專利名稱：熱虹吸管反應器及具有該熱虹吸管反應器的氫氣發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱虹吸管反應器(熱虹吸反應器，thermal siphon reactor)以及包4舌該熱虹吸管反應器的氬氣發生器，并且更 特別地，涉及一種具有自動操作能力(自操作能力)的熱虹吸管反 應器以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。
背景技術：
工藝上重要的氣體，如氫氣和氧氣，由于在能源、化學和生物 技術領域中的巨大應用而已獲得許多關注。雖然很好地建立了它們 大量生產和分離的傳統工藝，但它們小規才莫的工藝在成本效益和高 效率方面仍然保持為 一個挑戰性的問題。
通常，可以通過各種方法將氫氣提供給燃料電池或使用氫氣的 裝置。例如，可以在高壓下以氣體形式貯藏(存儲)氫氣以供使用， 可以以液體形式^藏氫氣然后汽化以供^f吏用，可以重整烴(石友氫化 合物)以產生氫氣并且供給氫氣，或者可以將氫氣吸附到氫氣貯藏 合金(貯氫合金，氬貝i藏合金，hydrogen storing alloy )中，然后脫 附(解p及)以供4吏用。
直才妄的氫氣貯藏方法通常用于以氣體或液體形式貯藏純氫氣。 這些方法需要能夠承受非常高壓力和/或極其低溫度的專門的和耐 久的容器。
氫氣產生的另 一種通常的方法是使用催化蒸汽重整器
(catalytic steam reformer )，其3尋烴壽爭變為氬氣和二fU匕碳。這種方 法的主要缺點是由于重整工藝而引起的開始時間滯后和有害副產 物如一氧化石友和二氧化一碳。用于H2貯藏的吸附方法還具有"i午多問 題，包括每單位體積的低氫氣密度、氫氣吸附材料的劣化、以及由
于用于H2產生的'f曼的脫附動力學而引起的開始時間滯后等。最近，
使用催化劑的來自硼氫化鈉水溶液的氫氣產生已經在科學界激起 許多興趣，因為它不僅在正常操作條件下是穩定的，而且以安全和 可控制的方式釋》欠氫氣。不管使用硼氫化鈉用于氫氣產生的幾個優 點，使用該技術的氫氣產生系統需要在高效率、減小的安裝空間、 以及便利方面進一步發展。
傳統的氣體產生裝置通常具有輔助設備如泵和加熱器，其分別 用于反應物輸送(遞送)和加熱源。這些輔助設備總體上降低了能 量利用的效率
發明內容
技術問題
本發明提供了 一種具有自動操作能力的熱虹吸管反應器以及 包括該熱虹吸管反應器的氬氣發生器。
本發明還提供了一種具有低操作成本的熱虹吸管反應器以及 包括該熱虹吸管反應器的氬氣發生器。本發明還提供了 一種需要小的安裝空間的熱虹吸管反應器以 及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。
根據本發明的一個方面，提供了一種熱虹吸管反應器，包括 反應管，其中發生反應源的催化反應；以及催化劑層，該催化劑層 是多孔的，通過與反應源接觸而促進氣體產生，并且被設置在反應 管中，其中在反應管中，穿過反應管的對流通道(對流槽，convection出。
反應源可以是硼氫化鈉溶液。 在反應管中產生的氣體可以是氫氣。 在反應管中發生的反應可以是》文熱反應。
反應管可以具有圓柱體(圓筒)的形狀，所述圓柱體具有空心 (空心部，空月空，hollow )。
催化劑層可以具有多孔基體的形狀。
催4匕劑層可以具有形成對流通道的至少 一個空心。
4崔^b劑層可以是圓^主形或立方形的沖菱4主(prism),并具有比反 應管更小的寬度，并且在反應管與催化劑層之間的空間形成對流通道。
熱虹吸管反應器進一 步包括覆蓋反應管外表面的絕纟彖層。
熱虹吸管反應器進一步包4舌液4本吸收墊(liquid absorption pad),其可分離地附著于(連接于，attachto)反應管的下端，并且 吸收液體反應源并將液體反應源轉移到催化劑層。
根據本發明的一個方面，提供了一種氫氣發生器，包括外殼 (殼體，housing);設置在外殼中的反應源容器；連接至反應源容 器的反應管，其中發生從反應源容器供給的反應源的催化反應；催 化劑層，該催化劑層是多孔的，通過與反應源接觸而促進氣體產生， 并且被設置在反應管中；以及產物容器，該產物容器連接至反應管 并且收集在反應管中產生的反應產物，其中在反應管中，穿過反應 管的對流通道形成在反應管的縱向方向并且反應產物通過對流通 道排出。
氫氣發生器進一步包括控制單元(控制裝置)，該控制單元將 從反應源容器供給的反應源再提供(反復提供，re-provide)到反應 管，并且可分離地附著于在反應源容器與反應管之間的反應管的下端。
控制單元包括波紋管(bellows )，該波紋管將從反應源容器 供纟合的反應源轉移到反應管；以及液體p及收墊，其可分離地附著于
催化劑層，其中波紋管根據反應管的壓力膨脹或收縮使得液體吸收 墊附著于反應管的下端或與反應管的下端分離。
氫氣發生器進一步包括反應源導管(管道)，其設置在反應源 容器與反應管之間，并且包括開/關閥和回流防止閥(防回流閥，回 ;危截至閥，止回閥，back flow preventing valve )，其中開/關閥定^f立 于比回流防止閥更接近于(更靠近于)反應源容器。
氫氣發生器進一步包括氣體排出導管(排氣導管，gas discharge conduit),該氣體排出導管連接于產物容器以便排出產物 容器中的氣體；以及氣-液分離膜，該氣-液分離膜設置在產物容器 與氣體排出導管之間。
反應源容器可以是外殼的內部空間。
反應源容器可以由壽欠質薄膜(柔性薄膜，flexible film)形成并 且可分離地內裝(安裝，嵌入)于外殼中。
產物容器可以由軟質薄膜形成并且可分離地內裝于外殼中。
通過參照附圖詳細地描述其示例性具體實施方式
將會〗吏本發 明的上述和其他的特征以及優點變得更加顯而易見，在附圖中
圖1A至圖1C是4艮據本發明具體實施方式
的熱虹吸管反應器 的剖浮見圖2是才艮才居本發明 一種具體實施方式
的包4舌熱虹吸管反應器的 氪氣發生器的^L圖3A和圖3B是示出了圖2的控制單元的結構和才乘作的一見圖4是使用根據本發明一種具體實施方式
的熱虹吸管反應器測 量的氫氣產生率相對于時間的曲線圖；以及
圖5是根據本發明另 一種具體實施方式
的包括熱虹吸管反應器 的氫氣發生器的視圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了本發明 的示例性具體實施方式
。
圖1A至圖1C是根據本發明具體實施方式
的熱虹吸管反應器 的剖視圖。更具體地，各個附圖是熱虹吸管反應器的橫截面視圖和 纟從截面浮見圖。
參照圖1，根據本發明一種具體實施方式
的熱虹吸管反應器6 包4舌反應管1、 4崔4匕劑層3、只于流通道4、'液體p及收墊5、以及絕續_ 層2。
熱蟲工吸管反應器6是〗吏用熱虹吸-文應的反應器。熱虹p及歲文應祐L 稱為由于由熱傳遞產生的自然對流過禾呈可1起流體流動的 一種現象。 熱虹7及歲文應的大多凄t應用已經在太陽能電;也和水循環裝置的4貞i或 中被發現。這種熱虹吸效應和催化反應過程的結合可以產生無泵 (pumpless)的4崔4b反應器。以我們最好的知識，它的化學反應器 的直接應用還沒有在任何論文或文獻中被報導或發現。在這點上， 本發明涉及一種具有高轉化率無需外部功率源(電源)的熱虹吸管 反應器以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。
將反應源供給反應管1并且在其中發生催化劑反應(催化反 應)。反應管1可以由本領域已知的材料如不銹鋼形成。在本具體 實施方式中，反應管1是圓柱形的并且具有空心。然而，反應管1 的形狀不限于此。例如，反應管l可以具有長方形(矩形)或五邊 形的形狀。在本具體實施方式
中，反應源是硼氫化鈉溶液，其用于 產生氣態氫(氣體氫氣)。然而，反應源可以是產生氣態氫的任何 材料(物質)。催化劑反應是指通過催化劑的作用而發生的反應。 催化劑是促使化學反應更快或更慢地發生但自身不受影響的物質。
接觸反應源以產生氣體的催化劑層3設置在反應管1中。催化 劑層3可以具有多孔基體的形狀，但不限于此。即，催化劑層3可 以由多孔金屬、多孔金屬氧化物、多孔金屬硼化物、在多孔介質中 的浸漬均相催化劑、陶瓷材料、無機酸、有機酸、硅石、礬土、沸 石、JE皮璃、織物、紡織物、無紡織物、水泥、以及它們的混合物形 成。如圖1A和圖1B所示，催化劑層3可以具有至少一個空心，其 形成對流通道4，通過該對流通道4排出反應產物。在圖1A中， 催化劑層3具有一個空心，因此具有一個對流通道4。在圖1B中， 催化劑層3具有三個空心，因此具有三個對流通道4。即，在圖1A 和圖1B中，對流通道4i殳置在催化劑層3內。參照圖1C,催化劑 層3是圓柱形的并具有比反應管1更小的直徑，并且對流通道4是 在反應管l與催化劑層3之間的空間。即，具有比反應管l更小寬 度(即，更小直徑)的催化劑層3設置在反應管1內使得催化劑層 3和反應管1形成同心圓。因此，在催化劑層3與反應管1之間存 在空間，并且該空間是對流通道4。對流通道4的凄t量和尺寸可以 才艮據氣體的流量(流速，flow rate)以及氣體和副產物的種類進行 變化。如圖1A至圖1C所示，在反應管1的縱向方向穿過反應管1 而形成只于;充通道4。
液體吸收墊5可分離地附著于反應管1的下端la。即，當反應 管1內的壓力^氐于預定的水平時，液體吸收墊5附著于反應管1， 另一方面，當反應管1內的壓力高于預定的水平時，液體吸收墊5 與反應管1分離。液體吸收墊5與反應管1的附著或者液體吸收墊 5與反應管1的分離將在后面詳細地描述。液體吸收墊5吸收以液 相的反應源并且將吸收的液體反應源轉移到催化劑層3。此外，液 體吸收墊5防止來自反應管1的氣體和副產物的反向釋放(back release )。液體吸收墊5可以由任何合成或非合成的纖維或織物、海 綿、多孔陶資、多孔金屬、多孔聚合物或它們的混合物形成。絕緣層2圍繞反應管1的外表面。絕緣層2阻礙從反應管1到 外部氣體的熱傳遞，因此不會耗散反應管1內的熱。絕緣層2可以 由本領域已知的具有優異絕熱性能的4壬何材沖牛形成。
現在將詳細地描述熱虹吸管反應器6的工作原理。
首先，將反應源關閉(sock in )在液體吸收墊5中。
然后，通過毛細管和潤濕力將反應源轉移到與液體吸收墊5接 觸的催化劑層3。
通過與催化劑層3接觸而使反應源發生反應，由于放熱反應這 會引起反應管1的溫度升高。在反應管1中產生的熱引起在反應管 1與液體吸收墊5之間的溫度梯度，因此促進了反應源轉移到反應 管1中。如果來自催化反應的熱不能足夠充分用于熱虹吸管反應器 6的自動才喿作，則熱蟲工吸管反應器6可以通過外部加熱源(未示出) 來加熱。在本i兌明書中，自動纟喿作是指通過熱虹吸效應反應源自動 轉移到反應管1中而無需泵。反應管1內的溫度可以由覆蓋反應管 1外部的絕纟彖層2 ^f呆持恒定。
在反應管1中的催化反應過程中，大量的反應源被轉變為氣體 和副產物。
然后，產生的氣體、副產物、以及未反應的反應源通過對流通 道4被排出到熱虹吸管反應器6的外部。
圖2是才艮據本發明 一種具體實施方式
的包4舌熱虹吸管反應器的 氫氣發生器的一見圖，而圖3A和圖3B是示出了圖2的控制單元的結 構和才乘作的一見圖。在圖1A至圖1C、圖2、以及圖3A和圖3B中， 相同的參考標號表示相同的構件。
參照圖2、圖3A、和圖3B,根據本發明一種具體實施方式
的 氫氣發生器包括外殼7、反應源容器16、控制單元ll、熱虹吸管 反應器6、產物容器12、以及氣-液分離膜15。
外殼7貯藏反應源和反應產物，并且可以由金屬或非金屬形成。
反應源容器16貯藏反應源，并且^皮安裝在外殼7內。反應源 容器16可以由專欠質薄膜形成，4吏得在反應過程期間，當反應源容 器16的體積隨著反應源消耗而被降低時，外殼7具有更多的空間。 反應源導管10連4妻至反應源容器16的一側并且反應源通過閥9而 注入。
控制單元11通過反應源導管13連4妄至反應源容器16，并且將 從反應源容器16供給的反應源再提供到熱虹吸管反應器6。控制單 元11包括波纟丈管17和液體吸收墊5。波紋管17根據熱虹吸管反應 器6內的壓力而膨"長或收縮4吏得液體吸收墊5附著于熱虹p及管反應 器6的下端6a或與熱虹吸管反應器6的下端6a分離。波紋管17 可以由本領域已知的材料如硅或橡膠形成。在圖3A中，控制單元 11,更具體i也i兌，液體^及收墊5附著于熱虹^及管反應器6的下端6a 使得反應源連續地提供至熱虹吸管反應器6。在圖3B中，控制單 元5與熱虹吸管反應器6的下端6a分離使得反應源的供給停止。
圖3B示出了其中熱虹吸管反應器6內的壓力高于預定水平的情況。
熱虹吸管反應器6由反應管、催化劑層、以及對流通道組成， 如圖1A至圖1C所示。上面已經描述了反應管、催化劑層、以及對
流通道。
產物容器12貯藏,人熱虹吸管反應器6產生的反應產物并且一皮 內裝于外殼7中。產物容器12通過產物導管14連接至熱虹吸管反應器6，更具體地i兌，連4妄至反應管1佳:得/人反應管1產生的反應 產物被提供至產物容器12。產物容器12可以由軟質薄膜形成，使 得在反應過程期間，隨著反應產物的量增加，容器12的體積增加， 而外殼7內的空間減少。
氣-液分離膜15設置在產物容器12的 一側上并且從反應產物中 單獨分離出氣體。包括在產物容器12中的氣體如氫氣經過(穿過， 通過)氣-液分離膜15，然后通過氣體排出導管8排出。
現在將詳細地描述氫氣發生器的工作原理。
首先，通過反應源導管13將反應源從反應源容器16提供至控 制單元11。
然后，供給控制單元11的反應源在順序經過波紋管13和液體 吸收墊5之后被提供至熱虹吸管反應器6。在控制單元ll中，通過 催化反應使反應源轉變為氣體和副產物。
包括氣體、副產物、以及未反應的反應源的反應產物從熱虹吸 管反應器6中排出，然后通過產物導管14流向產物容器12。回流 防止閥(未示出)可以內裝于產物導管14中。
包括在產物容器12中的反應產物中的氣體如氫氣經過(通過) 氣-液分離膜15,然后通過氣體排出導管8排出。另一方面，液體 和固體沒有通過氣-液分離膜15并且保持在產物容器12中。
同時，隨著反應進行，反應源被消耗，因此反應源容器16的 體積降〗氐，而產物容器12的體積由于反應產物的量的增加而增加。 即，當反應源容器16的體積降低時，產物容器12的體積增加，使
得可以防止外殼7內整個空間的基本降低，因此氫氣發生器占用更 小的空間。
同時，當反應產物的量隨著反應增加時，熱虹吸管反應器6的 壓力增加。當熱虹吸管反應器6的壓力高于預定水平時，控制單元 11內的波鄉丈管17收縮并且連接至波紋管17的液體吸收墊5與熱虹 吸管反應器6分離，使得反應源到熱虹吸管反應器6的供給停止， 并且反應不會發生。當液體吸收墊5與熱虹吸管反應器6分離時， 熱虹吸管反應器6的壓力快速降低至大氣壓力，使得收縮的波紋管 17膨脹至它的原始形狀，并且液體吸收墊5再次附著于熱虹吸管反 應器6。因此，反應源被再次供給到熱虹吸管反應器6并且反應發 生。
將參照下列實施例進一步詳細地描述本發明。這些實施例4又用 于i兌明目的，而并不用于限制本發明的范圍。
實—驗性實施例
(熱虹吸管反應器的制備)
通過將鈷4失混合物金屬催化劑層3填充在由不4秀鋼形成的反 應管1中并且進行金屬催化劑層3的熱氧化而制備熱虹吸管反應器 6。反應管1具有6 cm的長度和1/2英寸的寬度。如圖1A所示， 催化劑層3具有一個空心并且是圓柱形的。空心的直徑，即，對流 通道4的直徑為0.5 cm。在600。C、在空氣中將填充有催化劑層3 的反應管1加熱2小時。可替換地，通過丁烷焰(丁烷焊炬，butane torch )將填充有催化劑層3的反應管1加熱10至20分鐘。(氫氣產生實驗) 實施氫氣產生試驗以測量氫氣的流量。首先，將包括混合的
Co/Fe氧化物金屬層3的熱虹吸管反應器6內裝于反應容器中，然 后，將50 ml的包含20 wt% NaBH4、 5 wt% NaOH、以及75 wt。/o蒸 鎦水的硼氫化鈉溶液加入到反應容器中。 一旦反應開始，硼氫化鈉 ;容、液自動；也供應主合熱蟲工吸管反應器6的一側而無需外部泵吸 (external pumping )。氫氣、水以及固體廢物乂人熱虹吸管反應器6 的另 一側產生。使用與個人計算機(PC )連接的質量流量控制器(質 流控制器，mass flow controller )測量氫氣流量。圖4是在當前實驗 中產生的氫氣的氫氣產生率相對于時間的曲線圖。參照圖4，當反 應開始時，氫氣產生率'決速增力口至l，OOO ml/min,然后在約400秒、 之后，氫氣產生率保持在約200ml/min。
圖5是才艮據本發明另 一種具體實施方式
的包括熱虹吸管反應器 的氫氣發生器的視圖。
氫氣發生器包括外殼107、反應源容器116、開/關閥111、回流 防止閥118、熱虹吸管反應器106、產物容器112、以及氣-液分離 膜115。
反應源導管110連4妄至外殼107的一側。
反應源容器116是被外殼107覆蓋的內部空間。即，在本具體 實施方式中，反應源容器116是外殼107本身的內部空間，不是可 分離地內裝于外殼107中的結構。
開/關閥lll和回流防止閥118設置在將反應源容器116連接至 熱虹吸管反應器106的反應源導管113中，并且將反應源l是供至熱
虹吸管反應器106。回力充防止閥118防止在熱蟲工吸管反應器106中 產生的反應產物回流至反應源容器116。
熱虹吸管反應器106包括反應管、催化劑層103、以及對流通 道，如圖1A至圖1C所示，并且對這些構件的描述已經祐j兌明。
產物容器112貯藏/人熱虹吸管反應器106產生的反應產物并且 被內裝于外殼107中。產物容器112順序地通過副產物導管119和 產物導管114連接至熱虹吸管反應器106,并且被提供有反應產物。 產物容器112可以由軟質薄膜形成，使得隨著反應容器112內的反 應產物增加，反應容器112的體積增加，而外殼107內的空間降低。 副產物導管119從產物導管114分出(分流，branch )。
氣-液分離膜115i殳置在產物導管114的后端(latterend)中， 即，設置在從中分出副產物導管119的產物導管114的一部分之后， 并且從反應產物中單獨地分離出氣體。包括在反應產物中的氣體如 氬氣經過氣-液分離膜115，然后通過氣體排出導管108排出。
現在將詳細地描述氫氣發生器的工作原理。
首先，反應源從反應源容器116流向反應源導管113。
流向反應源導管113的反應源在順序通過開/關閥111和回流防 止閥118之后移動至熱蟲工吸管反應器106。在熱蟲工吸管反應器106 中，通過催化反應4吏反應源轉變為氣體和副產物。
包括氣體、副產物、以及未反應的反應源的反應產物從熱虹吸 管反應器106中排出，并且順序地通過產物導管114和副產物導管 119流向產物容器112。包括在產物容器112內的反應產物中的氣體如氬氣經過(通過) 氣-液分離膜115,并且通過氣體排出導管108排出。另一方面，液 體和固體沒有通過氣-液分離膜115并且保持在產物容器112中。
同時，隨著反應進4亍，反應源;故消壽毛，因此反應源容器116的 體積降低，而產物容器112的體積由于反應產物的量的增加而增加。 即，當反應源容器116的體積降低時，產物容器112的體積增加， 使得可以防止外殼107內整個空間的基本降低，因此氫氣發生器占 用更小的空間。
此外，隨著反應進4亍，當反應產物的量增加時，熱虹吸管反應 器106的壓力增加。當熱虹吸管反應器106的壓力高于預定水平并 由it匕影響回;危防止閥118的一側(即，面^j"熱蟲工p及管反應器106的 回流防止閥118的一側)時，回流防止閥118關閉。在這種情況下， 反應源到熱虹吸管反應器106的供給停止，并且反應停止。同時， 包括在/人熱虹吸管反應器106排出的反應產物中的氣體如氫氣通過 氣-液分離膜115排出，由此熱虹吸管反應器106中的壓力隨著時間 而降^f氐。因此，影響回流防止閥118的 一側(即，面對熱虹吸管反 應器106的回流防止閥118的一側)的壓力隨著時間而降^f氐，因此 回流防止閥118再次打開。結果，反應源再次供給到熱虹吸管反應 器106并且反應發生。
應器以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器可在沒有泵的情況 下自動操作，并且可自動地控制氫氣產生。因此，熱虹吸管反應器 以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器可以以低成本操作。
本發明提供了 一種具有自動操作能力的熱虹吸管反應器以及 包括該熱虹吸管反應器的氬氣發生器。
本發明還提供了 一種具有低操作成本的熱虹吸管反應器以及 包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。
本發明還提供了 一種需要小的安裝空間的熱虹吸管反應器以 及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。
雖然已經參照其示例性具體實施方式
特別地示出和描述了本 發明，但本領域普通技術人員應當理解的是，在不背離如由所附權 利要求所限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以在本文中進行 各種形式上和細節上的變化。
權利要求
1.一種熱虹吸管反應器，包括:反應管，在所述反應管中發生反應源的催化反應；以及催化劑層，所述催化劑層是多孔的，通過與所述反應源接觸而促進氣體產生，并且被設置在所述反應管中，其中，在所述反應管中，對流通道在所述反應管的縱向方向上穿過所述反應管，通過所述對流通道排出反應產物。
2. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，所述反應源是 硼氬〗t鈉卩容液。
3. 才艮據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，在所述反應管 中產生的所述氣體是氫氣。
4. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，在所述反應管 中發生的所述反應是力文熱反應。
5. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，所述反應管具 有圓柱體的形狀，所述圓柱體具有空心。
6. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，所述催化劑層 具有多孔基體的形狀。
7. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，所述催化劑層 具有形成對流通道的至少 一個空心。
8. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，其中，所述催化劑層 是圓柱形或立方形的棱柱，并具有比所述反應管更小的寬度， 并且在所述反應管與所述催化劑層之間的空間形成所述對流通道。
9. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，進一步包括覆蓋所述 反應管的外表面的絕緣層。
10. 根據權利要求1所述的熱虹吸管反應器，進一步包括液體吸收 墊，所述液體吸收墊可分離地附著于所述反應管的下端，并且 吸收液體反應源并將所述液體反應源轉移到所述催化劑層。
11. 一種氫氣發生器，包括外殼；反應源容器，設置在所述外殼中；反應管，連接至所述反應源容器，其中，發生從所述反 應源容器供給的反應源的催化反應；催化劑層，所述催化劑層是多孔的，通過與所述反應源 接觸而促進氣體產生，并且被設置在所述反應管中；以及產物容器，所述產物容器連接至所述反應管并且收集在 所述反應管中產生的反應產物，其中，在所述反應管中，對流通道在所述反應管的縱向方向上 穿過所述反應管，通過所述對流通道排出所述反應產物。
12. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述反應源是硼 氪化鈉溶液。
13. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，在所述反應管中 發生的所述反應是力t熱反應。
14. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述反應管具有 圓柱體的形狀，所述圓柱體具有空心。
15. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述催化劑層具 有多孔基體的形狀。
16. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述催化劑層具 有形成對流通道的至少 一個空心。
17. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述催化劑層是 圓柱形的并具有比所述反應管更小的寬度，并且在所述反應管 與所述催化劑層之間的空間形成所述對流通道。
18. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，進一步包括覆蓋所述反 應管的外表面的絕緣層。
19. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，進一步包括控制單元，述反應管，并且可分離地附著于在所述反應源容器與所述反應 管之間的所述反應管的下端。
20. 根據權利要求19所述的氫氣發生器，其中，所述控制單元包 括波紋管，所述波紋管將從所述反應源容器供給的所述反 應源轉移到所述反應管；以及 液體吸收墊，所述液體吸收墊可分離地附著于所述反應 管的下端，并且吸收液體反應源并將吸收的所述液體反應源壽爭 移到所述催化劑層，其中，所述波紋管根據所述反應管的壓力膨脹或收縮使得所述 液體吸收墊附著于所述反應管的所述下端或與所述反應管的 所述下端分離。
21. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，進一步包括反應源導管， 所述反應源導管設置在所述反應源容器與所述反應管之間，并 且包4舌開/關閥和回流防止閥，其中，所述開/關閥定<立于比所 述回流防止閥更接近于所述反應源容器。
22. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，進一步包括氣體排出導 管，所述氣體排出導管連接于所述產物容器以便排出所述產物 容器中的所述氣體；以及氣-液分離膜，所述氣-液分離膜i殳置 在所述產物容器與所述氣體排出導管之間。
23. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述反應源容器 是所述外殼的內部空間。
24. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述反應源容器 由軟質薄膜形成并且可分離地內裝于所述外殼中。
25. 根據權利要求11所述的氫氣發生器，其中，所述產物容器由 軟質薄膜形成并且可分離地內裝于所述外殼中。
全文摘要
本發明提供了一種熱虹吸管反應器以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器。包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器包括外殼；設置在外殼中的反應源容器；連接至反應源容器的反應管，其中發生從反應源容器供給的反應源的催化反應；催化劑層，該催化劑層是多孔的，通過與反應源接觸而促進氣體產生，并且被設置在反應管中；以及產物容器，該產物容器連接至反應管并且收集在反應管中產生的反應產物，其中在反應管中，對流通道在反應管的縱向方向上穿過反應管，通過該對流通道排出反應產物。熱虹吸管反應器以及包括該熱虹吸管反應器的氫氣發生器具有自動操作能力、可以低成本操作、并且具有小的安裝體積。
文檔編號C01B3/38GK101374758SQ200780003317
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月24日 優先權日2006年1月24日
發明者具載會, 劉龍昊, 樸臺熙, 林明勛 申請人:三星工程株式會社