RU2525333C1

RU2525333C1 - Device to disperse fog

Info

Publication number: RU2525333C1
Application number: RU2013106180/13A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Палей
Original assignee: Алексей Алексеевич Палей
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device comprises a grounded latticed structure. Corona electrodes are installed with a gap relative to the structure. Electrodes are connected to a high-voltage source of power supply. An aerodynamic reflector is installed at the opposite side relative to corona electrodes along the grounded latticed structure.

EFFECT: increased efficiency of device operation under conditions of wind flows.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, предназначенной для рассеивания тумана над различными объектами, к которым следует отнести аэродромы, скоростные автодороги, морские порты и т.п., а также на открытых площадках для проведения различных спортивных и прочих зрелищных мероприятий.The invention relates to the field of technology intended for dispersing fog over various objects, which include aerodromes, high-speed roads, seaports, etc., as well as in open areas for various sports and other entertainment events.

Наибольшее распространение получили способы рассеивания туманов, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ, реагентов. Несмотря на накопленный опыт практического использования реагентов, (см., например, Бибилашвили и др. "Руководство по организации и проведению противоградовых работ". -Л.:Гидрометеоиздат, 1981 г.), эти методы не работают в условиях теплых туманов (туманов, возникающих при положительных температурах воздуха). Кроме тог, в литературе отмечается, что 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. 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.The most common methods for dispersing fogs are based on the artificial condensation of water vapor by using special substances and reagents. Despite the experience gained in the practical use of reagents, (see, for example, Bibilashvili et al. “Guidelines for the organization and conduct of anti-hail works.” -L.: Gidrometeoizdat, 1981), these methods do not work in conditions of warm fog (fog, arising at positive air temperatures). In addition, in the literature it is noted that their constant use to one degree or another leads to environmental degradation and requires significant material resources due to the need for the production of reagents in large quantities, the manufacture and operation of reagent delivery vehicles in the area of fog dispersion. See, for example, US Patent No. 2,160,900, published 06/06/1939, US Patent 2,934,275, published April 26. 1960, US patent No. 2527230, published 10.24.1950

Для рассеивания теплых туманов над аэродромами в Англии 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.youtube.com/watch?v=gAIjxaJ2_Ag. Данный метод не нашел широкого применения из-за высокой стоимости эксплуатации. Требовалось несколько сотен тысяч литров горючего для обеспечения рассеивания тумана в час. Более дешевым является способ теплового рассеивания тумана, который помимо теплового воздействия на туман, использовал кинетическую энергию тепловой струи. См., например, патент США №2969920, опубликованный 31.01.1961 г., патент США №3712542, опубликованный 15.03.1971 г. Однако данный метод также требовал больших эксплуатационных затрат и не нашел своего практического применения.To disperse warm mists over airfields in England, a thermal method called FIDO was successfully used. Heat was generated during the burning of oil or fuel oil in burners installed on long pipelines along the runway. Heat flows provided dispersion of fog over the airfield. See, for example, http://www.youtube.com/watch?v=gAIjxaJ2_Ag. This method has not found wide application due to the high cost of operation. It took several hundred thousand liters of fuel to disperse the fog per hour. A cheaper method is the thermal dispersion of fog, which in addition to the thermal effect on the fog, used the kinetic energy of the heat jet. See, for example, US patent No. 2969920, published 01/31/1961, US patent No. 3712542, published 03/15/1971, However, this method also required high operating costs and did not find its practical application.

Надежды на рассеивания теплых туманов возлагаются на электрические методы 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.pdf,) представлены материалы исследований по созданию ионных генераторов. Однако практического применения ионных генераторов для рассеивания тумана в опубликованных источниках не представлено.Hopes for the dispersal of warm mists are vested in electrical methods for influencing fog. So, in US patent No. 4671805, published June 9, 1987, describes a method of dispersing fog using an ion cloud. NASA's 3481 report from 1981 (see http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19820008785_1982008785.pdf,) presents research on the creation of ion generators. However, the practical application of ion generators for dispersing fog is not presented in published sources.

Помимо использования ионного облака для рассеивания тумана, предлагаются способы рассеивания тумана, использующие также и кинетическую энергию возникающего при генерации коронного разряда ионного ветра. См., например, патент РФ №2124288 С1, кл. Е01Н 13/00, 19.12.1997 г., опубликованный 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.com/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.In addition to using an ion cloud to disperse fog, methods are also proposed for dispersing fog, which also use the kinetic energy of the ion wind generated during the generation of a corona discharge. See, for example, RF patent No. 2124288 C1, cl. Е01Н 13/00, December 19, 1997, published on January 10, 1999, bull. No. 1. The known device comprises wires connected to a current source with a small radius of curvature of the surface, mounted on the insulators of the supports parallel to the conductive grid mounted in a vertical plane passing through the axis of symmetry of the adjacent supports. Known technical solution successfully enough solves the problem of dispersion of the fog. See, for example, https://www.youtube.com/watch?v=3HnMTvwBOXk, https://www.youtube.com/watch?v=PGGkdaVStXs. The corona discharge generated by the corona wires creates an ionic wind, which is directed from the corona wires to a grounded grid. A cloud of fog passing through the corona discharge region receives an electric charge and is directed by an ionic wind, as well as by an external wind flow, to an earthed grid. Passing through the cells of the grounded grid, the electrically charged drops of fog are separated from the wind stream and the wind stream cleaned from fog is directed to the area of the space protected from fog.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому техническому решению является устройство рассеивания тумана, описанное в заявке на предлагаемое изобретение №2012155104. Известное устройство содержит установленную на раме заземленную электропроводную сетку, поверх которой вдоль всей ее поверхности с определенным шагом смонтированы электропроводные стержни, с зазором относительно которых смонтированы соединенные с высоковольтным источником питания коронирующие электроды. Известное устройство формирует свободную от тумана струю воздуха, которая обеспечивает вытеснение тумана из контролируемого пространства. Параметры струи, и, следовательно, область пространства, на которой обеспечивается вытеснение тумана, определяются из общих уравнений аэродинамики, описывающих движение свободной изотермической струи. См., например, Ю.А. Шепелев. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. Стройиздат, 1978, стр.32-67. Вместе с тем, известное устройство хорошо обеспечивает выполнение задачи по вытеснению тумана из контролируемой области лишь в условиях безветрия. Устанавливая известное устройство под углом к горизонту в условиях безветрия можно вытеснить туман на контролируемой территории на высотах, значительно превышающих размер устройства рассеивания тумана. При наличии же естественных ветровых потоков выходящая из известного устройства рассеивания тумана струя подвергается воздействию внешнего ветрового потока и прижимается к земле, высота подъема струи снижается, что не позволяет обеспечить рассеивания тумана на высоте. Даже путем ориентации известного устройства параллельно поверхности земли, направляя выходящий очищенный от тумана поток вертикально вверх, не удается высоко поднять струю, т.к. скорость струи значительно меньше скорости ветрового потока. Струя естественным ветровым потоком прижимается к земле. Свободная от тумана струя воздуха, формируемая известным устройством, создается энергией ионного ветра, скорость которого незначительна. Реально достижимые значения начальной скорости струи свободного от тумана воздуха, формируемого известным устройством, составляют значение порядка 1 м/сек. Скорость же ветрового потока в тумане может достигать значений порядка 5 м/сек. Высота подъема вертикально направленной струи, как известно, определяется отношением скорости струи к скорости ветрового потока. См., например, http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19800011422_1980011422.pdf, стр.31-35. Следовательно, в условиях ветрового потока известное устройство ограничено в возможностях рассеивания тумана на высоте. Данное обстоятельство вынуждает решать проблему рассеивания тумана на высоте путем увеличения габаритных устройств, что приводит к значительным финансовым затратам. Начальная высота коридора для посадки самолета по категории 1, например, составляет порядка 100 метров. Кроме того, при ориентации известного устройства горизонтально, собираемые на поверхности заземленной сетки и заземленных стержнях, капают вниз, попадают в разрядный промежуток и вызывают пробой разрядного промежутка, что снижает эффективность работы устройства. Таким образом, эффективность применения известного устройства в условиях ветровых потоков ограничена.The closest technical solution to the proposed technical solution is the fog dispersion device described in the application for the proposed invention No. 2012155104. The known device comprises a grounded electrically conductive grid mounted on the frame, on top of which along its entire surface electrically conductive rods are mounted with a certain step, with a gap relative to which the corona electrodes connected to the high-voltage power source are mounted. The known device forms a fog-free stream of air, which ensures the displacement of the fog from the controlled space. The parameters of the jet, and therefore the region of space on which the fog is displaced, are determined from the general aerodynamic equations describing the motion of a free isothermal jet. See, for example, Yu.A. Shepelev. Aerodynamics of air flows indoors. Stroyizdat, 1978, p. 32-67. At the same time, the known device well provides the task of displacing fog from a controlled area only in calm conditions. By installing the known device at an angle to the horizon in calm conditions, it is possible to displace fog in a controlled area at heights significantly exceeding the size of the fog dispersal device. In the presence of natural wind flows, the jet emerging from the known fog dispersion device is exposed to an external wind flow and is pressed to the ground, the height of the jet is reduced, which does not allow fog dispersion at a height. Even by orienting the known device parallel to the surface of the earth, directing the outgoing stream cleaned from fog vertically upward, it is not possible to raise the jet high, because the speed of the jet is much less than the speed of the wind flow. The stream is pressed against the ground by a natural wind stream. Free from fog, an air stream formed by a known device is created by the energy of an ionic wind, the speed of which is negligible. The realistically achievable values of the initial velocity of the jet of free air from fog generated by the known device are of the order of 1 m / s. The speed of the wind flow in the fog can reach values of the order of 5 m / s. The lift height of a vertically directed jet, as is known, is determined by the ratio of the jet velocity to the wind flow velocity. See, for example, http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19800011422_1980011422.pdf, pp. 31-35. Therefore, in conditions of wind flow, the known device is limited in the possibilities of dispersing fog at a height. This circumstance makes it necessary to solve the problem of dispersing fog at a height by increasing the overall size of the devices, which leads to significant financial costs. The initial height of the corridor for boarding an airplane in category 1, for example, is about 100 meters. In addition, when the known device is oriented horizontally, collected on the surface of the grounded grid and grounded rods, drip down, fall into the discharge gap and cause breakdown of the discharge gap, which reduces the efficiency of the device. Thus, the effectiveness of the use of the known device in conditions of wind flows is limited.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства в условиях ветровых потоков.The aim of the invention is to increase the efficiency of the device in conditions of wind flows.

Для достижения заявленной цели известное устройство для рассеивания тумана, содержащее заземленную решетчатую конструкцию, с зазором относительно которой установлены соединенные с высоковольтным источником питания коронирующие электроды, снабжено аэродинамическим отражателем, установленным вдоль заземленной решетчатой конструкции с противоположной относительно коронирующих электродов стороны;To achieve the stated goal, the known device for dispersing fog containing an earthed grating design, with a gap relative to which are installed the corona electrodes connected to the high-voltage power supply, is equipped with an aerodynamic reflector installed along the grounded grating design from the side opposite to the corona electrodes;

аэродинамический отражатель выполнен в виде цилиндрической поверхности, образующая которой параллельна заземленной решетчатой конструкции;the aerodynamic reflector is made in the form of a cylindrical surface, the generatrix of which is parallel to the grounded lattice structure;

направляющая цилиндрической поверхности аэродинамического отражателя выполнена по кривой линии, угол наклона которой к заземленной решетчатой конструкции уменьшается по мере удаления его образующей от заземленной решетчатой конструкции;the guide of the cylindrical surface of the aerodynamic reflector is made along a curved line, the angle of inclination of which to the grounded lattice structure decreases as its generatrix moves away from the grounded lattice structure;

аэродинамический отражатель установлен с возможностью регулирования длины и угла наклона его направляющей относительно заземленной конструкции;the aerodynamic reflector is installed with the ability to control the length and angle of inclination of its guide relative to the grounded structure;

аэродинамический отражатель выполнен в виде отдельных элементов с цилиндрической поверхностью, установленных с зазором относительно заземленной решетчатой конструкции, значение которого для каждого вышележащего элемента не превышает значения зазора нижележащего элемента.the aerodynamic reflector is made in the form of separate elements with a cylindrical surface mounted with a gap relative to the grounded lattice structure, the value of which for each overlying element does not exceed the value of the gap of the underlying element.

Предлагаемое техническое решение позволяет использовать энергию набегающего ветрового потока для увеличения скорости формируемой устройством рассеивания тумана свободной от тумана струи воздушного потока, что обеспечивает увеличение высоты подъема струи и, соответственно, высоты очищаемого от тумана пространства контролируемой области. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет направить струю рассеивания тумана вверх практически при вертикальном расположении заземленной конструкции. Собираемые на заземленной конструкции капли тумана за счет сил смачивания будут удерживаться на поверхности заземленной конструкции и под действием силы тяжести стекать по ее поверхности вниз, исключая отрыв капель и попадание капель в разрядный промежуток.The proposed technical solution allows you to use the energy of the incident wind flow to increase the speed generated by the device for dispersing the fog of a fog-free jet of air flow, which provides an increase in the height of the jet and, accordingly, the height of the area cleared from fog of the controlled area. In addition, the proposed device allows you to direct the stream of dispersion of the fog up almost with a vertical arrangement of the grounded structure. Fog droplets collected on a grounded structure due to wetting forces will be retained on the surface of the grounded structure and, under the action of gravity, flow down its surface, excluding droplet separation and dropping into the discharge gap.

На рис.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство включает установленную в корпусе 1 заземленную решетчатую конструкцию 2 с зазором Д, относительно которой электрически изолировано, например, на изоляторах 3 закреплены коронирующие электроды 4. Коронирующие электроды соединены с высоковольтным источником питания. На рис.1 высоковольтный источник питания не показан. Заземленная решетчатая конструкция 2 может быть выполнена либо в виде обычной строительной конструкции, состоящей из прямолинейных стержней, скрепленных с зазором друг относительно друга посредством узловых соединений, либо в виде обычной сетки, либо в виде решетчатого настила (см., например, http://www.zaosolid.ru/catalog/1/) и пр. Основное требование к конструкции - это обеспечение беспрепятственного прохождения через нее воздушного потока и наличие в конструкции различных электропроводных элементов, разделяющих воздушный поток на отдельные струи, максимально приближающих электрически заряженные капли к ее заземленной поверхности, в том числе и путем искривления и удлинения линии тока. Размер ячеек сетки, количество ее слоев либо размер поперечного сечения стержней, их форма, зазор между стержнями, количество рядов стержней, их расположение друг относительно друга в конструкции выбираются на стадии проектирования, исходя из требований создания максимально благоприятных условий устойчивой сепарации на ее заземленной поверхности электрически заряженных капель тумана при различной скорости набегающего ветрового потока. Коронирующие электроды 4 могут быть выполнены из тонкой проволоки (диаметром порядка 0,1-0,8 мм), либо в виде специальных устройств, конструкции которых достаточно полно описаны в литературе по электрофильтрам. См., например, Г.М.А. Алиев, А.Е. Гоник. Электрооборудование и режимы питания электрофильтров. -М.: Энергия, 1971, стр.42-44. Вдоль заземленной решетчатой конструкции 2 с противоположной относительно коронирующих электродов 4 стороны установлен аэродинамический отражатель 5. Аэродинамический отражатель 5 может быть выполнен в виде вставляемых друг в друга отдельных сегментов, как показано на рис.1, либо виде сплошной оболочки (не показано). Для уменьшения массы конструкции аэродинамический отражатель 5 может быть выполнен в виде отдельных лопаток 6, закрепленных на каркасе 7, установленном под углом к заземленной решетчатой конструкции 2 с противоположной от коронирующих электродов 4 стороны, как показано на рис.2. (Нумерация позиций рис.1 и рис.2 совмещена.) При этом расстояние от каркаса 7 до заземленной решетчатой конструкции 2, 8, в верхней ее части минимально и увеличивается к низу. Поверхность аэродинамического отражателя выполнена в виде цилиндрической поверхности, образующая которой параллельна заземленной решетчатой конструкции 2. При этом направляющая цилиндрической поверхности аэродинамического отражателя во всех вариантах его применения выполнена по кривой линии, угол наклона которой к заземленной решетчатой конструкции α уменьшается по мере удаления его образующей от заземленной решетчатой конструкции 2. В варианте аэродинамического отражателя в форме лопаток, ширина лопаток b, расстояние между лопатками h выбираются из условия, что низшая точка вышележащей лопатки установлена не выше высшей точки нижележащей лопатки, т.е. лопатки 6 устанавливаются на каркасе 7 с перекрытием по высоте. Аэродинамический отражатель 5 установлен с возможностью регулирования длины и угла наклона его направляющей относительно заземленной конструкции. Для изменения длины направляющей аэродинамический отражатель может быть снабжен приводами перемещения сегментов отражателя друг относительно друга (не показаны). Крепление аэродинамического отражателя может быть осуществлено на поворотной оси 8, закрепленной на заземленной решетчатой конструкции 2. Аэродинамические лопатки 6 могут быть также установлены на каркасе 7 на поворотный осях 9 с механизмами их поворота относительно оси 9 (на рис.2 не показаны).Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed device. The device includes a grounded lattice structure 2 installed in the housing 1 with a gap D, relative to which it is electrically isolated, for example, corona electrodes 4 are fixed on insulators 3. Corona electrodes are connected to a high-voltage power source. In Fig. 1, a high voltage power supply is not shown. The grounded lattice structure 2 can be made either in the form of a conventional building structure, consisting of rectilinear rods fastened with a gap relative to each other by means of nodal connections, either in the form of a regular grid or in the form of a grating (see, for example, http: // www.zaosolid.ru/catalog/1/), etc. The main design requirement is to ensure unhindered passage of air flow through it and the presence in the structure of various electrically conductive elements that separate the air flow into separate jets, m maximally bringing electrically charged drops closer to its grounded surface, including by curving and lengthening the streamline. The size of the mesh cells, the number of its layers or the cross-sectional size of the rods, their shape, the gap between the rods, the number of rows of rods, their location relative to each other in the structure are selected at the design stage based on the requirements for creating the most favorable conditions for stable separation on its grounded surface electrically charged drops of fog at different speeds of the incident wind flow. The corona electrodes 4 can be made of thin wire (with a diameter of the order of 0.1-0.8 mm), or in the form of special devices, the designs of which are quite fully described in the literature on electrostatic precipitators. See, for example, G.M.A. Aliev, A.E. Gonik. Electrical equipment and power modes of electrostatic precipitators. -M.: Energy, 1971, pp. 42-44. An aerodynamic reflector 5 is installed along the grounded lattice structure 2 from the opposite side relative to the corona electrodes 4. The aerodynamic reflector 5 can be made as separate segments inserted into each other, as shown in Fig. 1, or as a continuous shell (not shown). To reduce the mass of the structure, the aerodynamic reflector 5 can be made in the form of individual blades 6 mounted on a frame 7 mounted at an angle to the grounded lattice structure 2 from the side opposite from the corona electrodes 4, as shown in Fig. 2. (The numbering of the positions of Fig. 1 and Fig. 2 is combined.) In this case, the distance from the frame 7 to the grounded lattice structure 2, 8, in its upper part, is minimal and increases towards the bottom. The surface of the aerodynamic reflector is made in the form of a cylindrical surface, the forming of which is parallel to the grounded lattice structure 2. In this case, the guide to the cylindrical surface of the aerodynamic reflector in all variants of its application is made along a curved line, the angle of inclination of which to the grounded lattice structure α decreases as its generatrix moves away from the grounded lattice structure 2. In the embodiment of the aerodynamic reflector in the form of blades, the width of the blades b, the distance between the blades h s are chosen from the condition that the lowest point of the overlying blade installed not higher than the highest point of the underlying blade, i.e., the blades 6 are mounted on the frame 7 with overlapping height. Aerodynamic reflector 5 is installed with the ability to control the length and angle of inclination of its guide relative to the grounded structure. To change the length of the guide, the aerodynamic reflector can be equipped with drives for moving the reflector segments relative to each other (not shown). The aerodynamic reflector can be mounted on the rotary axis 8, mounted on a grounded lattice structure 2. Aerodynamic blades 6 can also be mounted on the frame 7 on the rotary axes 9 with their rotation mechanisms relative to axis 9 (not shown in Fig. 2).

Работу по защите от тумана предваряют исследованиями линий тока ветровых потоков в окрестности контролируемой территории в периоды формирования тумана. Устройства рассеивания тумана устанавливают с наветренной стороны. Количество устройств рассеивания тумана и их размещение на контролируемой территории выбирают исходя из анализа сценарных расчетов движения на контролируемой территории линий тока выходящих из предлагаемого устройства вытесняющих туман струй. Исходными данными для сценарных расчетов являются параметры устройства рассеивания тумана (габаритные размеры, скорости ионного ветра, ограничения по возможностям регулирования аэродинамического отражателя), орография контролируемой территории, направление и скорости ветровых потоков. Предлагаемое устройство ориентируют коронирующими электродами на наветренную сторону.The work to protect against fog is preceded by studies of streamlines of wind flows in the vicinity of the controlled territory during periods of fog formation. Mist dispersion devices are installed on the windward side. The number of fog dispersion devices and their placement in a controlled area is selected based on an analysis of scenario calculations of the movement of flow lines in a controlled area outgoing from the proposed device displacing fog jets. The initial data for scenario calculations are the parameters of the fog dispersal device (overall dimensions, ion wind speeds, restrictions on the possibilities of regulating the aerodynamic reflector), orography of the controlled area, direction and speed of wind flows. The proposed device is oriented by the corona electrodes on the windward side.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При подаче высокого напряжения на коронирующие электроды 4 между коронирующими электродами 4 и заземленной решетчатой конструкцией 2 формируется мощное электрическое поле и зажигается коронный разряд. Параметры высоковольтного источника питания выбирают исходя из условий обеспечения устойчивого коронного разряда, на основании известных рекомендаций, нашедших широкое применение в электрофильтрах. См., например, Г.М.А. Алиев, А.Е. Гоник. Электрооборудование и режимы питания электрофильтров. -М.:Энергия, 1971. Стр.95-173. При генерации коронного разряда формируется ионный ветер от коронирующего электрода 4 к заземленной решетчатой конструкции 2. Как показали эксперименты, проведенные с участием автора, устойчивое значение ионного ветра составляло примерно 0,7- 1 м/сек. Ионный ветровой поток складывается с естественным натекающим ветровым потоком и вместе с каплями тумана попадает в разрядный промежуток, где капли тумана приобретают электрический заряд. При прохождении воздушного потока, сформированного ионным ветром и естественным натекающим ветровым потоком, мимо заземленных электропроводных элементов заземленной решетчатой конструкции, электрически заряженные капли электрическим полем осаждаются на их заземленных поверхностях и сепарируются от ветрового потока. Очищенный от капель сформированный воздушный поток выходит из заземленной решетчатой конструкции 2, попадает на аэродинамический отражатель 5, отражаясь от поверхности которого выходит наружу в естественную атмосферу в виде струи. Сформированная предлагаемым устройством очищенная от тумана струя воздушного потока, имеющая скорость (W+ΔW), под воздействием внешнего естественного натекающего ветрового потока, имеющего скорость W, трансформируется в результирующую струю, ограниченную линиями тока А-В (см. рис.1). При ориентации аэродинамического отражателя 5 в положение, обеспечивающее направление выходящей из предлагаемого устройства струи вертикально вверх, границы линий тока результирующей струи будут описываться уравнениями, представленными на рис.1. При других положениях аэродинамического отражателя, либо всего устройства, когда выходящая из него струя будет ориентирована под углом к натекающему внешнему естественному ветровому потоку, границы струи определяются исходя из общих уравнений взаимодействия струй, достаточно полно описанных в специальной литературе по прикладной аэродинамике. См., например, Г.Н. Абрамович. Прикладная газовая динамика. Часть 1. Издание пятое. Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1991 г.; И.А. Шепелев. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. -М.: Строиздат.1978. Очищенная от тумана результирующая струя направляется в защищаемую область и вытесняет из нее туман. Учитывая, что скорость выходящего из предлагаемого устройства превышает значение скорости набегающего ветрового потока, размывание струи происходит не столь интенсивно, как в известном устройстве. На рис.1 представлены параметры струи из условия установки аэродинамического отражателя 5 в положение, ориентирующее выходную струю вертикально вверх. Для данного случая на рис.1 представлены зависимости, определяющие параметры струи. Как видно из представленных на рис.1 расчетных зависимостей, высота струи в значительной степени определяется скоростью выходящего из устройства потока. В известном устройстве скорость выходящей струи ровна скорости ионного потока (ΔW). В предлагаемом устройстве скорость выходящего потока значительно выше и ровна (W+ΔW). Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается увеличение высоты подъема струи вытесняемого туман воздушного потока, расширение объема защищаемого пространства и, как следствие, повышение эффективности работы устройства в условиях ветровых потоков. Кроме того, в предлагаемом устройстве заземленная решетчатая конструкция устанавливается вертикально, сепарированные капли за счет сил смачивания удерживаются на поверхности заземленной решетчатой конструкция и по мере их укрупнения стекают по ней вниз, исключая срыв капель и попадание их в разрядный промежуток.When applying high voltage to the corona electrodes 4 between the corona electrodes 4 and the grounded lattice structure 2, a powerful electric field is formed and the corona discharge is ignited. The parameters of the high-voltage power source are selected based on the conditions for ensuring a stable corona discharge, based on well-known recommendations that are widely used in electrostatic precipitators. See, for example, G.M.A. Aliev, A.E. Gonik. Electrical equipment and power modes of electrostatic precipitators. -M.: Energy, 1971. Pages 95-173. When generating a corona discharge, an ionic wind is formed from the corona electrode 4 to the grounded lattice structure 2. As shown by experiments conducted with the participation of the author, the stable value of the ionic wind was approximately 0.7-1 m / s. The ionic wind stream is added to the natural flowing wind stream and, together with drops of fog, falls into the discharge gap, where the drops of fog acquire an electric charge. When an air stream formed by an ionic wind and a natural flowing wind flow passes past grounded electrically conductive elements of an grounded lattice structure, electrically charged drops are deposited by an electric field on their grounded surfaces and are separated from the wind flow. The formed air stream cleared of droplets leaves the grounded lattice structure 2, enters the aerodynamic reflector 5, reflected from the surface of which exits into the natural atmosphere in the form of a jet. Formed by the proposed device, a stream of air stream cleaned from fog, having a speed (W + ΔW), under the influence of an external natural flowing wind stream having a speed W, is transformed into a resulting stream limited by A-B streamlines (see Fig. 1). When the aerodynamic reflector 5 is oriented to a position that ensures the direction of the jet emerging from the proposed device vertically upward, the boundaries of the streamlines of the resulting jet will be described by the equations shown in Fig. 1. At other positions of the aerodynamic reflector, or the entire device, when the jet emerging from it is oriented at an angle to the flowing external natural wind flow, the jet boundaries are determined based on the general equations of interaction of the jets, which are quite fully described in the specialized literature on applied aerodynamics. See, for example, G.N. Abramovich. Applied gas dynamics. Part 1. The fifth edition. Publishing House "Science". The main edition of the physical and mathematical literature. 1991; I.A. Shepelev. Aerodynamics of air flows indoors. -M.: Stroizdat. 1978. The resulting stream cleared of fog is directed to the protected area and displaces fog from it. Given that the speed exiting from the proposed device exceeds the value of the speed of the incident wind flow, the erosion of the jet is not as intense as in the known device. Figure 1 shows the jet parameters from the installation condition of the aerodynamic reflector 5 to the position orienting the output jet vertically upward. For this case, Fig. 1 shows the dependences that determine the parameters of the jet. As can be seen from the calculated dependences shown in Fig. 1, the height of the jet is largely determined by the speed of the stream leaving the device. In the known device, the velocity of the outgoing stream is equal to the velocity of the ion flux (ΔW). In the proposed device, the speed of the outgoing stream is much higher and smooth (W + ΔW). Thus, in the proposed device provides an increase in the height of the jet displaced by the fog of the air flow, the expansion of the volume of the protected space and, as a result, increase the efficiency of the device in conditions of wind flows. In addition, in the proposed device, the grounded lattice structure is installed vertically, the separated droplets due to wetting forces are held on the surface of the grounded lattice structure and, as they are enlarged, flow down it, eliminating droplet dropping and falling into the discharge gap.

Складывая друг в друга сегменты аэродинамического отражателя 5, либо поворачивая аэродинамический отражатель 5 относительно заземленной решетчатой конструкции 2 в оси 8, либо изменяя положение всего устройства, можно обеспечить ориентацию выходящей струи в любом наперед заданном направлении, и обеспечить вытеснение тумана из контролируемой области. Капли тумана собираются на поверхностях заземленных электропроводных элементов заземленной решетчатой конструкции 2 и под действием собственного веса стекают вниз. При необходимости сепарируемая влага может собираться в специальных резервуарах (на рис.1 не показаны).By folding into each other the segments of the aerodynamic reflector 5, or by rotating the aerodynamic reflector 5 relative to the grounded lattice structure 2 in the axis 8, or by changing the position of the entire device, it is possible to ensure the orientation of the outgoing jet in any direction given in advance, and to ensure the fog is displaced from the controlled area. Drops of fog are collected on the surfaces of the grounded electrically conductive elements of the grounded lattice structure 2 and flow down under the action of their own weight. If necessary, the separated moisture can be collected in special tanks (not shown in Fig. 1).

При необходимости расширения области защищаемого от тумана пространства по высоте при ограниченных возможностях увеличения размеров конструкции, предлагаемые устройства могут монтироваться по вертикали одно над другим, соответственно со сдвигом по горизонтали по направлению ветра на величину габаритных размеров аэродинамического отражателя.If it is necessary to expand the area of space protected from fog in height with limited possibilities of increasing the size of the structure, the proposed devices can be mounted vertically one above the other, respectively, with a horizontal shift in the direction of the wind by the size of the overall dimensions of the aerodynamic reflector.

При выполнении аэродинамического обтекателя в форме лопаток работа предлагаемого устройства осуществляется аналогичным образом. Регулирование направлением выходящего, очищенного от тумана, воздушным потоком осуществляют поворотом лопаток 6 в оси 8, либо изменением угла наклона каркаса 7 к заземленной решетчатой конструкции 2, либо изменением положения всего устройства. Форму аэродинамического отражателя, либо форму аэродинамических лопаток, значение их параметров и пр. выбирают на стадии проектирования, исходя из общих законов аэродинамики и конструктивных ограничений конкретной конструкции устройства рассеивания тумана.When performing an aerodynamic fairing in the form of blades, the operation of the proposed device is carried out in a similar way. The direction of the outlet, cleaned from fog, by the air flow is controlled by turning the blades 6 in the axis 8, or by changing the angle of inclination of the frame 7 to the grounded lattice structure 2, or by changing the position of the entire device. The shape of the aerodynamic reflector, or the shape of the aerodynamic blades, the value of their parameters, etc., are selected at the design stage, based on the general laws of aerodynamics and the structural limitations of the particular design of the fog dispersion device.

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.Thus, the proposed solution, thanks to new features in combination with the known ones, makes it possible to form a stable corona discharge over the entire area of the device, increase the efficiency of fog dispersion and achieve the goal of the invention.

Claims

1. A device for dispersing fog, containing a grounded grating structure, with a gap relative to which are installed corona electrodes connected to a high-voltage power source, characterized in that it is equipped with an aerodynamic reflector installed along the grounded grating structure on the opposite side to the corona electrodes.

2. The device according to claim 1, characterized in that the aerodynamic reflector is made in the form of a cylindrical surface, the generatrix of which is parallel to the grounded lattice structure.

3. The device according to claim 1, characterized in that the guide of the cylindrical surface of the aerodynamic reflector is made along a curved line, the angle of inclination of which to the grounded lattice structure decreases as its generatrix moves away from the grounded lattice structure.

4. The device according to claim 1, characterized in that the aerodynamic reflector is installed with the ability to control the length and angle of inclination of its guide relative to the grounded structure.

5. The device according to claim 1, characterized in that the aerodynamic reflector is made in the form of separate elements with a cylindrical surface installed with a gap relative to the grounded lattice structure, the value of which for each overlying element does not exceed the value of the gap of the underlying element.