устройство для выделения кислорода из газовых смесей

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, содержащее камеру сгорания, снабженную входным патрубком, сообщенным с атмосферой, и выходом, источник топлива, соединенный с камерой сгорания, холодильник и отводящий трубопровод, подключенный к камере сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем уменьшения массогабаритных показателей и расширения диапазона применения, оно дополнительно содержит сборник конденсата, рециркуляционный трубопровод и нагнетатель, установленный во входном патрубке, камера сгорания выполнена в виде каталитического реактора, источник топлива - в виде электролизера, снабженного магистралями отвода кислорода и водорода, последняя связана с каталитическим реактором, а его выход через холодильник соединен со сборником конденсата, верхняя часть которого подключена к отводящему трубопроводу и при помощи рециркуляционного трубопровода связана с входным патрубком перед нагнетателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению.

Известно устройство для выделения кислорода из газовых смесей, содержащее камеру сгорания, снабженную входным патрубком, подключенным к атмосфере, и выходом, источник топлива, соединенный с камерой сгорания, холодильник и отводящий трубопровод, подключенный к камере сгорания.

Устройство достаточно экономично в эксплуатации, так как для выделения кислорода используется углеводородное топливо. Однако получаемая при этом газовая смесь имеет примеси, что усложняет его применение.

Цель изобретения - повышение эффективности путем уменьшения весогабаритных показателей и расширения диапазона применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для выделения кислорода из газовых смесей, содержащее камеру сгорания, снабженную входным патрубком, сообщенным с атмосферой, и выходом, источник топлива, соединенный с камерой сгорания, холодильник и отводящий трубопровод, подключенный к камере сгорания, согласно изобретению дополнительно содержит сборник конденсата, рециркуляционный трубопровод и нагнетатель, установленный во входном патрубке, камера сгорания выполнена в виде каталитического реактора, источник топлива - в виде электролизера, снабженного магистралями отвода кислорода и водорода, последняя связана с каталитическим реактором, а его выход через холодильник соединен со сборником конденсата, верхняя часть которого подключена к отводящему трубопроводу и при помощи рециркуляционного трубопровода связана с входным патрубком перед нагнетателем.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит электролизер 1, снабженный магистралями 2 и 3 отвода соответственно кислорода и водорода. Магистраль 3 отвода водорода подключена к каталитическому реактору 4. Входной патрубок 5 последнего снабжен нагнетателем 6 и сообщен с атмосферой, его выход 7 через холодильник 8 соединен со сборником 9 конденсата. Верхняя часть сборника 9 конденсата подключена к отводящему трубопроводу 10, снабженному осушителем 11 влаги выходящего газового потока, а при помощи рециркуляционного трубопровода 12 связана с входным патрубком 5 перед нагнетателем 6.

Электролизер 1 выполнен с возможностью подключения к источнику 13 электроснабжения. Кроме этого, электролизер 1, каталитический реактор 4, холодильник 8, сборник 9 конденсата, отводящий и рециркуляционный трубопроводы 10 и 12 выполнены в виде автономного блока 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вырабатываемый в электролизере 1 водород по магистрали 3 поступает в каталитический реактор 4, где он сгорает в смеси с воздухом, поступающим через входной патрубок 5. Продукты сгорания (смесь азота, кислорода и водяных паров) направляют в холодильник 8 и далее в сборник 9 конденсата. Конденсат удаляют, а часть продуктов сгорания через рециркуляционный трубопровод 12 направляют во входной патрубок 5 каталитического реактора 4. Другую часть продуктов сгорания подают в отводящий трубопровод 10. К этому трубопроводу подключается потребитель, характер потребления которого определяется условиями эксплуатации. В частности, при использовании описываемой установки в шахтах каталитический реактор выполняет функции утилизатора, поскольку в этих условиях водород взрывоопасен.

Наиболее предпочтительной областью применения описываемого устройства являются системы, в которых используются азото-кислородные смеси с содержанием кислорода ниже, чем в атмосферном воздухе. К таким системам относятся овощехранилища, медицинские комплексы, реализуемые метод нормобарической гипоксии, складские помещения с повышенной пожароопасностью.

Кислород, вырабатываемый в электролизере, может также использоваться в различных областях медицины, энергетике, химической промышленности.