RU2406655C2 - Electric pulse anti-icing system - Google Patents
Electric pulse anti-icing system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2406655C2 RU2406655C2 RU2008117285/11A RU2008117285A RU2406655C2 RU 2406655 C2 RU2406655 C2 RU 2406655C2 RU 2008117285/11 A RU2008117285/11 A RU 2008117285/11A RU 2008117285 A RU2008117285 A RU 2008117285A RU 2406655 C2 RU2406655 C2 RU 2406655C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electropulse
- electrically conductive
- conductive coating
- icing
- electric pulse
- Prior art date
Links
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к льдотехнике, а именно к электроимпульсным противообледенительным системам.The invention relates to ice technology, namely to electrical pulse anti-icing systems.
Известна электроимпульсная противообледенительная система, состоящая из генератора электрических импульсов, индукторов - преобразователей электрических импульсов в механические и распределительных элементов - коммутаторов, с креплением индукторов непосредственно под защищаемой от обледенения тонкостенной гибкой металлической обшивкой (В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с.205-206).Known electric pulse anti-icing system, consisting of an electric pulse generator, inductors - converters of electrical impulses into mechanical and distribution elements - switches, with fastening of the inductors directly under the thin-walled flexible metal sheathing protected from icing (V.V. Bogorodsky, V.P. Gavrilo, O .A. Nedoshivin. Ice Destruction. Methods, Technical Means. L .: Gidrometeoizdat, 1983, p.205-206).
Недостатком такой системы является невозможность ее применения для защиты от обледенения негибких или неэлектропроводных элементов сооружений.The disadvantage of this system is the impossibility of its use for protection against icing inflexible or non-conductive elements of structures.
Наиболее близкой к предлагаемой системе по технической сущности и достигаемому эффекту является электроимпульсная противообледенительная система, содержащая электроды (RU 2289892 C2, 20.12.2006).The closest to the proposed system in terms of technical nature and the achieved effect is an electropulse de-icing system containing electrodes (RU 2289892 C2, 12.20.2006).
Однако электроимпульсная противообледенительная система недостаточно эффективна для защиты от обледенения поверхностей большой площади. В этом случае необходимо крепление большого количества пар коаксиальных электродов (разрядников), что не всегда конструктивно или технологически возможно. Кроме того, имеется некоторая вероятность несрабатывания системы при образовании пористого или трещиноватого льда при обледенении. В этом случае при образовании поры или трещины в межэлектродном промежутке водяная пленка, необходимая для инициирования электрогидравлического эффекта, может не обеспечить достаточно малого сопротивления между электродами разрядника.However, the electropulse de-icing system is not effective enough to protect against the icing of large surfaces. In this case, it is necessary to mount a large number of pairs of coaxial electrodes (arresters), which is not always structurally or technologically possible. In addition, there is some likelihood that the system will fail when porous or fractured ice forms during icing. In this case, when pores or cracks form in the interelectrode gap, the water film necessary to initiate the electro-hydraulic effect may not provide a sufficiently small resistance between the spark gap electrodes.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности работы системы для защиты от обледенения поверхностей большой площади.The technical result to which the claimed invention is directed is to increase the efficiency of the system to protect against icing of large surfaces.
Для достижения указанного технического результата в электроимпульсной противообледенительной системе, включающей генератор электроимпульсов, выход которого соединен с парами коаксиальных электродов, дополнительно содержит электропроводящее покрытие, расположенное в межэлектродном пространстве межэлектродного зазора.To achieve the specified technical result in an electropulse de-icing system, including an electric pulse generator, the output of which is connected to pairs of coaxial electrodes, additionally contains an electrically conductive coating located in the interelectrode space of the interelectrode gap.
Кроме этого предлагаемое техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи:In addition, the proposed technical solution has optional features characterizing its particular cases:
- электропроводящее покрытие расположено на всей площади межэлектродного пространства;- an electrically conductive coating is located on the entire area of the interelectrode space;
- в качестве электропроводящего покрытия могут быть применены полимеры, лакокраски с большим содержанием электропроводных наполнителей, например сажи, металлической крошки и т.п., или тонкая металлическая фольга, бумага, пропитанная электролитом, и т.п.- as an electrically conductive coating can be applied polymers, paints with a high content of electrically conductive fillers, such as carbon black, metal chips, etc., or thin metal foil, paper impregnated with electrolyte, etc.
Отличительным признаком предлагаемой электроимпульсной противообледенительной системы от указанной выше, наиболее близкой к ней, является то, что электропроводящее покрытие расположено в межэлектродном пространстве межэлектродного зазора.A distinctive feature of the proposed electropulse de-icing system from the above, closest to it, is that the electrically conductive coating is located in the interelectrode space of the interelectrode gap.
Благодаря наличию этого признака обеспечивается искусственное, практически короткое замыкание коаксиальных электродов, приводящее к повышению длины искрового промежутка, расширяющего зону действия ударной волны от электрогидравлического эффекта и в результате повышающего площадь разрушения льда практически в квадратичной зависимости.Due to the presence of this feature, an artificial, almost short circuit of coaxial electrodes is provided, leading to an increase in the length of the spark gap, expanding the shock wave action zone from the electro-hydraulic effect and, as a result, increasing the area of ice destruction in almost quadratic dependence.
Предлагаемая система иллюстрируется чертежами. На фиг.1 представлена схема электроимпульсной противообледенительной системы.The proposed system is illustrated by drawings. Figure 1 presents a diagram of an electric pulse anti-icing system.
На фиг.2 - ее поперечный разрез.Figure 2 - its cross section.
Электроимпульсная противообледенительная система содержит генератор электроимпульсов 1 с накопителем энергии 2 (блоком конденсаторов) и электрическим ключом 3 (тиристором), разрядник 4, состоящий из двух коаксиальных электродов 5 и 6, изолирующей втулки 7 (фторопласт), электропроводящего покрытия 8 (токопроводящая краска). Коаксиальные электроды 5 и 6 выведены на поверхность 9 защищаемой от льда 10 конструкции 11, причем коаксиальный электрод 6 «земля» - внешний, а на коаксиальный электрод 5, который является внутренним и изолированным, подается электроимпульс, участок 12 электропроводящего покрытия 8, где происходит тепловой взрыв.The electropulse de-icing system contains an electropulse generator 1 with an energy storage device 2 (capacitor bank) and an electric switch 3 (thyristor), a spark gap 4 consisting of two
Разрядник 4 крепится на защищаемой от обледенения конструкции 11. Межэлектродный зазор между коаксиальными электродами 5, 6 составляет несколько десятков сантиметров. Электропроводящее покрытие 8 занимает всю площадь межэлектродного пространства межэлектродного зазора.The spark gap 4 is mounted on the structure protected against icing 11. The electrode gap between the
Электропроводящее покрытие 8 должно обеспечивать искусственное, практически короткое замыкание коаксиальных электродов 5 и 6. Для этого в качестве электропроводящего покрытия 8 можно использовать полимеры, лакокраски с большим содержанием электропроводных наполнителей (сажи, металлической крошки и т.п.) или тонкую металлическую фольгу, бумагу, пропитанную электролитом, и т.п. Электрическое сопротивление электропроводящего покрытия 8 составляет менее 10-20 Ом и его значение значительно меньше сопротивления льда 10 в межэлектродном зазоре, а также в изолирующей втулке 7.The electrically
Генератор электроимпульсов 1 располагается в зоне обслуживания персоналом, разрядник 4 размещается в зоне обледенения конструкции 11.The electric pulse generator 1 is located in the service area by personnel, the spark gap 4 is located in the icing zone of the structure 11.
Электроимпульсная противообледенительная система работает следующим образом.Electropulse de-icing system operates as follows.
В генераторе электроимпульсов 1 после накопления электроэнергии в количестве 1-10 кДж в накопителе энергии 2 замыкают электрический ключ 3 (тиристор) и на разрядник 4 подают электроимпульс напряжением 1-3 кВ. Накопленная энергия разряжается по электропроводящему покрытию 8 по пути наименьшего сопротивления между коаксиальными электродами 5 и 6. Искровой разряд сопровождается тепловым взрывом участка электропроводящего покрытия 8 вдоль пути наименьшего сопротивления. Тем самым искровой разряд между коаксиальными электродами 5 и 6 заменяется тепловым взрывом элемента, проводящего ток, - участка 12 электропроводящего покрытия 8. Тепловой взрыв проводящего ток участка 12 воспроизводит электрогидравлический эффект, сопровождающийся ударной волной, которая, в свою очередь, разрушает лед 10 на поверхности, защищаемой конструкции 11.After 1 to 10 kJ of electric pulses are generated in the electric pulse generator 1, an electric switch 3 (thyristor) is closed in the energy storage 2 and an electric pulse of 1-3 kV is supplied to the spark gap 4. The accumulated energy is discharged along the
При следующем использовании электроимпульсной противообледенительной системы разряд проходит по другому участку электропроводного покрытия 8, и так до ее полного выгорания. После выгорания электропроводного покрытия 8 его заменяют на новое.The next time you use the electric pulse anti-icing system, the discharge passes through another section of the
Предложенная электроимпульсная противообледенительная система позволяет повысить эффективность работы данной системы за счет применения электрогидравлического эффекта, инициируемого взрывающимся тепловым элементом - участком 12 электропроводного покрытия 8. Использование электропроводного покрытия 8 дает возможность значительно увеличить длину искрового промежутка и соответственно значительно увеличить площади разрушения льда 10 за один разряд электроэнергии.The proposed electropulse de-icing system can improve the efficiency of this system due to the use of the electro-hydraulic effect initiated by the exploding thermal element -
Надежность работы предлагаемой системы выше, чем надежность работы электроимпульсной противообледенительной системы прототипа за счет обеспечения электропроводящим покрытием 8 электропроводного мостика между коаксиальными электродами 5 и 6. Создание электропроводного мостика является необходимым условием прохождения электроимпульса и соответственно инициирования электрогидравлического эффекта. В предлагаемой системе это условие выполняется электропроводящим покрытием 8, в системе-прототипе созданием электронагревателем тонкой водяной пленки, которая не обеспечивает надежного электроконтакта между коаксиальными электродами 5 и 6 из-за ее вытекания через поры или микротрещины льда 10.The reliability of the proposed system is higher than the reliability of the electropulse de-icing system of the prototype by providing an electrically
Кроме того, использование теплового взрыва участка электропроводного покрытия 8 позволяет полностью устранить стример, а значит, и энергетические потери, составляющие, до 10% общего количества энергии разряда, которые расходовались на предзарядной стадии процесса. Хотя эти потери заменяются потерями на нагревание и испарение элемента, проводящего ток, они при этом во многих случаях оказываются несколько меньшими, чем потери на прорастание стримера между коаксиальными электродами 5 и 6.In addition, the use of a thermal explosion of the portion of the electrically
В качестве преимущества предлагаемой электроимпульсной противообледенительной системы следует отметить возможности осуществления в ней локализованных направленных электрогидравлических ударов по ледяному покрытию по предварительно заданному контуру.As an advantage of the proposed electropulse de-icing system, it should be noted the possibility of carrying out in it localized directed electro-hydraulic impacts on the ice cover along a predetermined contour.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117285/11A RU2406655C2 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Electric pulse anti-icing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117285/11A RU2406655C2 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Electric pulse anti-icing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008117285A RU2008117285A (en) | 2009-11-10 |
| RU2406655C2 true RU2406655C2 (en) | 2010-12-20 |
Family
ID=41354338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008117285/11A RU2406655C2 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Electric pulse anti-icing system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2406655C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU247187A1 (en) * | Л. Б. Некрасов Ленинградский горный институт | DEVICE FOR ELECTROTHERMIC DRILLING WALLS | ||
| US5441305A (en) * | 1993-07-16 | 1995-08-15 | Tabar; William J. | Apparatus and method for powered thermal friction adjustment |
| RU2234781C2 (en) * | 1998-12-01 | 2004-08-20 | Трастиз Оф Дартмут Колледж | Method and device for removing ice from surfaces |
| RU2289892C2 (en) * | 2002-02-11 | 2006-12-20 | Дзе Трастриз Оф Дартмут Колледж | Systems and methods for thermal change of ice-to-object interface |
-
2008
- 2008-04-29 RU RU2008117285/11A patent/RU2406655C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU247187A1 (en) * | Л. Б. Некрасов Ленинградский горный институт | DEVICE FOR ELECTROTHERMIC DRILLING WALLS | ||
| US5441305A (en) * | 1993-07-16 | 1995-08-15 | Tabar; William J. | Apparatus and method for powered thermal friction adjustment |
| RU2234781C2 (en) * | 1998-12-01 | 2004-08-20 | Трастиз Оф Дартмут Колледж | Method and device for removing ice from surfaces |
| RU2289892C2 (en) * | 2002-02-11 | 2006-12-20 | Дзе Трастриз Оф Дартмут Колледж | Systems and methods for thermal change of ice-to-object interface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008117285A (en) | 2009-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10784084B2 (en) | Energy-efficient plasma processes of generating free charges, ozone, and light | |
| US8873217B2 (en) | Arrangement for igniting spark gaps | |
| Abd-Elhady et al. | Experimental evaluation of air-termination systems for wind turbine blades | |
| CN106437656A (en) | A device for increasing permeability and removing plugging of oil and gas reservoirs based on hydroelectric effect | |
| CN108016622A (en) | A kind of anti-icing method and device of active aircraft | |
| CN206409218U (en) | A kind of oil and gas reservoir anatonosis plug-removing device based on electrohydraulic effect | |
| RU2406655C2 (en) | Electric pulse anti-icing system | |
| KR100463438B1 (en) | Streamer of Discharge Type generating plenty of Ions | |
| CN110933830A (en) | A plasma jet device based on the electric explosion of a microcavity metal wire | |
| CN102324421A (en) | ESD protection structure using point discharge in chip | |
| US7138599B2 (en) | Plasma-based de-icing | |
| CN108336443A (en) | A kind of waste and old dynamic lithium battery Quick discharger | |
| CN208850096U (en) | A kind of Electrostatic Absorption panel | |
| CN106614513A (en) | Anti-bird device used for electric tower | |
| US7336473B2 (en) | Single-path electrical device and methods for conveying electrical charge | |
| CN116095933B (en) | Surface discharge ice control method and device based on air gap plasma heating in medium | |
| CN208337987U (en) | A kind of multipoint mode plasma generator | |
| WO2013095186A1 (en) | Active lightning conductor | |
| RU2398328C2 (en) | Gas ionisation method | |
| SU1500341A1 (en) | Device for foam suppressing | |
| CN108718477B (en) | Three-electrode pulse surface-flow light discharge plasma anti-breaking icing device | |
| RU2396630C1 (en) | Explosive current pulse shaper | |
| RU2302053C1 (en) | Controllable spark-gap | |
| RU2336617C2 (en) | Lightning-arrester with accelerated air ionisation | |
| Bhat et al. | Explosion of bare and insulated copper wires |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 35-2010 FOR TAG: (72) |