통형의 배관이고, 상기 연료 공급 배관, 상기 단열부 및 상기 에어 공급 배관의 길이 방향에 대해 수직한 단면이 서로 동심원이 되는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the fuel supply pipe, the heat insulation part, and the air supply pipe are cylindrical pipes, and cross-sections perpendicular to the longitudinal direction of the fuel supply pipe, the heat insulation part, and the air supply pipe are concentric with each other. It can be.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연료 공급 배관은, 내부 공급 배관과, 상기 내부 공급 배관과 이격된 상태로 상기 내부 공급 배관 둘러싸는 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되고, 상기 내부 공급 배관의 내부 공간을 통해 상기 연료 가스가 상기 연소부로 공급되며, 상기 내부 공급 배관의 외주면과 상기 외부 공급 배관의 내주면으로 형성되는 제2 유로를 통해 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 상기 개질기의 내부로 공급되고, 상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하단부에서 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe that surrounds the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the inside of the internal supply pipe The fuel gas is supplied to the combustion unit through the space, and the third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas through a second flow path formed by an outer circumferential surface of the internal supply pipe and an inner circumferential surface of the external supply pipe is transferred to the reformer. It is supplied to the inside, and the third air may be injected from a lower end of the fuel supply pipe in a downward direction of the reformer.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연소부의 상단부는 상기 내부 공급 배관의 하단부와 결합되고, 상기 외부 공급 배관의 하단부는 상기 연소부의 상단부 보다 더 상측에 위치하며, 상기 제3 에어는 상기 연소부에서 발생하는 연소 후의 고온의 연소 가스를 상기 연료 공급 배관으로부터 멀어지게 밀어내도록 분사되는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the upper end of the combustion unit is coupled to the lower end of the internal supply pipe, the lower end of the external supply pipe is located higher than the upper end of the combustion unit, and the third air is generated from the combustion unit. It may be injected to push the high-temperature combustion gas after combustion away from the fuel supply pipe.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연소부의 상단부는 상기 외부 공급 배관의 하단부와 결합되고, 상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하부가 상기 가연성 가스의 발화점이하의 온도로 유지되도록 분사되는 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the upper end of the combustion unit is coupled to the lower end of the external supply pipe, and the third air may be injected so that the lower portion of the fuel supply pipe is maintained at a temperature below the ignition point of the combustible gas.
본 발명의 연소 장치에서 상기 내부 공급 배관의 내부 압력은 상기 제2 유로에서의 압력보다 높은 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the internal pressure of the internal supply pipe may be higher than the pressure in the second flow path.
본 발명의 연소 장치는 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부; 및 상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관을 포함하고, 상기 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스이며, 상기 연료 공급 배관은 내부 공급 배관과, 상기 내부 공급 배관과 이격된 상태로 상기 내부 공급 배관 둘러싸는 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되고, 상기 내부 공급 배관의 내부 공간을 통해 상기 연료 가스가 상기 연소부로 공급되며, 상기 내부 공급 배관의 외주면과 상기 외부 공급 배관의 내주면으로 형성되는 제2 유로를 통해 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 상기 개질기의 내부로 공급되고, 상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하단부에서 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것일 수 있다.The combustion apparatus of the present invention includes a combustion unit extending vertically in the reformer and burning fuel gas; And a fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit, wherein the fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed, and the fuel supply pipe is an internal supply pipe and , Formed of a double pipe including an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe, and the fuel gas is supplied to the combustion unit through an internal space of the internal supply pipe, and the internal supply Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied to the inside of the reformer through a second flow path formed between the outer circumferential surface of the pipe and the inner circumferential surface of the external supply pipe, and the third air is the lower end of the fuel supply pipe. It may be sprayed in the downward direction of the reformer.
본 발명의 연소 장치에서 상기 연소부는 원통형의 메탈 파이버 버너(metal fiber burner)인 것일 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the combustion unit may be a cylindrical metal fiber burner.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components illustrated in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary according to the intention or custom of users or operators. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 용어 "중심", "상", "하" "좌", "우", "수직", "수평", "내측", "외측", “일면”, “타면” 등이 지시한 방위 또는 위치 관계는 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계, 또는 평소에 본 발명 제품을 사용할 시 배치하는 방위 또는 위치관계에 기초한 것이고, 본 발명의 설명과 간략한 설명을 위한 것일 뿐, 표시된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성되거나 조작되어야 하는 것을 제시 또는 암시하는 것이 아니므로 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 아니 된다. In the description of the present invention, it should be noted that the terms "center", "top", "bottom", "left", "right", "vertical", "horizontal", "inside", "outside", "one side The orientation or positional relationship indicated by ", "other surface", etc. is based on the orientation or positional relationship shown in the drawings, or the orientation or positional relationship arranged when the product of the present invention is usually used, and for the description and brief description of the present invention However, it is not to be understood as limiting the present invention as it does not suggest or imply that the indicated device or element must have a specified orientation and be configured or manipulated in a specified orientation.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 연소 장치(100)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the combustion apparatus 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연소 장치(100)는 천연가스 개질형 수소제조 시스템에 적용되는 것일 수 있다. 구체적으로는, 개질 반응을 위한 개질기(20) 내부에 설치되는 것으로, 흡열반응에 필요한 열 에너지를 공급하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 연소 장치(100)는 개질기(20)의 하부로 연장되도록 개질기(20) 상부의 천장에 설치될 수 있다. 1, the combustion apparatus 100 of the present invention may be applied to a natural gas reforming hydrogen production system. Specifically, it is installed inside the reformer 20 for the reforming reaction, and may be for supplying heat energy required for the endothermic reaction. For example, the combustion apparatus 100 of the present invention may be installed on the ceiling above the reformer 20 so as to extend to the lower portion of the reformer 20.
본 발명의 연소 장치(100)는 개질기(20) 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부(110), 연소부(110)의 상단부에 연결되며 연소부(110)로 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관(130), 연료 공급 배관(130)의 외주면을 둘러싸는 단열 소재의 단열부(150), 단열부(150)의 외주면을 둘러싸는 에어 공급 배관(170)을 포함할 수 있다.The combustion apparatus 100 of the present invention extends vertically in the reformer 20 and is connected to the combustion unit 110 for combusting fuel gas and the upper end of the combustion unit 110, and transfers fuel gas to the combustion unit 110. The fuel supply pipe 130 to be supplied, a heat insulating part 150 made of an insulating material surrounding the outer circumferential surface of the fuel supply pipe 130, and an air supply pipe 170 surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part 150 may be included. .
연소부(110)는 원통형의 메탈 파이버 버너(metal fiber burner)일 수 있다. 메탈 파이버 버너는 예혼합된 연료 가스의 배출을 위한 타공판과, 연소부(110)의 외측 표면 전체에서 연소가 균일하게 될 수 있도록 연소 가스를 연소부(110)의 외측 표면 전체에 연료 가스를 퍼트리는 금속계 재질의 금속 매트로 형성될 수 있다. 즉, 연소부는 연료 가스가 공급되는 내부 공간이 형성되도록 타공판으로 틀이 형성되고, 금속 매트가 타공판을 둘러싸며, 금속 매트 상에 불꽃이 형성될 수 있다.The combustion unit 110 may be a cylindrical metal fiber burner. The metal fiber burner has a perforated plate for discharging the premixed fuel gas, and the combustion gas is spread over the entire outer surface of the combustion unit 110 so that combustion is uniform over the entire outer surface of the combustion unit 110. The tree may be formed of a metal mat made of a metallic material. That is, the combustion unit is formed of a frame with a perforated plate so that an inner space to which fuel gas is supplied is formed, a metal mat surrounds the perforated plate, and a flame may be formed on the metal mat.
연소부(110)는 개질기(20) 상부의 천장을 관통하여 삽입된 연료 공급 배관(130)에 결합되어 개질기(20) 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 연소부(110)는 상하 방향(도 1 내지 도 11에 도시된 Z 축 방향)으로 연장되는 형상이며, 연소부(110)의 상단부가 개질기(20) 천장에서부터 연장되어 내려오는 연료 공급 배관(130)의 하단부에 결합될 수 있다. 연료 공급 배관(130)을 통해 연소부(110)의 내부로 연료 가스가 공급되고, 연소부(110) 내부로 공급된 연료 가스는 연소부(110)의 타공판을 통과하여 연소부(110)의 외부로 분출되며, 분출된 연소 가스는 금속 매트에 의해 연소부(110) 외측 표면에 골고루 퍼져 연소될 수 있다. The combustion unit 110 may be installed inside the reformer 20 by being coupled to the fuel supply pipe 130 inserted through the ceiling above the reformer 20. For example, the combustion unit 110 has a shape that extends in the vertical direction (Z-axis direction shown in FIGS. 1 to 11), and the upper end of the combustion unit 110 extends from the ceiling of the reformer 20 and descends. It may be coupled to the lower end of the supply pipe (130). Fuel gas is supplied into the combustion unit 110 through the fuel supply pipe 130, and the fuel gas supplied into the combustion unit 110 passes through the perforated plate of the combustion unit 110 and The combustion gas is ejected to the outside and can be burned by spreading evenly on the outer surface of the combustion unit 110 by the metal mat.
연료 공급 배관(130)은 상술한 바와 같이, 개질기(20)의 천장을 관통하여 개질기(20) 내부로 일단부가 삽입될 수 있다. 개질기(20) 내부에서 연료 공급 배관(130)은 하측 방향으로 연장되며, 연료 공급 배관(130)의 하단부에 연소부(110)의 상단부가 결합될 수 있다. 따라서, 연소부(110)는 개질기(20) 내부에서 연료 공급 배관(130)에 의해 개질기(20)의 천장에 매달리는 구조로 설치될 수 있다.As described above, the fuel supply pipe 130 may have one end inserted into the reformer 20 through the ceiling of the reformer 20. Inside the reformer 20, the fuel supply pipe 130 extends downward, and the upper end of the combustion unit 110 may be coupled to the lower end of the fuel supply pipe 130. Accordingly, the combustion unit 110 may be installed in a structure suspended from the ceiling of the reformer 20 by the fuel supply pipe 130 in the reformer 20.
연료 공급 배관(130)으로 공급되는 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스일 수 있다. 가연성 가스는 산소와 결합하여 연소될 수 있는 가연성 물질을 포함하는 가스로, 예를 들어, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 수소 및 일산화탄소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 에어는 산소를 포함하는 가스일 수 있다. 즉, 연료 가스는 가연성 물질과 산소를 포함하는 가스로, 가연성 물질의 발화점 이상 온도가 되면 바로 연소될 수 있는 상태의 가스일 수 있다.The fuel gas supplied to the fuel supply pipe 130 may be a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed. The combustible gas is a gas containing a combustible material that can be combusted by combining with oxygen, and may include, for example, one or more of methane, ethane, propane, butane, pentane, hydrogen and carbon monoxide. The first air may be a gas containing oxygen. That is, the fuel gas is a gas containing a combustible material and oxygen, and may be a gas in a state that can be burned immediately when a temperature equal to or higher than the ignition point of the combustible material is reached.
도 2 및 도 11에 도시된 바와 같이, 단열부(150)는 원통형 형성일 수 있고, 연료 공급 배관(130)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되며, 연료 공급 배관(130)을 감싸, 연료 공급 배관(130)의 열이 주변 구조물 및 연료 가스 등의 열과 교환되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 단열부(150)는 관 형상이고, 연료 공급 배관(130)이 단열부(150)의 내부에 삽입되는 구조일 수 있다. 단열부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 개질기(20)의 천장을 관통하여 마련될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 개질기(20)의 내부에만 마련될 수도 있다.2 and 11, the heat insulation unit 150 may be of a cylindrical shape, extends in a direction parallel to the longitudinal direction of the fuel supply pipe 130, surrounds the fuel supply pipe 130, It is possible to prevent heat of the supply pipe 130 from being exchanged with heat such as surrounding structures and fuel gas. For example, the heat insulation part 150 may have a tubular shape, and may have a structure in which the fuel supply pipe 130 is inserted into the heat insulation part 150. The heat insulation unit 150 may be provided through the ceiling of the reformer 20 as shown in FIG. 2, or may be provided only inside the reformer 20 as shown in FIG. 4.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 에어 공급 배관(170)은 연료 공급 배관(130)의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 배관일 수 있다. 연료 공급 배관(130), 단열부(150) 및 에어 공급 배관(170)은 원통형의 배관일 수 있다. 연료 공급 배관(130), 단열부(150) 및 에어 공급 배관(170)은 길이 방향에 대해 수직한 단면 상에서 서로 동심원을 형성할 수 있다. 에어 공급 배관(170)은 개질기(20) 천장을 관통하여 형성될 수 있다. 에어 공급 배관(170)의 내경은 단열부(150)의 외측 면과 에어 공급 배관(170)의 내측면 사이에 공간이 형성될 수 있도록 단열부(150)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 연소 장치(100)는 단열부(150)의 외주면과 에어 공급 배관(170)의 내주면이 서로 이격되어 형성되는 제1 유로(180)를 포함할 수 있다. 2 and 3, the air supply pipe 170 may be a pipe extending in a direction parallel to the length direction of the fuel supply pipe 130. The fuel supply pipe 130, the heat insulation part 150, and the air supply pipe 170 may be cylindrical pipes. The fuel supply pipe 130, the heat insulation part 150, and the air supply pipe 170 may form concentric circles with each other on a cross section perpendicular to the length direction. The air supply pipe 170 may be formed through the ceiling of the reformer 20. The inner diameter of the air supply pipe 170 may be larger than the outer diameter of the heat insulating portion 150 so that a space may be formed between the outer surface of the heat insulating portion 150 and the inner surface of the air supply pipe 170. Accordingly, the combustion apparatus 100 of the present invention may include a first flow path 180 formed by spaced apart an outer circumferential surface of the heat insulating part 150 and an inner circumferential surface of the air supply pipe 170 from each other.
제1 유로(180)를 통해 제2 에어가 개질기(20) 내부로 공급될 수 있다. 제2 에어는 개질기(20) 내부에서 연소부(110)와 인접한 연료 공급 배관(130)의 국부 영역을 냉각시키고, 연소부(110)에서 발생하는 연소 가스 및 불꽃이 연료 공급 배관(130) 측으로 향하는 것을 방지할 수 있다. 제2 에어는 가연성 가스의 발화점 이하 상온 이상의 온도로 개질기(20) 내부에 주입될 수 있다. 예를 들어, 제2 에어는 20 ℃ 내지 400 ℃의 온도로 개질기 내부에 주입될 수 있다. 역화를 방지하기 위해서 제2 에어는 발화점보다 낮은 온도로 공급되며, 과도한 냉각으로 연소부(110)에서의 연소를 방해하는 것을 방지하기 위해서 적어도 상온보다 높은 온도로 분사될 수 있다.The second air may be supplied into the reformer 20 through the first flow path 180. The second air cools the local area of the fuel supply pipe 130 adjacent to the combustion unit 110 in the reformer 20, and the combustion gas and flame generated from the combustion unit 110 are directed toward the fuel supply pipe 130. You can prevent it from heading. The second air may be injected into the reformer 20 at a temperature equal to or higher than room temperature below the ignition point of the combustible gas. For example, the second air may be injected into the reformer at a temperature of 20°C to 400°C. In order to prevent backfire, the second air may be supplied at a temperature lower than the ignition point, and may be injected at a temperature higher than room temperature in order to prevent excessive cooling from interfering with combustion in the combustion unit 110.
본 발명에서 연소 가스는 연소부(110)의 외측 표면에서 연료 가스가 발화점 이상의 온도가 되어 연소 반응을 일으킨 후에 생성되는 고온의 가스를 의미할 수 있다. 개질기(20)의 외부에 위치하는 에어 공급 배관(170)에는 에어 공급 배관(170) 내부로 제2 에어를 주입하는 제2 에어 주입부(181)가 마련될 수 있다.In the present invention, the combustion gas may refer to a high-temperature gas generated after the fuel gas has a temperature equal to or higher than the ignition point on the outer surface of the combustion unit 110 to cause a combustion reaction. A second air injection unit 181 for injecting second air into the air supply pipe 170 may be provided in the air supply pipe 170 located outside the reformer 20.
에어 공급 배관(170)의 하단부는 연소부(110)의 상단부보다 더 상측에 위치하고, 단열부(150)의 하단부보다 더 하측에 위치할 수 있다. 제1 유로(180)를 통해 공급되는 제2 에어는 에어 공급 배관(170)의 하단부 측 내주면에 의해 가이드되어 개질기(20)의 하측 방향으로 분사될 수 있다. 제2 에어가 제1 유로(180)의 하단부에서 하측 방향으로 분사되면서, 연소부(110)의 외측 표면에서 생성된 고온의 연소 가스가 상승하여 연료 공급 배관(130) 측으로 향하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 대류에 의한 열 전달을 차단하여 연료 공급 배관(130)이 발화점 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.The lower end of the air supply pipe 170 may be positioned higher than the upper end of the combustion unit 110 and further lower than the lower end of the heat insulating unit 150. The second air supplied through the first flow path 180 may be guided by the inner circumferential surface of the lower end side of the air supply pipe 170 and may be sprayed downward of the reformer 20. As the second air is injected downward from the lower end of the first flow path 180, it is possible to prevent the high-temperature combustion gas generated from the outer surface of the combustion unit 110 from rising and heading toward the fuel supply pipe 130. . That is, heat transfer due to convection may be blocked to prevent the fuel supply pipe 130 from being heated above the ignition point.
에어 공급 배관(170)의 하단부의 형상은 원뿔 형, 나팔 형, 원통 형, 요철 형 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 에어 공급 배관(170)의 하단부의 형상에 따라 제2 에어의 분사 방향이 결정될 수 있으며, 제2 에어의 분사 방향을 제어하여 개질기(20) 내부 가스의 유동을 제어할 수 있다. 따라서, 가스의 유동에 따라 열 또한 같이 이동하게 되며, 열이 집중 요구되는 영역으로 열을 집중시킬 수 있다.The shape of the lower end of the air supply pipe 170 may be manufactured in various shapes such as a conical shape, a trumpet type, a cylindrical shape, and an uneven shape. The injection direction of the second air may be determined according to the shape of the lower end of the air supply pipe 170, and the flow of the gas inside the reformer 20 may be controlled by controlling the injection direction of the second air. Therefore, heat also moves with the flow of gas, and heat can be concentrated to a region where heat is required to be concentrated.
따라서, 본 발명의 연소 장치(100)는 제2 에어의 분사에 의해서 역화 현상의 '히트 소스'가 되는 연소 가스가 연료 공급 배관(130)으로 접근하는 것을 차단하고, 제2 에어가 '히트 싱크'의 역할을 하여 연료 공급 배관(130)의 온도가 발화점 이상으로 높아지는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the combustion apparatus 100 of the present invention blocks the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, from accessing the fuel supply pipe 130 by the injection of the second air, and the second air is the'heat sink. By playing the role of', it is possible to prevent the temperature of the fuel supply pipe 130 from rising above the ignition point.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 연료 공급 배관(130)은 이중 배관으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 연료 공급 배관(130)은 내부 공급 배관(131)과, 내부 공급 배관(131)과 이격된 상태로 내부 공급 배관(131) 둘러싸는 외부 공급 배관(133)을 포함하는 이중 배관일 수 있다.4 to 7, the fuel supply pipe 130 may be formed as a double pipe. Specifically, the fuel supply pipe 130 may be a double pipe including an internal supply pipe 131 and an external supply pipe 133 surrounding the internal supply pipe 131 in a state spaced apart from the internal supply pipe 131. have.
내부 공급 배관(131)의 내부 공간으로 연료 가스가 상기 연소부(110)로 공급되고, 내부 공급 배관(131)의 외주면과 외부 공급 배관(133)의 내주면으로 형성되는 제2 유로(140)를 통해 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 개질기(20)의 내부로 공급될 수 있다.Fuel gas is supplied to the combustion unit 110 into the internal space of the internal supply pipe 131, and a second flow path 140 formed as an outer circumferential surface of the internal supply pipe 131 and an inner circumferential surface of the external supply pipe 133 is provided. Through this, third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas may be supplied into the reformer 20.
제3 에어는 제2 유로(140)를 통해 개질기(20) 내부로 공급되고, 연료 공급 배관(130)의 하단부에서 개질기(20)의 하측 방향으로 분사될 수 있다. 내부 공급 배관(131) 및 외부 공급 배관(133)은 개질기(20)의 천장을 관통하여 일단부가 개질기(20)의 내부로 삽입될 수 있다. 개질기(20) 외부의 외부 공급 배관(133)에는 제3 에어를 제2 유로(140)로 주입하는 제3 에어 주입부(141)가 형성될 수 있다. 제3 에어는 연료 가스가 흐르는 내부 공급 배관(131)의 외주면에 접촉하여 흐르면서, 내부 공급 배관(131)이 발화점 이하로 유지되도록 하여 내부 공급 배관(131)의 내부에서 역화 및 발화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The third air is supplied into the reformer 20 through the second flow path 140 and may be injected from the lower end of the fuel supply pipe 130 in the downward direction of the reformer 20. The internal supply pipe 131 and the external supply pipe 133 may pass through the ceiling of the reformer 20 and have one end inserted into the reformer 20. A third air injection unit 141 for injecting third air into the second flow path 140 may be formed in the external supply pipe 133 outside the reformer 20. The third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe 131 through which the fuel gas flows, so that the internal supply pipe 131 is maintained below the ignition point, so that backfire and ignition occur inside the internal supply pipe 131. Can be prevented.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 연소부(110)의 상단부는 내부 공급 배관(131)의 하단부와 결합될 수 있다. 따라서, 제3 에어는 연소부(110)의 외측으로 분사될 수 있다. 더 구체적으로, 외부 공급 배관(133)의 하단부는 연소부(110)의 상단부보다 더 상측에 위치하며, 제3 에어는 연소부(110)에서 발생하는 연소 후의 고온의 연소 가스를 상기 연료 공급 배관(130)으로부터 멀어지게 밀어내도록 분사될 수 있다. 따라서, 대류 현상에 의해서 연료 공급 배관(130)이 가열되는 것을 방지할 수 있다.4 and 5, the upper end of the combustion unit 110 may be coupled to the lower end of the internal supply pipe 131. Accordingly, the third air may be injected to the outside of the combustion unit 110. More specifically, the lower end of the external supply pipe 133 is located higher than the upper end of the combustion unit 110, and the third air is the fuel supply pipe for the high-temperature combustion gas generated from the combustion unit 110 after combustion. It can be sprayed to push it away from (130). Accordingly, it is possible to prevent the fuel supply pipe 130 from being heated by the convection phenomenon.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 연소부(110)의 상단부는 외부 공급 배관(133)의 하단부와 결합되고, 제3 에어는 상기 연료 공급 배관(130)의 하부가 가연성 가스의 발화점이하의 온도로 유지되도록 분사될 수 있다. 내부 공급 배관(131)의 하단부는 연소부(110)의 상단부보다 높은 위치에 위치할 수 있다. 내부 공급 배관(131)의 내부 압력은 제2 유로(140)에서의 압력보다 높을 수 있다. 제3 에어의 압력이 과도하게 높을 경우, 연료 가스가 연소부(110) 내부에서 외부로 분사되는 것을 방해할 수 있기 때문에, 제3 에어의 분사 압력은 적정한 수준 유지될 수 있다. 경우에 따라서는 제3 에어의 분사 압력을 조절하여 연소부(110)의 각 위치에서 연료 가스가 연소부(110)의 내부에서 외부로 분사되는 양을 조절하여 연소부(110)의 길이 방향 상에서 연소가 골고루 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 제3 에어의 분사 압력은 내부 공급 배관(131)의 하단부에서의 연료 가스의 압력의 100% 내지 110%일 수 있다.6 and 7, the upper end of the combustion unit 110 is coupled with the lower end of the external supply pipe 133, and the lower portion of the fuel supply pipe 130 is lower than the ignition point of the combustible gas. It can be sprayed to maintain the temperature of. The lower end of the internal supply pipe 131 may be positioned higher than the upper end of the combustion unit 110. The internal pressure of the internal supply pipe 131 may be higher than the pressure in the second flow path 140. When the pressure of the third air is excessively high, since the fuel gas may be prevented from being injected from the inside of the combustion unit 110 to the outside, the injection pressure of the third air may be maintained at an appropriate level. In some cases, by adjusting the injection pressure of the third air, the amount of fuel gas injected from the inside of the combustion unit 110 to the outside at each position of the combustion unit 110 is adjusted to You can make the combustion evenly happen. For example, the injection pressure of the third air may be 100% to 110% of the pressure of the fuel gas at the lower end of the internal supply pipe 131.
도 8 및 도 9는 도 2의 연소 장치(100)와 도 4의 연소 장치(100)가 결합된 타입의 연소 장치(100)를 나타낸다. 도 8의 연소 장치(100)는 제2 에어 및 제3 에어가 모두 연소부(110) 외측으로 분사되는 타입이다. 이 경우, 두 지점에서 분사되는 제2 에어 및 제3 에어로 연소부(110)에서 발생하는 연소 가스 및 불꽃의 방향을 섬세하게 제어할 수 있다. 따라서, 개질기(20) 내부의 가스 흐름 또한 제2 에어 및 제3 에어의 분사 방향에 의해 제어될 수 있다. 또한, 제2 에어 및 제3 에어 중 하나에 문제가 발생하더라도 역화 방지의 기능을 계속 유지할 수 있다.8 and 9 show a combustion apparatus 100 of a type in which the combustion apparatus 100 of FIG. 2 and the combustion apparatus 100 of FIG. 4 are combined. The combustion apparatus 100 of FIG. 8 is a type in which both the second air and the third air are injected to the outside of the combustion unit 110. In this case, the direction of the combustion gas and the flame generated in the combustion unit 110 with the second air and the third air injected from two points can be delicately controlled. Accordingly, the gas flow inside the reformer 20 may also be controlled by the injection directions of the second air and the third air. In addition, even if a problem occurs in one of the second air and the third air, the function of preventing backfire can be maintained.
도 10 및 도 11은 도 2의 연소 장치(100)와 도 6의 연소 장치(100)가 결합된 타입의 연소 장치(100)를 나타낸다. 도 10의 연소 장치(100)는 제2 에어가 연소부(110)의 외측에서 분사되고, 제3 에어는 연소부(110)의 내측에서 분사되는 타입이다. 이 경우, 제2 에어는 연소부(110)의 외부에서 연소 가스의 흐름을 제어하고, 제3 에어는 연료 공급 배관(130)에 직접 접촉하여 효과적으로 연료 공급 배관(130)을 냉각할 수 있다.10 and 11 show a combustion apparatus 100 of a type in which the combustion apparatus 100 of FIG. 2 and the combustion apparatus 100 of FIG. 6 are combined. In the combustion apparatus 100 of FIG. 10, the second air is injected from the outside of the combustion unit 110, and the third air is injected from the inside of the combustion unit 110. In this case, the second air controls the flow of the combustion gas from the outside of the combustion unit 110, and the third air directly contacts the fuel supply pipe 130 to effectively cool the fuel supply pipe 130.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
본 발명의 연소 장치는 연소 장치 내부 가스의 가열 현상으로 인해 연소 장치 내부에서 발생하는 자연 발화 현상을 줄일 수 있어, 연소의 안정성, 개질 시스템의 안전성, 지나친 과열로 인한 재료 수명 저하를 줄여 연소 장치의 수명을 증가 시킬 수 있다. 또한, 연소 방향을 조정하여 개질기 내부의 열 흐름을 조절하고, 반응 관으로의 열 공급 측면에 있어서, 가열이 필요한 부분에 더 집중적으로 열을 보낼 수 있을 것이다.The combustion apparatus of the present invention can reduce spontaneous ignition occurring inside the combustion apparatus due to heating of gas inside the combustion apparatus, thereby reducing the stability of combustion, safety of the reforming system, and reduction of material life due to excessive overheating. It can increase the lifespan. In addition, by adjusting the combustion direction, the heat flow inside the reformer may be controlled, and in terms of heat supply to the reaction tube, heat may be more intensively sent to the part that needs heating.
본 발명의 연소 장치는 제1 유로를 통해 제2 에어를 개질기 내부로 공급하여 개질기 내부에서 연소부와 인접한 연료 공급 배관의 국부 영역을 냉각시키고, 연소부에서 발생하는 연소 가스 및 불꽃이 연료 공급 배관 측으로 향하는 것을 방지하여, 연료 공급 배관에서 역화 및 발화 현상이 발생하는 것을 막을 수 있다. The combustion apparatus of the present invention cools the local area of the fuel supply pipe adjacent to the combustion part in the reformer by supplying the second air into the reformer through the first flow path, and the combustion gas and flame generated in the combustion part are supplied to the fuel supply pipe. By preventing it from going to the side, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition in the fuel supply piping.
본 발명의 연소 장치는 제2 에어의 분사에 의해서 역화 현상의 '히트 소스'가 되는 연소 가스가 연료 공급 배관으로 접근하는 것을 차단하고, 제2 에어가 '히트 싱크'의 역할을 하여 연료 공급 배관의 온도가 발화점 이상으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.The combustion apparatus of the present invention blocks the access of the combustion gas, which becomes the'heat source' of the backfire phenomenon, to the fuel supply pipe by the injection of the second air, and the second air acts as a'heat sink' to provide the fuel supply pipe. It can prevent the temperature of higher than the ignition point.
본 발명의 연소 장치는 연료 공급 배관이 내부 공급 배관과, 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되며, 제3 에어가 연료 가스가 흐르는 내부 공급 배관의 외주면에 접촉하여 흐르면서, 내부 공급 배관이 발화점 이하로 유지되도록 하여 내부 공급 배관의 내부에서 역화 및 발화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe, and the third air flows in contact with the outer circumferential surface of the internal supply pipe through which the fuel gas flows, and the internal supply pipe is the ignition point. By keeping it below, it is possible to prevent the occurrence of backfire and ignition inside the internal supply pipe.
본 발명의 연소 장치는 제3 에어가 연소부에서 발생하는 연소 후의 고온의 연소 가스를 상기 연료 공급 배관으로부터 멀어지게 밀어내도록 분사됨으로써, 대류 현상에 의해서 연료 공급 배관이 가열되는 것을 방지할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, the third air is injected so as to push the high-temperature combustion gas generated in the combustion section away from the fuel supply pipe, thereby preventing the fuel supply pipe from being heated by convection.
본 발명의 연소 장치는 제3 에어의 분사 압력을 조절하여 연소부의 각 위치에서 연료 가스가 연소부의 내부에서 외부로 분사되는 양을 조절하여 연소부의 길이 방향 상에서 연소가 골고루 이루어지도록 할 수 있다.In the combustion apparatus of the present invention, by controlling the injection pressure of the third air, the amount of fuel gas injected from the inside of the combustion unit to the outside at each position of the combustion unit can be controlled so that combustion is evenly performed in the longitudinal direction of the combustion unit.

Claims (11)

  1. 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부;A combustion unit extending vertically in the reformer and combusting fuel gas;
    상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관;A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit;
    상기 연료 공급 배관의 외주면을 둘러싸는 단열 소재의 단열부; 및A heat insulating portion of a heat insulating material surrounding the outer circumferential surface of the fuel supply pipe; And
    상기 단열부의 외주면을 둘러싸는 에어 공급 배관;을 포함하며,상기 단열부의 외주면과 상기 에어 공급 배관의 내주면이 서로 이격되어 제 1 유로를 형성하고 있는 연소 장치.And an air supply pipe surrounding the outer circumferential surface of the heat insulating part, wherein the outer circumferential surface of the heat insulating part and the inner circumferential surface of the air supply pipe are spaced apart from each other to form a first flow path.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스이고,The fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed,
    상기 가연성 가스는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 수소 및 일산화탄소 중 하나 이상을 포함하며,The combustible gas includes at least one of methane, ethane, propane, butane, pentane, hydrogen and carbon monoxide,
    상기 제1 에어는 산소를 포함하는 것인 연소 장치.The combustion device of the first air containing oxygen.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 유로를 통해 제2 에어가 상기 개질기 내부로 공급되고,Second air is supplied into the reformer through the first flow path,
    상기 제2 에어의 온도는 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮으며, 20℃ 보다 높은 것인 연소 장치.The second air temperature is lower than the ignition point of the combustible gas and higher than 20°C.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 에어 공급 배관의 하단부는 상기 연소부의 상단부보다 더 상측에 위치하고, 상기 단열부의 하단부보다 더 하측에 위치하며,The lower end of the air supply pipe is located further above the upper end of the combustion unit, and is located further below the lower end of the heat insulation unit,
    상기 제1 유로를 통해 제2 에어가 공급되고,Second air is supplied through the first flow path,
    상기 제2 에어는 상기 에어 공급 배관의 하단부 측 내주면에 의해 가이드되어 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것인 연소 장치.The second air is guided by the inner circumferential surface of the lower end side of the air supply pipe and is injected in a downward direction of the reformer.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4,
    상기 연료 공급 배관, 상기 단열부 및 상기 에어 공급 배관은 원통형의 배관이고,The fuel supply pipe, the heat insulation part, and the air supply pipe are cylindrical pipes,
    상기 연료 공급 배관, 상기 단열부 및 상기 에어 공급 배관의 길이 방향에 대해 수직한 단면이 서로 동심원이 되는 것인 연소 장치.The combustion apparatus wherein the fuel supply pipe, the heat insulating portion, and cross sections perpendicular to the longitudinal direction of the air supply pipe are concentric with each other.
  6. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 연료 공급 배관은,The fuel supply pipe,
    내부 공급 배관과,Internal supply piping,
    상기 내부 공급 배관과 이격된 상태로 상기 내부 공급 배관 둘러싸는 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되고,It is formed of a double pipe including an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe,
    상기 내부 공급 배관의 내부 공간을 통해 상기 연료 가스가 상기 연소부로 공급되며,The fuel gas is supplied to the combustion unit through the internal space of the internal supply pipe,
    상기 내부 공급 배관의 외주면과 상기 외부 공급 배관의 내주면으로 형성되는 제2 유로를 통해 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 상기 개질기의 내부로 공급되고,Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied to the inside of the reformer through a second flow path formed between an outer circumferential surface of the internal supply pipe and an inner circumferential surface of the external supply pipe,
    상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하단부에서 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것인 연소 장치.The combustion device of the third air is injected from a lower end of the fuel supply pipe in a downward direction of the reformer.
  7. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 연소부의 상단부는 상기 내부 공급 배관의 하단부와 결합되고,The upper end of the combustion part is coupled to the lower end of the internal supply pipe,
    상기 외부 공급 배관의 하단부는 상기 연소부의 상단부 보다 더 상측에 위치하며,The lower end of the external supply pipe is located higher than the upper end of the combustion unit,
    상기 제3 에어는 상기 연소부에서 발생하는 연소 후의 고온의 연소 가스를 상기 연료 공급 배관으로부터 멀어지게 밀어내도록 분사되는 것인 연소 장치.The third air is injected so as to push the high-temperature combustion gas generated in the combustion unit away from the fuel supply pipe.
  8. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 연소부의 상단부는 상기 외부 공급 배관의 하단부와 결합되고,The upper end of the combustion part is coupled to the lower end of the external supply pipe,
    상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하부가 상기 가연성 가스의 발화점이하의 온도로 유지되도록 분사되는 것인 연소 장치.The third air is injected so that the lower portion of the fuel supply pipe is maintained at a temperature below the ignition point of the combustible gas.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 내부 공급 배관의 내부 압력은 상기 제2 유로에서의 압력보다 높은 것인 연소 장치.The combustion device in which the internal pressure of the internal supply pipe is higher than the pressure in the second flow path.
  10. 개질기 내부에서 상하방향으로 연장되고 연료 가스를 연소시키는 연소부; 및A combustion unit extending vertically in the reformer and combusting fuel gas; And
    상기 연소부의 상단부에 연결되며 상기 연소부로 상기 연료 가스를 공급하는 연료 공급 배관을 포함하고,A fuel supply pipe connected to an upper end of the combustion unit and supplying the fuel gas to the combustion unit,
    상기 연료 가스는 가연성 가스 및 제1 에어가 혼합된 혼합 가스이며,The fuel gas is a mixed gas in which a combustible gas and first air are mixed,
    상기 연료 공급 배관은 내부 공급 배관과, 상기 내부 공급 배관과 이격된 상태로 상기 내부 공급 배관 둘러싸는 외부 공급 배관을 포함하는 이중 배관으로 형성되고,The fuel supply pipe is formed of a double pipe including an internal supply pipe and an external supply pipe surrounding the internal supply pipe in a state spaced apart from the internal supply pipe,
    상기 내부 공급 배관의 내부 공간을 통해 상기 연료 가스가 상기 연소부로 공급되며,The fuel gas is supplied to the combustion unit through the internal space of the internal supply pipe,
    상기 내부 공급 배관의 외주면과 상기 외부 공급 배관의 내주면으로 형성되는 제2 유로를 통해 상기 가연성 가스의 발화점보다 낮은 온도의 제3 에어가 상기 개질기의 내부로 공급되고,Third air having a temperature lower than the ignition point of the combustible gas is supplied into the reformer through a second flow path formed between an outer circumferential surface of the internal supply pipe and an inner circumferential surface of the external supply pipe,
    상기 제3 에어는 상기 연료 공급 배관의 하단부에서 상기 개질기의 하측 방향으로 분사되는 것인 연소 장치.The combustion device of the third air is injected from a lower end of the fuel supply pipe in a downward direction of the reformer.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 10,
    상기 연소부는 원통형의 메탈 파이버 버너(metal fiber burner)인 것인 연소 장치.The combustion unit is a cylindrical metal fiber burner.
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