[發(fā)明專利]一種綠色惰化燃油箱余熱利用系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711432051.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108033027B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭孝天;馮詩(shī)愚;王晨臣;謝輝輝;劉衛(wèi)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64D37/32
• 分類號(hào): B64D37/32;B64D37/34
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種綠色惰化燃油箱余熱利用系統(tǒng)，其原理是將油箱上部氣相空間燃油蒸氣和空氣混合物在催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行無(wú)焰催化燃燒，產(chǎn)生二氧化碳，沒參與反應(yīng)的氮?dú)夂头磻?yīng)產(chǎn)生的二氧化碳作為混合惰氣對(duì)油箱進(jìn)行惰化，達(dá)到防火防爆的目的。利用氣體余熱來驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)，得到的低溫冷卻介質(zhì)，可以用來進(jìn)一步冷卻反應(yīng)后氣體，使水盡可能析出，還可以為控制子系統(tǒng)冷卻降溫。具有能量利用率高、優(yōu)化惰化系統(tǒng)性能、惰化時(shí)間短、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防火防爆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種綠色惰化燃油箱余熱利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

?機(jī)燃油系統(tǒng)起火或爆炸是引起飛機(jī)失事的主要原因之一。飛機(jī)燃油系統(tǒng)的防火防爆能力，直接關(guān)系到飛機(jī)生存力和易損性，也關(guān)系到飛機(jī)的利用率、成本以及人員安全。燃油箱若具有防爆能力，即使中彈或其他原因引起火災(zāi)，也不至于機(jī)毀人亡，飛機(jī)經(jīng)修復(fù)后乃可繼續(xù)使用，這就相應(yīng)提高了飛機(jī)的利用率和生存力，?降低了飛機(jī)的易損性。飛機(jī)燃油箱防爆技術(shù)的采用還可以增加救生時(shí)間，使飛機(jī)在燃油箱出現(xiàn)故障的情況下有足夠的時(shí)間返航。另外，還可以在應(yīng)急情況下保護(hù)飛機(jī)。

?飛機(jī)燃油箱在一定條件下可分為四個(gè)不同的層面：最下面為液態(tài)燃油層，該層的燃油含有氧氣，當(dāng)壓力變化和被晃動(dòng)時(shí)，燃油會(huì)釋放出氧氣；緊靠液態(tài)燃油層為富油氣體層，它不僅含有大量的油分子，還含有大量氧分子；再上面為含氧?最豐富的燃燒層，該層易燃；最上面為貧油分子層，氧氣濃度很淡，不易燃燒。?因此，必須控制燃燒層和富油層的氧氣濃度，保證氧氣濃度低于9%，使燃油箱始終處于惰化狀態(tài)。

?常見的飛行器油箱惰化技術(shù)主要有液氮惰化技術(shù)、Halon?1301惰化技術(shù)、分子篩技術(shù)、膜分離技術(shù)等。其中中空纖維膜制取富氮?dú)怏w的機(jī)載制氮惰化技術(shù)（On-Board?InertGas?Generator?System，?OBIGGS）是目前最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的飛機(jī)油箱燃爆抑制技術(shù)。OBIGGS把來自發(fā)動(dòng)機(jī)或環(huán)控系統(tǒng)的引氣，經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)、去除臭氧、水分、雜質(zhì)等污染物后，通入由中空纖維膜構(gòu)成的空氣分離裝置內(nèi)分離成富氧氣體和富氮?dú)怏w，富氧氣體排出機(jī)外，富氮?dú)怏w則按不同的流量模式充入燃油箱進(jìn)行洗滌或沖洗。

?但是?OBIGGS?技術(shù)仍存在很多問題，如分離膜效率低導(dǎo)致飛機(jī)代償損失大、分離膜入口需求壓力高導(dǎo)致在很多機(jī)型上無(wú)法使用（如直升機(jī)）、細(xì)小的膜絲和滲透孔徑逐漸堵塞及氣源中臭氧導(dǎo)致膜性能衰減嚴(yán)重、富氮?dú)怏w填充油箱時(shí)導(dǎo)致燃油蒸汽外泄污染環(huán)境等。

?近年來，國(guó)內(nèi)外一些公司和研究機(jī)構(gòu)還在進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)的方法，稱之為“綠色惰化技術(shù)”（GreenOn-Board?Inert?Gas?Generation?System，?GOBIGGS）。這種新型惰化技術(shù)具有幾個(gè)重要優(yōu)勢(shì)：基本無(wú)需預(yù)熱，啟動(dòng)速度快，加之氧氣在反應(yīng)器中被消耗，惰化效率高、時(shí)間短；不向外排出燃油蒸汽，綠色環(huán)保。但是催化燃燒過程反應(yīng)溫度較高，反應(yīng)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，大量能量被浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種綠色惰化燃油箱余熱利用系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種綠色惰化燃油箱余熱利用系統(tǒng)，包含油箱、第一火焰抑制器、第一變頻風(fēng)機(jī)、第一回?zé)崞鳌㈦娂訜崞鳌⒌谝粶囟葌鞲衅鳌⒌诙鹧嬉种破鳌⒋呋磻?yīng)器、第三火焰抑制器、第一冷卻器、第一水分離器、第二冷卻器、第二水分離器、第二溫度傳感器、第一止回閥、第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第四火焰抑制器、氧濃度傳感器、第二變頻風(fēng)機(jī)、第一電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥、第二止回閥、第一蒸發(fā)器、吸收器、溶液泵、溶液換熱器、發(fā)生器、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第一冷凝器、第一膨脹閥、第三電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第二電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥和自動(dòng)控制器；

所述油箱包含氣體入口和氣體出口；所述第一電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥、第二電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥均包含一個(gè)入口和兩個(gè)出口；所述自動(dòng)控制器包含冷卻氣體入口、冷卻氣體出口、電流輸入端和電流輸出端；