[实用新型]一种液氮式机载油箱惰化装置

说明书

本实用新型公开了一种液氮式机载油箱惰化装置，包括氮气惰化子系统、纳米复合相变材料蓄冷子系统、燃油蒸气冷却系统和测控子系统，通过将液氮汽化来产生大量的惰化气体，通入飞机燃油油箱中对燃油进行洗涤和冲洗，把燃油中和油箱上部中的氧气置换出来，同时将油箱上部燃油蒸气混合物引出通过换热器与低温氮气进行热交换，冷却燃油蒸气混合物温度使得燃油蒸气液化，通过减少油箱中氧气含量和燃油蒸气浓度来降低飞机油箱的可燃性，从而达到惰化目的；液氮流经蓄冷器蒸发为氮气，通过纳米复合相变材料吸收并储存液氮蒸发时产生的大量冷能，并与蒸发器组成机载制冷循环。本装置具有无飞机燃油代偿损失，能量利用率高，惰化效率高，无环境污染等优点。

技术领域

本实用新型涉及属于防火防爆技术领域，具体是指一种液氮式机载油箱惰化装置。

背景技术

机载燃油箱惰化是指惰性气体由机载设备产生,并用之替代燃油箱上部气相(无油)空间内空气以保障油箱的安全。因此，机载燃油箱惰化系统又被称之为机载惰性气体发生系统(On Board Inert Gas Generation System，OBIGGS)。该系统使用机载空气分离技术，去除从航空发动机压气机或环控系统引气中的氧分子，留下富氮气体(Nitrogen-Enriched Air NEA)惰化油箱。

所谓的机载油箱惰性化技术就是在飞机上安装机载空气分离的燃油箱惰化系统，使飞机油箱上部无油空间气层中的氧浓度，在整个飞行过程中始终保持低于支持燃油燃烧所需要的氧浓度水平。国外研究工作表明：当飞机油箱上部无油空间的氧浓度低于9％时，即便飞机遭遇到23mm口径高能燃烧弹袭击，也不会引起油箱产生过压而损坏。目前，国外通常将9％、12％作为军用机、民用机采用惰化技术后，油箱上部无油气相空间在海平面高度上可允许的最大氧浓度极限。

相变储能技术能够调节能量供应和需求在时间上与空间上的不匹配，是提高能量利用效率的有效途径。然而大多数相变材料材料的导热系数低，限制了其在地面及空间相变过程的传热效率。将纳米粒子添加到传统相变材料中形成纳米流体复合相变材料，具有强化相变材料传热、提升储能系统效率的潜力。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提出了一种液氮式机载油箱惰化装置，具有无飞机燃油代偿损失，能量利用率高，惰化效率高，无环境污染等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

一种液氮式机载油箱惰化装置，包括液氮瓶、液氮供应泵、蓄冷器、换热器、油箱、风机及干燥器，液氮瓶中的液氮经蓄冷器冷侧进口进入，蓄冷器用于储存液氮冷能；

蓄冷器冷侧出口连接换热器冷侧入口，换热器冷侧出口连接油箱底部入口，油箱底部设置气盘石将氮气分散均匀并洗涤燃油，构成氮气惰化子系统；

油箱上部气相出口通过风机连接至换热器热侧入口，燃油蒸汽混合物与低温氮气在换热器内进行热交换，换热器热侧出口连接干燥器后再连接至油箱底部入口，构成燃油蒸气冷却系统；

蓄冷器热侧、蒸发器、压缩机通过管道首尾连接组成制冷循环，构成纳米复合相变材料蓄冷子系统；

还包括测控子系统，包括控制器及与之连接的其他各系统中的测控装置。

所述测控子系统的测控装置包括蓄冷器冷侧出口连接的第一电动调节阀、油箱出口连接的第二电动调节阀、干燥器出口连接的第三电动调节阀及设置在油箱内的氧浓度传感器、第一温度传感器；所述控制器分别与所述液氮供应泵、第一电动调节阀、氧浓度传感器、第一温度传感器、第二电动调节阀、风机、第三电动调节阀电气相连，用于根据氧浓度传感器、第一温度传感器的感应数据控制液氮供应泵、第一电动调节阀、第二电动调节阀、风机、第三电动调节阀工作。

所述蓄冷器热侧、节流阀、蒸发器、压缩机、第四电动调节阀通过管道依次连接组成制冷循环；所述蒸发器内安装有第二温度传感器；