CN102296518A - 飞机场跑道融冰、融雪装置 - Google Patents

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高松
高长敏
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徐娟
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高远新
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Abstract

本发明公开了一种飞机场跑道融冰、融雪装置，它有机场跑道，机场跑道包括跑道基础层、跑道道面层，在跑道基础层与跑道道面层之间设置散热系统，散热系统与热源系统相接，热源系统包括循环泵、热源；散热系统由翅片散热管、进油母管、回油母管和管道组成，散热系统的回油母管出口端与热源的回油口相接，回油母管的管体上分别与多个翅片散热管的出口端相接、翅片散热管的进口端与进油母管出口端相接，进油母管的进口端与循环泵出口端相接，循环泵进口端通过管道与热源的出口端相接。本发明能够克服机场跑道因积冰雪、或者出现冻雾而影响飞机正常飞行的问题，节省能源，设备结构简单，融冰融雪速度快及使用寿命长等特点。

Description

飞机场跑道融冰、融雪装置
技术领域
本发明涉及飞机场融冰、融雪设施，具体为一种飞机场跑道融冰、融雪装置。 
背景技术
影响飞机起降安全的主要原因是停机场及跑道因强冷空气使地面温度骤降形成冰雪，跑道失去摩擦力使飞机无法正常起飞，对航班安全与正常运营造成很大影响。现有的除冰雪设施，很难除净道面槽沟内冷冻的冰雪；而机场配备的多种清扫、除冰方法主要分为以下几种：1、使用除雪设备：吹雪车、推雪车(推土机)、铲车等，遇有冰雪天气开动多辆吹雪车进行吹扫，吹雪车都是用战斗机改装的，是名符其实的汽车中“战斗机”，这种机动车使用的是航空油，油耗非常大，需要多辆加油车随时给吹雪车加油，机场3400米长的跑道要吹一遍，需要30至50多万元的费用。如果使用铲车、推雪车等设备除冰除雪耗时长，清除冰雪不彻底；2、使用融雪剂，虽然能够快捷起到化冰和融雪的作用，但存在污染环境、腐蚀跑道，降低跑道使用寿命的缺陷。3、在机场跑道中铺设电加热等备，其设备结构复杂，整体施工复杂，投资较高，并且安全性差；如果使用空调式以水为加热循环介质，为避免加热循环介质不被冻结，设备需要长期运行，造成能源浪费。上述方法存在油能源和电能源浪费严重、投资高、污染环境、腐蚀跑道及降低跑道使用寿命的缺陷。 
发明内容
本发明的目的是提供一种飞机场跑道融冰、融雪装置，它能够克服机场跑道因积冰雪、或者出现冻雾而影响飞机正常飞行的问题，节省能源，设备结构简单，并具有传热效率好、散热快、热稳定性能好、并且输送、操作方便、融冰融雪速度快及使用寿命长等特点。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：飞机场跑道融冰、融雪装置，它有机场跑道，机场跑道包括跑道基础层、跑道道面层，在跑道基础层与跑道道面层之间设置散热系统，散热系统与热源系统相接，热源系统包括循环泵、热源；散热系统由翅片散热管、进油母管、 回油母管和管道组成，散热系统的回油母管的出口端与热源的回油口相接，回油母管的管体上分别与多个翅片散热管的出口端相接、翅片散热管的进口端与进油母管出口端相接，所述翅片散热管由管体和翅片构成，翅片与管体的两侧水平相接，进油母管的进口端与循环泵出口端相接，循环泵进口端通过管道与热源的出口端相接。翅片散热管中的管体为U形，翅片为网状结构与管体两侧水平相连接。翅片散热管与跑道道面层之间的距离为30厘米。热源采用电加热设备对导热油加热，电加热设备的热功率为100-300W/m2。 
所述的飞机场跑道融冰、融雪装置其工作流程包括以下步骤：①在飞机场跑道基础施工时将散热系统中由管体和翅片构成的翅片散热管置入跑道基础层与跑道道面层之间，热源将热源中的导热油加热到20-60℃设定温度；②经热源加热的导热油通过循环泵将导热油泵入进油母管内，导热油经进油母管出口端进入翅片散热管的管体内，进入管体内的导热油中的热量经过管体和翅片散发到跑道道面层内；③进入翅片散热管内的导热油在循环泵不断向进油母管泵入产生的压力下，使翅片散热管内的导热油进入回油母管内；④进入回油母管内的导热油经管道进入热源重新加热进行再次循环。 
本发明的有益效果在于：由于采用导热油作为热量的传递介质，使其具有加热均匀，升温快，调温、控温效果好，能在低蒸汽压下产生高温，对机场跑道具有抗热裂化和化学氧化的优点，本发明传热效率好，散热快，热稳定性能好，并且热能输送和操作方便，节省能源，设备结构简单、成本低，并具有传热效率好、散热快、热稳定性能好、安全性强、融冰融雪速度快及跑道使用寿命长等特点。 
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。图2为图1中翅片散热管2与热源系统9的结构示意图。 
图中：1是跑道道面层、2是翅片散热管、3是跑道基础层、4是管体、5是翅片、6是进油母管、7是回油母管、8是循环泵、9是热源系统、10是管道。 
具体实施方式
本发明的飞机场跑道融冰、融雪装置，它有机场跑道，机场跑道包括跑道基础层3、跑 道道面层1，在跑道基础层3与跑道道面层1之间设置散热系统，散热系统与热源系统相接，热源系统包括循环泵8、热源9；散热系统由翅片散热管2、进油母管6、回油母管7和管道10组成，散热系统的回油母管7的出口端与热源9的回油口相接，回油母管7的管体上分别与多个翅片散热管2的出口端相接、翅片散热管2的进口端与进油母管6出口端相接，所述翅片散热管2由管体4和翅片5构成，翅片5与管体4的两侧水平相接，进油母管6的进口端与循环泵8出口端相接，循环泵8进口端通过管道与热源9的出口端相接。翅片散热管2中的管体4为U形，翅片5为网状结构与管体4两侧水平相连接。翅片散热管2与跑道道面层1之间的距离为30厘米。热源9采用电加热设备对导热油加热，电加热设备的热功率为100-300W/m2。本发明的工作流程包括以下步骤：①在飞机场跑道基础施工时将散热系统中由管体4和翅片5构成的翅片散热管2置入跑道基础层3与跑道道面层1之间，热源9将热源中的导热油加热到20-60℃设定温度；②经热源9加热的导热油通过循环泵8将导热油泵入进油母管6内，导热油经进油母管6出口端进入翅片散热管2的管体4内，进入管体4内的导热油中的热量经过管体4和翅片5散发到跑道道面层1内；③进入翅片散热管2内的导热油在循环泵8不断向进油母管6泵入产生的压力下，使翅片散热管2内的导热油进入回油母管7内；④进入回油母管7内的导热油经管道10进入热源9重新加热进行再次循环。 
本发明所述的翅片散热管2由管体4和翅片5组成，预先埋植在跑道道面层1中下端，也就是在原钢筋混凝土跑道钢筋编网部位，距跑道道面层1表面30厘米左右下面，散热管2内热量可以较好地与跑道层冷热交换。由于翅片散热管2是由管体4和翅片5组成，在机场跑道钢筋混凝土施工时，将钢质加热管2和钢质散热翅片5做成网状，成为混凝土中的“钢筋”，埋植在机场跑道道面层1中后，形成类似钢筋的作用，既是加热元件，对跑道又起到增加强度的作用。道面强度要求符合国际民航组织规定使用飞机等级和道面等级规定。所述翅片散热管2横向贯穿跑道，每间隔一定距离铺设一根。为增加热传导效率，在管体4之间连接金属散热翅片5。热源9由电、油、煤等发热物质通过锅炉类设备转换成热能将导热油 加热，被加热的导热油由循环泵8送入进油母管6中，由进油母管6分配到管体4内，通过管体4及翅片5将热量传递到跑道道面层1中，使跑道道面层1保持一定温度，保证地面冰雪的融化并被排出，跑道道面1温度视环境气温、雨雪大小等情况确定。热量散发后的导热油进入回油母管7，再进入热源9中将导热油重新加热，进入再次循环。热源9为锅炉类公知加热设备，由电、油、煤等发热物质经过化学或物理方法转换成热能，将导热油加热，热功率设置在100-300W/m2之间，也可根据地区环境状况调整功率范围。 
本发明在机场跑道出现低温、雨雪和冰冻天气造成结冰时，启动循环泵8和热源9工作，将被加热的导热油泵入进油母管6中，由进油母管6将导热油分配到翅片散热管2，翅片散热管2是由管体4和翅片5组成，导热油由翅片散热管2通过管体4和翅片5散热，散热后的导热油回到回油母管7中，进入热源9中加热，进行再次循环。本发明可在天气变化前提前投入。也可在出现冰冻后进行加热融化。运行中控制制热源9出口温度，也就是进入循环泵8的导热油温度不高于60℃。回油温度视具体融雪状况而定，使落在跑道道面层1上的雪雨不会结冰，保证地面冰雪的融化并被排出，保证飞机跑道的正常使用。 
当机场跑道进入冬季出现强冷空气、连续降雪或者出现冻雾天气时，启动本发明加热设备，将地面加热，使停机场、跑道积冰雪融化。当机场跑道被加热时，在加热过程中对道面结构的性能保证首先是钢筋的线膨胀系数，根据行业标准数据显示，钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5，混凝土的线膨胀系数为(1.0～1.5)×10-5，两者数值相近，当温度变化时，不会产生相对的温度变形而破坏它们之间的粘性。由于钢材有较大的传热性，当外界温度发生变化时，它能很快地吸收周围环境中的温度。而混凝土的导热性较小，仅为钢材的1/5左右，本发明利用钢筋混凝土的这种特性，将加热系统与混凝土相结合制成的钢筋混凝土层，即，将钢质加热管和钢质导热翅片做成网状，成为混凝土中的“钢筋”，混凝土强度符合国际民航组织规定使用飞机等级和道面等级的规定。根据钢筋混凝土结构特性，在-40℃～60℃的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都没有改变。因此，钢筋混凝土结构层可以在各种气候条件下应用。将跑道道面1的加热温度控制在60℃以下，使混凝 土结构层的材料内部结构不会受到损坏，保持飞机场等级和道面等级的规定强度。 
本发明所述的加热介质也可由电、煤、重油、轻油、可燃气体及其他可燃材料为发热物质转换成热能，将导热油加热。本发明所述热源9中的热源以导热油为介质，利用循环泵强制导热油进行液相循环，将热量传递给机场跑道加热系统，经机场跑道加热系统卸载后，重新通过循环泵，回到加热系统，再吸收热量，传递给机场跑道加热系统，如此周而复始，实现热量的连续传递，使被加热机场跑道道面1温度升高，达到融冰融雪的目的。本发明所述的导热油为公知产品。 

Claims (6)

1.飞机场跑道融冰、融雪装置，它有机场跑道，机场跑道包括跑道基础层(3)、跑道道面层(1)，其特征在于：在跑道基础层(3)与跑道道面层(1)之间设置散热系统，散热系统与热源系统相接，热源系统包括循环泵(8)、热源(9)；散热系统由翅片散热管(2)、进油母管(6)、回油母管(7)和管道(10)组成，散热系统的回油母管(7)的出口端与热源(9)的回油口相接，回油母管(7)的管体上分别与多个翅片散热管(2)的出口端相接、翅片散热管(2)的进口端与进油母管(6)出口端相接，所述翅片散热管(2)由管体(4)和翅片(5)构成，翅片(5)与管体(4)的两侧水平相接，进油母管(6)的进口端与循环泵(8)出口端相接，循环泵(8)进口端通过管道与热源(9)的出口端相接。
2.根据权利要求1所述的飞机场跑道融冰、融雪装置，其特征在于：翅片散热管(2)中的管体(4)为U形。
3.根据权利要求1所述的飞机场跑道融冰、融雪装置，其特征在于：翅片散热管(2)中的翅片(5)为网状结构。
4.根据权利要求1所述的机场跑道融冰、融雪装置，其特征在于：翅片散热管(2)与跑道道面层(1)之间的距离为30厘米。
5.根据权利要求1所述的飞机场跑道融冰、融雪装置，其特征在于：热源(9)采用电加热设备对导热油加热，电加热设备的热功率为100-300W/m2。
6.根据权利要求1所述的飞机场跑道融冰、融雪装置，其特征在于：其工作流程包括以下步骤：①在飞机场跑道基础施工时将散热系统中由管体(4)和翅片(5)构成的翅片散热管(2)置入跑道基础层(3)与跑道道面层(1)之间，热源(9)将热源中的导热油加热到20-60℃设定温度；②经热源(9)加热的导热油通过循环泵(8)将导热油泵入进油母管(6)内，导热油经进油母管(6)出口端进入翅片散热管(2)的管体(4)内，进入管体(4)内的导热油中的热量经过管体(4)和翅片(5)散发到跑道道面层(1)内；③进入翅片散热管(2)内的导热油在循环泵(8)不断向进油母管(6)泵入产生的压力下，使翅片散热管(2)内的导热油进入回油母管(7)内；④进入回油母管(7)内的导热油经管道(10)进入热源(9)重新加热进行再次循环。
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