Каталитический генератор тепла
Изобретение относится к каталитическому сжиганию топлива и может быть использовано для нагрева воздуха. Каталитический генератор тепла содержит вихревую камеру сгорания, снабженную осевыми выхлопными патрубками и состоящую из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для облегчения изготовления), позволяющую удерживать частицы топлива во вращающемся потоке и не допускать их уноса в течение заданного времени вплоть до полного сгорания, на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора, и отличается тем, что микроканалы выполнены в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al2O3 - катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al2O3 - катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания. Такое выполнение генератора позволяет удерживать частицы топлива во вращающемся потоке до полного сгорания и при пониженных температурах. 2 ил.
Изобретение относится к каталитическому сжиганию топлива.
Известна вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена, состоящая из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы, снабженными выхлопными патрубками; на внутренней поверхности торцевых стенок выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора [1].
Недостатком известной вихревой камеры, которая могла бы быть использована в качестве каталитического генератора тепла, является то, что не установлен оптимальный тип катализатора для этих целей.
В то же время в работе [2] предложен трехступенчатый каталитический пакет, включающий слой высокоактивного Pd-Ge-Al2O3-катализатора на входе основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al2O3-катализатора на выходе из камеры сгорания.
Задача изобретения - разработать каталитический генератор тепла, позволяющий удерживать частицы топлива во вращающемся потоке и не допускать их уноса в течение заданного времени до полного сгорания.
Поставленная задача решается созданием каталитического генератора тепла, содержащего вихревую камеру сгорания, снабженную осевыми выхлопными патрубками и состоящую из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для облегчения изготовления), позволяющую удерживать частицы топлива во вращающемся потоке и не допускать их уноса в течение заданного времени вплоть до полного сгорания; на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора, отличающегося тем, что микроканалы выполнены в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al2O3-катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al2O3-катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания.
Каталитический генератор тепла представлен на фиг.1 и 2, где 1 - улиткообразный закручивающий коллектор с направляющим аппаратом 2; 3 и 4 - торцевые стенки гиперболической формы; 5 и 6 - осевые выхлопные патрубки; 7 - микроканалы на входе в вихревую камеру сгорания со слоем высокоактивного катализатора Pd-Ce-Al2O3; 8 - микроканалы со слоем основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn на микроканалах; 9 - микроканалы с тонким слоем Pd-Mn-La-Al2O3-катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания; 10 - рабочий объем вихревой камеры сгорания.
Каталитический генератор тепла работает следующим образом.
Топливовоздушная смесь подается в улиткообразный закручивающий коллектор 1 и далее через направляющий аппарат 2 поступает в рабочий объем вихревой камеры сгорания 10, где последовательно контактирует с трехступенчатым каталитическим пакетом (на микроканалах 7, 8, 9). Торцевые стенки гиперболической формы (или приближенной к гиперболической) позволяют удерживать частицы топлива во вращающемся потоке и не допускают их уноса.
В результате осуществляется полное сгорание топлива при пониженных температурах. Нагретый воздух с продуктами сгорания выводится из вихревой камеры сгорания через осевые выхлопные патрубки 5 и 6.
Литература
1. Патент на изобретение №2337294. Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена / Шелудяков Е.П. Опубл. 27.10.2008, Бюл.№30.
2. Каталитическое сжигание - в малую энергетику / Наука в Сибири №47 (4 декабря 2008 г. http://www-sbras.nsk./HBC/.
Каталитический генератор тепла, содержащий вихревую камеру сгорания, снабженную осевыми выхлопными патрубками и состоящую из улиткообразного закручивающего коллектора с направляющим аппаратом и с торцевыми стенками гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для облегчения изготовления), и позволяющую удерживать частицы топлива во вращающемся потоке и не допускать их уноса в течение заданного времени вплоть до полного сгорания, на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора, отличающийся тем, что микроканалы выполнены в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al2O3-катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al2O3-катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания.
