| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2050643
хімічних джерел
Ім'я винахідника: Бризицький О.Ф .; Давидов І.В .; Новицький Є.З .; Терентьєв В.Я .; Шеїн І.Г.
Ім'я патентовласника: Всеросійський науково-дослідний інститут експериментальної фізики
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.07.06
Використання: в малогабаритних транспортабельних електрохімічних генераторах на основі паливних елементів з розплавленим карбонатним електролітом. Суть винаходу: генератор містить батарею паливних елементів 1, пристрій 2 підготовки та подачі палива, теплоизолирующий корпус 3, радіаційний кожух 4, профільований екран 5, першу і другу пальника 6 і 7, газохід 8, пристрій 9 підпалу газу, арматуру і трубопроводи 10, кручені вставку 11, наскрізний коаксіальний канал 12. Батарея паливних елементів 1 разом з пристроєм 2 підготовки та подачі палива, виконаного у вигляді конвертора, розміщені всередині радіаційного кожуха 4. усередині теплоизолирующего корпусу 3 встановлені екран 5, службовець дном радіаційного кожуха, і нагрівальний пристрій, виконане у вигляді двох пальників 6, 7, розташованих співвісно одна над іншою і орієнтованих вихідними соплами зустрічно. Тепло від пальників акумулюється екраном 5 і стінками радіаційного кожуха 4, екран і стінки служать вторинним джерелом тепла, який забезпечує рівномірний високоефективний нагрів всіх паливних елементів батареї. Для більш рівномірного прогріву паливних елементів нагріті гази подають вгору за допомогою газоходу 8, утвореного, наприклад, гвинтовий вставкою зі змінним кроком, встановленого зовні радіаційного кожуха 4. В якості палива в другій пальнику використовується анодний газ, що утворюється всередині батареї.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехнічним генераторам на паливних елементах, зокрема, з розплавленим карбонатним електролітом.
Відомі пристрої [1 і 2] включають патрон паливного елемента, що має безліч стійок паливних елементів, кожна з яких містить безліч паливних елементів з рідким електролітом в них, який схильний до кристалізації; герметизированную захист, що включає нерухомий корпус, навколишній патрон паливного елемента; електронагрівальний пристрій, встановлений на джерелі живлення, яке розміщене всередині корпусу контейнера. Зазначене пристрій генерує кількість тепла, достатнє для створення температури електроліту вище температури кристалізації, коли патрон паливного елемента не працює і коли тепло надійшло в стійки паливного елемента і пройшло через стійки до нагрітого елементу. Паливний елемент містить пристрій для подачі окислювача і палива і пристрій зберігання електроліту, встановлене між анодом і катодом, де в якості електроліту сконцентрована фосфорна кислота. Складання паливних елементів розміщені навколо центрального охолоджуючого каналу, електронагрівальний пристрій розміщено всередині охолоджуючого каналу, а захисний корпус забезпечений пристроєм для його підйому. Принаймні одне електронагрівальний пристрій розташовано між патроном паливних елементів і внутрішньою поверхнею захисту, що включає контейнер. Нагрівальним пристроєм є довгі трубчасті резистивні нагрівачі.
Аналог дає можливість створення електрохімічного генератора, що працює в умовах низьких температур з виключенням кристалізації електроліту при транспортуванні генератора до заправних станціях. Це забезпечується за допомогою загального електрообігрівача, встановленого всередині патрона, що захищає батарею паливних елементів. Нагрівач створює усередині патрона рівномірний розігрів всіх паливних елементів. Однак для залучення електрообігрівача необхідна наявність джерела електричної енергії. Крім того, для розігріву фосфорної кислоти до 150-205 о С потрібно обмежена кількість тепла, яке може бути отримано за допомогою електричного нагрівача.
Для хімічних джерел в більшості випадків характерні умови роботи, в яких легкодоступними є тільки паливо, яке надходить з газових свердловин, і окислювач, яким може служити атмосферний кисень. При наявності цих умов генератор повинен виробляти електричну енергію. Отже, можуть скластися умови, коли можлива відсутність зовнішнього джерела енергії, що не дозволяє використовувати електронагрівач і знижує ступінь автономності електрохімічного генератора, так як електроенергія виробляється тільки в процесі функціонування самого генератора.
Прототипом винаходу є електрохімічний пристрій [3] включає секцію генерації, яка містить електрохімічні елементи, нову лінію подачі газоподібного палива, лінію введення газоподібного окислювача і принаймні один рециркуляционний канал використаного палива, де канал рециркуляції палива проходить через камеру генератора, щоб об'єднатися з новою лінією введення палива для освіти ріформіруемой суміші, де камера риформінгу містить зовнішню частину, яка містить ріформірующій матеріал, внутрішню частину, переважно містить сопло міксера і міксер-дифузор, і середню частину для прийому використаного палива, де сопло міксера і міксер-дифузор переважно розташовані всередині камери риформінгу і переважно зовні основної частини апаратури, щоб підтримати частина пристрою, де піднімаються змішані ріформіруемие потоки і потім опускаються перед контактом з реформуючим матеріалом, причому сопло міксера може працювати при температурі нижче 400 ° С.
Недоліком прототипу є створення надлишкового тепла, що надходить в секцію генерації для її нагрівання за рахунок безпосереднього прямого впливу на паливні елементи нагрівального пристрою, що складається з сопла міксера і міксера-дифузора.
Технічний результат винаходу очікується у вигляді забезпечення економічного інтенсивного обігріву всіх елементів батареї з розплавленим електролітом, температура плавлення якого становить близько 500 ° С, з підвищенням ККД установки за рахунок ефективного використання конвективного тепла анодного газу утворюється в паливних елементах.
Мета винаходу створення економічного електрохімічного генератора за рахунок забезпечення раціонального високоефективного процесу теплообміну.
Мета досягається наступним чином. Електрохімічний генератор, що містить корпус, в якому розміщені паливна батарея, нагрівальний пристрій, пристрій подачі окислювача, підготовки і подачі палива, паливна батарея розміщена в радіаційному кожусі, між корпусом і радіаційним кожухом утворений газохід, а нагрівальний пристрій розміщено зовні радіаційного кожуха.
 |
Відмінності винаходу: пристрій підготовки та подачі палива розміщено між підставою паливної батареї і дном радіаційного кожуха, нагрівальний пристрій виконано з розташованих співвісно однієї над іншою першої, другої пальників і екрану, вихідні сопла пальників орієнтовані зустрічно, екран служить дном радіаційного кожуха і встановлено близько другої пальника , вхідний сопло якої пов'язане з внутрішнім анодним об'ємом паливної батареї, а вхідний сопло першої пальника пов'язане з пристроєм подачі вихідного палива. Крім того, поверхні екрану виконані профільованими. Газохід утворений гвинтовий вставкою. Вставка виконана зі змінним кроком по висоті. На кресленні показаний електрохімічний генератор в розрізі, де 1 паливні елементи; 2 пристрій підготовки та подачі палива (конвертор), 3 теплоизолирующий корпус, 4 радіаційний кожух, 5 профільований екран, 6 перша пальник, 7 друга пальник, 8 газохід, 9 пристрій підпалу газу, 10 трубопроводи і арматура, 11 гвинтова вставка, 12 наскрізної коаксіальний канал. |
Хімічних джерел працює наступним чином
Процес відбувається всередині теплоизолирующего корпусу 3. Пальник 6 з'єднана із зовнішнім пристроєм подачі палива (не показано) і призначена для розігріву паливних елементів 1 батареї до температури плавлення електроліту, а й пристроєм 2 підготовки та подачі палива у вигляді конвертора, до якого підводиться вихідне паливо від зовнішнього джерела (не показано). Підпал пальника 6 здійснюється пристроєм 9 підпалу. Паливом пальника 6 переважно повинен бути газ (природний, біогаз, коксовий і т.д.). Відпрацьовані гази від пальника 6 потрапляють на розігрітий профільований екран 5, де відбувається додатковий дожиг газів. Профільований екран 5 служить основним тепловиділяючим екраном і накопичувачем тепла. Тепло від нагрівача (пальників і екрану) і радіаційного кожуха впливає на пристрій 2 підготовки та подачі палива, виконане у вигляді конвертора. В результаті цього конвертор виділяє паливний газ, що живить паливні елементи 1.
Відпрацьовані гази вихідного газу після обтікання профільованого екрану 5 рівномірно омивають радіаційний кожух 4 і, рухаючись по спіралі в газоході 8 зі змінним кроком, рівномірно нагрівають його. Нагріте профільований екран 5 і радіаційний кожух 4 є проміжними (вторинними) випромінювачами, що сприймають тепло за рахунок конвекції і селективного випромінювання продуктів згоряння (СО, Н 2 О, СО 2), і випромінюють його безперервним спектром до поверхонь нагріву, розташованим всередині радіаційного кожуха 4 . При цьому забезпечується більш рівномірний нагрів елементів 1 і 2, що знаходяться в радіаційному кожусі 4, виключається місцевий перегрів тонкостінних елементів, наприклад трубопроводів і арматури 10. Після досягнення температури плавлення електроліту в паливному елементі 1 в другу пальник 7 починає надходити газ з анодного простору паливного елемента. Підпал пальника 7 здійснюється факелом пальники 6, а і за рахунок подачі газу на розпечену поверхню профільованого екрану 5. Відпрацьовані гази від пальника 7 рухаються по траєкторії продуктів згоряння пальники 6. Після досягнення оптимальної температури паливного елемента 1 подача газу на пальник 6 припиняється. В процесі роботи електрохімічного генератора для підтримки робочих температур пальник 6 може періодично включатися і відключатися. У пальнику 6 виконаний наскрізний коаксіальний канал 12, через який повітря подається в пальник 7. Найбільш краща форма радіаційного кожуха 4 кругла в перерізі.
Винахід забезпечує рівномірний розігрів паливних елементів і конвертора, виключає місцевий перегрів елементів батареї і конвертора, трубопроводів, розміщених всередині радіаційного кожуха, дозволяє використовувати в якості джерела тепла анодний газ, що утворюється в паливних елементах батареї.
Винахід може бути промислово здійснено з використанням відомих, добре відпрацьованих технологій. Для реалізації генератора не потрібно унікального обладнання та дефіцитних матеріалів. Описана конструкція отримала підтвердження зазначених рішень і висновків у створеному і перевіреному дослідному зразку
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. хімічних джерел, що містить корпус, в якому розміщені батарея, нагрівальний пристрій, пристрій подачі окислювача, підготовки і подачі в батарею палива, паливна батарея розміщена в радіаційному кожусі, між корпусом і радіаційним кожухом утворений газохід, а нагрівальний пристрій розміщено зовні радіаційного кожуха, відрізняється тим, що пристрій підготовки та подачі палива розміщено між підставою паливної батареї і дном радіаційного кожуха, нагрівальний пристрій виконано з розташованих співвісно одна над іншою першої, другої пальників і екрану, вихідні сопла пальників орієнтовані зустрічно, екран служить дном радіаційного кожуха і встановлено близько другої пальники, вхідний сопло якої пов'язане з внутрішнім анодним об'ємом паливної батареї, а вхідний сопло першої пальника пов'язане з пристроєм подачі вихідного палива.
2. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що поверхні екрану виконані профільованими.
3. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що газохід утворений гвинтовий вставкою.
4. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що гвинтова вставка виконана зі змінним кроком по висоті.
5. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що в першій пальнику утворений наскрізний коаксіальний канал.
Версія для друку
Дата публікації 24.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.