一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置，属于航空系统技术领域，具体原理为：飞行器燃油箱上部的混合气体被风机抽出，经过温度调节，通入低温等离子体反应器中，其中的碳氢化合物被低温等离子激发、离解、电离最终生成无害的 CO2 和 H2O，干燥后得到的富氮气体流回油箱进行燃油箱惰化。但是反应后的混合气体仍含有较多热量，本发明专利技术采用温差发电技术回收反应后气体中的热量进行发电，为系统运行提供电量，具有技术高端、节能、无机械设备、适应工况范围宽、结构简单、操作简单等优点。 1

A device for generating waste heat from inert system of aircraft fuel tank

The invention discloses a device for using the waste heat generation in the inerting system of an aircraft fuel tank, which belongs to the technical field of the aviation system. The concrete principle is that the mixture of gas in the upper part of the fuel tank of the aircraft is pumped out by the fan, through the temperature regulation, into the low temperature plasma reactor, and the hydrocarbons in the fuel tank are plasma at low temperature. Excitation, dissociation and ionization eventually produce harmless CO2 and H2O, and the nitrogen rich gas after drying is returned to the tank to inert the fuel tank. But the mixed gas after the reaction still contains more heat. The invention adopts the temperature difference power generation technology to recover the heat in the gas after the reaction to generate electricity, and provides the electricity for the system operation. It has the advantages of high end technology, energy saving, no mechanical equipment, wide adaptation range, simple structure, simple operation and so on. One

【技术实现步骤摘要】
一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置
本专利技术涉及航空系统
，涉及机载油箱氧浓度控制系统中废热回收，特别涉及一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置。
技术介绍
机燃油系统起火或爆炸是引起飞机失事的主要原因之一。飞机燃油系统的防火防爆能力，直接关系到飞机生存力和易损性，也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全。燃油箱若具有防爆能力，即使中弹或其他原因引起火灾，也不至于机毁人亡，飞机经修复后乃可继续使用，这就相应提高了飞机的利用率和生存力，降低了飞机的易损性。飞机燃油箱防爆技术的采用还可以增加救生时间，使飞机在燃油箱出现故障的情况下有足够的时间返航。另外，还可以在应急情况下保护飞机。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-BoardInertGasGeneratorSystem，OBIGGS）是最经济、实用的飞机油箱氧浓度控制技术。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，低温等离子技术在处理废气及垃圾等方面发展迅速，低温等离子体中的高能电子与气体分子或原子发生非弹性碰撞，将能量转化成为基态分子或原子的内能，从而使其发生激发、离解和电离，气体处于活化状态。当电子的能量高于VOCs分子的化学键键能时，分子将发生断裂分解；高能电子激发所产生的O、OH具有很强的氧化性，可以将VOCs分子降解为CO2和H2O。反应后的气体经过干燥处理后成为富氮气体，流回油箱进行冲洗惰化来控制油箱气相空间的氧浓度。但是反应后的混合气体仍含有较多热量，一般情况下，用冷却剂吸收该部分热量后被排放，能量没有被充分利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置，包含油箱、第一阻火器、风机、预热器、电加热器、第一温度传感器、第一氧浓度传感器、第一碳氢化合物传感器、低温等离子反应器、第二碳氢化合物传感器、第二氧浓度传感器、冷却器、水分离器、第二温度传感器、第一电动调节阀、单向止回阀、第二阻火器、第三氧浓度传感器、第二电动调节阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀、温差发电器、第三温度传感器、第四温度传感器、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入口；所述自动控制器包含电流输入端和电流输出端；油箱的气体出口、第一阻火器、风机的入口通过管道依次相连；所述风机的出口分别和所述第二电动调节阀的出口、预热器冷侧通道的入口通过管道相连；所述预热器冷侧通道的出口、电加热器、第一温度传感器、第一氧浓度传感器、第一碳氢化合物传感器、低温等离子体反应器、第二碳氢化合物传感器、第二氧浓度传感器、预热器的热侧通道、冷却器的热侧通道、水分离器、第二温度传感器、第一电动调节阀、单向止回阀、第二阻火器、油箱的气体入口通过管道依次相连；所述第三氧浓度传感器的探头伸入所述所述油箱内，用于测量所述油箱内的氧气浓度，并将其传递给所述自动控制器；所述第二电动调节阀的入口、第三电动调节阀的入口、第四电动调节阀的入口均通过管道和外部冲压空气相连；所述第三电动调节阀的出口、冷却器的冷侧通道、温差发电器的热侧通道、第三温度传感器、外部用于废气排放的通道通过管道依次相连；所述第四电动调节阀的出口、温差发电器的冷侧通道、第四温度传感器、外部用于废气排放的通道通过管道依次相连；所述自动控制器的电流输入端分别和所述第三氧浓度传感器、第一温度传感器、第一氧浓度传感器、第一碳氢化合物传感器、第二碳氢化合物传感器、第二氧浓度传感器、第三温度传感器、蓄电池管理模块、第四温度传感器、辅助电源、第二温度传感器电气相连；自动控制器的电流输出端分别和所述风机、电加热器、低温等离子反应器、第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀电气相连；所述温差发电控制模块的输入端和所述温差发电器接线端电气相连、输出端和所述蓄电池组电气相连；所述蓄电池管理模块和所述蓄电池组电气相连。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术将低温等离子技术应用于飞行器油箱氧浓度控制，并采用温差发电技术回收反应后气体中的热量进行发电，为系统运行提供电量，具有技术高端、节能、无机械设备、适应工况范围宽、结构简单、操作简单等优点。附图说明图1是一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置示意图；图2是温差发电子系统示意图。图中，1-油箱，2-第一阻火器，3-风机，4-预热器，5-电加热器，6-第一温度传感器，7-第一氧浓度传感器，8-第一碳氢化合物传感器，9-低温等离子反应器，10-第二碳氢化合物传感器，11-第二氧浓度传感器，12-冷却器，13-水分离器，14-第二温度传感器，15-第一电动调节阀，16-单向止回阀，17-第二阻火器，18-第三氧浓度传感器，19-第二电动调节阀，20-第三电动调节阀，21-第四电动调节阀，22-温差发电器，23-第三温度传感器，24-第四温度传感器，25-温差发电控制模块，26-蓄电池组，27-蓄电池管理模块，28-辅助电源，29-自动控制器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等描述各个元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不受这些术语限制。这些术语仅仅用于将元件、组件和/或部分相互区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件和/或部分在不背离本专利技术教学的前提下可以成为第二元件、组件或部分。如图1所示，一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置。包括冲压空气，油箱1出口通过管道依次连接有第一阻火器2、风机3入口；所述风机3出口与第二电动调节阀19出口通过管道同时与预热器4冷侧通道入口连接；所述预热器4冷侧通道出口通过管道依次连接有电加热5、第一温度传感器6、第一氧浓度传感器7、第一碳氢化合物传感器8、低温等离子体反应器9、第二碳氢化合物传感器10、第二氧浓度传感器11、所述预热器4热侧通道、冷却器12热侧通道、水分离器13、第二温度传感器14、第一电动调节阀15、单向止回阀16、第二阻火器17、所述油箱1入口。第三氧浓度传感器18通过探头与所述油箱1连接。所述冲压空气共有三股，其一股通过管道与所述第二电动调节阀19入口连接；其二股通过管道依次连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置，其特征在于，包含油箱（1）、第

【技术特征摘要】
1.一种利用飞行器燃油箱惰化系统中废热发电的装置，其特征在于，包含油箱（1）、第一阻火器（2）、风机（3）、预热器（4）、电加热器（5）、第一温度传感器（6）、第一氧浓度传感器（7）、第一碳氢化合物传感器（8）、低温等离子反应器（9）、第二碳氢化合物传感器（10）、第二氧浓度传感器（11）、冷却器（12）、水分离器（13）、第二温度传感器（14）、第一电动调节阀（15）、单向止回阀（16）、第二阻火器（17）、第三氧浓度传感器（18）、第二电动调节阀（19）、第三电动调节阀（20）、第四电动调节阀（21）、温差发电器（22）、第三温度传感器（23）、第四温度传感器（24）、温差发电控制模块（25）、蓄电池组（26）、蓄电池管理模块（27）、辅助电源（28）和自动控制器（29）；所述油箱（1）包含气体出口和气体入口；所述自动控制器（29）包含电流输入端和电流输出端；油箱（1）的气体出口、第一阻火器（2）、风机（3）的入口通过管道依次相连；所述风机（3）的出口分别和所述第二电动调节阀（19）的出口、预热器（4）冷侧通道的入口通过管道相连；所述预热器（4）冷侧通道的出口、电加热器（5）、第一温度传感器（6）、第一氧浓度传感器（7）、第一碳氢化合物传感器（8）、低温等离子体反应器（9）、第二碳氢化合物传感器（10）、第二氧浓度传感器（11）、预热器（4）的热侧通道、冷却器（12）的热侧通道、水分离器（13）、第二温度传感器（14）、第一电动调节阀（15）、单向止回阀（16）...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭孝天，冯诗愚，李超越，王苏明，刘卫华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32