一种重整器及燃料电池系统的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种重整器及燃料电池系统。

背景技术：

1、燃料电池系统是一种将化学能转化为电能的装置，一般以氢气为燃料。其中，天然气水重整器为重要组成部分，重整器的作用是将天然气中的高浓度甲烷和多碳组分，在水蒸气的参与下转化为可供电池利用的富氢气体。

2、现有的重整器中一般由单独的蒸汽发生器供给，没有充分利用重整器热量，而且整个系统体积较大。另外，采用管壳式换热方式，由于向所有传热管提供相同的传热是困难的，因此会影响催化反应的均匀性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型实施例的目的是提供一种重整器。

2、为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

3、一种重整器，包括壳体结构，所述壳体结构内设置有燃气腔和热气腔，所述燃气腔和热气腔沿着所述壳体结构的横截面方向并列布置，所述燃气腔内布置有催化剂；所述热气腔内设置有水蒸发器，所述水蒸发器具有水管出口，所述燃气腔具有燃气入口，所述水蒸发器的水管出口与所述燃气腔的燃气入口相连通。

4、可选的，所述壳体结构为圆筒形结构，所述圆筒形结构由上盖板、下盖板、外侧板和内侧板围成，其中，所述外侧板和内侧板均为圆柱形板件，所述外侧板位于圆筒形结构的外侧，所述内侧板位于圆筒形结构的内侧，所述上盖板和下盖板均为圆环形，上盖板和下盖板分别位于圆筒形结构的两端。

5、可选的，在所述外侧板和内侧板之间依次设置有两层隔板，隔板为圆柱形板件，两层所述隔板的一端与所述上盖板连接，两层隔板另一端设置有下封板，两层所述隔板、上盖板和下封板围成所述燃气腔，两层所述隔板、上盖板、下盖板、内侧板和外侧板围成所述热气腔。

6、可选的，所述上盖板设置有与燃气腔连通的所述燃气入口，所述下封板上设置有与燃气腔连通的燃气出口，所述燃气入口和燃气出口与燃气腔连通处均设置有滤网。

7、可选的，所述壳体结构内设置有板条，所述板条沿着圆筒结构的轴向螺旋布置，所述板条与内侧板、外侧板以及两层隔板均相交，将燃气腔和热气腔分隔成螺旋状空间。

8、可选的，所述燃气腔内的板条和热气腔内的板条对齐布置，使得燃气腔和热气腔的螺旋状空间的周期和相位均相同；或者，所述燃气腔内的板条和热气腔内的板条错位布置，使得燃气腔和热气腔的螺旋状空间的周期和/或相位不同。

9、可选的，所述水蒸发器具有螺旋管，所述螺旋管分为内螺旋管和外螺旋管，所述内螺旋管沿着所述内侧板布置，所述外螺旋管沿着所述外侧板布置，所述上盖板上设置有水管入口和水管出口，所述水管入口与所述外螺旋管的第一端连通，所述水管出口与所述内螺旋管的第一端连通，所述外螺旋管的第二端和所述内螺旋管的第二端连通。

10、可选的，所述催化剂为填充在所述燃气腔内的固体颗粒，或者所述催化剂为设置在燃气腔内的涂覆结构。

11、可选的，在所述外侧板和内侧板之间设置有单层隔板，隔板为圆柱形板件，所述隔板的一端与所述上盖板连接，另一端与所述下盖板连接，所述隔板、上盖板、内侧板和下盖板围成所述燃气腔，所述隔板、上盖板、外侧板和下盖板围成所述热气腔。

12、本实用新型实施例还提供了一种燃料电池系统，包括如上所述的重整器。

13、本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、本实用新型中将液态水蒸发器集成在重整器内，使重整器集成了液态水蒸发功能，不但提高了热气流通区域内热量利用效率，而且不需额外增加水蒸发器，提高了部件集成度，从而减小了系统体积，降低了成本。同时，取消了填充催化剂的传热管，代之以燃气腔内填充催化剂的方式，使气体均匀流过所有的重整区域，而且省略了针对传热管束入口的分配器设计，简化了结构。

15、本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种重整器，其特征在于，包括壳体结构，所述壳体结构内设置有燃气腔和热气腔，所述燃气腔和热气腔沿着所述壳体结构的横截面方向并列布置，所述燃气腔内布置有催化剂；

2.如权利要求1所述的重整器，其特征在于，所述壳体结构为圆筒形结构，所述圆筒形结构由上盖板、下盖板、外侧板和内侧板围成，其中，所述外侧板和内侧板均为圆柱形板件，所述外侧板位于圆筒形结构的外侧，所述内侧板位于圆筒形结构的内侧，所述上盖板和下盖板均为圆环形，上盖板和下盖板分别位于圆筒形结构的两端。

3.如权利要求2所述的重整器，其特征在于，在所述外侧板和内侧板之间依次设置有两层隔板，隔板为圆柱形板件，两层所述隔板的一端与所述上盖板连接，两层隔板另一端设置有下封板，两层所述隔板、上盖板和下封板围成所述燃气腔，两层所述隔板、上盖板、下盖板、内侧板和外侧板围成所述热气腔。

4.如权利要求3所述的重整器，其特征在于，所述上盖板设置有与燃气腔连通的所述燃气入口，所述下封板上设置有与燃气腔连通的燃气出口，所述燃气入口和燃气出口与燃气腔连通处均设置有滤网。

5.如权利要求3所述的重整器，其特征在于，所述壳体结构内设置有板条，所述板条沿着圆筒结构的轴向螺旋布置，所述板条与内侧板、外侧板以及两层隔板均相交，将燃气腔和热气腔分隔成螺旋状空间。

6.如权利要求5所述的重整器，其特征在于，所述燃气腔内的板条和热气腔内的板条对齐布置，使得燃气腔和热气腔的螺旋状空间的周期和相位均相同；

7.如权利要求5所述的重整器，其特征在于，所述水蒸发器具有螺旋管，所述螺旋管分为内螺旋管和外螺旋管，所述内螺旋管沿着所述内侧板布置，所述外螺旋管沿着所述外侧板布置，所述上盖板上设置有水管入口和水管出口，所述水管入口与所述外螺旋管的第一端连通，所述水管出口与所述内螺旋管的第一端连通，所述外螺旋管的第二端和所述内螺旋管的第二端连通。

8.如权利要求1所述的重整器，其特征在于，所述催化剂为填充在所述燃气腔内的固体颗粒，或者所述催化剂为设置在燃气腔内的涂覆结构。

9.如权利要求2所述的重整器，其特征在于，在所述外侧板和内侧板之间设置有单层隔板，隔板为圆柱形板件，所述隔板的一端与所述上盖板连接，另一端与所述下盖板连接，所述隔板、上盖板、内侧板和下盖板围成所述燃气腔，所述隔板、上盖板、外侧板和下盖板围成所述热气腔。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的重整器。

技术总结
本技术涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种重整器及燃料电池系统。重整器包括壳体结构，所述壳体结构内设置有燃气腔和热气腔，所述燃气腔和热气腔沿着所述壳体结构的横截面方向并列布置，所述燃气腔内布置有催化剂；所述热气腔内设置有水蒸发器，所述水蒸发器具有水管出口，所述燃气腔具有燃气入口，所述水蒸发器的水管出口与所述燃气腔的燃气入口相连通。通过本技术的重整器集成了液态水蒸发功能，不但提高热量利用效率，而且提高了部件集成度，同时整体换热效果更加均匀。

技术研发人员：钟宪增,沈雪松,杨宝刚,段志宁,孙素嫒
受保护的技术使用者：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司
技术研发日：20231116
技术公布日：2024/8/13