Устройство для рассеивания тумана


 


Владельцы патента RU 2523838:

Палей Алексей Алексеевич (RU)

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 области техники, предназначенной для рассеивания тумана на контролируемой территории (аэродромы, скоростные автодороги, открытые площадки для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), где необходимо выполнение требований по прозрачности атмосферы и обеспечению дальности видимости.

Известны способы рассеивания туманов, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ (реагентов).

В качестве реагентов предлагается использование таких веществ, как смесь из углеродов хлора (патент №2160900, опубликованный 06.06.1939 г.), йодистое серебро (патент №2527230, опубликованный 24.10.1950 г.), водный раствор хлористого кальция с загустителем (патент №2934275, опубликованный 26.04.1960 г.) и др. Доставка реагентов и их распространение в тумане или облачности осуществляется с самолетов (см., например, патент США №2815928, МПК A01G 15/00, опубликованный 10.12.1957 г.), с помощью ракет (см., например, авторское свидетельство СССР №576839, МПК A01G 15/00), снарядов (см., например, Российская Федерация, патент №2034444, МПК 6 A01G 15/00, опубликованный 10.05.1995 г.). Применение данных методов ограничивается переохлажденными туманами (туманами, образуемыми в условиях отрицательных температур окружающего воздуха). Теплые туманы являются устойчивыми и с помощью реагентов не рассеиваются.

Известны способы электрического воздействия на аэрозольное облако, основанные на доставке в аэрозольное облако коронирующих проводов, соединенных с источником высокого напряжения (см., например, авторское свидетельство СССР №71260, МПК A01G 15/00, опубликованное 31.07.1948 г., патент США №3456880, МПК A01G 15/00, опубликованный 22.07.1969 г.).

Основным недостатком описываемого способа и известных устройств является необходимость подъема коронирующих проводов на высоту расположения облака, что предопределяет большие затраты ресурсов и не всегда осуществимо по погодным условиям.

Известен способ, заключающийся в обдуве воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, коронирующих электродов, установленных у поверхности земли.

Технические решения, которые реализуют известный способ, - это способ вызывания дождя (см. авторское свидетельство СССР №29675, МПК A01G 15/00, опубликованное в 1948 г.), а также устройство для разрушения тумана (см. опубликованную заявку ФРГ №4005304, МПК Е01Н 13/00).

Описываемый способ способствует распространению ионизированного воздуха, т.е. электрически заряженных частиц вверх, ускоряя тем самым процесс выпадения осадков из облачности или осаждение тумана.

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).

Как следует из приведенных источников информации, определяющим фактором рассеивания тумана в известном способе является пространственный заряд, воздействующий на атмосферные образования.

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. 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.

Известное техническое решение обеспечивает сепарацию капель тумана из набегающего на защищаемый объект воздушного потока. Очищенный от капель тумана воздушный поток обладает хорошей оптической прозрачностью и обеспечивает необходимую дальность видимости. Сепарация капель тумана в известном техническом решении осуществляется в два этапа: на первом этапе в области горения коронного разряда производят электрическое заряжание капель тумана; на втором этапе электрически заряженные капли сепарируются на заземленной поверхности. Эффективность сепарации капель в известном техническом решении определяется устойчивостью горения коронного разряда, которая может быть обеспечена в условиях высокой точности зазора разрядного промежутка по всей площади устройства, что является сложной технологической задачей и требует значительных финансовых затрат.

Целью предлагаемого изобретения является снижение стоимости конструкции.

Для достижения заявленной цели в известном устройстве для рассеивания тумана, содержащем соединенный с источником электропитания электрод, электрод выполнен в виде коаксиального кабеля, центральная жила которого заземлена, а соединение электрода с источником электропитания осуществляется по внешней электропроводящей оболочке, отделенной от центральной жилы диэлектрической прокладкой.

Электрод, выполненный по предлагаемой конструкции, при подаче на внешнюю электропроводящую оболочку высокого напряжения позволяет накопить на его поверхности значительный электрический заряд и сформировать в прилегающем к его поверхности пространстве мощное неоднородное электрическое поле. В неоднородном электрическом поле капли воды будут перемещаться в направлении градиента напряженности электрического поля. Достигнув поверхности электрически заряженной электропроводящей оболочки, капли воды получат электрический заряд того же знака, что и электрод, и под действием электрического поля электрода полетят в противоположном направлении. Движение капель как к электроду (электрически нейтральных, поляризованных капель), так и от него (электрически заряженных капель) увеличивает вероятность столкновения капель, их коагуляцию и гравитационное выпадение. Предлагаемое техническое решение позволяет использовать специфические свойства капель воды (поляризация в электрическом поле) и обеспечивает их электрическое заряжание путем их непосредственного контакта с электрически заряженной поверхностью электрода.

На рис.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство включает в себя установленный на поверхности земли заземленный стержень 1, охваченный внешней электропроводящей оболочкой 2. Нижняя граница внешней электропроводящей оболочки 2 заканчивается на высоте h от поверхности земли. Пространство между внешней поверхностью заземленного стержня 1 и внешней электропроводящей оболочкой 2 заполнено диэлектриком 3. Внешняя электропроводящая оболочка 2 соединена с высоковольтным источником питания 4. В нижней части электропроводящей оболочки 2 может быть установлено устройство для сбора осажденной влаги 5 с отводящим устройством 6, выполненным из электроизоляционного материала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче от высоковольтного источника питания 4 на внешнюю электропроводящую оболочку 2 высокого напряжения на поверхности внешней электропроводящей оболочке накопится электрически заряд. Электрический заряд в окружающем его пространстве формирует неоднородное электрическое поле, значение которого пропорционально величине заряда и обратно пропорционально расстоянию от электрода. Электрическое поле индуцирует на поверхности капелек тумана электрический дипольный момент. Капли тумана вследствие индуцированного дипольного момента втягиваются неоднородным электрическим полем в сторону увеличения его градиента, т.е. к внешней электропроводящей оболочке 2. Как уже отмечалось выше, достигнув поверхности электрически заряженной электропроводящей оболочки, капли воды получат электрический заряд того же знака, что и электрод, и под действием электрического поля электрода полетят в противоположном направлении. Предлагаемая конструкция обеспечивает движение капель тумана относительно друг друга. Во-первых, обеспечивается встречное движение капель. Электрически нейтральные капли, на которых электрическим полем индуцируется дипольный момент, движутся к электроду. Электрически заряженные капли от контакта с электрически заряженной поверхностью электрода движутся от электрода к заземленной поверхности по силовым линиям электрического поля. Во-вторых, в тумане всегда присутствуют электрически заряженные капли обоих знаков (см., например, Шишкин Н.С. Облака и грозовое электричество. http://3.html?start=20), которые под действием электрического поля будут также двигаться в различных направлениях. В третьих, капли тумана полидисперсные. И каждая капля в зависимости от своих размеров будет двигаться с различной скоростью (как электрически нейтральные, так и электрически заряженные). Таким образом, предложенная конструкция устройства обеспечивает движение капель тумана относительно друг друга, что увеличивает вероятность их столкновения, коагуляции, укрупнения и при достижении определенных размеров гравитационное выпадение. Электрически заряженные капли осаждаются на заземленной поверхности. Установив предлагаемое устройство с наветренной стороны от защищаемого объекта, обеспечивается улавливание капель тумана и их отделение от движущегося воздушного потока. На защищаемую территорию будет двигаться воздушный поток, свободный от капель тумана. Очищенный от тумана воздушный поток вытеснит туман из контролируемой территории и обеспечит рассеивание тумана. При изменении направления движения ветра относительно защищаемой территории производят включение тех предварительно установленных устройств, которые находятся с наветренной стороны. Для подъема очищенного от тумана ветрового потока вверх, выше уровня расположения электрода, могут использоваться различного рода аэродинамические отражатели. См., например, описание устройства рассеивания тумана, представленное в заявке на предлагаемое изобретение №2013106180.

Для повышения размеров защищаемого от тумана территории предлагаемые устройства могут устанавливаться в ряд, поперечный направлению переносящего туман ветрового потока. Расстояние между устройствами Δ и форма ряда определяются исходя из конкретных условий возможности расположения предлагаемых устройств на местности и условия минимального значения градиента напряженности электрического поля между устройствами, необходимого для извлечения капель тумана из проходящего воздушного потока с заданной скоростью движения. При необходимости предлагаемое устройство может быть выполнено в виде отдельных проводов (типа коаксиального кабеля), подвешенных горизонтально поверхности земли с определенным зазором относительно друг друга на специальных опорах. Наиболее интенсивное движение капель, их укрупнение и выпадение предполагается в окрестности электрода. Падающие капли собираются в устройстве для сбора осажденной влаги 5 и через отводящее устройство 6 выводятся из системы, а очищенный от капель тумана воздух направляется в область, защищаемую от тумана.

Таким образом, предлагаемое техническое решение с помощью простого устройства позволяет обеспечить сепарацию капель тумана из проходящего воздушного потока и рассеять туман на контролируемой территории и достичь цели предлагаемого изобретения, снизить стоимость конструкции.

Устройство для рассеивания тумана, содержащее соединенный с источником электропитания электрод, отличающееся тем, что электрод выполнен в виде коаксиального кабеля, центральная жила которого заземлена, а соединение электрода с источником электропитания осуществляется по внешней электропроводящей оболочке, отделенной от центральной жилы диэлектрической прокладкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам изменения атмосферных условий над заданной территорией и предназначено для формирования дождевых облаков, преимущественно в период засух.

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.

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 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.

Изобретение относится к области воздействия на атмосферные явления, в частности к способам ослабления тропических циклонов. По предлагаемому способу на поверхности океана с аномально высокой температурой воды 26-28°C замеряют частоту колебаний теплоприхода, вызванного суммарным нагревом воды. Определяют внешние резонансные условия и засеивают ближайший к воде паровоздушный слой конденсированными частицами оптимального диаметра. Диаметр рассчитывают согласно формуле, используемой в ракетостроении для борьбы с вибрационным горением для гашения рассматриваемых колебаний по законам акустики. Также предлагается в зоне зарождения циклона с аномально высокой температурой поверхности океана размещать технические устройства, которые соединяют области воздуха над водой с разной температурой. Предлагается также в таких технических устройствах и природных условиях формировать регулярные волновые импульсы тепла сравнительно малой амплитуды. Технический результат заключается в исключении катастрофического воздействия тропических циклонов или значительном снижении уровня их интенсивности. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способам воздействия на метеорологические процессы, а именно к способам инициации грозовых разрядов в атмосфере при активных воздействиях на конвективные облака. Способ заключается в том, что на конвективные облака воздействуют потоком заряженных частиц. Поток заряженных частиц для инициирования электрического разряда облака создают пиротехническим путем в виде термоионизационного канала. Обеспечивается повышение эффективности инициации грозового разряда.
Наверх