[實用新型]一種利用飛行器燃油箱惰化系統中廢熱發電的裝置

有效

• 申請號: 201820087925.8
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN207965700U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 彭孝天;馮詩愚;李超越;王蘇明;劉衛華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;H02J7/00;H02J7/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本實用新型公開了一種利用飛行器燃油箱惰化系統中廢熱發電的裝置，屬于航空系統技術領域，具體原理為：飛行器燃油箱上部的混合氣體被風機抽出，經過溫度調節，通入低溫等離子體反應器中，其中的碳氫化合物被低溫等離子激發、離解、電離最終生成無害的 CO₂ 和 H₂O，干燥后得到的富氮氣體流回油箱進行燃油箱惰化。但是反應后的混合氣體仍含有較多熱量，本實用新型采用溫差發電技術回收反應后氣體中的熱量進行發電，為系統運行提供電量，具有技術高端、節能、無機械設備、適應工況范圍寬、結構簡單、操作簡單等優點。

技術領域

本實用新型涉及航空系統技術領域，涉及機載油箱氧濃度控制系統中廢熱回收，特別涉及一種利用飛行器燃油箱惰化系統中廢熱發電的裝置。

背景技術

機燃油系統起火或爆炸是引起飛機失事的主要原因之一。飛機燃油系統的防火防爆能力，直接關系到飛機生存力和易損性，也關系到飛機的利用率、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，也不至于機毀人亡，飛機經修復后乃可繼續使用，這就相應提高了飛機的利用率和生存力， 降低了飛機的易損性。飛機燃油箱防爆技術的采用還可以增加救生時間，使飛機在燃油箱出現故障的情況下有足夠的時間返航。另外，還可以在應急情況下保護飛機。

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、實用的飛機油箱氧濃度控制技術。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，低溫等離子技術在處理廢氣及垃圾等方面發展迅速，低溫等離子體中的高能電子與氣體分子或原子發生非彈性碰撞，將能量轉化成為基態分子或原子的內能，從而使其發生激發、離解和電離，氣體處于活化狀態。當電子的能量高于VOCs分子的化學鍵鍵能時，分子將發生斷裂分解；高能電子激發所產生的O、OH具有很強的氧化性，可以將VOCs分子降解為CO₂ 和 H₂O。反應后的氣體經過干燥處理后成為富氮氣體，流回油箱進行沖洗惰化來控制油箱氣相空間的氧濃度。

但是反應后的混合氣體仍含有較多熱量，一般情況下，用冷卻劑吸收該部分熱量后被排放，能量沒有被充分利用。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種利用飛行器燃油箱惰化系統中廢熱發電的裝置。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種利用飛行器燃油箱惰化系統中廢熱發電的裝置，包含油箱、第一阻火器、風機、預熱器、電加熱器、第一溫度傳感器、第一氧濃度傳感器、第一碳氫化合物傳感器、低溫等離子反應器、第二碳氫化合物傳感器、第二氧濃度傳感器、冷卻器、水分離器、第二溫度傳感器、第一電動調節閥、單向止回閥、第二阻火器、第三氧濃度傳感器、第二電動調節閥、第三電動調節閥、第四電動調節閥、溫差發電器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、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入口；所述自動控制器包含電流輸入端和電流輸出端；

油箱的氣體出口、第一阻火器、風機的入口通過管道依次相連；

所述風機的出口分別和所述第二電動調節閥的出口、預熱器冷側通道的入口通過管道相連；