专利名称：直接燃用甲醇的点火式发动机配置的甲醇裂解器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直接燃用甲醇的点火式发动机配置的甲醇裂解器，属于发动 机燃用甲醇装置技术。
背景技术：
随着油价攀升和人们对环境变化的逐渐关注，甲醇作为高效、清洁的替代燃料逐 步受到广大科研人员和专家们的青睐。甲醇吸热裂解为甲醇裂解气，作为发动机燃料回收 废气余热，从而高效清洁利用替代能源。配置在发动机上的甲醇裂解器是甲醇裂解反应装 置。现有的甲醇裂解装置，其采用U型管结构，在管内涂覆催化剂，催化剂量较少；而且其甲 醇刚进入u型管时为液态甲醇，容易冲刷掉催化剂颗粒；并且甲醇气体在催化剂管的停留 时间较短。这些因素均导致甲醇裂解装置对发动机废气余热利用率较差，并且导致甲醇裂 解率不高，甲醇的热值提高幅度较小。
发明内容本实用新型目的在于提供一种直接燃用甲醇的点火式发动机配置的甲醇裂解器， 该甲醇裂解器结构简单，甲醇裂解率高，提供的热值大。本实用新型是通过以下技术方案加以实现的，一种直接燃用甲醇的点火式发动机 配置的甲醇裂解器，其特征在于，该甲醇裂解器由集热管，集热管内的金属波纹导热管和催 化剂储存室，以及甲醇喷嘴支架、甲醇喷嘴支座和甲醇喷嘴构成，所述的集热管是通过两端 法兰密封串接于发动机的尾气排气管上，在集热管的出口端的管壁上设置安装开口，通过 该安装开口在集热管内安装催化剂储存室，催化剂储存室的壳体为双层结构，其中内壳体 为网孔或孔板结构，催化剂储存室中央设置一根透气管，该透气管的上端与催化剂储存室 的端盖相连并通过端盖上的连接管与发动机进气口相通，透气管的下端伸到催化剂储存室 的底壁上；在集热管进口端的管壁上设置连接开口，由该连接开口固定连接金属波纹导热 管的一端，在该连接口周围集热管管壁上连接甲醇喷嘴支座，甲醇喷嘴支座中心孔与金属 波纹导热管管口对中，甲醇喷嘴支座外周设置甲醇喷嘴支架，甲醇喷嘴支架支撑的甲醇喷 嘴密封插接在甲醇喷嘴支座内；在集热管内，金属波纹导热管的另一端伸向催化剂储存室 并与催化剂存储室的外壳体连通。本实用新型的优点在于，装置结构紧凑合理，甲醇喷嘴能将甲醇雾化，雾化的甲醇 进入金属波纹导热管内极易完全汽化。装置设置的催化剂存储室，存储催化剂量大，甲醇 气与催化剂的接触传质反应面积大、裂解效率高，而且在甲醇气裂解过程，催化剂不发生损 失，且易于再生，使用经济可靠、寿命长。
图1为本实用新型结构示意图。图中1为金属波纹导热管，2为甲醇喷嘴支座，3为甲醇喷嘴，4为外壳体，5为透
3气管，6为内壳体，7为出口连接法兰，8为催化剂储存室，9为集热管，10为进口连接法兰，11 为甲醇喷嘴支架。
具体实施方式
以下结合附图对配置在HR16DE发动机上的本实用新型加以详细说明如下本实 用新型的集热管9采用截面为正方形管体，它的尺寸为65mmX65mm，总长度为230mm ；该集 热管的两端通过变径的过渡管及其两端的法兰7、10串接于发动机尾气排气管上，法兰尺 寸为外圆盘直径180mm，内孔直径70mm ；在集热管的出口端内设置一个催化剂储存室8，催 化剂储存室分为外壳体4和内壳体6两部分，外壳体为直径116mm，高度126mm的桶状容器， 内壳体6由丝网制成的直径为102mm，高度126mm的桶状容器，催化剂储存室中的透气管5 亦采用丝网制成，其直径为18mm，高度为260mm ；催化剂储存室内填充满铜、锌、铝合金催化 剂；在集热管的进口端的管壁上开设一直径为32mm的孔。该孔上焊接一个直径为17mm，总 长度为300mm的金属波纹管导热管；在该金属波纹导热管的开口周围的集热管壁上又焊接 有甲醇喷嘴支座2，该甲醇喷嘴支座的中心孔直径为20mm，高度28mm，它的中心孔与金属波 纹管导热管管口对中，在甲醇喷嘴支座外周，设置三条腿的甲醇喷嘴支架11，甲醇喷嘴支架 的顶板上固定甲醇喷嘴3，甲醇喷嘴的下端口密封插接在甲醇喷嘴支座内；与集热管固定 连接的金属波纹导热管的另一端在集热管内伸向催化剂储存室并与催化剂储存室外壳体4 连通。上述结构的甲醇裂解器工作过程如下所述由甲醇泵将甲醇液体压入甲醇喷嘴，甲醇喷嘴3将甲醇雾滴喷入金属波纹导热管 1中，通过与集热管9中的发动机尾气进行热交换，甲醇雾滴汽化为甲醇气体；甲醇气体在 波纹导热管中进一步进行热交换温度达到320-350°C，进入催化剂储存室8通过催化剂储 存室内网体6与催化剂储存室中的铜锌铝合金催化剂进行充分接触，甲醇气裂化反应成氢 气和一氧化碳，裂解反应气通过催化剂储存室的中央透气管5引出至外接管到发动机汽缸 进行燃烧。本实用新型装置利用的热量均来自发动机尾气热量。本实用新型装置配置在HR16DE气发动机上，为发动机不同工况提供充足的燃料， 回收废气余热，提高燃料的利用率，实现甲醇燃料的高效清洁燃烧。实验发动机的具体参数如表1所示表 1 经过大量的发动机台架实验发现，利用本实用新型装置使甲醇裂解气发动的动力 性达到原汽油机的95%以上；其经济性更为可观，其最小容积替换比为1.43 ；其排放物较之原汽油机有大幅降低。
权利要求一种直接燃用甲醇的点火式发动机配置的甲醇裂解器，其特征在于，该甲醇裂解器由集热管，集热管内的金属波纹导热管和催化剂储存室，以及甲醇喷嘴支架、甲醇喷嘴支座和甲醇喷嘴构成，所述的集热管是通过两端法兰密封串接于发动机的尾气排气管上，在集热管的出口端的管壁上设置安装开口，通过该安装开口在集热管内安装催化剂储存室，催化剂储存室的壳体为双层结构，其中内壳体为网孔或孔板结构，催化剂储存室中央设置一根透气管，该透气管的上端与催化剂储存室的端盖相连并通过端盖上的连接管与发动机进气口相通，透气管的下端伸到催化剂储存室的底壁上；在集热管进口端的管壁上设置连接开口，由该连接开口固定连接金属波纹导热管的一端，在该连接口周围集热管管壁上连接甲醇喷嘴支座，甲醇喷嘴支座中心孔与金属波纹导热管管口对中，甲醇喷嘴支座外周设置甲醇喷嘴支架，甲醇喷嘴支架支撑的甲醇喷嘴密封插接在甲醇喷嘴支座内；在集热管内，金属波纹导热管的另一端伸向催化剂储存室并与催化剂存储室的外壳体连通。
专利摘要本实用新型公开了一种直接燃用甲醇的点火式发动机配置的甲醇裂解器，属于发动机燃用甲醇装置技术。该甲醇裂解器由集热管，集热管内的金属波纹导热管和催化剂储存室，以及甲醇喷嘴支架、甲醇喷嘴支座和甲醇喷嘴构成。本实用新型的优点在于，装置结构紧凑合理，甲醇喷嘴能将甲醇雾化，雾化的甲醇进入金属波纹导热管内极易完全汽化，设置的催化剂存储室，存储催化剂量大，甲醇气与催化剂的接触传质反应面积大、裂解效率高，而且在甲醇气裂解过程，催化剂不发生损失，且易于再生，使用经济可靠、寿命长。
文档编号F02M25/12GK201650511SQ201020164519
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者姚春德, 徐元利, 李旭聪 申请人:天津大学