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原文传递基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置及其工作方法

专利名称：	基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置及其工作方法
摘要：	本发明公开了一种基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置及其工作方法，包括压气机、截止阀、过滤器、干燥器、机翼内流道、电热除冰组件、第一温度传感器、结冰探测器、金属翅片、第二温度传感器、水分离器、流量阀和控制器。本发明通过采用发动机引气并经过过滤干燥后通入机翼内流道，气体与密闭腔层通过热对流进行热量交换，加热密闭腔层内纳米复合相变材料，使得多余的热量能够更快地存储在机翼中，有效的防止机翼表面结冰。同时采用电热除冰组件在潜热不足时工作，使得本装置具有可靠性强、防除冰效率高、能耗低等特点。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	陈晨;冯诗愚;彭浩;江荣杰;刘卫华
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
申请号：	CN201911345052.1
公开号：	CN110963044A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	韩天宇
分类号：	B64D15/04;B64D15/12;B64D15/20;B;B64;B64D;B64D15;B64D15/04;B64D15/12;B64D15/20
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置，其特征在于，包括压气机（1）、截止阀（2）、过滤器（3）、干燥器（4）、机翼内流道（7）、电热除冰组件（9）、第一温度传感器（10）、结冰探测器（11）、金属翅片（12）、第二温度传感器（13）、水分离器（14）、流量阀（15）和控制器（16）；所述压气机（1）的出口、截止阀（2）、过滤器（3）、干燥器（4）的进口通过管道依次相连接；所述压气机（1）进口与发动机引气部分连接；所述过滤器（3）用于过滤发动机引气中杂质；所述干燥器（4）用于对除去增压后的引气中水分；飞机的机翼外蒙皮（5）的内表面上设有导热的密闭腔层（8），且所述密闭腔层被均匀分割为若干密闭腔体；所述密闭腔层和机翼内蒙皮（6）之间形成机翼内流道（7）；飞机的机翼内流道（7）一端和所述干燥器（4）的出口通过管道相连，另一端和所述水分离器（14）的气体入口管道相连；所述流量阀（15）的一端和所述水分离器（14）的气体出口管道相连，另一端和外界大气相联通；所述各个密闭腔体内均填充有纳米复合相变材料；所述电热除冰组件（9）设置在密闭腔层（8）中，包含若干个均匀设置在飞机的机翼外蒙皮（5）的内表面上加热器；所述第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）均设置在机翼外蒙皮（5）表面，第二温度传感器（13）安装在机翼内流道（7）的出口处；所述控制器（16）分别和所述第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）、第二温度传感器（13）、截止阀（2）、流量阀（15）、各个加热器电气相连，用于根据第一温度传感器（5）、结冰探测器（9）、第二温度传感器（13）的感应数据控制截止阀（2）、流量阀（15）和各个加热器工作。 2.根据权利要求1所述的基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置，其特征在于，所述纳米复合相变材料采用十二醇-月桂酸有机相变材料与石墨烯纳米粒子混合制成。 3.根据权利要求2所述的纳米复合相变材料机翼防除冰装置，其特征在于，所述纳米复合相变材料的相变温度为15℃。 4.根据权利要求1所述的基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置，其特征在于，所述密闭腔层（8）靠近机翼内流道（7）的表面上均匀设置若干金属翅片（12），所述金属翅片一端设置在密闭腔层（8）内、另一端伸出密闭腔层（8）伸入机翼内流道（7）内，用于强化热对流和热传导。 5.基于权利要求1所述的基于纳米复合相变材料的机翼防除冰装置的工作方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1），发动机引气通过压气机（1）增压后流经截止阀（2）、过滤器（3）、干燥器（4），然后进入机翼内流道（7）与密闭腔层（8）通过热对流进行热交换，金属翅片强化热对流传热；热量传递到密闭腔层（8）中被纳米复合相变材料吸收存储为相变潜热；步骤2），当第一温度传感器（5）监测到机翼表面温度过低时，储存在纳米复合相变材料开始释放相变潜热用于加热机翼表面，热气体在机翼内流道（7）进行充分的热交换后温度降低，流经水分离器（14）、流量阀（15）进入大气；步骤3），当第二温度传感器（13）监测到机翼内流道（7）出口的热气体温度过低或结冰探测器（9）探测到机翼表面结冰时，控制器（16）控制各个加热器工作，直接加热机翼表面，同时多余的热量存储在密闭腔层（8）的纳米复合相变材料中。
所属类别：	发明专利