燃料重整器制造技术

本发明专利技术公开一种燃料重整器，其包括：第一管；置于所述第一管中的第二管；主热源，其包含填充在所述第二管中的氧化催化剂，所述主热源使用所述氧化催化剂使燃料发生氧化反应，从而适于产生具有预定温度范围的热能；辅助热源，其包括与所述第二管相连接的点火器，用以点燃和燃烧所述的气体燃料，并将所述氧化催化剂预热到反应启动温度范围；重整反应单元，其包括重整催化剂，所述重整催化剂填充在所述第二管和所述第一管之间的空间中，所述重整反应单元使用所述重整催化剂和所述主热源产生的热能，使所述燃料发生重整反应生成含氢的重整气体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料重整器，更具体地，涉及一种通过燃料的氧化反应 产生热能的燃料重整器。
技术介绍
众所周知，燃料电池构成一种使用燃料产生电能的系统。在燃料电池中，聚合物电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell)具有优良的输出特性、低的操作温度、快速启动和响应的特性。辆的移动电源中，运用在住宅或者建筑物中的分布式电源中，以及运用在电 子仪器的小型电源中。使用聚合物电解质膜燃料电池的燃料电池系统包括称为堆的燃料电池 主体(以下为了方便，称为"堆，，)；燃料重整器，该重整器重整燃料以生 成含氢的重整气体，并将该重整气体提供给燃料电池主体；向堆提供氧化剂 气体的氧化剂气体提供单元。因此，聚合物电解质膜燃料电池系统通过重整气体和氧化剂气体之间的 电化学反应来产生电能，所述重整气体来自堆中的燃料重整器，所述氧化剂 气体由氧化剂气体提供单元提供。燃料电池重整器包括热源单元，其使用通过氧化催化剂氧化燃料的方 法来产生热能；重整反应单元，其使用所述热能使燃料发生重整反应来生成 重整气体。这时，热源可通过氧化诸如甲醇和乙醇的液体燃料或诸如LPG和LNG 的气体燃料的方法来产生热能。特别地，使用液体燃料的热源通过燃料的氧5化反应，可以在预定的温度范围中产生热能，在使用氧化催化剂的条件下， 甚至在室温下产生热能。另一方面，在常规的燃料重整器所包含的热源使用氧化气体燃料的方法 时，由于所述热源不能在室温下使用氧化催化剂来发生气体燃料的氧化反 应，因此需要一个附加的预热器将氧化催化剂预热到一预定的温度，使气体 燃料能够发生氧化反应。另外，在常规的燃料重整器所包含的热源使用点火和燃烧液体燃料的方 法时，由于燃料重整器的能量效率随热源的位置而变化，则热源被火焰氧化， 因此热源的耐用性被损坏，而不得不频繁替换新热源，进而降低燃料重整器 的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供了一种燃料重整器，其能在燃料电池系统开始驱动时，通过 点燃和燃烧燃料来预热氧化催化剂，并使用预热过的氧化催化剂发生氧化反应来产生热能。根据本专利技术的一方面，提供有一种燃料重整器，其包括第一管；置于 所述第 一管中的第二管；主热源，其包括填充在所述第二管中的氧化催化剂， 并使用所述氧化催化剂使燃料发生氧化反应以产生具有预定温度范围的热 能；辅助热源，其包括与所述第二管相连接的点火器，该点火器点燃和燃烧 所述气体燃料，并因此将所述氧化催化剂预热到反应启动温度范围；以及重 整反应单元，其包括填充在所述第二管和所述第一管之间的空间中的重整催 化剂，并使用所述重整催化剂和所述主热源产生的热能，使所述燃料发生重 整反应生成含氢的重整气体。在本专利技术的上述方面中，所述燃料重整器进一步包括一氧化碳减少单 元，其构造用来在所述第一管和所述第二管之间的空间中填充水煤气变换催 化剂以降低所述重整气体中含有的 一 氧化碳的浓度。另外，所述燃料重整器进一步包括置于所述第一管和所述第二管之间的隔板，该隔板将所述第一管和所述第二管之间的空间分为一个填充有重整催 化剂的区域和一个填充有水煤气变换催化剂的区域。 另外，所述隔板具有网状外形。另外，所述氧化催化剂的反应启动温度范围是从15(TC到300。C。 另外，所述由主热源产生的热能的温度范围是从600。C到70(TC。 根据本专利技术的另一方面，提供有一种燃料重整器，其包括包含多个反 应衬底的反应堆体，所述反应衬底通过包含有 一种燃料的第 一反应物的氧化 反应产生热能，并通过包含有所述燃料的第二反应物的重整反应生成重整气 体；和置于所述的反应堆体中的预热单元，其点燃和燃烧第一反应物以便预 热所述反应堆体。在本专利技术的上述方面中，所述预热单元包括封装所述反应堆体的外壳； 置于所述外壳中的燃烧器，其用于在所述反应堆体的外部点燃和燃烧第一反 应物。根据本专利技术的另一方面，提供有一种燃料重整器，其包括 一个或者多 个第 一反应衬底，其包括用于允许包含有一种燃料的第 一反应物流动的第一 沟道，在其中氧化催化剂层形成在所述第一沟道的表面上； 一个或者多个第二反应衬底，其包括用于允许包含有所述燃料的第二反应物流动的第二沟 道，在其中一个重整催化剂层形成在所述的第二沟道的表面上；通过粘合所 述第一反应衬底和第二反应衬底构成的反应堆体；预热单元，其置于所述反 应堆体中，以点燃和燃烧所述第一反应物，以便将所述氧化催化剂层预热到 一反应启动温度范围。在本专利技术的上述方面中，所述反应堆体包括通过将所述第 一反应衬底和 第二反应衬底相粘合构成的一个或者多个单元体。另外，所述反应堆体包括与所述单元体的第二反应衬底相粘合的盖板。 另外，所述反应堆体由顺序相互粘合的所述单元体构成。 另外，所述反应堆体包括与置于所述的反应堆体顶部的第二反应衬底相 粘合的盖板。另外，所述预热单元包括封装所述反应堆体的外壳；燃烧器，其置于 所述外壳中，用于在所述反应堆体的外部点燃和燃烧第一反应物。另外，所述外壳包括第一部分，其呈喇叭形并且位于所述反应堆体一 端；第二部分，其呈喇叭形并且位于所述反应堆体另一端；第三部分，其与 所述反应堆体的两端以外的部分相粘合。另外，所述反应堆体包括通道，该通道通过使用所述第一沟道和第二反 应衬底的粘合表面构成，以允许第一反应物流过，并且所述通道包括形成在 所述反应堆体一端处的多个注入孔，和形成在所述的反应堆体另一端处与所 述注入孔相连接的多个排放孔。另外，所述预热单元包括:封装所述反应堆体的外壳；以及燃烧器单元， 其置于所述外壳中，用于点燃和燃烧第一反应物，从而将火焰喷入到所述注 入孔中。另外，所述外壳包括第一部分，其呈喇叭形并且位于所述注入孔侧； 第二部分，其呈喇叭形并且位于所述排放孔侧；第三部分，其与所述反应堆 体的两端以外的部分相粘合。另外，所述燃烧器置于所述第一部分中。另外，在所述外壳中，在第一部分中形成有一个注入孔，其用于将第一 反应物注入第一部分，在第二部分中形成有一个排放孔，其用于排放由所述 燃烧器燃烧第一反应物生成的燃烧气体和由所述氧化催化剂层氧化第一反 应物生成的反应气体。另外，所述氧化催化剂层的反应启动温度范围是从150。C到300°C。另外，通过第一反应物的氧化反应，所述第一反应衬底可产生的热能的温度范围是从600。C到700。C。 附图说明图1是描述根据本专利技术的第一实施例的燃料重整器的透视图。 图2是图1所示的燃料重整器的剖视图。8图3是根据本专利技术的第二实施例的燃料重整器的剖视图。 图4是描述根据本专利技术的第三实施例的燃料重整器的透视图。 图5是图4所示的燃料重整器的反应堆体的分解透视图。 國6是其中结合有图4所示的反应堆体的结构的透视图。 图7是图6所示的反应堆体的纵向剖视图。 图8是图4所示的燃料重整器的横向剖视图。具体实施例方式在下文的描述中，通过举例，展示和说明了本专利技术的特定的示例性的实 施例。本领域技术人员应该认识到的是，所描述的示例性的实施例可以各种 方式进行改造，但均不得超出本专利技术的精神和范围。因此，附图和说明实质 上应被认为是例证性的，而并非意在限制。图1是描述根据本专利技术的第一实施例的燃料重整器的透视图。图2是图 1所示的燃料重整器的剖视图。参照图1和图2，根据本专利技术的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料重整器，包括：　反应堆体，其包括多个反应衬底，其中所述反应衬底通过包含有燃料的第一反应物的氧化反应产生热能，并通过包含有所述燃料的第二反应物的重整反应产生重整气体；和　预热单元，其置于所述反应堆体中，用于点燃和燃烧所述第 一反应物以便预热所述反应堆体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李圣哲，金周龙，李赞镐，徐东明，金镇圹，安镇九，韩万锡，李勇杰，李东郁，戈罗宾斯凯利奥尼德，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]