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[发明专利]一种氢氧燃料电池的重心调节装置及方法-CN202310934912.5在审
发明人：张春伟;郭嘉翔;齐向阳;李绍斌;樊凤彬;王静;崔皓玉;黎迎晖;余海帅;苏谦;陈永;杨括;李山峰 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： H01M8/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种氢氧燃料电池的重心调节装置及方法。该装置在液氢储罐、液氧储罐、氢侧上水箱、氢侧下水箱、氧侧上水箱、氧侧下水箱内部均设置轻质防晃隔板，而液氢储罐、液氧储罐则又分别设置了在高压下运行的圆形液氢波动抑制板、圆形液氧波动抑制板，可有效防止上述储罐或水箱在航行时产生晃动。另外，该装置通过中心一体化设计，使液氢储罐、氢侧上水箱、氢侧下水箱的重心均位于氢侧同心固定架轴线上，液氧储罐、氧侧上水箱、氧侧下水箱的重心均位于氧侧同心固定架轴线上，便于重心调控。本发明通过控制器主动调节氢侧上水箱、氢侧下水箱、氧侧上水箱、氧侧下水箱中的水位高度，可使整体氢氧燃料电池系统的重心维持不变。
一种燃料电池重心调节装置方法

[发明专利]一种冷启动的液氢储供系统及其方法-CN202310969324.5在审
发明人：张春伟;郭永朝;李绍斌;齐向阳;樊凤彬;王静;张平;余海帅;黎迎晖;苏谦;杨括;陈永;李山峰 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2023-08-02 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H01M8/04082 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷启动的液氢储供系统及其方法，涉及氢空燃料电池技术领域。本发明采用液氢对经过压缩机压缩后的空气进行冷却，降低燃料电池的结构热负荷并可作为空调制冷冷源；利用高压氢气温度高于转换温度时节流升温的特性结合氢气燃烧器，实现氢空燃料电池的快速冷启动，且结构简单、性能稳定；利用高压氢气温度低于转换温度时节流降温的特性结合液氢冷源，实现氢空燃料电池的正常运行时的冷却，减少氢空燃料电池的能量消耗并提高运行效率。
一种冷启动液氢系统及其方法

[发明专利]一种液态甲烷快速过冷装置及其方法-CN202310935571.3在审
发明人：张春伟;余海帅;杨晓阳;于兰;王克军;王静;周博文;杨括;陈永;陈静;李山峰;瞿骞 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： F25D3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种液态甲烷快速过冷装置及其方法。该装置中通过直径逐渐递增的开式容器将螺旋渐缩式甲烷管路分割为多个部分，进行甲烷出口温度调控时，自上而下依次调整开式容器内部的液位，由于上部开式容器内部的液氮介质体积较小，所以在温度调节时响应十分迅速，同时，当开式容器内液位降低到一定值时，管路表面的沸腾传热系数会明显地随液位的降低而升高，即每一开式容器内均存在临界液位，能整体提升液氮介质的沸腾传热系数。螺旋渐缩式甲烷管路的前端布置的稀疏型针肋可以有效克服大过冷度引起强烈沸腾的气膜弱化传热现象，而后端的密集型针肋则可增加小过冷度下的气泡生成速率。
一种液态甲烷快速过冷装置及其方法

[发明专利]一种液氢飞机储供系统及其方法-CN202310935586.X在审
发明人：张春伟;王克军;马利亚;魏金莹;宋建军;王静;张平;黎迎晖;苏谦;余海帅;杨括;陈永;陈静 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： H01M8/04089 文献下载
摘要：本发明公开了一种液氢飞机储供系统及其方法。该液氢飞机储供系统利用氧分子的低温强顺磁性和氮分子的逆磁性，设计氧氮分离能力逐渐提升的双段式富氧结构，获取高含氧量空气，大幅提升氢空燃料电池的运行效率；同时，将氢空燃料电池的产物水与贫氧空气热质交换产生制冷效果后再进行排空，提升空气的冷却效率。本发明可实现液氢飞机中氢空燃料电池的氢气和空气的高效连续供应，保证氢空燃料电池的运行稳定性；利用露点间接蒸发冷却器和液氢汽化器对空气进行连续降温，强化空气内部氧分子的体积磁化率；且设计的氧氮分离器结构简单、性能稳定，有利于小型化、轻量化和集成化设计，符合航空部件的技术要求。
一种液氢飞机系统及其方法

[发明专利]一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法-CN202211022112.8有效
发明人：张春伟;陈静;尹奇志;李岩;刘康娜;王遥;王晓宇;余海帅;苏谦;瞿骞 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： F25B40/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法。该撬装式系统通过抽空减压的方式对液氢进行深度过冷以提高液氢的密度，同时对抽空排出的氢气进行冷量利用，使其经过仲正氢转化释放大于气液相变潜热的冷量，再通过热管间接换热的方式将冷量安全地传递给液氧，实现液氧的同步深度过冷，提高液氧的密度。本发明通过热管间接冷却实现液氧和液氢的同步过冷，没有额外能耗，且避免了过冷过程中氢与氧的直接接触，确保了液氢、液氧同步过冷的安全性。
一种液氢液氧同步深度过冷撬装式系统方法

[发明专利]采用增压液化的火星表面二氧化碳连续捕集系统及其方法-CN202211024355.5有效
发明人：张春伟;马军强;樊凤彬;王克军;汪丽;曲捷;余海帅;宋建军;时云卿 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： F25J1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种采用增压液化的火星表面二氧化碳连续捕集系统及其方法。本发明采用多级增压液化的方法捕集火星表面二氧化碳，其中第一级压缩机出口的原料气热量用于对入口原料气进行预热，在提升第二级压缩机压缩效率的同时，可保证风机和压缩机等设备可以正常运行；而第二级压缩机出口原料气的高品质热量用于对吸附器进行加热解吸，同时加热恒温器，维持系统所处空间的合理温度。第二级压缩机出口原料气首先经过吸附器再生管路的换热介质初步冷却，随后再利用火星大气冷能进行二次冷却，并实现二氧化碳液化，整体过程实现了原料气的梯度降温，具有较高的热力学效率和经济性。
采用增压液化火星表面二氧化碳连续系统及其方法

[发明专利]一种低温多相流体搅拌装置-CN202310023330.1在审
发明人：陈静;申娟;齐向阳;王淮英;王健;崔腾飞;李强;黎迎晖;余海帅;苏谦;王静 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： B01F27/112 文献下载
摘要：本发明涉及一种低温多相流体搅拌装置，包括：输入组件包括第一转轴和第一磁力轮，第一转轴和第三转轴连接，第一磁力轮和第一转轴连接；传动组件包括第二转轴和第二磁力轮，第二磁力轮和第一磁力轮连接，第二磁力轮和第二转轴固定连接；搅拌组件包括搅拌棒和搅拌叶片，搅拌棒和第二转轴连接，搅拌叶片和搅拌棒连接；动力单元包括动力源和第三转轴，动力源和第三转轴连接，第一转轴和第三转轴连接。动力单元将动力传输到输入组件，再通过传动组件，将动力源传递到搅拌组件；通过第一磁力轮和第二磁力轮的传动，能够实现非接触式的动力传输，并能够将动密封转换成静密封更加可靠，便于实现清洁无尘传动，同时也能避免热泄露事故。
一种低温多相流体搅拌装置

[发明专利]一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法-CN202211465717.4在审
发明人：张春伟;李山峰;马军强;马利亚;苏韬;王晓宇;王遥;黎迎晖;苏谦;余海帅;刘玉涛 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： F17D5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种埋地管道泄漏监测定位装置及方法。本发明利用天然气或氢气等介质泄漏时产生的氮渗透现象有效解决了埋地管道泄漏难以检测的问题。本发明采用了一种先被动检测再主动式扰动检测的方法，可以实现多种复杂情况下的埋地管道泄漏位置定位，总体准确性较高。该装置整体经济成本低、安全性高，埋地管道泄漏监测定位装置的相关部件可安装在连接法兰处，不会对埋地管道整体结构和布局产生影响，应用和推广方便。
一种管道泄漏监测定位装置方法

[发明专利]一种多组合低温推进剂深度过冷一体化系统及其方法-CN202211465704.7在审
发明人：张春伟;马军强;马利亚;于兰;李岩;郭嘉翔;王遥;余海帅;苏谦;黎迎晖;王成刚 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： F25B9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多组合低温推进剂深度过冷一体化系统及其方法，属于低温设备领域。本发明通过设置串联双级氦膨胀机来构建特定的梯级温区，以氦工质作为闭式循环介质，最终实现多种低温推进剂组合的高效深度过冷。本发明采用串联设置的两级氦膨胀机，可通过设定氦膨胀机出口压力实现液氧、液氢的高效快速致密化，并可减少由于高膨胀比对一级膨胀机设备性能提出的高要求。同时本发明利用价格低廉、安全性高的液氮介质预冷压缩后的高温氦工质以及液氧推进剂，可有效降低氦气压缩机、氦膨胀机等部件的功率、加快液氧推进剂降温速率，提升一体化系统整体运行效率。本发明整体结构符合航天发射场的致密化低温推进剂加注系统要求。
一种组合低温推进深度过冷一体化系统及其方法

[发明专利]一种高密度氢氧推进剂同步制备系统及其方法-CN202211465705.1在审
发明人：张春伟;马利亚;马军强;于兰;谭周明;王遥;郭嘉翔;苏谦;余海帅;黎迎晖;杨思锋 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： C06B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高密度氢氧推进剂同步制备系统及其方法，属于低温设备领域。本发明通过将高密度氢氧推进剂的制备过程耦合在开式氦液化循环流程中，可实现高密度氢氧推进剂组合的高效一体化制备，且制备规模将远大于低温冷机、抽空减压等传统方法，符合航天发射场对致密化低温推进剂制备和加注系统要求。本发明的系统中各回热器所处温区合理，构成温差均匀的梯度温度场，有效提升高密度氢氧推进剂同步制备系统的热力学效率。本发明利用价格低廉、安全性高的液氮介质两级预冷压缩后的高温氦工质，可有效降低氦气压缩机、氦膨胀机等部件的功率。
一种高密度推进同步制备系统及其方法

[发明专利]一种用于火星表面二氧化碳加氢甲烷化的Sabatier反应器及方法-CN202211022104.3在审
发明人：张春伟;李山峰;王克军;江雅娟;赵和平;王晓宇;杨行;余海帅;时云卿 -专利权人：北京航天试验技术研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B01J19/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于火星大气二氧化碳还原的Sabatier反应器及其方法。沿原料气流动方向设置孔隙率逐渐降低的金属多孔介质层，构建高温区到低温区连续过渡的梯度温度场，从而兼顾了高温和低温下的Sabatier反应，同步提升Sabatier反应的反应速率和转化率。本发明以平板式热管和金属多孔介质层构建复合换热强化结构，充分利用平板热管内部工质的蒸发冷凝循环和金属多孔介质层良好的空间导热能力，利用火星大气冷能消除Sabatier反应的反应热，从而保证Sabatier反应器可靠且稳定地运行。本发明不需配置额外冷却设备，从而大幅提升了Sabatier反应器对火星环境的适应性。
一种用于火星表面二氧化碳加氢甲烷 sabatier 反应器方法

[发明专利]一种液氢加氢站泄漏扩散安全防护系统-CN202210356865.6在审
发明人：蒲亮;孙若凡;余海帅;代明昊 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-06 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： F17C13/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种液氢加氢站泄漏扩散安全防护系统，包括风向监测系统，内部网络系统，以及通过内部网络系统连接到风向监测系统的可升降围堰系统、地面加温系统和被防护装置，其中，可升降围堰系统位于地面加温系统的周向上，被防护装置位于地面加温系统的中心。本发明可在液氢储存装置发生破裂时限制泄漏液氢的扩散，并将其快速蒸发为氢气，降低低温损害；同时根据实时风向调整环绕于液氢储存设备的围堰的升降，避免涡流对氢气耗散的抑制，实现将全场氢气快速耗散至大气，降低燃爆隐患。
一种液氢加氢泄漏扩散安全防护系统

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