[发明专利]水下航器空气净化系统

说明书

本发明公开了一种水下航器空气净化系统，包括液氧储罐、第二级换热器、第一级换热器、压缩机、冷却器、干燥器、过滤器、第一级气液分离器、第二级气液分离器、发电装置、节流阀、电解槽；所述的液氧储罐通过管道依次与第二级换热器、第一级换热器连接，第二级换热器、第一级换热器分别与第二级换热器、第一级换热器连接，压缩机通过管道依次与冷却器、干燥器、过滤器连接，发电装置分别与液氧储罐和压缩机连接。由于本发明主要是热交换器、压缩机和气液分离器等组成，具有结构简单、净化效果好、可靠等优点。

技术领域

本发明涉及一种水下航器，特别是涉及一种水下航器空气净化系统。

背景技术

水下航器是一个有限密闭空间，随着潜航时间的延长，污染物不断积累，舱室大气环境将不断恶化。根据国内外潜艇的实测数据，舱室大气成分非常复杂。有害气体除了CO2外，还含有大量的无机物和有机物。无机物包括H2、CO、NO2、SO2、NH3等，有机物包括脂肪烃、芳香烃和卤代烃等。据报道英国海军用GC-MS技术定性分析出有机污染物高达195种。潜艇舱室环境与艇员的工作、生活息息相关，是人-机-环境长期相互作用的结果，属于聚落性环境。舱室容纳污染物的能力有限，任一个舱室的空气污染都会危及全艇。

目前水下航器的空气净化采取集中和定点清除相结合，对H2、CO等采用专用滤器进行定点清除，对大量有机污染物和不确定气体采取集中清除，由于有害成分十分复杂，净化效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净化效果理想、操控简单的水下航器空气净化系统。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种水下航器空气净化系统，包括液氧储罐、第二级换热器、第一级换热器、压缩机、冷却器、干燥器、过滤器、第一级气液分离器、第二级气液分离器、发电装置、节流阀、电解槽；

所述的液氧储罐通过管道与第二级换热器的第一个进口连接，第二级换热器的一个出口通过管道与第一级换热器的一个进口连接，第二级换热器的另一个出口通过管道与第二级气液分离器连接，在第二级换热器与第二级气液分离器连接管道上安装有节流阀，第二级气液分离器的出口通过管道与第二级换热器的第二个进口连接，

第一级气液分离器的一个出口通过管道与第二级换热器的第三个进口连接，第一级气液分离器的进口通过管道与第一级换热器连接，第一级换热器的出口向外输送洁净空气和氧气；所述的压缩机的进口吸入舱室大气，压缩机的出口与冷却器、干燥器、过滤器通过管道依次连接，过滤器的出口与第一级换热器的另一个进口连接；

所述的发电装置包括半导体发电组件、冷端换热器、热端换热器，冷端换热器通过管道与液氧储罐的液氧出口管道连接，热端换热器通过管道与压缩机排气口连接，半导体发电组件伸入电解槽。

本发明是一种基于液氧冷能利用的水下航器空气净化系统：冷量利用的密闭舱室大气空气净化系统，即根据有害气体无机物和有机物沸点的不同，分成两级液化分离，同时通过低温半导体温差发电-电解水制氧，可得到宝贵的再生氧气和燃料氢。

采用上述方案后，本发明具有以下优点：

1、本发明利用可储备的液氧作为唯一能源，清除密闭舱室中的有害气体无机物和有机物，同时提供再生氧气和燃料氢。

2、本发明主要是热交换器、压缩机和气液分离器等组成，设备简单，通过低温液化方法去除十分复杂的有害成分，净化效果理想，具有投资省、操控简单、实施容易、可靠、无需复杂的设备技术或者控制技术等优点，解决了常规空气净化系统净化效果不理想关键待突破的技术。

3、本发明液氧冷量得到了充分利用，能源的综合阶梯利用系数高，这些体现在空气净化和低温温差发电制氧制氢上。