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原文传递一种油箱惰化与结焦抑制耦合系统及其工作方法

专利名称：	一种油箱惰化与结焦抑制耦合系统及其工作方法
摘要：	本发明公开了一种油箱惰化与结焦抑制耦合系统及其工作方法，包括第一油箱、膜分离模块和膜过滤器；第一油箱内储存有燃油；发动机引气从膜分离模块的气体入口输入膜分离模块，膜分离模块将发动机引气分离为富氮气体和富氧气体；第一油箱中的燃油输入膜过滤器的燃油通道；膜分离模块产生的富氮气体作为吹扫气体输入膜过滤器的吹扫气通道；燃油通道内燃油中的溶解氧在浓度差的作用下扩散到分离膜另一侧的吹扫气通道，并被吹扫气体带走；膜过滤器的燃油通道的出口与发动机连接，溶解氧被除去的燃油送至发动机燃烧；混有氧气的吹扫气体进入第一油箱，对第一油箱中的燃油进行冲洗惰化。本发明具有抑制结焦形成、燃油热稳定性高、能量利用率高等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	金陵科技学院
发明人：	李超越;杨欢;刘莎;徐雷
专利状态：	有效
申请日期：	2022-11-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202211396047.5
公开号：	CN115610679A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	刘佳慧
分类号：	B64D37/34;B01D46/54;B;B64;B01;B64D;B01D;B64D37;B01D46;B64D37/34;B01D46/54
申请人地址：	211169 江苏省南京市江宁区弘景大道99号
主权项：	1.一种油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：包括第一油箱、膜分离模块和膜过滤器；所述第一油箱内储存有燃油，第一油箱具有燃油出口、气体入口和气体出口；所述膜分离模块具有气体入口、富氮气体出口和富氧气体出口；发动机引气从膜分离模块的气体入口输入膜分离模块，膜分离模块将发动机引气分离为富氮气体和富氧气体，富氮气体和富氧气体分别从富氮气体出口和富氧气体出口排出；所述膜过滤器包括由分离膜分隔的燃油通道和吹扫气通道；第一油箱的燃油出口与膜过滤器的燃油通道的入口连接，第一油箱中的燃油输入膜过滤器的燃油通道；膜分离模块的富氮气体出口与膜过滤器的吹扫气通道的入口连接，膜分离模块产生的富氮气体作为吹扫气体输入膜过滤器的吹扫气通道；燃油通道内燃油中的溶解氧在浓度差的作用下扩散到分离膜另一侧的吹扫气通道，并被吹扫气体带走；膜过滤器的燃油通道的出口与发动机连接，溶解氧被除去的燃油送至发动机燃烧；膜过滤器的吹扫气通道的出口与第一油箱的气体入口连接，混有氧气的吹扫气体进入第一油箱，对第一油箱中的燃油进行冲洗惰化，多余气体由第一油箱的气体出口排出。 2.根据权利要求1所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：还包括富氧供给单元；所述富氧供给单元包括引射泵、富氧供给换热器、富氧供给温度传感器、富氧供给压力传感器、富氧供给流量传感器、富氧供给氧浓度传感器、座舱控制阀、座舱、发动机舱控制阀和发动机舱；沿富氧气体的流经方向，所述膜分离模块的富氧气体出口、引射泵、富氧供给换热器的热侧通道、富氧供给温度传感器、富氧供给压力传感器、富氧供给流量传感器和富氧供给氧浓度传感器其一端依次连接；富氧供给氧浓度传感器其二端同时与座舱控制阀其一端和发动机舱控制阀其一端连接，座舱控制阀其二端与座舱连接，发动机舱控制阀其二端与发动机舱连接。 3.根据权利要求1所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：还包括第二油箱；所述第二油箱配有第二油箱控制阀；所述发动机配有发动机控制阀；所述膜过滤器燃油通道的出口通过发动机控制阀与发动机连接，同时膜过滤器燃油通道的出口还通过第二油箱控制阀与第二油箱连接。 4.根据权利要求3所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：其中，所述膜分离模块与膜过滤器之间设有富氮换热器；膜分离模块产生的富氮气体先进入富氮换热器的热侧通道，再输入膜过滤器的吹扫通道；所述发动机控制阀与发动机之间设有燃油换热器；经过发动机控制阀的燃油先进入燃油换热器的冷侧通道，再送至发动机燃烧；富氮换热器的冷侧通道与燃油换热器的热侧通道连接，冷却介质在富氮换热器被富氮气体加热后进入燃油换热器预热燃油。 5.根据权利要求4所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：其中，所述富氮换热器与膜过滤器之间设有富氮气体电动压力调节阀、富氮气体手动压力调节阀、富氮气体温度传感器、富氮气体压力传感器、富氮气体流量传感器和富氮气体氧浓度传感器；富氮换热器热侧通道的出口同时与富氮气体电动压力调节阀其一端和富氮气体手动压力调节阀其一端连接；富氮气体电动压力调节阀其二端和富氮气体手动压力调节阀其二端同时与富氮气体温度传感器其一端连接；沿富氮气体的流经方向，富氮气体温度传感器其二端、富氮气体压力传感器、富氮气体流量传感器、富氮气体氧浓度传感器和膜过滤器吹扫气通道的入口依次连接。 6.根据权利要求1所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：其中，所述膜过滤器与第一油箱之间依次设有混合气体温度传感器、混合气体压力传感器、混合气体流量传感器、混合气体氧浓度传感器和第一阻火器；第一油箱的气体出口连有第二阻火器，经冲洗惰化后的气体经第二阻火器排出。 7.根据权利要求1所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：其中，所述第一油箱设有第一油箱温度传感器、第一油箱压力传感器、第一油箱氧浓度传感器和第一油箱溶解氧浓度传感器；第一油箱温度传感器、第一油箱压力传感器和第一油箱氧浓度传感器的探杆伸入第一油箱的气相空间；第一油箱溶解氧浓度传感器的探杆伸入燃油内；所述第一油箱与膜过滤器之间还设有燃油泵。 8.根据权利要求1所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：还包括引气调节单元；引气调节单元包括沿发动机引气流经方向依次设置的引气调节第一控制阀、过滤器、干燥机、加热器、湿度调节器、臭氧转换器和引气调节第二控制阀；引气调节单元还包括引气调节电动压力调节阀和引气调节手动压力调节阀；引气调节第二控制阀其一端与臭氧转换器连接，引气调节第二控制阀其二端同时与引气调节电动压力调节阀其一端和引气调节手动压力调节阀其一端连接；引气调节电动压力调节阀其二端和引气调节手动压力调节阀其二端同时与所述膜分离模块连接，经引气调节单元调节后的发动机引气输入膜分离模块。 9.根据权利要求8所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统，其特征在于：还包括引气检测单元；引气检测单元设于所述引气调节单元和膜分离模块之间；引气检测单元包括沿发动机引气流经方向依次设置的引气检测温度传感器、引气检测压力传感器、引气检测流量传感器、湿度传感器、臭氧浓度传感器和颗粒度检测仪；引气检测温度传感器其一端同时与所述引气调节电动压力调节阀其二端和引气调节手动压力调节阀其二端连接，引气检测温度传感器其二端与引气检测压力传感器连接；颗粒度检测仪与膜分离模块连接，经引气检测单元检测后的发动机引气输入膜分离模块。 10.根据权利要求1-9任意一项所述的油箱惰化与结焦抑制耦合系统的工作方法，其特征在于：监测所述第一油箱的气相氧浓度与溶解氧浓度，当第一油箱气相氧浓度或溶解氧浓度大于规定值时，使发动机引气进入系统，经调温、调湿、去除臭氧及调压后进入所述膜分离模块，产生富氮气体及富氧气体；富氮气体进入所述膜过滤器吹扫气通道进行吹扫，带走析出的氧气；混有氧气的吹扫气体流入第一油箱进行冲洗惰化，第一油箱中的多余气体排至机外；第一油箱的富氧燃油进入所述膜过滤器中，溶解氧在浓度差的作用下扩散到分离膜的另一侧，并被吹扫气体带走；溶解氧被除去的燃油送至发动机燃烧。