[实用新型]车载燃料的微波等离子在线制氢系统

权利要求书

1.一种车载燃料的微波等离子在线制氢系统，包括微波部分、控制部分和管路部分，其特征在于，所述微波部分主要由磁控管电源调控装置、磁控管(1019)、环行器(1021)、电调反射器(1023)和谐振腔组成，所述磁控管(1019)通过磁控管座(1020)与环行器(1021)连接，所述磁控管电源调控装置用来调节磁控管(1019)电源电压，使磁控管(1019)输出功率连续可调，所述谐振腔包括点火腔(1010)和反应腔(1011)，点火腔(1010)与反应腔(1011)相连接，所述环行器(1021)通过2根弯波导(1025)分别与点火腔(1010)和反应腔(1011)连接，在环行器(1021)与点火腔(1010)之间的弯波导(1025)上装有一个电调反射器(1023)；所述的控制部分主要由工控机(1044)、温度压力传感器和流量计组成，通过对各信号采集点信息的采集、分析，控制整个系统在规定的进程上工作。

2.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子在线制氢系统，其特征在于，所述管路部分主要由2个蠕动泵(1003)、空气泵(1004)、汽化器(1007)、预混腔(1009)、真空泵(1015)、冷凝器(1012)、磁控管(1019)、干燥器(1014)和流量计(1006)组成，所述2个蠕动泵(1003)分别控制水和乙醇液体流量，空气泵(1004)控制空气流量，汽化器(1007)设计成三进三出的圆盘结构，用于将反应原料汽化并加热到相同温度，气化后的气体进入预混腔(1009)充分混合，真空泵(1015)装在反应腔(1011)后面的管路上，用于提供系统的负压环境，降低反应物的沸点和击穿场强，使反应更容易进行，在汽化器(1007)与2个蠕动泵(1003)和空气泵(1004)之间的管路上分别装有真空电磁阀(1005)，用于协同真空泵(1015)对系统抽取负压，并在紧急情况下切断原料的供应来终止整个系统的反应，冷凝器(1012)和干燥器(1014)分别依次装在反应腔(1011)与真空泵(1015)之间的管路上，冷凝器(1012)采用冷却水循环方式，并与磁控管(1019)的冷却水循环管路串联在一起，通过一个水泵管路循环完成冷却，用于将高温产物冷却，分离出未反应的水和乙醇，提高原料的利用率，干燥器(1014)用于对产物气体进行干燥处理，流量计(1006)分别装在空气泵(1004)与汽化器(1007)之间和干燥器(1014)与真空泵(1015)之间，用于测量空气的流量和经冷凝干燥后的产物气体流量。

3.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子在线制氢系统，其特征在于，所述磁控管(1019)用于把电能转化成微波(1032)输出，并采用水冷方式冷却，微波(1032)通过磁控管座(1020)改变传输方向进入环行器(1021)，所述环行器(1021)具有单向传输特性，入射信号能顺利通过，反射信号由于被电阻吸收而不能通过，所述电调反射器(1023)用于调节点火腔(1010)和反应腔(1011)中的微波(1032)能量分配，当点火腔(1010)中完成点火后通过电调反射器(1023)使微波(1032)全部进入反应腔(1011)。

4.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子在线制氢系统，其特征在于，所述点火腔(1010)用于点燃等离子体，点火腔(1010)几何形状为锥形，反应腔(1011)为圆环形的柱体形状，圆环截面与矩形波导截面相同，有利于微波(1032)在反应腔(1011)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，混合气体通过石英管(1027)进入点火腔(1010)和反应腔(1011)，利于保温和观察，在石英管(1027)垂直穿过点火腔(1010)产生的两个直径与石英管直径相同的圆孔(1057)周边加几个耦合小孔(1028)，阻止微波(1032)通过圆孔(1057)向外辐射，减少微波(1032)溢出，点火腔(1010)和反应腔(1011)中加入销钉，通过调节销钉插入深度来调节阻抗匹配。

5.根据权利要求1所述的一种车载燃料的微波等离子在线制氢系统，其特征在于，所述点火腔(1010)为一个逐渐变小的锥形腔体，截面积为长方形，在锥形腔体处，上下间距逐渐变小，由一条弧线平滑过渡，其作用是在此处形成大的场强，当达到一定击穿场强时，反应气体经过点火腔(1010)时就会打火。