CN102412507A

CN102412507A - 一种提前放电负离子避雷针

Info

Publication number: CN102412507A
Application number: CN2010102922528A
Authority: CN
Inventors: 吴兴杰; 陈志鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2012-04-11

Abstract

一种提前放电负离子避雷针，由针尖、支撑杆及连接螺纹、集热球、集热环、料斗、负离子剂、对流通道、固定环组成，在自然光的作用下，集热球与集热环采集大量热量，并分别将热传导至针尖以及料斗，在有温度和压力变化的情况下(即使微小的变化)即能引起负离子剂晶体之间的电势差，这种电势高达1000KV，从而使空气发生电离，被击中的电子附着在邻近的水和氧气分子中，并使这些水和氧气分子转化为空气负离子。

Description

一种提前放电负离子避雷针

技术领域

本发明涉及一种提前放电负离子避雷针，特别指的是一种能产生负离子团的提前放电负离子避雷针。

背景技术

雷电形成的先决条件有两点：其一是带电云团，其二是放电通道。当雷电云形成的时候，云层与地面会产生一个很大的电场，电场的强度随着云中电量的增加而越来越大，如果在云层和地面之间引一根导线，那么由于强电场的作用，出现强烈的放电现象，在此放电过程中，随着正、负电子的逐渐中和，电场强度也逐渐减弱，直到消失。但是在实际操作过程中，人们不可能通过这种方式使云中的电量减少，从而降低雷电风险。自然界存在的雷电，是以空气作为介质，在正常情况下，空气是不导电的，但由于空气中存在一定量的杂质和微量的游离离子成分，因此，当雷电云对地的电场大于空气的击穿临界值时，空气会被电场完全电离，形成一个雷电通道，即电子流，从而完成雷云放电。

从雷击形成的原因我们可以看出，是附着在空气中的游离离子形成了雷电的放电通道，那么空气中的游离离子的产生，主要取决于如下几个因素：

1、空气中浮游的粒子。由于人们在从事各种生产活动过程中，产生的微粒，这种微粒一般都带有导电性。例如调查显示，在一些空气污染比较严重的地区，雷击发生的机率远大于空气质量高的地区。因此空气中浮游粒子在空气中所占的比例越高，空气的导电性就越好。

2、空气中的水分含量。我们知道，纯净的水，是相对绝缘的，但是，在空气中的水汽，由于与浮游的粉尘相互结合，形成一些电离水粒子，增加了空气中水气的容量，提高空气的湿度，因此，增强了空气的导电性。

3、空气中自由电子的含量。空气中的各种粒子，在温度，湿度，以及粒子运动等复杂的因素影响下，会自然游离出一些自由电子，这些电子存在的时间很短，但在不断产生与消失过程中，空气在某一状态下，始终保护一定的游子电子，从而使空气的导电性提高。

为了保护人类生命和财产不受雷电的伤害，要让雷电按照人们的“意愿”，向着指定的地方发生，那么就必须提高该地方的空气导电性。从上述的雷电产生及放电的原原理分析，要增加某地方空气的导电性，则需增加上述三要素中的任意一种。假设增加自由电子和粒子，那么空气质量就会被降低，我们不可能牺牲空气质量来引雷；假设增加水汽，成本过大，这只能由天气自然进行调节，因此，如何增加空气中离子含量，就成了我们研究的方向。

发明内容：

为了解决以上技术中存在的问题，本发明作出了以下技术解决方案。

大量的国内外的文献研究表明，雷击往往是发生在一些深山，山坳，河边，湖边，每年，全球由于雷击引发的森林火灾就达数万起。通过对空气成分的大量研究分析，以及在大量的实验基础上，我们终于揭开了其中的秘密：在这些地方，由于水汽及温差、压力等的作用，空气被电解，产生大量的负离子，而正是这些负离子的存在，使空气的“导电性”大大增加，从而给雷电的放电创造了通道。

如图(1)，本发明由针尖1、支撑杆及连接螺纹2、集热球3、集热环4、料斗5、负离子剂6对流通道7、固定环8、散热孔9组成，针尖1为最高的部分，作为引雷装置，下面是集热球3与集热环4，在自然光的作用下，集热球3与集热环4采集大量热量，并分别将热传导至针尖1以及料斗5，固定环8是用来固定集热球3及集热环4的机械结构。在料斗5的内部放置一种特殊负离子材料，这种材料含Al、Na、Fe、Mg、Li的环状结构硅酸盐，化学式：NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH，F)4，这种材料具有热电性和压电性，因此在有温度和压力变化的情况下(即使微小的变化)即能引起成分晶体之间的电势差，这静电高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的电子附着在邻近的水和氧气分子中，并使这些水和氧气分子转化为空气负离子，在正常情况下，每秒钟释放的负离子浓度为3000-20000pcs/cm³，而当雷云经过时，由于气压以及电场作用的影响，可以达到30000pcs/cm³以上。

这种负离子被释放出来之后，由于电场的作用，会沿着电场反方向运动，由于避雷针内置的负离子材料，使负离子的数量源源不断地释放出来，因此很快就形成了良好的导电通道。而由于产生的负离子在野外环境中的寿命为2-30S(最长可达60S)，因此在周围200米左右的环境内，形成一个以负离子避雷针为中心，向周围逐渐减弱的″负离子气团″，因此与普通避雷针相比，保护范围大大加大。当负雷云形成时，如图(2-4)，避雷针周围的负离子被负雷云排斥，压向避雷针的下面，负离子进行反向对流，而避雷针内的正离子与负雷云进行放电中和，形成一个雷电放电通道；当正雷云形成时，如图(5-7)，避雷针周围的负离子向上迎合，负离子进行正向对流，与正雷云中的正离子进行放电中和，同样形成一个放电通道。

本发明的有益效果在于能使避雷针能产生大量的负离子，提前形成雷云放电通道，有效防止了自然界雷电的放电给人们的生命及财产所带来的巨大损失。

本发明阐述的只是一种负离子避雷针的实现方法，但本专利的保护范围，包括了此方法在内的所有激发离子的避雷针，比如通过电击，太阳能等方式制作的负离子避雷针，均在此保护范围内。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构图。

图2-4是本发明负雷云放电原理图。

图5-7是本发明正雷云放电原理图。

具体实施方式：

本发明由：针尖、支撑杆及连接螺纹、集热球、集热环、料斗、负离子剂、对流通道、固定环组成，针尖为最高的部分，作为引雷装置；集热球与集热环，在自然光的作用下，采集热量，并分别将热传导至针尖以及料斗，固定环是用来固定集热球及集热环的机械结构，在料斗内装负离子发生剂，在温差以及气压等综合的因素影响下，球状固体负离子剂产生很高的电子电压，并且电离空气，产生大量的负离子；由于负离子产生来源于电离空气，而负离子剂无损，因此不存在“用完”的情况；负离子通过对流通道，向避雷针的周围散发。使避雷针的周围，充满着这种“负离子”，负离子被释放出来之后，由于电场的作用，会沿着电场反方向运动，由于避雷针内置的负离子材料，使负离子的数量源源不断地释放出来，因此很快就形成了良好的导电通道。当负雷云形成时，如图(2-4)，避雷针周围的负离子被负雷云排斥，压向避雷针的下面，负离子进行反向对流，而避雷针内的正离子与负雷云进行放电中和，形成一个雷电放电通道；当正雷云形成时，如图(5-7)，避雷针周围的负离子向上迎合，负离子进行正向对流，与正雷云中的正离子进行放电中和，同样形成一个放电通道。

Claims

1.一种提前放电负离子避雷针，由针尖、支撑杆及连接螺纹、集热球、集热环、料斗、负离子剂、对流通道、固定环组成，其特征是在自然光的作用下，集热球与集热环采集大量热量，并分别将热传导至针尖以及料斗，在料斗5的内部放置一种特殊的具有具有热电性和压电性的负离子剂，在有温度和压力的作用下，即能引起负离子剂晶体之间的电势差。

2.由权利要求1所述的一种提前放电负离子避雷针，其特征是这种电势差高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的空气中的电子附着在邻近的水和氧气分子中，并使这些水和氧气分子转化为空气负离子。

3.由权利要求1所述的一种提前放电负离子避雷针，其特征是当负雷云形成时，如图(2-4)，避雷针周围的负离子被负雷云排斥，压向避雷针的下面，负离子进行反向对流，而避雷针内的正离子与负雷云进行放电中和，形成一个雷电放电通道；当正雷云形成时，如图(5-7)，避雷针周围的负离子向上迎合，负离子进行正向对流，与正雷云中的正离子进行放电中和，同样形成一个放电通道。