本發(fā)明涉及航空，具體涉及一種內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

1、地球大氣平流層中，氣流平穩(wěn)、云層少、能見度高，飛機(jī)在平流層巡航，飛行更加安全，并且能耗更低。飛機(jī)在飛行過程中，機(jī)艙內(nèi)的空氣需進(jìn)行凈化后再循環(huán)利用，其中部分廢氣被排出艙外，與此同時，引入適量艙外空氣進(jìn)行補(bǔ)充。平流層高空大氣中含有較高濃度的臭氧，臭氧可大量吸收紫外線，保護(hù)地球生物免受太陽光紫外線侵襲。但艙外臭氧進(jìn)入機(jī)艙，卻成為艙內(nèi)主要污染物之一，超過一定劑量時會對人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害，國際民航組織(icao)制定了國際標(biāo)準(zhǔn)，飛機(jī)試航取證標(biāo)準(zhǔn)對艙內(nèi)臭氧濃度進(jìn)行了嚴(yán)格限制。飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)(esc)在控制引氣量的同時，將對引入的高空空氣進(jìn)行過濾和凈化，從而為機(jī)艙內(nèi)提供安全舒適的大氣環(huán)境。臭氧轉(zhuǎn)換器作為環(huán)境控制系統(tǒng)的一部分，內(nèi)置附著催化劑的載體，用于去除臭氧和其他污染物。該裝置確保飛機(jī)通過具有較高臭氧濃度水平的空域期間，機(jī)艙內(nèi)部臭氧濃度不超過安全水平。在環(huán)控系統(tǒng)中，臭氧轉(zhuǎn)換器會引起較大的流阻，從而對內(nèi)流空氣帶來很大的流動損失。因此，在提高臭氧催化效率的同時，減少氣動阻力，對提升飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)臭氧轉(zhuǎn)換器整體性能有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，能夠在提高臭氧催化效率的同時，減少氣動阻力。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，包括殼體、渦流發(fā)生器、催化劑、催化劑載體組合及包裹材料；

4、所述殼體為進(jìn)口擴(kuò)張、出口收縮的結(jié)構(gòu)，進(jìn)口擴(kuò)張段內(nèi)壁設(shè)有渦流發(fā)生器；所述催化劑載體組合為多孔結(jié)構(gòu)，固定在殼體內(nèi)中部，所述催化劑附著在催化劑載體組合多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)表面，以對通過氣流中的臭氧進(jìn)行催化化學(xué)反應(yīng)；所述催化劑載體組合外圓周包覆所述包裹材料。

5、進(jìn)一步地，所述殼體分為進(jìn)口擴(kuò)張段、中間催化段及出口收縮段；

6、所述進(jìn)口擴(kuò)張段傾斜角為α，且α為小于45°的銳角；出口收縮段傾斜角為β，α>β；中間催化段為圓柱結(jié)構(gòu)。

7、進(jìn)一步地，所述進(jìn)口擴(kuò)張段內(nèi)壁、中間催化段內(nèi)壁、出口收縮段內(nèi)壁中任意一段以上設(shè)有渦流發(fā)生器。

8、進(jìn)一步地，所述渦流發(fā)生器為鯊魚鰭、三角翼、三棱柱、三棱錐、四面體、長方體、正方體、圓柱體、圓錐體結(jié)構(gòu)中的一種以上組合。

9、進(jìn)一步地，所述渦流發(fā)生器為鯊魚鰭結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步地，所述渦流發(fā)生器以圓周陣列、線性陣列或非線性排列中任意一種以上形式布設(shè)。

11、進(jìn)一步地，所述催化劑載體組合由一塊以上圓柱狀載體層狀排列組合而成，圓柱狀載體為蜂窩束腔陣列多孔結(jié)構(gòu)，孔洞為正六邊形。

12、進(jìn)一步地，所述包裹材料為石棉或玻璃棉或巖棉。

13、有益效果：

14、1、本發(fā)明在擴(kuò)張段設(shè)置的渦流發(fā)生器可對內(nèi)壁附面層的低能流體進(jìn)行切割破碎，將大尺度的分離渦破碎成小尺度的渦流，從而推遲低能流動分離，減小分離渦帶來的流動損失，降低其總壓損失，提高氣動效率。多孔結(jié)構(gòu)的催化劑載體組合能夠提高臭氧催化效率。

15、其次，包裹材料可以起到緩沖的保護(hù)作用，以及一定程度的保溫作用。

16、2、本發(fā)明進(jìn)口擴(kuò)張段傾斜角為α，出口收縮段傾斜角為β，α>β，可以減少氣動損失，提高流動效率。

17、3、本發(fā)明催化劑載體組合由一塊以上圓柱狀載體組合而成，安裝方便，而且，能夠保證各個圓柱狀載體單元上催化劑的附著率；其次，本發(fā)明催化劑載體采用蜂窩束腔陣列多孔結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和通透性，提高催化劑載體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并使空氣平順高效通過。相比于波浪載體和方孔載體，具有更大的催化劑附著面積，更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以及更小的空氣阻力，從而使臭氧催化去除效果更好。

18、4、本發(fā)明所采用的鯊魚鰭形式的渦流發(fā)生器改善流動工況的效果更好，能夠提高氣動性能。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括殼體、渦流發(fā)生器、催化劑、催化劑載體組合及包裹材料；

2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述殼體分為進(jìn)口擴(kuò)張段、中間催化段及出口收縮段；

3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述進(jìn)口擴(kuò)張段內(nèi)壁、中間催化段內(nèi)壁、出口收縮段內(nèi)壁中任意一段以上設(shè)有渦流發(fā)生器。

4.如權(quán)利要求1或3所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述渦流發(fā)生器為鯊魚鰭、三角翼、三棱柱、三棱錐、四面體、長方體、正方體、圓柱體、圓錐體結(jié)構(gòu)中的一種以上組合。

5.如權(quán)利要求1或3所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述渦流發(fā)生器為鯊魚鰭結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述渦流發(fā)生器以圓周陣列、線性陣列或非線性排列中任意一種以上形式布設(shè)。

7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述催化劑載體組合由一塊以上圓柱狀載體層狀排列組合而成，圓柱狀載體為蜂窩束腔陣列多孔結(jié)構(gòu)，孔洞為正六邊形。

8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述包裹材料為石棉或玻璃棉或巖棉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種內(nèi)置渦流發(fā)生器的飛機(jī)臭氧轉(zhuǎn)換器，包括殼體、渦流發(fā)生器、催化劑、催化劑載體組合及包裹材料；殼體為進(jìn)口擴(kuò)張、出口收縮的結(jié)構(gòu)，進(jìn)口擴(kuò)張段內(nèi)壁設(shè)有渦流發(fā)生器；催化劑載體組合為多孔結(jié)構(gòu)，固定在殼體內(nèi)中部，催化劑附著在催化劑載體組合多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)表面，以對通過氣流中的臭氧進(jìn)行催化化學(xué)反應(yīng)；催化劑載體組合外圓周包覆包裹材料。本發(fā)明能夠在提高臭氧催化效率的同時，減少氣動阻力。

技術(shù)研發(fā)人員：張純,楊盼盼,潘云星,劉彤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶集團(tuán)有限公司第七一八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10