KR20200084160A - 엔진 공기흡입구용 방빙장치 - Google Patents

엔진 공기흡입구용 방빙장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙(anti-icing) 장치는 운송수단의 엔진 공기 흡입구에 배치되며 엔진 공기 흡입구에 대응되는 흡입부가 형성된 몸체, 몸체에 배치되며 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 액상 및 기상으로 상 변환하도록 히팅 열을 제공하는 히팅부 및 히팅부가 배치되고 몸체의 테두리를 따라 돌출 형성되어 히팅부로부터 제공된 히팅 열에 의해 액상으로 상 변환된 유체가몸체의 표면을 따라 비가열 영역인 상기 몸체의 외부 방향으로 유동하는 것을 제한하는 에지 힐(edge hill)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환되도록 히팅 열을 제공하고 비가열 영역의 경계선에 에지 힐을 배치하여 기상으로 상 변환되지 않은 액상의 유체가 비가열 영역으로 유동되는 차단 및 비산하여 비가열 영역에서 착빙 현상이 발생하는 것을 저지할 수 있다.

Description

엔진 공기흡입구용 방빙장치{ANTI-ICING APPARATUS FOR AIR SUCTION HOLE OF ENGINE}
본 발명은 엔진 공기흡입구용 방빙장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운송 수단의 엔진 공기흡입구 영역에 착빙된 얼음을 제거함과 함께 엔진 공기흡입구로 얼음이 흡입되는 것을 차단하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치에 관한 것이다.
운송수단은 일반적으로 자동차, 항공기 및 선박 등과 같이 환경적인 조건에 따라 다양한 방식으로 제작된다. 이러한 운송수단은 이동에 필요한 구동력을 제공하기 위해 다양한 구조의 엔진이 사용된다. 엔진의 구조 및 연료에 따라 가솔린, 디젤, 가스 터빈 엔진 등으로 구분되며 연소 과정을 통해 구동축을 회전하기 위한 구동력을 발생한다. 엔진의 연소 과정에서는 필수적으로 공기가 필요하며, 운송수단에는 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구가 형성되어 있다.
저온 지역, 상세하게 수분이 얼음으로 응고되는 0도 이하의 지역에서 사용되는 운송수단의 공기흡입구 영역에는 착빙된 얼음이 생성된다. 특히, 고도를 변경하여 운항하는 항공기의 경우 고도에 따른 온도 차이에 의해 공기 흡입구 영역의 표면에 착빙 현상이 발생한다.
여기서, 공기 흡입구 영역에 착빙된 얼음이 공기 흡입구로 흡입되면 블레이드 등과 같은 엔진 구성의 파손에 의해 정비가 요구될 수 있다. 또한, 얼음의 유입량이 엔진 허용치를 초과할 경우 엔진 실속, 서지 및 실화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 회전익 항공기가 결빙 영역에서 운용(조우) 시 방빙 성능이 부족한 경우 공기 흡입구에 착빙이 발생하여 성장하다가 이탈되면서 공기 흡입구를 통해 엔진으로 유입될 수 있다. 그리고, 회전익 항공기가 결빙 영역을 벗어나서 외기 온도가 높아진 곳(예, -5도 영역에서도 해당 현상 발생)을 비행할 때 착빙된 얼음이 이탈되어 공기 흡입구로 유입됨에 따라 정비 요구 또는 엔진 운용에 부적절한 상태가 될 수 있다. 공기흡입구로 착빙된 얼음이 유입되는 것을 차단하기 위해 다양한 방식이 사용된다.
구체적으로 방빙액(anti-icing fluid)으로 보호층을 형성하는 방식, 열원을 배치하는 방식 및 프로텍터를 배치하는 방식 등이 사용된다. 방빙액으로 보호층을 형성하는 방식은 공기흡입구 영역의 표면에 지속적으로 남아있을 수 있는 화학 물질을 이용하여 일정 시간 얼음의 생성을 지연 또는 착빙을 방지한다. 프로텍터를 배치하는 방식은 공기흡입구에 철망을 설치하여 공기흡입구로 유입되는 얼음을 엔진에 피해를 주지 않는 크기로 분쇄한다. 그리고, 열원을 배치하는 방식은 공기흡입구 영역에 히팅매트를 배치하여 히팅 열을 이용하여 착빙을 방지한다. 이러한 열원을 배치하는 방식의 히팅매트는 공기흡입구 영역에 착빙된 얼음 또는 수분을 완전하게 제거하기 위해서 100도 이상의 높은 온도가 요구되나, 100도 이상의 높은 온도를 유지하기 위해서는 많은 전력 요구가 필요하여 발전기 및 제너레이터 등의 크기가 증가하고 이에 전체적인 중량을 증가시키는 문제점과 함께 재료 물성치 변화를 초래하는 재질 상의 문제점이 발생한다.
한편, 열원을 이용하는 방식은 상기와 같이 전력 확보를 위한 발전기 및 제너레이터 등의 크기 증가에 따른 문제 및 재질의 문제를 해결하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회전익 항공기(H)의 엔진 공기흡입구(EA) 영역에 히팅 열을 제공하는 방식을 적용했다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기흡입구 영역에는 공기흡입구와 연통하는 히팅매트(HM)가 배치했다.
그런데, 도 2에 도시된 바와 같이 공기 중의 과냉각된 액적(물방울)은 히팅매트에 충돌하면서 런백 워터(runback water)의 상 변환되어 공기 흐름에 따라 유동된다. 히팅매트(HM)의 방빙 성능이 부족할 경우, 런백 워터는 히팅매트(HM)의 상부에서 유동하면서 일부 증발하기는 하나 완전히 증발되지 못한다. 공기 흡입구 영역의 완전히 증발되지 않는 런백 워터는 유동되어 히팅매트(HM)가 배치되지 않은 비가열 영역에서 t1 내지 t3의 시간이 지남에 따라 점점 더 큰 사이즈의 얼음으로 착빙되고, 이러한 얼음은 이탈되어 공기 흡입구로 흡입 또는 회전익 항공기의 지상 착륙 전 호버링 상태에서 녹아내려 공기 흡입구를 통해 엔진으로 유입될 수 있는 문제점이 있다.
일본 등록특허공보 제6193691호 : 방얼음 시스템 및 항공기
본 발명의 목적은 엔진 공기 흡입구에 전기식 방빙 시스템을 적용 시 전력 및 공간 제한으로 인해 방빙 성능이 저하되어 런백 워터가 엔진 공기 흡입구 주변에서 착빙 후 녹아 떨어지면서 엔진으로 유입되는 것을 차단하도록 엔진 공기흡입구용 방빙장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 표면 온도가 낮거나 또는 가열 면적이 부족하여 완전히 기화되지 못한 런백 워터가 비가열 영역으로 유동하는 것을 차단하도록 구조가 개선된 엔진 공기흡입구용 방빙장치도 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 운송수단의 엔진 공기 흡입구에 배치되며 상기 엔진 공기 흡입구에 대응되는 흡입부가 형성된 몸체와, 상기 몸체에 배치되며 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 액상 및 기상으로 상 변환하도록 히팅 열을 제공하는 히팅부와, 상기 히팅부가 배치되고 상기 몸체의 테두리를 따라 돌출 형성되어 상기 히팅부로부터 제공된 히팅 열에 의해 액상으로 상 변환된 유체가 상기 몸체의 표면을 따라 비가열 영역인 상기 몸체의 외부 방향으로 유동하는 것을 제한하는 에지 힐(edge hill)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙(anti-icing) 장치에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 히팅부는 상기 흡입부의 둘레에 일정 면적을 가지고 상기 몸체의 일부 영역에 배치되어 상기 흡입부 영역에 히팅 열을 제공하는 제 1히팅부와, 상기 제 1히팅부에 연접하며 상기 몸체의 테두리 영역 및 상기 에지 힐에 배치되어 상기 몸체의 테두리 영역과 상기 에지 힐에 히팅 열을 제공하는 제 2히팅부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에지 힐은 상기 운송수단의 이동 시 상기 히팅부의 히팅 열에 의해 상 변환된 유체가 상기 몸체의 표면을 따라 비가열 영역인 상기 몸체의 외부 방향으로 유동될 때 와류를 생성하여 상 변환된 유체를 비산시킬 수 있다.
상기 에지 힐은 상기 몸체의 외부 영역인 비가열 영역에서 착빙된 얼음이 상기 흡입부로 유동되는 것을 차단할 수 있다.
상기 에지 힐은 상기 운송수단 이동 시 공기의 흐름과 충돌하여 히팅 열에 의해 상 변환된 유체를 비산하는 와류를 생성하는 프론트(front)부와, 상기 프론트부로부터 상기 몸체의 테두리 방향으로 연장되어 상기 몸체의 외부 영역인 비가열 영역으로부터 상기 흡입부로 유동되는 얼음을 비산하는 리어(rear)부를 포함할 수 있다.
상기 운송수단의 이동 방향에 따른 상기 에지 힐의 단면 형상은 유선형 및 다각형 형상 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 1히팅부의 전력 밀도는 상기 제 2히팅부의 전력 밀도보다 상대적으로 낮은 것이 바람직하다.
상기 운송수단은 고정익(fixed wing)과 회전익(rotary wing)의 항공기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 효과는 다음과 같다.
첫째, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환되도록 히팅 열을 제공하고 비가열 영역의 경계선에 에지 힐을 배치하여 기상으로 상 변환되지 않은 액상의 유체가 비가열 영역으로 유동되는 차단 및 비산하여 비가열 영역에서 착빙 현상이 발생하는 것을 저지할 수 있다.
둘째, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환될 때 상 변환된 유체의 정체점을 기준으로 각각 전력 밀도가 상이한 히팅부를 배치하여 국부적인 과열 발생 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전력 소모량로 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 회전익 항공기의 측면도,
도 2는 종래의 회전익 항공기의 엔진 공기흡입구용 방빙장치에 얼음이 착빙되는 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치가 배치된 회전익 항공기의 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 정면도,
도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도,
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치는 회전익 항공기에 적용되는 것으로 기재되나, 이에 한정되지 않고 고정익 항공기 및 극지방과 같이 추운 지역에서 사용되는 자동차와 같은 운송수단에도 적용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
또한, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 에지 힐은 동일한 명칭에 대해서 도 4 내지 6에 도시된 에지 힐과 동일한 부호로 기재하였음도 미리 밝혀둔다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치가 배치된 회전익 항공기의 정면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회전익 항공기(H)는 동체(B), 로터(R), 테일 로터(TR; 도 1 참조), 엔진 공기흡입구(EA) 및 엔진 공기흡입구용 방빙장치(10)를 포함한다.
동체(B)는 조종사뿐만 아니라 탑승객 또는 수화물 등이 탑승 또는 수용되는 공간을 형성한다. 동체(B)는 군사 및 산업 등과 같은 다양한 목적에 따라 그 크기와 형상이 달라진다.
로터(R)는 동체를 상승시키기 위한 양력을 발생하기 위해 회전 및 동체(B)를 이동시키는 추력을 발생하기 위해 회전한다. 테일 로터(TR)는 로터(R)의 회전 운동 시 로터(R)의 토크를 상쇄한다. 상세하게 테일 로터(TR)는 로터(R)의 회전 운동에 의해 동체(B)가 로터(R)의 회전 운동 방향의 반대 방향으로 회전하는 힘을 상쇄한다.
엔진 공기흡입구(EA)는 도 3에 도시된 바와 같이, 회전익 항공기(H)의 정면에 배치되어 엔진의 구동을 위한 공기를 흡입한다. 구체적으로 엔진 공기흡입구(EA)는 가스 터빈 엔진을 사용하는 회전익 항공기(H)의 압축기로 공급되는 공기를 흡입한다.
다음으로 도 4는 도 3에 도시된 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 정면도, 그리고 도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치(10)는 몸체(100), 히팅부(300) 및 에지 힐(edge hill)(500)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치(10)는 엔진 공기흡입구(EA) 영역의 동체(B)에 결합된다. 즉, 엔진 공기흡입구용 방빙장치(10)는 엔진 공기흡입구(EA)의 영역을 커버한다.
몸체(100)는 운송수단의 엔진 공기흡입구(EA)에 배치된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 몸체(100)는 회전익 항공기(H)인 운송수단의 엔진 공기흡입구(EA)에 배치된다. 몸체(100)의 형상은 각각의 회전익 항공기(H)의 동체(B) 형상에 대응하여 제작된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 몸체(100)는 후술할 히팅부(300)의 제 1히팅부(320) 및 제 2히팅부(340)의 배치 영역에 따라 제 1몸체(120)와 제 2몸체(140)로 구분된다. 이러한 제 1몸체(120)와 제 2몸체(140)는 히팅부(300)의 배치 위치에 따라 구분될 뿐 실질적으로 일체형으로 구성된다. 흡입부(160)는 몸체(100)에 관통 형성된다. 흡입부(160)는 엔진 공기흡입구(EA)와 연통되도록 몸체(100)에 관통 형성된다.
히팅부(300)는 몸체(100)에 배치되어 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환하도록 히팅 열을 제공한다. 히팅부(300)는 본 발명의 일 실시 예로서, 몸체(100)의 표면상에 매트 형상으로 배치된다. 그러나, 히팅부(300)가 몸체(100)의 표면상에 배치되는 것은 일 실시 예일 뿐 몸체(100)의 내부, 즉 몸체(100)의 표면에 인접한 몸체(100)의 내부에 수용될 수 있다. 히팅부(300)는 회전익 항공기(H)의 고도 변경에 따라 결빙 영역에서의 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환하도록 몸체(100)에 히팅 열을 제공한다. 히팅부(300)는 본 발명의 일 실시 예로서, 제 1히팅부(320) 및 제 2히팅부(340)를 포함한다.
제 1히팅부(320)는 흡입부(160)의 둘레에 일정 면적을 가지고 배치되어 흡입부(160) 영역에 히팅 열을 제공한다. 제 1히팅부(320)는 제 1몸체(120)의 표면상에 배치된다. 제 2히팅부(340)는 제 1히팅부(320)에 연접하며 몸체(100)의 테두리 영역 및 에지 힐(500)에 배치된다. 제 2히팅부(340)는 몸체(100)의 테두리 영역과 에지 힐(500)에 히팅 열을 제공한다. 상세하게 제 2히팅부(340)는 제 2몸체(140)의 표면상에 배치되고, 에지 힐(500)의 표면과 내부 중 어느 하나에 배치된다.
여기서, 제 1히팅부(320)의 전력 밀도는 제 2히팅부(340)의 전력 밀도보다 상대적으로 낮다. 예를 들면 제 1히팅부(320)에는 7,500 W/m2으로 공급되고, 제 2히팅부(340)에는 12,250 W/m2으로 공급된다. 이러한 제 1히팅부와 제 2히팅부의 배치되는 런백 워터(runback water; 이하, 유체로 기재함)의 정체점을 기준으로 설정된다. 이렇게 정체점을 기준으로 제 1히팅부(320)와 제 2히팅부(340)의 배치 위치에 따라 제 1히팅부(320)와 제 2히팅부(340)를 상이한 전력 밀도로 작동함으로써, 운용 체계상의 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
마지막으로 에지 힐(500)은 히팅부(300)가 배치되고 몸체(100)의 테두리를 따라 돌출 형성된다. 상세하게 에지 힐(500)은 제 2몸체(140)의 테두리, 즉 몸체(100)가 결합되는 비가열 영역인 동체(B)와의 경계선에 인접한 제 2몸체(140)의 테두리로부터 돌출 형성된다. 그리고, 에지 힐(500)에는 제 2히팅부(340)가 배치되어 있다. 에지 힐(500)은 히팅부(300)로부터 제공된 히팅 열에 의해 상 변환된 유체가 몸체(100)의 표면을 따라 몸체(100)의 외부 영역인 비가열 영역으로 유동하는 것을 제한한다. 즉, 에지 힐(500)은 히팅 열에 의해 몸체(100)의 표면상에 유동되는 상 변환된 런백 워터가 회전익 항공기(H)의 이동에 따라 비가열 영역인 몸체(100)의 외부로 이동되는 것을 제한한다. 이러한 에지 힐(500)은 히팅부(300)가 배치되지 않은 몸체(100)의 테두리와 동체(B)의 경계선으로 히팅 열에 의해 상 변환된 유체가 유동되는 것을 제한함으로써, 히팅부(300)가 배치되지 않은 몸체(100)의 테두리와 비가열 영역인 동체(B)의 경계선에서 착빙되는 것을 방지한다.
에지 힐(500)은 회전익 항공기(H)의 이동시 히팅부(300)의 히팅 열에 의해 상 변환된 유체가 몸체(100)의 테두리 방향으로 유동될 때 공기와의 충돌에 의해 와류를 생성하여 상 변환된 유체를 몸체(100)의 외부로 비산시킨다. 또한, 에지 힐(500)은 몸체(100)의 외부 영역인 비가열 영역에서 착빙된 얼음이 몸체(100)의 표면을 따라 몸체(100)의 외부 영역으로부터 흡입부(160)로 유동되는 것을 차단한다.
본 발명의 일 실시 예로서, 에지 힐(500)은 회전익 항공기(H)의 이동 시 공기의 흐름과 충돌하여 상 변환된 유체를 비산하는 와류를 생성하는 프론트부(520) 및 프론트부(520)로부터 몸체(100)의 테두리 방향으로 연장되어 비가열 영역인 몸체(100)의 외부로부터 흡입부(160)로 유동되는 얼음을 비산하는 리어부(540)를 포함한다. 회전익 항공기(H)의 이동 방향에 따른 에지 힐(500)의 단면 형상은 유선형 및 다각형 중 어느 하나를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 에지 힐(500)의 단면 형상은 몸체(100)의 판면에 대해 가로 방향으로 돌출되어 몸체(100)의 테두리 방향으로 완만한 곡선을 갖는 유선형을 가지고 있다.
한편, 도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엔진 공기흡입구용 방빙장치의 단면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 에지 힐(500)의 단면 형상과 같이, 도 7의 (a)의 에지 힐(500)의 단면 형상은 도 6에 도시된 에지 힐(500)을 프론트부(520)와 리어부(540)가 180도 반전한 유선형 형상을 갖는다. 그리고, 도 7의 (b)에 도시된 에지 힐(500)의 단면 형상은 프론트부(520)와 리어부(540)의 연결점이 첨단 형상을 갖는 다각형 형상을 갖는다.
상술한 바와 같은 도 4 내지 도 6, 그리고 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 에지 힐(500)의 형상은 일 실시 예일 뿐 공기의 흐름과 충돌하여 상 변환된 유체를 비산시키는 와류를 발생하고 몸체(100)의 테두리와 비가열 영역인 동체(B)의 경계선에 착빙된 얼음이 흡입부(160)로 유동되는 것을 차단하는 다양한 형상으로 설계 변경할 수 있다.
이에, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환되도록 히팅 열을 제공하고 비가열 영역의 경계선에 에지 힐을 배치하여 기상으로 상 변환되지 않은 액상의 유체가 비가열 영역으로 유동되는 차단 및 비산하여 비가열 영역에서 착빙 현상이 발생하는 것을 저지할 수 있다.
또한, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 상 변환될 때 상 변환된 유체의 정체점을 기준으로 각각 전력 밀도가 상이한 히팅부를 배치하여 국부적인 과열 발생 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전력 소모량로 감소시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 엔진 공기흡입구용 방빙(anti-icing)장치
100: 몸체 160: 흡입부
300: 히팅부 320: 제 1히팅부
340: 제 2히팅부 500: 에지 힐(edge hill)
520: 프론트(front)부 540: 리어(rear)부

Claims (8)

  1. 운송수단의 엔진 공기 흡입구에 배치되며, 상기 엔진 공기 흡입구에 대응되는 흡입부가 형성된 몸체와;
    상기 몸체에 배치되며, 과냉각된 액적과 착빙된 얼음 중 적어도 어느 하나가 액상 및 기상으로 상 변환하도록 히팅 열을 제공하는 히팅부와;
    상기 히팅부가 배치되고 상기 몸체의 테두리를 따라 돌출 형성되어, 상기 히팅부로부터 제공된 히팅 열에 의해 액상으로 상 변환된 유체가 상기 몸체의 표면을 따라 비가열 영역인 상기 몸체의 외부 방향으로 유동하는 것을 제한하는 에지 힐(edge hill)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙(anti-icing)장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅부는,
    상기 흡입부의 둘레에 일정 면적을 가지고 상기 몸체의 일부 영역에 배치되어, 상기 흡입부 영역에 히팅 열을 제공하는 제 1히팅부와;
    상기 제 1히팅부에 연접하며 상기 몸체의 테두리 영역 및 상기 에지 힐에 배치되어, 상기 몸체의 테두리 영역과 상기 에지 힐에 히팅 열을 제공하는 제 2히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 에지 힐은 상기 운송수단의 이동 시, 상기 히팅부의 히팅 열에 의해 상 변환된 유체가 상기 몸체의 표면을 따라 비가열 영역인 상기 몸체의 외부 방향으로 유동될 때 와류를 생성하여 상 변환된 유체를 비산시키는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 에지 힐은 상기 몸체의 외부 영역인 비가열 영역에서 착빙된 얼음이 상기 흡입부로 유동되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 에지 힐은,
    상기 운송수단 이동 시 공기의 흐름과 충돌하여, 히팅 열에 의해 상 변환된 유체를 비산하는 와류를 생성하는 프론트(front)부와;
    상기 프론트부로부터 상기 몸체의 테두리 방향으로 연장되어, 상기 몸체의 외부 영역인 비가열 영역으로부터 상기 흡입부로 유동되는 얼음을 비산하는 리어(rear)부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 운송수단의 이동 방향에 따른 상기 에지 힐의 단면 형상은 유선형 및 다각형 형상 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1히팅부의 전력 밀도는 상기 제 2히팅부의 전력 밀도보다 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 운송수단은 고정익(fixed wing)과 회전익(rotary wing)의 항공기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 공기흡입구용 방빙장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090128345A (ko) * 2008-06-10 2009-12-15 아구스타 에스. 피. 에이. 헬리콥터
JP6193691B2 (ja) 2013-09-11 2017-09-06 三菱航空機株式会社 防氷システム、及び、航空機
US20180229850A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Anti-icing system for gas turbine engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090128345A (ko) * 2008-06-10 2009-12-15 아구스타 에스. 피. 에이. 헬리콥터
JP6193691B2 (ja) 2013-09-11 2017-09-06 三菱航空機株式会社 防氷システム、及び、航空機
US20180229850A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Anti-icing system for gas turbine engine

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