[發(fā)明專利]一種利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103847968A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 常士楠;楊波;宋妍琳;冷夢堯;趙媛媛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64D15/04
• 分類號: B64D15/04
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發(fā)明涉及一種飛機防冰系統(tǒng)，更特別地說，是指一種利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)。

背景技術

現代飛機，特別是無人駕駛飛機，由于大量使用了各種電子元器件和電子設備，導致局部發(fā)熱量大，如不進行有效散熱，會嚴重降低電子設備的工作性能，必須進行散熱處理。而飛機在穿過含過冷水滴的云層時，許多部件都可能出現結冰，如機翼、尾翼的前緣、螺旋槳、直升機旋翼葉片、發(fā)動機進氣口、空速管、擋風玻璃等。無人機大型化是目前的發(fā)展趨勢，大型無人機飛行高度、速度和飛行航時都得到大幅度提高，從而進入結冰包線中產生結冰現象。

發(fā)明內容

為了解決目前機翼熱氣防冰系統(tǒng)中出現的大量引用發(fā)動機引氣，造成發(fā)動機推力不足的缺陷，本發(fā)明提出一種利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)在無人機上使用進行防冰具有先天的優(yōu)勢，采用蒸發(fā)式循環(huán)的防冰方式，利用蒸發(fā)換熱器部件充分吸收機載電子設備的熱源熱量，并且通過笛形管沖擊射流的方式將熱量傳遞給蒙皮跟外界過冷濕空氣進行換熱，提高蒙皮溫度至防冰最低溫度，以達到防冰效果。機翼防冰過程中，本發(fā)明系統(tǒng)充分利用了機上應當散熱的電子設備、滑油、液壓油的余熱廢熱，不需要另外攜帶冷源、也不需要從發(fā)動機引氣或電加熱，節(jié)省了大量引氣，提高了發(fā)動機推力。

本發(fā)明是一種利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有蒙皮換熱器（1）、轉子式壓縮機（2）、蒸發(fā)器（3）和電子膨脹閥（4）；

蒙皮換熱器（1）與轉子式壓縮機（2）之間采用第二管道（5B）連通；

蒙皮換熱器（1）與電子膨脹閥（4）之間采用第三管道（5C）連通；

蒸發(fā)器（3）與轉子式壓縮機（2）之間采用第一管道（5A）連通；

蒸發(fā)器（3）與電子膨脹閥（4）之間采用第四管道（5D）連通。

本發(fā)明是一種利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的第一管道（5A）內流動的是干飽和蒸汽；第二管道（5B）內流動的是溫度不低于100℃的高溫熱蒸汽；第三管道（5C）內流動的是溫度不高于20℃的冷卻飽和液體；第四管道（5D）內流動的是降溫后的液體。

本發(fā)明利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)的優(yōu)點在于：

①采用四個通道與蒙皮換熱器1、轉子式壓縮機2、蒸發(fā)器3和電子膨脹閥4組成本發(fā)明的閉式循環(huán)系統(tǒng)，其運用靈活，熱源發(fā)熱量大時，可充分使用熱源熱量用于防冰；熱源熱量較少時，可增加壓縮機做功，補充防冰所需熱流。

②本發(fā)明系統(tǒng)所需部件結構簡單，在現有機翼結構中添加儲液器，改進了雙蒙皮結構；在第三管道5C上設置電子膨脹閥4來進行膨脹降溫；利用轉子式壓縮機2提供的壓力使得系統(tǒng)通道具有可循環(huán)性。

③本發(fā)明系統(tǒng)利用四個通道形成閉式循環(huán)，有效地降低了現有防冰系統(tǒng)的復雜度。

④本發(fā)明系統(tǒng)無需從發(fā)動機引氣，減少發(fā)動機耗氣，提高發(fā)動機推力。

⑤本發(fā)明系統(tǒng)利用機載設備和發(fā)熱元器件作為蒸發(fā)端冷源，有效利用機上余熱廢熱，節(jié)省能量，從而實現了蒸發(fā)式循環(huán)過程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明利用機載廢熱的新型機翼防冰系統(tǒng)的結構框圖。

圖2是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器的防冰結構圖。

圖2A是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器的另一視角防冰結構的圖。

圖2B是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器的防冰結構的分解圖。

圖2C是圖2的A-A剖面圖。

圖2D是圖2C中的局部放大圖。

圖3是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器中的雙蒙皮結構體的結構圖。

圖4是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器中的儲液器的結構圖。

圖4A是本發(fā)明機翼蒙皮換熱器中的儲液器的另一視角結構圖。

圖4B是圖4的A-A剖面圖。