[發(fā)明專利]一種利用強(qiáng)吸熱反應(yīng)的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810056354.2
• 申請(qǐng)日: 2008-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN101245745A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜培學(xué);劉元清;王揚(yáng)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K9/64
• 分類號(hào): F02K9/64
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 史雙元

1.一種層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，為由多片環(huán)形的薄板沿其厚度方向堆疊成的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其堆疊方向構(gòu)成所述層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)的軸向方向，通過激光加工或者機(jī)械銑切在每一片薄板的表面一體地形成多個(gè)沿薄板周向均勻分布的分隔條，從而在薄板之間限定出一定的間隔，所述間隔構(gòu)成供冷卻流體流通的冷卻通道，該冷卻通道的軸向高度為100～2000μm；其特征在于：每一片薄板的厚度為100～300μm，薄板的環(huán)形表面上形成一層鎳基催化劑薄膜，該催化劑薄膜的厚度為10～100μm，冷卻流體為甲烷和水蒸氣的混合氣體，冷卻流體從該層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)的外環(huán)面進(jìn)入冷卻通道，并由于上述催化劑薄膜的存在發(fā)生強(qiáng)吸熱重整反應(yīng)，從而對(duì)該層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻，反應(yīng)后的冷卻流體從該層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)面發(fā)散出，對(duì)該層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)面進(jìn)一步進(jìn)行發(fā)汗冷卻；其中，所述的分隔條的長(zhǎng)度方向與該層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)的徑向方向相一致或成一定角度，從而將相鄰薄板之間的冷卻通道分隔成多個(gè)扇形區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：薄板之間的冷卻通道填充多孔介質(zhì)材料，該多孔介質(zhì)材料與薄板導(dǎo)熱地連接，該多孔介質(zhì)材料的表面覆蓋有厚度為5～30μm厚的催化劑薄膜；由于該催化劑薄膜的存在，所述的冷卻流體在流過該多孔介質(zhì)材料的空隙時(shí)，發(fā)生強(qiáng)吸熱重整反應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：該多孔介質(zhì)材料為燒結(jié)金屬顆粒或者金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該多孔介質(zhì)材料與薄板通過焊接相互連接，該燒結(jié)金屬顆粒的顆粒直徑為20～300μm，該金屬絲網(wǎng)的孔徑為50～250μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的薄板為鎳基耐熱合金或鋯銅；所述的催化劑薄膜為負(fù)載型催化劑，采用溶膠-凝膠方法、熱噴涂法或無電鍍法形成在薄板的表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的負(fù)載型催化劑薄膜為Ni/ZrO₂或Ni/Al₂O₃，該催化劑薄膜形成在薄板的一面或者兩面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的分隔條為平直的長(zhǎng)方體形狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的分隔條為波浪形。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的薄板上設(shè)置有多個(gè)通孔，該通孔的直徑為300～1000μm，從而使該薄板兩側(cè)的冷卻通道相互連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的層板發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述通孔的邊緣在冷卻流體的下游區(qū)域形成有突起部分。