[實用新型]車載燃料的微波等離子在線制氫系統

有效

• 申請號: 201220641184.6
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202924719U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王治強;王慶年;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

1.一種車載燃料的微波等離子在線制氫系統，包括微波部分、控制部分和管路部分，其特征在于，所述微波部分主要由磁控管電源調控裝置、磁控管(1019)、環行器(1021)、電調反射器(1023)和諧振腔組成，所述磁控管(1019)通過磁控管座(1020)與環行器(1021)連接，所述磁控管電源調控裝置用來調節磁控管(1019)電源電壓，使磁控管(1019)輸出功率連續可調，所述諧振腔包括點火腔(1010)和反應腔(1011)，點火腔(1010)與反應腔(1011)相連接，所述環行器(1021)通過2根彎波導(1025)分別與點火腔(1010)和反應腔(1011)連接，在環行器(1021)與點火腔(1010)之間的彎波導(1025)上裝有一個電調反射器(1023)；所述的控制部分主要由工控機(1044)、溫度壓力傳感器和流量計組成，通過對各信號采集點信息的采集、分析，控制整個系統在規定的進程上工作。

2.根據權利要求1所述的一種車載燃料的微波等離子在線制氫系統，其特征在于，所述管路部分主要由2個蠕動泵(1003)、空氣泵(1004)、汽化器(1007)、預混腔(1009)、真空泵(1015)、冷凝器(1012)、磁控管(1019)、干燥器(1014)和流量計(1006)組成，所述2個蠕動泵(1003)分別控制水和乙醇液體流量，空氣泵(1004)控制空氣流量，汽化器(1007)設計成三進三出的圓盤結構，用于將反應原料汽化并加熱到相同溫度，氣化后的氣體進入預混腔(1009)充分混合，真空泵(1015)裝在反應腔(1011)后面的管路上，用于提供系統的負壓環境，降低反應物的沸點和擊穿場強，使反應更容易進行，在汽化器(1007)與2個蠕動泵(1003)和空氣泵(1004)之間的管路上分別裝有真空電磁閥(1005)，用于協同真空泵(1015)對系統抽取負壓，并在緊急情況下切斷原料的供應來終止整個系統的反應，冷凝器(1012)和干燥器(1014)分別依次裝在反應腔(1011)與真空泵(1015)之間的管路上，冷凝器(1012)采用冷卻水循環方式，并與磁控管(1019)的冷卻水循環管路串聯在一起，通過一個水泵管路循環完成冷卻，用于將高溫產物冷卻，分離出未反應的水和乙醇，提高原料的利用率，干燥器(1014)用于對產物氣體進行干燥處理，流量計(1006)分別裝在空氣泵(1004)與汽化器(1007)之間和干燥器(1014)與真空泵(1015)之間，用于測量空氣的流量和經冷凝干燥后的產物氣體流量。

3.根據權利要求1所述的一種車載燃料的微波等離子在線制氫系統，其特征在于，所述磁控管(1019)用于把電能轉化成微波(1032)輸出，并采用水冷方式冷卻，微波(1032)通過磁控管座(1020)改變傳輸方向進入環行器(1021)，所述環行器(1021)具有單向傳輸特性，入射信號能順利通過，反射信號由于被電阻吸收而不能通過，所述電調反射器(1023)用于調節點火腔(1010)和反應腔(1011)中的微波(1032)能量分配，當點火腔(1010)中完成點火后通過電調反射器(1023)使微波(1032)全部進入反應腔(1011)。

4.根據權利要求1所述的一種車載燃料的微波等離子在線制氫系統，其特征在于，所述點火腔(1010)用于點燃等離子體，點火腔(1010)幾何形狀為錐形，反應腔(1011)為圓環形的柱體形狀，圓環截面與矩形波導截面相同，有利于微波(1032)在反應腔(1011)中的傳播，持續不斷的為反應提供能量，保持反應處于等離子體狀態，混合氣體通過石英管(1027)進入點火腔(1010)和反應腔(1011)，利于保溫和觀察，在石英管(1027)垂直穿過點火腔(1010)產生的兩個直徑與石英管直徑相同的圓孔(1057)周邊加幾個耦合小孔(1028)，阻止微波(1032)通過圓孔(1057)向外輻射，減少微波(1032)溢出，點火腔(1010)和反應腔(1011)中加入銷釘，通過調節銷釘插入深度來調節阻抗匹配。

5.根據權利要求1所述的一種車載燃料的微波等離子在線制氫系統，其特征在于，所述點火腔(1010)為一個逐漸變小的錐形腔體，截面積為長方形，在錐形腔體處，上下間距逐漸變小，由一條弧線平滑過渡，其作用是在此處形成大的場強，當達到一定擊穿場強時，反應氣體經過點火腔(1010)時就會打火。