[發明專利]一種流向變換式耗氧型惰化系統

在審

• 申請號: 201910358634.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110053780A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 謝輝輝;朱天宇;馮詩愚;彭孝天;江榮杰
• 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
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種流向變換式耗氧型惰化系統，涉及航空系統技術領域。本發明的具體原理為：將燃油箱上部的易燃易爆的燃油蒸汽混合物通過風機加熱后引入催化反應器的進口，燃油蒸汽混合物在反應器中發生化學反應，燃油蒸汽被分解成水和二氧化碳，氧氣被消耗；反應后的富氮氣體通過冷卻除水后返回油箱，對油箱進行惰化。反應器內部兩端設由保溫材料可以儲存化學反應熱，進出口處設由溫度傳感器，當反應器出口溫度過高時，由反應器兩端的三通閥在自動控制器的控制下實現流向變換操作，避免反應器飛溫。因此該系統啟動后，無需對燃油蒸汽混合物進行預熱，具有溫度自控、自熱等優點。

技術領域

本發明涉及航空系統技術領域，尤其涉及一種流向變換式耗氧型惰化系統。

背景技術

現代飛機的安全問題一直以來受到社會的廣泛關注，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，美國空軍受到地面火力攻擊而損失數千架飛機，其中由于飛機油箱起火爆炸導致機毀人亡的比例就高達50%。機艙安全研究技術小組（cabin safety 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。

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：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。

但是現有的耗氧型惰化系統存在預熱量大，并且催化反應器溫度不均勻，出口溫度難以控制的缺點。

發明內容

本發明提供一種流向變換式耗氧型惰化系統，能夠使得惰化系統啟動后無需加熱氣體，利用自身反應熱對燃油蒸汽進行反應，具有節能、自熱、限制反應器出口溫度、反應器溫度均勻的特點。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種流向變換式耗氧型惰化系統，包括：第一風機、加熱器、第一三通調節閥、第一蓄熱床、催化床、第二蓄熱床、反應器、第二三通調節閥、第二風機、水分離器。

待作業的油箱包含進氣口和出氣口，出氣口和第一風機、加熱器、第一三通調節閥、反應器的右端依次連接。

反應器的左端和第二三通調節閥、第二風機、水分離器、油箱的進氣口依次連接。反應器上依次設置第一蓄熱床、催化床、第二蓄熱床。第一三通調節閥的右通口和加熱器連接，左通口和反應器的右端連接，第二三通調節閥的右通口和反應器的左端連接，左通口和第二風機連接，第一三通調節閥的下通口連接在第二三通調節閥和反應器之間，第二三通調節閥的上通口連接在第一三通調節閥和反應器之間。

當反應器的左端溫度過高時，第一三通調節閥的左通口閉合，下通口打開。第二三通調節閥的右通口閉合，上通口打開。

當反應器的右端溫度過高時，第一三通調節閥的左通口打開，下通口閉合。第二三通調節閥的右通口打開，上通口閉合。

進一步的，蓄熱床由材料高熱容的惰性瓷球填充構成。

進一步的，催化床上設置的催化反應材料為負載型貴金屬催化劑或金屬氧化物催化劑。