[发明专利]载人空间飞行器用CH4催化氧化装置

说明书

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，包括反应器、换热器，换热器用于预加热待净化气体并回收反应器出口气体热量，反应器的内部设置有加热器和催化剂，反应器用于净化待净化气体，反应器的出口气流通道与换热器的第一气流通道连接，反应器的进口气流通道与换热器的第二气流通道连接，以使反应器排出的高温气体在换热器内与换热器吸入的待净化气体进行热交换。本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置具有低功耗、小流阻、长寿命、轻量化和小型化的特点。

技术领域

本发明涉及空气净化领域，特别是涉及一种载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置。

背景技术

短期飞行的载人空间飞行器中使用活性炭等吸附剂对飞行器内部材料和人产生的有害气体进行吸附净化，这种气体净化方案可以满足载人飞船以及短期飞行载人空间飞行器的需求。受制于太空飞行器对设备上行重量及上行成本的制约，这种资源消耗性的气体净化方案无法满足长期飞行空间飞行器对气体净化的需求。目前，包括国际空间站在内的长期飞行空间飞行器普遍使用物化再生的微量有害气体去除系统，该系统可以实现不同种类和分子量大小气体的吸附和催化。其中，CH₄和大分子量VOC很难在常温下通过可物化再生的吸附剂吸附净化，在一定的催化剂和高温条件下，可以催化氧化成H₂O和CO₂。在空间飞行器高昂的物资上行成本以及体积和电力配额等有限的条件下，低功耗、小流阻、轻量化及长寿命的高效CH₄催化氧化装置是长期飞行空间飞行器中物化再生微量有害气体去除系统中必不可少的装置。目前国内没有相关空间站微量有害气体去除系统的使用记录。美俄都有相关系统使用的记录，但是在国内外公开的文献资料中没有CH₄催化氧化装置的详细技术内容和说明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低功耗、小流阻、轻量化、长寿命的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置。

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，包括反应器以及换热器，所述换热器用于预加热待净化气体并回收反应器的出口气体热量，所述反应器的内部设置有加热器以及催化剂，所述反应器用于净化所述待净化气体，所述反应器的出口气流通道与换热器的第一气流通道连接，所述反应器的进口气流通道与换热器的第二气流通道连接，以使所述反应器排出的高温气体在换热器内与换热器吸入的待净化气体进行热交换。

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，其中，所述反应器以及换热器均设置于壳体的内部，所述壳体与所述反应器之间、所述壳体与所述换热器之间、所述反应器以及换热器之间均设置有气凝胶隔热材料。

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，其中，所述反应器的出口气流通道的内部、所述反应器的进口气流通道的内部分别设置有过滤组件。

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，其中，所述换热器包括出口接嘴、接嘴弯头、锥体、换热器芯体、进口接嘴、通道锥体、换热器气流通道、换热器翅片，所述出口接嘴通过接嘴弯头和锥体焊接固定，锥体与换热器芯体焊接固定，进口接嘴与换热器芯体焊接固定，换热器气流通道通过所述通道锥体与换热器芯体焊接固定，换热器芯体由多片换热器翅片交错叠加钎焊而成，进口接嘴和出口接嘴分别通过螺钉与壳体的壳体底板固定，换热器气流通道通过密封垫与反应器腔体螺钉连接，换热器的第一气流通道、换热器的第二气流通道设置于换热器气流通道的内部。

本发明的载人空间飞行器用CH₄催化氧化装置，其中，所述反应器包括反应器腔体，所述加热器以及催化剂设置于所述反应器腔体的内部，所述催化剂和反应器盖板之间填充叠层石英纤维布，所述过滤组件包括出口过滤组件、进口过滤组件，所述出口过滤组件安装在出口气流通道内部，出口气流通道与反应器腔体焊接固定，所述进口过滤组件安装在进口气流通道内部，进口过滤组件与反应器腔体焊接固定。