[发明专利]车载燃料的微波等离子体重整系统

权利要求书

1.一种车载燃料的微波等离子体重整系统，主要由工控机、磁控管、磁控管电源调控装置、电调反射器、环行器、点火腔和反应腔组成，其特征在于，所述工控机(1001)用来采集整个系统中的信号，并根据实验要求给磁控管电源调控装置(1003)发送微波功率调节信号(1002)，由磁控管电源调控装置(1003)调节磁控管(1004)电源电压，使磁控管(1004)输出功率连续可调，所述磁控管(1004)与环行器(1012)通过磁控管座连接，环形器(1012)分别与点火腔(1014)和反应腔(1015)连接，磁控管(1004)用于把电能转化成微波输出，根据点火腔中是否点火，工控机(1001)给电调反射器(1013)发送金属圆柱(1024)深度调节信号(1005)，来调节电调反射器(1013)的反射比例。

2.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述电调反射器(1013)与环行器(1012)和点火腔(1014)相连接，用于调节进入点火腔(1014)的微波能量，当点火腔(1014)完成点火后，需要通过调节电调反射器(1013)的金属圆柱(1024)插入深度将微波反射到反应腔(1015)中。

3.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述环行器(1012)采用两个，通过一个U形波导(1011)连接，下面的环行器(1012)的下端口I(1006)接磁控管(1004)，下端口II(1008)接电调反射器(1013)，下端口Ⅲ(1007)接U形波导(1011)，上方的环行器(1012)的上端口I(1006′)接反应腔(1015)，上端口II(1008′)接吸收负载(1010)，上端口Ⅲ(1007′)接U形波导(1011)，微波从下方环行器(1012)的下端口I(1006)输入，先到达下端口II(1008)的电调反射器(1013)，通过电调反射器(1013)的调节，微波被反射到下端口Ⅲ(1007)的U形波导(1011)，通过U形波导(1011)传播到上方的环行器(1012)的上端口Ⅲ(1007′)，然后进入上端口I(1006′)的反应腔(1015)，从反应腔(1015)中反射回来的微波沿着环形器(1012)进入上端口Ⅱ(1008′)的吸收负载(1010)，微波沿着这样的轨迹传播避免微波反射回磁控管(1004)，将磁控管(1004)烧毁。

4.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述点火腔(1014)设计成弯曲锥形，在锥形腔体处，上下间距逐渐变小，由弧线平滑过渡，起作用是，当微波通过时形成高密度微波能量具有场强，当场强达到气体的击穿场强时，产生打火，将反应气体点燃；所述反应腔(1015)设计成圆环形的柱体形状，其圆环截面与U形波导(1011)矩形截面尺寸相同，以利于微波在反应腔(1015)中的传播，持续不断的为反应提供能量，保持反应处于等离子体状态；混合气体通过垂直穿过点火腔(1014)与反应腔1015相连的石英管(1016)进入点火腔1014和反应腔1015，以利于保温和观察。

5.根据权利要求4所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述石英管(1016)垂直穿过点火腔(1014)会产生两个直径与石英管直径相同的圆孔，为防止微波会通过圆孔向外辐射，在圆孔周边加工耦合小孔(1018)，以减少微波溢出，点火腔(1014)和反应腔(1015)中加入销钉(1017)，通过调节销钉(1017)插入深度来调节阻抗匹配。

6.根据权利要求4所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述石英管(1016)穿入和穿出反应腔(1015)会留下两个石英管直径大小的圆孔，为防止微波泄漏，在圆孔周边开几个耦合小孔(1018)，并在反应腔(1015)圆环表面加入几个销钉(1017)，通过调节销钉(1017)的插入深度使反应腔(1015)达到谐振状态。

7.根据权利要求4所述的一种车载燃料的微波等离子体重整系统，其特征在于，所述石英管(1016)在反应腔(1015)中沿着平行于反应(1015)轴向方向上下弯曲，以增加反应气体在反应腔(1015)中的行程，提高了反应率，使原料充分反应。