Устройство для рассеивания тумана

Изобретение относится к области техники, предназначенной для рассеивания тумана над различными объектами, к которым следует отнести аэродромы, скоростные автодороги, морские порты и т.п., где для управления транспортными средствами необходимо обеспечение дальности видимости, а также на открытых площадках для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий. Устройство для рассеивания тумана содержит установленную на раме заземленную электропроводную сетку, поверх которой установлены электропроводные стержни, вдоль поверхности которых с зазором установлены соединенные с высоковольтным источником питания коронирующие электроды. Электропроводные стержни установлены параллельно коронирующим электродам с шагом вдоль поверхности сетки, кратным шагу коронирующих электродов. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить гарантированное значение зазора разрядного промежутка, что позволяет сформировать устойчивый коронный разряд и обеспечить повышение эффективности работы устройства рассеивания тумана. Конструкция устройства позволяет использовать высокоэффективные коронирующие электроды с фиксированными разрядными точками (игольчатые электроды), широко применяемые в электрофильтрах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области техники, предназначенной для рассеивания тумана над различными объектами, к которым следует отнести аэродромы, скоростные автодороги, морские порты и т.п., где для управления транспортными средствами необходимо обеспечение дальности видимости, а также на открытых площадках для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий.

Известны способы рассеивания туманов, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ, реагентов. См., например, патент США №2160900, опубликованный 06.06.1939 г., патент США 2934275, опубликованный 26.04. 1960 г., патент США №2527230, опубликованный 24.10.1950 г.

Несмотря на накопленный опыт практического использования реагентов (см., например, Бибилашвили и др. " Руководство по организации и проведению противоградовых работ ", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1981 г.), их постоянное применение, в той или иной степени, приводит к ухудшению экологии окружающей среды и требует расхода значительных материальных ресурсов, обусловленного необходимостью производства реагентов в больших количествах, изготовлением и эксплуатацией средств доставки реагентов в область рассеивания тумана.

Известны способы теплового рассеивания тумана. Во время второй мировой войны в Англии для рассеяния тумана над аэродромами успешно применялся термический метод под названием FIDO. Тепло выделялось при сжигании нефти или мазута в горелках, установленных на длинных трубопроводах вдоль взлетно-посадочной полосы. Тепловые потоки обеспечивали рассеивание тумана над аэродромом. См., например, http://www.voutube.com/watch?v=gAljxaJ2_Ag. Данный метод не нашел широкого применения из-за высокой стоимости эксплуатации. Требовалось несколько сотен тысяч литров горючего для обеспечения рассеивания тумана в час. Известен способ теплового рассеивания тумана, который помимо теплового воздействия на туман, использовал кинетическую энергию тепловой струи. См., например, патент США №2 969920, опубликованный 31.01.1961 г., патент США №3712542, опубликованный 15.03.1971 г. Данный метод также требовал значительных энергетических ресурсов.

Известны способы электрического воздействия на туман. Так, в патенте США №4671805, опубликованном 09 июня 1987 года, описан способ рассеивания тумана с помощью ионного облака. В отчете НАСА 3481 от 1981 г. (см. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19820008785 1982008785.gdf,) представлены материалы исследований по созданию ионных генераторов. Однако практического применения ионных генераторов для рассеивания тумана в опубликованных источниках не представлено.

Известен способ рассеивания туманов и облаков, заключающийся в генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения к источнику высокого напряжения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли (см. "Журнал геофизических исследований ", Кембридж, Массачусетс, март 1962 г., т.67, стр. 1073-1082). Сведения об этом способе отражены и в отечественной технической литературе (см. Л.Г.Качурин " Физические основы воздействия на атмосферные образования", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1978 г., стр.287-293). Работы по испытанию данного метода, проведенные с участием авторов, показали, что рассеивание тумана данным методом носит статистически значимый результат. См. В.Б. Лапшин, А.А. Палей. Результаты натурных экспериментов по оценке влияния коронного разряда на плотность тумана. Метеорология и гидрология, 2006, №1, стр.41-47.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство по патенту РФ №2124288 С1, кл. Е01Н 13/00, 19.12.1997 г., опубликованному 10.01.1999 г., бюл. №1. Известное устройство содержит подсоединенные к источнику тока провода с малым радиусом кривизны поверхности, закрепленные на изоляторах опор параллельно электропроводной сетке, смонтированной в вертикальной плоскости, проходящей через оси симметрии смежных опор.

Известное техническое решение достаточно успешно решает задачу рассеивания тумана. См., например, https://www.youtube.com/watch?v=3HnMTvwBOXk, https://www.youtube.corn/watch?v=PGGkdaVStXs. Генерируемый коронирующими проводами коронный разряд создает ионный ветер, который направлен от коронирующих проводов к заземленной сетке. Облако тумана, проходя через область коронного разряда, получает электрический заряд и ионным ветром, а также внешним ветровым потоком направляется на заземленную сетку. Проходя через ячейки заземленной сетки, электрически заряженные капли тумана сепарируются от ветрового потока и очищенный от тумана ветровой поток направляется в область защищаемого от тумана пространства. Вместе с тем, устойчивость горения коронного разряда, а следовательно, и эффективность работы устройства в значительной степени зависит от точности величины зазора между коронирующими проводами и заземленной сеткой. В местах, где зазор меньше проектного значения, происходит электрический пробой, и вся система генерации коронного разряда выключается. В местах же, где значение зазора больше проектного значения, интенсивность коронного разряда недостаточна для эффективного рассеивания тумана. Обеспечить требуемые характеристики плоскостности поверхности сетки - очень сложная техническая задача. Кроме того, использование в качестве коронирующих электродов проводов малого радиуса кривизны поверхности, в известном устройстве, также не эффективно. Провода при коронном разряде колеблются, что также приводит к изменению зазора в разрядном пространстве, к электрическим пробоям и неустойчивости коронного разряда. Использование коронирующих электродов известных конструкций, широко применяемых в электрофильтрах, также не эффективно. В конструкциях коронирующих электродов для повышения эффективности коронного разряда широко применяются фиксированные разрядные точки (игольчатые электроды). См., например, Г.М.А. Алиев, А.Е. Гоик. Электрооборудование и режимы питания электрофильтров. Энергия 1071. Стр.43. Обеспечить в известном устройстве одинаковость зазора между всеми иголками всех коронирующих электродов и поверхностью электропроводной сетки практически невозможно, что снижает эффективность горения коронного разряда и снижает эффективность работы всего устройства. Сложно обеспечить плоскостность поверхности сетки и исключить вероятность попадания отдельных иголочек коронирующих электродов в ячейки сетки. Иголочки, попавшие в пространство ячейки сетки, практически выпадают из процесса генерации коронного разряда, т.к. до заземленной поверхность у таких иголочек расстояние превышает расчетное значение.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Для достижения заявленной цели известное устройство для рассеивания тумана, содержащее установленную на раме заземленную электропроводную сетку, вдоль поверхности которой установлены соединенные с высоковольтным источником питания коронирующие электроды, снабжено установленными с зазором относительно коронирующих электродов на раме поверх заземленной электропроводной сетки электропроводными стержнями;

электропроводные стержни установлены параллельно коронирующим электродам с шагом вдоль поверхности сетки, кратным шагу коронирующих электродов.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить гарантированное значение зазора разрядного промежутка, что позволяет сформировать устойчивый коронный разряд и обеспечить повышение эффективности работы устройства рассеивания тумана. Зазор разрядного промежутка благодаря использованию новых признаков в предлагаемом техническом решении формируется между кончиками иголок коронирующих электродов и заземленной поверхностью электропроводных стержней, прямолинейность которых может быть гарантирована заводом-изготовителем. Технология же изготовления коронирующих электродов с гарантированным значением длины иголочек и прямолинейности поверхности, формируемой их кончиками, надежно отработана и широко используется в производстве электрофильтров.

На рис.1 представлены принципиальная схема предлагаемого устройства и сечение его поперечного разреза.

Устройство включает две пары высоковольтных изоляторов 1, установленных на кронштейнах 2 опор 3. На изоляторах 1 смонтированы направляющие 4 для крепления коронирующих электродов 5. На опорах 3 смонтирована рамка 6, на которой натянута электропроводная сетка 7. Электропроводные стержни 8 смонтированы на рамке 6 поверх электропроводной сетки 7 с шагом h2, значение которого кратно шагу монтажа коронирующих электродов 5, h1, таким образом, чтобы острия 9 коронирующих электродов 5 находились на середине поверхности электропроводных стержней 8. Крепление изоляторов 1 на кронштейнах 2 осуществляется с возможностью их перестановки вдоль кронштейна 2, что позволяет регулировать значение разрядного промежутка δ между остриями коронирующих электродов 9 и заземленными электропроводными стержнями 8. Направляющие 4 со смонтированными на них коронирующими электродами 5 электрически соединены с высоковольтным источником питания 10. Рамка 6 с электропроводной сеткой 7 и электропроводными стрежнями 8 заземлены.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче высокого напряжения на коронирующие электроды 5 между коронирующими электродами 5 и заземленными электропроводными стержнями 8 формируется мощное электрическое поле и зажигается коронный разряд. Значение напряжения высоковольтного источника питания выбирают исходя из условий стойкости высоковольтных изоляторов и геометрических соотношений между коронирующим электродом и заземленной поверхностью, руководствуясь известными соотношениями для коронного разряда (см., например, Н.А. Капцов. Электроника. Государственное издательство технико-технической литературы. Москва. 1956 г.).

При генерации коронного разряда формируется ионный ветер от коронирующего электрода к заземленному электроду. Скорость ионного ветра составляет значение порядка 1 м/с. См., например, Кулешов П.С.«Экспериментальное изучение взаимодействия коронного разряда и испарения воды http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/227.pdf., И.А. Рогов и др. «Моделирование процесса движения капли конденсата влажного воздуха в электрическом поле» http://www.holodilshchik.ru/index holodilshchik_best_article_issue_l 0 2005. htm.

Сформированный ионным ветром воздушный поток, содержащий капельки тумана, попадает в разрядный промежуток, где капли тумана приобретают электрический заряд. При прохождении воздушного потока мимо заземленных электропроводных стержней 8 и через ячейки электропроводной сетки 7 электрически заряженные капли электрическим полем осаждаются на их заземленных поверхностях и сепарируются от ветрового потока. Очищенный от капель воздушный поток направляется в защищаемую область и вытесняет из нее туман. Капли тумана собираются на поверхностях заземленных электропроводных стержней 8 и электропроводной сетки 7 и под действием собственного веса стекают вниз. При необходимости стекаемая влага может собираться в специальных резервуарах (на рис.1 не показаны). Коронный разряд формируется между кончиками иголок 9 коронирующих электродов 5 и поверхностью электропроводных стержней 8. При монтаже коронирующих электродов 5 и электропроводных стержней конструкция предлагаемого устройства позволяет обеспечить кратность их шагов и установить иголки 9 коронирующих электродов 5 по оси электропроводных стержней 8. Технология изготовления электропроводных стержней 8 и коронирующих электродов 5 позволяет выдержать необходимую точность прямолинейности их поверхности, что гарантирует обеспечение требуемой точности величины разрядного промежутка 5 по всей площади устройства рассеивания тумана. Что позволяет установить проектное значение разрядного промежутка между коронирующим и электродами и заземленной поверхностью и обеспечить функционирование устройства при стабильных гарантированных параметрах системы генерации коронного разряда. Устойчивое горение коронного разряда обеспечит высокую эффективность работы устройства.

Таким образом, предложенное решение, благодаря новым признакам в сочетании с известными, позволяет сформировать устойчивый коронный разряд по всей площади устройства, увеличить эффективность рассеивания тумана и достичь цели предлагаемого изобретения.

1. Устройство для рассеивания тумана, содержащее установленную на раме заземленную электропроводную сетку, вдоль поверхности которой установлены соединенные с высоковольтным источником питания коронирующие электроды, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено установленными с зазором относительно коронирующих электродов на раме поверх заземленной электропроводной сетки электропроводными стержнями.

2. Устройство для рассеивания тумана по п.1, отличающееся тем, что электропроводные стержни установлены параллельно коронирующим электродам с шагом вдоль поверхности сетки, кратным шагу коронирующих электродов.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для сдвига и разрушения антициклонов в тропосфере. Устройство выполнено в виде геометрического зонтика из десяти радиальных проводов-коронирующих электродов, создающих антенное поле, длиной 100 м каждый, подвешенных на центральной опорной мачте из композитного материала высотой 30 м с узлом крепления проводов на вершине через высоковольтные изоляторы, изолирующие радиальные провода от центральной мачты и десяти вспомогательных мачт из композитного материала высотой 10 м, подвески радиальных проводов, электрически соединенных по периметру окружности «зонтика», изолированных от мачт стержневыми изоляторами, одна из мачт содержит узел крепления провода запитки «зонтика» от источника высоковольтного питания в регулируемом режиме изменения полярности питающего напряжения посредством высоковольтного переключателя и заземлителя питающего источника.

Изобретение относится к области метеорологии и сельского хозяйства и может быть использовано для воздействия на термический циклон с целью увеличения количества атмосферных осадков.

Предлагаемое изобретение относится к способу самоинициирующегося охлаждения тропосферы путем ее обогащения по меньшей мере одним веществом из группы неорганических хлоридов и бромидов.
Изобретение относится к области активного воздействия на гидрометеорологические процессы, в частности, для рассеивания тумана и облаков посредством генерирования адсорбирующего аэрозоля при горении пиротехнического заряда, включающего соли галогенидов.

Изобретение касается метеорологии и может быть использовано для сдвига и разрушения антициклонов в тропосфере. Устройство содержит генератор высокочастотного напряжения и присоединенную к нему систему коронирующих электродов, каждый из которых выполнен в виде соленоида с венчиком игл на концах, помещенных во внутренний нижний торец соленоидов.

Изобретение предназначено для сдвига и разрушения антициклонов в тропосфере. Способ включает длительное воздействие на атмосферу вертикальным восходящим конвективным потоком от системы излучателей, поднятых над Землей и разнесенных по площади, образуемым завихрением магнитным полем генерируемых коронирующими электродами ионов и их канализацией посредством соленоидов в каждом излучателе при пропускании через них тока коронирования и разогрева потока ионов электромагнитным полем на длине волны больше критической, для создаваемой плотности концентрации в объеме соленоидов за счет соосного их охвата элементами спиральной антенны с осевой результирующей диаграммой направленности.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для предотвращения торнадо. Способ предотвращения торнадо состоит в определении координат завихрения образующегося торнадо спутником с прибором визуального обзора и передающей антенной.

Генератор ледяных кристаллов содержит, размещенный на борту самолета сосуд Дьюара с жидким азотом, крышку с манометром и зажимами для крепления к горловине сосуда Дьюара.

Изобретение относится к прикладной метеорологии и может быть использовано для коррекции погодных условий и изменения климата в отдельных регионах в интересах сельского хозяйства и экологии.

Изобретение относится к способам изменения атмосферных условий над заданной территорией и предназначено для формирования дождевых облаков, преимущественно в период засух. Способ предусматривает распыление в приземном слое атмосферы мелкодисперсных гигроскопичных водорастворимых частиц и/или капель химических реагентов при обеспечении давления насыщающих паров, меньшего, чем существующее на момент распыления давление водяных паров в приземном слое атмосферы. В результате инициируется устойчивый восходящий конвективный поток воздуха при обеспечении условий перехода сухоадиабатического процесса во влажно-адиабатический процесс при восхождении такого потока воздуха. Предлагаемое изобретение позволяет при минимальном наборе средств обеспечить эффективное воздействие на атмосферные условия в период засухи или возникновении смога. 2 ил.

Изобретение относится к области регулирования климата и предназначено для рассеивания тумана на контролируемой территории. Устройство содержит соединенный с источником электропитания электрод. Электрод выполнен в виде коаксиального кабеля, центральная жила которого заземлена. Соединение электрода с источником электропитания осуществляется по внешней электропроводящей оболочке. Оболочка отделена от центральной жилы диэлектрической прокладкой. Обеспечивается повышение эффективности, упрощение конструкции и снижение затрат на ее изготовление. 1 ил.
Изобретение относится к метеорологии. Способ принудительного разгона атмосферных облаков предусматривает конденсацию парообразной влаги верхнего слоя облаков путем соприкосновение парообразной влаги верхнего слоя атмосферных облаков, разогретой независимым паром температурой +100÷120°C с холодной атмосферой над верхним слоем облаков. При этом независимый пар распыляют внутри верхнего слоя движущимся устройством, укомплектованным парогенератором с электрическим разогревом воды, производящим такой пар в достаточном количестве. Предлагаемый способ обеспечивает выпадение экологически чистого дождя и снизить себестоимость способа за счет исключения дорогостоящих химических реагентов.

Изобретение относится к области воздействия на климатические условия и предназначено для рассеивания тумана. Устройство содержит заземленную решетчатую конструкцию. С зазором относительно конструкции установлены коронирующие электроды. Электроды соединены с высоковольтным источником питания. С противоположной относительно коронирующих электродов стороны вдоль заземленной решетчатой конструкции установлен аэродинамический отражатель. Обеспечивается повышение эффективности работы устройства в условиях ветровых потоков. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя, содержащего турбокомпрессор, форсажную камеру, установленную вертикально относительно поверхности земли, внутри которой за зоной горения расположен водяной коллектор с форсунками, направленными по потоку газа, водяной насос, выходное устройство в виде сопла Лаваля. Длина цилиндрической части форсажной камеры может быть более 20 метров. Давление воды в водяном коллекторе может быть более 10 МПа. Сущность изобретения в том, что механическая работа, совершаемая газотурбинным двигателем, и энергия продуктов сгорания (кинетическая, тепловая) используются для транспортировки воды в верхние слои атмосферы. Задачей изобретения является образование дождевых облаков, которые в виде осадков выпадают на орошаемую поверхность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система регулирования микроклимата сельскохозяйственного поля включает размещенные по границе поля ветрозащитные и снегозадерживающие элементы, водоем, устраиваемый вдоль границы поля со стороны наиболее вероятного проникновения суховея. На противоположных берегах водоема вдоль поля размещены вертикальные жалюзи высотой не менее половины ширины водоема, установленные с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклона в вертикальной плоскости. Дно водоема может быть покрыто противофильтрационным материалом, вдоль водоема могут быть установлены распылители воды, а в качестве источников энергии для распылителей воды система может быть снабжена одной или несколькими ветроэнергетическими установками и солнечными батареями. Техническим результатом изобретения является повышение степени защиты поля за счет снижения скорости и температуры суховея и повышения влажности приземного слоя воздуха, а также снижение энергозатрат за счет использования природных источников энергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области управления атмосферными явлениями, в частности к устройствам для борьбы с ураганами. Противоураганное техническое устройство изменяет атмосферное давление спереди и сзади зарождающегося урагана. Для забора воздуха перед зарождающимся ураганом и перекачки его в область сзади урагана устройство имеет гибкую трубу с компрессорами. Компрессоры перекачивают воздух по трубе. Труба плавает на поверхности воды, находясь в частично погруженном состоянии. Оба конца трубы закреплены к судам-буксирам. Суда-буксиры тянут трубу, а следовательно, и ураган в нужном направлении и своим местоположением регулируют расстояние между входом и выходом воздуха за счет изгиба трубы. Обеспечивается повышение эффективности борьбы с ураганами, 4 ил.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений. Способ включает выбор совокупности веществ, для которых будет проводиться мониторинг местности вокруг точечного источника, определение маршрута пробоотбора по сезонному направлению ветра и построение карты изолиний загрязнений по полученным данным. Выбирают вектор преобладающего сезонного направления ветра. На этом векторе проводят отбор проб для каждого загрязнителя в двух точках r1 и r2, отстоящих от точечного источника на расстояниях в интервале от 5 высот источника (h) до 15 высот источника. Вычисляют коэффициенты В=ln(q1/q2·exp(С·((1/r2)-(1/r1))))/ln(r1/r2) и А=q1/(r1B)·exp(-C/r1), где q1 и q2 - концентрации загрязнителя в точках пробоотбора r1 и r2, С=30·h. Вычисляют одномерный профиль концентрации загрязнителя по направлению преобладающего ветра по формуле F(R,А,В)=A·RB·exp(-C/R), где R - текущее расстояние от источника, и переход к площадной картине распределения загрязнителя на местности происходит путем умножения удельной концентрации F(R,A,B) на транспонированную функцию розы ветров G(φ+180°), известную из метеонаблюдений для данного региона в выбранный сезон. Способ позволяет быстро и точно оценить степень загрязнения природной среды от техногенного точечного источника. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области управления атмосферными явлениями, а именно к рассеиванию тумана на контролируемой территории. Способ состоит в том, что определяют направление распространения тумана относительно защищаемого объекта. Затем формируют с наветренной от защищаемого объекта стороны в прилегающей к заземленной поверхности области тумана неоднородное электрическое поле. Поле формируют путем подачи электрического потенциала на поверхность электрода. При этом электрод выполнен в виде оболочки с гладкой поверхностью с радиусом кривизны не меньше нуля. Электрод установлен эквидистантно с зазором через диэлектрическую прокладку относительно заземленной обкладки конденсатора. Устройство для реализации способа содержит электрод. Электрод установлен с зазором относительно заземленной поверхности и соединен с источником электропитания. Электрод выполнен в виде оболочки с гладкой поверхностью. Радиус кривизны поверхности не менее нуля. Электрод установлен через диэлектрическую обкладку с зазором относительно дополнительной заземленной обкладки. Обеспечивается упрощение конструкции и снижение стоимости эксплуатационных затрат. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для изменения атмосферных условий, а более конкретно к метеорологическим ракетам для рассеивания в облаках аэрозоля, генерируемого при сгорании пиротехнической дымовой шашки, с целью искусственного вызывания осадков или предотвращения градобития. Ракета для активного воздействия на облака содержит головную часть с шашками пиротехнического заряда, разделенными газораспределительными решетками, сообщающимися с кольцевыми рядами дымовыводных отверстий в корпусе, закрытую обтекателем, наполненным насыпным металлическим материалом, и в котором размещены сдублированные лучевые капсюли-детонаторы, взаимодействующие с распределенными ленточными зарядами взрывчатого вещества механизма самоликвидации, а также двухсекционный твердотопливный реактивный двигатель, воспламенительный заряд которого через ресивер сообщается с центральной электрокапсюльной втулкой соплового блока, несущего аэродинамические лопасти. Новым является то, что суммарное проходное сечение дымовыводных отверстий головной части выбрано из условия (27-33)-кратной степени диафрагмирования активной поверхности шашек пиротехнического заряда головной части, генерирующей функциональный дым, а ресивер соплового блока оснащен графитовым вкладышем на торце. Предложенное техническое решение обеспечило надежное функционирование ракеты по распределению активного дыма непосредственно на месте его генерирования через выходные отверстия корпуса, обеспечив формирование заметной доли мелкодисперсной фракции целевого аэрозоля в форме газодинамических струй, стабилизирующих ракету при склонении на траектории полета в обрабатываемом облаке, и направлению части дымового потока к сопловому блоку, когда происходит агломерация частиц дисперсной фазы аэрозоля. 1 ил.
Наверх