[发明专利]用于旋转叶片的防冰系统

说明书

一种防冰系统可以包括旋转叶片、电热加热器和低冰粘附表面。所述低冰粘附表面可以包括低于100 kPa的粘附强度。所述旋转叶片可以设置在所述电热加热器与所述低冰粘附表面之间。所述电热加热器可以设置在所述低冰粘附表面与所述旋转叶片之间。所述低冰粘附表面可以包括涂层或表面处理剂。

技术领域

本公开涉及用于各种翼型件的防冰系统，并且更特别地涉及用于与电热加热元件一起使用的疏冰涂层。

背景技术

由于高海拔处的冷温度，可能在各种翼型件(诸如直升机旋翼、螺旋桨、螺旋桨旋翼、风力涡轮机等)上发生积冰。仅电热加热器可消耗大量功率和/或能源，从而导致防冰系统的重量和成本更大。

发明内容

本文公开了一种防冰系统。所述防冰系统可包括：旋转叶片；电热加热器，所述电热加热器联接到所述旋转叶片；以及低冰粘附表面，所述低冰粘附表面设置在所述防冰系统的最外层处，所述最外层包括第一材料，所述低冰粘附表面被配置为使所述最外层处的冰粘附强度相对于所述第一材料的最外层粘附强度降低10%或更多。

在各种实施方案中，所述旋转叶片设置在所述低冰粘附表面与所述电热加热器之间。所述电热加热器可设置在所述旋转叶片与所述低冰粘附表面之间。所述低冰粘附表面可以是涂层。所述涂层可包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)、纳米级无定形二氧化硅和超疏水性纳米粒子中的至少一种以及非反应性疏水性添加剂和非反应性亲水性添加剂中的至少一种。所述涂层还可包含氟化物。所述电热加热器可包括碳纳米管(CNT)元件。

本文公开了一种旋转叶片组件。所述旋转叶片组件可包括：翼型件，所述翼型件包括前缘、后缘、压力侧和吸入侧，所述压力侧从所述前缘延伸到所述后缘，所述吸入侧从所述前缘延伸到所述后缘；以及防冰系统，所述防冰系统设置在所述前缘、所述压力侧和所述吸入侧中的至少一者上，所述防冰系统包括：所述翼型件；电热加热器，所述电热加热器联接到所述翼型件；以及低冰粘附表面，所述低冰粘附表面设置在所述防冰系统的最外层处，所述最外层包括第一材料，所述低冰粘附表面被配置为使所述最外层处的冰粘附强度相对于所述第一材料的最外层粘附强度降低10%或更多。

在各种实施方案中，所述防冰系统可设置在所述前缘上。所述防冰系统可设置在所述翼型件的所述压力侧和所述吸入侧中的至少一者上。所述翼型件可设置在所述低冰粘附表面与所述电热加热器之间。所述电热加热器可设置在所述翼型件与所述低冰粘附表面之间。所述低冰粘附表面可以是涂层。所述涂层可包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)、纳米级无定形二氧化硅和超疏水性纳米粒子中的至少一种以及非反应性疏水性添加剂和非反应性亲水性添加剂中的至少一种。所述涂层还可包含氟化物。所述电热加热器可包括碳纳米管(CNT)元件。

本文公开了一种风力涡轮机。所述风力涡轮机可包括：塔架；旋翼，所述旋翼联接到所述塔架的第一端；叶片，所述叶片联接到所述旋翼，所述叶片包括：防冰系统，所述防冰系统包括：翼型件；电热加热器，所述电热加热器联接到所述翼型件；以及低冰粘附表面，所述低冰粘附表面设置在所述防冰系统的最外层处，所述最外层包括第一材料，所述低冰粘附表面被配置为使所述最外层处的冰粘附强度相对于所述第一材料的最外层粘附强度降低10%或更多。

在各种实施方案中，所述电热加热器可包括碳纳米管(CNT)元件。所述低冰粘附表面可包括涂层，所述涂层包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)、纳米级无定形二氧化硅和超疏水性纳米粒子中的至少一种以及非反应性疏水性添加剂和非反应性亲水性添加剂中的至少一种。所述涂层还可包含氟化物。

前述特征和元件可以各种组合而非排它性地组合，除非另外明确指明。根据下文描述和附图将更明白这些特征和元件以及其操作。然而，应理解，以下描述和附图本质上意欲示例性而非限制性的。

附图说明

在说明书结尾部分特别地指出且清楚地要求保护本公开的主题。然而，当结合下列说明性附图考虑时，通过参看具体实施方式和权利要求书，可最佳地获得对本公开的更完整的理解。在下列附图中，贯穿附图，相似的附图标号指代类似的元件和步骤。