監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法以及裝置。該方法包括：測(cè)量氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值；控制器根據(jù)所采集的氧氣濃度值和氧氣濃度閾值，命令隔離閥開啟或關(guān)閉以控制所述氣體管路中流向待惰化空間的氧氣濃度值：如果所采集的氧氣濃度值大于所述氧氣濃度閾值，關(guān)閉所述隔離閥，使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向所述待惰化空間；如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，打開所述隔離閥使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向所述待惰化空間?；诒景l(fā)明的技術(shù)方案，能夠有效地夠降低飛機(jī)空間的氧氣濃度，防止飛機(jī)內(nèi)發(fā)生持續(xù)的燃燒現(xiàn)象或者爆炸。
【專利說(shuō)明】監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法及裝置、飛機(jī)的防火防爆方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]航空【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛采用機(jī)載制氮系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行惰化保護(hù)，以降低飛機(jī)內(nèi)的氧氣濃度來(lái)防止飛機(jī)中的可燃物和氧氣進(jìn)行燃燒和爆炸?？湛秃筒ㄒ舻缺姸囡w機(jī)都裝有惰化系統(tǒng)，制取氮?dú)夂枯^高的氣體，并將之作為惰性氣體充入到飛機(jī)空間，對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)、設(shè)備等進(jìn)行保護(hù)，防止火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。
[0003]目前的民用客機(jī)中普遍采用機(jī)載惰化系統(tǒng)制取氮?dú)?，?duì)飛機(jī)空間進(jìn)行保護(hù)，該系統(tǒng)利用空氣分離膜對(duì)空氣中的氧氣和氮?dú)膺M(jìn)行分離，由于分離膜對(duì)氧氣和氮?dú)獾臐B透系數(shù)不同，氧氣會(huì)更多的通過(guò)分離膜，這樣就形成了氮?dú)鉂舛容^高的富氮?dú)怏w。富氮?dú)怏w被通入到飛機(jī)空間內(nèi)，利用擴(kuò)散或者置換作用稀釋空氣中或者其他液體中的氧氣濃度。當(dāng)飛機(jī)空間中氧氣濃度被稀釋降低到一定數(shù)值的時(shí)候，該空間中的可燃物和氧氣就不可能發(fā)生燃燒或者爆炸現(xiàn)象，從而能夠保證飛機(jī)空間和飛機(jī)的安全。
[0004]此外，從發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排氣中引入燃燒后的氣體，將其通入飛機(jī)的油箱、設(shè)備艙等部分，也可以阻止可燃性混合物的形成。但是該方法的不足之處在于:由于發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣狀態(tài)變化較大，氧氣濃度從O %到21 %之間不等，直接將發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通入飛機(jī)，可能會(huì)導(dǎo)致例如飛機(jī)空間內(nèi)氧氣濃度的升高，失去對(duì)飛機(jī)的保護(hù)作用。
[0005]因此，設(shè)計(jì)一種監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化控制方法以及裝置是非常有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述考慮，本發(fā)明提供了一種監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法以及裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法，該方法包括:測(cè)量氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值；控制器根據(jù)所采集的氧氣濃度值和氧氣濃度閾值，命令隔離閥開啟或關(guān)閉以控制所述氣體管路中流向待惰化空間的氧氣濃度值:如果所采集的氧氣濃度值大于所述氧氣濃度閾值，關(guān)閉所述隔離閥，使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向所述待惰化空間；如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，打開所述隔離閥使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向所述待惰化空間。
[0008]有利地,所述發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣來(lái)自飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣。
[0009]有利地，所述氧氣濃度閾值為函數(shù)閾值。
[0010]有利地，所述氧氣濃度值由氧氣濃度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得。
[0011]有利地，所述氧氣濃度值為氧氣體積濃度值或等效的氧氣質(zhì)量濃度值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，所述裝置包括:氣體管路，其用于傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣；氧氣濃度傳感器，其用于實(shí)時(shí)測(cè)量所述氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值；控制器，其用于采集所述氧氣濃度傳感器的氧氣濃度值并與氧氣濃度閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)送信號(hào)給隔離閥:如果所采集的氧氣濃度值大于所述氧氣濃度閾值，命令所述隔離閥關(guān)閉使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向待惰化空間；如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，命令所述隔離閥打開使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向所述待惰化空間；隔離閥，其用于根據(jù)接收到來(lái)自于所述控制器的所述信號(hào)打開或關(guān)閉以控制流向所述待惰化空間的氧氣濃度值。
[0013]有利地,所述發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣來(lái)自飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣。
[0014]有利地，所述氧氣濃度閾值為函數(shù)閾值。
[0015]有利地，所述氧氣濃度值由所述氧氣濃度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得。
[0016]有利地，所述氧氣濃度值為氧氣體積濃度值或等效的氧氣質(zhì)量濃度值。
[0017]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化控制方法及裝置，本發(fā)明是屬于飛機(jī)防火防爆保護(hù)方面的技術(shù)，通過(guò)降低飛機(jī)空間的氧氣濃度，實(shí)現(xiàn)防止飛機(jī)內(nèi)發(fā)生燃燒或爆炸的功能。
[0018]本發(fā)明能有效夠降低飛機(jī)空間的氧氣濃度，防止飛機(jī)內(nèi)發(fā)生持續(xù)的燃燒現(xiàn)象或者爆炸，適用于所有軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)和商用飛機(jī)的可能發(fā)生以氧氣為助燃劑的氣體或液體空間。
[0019]本發(fā)明的各個(gè)方面將通過(guò)下文中的具體實(shí)施例的說(shuō)明而更加清晰。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯:
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制的示意圖；以及
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制的示意圖。
[0023]在圖中，貫穿不同的示圖,相同或類似的附圖標(biāo)記表示相同或相對(duì)應(yīng)的部件或特征。

【具體實(shí)施方式】
[0024]在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過(guò)示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例?？梢岳斫猓诓黄x本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。需要說(shuō)明的是，盡管附圖中以特定順序描述了本發(fā)明中有關(guān)方法的步驟，但是這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來(lái)執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果，相反，本文中所描述的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€(gè)步驟分解為多個(gè)步驟執(zhí)行。
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制的示意圖，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣101、氧氣濃度傳感器102、隔離閥103、待惰化空間104、氣體管路105和控制器106。
[0026]圖1中的氧氣濃度傳感器102實(shí)時(shí)測(cè)量氣體管路105中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣101的氧氣濃度值。
[0027]控制器106采集氧氣濃度傳感器測(cè)得的氧氣濃度值。控制器106根據(jù)所采集的氧氣濃度值和氧氣濃度閾值的比較結(jié)果，命令隔離閥103開啟或關(guān)閉以控制所述氣體管路中流向待惰化空間104的氧氣濃度值:
[0028]如果所采集的氧氣濃度值大于氧氣濃度閾值，命令隔離閥103關(guān)閉使得氣體管路105中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向待惰化空間104 ；
[0029]如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，命令隔離閥103打開使得氣體管路105中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向待惰化空間104，對(duì)飛機(jī)中的空間進(jìn)行惰化。
[0030]待惰化空間104可以是飛機(jī)內(nèi)封閉或不封閉的區(qū)域，可以是氣相空間，也可以是燃油等可燃液體內(nèi)部。
[0031]該氧氣濃度值為氧氣體積濃度值或等效的氧氣質(zhì)量濃度值。該氧氣濃度閾值為預(yù)定義的函數(shù)閾值，可以隨時(shí)間或其它參數(shù)變化。該氧氣濃度閾值的取值受到特定時(shí)刻的飛行高度、可燃物溫度、可燃物種類、可燃物在空間中的百分比、飛行階段等因素的影響，可以通過(guò)一個(gè)函數(shù)關(guān)系導(dǎo)出某個(gè)時(shí)刻氧氣濃度閾值的具體數(shù)值。這樣，本發(fā)明可以在飛行的任意階段，當(dāng)氧氣濃度值高于氧氣濃度閾值時(shí)，關(guān)閉隔離閥，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣向待惰化空間的供給。本發(fā)明也可以在飛機(jī)下降階段為油箱通氣增壓，以降低油箱承受的內(nèi)外壓差，同時(shí)也可以防止過(guò)多的空氣攜帶過(guò)多的氧氣進(jìn)入飛機(jī)空間。
[0032]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制的示意圖，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣201、預(yù)冷器202、隔離閥203、換熱器204、過(guò)濾器205、火焰抑制器206、待惰化空間207、氧氣濃度傳感器208、溫度傳感器209、壓力傳感器210、氣體管路211和控制器212。
[0033]發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣201的氧氣濃度通過(guò)氧氣濃度傳感器208進(jìn)行測(cè)量。氧氣濃度傳感器208用于實(shí)時(shí)測(cè)量氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值?？刂破?12采集氧氣濃度傳感器測(cè)得的氧氣濃度值并與氧氣濃度閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)送信號(hào)給隔離閥203。
[0034]如上所述，控制器212控制隔離閥203的開啟和關(guān)閉。當(dāng)采集的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氧氣濃度值低于氧氣濃度閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣201能夠降低待惰化空間207，例如燃油箱的氧氣濃度值，控制器212命令隔離閥203開啟。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣經(jīng)過(guò)初級(jí)換熱器202后溫度明顯降低，當(dāng)隔離閥203開啟時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流經(jīng)換熱器204，使氣體溫度降低到待惰化空間，例如燃油箱的可接受的范圍。溫度傳感器209用于測(cè)量進(jìn)入油箱的氣流溫度，在溫度過(guò)高的時(shí)候切斷隔離閥203，以防止高溫氣體進(jìn)入待惰化空間207。冷卻后的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣201接著通過(guò)過(guò)濾器205，去除其中的雜質(zhì)、水分等，以有效防止待惰化空間207受到污染和腐蝕。壓力傳感器210用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的壓力，在壓力過(guò)高的時(shí)候切斷隔離閥203，防止其壓力過(guò)高造成機(jī)體結(jié)構(gòu)損壞。
[0035]在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)入待惰化空間207前，需要設(shè)置火焰抑制器206，用于阻止意外情況下氣體管路211內(nèi)的火焰蔓延到待惰化空間207內(nèi)，以保證飛機(jī)的安全。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣201在經(jīng)過(guò)火焰抑制器206后最終通入待惰化空間207。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，預(yù)冷器202，換熱器204和溫度傳感器209，過(guò)濾器205，壓力傳感器210的在氣體管路211中位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，壓力傳感器210通常位于過(guò)濾器205和待惰化空間207之間，火焰抑制器206通常位于待惰化空間之前。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，基于本發(fā)明的方案，可以有效降低飛機(jī)空間的氧氣濃度，防止飛機(jī)內(nèi)發(fā)生持續(xù)的燃燒現(xiàn)象或者爆炸，本發(fā)明的技術(shù)方案適用于但不限于所有軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)和商用飛機(jī)的可能發(fā)生的以氧氣為助燃劑的氣體或液體空間。
[0038]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范，性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論如何來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明顯的，“包括”一詞不排除其他元素和步驟，并且措辭“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個(gè)元件也可以由一個(gè)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一，第二等詞語(yǔ)用來(lái)表示名稱，而并不表示任何特定的順序。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制方法，所述方法包括: 測(cè)量氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值； 控制器根據(jù)所采集的氧氣濃度值和氧氣濃度閾值，命令隔離閥開啟或關(guān)閉以控制所述氣體管路中流向待惰化空間的氧氣濃度值: 如果所采集的氧氣濃度值大于所述氧氣濃度閾值，關(guān)閉所述隔離閥，使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向所述待惰化空間； 如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，打開所述隔離閥使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向所述待惰化空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣來(lái)自飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述氧氣濃度閾值為函數(shù)閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述氧氣濃度值由氧氣濃度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述氧氣濃度值為氧氣體積濃度值或等效的氧氣質(zhì)量濃度值。
6.一種監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，所述裝置包括: 氣體管路，其用于傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣； 氧氣濃度傳感器，其用于實(shí)時(shí)測(cè)量所述氣體管路中發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的氧氣濃度值； 控制器，其用于采集所述氧氣濃度傳感器測(cè)得的氧氣濃度值并與氧氣濃度閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)送信號(hào)給隔離閥: 如果所采集的氧氣濃度值大于所述氧氣濃度閾值，命令所述隔離閥關(guān)閉使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣不流向待惰化空間； 如果所采集的氧氣濃度值小于所述氧氣濃度閾值，命令所述隔離閥打開使得所述氣體管路中的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流向所述待惰化空間； 隔離閥，其用于根據(jù)接收到來(lái)自于所述控制器的所述信號(hào)打開或關(guān)閉以控制流向所述待惰化空間的氧氣濃度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣來(lái)自飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述氧氣濃度閾值為函數(shù)閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述氧氣濃度值由所述氧氣濃度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控氧氣濃度的惰化系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述氧氣濃度值為氧氣體積濃度值或等效的氧氣質(zhì)量濃度值。
【文檔編號(hào)】B64D37/34GK104210667SQ201410487286
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】薛勇, 張斌, 雷延生, 卞剛, 王澍, 周宇穗 申請(qǐng)人:中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院