Способ освобождения выхлопных газов, моторов, в особенности авиационных, от паров воды

Патент № 64434

Авторы патента

Патент № 64434 «Способ освобождения выхлопных газов, моторов, в особенности авиационных, от паров воды» входит в следующие категории:

 

Класс 46с, 6

СССР

М НМ

ОПИСАНИЕ ИЗОЬ1 Кт Ь11Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро иаобретений осп.гани СССР

Ю. М. Иориш и Г. K. Кимаск

Способ освобождения выхлопных газов моторов, в особенности авиационных, от паров воды

Заявлено 22 марта 1943 года в Чаркомавнапром за Ка 8929 (321053) Опубликовано 28 февраля 1945 года

Для защиты бензобаков от взрывов и загорания, а также для повышения высотности работы бензосистемы самолетов применяется заполнение бензобаков нейтральными газами и, в частности, выхлопными газами моторов.

Выхлопные газы моторов содержат до 15Я водяных паров и, охлаждаясь, образуют конденсат, при замерзании которого нарушается нормальная работа бензосистемы. Поэтому в существующих системах заполнения бензобаков выхлопными газами предусмотрено улавливание конденсата. Однако принятая система конденсации водяных паров и сбора конденсата в газопроводе, фильтре-отстойнике и сборнике является ненадежной и сложной в эксплоатации.

Основные ее недостатки сводятся к следующим.

Фильтр-отстойник и большая часть газопровода должны помещаться в зонах сравнительно низких температур, обеспечивающих достаточное охлаждение для конденсации паров воды. С другой стороны, во избежание замерзания конденсата и связанной с этим закупорки системы, температура в ее элементах не должна становиться отрицательной при всех режимах полета во всех условиях.

Эти требования вызывают íеобходимость проведения исследований для наиболее рационального размещения элементов системы выхлопных газов отдельно для каждого типа самолета и препятствуют унификации.

Установка системы с принятым способом отделения конденсата вызывает дополнительные переделки на самолетах. Сюда относится устройство плотвой переборки, отделяющей хвостовую часть фюзеляжа от кабины пилота для преграждения доступа тепла в хвостовую часть, где расположен газопровод и первый фильтр-отстойник, а также устройство дополнительной теплоизоляции водоради тора и трубы водопровода. Кроме того возникает необходимость B специальном кожухе на начальном участке газопровода, имеющего высокую температуру, и продувание его наружным воздухом.

Увеличение высотности предполагает, наряду с увеличением дав№ 64434 ления газа в бензобаках, также понижение температуры в них, а, следовательно, и максимальное понижение температуры выхлопных газов, поступающих в баки. Однако применяемая система отделения конденсата ограничивает охлаждение областью положительных температур. Кроме того, конденсация сопровождается выделением тепла, что также препятствует охла>кдению газов.

Таким образом применяемый метод осушения выхлопных газо в, идущих на заполнение бензобаков, вызывает значительные усложнения системы, не удовлетворяет всем предъявленным требованиям и недостаточно надежен, особенно в отношении замерзания конденсата и связанного г этим выходом из строя бензосистемы.

С целью унификации системы заполнения бензобаков выхлопными газами, упрощения ее эксплоатации и повышения надежности работы предлагается для осушения газов применить способ разложения паров воды без выделения конденсата.

Выхлопные газы авиационных моторов при нормальных режимах работы имеют температуру порядка 700 †8 С. Тереотические исследования и опытные данные показывают, что при этих температурах водяной пар, соприкасаясь с углем в течечие всего лишь нескольких секунд, разлагается почти полностью, согласно реакциям:

Н,О+С = СΠ—,Н (1)

2Н,О â€”, С = СО,+2Н, (2)

Для полного же обезвоживания газа можно использовать катализаторы, например, окись железа и хрома, активирующие взаимодействие неразложившейся части водяных паров с окисью углерода как присутствующей в выхлопных газах, так и образовавшейся в результате реакции (1):

СΠ—, Н,О = СО, + Н, (3)

Подсчет показывает, что на каждые 100 л емкости бензобаков бу,дет расходоваться 5 — 6 r угля, а для обеспечения необходимого времени соприкосновения пара с углем габариты объема, в котором неооходимо проводить реакцию, не будет превышать 60+60+120 мм. Таким образом при израсходовании в течение одного полета 500 л бензина потребуется 25 †-30 г угля.

Обработка выхлопных газов моторов хромжелезными катализаторами не представляет новизны; отличительной особенностью настоящего предложения является сочетание этой обработки с предварительным пропуском горячих газов через слой угля. Выполнение этого способа решается констру.ктивно весьма просто. Одна из возможных форм выполнения такого аппарата изображена на чертеже.

Аппарат состоит из пустоте.",ого цилиндра 1, заполненного мелко раздробленным березовым углем 2.

Снизу и сбоку пространство, занятое углем, ограничивается сетками

3. Полость 4 служит для соора твердых частиц, которые в виде примесей присутствуют в выхлопных газах. Пробка 5 закрывает отверстие, служащее для заполнения цилиндра углем по мере его израсходования.

В боковую трубку б помещается катализатор 7 (окись железа и хрома).

Для периодической чистки полости 4 служит отверстие внизу цилиндра, закрываемое крышкой 8.

Аппарат помещается в месте, удобном для монтажа и эксплоатации, в непосредственной близости от патрубков.

Для улавливания мельчайших частиц пыли после аппарата в газопровод включается пылевой фильтр.

Преимущества подобного аппарата для осушения выхлопных газов, идущих на заполнение бензобаков, перед ныне существующими следующие:

1. Применяемый в настоящее время фильтр-отстойник требует после каждого полета промывки своих частей в бензине и смазки их маслом. Применение аппарата для выполнения предлагаемого спо¹ 64434

Техн. редактор М. В. Смольякова

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Л123597 Подписано к печати 16/VII 1946 г. Тираж 500 экз. 11ена 65 коп. 3ак. 202

Типография Госпланиздатг, им. Воровского, K.".луга соба черезвычайно упрощает эксплоатацию — несложная операция по добавлению угля производится через два-три полета, а чистка полости

4 — еще реже.

2. Монтаж системы с применением такого аппарата упрощается и унифицируется, так как нет необходимости выполнять требование установки частей системы в месте с определчнным температурным режимом.

3. В существующих системах на каждые 100 л емкости бензобаков требуется 118 л выхлопных газов, так как из них 18 л составляют пары воды, образующие кочденсат. Применение предлагаемого аппарата уменьшает необходимый объем выхлопных газов до 87 л (на 100 л емкости бензобаков), так как при взаимодействии пара с углемобразуетсядополнительно 13 л газа. Уменьшение необходимого количества выхлопных газов на

»5Ì пропорционально уменьшает количество воды и твердых примесей, подлежащих удалению.

4. Для получения низкой температуры газа в конце трубопрово,а его длина должна быть достаточно большой. Применение аппарата по настоящему способу значительно сокращает длину трубопровода, так как а) температура газов понижается вследствие эндотермичности реакции, б) не происходит нагревания газа вследствие выделения тепла при конденсации паров воды и в) используется меньшее количество газа, а, следовательно, и количество тепла, которое нужно рассеять, пропорционально уменьшается.

Предмет изобретения

Способ освобождения выхлопных газов моторов, в особенности авиационных, от паров воды с применением хромжелезных катализаторов, отличающийся тем, что выхлопные газы с температурой порядка 700 — 800"- пропускают через слой древесного угля, а затем через слой хромжелезного катализатора.