CA2527370A1 - Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote - Google Patents

Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote Download PDF

Info

Publication number
CA2527370A1
CA2527370A1 CA002527370A CA2527370A CA2527370A1 CA 2527370 A1 CA2527370 A1 CA 2527370A1 CA 002527370 A CA002527370 A CA 002527370A CA 2527370 A CA2527370 A CA 2527370A CA 2527370 A1 CA2527370 A1 CA 2527370A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
oxygen
air
nitrogen
connectable
obogs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
CA002527370A
Other languages
English (en)
Inventor
Olivier Vandroux
Stephane Lessi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CA2527370A1 publication Critical patent/CA2527370A1/fr
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/32Safety measures not otherwise provided for, e.g. preventing explosive conditions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00Respiratory apparatus
    • A62B7/14Respiratory apparatus for high-altitude aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603Environmental Control Systems
    • B64D2013/0677Environmental Control Systems comprising on board oxygen generator systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Le système embarqué comprend un OBIGGS (2) fournissant en sortie (6) de l'azote pour inerter des compartiments (15, 16, 17) d'un aéronef, un premier OBOGS (3) fournissant de l'oxygène à un circuit (19) d'alimentation de masqu es (20, 21) d'occupants de l'aéronef, l'OBIGGS (2) et le premier OBOGS (3) étan t alimentés par de l'air comprimé provenant des moteurs (13) de l'aéronef, et un deuxième OBOGS (4) du type à électrolyte solide fournissant en sortie (24) d e l'oxygène pur sous pression stocké dans un réservoir d'oxygène sous pression (26) connectable à la ligne de fourniture d'oxygène (19).

Description

SYSTEME EMBARQUE DE GENERATION ET DE FOURNITURE D'OXYGENE ET D'AZOTE
La présente invention concerne les systèmes embarqués de génération et de fourniture d'oxygène (désignés en aéronautique par le sigle « OBOGS») et d'azote (désignés en aéronautique par le signe « OBIGGS »).
Historiquement les dispositifs OBOGS se sont développés les premiers, pour l'alimentation en oxygène des pilotes d'avions militaires, puis, plus récemment, pour l'alimentation en continu de passagers d'aéronefs. Les dispositifs OBOGS sont généralement du type à séparation de composant de l'air par adsorption à pression alternée désignés sous le sigle PSA.
Des dispositifs OBIGGS sont ensuite apparus pour inerter les réservoirs de carburant d'hélicoptères, puis d'avions civils. Les dispositifs OBIGGS sont généralement du type à séparation de composant de l'air par perméation avec des membranes polymères. Des systèmes combinés OBOGS/OBIGGS ont été
développés dans les années 80, comme décrit par exemple dans le document US-A-4 681 602 (Boeing) ou dans US-A-5 069 692 (Sundstrand), où l'OBOGS
est alimenté par le mélange appauvri en azote du dispositif OBIGGS.
Parallèlement, des dispositifs de fourniture d'oxygène à partir d'air dans des membranes transporteuses d'ions du type à électrolyte solide, dites SEOS, développés industriellement dans les années 80, telles que décrites dans le document WO-A-91/06691 (Ceramatec), capables de fournir de l'oxygène sous pression à partir d'air à pression ambiante ont été proposés comme dispositifs OBOGS, éventuellement également pour la fourniture d'azote pour l'inertage de réservoirs, comme décrit dans le document US-A-5 169 415 (Sundstrand).
Après une étude poussée des besoins en oxygène, d'une part, et en azote, d'autre part, des avions civils gros porteurs, les inventeurs sont parvenus à la conclusion que les systèmes mixtes OBOGS et OBIGGS, qu'ils soient du type à adsorption ou à perméation, étaient industriellement inexploitables, et que les débits autorisés par les dispositifs à électrolyte solide étaient incapables de fournir les débits attendus.
II existe donc un besoin pour des systèmes de fourniture d'oxygène ou d'azote convenant pour des appareils gros porteurs avec des rapports débit de
2 production/poids et des coûts de fabrication et d'entretien n'obérant pas les frais d'exploitation de ces appareils.
Pour ce faire, l'invention propose un système embarqué de génération et de fourniture d'oxygène et d'azote comprenant - un premier dispositif séparateur d'air ayant une entrée d'air et au moins une sortie, - un deuxième dispositif séparateur d'air ayant une entrée d'air et une sortie, - un troisième dispositif séparateur d'air ayant une entrée d'air et au moins une sortie, - les entrées d'air des premier et deuxième dispositifs étant connectables à une source d'air sous pression - le premier dispositif séparateur ayant une sortie connectable à au moins un compartiment à inerter ; et - les sorties des deuxième et troisième dispositifs séparateurs étant connectables à un circuit de fourniture d'oxygène.
Selon des caractéristiques particulières de l'invention - le troisième dispositif séparateur d'air est du type à électrolyte solide, - la sortie du troisième dispositif séparateur d'air est connectable à un réservoir d'oxygène embarqué, - le deuxième dispositif séparateur d'air est avantageusement du type à
adsorption, - le premier dispositif séparateur d'air est avantageusement du type à
membranes polymères.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé, sur lequel La figure unique représente schématiquement un système embarqué de génération et de fourniture d'oxygène et d'azote selon l'invention.
3o Dans le mode de réalisation représenté sur la figure unique, le système embarqué dans un avion civil gros porteur, désigné généralement par la référence 1, comprend essentiellement un premier dispositif séparateur d'air de
3 type OBIGGS 2, un deuxième dispositif séparateur d'air de type OBOGS 3, et un troisième dispositif séparateur d'air de type OBOGS 4.
Le dispositif séparateur d'air OBIGGS 2, avantageusement du type à
membranes polymères, tels que ceux commercialisés par la société Medal Corp.
aux Etats-Unis, comporte une entrée d'air sous pression 5, une sortie de mélange enrichi en azote 6, et une sortie 7 de mélange appauvri en azote.
Le dispositif séparateur d'air OBOGS 3, avantageusement du type PSA, à
adsorbants à hautes performance, par exemple à zéolite LiLSx, tels que ceux commercialisés par la Demanderesse, comporte une entrée 8 d'air sous 1 o pression, une sortie 9 de mélange enrichi en oxygène et une sortie 10 de mélange appauvri en oxygène.
Les entrées 5 et 8 des premier (2) et deuxième (3) dispositifs séparateurs d'air sont connectables, via une vanne de distribution/régulation 11 à une ligne d'alimentation 12 provenant d'étages compresseurs des moteurs 13 de l'aéronef 1, la ligne 12 traversant un échangeur de chaleur 14 pour refroidir le gaz comprimé provenant des moteurs, et incorporant une vanne de régulation 15 et un filtre amont 16.
La sortie d'azote 6 du dispositif OBIGGS 2 est connectable, via une vanne de distribution 13, à des circuits 14a 14b d'inertage de compartiments de soute 2 o de transport de marchandises 15 ou de réservoirs de carburant 16, 17, alimentant les moteurs de propulsion et les équipements auxiliaires de fourniture d'énergie de l'aéronef.
La sortie d'oxygène 9 du dispositif OBOGS 3 est reliée, via un filtre aval 17 et un régulateur de débit 18, à un circuit 19 de fourniture d'oxygène aux masques 20 du poste de pilotage et 21 des passagers en cabine.
Le dispositif séparateur d'air OBOGS 4 à membranes céramiques, avantageusement du type en zircone dopé à l'yttrium, comporte une entrée 32 de courant électrique, une entrée 22 pour l'admission d'air à la pression de la cabine, une sortie 23 de mélange appauvri en oxygène et une sortie 24 3o d'oxygène haute pureté (supérieur à 99,9%) à une pression supérieure à 100 bars absolus dans une canalisation sécurisée 25 débouchant dans le dispositif régulateur de débit 18 et incorporant un réservoir tampon d'oxygène sous pression 26.
4 La vanne de régulation 15 est contrôlée par un dispositif électronique de contrôle 27 recevant des signaux 28 de pression et de température en amont de la ligne 12 et 29 de mesure de teneur en oxygène dans les lignes de sortie des dispositifs séparateurs 2 et 3 et de signaux de consigne 30 en provenance du poste de pilotage.
Dans le mode de réalisation représenté, les sorties 7 et 10 de résiduaire des dispositifs séparateurs 2 et 3 communiquent avec une ligne 31 d'évacuation hors de l'aéronef.
Avec l'agencement qui vient d'être décrit, on comprendra que les dispositifs séparateurs 2 et 3 peuvent être mis en ceuvre séquentiellement et/ou temporairement simultanément pour fournir respectivement de l'azote et de l'oxygène à partir de l'air comprimé des moteurs et que la réserve d'oxygène ultra pur dans le réservoir 26, renouvelable à volonté en actionnant le dispositif séparateur 4, peut être utilisée, en étant diluée, en complément de tout ou partie du flux d'oxygène à pureté moyenne disponible en sortie 9 du dispositif séparateur 3.
Dans un mode de réalisation particulier, convenant pour avion gros porteur, l'OBIGGS 2 peut fournir un débit de 150 à 250 m3/h, typiquement d'environ 200 m3/h de mélange gazeux ayant une teneur en azote supérieure à
90% sous une pression relative de 2-3 bars, et l'OBOGS céramique 4~ peut fournir un débit de 0,05 à 0,1 m3/h d'oxygène pur sous une pression supérieure à
110 bars, typiquement d'environ 130 bars. .
Quoique l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (8)

1. Système embarqué de génération et de fourniture d'oxygène et d'azote, comprenant:
- un premier dispositif séparateur d'air (2) ayant une entrée d'air (5) et au moins une sortie (6), - un deuxième dispositif séparateur d'air (3) ayant une entrée (8) et au moins une sortie (9), - un troisième dispositif séparateur d'air (4) ayant une entrée d'air (22) et au moins une sortie (24) ;
les entrées (5) et (8) des premier (2) et deuxième (3) dispositifs séparateurs étant connectables à une source d'air sous pression (13), - la sortie (6) du premier dispositif séparateur (2) étant connectable à au moins un compartiment à inerter (15 ;16), et les sorties (9, 24) des deuxième (3) et troisième (4) dispositifs séparateurs étant connectables (18) à un circuit de fourniture d'oxygène (19) à des passagers.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le troisième dispositif séparateur (4) est du type à électrolyte solide.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sortie (24) du troisième dispositif séparateur (4) est connectable à un réservoir d'oxygène sous pression (26).
4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'électrolyte solide est à base de zircone dopée.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le deuxième dispositif séparateur (3) est du type à adsorption à
variation de pression.
6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le premier dispositif séparateur (2) est du type à perméation sur membranes polymères.
7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le compartiment à inerter est un compartiment de soute (15).
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le compartiment à inerter est un réservoir de carburant (16 ;17).
CA002527370A 2003-06-05 2004-05-24 Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote Abandoned CA2527370A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0306794A FR2855812B1 (fr) 2003-06-05 2003-06-05 Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote
FR03/06794 2003-06-05
PCT/FR2004/001276 WO2005002966A1 (fr) 2003-06-05 2004-05-24 Systeme embarque de generation et de fourniture d’oxygene et d’azote

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA2527370A1 true CA2527370A1 (fr) 2005-01-13

Family

ID=33443162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA002527370A Abandoned CA2527370A1 (fr) 2003-06-05 2004-05-24 Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060243859A1 (fr)
EP (1) EP1633628A1 (fr)
CN (1) CN1798687A (fr)
BR (1) BRPI0411008A (fr)
CA (1) CA2527370A1 (fr)
FR (1) FR2855812B1 (fr)
WO (1) WO2005002966A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217574A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种isd空气弹簧及转向架悬挂系统、机车

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7509968B2 (en) * 2004-07-28 2009-03-31 Hamilton Sundstrand Corporation Flow control for on-board inert gas generation system
FR2884223B1 (fr) * 2005-04-07 2007-06-01 Air Liquide Installation de fourniture d'assistance respiratoire a des patients transportes dans un aeronef et aeronef equipe d'une telle installation
RU2443605C2 (ru) * 2006-06-02 2012-02-27 Эйрбас Оперейшнз Гмбх Система и способ подачи кислорода
DE102006039181A1 (de) 2006-06-02 2007-12-06 Airbus Deutschland Gmbh Sauerstoffversorgungssystem zur Sauerstofferzeugung aus Kabinenluft in einem Flugzeug
FR2911010B1 (fr) 2006-12-27 2009-03-06 Conception & Dev Michelin Sa Groupe electrogene comportant une pile a combustible
DE102007057536B4 (de) * 2007-11-29 2011-03-17 Airbus Operations Gmbh Klimaanlage mit Hybrid-Zapfluft-Betrieb
DE102008024503A1 (de) * 2008-05-21 2009-12-03 Airbus Deutschland Gmbh Inertisierungssystem für ein Flugzeug
US8640702B2 (en) 2008-06-23 2014-02-04 Be Intellectual Property, Inc. System for regulating the dispensing of commercial aircraft passenger oxygen supply
DE102009037380B4 (de) * 2009-08-13 2013-05-29 B/E Aerospace Systems Gmbh Sauerstoffnotversorgungsvorrichtung
CN101891017B (zh) * 2010-07-20 2013-04-10 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种燃油箱惰化控制装置
CN103323219B (zh) * 2012-03-21 2017-02-08 北京航空航天大学 机载油箱惰性化综合性能试验系统
CN102755870B (zh) * 2012-04-06 2014-12-10 南京航空航天大学 一种双流模式燃油地面预洗涤方法及其装置
US9550575B2 (en) * 2012-05-25 2017-01-24 B/E Aerospace, Inc. On-board generation of oxygen for aircraft pilots
US9550570B2 (en) 2012-05-25 2017-01-24 B/E Aerospace, Inc. On-board generation of oxygen for aircraft passengers
US9120571B2 (en) 2012-05-25 2015-09-01 B/E Aerospace, Inc. Hybrid on-board generation of oxygen for aircraft passengers
US10293193B2 (en) * 2012-06-20 2019-05-21 B/E Aerospace, Inc. Aircraft lavatory emergency oxygen device
CA2819945A1 (fr) * 2012-06-28 2013-12-28 Intertechnique Cabine d'aeronef avec alimentation en oxygene de systeme de generation d'oxygene embarque zonal
FR3003544B1 (fr) * 2013-03-19 2016-07-01 Snecma Dispositif de surveillance et de coupure de l'alimentation en air de pressurisation d'un reservoir de carburant d'aeronef
FR3012419B1 (fr) 2013-10-25 2017-02-17 Herakles Procede et dispositif d'inertage d'une soute de fuel d'un aeronef
CN103693623B (zh) * 2013-12-13 2016-03-02 合肥江航飞机装备有限公司 一种分子筛与中空纤维膜氧氮分离装置
US9643728B2 (en) * 2014-03-24 2017-05-09 Honeywell International Inc. System for preventing water condensation inside aircraft
WO2018191216A1 (fr) 2017-04-10 2018-10-18 Carleton Life Support Systems, Inc. Système embarqué, en céramique, de génération d'oxygène en boucle fermée ou semi-fermée
CN107521699A (zh) * 2017-07-31 2017-12-29 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种可蓄氧的分子筛供氧系统
CN108190035A (zh) * 2017-12-15 2018-06-22 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种飞机燃油箱惰化装置
US10745145B2 (en) * 2017-12-20 2020-08-18 Hamilton Sunstrand Corporation Contaminant removal for catalytic fuel tank inerting system
CN110655037B (zh) * 2019-10-31 2020-11-24 南京航空航天大学 一种航空发动机高温余热离子膜制氧系统及方法
CN110834733B (zh) * 2019-11-14 2021-10-22 中国商用飞机有限责任公司 空气准备系统
GB202013603D0 (en) 2020-08-28 2020-10-14 Honeywell Int Inc Obogs controller

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556180A (en) * 1978-12-07 1985-12-03 The Garrett Corporation Fuel tank inerting system
US4681602A (en) * 1984-12-24 1987-07-21 The Boeing Company Integrated system for generating inert gas and breathing gas on aircraft
US5069692A (en) * 1989-12-11 1991-12-03 Sundstrand Corporation Fully integrated inert gas and oxidizer replenishment system
US5169415A (en) * 1990-08-31 1992-12-08 Sundstrand Corporation Method of generating oxygen from an air stream
GB9823651D0 (en) * 1998-10-29 1998-12-23 Normalair Garrett Ltd Gas generating system
GB0016893D0 (en) * 2000-07-11 2000-08-30 Honeywell Normalair Garrett Life support system
FR2823180B1 (fr) * 2001-04-04 2003-07-25 Air Liquide Procede et installation de distribution d'air enrichi en oxygene aux occupants d'un aeronef
FR2824045B1 (fr) * 2001-04-26 2003-07-25 Air Liquide Procede et dispositif d'inertage d'un reservoir de carburant d'aeronef
US6997970B2 (en) * 2002-06-25 2006-02-14 Carleton Life Support Systems, Inc. Oxygen/inert gas generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217574A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种isd空气弹簧及转向架悬挂系统、机车

Also Published As

Publication number Publication date
US20060243859A1 (en) 2006-11-02
FR2855812B1 (fr) 2005-07-22
EP1633628A1 (fr) 2006-03-15
WO2005002966A1 (fr) 2005-01-13
FR2855812A1 (fr) 2004-12-10
BRPI0411008A (pt) 2006-07-04
CN1798687A (zh) 2006-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2527370A1 (fr) Systeme embarque de generation et de fourniture d'oxygene et d'azote
EP3181457B1 (fr) Séparateur électrochimique de gaz destiné à la prévention et à la suppression de la combustion
US7608131B2 (en) Three flow architecture and method for aircraft OBIGGS
US6701923B2 (en) Process and installation for the distribution of air enriched in oxygen to passengers of an aircraft
US20050092177A1 (en) Air separation system and method with modulated warming flow
US5131225A (en) Apparatus for separating and compressing oxygen from an air stream
RU2405720C2 (ru) Система и способ энергообеспечения летательного аппарата
US7172157B2 (en) Increasing the performance of aircraft on-board inert gas generating systems by turbocharging
EP1375349B1 (fr) Générateur d'oxygène et de gaz inerte
US6997013B2 (en) Cooling system for an on-board inert gas generating system
CA2913553C (fr) Production d'air enrichi en azote et systeme d'inertage de reservoir de combustible
CN104540734B (zh) 飞行员用氧气的在机发生
US8763712B2 (en) Hypoxic aircraft fire prevention system with advanced hypoxic generator
RU2673123C2 (ru) Способ и устройство для снабжения инертным газом топливного бака
CA2602923C (fr) Procede d'extinction de feu dans un compartiment d'un aeronef
US20080160387A1 (en) Electric power pack that includes a fuel cell
CN102015032A (zh) 使用机载氧气生成系统的飞机呼吸系统
ES2197221T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la preparacion de gas de respiracion en sistemas de oxigeno de emergencia.
CA3066843A1 (fr) Systeme d'inertage d'au moins un volume dans un aeronef via au moins une pile a combustible
FR2870820A1 (fr) Dispositif pour la decomposition de l'air et avion ou autre aeronef equipe d'un tel dispositif
RU2284283C1 (ru) Система газоразделения и газораспределения самолета
EP4321222A1 (fr) Alternatives halon pour l'extinction d'incendie d'aéronef
US20240217671A1 (en) Systems and methods for power generation and aircraft comprising the same
FR2863585A1 (fr) Aeronef de transport
JPH02179599A (ja) 航空機用空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
FZDE Discontinued