ITNA20120071A1

ITNA20120071A1 - Metodologia basata sul controllo di termo resistenze serigrafate per l'individuazione e l'eliminazione della formazione di ghiaccio su profili aereodinamici

Info

Publication number: ITNA20120071A1
Application number: IT000071A
Authority: IT
Inventors: Amedeo Amoresano
Original assignee: Sara Sas Di Garofalo Luca & C
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-05-28

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE AVENTE PER TITOLO:

"METODOLOGIA BASATA SUL CONTROLLO DI TERMO RESISTENZE SERIGRAFATE PER L'INDIVIDUAZIONE E L'ELIMINAZIONE DELLA FORMAZIONE DI GHIACCIO SU PROFILI AEREODINAMICI"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Questo brevetto fa riferimento al campo della tecnica relativo ai dispositivi di s che individuano ed eliminano la formazione di ghiaccio sugli aereo-mobili, ovvero il cosiddetto ICING.

Esistono diversi tipi e sistemi per prevenire o eliminare la formazione di ghiaccio sui profili alari degli aereo-mobili, classificabili ad esempio in base alle modalità operative, come di seguito:

sistemi anti-icing, ovvero antighiaccio, operanti in modo continuo, che quindi prevengono ed impediscono la formazione del ghiaccio sulle superfici critiche del velivolo e sistemi deicing, operanti in modalità discontinua, che mirano a rimuovere il ghiaccio, precedentemente formatosi.

Lo sviluppo, oggi, è orientato soprattutto all'ottimizzazione dei cicli di processo, alla riduzione dei costi operativi e allo sviluppo e aH'implementazione di componentistica dalle caratteristiche migliorate e caratterizzate da maggiore affidabilità.

Il brevetto oggetto della presente invenzione riguarda una particolare metodologia che consente di individuare, e contemporaneamente di eliminare o allontanare, la formazione di ghiaccio sui profili alari (4) degli aereo mobili (5) Tav.1 Fig.1 semplice, quindi molto affidabile ma estremamente economico; funzionante attraverso un ciclo operativo che sfrutta in maniera ottimale le risorse energetiche a disposizione dell'aereo-mobile. La metodologia proposta da questo brevetto sfrutta al meglio le termo resistenze serigrafate (14), facendogli assumere la duplice funzione di sensore per l'individuazione della formazione di ghiaccio e sistema di deghiacciamento per prevenire o eliminare la formazione del ghiaccio. Essendo un sistema di sensoristica e deghiacciamento locale, in quanto viene controllata la singola termo resistenza serigrafata (1),(2),(15) posta in una regione circoscritta del profilo alare (4), vengono utilizzate potenze bassissime dato che la produzione di calore viene attivata alle sole termo resistenze in cui il sistema di controllo (3) ha individuato la presenza di ghiaccio Tav. 1 Fig.1. Il sistema proposto da questa metodologia si basa su un principio estremamente semplice ed affidabile: man mano che l'acqua si posa sulle termo resistenze serigrafate (1), (2), (14), (15), ghiacciandosi, produce un aumento di richiesta di potenza da parte della termo resistenza stessa Tav. 2 Fig. 2. Il sistema di controllo (3) stabilisce se c'è stata formazione di ghiaccio semplicemente confrontando la maggiore richiesta di carico termico sulla singola termo resistenza (1) (2) (15) Tav. 2 Fig. 2, con un valore limite predeterminato "A" (9), indicato schematicamente nel grafico di Tav. 3 Fig.3.

Se il valore di richiesta di carico "x" risulta maggiore o uguale a quello predeterminato "A" (9) Tav. 3 Fig.3, allora significa che nella zona dove è collocata la singola termo resistenza (2) e (15) che ha richiesto più carico elettrico, ovvero carico termico, si è avuta formazione di ghiaccio.

Tale circostanza indurrà il sistema di controllo (3) ad attivare contemporaneamente la singola termo resistenza serigrafata (2) e (15), che produrrà quindi il calore necessario allo scioglimento del ghiaccio formatosi Tav. 2 Fig. 2.

Questa metodologia consente di prevenire, individuare ed eliminare la formazione di ghiaccio sulle superfici aereodinamiche utilizzando piccole potenze e quindi potendo lavorare a bassissima tensione, tenendosi molto al di sotto del limite di sicurezza prestabilito per gli aereo-mobili dato che attiva solo le termo resistenze necessarie essendo assente l'assorbimento di potenza da parte di un ulteriore sensore che rileva formazione di ghiaccio.

Data la semplicità e l'economicità del sistema proposto, la metodologia può essere utilizzata, oltre che nel settore aereonautico, anche in altri settori industriali. Ad esempio può essere utilizzata per individuare ed eliminare la formazione di ghiaccio sui profili (7) delle pale eoliche (6) utilizzate per la produzione di energia elettrica dal vento Tav. 4 Fig. 4. Attualmente, per motivi economici, tale problematica non viene affrontata.

La metodologia proposta da questo brevetto, essendo caratterizzata da costi ridottissimi che sfruttano al meglio le termo resistenze serigrafate (14), consente di eliminare in maniera estremamente semplice ed economica la formazione di ghiaccio sulle pale (7) dei generatori eolici (6) Tav. 4 Fig. 4, migliorandone in tal senso le prestazioni aereodinamiche e quindi il rendimento del generatore stesso.

Le termo resistenze serigrafate possono essere incollate o inserite durante il processo di laminazione all'interno dell'ala di un aeromobile (5) Tav.l Fig.l o sulle pale (7) di un generatore eolico (6) Tav. 4 Fig. 4.

Le termo resistenze serigrafate (14) vengono collegate in parallelo (8) e montate sulle zone del profilo alare (4) Tav. 1 Fig.l o sulle zone delle pale eoliche (7) Tav.4 Fig. 4 nelle quali si vuole individuare, prevenire o eliminare la formazione di ghiaccio. Ad esempio, si possono incollare termo resistenze serigrafate (14) nella zona dell'ala di un aeromobile (5) in cui la formazione di ghiaccio ne ridurrebbe le prestazioni aereodinamiche. Al contempo, possono essere utilizzate per prevenire un calo di rendimento sulle pale (7) di generatori eolici (6) causato dalla formazione di ghiaccio sui profili delle pale (7) che modificherebbe le caratteristiche aereodinamiche di progetto Tav.l Fig.l, Tav.4 Fig.4.

Il sistema di controllo (3) legge il carico termico richiesto su ciascuna singola termo resistenza (1),(2),(14),(15) Tav. 2 Fig. 2 e lo confronta (10), (11), (12), (13) con un valore di riferimento predeterminato "A" (9) come visibile nel grafico di Tav. 3 Fig. 3 che definisce la condizione di formazione o meno di ghiaccio nella singola regione dove è collocata la termo resistenza serigrafata (1), (2), (14), (15).

Una volta stabilita la presenza di ghiaccio, sempre lo stesso sistema di controllo (3) attiva la produzione di calore da parte della singola termo resistenza (2), (15), nella quale ha individuato la formazione di ghiaccio, che prowederà a scioglierlo Tav. 3 Fig.3.

L'estrema semplicità della metodologia ne garantisce l'affidabilità. Oltretutto, potendo controllare localmente le singole regioni dove è posta ciascuna termo resistenza (1),(2),(14),(15), è possibile attivare la produzione di calore per l'eliminazione del ghiaccio solo dove necessario, risparmiando potenza utilizzata inutilmente Tav.2 Fig.2.

Sfruttando questa metodologia innovativa è possibile sfruttare delle termoresistenze (14) sia come sensori che come sistema di deghiacciamento, rendendo possibile in ambito industriale la realizzazione di un sistema di controllo e deghiacciamento caratterizzato da un numero molto limitato di componenti, estremamente economico, ma al contempo affidabile.

Il controllo dell'accensione delle termo resistenze serigrafate per la produzione di calore è un parametro fondamentale della metodologia proposta da questa invenzione; infatti, tale controllo consente di sfruttare il carico elettrico a disposizione al meglio; attivando la produzione di calore, sulle sole termo resistenze (2), (15) Tav. 3 Fig.3 che hanno individuato la formazione di ghiaccio, tenendo quindi spente quelle (1) dove non si è rilevata la presenza di ghiaccio, consentono di far lavorare l'intero sistema con potenza minima. In tal modo, il sistema può lavorare con potenze più basse consentendo, nel caso di applicazione sugli aeromobili, di lavorare al di sotto del limite di sicurezza prestabilito.

Attualmente la sensoristica si basa su sistemi che impongono l'utilizzo di tutta la potenza per il deghiacciamento anche nelle zone dove non è necessario. Oltretutto, per rilevare la presenza di ghiaccio, vengono installati ulteriori sensori che contribuiscono aN'assorbimento di potenza a disposizione.

Chiunque del mestiere può comprendere al meglio la metodologia proposta da questo brevetto da una breve descrizione dei disegni, come di seguito:

Tav. 1 Fig. 1 Applicazione della termo resistenze che sfruttano la metodologia proposta da questo brevetto sulle ali (4) di un aeromobile (5); vista del particolare del sistema di controllo delle termo resistenze (14);

Tav. 2 Fig. 2 Ingrandimento del sistema di controllo (3) e del collegamento in parallelo (8) di ciascuna termo resistenza serigrafata;

Tav. 3 Fig. 3 Grafico della logica su cui si basa il sistema di controllo (3) che definisce, in base al confronto di un valore predeterminato "A"(9), la condizione di ghiacciamento, a seconda che la richiesta di potenza da parte di una singola termo resistenza sia maggiore uguale o minore a tale valore di riferimento predeterminato "A"(9).

Tav. 4 Fig. 4 Applicazione della termo resistenze che sfruttano la metodologia proposta da questo brevetto sulle pale (7) di un generatore eolico (6); vista del particolare del sistema di controllo delle termo resistenze (14).

Claims

RIVENDICAZIONI DELL'INVENZIONE AVENTE PER TITOLO: "METODOLOGIA BASATA SUL CONTROLLO DI TERMO RESISTENZE SERIGRAFATE PER L'INDIVIDUAZIONE E L'ELIMINAZIONE DELLA FORMAZIONE DI GHIACCIO SU PROFILI AEREODINAMICI" TESTO DELLE RIVENDICAZIONI [1]- Una metodologia basata sul controllo di termo resistenze serigrafate per l'individuazione e l'eliminazione della formazione di ghiaccio su profili aereodinamici, caratterizzata da: -delle termo resistenze serigrafate (1), (2), (14), (15) collegate fra loro in parallelo (8) poste sulla superficie aereodinamica (4), (7) dove si vuole individuare ed eliminare la formazione di ghiaccio; -un sistema di controllo (3), collegato con le termo resistenze serigrafate (1),(2),(14),(15), che misura la richiesta di carico termico di ogni singola termo resistenza serigrafata; -un sistema di confronto (10)(11)(12)(13) che identifica la formazione di ghiaccio su ciascuna zona sulla quale è posta la singola termo resistenza serigrafata(l),(2),(14),(15), e confronta se il valore relativo alla richiesta di carico termico è maggiore, uguale o minore rispetto ad un valore di riferimento predeterminato (9) indicando, in base a tale confronto, la formazione o meno di ghiaccio ed attivando contemporaneamente ciascuna singola termo resistenza serigrafata sulla quale ha individuato la formazione di ghiaccio (1),(2), che quindi produrrà il calore necessario a sciogliere il ghiaccio formatosi. [2]- Una metodologia basata sul controllo di termo resistenze serigrafate per l'individuazione e l'eliminazione della formazione di ghiaccio su profili aereodinamici, in accordo con la prima rivendicazione, caratterizzata dal fatto che: -le termo resistenze serigrafate (1), (2), (14), (15), così controllate, fungono sia da sensori che individuano la presenza di ghiaccio localmente mediante il confronto della richiesta di carico termico con un valore predeterminato, sia da sistema di eliminazione del ghiaccio producendo il calore necessario all'eliminazione del ghiaccio formatosi nella singola regione sulle quali esse sono collocate. [3]- Una metodologia basata sul controllo di termo resistenze serigrafate per l'individuazione e l'eliminazione della formazione di ghiaccio su profili aereodinamici, in accordo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che: (1),[2}, (14),(15) è n individuare ed eliminare la formazione di ghiaccio localmente nella singola regione sulla quale essa è collocata. [4]- Una metodologia basata sul controllo di termo resistenze serigrafate per l'individuazione e l'eliminazione della formazione di ghiaccio su profili aereodinamici, in accordo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che: -vengono attivate, per la produzione di calore necessario a sciogliere il ghiaccio formatosi, le sole termo resistenze serigrafate (2) (15) sulla quale si è individuata la presenza di ghiaccio in base alla maggiore richiesta di carico termico, tenendo spente tutte le altre.