使用膜的航空器燃料罐可燃性降低方法和系統(tǒng)以及空氣分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施方式涉及使用膜降低航空器燃料罐中可燃性的方法和系統(tǒng)，以及使用膜的空氣分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]存在各種目的在于降低航空器燃料罐中可燃性的已知系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可由許多包括但不限于機(jī)載惰性氣體產(chǎn)生系統(tǒng)(OBIGGS)、氮產(chǎn)生系統(tǒng)(NGS)、可燃性降低系統(tǒng)(FRS)、燃料罐惰性系統(tǒng)(FTIS)等的命名而為人所知。但是，系統(tǒng)之間的共性涉及通過使惰性氣體進(jìn)料至燃料罐中減少燃料罐罐空的氧含量。通常，系統(tǒng)產(chǎn)生富含氮的空氣(NEA)，用作惰性氣體。具有更低百分比氧的空氣是較不可燃的。
[0003]用于產(chǎn)生富含氮的空氣的惰性系統(tǒng)可以依靠來自媒介的變壓吸附和解吸附作為分離機(jī)制或通過聚合物膜的擴(kuò)散作為另一分離機(jī)制，以去除氧。在具有聚合物中空纖維膜的系統(tǒng)中，壓縮空氣進(jìn)入聚合物中空纖維的孔并且氧滲透通過聚合物中空纖維壁。收集氧滲透物并且向機(jī)外排出。剩余的富含氮的滯留物流經(jīng)孔并且在空氣分離模塊產(chǎn)品氣體出口處收集，用于分布至航空器燃料罐。不幸地，空氣分離模塊的使用壽命和系統(tǒng)操作條件可能受在氣體分離模塊的構(gòu)造中使用的聚合物的限制。因此，期望增加空氣分離模塊的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在實(shí)施方式中，航空器燃料罐可燃性降低方法包括將加壓的空氣進(jìn)料至包含膜的過濾器中，使膜接觸供氣，使來自供氣的氧和氮滲透通過膜，和從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣。加壓的空氣中的污染物包括包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴。由于膜去除任何包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴以產(chǎn)生按重量/重量計(jì)(ppm w/w)百萬分之0.001或更少的總數(shù)，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣。方法包括使過濾的空氣進(jìn)料至空氣分離模塊中和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣。將富含氮的空氣進(jìn)料至航空器機(jī)載的燃料罐。
[0005]在另一實(shí)施方式中，空氣分離方法包括將加壓的空氣進(jìn)料至包含中空纖維膜的過濾器中，使中空纖維膜接觸供氣，使來自供氣的氧和氮滲透通過膜，和從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣。加壓的空氣中的污染物包括包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴。中空纖維膜展示抵抗由于暴露于烴而降解的特性。由于膜去除包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣。此外，過濾器展示小于5psi的跨過膜的壓降。方法包括使過濾的空氣進(jìn)料至包含中空纖維膜的空氣分離模塊和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣。ASM中空纖維膜展示對(duì)由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的易感性。
[0006]在進(jìn)一步實(shí)施方式中，航空器燃料罐可燃性降低系統(tǒng)包括空氣源；過濾器，其配置為接收來自空氣源的供氣；和過濾器中的膜。膜被配置為使來自供氣的氧和氮以跨過膜小于5psi的壓降滲透通過膜和由于膜去除包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣。系統(tǒng)包括空氣分離模塊，其配置為從過濾器接收過濾的空氣和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣。航空器機(jī)載的燃料罐配置為接收富含氮的空氣。
[0007]已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)勢可以獨(dú)立地在各種實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)或可以在仍其他實(shí)施方式中結(jié)合，其進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以參考以下描述和附圖可見。
[0008]此外，本公開內(nèi)容包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式:
[0009]條款1.航空器燃料罐可燃性降低方法，其包括:
[0010]將加壓的空氣進(jìn)料至包含膜的過濾器，加壓的空氣中的污染物包括包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴；
[0011]使膜接觸供氣，使來自供氣的氧和氮滲透通過膜，和由于膜去除任何包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的徑，以產(chǎn)生0.0Olppm w/w或更少的總數(shù)，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣；
[0012]使過濾的空氣進(jìn)料至空氣分離模塊(ASM)和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣；和
[0013]使富含氮的空氣進(jìn)料至航空器機(jī)載的燃料罐。
[0014]條款2.條款I(lǐng)所述的方法，其中過濾器展示小于5鎊/英寸2 (psi)的跨過膜的壓降。
[0015]條款3.條款I(lǐng)所述的方法，其中膜展示抵抗由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的特性。
[0016]條款4.條款I(lǐng)所述的方法，其中膜包括中空纖維膜。
[0017]條款5.條款I(lǐng)所述的方法，其中ASM包括中空纖維膜。
[0018]條款6.條款5所述的方法，其中ASM中空纖維膜展示對(duì)由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的易感性。
[0019]條款7.條款I(lǐng)所述的方法，進(jìn)一步包括操作在包含膜的過濾器的上游缺少膜的顆粒過濾器。
[0020]條款8.空氣分離方法，其包括:
[0021]將加壓的空氣進(jìn)料至包含中空纖維膜的過濾器，加壓的空氣中的污染物包括包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴，和中空纖維膜展示抵抗由于暴露于烴而降解的特性；
[0022]使中空纖維膜接觸供氣，使來自供氣的氧和氮滲透通過膜，和由于膜去除包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣，過濾器展示小于5磅/英寸2 (psi)的跨過膜的壓降；和
[0023]使過濾的空氣進(jìn)料至包含中空纖維膜的空氣分離模塊(ASM)和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣，ASM中空纖維膜展示對(duì)由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的易感性。
[0024]條款9.條款8所述的方法，其中過濾器膜去除任何包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的徑，以產(chǎn)生0.0Olppm w/w或更少的總數(shù)。
[0025]條款10.條款8所述的方法，進(jìn)一步包括使用富含氮的空氣降低航空器燃料罐可燃性。
[0026]條款11.航空器燃料罐可燃性降低系統(tǒng)，其包括:
[0027]空氣源；
[0028]過濾器，其配置為接收來自空氣源的供氣；
[0029]過濾器中的膜，所述膜被配置為使來自供氣的氧和氮以跨過膜小于5鎊/英寸2(psi)的壓降滲透通過膜，和由于膜去除包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴，從過濾器產(chǎn)生過濾的空氣；
[0030]空氣分離模塊(ASM)，其配置為從過濾器接收過濾的空氣和從空氣分離模塊產(chǎn)生富含氮的空氣；和
[0031]航空器機(jī)載的燃料罐，并且被配置為接收富含氮的空氣。
[0032]條款12.條款11所述的系統(tǒng)，其中空氣源被配置為提供加壓的空氣。
[0033]條款13.條款11所述的系統(tǒng)，其中膜被配置為去除任何包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的徑，以產(chǎn)生0.0Olppm w/w或更少的總數(shù)。
[0034]條款14.條款11所述的系統(tǒng)，其中膜展示抵抗由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的特性。
[0035]條款15.條款11所述的系統(tǒng)，其中膜包括中空纖維膜。
[0036]條款16.條款11所述的系統(tǒng)，其中ASM包括中空纖維膜。
[0037]條款17.條款16所述的系統(tǒng)，其中ASM中空纖維膜展示對(duì)由于暴露于包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴而降解的易感性。
[0038]條款18.條款11所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在包含膜的過濾器的上游缺少膜的顆粒過濾器。
【附圖說明】
[0039]下面參考下述附圖描述一些實(shí)施方式。
[0040]圖1-3顯示根據(jù)數(shù)個(gè)實(shí)施方式的燃料罐可燃性降低系統(tǒng)的圖。
[0041]發(fā)明詳述
[0042]已知的航空器燃料罐可燃性降低系統(tǒng)包括加壓空氣源；配置為從加壓空氣源接收供氣的空氣分離模塊(ASM);和配置為從空氣分離模塊接收富含氮的空氣的航空器機(jī)載的燃料罐。仔細(xì)觀察和評(píng)估已經(jīng)顯示航空器上可用的已知的加壓空氣源一一比如發(fā)動(dòng)機(jī)放氣--可被各種尺寸的各種氣體(包括烴氣體)和液體或固體氣溶膠污染。也可存在較大的顆粒。更具體地，已經(jīng)證明發(fā)動(dòng)機(jī)放氣包含來自噴氣燃料的殘留物和降解產(chǎn)物、發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油、液壓流體、除冰劑和在大氣中、在地面上及高空中存在的其他污染物。主要的污染物是僅僅包含氫和碳的烴，但是可存在其他烴和其他污染物，比如醛、酮、酸和其他氣體。一般而言，氣體分離膜非常容易受大的烴分子影響，其降解產(chǎn)物進(jìn)一步顯示包含六個(gè)或更多個(gè)碳原子。
[0043]已知用于航空航天的空氣分離模塊(ASM)包含中空纖維膜，其使氧相比氮優(yōu)先滲透通過膜。不滲透的分子被保留(滯留物)并且稱為富含氮的空氣。但是，在操作環(huán)境中，ASM由于污染和由于纖維的自然松弛展示性能下降。在一些情況下