CN208544429U - 一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***，将油箱上部气相空间燃油蒸气和空气混合物通入到电晕反应器中，通过电晕线的电晕放电，产生出大量的电子、离子、氧等离子体和臭氧，作用于燃油蒸气，将其分解和氧化；反应过程消耗空气中的氧气，反应后的富氮气体流入油箱进行冲洗惰化。本实用新型能够在常温常压下操作，去除效率高、运行费用低，基本上无二次污染，且运行管理方便。
Description
技术领域
本实用新型属于航空***技术领域，涉及一种飞行器燃油箱惰化***，特别涉及一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***。
背景技术
现代飞机的安全问题一直以来受到社会的广泛关注，而燃油***燃烧、***是引起飞机失事的主要原因之一。有数据表明，在越南战争中，美国空军受到地面火力攻击而损失数千架飞机，其中由于飞机油箱起火***导致机毁人亡的比例就高达50%。机舱安全研究技术小组（cabin safety research technical group,GSRTG）对1966年至2009年全世界3726起民机事故统计结果显示，共有370起事故与油箱燃烧***有关。由此可见，必须采用有效的措施来防止飞行器油箱燃爆。
飞机燃油箱上部空间充满可燃的油气混合物，其易燃、易爆特点严重威胁着飞机安全，必须采取有效措施以减少其燃、爆发生的概率，并降低其危害程度。在油箱保护***中，降低油箱上部气相空间氧气浓度可防止油箱起火***，保证乘客和飞机安全。降低燃油箱氧气浓度可采用惰性气体如氮气和二氧化碳等气体进行油箱惰化，使其氧含量降低至可燃极限以下。
常见的飞行器油箱氧浓度控制技术主要有液氮惰化技术、Halon 1301惰化技术、分子筛技术、膜分离技术等。其中中空纤维膜制取富氮气体的机载制氮惰化技术（On-BoardInert Gas Generator System， OBIGGS）是最经济、实用的飞机油箱燃爆抑制技术。但是OBIGGS 技术仍存在很多问题，如分离膜效率低导致飞机代偿损失大、分离膜入口需求压力高导致在很多机型上无法使用（如直升机）、细小的膜丝和渗透孔径逐渐堵塞及气源中臭氧导致膜性能衰减严重、富氮气体填充油箱时导致燃油蒸汽外泄污染环境等。
多年来，国内外学者对低温等离子体技术进行了大量研究。这些研究表明，与其它低温等离子体技术相比，电晕放电技术处理VOCs具有处理效率高、能量利用率高、设备维护简单、费用低等优点，发展前景广阔。电晕放电是指在非均匀电场中，在较高的电场强度下，气体产生“电子雪崩”，出现大量的自由电子，这些电子在电场力的作用下做加速运动并获得能量。当这些电子具有的能量与C—H、C=C或C-C键的键能相同或相近时，就可以打破这些键，从而破坏有机物的结构。同时电晕放电可以产生以臭氧为代表的具有强氧化能力的物质，可以氧化有机物。所以电晕法处理VOCs，理论上是上述两种机理共同作用的结果。本实用新型将电晕放电技术应用到飞行器燃油箱惰化***中，具有可在常温常压下操作、去除效率高、运行费用低、基本上无二次污染、运行管理方便等优点
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的中空纤维膜制氮效率低、价格昂贵、污染环境等缺点，提供了一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***。即将油箱上部气相空间燃油蒸气和空气混合物通入到电晕反应器中，通过电晕线的电晕放电，产生出大量的电子、离子、氧等离子体和臭氧，作用于燃油蒸气，将其分解和氧化；反应过程消耗空气中的氧气，反应后的富氮气体流入油箱进行惰化，达到燃油箱防火防爆的目的。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***，包含油箱、第一阻火器、第一风机、干燥器、流量传感器、缓冲瓶、电晕反应器、第二风机、冷却器、水分离器、温度传感器、第一电动调节阀、止回阀、第二阻火器、氧浓度传感器、第三风机、第二电动调节阀、第三电动调节阀和自动控制器；
所述油箱包含气体入口和气体出口；所述自动控制器包含电流输入端和电流输出端；
所述油箱的气体出口、第一阻火器、第一风机的入口依次管道相连；
所述第一风机的出口分别和所述第二电动调节阀的出口、干燥器的入口管道相连；
所述干燥器的出口、流量传感器、缓冲瓶、电晕反应器、第二风机、冷却器的热侧通道、水分离器、温度传感器、第一电动调节阀、止回阀、第二阻火器、油箱的气体入口依次管道相连，其中，所述缓冲瓶用于降低进入其内气体的流动速度；所述电晕反应器用于对进入其内的燃油蒸气进行电晕放电降解，使得其中的碳氢化合物被分解并消耗氧气，产生CO2和H2O；
所述第三风机的入口接外部冲压空气，出口分别和所述第二电动调节阀的入口、第三电动调节阀的入口管道相连；
所述第三电动调节阀的出口和所述冷却器冷侧通道的入口管道相连；
所述冷却器冷侧通道的出口用于将其内的气体排至机外；
所述氧浓度传感器的探头伸入所述油箱内，用于测量所述油箱内气体的氧浓度，并将其传递给所述自动控制器；
所述自动控制器的电流输入端分别和所述流量传感器、温度传感器、氧浓度传感器电气相连，自动控制器的电流输出端分别和所述第一风机、电晕反应器、第二风机、第一电动调节阀、第三风机、第二电动调节阀、第三电动调节阀电气相连。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型将油箱上部气相空间燃油蒸气和空气混合物通入到电晕反应器中，通过电晕线的电晕放电，产生出大量的电子、离子、氧等离子体和臭氧，作用于燃油蒸气，将其分解和氧化；反应过程消耗空气中的氧气，反应后的富氮气体流入油箱进行冲洗惰化，***具有可在常温常压下操作、去除效率高、运行费用低、无二次污染、运行管理方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***的结构示意图。
图中，1-油箱，2-第一阻火器，3-第一风机，4-干燥器，5-流量传感器，6-缓冲瓶，7-电晕反应器，8-第二风机，9-冷却器，10-水分离器，11-温度传感器，12-第一电动调节阀，13-止回阀，14-第二阻火器，15-氧浓度传感器，16-第三风机，17-第二电动调节阀，18-第三电动调节阀，19-自动控制器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步描述。以下所述仅为本实用新型一部分实施例，非全部实施例。基于本实用新型实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型公开了一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***，包含油箱1、第一阻火器2、第一风机3、干燥器4、流量传感器5、缓冲瓶6、电晕反应器7、第二风机8、冷却器9、水分离器10、温度传感器11、第一电动调节阀12、止回阀13、第二阻火器14、氧浓度传感器15、第三风机16、第二电动调节阀17、第三电动调节阀18和自动控制器19；
所述油箱1包含气体入口和气体出口；所述自动控制器16包含电流输入端和电流输出端；
所述油箱1的气体出口、第一阻火器2、第一风机3的入口依次管道相连；
所述第一风机3的出口分别和所述第二电动调节阀17的出口、干燥器4的入口管道相连；
所述干燥器4的出口、流量传感器5、缓冲瓶6、电晕反应器7、第二风机8、冷却器9的热侧通道、水分离器10、温度传感器11、第一电动调节阀12、止回阀13、第二阻火器14、油箱1的气体入口依次管道相连，其中，所述缓冲瓶6用于降低进入其内气体的流动速度；所述电晕反应器7用于对进入其内的燃油蒸气进行电晕放电降解，使得其中的碳氢化合物被分解并消耗氧气，产生CO2和H2O；
所述第三风机16的入口接外部冲压空气，出口分别和所述第二电动调节阀17的入口、第三电动调节阀18的入口管道相连；
所述第三电动调节阀18的出口和所述冷却器9冷侧通道的入口管道相连；
所述冷却器9冷侧通道的出口用于将其内的气体排至机外；
所述氧浓度传感器15的探头伸入所述油箱1内，用于测量所述油箱1内气体的氧浓度，并将其传递给所述自动控制器19；
所述自动控制器19的电流输入端分别和所述流量传感器5、温度传感器11、氧浓度传感器15电气相连，自动控制器19的电流输出端分别和所述第一风机3、电晕反应器7、第二风机8、第一电动调节阀12、第三风机16、第二电动调节阀17、第三电动调节阀18电气相连。
本实用新型一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***工作过程如下：
1）电晕放电分解过程
油箱1上部气相空间燃油蒸气和空气的混合气体在所述第一风机3的抽吸作用下，通过第一阻火器2、第一风机3后，与流过第二电动调节阀17冲压空气混合，以调节氧气和燃油蒸气在合适的比例；由于相对湿度对电晕放电反应影响较大，混合气体在所述干燥器5中进行干燥；干燥的气体在缓冲瓶6中降低流动速度，然后在电晕反应器7中燃油蒸气被电晕放电降解，碳氢化合物被分解并消耗氧气，产生CO2和H2O；
所述第三风机16出口的冲压空气分为两股，其一股流经第二电动调节阀17后，与来自油箱的气体混合，参与催化反应；其二股流经第三电动调节阀18后，进入所述冷却器9冷侧通道对反应后气体进行冷却，随后排出机外；
2）惰化过程
所述电晕反应器7出口的富氮气体，在所述第二风机8的抽吸作用下，流过冷却器9被冲压空气冷却；紧接着在水分离器10排出凝结水；依次流经温度传感器11、第一电动调节阀12、止回阀13、第二阻火器14后，流入所述油箱1进行冲洗惰化；
3）数据采集及控制过程
所述氧浓度传感器15通过探杆探测所述油箱1上部气相空间氧浓度并将信号传输到所述自动控制器19；当氧浓度大于给定值时，所述自动控制器19输出控制信号连通所述第一风机3、电晕反应器7、第二风机8、第一电动调节阀12、第三风机16、第二电动调节阀17、第三电动调节阀18，***开始工作；当氧浓度小于给定值时，***停止工作；
通过所述流量传感器5测得参与反应的气体流量，来调节所述电晕反应器7电压，使得反应充分进行；
所述温度传感器11测得干燥的富氮气体温度，并将信号传输到所述自动控制器19；当温度大于给定值时，所述自动控制器19输出控制信号关闭所述第一电动调节阀12，以防止高温气体进入油箱，保证油箱安全。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于电晕放电技术的燃油箱惰化***，其特征在于，包含油箱（1）、第一阻火器（2）、第一风机（3）、干燥器（4）、流量传感器（5）、缓冲瓶（6）、电晕反应器（7）、第二风机（8）、冷却器（9）、水分离器（10）、温度传感器（11）、第一电动调节阀（12）、止回阀（13）、第二阻火器（14）、氧浓度传感器（15）、第三风机（16）、第二电动调节阀（17）、第三电动调节阀（18）和自动控制器（19）；
所述油箱（1）包含气体入口和气体出口；所述自动控制器（19）包含电流输入端和电流输出端；
所述油箱（1）的气体出口、第一阻火器（2）、第一风机（3）的入口依次管道相连；
所述第一风机（3）的出口分别和所述第二电动调节阀（17）的出口、干燥器（4）的入口管道相连；
所述干燥器（4）的出口、流量传感器（5）、缓冲瓶（6）、电晕反应器（7）、第二风机（8）、冷却器（9）的热侧通道、水分离器（10）、温度传感器（11）、第一电动调节阀（12）、止回阀（13）、第二阻火器（14）、油箱（1）的气体入口依次管道相连，其中，所述缓冲瓶（6）用于降低进入其内气体的流动速度；所述电晕反应器（7）用于对进入其内的燃油蒸气进行电晕放电降解，使得其中的碳氢化合物被分解并消耗氧气，产生CO2和H2O；
所述第三风机（16）的入口接外部冲压空气，出口分别和所述第二电动调节阀（17）的入口、第三电动调节阀（18）的入口管道相连；
所述第三电动调节阀（18）的出口和所述冷却器（9）冷侧通道的入口管道相连；
所述冷却器（9）冷侧通道的出口用于将其内的气体排至机外；
所述氧浓度传感器（15）的探头伸入所述油箱（1）内，用于测量所述油箱（1）内气体的氧浓度，并将其传递给所述自动控制器（19）；
所述自动控制器（19）的电流输入端分别和所述流量传感器（5）、温度传感器（11）、氧浓度传感器（15）电气相连，自动控制器（19）的电流输出端分别和所述第一风机（3）、电晕反应器（7）、第二风机（8）、第一电动调节阀（12）、第三风机（16）、第二电动调节阀（17）、第三电动调节阀（18）电气相连。
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| GR01 | Patent grant | ||
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