一种内置涡流发生器的飞机臭氧转换器的制作方法

本发明涉及航空，具体涉及一种内置涡流发生器的飞机臭氧转换器。

背景技术：

1、地球大气平流层中，气流平稳、云层少、能见度高，飞机在平流层巡航，飞行更加安全，并且能耗更低。飞机在飞行过程中，机舱内的空气需进行净化后再循环利用，其中部分废气被排出舱外，与此同时，引入适量舱外空气进行补充。平流层高空大气中含有较高浓度的臭氧，臭氧可大量吸收紫外线，保护地球生物免受太阳光紫外线侵袭。但舱外臭氧进入机舱，却成为舱内主要污染物之一，超过一定剂量时会对人体产生严重危害，国际民航组织(icao)制定了国际标准，飞机试航取证标准对舱内臭氧浓度进行了严格限制。飞机环境控制系统(esc)在控制引气量的同时，将对引入的高空空气进行过滤和净化，从而为机舱内提供安全舒适的大气环境。臭氧转换器作为环境控制系统的一部分，内置附着催化剂的载体，用于去除臭氧和其他污染物。该装置确保飞机通过具有较高臭氧浓度水平的空域期间，机舱内部臭氧浓度不超过安全水平。在环控系统中，臭氧转换器会引起较大的流阻，从而对内流空气带来很大的流动损失。因此，在提高臭氧催化效率的同时，减少气动阻力，对提升飞机环控系统臭氧转换器整体性能有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，能够在提高臭氧催化效率的同时，减少气动阻力。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，包括壳体、涡流发生器、催化剂、催化剂载体组合及包裹材料；

4、所述壳体为进口扩张、出口收缩的结构，进口扩张段内壁设有涡流发生器；所述催化剂载体组合为多孔结构，固定在壳体内中部，所述催化剂附着在催化剂载体组合多孔结构内表面，以对通过气流中的臭氧进行催化化学反应；所述催化剂载体组合外圆周包覆所述包裹材料。

5、进一步地，所述壳体分为进口扩张段、中间催化段及出口收缩段；

6、所述进口扩张段倾斜角为α，且α为小于45°的锐角；出口收缩段倾斜角为β，α>β；中间催化段为圆柱结构。

7、进一步地，所述进口扩张段内壁、中间催化段内壁、出口收缩段内壁中任意一段以上设有涡流发生器。

8、进一步地，所述涡流发生器为鲨鱼鳍、三角翼、三棱柱、三棱锥、四面体、长方体、正方体、圆柱体、圆锥体结构中的一种以上组合。

9、进一步地，所述涡流发生器为鲨鱼鳍结构。

10、进一步地，所述涡流发生器以圆周阵列、线性阵列或非线性排列中任意一种以上形式布设。

11、进一步地，所述催化剂载体组合由一块以上圆柱状载体层状排列组合而成，圆柱状载体为蜂窝束腔阵列多孔结构，孔洞为正六边形。

12、进一步地，所述包裹材料为石棉或玻璃棉或岩棉。

13、有益效果：

14、1、本发明在扩张段设置的涡流发生器可对内壁附面层的低能流体进行切割破碎，将大尺度的分离涡破碎成小尺度的涡流，从而推迟低能流动分离，减小分离涡带来的流动损失，降低其总压损失，提高气动效率。多孔结构的催化剂载体组合能够提高臭氧催化效率。

15、其次，包裹材料可以起到缓冲的保护作用，以及一定程度的保温作用。

16、2、本发明进口扩张段倾斜角为α，出口收缩段倾斜角为β，α>β，可以减少气动损失，提高流动效率。

17、3、本发明催化剂载体组合由一块以上圆柱状载体组合而成，安装方便，而且，能够保证各个圆柱状载体单元上催化剂的附着率；其次，本发明催化剂载体采用蜂窝束腔阵列多孔结构，具有很强的稳定性和通透性，提高催化剂载体的结构强度，并使空气平顺高效通过。相比于波浪载体和方孔载体，具有更大的催化剂附着面积，更强的结构稳定性，以及更小的空气阻力，从而使臭氧催化去除效果更好。

18、4、本发明所采用的鲨鱼鳍形式的涡流发生器改善流动工况的效果更好，能够提高气动性能。

1.一种内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，包括壳体、涡流发生器、催化剂、催化剂载体组合及包裹材料；

2.如权利要求1所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述壳体分为进口扩张段、中间催化段及出口收缩段；

3.如权利要求2所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述进口扩张段内壁、中间催化段内壁、出口收缩段内壁中任意一段以上设有涡流发生器。

4.如权利要求1或3所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述涡流发生器为鲨鱼鳍、三角翼、三棱柱、三棱锥、四面体、长方体、正方体、圆柱体、圆锥体结构中的一种以上组合。

5.如权利要求1或3所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述涡流发生器为鲨鱼鳍结构。

6.如权利要求4所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述涡流发生器以圆周阵列、线性阵列或非线性排列中任意一种以上形式布设。

7.如权利要求1所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述催化剂载体组合由一块以上圆柱状载体层状排列组合而成，圆柱状载体为蜂窝束腔阵列多孔结构，孔洞为正六边形。

8.如权利要求1所述的内置涡流发生器的飞机臭氧转换器，其特征在于，所述包裹材料为石棉或玻璃棉或岩棉。