[發明專利]熱和氫氣生成裝置

有效

• 申請號: 201710533584.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107572480B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 竹島伸一;西岡寬真;藤原清
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;張放

本發明提供一種熱和氫氣生成裝置，其能夠使朝向燃燒器的供給空氣在低溫的空氣和高溫的空氣之間切換。熱和氫氣生成裝置具備燃燒器燃燒室(3)、用于在燃燒器燃燒室內實施燃燒器燃燒的燃燒器(7)、被送入燃燒器燃燒氣體的重整用催化劑(4)、和用于對向燃燒器供給的空氣進行加熱的熱交換部(13a)。具備切換裝置(16、17)，其能夠使用于向燃燒器引導外部氣體的空氣流通路徑在高溫空氣流通路徑(13)和低溫空氣流通路徑(14)之間切換，高溫空氣流通路徑將在熱交換部內流通且通過熱交換部而被加熱了的外部氣體向燃燒器引導，低溫空氣流通路徑將不在熱交換部內流通且與在熱交換部中被加熱了的外部氣體相比溫度較低的外部氣體向燃燒器引導。

技術領域

本發明涉及一種熱和氫氣生成裝置。

背景技術

公知一種熱和氫生成裝置，其具備燃燒器燃燒室、具有用于向燃燒器燃燒室內噴射燃料的燃料噴射口的燃燒器、用于向燃燒器燃燒室內供給空氣的空氣供給裝置、以及重整用催化劑，并且被設為，通過將在燃燒器燃燒室內生成的燃燒器燃燒氣體向重整用催化劑送入，從而生成熱和氫氣(例如參照非專利文獻1)。在該熱和氫氣生成裝置中，為了產生部分氧化重整反應，而使空氣和燃料在將空氣和燃料的O₂/C摩爾比維持于0.5的狀態下進行反應，由此產生熱，并且生成氫氣。

在先技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：“Application of a Diesel Fuel Reformer for Tier 2Bin5Emissions”Delphi,2006DEER Conference,August 21,2006Detroit,Michigan

發明內容

發明所要解決的問題

然而，在使用重整用催化劑來進行燃料的部分氧化重整反應的情況下，部分氧化重整反應處于平衡狀態時的重整用催化劑的溫度、即反應平衡溫度會根據空氣和燃料的O₂/C摩爾比而發生變化，例如，當O₂/C摩爾比為0.5時，重整用催化劑的溫度、即反應平衡溫度成為約830℃。然而，該重整用催化劑的溫度是被供給的空氣溫度為25℃的情況下的值，如果被供給的空氣溫度升高，則重整用催化劑的溫度會隨之升高。然而，在上述的熱和氫氣生成裝置中，成為被供給的空氣通過從重整用催化劑流出的氣體而始終被加熱的結構。因此，由于來自重整用催化劑的流出氣體的加熱作用而使被供給的空氣的溫度上升時，重整用催化劑的溫度會上升。而重整用催化劑的溫度升高時，從重整用催化劑流出的氣體的溫度會升高，被供給的空氣的溫度會上升，因此，被供給的空氣的溫度會持續上升。其結果為，會產生重整用催化劑的溫度升高、重整用催化劑發生熱劣化的問題。

用于解決問題的技術手段

在本發明中，為了解決上述問題，提供了一種熱和氫氣生成裝置，其具備殼體、被形成在殼體內的燃燒器燃燒室、用于在燃燒器燃燒室內實施燃燒器燃燒且具有燃料噴射口和空氣供給口的燃燒器、用于向燃料噴射口供給燃料的燃料供給裝置、用于向空氣供給口供給空氣的空氣供給裝置、以及被配置在殼體內且被送入在燃燒器燃燒室內所生成的燃燒器燃燒氣體的重整用催化劑，空氣供給裝置具備用于通過燃燒器燃燒氣體而對向空氣供給口供給的空氣進行加熱的熱交換部，熱和氫氣生成裝置通過進行燃燒器燃燒而生成熱和氫氣，在熱和氫氣生成裝置中，空氣供給裝置具備切換裝置，切換裝置能夠將用于向空氣供給口引導外部氣體的空氣流通路徑在高溫空氣流通路徑和低溫空氣流通路徑之間進行切換，其中，高溫空氣流通路徑為，將在熱交換部內流通并通過熱交換部而被加熱了的外部氣體向空氣供給口引導的路徑，低溫空氣流通路徑為，將由于不在熱交換部內流通從而與在熱交換部中被加熱了的外部氣體相比溫度較低的外部氣體向空氣供給口引導的路徑。

發明效果