[發(fā)明專利]水下航器空氣凈化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910074551.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109665080B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹文勝;何宏舟
• 申請（專利權(quán)）人: 集美大學(xué)
• 主分類號: B63G8/36
• 分類號: B63G8/36
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

本發(fā)明公開了一種水下航器空氣凈化系統(tǒng)，包括液氧儲罐、第二級換熱器、第一級換熱器、壓縮機(jī)、冷卻器、干燥器、過濾器、第一級氣液分離器、第二級氣液分離器、發(fā)電裝置、節(jié)流閥、電解槽；所述的液氧儲罐通過管道依次與第二級換熱器、第一級換熱器連接，第二級換熱器、第一級換熱器分別與第二級換熱器、第一級換熱器連接，壓縮機(jī)通過管道依次與冷卻器、干燥器、過濾器連接，發(fā)電裝置分別與液氧儲罐和壓縮機(jī)連接。由于本發(fā)明主要是熱交換器、壓縮機(jī)和氣液分離器等組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、凈化效果好、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水下航器，特別是涉及一種水下航器空氣凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水下航器是一個有限密閉空間，隨著潛航時間的延長，污染物不斷積累，艙室大氣環(huán)境將不斷惡化。根據(jù)國內(nèi)外潛艇的實(shí)測數(shù)據(jù)，艙室大氣成分非常復(fù)雜。有害氣體除了CO2外，還含有大量的無機(jī)物和有機(jī)物。無機(jī)物包括H2、CO、NO2、SO2、NH3等，有機(jī)物包括脂肪烴、芳香烴和鹵代烴等。據(jù)報道英國海軍用GC-MS技術(shù)定性分析出有機(jī)污染物高達(dá)195種。潛艇艙室環(huán)境與艇員的工作、生活息息相關(guān)，是人-機(jī)-環(huán)境長期相互作用的結(jié)果，屬于聚落性環(huán)境。艙室容納污染物的能力有限，任一個艙室的空氣污染都會危及全艇。

目前水下航器的空氣凈化采取集中和定點(diǎn)清除相結(jié)合，對H2、CO等采用專用濾器進(jìn)行定點(diǎn)清除，對大量有機(jī)污染物和不確定氣體采取集中清除，由于有害成分十分復(fù)雜，凈化效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種凈化效果理想、操控簡單的水下航器空氣凈化系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

本發(fā)明是一種水下航器空氣凈化系統(tǒng)，包括液氧儲罐、第二級換熱器、第一級換熱器、壓縮機(jī)、冷卻器、干燥器、過濾器、第一級氣液分離器、第二級氣液分離器、發(fā)電裝置、節(jié)流閥、電解槽；

所述的液氧儲罐通過管道與第二級換熱器的第一個進(jìn)口連接，第二級換熱器的一個出口通過管道與第一級換熱器的一個進(jìn)口連接，第二級換熱器的另一個出口通過管道與第二級氣液分離器連接，在第二級換熱器與第二級氣液分離器連接管道上安裝有節(jié)流閥，第二級氣液分離器的出口通過管道與第二級換熱器的第二個進(jìn)口連接，

第一級氣液分離器的一個出口通過管道與第二級換熱器的第三個進(jìn)口連接，第一級氣液分離器的進(jìn)口通過管道與第一級換熱器連接，第一級換熱器的出口向外輸送潔凈空氣和氧氣；所述的壓縮機(jī)的進(jìn)口吸入艙室大氣，壓縮機(jī)的出口與冷卻器、干燥器、過濾器通過管道依次連接，過濾器的出口與第一級換熱器的另一個進(jìn)口連接；

所述的發(fā)電裝置包括半導(dǎo)體發(fā)電組件、冷端換熱器、熱端換熱器，冷端換熱器通過管道與液氧儲罐的液氧出口管道連接，熱端換熱器通過管道與壓縮機(jī)排氣口連接，半導(dǎo)體發(fā)電組件伸入電解槽。

本發(fā)明是一種基于液氧冷能利用的水下航器空氣凈化系統(tǒng)：冷量利用的密閉艙室大氣空氣凈化系統(tǒng)，即根據(jù)有害氣體無機(jī)物和有機(jī)物沸點(diǎn)的不同，分成兩級液化分離，同時通過低溫半導(dǎo)體溫差發(fā)電-電解水制氧，可得到寶貴的再生氧氣和燃料氫。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明利用可儲備的液氧作為唯一能源，清除密閉艙室中的有害氣體無機(jī)物和有機(jī)物，同時提供再生氧氣和燃料氫。

2、本發(fā)明主要是熱交換器、壓縮機(jī)和氣液分離器等組成，設(shè)備簡單，通過低溫液化方法去除十分復(fù)雜的有害成分，凈化效果理想，具有投資省、操控簡單、實(shí)施容易、可靠、無需復(fù)雜的設(shè)備技術(shù)或者控制技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，解決了常規(guī)空氣凈化系統(tǒng)凈化效果不理想關(guān)鍵待突破的技術(shù)。

3、本發(fā)明液氧冷量得到了充分利用，能源的綜合階梯利用系數(shù)高，這些體現(xiàn)在空氣凈化和低溫溫差發(fā)電制氧制氫上。