[发明专利]下一代烃/臭氧联合转化器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与已授权的美国专利第6,576,199、7,037,878、7,604,779和7,629,290号相关，所有上述专利通过引用方式并入本文。

背景技术

本发明涉及催化转化器，且更特别地涉及烃和臭氧联合转化器(CHOC)。

环境控制系统(ECS)可以接收压缩空气，例如来自航空器的压气机级的引气。ECS可以冷却和调节引气以用于航空器座舱和驾驶员舱。

当航空器在超过20,000英尺的高度上巡航时，引气中的有毒臭氧可能造成麻烦。臭氧(O₃)是氧气的同素异形体，而且化学性质比普通的氧气(O₂)活泼得多。它由地球大气中的氧气通过光化学反应生成，并通常存在于高海拔处。为了将臭氧降至满意范围内的水平，例如在FAA限度以下，ECS可以包括臭氧-破坏催化转化器。

在引气中的烃同样可能造成麻烦，因为它们可能具有气味并导致乘客及乘务人员不悦。航空器客舱中的气味常常由地面操作造成。当飞机处在滑行线内时，来自其它飞机的废气可能被吸入引气系统。存在于引气中的烃还可以包括航空润滑油烟气、液压流体和发动机废气。来自燃料补给操作、除冰操作和地面车辆废气的烃也可能被引气系统吸入。为降低气味，ECS可包括将烃转化为二氧化碳和水的催化转化器。

航空器已使用CHOC将臭氧转化为氧气并将烃转化为二氧化碳和水。与分开的臭氧和烃转化器相比，联合转化器可实现双重功能，同时还减少了重量和压降。尽管联合转化器可以显著降低气味，但是仍需要进一步降低气味。增加烃催化剂的量可以进一步降低气味；然而，包含贵金属的催化剂的费用可能高得惊人。

由此可见，需要一种改进的烃和臭氧联合转化器。需要一种改进的不增加制造成本的催化转化器。需要一种在烃催化剂量不增加的情况下烃转化率提高的CHOC。

发明内容

在本发明的一个方面，一种设备，包括基体；与基体相接触的涂层(washcoat)，该涂层包含臭氧反应组分和非催化组分；以及引入到涂层中的烃转化催化剂，其中烃转化催化剂与臭氧反应组分的重量比介于大约1∶5至大约1∶100。

在本发明的另一方面，一种设备，包括基体；沉积在基体上的金属氧化物涂层，该金属氧化物涂层包含氧化钴和氧化铝，其中氧化钴与氧化铝的重量比介于大约1∶0.6至大约1∶2；以及浸渍到金属氧化物涂层内的贵金属。

在本发明的又一方面，一种提供已调节空气流的方法，包括提供引气供料的步骤，该引气供料包含多个臭氧分子和多个烃分子；使引气供料流通以与催化转化器接触，该催化转化器包含氧化钴、氧化铝和铂；破坏至少一个所述臭氧分子；以及使至少一个所述烃分子转化为二氧化碳和水。

通过参考后文的附图、记载和权利要求，可以更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。

附图说明

图1是本发明一实施方式的催化转化器的一部分的截面图；

图2是本发明一实施方式的催化转化器的制造方法的流程图；

图3是本发明实施方式的提供已调节空气流的方法的流程图；

图4是本发明实施方式的烃转化率对温度的函数坐标图；

图5是本发明实施方式的催化转化器的设计参数表；

图6是本发明实施方式的臭氧转化率对从污染开始的时长的函数坐标图；

图7是本发明实施方式的烃减量对温度的函数坐标图；

图8是本发明实施方式的气味改善对温度的函数坐标图；

图9是本发明实施方式的气味强度对温度的函数坐标图；

图10是本发明实施方式的空气质量改善对温度的函数坐标图；和

图11是本发明实施方式的燃料气味感知对温度的函数坐标图。

具体实施方式

以下的具体描述是实施本发明示例性实施方式的目前预期的最佳方式。这些描述不起限定作用，目的仅在于阐明本发明的普遍原理，而所附的权利要求对本发明的保护范围作了最好地限定。

以下描述的多个创造性特征可以单独或与其它特征结合使用。

宽泛地说，与现有转化器相比，本发明实施方式提供了具有更高烃转化性能的烃和臭氧联合转化器。本发明的实施方式可以在工业上如航空工业中找到有利的用途。本发明的实施方式可以在包括环境控制系统和催化转化器的应用中使用。本发明的实施方式可以在包括但不限于航空器环境控制系统的任何空气调节应用中使用。

图1中显示了根据本发明实施方式的催化转化器30。催化转化器30可包括基体32、涂层34和烃转化催化剂36。