[发明专利]基于温差发电技术的耗氧型惰化燃油箱废热回收系统

说明书

本发明公开了一种一种基于温差发电技术的耗氧型惰化燃油箱废热回收系统，将油箱上部气相空间燃油蒸气和空气混合物经过温度调节后在催化氧化反应器中进行无焰催化燃烧，燃油蒸汽中的碳氢化合物被氧化成二氧化碳和水，经过冷却器及水分离器后，得到的低含水量惰化混合气返回油箱上部进行冲洗惰化，达到防火防爆的目的。另外，设置了温差发电子系统，将气体余热转化为电能，用来为惰化系统供电。本发明具有能量利用率高、惰化时间短、无环境污染等优点。

技术领域

本发明涉及防火防爆技术领域，尤其涉及一种基于温差发电技术的耗氧型惰化燃油箱废热回收系统。

背景技术

飞机的安全问题一直受到广泛关注，而燃油系统燃烧、爆炸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由于受到地面活力攻击而损失了数千架飞机。在这些损失中，由于失火导致的损失比例高达50%。机舱安全研究技术小组（cabinsafety 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起事故与油箱燃烧爆炸有关。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。在油箱保护系统中，降低油箱上部气相空间氧气浓度可防止油箱起火爆炸，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。目前，中空纤维膜制取富氮气体的机载制氮惰化技术（On-Board Inert GasGenerator 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。

近年来，国内外一些公司和研究机构还在进行采用催化燃烧方法来消耗油箱气相空间的氧气和可燃蒸汽从而降低油箱可燃风险的方法，称之为“绿色惰化技术”（Green On-Board Inert Gas Generation System， GOBIGGS）。这种新型惰化技术具有几个重要优势：基本无需预热，启动速度快，加之氧气在反应器中被消耗，惰化效率高、时间短；不向外排出燃油蒸汽，绿色环保。但是催化燃烧过程反应温度较高，反应后的混合气体仍含有较多热量，一般冷却剂吸收该部分热量后被排放，能量没有被充分利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于温差发电技术的耗氧型惰化燃油箱废热回收系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于温差发电技术的耗氧型惰化燃油箱废热回收系统，包含油箱、第一阻火器、气体干燥器、变频风机、第一止回阀、第一流量传感器、第一混合阀、第二止回阀、流量调节器、第一电磁阀、回热器、、电加热器、第一温度传感器、第一火焰抑制器、催化反应装置、第二火焰抑制器、冷却器、水分离器、第二温度传感器、第二电磁阀、第三电磁阀、第三止回阀、第二阻火器、氧浓度传感器、第四电磁阀、第五电磁阀、第二混合阀、温差发电器、三通调节阀、第三温度传感器、第二流量传感器、温差发电控制模块、蓄电池组、蓄电池管理模块、辅助电源和自动控制器；

所述油箱包含气体出口和气体进口；所述第一混合阀、第二混合阀均包含两个入口和一个出口；所述三通调节阀包含一个入口和两个出口；

所述油箱的气体出口、第一阻火器、气体干燥器、变频风机、第一止回阀、第一流量传感器、第一混合阀的一个入口通过管道依次连接；

所述第一电磁阀入口通过管道与外部发动机引气口相连；

所述第一电磁阀的出口、流量调节器、第二止回阀、第一混合阀的另一个入口通过管道依次连接；