DE766300C

DE766300C - Process for preventing and removing ice formation

Info

Publication number: DE766300C
Application number: DEB191000D
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Bruecker-Steinkuhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-06-25
Filing date: 1940-06-25
Publication date: 1953-05-18

Description

Verfahren zur Verhinderung und Beseitigung von Eisbildung Die Erfindung betrifft Flächen oder Körper, die dien Einwirkungen der Witterung ausgesetzt sind, insbesondere bei Flugzeugen, und bezweckt die Verhinderung und Beseitigung von Eisbildung an solchen: Flächen oder Körpern.Methods for preventing and eliminating ice formation The invention concerns surfaces or bodies that are exposed to the effects of the weather, especially in aircraft, and aims to prevent and remove ice formation on such: surfaces or bodies.

Es ist bekannt, metallische Flächen bei Flugzeugen von Eisansatz dadurch zu befreien; daß man die metallischen Flächen so lange erwärmt, bis der an den metallischen. Flächen haftende Eisansatz schmilzt. Zu diesem Zweck wird durch- die metallischen Flächen ein elektrischer Strom geschickt. Bei diesem Verfahren wird ein großer Teil der elektrischen Energie offensichtlich. nutzlos aufgewendet, da die gesamte metallische Fläche bzw. der gesamte metallische Körper auf die zum Schmelzen dies Eises erforderliche Temperatur gebracht werden muß und ein großer Teil der Wärmeenergie durch Strahlung oder Konvektion verlorengeht.It is known to prevent ice accumulation on metallic surfaces on aircraft to free; that the metallic surfaces are heated until the on the metallic. Ice accumulation adhering to the surface melts. For this purpose, through- the metallic Surfaces sent an electric current. This process is a big part of electrical energy obviously. uselessly spent as the entire metallic Surface or the entire metallic body on the required to melt this ice Temperature has to be brought up and a large part of the heat energy by radiation or convection is lost.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden; daß die elektrische Energie nicht auf indirektem, sondern, auf direktem Wege zur Erwärmung und zum Schmelzen des. Eises ohne direkte Erwärmung der metallischen Flächen oder Körper verwandt wird. Durch. die Erfindung wird ferner die Möglichkeit gegeben, Eisbildung an solchen Flächen und Körpern zu verhindern oder zu bzseitigeai, die nicht metallisch bzw. nicht elektrisch leitend sind.These disadvantages are avoided according to the invention; that the electrical energy not in an indirect, but in a direct way for heating and for melting the ice without direct heating of the metallic surfaces or Body is used. By. the invention is also given the possibility To prevent ice formation on such surfaces and bodies or to bzseiteneai, which are not metallic or not electrically conductive.

Die Erwärmung und das Schmelzen von Eis -wird nun dadurch erreicht, daß das an den Flächen oder Körpern haftende Eis einem elektrischen Wechselfelde bei solchen Frequenzen ausgesetzt -wird, bei denen das Eis anomale Dispersion und Absorption aufweist. Die Erscheinung der anomalen Dispersion und Absorption ist bei Körpern, die wie Eis aus Dipolen bestehen, auf die hohe innere Reibung bei der Einstellung der Dipole im Wechselfelde zuriickzuführen: sie b°dzutet starken Reibungsverlust. also starke Enerieaufnalime aus dem Wechselfelde und damit verbunden starkes Absinken der Dielektrizitätskonstante bei ausgezeichneten Frequenzen. Wie durch neuere Untersuchungen bekanntgeworden ist, liegen diese Frequenzen verhältnismäßig tief, etwa im Tonfrequenzbereich. So z. B. liegt das Maximum der Absorption für eine Temperatur des Eises von -4o° bei 2 kHz, für -io° bei 15 kHz, für -30@' bei 2o kHz USW. The heating and melting of ice is achieved by exposing the ice adhering to the surfaces or bodies to an alternating electric field at frequencies at which the ice exhibits abnormal dispersion and absorption. The phenomenon of anomalous dispersion and absorption in bodies which, like ice, consist of dipoles, is due to the high internal friction when the dipoles are set in the alternating field: it results in a strong loss of friction. thus strong energy consumption from the alternating field and the associated strong decrease in the dielectric constant at excellent frequencies. As has become known from recent studies, these frequencies are relatively low, for example in the audio frequency range. So z. As the maximum of the absorption for a temperature of the ice from -4o ° at 2 kHz, for -io ° for 1 5 kHz, for -30 @ 'at 2o kHz ETC.

Wie aus obigen Zahlenangaben hervorgeht. liegt das Maximum der Absorption bei um so tieferen Frequenzen, je tiefer die Temperatur des Eises ist. Gemäß einem -weiteren -Kennzeichen der Erfindung wird daher die Frequenz dies Wechselfeldes, dem das an den Flächen oder Körpern haftende Eis ausgesetzt wird, regelbar gemacht und je nach der Temperatur des Eises eingestellt.As can be seen from the figures above. is the maximum of the absorption at lower frequencies, the lower the temperature of the ice. According to a Another characteristic of the invention is therefore the frequency of this alternating field, to which the ice adhering to the surfaces or bodies is exposed, made controllable and adjusted according to the temperature of the ice.

Eine Ausführung der Erfindung kann darin -bestehen, daß auf i1-letallfläehen oder Metallkörper ein metallisches Netz oder ein metallischer, die Metallflächen oder Metallkörper zu einem Teil bedeckender Leberzug oder ein metallischer Teilbelag aufgebracht -wird. Netz, Teilüberzug oder Teilbelag sind durch besondereHüllen (Lacke, Umspinnungen od. dgl.) von den benachbarten Metallflächen oder i Metallkörpern isoliert. Zwischen Metallflächen oder Metallkörpern einerseits und metallischem Überzug, Belag: -Netz andererseits wird nun das elektrische E%`echselfeld angelegt, so daß die elektrischen Kraftlinien das unmittelbar an den Metallflächen oder Metallkörpern haftende Eis durchsetzen. Die Feldwirkung bei ausgezeichneten Frequenzen hat starke Absorption und entsprechende Erwärmung des Eises bis zum Schmelzen zur Folge. Dagegen -werden die metallischen Flächen oder Körper kaum erwärmt.One embodiment of the invention can consist in that on i1 lethal surfaces or metal body a metallic net or a metallic, the metal surfaces or a metal body partially covering the liver or a metal partial covering is applied. The net, partial covering or partial covering are protected by special covers (varnish, Wraps or the like.) Isolated from the adjacent metal surfaces or metal bodies. Between metal surfaces or metal bodies on the one hand and metallic coating, covering: -Network on the other hand, the electrical field is now applied, so that the electrical Lines of force the ice directly adhering to the metal surfaces or metal bodies push through. The field effect at excellent frequencies has strong absorption and corresponding heating of the ice until it melts. Against it the metallic surfaces or bodies are barely heated.

Eine -weitere Ausführung der Erfindung kann darin bestehen, daß zwei oder mehrere verschiedene, voneinander isolierte metallische Netze, Teilüberzüge oder Teilbeläge benutzt -werden, an die das elektrische Wechselfeld angelegt wird. Auf diese Welse ist es auch möglich, Eisbildung an solchen Flächen oder Körpern zu verhindern und zu beseitigen. die an sich nicht metallisch bzw. nicht elzktrisch leitend sind. Die beiden metallischeti -Netze, Teilüberzüge oder Teilbeläge können bei metallischen und nichtmetallischen Flächen oder Körpern auf der gleichen Seite der Flächen oder Körper übereinander angeordnet -werden sowie bei nichtmetallischen Flächen oder Körpern auf verschiedenen Seiten der Flächen oder Körper. Das elektrische Wechselfeld rnuß in diesem Fall die Flächen oder Körper selbst durchsetzen.A further embodiment of the invention can consist in that two or several different, mutually isolated metallic nets, partial coatings or partial coverings are used to which the alternating electric field is applied. In this way it is also possible for ice to form on such surfaces or bodies to prevent and eliminate. which in themselves are not metallic or not electrical are conductive. The two metallic nets, partial covers or partial coverings can with metallic and non-metallic surfaces or bodies on the same side of surfaces or bodies are arranged one above the other, as well as non-metallic ones Faces or bodies on different sides of the faces or bodies. The electric In this case, the alternating field must enforce the surfaces or bodies themselves.

Es ist ferner möglich. auf nichtmetallische Flächen oder Körper einen metallischen Gesamtüberzug oder Gesamtbelag und auf den Gesamthe lag einen Teilbelag, einen Teilüberzug oder ein Netz aufzubringen.It is also possible. on non-metallic surfaces or bodies total metallic coating or total covering and a partial covering on the entire heel, to apply a partial coating or a mesh.

Die Frequenzen des erforderlichen Wechselfeldes liegen etwa zwischen i und ?o kHz. Solche Frequenzen können bei entsprechender Leistung bequem mit einfachen Dynamotnaschinen erzeugt -werden. Zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens -wird daher zweckmäßig eine Dynamomaschine benutzt, deren Umdrehungsgeschwindigkeit regelbar gemacht ist und je nach der Temperatur des Eisansatzes eingestellt -wird.The frequencies of the required alternating field are roughly between i and? o kHz. With the appropriate performance, such frequencies can easily be used with simple Dynamot machines are produced. To carry out the present method -will therefore it is advisable to use a dynamo, the speed of which can be regulated is made and adjusted depending on the temperature of the ice accumulation.

Die Zwischenräume des -Netzes, Teilüberzuges, Teilbelages können unter Umständen mit einer isolierenden Schicht oder -lasse so ausgefüllt -werden, daß eine im ganzen glatte Oberfläche entsteht.The interstices of the network, partial covering, partial covering can be under Certain circumstances with an insulating layer or -lasse are filled in such a way that a generally smooth surface is created.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens. Hierbei bedeutet i eine metallische Fläche, z. B. die Tragfläche eines Flugzeuges, 2 das über der Fläche aufgebrachte Netz. Mit der Tragfläche i und dem letz a sind die Zuleitungen 3 und q. der Dynamomaschine 5 verbunden, die z. B. an den Motor des Flugzeuges angekuppelt ist.The figure shows an embodiment of the method. Here i means a metallic surface, e.g. B. the wing of an airplane, 2 the mesh applied over the surface. With the wing i and the last a are the Leads 3 and q. the dynamo 5 connected, the z. B. to the engine of the Aircraft is coupled.

Die oben beschriebene Erfindung beruht ganz allgemein auf dem Gedanken, bei Stoffen mit Dipoleigenschaften ausgezeichnete Frequenzen im Niederfrequenzgebiet zur Heizung oder zur Erwärmung zu verwenden.The invention described above is generally based on the idea for substances with dipole properties excellent frequencies in the low frequency range to be used for heating or warming.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann bei allen Flächen oder Körpern, die den Einflüssen der Witterung ausgesetzt sind, angewandt -werden, außer bei Flugzeugen z. B. bei Gläsern, Fenstern, Scheiben, bei Antennen, Masten, Leitungen. Bei elektrischen Leitungen ist es vorteilhaft, die Leiter aus mehreren isolierten und unter Umständen drapierten Teilleitern aufzubauen, die normalerweise am Anfang und Ende leitend verbunden sind und an die zur Beseitigung von Eisbildung ein elektrisches Wechselfeld angelegt -wird. Bei Starkstromleitungen besteht ferner die Mög- lichkeit, -während der normalen Nutzübertragung von 5o Hz einen Zusatzstrom höherer Frequenz zur Abheizung des anhaftenden Eises über die gleiche Leitung zu schicken.The invention is not limited to the specified exemplary embodiments and can be applied to all surfaces or bodies that are exposed to the effects of the weather, except for aircraft such. B. for glasses, windows, panes, antennas, masts, cables. In the case of electrical lines, it is advantageous to build the conductors from several insulated and possibly draped sub-conductors, which are normally conductively connected at the beginning and end and to which an alternating electrical field is applied to remove ice formation. In the case of power lines, there is also the option of sending an additional current of higher frequency over the same line during normal useful transmission of 50 Hz to heat the adhering ice.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure to prevent and eliminate Ice formation on surfaces or bodies, in particular in aircraft, characterized in that that the ice adhering to the surfaces or bodies is subject to an alternating electric field exposed at frequencies at which the ice has abnormal dispersion and Has absorption.

2. Procedures for preventing and removing ice formation according to claim i, characterized in that the frequency of the alternating electric field is regulated according to the temperature of the ice.

3. Device for implementation of the method according to claims i and 2, characterized in that metallic Surfaces or bodies an isolated metallic net. or an .insulated metallic Partial coating or an isolated metallic partial coating is applied and that the alternating electric field to the metallic surfaces or bodies on the one hand and to the metallic mesh or the metallic partial coating or the metallic Partial covering is applied on the other hand. q ..

Device for carrying out the procedure according to claims i and 2, characterized in that metallic or non-metallic Surfaces, or bodies, two or more metallic nets or isolated from one another Partial coatings or partial coatings are applied to which the alternating electrical field is created.

5. Apparatus for performing the method make the claims i and 2, characterized in that as a power source for the alternating electric field a dynamo is used, the speed of which depends on the temperature of the ice is regulated. To distinguish the subject matter of the invention from the state of Technik, the following publication was considered in the granting procedure: U.S. Patent No. i Si9 4.97.