[发明专利]蒸发器和具有该蒸发器的燃料重整器

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸发器和包括该蒸发器的燃料重整器。

背景技术

燃料重整器是一种重整燃料并产生富氢气体的设备。该燃料重整器可与 燃料电池(其为一种能够通过氢和氧的电化学反应直接产生电能的清洁能源 产生设备)等一同使用。

燃料重整器大体上包括热源和重整反应器。热源向重整反应器供应必需 的热，重整反应器重整燃料并产生富氢气体。重整反应器能够利用流重整 (stream reforming)方案、自动热重整方案、部分氧化方案或其组合来产生 富氢气体。

此外，燃料重整器可进一步包括用于提高燃料效率和设备性能的蒸发 器。在这种情况下，蒸发器将从外部流入该蒸发器的液相燃料蒸发，并将该 燃料(也就是，从液相燃料蒸发的气相流体)供应到反应重整器。

也就是，当液相燃料或水利用流重整方案流入重整反应器中时，燃料重 整器的性能因不均匀的重整反应而被显著降低。换句话说，由于液相水的体 积因蒸发而增大到每1立方厘米(cc)22.4升(L)，因此，当液相水流入 重整反应器中时，流重整反应是不均匀的，使得产生的气体发生波动。为了 减轻或防止该问题，现有的蒸发器包括与燃料重整器的体积相比相对较长的 通道，以蒸发从外部流入的液相燃料和水。

因此，现有的蒸发器因较长的通道结构而具有较大的体积。此外，在小 型蒸发器的情况下，该蒸发器因较长的通道结构而具有复杂的结构，导致难 以制造。另外，拥有较大体积的燃料重整器具有较长的预热时间。

发明内容

本发明实施例的一方面致力于一种蒸发器，其能够减少(或防止)液相 流体的排放，均匀地控制气相流体的排放量，和/或形成为较小尺寸。

本发明实施例的另一方面致力于一种燃料重整器，其包括上述能够减少 (或防止)液相流体的排放、均匀地控制气相流体的排放量、和/或形成为 较小尺寸的蒸发器。

本发明的一实施例提供一种燃料重整器的蒸发器。该蒸发器包括：环壁、 底壁、蒸发室和屏障。所述底壁具有延伸穿过该底壁的出口。所述蒸发室用 于接纳液相流体，并由所述环壁和所述底壁限定。所述屏障被配置为从所述 底壁沿伸出并伸至所述蒸发室，且用于阻挡液相流体通过所述出口排放，并 允许气相流体通过所述出口排放。

在蒸发器的一个实施例中，所述屏障位于所述出口的周边。

在蒸发器的一个实施例中，所述底壁沿第一方向与所述环壁分隔开第一 距离，所述屏障沿所述第一方向从所述底壁伸出第二距离，该第二距离小于 所述第一距离。在此，第二距离为第一距离的约25％与约75％之间。

在蒸发器的一个实施例中，蒸发室包括第一级蒸发室和第二级蒸发室。 在此，蒸发器还可包括位于底壁和环壁之间的中间壁，该中间壁将第一级蒸 发室和第二级蒸发室分隔开，并具有延伸穿过中间壁的通路。蒸发器还可包 括从中间壁延伸并伸至第一级蒸发室中的另一屏障。底壁可沿第一方向与中 间壁分隔开第一距离，屏障可沿第一方向上从底壁伸出第二距离，第二距离 小于第一距离。另外，蒸发器可进一步包括用于供应热的热源，以在所述第 一级蒸发室和所述第二级蒸发室的至少之一中蒸发液体。

在蒸发器的一个实施例中，所述屏障由与所述底壁的材料相同的材料构 成。

在蒸发器的一个实施例中，所述屏障由与所述底壁的材料不同的材料构 成。

在蒸发器的一个实施例中，所述屏障为用于阻挡液相流体从所述底壁的 第一区域流到所述底壁的第二区域的液体阻挡槛，所述出口位于所述底壁的 所述第二区域。

在蒸发器的一个实施例中，所述屏障为穿过所述出口并从所述底壁向所 述环壁伸出的管道。蒸发器可进一步包括位于所述管道的输入端或输出端的 栅网。在此，所述栅网的栅网尺寸在约200网格每平方英寸(cpsi)与约1000 cpsi之间。

本发明的另一实施例提供一种燃料重整器。该重整器包括重整反应器、 蒸发器和热源。所述蒸发器用于将燃料和水蒸发成气相流体并将该气相流体 供应到所述重整反应器。热源被叠放于蒸发器和重整反应器之间，用于向所 述蒸发器和所述重整反应器供应热。在此，蒸发器包括蒸发室和屏障。所述 蒸发室用于容纳液相流体并由底壁限定，该底壁位于蒸发室和氧化反应器之 间且具有延伸穿过该底壁的开口。屏障被配置为从底壁延伸出并伸至蒸发室 中，并用于阻挡液相流体通过所述开口排放，并允许气相流体通过所述开口 排放。