[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，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，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，

化学物质激发为等离子状态的微波功率和乙醇蒸汽流速之间的关系，如下：

Pmic(W)=254.82(J)46(g)Reth(g/s)=5.54Reth---(1)]]>

其中，R_eth是乙醇蒸汽的质量流速，单位是g/s；微波等离子体重整器里，微波功率和乙醇质量流速按照方程建立的关系来控制，水蒸气的质量流速应该和乙醇的质量流速成如下比例：乙醇：水=46：18=2.56。

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：

所述微波功率存在一个阈值，低于这个阈值，物质的等离子状态将不能维持，微波功率在任何流速下都应该大于这个阈值，当流速小于一个临界值R_fc时，为了维持等离子体的产生，微波功率保持在一个常值，当流速大于R_fc的时候，微波功率和流速按照方程(1)成比例关系。

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：

所述矩形结的构谐振腔(1018)的微波发射(7002)在长方腔体(7001)中形成驻波，驻波在长方腔体(7001)中形成电场纵向分布(7003)和横向分布(7004)，其峰值电场位于驻波波峰区域(7005)。