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수증기와 탄화수소계 원료가 혼합된 혼합가스를 공급받아 흡열반응인 수증기메탄개질반응에 의해 상기 혼합가스를 합성가스로 생성하는 개질유닛;유체를 상기 수증기로 변환하는데 필요한 열 및 상기 수증기메탄개질반응에 필요한 열을 공급하도록 상기 개질유닛과 연통되어 상기 개질유닛의 하부에 결합되며 상기 개질유닛에 열을 공급하는 연소유닛; 및상기 혼합가스를 상기 개질유닛에 공급하고, 상기 개질유닛의 수증기메탄개질반응 후 생성된 상기 합성가스를 공급 받아 발열반응인 수성가스전환반응 되도록 상기 개질유닛과 연통되어 상기 개질유닛의 상부에 결합되는 전환유닛을 포함하고,상기 개질유닛은내부에 수용공간이 형성되는 벽체;상기 벽체의 수용공간에 구비되며, 상기 연소유닛으로부터 열을 공급받는 연소챔버;상기 연소챔버 내부에 구비되며, 상기 전환유닛으로부터 공급받은 혼합가스가 하부로 이동되면서 타겟 온도 범위로 가열되도록 코일 형태로 상하 방향으로 연장 형성되는 예열관;상기 연소챔버의 외주연 외측에 배치되고, 상기 예열관으로부터 배출된 상기 타겟 온도 범위의 혼합가스를 흡열반응인 수증기메탄개질반응에 의해 상기 합성가스로 생성하는 개질촉매부; 및 상기 개질촉매부의 상단과 연통되며, 상기 합성가스가 수용된 후 상기 전환유닛으로 공급되도록 일정 공간을 형성하는 합성가스매니폴드를 포함하며,상기 개질촉매부는내부에 개질촉매가 수용되는 수용공간이 형성되며, 상기 연소챔버의 열이 상기 수용공간에 전달될 수 있도록 상기 연소챔버의 외주연으로부터 외측방향으로 소정 거리 이격되도록 형성되는 관체; 및 상기 관체의 상단 및 상기 합성가스매니폴드를 연통시키도록 상기 관체의 상단 및 상기 합성가스매니폴드에 연결되는 복수 개의 합성가스관을 포함하는,일체형수소생성장치
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제 1 항에 있어서, 상기 연소챔버의 하단에는 상기 개질촉매부의 관체의 일측 하단 및 상기 예열관의 하단을 연통시키는 유출로가 형성되는, 일체형수소생성장치
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수증기와 탄화수소계 원료가 혼합된 혼합가스를 공급받아 흡열반응인 수증기메탄개질반응에 의해 상기 혼합가스를 합성가스로 생성하는 개질유닛;유체를 상기 수증기로 변환하는데 필요한 열 및 상기 수증기메탄개질반응에 필요한 열을 공급하도록 상기 개질유닛과 연통되어 상기 개질유닛의 하부에 결합되며 상기 개질유닛에 열을 공급하는 연소유닛; 및상기 혼합가스를 상기 개질유닛에 공급하고, 상기 개질유닛의 수증기메탄개질반응 후 생성된 상기 합성가스를 공급 받아 발열반응인 수성가스전환반응 되도록 상기 개질유닛과 연통되어 상기 개질유닛의 상부에 결합되는 전환유닛을 포함하고,상기 개질유닛은내부에 수용공간이 형성되는 벽체;상기 벽체의 수용공간에 구비되며, 상기 연소유닛으로부터 열을 공급받는 연소챔버;상기 연소챔버 내부에 구비되며, 상기 전환유닛으로부터 공급받은 혼합가스가 하부로 이동되면서 타겟 온도 범위로 가열되도록 코일 형태로 상하 방향으로 연장 형성되는 예열관;상기 연소챔버의 외주연 외측에 배치되고, 상기 예열관으로부터 배출된 상기 타겟 온도 범위의 혼합가스를 흡열반응인 수증기메탄개질반응에 의해 상기 합성가스로 생성하는 개질촉매부; 및 상기 개질촉매부의 상단과 연통되며, 상기 합성가스가 수용된 후 상기 전환유닛으로 공급되도록 일정 공간을 형성하는 합성가스매니폴드를 포함하며,상기 개질유닛은상기 연소챔버의 내부에 공기를 공급하여 상기 연소챔버 내부의 온도를 상기 타겟 온도 범위로 유지 조절하도록 상기 벽체를 관통하여 상기 연소챔버 내부와 연통되도록 형성되는 공기공급부를 더 포함하는, 일체형수소생성장치
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제 1 항에 있어서, 상기 개질유닛은 열전달부를 더 포함하며, 상기 열전달부는상기 연소챔버의 상부와 연통되며, 상기 연소유닛으로부터 상기 연소챔버로 공급된 연소열이 수용되는 연소열매니폴드;상기 연소열매니폴드와 상부가 연통되며, 상기 개질촉매부의 관체의 외주연을 따라 상기 연소열이 하측으로 이동되면서 상기 연소열이 재전달되도록 상기 벽체의 내주연과 상기 개질촉매부의 외주연 사이에서 일정 공간을 형성하는 연소열전달룸; 및상기 재전달된 연소열이 외부로 배출되도록 상기 벽체를 관통하여 상기 연소열전달룸의 하측 및 외부를 연통시키도록 형성되는 연소열배출관을 포함하는,일체형수소생성장치
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제 1 항에 있어서,상기 전환유닛은내부에 수용공간이 형성되는 몸체;상기 개질유닛에 의해 생성된 합성가스를 공급 받아 상기 합성가스를 전환촉매가 이용되는 발열반응인 수성가스전환반응 되도록 하는 전환촉매부; 및외부로부터 공급되는 유체가 상기 연소유닛으로부터 공급되는 열에 의해 상기 개질반응에 필요한 수증기로 변환되도록 또는 상기 외부로부터 공급되는 유체가 발열반응인 상기 전환촉매부의 발열에 의해 상기 개질반응에 필요한 수증기로 변환되도록 하는 수증기변환부를 포함하는, 일체형수소생성장치
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제 7 항에 있어서, 상기 전환유닛의 수증기변환부는외부로부터 공급 받는 유체를 수용하는 일정 공간이 형성되도록 상기 몸체의 수용공간 내부에서 상기 전환촉매부의 하부에 구비되는 유체매니폴드;상기 유체매니폴드에 상기 유체가 공급되도록 상기 몸체를 관통하여 외부와 상기 유체매니폴드의 일측을 연통시키도록 형성되는 유체공급관; 및상기 유체매니폴드에 수용된 유체가 하측에서 상측으로 이동되면서 상기 연소유닛으로부터 공급되는 열에 의해 수증기로 변환되도록 또는 발열반응인 상기 전환촉매부의 수성가스전환반응의 발열에 의해 수증기로 변환되도록 상기 전환촉매부의 전환촉매와 접촉하여 배치되며 하단이 상기 유체매니폴드와 연통되도록 상하 방향으로 연장 형성되는 복수 개의 수증기이동관을 포함하는, 일체형수소생성장치
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제 8 항에 있어서, 상기 전환유닛의 전환촉매부는내부에 상기 전환촉매가 수용되는 수용공간이 형성되는 원통체;상기 개질유닛의 개질촉매부에 의해 생성된 합성가스가 상기 원통체로 이동되도록 상기 유체매니폴드를 관통하여 상기 원통체의 하단 및 상기 합성가스매니폴드를 연통시키도록 형성되는 복수 개의 합성가스이동관; 및 상기 수성가스전환반응된 합성가스가 배출되도록 상기 원통체의 상단과 연통되도록 형성되는 복수 개의 배출관을 포함하는,일체형수소생성장치
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제 9 항에 있어서, 상기 전환유닛은 원료공급부를 더 포함하고,상기 원료공급부는 메인원료공급관 및 상기 메인원료공급관으로부터 분기되는 서브원료공급관을 포함하고,상기 메인원료공급관은 외부로부터 상기 수증기이동관에서 배출된 상기 수증기에 상기 탄화수소계 원료가 공급되도록 외부와 상기 수증기이동관의 상단을 연통시키도록 형성되고, 상기 서브원료공급관은 상기 개질유닛의 개질촉매부에 탄화수소계 원료가 공급되도록 상기 벽체 및 상기 개질촉매부의 관체를 관통시키도록 형성되는,일체형수소생성장치
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제 10 항에 있어서,상기 전환유닛은상기 수증기이동관으로부터 배출된 상기 수증기와 상기 원료공급부로부터 공급된 상기 탄화수소계 원료가 혼합된 혼합가스가 수용되는 일정 공간이 형성되도록, 상기 몸체 내부에서 상기 전환촉매부의 상부에 위치하며, 상기 수증기이동관의 상단 및 상기 원료공급부의 출구와 연통되는 혼합매니폴드; 및상기 혼합매니폴드에 수용된 상기 혼합가스가 상기 개질유닛의 예열관 내부로 이동되도록, 상단이 상기 혼합매니폴드와 연통되고 하단이 상기 유체매니폴드를 관통하여 상기 개질유닛의 예열관까지 연통되도록 상하 방향으로 연장 형성되는 혼합가스이동관을 더 포함하는,일체형수소생성장치
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제 11 항에 있어서,상기 전환유닛은 상기 몸체의 상단에 형성되는 제1 플랜지; 및상기 몸체의 하단에 형성되는 제2 플랜지를 더 포함하는,일체형수소생성장치
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제 12 항에 있어서, 상기 전환유닛은상기 몸체의 상단을 커버하며 상기 몸체의 상단과 분리가능하도록 결합되는 캡부를 더 포함하고, 상기 캡부는내측에 상기 배출관과 연통되는 일정 공간을 형성하며, 상기 제1 플랜지의 상단과 분리가능하도록 결합되는 캡플랜지; 및상기 배출관과 연통되며, 상기 수성가스전환반응된 가스를 배출하는 분출관을 포함하는,일체형수소생성장치
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제 13 항에 있어서, 상기 개질유닛은 상기 벽체의 상단에 형성되는 상부플랜지를 더 포함하고,상기 상부플랜지는 상기 캡부의 제2 플랜지의 하단과 분리가능하게 결합되는,일체형수소생성장치
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