[发明专利]一种基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置

权利要求书

1.一种基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：

所述车载制氢装置包括连接于内燃机冷却水箱的微波源、排气预热管、石英反应管、反应管金属套筒、环形器、电动调谐器及短路活塞，所述排气预热管连接所述微波源及所述石英反应管的一端，所述环形器连接所述微波源及所述电动调谐器，所述电动调谐器通过标准波导与所述短路活塞相连接，所述标准波导内形成有谐振腔；所述石英反应管的另一端穿过所述谐振腔后而凸出于所述反应管套筒，所述反应管套筒套设在所述石英反应管凸出于所述波导管的部分上；

所述微波源发出的微波依次经所述环形器、所述电动调谐器及所述短路活塞后在所述谐振腔发生谐振以形成局部的强电场；所述内燃机冷却水箱内的水流经所述微波源以对所述微波源进行冷却，且自所述微波源流出后以流经所述排气预热管而形成高温蒸汽，由此，所述高温蒸汽进入所述石英反应管并在所述强电场作用下被击穿而形成等离子体炬。

2.如权利要求1所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述车载制氢装置包括天然气罐，所述天然气罐连接于所述石英反应管。

3.如权利要求2所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述车载制氢装置包括两个流量控制器，两个所述流量控制器分别称为第一流量控制器及第二流量控制器，所述第一流量控制器连接所述排气预热管及所述石英反应管，所述第二流量控制器连接所述天然气罐及所述石英反应管。

4.如权利要求3所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述第一流量控制器及所述第二流量控制器分别用于控制进入所述石英反应管内的高温水蒸汽及天然气的体积，相同时间内进入所述石英反应管内的所述高温水蒸汽与所述天然气的体积之比为1:1。

5.如权利要求3所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述石英反应管包括管体、设置于所述管体一端的蒸汽喷嘴及设置于所述管体一侧的切向喷嘴，所述管体内还收容有催化剂，所述蒸汽喷嘴连接于所述第一流量控制器，所述切向喷嘴连接于所述第二流量控制器。

6.如权利要求5所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述切向喷嘴的出口与所述催化剂相对设置，以使天然气自所述切向喷嘴喷向所述催化剂。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述车载制氢装置包括过滤器、出气管及碳粒吸收罐，所述过滤器连接于所述石英反应管凸出于所述反应管金属套筒的一端，所述出气管及所述碳粒吸收罐均连接于所述过滤器。

8.如权利要求1-6任一项所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述排气预热管邻近内燃机排气管设置，以利用内燃机排气余热来加热水，进而使水形成水蒸汽。

9.如权利要求1-6任一项所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述短路活塞与所述电动调谐器分别位于所述石英反应管相背的两侧，通过调节所述短路活塞使所述微波在所述谐振腔发生谐振以形成局部的强电场。

10.如权利要求1-6任一项所述的基于微波重整甲烷蒸汽的车载制氢装置，其特征在于：所述石英反应管与标准波导尾部之间的距离为微波波长的四分之一。