JP2692134B2

JP2692134B2 - 着氷防止装置

Info

Publication number: JP2692134B2
Application number: JP63107846A
Authority: JP
Inventors: 英文斎藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH01278900A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は板体の表面に氷が付着するのを防止する着氷
防止装置に関し、特に、航空機、自動車等の外板表面の
着氷を防止するのに適した着氷防止装置に関する。

（２）従来の技術航空機等は周囲の環境によりその外表面に氷が付着す
ることがある。たとえば航空機で氷が付着し易い箇所
は、第３図に示すように、胴体の前部Ａまたは翼前縁Ｂ
等の機体表面の前側部分である。

このような機体表面への着氷は機体の重量増加、空気
抵抗の増大等を引き起こし、特に翼前縁の着氷は揚力が
不安定となるので危険である。

したがって、従来から翼前縁Ｂ等には着氷防止装置が
配設されている。

従来の着氷防止装置としては、第４図に示すようにエ
ンジンからの高温ガスを導管02および開閉制御されるア
ンチアイスバルブ03等によって翼前縁Ｂの外板01内側に
導くようにしたものや、翼前縁Ｂの外板01の表面に張付
けたヒータ（図示せず）等が知られている。そして、こ
れらの着氷防止装置は、前記高温ガスやヒータによって
外板01を加熱し、外板01表面に接触している着氷を溶融
し、脱落させるようにしている。

（３）発明が解決しょうとする課題ところが、高温ガスで外板01を加熱する着氷防止装置
では導管02、アンチアイスバルブ03等により機体重量が
増加するという問題点があり、また、前記ヒータで外板
01を加熱する着氷防止装置では、氷を溶融するのに必要
な消費電力が多過ぎるという問題点があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、軽量で
消費エネルギの少ない着氷防止装置を提供することを課
題とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段前記課題を解決するために、本出願の第１発明の着氷
防止装置は、板体の着氷面の反対側の面に複数個の圧電
素子が所定間隔離れて配設され、前記各圧電素子には、
前記着氷面に位相のずれた交流電圧が印加されることを
特徴とする。

なお、前記「位相のずれた交流電圧」としては、前記
着氷面に共振定常波を発生させるように位相をずらした
交流電圧または前記着氷面に所定の方向の進行波を発生
させるように位相をずらした交流電圧等を使用すること
が可能である。

また、本出願の第２発明の着氷防止装置は、板体の着
体面の反対側の面とこの反対側の面に対向して配置され
た剛性が前記板体よりも大きな支持板との間に複数個の
圧電素子が所定間隔離れて配設され、前記各圧電素子に
は、前記着氷面を振動させる位相のずれた交流電圧が印
加されることを特徴とする。

（２）作用前述の構成を備えた本出願の第１発明の着氷防止装置
において、前記着氷面に共振定常波を発生させる位相の
ずれた交流電圧が、板体の着氷面の反対側の面に配設さ
れた圧電素子に印加される場合には、前記圧電素子の振
動によって前記板体および着氷表面に共振定常波が発生
し、その振動によって氷が振るい落とされる。共振定常
波は小さな消費エネルギで大きな振幅が得られるので、
エネルギ効率良く着氷を防止することができる。

また、前述の構成を備えた本出願の第１発明の着氷防
止装置において、前記着氷面に所定方向の進行波を発生
させる位相のずれた交流電圧が、板体の着氷面の反対側
の面に配設された圧電素子に印加される場合には、前記
圧電素子の振動によって前記板体および着氷表面に進行
波が発生し、その振動によって氷が振るい落とされる。
進行波は隣接する圧電素子の振動の方向が同じ方向とな
るので、小さな消費エネルギで大きな振幅が得られる。
したがって、エネルギ効率良く着氷を防止することがで
きる。

また、前述の構成を備えた本出願の第２発明の着氷防
止装置では、前記着氷面に所定方向の進行波を発生させ
る位相のずれた交流電圧が、板体の着氷面の反対側の面
とこの反対側の面に対向して配置された剛性が前記板体
よりも大きな支持板との間に所定間隔離れて配設された
複数個の圧電素子に印加される。前記圧電素子の振動に
よって前記板体および着氷表面が振動し、その振動によ
って氷が振るい落とされる。前記圧電素子の前記板体と
反対側は剛性の大きな支持板によって振動が規制される
ので、圧電素子の板体側の部分が大きく振動する。した
がって、エネルギ効率良く着氷を防止することができ
る。

（３）実施例以下、図面にもとずいて本発明による着氷防止装置の
第１実施例について説明する。

第１図において、航空機の翼前縁Ｂを形成する外板
（すなわち、板体）１の内面には上下方向に間隔を置い
て複数の圧電素子2,3,4,5が張付けられている。前記圧
電素子2,3,4,5は、図示されていないが、翼長方向（第
１図において紙面に垂直な方向）にも所定間隔で配設さ
れており、各圧電素子2,2,…、3,3,…、4,4…、およ
び、5,5…はそれぞれ同一の交流電源D₂,D₃,D₄,およびD₅
に接続されている。

次に、前述の構成を備えた本発明の第１実施例の作用
について説明する。

前記外板１表面に着氷が生じた場合には、前記交流電
源D₂,D₃,D₄,およびD₅により前記圧電素子2,3,4,および
５を駆動する。その際各交流電源D₂,D₃,D₄,およびD₅の
位相をずらせておくと、各圧電素子2,3,4,および５は、
前記位相に応じて振動する。そうすると、外板１は各圧
電素子2,3,4,および５が配設されている部分ごとに位相
がずれた状態で振動する。この振動により前記外板１表
面に付着した氷は脱落する。

次に、第２図に基づいて本発明による着氷防止装置の
第２実施例について説明する。

第２図に示した第２実施例は、外板１の内側面に、そ
の外板１よりも剛性の大きな支持板６がリベット7,7に
より連結されている。そして、支持板６と外板１との間
に圧電素子8,9が上下方向に間隔を置いて配設されてい
る。前記圧電素子8,9は、図示されていないが、翼長方
向（第２図において紙面に垂直な方向）にも所定間隔で
配設されており、各圧電素子8,8,…および9,9,…はそれ
ぞれ交流電源D₈およびD₉に接続されている。

次に、前述の構成を備えた本発明の第２実施例の作用
について説明する。

前記外板１表面に着氷が生じた場合には、前記交流電
源D₈およびD₉により前記圧電素子８および９を駆動す
る。その際各交流電源D₈およびD₉の位相をずらせておく
と、各圧電素子８および９は、前記位相に応じて振動す
る。そうすると、支持板６の方が外板１よりも剛性が大
きいので、外板１の方が大きく振動する。このとき、外
板１は各圧電素子８および９が配設されている部分ごと
に位相がずれた状態で振動する。この振動により前記外
板１表面に付着した氷は脱落する。

以上、本発明による着氷防止装置の実施例を詳述した
が、本発明は、前述の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱すること
なく、種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、圧電素子2,3,4,5または8,9の配設位置と個
数および印加電圧の位相を調整して外板１に上方から下
方への進行波を発生させたり、共振定常波を発生させる
ことにより、外板１外表面の着氷を効果的に下方へ移動
させて脱落させることも可能である。また、前記圧電素
子を支持する支持板６は外板１の裏面に連結するのでは
なく、翼桁等に連結することも可能である。さらに、前
記圧電素子を実施例のようにブロック形にする代わり
に、板状に張り合わせる形にしてもよい。また、本発明
は航空機の翼前縁Ｂだけでなく、表面に氷が付着する板
体であれば適用できる。

C.発明の効果前述の本発明の着氷防止装置によれば、消費電力の少
ない圧電素子の振動により板体を振動させて、板体表面
の着氷を効果的に脱落させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による着氷防止装置の第１実施例の説明
図、第２図は同第２実施例の説明図、第３図および第４
図は従来技術の説明図、である。 D₂,D₃,D₄,D₅,D₈,D₉……交流電源１……板体、2,3,4,5,8,9……圧電素子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板体の着氷面の反対側に複数個の圧電素子
が所定間隔離れて配設され、前記各圧電素子には、前記
着氷面に位相のずれた交流電圧が印加される着氷防止装
置。
【請求項２】板体の着氷面の反対側の面とこの反対側の
面に対向して配置された剛性が前記板体よりも大きな支
持板との間に複数個の圧電素子が所定間隔離れて配設さ
れ、前記各圧電素子には、前記着氷面を振動させる位相
のずれた交流電圧が印加される着氷防止装置。