[发明专利]用于降低燃料箱的爆炸危险的安全系统

说明书

相关申请

本申请要求2008年10月2日提交的美国临时专利申请No.61/194,948和2008年10月2日提交的德国专利申请10 2008 050 373.8的优先权，这两个申请的内容这里通过引用而结合。

技术领域

本发明涉及一种用于降低燃料箱的爆炸危险的安全装置、这种安全系统的应用以及具有用于降低爆炸危险的安全系统的飞机。

背景技术

通常在没有完全填满的燃料箱中，在燃料和位于燃料上面的并由空气填满的空腔之间的分界面上存在这样的危险，即在确定的温度下以及相应的压力下由空气和燃料气体形成可点燃的混合物。由于火花或其他点燃源可以点燃所述混合物，并导致燃料箱爆炸。特别是当燃料箱是飞机的燃料箱时，这有灾难性的后果并可能导致飞机连同乘员的损失。

出于这个原因例如引入了FAA法规，该法规规定了飞机的缩减(Reduzieren)。对于这个问题的一种已知的解决方案在于，向飞机的燃料箱导入保护气体，其中保护气体是缺乏氧的或完全惰化的。这会导致，在燃料箱中所形成的空气燃料混合物由于缺少氧气不能点燃。例如由DE 10 2005 054885 A1和US 2007/0111060 A1已知一种用于降低燃料箱的爆炸危险的安全系统，在这种安全系统中，缺乏氧的空气从已经安装在飞机中的燃料电池中流出并导入动力燃料箱中。但这里证明是有问题的，保护气体具有很高的相对空气湿度，这种空气湿度对燃料的质量产生不利影响。为了除去缺乏氧的空气湿气，需要冷凝装置。从保护气体中获得的水以后可以继续用于另外的目的。由于所述安全系统的冷凝装置，飞机的总重量会明显提高。此外，当飞机停靠在地面上时会从燃料箱的通风系统中向周围环境排放煤油蒸汽。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于降低燃料箱的爆炸危险的安全系统，这种安全系统的结构尽可能简单并具有尽可能小的重量，但仍能可靠地降低燃料箱中的爆炸危险。本发明的另一个目的是，尽可能完全防止煤油蒸汽的排放。此外，本发明的目的还可以是，在采用惰性化的空气时提出一种复杂程度较低的冷凝装置。

所述目的通过根据独立权利要求1的特征的用于降低燃料箱的爆炸危险的安全系统来实现。

本发明第一重要的方面在于，根据本发明的安全系统设有具有用于流体的入口和出口的流体容器，其中，该流体容器具有至少局部柔性的结构并设计成，使得流体容器能够定位在燃料箱的位于燃料上方的空腔中并在流体流入时基本上将所述空腔填满直到燃料箱的上侧。这意味着，通常在没有完全填满的燃料箱中存在的空腔通过根据本发明的流体容器形式的物体占据，该物体优选持续地由流体流动通过。所述流体流入流体容器的入口并通过所述出口离开流体容器。通过流体的流入和由于出口有限的通流孔而在一开始延迟流出的流体，流体容器发生膨胀，因为流体容器是柔性的。流体容器可以膨胀至所述空腔基本上完全由其占据。由此本质上防止了在燃料到空腔的分界面上形成可燃的混合物，因为实际上不存在用于形成这种混合物的空气体积。

官方要求规定在燃料上方占燃料箱体积的2％的自由空间，由于在温度升高时可能的体积膨胀。如果在采用本发明时要求设置这种自由空间，则所述自由空间可以通过附加的海绵式的物体或附加的隔离件来填充。

如果本发明涉及用于飞机的燃料箱，则通过根据本发明的流体容器的构型确保了，热膨胀不会导致燃料箱或根据本发明的流体容器的破坏。这种可能导致燃料箱爆裂的压力升高通过敞开的出口避免。

为了在流体不是持续地通过入口进入根据本发明的流体容器的情况下避免燃料箱的损坏，可以这样来避免对燃料箱和根据本发明的流体容器的损坏，即，在根据本发明的流体容器的入口和/或出口上设置过压保护阀。除此以外，可以设想采用防爆盘，所述防爆盘在一次激活之后必须更换。但这可以是一种特别经济的解决方案。由此燃料在略微升温时可以膨胀并且根据本发明的流体容器在其尺寸上收缩。

一个积极的附属效果是这样的事实，传统的油箱通风系统通过根据本发明的安全系统可以取消。在加油时需要使空气从燃料箱中逸出，由此燃料箱中的压力水平保持在周围环境的水平上并可以避免损坏。在采用根据本发明的安全系统可以从流体容器的出口充分地流出空气，所述空气导致流体容器的收缩并为进入燃料箱的燃料提供足够的空间。在传统的排气系统中通常会流出的燃料蒸汽不再存在，因为从流体容器中流出的空气不是直接与燃料接触。