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고체산화물 연료전지의 BOP 시스템, 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택모듈 및 그 열효율 향상 작동 방법.

  • 기술번호 : KST2015153744
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명에 따른 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템은 열효율, 장치의 공간성, 제조 효율을 향상시키는 것을 목적으로 하는 것으로서, 버너, 개질기, 스팀발생기 및 열교환기를 포함하며, 상기 버너, 개질기, 스팀발생기는 버너, 개질기, 스팀발생기의 순서로 하층으로부터 순차적으로 적층되어, 상기 버너에서의 발생된 화염 및 연소가스를 상기 버너의 상층에 마련된 상기 개질기 및 스팀발생기에 직접적으로 전달하며, 상기 열교환기는 상기 스팀발생기에서 배출되는 배가스를 유입하여 상기 스택의 공기극으로 공급되는 공정 공기를 예열시킨다.
Int. CL H01M 8/04 (2006.01) C01B 3/02 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01)
CPC H01M 8/0618(2013.01) H01M 8/0618(2013.01) H01M 8/0618(2013.01) H01M 8/0618(2013.01)
출원번호/일자 1020130014020 (2013.02.07)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1490691-0000 (2015.02.02)
공개번호/일자 10-2014-0100803 (2014.08.18) 문서열기
공고번호/일자 (20150211) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.02.07)
심사청구항수 35

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 동상근 대한민국 대전 서구
2 양제복 대한민국 대전 동구
3 홍성국 대한민국 충북 청원군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 윤병국 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***길, **, *층 (대치동, 삼호빌딩)(지성국제특허법률사무소)
2 이영규 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***길, **, *층 (대치동, 삼호빌딩)(지성국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2013.02.07 수리 (Accepted) 1-1-2013-0117147-54
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2013.10.02 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2013.11.11 수리 (Accepted) 9-1-2013-0090839-16
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.01.07 수리 (Accepted) 4-1-2014-5003356-15
5 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)
2014.02.07 수리 (Accepted) 1-1-2014-0123770-10
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2014.10.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0749801-99
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2014.12.31 수리 (Accepted) 1-1-2014-1284201-63
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2014.12.31 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-1284200-17
9 등록결정서
Decision to grant
2015.01.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0055975-14
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
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번호 청구항
1 1
버너, 개질기, 스팀발생기 및 열교환기를 포함하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템에 있어서,상기 버너, 개질기, 스팀발생기는 버너, 개질기, 스팀발생기의 순서로 하층으로부터 순차적으로 적층되어, 상기 버너에서의 발생된 화염 및 연소가스를 상기 버너의 상층에 마련된 상기 개질기 및 스팀발생기에 직접적으로 전달하며,상기 열교환기는 상기 스팀발생기에서 배출되는 배가스를 유입하여 스택의 공기극으로 공급되는 공정 공기를 예열시키며,상기 개질기는,상기 버너에서 발생된 화염 및 연소가스로부터 개질기 내부로 열전달을 수행하되, 상기 화염 및 연소가스가 상기 개질기 내부로 유입되지 않고 상기 스팀발생기로 이어질 수 있는 통로 역할을 수행하는 복수 개의 수직 관통구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
2 2
제1항에 있어서,상기 버너, 개질기 및 스팀발생기의 케이스는 상호 플랜지 결합되어 상호 밀봉되도록 적층된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
3 3
제1항에 있어서,상기 버너는,시동시에는 시동연료를 주입하여 시동버너 역할을 수행하고,개질기 온도가 일정 이상 상승된 경우에는 상기 시동연료의 주입을 차단하고 상기 스택을 통과한 미연가스 및 공기가 공급되도록 하여 후연소기의 역할을 수행하는 통합버너로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
4 4
제1항에 있어서,상기 버너는, 메탈화이버 표면버너 형태로 형성되어 균일한 표면가열을 수행하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
5 5
제4항에 있어서,상기 메탈화이버 표면버너는,복수 개의 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브를 포함하되,상기 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브는 균일한 표면가열을 위하여 일정간격으로 순차적으로 반복배열된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
6 6
제5항에 있어서,상기 메탈화이버 표면버너는,상기 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브의 상부로부터 일정거리 이격된 위치에 다공판 더 포함하여 연소시 메탈화이버의 처짐을 방지하고 공기와 가스의 혼합을 도모하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
7 7
제5항에 있어서,상기 공기공급노즐용 튜브와 상기 가스공급노즐용 튜브는 공급되는 공기 또는 가스의 일정한 분배를 위하여 입구 측이 매니폴더에 의해 각각 공기 유입구와 시동연료 유입구에 연결된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
8 8
삭제
9 9
제1항에 있어서,상기 개질기는,일 측면에 마련되며 연료가스가 유입되는 연료 유입구와, 상기 일 측면에 마련되며 스팀발생기에서 배출된 스팀이 유입되는 스팀 유입구 및타 측면에 마련되며 개질가스가 배출되는 개질가스 배출구를 더 포함하며,상기 일 측면과 타 측면은 외부로 돌출된 콘 형태로 이루어져 균일한 유입 및 배출이 이루어질 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
10 10
제9항에 있어서,상기 개질기의 상기 버너 측의 하부판은 인코넬 판으로 이루어지며, 상기 관통구는 인코넬 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
11 11
제9항에 있어서,상기 개질기는 상기 개질기 내부에 촉매를 충진시키는 촉매 유입구를 더 포함하되,상기 촉매 유입구는 촉매를 충진시킨 후 상기 촉매 유입구를 막을 수 있는 멜커넥터 막음장치를 이용하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
12 12
제1항에 있어서,상기 스팀발생기는, 상기 버너로부터 전달된 연소가스를 배출하는 배가스 배출구를 더 포함하며, 배출된 상기 배가스는 열교환기로 공급되어 스택으로 공급되는 공정 공기를 예열하는 데 활용되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
13 13
제12항에 있어서, 상기 스팀발생기는, 적어도 2개 이상의 물 유입구;상기 물 유입구의 개수에 대응하는 개수로 마련되고, 상기 각각의 물 유입구로부터 각각 이어져 상기 스팀발생기 내부를 통과하는 코일 형태의 증발 튜브; 및상기 증발 튜브 각각의 출구측이 하나로 합쳐져 상기 스팀발생기 외부로 연장되며 상기 스팀발생기 내부에서 발생된 스팀을 방출하는 스팀배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
14 14
제1항에 있어서,상기 열교환기는, 한 쌍으로 마련되어 상기 스택의 양측에 위치되며, 외부는 수직 판상 형태로 형성되며 내부는 핀 타입으로 형성되어 굴곡 유로를 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
15 15
제14항에 있어서,상기 열교환기는,상기 스택의 반대편 측면 상부에 위치되는 배가스 유입구와 상기 스택과 접촉되는 측면의 하부에 열교환 가스 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 BOP 시스템
16 16
스택, 버너, 개질기, 스팀발생기 및 열교환기를 포함하는 고체산화물 연료전지 스택모듈에 있어서,상기 버너, 개질기, 스팀발생기는 버너, 개질기, 스팀발생기의 순서로 하층으로부터 순차적으로 적층되어, 상기 버너에서의 발생된 화염 및 연소가스를 상기 버너의 상층에 마련된 상기 개질기 및 스팀발생기에 직접적으로 전달하며,상기 열교환기는 상기 스팀발생기에서 배출된 배가스를 유입하여 상기 스택의 공기극으로 공급되는 공정 공기를 예열시키며,상기 개질기는,상기 버너에서 발생된 화염 및 연소가스로부터 개질기 내부로 열전달을 수행하되, 상기 화염 및 연소가스가 상기 개질기 내부로 유입되지 않고 상기 스팀발생기로 이어질 수 있는 통로 역할을 수행하는 복수 개의 수직 관통구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
17 17
제16항에 있어서,상기 버너, 개질기 및 스팀발생기의 케이스는 상호 플랜지 결합되어 상호 밀봉되도록 적층된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
18 18
제16항에 있어서,상기 버너는,시동시에는 시동연료를 주입하여 시동버너 역할을 수행하고,개질기 온도가 일정 이상 상승된 경우에는 상기 시동연료의 주입을 차단하고 상기 스택을 통과한 미연가스 및 공기가 공급되도록 하여 후연소기의 역할을 수행하는 통합버너로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
19 19
제16항에 있어서,상기 버너는, 메탈화이버 표면버너 형태로 형성되어 균일한 표면가열을 수행하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
20 20
제19항에 있어서,상기 메탈화이버 표면버너는,복수 개의 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브를 포함하되,상기 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브는 균일한 표면가열을 위하여 일정간격으로 순차적으로 반복배열된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
21 21
제20항에 있어서,상기 메탈화이버 표면버너는,상기 공기공급노즐용 튜브와 가스공급노즐용 튜브의 상부로부터 일정거리 이격된 위치에 다공판 더 포함하여 연소시 메탈화이버의 처짐을 방지하고 공기와 가스의 혼합을 도모하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
22 22
제20항에 있어서,상기 공기공급노즐용 튜브와 상기 가스공급노즐용 튜브는 공급되는 공기 또는 가스의 일정한 분배를 위하여 입구 측이 매니폴더에 의해 각각 공기 유입구와 시동연료 유입구에 연결된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
23 23
삭제
24 24
제16항에 있어서,상기 개질기는,일 측면에 마련되며 연료가스가 유입되는 연료 유입구와, 상기 일 측면에 마련되며 스팀발생기에서 배출된 스팀이 유입되는 스팀 유입구 및타 측면에 마련되며 개질가스가 배출되는 개질가스 배출구를 더 포함하며,상기 일 측면과 타 측면은 외부로 돌출된 콘 형태로 이루어져 균일한 유입 및 배출이 이루어질 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
25 25
제24항에 있어서,상기 개질기의 상기 버너 측의 하부판은 인코넬 판으로 이루어지며, 상기 관통구는 인코넬 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
26 26
제24항에 있어서,상기 개질기는 상기 개질기 내부에 촉매를 충진시키는 촉매 유입구를 더 포함하되,상기 촉매 유입구는 촉매를 충진시킨 후 상기 촉매 유입구를 막을 수 있는 멜커넥터 막음장치를 이용하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
27 27
제16항에 있어서,상기 스팀발생기는, 상기 버너로부터 전달된 연소가스를 배출하는 배가스 배출구를 더 포함하며, 배출된 상기 배가스는 열교환기로 공급되어 스택으로 공급되는 공정 공기를 예열하는 데 활용되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
28 28
제27항에 있어서, 상기 스팀발생기는, 적어도 2개 이상의 물 유입구;상기 물 유입구의 개수에 대응하는 개수로 마련되고, 상기 각각의 물 유입구로부터 각각 이어져 상기 스팀발생기 내부를 통과하는 코일 형태의 증발 튜브; 및상기 증발 튜브 각각의 출구측이 하나로 합쳐져 상기 스팀발생기 외부로 연장되며 상기 스팀발생기 내부에서 발생된 스팀을 방출하는 스팀배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
29 29
제16항에 있어서,상기 열교환기는, 한 쌍으로 마련되어 상기 스택의 양측에 위치되며, 외부는 수직 판상 형태로 형성되며 내부는 핀 타입으로 형성되어 굴곡 유로를 형성되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
30 30
제29항에 있어서,상기 열교환기는, 상기 스택의 반대편 측면 상부에 위치되는 배가스 유입구와 상기 스택과 접촉되는 측면의 하부에 열교환 가스 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 스택모듈
31 31
버너, 개질기, 스팀발생기는 버너, 개질기, 스팀발생기의 순서로 하층으로부터 순차적으로 적층시켜 상기 버너에서의 발생된 화염 및 연소가스를 상기 버너의 상층에 마련된 상기 개질기 및 스팀발생기에 직접적으로 전달되도록 하는 가열단계; 상기 스팀발생기에서 배출되는 배가스를 열교환기로 유입시켜 스택의 공기극으로 공급되는 공정 공기를 예열시키는 예열단계; 및상기 개질기로 연료가스와 스팀을 공급하고, 상기 화염 및 연소가스로부터 개질기 내부로 전달된 열을 이용하여 촉매가 충진된 개질기 내부에서 상기 연료가스와 스팀의 개질반응을 통하여 개질가스를 배출하는 개질단계;를 포함하며,상기 개질단계는, 복수 개의 수직 관통구를 통하여 상기 버너에서 발생된 화염 및 연소가스로부터 개질기 내부로 열전달을 수행하되, 상기 관통구를 통하여 상기 화염 및 연소가스가 상기 개질기 내부로 유입되지 않고 상기 스팀발생기로 이어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
32 32
제31항에 있어서,상기 가열단계는,상기 버너로 시동연료를 추가로 공급하는 시동가열단계; 및상기 개질기의 온도가 일정온도 이상으로 가열된 경우 시동연료를 차단하고 상기 스택에서 공급되는 미연가스만을 연소시키는 후가열단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
33 33
제31항에 있어서,상기 예열단계에서 예열된 공정 공기를 상기 스택의 공기극으로 공급하는 공정공기공급단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
34 34
삭제
35 35
삭제
36 36
제31항에 있어서,상기 스팀발생기에 물을 공급하고 상기 관통구를 통하여 전달된 화염 및 연소가스로부터 열을 흡수하여 상기 물을 스팀으로 증발시키는 증발단계;를 더 포함하되,상기 스팀은 상기 개질단계의 개질기로 공급되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
37 37
제36항에 있어서,상기 증발단계의 상기 스팀발생기는,적어도 2개 이상의 물 유입구를 통하여 물을 공급받으며,상기 물 유입구의 개수에 대응하는 개수로 마련되고, 상기 각각의 물 유입구로부터 각각 이어져 상기 스팀발생기 내부를 통과하는 코일 형태의 증발 튜브 내부에서 상기 물의 증발이 이루어지며,상기 증발 튜브 각각의 출구측이 하나로 합쳐져 상기 스팀발생기 외부로 연장되며 상기 스팀발생기 내부에서 발생된 스팀을 방출하는 스팀 배출구를 통하여 스팀이 배출되어 상기 개질기로 유입되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
38 38
제31항에 있어서,상기 예열단계의 상기 열교환기는, 한 쌍으로 마련되어 상기 스택의 양측에 위치되며, 외부는 수직 판상 형태로 형성되며 내부는 핀 타입으로 형성되어 굴곡 유로를 형성하여 상기 공정 공기와 배가스 사이의 열교환 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
39 39
제38항에 있어서,상기 예열단계는,상기 스택의 반대편 측면 상부에 위치된 배가스 유입구를 통하여 상기 스팀발생기에서 배출되는 배가스를 열교환기 내부로 유입하며,상기 배가스는 상기 굴곡 유로를 통하여 공정 공기와 열교환을 수행하여 상기 공정 공기를 예열시키며, 상기 예열된 공정 공기는 상기 열교환기의 상기 스택과 접촉되는 측면의 하부에 마련된 열교환 가스 배출구를 통하여 상기 스택 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지의 열효율 향상 작동 방법
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