[发明专利]一种流向变换式耗氧型惰化系统

说明书

本发明公开了一种流向变换式耗氧型惰化系统，涉及航空系统技术领域。本发明的具体原理为：将燃油箱上部的易燃易爆的燃油蒸汽混合物通过风机加热后引入催化反应器的进口，燃油蒸汽混合物在反应器中发生化学反应，燃油蒸汽被分解成水和二氧化碳，氧气被消耗；反应后的富氮气体通过冷却除水后返回油箱，对油箱进行惰化。反应器内部两端设由保温材料可以储存化学反应热，进出口处设由温度传感器，当反应器出口温度过高时，由反应器两端的三通阀在自动控制器的控制下实现流向变换操作，避免反应器飞温。因此该系统启动后，无需对燃油蒸汽混合物进行预热，具有温度自控、自热等优点。

技术领域

本发明涉及航空系统技术领域，尤其涉及一种流向变换式耗氧型惰化系统。

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爆炸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。

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：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。

但是现有的耗氧型惰化系统存在预热量大，并且催化反应器温度不均匀，出口温度难以控制的缺点。

发明内容

本发明提供一种流向变换式耗氧型惰化系统，能够使得惰化系统启动后无需加热气体，利用自身反应热对燃油蒸汽进行反应，具有节能、自热、限制反应器出口温度、反应器温度均匀的特点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种流向变换式耗氧型惰化系统，包括：第一风机、加热器、第一三通调节阀、第一蓄热床、催化床、第二蓄热床、反应器、第二三通调节阀、第二风机、水分离器。

待作业的油箱包含进气口和出气口，出气口和第一风机、加热器、第一三通调节阀、反应器的右端依次连接。

反应器的左端和第二三通调节阀、第二风机、水分离器、油箱的进气口依次连接。反应器上依次设置第一蓄热床、催化床、第二蓄热床。第一三通调节阀的右通口和加热器连接，左通口和反应器的右端连接，第二三通调节阀的右通口和反应器的左端连接，左通口和第二风机连接，第一三通调节阀的下通口连接在第二三通调节阀和反应器之间，第二三通调节阀的上通口连接在第一三通调节阀和反应器之间。

当反应器的左端温度过高时，第一三通调节阀的左通口闭合，下通口打开。第二三通调节阀的右通口闭合，上通口打开。

当反应器的右端温度过高时，第一三通调节阀的左通口打开，下通口闭合。第二三通调节阀的右通口打开，上通口闭合。

进一步的，蓄热床由材料高热容的惰性瓷球填充构成。

进一步的，催化床上设置的催化反应材料为负载型贵金属催化剂或金属氧化物催化剂。