專利名稱：等離子體重組器以及具有此等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種燃料重組裝置，且特別是有關于一種等離子體重組 器以及具有此等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)。
背景技術：
隨著工業(yè)的進步，傳統(tǒng)能源如煤、石油及天然氣的消耗量持續(xù)升高，由 于天然能源的存量有限，因此必須研發(fā)新的替代能源以取代傳統(tǒng)能源，而燃 料電池便是一種重要且具實用價值的選擇。簡單來說，燃料電池透過氧化還原反應來產(chǎn)生電力，相較于其它發(fā)電方 式有潔凈以及高效率的優(yōu)點，而基本上，燃料電池以氫氣作為燃料而以氧氣 作為氧化劑。同時，電力的產(chǎn)生跟反應物的消耗是成正比的。目前業(yè)界常用得到氫氣的方法，例如使用碳氫燃料(如天然氣、液化石油氣LPG、汽油、柴油或其它各式燃料油等)經(jīng)過多步驟過程(包括初始重 組步驟以及后續(xù)數(shù)個純化步驟)以產(chǎn)生氫氣。最常用的碳氫燃料重組方式為 蒸汽重組(SR)、自熱合重組(ATR)、以及部份氧化法(POX)。而純化方式則為 脫疏、高/低溫水移反應、選擇性一氧化碳氧化或選擇性的一氧化碳曱醇化步 驟。另外，還有利用"氫"選擇性優(yōu)良的薄膜反應器或過濾器以產(chǎn)生氫氣的方 法，但是此種方法的技術不成熟，再加上昂貴的成本使得此方法在應用上仍 不普遍。燃料電池的應用受阻的主要因素在于氫氣供應的基礎設施不夠普遍完 備。再加上由于氫氣有相對較低的體積能量密度，因此相較于碳氫燃料，氯 氣就顯得不易儲存與運送。解決上述問題的其中一個方法是建立分布式重組 器轉(zhuǎn)化碳氫燃料成為富氫氣體提供燃料電池使用。—般傳統(tǒng)型的重組器必須依據(jù)燃料的種類選定特殊的觸媒以利反應進 行。由于觸媒易受燃料中各種硫化物或積碳覆蓋而有毒化或失活等缺點，因 此必須定期更換觸媒而導致增加成本。由于等離子體可以取代觸媒促進反應的進行，因此近年來直流等離子體
燃料重組器已經(jīng)受到關注。在現(xiàn)有的直流等離子體燃料重組器中，在低電壓、 大電流的條件下形成直流電弧等離子體，電極容易受到侵蝕或熔化，而產(chǎn)生 電極壽命降低等問題。為了解決上述問題，而提出種種解決方案，例如采用 冷卻水或是特殊電極材料以提高電才及的使用壽命，或者利用稍微提高氣壓的 方法來增加氣體放電氣氛中的阻抗，試圖以此方法降低電流提高電壓的方式 來保護電極。然而，傳統(tǒng)的直流等離子體燃料重組器因為有較大能量損失的 因素，所以電功率需求往往比真實需求來的大，電源供應器輸出至少都是千 瓦級以上。因此這些方法仍無法有效解決電極壽命降低的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種等離子體重組器，以高電壓、低電流的輸出方式降低等 離子體功率并延長電極材料使用壽命，達成更好的富氫氣體重組效果。。本發(fā)明提供一種具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，提升內(nèi)燃機的燃燒 效率、降低空氣污染。本發(fā)明提出一種等離子體重組器，包括第一電極、第二電極、絕緣構(gòu)件、 霧化分配器與電源供應器。第二電極與第一電極之間形成有可放電間隙。絕 緣構(gòu)件設置于第一電極與第二電極之間，以隔離第一電極與第二電極，且在 絕緣構(gòu)件與第一電極、第二電極之間形成渦旋氣體流道，其中第二電極穿過 絕緣構(gòu)件。霧化分配器設置于第一電極及/或第二電極上。電源供應器連接至 第一電極與第二電極。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一電極包括中空圓盤狀的導電體、在 圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導電體或在圓周方向呈周期性對稱的中 空管狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一電極包括中空圓盤狀的導電體或在 圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一電極包括中空圓柱管狀的導電體、電體:'1 、 、 5''、、、、 在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器為將第 一 電極及/或第二電極 本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。在本發(fā)明的一實施例中，等離子體重組器還包括耐熱構(gòu)件，此耐熱構(gòu)件
設置于第一電極上。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括中空管狀的導電體、實心 圓柱狀的導電體、在圓周方向呈對稱形狀的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體 或在圓周方向呈周期性對稱的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀 的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括第二電極基座與第二電極 延伸部。第二電極延伸部連接第二電極基座，并延伸至第一電極內(nèi)。在本發(fā)明的 一 實施例中，上述的第二電極延伸部包括圓環(huán)狀的導電體、 圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體、彈簧狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器為將第一電極及/或第二電極 本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器包括多數(shù)個孔洞，這些孔洞 可均勻或不均勻的方式分布在第二電極的表面。在本發(fā)明的一實施例中，上述的絕緣構(gòu)件的材質(zhì)包括高氧化鋁、陶瓷、 石英、塑料或環(huán)氧樹脂。在本發(fā)明的一實施例中，等離子體重組器還包括切線氣體導入管，此切 線氣體導入管連通渦漩氣體流道。在本發(fā)明的一實施例中，上述的該電源供應器包括限電流型高頻、高壓交流電源供應器或是限電流型高頻、高壓直流電源供應器。在本發(fā)明的一實施例中，等離子體重組器可包括冷卻管路，此冷卻管路 設置在絕緣構(gòu)件中，以冷卻第二電極。在本發(fā)明的一實施例中，上述的等離子體重組器用于產(chǎn)生氫氣以供給至 渦輪、內(nèi)燃機、發(fā)電機或燃料電池。本發(fā)明提出 一種具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，包括等離子體重組 器、內(nèi)燃機、燃料槽、高壓電力分配器。等離子體重組器包括、第一電極、 第二電極、絕緣構(gòu)件、霧化分配器、燃料導入管、切線氣體導入管、產(chǎn)物氣 體導出口。第二電極與第一電極之間形成有可放電間隙。絕緣構(gòu)件設置于第 一電極與第二電極之間，以隔離第一電極與第二電極，且在絕緣構(gòu)件與第一 電極、第二電極之間形成渦漩氣體流道，其中第二電極穿過絕緣構(gòu)件。霧化 分配器設置于第一電極及/或第二電極上。燃料導入管連接霧化分配器。切線
氣體導入管連通渦漩氣體流道，以導入空氣至渦漩氣體流道。產(chǎn)物氣體導出 口連通渦旋氣體流道，以導出產(chǎn)物氣體。內(nèi)燃機連接等離子體重組器的產(chǎn)物 氣體導出口。燃料槽連接內(nèi)燃機與燃料導入管，以供給燃料至內(nèi)燃機與等離 子體重組器。高壓電力分配器連接內(nèi)燃機與等離子體重組器，對內(nèi)燃機所產(chǎn) 生的電能進行分配并供應至內(nèi)燃機與等離子體重組器。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一電極包括中空圓盤狀的導電體、在 圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導電體或在圓周方向呈周期性對稱的中 空管狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一電極包括中空圓柱管狀的導電體、電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器為將第一電極及/或第二電極 本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。在本發(fā)明的 一 實施例中，具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)還包括耐熱 構(gòu)件，此耐熱構(gòu)件設置于第一電極上。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括中空管狀的導電體、實心 圓柱狀的導電體、在圓周方向呈對稱形狀的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體 或在圓周方向呈周期性對稱的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀 的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極包括第二電極基座與第二電極 延伸部。第二電極延伸部連接第二電極基座，并延伸至第一電極內(nèi)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二電極延伸部包括圓環(huán)狀的導電體、 圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體、彈簧狀的導電體。在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器為將該第一電極及/或第二電 極本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。在本發(fā)明的一實施例中，上述的霧化分配器包括多數(shù)個孔洞，這些孔洞 可均勻或不均勻的方式分布在該第二電極的表面。在本發(fā)明的一實施例中，上述的絕緣構(gòu)件的材質(zhì)包括高氧化鋁、陶乾、 石英、塑料或環(huán)氧樹脂。在本發(fā)明的一實施例中，具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)還包括冷卻
管路，設置在絕緣構(gòu)件中，以冷卻第二電極。在本發(fā)明的一實施例中，上述的冷卻管路還連接至該內(nèi)燃機。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的燃料包括碳氫燃料。在本發(fā)明的一實施例中，上述的產(chǎn)物氣體包括氫氣、 一氧化碳以及氮氣。本發(fā)明的等離子體重組器由于在第一電極與第二電極之間設置有環(huán)狀 間隙，并且具有可產(chǎn)生渦凝等離子體的渦漩氣體流道。因此可以形成表面放 電電弧隨等離子體氣體流動方向滑移的動態(tài)電弧。由于表面放電電弧隨等離子體氣體流動方向滑移，借以產(chǎn)生密度均勻的 低功率大氣等離子體環(huán)。因此，可降低空間放電電流密度、提高等離子體氣 體空間分布的均勻性，而提升等離子體能量與混合燃料氣的交互作用面積。而且，借由動態(tài)電弧的形成，可以使直流等離子體氣氛中的正離子轟擊 效應分散，并能夠避免電極表面侵蝕或熔化。因此，本發(fā)明的等離子體重組 器具有以低功率輸出而獲得大范圍常壓等離子體區(qū)域以及提高-氬轉(zhuǎn)化率以 及延長電極材料使用壽命的功效。本發(fā)明的等離子體重組器也可以與內(nèi)燃機進氣系統(tǒng)結(jié)合，作為氫氣助效 燃燒內(nèi)燃機，而提升內(nèi)燃機的燃燒效率、降低空氣污染。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細il明如下。


圖1所示為本發(fā)明的第一實施例的等離子體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2所示為本發(fā)明的第二實施例的等離子體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3所示為本發(fā)明的第三實施例的等離子體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4所示為具有本發(fā)明的等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)的示意圖。 主要組件符號說明100、200、300:等離子體重組器102、202、302:第一電極104、204、304:第二電極106、206、306:絕緣構(gòu)件108、208、308a、308b:霧化分配器110、210、310:電源供應器112、212、312:環(huán)狀間3巨114、214、314:放電電弧116、216、316:渦旋氣體流道120、220、320a、412a、 412b:燃料導入管118、218、318a:燃料導入口122、222、322、410:切線氣體導入管124、224、324:耐熱構(gòu)件126、226、326、416:冷卻管路128:冷卻水導入管130、132、230、232、 330、 332:螺絲134、234、334、414:產(chǎn)物氣體導出口204a:電極基座 204b:電4及延伸部 318b:水氣導入口 320b:水氣導入管400:具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)402:等離子體重組器404:內(nèi)燃才幾406:燃料槽408:高壓電力分配器具體實施方式
本發(fā)明的等離子體重組器例如是一種利用氣體破壞放電促進碳氫燃料 與水(或含氧氣體)重新組合產(chǎn)生富氫氣體的裝置。圖1所示為本發(fā)明的第一實施例的等離子體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖l,等離子體重組器100例如是由第一電極102、第二電極104、 絕緣構(gòu)件106、霧化分配器108、電源供應器110構(gòu)成。第一電極102的材質(zhì)例如是導電材料。第一電極102包括中空圓盤狀的 導電體、在圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導電體或在圓周方向呈周期性 對稱的中空管狀的導電體，例如中空圓柱管狀的導電體、漸縮或漸開型喇口八 管狀的導電體或內(nèi)表面具有波浪狀起伏的中空管狀的導電體。在本實施例
中，第一電極102是以中空管狀的導電體為例作說明。而且，第一電極102 例如具有大于等于l厘米的管長，而可形成反應腔體。第二電極104例如設置于第一電極102上方。第二電極104的材質(zhì)例如 是導電材料。第二電極104包括中空管狀的導電體、實心圓柱狀的導電體、 在圓周方向呈對稱形狀的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體或在圓周方向呈 周期性對稱的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體，例如圓環(huán)狀的導電體、圓錐 狀的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀的導電體。在本實施例中，第二電極 104是以實心圓柱狀的導電體為例作說明。而且，第二電極104例如具有小 于等于IO厘米的長度。第二電極104與第一電極102并沒有直接接觸，且在第二電極104與第 一電極102之間維持一定的環(huán)狀間距112(可放電間隙)。環(huán)狀間距112(可放 電間隙)距離介于lmm 10mm之間。當施以高電位差于第一電極102與第 二電極104之間時，環(huán)狀間距112的距離保證可以產(chǎn)生放電電弧114。此放 電電弧114的能量用以重組-燃料(氣態(tài)或液態(tài))與水或空氣混合物，成為富含 氫氣與一氧化碳為主的重組氣體。絕緣構(gòu)件106設置于第一電極102與第二電極104之間，以隔離第一電 極102與第二電極104，并防止第一電極102與第二電極104之間的電路短 路。第二電極104穿過該絕緣構(gòu)件106,且在絕緣構(gòu)件106與第一電極102、 第二電極104之間形成渦旋氣體流道116，作為渦漩等離子體氣體流場的產(chǎn) 生區(qū)域。絕緣構(gòu)件106的材質(zhì)例如是高氧化鋁、陶瓷、石英、塑料或環(huán)氧樹 脂，上述材質(zhì)可以單獨使用，也可以混合使用。霧化分配器108例如設置于第一電極102及/或第二電極104上。霧化分 配器108可以是一般的燃料霧化噴嘴，直接安裝在第一電極102及/或第二電 極104上。當然，霧化分配器108也可以為直接將第一電極102及/或第二電 極104本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。亦即直接在第一電極102及/或第二電 極104形成多數(shù)個孔洞作為霧化分配器108，其中孔洞數(shù)目大于四個，直徑 為小于等于0.3mm以下。而且，孔洞可以均勻或不均勻的方式分布在第一 電極102及/或第二電極104的表面上，且位于等離子體激發(fā)處的上下游區(qū)3cm以內(nèi)(包括等離子體激發(fā)區(qū))。本實施例中，以將霧化分配器108是設 置在第二電極104為例作說明。而且。如圖1所示，在第二電極104中設置有燃料導入管120,燃料導
入管120的一端連接霧化分配器108,另一端作為燃料導入口 118而連接燃料槽(未示出)。借由從燃料導入口 118導入燃料，并高壓注入霧化分配器108，形成霧化的燃料反應物，而能夠有效的利用周圍渦漩等離子體(富自由基、 離子、電于與紫外光)氣氛，促進加速反應進行。從燃料導入管120導入至霧化分配器108的燃料反應物為液態(tài)、氣態(tài)或液氣兩相混合。霧化分配器108亦可以各種組合的方式，固接在第一電極102及/或第二電極104上。電源供應器IIO連接第一電才及102及第二電纟及104。電源供應器110例 如是限電流型高頻、高壓交流電源供應器或限電流型高頻、高壓直流電源供 應器。電源供應器110于第一電極102及第二電極104之間形成100伏特~ 35000伏特的電位差，同時使第一電極102及第二電極104之間的放電電流 范圍在10毫安 2安培之間，用以重組燃料成為富含氬氣的合成氣體。等離子體重組器IOO也可以具有一個或多個切線氣體導入管122,此切 線氣體導入管122連通渦漩氣體流道116,使空氣、水氣或混合的反應物以 高速切向噴入渦漩氣體流道116,作為渦漩流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，同時使空 氣、水氣或氧氣等反應物與從燃料導入管120導入的燃料反應物充份混合以 進入等離子體區(qū)域。等離子體重組器IOO也可以具有耐熱構(gòu)件124。耐熱構(gòu)件124例如設置 于第一電極102上。在本實施例中，耐熱構(gòu)件124設置于第一電極102內(nèi)壁 面，以保護第一電極102以后的反應腔體不受熱^坡壞。耐熱構(gòu)件124例如是 套入第一電極102中的同心圓管，且耐熱構(gòu)件124的材質(zhì)包括電絕緣性的耐 熱材料，例如是陶瓷纖維材料。等離子體重組器IOO也可以具有冷卻管路126。冷卻管路126例如設置 在絕緣構(gòu)件106中，且環(huán)繞第二電極104。而且，在第二電極104中例如設 置有冷卻水導入管128,冷卻水導入管128連接冷卻管路126。冷卻水導入 管128與冷卻管路126例如可通入循環(huán)冷卻水，以避免第二電極104溫度過 高。而且，吸收廢熱的循環(huán)冷卻水，亦可直接導入反應區(qū)使用增加熱回收率。而且，如圖l所示，第一電極102與絕緣構(gòu)件106之間是利用螺絲130 固定，而能夠使第一電極102與絕緣構(gòu)件106緊密固定，確保渦旋流道不會 發(fā)生氣體泄漏。第二電極104與絕緣構(gòu)件106之間是也利用螺絲132固定， 而能夠使第二電極104與絕緣構(gòu)件106緊密固定。接著說明本發(fā)明的等離子體重組器00的動作原理。
在本實施例中，由絕緣構(gòu)件106、中空環(huán)狀對稱的第一電極102與實心或中空環(huán)狀對稱的第二電極104組合構(gòu)成環(huán)狀的渦漩氣體流道116，作為渦 漩等離子體氣體流場的產(chǎn)生區(qū)域。穿過絕緣構(gòu)件106的第二電極104與第一 電極102之間形成有環(huán)狀間距112(可放電間隙)，此環(huán)狀間距112(可放電間隙)大小是作為進行高壓輝光放電或氣體破壞放電能量的依據(jù)。然后，從切線氣體導入管122將空氣、水氣或混合的反應物以高速切向 噴入渦旋氣體流道116,作為渦漩流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，而可產(chǎn)生渦漩等離 子體的氣體流道。而且，將燃料反應物從燃料導入管120導入，并經(jīng)由霧化 分配器108霧化后，使霧化的燃料反應物導入渦漩氣體流道116。在渦漩氣 體流道116中，使從切線氣體導入管118導入的空氣、水氣或混合的反應物 與從燃料導入管120導入的燃料反應物充份混合后，再通過第一電極102與 第二電極104之間的環(huán)狀間距112(可放電間隙)。當外加電源供應器IIO連接到第一電極102與第二電極104時，環(huán)狀間 距112(可放電間隙)可產(chǎn)生高壓放電能量而形成等離子體氣體，并且與預混 合的空氣、水氣或混合的反應物、燃料反應物發(fā)生碰撞電離、燃燒或裂解等 反應而后再重組轉(zhuǎn)化成富氫氣體。富氫氣體從產(chǎn)物氣體導出口 134導出。電 源供應器110施加在第一電極與第二電極上的電壓范圍介于100伏特到 25000伏特，而第一電極102與第二電極104之間的放電電流介于10毫安到 2安培。第二電極104與第一電極102間的放電，借由渦漩氣流帶動而在電 極間隙圓周快速滑動稱之為動態(tài)電弧，且動態(tài)電弧回旋頻率為50Hz lKHz 之間，以維持準穩(wěn)定等離子體氣氛。由于環(huán)狀渦旋氣流設計可影響第一電極102與第二電極104之間形成的 放電電弧，也就是進行電弧動態(tài)環(huán)狀延伸或電弧滑移控制。因此，可降低空間放電電流密度、提高等離子體氣體空間分布的均勻性，而提升等離子體能量與混合燃料氣的交互作用面積。而且，借由動態(tài)電弧的形成，可以使直流等離子體氣氛中的正離子轟擊效應分散，并能夠避免電極表面侵蝕或熔化。因此，本發(fā)明的等離子體重組器100具有以低功率輸出而獲得大范圍常壓等離子體區(qū)域以及提高-氫轉(zhuǎn)化率以及延長電極材料使用壽命的功效。此外，為了避免第一電極102內(nèi)部的反應溫度過高，也在第一電極102所形成的反應腔體內(nèi)壁套入陶乾纖維材同心圓管(耐熱構(gòu)件124)作為耐熱壁 面。另外，為了避免第二電極104溫度過高，在第二電極104內(nèi)部及絕緣構(gòu) 件106中分別設置有冷卻水導入管128與冷卻管路126,以冷卻第二電極104。圖2所示為本發(fā)明的第二實施例的等離于體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，等離子體重組器200例如是由第一電極202、第二電極204、 絕緣構(gòu)件206、霧化分配器208、電源供應器210構(gòu)成。第一電極202的材質(zhì)與構(gòu)造與第一實施例相同。在本實施例中，第一電 極202是以漸縮型喇叭管狀的導電體為例作說明。而且，第一電極202例如 具有大于等于1厘米的管長，而可形成反應腔體。第二電極204例如設置于第 一 電極202上方。第二電極204的材質(zhì)例如 是導電材料。第二電極204例如是由電極基座204a與電極延伸部204b所構(gòu) 成。電極基座204a包括中空管狀的導電體、實心圓柱狀的導電體或在圓周 方向呈對稱形狀的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體，例如圓環(huán)狀的導電體、 圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀的導電體。電極延伸部204b連接電極基座204a,并延伸至第一電極202內(nèi)。電極 延伸部204b例如是圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體、 彈簧狀的導電體。在本實施例中，以電極基座204a為實心圓柱狀的導電體、 電極延伸部204b為螺旋狀的導電體為例作說明。螺旋狀的電極延伸部204b延伸至第一電極202內(nèi)，螺旋狀的電極延伸 部204b與第一電極202維持一定的環(huán)狀間距212,同時沿中心軸向延伸使電 極間隙有螺旋情況。當施以高電位差于第 一 電極202與第二電極204之間時， 間距距離保證可以產(chǎn)生放電電弧214,同時放電電弧214依照螺旋狀的電極 延伸部204b表面，隨氣流動向滑移借以產(chǎn)生大范圍且密度均勻的低功率大 氣等離子體。此一放電電弧的能量用以重組-燃料(氣態(tài)或液態(tài))與水或空氣混 合物，成為富含氫氣與一氧化碳為主的重組氣體。絕緣構(gòu)件206設置于第一電極202與第二電極204之間，以隔離第一電 極202與第二電極204,并防止第一電極202與第二電極204之間的電路短 路。第二電極204穿過絕緣構(gòu)件206，且在絕緣構(gòu)件206與第一電極202、 第二電極204之間形成渦漩氣體流道216,作為渦旋等離子體氣體流場的產(chǎn) 生區(qū)域。絕緣構(gòu)件206的材質(zhì)例如是高氧化鋁、陶瓷、石英、塑料或環(huán)氧樹
脂，上述材質(zhì)可以單獨使用，也可以混合使用。霧化分配器208例如設置于第一電極202及/或第二電極204上。霧化分配器208可以是一般的燃料霧化噴嘴，直接安裝在第一電極202及/或第二電 極204上。本實施例中，以將霧化分配器208是設置在第二電極204為例作說明。霧化分配器208安置在第二電極204中靠近放電電弧214附近，借由 從燃料導入口 218提供燃料經(jīng)過燃料導入管220而高壓注入霧化分配器208, 形成霧化的燃料反應物，而能夠有效的利用周圍渦漩等離子體(富自由基、 離子、電子與紫外光)氣氛，促進加速反應進行。電源供應器210連接第一電極202及第二電極204。電源供應器210例 如是限電流型高頻、高壓交流電源供應器或限電流型高頻、高壓直流電源供 應器。等離子體重組器200也可以具有一個或多個切線氣體導入管222,此切 線氣體導入管222連通渦漩氣體流道216,使空氣、水氣或混合的反應物以 高速切向噴入渦漩氣體流道216,作為渦漩流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，同時使空 氣、水氣或氧氣等反應物與從燃料導入管220導入的燃料反應物的充份混合 以進入等離子體區(qū)域。等離子體重組器200也可以具有耐熱構(gòu)件224。耐熱構(gòu)件224例如設置 于第一電極202上。在本實施例中，耐熱構(gòu)件224連接第一電極202，以保 護第 一 電極202下方的反應腔體不受熱破壞。耐熱構(gòu)件224的材質(zhì)包括電絕 緣性的耐熱材料，例如是陶覺纖維材料。等離子體重組器200也可以具有冷卻管路226。冷卻管路226例如設置 在絕緣構(gòu)件206中，且環(huán)繞電極基座204a。冷卻管路226例如可通入循環(huán)冷 卻水，以避免第二電極204溫度過高。而且，吸收廢熱的循環(huán)冷卻水，亦可 直接導入反應區(qū)使用增加熱回收率。而且，如圖2所示，第一電極202與絕緣構(gòu)件206之間是利用螺絲230 固定，而能夠使第一電極202與絕緣構(gòu)件206緊密固定，確保渦旋流道不會 發(fā)生氣體泄漏。第二電極204與絕緣構(gòu)件206之間是也利用螺絲232固定， 而能夠使第二電極204與絕緣構(gòu)件206緊密固定。接著說明本發(fā)明的等離子體重組器200的動作原理。在此只針對和第一 實施例的不同點作說明。在本實施例中，第二電極204由電極基座204a與螺旋狀電極延伸部204b
所構(gòu)成。螺旋狀電極延伸部204b連接電極基座204a,并延伸至第一電極202 內(nèi)。螺旋狀的電極延伸部204b與第一電極202維持一定的環(huán)狀間距212,同 時沿中心軸向延伸使電極間隙有螺旋情況。此環(huán)狀間距212大小是作為進行 高壓輝光放電或氣體破壞放電能量的依據(jù)。然后，從切線氣體導入管222將空氣、水氣或氧氣等以高速切向噴入渦 漩氣體流道216,作為渦漩流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，而可產(chǎn)生渦漩等離子體的 氣體流道。而且，將燃料反應物從燃料導入管220導入，并經(jīng)由霧化分配器 208霧化后，使霧化的燃料反應物導入渦旋氣體流道216。在渦旋氣體流道 216中，使從切線氣體導入管222導入的空氣、水氣或混合的反應物與從燃 料導入管220導入的燃料反應物充份混合后，再通過第一電極202與電極延 伸部204b之間的環(huán)狀間距212(可放電間隙)。當外加電源供應器210連接到第一電極202與第二電極204時，間距距 離保證可以產(chǎn)生放電電弧214,同時放電電弧214依照螺旋狀的電極延伸部 204b表面，隨氣流動向滑移借以產(chǎn)生大范圍且密度均勻的低功率大氣等離子 體。利用此一放電電弧的能量，以重組-燃料(氣態(tài)或液態(tài))與水或空氣混合物， 成為富氫氣體。富氫氣體從產(chǎn)物氣體導出口 234導出。由于電電弧214依照螺旋狀的電極延伸部204b表面，隨氣流動向滑移。 因此，可降低空間放電電流密度、提高等離子體氣體空間分布的均勻性，而 提升等離子體能量與混合燃料氣的交互作用面積。而且，借由動態(tài)電弧的形成，可以使直流等離子體氣氛中的正離子轟擊 效應分散，并能夠避免電極表面侵蝕或熔化。因此，本發(fā)明的等離子體重組 器200具有以低功率輸出而獲得大范圍常壓等離子體區(qū)域以及提高-氫轉(zhuǎn)化 率以及延長電極材料使用壽命的功效。圖3所示為本發(fā)明的第三實施例的等離子體重組器的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖3所示，等離子體重組器300例如是由第一電極302、第二電極304、 絕緣構(gòu)件306、霧化分配器308a、霧化分配器308b、電源供應器310構(gòu)成。 第一電極302的材質(zhì)與構(gòu)造與第一實施例相同。在本實施例中，第一電具有大于等于l厘米的管長，而可形成反應腔體。第二電極304例如設置于第一電極302上方。第二電極304的材質(zhì)與構(gòu) 造與第一實施例相同。在本實施例中，第二電極304是實心圓柱狀的導電體
為例作說明。在第二電極304與第一電極302之間維持一定的環(huán)狀間距 312(可放電間隙)。當施以高電位差于第 一 電極302與第二電極304之間時， 環(huán)狀間距312的距離保證可以產(chǎn)生放電電弧314。表面放電電弧314隨等離 子體氣體流動方向滑移，借以產(chǎn)生密度均勻的低功率大氣等離子體環(huán)。此一放電電弧314的能量用以重組-燃料(氣態(tài)或液態(tài))與水或空氣混合物，成為富 含氫氣與一氧化碳為主的重組氣體。絕緣構(gòu)件306設置于第一電極302與第二電極304之間，以隔離第 一電 極302與第二電極304,并防止第一電極302與第二電極304之間的電路短 路。第二電極304穿過絕緣構(gòu)件306,且在絕緣構(gòu)件306與第一電極302、 第二電極304之間形成渦旋氣體流道316，作為渦漩等離子體氣體流場的產(chǎn) 生區(qū)域。絕緣構(gòu)件306的材質(zhì)例如是高氧化鋁、陶瓷、石英、塑料或環(huán)氧樹 脂，上述材質(zhì)可以單獨使用，也可以混合使用。霧化分配器308a例如設置于第二電極304上。本實施例中，在第二電 極304的最接近第一電極302的幾何位置以環(huán)繞電極周圍順序進行細孔加 工，作成霧化分配器308a，而形成第二電極304與霧化分配器308a的一體 化設計。霧化分配器308b例如設置于第一電極302上。在第一電極302靠 近最適放電區(qū)域附近的位置進行細孔加工，作成霧化分配器308b,而形成第 一電極302與霧化分配器308b的一體化設計。借由從燃料導入口 318a提供 燃料經(jīng)過燃料導入管320a而高壓注入霧化分配器308a，形成霧化的燃料反 應物，且從水氣導入口 318b提供水氣經(jīng)過水氣導入管320b而高壓注入霧化 分配器308b,形成霧化的水氣，而能夠有效的利用周圍渦漩等離子體(富自 由基、離子、電子與紫外光)氣氛，促進加速反應進行。電源供應器310連接第一電極302及第二電極304。電源供應器310例 如是限電流型高頻、高壓交流電源供應器或限電流型高頻、高壓直流電源供 應器。等離子體重組器300也可以具有一個或多個切線氣體導入管322，此切 線氣體導入管322連通渦漩氣體流道316,使空氣、水氣或混合的反應物以 高速切向噴入渦旋氣體流道316,作為渦旋流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，同時使空 氣、水氣或氧氣等反應物與從燃料導入管320導入的燃料反應物的充份混合 以進入等離子體區(qū)域。等離子體重組器300也可以具有耐熱構(gòu)件324。耐熱構(gòu)件324例如設置 于第一電極302上。在本實施例中，耐熱構(gòu)件324連接第一電極302，以保 護第一電4及302下方的反應腔體不受熱石皮壞。耐熱構(gòu)件324的材質(zhì)包括電絕 緣性的耐熱材料，例如是陶乾纖維材料。等離于體重組器300也可以具有冷卻管路326。冷卻管路326例如i殳置 在絕緣構(gòu)件306中，且環(huán)繞第二電極304。冷卻管路324例如可通入循環(huán)冷 卻水，以避免第二電極304溫度過高。而且，吸收廢熱的循環(huán)冷卻水，亦可 直接導入反應區(qū)使用增加熱回收率。而且，如圖3所示，第一電極302與絕緣構(gòu)件306之間是利用螺絲330 固定，而能夠使第一電極302與絕緣構(gòu)件306緊密固定，確保渦漩流道不會 發(fā)生氣體泄漏。第二電極304與絕緣構(gòu)件306之間是也利用螺絲332固定， 而能夠使第二電極304與絕緣構(gòu)件306緊密固定。接著說明本發(fā)明的等離子體重組器300的動作原理。在此只針對和第一 實施例的不同點作說明。在本實施例中，第一電極302與第二電極304上分別設置有霧化分配器 308a與霧化分配器308b。從霧化分配器308a提供霧化的燃料反應物，且從 霧化分配器308b提供霧化的水氣，從切線氣體導入管322將空氣或氧氣等 以高速切向噴入渦漩氣體流道316,作為渦漩流場的旋轉(zhuǎn)動能來源，而可產(chǎn) 生渦漩等離子體的氣體流道。再通過第一電極302與第二電極304之間的環(huán) 狀間距312(可放電間隙)。當外加電源供應器310連接到第 一 電極302與第二電極304時，環(huán)狀間 距312(可放電間隙)可產(chǎn)生高壓放電能量而形成等離子體氣體，并且與預混 合的空氣、水氣或混合的反應物、燃料反應物發(fā)生碰撞電離、燃燒或裂解等 反應而后再重組轉(zhuǎn)化成富氬氣體。富氬氣體從產(chǎn)物氣體導出口 334導出。由于表面放電電弧隨等離子體氣體流動方向滑移，借以產(chǎn)生密度均勻的 低功率大氣等離子體環(huán)。因此，可降低空間放電電流密度、提高等離子體氣 體空間分布的均勻性，而提升等離子體能量與混合燃料氣的交互作用面積。而且，借由動態(tài)電弧的形成，可以使直流等離子體氣氛中的正離子轟擊 效應分散，并能夠避免電極表面侵蝕或熔化。因此，本發(fā)明的等離子體重組 器300具有以低功率輸出而獲得大范圍常壓等離子體區(qū)域以及提高-氫轉(zhuǎn)化 率以及延長電極材料使用壽命的功效。在本發(fā)明的等離子體重組器中，例如可進行重組反應、蒸汽重組反應、 部份氧化反應、自熱反應(蒸汽重組+部份氧化反應)、裂解反應等。而且， 在等離子體重組器后端也可以可選擇性與觸媒層結(jié)合，以更進一步的提高轉(zhuǎn)化率。在本發(fā)明的等離于體重組器中，當使用碳氫燃料、空氣、氧氣或二氧化 碳氣體作為部份氧化重組反應的反應物質(zhì)時，所得到的主要產(chǎn)物包括氫氣與 一氧化碳以及氮氣成份。在本發(fā)明的等離子體重組器中，當使用碳氫燃料與水氣作為蒸汽重組反 應的反應物質(zhì)時，所得到的主要產(chǎn)物包括氫氣與 一氧化碳成份。在本發(fā)明的等離子體重組器中，當使用碳氫燃料與空氣、水氣或外加二 氧化碳作為自熱反應的反應物質(zhì)時，所得到的主要產(chǎn)物包括氫氣、 一氧化碳 成份與氮氣。本發(fā)明的等離子體重組器可使用液態(tài)或氣態(tài)碳氫燃料與空氣或氧氣作 為反應物質(zhì)，進行重組反應而產(chǎn)生合成氣體。本發(fā)明的等離子體重組器可使用含氫原子的工業(yè)廢液與空氣或氧氣作 為反應物質(zhì)，進行重組反應而產(chǎn)生合成氣體。本發(fā)明的等離子體重組器可使用以液態(tài)或氣態(tài)有毒化合物與空氣或氧 氣作為反應物質(zhì)，進行裂解反應以消除物質(zhì)毒性并進行廢棄物處理。本發(fā)明的等離子體重組器也可以與內(nèi)燃機進氣系統(tǒng)結(jié)合，作為氫氣助效燃燒內(nèi)燃機。以下接著說明具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)。圖4所示為具有本發(fā)明的等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)。請參照圖4,具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)400例如是由等離子體 重組器402、內(nèi)燃機404、燃料槽406、高壓電力分配器408所構(gòu)成。等離子體重組器402例如是本發(fā)明的上述第一實施例至第三實施例所示 的等離子體重組器。在一對電極之間形成有可放電間隙。在絕緣構(gòu)件與一對 電極之間形成渦旋氣體流道。 一對電極的其中之一或兩者上設置有霧化分配 器。等離子體重組器402例如具有切線氣體導入管410、燃料導入管412a、 產(chǎn)物氣體導出口 414以及冷卻管路416。燃料導入管412a連接霧化分配器， 用以導入燃料。切線氣體導入管410連通渦旋氣體流道，以導入空氣至渦旋 氣體流道。產(chǎn)物氣體導出口 414連通渦旋氣體流道，以導出產(chǎn)物氣體。冷卻 管路416用以冷卻等離子體重組器402的電極。而且，冷卻管路416還連接 200610171761.9說明書第16/17頁至內(nèi)燃才幾404。內(nèi)燃機404例如具有空氣導入管416與燃料導入管412b。內(nèi)燃機404 的空氣導入管416與等離子體重組器402的產(chǎn)物氣體導出口連通。因此，等 離子體重組器402的產(chǎn)物氣體(富氫氣體，包括氫氣、 一氧化^ 灰以及氮氣)可 以和空氣混合而導入內(nèi)燃機404,而提升內(nèi)燃機的燃燒效率、降低空氣污染。 其中，等離子體重組器402的產(chǎn)物氣體(富氫氣體，包括氫氣、 一氧化碳以 及氮氣)與空氣的混合比例可為5%~100%。內(nèi)燃機404動作后，可產(chǎn)生電能 與動能，其中電能可傳送至高壓電力分配器408。燃料槽406用于儲存燃料。燃料槽406通過燃料導入管412a與燃料導 入管412b而連接等離子體重組器402與內(nèi)燃機404,以供給燃料至等離子體 重組器402與內(nèi)燃機404。燃料包括碳氫燃料高壓電力分配器408連接等離子體重組器402與內(nèi)燃機404,對內(nèi)燃機 404所產(chǎn)生的電能進行分配并供應至等離子體重組器402與內(nèi)燃機404。接著說明本發(fā)明的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)400的動作原理。首先，由燃料槽406供給燃料至內(nèi)燃機404，使內(nèi)燃機404動作而產(chǎn)生 電能與動能。其中電能傳送至高壓電力分配器408。高壓電力分配器408對 內(nèi)燃機404所產(chǎn)生的電能進行分配并供應至等離子體重組器402與內(nèi)燃機 404。由燃料槽406供給燃料至等離子體重組器402。利用霧化分配器使燃料 霧化后，將霧化后的燃料導入等離子體重組器內(nèi)部渦漩氣體流道。由切線氣 體導入管410使空氣高速切向噴入渦旋氣體流道，并在渦旋氣體流道形成渦 漩流場。在渦漩氣體流道使霧化后的燃料與空氣充分混合。再將高壓電力分 配器408所分配的電能施加于等離子體重組器402的一對電極上，可產(chǎn)生高 壓放電能量而形成等離子體氣體，并且與預混合的空氣、燃料發(fā)生碰撞電離、 燃燒或裂解等反應而后再重組轉(zhuǎn)化成富氫氣體。富氫氣體從產(chǎn)物氣體導出口 414導出，再與空氣混合而導入內(nèi)燃機404,而提升內(nèi)燃機的燃燒效率、降 低空氣污染。綜上所述，本發(fā)明的等離子體重組器由于在第一電極與第二電極之間設 置有環(huán)狀間隙，并且具有可產(chǎn)生渦旋等離子體的氣體流道。因此可以形成表 面放電電弧隨等離子體氣體流動方向滑移的動態(tài)電弧。由于表面放電電弧隨等離子體氣體流動方向滑移，借以產(chǎn)生密度均勻的
低功率大氣等離子體環(huán)。因此，可降低空間放電電流密度、提高等離子體氣 體空間分布的均勻性，而提升等離子體能量與混合燃料氣的交互作用面積。而且，借由動態(tài)電弧的形成，可以使直流等離子體氣氛中的正離子轟擊 效應分散，并能夠避免電極表面侵蝕或熔化。因此，本發(fā)明的等離子體重組 器具有以低功率輸出而獲得大范圍常壓等離子體區(qū)域以及提高-氫轉(zhuǎn)化率以 及延長電極材料使用壽命的功效。等離子體重組器可以具有耐熱構(gòu)件與冷卻管路。耐熱構(gòu)件可以保護第一 電極下方的反應腔體不受熱破壞。冷卻管路可通入循環(huán)冷卻水，以避免第二 電極溫度過高。而且，吸收廢熱的循環(huán)冷卻水，亦可直接導入反應區(qū)使用增 加熱回收率。本發(fā)明的等離子體重組器也可以與內(nèi)燃機進氣系統(tǒng)結(jié)合，作為氫氣助效 燃燒內(nèi)燃機，而提升內(nèi)燃機的燃燒效率、降低空氣污染。雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作 些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1. 一種等離子體重組器，包括一第一電極；一第二電極，該第二電極與該第一電極之間形成有一可放電間隙；一絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件設置于該第一電極與該第二電極之間，以隔離該第一電極與該第二電極，且在該絕緣構(gòu)件與第一電極、該第二電極之間形成一渦漩氣體流道，其中該第二電極穿過該絕緣構(gòu)件；一霧化分配器，設置于該第一電極及/或該第二電極上；以及一電源供應器，連接至該第一電極與該第二電極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該第一電極包括中空圓 盤狀的導電體、在圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導電體或在圓周方向呈 周期性對稱的中空管狀的導電體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該第一電極包括中空圓的中空管狀的導電體。
4. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該霧化分配器為將該第 一電極及/或該第二電極本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。
5. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，還包括一耐熱構(gòu)件，設置于 該第一電極上。
6. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該第二電極包括中空管 狀的導電體、實心圓柱狀的導電體、在圓周方向呈對稱形狀(或周期性對稱) 的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體或在圓周方向呈周期性對稱的網(wǎng)目狀或 軸向針狀數(shù)組的導電體。
7. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該第二電極包括圓環(huán)狀 的導電體、圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀的導電體。
8. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該第二電極包括 一第二電極基座；以及一第二電極延伸部，連接該第二電極基座，并延伸至該第一電極內(nèi)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的等離子體重組器，其中該第二電極延伸部包括 圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體、彈簧狀的導電體。
10. 根據(jù)權利要求8所述的等離子體重組器，其中該霧化分配器為將該第 一電極及/或該第二電極本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。
11. 根據(jù)權利要求8所述的等離子體重組器，其中該霧化分配器包括多數(shù) 個孔洞，該些孔洞可均勻或不均勻的方式分布在該第二電沖及的表面。
12. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該絕緣構(gòu)件的材質(zhì)包括 高氧化鋁、陶瓷、石英、塑料或環(huán)氧樹脂。
13. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，還包括一切線氣體導入管， 連通該渦旋氣體流道。
14. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該電源供應器包括限電 流型高頻、高壓交流電源供應器或是限電流型高頻、高壓直流電源供應器。
15. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，還包括一冷卻管路，設置在 該絕緣構(gòu)件中，以冷卻該第二電極。
16. 根據(jù)權利要求1所述的等離子體重組器，其中該等離子體重組器用于 產(chǎn)生氫氣以供給至渦輪、內(nèi)燃機、發(fā)電機或燃料電池。
17. —種具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，包括 一等離子體重組器，該等離子體重組器包括一第一電極；一第二電極，該第二電極與該第一電極之間形成有一可放電間隙； 一絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件設置于該第一電極與該第二電極之間，以 隔離該第一電極與該第二電極，且在該絕緣構(gòu)件與第一電極、該第二電 極之間形成一渦旋氣體流道，其中該第二電極穿過該絕緣構(gòu)件；一霧化分配器，設置于該第一電極;^/或該第二電極上； 一燃料導入管，連接該霧化分配器；一切線氣體導入管，連通該渦漩氣體流道，以導入空氣至該渦凝氣 體流道；以及一產(chǎn)物氣體導出口，連通該渦旋氣體流道，以導出一產(chǎn)物氣體； —內(nèi)燃機，連接該等離子體重組器的該產(chǎn)物氣體導出口； 一燃料槽，連接該內(nèi)燃機與該燃料導入管，以供給一燃料至該內(nèi)燃機與該等離子體重組器；以及—高壓電力分配器，連接該內(nèi)燃機與該等離子體重組器，對該內(nèi)燃機所產(chǎn)生的電能進行分配并供應至該內(nèi)燃機與該等離子體重組器。
18. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第一電極包括中空圓盤狀的導電體、在圓周方向呈對稱形狀的中空管狀的導 電體或在圓周方向呈周期性對稱的中空管狀的導電體。
19. 根據(jù)權利要求17所迷的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第一電極包括中空圓柱管狀的導電體、漸縮或漸開型喇。八管狀的導電體或內(nèi) 表面具有波浪狀起伏的中空管狀的導電體。
20. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 霧化分配器為將該第一電極及/或該第二電極本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。
21. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，還包括 一耐熱構(gòu)件，設置于該第一電極上。
22. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第二電極包括中空管狀的導電體、實心圓柱狀的導電體、在圓周方向呈對稱 形狀的網(wǎng)目狀或軸向針狀數(shù)組的導電體或在圓周方向呈周期性對稱的網(wǎng)目 狀或軸向針狀數(shù)組的導電體。
23. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第二電極包括圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體或彈簧狀 的導電體。
24 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第二電極包括一第二電極基座；一第二電極延伸部，連接該第二電極基座，并延伸至該第一電極內(nèi)。
25. 根據(jù)權利要求24所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 第二電極延伸部包括圓環(huán)狀的導電體、圓錐狀的導電體、螺旋狀的導電體、 彈簧狀的導電體。
26. 根據(jù)權利要求24所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 霧化分配器為將該第 一 電極及/或該第二電極本身經(jīng)過機械細孔加工而形成。
27. 根據(jù)權利要求24所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 霧化分配器包括多數(shù)個孔洞，該些孔洞可均勻或不均勻的方式分布在該第二 電極的表面。
28. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 絕緣構(gòu)件的材質(zhì)包括高氧化鋁、陶瓷、石英、塑料或環(huán)氧樹脂。
29. 根據(jù)權利要求n所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，還包括 一冷卻管路，設置在該絕^彖構(gòu)件中，以冷卻該第二電極。
30. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 冷卻管路還連接至該內(nèi)燃機。
31. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 燃料包括碳氳燃料。
32. 根據(jù)權利要求17所述的具有等離子體重組器的內(nèi)燃機系統(tǒng)，其中該 產(chǎn)物氣體包括氫氣、 一氧化碳以及氮氣。
全文摘要
一種等離子體重組器，包括第一電極、第二電極、絕緣構(gòu)件、霧化分配器與電源供應器。第二電極與第一電極之間形成有可放電間隙。絕緣構(gòu)件設置于第一電極與第二電極之間，以隔離第一電極與第二電極，且在絕緣構(gòu)件與第一電極、第二電極之間形成渦漩氣體流道，其中第二電極穿過絕緣構(gòu)件。霧化分配器設置于第一電極及/或第二電極上。電源供應器連接至第一電極與第二電極。
文檔編號C01B3/02GK101209815SQ20061017176
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權日2006年12月29日
發(fā)明者施明憲, 林恒如, 蕭清松, 黃廷位 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院