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技术领域

本发明属于射流技术领域，尤其涉及一种用于除湿/霜/冰的合成热射流 激励器及应用。

背景技术

结冰是飞机飞行中广泛存在的一种现象，也是造成飞行安全事故的主 要隐患之一。当飞机在低于冰点的结冰气象条件下飞行时，大气中的过冷 水滴撞击到飞机表面，结冰现象就很容易在机翼、尾翼、旋翼、进气道、 风挡玻璃、天线罩、仪表传感器等部件表面发生。飞机结冰不仅增加了飞 机的重量，而且破坏了飞机表面的气动外形，改变了绕流流场，破坏了气 动性能，造成飞机最大升力下降、飞行阻力上升、操作性能下降、稳定性 能降低，初级阶段的积冰就可以大幅减小升力增加阻力。目前，客机上的 防除冰系统主要包括气热防/除冰和电热防/除冰两种方式。这两种防/除冰 方式耗能大、增加质量大，适用于大型飞机。而对于一些中小型飞行器如 无人机则难以适应，一方面无人机更容易结冰且危害更严重，无人机机体 尺寸小，更容易结冰(相同条件下，飞机越小，越容易结冰)，单位时间的 相对结冰厚度大(飞机越小抗冰能力越差)，相同厚度的冰对飞机产生的危 害更严重；另一方面，无人机有效载荷小，燃油携带量有限，机上能源十 分宝贵，不能像大型飞机一样消耗大量能量防除冰。

汽车前后挡风玻璃、后视镜普遍存在结雾结霜问题，由于车内外温差 使车内湿气遇冷而在玻璃内部形成雾或霜，严重影响行车安全。目前汽车 除雾主要是通过空调除湿来进行除雾。除霜就需要开启暖风，通过发动机 过来的水流经暖风机散热片，启动风扇，扩散发动机过来的热。除霜过程 需要先热车，等待发动机水温上升，之后打开暖风机除霜，比较耗时耗力 耗油。雨雪天气后视镜容易附着水滴水雾，严重影响行车安全，目前一般 通过电热片加热玻璃背面进行除雾和蒸发水滴，非常费时费电。

日常生活、旅行和户外运动中，普遍存在除湿、除霜、除冰问题，如 冰箱内结霜结冰导致冰箱制冷效果下降；冬春季节，尤其是南方地区多雨 水，气候阴冷潮湿，清洗过的衣物不易晾干、鞋袜潮湿；旅行及户外运动 中，我们常常也有这样的困扰：衣服鞋袜不能及时晾干，帐篷和睡袋湿冷 等。

发明内容

为解决现有技术中问题，提供一种用于除湿/霜/冰的合成热射流激励 器，具有无需气源、结构简单轻便、反应迅速、高效率、低能耗、且易于 电参数控制射流冷热和风速大小等优点。具体技术方案如下：

一种用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器，由合成射流激励器与热源组 成；所述合成射流激励器由腔体、振动膜和出口组成，所述腔体开设有一 个或多个出口；所述热源设置在腔体内部。

进一步地，所述电源为电热片，设置在合成射流激励器的腔体内表面 上，用于与腔体内空气接触并传播热量；

进一步地，所述电热片上设置翅片，用于增大与腔体内空气接触面积 并加速热量传播。

进一步地，所述热源为电阻网或电阻丝，设置于腔体内部。

进一步地，所述热源替换为外热源，通过导热管路将热量引入至合成 射流激励器的腔体内部。

进一步地，所述合成射流激励器为单膜单腔合成射流激励器或单膜双 腔合成射流激励器。

本发明还提供了一种用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器阵列，由若干 个上述用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器通过阵列组合而成。

本发明还提供了三种应用方法，分别为：将所述的用于除湿/霜/冰的合 成热射流激励器安装在汽车挡风玻璃处或后视镜内，用于除去挡风玻璃上 面的雾或霜，或用于吹除后视镜上的水雾和水滴。将所述的用于除湿/霜/ 冰的合成热射流激励器阵列安装在飞机机翼上，实现机翼表面的防/除冰。 将所述的用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器安装在晾衣架上，用于加速衣 物鞋袜的干燥。因本发明轻小、便携，还可以用于安装在冰箱内部，用于 除霜除冰等。

本发明具有无需气源、结构简单轻便、反应迅速、高效率、低能耗、 且易于电参数控制射流冷热和风速可调等优点，具体为：1.改进了合成射 流激励器，在其内部增加了发热装置，使之可以喷射热射流；2.现有技术 中的合成射流激励器将电能转化为射流动能，而合成热射流激励器将电能 同时转化为射流热能和动能，动能和热能协同作用，可显著加速热量输运 扩散，大幅度提高了除湿、除霜、除冰的效率；3.合成热射流激励器为全 电输入，易于电参数控制射流的温度和强度，且无需气源及管路供应系统， 结构简单轻巧，可以设计为便于随身携带的便携式和易于集成安装的模块 化阵列式；4.本发明可应用在日常除湿、除霜、除冰，以及汽车挡风玻璃 和后视镜除湿、除霜，阵列式合成热射流激励器可应用在中小型飞行器防 除冰。

附图说明

图1为本发明热源为电热片的合成热射流激励器结构示意图；

图2为本发明热源为电阻网的合成热射流激励器结构示意图；

图3为本发明热源为外热源的合成热射流激励器结构示意图；

图4为本发明立体结构剖面示意图；

图5为本发明的合成热射流激励器阵列结构示意图；

图6为本发明应用在机翼防除冰的整体安装结构示意图；

图中各标号表示：

1、合成热射流激励器；11、合成射流激励器；111、第一腔体；112、 第二腔体；113、振动膜；114、第一腔体出口；115、第二腔体出口；116、 合成热射流；12、热源；121、电热片；122、翅片；123、电阻网；124、 导热散热管路；125、外热源；2、机翼；3、来流；4、热气虚拟气动外形。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，为本发明热源为电热片的合成热射流激励器结构示意图； 由合成射流激励器11与热源12组成；所述合成射流激励器由腔体、振动 膜和出口组成，所述腔体开设有一个或多个出口；所述热源设置在腔体内 部。图1中，所述合成射流激励器为单膜双腔合成射流激励器，具体结构 包括第一腔体111、第二腔体112、振动膜113，第一腔体111与第二腔体 112之间通过振动膜隔开，所述第一腔体111对应开设第一腔体出口114、 第二腔体112对应开始第二腔体出口115。电热片121通过绝热胶粘贴在 合成射流激励器内表面对腔体内气体进行加热。进一步地，所述电热片上 121可通过导热胶粘贴翅片122，用于增大与腔体内空气接触面积加速热量 传播。所述第一腔体出口114和第二腔体出口115可以为单个或多个，出 口形状为孔或缝；图中振动膜113左右两侧的箭头表示来回振动过程。

当合成热射流激励器接通外部的电源进行工作时，电热片进行通电， 合成热射流激励器喷射合成热射流进行除湿/霜/冰。将图1中所示合成热射 流激励器安装在汽车内挡风玻璃前快速除雾除霜，安装在汽车后视镜内匣 吹出的较高速度热射流可以直接迅速吹除后视镜上的水滴水雾，放在冰箱 里定点位置对结冰结霜位置进行快速除冰除霜清理，安装在晾衣架上用于 快速干衣，或放在鞋子里用于快速干鞋。

图2为本发明热源为电阻网的合成热射流激励器结构示意图；通过电 阻网123加热激励器腔内气体，电阻网设置在腔体内部，可以通过与腔体 壁和腔体底部进行接触固定。

图3为本发明热源为外热源的合成热射流激励器结构示意图；实施例 中外热源可以采用汽车发动机或飞机发动机的废热，通过导热管路将废热 引入至合成射流激励器的腔体内部，在位于腔体内的导管上设置翅片，用 于增大与腔体内空气接触面积并加速热量传播。

图4为本发明立体结构剖面示意图；其中，图4(a)图表示热源为电 热片的合成热射流激励器；图4(b)表示热源为电阻网的合成热射流激励 器。

如图5所示，本发明还提供了一种用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器 阵列，由若干个上述用于除湿/霜/冰的合成热射流激励器通过阵列组合而 成。本发明的阵列式合成热射流激励器阵列可以横向排列也可以纵向排列 或者两种方式共同排列组合。

如图6所示，本发明应用在机翼防除冰的整体安装结构示意图。用于 除湿/霜/冰的合成热射流激励器阵列镶嵌在机翼2内部，阵列组合中每个合 成热射流激励器由单膜双腔合成射流激励器和热源组成；所述合成热射流 激励器的出口与机翼2外表面平齐。具体防/除冰工作原理是：阵列中的合 成热射流激励器镶嵌在机翼内，激励器出口与机翼表面平齐不改变机翼表 面形状，电热片工作发热，加热激励器腔内空气，同时，振动片在周期性 电信号的激励下振动，在激励器出口(即机翼表面)合成阵列热射流，从 而实现机翼表面的防/除冰。

在具体实施过程中，可根据实际情况在机翼2内布置一组或多组合成 热射流激励器阵列；当合成热射流激励器阵列工作时，喷射出阵列热射流 116；所产生的阵列热射流在机翼表面形成热气虚拟气动外形4，可以吹散 或蒸发来流3中的过冷水滴，防止和减少过冷水滴在机翼2表面结冰；若 机翼2表面已经结冰，合成热射流激励器阵列工作喷射出热射流116，对 机翼2进行气热除冰。合成热射流激励器阵列在进行机翼2防除冰的同时， 向附面层注入高动量气体并吸入低动量气体，可以改善机翼2的气动力特 性。

本发明合成热射流激励器合成的射流，可以通过控制热源开关来控制 本发明激励器工作，通过控制加热功率实现射流冷热及温度的调节，还可 以通过控制振动膜电参数调节热射流的风速和频率。

以上所述，仅是本实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发 明技术实质对以上实施例所作的任何修改、变更以及等效结构变换(如将 合成射流激励器替换为其他射流致动器)或者采用其他阵列型式，或者将 合成热射流激励器应用在任何除湿/霜/冰领域均仍属于本发明方法技术方 案的保护范围。