[發明專利]基于溫差發電技術的耗氧型惰化燃油箱廢熱回收系統

有效

• 申請號: 201711430899.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108045587B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 彭孝天;馮詩愚;邵磊;王蘇明;劉衛華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64D37/32
• 分類號: B64D37/32;B64D37/34;H02N11/00;H02J7/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種一種基于溫差發電技術的耗氧型惰化燃油箱廢熱回收系統，將油箱上部氣相空間燃油蒸氣和空氣混合物經過溫度調節后在催化氧化反應器中進行無焰催化燃燒，燃油蒸汽中的碳氫化合物被氧化成二氧化碳和水，經過冷卻器及水分離器后，得到的低含水量惰化混合氣返回油箱上部進行沖洗惰化，達到防火防爆的目的。另外，設置了溫差發電子系統，將氣體余熱轉化為電能，用來為惰化系統供電。本發明具有能量利用率高、惰化時間短、無環境污染等優點。

技術領域

本發明涉及防火防爆技術領域，尤其涉及一種基于溫差發電技術的耗氧型惰化燃油箱廢熱回收系統。

背景技術

飛機的安全問題一直受到廣泛關注，而燃油系統燃燒、爆炸是引起飛機失事的主要原因之一。有數據表明在越南戰爭中美國空軍由于受到地面活力攻擊而損失了數千架飛機。在這些損失中，由于失火導致的損失比例高達50%。機艙安全研究技術小組（cabinsafety?research?technical?group,GSRTG）對1966年至2009年全世界3726起民機事故統計結果顯示，共有370起事故與油箱燃燒爆炸有關。由此可見，必須采用有效的措施來防止飛行器油箱燃爆。

飛機燃油箱上部空間充滿可燃的油氣混合物，其易燃、易爆特點嚴重威脅著飛機安全，必須采取有效措施以減少其燃、爆發生的概率，并降低其危害程度。在油箱保護系統中，降低油箱上部氣相空間氧氣濃度可防止油箱起火爆炸，保證乘客和飛機安全。降低燃油箱氧氣濃度可采用惰性氣體如氮氣和二氧化碳等氣體進行油箱惰化，使其氧含量降低至可燃極限以下。目前，中空纖維膜制取富氮氣體的機載制氮惰化技術（On-Board?Inert?GasGenerator?System，?OBIGGS）是最經濟、實用的飛機油箱燃爆抑制技術。但是?OBIGGS?技術仍存在很多問題，如分離膜效率低導致飛機代償損失大、分離膜入口需求壓力高導致在很多機型上無法使用（如直升機）、細小的膜絲和滲透孔徑逐漸堵塞及氣源中臭氧導致膜性能衰減嚴重、富氮氣體填充油箱時導致燃油蒸汽外泄污染環境等。

近年來，國內外一些公司和研究機構還在進行采用催化燃燒方法來消耗油箱氣相空間的氧氣和可燃蒸汽從而降低油箱可燃風險的方法，稱之為“綠色惰化技術”（Green?On-Board?Inert?Gas?Generation?System，?GOBIGGS）。這種新型惰化技術具有幾個重要優勢：基本無需預熱，啟動速度快，加之氧氣在反應器中被消耗，惰化效率高、時間短；不向外排出燃油蒸汽，綠色環保。但是催化燃燒過程反應溫度較高，反應后的混合氣體仍含有較多熱量，一般冷卻劑吸收該部分熱量后被排放，能量沒有被充分利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種基于溫差發電技術的耗氧型惰化燃油箱廢熱回收系統。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

基于溫差發電技術的耗氧型惰化燃油箱廢熱回收系統，包含油箱、第一阻火器、氣體干燥器、變頻風機、第一止回閥、第一流量傳感器、第一混合閥、第二止回閥、流量調節器、第一電磁閥、回熱器、、電加熱器、第一溫度傳感器、第一火焰抑制器、催化反應裝置、第二火焰抑制器、冷卻器、水分離器、第二溫度傳感器、第二電磁閥、第三電磁閥、第三止回閥、第二阻火器、氧濃度傳感器、第四電磁閥、第五電磁閥、第二混合閥、溫差發電器、三通調節閥、第三溫度傳感器、第二流量傳感器、溫差發電控制模塊、蓄電池組、蓄電池管理模塊、輔助電源和自動控制器；

所述油箱包含氣體出口和氣體進口；所述第一混合閥、第二混合閥均包含兩個入口和一個出口；所述三通調節閥包含一個入口和兩個出口；

所述油箱的氣體出口、第一阻火器、氣體干燥器、變頻風機、第一止回閥、第一流量傳感器、第一混合閥的一個入口通過管道依次連接；

所述第一電磁閥入口通過管道與外部發動機引氣口相連；

所述第一電磁閥的出口、流量調節器、第二止回閥、第一混合閥的另一個入口通過管道依次連接；