燃料电池用换热重整器的制作方法

本技术涉及燃料电池的重整器，尤其涉及一种燃料电池用换热重整器。

背景技术：

1、重整器是燃料电池系统中一个重要的部件，其作用是将天然气、醇类等燃料重整成富氢混合气，以便进入电堆进行电化学反应。由于水蒸汽重整是吸热反应，需要外界提供反应需要的热量。

2、现有的重整器通常使尾燃器中排放的高温气体流过重整器的壁面，与重整器内的气体换热，从而为重整器提供热量，达到能量梯级利用的目的，然而这种换热方式的换热系数较低，为达到预期的换热效果，必须有较大的换热面积，造成重整器的体积庞大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提出一种燃料电池用换热重整器，该燃料电池用换热重整器便于获取热量，结构紧凑，体积较小。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、燃料电池用换热重整器，其包括：

4、壳体；

5、换热催化装置，设于所述壳体内，且所述换热催化装置的四周分别与所述壳体之间形成燃气进气腔、燃气出气腔、高温气体进气腔和高温气体出气腔，所述换热催化装置包括多个换热催化管，多个所述换热催化管平行间隔设置，所述高温气体进气腔和所述高温气体出气腔相对设置，所述换热催化管的一端与所述高温气体进气腔连通，另一端与所述高温气体出气腔连通，以使高温气体自所述高温气体进气腔经所述换热催化管进入所述高温气体出气腔；所述燃气进气腔和所述燃气出气腔相对设置，燃气自所述燃气进气腔经所述换热催化管的外侧进入所述燃气出气腔，所述燃气的流通方向与所述高温气体的流通方向垂直。

6、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述换热催化装置还包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板上开设有多个第一安装孔，所述第二安装板上开设有多个第二安装孔，多个所述第一安装孔和多个所述第二安装孔一一对应设置，所述换热催化管的一端安装于所述第一安装孔，另一端安装于所述第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔均与所述换热催化管密封连接。

7、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述第一安装板靠近所述高温气体进气腔设置，所述第二安装板靠近所述高温气体出气腔设置，所述第一安装板的厚度大于所述第二安装板的厚度。

8、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述第一安装板的表面涂覆有耐高温涂层。

9、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，所述第一端板的横截面、所述第二端板的横截面、所述第一侧板的横截面和所述第二侧板的横截面均设置为l形，第一端板、第一侧板、第二端板和第二侧板依次连接形成横截面为矩形的所述壳体；

10、所述第一端板与所述换热催化装置之间形成所述燃气进气腔，所述第二端板与所述换热催化装置之间形成所述燃气出气腔，所述第一侧板与所述换热催化装置之间形成所述高温气体进气腔，所述第二侧板与所述换热催化装置之间形成所述高温气体出气腔。

11、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述第一侧板与所述第一安装板之间的最小锐角和所述第二侧板与所述第二安装板之间的最小锐角均为20°～45°。

12、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，在所述第一安装板上，相邻两排所述第一安装孔错位设置；在所述第二安装板上，相邻两排所述第二安装孔错位设置。

13、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述换热催化管的外表面涂覆有重整反应所需的催化剂。

14、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述燃气进气腔内设置有燃气分配器，所述燃气经所述燃气分配器进入所述燃气进气腔；所述高温气体进气腔内设置有高温气体分配器，所述高温气体经所述高温气体分配器进入所述高温气体进气腔。

15、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述燃气分配器包括燃气引流管和挡板，所述燃气引流管的轴线与所述换热催化管的轴线垂直，所述燃气引流管的周壁上设置有燃气分流孔，所述燃气引流管的一端与燃气源连通，另一端为第一封闭端，所述燃气引流管内间隔设置有多个挡板，且所述挡板的遮挡面积自所述燃气引流管与所述燃气源连通的一端向所述第一封闭端逐渐增大。

16、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述高温气体分配器包括高温气体引流管，所述高温气体引流管的轴线与所述换热催化管的轴线垂直，所述高温气体引流管的一端与高温气体源连通，另一端为第二封闭端，所述高温气体引流管的周壁上设置有多个高温气体分流孔，且自所述高温气体引流管靠近所述高温气体源的一端向所述第二封闭端的方向，相邻两个所述高温气体分流孔之间的间距逐渐增大。

17、作为燃料电池用换热重整器的一个可选方案，所述高温气体分配器还包括分隔板，所述分隔板倾斜设置于所述高温气体引流管内，以使自靠近所述高温气体源的一端向所述第二封闭端的方向，所述高温气体的流通面积逐渐减小。

18、本实用新型的有益效果：

19、本实用新型提供的燃料电池用换热重整器，通过将换热催化装置设置于壳体内，换热催化装置的四周分别与壳体之间形成燃气进气腔、燃气出气腔、高温气体进气腔和高温气体出气腔，高温气体进气腔和高温气体出气腔通过换热催化装置的多个平行间隔设置的换热催化管连通，即高温气体走管程。燃气自燃气进气腔经多个换热催化管的外侧进入燃气出气腔，燃气的流通方向与高温气体的流通方向垂直，燃气走壳程，达到高温气体与燃气的高效换热，保证重整反应正常进行。而且将换热催化装置直接设置于燃料电池用换热重整器的壳体内，无需设置换热催化装置的箱体，结构更加紧凑，换热效率更高。

技术特征：

1.燃料电池用换热重整器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述换热催化装置(2)还包括第一安装板(22)和第二安装板(23)，所述第一安装板(22)上开设有多个第一安装孔(221)，所述第二安装板(23)上开设有多个第二安装孔(231)，多个所述第一安装孔(221)和多个所述第二安装孔(231)一一对应设置，所述换热催化管(21)的一端安装于所述第一安装孔(221)，另一端安装于所述第二安装孔(231)，所述第一安装孔(221)和所述第二安装孔(231)均与所述换热催化管(21)密封连接。

3.根据权利要求2所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述第一安装板(22)靠近所述高温气体进气腔(33)设置，所述第二安装板(23)靠近所述高温气体出气腔(34)设置，所述第一安装板(22)的厚度大于所述第二安装板(23)的厚度。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述第一安装板(22)的表面涂覆有耐高温涂层。

5.根据权利要求2所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述壳体(1)包括第一端板(11)、第二端板(12)、第一侧板(13)和第二侧板(14)，所述第一端板(11)的横截面、所述第二端板(12)的横截面、所述第一侧板(13)的横截面和所述第二侧板(14)的横截面均设置为l形，第一端板(11)、第一侧板(13)、第二端板(12)和第二侧板(14)依次连接形成横截面为矩形的所述壳体(1)；

6.根据权利要求5所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述第一侧板(13)与所述第一安装板(22)之间的最小锐角和所述第二侧板(14)与所述第二安装板(23)之间的最小锐角均为20°～45°。

7.根据权利要求2所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，在所述第一安装板(22)上，相邻两排所述第一安装孔(221)错位设置；在所述第二安装板(23)上，相邻两排所述第二安装孔(231)错位设置。

8.根据权利要求1所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述换热催化管(21)的外表面涂覆有重整反应所需的催化剂。

9.根据权利要求1-8任一项所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述燃气进气腔(31)内设置有燃气分配器(4)，所述燃气经所述燃气分配器(4)进入所述燃气进气腔(31)；所述高温气体进气腔(33)内设置有高温气体分配器(5)，所述高温气体经所述高温气体分配器(5)进入所述高温气体进气腔(33)。

10.根据权利要求9所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述燃气分配器(4)包括燃气引流管(41)和挡板(42)，所述燃气引流管(41)的轴线与所述换热催化管(21)的轴线垂直，所述燃气引流管(41)的周壁上设置有燃气分流孔(411)，所述燃气引流管(41)的一端与燃气源连通，另一端为第一封闭端，所述燃气引流管(41)内间隔设置有多个挡板(42)，且所述挡板(42)的遮挡面积自所述燃气引流管(41)与所述燃气源连通的一端向所述第一封闭端逐渐增大。

11.根据权利要求9所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述高温气体分配器(5)包括高温气体引流管(51)，所述高温气体引流管(51)的轴线与所述换热催化管(21)的轴线垂直，所述高温气体引流管(51)的一端与高温气体源连通，另一端为第二封闭端，所述高温气体引流管(51)的周壁上设置有多个高温气体分流孔(511)，且自所述高温气体引流管(51)靠近所述高温气体源的一端向所述第二封闭端的方向，相邻两个所述高温气体分流孔(511)之间的间距逐渐增大。

12.根据权利要求11所述的燃料电池用换热重整器，其特征在于，所述高温气体分配器(5)还包括分隔板(52)，所述分隔板(52)倾斜设置于所述高温气体引流管(51)内，以使自靠近所述高温气体源的一端向所述第二封闭端的方向，所述高温气体的流通面积逐渐减小。

技术总结
本技术公开了一种燃料电池用换热重整器，涉及燃料电池的重整器技术领域。该燃料电池用换热重整器包括壳体和换热催化装置，换热催化装置设于壳体内，且换热催化装置的四周分别与壳体之间形成燃气进气腔、燃气出气腔、高温气体进气腔和高温气体出气腔，换热催化装置包括多个换热催化管，多个换热催化管平行间隔设置，高温气体进气腔和高温气体出气腔相对设置，换热催化管的一端与高温气体进气腔连通，另一端与高温气体出气腔连通，以使高温气体自高温气体进气腔经换热催化管进入高温气体出气腔。燃气进气腔和燃气出气腔相对设置，燃气自燃气进气腔经换热催化管的外侧进入燃气出气腔，燃气的流通方向与高温气体的流通方向垂直。

技术研发人员：沈雪松,钟宪增
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：20230202
技术公布日：2024/1/12