Автомобильный реактор конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов двигателя Советский патент 1993 года по МПК F02M25/12 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройству карбюраторных двигателей с термохимической регенерацией тепла отработавших газов.

Целью изобретения является повышение эффективности путем повышения степени регенерации и аккумулирования теплоты отработавших газов.

На фиг.1 изображен поперечный разрез автомобильного реактора конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов двигателя; нафиг.2 -тоже, продольный разрез; на фиг.З - профиль элементов трубного пучка с загзагообразно изогнутыми блоками; на фиг.4 - установка варианта реактора с плоскими перегородками на двигателе. . ,.. ;.. . . . : :

Предложенный автомобильный реактор конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов двигателя состоит из корпуса 1, перегревателя паров метанола 2, коллектора испаренного метанола 11, коллектора продуктов конверсии 10, трубок 3, заполненных катализатором 9 и образующих реакционные камеры, блоков из пористого высокотеплопроводного материала 4 и пластинчатых клапанов 5, расположённых на нижнем блоке. Реактор крепится на перфорированных выхлопных патрубках 6 двигателя при помощи заглушек 7. Отвод выхлопных газов осуществляется через патрубок 8.

Корпус 1 представляет собой оболочку прямоугольной формы, выполненную из не ржавеющей стали и имеющую отверстия для подвода и отвода выхлопных газов. По бокам корпуса 1 имеются коллектор испаренного метанола It и коллектор продуктов конверсии 10, имеющие коробчатые сечение и выполненные из того же материала, что и корпус реакторов (фиг.2). Перегреватель паров метанола 2 выполнен из трубки, согнутой в виде плоского змеевика, и занимает верхнюю часть реактора.

Трубки 3, заполненные катализатором 9, запечены в пористый высокотеплопроводный материал в виде плоских, зигзагообразных изогнутых блоков 4, расположенных перпендикулярно потоку отработавших газов. На блоках 4 выполнены выступы, играющие роль ребер, расположенные вдоль направления движения выхлопных газов (фиг. 3)4 причем выступы на нижних блоках значительно выше, чем на верхних. В нижнем блоке 4 имеются отверстия, закрытые пластинчатыми клапанами 5, которые открываются лишь при большом расходе выхлопных газов.

Реактор крепится к двигателю 12 (фиг.4) при помощи коротких выхлопных патрубков б и заглушек 7. В выхлопных патрубках 6 имеются отверстия, которые меньшую часть

выхлопных газов направляют в верхнюю часть реактора - к перегревателю 2, а большую, часть - на блоки с катализаторными трубками 3. В нижней части реактора имеется выпускной патрубок 8, служащий для

отвода выхлопных газов из полости реактора.

Описанный выше реактор конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов работает следующим образом.

Отработавшие газы из цилиндра двигателя поступает в патрубок 6 (каждый ци линдр имеет своей патрубок). Через отверстия в стенке патрубка большая часть отработавших газов направляется на запеценные в теплопроводный материал 4 ката- лизаторные трубки 3, а меньшая часть ОГ поступает к перегревателю паров метанола 2, после чего так же поворачивает к катали- заторным трубкам. Двигаясь между блоками из теплопроводного материала 4, отработавшие газы передают им свое тепло и затем передают в реактор через выпускной патрубок 8. При максимальном расходе отработавших газов, поступающих от двигателя, открываются лепестковые клапаны 5, благодаря чему зауженное пропускное сечение между нижними блоками и увеличивается в результате этого снижается гидравлическое сопротивление реактора.

Испаренный метанол поступает в перегреватель 2, где под воздействием теплоты отработавших газов пары метанола нагреваются до температуры, близкой к температуре начала реакции, Затем перегретые

пары метанола поступают в коллектор 11, из которого расходятся по трубкам 3, запол- ненным катализатором 9 и образующим .реакционные камеры, Проходя через катализаторные трубки 3, которые снаружи

интенсивно подогреваются выхлопными газами, пары метанола в присутствии катализатора 9 разлагаются на водород и окись углерода. Продукты конверсии метанола собираются в коллекторе 10, откуда затем

подаются на впуск ДВС,

Использование предлагаемого автомобильного реактора конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов ria автомобиле обеспечивает по сравнению

с прототипом (см, заявку Японии № 56- 159413, кл. С 01 В 3/32, F 02 М 27/02 за 1983 г.), следующие преимущества:

улучшение теплопередачи от ОГ к реакционным камерам за счет увеличения поверхности теплообмена и времени контакта ОГ с нагреваемыми поверхностями;

снижение температурного перепада по высоте реактора за счет предотвращения торможения потока и увеличения поверхности теплообмена блоков по мере удаления от выхлопных патрубков двигателя;

уменьшение габаритов реактора за счет более плотного расположения катализатор- ных трубок.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Автомобильный реактор конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов двигателя, выполненный в виде корпуса, образующего внутреннюю полость с установленными в ней испарителем и горизонтальными теплообменнымй трубками, запеченными в пористый высоко- теплопроводный материал и заполненными катализатором,, образуя реакционную камеру, от л и чаю щи и с я тем, что. с целью повышения эффективности путем повышения степени регенерации аккумулирования теплоты отработавших газов, горизонтальные ряды трубок объединены пористым вы- сокртеплопроводным материалом в виде блоков с образованием между ними лабиринтного канала для отработавших газов, причем поверхности блоков выполнены плоскими или с зигзагообразным сечением.

2.Реактор по п. 1, о т л и ч а ю щи и с я тем. что блоки выполнены с выступами

вдоль направления движения отработавших газов.

3.Реактор по п.1,отличающийся тем, что площадь сечения лабиринтного канала выполнена уменьшающейся по направлению движения ртработавших-газов.

4.Реактор по п.Ч.отл и ч а ю щийся тем, что толщина слоя пористого высокотеплопроводного материала выполнена увеличивающейся по направлению движения отработавших газов.

5.Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в нижнем блоке выполнены отверстия с пластинчатыми клапанами.

6. Реактор по пп. 1 и 2. о т л и ч а щ и й- ся тем, что выступы на блоках выполнены увеличивающимися по направлению движения в отработавших газов.

7. Реактор по п. 1,о т л и ч а ю щ и и с я

тем, что его корпус закреплен с помощью заглушек на выпускныхтрубопроводах двигателя, части которых, размещенные в полости корпуса, выполнены перфорированными.

Использование: машиностроение, а именно в автомобильных реакторах конверсии метанола с регенерацией теплоты отработавших газов двигателя. Сущность изобретения: автомобильный реактор содержит корпус 1. в полости которого размещены испаритель 2, перфорированные патрубки 6 выпускных трубопроводов двигателя, горизонтальные трубки 3, заполненные катализатором 9 и запеченные в блоки из пористого высокотеплопроводного материала 4. б з.п. ф-лы, 4 ил. ВГ 00 СА О СП 00 О Фиг.1

L

J, CtJsW

Фиг, 2

, л

фиг. 4