[發明專利]車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統

有效

• 申請號: 201110341657.0
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102363521A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 王慶年;王治強;王軍年
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

1.一種車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統，主要由系統控制器(1001)、電 源供應調節器(1019)、微波發生磁控管(1020)、波導(1021)、共軸發射裝置(1022)、諧 振腔(1018)、熱交換器(1007)和蒸發器(1008)組成，其特征在于，所述系統控制器(1001) 控制燃料和水的流速及微波功率，所述的電源供應調節器(1019)用來調節微波發生磁控管 (1020)的電源功率，微波發生磁控管(1020)將電能轉化為2.45GHz頻率的微波，然后通 過共軸發生裝置(1022)發射到諧振腔(1018)，所述諧振腔(1018)也是等離子體反應重 整器腔室，所述微波發生磁控管(1020)用液體冷卻劑(1006)冷卻，熱量通過熱交換器(1007) 傳遞給液體燃料和水，液體燃料和水進入蒸發器(1008)蒸發形成蒸汽進入微波諧振腔 (1018)，安裝在火花點火裝置連接座(1017)上的火花點火裝置將重整器內腔的化學物質 激發為等離子狀態，火花點火裝置通過火花點火裝置控制器(1025)控制開與關。

2.根據權利要求1所述的一種車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統，其特征 在于，所述諧振腔(1018)為圓柱形結構，諧振腔由三部分腔體組成，腔體I(3002)前端 與波導(1021)連接，并允許探針饋電發射器(3001)延伸到諧振腔內，腔體II(3004)的 后端與腔體III(3007)的前端連接，腔體I(3002)與腔體II(3004)之間裝有絕緣窗(3003)， 將反應室和探針饋電發射器(3001)分開，絕緣窗(3003)允許微波通過，腔體III(3007) 設有一個主氣體出口(5002)和一組次級氣體出口(5001)，主氣體出口(5002)與主氣體 出口導管(3008)相連，次級氣體出口(5001)與次級氣體出口導管(3005)連接，次級氣 體出口導管(3005)連接氣流閥(3006)，氣體主輸出口的最大直徑應該確保在低功率運行 時未反應的化學氣體不能從這里出去。

3.根據權利要求1或2所述的一種車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統，其 特征在于，所述腔體II(3004)的輪緣(4003)上設有螺孔(4002)和進給環槽(4004)， 進給環槽(4004)上開有進給孔路(4001)，螺栓通過螺孔(4002)連接腔體II(3004)和 腔體III(3007)，燃料和水蒸汽通過進給孔路(4001)進入進給環槽(4004)，進給環槽(4004) 使得蒸汽沿槽環流動，腔體II(3004)內壁上沿切線方向開了多個斜置的進給線槽(4005)， 進給環槽(4004)與進給線槽(4005)連通，其作用是在腔體內產生渦旋氣流使得等離子體 穩定生成。

4.根據權利要求2所述的一種車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統，其特征 在于，所述主氣體出口(5002)設在腔體III(3007)后端的中心處，所述次級氣體出口(5001) 設在腔體III(3007)前端的周邊上，輸出口處設有一個開關的氣流閥(3006)。

5.根據權利要求1所述的一種車載在線制氫的微波低溫等離子體重整器系統，其特征 在于，所述諧振腔(1018)為矩形結構，該諧振腔工作在TE_10p，p＝2，3，...模式下，所述波導 (1021)連接在諧振腔底部，探針饋電發射器(3001)安裝在電場最大的點處，并延伸到諧 振腔內發射微波，諧振腔內插入一個硼硅酸玻璃管(6003)作為重整反應器，硼硅酸玻璃管 (6003)一端通過一個連接器與燃料和水蒸氣入口導管(6001)連接，硼硅酸玻璃管(6003) 另一端通過兩個連接器連接排氣管，把重整氣體通過重整氣體出口導管(6002)輸出，火花 點火器通過火花點火裝置連接座(1017)安裝在諧振腔壁上，并延伸到硼硅酸玻璃管(6003) 內用于啟動等離子體產生，一旦等離子體產生激發并由微波功率保持住，火花點火器就會關 閉。