[发明专利]废热重组产氢装置

说明书

一种废热重组产氢装置，适用于安装在车辆的废气排放口，并包含一加热腔、一反应腔，及一导管单元。加热腔界定出包括进气口与出气口的加热室，进气口与废气排放口相连通。反应腔设置于加热室内，包括界定出反应空间的反应腔体，及设置于反应空间中的触媒单元。导管单元包括进油导管、进气导管，及产物导管，进油导管的一端穿过加热腔并与反应空间相连通，另一端与一供油单元相连接，进气导管缠绕于反应腔体上，其中一端穿过加热腔，其中另一端与反应空间相连通，产物导管的一端与反应空间相连通，而另一端穿出加热腔。通过安装在废气排放口，利用引擎产生的废热作为热量来源，车辆自有的供油单元提供燃料，有效利用引擎的废热进行产氢反应。

技术领域

本发明涉及一种产氢装置，特别是涉及一种废热重组产氢装置。

背景技术

提高引擎燃烧效率及降低粒状污染物(particulate matter，PM)与粒状污染物颗粒数(particle number，PN)的排放，是目前运输产业积极改善的问题。

于现有的技术中，氢能源已被证实是极具有发展潜力的洁净能源技术，也是车辆载具最佳的能源载体，可同时整合化石能源(汽/柴油、压缩天然气(compressed naturalgas，CNG)/液化石油气(liquefied petroleum gas，LPG))、生质能源、电能，及热能以进行能源型态转换。

一般而言，氢气产生方式可分为高压产氢、液态产氢、金属产氢、化学产氢、电解产氢，及重组产氢。其中，重组产氢技术应用于引擎时，具有提高引擎燃烧效率与减少排气污染的效益，且做为车载燃料电池辅助动力系统(auxiliary power unit，APU)的应用时，则能提供驾驶在车辆惰转、停车，或卧铺期间的电力需求，提高燃料经济性。

目前国际车厂与相关设备制造商陆续发表氢气对于引擎性能提升与污染减量等相关应用，然而，现有应用于车辆的重组产氢设备皆为独立系统，于使用上需额外装载，且重组反应过程须自行提供热量帮助反应进行，而无法有效利用引擎产生的废热进行热能管理，进而造成能量使用效率低。此外，若重组产氢的反应为水蒸气重组法(steamreforming，SR)或自发热重组法(autothermal reforming，ATR)时，则需增加燃料水溶液的体积与重量，及考量保存与油水分离等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用引擎废热作为重组产氢反应热源的废热重组产氢装置。

本发明废热重组产氢装置，适用于安装在一车辆的一废气排放口，该废热重组产氢装置包含一个加热腔、一个反应腔，及一个导管单元。

该加热腔界定出一个包括一进气口与一出气口的加热室，该进气口与该废气排放口相连通。

该反应腔设置于该加热室内且不与该加热室相连通，包括一个界定出一个反应空间的反应腔体，及一个设置于该反应空间中的触媒单元。

该导管单元包括一条进油导管、一条进气导管，及一条产物导管，该进油导管的一端穿过该加热腔并与该反应空间相连通，另一端与一个供油单元相连接，该进气导管缠绕于该反应腔体上，且其中一端会穿过该加热腔，而其中另一端与该反应空间相连通，该产物导管的一端与该反应空间相连通，而另一端穿出该加热腔。

本发明的废热重组产氢装置，还包含至少一个穿过该加热腔并可用于加热该反应腔的该反应空间的预热器。

本发明的废热重组产氢装置，该加热室的该进气口与该出气口分别位于两相反侧，该反应腔还包括一个与该进油导管连通的进油孔、一个与该进气导管连通的进气孔，及一个与该产物导管连通的输出孔，该进油孔、该进气孔，及该输出孔皆贯穿该反应腔体而与该反应空间相连通，该进油孔与该进气孔邻近该加热腔的该进气口，该输出孔邻近该加热腔的该出气口。

本发明的废热重组产氢装置，该反应腔还包括两位于该反应空间中而分别设置于该触媒单元的相反两端的持温件，且所述持温件分别邻近该进气口及该出气口。