[发明专利]均匀加热的感应加热线圈

说明书

本申请公开了均匀加热的感应加热线圈。感应加热系统(200)采用安装为紧邻飞机的飞行表面的外部的铁磁基座(110)。至少一个导电线圈(120)安装为紧邻铁磁基座(110)。至少一个导电线圈(120)通过具有第一频率的第一电源(161a)供电。至少一个补偿线圈(160)安装为紧邻铁磁基座(110)，该至少一个补偿线圈具有被确定为相对于至少一个导电线圈(120)提供基本上净‑零通量的几何形状并且被定位为在第一多个导电线圈缺失感应的感应加热覆盖范围的地方进行感应加热。至少一个补偿线圈(160)通过具有第二频率的第二AC电源(161b)供电。

技术领域

本公开内容的实施方式总体上涉及防止飞机结冰系统，并且更具体地，涉及感应加热系统的线圈几何形状的实施方式，该感应加热系统采用连接至第一电力系统的一对线圈以及连接至第二电力系统的第三线圈，在基座板中产生均匀加热。确定线圈的几何形状以在线圈对和第三线圈之间提供零磁链，导致两个电力系统之间的最小耦合。

背景技术

用于飞机的感应加热防结冰系统通常结合有铁磁基座、一个或多个加热线圈和将AC电流提供给线圈的电源。对于机翼前缘加热，基座被包括在机翼前缘的防蚀片中或者紧邻防蚀片的后面放置并且与防蚀片处于良好的热接触。加热线圈紧邻基座的后面放置。当AC电流在线圈中流动时，通过线圈产生的磁场感应地耦合入铁磁基座中。利用基座中变化的磁通量，在基座中感应出电流，并且因为基座具有电阻率，所以在基座中产生焦耳加热。当基座内的焦耳加热的面加热功率大于从基座传递到外界周围环境的热量时，基座温度升高。感应加热概念在防结冰系统中具有几个优势。电力地，它非常高效，并且热量被立即传入运载工具的组件中，其中期望防止冰形成在运载工具上。还提供了便于安装并且需要很少的紧固件(如果有的话)的系统。

运载工具上的感应加热系统的设计约束促使了使用扁平线圈，诸如，螺旋扁平线圈。该线圈将通常遵循基座的轮廊，反过来基座的轮廊遵循表面的轮廓，期望防止在该表面上结冰，诸如，机翼前缘或者发动机舱的机头罩。螺旋扁平线圈的几何形状将总是产生其中磁场的切向分量最小的区域。因为这个区域的任一侧上的长丝中的电流流动处于相反方向，并且通过这些电流流动产生的磁场在线圈的中心处抵消，所以出现这个场最小值。在圆形的螺旋扁平线圈中，场最小值在螺旋的内部起点处。对于拉长的椭圆螺旋，场最小值沿着线圈中间中的线段出现。基座上的接近于线圈上的场最小值的区域将比基座的剩余部分加热得更少。入射磁场的法线分量在基座中产生最小热量。进一步地，运载工具上的热传递使得其主要横向于基座的厚度。此外，基座厚度是小的。因此，在基座内从基座的磁场是相当大的部分至基座的磁场是最小的部分进行的热传递是可忽略的。

由于这些物理操作条件，在基座上将总是存在相对冷点。流过整个线圈的电流必须足够将这个点保持在将形成冰的温度以上。这个电流远远超过需要将基座的其他部件保持在结冰温度以上，并且因此，如果基座的所有部件被加热为恰好足以保持其在结冰温度以上，则感应加热将比应该达到的效果差。此外，具有最大加热量的基座部件具有达到足够高的温度而热损坏运载工具的接近于基座的结构的潜力。

因此，理想的是，提供结构上的感应加热系统，其消除几何形状导致的冷点以在防止结冰系统中允许更均匀地加热基座。

发明内容

示例性实施方式提供了一种感应加热系统，其采用被安装为紧邻飞机的飞行表面的外部的铁磁基座。至少一个导电线圈被安装为紧邻铁磁基座。至少一个导电线圈通过具有第一频率的第一电源供电。至少一个补偿线圈被安装为紧邻铁磁基座，该至少一个补偿线圈具有被确定为关于至少一个导电线圈提供基本上净-零通量的几何形状并且被定位为在第一多个导电线圈不具有感应的感应加热覆盖范围的地方诱导感应加热。至少一个补偿线圈通过具有第二频率的第二AC电源供电。