用感應(yīng)或輻射對(duì)如風(fēng)輪機(jī)葉片、飛機(jī)翼總體結(jié)構(gòu)表面除冰的制作方法
【專利摘要】提供了一種能容易地對(duì)大體結(jié)構(gòu)的表面除冰的方法。電磁感應(yīng)或IR/微波輻射用于加熱大體結(jié)構(gòu)的表面上的層或涂層，由此該層優(yōu)選包括傳導(dǎo)顆粒例如碳納米粒子，例如石墨、碳納米管、碳納米錐體、粉末形式的金屬，金屬化的玻璃珠，碳纖維、切碎的或作為編織的結(jié)構(gòu)等，所有統(tǒng)稱為碳納米管(CNT)或錐體或金屬粒子，含量為0.01％重量以上。熱導(dǎo)體例如氮化硼可用于提高傳入該表面的熱量。公開的結(jié)構(gòu)保護(hù)微波發(fā)射器使其免受雷電接收元件的損傷，且該閃電接收元件在雷電出現(xiàn)時(shí)保護(hù)完整結(jié)構(gòu)?？蓮脑摻Y(jié)構(gòu)內(nèi)部以及從外部同時(shí)提供輻射。
【專利說明】用感應(yīng)或輻射對(duì)如風(fēng)輪機(jī)葉片、飛機(jī)翼總體結(jié)構(gòu)表面除冰

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大致且主要由聚合材料制成的總體結(jié)構(gòu)表面除冰的方法，該結(jié)構(gòu)在特定時(shí)候需要除冰處理。

【背景技術(shù)】
[0002]冰的累積在飛機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、海洋及其他產(chǎn)業(yè)中是重大問題。在飛機(jī)機(jī)翼上累積的冰可在幾分鐘之內(nèi)使飛機(jī)變得不穩(wěn)定。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)器的機(jī)翼上，不希望有冰積累，因?yàn)楫a(chǎn)生的額外的重量意味著對(duì)于該結(jié)構(gòu)單元、和空氣動(dòng)力學(xué)性能產(chǎn)生大的機(jī)械應(yīng)力，因此產(chǎn)生的電能會(huì)受到負(fù)面影響。在海洋工業(yè)中，例如船只和離岸采油平臺(tái)，和其他應(yīng)用中，例如高架電力線上，冰的積累意味著重量增加及相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)。在所有這些應(yīng)用中，需要有能有效除冰且成本合理的方法。
[0003]本領(lǐng)域中已知有很多系統(tǒng)可以使用。在一些技術(shù)公開中使用了震動(dòng)來除冰，例如，在US 6，890，152和WO 2009/019696中，其中US 6，890，152中結(jié)冰條件可以檢測(cè)到，并使得至少一部分風(fēng)輪機(jī)葉片震動(dòng)，WO 2009/019696中在飛機(jī)機(jī)翼中有偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)，也是通過震動(dòng)引起冰的脫落。
[0004]還已知多種電加熱薄片(foils)和結(jié)構(gòu)被使用，例如WO 98/53200，其中電加熱作為組合結(jié)構(gòu)的一部分嵌入至織物中。WO 2011/018695公開了一種熱電膜，該熱電膜覆蓋風(fēng)輪機(jī)翼型(air foil)的至少一部分的前緣或后緣。WO 2006/108125公開了一種熱電除冰裝置，該裝置由導(dǎo)電材料按預(yù)定的方案制成。該材料也吸收輻射例如敵人雷達(dá)；然而，通過吸收進(jìn)行的加熱沒有被提及。
[0005]EP 1187988公開了組合的風(fēng)輪機(jī)葉片的加熱/除冰和防雷裝置。最后，EP 0680878A1公開了一種用于機(jī)翼(airfoil)的電熱除冰系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括溫度傳感器，脫冰區(qū)和防冰隔離條。
[0006]從US 4060212(微波被引入直升飛機(jī)葉片中，以直接加熱或熔化冰)和WO2001/74661 (類似地，但使用限定的頻率例如900MHz至20GHz)可得知微波輻射作為實(shí)現(xiàn)除冰的手段。然而，在這些公開文件中，其目的是加熱并由此直接熔化冰，其中使用凍冰吸收的頻率加熱。這些技術(shù)看起來不是普遍的，可能是由于效率低一一固體冰不能有效地作為微波吸收體并且在構(gòu)造上有困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種更簡(jiǎn)單的方法，本方法不需要與除冰層的電連接，且本方法通過將材料放置于需要的位置，優(yōu)選靠近冰層來提高了對(duì)于電磁波的吸收。通過電磁感應(yīng)或通過輻射來避免這些電接觸或電極是可能的，這優(yōu)選使用紅外線或微波發(fā)射器(例如磁電管或速調(diào)管(klystrons))，具體取決于以下解釋的實(shí)際情況。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳納米顆粒，例如石墨，碳納米管，碳納米錐體，粉末形式的金屬，金屬化的玻璃珠，碳纖維，切碎的或作為編織的結(jié)構(gòu)等，所有的都稱為碳納米管(CNT)，它們很好地分散于聚合物矩陣中，它們?nèi)菀孜瘴⒉ㄝ椛?。吸收輻射?dǎo)致溫度升高，這足以融化含有這些CNT的層附近的冰。因?yàn)殡娮釉趩我?CNT中容易移動(dòng)，因此有可能通過電磁感應(yīng)引起電子移動(dòng)，例如通過在CNT附近的強(qiáng)交流電來引起電磁感應(yīng)。選擇哪種方法取決于實(shí)際應(yīng)用的情況。下文中，給出了實(shí)例用于描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。所有CNT的共同特征是它們都是導(dǎo)電的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過提供一種對(duì)通常且主要由聚合材料制成的結(jié)構(gòu)表面除冰的方法來實(shí)現(xiàn)，該聚合材料需要在特定時(shí)間除冰，該方法包括以下步驟:
[0009]-提供一種包括至少一種可通過微波或紅外輻射或電磁感應(yīng)加熱的材料的組合物，
[0010]-將該組合物放靠近所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域設(shè)置，由此該組合物可在將該組合物放置在所述區(qū)域之前或與此同時(shí)或之后經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，例如聚合反應(yīng)或硬化，由此該組合物可涂刷有油漆，凝膠涂層，箔片(foil)或其他保護(hù)結(jié)構(gòu)，
[0011]-在需要時(shí)加熱所述組合物但沒有直接電接觸，所述加熱過程通過例如微波或紅外線輻射或電磁感應(yīng)的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0012]優(yōu)選的實(shí)施例在所附的專利權(quán)利要求書中給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本發(fā)明在下文通過參考附圖進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中:
[0014]-圖1顯示了風(fēng)輪機(jī)葉片的側(cè)面圖示，和
[0015]-圖2顯示了風(fēng)力發(fā)電翼通過微波輻射除冰的示意圖，這些翼從外部進(jìn)行微波輻射。

【具體實(shí)施方式】
[0016]已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)很好地分散于聚合物基質(zhì)中的CNT能容易地吸收微波輻射。吸收輻射導(dǎo)致溫度升高，這足以融化包括這些CNT的層附近的冰。因?yàn)殡娮釉趩我?CNT中容易移動(dòng)，因此還有可能通過電磁感應(yīng)引起電子移動(dòng)，例如通過在CNT附近的強(qiáng)交流電來引起電子移動(dòng)。選擇哪種方法取決于實(shí)際應(yīng)用的情況。下文中，給出了實(shí)例用于描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0017]此處公開的本發(fā)明通過提供一種簡(jiǎn)單的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本方法不需要通向除冰層的電連接。避免這些電接觸或電極可通過電磁感應(yīng)或通過輻射實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選使用紅外線或微波發(fā)射器(例如磁電管或速調(diào)管)來實(shí)現(xiàn)，具體看實(shí)際情況(參見實(shí)施例)。已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)很好地分散于聚合物基質(zhì)中的CNT能容易地吸收微波輻射。吸收輻射導(dǎo)致溫度升高，這足以融化包括這些CNT的層附近的冰。因?yàn)殡娮釉趩我?CNT中容易移動(dòng)，因此有可能通過電磁感應(yīng)引起電子移動(dòng)，例如通過在CNT附近的強(qiáng)交流電來引起電子移動(dòng)。選擇哪種方法取決于實(shí)際應(yīng)用的情況。下文中，給出了實(shí)例用于描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0018]該聚合物組合物優(yōu)選包含熱塑性塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、PET，聚碳酸酯或熱固性材料，如聚氨酯，環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂或橡膠例如硫化橡膠，熱塑性彈性體，聚氨酯橡膠或硅橡膠，和任選的填料，例如熱傳導(dǎo)材料如氮化硼。
[0019]待除冰的結(jié)構(gòu)的表面主要由聚合材料或聚合材料的組合制成，該聚合材料是可能被加固的。主要地，這是指，待除冰的結(jié)構(gòu)的表面的超過50%的部分由聚合材料制成，優(yōu)選超過70%，特別優(yōu)選超過90%，不包括無機(jī)材料例如玻璃和碳纖維。應(yīng)理解這些值是與結(jié)構(gòu)相關(guān)的。這種類型的表面，即，在分子水平分析的最外層，可接近100%是聚合的。
[0020]優(yōu)選地，在一個(gè)實(shí)施方案中，吸收微波輻射的層設(shè)置得非?？拷摫砻妫缭谠摫砻嫦路叫∮?.1毫米處。
[0021]該組合物可用作10微米至I毫米厚的涂層，或者作為玻璃纖維或織物上的預(yù)制涂層O
[0022]優(yōu)選地，CNT占該組合物的至少0.5%重量的含量或者其含量為使得其吸收至少10%的放射IR或微波輻射由此加熱組合物，無論哪種百分比是最低的皆可選。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]圖1顯示了風(fēng)輪機(jī)葉片的橫截面形式的整體構(gòu)造，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有前緣5并設(shè)置有外皮/組合物1，包括具有例如CNT的材料的層，該材料能吸收IR/微波輻射，至少一種微波發(fā)射器或磁電管2，可能的分別設(shè)置的屏蔽元件3和防雷系統(tǒng)4。該防雷系統(tǒng)4通常為電纜。
[0025]一種飛機(jī)機(jī)翼采用類似方法構(gòu)建，除了除冰操作通常僅在前緣區(qū)域有需要。
[0026]如圖所示，該風(fēng)輪機(jī)葉片，優(yōu)選以聚合物葉片的形式，使用含有大于0.1%重量的CNT的組合物I涂覆。組合物I可優(yōu)選包含環(huán)氧樹脂或聚氨酯或與該葉片的構(gòu)造材料相容的材料。該組合物可涂覆于織物上或編織的或非編織的載體上以簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程。此種組合物可有非常弱的導(dǎo)電性，例如低于I歐姆(Ohm)*m(電阻率)或可為如同摻雜的半導(dǎo)體或比之更高的導(dǎo)電率。也可將其他導(dǎo)電粒子例如銀涂覆的微玻璃珠或金屬粉末，例如鋁或鋅粉末，加入其中用于改變?cè)搶拥奈招?。?yōu)選的是向該涂層中加入導(dǎo)熱粒子例如氮化硼或類似物，理想地是在涂層的朝向最外面層的表面上。最好的方式是使用具有相當(dāng)?shù)?fair)機(jī)械強(qiáng)度以及對(duì)于內(nèi)部復(fù)合結(jié)構(gòu)和最外層油漆或凝膠涂層具有好的粘附性的材料。該折中方案通常通過在0.5至10%之間，理想地在I至8%之間的CNT來實(shí)現(xiàn)。然而，所述濃度僅作為指導(dǎo)，它們可根據(jù)是否使用石墨或金屬涂覆的玻璃珠來變化，或者出于其他原因選擇的微波吸收層的厚度來變化。包括此種弱導(dǎo)電性的組合物的層便于通過一個(gè)或多個(gè)置于中空的翼結(jié)構(gòu)中的磁電管來加熱。可使用各種磁電管，且它們的共振頻率是可調(diào)的。用于加熱食物的磁電管，發(fā)射2.45千兆赫，這種磁電管是優(yōu)選適用的，且能有效地將電轉(zhuǎn)化為輻射。理想地，這些輻射完全被含有CNT的組合物吸收，使得該層被加熱，由此保證除冰。
[0027]如圖1所示，微波發(fā)射器或磁電管2安裝有屏蔽元件3，以使得避免在防雷系統(tǒng)4中產(chǎn)生感應(yīng)電流。更重要地，該磁電管輻射葉片的一個(gè)稱為前緣5的區(qū)域，因?yàn)檫@里的冰層直接導(dǎo)致葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能的下降。如果整個(gè)葉片都被雪或冰覆蓋了，例如在冬天時(shí)渦輪關(guān)閉或其他停頓時(shí)，則照射其他區(qū)域，例如全部葉片，也是必要的。
[0028]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)磁電管設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙附近，且微波輻射被通過波導(dǎo)管引導(dǎo)至應(yīng)該被輻射的區(qū)域處，該發(fā)動(dòng)機(jī)艙通常為中空鋁制輪廓(例如，10*10cm，且長(zhǎng)度為l-75m)且在特定區(qū)域有開口，輻射可通過該開口離開波導(dǎo)管并沖擊到含有CNT的可加熱的且有吸收性的膜上?？蓪⒏鞣N磁電管彼此靠近放置，且它們可以與不同長(zhǎng)度的波導(dǎo)管連接，例如一個(gè)磁電管與波導(dǎo)管連接，從該波導(dǎo)管第一個(gè)1m的機(jī)翼被照射，第二個(gè)磁電管連接至20m長(zhǎng)的波導(dǎo)管，其中有照射10至20m的開口，等等。波導(dǎo)管可作為構(gòu)造元件，特別是在飛機(jī)機(jī)翼中。具體地，波導(dǎo)管可取代金屬導(dǎo)體(銅電纜)，該金屬導(dǎo)體用于避雷和導(dǎo)向地面的導(dǎo)體。此種情況下優(yōu)選的是，該波導(dǎo)管將電連接至位于葉片外面的閃電接收器中，例如自葉片表面在各個(gè)點(diǎn)伸出的銅烙鐵。閃電的出現(xiàn)可破壞連接至波導(dǎo)管的磁電管，該事實(shí)是可接受的，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)損失不大。
[0029]檢測(cè)冰層形成的傳感器可放置于機(jī)翼上。來自一個(gè)或多個(gè)傳感器的信號(hào)可觸發(fā)通過輻射進(jìn)行除冰操作，且它們也可發(fā)出潛在過熱的信號(hào)，由此使得輻射中斷或停止。
[0030]與其他方案相比，例如在葉片的中空結(jié)構(gòu)中電熱加熱或使用熱空氣，本發(fā)明的技術(shù)方案節(jié)能，費(fèi)用低且減輕了重量。磁電管可以以低成本使用，它們重量輕，使用220V電源工作，且它們?nèi)菀追胖眉鞍惭b于機(jī)翼結(jié)構(gòu)中。它們可與防雷系統(tǒng)隔離開，由此使得本文所述的風(fēng)輪機(jī)葉片和加熱系統(tǒng)在出現(xiàn)閃電時(shí)受到保護(hù)。包含CNT的涂層生產(chǎn)起來相對(duì)便宜且易于在生產(chǎn)過程中以各種形式使用，例如作為粘的涂層，聚合的狀態(tài)，或者作為連續(xù)的帶狀或氈制品。該生產(chǎn)技術(shù)適用于風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)業(yè)中其他生產(chǎn)步驟。
[0031]另一優(yōu)選實(shí)施例示意性地顯示于圖2中。在塔40上，至少一個(gè)具有電源(未顯示)的磁電管和至少一個(gè)波導(dǎo)管20，其具有狹孔30，通過該狹孔30可射出輻射，它們?cè)O(shè)置為可在外面對(duì)機(jī)翼10進(jìn)行福射。應(yīng)進(jìn)行除冰的機(jī)翼10通過改變節(jié)面角(pitch angle)來調(diào)低并旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行輻射。機(jī)翼上的涂層吸收輻射，被加熱且逐漸融化冰。優(yōu)選地，且出于安全的原因，為了避免冰被拋下，一個(gè)機(jī)翼在其朝向下且平行于塔和波導(dǎo)管時(shí)被除冰，由此融化的冰可直接掉到地上。在除冰期間，該機(jī)翼可圍繞其內(nèi)部軸旋轉(zhuǎn)，由此使得整個(gè)葉片表面可被除冰，通過發(fā)動(dòng)機(jī)改變?nèi)~片的節(jié)面角來實(shí)現(xiàn)。在塔的頂點(diǎn)上，此處葉片表面變大，可放置更多波導(dǎo)管。波導(dǎo)管裝置可安裝為使得其能圍繞塔旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)(或向上和向下)至塔40和機(jī)翼10之間的任何位置。電力優(yōu)選從地面供應(yīng)。
[0032]該結(jié)構(gòu)有優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)于缺少除冰功能的改進(jìn)的渦輪，而在渦輪和葉片結(jié)構(gòu)中不需要內(nèi)部改變，除了機(jī)翼需要覆蓋或涂覆有本發(fā)明的組合物或膜。這可通過舉高車和修理隊(duì)來完成。使用1kW電力輸入，可在5-20分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)翼的除冰。此后對(duì)2號(hào)機(jī)翼和3號(hào)機(jī)翼除冰。除冰操作可以是自動(dòng)的。在給定的風(fēng)速下，通過例如渦輪性能的下降來指示結(jié)冰，或者通過能指示額外重量的振動(dòng)光譜的改變來指示結(jié)冰。此時(shí)，除冰順序可自動(dòng)啟動(dòng)。該實(shí)施例的一個(gè)潛在的不利因素可能是發(fā)射的輻射可能不被機(jī)翼吸收。然而，輻射是通過合適的波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)來導(dǎo)向的，由此減少了損耗。關(guān)于人們所關(guān)心的安全性，輻射能級(jí)隨著距離的平方減少。對(duì)于人們靠近渦輪工作的最低可能距離為20m。如果一個(gè)微波發(fā)射器在20m高度發(fā)射1000W，在地面上的輻射能級(jí)將低于10W/m2。該數(shù)值為可接受的安全水平。由于以下事實(shí):僅非常少的質(zhì)量，例如40kg每個(gè)機(jī)翼，需要通過升高例如20攝氏度來加熱，所需的總電力是非常低的。
[0033]可通過傳感器監(jiān)視除冰操作，該傳感器用于檢測(cè)除冰期間機(jī)翼的表面溫度。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]飛機(jī)機(jī)翼:該技術(shù)方案與用于風(fēng)輪機(jī)葉片的技術(shù)方案相似，除了飛機(jī)機(jī)翼通常包含燃料。因此使用具體的預(yù)防措施來將燃料體積與被磁電管照射的體積分開，并將所有與磁電管或IR輻射體的電連接不與燃料接觸。然而，通常這足以加熱飛機(jī)機(jī)翼的前緣，因此需要的容量是有限的。此外，用于微波的波導(dǎo)管(參見實(shí)施例1)也可用作建造材料(同時(shí)在風(fēng)力發(fā)電和飛機(jī)機(jī)翼兩者中)。它還可用作閃電接收器或?qū)w，如上所述。
[0036]實(shí)施例3:
[0037]高架電力線:電力線可涂覆有包含CNT的組合物，且與傳導(dǎo)粒子中的高壓感應(yīng)電流組合的強(qiáng)電流使得能對(duì)該涂層加熱。交流電在電磁感應(yīng)中是尤其有效的。用于包含(鑲嵌)CNT的有用的聚合材料為聚氨酯、一些環(huán)氧樹脂類型和硅橡膠。優(yōu)選的是彈性材料作為電力線，其隨著溫度變化而膨脹并在強(qiáng)風(fēng)中移動(dòng)和變形。
[0038]實(shí)施例4:
[0039]所有吸收紅外線或微波輻射或能夠吸收電磁領(lǐng)域的，如上述實(shí)施例所述的誘導(dǎo)的區(qū)域，可出于不同的原因被涂覆:在風(fēng)力產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選的外涂層(top coating)是沒有光澤的，且白色至灰白色。因此，覆蓋該吸收材料的黑色的薄油漆涂層是優(yōu)選的，且所述外涂層可包括導(dǎo)熱添加劑。相同的情況也適用于航空工業(yè)，其中優(yōu)選使用具有抗腐蝕性的前緣結(jié)構(gòu)。高架電力線優(yōu)選涂覆有疏水材料，該材料提供抗腐蝕性和抗UV性能。弱導(dǎo)電的或抗靜電涂層是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兺ǔ１冉^緣涂層有更少的灰塵和塵垢積累。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的除冰方案具有顯著的優(yōu)勢(shì)。磁電管和IR加熱器在商業(yè)上是廉價(jià)的，且它們重量輕，且性能上是高效的。因此，即使可將多個(gè)磁電管放置于大的風(fēng)輪機(jī)葉片中而不增加多于100-500kg的重量。供電限于葉片的內(nèi)部構(gòu)造，這提供了對(duì)于出現(xiàn)的閃電的防護(hù)。根據(jù)本發(fā)明的組合物可覆蓋全部風(fēng)力葉片(長(zhǎng)度75m，3m的平均寬度，2側(cè))，且厚度約為0.1mm，并對(duì)該葉片增加大約40kg的重量。假設(shè)在嚴(yán)冬中該涂層需要加熱升高30攝氏度，所需的電輸入為3600kJ，即，在20秒時(shí)間內(nèi)需180W。此處假設(shè)所有的損耗過程都可忽略，包括復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行的吸收，磁電管效率，風(fēng)引起的冷卻損失，波導(dǎo)管中的損失等。最重要的是，需要一些能量來實(shí)現(xiàn)融化部分直接附著于機(jī)翼上的冰。一個(gè)0.05mm厚的冰膜(約20kg)也需要約6600kJ能量來實(shí)現(xiàn)從固體至液體的相變(融化的潛熱=334kJ/kg冰)。假設(shè)通過風(fēng)的沖擊，或者因?yàn)橐耗げ辉偬峁┍c機(jī)翼之間的粘附力，將使冰從機(jī)翼上分離?？傊?，仍然需要約15000kJ的能量(7.5kff經(jīng)33分鐘的時(shí)間)，這被認(rèn)為是足夠的，甚至用于惡劣的氣候條件。
[0041]在高架電力線的情況下，金屬導(dǎo)體的鍍層提供了抗腐蝕性，且組合物中電流的電磁感應(yīng)使得能進(jìn)行除冰且不需要額外的電力供應(yīng)，前提是導(dǎo)體中的電流是足夠高能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)。
[0042]可使用多種范圍的頻率，例如，在500MHz至30GHz之間的頻率。理想地，選擇不會(huì)干擾無線電和其他通信的頻率，以及不會(huì)被必須被輻射穿過的材料吸收的頻率。l-5GHz為特別有用的頻率，因?yàn)樵谠擃l譜中聚合物僅顯示出弱的吸收性。2.45GHz為特別優(yōu)選的頻率?？杉訜岬哪せ蚪M合物可設(shè)置有溫度傳感器，以使得避免過熱。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的傳導(dǎo)膜的具體優(yōu)勢(shì)或積極的副作用是減少了天氣和其他雷達(dá)裝置的干擾。當(dāng)前，風(fēng)輪機(jī)會(huì)干涉雷達(dá)裝置。根據(jù)本發(fā)明的膜或微波吸收組合物吸收雷達(dá)輻射，因此配備有所述的新型材料的風(fēng)輪機(jī)將基本上對(duì)于雷達(dá)輻射為“透明的”，即，它不會(huì)反射輻射。風(fēng)輪機(jī)可配備有信號(hào)發(fā)射器來提醒低空飛行的飛機(jī)中的飛行員。
[0044]該方法在生產(chǎn)和操作上都是非常經(jīng)濟(jì)的，且該方法適用于改進(jìn)現(xiàn)有的風(fēng)輪機(jī)，這些風(fēng)輪機(jī)都缺乏除冰功能。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)大體上且主要由聚合材料制成的結(jié)構(gòu)表面除冰的方法，所述結(jié)構(gòu)表面需要在特定時(shí)間除冰，所述方法包括以下步驟: -提供一種包括至少一種可通過微波或紅外輻射或電磁感應(yīng)加熱的材料的組合物， -將所述組合物靠近大體上的所述結(jié)構(gòu)的區(qū)域設(shè)置，由此在將所述組合物放置在所述區(qū)域之前或之后或與此同時(shí)所述組合物能經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，例如聚合反應(yīng)或硬化，由此所述組合物能覆蓋有油漆，凝膠涂層，箔片或其他保護(hù)裝置， -在需要時(shí)加熱所述組合物但沒有直接電接觸，所述加熱過程通過微波或紅外線輻射或電磁感應(yīng)的來實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一種材料選自碳納米管、碳角、碳錐體、石墨、金屬涂覆的玻璃珠和/或?qū)щ娏Ｗ永缃饘俜勰?、碳纖維，單獨(dú)存在或與金屬粉末混合，所有的統(tǒng)稱為碳納米管((^!)，和金屬化的(^丁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述結(jié)構(gòu)選自風(fēng)輪機(jī)葉片、飛機(jī)機(jī)翼、其他飛機(jī)部件、海洋結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料和高架電力線。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組合物還包含熱塑材料，例如聚乙烯、聚丙烯、？￡1、聚碳酸酯或熱固性材料，如聚氨酯，環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂或橡膠例如硫化橡膠，熱塑性彈性體，聚氨酯橡膠或硅橡膠，和任選的填充物，例如熱傳導(dǎo)材料如氮化硼。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述占所述組合物的至少0.5%重量的含量或者所述含量至少為使得至少10%的發(fā)射的II？或微波輻射被吸收，由此加熱所述組合物，無論哪種百分比是最低的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述組合物可用作10微米至1毫米厚的涂層，或者作為玻璃纖維或織物上的預(yù)制涂層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用多個(gè)磁電管來加熱所述組合物，所述組合物形成了所述大體的結(jié)構(gòu)的外表面的一部分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述輻射源在中空結(jié)構(gòu)的情況放置于所述大體的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，或者設(shè)置在所述大體的結(jié)構(gòu)的外部。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，應(yīng)用至少一種合適的屏蔽元件以防止在金屬元件例如雷電接收器或金屬零件中的電流的感應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)主要的聚合的或復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)翼，尤其是前緣，或者其他飛機(jī)部分進(jìn)行除冰，或者對(duì)高架電力線除冰，利用通過來自電力線的電磁感應(yīng)引起的的加熱進(jìn)行除冰。
11.通過權(quán)利要求1所述的方法獲得的組合物的用途，所述用途用于實(shí)現(xiàn)加熱或除冰，或者減少雷達(dá)干涉。
12.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法獲得的組合物。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK104507809SQ201380024886
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】喬基姆·卡特霍伊澤, 斯坦因·迪特里克松 申請(qǐng)人:基德凱米公司