使用膜的航空器燃料罐可燃性降低方法和系统以及空气分离方法
【技术领域】
[0001]实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统，以及使用膜的空气分离方法。
【背景技术】
[0002]存在各种目的在于降低航空器燃料罐中可燃性的已知系统。这种系统可由许多包括但不限于机载惰性气体产生系统(OBIGGS)、氮产生系统(NGS)、可燃性降低系统(FRS)、燃料罐惰性系统(FTIS)等的命名而为人所知。但是，系统之间的共性涉及通过使惰性气体进料至燃料罐中减少燃料罐罐空的氧含量。通常，系统产生富含氮的空气(NEA)，用作惰性气体。具有更低百分比氧的空气是较不可燃的。
[0003]用于产生富含氮的空气的惰性系统可以依靠来自媒介的变压吸附和解吸附作为分离机制或通过聚合物膜的扩散作为另一分离机制，以去除氧。在具有聚合物中空纤维膜的系统中，压缩空气进入聚合物中空纤维的孔并且氧渗透通过聚合物中空纤维壁。收集氧渗透物并且向机外排出。剩余的富含氮的滞留物流经孔并且在空气分离模块产品气体出口处收集，用于分布至航空器燃料罐。不幸地，空气分离模块的使用寿命和系统操作条件可能受在气体分离模块的构造中使用的聚合物的限制。因此，期望增加空气分离模块的可靠性。
【发明内容】
[0004]在实施方式中，航空器燃料罐可燃性降低方法包括将加压的空气进料至包含膜的过滤器中，使膜接触供气，使来自供气的氧和氮渗透通过膜，和从过滤器产生过滤的空气。加压的空气中的污染物包括包含六个或更多个碳原子的烃。由于膜去除任何包含六个或更多个碳原子的烃以产生按重量/重量计(ppm w/w)百万分之0.001或更少的总数，从过滤器产生过滤的空气。方法包括使过滤的空气进料至空气分离模块中和从空气分离模块产生富含氮的空气。将富含氮的空气进料至航空器机载的燃料罐。
[0005]在另一实施方式中，空气分离方法包括将加压的空气进料至包含中空纤维膜的过滤器中，使中空纤维膜接触供气，使来自供气的氧和氮渗透通过膜，和从过滤器产生过滤的空气。加压的空气中的污染物包括包含六个或更多个碳原子的烃。中空纤维膜展示抵抗由于暴露于烃而降解的特性。由于膜去除包含六个或更多个碳原子的烃，从过滤器产生过滤的空气。此外，过滤器展示小于5psi的跨过膜的压降。方法包括使过滤的空气进料至包含中空纤维膜的空气分离模块和从空气分离模块产生富含氮的空气。ASM中空纤维膜展示对由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的易感性。
[0006]在进一步实施方式中，航空器燃料罐可燃性降低系统包括空气源；过滤器，其配置为接收来自空气源的供气；和过滤器中的膜。膜被配置为使来自供气的氧和氮以跨过膜小于5psi的压降渗透通过膜和由于膜去除包含六个或更多个碳原子的烃，从过滤器产生过滤的空气。系统包括空气分离模块，其配置为从过滤器接收过滤的空气和从空气分离模块产生富含氮的空气。航空器机载的燃料罐配置为接收富含氮的空气。
[0007]已经讨论的特征、功能和优势可以独立地在各种实施方式中实现或可以在仍其他实施方式中结合，其进一步细节可以参考以下描述和附图可见。
[0008]此外，本公开内容包括根据以下条款的实施方式:
[0009]条款1.航空器燃料罐可燃性降低方法，其包括:
[0010]将加压的空气进料至包含膜的过滤器，加压的空气中的污染物包括包含六个或更多个碳原子的烃；
[0011]使膜接触供气，使来自供气的氧和氮渗透通过膜，和由于膜去除任何包含六个或更多个碳原子的径，以产生0.0Olppm w/w或更少的总数，从过滤器产生过滤的空气；
[0012]使过滤的空气进料至空气分离模块(ASM)和从空气分离模块产生富含氮的空气；和
[0013]使富含氮的空气进料至航空器机载的燃料罐。
[0014]条款2.条款I所述的方法，其中过滤器展示小于5镑/英寸2 (psi)的跨过膜的压降。
[0015]条款3.条款I所述的方法，其中膜展示抵抗由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的特性。
[0016]条款4.条款I所述的方法，其中膜包括中空纤维膜。
[0017]条款5.条款I所述的方法，其中ASM包括中空纤维膜。
[0018]条款6.条款5所述的方法，其中ASM中空纤维膜展示对由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的易感性。
[0019]条款7.条款I所述的方法，进一步包括操作在包含膜的过滤器的上游缺少膜的颗粒过滤器。
[0020]条款8.空气分离方法，其包括:
[0021]将加压的空气进料至包含中空纤维膜的过滤器，加压的空气中的污染物包括包含六个或更多个碳原子的烃，和中空纤维膜展示抵抗由于暴露于烃而降解的特性；
[0022]使中空纤维膜接触供气，使来自供气的氧和氮渗透通过膜，和由于膜去除包含六个或更多个碳原子的烃，从过滤器产生过滤的空气，过滤器展示小于5磅/英寸2 (psi)的跨过膜的压降；和
[0023]使过滤的空气进料至包含中空纤维膜的空气分离模块(ASM)和从空气分离模块产生富含氮的空气，ASM中空纤维膜展示对由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的易感性。
[0024]条款9.条款8所述的方法，其中过滤器膜去除任何包含六个或更多个碳原子的径，以产生0.0Olppm w/w或更少的总数。
[0025]条款10.条款8所述的方法，进一步包括使用富含氮的空气降低航空器燃料罐可燃性。
[0026]条款11.航空器燃料罐可燃性降低系统，其包括:
[0027]空气源；
[0028]过滤器，其配置为接收来自空气源的供气；
[0029]过滤器中的膜，所述膜被配置为使来自供气的氧和氮以跨过膜小于5镑/英寸2(psi)的压降渗透通过膜，和由于膜去除包含六个或更多个碳原子的烃，从过滤器产生过滤的空气；
[0030]空气分离模块(ASM)，其配置为从过滤器接收过滤的空气和从空气分离模块产生富含氮的空气；和
[0031]航空器机载的燃料罐，并且被配置为接收富含氮的空气。
[0032]条款12.条款11所述的系统，其中空气源被配置为提供加压的空气。
[0033]条款13.条款11所述的系统，其中膜被配置为去除任何包含六个或更多个碳原子的径，以产生0.0Olppm w/w或更少的总数。
[0034]条款14.条款11所述的系统，其中膜展示抵抗由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的特性。
[0035]条款15.条款11所述的系统，其中膜包括中空纤维膜。
[0036]条款16.条款11所述的系统，其中ASM包括中空纤维膜。
[0037]条款17.条款16所述的系统，其中ASM中空纤维膜展示对由于暴露于包含六个或更多个碳原子的烃而降解的易感性。
[0038]条款18.条款11所述的系统，进一步包括在包含膜的过滤器的上游缺少膜的颗粒过滤器。
【附图说明】
[0039]下面参考下述附图描述一些实施方式。
[0040]图1-3显示根据数个实施方式的燃料罐可燃性降低系统的图。
[0041]发明详述
[0042]已知的航空器燃料罐可燃性降低系统包括加压空气源；配置为从加压空气源接收供气的空气分离模块(ASM);和配置为从空气分离模块接收富含氮的空气的航空器机载的燃料罐。仔细观察和评估已经显示航空器上可用的已知的加压空气源一一比如发动机放气--可被各种尺寸的各种气体(包括烃气体)和液体或固体气溶胶污染。也可存在较大的颗粒。更具体地，已经证明发动机放气包含来自喷气燃料的残留物和降解产物、发动机润滑油、液压流体、除冰剂和在大气中、在地面上及高空中存在的其他污染物。主要的污染物是仅仅包含氢和碳的烃，但是可存在其他烃和其他污染物，比如醛、酮、酸和其他气体。一般而言，气体分离膜非常容易受大的烃分子影响，其降解产物进一步显示包含六个或更多个碳原子。
[0043]已知用于航空航天的空气分离模块(ASM)包含中空纤维膜，其使氧相比氮优先渗透通过膜。不渗透的分子被保留(滞留物)并且称为富含氮的空气。但是，在操作环境中，ASM由于污染和由于纤维的自然松弛展示性能下降。在一些情况下