RU2144760C1 - Method and electrode for ionizing atmospheric air - Google Patents
Method and electrode for ionizing atmospheric air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144760C1 RU2144760C1 RU96111130A RU96111130A RU2144760C1 RU 2144760 C1 RU2144760 C1 RU 2144760C1 RU 96111130 A RU96111130 A RU 96111130A RU 96111130 A RU96111130 A RU 96111130A RU 2144760 C1 RU2144760 C1 RU 2144760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- ions
- electrode
- spatial
- electric charge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано при проведении активных воздействий на атмосферные процессы, в экологии и других областях. The invention relates to meteorology and can be used when conducting active impacts on atmospheric processes, in ecology and other fields.
При проведении активных воздействий на атмосферные процессы электрическим способом ионизация атмосферного воздуха является необходимым условием для создания объемного заряда и формирования конвективных потоков [1, 2]. Она может осуществляться различными способами, например рентгеновским облучением или распылением радиоактивных порошков, однако наиболее распространенным, достаточно простым и экологически безвредным способом ионизации воздуха является насыщение его ионами, образующимися вследствие коронного разряда. Для получения коронного разряда, обеспечивающего диффузию ионов в объем воздушной массы, используется тонкий провод или заостренные штыри, на которые подают высоковольтный относительно земли электрический потенциал. Генерируемые такими электродами ионы, распространяются в воздухе, образуя объемный электрический заряд в виде шлейфа, поднимающегося вверх и ориентированного по ветру. When conducting active impacts on atmospheric processes by an electric method, ionization of atmospheric air is a necessary condition for creating a space charge and the formation of convective flows [1, 2]. It can be carried out in various ways, for example, by x-ray irradiation or by spraying radioactive powders, however, the most common, quite simple and environmentally friendly way of ionizing air is to saturate it with ions formed as a result of corona discharge. To obtain a corona discharge, which ensures diffusion of ions into the air mass, a thin wire or pointed pins are used, to which an electric potential high-voltage relative to earth is supplied. The ions generated by such electrodes propagate in air, forming a volume electric charge in the form of a loop rising up and oriented in the wind.
Этот способ описан в работе Б.Вoннегута и Г.Б.Мура [2] и взят за прототип изобретения как наиболее близкий по смыслу. This method is described in the work of B. Vonnegut and G.B. Moore [2] and is taken as a prototype of the invention as the closest in meaning.
Недостатком способа является невозможность достижения больших концентраций ионов в воздухе, т.е. получения объемного заряда большой плотности, т. к. генерируемые ионы рассредотoчиваются в воздухе под влиянием ветра и естественных электрических полей. The disadvantage of this method is the inability to achieve high concentrations of ions in air, i.e. receiving a space charge of high density, because the generated ions disperse in the air under the influence of wind and natural electric fields.
В целях усиления эффекта ионизации, выражающегося в увеличении продуктивности генерации ионов коронирующим проводом и в дополнительном образовании ионов за счет ускорения их движения, предлагается способ, который отличается от прототипа тем, что внутри объемного электрического заряда, образованного коронирующим проводом и имеющего первоначальную плотность 103 - 105 ед/см3, создают локальный объемный заряд того же знака, но имеющего меньшие геометрические размеры и большую плотность.In order to enhance the ionization effect, which is expressed in increasing the productivity of ion generation by the corona wire and in the additional formation of ions due to the acceleration of their movement, a method is proposed that differs from the prototype in that inside the volume electric charge formed by the corona wire and having an initial density of 10 3 - 10 5 units / cm 3 create a local space charge of the same sign, but having smaller geometric dimensions and greater density.
Электрическое поле локального "сильного" заряда воздействует на ионы, находящиеся в области "слабого" заряда, ускоряя их, что приводит к увеличению числа столкновений с нейтральными молекулами воздуха и как следствие к повышению степени ионизации. The electric field of the local “strong” charge acts on the ions in the region of the “weak” charge, accelerating them, which leads to an increase in the number of collisions with neutral air molecules and, as a result, to an increase in the degree of ionization.
Кроме того, электрическое поле "сильного" заряда ускоряет отток ионов от коронирующего провода, который быстро компенсируется вновь образовавшимися ионами, чем обеспечивается повышение продуктивности генерации ионов коронирующим проводом (фиг. 1). In addition, the electric field of the "strong" charge accelerates the outflow of ions from the corona wire, which is quickly compensated by the newly formed ions, thereby increasing the productivity of ion generation by the corona wire (Fig. 1).
Создание локального объемного заряда можно осуществить с помощью специального электрода, предлагаемоe устройство которого приводится ниже. The creation of a local space charge can be carried out using a special electrode, the proposed device of which is given below.
В качестве прототипа выбрано известное устройство [3], предназначенное для создания объемного заряда повышенной плотности, представляющее собой коронирующий провод, выполненный в виде плоской горизонтально расположенной сетки с ячеей 50 х 12,5 м, занимающей площадь 1 га. As a prototype, a well-known device [3] was selected, designed to create a space charge of increased density, which is a corona wire made in the form of a flat horizontal grid with a mesh of 50 x 12.5 m, covering an area of 1 ha.
Предлагаемое устройство представляет собой коронирующий электрод, выполненный в виде сетки, образующей поверхность объемного контура, имеющего форму шара, куба, конуса или какой-либо более сложной пространственной фигуры. The proposed device is a corona electrode made in the form of a grid forming the surface of a volume contour having the shape of a ball, cube, cone or some more complex spatial figure.
Вследствие коронного разряда, происходящего на проводе, из которого состоит сетка, образовавшиеся с внешней ее стороны ионы диффундируют в открытое воздушное пространство и рассредотoчиваются. Due to the corona discharge occurring on the wire of which the network consists, the ions formed from its outer side diffuse into the open air space and disperse.
Ионы, образовавшиеся на внутренней стороне сетки, диффундируют в полость электрода и состредотoчиваются там, так как выход за пределы контура заблокирован электрическим полем высокого напряжения, которое подано на электрод [4]. Ions formed on the inner side of the grid diffuse into the electrode cavity and concentrate there, since the out-of-loop circuit is blocked by a high-voltage electric field, which is applied to the electrode [4].
Концентрация ионов внутри полости электрода вследствиe этого будет возрастать, а вместе с ней будет увеличиваться объемный электрический заряд, обладающий собственным электрическим полем. As a result, the concentration of ions inside the electrode cavity will increase, and with it the volume electric charge, which has its own electric field, will increase.
Диффузия ионов в полость электрода прекратится только после того, как концентрация напряжения на поверхности коронирующего электрода будет сбaлансирована электрическим полем объемного заряда, образовавшегося в полости электрода. Таким образом, воздушное пространство, прилегающее к внешней поверхности электрода, ионизируется в меньшей степени, а ионы, находящиеся в нем, подвержены воздействию электрического поля объемного заряда, созданного внутри электрода. The diffusion of ions into the cavity of the electrode will stop only after the concentration of voltage on the surface of the corona electrode is balanced by the electric field of the space charge formed in the cavity of the electrode. Thus, the air space adjacent to the outer surface of the electrode is less ionized, and the ions in it are exposed to the electric field of the space charge created inside the electrode.
На фиг. 2 схематически представлено устройство электрода и дано изображение полости электрода в разрезе 1. In FIG. 2 schematically shows the arrangement of the electrode and gives an image of the cavity of the electrode in
Во избежаниe выноса ионов из полости электрода ветром предусмотрен защитный кожух 2, он же служит электрозащитой. Электрод изолирован от земли с помощью изолятора 3, с помощью высоковольтного источника 4 на электрод подается высокий относительно земли потенциал. In order to avoid the removal of ions from the electrode cavity by the wind, a
При коронном разряде количество генерируемых ионов зависит от диаметра провода и от величины подаваемого на него напряжения, поэтому степень ионизации внутри полости электрода зависит от его конструктивного исполнения и может оказаться недостаточной для создания локального заряда необходимой плотности. In a corona discharge, the number of generated ions depends on the diameter of the wire and on the magnitude of the voltage supplied to it; therefore, the degree of ionization inside the electrode cavity depends on its design and may not be sufficient to create a local charge of the required density.
Для увеличения плотности заряда и регулирования ее значением, т.е. для активного формирования локального объемного заряда, предлагается конструкция сетчатого электрода, содержащая внутри полости автономный источник ионов той же полярности, выполненный в виде набора коронирующих проводов или заостренных штырей 5, на которые подается высоковольтный потенциал от отдельного источника или от основного источника 4 через преобразователь (фиг. 3). To increase the charge density and control its value, i.e. for the active formation of a local space charge, a mesh electrode design is proposed that contains an autonomous ion source of the same polarity inside the cavity, made in the form of a set of corona wires or pointed pins 5, to which a high-voltage potential is supplied from a separate source or from the
Электрод может использоваться в стационарном и передвижном варианте, смонтированном на автомобиле. В зависимости от исполнения меняются габаритные размеры электрода. The electrode can be used in a stationary and mobile version mounted on a car. Depending on the design, the overall dimensions of the electrode change.
В стационарном варианте площадь основания составляет 1-1000 м2 а в передвижном - 0,3-3,0 м2.In the stationary version, the base area is 1-1000 m 2 and in the mobile one it is 0.3-3.0 m 2 .
Источники информации
1. Заявка Франции N 2250938 A 01 G 15/00, 1991.Sources of information
1. Application of France N 2250938 A 01 G 15/00, 1991.
2. Воннегут Б. , Мур Г.Б. Искусственное изменение атмосферного пространственного заряда. Журнал геофизических исследований. Т. 67. США: 1962, N 3. 2. Vonnegut B., Moore G.B. Artificial change in atmospheric space charge. Journal of Geophysical Research. T. 67. USA: 1962,
3. Патент РФ N 2060639. 3. RF patent N 2060639.
4. Сахаров Д.И., Блудов М.И. Физика.- М.: Физматгиз, 1960. 4. Sakharov D.I., Fornication M.I. Physics.- M.: Fizmatgiz, 1960.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111130A RU2144760C1 (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111130A RU2144760C1 (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96111130A RU96111130A (en) | 1998-10-27 |
RU2144760C1 true RU2144760C1 (en) | 2000-01-27 |
Family
ID=20181418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96111130A RU2144760C1 (en) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144760C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007143985A1 (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Werner Haunold | Method for the agglomeration and/or coagulation of aerosols |
RU2514409C2 (en) * | 2009-07-07 | 2014-04-27 | Дмитрий Николаевич Бодров | Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation |
RU2516223C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" (ФГБОУ ВПО МГУЛ) | Device of correction weather conditions |
RU2794966C1 (en) * | 2022-11-01 | 2023-04-26 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова" | Device for generating electric charges into atmosphere |
-
1996
- 1996-06-03 RU RU96111130A patent/RU2144760C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007143985A1 (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Werner Haunold | Method for the agglomeration and/or coagulation of aerosols |
RU2514409C2 (en) * | 2009-07-07 | 2014-04-27 | Дмитрий Николаевич Бодров | Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation |
RU2516223C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" (ФГБОУ ВПО МГУЛ) | Device of correction weather conditions |
RU2794966C1 (en) * | 2022-11-01 | 2023-04-26 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова" | Device for generating electric charges into atmosphere |
RU2807518C1 (en) * | 2023-04-21 | 2023-11-15 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова" | Device for generating unipolar electrical charges into the atmosphere |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3311108A (en) | Means for artificially producing and controlling electric power field strengths and freely suspended ions in the atmosphere | |
ES2745473T3 (en) | Plasma throttle with modulated thrust and space vehicle with it | |
Babaeva et al. | Development of nanosecond discharges in atmospheric pressure air: two competing mechanisms of precursor electrons production | |
Diels et al. | Lightning control with lasers | |
Marode et al. | 2D positive streamer modelling in NTP air under extreme pulse fronts. What about runaway electrons? | |
AU605437B2 (en) | Static electric discharge apparatus with active electrical circuit | |
GB1519726A (en) | Method of varying the diameter of a beam of charged particles | |
RU2144760C1 (en) | Method and electrode for ionizing atmospheric air | |
US4038583A (en) | Apparatus for the generation of negative or positive atmospheric ions | |
HUP0100180A1 (en) | Inertial electrostatic confinement (iec) fusion device with gate-valve pulsing | |
RU2090057C1 (en) | Atmospheric process control method and technical system, method for generating convection currents in atmosphere and ion generator | |
JP2946433B2 (en) | Ion beam control system | |
Surzhikov | Numerical simulating the two-dimensional structure of the Penning discharge using the modified drift-diffusion model | |
Martínez‐Sanchez et al. | Artificial auroral effects from a bare conducting tether | |
US6574086B2 (en) | Static eliminator employing DC-biased corona with extended structure | |
Bawagan | A stochastic model of gaseous dielectric breakdown | |
RU2118760C1 (en) | Aeroion source | |
US2985760A (en) | Compact neutron source | |
Martins et al. | van de Graaff generator | |
Bolin et al. | Particle simulations of ionospheric injection experiments: Comparison with CRIT II | |
Dobrowolny | Wave and particle phenomena induced by an electrodynamic tether | |
GB2189645A (en) | Plasma generator | |
Muldrew | Solid charged-core model of ball lightning | |
RU2212121C2 (en) | Method and device for accelerating and focusing charged particles by constant field | |
Trakhtengerts et al. | Actual problems of thundercloud electrodynamics |