KR101449840B1

KR101449840B1 - Reformer of hydrogen reforming system having catalyst cartridge structure

Info

Publication number: KR101449840B1
Application number: KR1020130035672A
Authority: KR
Inventors: 김용철; 한정옥; 이영철; 이중성; 채정민; 홍성호
Original assignee: 한국가스공사
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-08

Abstract

The present invention relates to a reformer of a hydrogen reforming system with a catalyst cartridge structure comprising: a housing which includes an installation space in an inner space and is equipped with a raw gas supply pipe and a synthetic gas discharge pipe; a heat source part which is installed at the installation space and generates heat energy; and a reforming pipe which is installed in the installation space and reforms the raw gas into synthetic gas with rich hydrogen gas. The reforming pipe is formed to protrude towards the outside of the housing by opening one end, with the end being formed to be opened and closed by a cover member. The reforming pipe is equipped with a catalyst cartridge forming a reforming catalyst for reforming raw gas into synthetic gas, and the catalyst cartridge protrudes towards the outside of the reforming pipe by being connected to the cover member by a connection member when the cover member is opened. Accordingly, the present invention is able to reduce maintenance costs by replacing a part heavily polluted ahead of the others by forming the catalyst cartridge in which the reforming catalyst performing the reforming reaction of the raw material is installed with multiple catalyst supports.

Description

촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기{REFORMER OF HYDROGEN REFORMING SYSTEM HAVING CATALYST CARTRIDGE STRUCTURE} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a reformer of a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure,

본 발명은 수소개질 시스템의 개질기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개질작용을 위하여 개질관에 구비되는 촉매를 카트리지화하여 촉매 교환을 용이하게 할 수 있는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reformer of a hydrogen reforming system, and more particularly to a reformer of a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure capable of facilitating catalyst exchange by making a catalyst provided in a reforming pipe will be.

최근 지구환경에 대한 위기감 고조로 인하여 친화적인 에너지 공급 시스템의 개발 요구에 부응하여 에너지 효율이 높고, 배출 가스가 적다는 점에서 수소연료 전지자동차 등의 수소를 연료로 하는 시스템이 각광을 받고 있다.Recently, due to the heightened sensitivity to the global environment, a hydrogen-fueled system such as a hydrogen fuel cell vehicle has been attracting attention in view of high energy efficiency and low emission gas in response to a demand for development of a friendly energy supply system.

그 중에서도 수소연료전지 자동차에서의 수소 공급 방법으로는 압축 또는 액화와 같은 형태로 직접 수소를 공급하는 방법 외에, 천연가스 등의 탄화수소계 원료의 개질에 의한 수소의 생성은 기존의 연료공급 인프라를 이용할 수 있고, 종합적인 에너지 효율이 높다는 점 등에 있어서 많이 이용되고 있다. Among them, as a method of supplying hydrogen in a hydrogen fuel cell vehicle, in addition to a method of directly supplying hydrogen in the form of compression or liquefaction, the generation of hydrogen by reforming a hydrocarbon-based raw material such as natural gas uses an existing fuel supply infrastructure And it is widely used in that it has a high energy efficiency and a comprehensive energy efficiency.

이중 천연가스나 액화석유가스 등의 탄화수소계 원료가스의 개질에 의해 수소를 발생하기 위한 통상의 수소개질 시스템이 한국특허 등록번호 10-0209989호에 개시되어 있다.A conventional hydrogen reforming system for generating hydrogen by reforming a hydrocarbon-based source gas such as natural gas or liquefied petroleum gas is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0209989.

이러한 종래의 수소개질 시스템은 원료가스에 함유된 황을 흡착하기 위한 탈황기, 탈황기를 거친 원료가스를 개질시켜 풍부한 수소가스가 함유된 합성가스를 생성하기 위한 개질기와, 수고가 풍부한 가스로의 개질에 필요한 수증기를 얻기 위한 증기 발생기, 배기가스에서 물을 분리하는 기액분리기를 포함한다.Such a conventional hydrogen reforming system is composed of a desulfurizer for adsorbing sulfur contained in a raw material gas, a reformer for producing a syngas containing an abundant hydrogen gas by modifying a raw material gas having passed through a desulfurizer, A steam generator for obtaining the required steam, and a gas-liquid separator for separating water from the exhaust gas.

상기 개질기(Reformer)는 개질반응을 통해 천연가스와 같은 원료(이하 "원료가스"라고 한다)로부터 수소를 생성하는 장치이다. The reformer is a device for generating hydrogen from a raw material such as natural gas (hereinafter referred to as "raw material gas") through a reforming reaction.

이러한 종래의 개질기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 열에너지를 발생시키는 열원부(20), 열 에너지를 이용한 개질 반응을 통해 수소를 생성하는 개질관이 설치되도록 공간을 갖는 통 형태로 형성된다.1, the conventional reformer 1 includes a housing 10, a heat source 20 for generating thermal energy, and a reformer for generating hydrogen through a reforming reaction using heat energy. As shown in Fig.

상기 개질관(31)은 원료가스를 수소가 풍부한 합성가스로 개질하여 배출하기 위한 것으로, 내부에 개질촉매(31a)가 구비되어 있으며, 개질관(31)으로 원료가스를 공급하기 위한 원료가스 공급관(32), 개질관(31)의 개질촉매에 의해 개질되어 수소가 풍부한 합성가스를 배출하기 위한 합성가스 배출관(33)을 포함한다.The reforming pipe 31 is provided for reforming the raw material gas into a hydrogen-rich synthesis gas and discharging it. The reforming pipe 31 is provided with a raw material gas supply pipe (32), and a synthesis gas discharge pipe (33) for discharging the hydrogen-rich synthesis gas, which is reformed by the reforming catalyst of the reforming pipe (31).

즉, 원료가스가 원료가스 공급관(32)을 통해 개질관(31)으로 공급되어 개질촉매(31a)에 의해 개질된 후에, 합성가스 배출관(33)을 통해 배출되도록 구성되는 것이다. That is, the raw material gas is supplied to the reforming pipe 31 through the raw material gas supply pipe 32, reformed by the reforming catalyst 31a, and then discharged through the synthesis gas discharge pipe 33.

상기와 같은 종래의 수소개질 시스템의 개질기(1)는 장시간 사용하게 되면, 개질관(31)의 구비되는 개질촉매(31a)가 오염되어 개질촉매(31a)의 기능이 저하되기 때문에 개질촉매(31a)를 주기적으로 교체해야 한다.In the conventional reformer 1 of the hydrogen reforming system, when the reformer 1 is used for a long period of time, the reforming catalyst 31a of the reforming pipe 31 is contaminated and the function of the reforming catalyst 31a is lowered. ) Should be replaced periodically.

그러나, 종래의 수소개질 시스템의 개질기는 개질촉매(31a)를 교체하기 위해서 개질관(31)의 상단부를 절단하고, 개질관(31)에 있는 개질촉매(31a)를 교체한 후에 절단된 개질관(31)의 상단부를 용접으로 고정하는 작업을 해야 함으로, 개질촉매의 교체작업이 매우 까다롭고, 이에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다. However, in the conventional reformer of the hydrogen reforming system, in order to replace the reforming catalyst 31a, the upper end of the reforming pipe 31 is cut off, the reforming catalyst 31a in the reforming pipe 31 is replaced, It is necessary to fix the upper end of the reforming catalyst 31 by welding so that the replacement operation of the reforming catalyst is very troublesome and takes a long time.

또한, 개질촉매(31a)를 주기적으로 교체하면, 개질작용을 수행하는 개질관(31)의 길이가 짧아져 개질 반응을 위한 반응 면적이 줄어들게 됨으로써, 수소의 개질 효과가 저하되는 문제점이 있었다.
In addition, if the reforming catalyst 31a is periodically replaced, the length of the reforming pipe 31 for performing the reforming operation is shortened, and the reaction area for the reforming reaction is reduced, thereby deteriorating the reforming effect of hydrogen.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 개질관의 일단부를 개구시켜서 개폐 가능하게 구성하되, 개질관의 개구를 개방할 때, 개질관에서 개질촉매가 돌출되도록 함으로써, 개질촉매의 교체를 용이하게 할 수 있도록 한 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a reforming apparatus which can open and close one end of a reforming pipe, And it is an object of the present invention to provide a reformer for a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure that facilitates replacement of the catalyst.

또한, 개질촉매를 서로 분리 가능한 복수의 촉매 카트리지 형태로 구성함으로써, 오염되어 개질반응이 저하된 촉매의 일부분만을 분리하여 교체할 수 있도록 한 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a reformer for a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure in which a reforming catalyst is formed in the form of a plurality of catalyst cartridges separable from each other, .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 내부에 설치공간이 형성되고, 원료가스 공급관과 합성가스 배출관이 구비되는 하우징과, 상기 설치공간에 구비되고 열에너지를 발생시키는 열원부와, 상기 설치공간에 구비되고 원료가스를 수소가스가 풍부가 합성가스로 개질시키기 위한 개질관을 포함하는 수소개질 시스템의 개질기에 있어서, 상기 개질관은 일단부가 개구되어 상기 하우징의 외부로 돌출되도록 구성되되, 개구된 일단부가 커버부재에 의해 개폐되도록 구성되고, 상기 개질관 내에는 원료가스를 합성가스로 개질하기 위한 개질촉매가 구성되는 촉매 카트리지가 구비되며, 상기 촉매 카트리지가 상기 커버부재에 연결부재에 의해 연결되어 상기 커버부재의 개방시 상기 개질관의 외부로 돌출되도록 구성되되, 상기 촉매 카트리지는, 개질촉매가 구성되며 메쉬형태로 형성되는 촉매 지지체와, 상기 촉매 지지체의 내측에 구비되고, 상기 합성가스가 배출되는 통로를 구성하며 상기 합성가스 배출관에 연결되는 관부재를 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an air conditioner, including: a housing having an installation space formed therein and including a raw gas supply pipe and a syngas discharge pipe; a heat source unit provided in the installation space, And a reforming pipe for reforming the raw material gas into a synthesis gas rich in hydrogen gas, wherein the reforming pipe is configured such that one end of the reforming pipe is protruded to the outside of the housing, And a catalyst cartridge in which a reforming catalyst for reforming the raw material gas into synthesis gas is provided in the reforming pipe, and the catalyst cartridge is connected to the cover member by a connecting member And the catalyst member protrudes to the outside of the reforming pipe when the cover member is opened, The catalyst to be configured, and it is preferable that the catalyst support is formed of a mesh, is provided on the inside of the catalyst support, constituting the passage through which the synthesis gas is discharged comprises a tube member connected to the synthesis gas outlet pipe.

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또한, 상기 촉매 카트리지는, 메쉬형태로 형성되는 복수의 촉매지지체와, 상기 복수의 촉매지지체를 결합하여, 하나의 카트리지 형태로 연결하기 위한 복수의 결합부재와, 상기 결합부재에 의해 연결되는 복수의 촉매지지체 내에 구비되며, 합성가스가 상기 합성가스 배출관까지 유동되는 통로를 구성하기 위한 관부재를 포함하는 것이 바람직하다.The catalyst cartridge may further include a plurality of catalyst supporting bodies formed in a mesh form, a plurality of engaging members for engaging the plurality of catalyst supporting bodies and connecting them in the form of a single cartridge, And a pipe member provided in the catalyst support and constituting a passage through which the synthesis gas flows to the syngas discharge pipe.

또한, 상기 촉매 카트리지는, 내측에 공간부를 가지고, 측부가 개방되어 형성되며, 상기 공간부를 복수의 수용공간으로 구획하기 위한 적어도 하나 이상의 받침부재가 구비되는 외측프레임과, 상기 복수의 수용공간에 수용되며, 메쉬형태로 형성되는 복수의 촉매지지체를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the catalyst cartridge may include an outer frame having an inner space portion and an open side portion, the outer frame having at least one support member for partitioning the space portion into a plurality of accommodation spaces, And a plurality of catalyst supports formed in a mesh form.

또한, 상기 촉매 카트리지는, 상기 결합부재에 의해 상기 복수의 촉매지지체중 어느 하나의 촉매지지체에 결합되어 상기 원료가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거용 촉매 지지체를 더 포함하는 것이 바람직하다.The catalyst cartridge may further include a foreign matter removing catalyst support body coupled to one of the plurality of catalyst supports by the coupling member to remove foreign matter contained in the raw material gas.

또한, 상기 촉매지지체의 일단부나 양단부에는 상기 결합부재에 나사 결합으로 연결하기 위하여 나사산을 갖는 결합프레임이 구비되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that one end or both ends of the catalyst supporting body is provided with a coupling frame having a thread for screw connection to the coupling member.

또한, 상기 외측프레임과 받침부재는 상기 원료가스와 합성가스가 통과할 수 있도록 메쉬 형태의 망부재로 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the outer frame and the support member are formed of a mesh-like net member so that the raw material gas and the syngas can pass through.

또한, 상기 연결부재는 상기 촉매 카트리지에 착탈수단에 의해 분리 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the connecting member is detachably connected to the catalyst cartridge by a detachable means.

또한, 상기 착탈수단은, 상기 연결부재의 하단에 일단이 연결되고 수직방향으로 가이드홈을 갖는 제1걸림부재와, 상기 제1걸림부재의 타단에 일단이 힌지 고정되는 제2걸림부재와, 상기 제1걸림부재의 일단부에 제2걸림부재의 타단부를 록킹시키기 위한 록킹부를 포함하는 것이 바람직하다.The attaching / detaching means may include a first engaging member having one end connected to the lower end of the connecting member and having a guide groove in the vertical direction, a second engaging member having one end hinged to the other end of the first engaging member, And a locking portion for locking the other end of the second latching member to one end of the first latching member.

또한, 상기 록킹부는, 상기 제1걸림부재의 일단에 형성되는 가이드홈과, 상기 제1걸림부재의 외부에서 상기 가이드홈과 연통되도록 형성되는 끼움홈과, 상기 제2걸림부재의 타단부에 돌출 형성되어 상기 끼움홈에 끼워져 상기 가이드홈으로 돌출되며, 상기 가이드홈에 직교되는 방향으로 형성되는 관통홀을 가지는 끼움돌기와, 상기 가이드홈에서 이동 가능하게 구비되되, 상기 관통홀에 끼워져 록킹작용을 수행하는 록킹돌기와, 상기 록킹돌기를 상기 끼움돌기를 향하여 탄력 지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
The locking portion may include a guide groove formed at one end of the first engaging member, a fitting groove formed to communicate with the guide groove at the outside of the first engaging member, and a fitting groove formed at the other end of the second engaging member, A fitting protrusion formed in the fitting groove and protruding from the fitting groove and having a through hole formed in a direction orthogonal to the fitting groove; and a fitting protrusion movably provided in the fitting groove, And an elastic member for elastically supporting the locking protrusion toward the fitting protrusion.

본 발명에 의하면, 개구가 커버부재에 의해 개폐될 때, 개질관 내에 구비되는 촉매 카트리지가 개질관의 외부로 돌출되도록 구성함으로써, 촉매 카트리지의 교체 작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when the opening is opened and closed by the cover member, the catalyst cartridge provided in the reforming pipe is protruded to the outside of the reforming pipe, thereby facilitating the replacement operation of the catalyst cartridge.

또한, 개질촉매가 구성된 촉매카트리지가 분리 가능하게 복수의 촉매지지체로 구성됨으로써, 오염이 심한 부분만을 교체할 수 있으므로 개질기의 관리비용을 절감할 수 있는 것이다.In addition, since the catalyst cartridge having the reforming catalyst is detachably constructed of a plurality of catalyst supports, it is possible to replace only a portion with a high contamination, thereby reducing the management cost of the reformer.

도 1은 종래의 수소개질 시스템의 개질기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소개질 시스템의 개질기를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 개질기에서 개질관에 촉매 카트리지가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도.
도 4는 도 3의 개질기에서 개질관의 커버부재와 촉매 카트리지의 연결 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 도 4의 커버부재에 촉매 카트리지를 연결하는 연결부재의 착탈수단을 나타낸 단면도.
도 6은 도 2의 개질기에서 촉매 카트리지의 다른 형태를 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 촉매 카트리지에서 개질용 촉매지지체와 결합부재의 결합구조를 나타낸 단면도.
도 8은 도 2의 개질기에서 촉매 카트리지의 또 다른 형태를 나타낸 사시도.
도 9는 도 8의 분해 사시도.1 is a sectional view showing a reformer of a conventional hydrogen reforming system.
2 is a cross-sectional view illustrating a reformer of a hydrogen reforming system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the main part showing the state in which the catalyst cartridge is installed in the reforming pipe in the reformer of FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a connection structure of the cover member of the reforming pipe and the catalyst cartridge in the reformer of FIG. 3;
5 is a cross-sectional view showing a detachment means of a connecting member for connecting the catalyst cartridge to the cover member of Fig.
6 is a view showing another form of the catalyst cartridge in the reformer of FIG. 2;
7 is a cross-sectional view showing a coupling structure of a catalyst supporting member and a coupling member for reforming in the catalyst cartridge of Fig. 6;
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the catalyst cartridge in the reformer of FIG. 2; FIG.
Fig. 9 is an exploded perspective view of Fig. 8; Fig.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수소개질 시스템의 개질기를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 개질기에서 개질관에 촉매 카트리지가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다. 도 4는 도 3의 개질기에서 개질관의 커버부재와 촉매 카트리지의 연결 구조를 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 커버부재에 촉매 카트리지를 연결하는 연결부재의 착탈수단을 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 2의 개질기에서 촉매 카트리지의 다른 형태를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 촉매 카트리지에서 개질용 촉매지지체와 결합부재의 결합구조를 나타낸 단면도이다. 도 8은 도 2의 개질기에서 촉매카트리지의 또 다른 형태를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 분해 사시도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a reformer of a hydrogen reforming system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a catalyst cartridge is installed in a reforming pipe in the reformer of FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a connection structure of a cover member of a reforming pipe and a catalyst cartridge in the reformer of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a detachment means of a connection member for connecting the catalyst cartridge to the cover member of FIG. FIG. 6 is a view showing another embodiment of the catalyst cartridge in the reformer of FIG. 2, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a coupling structure of the catalyst support for reforming and the coupling member in the catalyst cartridge of FIG. FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the catalyst cartridge in the reformer of FIG. 2, and FIG. 9 is an exploded perspective view of FIG.

먼저, 본원발명의 제1실시예에 따른 개질기(100)는 수소를 발생시키는 것으로, 수소 발생장치, 수소를 연료로 사용하기 위한 수소연료전지 자동차, 수소를 연료로 사용하여 전기를 발생시키기 위한 연료전지 발전시스템 등에 사용되는 것으로, 수소를 연료로 사용하기 위하여 수소를 발생시키는 장치에는 모두 구비되며, 이에 모두 적용할 수 있는 것이다.First, the reformer 100 according to the first embodiment of the present invention generates hydrogen and includes a hydrogen generator, a hydrogen fuel cell vehicle for using hydrogen as fuel, a fuel for generating electricity using hydrogen as a fuel Battery power generation systems, and the like, all of which are provided in an apparatus for generating hydrogen to use hydrogen as a fuel, and can be applied to all of them.

도시된 바와 같이, 본원발명의 일실시예에 따른 개질기(100)는 외형을 구성하고 내부에 공간을 가지는 하우징(110), 하우징(110)에 구비되고 열에너지를 발생시키는 열원부(120), 하우징(110)의 일측에 구비되는 원료가스 공급관(130), 원료가스 공급관(130)에 연결되고 하우징(110) 내측에 구비되어 원료가스를 개질시키기 위한 개질촉매가 구성되는 촉매카트리지가 구비되는 개질관(140), 하우징(110)에 구비되고 개질관(140)에 연결되어 개질촉매에 의해 개질된 합성가스를 배출하는 합성가스 배출관(150)을 포함하고, 개질관(140)의 일단부가 개구되어 커버부재(160)에 의해 개폐되되, 커버부재(160)가 개방될 때, 개질촉매가 구성되는 촉매 카트리지(200)의 일부가 개질관(140)의 외부로 돌출되어 분리되도록 구성된다.As shown in the drawings, a reformer 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110 having an outer shape and having a space therein, a heat source 120 provided in the housing 110 to generate thermal energy, A reforming gas supply pipe 130 connected to the raw gas supply pipe 130 and disposed inside the housing 110 to provide a reforming catalyst for reforming the raw material gas, And a synthesis gas discharge pipe 150 provided in the housing 110 and connected to the reforming pipe 140 to discharge the synthesis gas reformed by the reforming catalyst, wherein one end of the reforming pipe 140 is opened A part of the catalyst cartridge 200 constituting the reforming catalyst is protruded and separated from the reforming pipe 140 when the cover member 160 is opened.

먼저, 상기 하우징(110)은 외형을 형성하며, 개질기(100)의 일부 구성들이 설치되는 공간을 형성하게 된다. 그리고, 하우징(110)의 내면에는 하우징(110)의 내부에서 열원부(120)에 의해 발생되는 열에너지가 외부로 전달되는 것을 방지하기 위한 방화벽이 구비된다. 이 방화벽은 방화벽돌이나 단열재로 구성할 수 있으며, 방화벽돌과 단열재를 겹쳐서 사용할 수도 있는 것이다.First, the housing 110 forms an outer shape and forms a space in which some components of the reformer 100 are installed. The inner surface of the housing 110 is provided with a fire wall for preventing the heat energy generated by the heat source 120 from being transmitted to the outside from the inside of the housing 110. This firewall can consist of firewall stone or insulation, and it can also be used by overlapping firewall stone and insulation.

또한, 하우징(110)은 상부가 개구되어 형성되고, 상부가 개폐되도록 구성된다. 본 발명의 제1실시예에서 하우징(110)은 상부가 개구된 것을 예를 들어 설명하였으나, 하부가 개구되거나 하우징이 수평으로 배치되어 양측단부 중 일측 단부가 개구되어 형성될 수 있는 것이다. Further, the housing 110 is formed with an open top and is configured to open and close the top. In the first embodiment of the present invention, the upper portion of the housing 110 is opened. However, the lower portion of the housing 110 may be open or the housing may be horizontally disposed.

상기 열원부(120)는 후술하는 개질관(140)의 개질촉매에서의 흡열반응에 필요한 열에너지를 발생시키는 역할을 한다.The heat source unit 120 serves to generate thermal energy required for an endothermic reaction in a reforming catalyst of a reforming pipe 140 described later.

상기 원료가스 공급관(130)은 하우징(110)의 외부에서 하우징(110)의 내로 연통되도록 구성되고, 원료가스를 하우징(110)의 내에 구비되는 후술하는 개질관(140)으로 공급하게 된다.The raw gas supply pipe 130 is configured to communicate with the inside of the housing 110 from the outside of the housing 110 and supplies the raw material gas to the reforming pipe 140 provided in the housing 110.

상기 개질관(140)은 하우징(110) 내에 수직으로 배치되어 하우징(110)을 관통하여 설치되고, 개질관(140)의 상단이 개구되어 후술하는 커버부재(160)에 의해 개폐되도록 구성된다. 이 개질관(140)은 하우징(110)에 수평으로 관통시켜서 설치하여 구성할 수 있는 것이다. The reforming pipe 140 is installed vertically in the housing 110 and penetrates the housing 110. The upper end of the reforming pipe 140 is opened and closed by a cover member 160 which will be described later. The reforming pipe 140 may be installed horizontally through the housing 110.

상기 개질관(140)의 내측에는 원료가스 공급관(130)으로부터 유입된 원료가스를 개질시키기 위한 개질촉매가 구비되는 촉매 카트리지(200)가 구비된다. 그리고, 이 촉매 카트리지(200)는 개질관(140)의 개구를 개폐하는 커버부재(160)에 연결부재(170)로 연결되어 커버부재(160)를 개방하여 분리할 때, 연결부재(170)에 의해 개질관(140)의 내측에서 외부로 일부분이 돌출되도록 구성된다. A catalyst cartridge 200 having a reforming catalyst for reforming the raw material gas introduced from the raw material gas supply pipe 130 is provided inside the reforming pipe 140. The catalyst cartridge 200 is connected to the cover member 160 which opens and closes the opening of the reforming pipe 140 by the connection member 170 and opens the cover member 160 to separate the connection member 170, A portion of the reforming pipe 140 protrudes from the inside to the outside of the reforming pipe 140.

즉, 커버부재(160)를 분리할 때, 연결부재(170)에 의해 촉매 카트리지(200)의 일부가 개질관(140)의 외부로 돌출되어 작업자가 외부로 돌출된 촉매 카트리지(200)를 잡고 개질관(140)에서 완전히 분리할 수 있도록 한 것이다.That is, when separating the cover member 160, a part of the catalyst cartridge 200 is protruded to the outside of the reforming pipe 140 by the connecting member 170, and the operator holds the catalyst cartridge 200 protruded outward And can be completely separated from the reforming pipe (140).

여기서, 연결부재(170)는 일단부가 커버부재(160)에 고정되고, 타단부가 촉매 카트리지(200)의 상단부에 분리 가능하게 구성하여 촉매 카트리지(200)의 교체시 커버부재(160)와 촉매 카트리지(200)를 서로 분리시켜서 촉매 카트리지(200) 만을 교체할 수 있도록 연결부재(170)와 촉매 카트리지(200) 사이를 착탈시키기 위한 착탈수단(180)을 더 포함한다.The connecting member 170 has one end fixed to the cover member 160 and the other end detachably configured at the upper end of the catalyst cartridge 200 so that the cover member 160 and the catalyst Further includes a detachment means 180 for detachably attaching the connection member 170 and the catalyst cartridge 200 so that the cartridge 200 can be detached from each other and only the catalyst cartridge 200 can be replaced.

상기 착탈수단(180)은 연결부재(170)의 하단에 일단이 연결되고 수직방향으로 가이드홈(181a)을 갖는 제1걸림부재(181)와, 제1걸림부재(181)의 타단에 일단이 힌지 고정되는 제2걸림부재(182)와, 제1걸림부재(181)의 일단부에 제2걸림부재(182)의 타단부를 록킹시키기 위한 록킹부(183)를 포함한다.The detachment means 180 includes a first engaging member 181 having one end connected to the lower end of the connecting member 170 and having a guide groove 181a in the vertical direction and a second engaging member 182 having one end at the other end of the first engaging member 181 And a locking portion 183 for locking the other end of the second engaging member 182 at one end of the first engaging member 181. The second engaging member 182 is hinge-

상기 록킹부(183)는 제1걸림부재(181)의 일단에 형성되는 가이드홈(181a)과, 제1걸림부재의 외부에서 가이드홈에 연통되도록 형성되는 끼움홀(183a)과, 제2걸림부재(182)의 타단부에 돌출 형성되어 끼움홀(183a)에 끼워져 가이드홈(181a)으로 돌출되며 가이드홈(181a)에 직교되는 방향으로 형성되는 관통홀(183c)을 가지는 끼움돌기(183b)와, 가이드홈(181a)에서 이동 가능하게 구비되되 관통홀(183c)에 끼워져 록킹작용을 수행하는 록킹부재(183d)와, 록킹부재(183d)를 끼움돌기(183b)를 향하여 탄력 지지하는 탄성부재(183e)를 포함한다. The locking portion 183 includes a guide groove 181a formed at one end of the first engaging member 181, a fitting hole 183a formed to communicate with the guide groove at the outside of the first engaging member, A fitting protrusion 183b protruding from the other end of the member 182 and fitted in the fitting hole 183a and protruding into the guide groove 181a and having a through hole 183c formed in a direction orthogonal to the guide groove 181a, A locking member 183d that is movably provided in the guide groove 181a and is fitted in the through hole 183c to perform a locking action and an elastic member 183d that elastically supports the locking member 183d toward the fitting protrusion 183b. (183e).

상기 록킹부재(183d)에는 작업자가 록킹부재(183d)를 왕복 이동시키기 위한 조작돌기가 제1걸림부재(181)의 외부로 돌출되도록 형성된다. The locking member 183d is formed with an operation protrusion for allowing the operator to reciprocate the locking member 183d to protrude outside the first engaging member 181. [

상기 촉매 카트리지(200)는 단면이 도넛(donut)형상으로 형성되고, 개질관(140)에 끼워지고 메쉬 형태로 형성되는 촉매 지지체(210)와, 촉매 지지체(210)의 중앙에서 길이 방향으로 구성되어 통로(221)를 형성하기 위한 관부재(220)를 포함한다. The catalyst cartridge 200 includes a catalyst support 210 formed in a donut shape in a cross section and fitted to the reforming pipe 140 and formed in a mesh shape, And a tube member 220 for forming the passage 221.

여기서, 개질촉매는 팔라듐, 루세늄, 백금 중 어느 하나의 금속을 메쉬 형태로 형성된 촉매 지지체(210)에 코팅하여 구성할 수 있다. 또한, 개질촉매는 상기 금속들 중 어느 하나 또는 복수의 금속을 알갱이 형태로 구성하고, 이 수 많은 금속 알갱이를 촉매 지지체(210)와 관부재의 외주면 사이에 형성되는 공간에 수용하여 구성할 수 있는 것이다. 즉, 원료가스가 촉매 지지체(210)에 수용된 알갱이 형태의 개질촉매를 통과하면서 개질되고, 개질된 합성가스가 관부재(220)로 형성되는 통로(221)를 따라 유동된 후에 합성가스 배출관(150)을 통해 배출되는 것이다. Here, the reforming catalyst may be formed by coating a catalyst support 210 formed of a mesh with any one of palladium, ruthenium, and platinum. Also, the reforming catalyst may be constituted by constituting one or a plurality of metals among the above-mentioned metals in the form of granules, and accommodating these many metal grains in a space formed between the catalyst supporting body 210 and the outer circumferential surface of the tubular member will be. That is, the raw material gas is reformed while passing through the granular reforming catalyst accommodated in the catalyst support 210, and after the modified synthesis gas flows along the passage 221 formed by the pipe member 220, ).

또한, 도 6과 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 개질기에서 다른 형태의 촉매 카트리지의 구조를 보인 도면이다.6 and 7 are views showing the structure of another type of catalyst cartridge in a reformer according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수소개질 시스템의 개질기에서 다른 형태의 촉매 카트리지(300)는 원료가스를 개질시키기 위한 개질용 촉매가 구비되는 복수의 개질용 촉매지지체(310)와, 각 개질용 촉매지지체(310)를 분리 가능하게 결합하는 결합부재(330)를 포함한다.As shown, in the reformer of the hydrogen reforming system according to the first embodiment of the present invention, the catalyst cartridge 300 of another type includes a plurality of reforming catalyst supports 310 having reforming catalysts for reforming the source gas, And an engaging member 330 separably coupling the reforming catalyst supporting bodies 310.

그리고, 서로 결합된 복수의 개질용 촉매지지체(310)의 중앙에는 촉매 카트리지(200)에서 개질된 합성가스가 합성가스 배출관(150)으로 배출되는 동안 유동되는 통로(301)를 구성하기 위한 관부재(312)가 구비된다.A plurality of reforming catalyst supporting bodies 310 coupled to each other are provided at the center thereof with a tube member for constituting a passage 301 flowing while the synthesis gas modified by the catalyst cartridge 200 is discharged to the synthesis gas discharge pipe 150 (312).

즉, 복수의 개질용 촉매지지체(310)를 각각 결합부재(330)로 결합하여 오염이 심하게 된 개질용 촉매지지체(310)만을 분리하여 교체할 수 있도록 하여 소모품 관리 비용을 절감시킬 수 있도록 한 것이다. That is, it is possible to separate and replace only the reforming catalyst supporting body 310, which is severely contaminated, by joining the plurality of reforming catalyst supporting bodies 310 with the coupling members 330, thereby reducing the cost of managing consumables .

상기 개질용 촉매지지체(310)는 외형이 메쉬 즉, 망부재가 통형상으로 형성된다. 이 개질용 촉매지지체(310)의 양단부에는 후술하는 결합부재(330)와 나사 결합되도록 외주면에 나사산(311a)이 형성된 결합프레임(311)이 구비된다. 즉, 개질용 촉매지지체(310)의 양단이나 일단에 결합프레임(311)이 고정되어 결합부재(330)에 나사 결합되도록 구성되는 것이다.The reforming catalyst support body 310 is formed in a tubular shape in mesh, that is, a mesh member. At both ends of the reforming catalyst supporting body 310, a coupling frame 311 having threads 311a formed on the outer circumferential surface thereof is screwed to a coupling member 330 described later. That is, the coupling frame 311 is fixed to both ends or one end of the reforming catalyst supporting body 310 and is screwed to the coupling member 330.

여기서, 개질용 촉매지지체(310)가 복수의 개질용 촉매지지체(310) 중에 위쪽에 구성되는 경우에는 결합프레임(311)이 개질용 촉매지지체(310)의 하부에만 구비되고, 복수의 개질용 촉매지지체(310) 중에 중간에 구비되는 경우에는 결합프레임(311)이 개질용 촉매지지체(310)의 상단부와 하단부에 모두 구비된다. 그리고, 개질용 촉매지지체(310)가 복수의 개질용 촉매지지체(310) 중에 최하단에 구성되는 경우에는 결합프레임(311)이 개질용 촉매지지체(310)의 상단에만 구비되도록 구성되는 것이다.In the case where the reforming catalyst support body 310 is formed above the plurality of reforming catalyst supports 310, the coupling frame 311 is provided only below the reforming catalyst support body 310, In the case of being provided in the middle of the support body 310, the coupling frame 311 is provided at both the upper end and the lower end of the reforming catalyst support body 310. When the reforming catalyst supporting body 310 is formed at the lowermost end of the plurality of reforming catalyst supporting bodies 310, the coupling frame 311 is provided only at the upper end of the reforming catalyst supporting body 310.

상기 결합부재(330)는 두 개의 촉매지지체(310)를 각각 결합하여 두 개의 촉매지지체(310)를 연결하기 위한 것으로, 결합부재(330)의 상측에 하나의 촉매지지체(310) 하부를 결합하고, 결합부재(330)의 하측에 다른 촉매지지체(310)의 상부를 결합하게 된다. 즉, 이 결합부재(330)의 내주면은 촉매지지체(310)의 결합프레임(311) 외주면과 나사 결합되도록 나사산(331)이 형성된다.The coupling member 330 is for coupling the two catalyst supports 310 by coupling the two catalyst supports 310 and coupling the lower portion of one catalyst support 310 to the upper side of the coupling member 330 And the upper portion of another catalyst supporting body 310 is coupled to the lower side of the coupling member 330. That is, the inner circumferential surface of the coupling member 330 is formed with a screw thread 331 to be screwed with the outer circumferential surface of the coupling frame 311 of the catalyst supporting body 310.

그리고, 결합부재(330)의 내주면 중앙에는 위쪽의 촉매지지체(310)와 아래쪽의 촉매지지체(310) 중 어느 한쪽의 촉매지지체(310)가 많이 결합되는 것을 방지하기 위한 돌출부가 된다.The inner circumferential surface of the coupling member 330 serves as a protrusion for preventing the catalyst supporting body 310 of the upper catalyst supporting body 310 and the catalyst supporting body 310 of the lower one from being joined to each other.

한편, 상기 촉매 카트리지(300)는 결합부재(330)에 의해 서로 연결되어 있는 복수의 촉매지지체(310)의 최하단에 결합되어 원료가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거용 촉매지지체(320)를 더 구비한다. 이물질 제거용 촉매지지체(320)는 결합부재(330)에 의해 결합되어 연결되는 복수의 촉매지지체(310) 중 어느 하나의 촉매지지체(310)에 연결하여 구성할 수 있으나, 바람직하게는 원료가스가 최초로 유입되는 부분의 촉매지지체(310)에 연결하여 구성한다.The catalyst cartridge 300 includes a catalyst supporting body 320 for removing a foreign substance contained in the raw material gas and connected to the lowermost ends of a plurality of catalyst supporting bodies 310 connected to each other by a coupling member 330, Respectively. The foreign substance removing catalyst supporting body 320 may be connected to any one of the plurality of catalyst supporting bodies 310 connected to each other by the coupling member 330. Preferably, And is connected to the catalyst supporting body 310 of the first inlet portion.

상기 이물질 제거용 촉매지지체(320)는 개질용 촉매지지체(310)와 같이 메쉬 형태의 통형상으로 형성되며, 중앙에는 개질된 합성가스가 배출되기 위한 통로(301)가 형성되도록 관부재가 구비된다. 여기서, 이물질 제거용 촉매는 스틸로 형성되는 볼로 구성되며, 이 다수의 스틸볼이 이물질 제거용 촉매지지체(320)에 수용된 상태에서 원료가스가 다수의 스틸볼 사이로 통과하면서 원료가스에 함유된 이물질이 스틸볼에 흡착되도록 구성된다.The catalyst supporting body 320 for removing foreign substance is formed in a mesh-like cylindrical shape like the reforming catalyst supporting body 310 and a tube member is provided at the center to form a passage 301 for discharging the modified synthesis gas . Here, the catalyst for removing foreign matter is composed of balls formed of steel, and the plurality of steel balls are accommodated in the foreign substance removing catalyst supporting body 320, and the raw material gas passes through the plurality of steel balls, And is adsorbed on the steel ball.

그리고, 이물질 제거용 촉매지지체(320)의 상부에는 결합부재(330)에 나사 결합될 수 있도록 외주면에 나사산이 형성된 결합프레임(311)에 구비된다.An upper portion of the catalyst supporting body 320 for removing foreign matter is provided on a coupling frame 311 having threads formed on the outer circumferential surface thereof so as to be screwed to the coupling member 330.

또한, 도 8과 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 개질기에서 촉매 카트리지의 또 다른 형태를 나타낸 사시도와 분해 사시도이다. 8 and 9 are a perspective view and an exploded perspective view showing still another embodiment of the catalyst cartridge in the reformer according to the embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 수소개질 시스템의 개질기에서 또 다른 형태의 촉매 카트리지(400)는 내측에 구비되는 적어도 하나 이상의 받침부재(411)에 의해 구획되는 복수의 수용공간(412)을 가지고, 측부가 개구되어 형성되는 케이싱(410)과, 복수의 수용공간(412)에 각각 수용되며, 메쉬형태로 형성되는 복수의 촉매지지체(420)를 포함한다.As shown in the figure, in the reformer of the hydrogen reforming system according to an embodiment of the present invention, the catalyst cartridge 400 of another form includes a plurality of accommodating spaces (not shown) partitioned by at least one supporting member 411 And a plurality of catalyst supporting bodies 420 each of which is accommodated in a plurality of accommodating spaces 412 and is formed in a mesh shape.

상기 케이싱(410)은 내측에 공간이 형성되는 통형상으로 형성되되, 측부 상단에서 하단까지 개구되어 형성된다. 그리고 케이싱(410)의 내측 공간은 복수의 받침부재(411)에 의해 복수의 수용공간(412)으로 구획된다. 이 복수의 수용공간(412)은 복수의 촉매지지체(420)를 수용하게 된다.The casing 410 is formed in a tubular shape in which a space is formed on the inner side, and is formed to be open from the upper end to the lower end of the side. The inner space of the casing 410 is partitioned into a plurality of accommodation spaces 412 by a plurality of support members 411. The plurality of accommodating spaces 412 accommodate a plurality of catalyst supports 420.

여기서, 케이싱(410)과 받침부재(411)는 원료가스 공급관(130)을 통해 유입되는 원료가스와 촉매에 의해 개질되는 합성가스가 통과할 수 있도록 메쉬 형태의 망부재로 형성된다. 그리고 케이싱(410)은 개질관(140)에 수용될 수 있도록 개질관(140)의 내경보다 작은 외경으로 형성되는 것이 바람직하다. Here, the casing 410 and the support member 411 are formed of mesh members in such a manner that the raw material gas flowing through the raw material gas supply pipe 130 and the synthesis gas modified by the catalyst can pass through. The casing 410 is preferably formed to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the reforming pipe 140 so as to be accommodated in the reforming pipe 140.

상기 촉매지지체(420)는 외형이 메쉬 형태의 망부재가 통형상으로 형성된다. 그리고 촉매지지체(420)의 중앙에는 촉매카트리지(400)에서 개질된 합성가스가 합성가스 배출관(150)으로 배출되는 동안 유동되는 통로(401)를 구성하기 위한 관부재(421)가 구비된다. The catalyst support 420 is formed in a tubular shape with a mesh member having an external shape. A tube member 421 for constructing the passage 401 is provided at the center of the catalyst support 420 while the syngas reformed in the catalyst cartridge 400 is discharged to the syngas discharge pipe 150.

즉, 상기 복수의 촉매지지체(420)가 케이싱(410)의 수용공간(412)에 수용되어 수직으로 배열될 때, 관부재(421)가 서로 연결됨으로써, 합성가스가 유동되는 통로(401)가 형성하는 것이다. That is, when the plurality of catalyst supports 420 are accommodated in the accommodating space 412 of the casing 410 and vertically arranged, the tubular member 421 is connected to each other so that the passage 401 through which the syngas flows Lt; / RTI >

또한, 상기 촉매 카트리지(400)는 케이싱(410)에 구비되는 복수의 수용공간(412)중 어느 하나의 수용공간(412)에 수용되어 원료가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거용 촉매지지체(430)를 더 포함한다. 이 이물질 제거용 촉매지지체(430)는 원료가스가 최초로 유입되는 부분인 복수의 수용공간(412) 중 최하단에 구비되는 수용공간(412)에 수용되는 것이 바람직하다.The catalyst cartridge 400 is accommodated in any one of the plurality of accommodating spaces 412 provided in the casing 410 and accommodated in the accommodating space 412 for removing the foreign substances contained in the raw material gas. (430). It is preferable that the foreign substance removing catalyst support body 430 be accommodated in the accommodating space 412 provided at the lowermost end of the plurality of accommodating spaces 412, which is the first inlet portion of the raw material gas.

또한, 이물질 제거용 촉매지지체(430)는 개질용 촉매지지체(420)와 같이 메쉬 형태의 통형상으로 형성된다. 그리고, 이물질 제거용 촉매지지체(430)의 중앙에는 개질된 합성가스가 배출되기 위한 통로(401)를 형성하기 위한 관부재가 구비된다.Further, the foreign substance removing catalyst support body 430 is formed in a mesh-like cylindrical shape like the reforming catalyst support body 420. A pipe member for forming a passage 401 for discharging the modified syngas is provided at the center of the catalyst supporting body 430 for removing foreign substances.

여기서, 이물질 제거용 촉매는 스틸로 형성되는 볼로 구성되되, 다수의 스틸볼이 이물질 제거용 촉매지지체(430)에 수용된 상태에서 원료가스가 다수의 스틸볼 사이를 통과하면서 원료가스에 함유된 이물질이 스틸볼에 흡착되는 것에 의해 이물질을 제거하게 되는 것이다.Here, the catalyst for removing foreign matter is composed of a ball formed of steel. In the state where a plurality of steel balls are accommodated in the catalyst supporting body 430 for removing foreign matter, a raw material gas passes between a plurality of steel balls, The foreign matter is removed by being adsorbed on the steel ball.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기에 대한 작용을 간략하게 설명하기로 한다. The operation of the reformer of the hydrogen reforming system having the catalyst cartridge structure according to the embodiment of the present invention will be briefly described.

원료가스가 원료가스 공급관(130)을 통해 개질관 내에 구비되는 촉매 카트리지(200)의 촉매지지체(210)와 관부재(220) 외측 사이로 유입되어, 촉매지지체(210)에 구비되는 개질촉매를 통과하게 된다. The raw material gas flows into the space between the catalyst support body 210 of the catalyst cartridge 200 provided in the reforming pipe and the outside of the pipe member 220 through the raw material gas supply pipe 130 and passes through the reforming catalyst provided in the catalyst support body 210 .

이때, 개질촉매는 원료가스인 천연가스와 수증기가 서로 반응하도록 함으로써, 수소가 많이 함유된 합성가스를 생성하게 된다.At this time, the reforming catalyst causes the raw gas, natural gas and water vapor to react with each other, thereby producing a synthesis gas containing a large amount of hydrogen.

이렇게 생성된 합성가스는 개질관(140)의 통로(221)를 통과한 후, 하우징(110)에 구비되는 합성가스 배출관(150)을 통해 배출되는 것이다.The syngas thus generated is discharged through a syngas discharge pipe 150 provided in the housing 110 after passing through the passage 221 of the reforming pipe 140.

상기와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수소개질 시스템의 개질기(100)는 하우징(110) 내에 설치되는 개질관(140)의 일단부가 개구되고, 개구가 커버부재(160)에 의해 개폐될 때, 개질관(140) 내에 구비되는 촉매 카트리지(200)가 개질관(140)의 외부로 돌출되도록 구성함으로써, 촉매 카트리지(200)의 교체 작업을 용이하게 할 수 있는 것이다.As described above, in the reformer 100 of the hydrogen reforming system according to the embodiment of the present invention, when one end of the reforming pipe 140 installed in the housing 110 is opened and the opening is opened and closed by the cover member 160 And the catalyst cartridge 200 provided in the reforming pipe 140 protrudes to the outside of the reforming pipe 140 to facilitate the replacement operation of the catalyst cartridge 200. [

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is understandable. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 개질기 110 : 하우징
120 : 열원부 130 : 원료가스 공급관
140 : 개질관 150 : 합성가스 배출관
160 : 커버부재 170 : 연결부재
180 : 착탈수단 181 : 제1걸림부재
181a : 가이드홈
182 : 제2걸림부재
183 : 록킹부 183a : 끼움홀
183b : 끼움돌기 183c : 관통홀
183d : 록킹부재 183e : 탄성부재
200 : 촉매 카트리지
210 : 촉매지지체
220 : 관부재 221 : 통로
300 : 촉매 카트리지 301 : 통로
310 : 개질용 촉매 지지체 311 : 결합프레임
311a : 나사산
312 : 관부재 320 : 이물질 제거용 촉매 지지체
330 : 결합부재 331 : 결합프레임
400 : 촉매 카트리지 401 : 통로
410 : 케이싱 411 : 받침부재
412 : 수용공간
420 : 촉매 지지체 421 : 관부재
430 : 이물질 제거용 촉매 지지체100: reformer 110: housing
120: heat source unit 130: source gas supply pipe
140: reforming pipe 150: synthesis gas discharge pipe
160: cover member 170: connecting member
180: attaching / detaching means 181: first engaging member
181a: Guide groove
182: second engaging member
183: Locking portion 183a: Insertion hole
183b: insertion protrusion 183c: through hole
183d: a locking member 183e: an elastic member
200: catalyst cartridge
210: catalyst support
220: tube member 221: passage
300: catalyst cartridge 301: passage
310: reforming catalyst support 311: coupling frame
311a:
312: pipe member 320: catalyst support for removing foreign substances
330: coupling member 331: coupling frame
400: catalyst cartridge 401: passage
410: casing 411: receiving member
412: accommodation space
420: catalyst supporting body 421: pipe member
430: catalyst support for foreign matter removal

Claims

내부에 설치공간이 형성되고, 원료가스 공급관과 합성가스 배출관이 구비되는 하우징과, 상기 설치공간에 구비되고 열에너지를 발생시키는 열원부와, 상기 설치공간에 구비되고 원료가스를 수소가스가 풍부가 합성가스로 개질시키기 위한 개질관;을 포함하는 수소개질 시스템의 개질기에 있어서,
상기 개질관은 일단부가 개구되어 상기 하우징의 외부로 돌출되도록 구성되되, 개구된 일단부가 커버부재에 의해 개폐되도록 구성되고,
상기 개질관 내에는 원료가스를 합성가스로 개질하기 위한 개질촉매가 구성되는 촉매 카트리지가 구비되며,
상기 촉매 카트리지가 상기 커버부재에 연결부재에 의해 연결되어 상기 커버부재의 개방시 상기 개질관의 외부로 돌출되도록 구성되되,
상기 촉매 카트리지는,
개질촉매가 구성되며 메쉬형태로 형성되는 촉매 지지체와,
상기 촉매 지지체의 내측에 구비되고, 상기 합성가스가 배출되는 통로를 구성하며 상기 합성가스 배출관에 연결되는 관부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
A heat source unit provided in the installation space and generating heat energy; and a heat source unit provided in the installation space and configured to mix the raw material gas with the hydrogen gas rich component 1. A reformer for a hydrogen reforming system comprising:
Wherein the reforming pipe is configured such that one end of the reforming pipe protrudes to the outside of the housing, and one end of the reforming pipe is configured to be opened and closed by a cover member,
Wherein the reforming tube is provided with a catalyst cartridge constituted by a reforming catalyst for reforming the raw material gas into syngas,
Wherein the catalyst cartridge is connected to the cover member by a connecting member so as to protrude outside the reforming pipe when the cover member is opened,
The catalyst cartridge includes:
A catalyst support formed of a reforming catalyst and formed in a mesh form,
A pipe member disposed inside the catalyst support body and constituting a passage through which the synthesis gas is discharged and connected to the synthesis gas discharge pipe;
And a reformer for reforming a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure.

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제1항에 있어서,
상기 촉매 카트리지는,
메쉬형태로 형성되는 복수의 촉매지지체와,
상기 복수의 촉매지지체를 결합하여, 하나의 카트리지 형태로 연결하기 위한 복수의 결합부재와,
상기 결합부재에 의해 연결되는 복수의 촉매지지체 내에 구비되며, 합성가스가 상기 합성가스 배출관까지 유동되는 통로를 구성하기 위한 관부재;
를 포함하는 것을 특징으로 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
The method according to claim 1,
The catalyst cartridge includes:
A plurality of catalyst supports formed in a mesh form,
A plurality of engaging members for engaging the plurality of catalyst supports and connecting them in the form of a single cartridge,
A pipe member provided in the plurality of catalyst supports connected by the coupling member and constituting a passage through which the synthesis gas flows to the synthesis gas discharge pipe;
And a reformer for reforming the hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure.

제1항에 있어서,
상기 촉매 카트리지는,
내측에 공간부를 가지고, 측부가 개방되어 형성되며, 상기 공간부를 복수의 수용공간으로 구획하기 위한 적어도 하나 이상의 받침부재가 구비되는 외측프레임과,
상기 복수의 수용공간에 수용되며, 메쉬형태로 형성되는 복수의 촉매지지체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
The method according to claim 1,
The catalyst cartridge includes:
An outer frame having a space portion on the inner side and having a side portion opened and provided with at least one support member for partitioning the space portion into a plurality of accommodation spaces,
A plurality of catalyst supports accommodated in the plurality of accommodation spaces and formed in a mesh shape;
And a reformer for reforming a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure.

제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 촉매 카트리지는,
상기 결합부재에 의해 상기 복수의 촉매지지체중 어느 하나의 촉매지지체에 결합되어 상기 원료가스에 함유된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거용 촉매 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
The method according to claim 3 or 4,
The catalyst cartridge includes:
Further comprising a catalyst supporting body for removing a foreign substance contained in the raw material gas, the catalyst supporting body being connected to any one of the plurality of catalyst supporting bodies by the coupling member. The reformer of the system.

제3항에 있어서,
상기 촉매지지체의 일단부나 양단부에는 상기 결합부재에 나사 결합으로 연결하기 위하여 나사산을 갖는 결합프레임이 구비되는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
The method of claim 3,
Wherein an end of the catalyst supporting body is provided with an engaging frame having a screw thread for screw connection to the engaging member.

제4항에 있어서,
상기 외측프레임과 받침부재는 상기 원료가스와 합성가스가 통과할 수 있도록 메쉬 형태의 망부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
5. The method of claim 4,
Wherein the outer frame and the support member are formed of mesh members in such a manner that the raw material gas and the syngas can pass therethrough.

제1항에 있어서,
상기 연결부재는 상기 촉매 카트리지에 착탈수단에 의해 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
The method according to claim 1,
Wherein the connecting member is detachably connected to the catalyst cartridge by a detachment means.

제8항에 있어서,
상기 착탈수단은,
상기 연결부재의 하단에 일단이 연결되고 수직방향으로 가이드홈을 갖는 제1걸림부재와,
상기 제1걸림부재의 타단에 일단이 힌지 고정되는 제2걸림부재와,
상기 제1걸림부재의 일단부에 상기 제2걸림부재의 타단부를 록킹시키기 위한 록킹부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.
9. The method of claim 8,
The attaching /
A first engaging member having one end connected to a lower end of the connecting member and having a guide groove in a vertical direction,
A second engaging member having one end hinged to the other end of the first engaging member,
A locking portion for locking the other end of the second latching member to one end of the first latching member;
And a reformer for reforming a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure.

제9항에 있어서,
상기 록킹부는,
상기 제1걸림부재의 일단에 형성되는 가이드홈과,
상기 제1걸림부재의 외부에서 상기 가이드홈과 연통되도록 형성되는 끼움홈과,
상기 제2걸림부재의 타단부에 돌출 형성되어 상기 끼움홈에 끼워져 상기 가이드홈으로 돌출되며, 상기 가이드홈에 직교되는 방향으로 형성되는 관통홀을 가지는 끼움돌기와,
상기 가이드홈에서 이동 가능하게 구비되되, 상기 관통홀에 끼워져 록킹작용을 수행하는 록킹돌기와,
상기 록킹돌기를 상기 끼움돌기를 향하여 탄력 지지하는 탄성부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 카트리지 구조를 갖는 수소개질 시스템의 개질기.

10. The method of claim 9,
Wherein,
A guide groove formed at one end of the first engaging member,
A fitting groove formed outside the first engaging member so as to communicate with the guide groove,
A fitting protrusion protruding from the other end of the second engaging member and protruding from the guide groove to be inserted into the fitting groove and having a through hole formed in a direction orthogonal to the guide groove;
A locking protrusion movably provided in the guide groove, the locking protrusion being inserted into the through hole to perform a locking action;
An elastic member elastically supporting the locking protrusion toward the fitting protrusion;
And a reformer for reforming a hydrogen reforming system having a catalyst cartridge structure.