ГАЗОГЕНЕРАТОР

(полезная модель)
Заявляемая полезная модель относится к конструкциям газогенераторов на твердом химическом топливе на основе азидов и тетразолятов щелочных и щелочноземельных металлов, предназначенных для получения холодных газов, используемых для наддува различных средств спасений (плотов, трапов), в системах порошкового пожаротушения, в системах газового гашения очагов загорания, а также других устройствах, иепользущих низкотемпературный газ.
Известные конструкции гвзогенераторов холодного газа, как правило, имевт корпус с одним шш несколькими расходными отверстиями, средство воспламенения, заряд твердого химического топлива, охладитель, фильтр. В одних конструкциях охладитель выполняет две функции - охлаждавшую и фильтрувщув и представляет собой твердый блок, который, разлагаясь под действием горячих газов, охлаждает последние. При этом образующийся жидкий натрий не успевает задерживаться в охладителе и может быть выброшен за пределы корпуса, создавая опасную ситуации. Все это делает конструкции таких газогенераторов недостаточно надежными (патент Н 202335G).
В других конструкциях (заявка N 94033881) фильтр представляет собой мелкодисперсный инертный материал - чаще всего песок, как наиболее дешевый и доступный, а также надежно задерживающий твердые составляющие продукты сгорания.
К недостаткам подобных газогенераторов относится то, что фильтр в них в силу своей природы не способен оказывать влияГАЗОГЕНЕРАТОР
ние на состав газообразных продуктов сгорания, в частности устранять токсичные составляющие (аммиак), что, в конечном итоге, не позволяет получать нетоксичные газы.
Наиболее близкой к заявляемой является конструкция газогенератора по заявке N 95115443, Она содержит корпус с выходным отверстием. В корпусе последовательно размерены воспламенитель, заряд твердого газопроницаемого вещества на основе азида натрия, фильтр-охладитель из виброуплотненного песка с фракциями с размером частиц от 125 до 630 мкм, опорная перфорированная решетка, контактирующая с блоком охладителя, размеренная со стороны выходного отверстия. При зтом заряд газопроницаемого топлива размещен в корпусе вплотную к его боковой поверхности.
Недостатками данной конструкции газогенератора является то, что в нем используется фильтр, не способный устранять аммиак, концентрация которого в зависимости от рецептуры состава находится в диапазоне 0,,5г/м. что значительно превышает предельно допустимун концентраций в воздухе (0,02 г/мэ ), а это, в свою очередь, влияет на токсичность образувщихся газов.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции газогенератора, позволящей получать нетоксичные газы за счет разложения аммиака на инертные составляющие
Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией газогенератора. Она содержит корпус с выходным отверстием, в котором последовательно размещены воспламенитель, заряд твердого газопроницаемого вещества на основе азнда натрия, размещенного в корпусе вплотную к его боковой поверхности и фильтр-охладитель, выполненный из виброуплотненного песка с фракциями с размером частиц от 125 до 630 мкм. При зтом фильтр дополнительно содержит катализатор в количестве 10 50% от массы фильтра.
Сущность предлогаемой конструкции газогенератора поясняетса рисунком, на котором приняты следующие обозначения (фиг.1):
1-- корпус
2- воспламенитель
3- заряд
4- фильтр
Сравнение предлагаемой конструкции газогенератора с прото типом показало, что хотя они и имеют ряд одинаковых узлов, но заявляемая конструкция отличается иным материалом фильтра, а именно наличием в нем катализатора в определенном количестве, т.е. данное техническое решение соответствует критерию новизна
В промышленности известно применение катализаторов для очистки вентиляционных выбрасов от аммиака, Этот метод основан на разлоаении аммиака до нейтрально безвредных продуктов: азота и
Но для данного метода необходимо, чтобы аммиак на катализатор поступал с температурой 250 - 400 С, что казалось бы невозможно в случае газогенераторов, генерирующих холодный газ, в которых газ успевает охладиться практически до начальной температуры заряда.
Однако, исходя из особенностей работы газогенератора, каталитическая активность катализатора проявляется несмотря на относительно низкую температуру продуктов сгорания при входе в
фильтр (менее 100 С), при которой эффективность катализатора,
3.
с с молекулы газа находятся в возбужденном состоянии. Исходя из
принципа функционирования газогенератора, газ, проходя через пористое тело заряда, быстро охлаждается с 1000 С до температусрн 100 С и молекулы его не успевавт релаксировать, попадая на
фильтр с катализатором в возбужденном состоянии, то есть наблюдается так называемая инверсия заселенности ( см.Лосев С.ft. Газодинамические лазеры, изд. Наука, 1997г.). Таким образом активные молекулы аммиака, несмотря на низкие температуры разлагаштся на катализаторе по схеме;
4КИ.4+ 30  2Нг +
Для экспериментального подтверждения возможности протекания процесса конверсии аммиака при низких температурах в качество катализатора был выбран оксид марганца. Выбор именно оксида марганца в качестве компонента фильтра осуществлен исходя из того, что это соединение не токсично, доступно и дает высокую степень каталитической очистки от аммиака. Также в качестве катализатора могут быть использованы оксиды других металлов, например, хрома, железа и др,
К тому же высокая конверсия аммиака-разложенне до азота повышает газопроизводительность газогенератора в целом.
Количественное значение вводимого оксида марганца (10-50%) определяется исходя из экспериментальных исследований, которые показали, что введение катализатора менее 10% снижает его эффективность, а введение катализатора более 50/ снижает пористость фильтра,что препятствует выходу газов,
Именно такое выполнение фильтра в совокупности с остальными признаками конструкции газогенератора обеспечивает снижение
4,
о
содержания в продуктах сгорания на выходе из газогенератора ам3
миака с 1,5 г/м до предельно допустимой концентрации (0,02 г/м)
и даже полного его отсутствия. При этом способность песчаного фильтра задерживать конденсированные и конденсирующиеся продукты сгорания не снижается.
Только такое выполнение газогенератора позволяет ревить поставленную задачу.
Предложенная конструкция не вызовет затруднений при ее реализации, т.к. входщие в нее узлы и элементы изготавливаются промышленноетьи,
Необходимость в наличии такого газогенератора не вызывает сомнений, т.к. он более безопасен, и не вызывает отрицательного воздействия на окружащуш среду. Таким образомпредложение имеет второй необходимый для полезной модели признак - промышленную применимость, Генеральный директор 4- . , %,Ул-г.ЬХу Л Федерального научн Д /   - V-  15 I -  -). производственного црГтЬ  V о4-- .,/ :     &   пс с   L T-AVV  А.СЛарков // f t