RU2218291C1 - System and method of making electrical anti-icing coat - Google Patents

System and method of making electrical anti-icing coat Download PDF

Info

Publication number
RU2218291C1
RU2218291C1 RU2002120184/11A RU2002120184A RU2218291C1 RU 2218291 C1 RU2218291 C1 RU 2218291C1 RU 2002120184/11 A RU2002120184/11 A RU 2002120184/11A RU 2002120184 A RU2002120184 A RU 2002120184A RU 2218291 C1 RU2218291 C1 RU 2218291C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wires
ice
coating
cathode
anode
Prior art date
Application number
RU2002120184/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002120184A (en
Inventor
Виктор Ф. ПЕТРЕНКО (US)
Виктор Ф. ПЕТРЕНКО
Лев ДЕРЕШ (US)
Лев ДЕРЕШ
Original Assignee
Трастиз Оф Дартмут Колледж
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Трастиз Оф Дартмут Колледж filed Critical Трастиз Оф Дартмут Колледж
Application granted granted Critical
Publication of RU2218291C1 publication Critical patent/RU2218291C1/en
Publication of RU2002120184A publication Critical patent/RU2002120184A/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • H05B3/347—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles woven fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/12—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by electric heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/007—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple electrically connected resistive elements or resistive zones
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02—Heaters specially designed for de-icing or protection against icing

Abstract

FIELD: anti-icing systems of flying vehicles. SUBSTANCE: proposed system is base on change of adhesion strength of ice stuck to surface. System is made in form of sectional coat made in various versions. According to one version, sectional coat includes electrode wires and fibers of insulator. Electrode wires are connected with DC bias source and work as cathodes and anodes in turn. According to another version, sectional coat includes both current-conducting wires and crossing wires. Sectional coat is located on conducting surface of object. Opposite DC biases are applied to surface and to sectional coat. According to another version, sectional coat includes anode and cathode wires interwoven with insulator fibers. When direct current flows through ice, gaseous hydrogen and oxygen are formed on ice surface due to electrolysis, thus decreasing adhesion strength of ice and removing it by air flow. EFFECT: enhanced safety of flights. 27 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам, системам и конструкциям для изменения адгезионной прочности льда при контакте между льдом и выбранными объектами. Более конкретно, изобретение относится к способам, системам и конструкциям, которые подают электрическую энергию к поверхности раздела между льдом и объектами с возможностью либо увеличения, либо уменьшения адгезионной прочности льда для облегчения достижения желаемых результатов. The invention relates to methods, systems and structures for changing the adhesive strength of ice upon contact between ice and selected objects. More specifically, the invention relates to methods, systems and structures that supply electrical energy to the interface between ice and objects with the possibility of either increasing or decreasing the adhesive strength of ice to facilitate the achievement of the desired results.

Адгезия льда к некоторым поверхностям создает много проблем. Например, избыточное скопление льда на крыльях самолета подвергает опасности самолет и его пассажиров. Лед на корпусах кораблей создает навигационные затруднения, затраты дополнительной мощности на навигацию по воде и льду, а также определенные небезопасные условия. Необходимость скалывать лед, который образуется на ветровых стеклах автомобилей, касается большинства взрослых людей и является обременительной периодической обязанностью, причем любой остаточный лед создает риск уменьшения обзора и безопасности водителя. Adhesion of ice to some surfaces creates many problems. For example, excess ice accumulation on the wings of an airplane endangers the airplane and its passengers. Ice on the hulls of ships creates navigational difficulties, the cost of additional power for navigation on water and ice, as well as certain unsafe conditions. The need to break off the ice that forms on the windshields of automobiles affects most adults and is a burdensome periodic obligation, with any residual ice creating a risk of reduced vision and driver safety.

Обледенение и адгезия льда также создают проблемы, связанные с лопастями вертолетов и с дорогами общего пользования. Миллиарды долларов тратятся на удаление льда и снега и борьбу с ними. Лед также прилипает к металлам, пластмассам, стеклам и керамике, создавая другие ежедневные трудности. Обледенение на линиях электропередачи также вызывает проблемы. Обледенение добавляет вес линиям электропередачи, что вызывает перерывы подачи электроэнергии, вследствие чего на прямые и косвенные затраты расходуются миллиарды долларов. Icing and ice adhesion also create problems associated with helicopter blades and public roads. Billions of dollars are spent on removing and fighting ice and snow. Ice also adheres to metals, plastics, glass and ceramics, creating other daily difficulties. Power line icing also causes problems. Icing adds weight to power lines, causing interruptions in the supply of electricity, resulting in billions of dollars spent on direct and indirect costs.

Известны различные способы борьбы с адгезией льда, хотя большинство из них предусматривают некоторую форму скалывания, оттаивания или отламывания. Например, в авиационной промышленности применяется антиобледенительный раствор, такой как этиленгликоль, которым смачивают крылья самолета для таяния находящегося на них льда. Этот процесс является и дорогим, и опасным для окружающей среды; вместе с тем, угроза безопасности пассажиров оправдывает его применение. В других самолетах применяют резиновую трубку, уложенную вдоль крыла самолета перед ним, причем эту трубку периодически надувают для отламывания любого льда, отложившегося на ней. В еще одних самолетах изменяют подвод тепла реактивного двигателя, направляя это тепло на крыло для оттаивания льда. Various methods for controlling ice adhesion are known, although most of them involve some form of chipping, thawing, or breaking. For example, in the aviation industry an anti-icing solution, such as ethylene glycol, is used to wet the wings of an airplane to melt the ice on them. This process is both expensive and environmentally hazardous; however, a threat to passenger safety justifies its use. Other aircraft use a rubber tube laid along the wing of the aircraft in front of it, and this tube is periodically inflated to break off any ice deposited on it. In yet another aircraft, the heat input of the jet engine is changed, directing this heat to the wing to thaw the ice.

Эти известные способы имеют ограничения и связаны с трудностями. Во-первых, винтовые самолеты не имеют реактивных двигателей. Во-вторых, резиновые трубки перед крыльями самолета аэродинамически неэффективны. В третьих, затраты на устранение обледенения исключительно высоки, на уровне 2500-3500 долларов США на каждый случай применения, а количество таких случаев применения может достигать примерно десяти раз в сутки на некоторых самолетах. Применительно к другим типам объектов, распространенным является нагревание льда и снега. Но нагревание некоторых объектов непрактично с технической точки зрения. Кроме того, большие энергозатраты и сложные нагревательные устройства часто делают нагревание слишком дорогим. These known methods have limitations and are associated with difficulties. Firstly, propeller aircraft do not have jet engines. Secondly, rubber tubes in front of the wings of an airplane are aerodynamically inefficient. Thirdly, the cost of eliminating icing is extremely high, at the level of 2500-3500 US dollars for each application, and the number of such cases of application can reach about ten times a day on some aircraft. For other types of objects, heating of ice and snow is common. But heating some objects is impractical from a technical point of view. In addition, high energy costs and complex heating devices often make heating too expensive.

Вышеупомянутые проблемы в основном являются следствием предрасположенности льда к образованию на поверхностях и прилипанию к ним. Вместе с тем, лед также создает трудности, связанные с тем, что он имеет исключительно низкий коэффициент трения. Например, каждый год лед на проезжей части дороги вызывает многочисленные автомобильные аварии, ценой которых является как человеческая жизнь, так и большой ущерб имуществу. Если бы автомобильные шины эффективнее сцеплялись со льдом, то, вероятно, было бы меньше аварий. The above problems are mainly due to the predisposition of the ice to form on the surface and stick to them. However, ice also creates difficulties due to the fact that it has an extremely low coefficient of friction. For example, every year the ice on the roadway causes numerous car accidents, the price of which is both human life and great damage to property. If automobile tires were more effective in traction on ice, there would probably be less accident.

В патенте США 6027975, приведенном здесь в качестве ссылки, описаны некоторые конкретные варианты осуществления изобретения, в которых электрическую энергию подают в виде смещения постоянного тока (ПТ) на поверхность раздела между льдом и объектом, который покрыт льдом. В результате, адгезионная прочность льда при контакте между льдом и поверхностью объекта изменяется. Как правило, адгезионная прочность льда уменьшается, давая возможность удалить лед с объекта за счет ветровой нагрузки, бафтинга или путем легкой очистки щеткой вручную. В других случаях адгезионная прочность льда при контакте между льдом и поверхностями объектов увеличивается. Например, когда адгезионная прочность льда при контакте между автомобильными шинами и заледеневшими проезжими частями дорог увеличивается, уменьшается скольжение и количество аварий. В общем случае, если на поверхности раздела льда и находящегося с ним в контакте объекта генерируется заряд, то можно избирательно изменять адгезию между льдом и объектом. US Pat. No. 6,027,975, incorporated herein by reference, describes some specific embodiments of the invention in which electrical energy is supplied as direct current bias (DC) to the interface between the ice and an object that is covered with ice. As a result, the adhesive strength of the ice changes upon contact between the ice and the surface of the object. As a rule, the adhesive strength of ice is reduced, making it possible to remove ice from the object due to wind load, buffering, or by light brushing manually. In other cases, the adhesive strength of ice upon contact between ice and the surfaces of objects increases. For example, when the adhesion strength of ice during contact between automobile tires and icy carriageways increases, slip and the number of accidents decrease. In the general case, if a charge is generated at the interface between the ice and the object in contact with it, the adhesion between the ice and the object can be selectively changed.

В патенте США 6027975 описан источник питания, подсоединяемый с возможностью приложения напряжения постоянного тока к поверхности раздела между льдом и поверхностью, на которой этот лед образуется. Например, объект, имеющий проводящую поверхность, может быть крылом самолета или корпусом корабля (или даже краской, нанесенной на конструкцию). В патенте США 6027975 указано, что подсоединяют к поверхности первый электрод, наносят непроводящий или электроизоляционный материал в виде сетки на поверхность и формируют второй электрод путем нанесения проводящего материала, например проводящей краски, поверх изоляционного материала, но без контакта с поверхностью. Однако с системой электродов в виде сеток, описанной в патенте США 6027975, связана практическая проблема, заключающаяся в формировании электродов в виде сеток и связанных с ними изолирующих слоев. Отдельные компоненты системы, содержащей сетки, включая электроды, проводку и изоляторы, изготавливают в мелкосерийном производстве. Такие системы, содержащие сетки, можно изготавливать фотолитографическими способами. Фотолитография весьма эффективно используется при изготовлении интегральных схем. Однако использование фотолитографии для формирования системы, содержащей сетки и предназначенной для изменения адгезионной прочности льда, менее приемлемо. Оно обуславливает большое количество операций формирования рисунков и травления. Применительно к технологии борьбы со льдом, фотолитография является дорогой, сложной и ненадежной. US Pat. No. 6,027,975 describes a power supply that is connected with the possibility of applying a DC voltage to the interface between the ice and the surface on which this ice is formed. For example, an object having a conductive surface may be an airplane wing or a ship hull (or even paint applied to a structure). US Pat. No. 6,027,975 teaches that a first electrode is connected to a surface, a non-conductive or electrical insulating material is applied in the form of a grid to the surface, and a second electrode is formed by applying a conductive material, for example, conductive paint, on top of the insulating material, but without contacting the surface. However, there is a practical problem with the grid electrode system described in US Pat. No. 6,027,975, which is the formation of electrodes in the form of grids and associated insulating layers. The individual components of a grid-containing system, including electrodes, wiring, and insulators, are manufactured in small-scale production. Such systems containing grids can be manufactured by photolithographic methods. Photolithography is very effectively used in the manufacture of integrated circuits. However, the use of photolithography to form a system containing meshes and designed to change the adhesive strength of ice is less acceptable. It causes a large number of operations of forming patterns and etching. In relation to the technology of combating ice, photolithography is expensive, complex and unreliable.

В настоящем изобретении предложено техническое решение, заменяющее сетку, описанную в патенте США 6027975. В одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения предложено составное покрытие, содержащее отдельные, близко расположенные проволочные электроды, разделенные волокнами изолятора. Проволочные электроды и волокна изолятора обычно переплетены друг с другом с использованием известных и надежных промышленных технологий. Проволочные электроды попеременно соединяются с источником питания постоянного тока таким образом, что они выполняют функции катодов и анодов. Составное покрытие является долговечным и гибким, и его обычно наносят на защищаемую поверхность, пользуясь обычными клеями. Металлическая проволока может быть из золота, титана или ниобия с электролитическим платиновым покрытием, или из иного материала с высокой стойкостью к электрокоррозии. В качестве диэлектрических волокон изолятора можно использовать волокна из нейлона, стекла или иного диэлектрического материала. Диэлектрические волокна разделяют металлические электроды, обеспечивая при этом целостность покрытия. Кроме того, диэлектрические волокна изолятора электрически изолируют проволочные электроды от поверхности, на которую нанесено составное покрытие. Типичные диаметры проволоки находятся в диапазоне от 10 до 100 мкм, и в этом же диапазоне находятся размеры открытых промежутков между электродными проволоками и волокнами изолятора. Если в и на составном покрытии образуется лед, к электродам прикладывается смещение постоянного тока. В результате этого, изменяется прочность адгезии льда на поверхности раздела льда и поверхности защищаемого объекта. The present invention provides a technical solution replacing the mesh described in US Pat. No. 6,027,975. In one specific embodiment of the present invention, a composite coating is provided comprising separate, closely spaced wire electrodes separated by insulator fibers. Wire electrodes and insulator fibers are typically intertwined using known and reliable industrial technologies. The wire electrodes are alternately connected to a DC power source so that they serve as cathodes and anodes. The composite coating is durable and flexible and is usually applied to the surface to be protected using conventional adhesives. The metal wire may be of gold, titanium or niobium with an electrolytic platinum coating, or of another material with high resistance to electro-corrosion. As the dielectric fibers of the insulator, you can use fibers of nylon, glass or other dielectric material. Dielectric fibers separate metal electrodes while ensuring coating integrity. In addition, the dielectric fibers of the insulator electrically insulate the wire electrodes from the surface on which the composite coating is applied. Typical wire diameters range from 10 to 100 microns, and open gaps between the electrode wires and the insulator fibers are in the same range. If ice forms in and on the composite coating, a DC bias is applied to the electrodes. As a result of this, the adhesion strength of ice at the interface between the ice and the surface of the protected object changes.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения проволочные электроды составного покрытия соединены с источником смещения постоянного тока таким образом, что они имеют одинаковое смещение постоянного тока. Поверхность, на которую наносят составное покрытие, является электропроводной и имеет противоположное смещение постоянного тока. Лед, образовавшийся в промежутках составного покрытия, замыкает электрическую цепь. In another specific embodiment, the composite coating wire electrodes are connected to a DC bias source so that they have the same DC bias. The surface on which the composite coating is applied is electrically conductive and has the opposite DC bias. The ice formed in the gaps of the composite coating closes the electric circuit.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения формируют проволочную сетку, содержащую электропроводные проволоки. Проволочную сетку располагают на электропроводной поверхности, причем между проволочной сеткой и этой поверхностью располагают изолирующий слой. К проволочной сетке прикладывают смещение постоянного тока, а к поверхности прикладывают противоположное смещение постоянного тока. Лед, образовавшийся в промежутках проволочной сетки, замыкает электрическую цепь. In another specific embodiment, a wire mesh is formed comprising electrically conductive wires. The wire mesh is placed on an electrically conductive surface, and an insulating layer is arranged between the wire mesh and this surface. A DC bias is applied to the wire mesh, and an opposite DC bias is applied to the surface. The ice formed in the gaps of the wire mesh closes the electrical circuit.

Специалисты в данной области техники должны признать, что вышеописанную систему можно наносить на поверхности многих объектов, где желательно уменьшить адгезионную прочность льда, например на ветровые стекла автомобилей, крылья самолетов, корпуса кораблей и линии электропередачи. Когда изобретение принимает форму составной ткани, оно содержит как функциональные аноды, так и функциональные катоды, необходимые для работы системы. Поэтому не важно, является ли поверхность защищаемого объекта электропроводной или непроводящей. Specialists in the art should recognize that the above system can be applied to the surfaces of many objects where it is desirable to reduce the adhesive strength of ice, such as windshields on automobiles, wings of aircraft, ship hulls and power lines. When the invention takes the form of a composite tissue, it contains both functional anodes and functional cathodes necessary for the operation of the system. Therefore, it does not matter whether the surface of the protected object is electrically conductive or non-conductive.

Ниже приводится описание изобретения в связи с предпочтительными конкретными вариантами осуществления, и для специалистов в данной области техники будет очевидно, что можно осуществить различные дополнения, исключения и изменения в рамках объема притязаний изобретения. The following is a description of the invention in connection with preferred specific embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various additions, exceptions and changes can be made within the scope of the invention.

Более полное представление об изобретении можно получить, обратившись к чертежам, на которых:
на фиг.1 изображена антиобледенительная система, включающая в себя электрическое покрытие для удаления льда с поверхностей в соответствии с изобретением,
на фиг. 2 изображена альтернативная антиобледенительная система, включающая в себя электрическое покрытие для удаления льда с поверхностей в соответствии с изобретением,
на фиг. 3 изображено составное покрытие в соответствии с изобретением, которое при работе обеспечивает изменение адгезии льда, образовавшегося на поверхности,
на фиг.4 изображено составное покрытие в соответствии с изобретением, в котором электродные проволоки имеют одинаковое смещение, и
на фиг.5 изображена проволочная сетка в соответствии с изобретением.A more complete idea of the invention can be obtained by referring to the drawings, in which:
figure 1 shows an anti-icing system comprising an electric coating for removing ice from surfaces in accordance with the invention,
in FIG. 2 shows an alternative de-icing system including an electric coating for removing ice from surfaces in accordance with the invention,
in FIG. 3 shows a composite coating in accordance with the invention, which during operation provides a change in the adhesion of ice formed on the surface,
figure 4 shows a composite coating in accordance with the invention, in which the electrode wires have the same offset, and
figure 5 shows a wire mesh in accordance with the invention.

Изобретение включает в себя способы, системы и конструкции, которые изменяют адгезионную прочность льда при контакте с такими объектами, как металлы и полупроводники, путем приложения смещения постоянного тока к поверхности раздела между льдом и этими объектами. На фиг.1 изображена одна система 10, включающая в себя электрическое антиобледенительное покрытие 12 для оказания воздействия на лед 14, который может прилипать к поверхности 16. Поверхность 16 может быть, например, поверхностью крыла самолета, лопасти вертолета, воздухозаборника реактивного двигателя, теплообменника для кухни и промышленного оборудования, холодильника, дорожных знаков, палубных надстроек кораблей или другого объекта, подвергающегося воздействию условий охлаждения, увлажнения или обледенения. Более конкретно, покрытие 12 нанесено на поверхность 16 для защиты поверхности 16 ото льда 14. Покрытие 12 предпочтительно является гибким, так что обеспечивается его физическое соответствие форме поверхности 16. При эксплуатации к покрытию 12 прикладывается напряжение с помощью источника 18 питания. Как правило, это напряжение превышает два вольта и обычно находится в диапазоне от двух до ста вольт, причем более высокие напряжения прикладываются при более низких температурах. Например, для температуры -10oС и промежутка между анодом и катодом, составляющего 50 мкм в пределах покрытия 12 (более подробно описанного ниже), к покрытию прикладывают примерно 20 В для обеспечения плотности тока, пропускаемого через очень чистый атмосферный лед, т.е. такой, который обнаруживается на крыльях самолетов, примерно 10 мА/см2.The invention includes methods, systems, and structures that alter the adhesive strength of ice when in contact with objects such as metals and semiconductors by applying a DC bias to the interface between the ice and these objects. Figure 1 shows one system 10, including an electric anti-icing coating 12 for influencing ice 14, which can adhere to the surface 16. The surface 16 can be, for example, the surface of an airplane wing, helicopter blades, jet engine air intake, heat exchanger for kitchen and industrial equipment, a refrigerator, traffic signs, deck superstructures of ships or other objects exposed to cooling, humidification, or icing conditions. More specifically, a coating 12 is applied to the surface 16 to protect the surface 16 from ice 14. The coating 12 is preferably flexible, so that it is physically consistent with the shape of the surface 16. In use, voltage is applied to the coating 12 using a power source 18. Typically, this voltage exceeds two volts and is usually in the range of two to one hundred volts, with higher voltages applied at lower temperatures. For example, for a temperature of -10 ° C and a gap between the anode and cathode of 50 μm within the coating 12 (described in more detail below), approximately 20 V is applied to the coating to ensure the current density passed through very clean atmospheric ice, i.e. . one that is found on the wings of aircraft, about 10 mA / cm 2 .

Когда напряжение приложено, лед 14 разлагается на газообразные кислород и водород посредством электролиза. В дальнейшем газы образуют внутри льда 14 пузырьки высокого давления, которые отслаивают лед 14 от покрытия 12 (следовательно, от поверхности 16). Типичная плотность тока, прикладываемая к покрытию 12, находится в диапазоне примерно 1-10 мА/см2. Если это желательно, в контур обратной связи с источником 18 питания, а значит - и с цепью, образованной покрытием 12 и льдом 14, подсоединяют подсистему 20 регулирования напряжения для увеличения или уменьшения с ее помощью напряжения постоянного тока, приложенного к покрытию 12, в соответствии с оптимальными условиями.When voltage is applied, ice 14 decomposes into gaseous oxygen and hydrogen by electrolysis. Subsequently, the gases form high pressure bubbles inside the ice 14, which exfoliate the ice 14 from the coating 12 (hence, from the surface 16). Typical current density applied to coating 12 is in the range of about 1-10 mA / cm 2 . If desired, in the feedback loop with the power source 18, and hence with the circuit formed by the coating 12 and ice 14, connect the voltage control subsystem 20 to increase or decrease with its help the DC voltage applied to the coating 12, in accordance with optimal conditions.

На фиг.2 изображена одна система 40, включающая в себя электрическое антиобледенительное покрытие 42 для оказания воздействия на лед 44, который может прилипать к проводящей поверхности 46. Проводящая поверхность 46 может быть, например, поверхностью крыла самолета, лопасти вертолета, воздухозаборника реактивного двигателя, теплообменника для кухни и промышленного оборудования, холодильника, дорожных знаков, палубных надстроек кораблей или другого объекта, подвергающегося воздействию условий охлаждения, увлажнения или обледенения. Более конкретно, покрытие 42 нанесено на поверхность 46 для защиты поверхности 46 ото льда 44. Покрытие 42 предпочтительно является гибким, так что обеспечивается его физическое соответствие форме поверхности 46. При эксплуатации между покрытием 42 и поверхностью 46 прикладывается напряжение с помощью источника 48 питания. Напряжение смещения, приложенное к покрытию 42, может быть равным по величине и противоположным по знаку напряжению смещения, приложенному к поверхности 46. Если это желательно, между покрытием 42 и поверхностью 46 можно расположить изолятор 45; изолятор 45 предпочтительно содержит конфигурацию диэлектрической сетки, описанную ниже. Figure 2 shows one system 40, including an electric anti-icing coating 42 for influencing ice 44, which may adhere to the conductive surface 46. The conductive surface 46 may be, for example, the wing surface of an airplane, helicopter blades, jet engine air intake, a heat exchanger for the kitchen and industrial equipment, a refrigerator, traffic signs, deck superstructures of ships, or another object exposed to cooling, humidification, or icing conditions. More specifically, a coating 42 is applied to the surface 46 to protect the surface 46 from ice 44. The coating 42 is preferably flexible so that it is physically consistent with the shape of the surface 46. During operation, a voltage is applied between the coating 42 and the surface 46 using a power supply 48. The bias voltage applied to the coating 42 may be equal in magnitude and opposite in sign to the bias voltage applied to the surface 46. If desired, an insulator 45 may be placed between the coating 42 and the surface 46; insulator 45 preferably comprises a dielectric network configuration described below.

Как правило, напряжение между покрытием 42 и поверхностью 46 превышает два вольта и обычно находится в диапазоне от двух до ста вольт, причем более высокие напряжения прикладываются при более низких температурах. Typically, the voltage between the coating 42 and the surface 46 exceeds two volts and is usually in the range of two to one hundred volts, with higher voltages being applied at lower temperatures.

Когда напряжение приложено, лед 44 разлагается на газообразные кислород и водород посредством электролиза. В дальнейшем газы образуют внутри льда 44 пузырьки высокого давления, которые отслаивают лед 44 от покрытия 42 (а значит - и от поверхности 46). Обычная плотность тока, прикладываемая к покрытию 42, находится в диапазоне примерно 1-10 мА/см2. Если это желательно, в контур обратной связи с источником 48 питания, а значит - и с цепью, образованной покрытием 42 и льдом 44, подсоединяют подсистему 50 регулирования напряжения для увеличения или уменьшения, с ее помощью напряжения постоянного тока, приложенного к покрытию 42, в соответствии с оптимальными условиями.When voltage is applied, ice 44 decomposes into gaseous oxygen and hydrogen by electrolysis. Subsequently, the gases form high pressure bubbles inside the ice 44, which exfoliate the ice 44 from the coating 42 (and hence from the surface 46). A typical current density applied to coating 42 is in the range of about 1-10 mA / cm 2 . If desired, a voltage control subsystem 50 is connected to the feedback loop with the power supply 48, and hence with the circuit formed by the coating 42 and ice 44, to increase or decrease, with its help, the DC voltage applied to the coating 42, according to optimal conditions.

Таким образом, системы 10, 40 изменяют электростатические взаимодействия, которые образуют связи между льдом и металлами. Эти взаимодействия эффективно изменяются (либо уменьшаются, либо увеличиваются) путем приложения малого смещения постоянного тока (ПТ) между льдом и металлами. Как описано ниже, составное покрытие содержит металлические электродные проволоки, разделенные диэлектрическими волокнами изолятора с обеспечением гибкости, так что при нанесении на поверхность 16 оно обеспечивает необходимую защиту ото льда. За счет приложения смещения постоянного тока изменяют адгезионную прочность льда при контакте между льдом и электродами покрытия, а также между льдом и поверхностью. Thus, systems 10, 40 alter the electrostatic interactions that form bonds between ice and metals. These interactions effectively change (either decrease or increase) by applying a small direct current (DC) bias between ice and metals. As described below, the composite coating contains metal electrode wires separated by dielectric fibers of the insulator to provide flexibility, so that when applied to the surface 16 it provides the necessary protection against ice. By applying a DC bias, the adhesive strength of the ice is changed upon contact between the ice and the coating electrodes, and also between the ice and the surface.

Лед обладает определенными физическими свойствами, которые позволяют с помощью настоящего изобретения избирательно изменять адгезию льда к проводящим (и полупроводниковым) поверхностям. Если на поверхности, вступающей в контакт со льдом, генерируют заряд, то можно избирательно изменять адгезию между двумя поверхностями. Прежде всего, лед является протонным полупроводником, это малый класс полупроводников, носителями заряда которых являются протоны, а не электроны. Это явление является следствием водородных связей во льду. Аналогично типичным полупроводникам, носителями заряда в которых являются электроны, лед является электропроводным веществом, хотя удельная электропроводность у него, как правило, низкая. Ice has certain physical properties that allow the present invention to selectively change the adhesion of ice to conductive (and semiconductor) surfaces. If a charge is generated on the surface coming into contact with ice, then the adhesion between the two surfaces can be selectively changed. First of all, ice is a proton semiconductor, it is a small class of semiconductors whose charge carriers are protons, not electrons. This phenomenon is a consequence of hydrogen bonds in ice. Similarly to typical semiconductors, in which the charge carriers are electrons, ice is an electrically conductive substance, although its conductivity is usually low.

Еще одно физическое свойство льда заключается в том, что его поверхность покрыта жидкостеобразным слоем (ЖС). ЖС имеет важные физические характеристики. Во-первых, ЖС имеет толщину лишь в нанометрическом диапазоне. Во вторых, его вязкость находится в таком диапазоне, что он может существовать в состояниях от водообразного - при температурах замерзания или близких к ним - до очень вязкого при пониженных температурах. Кроме того, ЖС существует при таких низких температурах, как -100oС.Another physical property of ice is that its surface is covered with a liquid-like layer (LC). FS has important physical characteristics. Firstly, the liquid crystal layer has a thickness only in the nanometric range. Secondly, its viscosity is in such a range that it can exist in states from water - at freezing temperatures or close to them - to very viscous at low temperatures. In addition, ZhS exists at such low temperatures as -100 o C.

ЖС также является основным фактором адгезионной прочности льда. Совокупность полупроводниковых свойств льда и ЖС позволяет избирательно манипулировать адгезионной прочностью льда при контакте между льдом и другими объектами. В общем случае, молекулы воды в куске льда ориентированы произвольным образом. Вместе с тем, молекулы на поверхности ориентированы, по существу, в одном и том же направлении - либо наружу, либо внутрь. В результате все их протоны, а значит - и положительные заряды, "обращены" либо наружу, либо внутрь. Хотя точный механизм (ориентации) неизвестен, вероятно, он таков, что неупорядоченность молекул воды переходит в упорядоченную ориентацию внутри ЖС. Вместе с тем, практическим результатом упорядочивания является то, что на поверхности имеет место высокая плотность электрических зарядов, либо положительных, либо отрицательных. Поэтому, если на поверхности, вступающей в контакт со льдом, генерируют заряд, то можно избирательно изменять адгезию между двумя поверхностями. Поскольку одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются, приложенное извне электрическое смещение на поверхности раздела льда и другой поверхности уменьшает или увеличивает адгезию льда к другому объекту. WF is also a major factor in the adhesion strength of ice. The combination of semiconductor properties of ice and liquid crystal makes it possible to selectively manipulate the adhesive strength of ice upon contact between ice and other objects. In general, the water molecules in a piece of ice are randomly oriented. At the same time, the molecules on the surface are oriented essentially in the same direction — either outward or inward. As a result, all of their protons, and hence their positive charges, are “turned” either outward or inward. Although the exact mechanism (orientation) is unknown, it is probably such that the disorder of the water molecules becomes an ordered orientation inside the liquid crystal. At the same time, the practical result of ordering is that there is a high density of electric charges, either positive or negative, on the surface. Therefore, if a charge is generated on the surface that comes into contact with ice, then the adhesion between the two surfaces can be selectively changed. Since the same charges repel and the opposite charges attract, an external electric displacement at the interface between the ice and the other surface reduces or increases the adhesion of ice to another object.

Лед включает в себя полярные молекулы воды, интенсивно взаимодействующие с любой твердой подложкой, которая обладает диэлектрической проницаемостью, отличающейся от диэлектрической проницаемости льда. Кроме того, имеется опыт теоретических и экспериментальных исследований, подтверждающий существование поверхностного заряда во льду. Этот поверхностный заряд тоже может взаимодействовать с подложкой. Ice includes polar molecules of water that intensively interact with any solid substrate that has a dielectric constant different from the dielectric constant of ice. In addition, there is experience in theoretical and experimental studies, confirming the existence of a surface charge in ice. This surface charge can also interact with the substrate.

Важным фактором является электролиз. Когда через лед течет постоянный ток, на поверхностях раздела льда, благодаря электролизу, накапливаются газообразные водород (Н2) и кислород (O2) в форме пузырьков высокого давления. Эти пузырьки играют роль в образовании трещин на поверхностях раздела, уменьшая адгезионную прочность льда.An important factor is electrolysis. When a direct current flows through the ice, gaseous hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) in the form of high-pressure bubbles accumulate on the ice separation surfaces due to electrolysis. These bubbles play a role in the formation of cracks on the interface, reducing the adhesive strength of the ice.

На фиг. 3 изображено составное покрытие 100, имеющее катодные проволоки 102 и анодные проволоки 104 в соответствии с изобретением. Диэлектрические проволоки 106 образуют изолирующую ткань вокруг проволок 102, 104, предотвращая короткое замыкание. Проволоки 102, 104 соединены, например, с источником 18 питания (или источником 48 питания), так что подходящая плотность тока оказывает воздействие на прилипание льда к покрытию 100. Как правило, плотность тока подбирают так, чтобы она уменьшала силу адгезии при контакте между льдом и покрытием 100, так что покрытие 100 работает, защищая поверхности, такие как поверхность 16, ото льда. Типичные промежутки между проволоками 102 составляют 10-50 мкм; типичные промежутки между проволоками 104 также составляют 10-50 мкм. Проволоки 102, 104 изготовлены, например, из золота, титана или ниобия с электролитическим платиновым покрытием, или из иного материала с высокой стойкостью к электрокоррозии. In FIG. 3 depicts a composite coating 100 having cathode wires 102 and anode wires 104 in accordance with the invention. Dielectric wires 106 form an insulating fabric around the wires 102, 104, preventing a short circuit. The wires 102, 104 are connected, for example, to a power source 18 (or a power source 48), so that a suitable current density affects the adherence of ice to the coating 100. Typically, the current density is selected so that it reduces the adhesion force upon contact between the ice and coating 100, so that coating 100 works by protecting surfaces, such as surface 16, from ice. Typical gaps between wires 102 are 10-50 microns; typical gaps between wires 104 are also 10-50 microns. The wires 102, 104 are made, for example, of gold, titanium or niobium with an electrolytic platinum coating, or of another material with high resistance to electro-corrosion.

На фиг. 4 изображено составное покрытие 120 в соответствии с изобретением. Покрытие 120 имеет чередующиеся электродные проволоки 122, к каждой из которых приложено одинаковое смещение от подсоединенного источника питания. Покрытие 120 может быть нанесено на поверхность 46, показанную на фиг.2, причем поверхность 46 является проводящей; между поверхностью 46 и проволоками 122 существует потенциал напряжения. Изолирующая сетка 124 предотвращает короткое замыкание проволок 122, а также предотвращает короткое замыкание между проволоками 122 и поверхностью 46. Лед 44 замыкает цепь между проволоками 122 и поверхностью 46 для внесения изменений в адгезию льда в соответствии с изобретением. In FIG. 4 depicts a composite coating 120 in accordance with the invention. Coating 120 has alternating electrode wires 122, to each of which the same offset is applied from a connected power source. Coating 120 may be applied to surface 46 of FIG. 2, wherein surface 46 is conductive; a voltage potential exists between surface 46 and wires 122. The insulating mesh 124 prevents short circuits of the wires 122, and also prevents short circuits between the wires 122 and the surface 46. Ice 44 closes the circuit between the wires 122 and the surface 46 to modify ice adhesion in accordance with the invention.

На фиг.5 изображено покрытие 150 в виде проволочной сетки, выполненное в соответствии с изобретением. Покрытие 150 в виде сетки является в основном проводящим, и в нем проводящими являются как проволоки 152, так и компоненты 154 ткани. Таким образом, покрытие 150 в виде сетки нанесено на проводящую поверхность 46, а между ними расположен изолятор 45. Изолятор 45 выполнен таким образом, что обеспечивает защиту поверхности 46, когда лед 44 замыкает цепь между покрытием 150 в виде сетки и поверхностью 46. Потенциал напряжения между покрытием 150 в виде сетки и поверхностью 46 изменяет адгезионную прочность льда 44, если это желательно. Figure 5 shows a coating 150 in the form of a wire mesh made in accordance with the invention. The mesh coating 150 is substantially conductive, and both wires 152 and fabric components 154 are conductive therein. Thus, a grid-like coating 150 is applied to the conductive surface 46, and an insulator 45 is disposed between them. The insulator 45 is designed to protect the surface 46 when ice 44 closes the circuit between the grid-shaped coating 150 and surface 46. The voltage potential between the grid-like coating 150 and the surface 46, the adhesive strength of the ice 44 changes, if desired.

Типичная плотность тока, прикладываемая к покрытиям согласно изобретению, находится в диапазоне примерно 1-10 мА/см2. Рабочие напряжения обычно находятся в диапазоне от 2 до примерно 100 вольт, в зависимости от температуры льда и расстояния между проволоками. Чем ниже температура, тем более высокое напряжение требуется. Чем больше промежуток между проволоками, тем более высокое напряжение требуется. При типичной температуре -10oС и промежутке, составляющем 50 мкм, смещение примерно 20 В обеспечивает плотность тока, пропускаемого через очень чистый атмосферный лед, примерно 10 мА/см2.Typical current density applied to the coatings according to the invention is in the range of about 1-10 mA / cm 2 . Operating voltages typically range from 2 to about 100 volts, depending on ice temperature and wire spacing. The lower the temperature, the higher the voltage required. The larger the gap between the wires, the higher the voltage required. At a typical temperature of -10 ° C. and a gap of 50 μm, a bias of about 20 V provides a current density of about 10 mA / cm 2 transmitted through very clean atmospheric ice.

Важно, чтобы анодные проволоки (104, фиг.3) имели очень высокую стойкость к анодной коррозии. Для этого их можно покрывать тонкими слоями платины, золота или аморфного углерода. Можно также применять другие сплавы. Катодные проволоки 102 должны также быть проницаемыми для водорода. Примеры подходящего материала катода включают в себя золото, медь, латунь, бронзу и серебро. It is important that the anode wires (104, FIG. 3) have a very high resistance to anodic corrosion. To do this, they can be covered with thin layers of platinum, gold or amorphous carbon. Other alloys may also be used. Cathode wires 102 must also be hydrogen permeable. Examples of suitable cathode material include gold, copper, brass, bronze, and silver.

Составное покрытие или проволочная сетка в соответствии с изобретением обладает гибкостью. Оно/она может обеспечить защиту огромного множества материалов и форм поверхностей, включая, в качестве примеров: крылья самолетов, лопасти вертолетов, защитные сетки на воздухозаборниках реактивных двигателей, теплообменники для кухни и промышленных холодильников, дорожные знаки и палубные надстройки кораблей. The composite coating or wire mesh of the invention is flexible. He / she can protect a vast array of materials and surface shapes, including, for example: airplane wings, helicopter blades, jet screens, heat exchangers for kitchens and industrial refrigerators, traffic signs and ship deck superstructures.

Вышеописанные проволочные сетки и составные покрытия можно изготавливать, пользуясь обычными способами, распространенными в промышленности. Сетку или составное покрытие согласно изобретению можно наносить на поверхность путем простого растяжения сетки/покрытия по этой поверхности при условии нанесения тонкого слоя клея между составным покрытием или сеткой и поверхностью. The above-described wire mesh and composite coatings can be made using conventional methods common in industry. The mesh or composite coating according to the invention can be applied to the surface by simply stretching the mesh / coating over this surface, provided that a thin layer of glue is applied between the composite coating or mesh and the surface.

Claims (27)

1. Система для изменения адгезионной прочности льда, присущей льду, прилипшему к электропроводной поверхности, содержащая составное покрытие, имеющее проволочную сетку, покрывающую поверхность, причем покрытие включает в себя электропроводные проволоки, неэлектропроводный изолирующий слой, расположенный между покрытием и поверхностью, и источник питания постоянного тока для приложения смещения постоянного тока между сеткой и поверхностью с помощью цепи, в состав которой входит лед.1. A system for changing the adhesive strength of ice inherent in ice adhering to an electrical conductive surface, comprising a composite coating having a wire mesh covering the surface, the coating including electrical conductive wires, a non-conductive insulating layer located between the coating and the surface, and a constant power supply current for applying a DC bias between the grid and the surface using a circuit that includes ice. 2. Система по п.1, которая дополнительно содержит клей для приклеивания составного покрытия к поверхности.2. The system according to claim 1, which further comprises an adhesive for gluing the composite coating to the surface. 3. Система по п.1, в которой поверхность и проволочная сетка соединены с противоположнными выводами источника питания постоянного тока.3. The system according to claim 1, in which the surface and the wire mesh are connected to the opposite terminals of the DC power source. 4. Система по п.1, в которой смещение постоянного тока обеспечивает во льду плотность тока в диапазоне примерно 1-10 мА/см2.4. The system according to claim 1, in which the DC bias provides an ice current density in the range of about 1-10 mA / cm 2 . 5. Система по п.1, в которой смещение постоянного тока обеспечивает потенциал напряжения в диапазоне примерно 2-100 В между поверхностью и сеткой.5. The system according to claim 1, in which the DC bias provides a voltage potential in the range of about 2-100 V between the surface and the grid. 6. Система для изменения адгезионной прочности льда, присущей льду, прилипшему к электропроводной поверхности, содержащая составное покрытие, покрывающее поверхность, причем это покрытие имеет множество электропроводных электродных проволок и множество электроизолирующих волокон изолятора, при этом волокна изолятора отделяют каждую из электродных проволок друг от друга и изолируют электродные проволоки от поверхности, источник питания постоянного тока для приложения смещения постоянного тока между электродными проволоками и поверхностью с помощью цепи, в состав которой входит лед.6. A system for changing the adhesive strength of ice inherent in ice adhering to an electrical conductive surface, comprising a composite coating covering the surface, the coating having a plurality of electrically conductive electrode wires and a plurality of electrically insulating insulator fibers, wherein the insulator fibers separate each of the electrode wires from each other and isolating the electrode wires from the surface, a DC power supply for applying a DC bias between the electrode wires and turning NOSTA via circuit which includes ice. 7. Система по п.6, которая дополнительно содержит клей для приклеивания составного покрытия к поверхности.7. The system according to claim 6, which further comprises an adhesive for gluing the composite coating to the surface. 8. Система по п.6, в которой поверхность соединена с одним выводом источника питания постоянного тока, а электродные проволоки соединены с противоположным выводом источника питания постоянного тока.8. The system of claim 6, wherein the surface is connected to one terminal of the DC power source, and the electrode wires are connected to the opposite terminal of the DC power source. 9. Система по п.6, в которой электродные проволоки включают в себя катодные проволоки и анодные проволоки.9. The system of claim 6, wherein the electrode wires include cathode wires and anode wires. 10. Система по п.6, в которой составное покрытие является составной тканью.10. The system according to claim 6, in which the composite coating is a composite fabric. 11. Система по п.10, в которой составная ткань сплетена из электродных проволок и волокон изолятора.11. The system of claim 10, in which the composite fabric is woven from electrode wires and insulator fibers. 12. Система по п.11, в которой электродные проволоки переплетены в направлении, по существу перпендикулярном волокнам изолятора.12. The system of claim 11, wherein the electrode wires are intertwined in a direction substantially perpendicular to the insulator fibers. 13. Система по п.6, в которой электродные проволоки изготовлены из одного из таких материалов, как золото, медь, латунь, бронза, серебро или их смеси.13. The system according to claim 6, in which the electrode wires are made of one of such materials as gold, copper, brass, bronze, silver, or mixtures thereof. 14. Система по п.13, которая дополнительно содержит покрытие, расположенное поверх проволок, причем это покрытие выбрано из группы, в состав которой входят платина, золото и аморфный углерод.14. The system according to item 13, which further comprises a coating located on top of the wires, and this coating is selected from the group consisting of platinum, gold and amorphous carbon. 15. Система по п.6, в которой электродные проволоки представляют собой катодные проволоки и анодные проволоки, при этом источник питания попеременно генерирует смещение между поверхностью и анодными проволоками и между поверхностью и катодными проволоками.15. The system according to claim 6, in which the electrode wires are cathode wires and anode wires, while the power source alternately generates an offset between the surface and the anode wires and between the surface and the cathode wires. 16. Система для изменения адгезионной прочности льда, присущей льду, прилипшему к поверхности, содержащая составное покрытие, покрывающее поверхность, причем это покрытие имеет множество катодных проволок, множество анодных проволок и электроизолирующие волокна изолятора, при этом волокна изолятора изолируют катодные проволоки от анодных проволок, и источник питания постоянного тока для приложения смещения постоянного тока между катодными и анодными проволоками с помощью цепи, в состав которой входит лед.16. A system for changing the adhesive strength of ice inherent in ice adhering to the surface, comprising a composite coating covering the surface, the coating having a plurality of cathode wires, a plurality of anode wires and electrical insulating fibers of the insulator, while the insulating fibers insulate the cathode wires from the anode wires, and a DC power supply for applying a DC bias between the cathode and anode wires using a circuit that includes ice. 17. Система по п.16, в которой катодные проволоки соединены с одним выводом источника питания постоянного тока, а анодные проволоки соединены с другим выводом источника питания постоянного тока.17. The system according to clause 16, in which the cathode wires are connected to one terminal of a DC power source, and the anode wires are connected to another terminal of a DC power source. 18. Система по п.16, в которой источником питания постоянного тока является батарея.18. The system according to clause 16, in which the DC power source is a battery. 19. Система по п.16, в которой поверхность представляет собой поверхность крыла самолета.19. The system of clause 16, in which the surface is the surface of an airplane wing. 20. Система по п.16, в которой поверхность представляет собой поверхность линии электропередачи.20. The system of claim 16, wherein the surface is a surface of a power line. 21. Система по п.16, которая дополнительно содержит клей для приклеивания составного покрытия к поверхности.21. The system according to clause 16, which further comprises an adhesive for bonding the composite coating to the surface. 22. Система по п.16, в которой составное покрытие является составной тканью.22. The system of claim 16, wherein the composite coating is a composite fabric. 23. Система по п.22, в которой составная ткань сплетена из катодных проволок, анодных проволок и волокон изолятора.23. The system of claim 22, wherein the composite fabric is woven from cathode wires, anode wires, and insulator fibers. 24. Система по п.23, в которой катодные и анодные проволоки переплетены в направлении, по существу, перпендикулярном волокнам изолятора.24. The system of claim 23, wherein the cathode and anode wires are interlaced in a direction substantially perpendicular to the insulator fibers. 25. Система по п.16, в которой катодные проволоки изготовлены из одного из таких материалов, как золото, медь, латунь, бронза, серебро или их смеси.25. The system of clause 16, in which the cathode wires are made of one of such materials as gold, copper, brass, bronze, silver, or mixtures thereof. 26. Система по п.16, в которой анодные проволоки изготовлены из одного из таких материалов, как золото, медь, латунь, бронза, серебро или их смеси.26. The system of clause 16, in which the anode wire is made of one of such materials as gold, copper, brass, bronze, silver, or mixtures thereof. 27. Система по п.26, которая дополнительно содержит покрытие поверх проволок, причем это покрытие выбрано из группы, в состав которой входят платина, золото и аморфный углерод.27. The system of claim 26, further comprising a coating on top of the wires, said coating selected from the group consisting of platinum, gold, and amorphous carbon.
RU2002120184/11A 1999-12-30 2000-12-28 System and method of making electrical anti-icing coat RU2218291C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17392099P 1999-12-30 1999-12-30
US60/173,920 1999-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2218291C1 true RU2218291C1 (en) 2003-12-10
RU2002120184A RU2002120184A (en) 2004-03-20

Family

ID=22634074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002120184/11A RU2218291C1 (en) 1999-12-30 2000-12-28 System and method of making electrical anti-icing coat

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1242280A4 (en)
JP (1) JP2004501015A (en)
KR (1) KR100465032B1 (en)
CN (1) CN1414919A (en)
AU (1) AU2294601A (en)
CA (1) CA2395673C (en)
RU (1) RU2218291C1 (en)
WO (1) WO2001049564A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453475C2 (en) * 2006-08-01 2012-06-20 Эрбюс Операсьон (Сас) Device to detect and remove ice or fluid layer
RU2737048C2 (en) * 2016-04-28 2020-11-24 Дженоптик Эдвансд Системз Гмбх Heating device and method of its production

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069955A1 (en) 2002-02-11 2003-08-21 The Trustees Of Dartmouth College Systems and methods for modifying an ice-to-object interface
US7194254B2 (en) 2002-12-30 2007-03-20 Motorola Inc. Apparatus for restricted browser access within a wireless communication device and method therefor
NL1031879C2 (en) * 2006-05-24 2007-11-27 Netherlands Inst For Metals Re Heated aerodynamic profile.
US8931296B2 (en) 2009-11-23 2015-01-13 John S. Chen System and method for energy-saving inductive heating of evaporators and other heat-exchangers
ES2422873B2 (en) * 2013-03-12 2014-01-13 Universidad De La Rioja Automatic anti-icing device for vials
EP2873617B1 (en) 2013-11-13 2020-07-01 Airbus Defence and Space GmbH Device and method for de-icing and/or avoiding ice-buildup and profiled body and aircraft equipped with such a device
US10708979B2 (en) 2016-10-07 2020-07-07 De-Ice Technologies Heating a bulk medium
US20190016466A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 Goodrich Coporation Redundant heating of surfaces of an aircraft skin for controlling ice accretion
CN111268046B (en) * 2020-02-27 2022-02-11 广船国际有限公司 Ship ice accumulation condition early warning and deicing method
CN112629807B (en) * 2021-03-09 2022-01-11 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 Method for removing ice growing on surface of silk thread hot knife and model

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2496279A (en) * 1945-02-10 1950-02-07 Safeway Heat Elements Inc Flexible electric heater for deicing airfoils
US3204084A (en) * 1963-05-07 1965-08-31 Gen Dynamics Corp Electrical deicer
DE2153434B2 (en) * 1971-10-27 1972-11-09 Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt FASTENING OF EROSION PROTECTION EDGES TO AIRPLANE PROFILES
JPS5535348Y2 (en) * 1974-05-15 1980-08-20
FR2578377B1 (en) * 1984-12-26 1988-07-01 Aerospatiale HEATING ELEMENT FOR A DEFROSTING DEVICE OF A WING STRUCTURE, DEVICE AND METHOD FOR OBTAINING SAME
JPS61137682U (en) * 1985-02-14 1986-08-27
US4732351A (en) * 1985-03-21 1988-03-22 Larry Bird Anti-icing and deicing device
US4760978A (en) * 1986-11-19 1988-08-02 Cox & Company, Inc. Ice-free screen for protecting engines from damage caused by foreign bodies in the intake airstream
US5143325B1 (en) * 1991-01-03 2000-09-05 Electroimpact Inc Electromagnetic repulsion system for removing contaminants such as ice from the surface of aircraft and other objects
GB2252285B (en) * 1991-01-29 1994-07-06 British Aerospace Method and apparatus for separating a frozen deposit from a substrate
JPH08134741A (en) * 1994-11-09 1996-05-28 Sony Corp Conductive woven fabric
FR2744872B1 (en) * 1996-02-08 1998-04-10 Eurocopter France DEVICE FOR HEATING AN AERODYNAMIC PROFILE
FR2756254B1 (en) * 1996-11-27 1999-01-29 Eurocopter France DEVICE FOR HEATING AN AERODYNAMIC PROFILE
CA2227526A1 (en) * 1997-01-21 1998-07-21 Michael J. Giamati Hybrid deicer with element sequence control
ATE252202T1 (en) * 1997-05-20 2003-11-15 Thermion Systems Int DEVICE AND METHOD FOR HEATING AND DEFROSTING WIND TURBINE BLADES
EP0988229A4 (en) * 1997-06-16 2002-02-27 Dartmouth College Systems and methods for modifying ice adhesion strength
US6027075A (en) * 1997-06-16 2000-02-22 Trustees Of Dartmouth College Systems and methods for modifying ice adhesion strength

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453475C2 (en) * 2006-08-01 2012-06-20 Эрбюс Операсьон (Сас) Device to detect and remove ice or fluid layer
RU2737048C2 (en) * 2016-04-28 2020-11-24 Дженоптик Эдвансд Системз Гмбх Heating device and method of its production

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001049564A8 (en) 2001-11-08
EP1242280A1 (en) 2002-09-25
CA2395673A1 (en) 2001-07-12
KR20020082480A (en) 2002-10-31
KR100465032B1 (en) 2005-01-05
CN1414919A (en) 2003-04-30
JP2004501015A (en) 2004-01-15
AU2294601A (en) 2001-07-16
CA2395673C (en) 2006-12-12
EP1242280A4 (en) 2006-02-22
WO2001049564A1 (en) 2001-07-12
RU2002120184A (en) 2004-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2218291C1 (en) System and method of making electrical anti-icing coat
US7087876B2 (en) High-frequency melting of interfacial ice
US6576115B2 (en) Reduction of ice adhesion to land surfaces by electrolysis
US6832742B2 (en) System and method for an electrical de-icing coating
CA2672296C (en) Large area circuitry using appliques
US6427946B1 (en) Systems and methods for modifying ice adhesion strength
US20020096515A1 (en) Prevention of ice formation by applying electric power to a liquid water layer
CN109436338B (en) Anti-icing and deicing device and anti-icing and deicing control method based on same
US7246773B2 (en) Low power, pulsed, electro-thermal ice protection system
US11059594B2 (en) Integrated lightning protection and electrical de-icing for aerodynamic structures
US2762897A (en) De-icing means for aircraft and the like
GB2252285A (en) A method and apparatus for separating a frozen deposit from a substrate; Aircraft de-icing.
EA022664B1 (en) Coated disk having a heatable communication window
JPH02136232A (en) Conductive structure complex capable of being heated by applying current
US5904322A (en) Hybrid deicer
EP1133432A2 (en) Methods and structures for removing ice from surfaces
US7038125B2 (en) Low-frequency de-icing of cableways
US5346160A (en) Electro-expulsive deicing system having fail safe conductive bridge means
JP2000514756A (en) System and method for changing ice adhesion strength
CN112757717A (en) Directional heat conduction electric heating device and preparation method
US5326051A (en) Electro-expulsive deicing system having circuit board expulsive members
US7164100B2 (en) High-frequency de-icing of cableways
EP0872417A1 (en) Hybrid deicer
CN208562228U (en) It is ultra-thin to prevent and kill off ice film
KR20210072549A (en) Navigation light for vessel and control board for the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041229