[发明专利]车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统

权利要求书

1.一种车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统，主要由系统控制器(1001)、电 源供应调节器(1019)、微波发生磁控管(1020)、波导(1021)、共轴发射装置(1022)、谐 振腔(1018)、热交换器(1007)和蒸发器(1008)组成，其特征在于，所述系统控制器(1001) 控制燃料和水的流速及微波功率，所述的电源供应调节器(1019)用来调节微波发生磁控管 (1020)的电源功率，微波发生磁控管(1020)将电能转化为2.45GHz频率的微波，然后通 过共轴发生装置(1022)发射到谐振腔(1018)，所述谐振腔(1018)也是等离子体反应重 整器腔室，所述微波发生磁控管(1020)用液体冷却剂(1006)冷却，热量通过热交换器(1007) 传递给液体燃料和水，液体燃料和水进入蒸发器(1008)蒸发形成蒸汽进入微波谐振腔 (1018)，安装在火花点火装置连接座(1017)上的火花点火装置将重整器内腔的化学物质 激发为等离子状态，火花点火装置通过火花点火装置控制器(1025)控制开与关。

2.根据权利要求1所述的一种车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统，其特征 在于，所述谐振腔(1018)为圆柱形结构，谐振腔由三部分腔体组成，腔体I(3002)前端 与波导(1021)连接，并允许探针馈电发射器(3001)延伸到谐振腔内，腔体II(3004)的 后端与腔体III(3007)的前端连接，腔体I(3002)与腔体II(3004)之间装有绝缘窗(3003)， 将反应室和探针馈电发射器(3001)分开，绝缘窗(3003)允许微波通过，腔体III(3007) 设有一个主气体出口(5002)和一组次级气体出口(5001)，主气体出口(5002)与主气体 出口导管(3008)相连，次级气体出口(5001)与次级气体出口导管(3005)连接，次级气 体出口导管(3005)连接气流阀(3006)，气体主输出口的最大直径应该确保在低功率运行 时未反应的化学气体不能从这里出去。

3.根据权利要求1或2所述的一种车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统，其 特征在于，所述腔体II(3004)的轮缘(4003)上设有螺孔(4002)和进给环槽(4004)， 进给环槽(4004)上开有进给孔路(4001)，螺栓通过螺孔(4002)连接腔体II(3004)和 腔体III(3007)，燃料和水蒸汽通过进给孔路(4001)进入进给环槽(4004)，进给环槽(4004) 使得蒸汽沿槽环流动，腔体II(3004)内壁上沿切线方向开了多个斜置的进给线槽(4005)， 进给环槽(4004)与进给线槽(4005)连通，其作用是在腔体内产生涡旋气流使得等离子体 稳定生成。

4.根据权利要求2所述的一种车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统，其特征 在于，所述主气体出口(5002)设在腔体III(3007)后端的中心处，所述次级气体出口(5001) 设在腔体III(3007)前端的周边上，输出口处设有一个开关的气流阀(3006)。

5.根据权利要求1所述的一种车载在线制氢的微波低温等离子体重整器系统，其特征 在于，所述谐振腔(1018)为矩形结构，该谐振腔工作在TE_10p，p＝2，3，...模式下，所述波导 (1021)连接在谐振腔底部，探针馈电发射器(3001)安装在电场最大的点处，并延伸到谐 振腔内发射微波，谐振腔内插入一个硼硅酸玻璃管(6003)作为重整反应器，硼硅酸玻璃管 (6003)一端通过一个连接器与燃料和水蒸气入口导管(6001)连接，硼硅酸玻璃管(6003) 另一端通过两个连接器连接排气管，把重整气体通过重整气体出口导管(6002)输出，火花 点火器通过火花点火装置连接座(1017)安装在谐振腔壁上，并延伸到硼硅酸玻璃管(6003) 内用于启动等离子体产生，一旦等离子体产生激发并由微波功率保持住，火花点火器就会关 闭。