RU2807518C1 - Device for generating unipolar electrical charges into the atmosphere - Google Patents
Device for generating unipolar electrical charges into the atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807518C1 RU2807518C1 RU2023110226A RU2023110226A RU2807518C1 RU 2807518 C1 RU2807518 C1 RU 2807518C1 RU 2023110226 A RU2023110226 A RU 2023110226A RU 2023110226 A RU2023110226 A RU 2023110226A RU 2807518 C1 RU2807518 C1 RU 2807518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical shell
- atmosphere
- shell
- grounded cylindrical
- thin
- Prior art date
Links
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники, предназначенной для электрического воздействия на атмосферу с целью модификации погодных условий на контролируемой территории (аэродромы, скоростные автодороги, сельскохозяйственные угодья и пр.). The invention relates to the field of technology intended for electrical influence on the atmosphere in order to modify weather conditions in a controlled area (airfields, highways, agricultural land, etc.).
Известен способ генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли, к источнику высокого напряжения, (см. Л.Г. Качурин " Физические основы воздействия на атмосферные образования", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1978 г. стр. 287-293). Для реализации данного способа необходимо, чтобы в атмосфере сложились благоприятные условия, определяющие направленное движение естественных воздушных потоков от коронирующих проводов вверх по направлению нахождения облака предполагаемого воздействия. Необходимо обеспечить расположение коронирующих проводов на поверхности земли относительно предполагаемой области воздействия таким образом, чтобы естественные ветровые потоки выносили электрические заряды из области генерации коронного разряда и доставляли их непосредственно в облако.There is a known method for generating electric charges into the atmosphere by connecting corona wires, fixed through insulators on supports near the surface of the earth, to a high voltage source (see L.G. Kachurin “Physical basis of the influence on atmospheric formations”, Gidrometeoizdat, Leningrad, 1978. pp. 287-293). To implement this method, it is necessary that favorable conditions arise in the atmosphere that determine the directional movement of natural air flows from the corona wires upward in the direction of the location of the cloud of the expected impact. It is necessary to ensure that the corona wires are located on the surface of the earth relative to the intended area of influence in such a way that natural wind flows carry electrical charges away from the area where the corona discharge is generated and deliver them directly to the cloud.
В авторском свидетельстве СССР №71260, МПК A01G 15/00, опубликованном 31.07.1948 г., описан способ генерации электрических зарядов, который предусматривает доставку коронирующих проводов непосредственно в облако. Однако, реализация такого способа требует значительных материальных затрат, связанных с подъемом в облако предполагаемого воздействия системы генерации коронного разряда. Кроме того, вследствие того, что интенсивность выноса генерируемых зарядов в атмосферу, как и в выше описанном источнике информации, в значительной степени определяется естественными природными условиями, скоростью воздушного потока, проходящего через область коронного разряда, повысить эффективность известного способа техническими средствами практически невозможно.The USSR author's certificate No. 71260, IPC A01G 15/00, published on July 31, 1948, describes a method for generating electrical charges, which involves delivering corona wires directly to the cloud. However, the implementation of this method requires significant material costs associated with lifting the expected impact of the corona discharge generation system into the cloud. In addition, due to the fact that the intensity of the removal of generated charges into the atmosphere, as in the source of information described above, is largely determined by natural conditions and the speed of the air flow passing through the corona discharge area, it is almost impossible to increase the efficiency of the known method by technical means.
Известен способ, заключающийся в обдуве воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, коронирующих электродов, установленных у поверхности земли. Описываемый способ и устройство способствует выносу ионизированного воздуха, т.е. электрически заряженных частиц вверх, ускоряя тем самым процесс выпадения осадков из облачности или осаждение тумана. Техническое решение, которое реализуют известный способ - это способ вызывания дождя (см. авторское свидетельство СССР №29675, МПК A01G 15/00, опубликованное в 1948 г.).A known method consists of blowing an air flow generated using technical means over corona electrodes installed near the surface of the earth. The described method and device promotes the removal of ionized air, i.e. electrically charged particles upward, thereby accelerating the process of precipitation from clouds or fog deposition. The technical solution that is implemented by the known method is a method of causing rain (see USSR copyright certificate No. 29675, IPC A01G 15/00, published in 1948).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство генерации электрического заряда в атмосферу, описание которого изложено в патенте РФ №2763511 МПК 6 A01G 15/00. Известное устройство содержит систему генерации коронного разряда, включающую электрически соединенный с высоковольтным источником питания коронирующий электрод, установленный с зазором относительно осадительного электрода. Осадительный электрод выполнен в виде окружающей коронирующий электрод цилиндрической полости, торцевые поверхности которой открыты для прохождения воздушного потока. Нагнетание воздушного потока для прохождения его через цилиндрическую полость осадительного электрода, внутри которой генерируется униполярный коронный разряд, осуществляется путем установки известного устройства генерации электрического заряда в атмосферу на беспилотный летательный аппарат, вдоль его оси, в области прохождения струи его тягового винта. В известном устройстве по всей поверхности коронирующего электрода формируют неоднородное электрическое поле, интенсивность которого обеспечивает зажигание коронного разряда. Коронный разряд генерирует заполняющие цилиндрическую полость осадительного электрода униполярные ионы, значительная часть которых в процессе своего движения к осадительному электроду осаждаются на окружающих их аэрозолям. Электрически заряженные аэрозоли имеют очень малую подвижность, не успевают достичь поверхности осадительного электрода и набегающим воздушным потоком от движения беспилотного летательного аппарата и воздушным потоком его воздушного винта выносятся в атмосферу. Успешно решается задача генерации электрического заряда в атмосферу. Вместе с тем, в известном устройстве на все, генерируемые коронным разрядом ионы осаждаются на аэрозолях. Значительная их часть вследствие высокой их электрической подвижности достигают поверхности осадительного электрода, безвозвратно теряются, замыкая высоковольтную электрическую цепь, и не участвуют в процессе выноса электрического заряда в атмосферу. Снижается эффективность генерации электрических зарядов.The closest technical solution to the proposed one is a device for generating an electric charge into the atmosphere, the description of which is set out in RF patent No. 2763511 IPC 6 A01G 15/00. The known device contains a system for generating a corona discharge, including a corona electrode electrically connected to a high-voltage power source and installed with a gap relative to the collecting electrode. The collecting electrode is made in the form of a cylindrical cavity surrounding the discharge electrode, the end surfaces of which are open for the passage of air flow. Injection of an air flow to pass it through the cylindrical cavity of the precipitation electrode, inside which a unipolar corona discharge is generated, is carried out by installing a known device for generating an electric charge into the atmosphere on an unmanned aerial vehicle, along its axis, in the area of passage of the jet of its traction screw. In the known device, a non-uniform electric field is formed over the entire surface of the corona electrode, the intensity of which ensures the ignition of the corona discharge. The corona discharge generates unipolar ions filling the cylindrical cavity of the collecting electrode, a significant part of which, during their movement towards the collecting electrode, are deposited on the surrounding aerosols. Electrically charged aerosols have very low mobility, do not have time to reach the surface of the precipitation electrode and are carried into the atmosphere by the incoming air flow from the movement of the unmanned aerial vehicle and the air flow of its propeller. The problem of generating an electric charge into the atmosphere is successfully solved. At the same time, in the known device, all ions generated by the corona discharge are deposited on aerosols. A significant part of them, due to their high electrical mobility, reach the surface of the collecting electrode, are irretrievably lost, closing the high-voltage electrical circuit, and do not participate in the process of removal of the electrical charge into the atmosphere. The efficiency of generating electrical charges decreases.
Целью изобретения является повышение эффективности генерации униполярных электрических зарядов в атмосферу.The purpose of the invention is to increase the efficiency of generating unipolar electrical charges into the atmosphere.
Для повышения поставленной цели изобретения известное устройство генерации электрических зарядов в атмосферу, содержащее установленный в воздушном канале вентилятор и соединенную с воздушным каналом заземленную цилиндрическую обечайку, электрически соединенную с контуром заземления высоковольтного источника питания, высоковольтная клемма которого электрически соединена с электрически изолированно установленным вдоль оси заземленной цилиндрической обечайки коронирующим электродом, снабжено тонкостенной оболочкой, выполненной из диэлектрического материала и установленной в пространстве между поверхностью заземленной цилиндрической обечайки и коронирующим электродом с зазором относительно заземленной цилиндрической обечайки.To enhance the stated purpose of the invention, a known device for generating electric charges into the atmosphere, containing a fan installed in the air duct and a grounded cylindrical shell connected to the air duct, electrically connected to the grounding circuit of a high-voltage power source, the high-voltage terminal of which is electrically connected to an electrically insulated shell installed along the axis of the grounded cylindrical shell with a discharge electrode, equipped with a thin-walled shell made of dielectric material and installed in the space between the surface of the grounded cylindrical shell and the discharge electrode with a gap relative to the grounded cylindrical shell.
Технический результат достигается за счет того, что область воздушного пространства вокруг коронирующего электрода с помощью тонкостенной оболочки, выполненной из диэлектрического материала, электрически изолируется от заземленной цилиндрической обечайки. Тонкостенная оболочка, выполненная из диэлектрического материала, перекрывает путь продвижения ионов к заземленной цилиндрической обечайке и снижает вероятность их безвозвратного выхода из области проходящего воздушного потока в контур заземления высоковольтного источника питания. Повышается концентрация ионов в области заряжания проходящего воздушного потока, что способствует более эффективному заряжания содержащихся в нем аэрозолей и выносу их и ионов в атмосферу.The technical result is achieved due to the fact that the area of the air space around the corona electrode is electrically insulated from the grounded cylindrical shell using a thin-walled shell made of dielectric material. A thin-walled shell made of dielectric material blocks the path of ions moving towards the grounded cylindrical shell and reduces the likelihood of their irreversible exit from the area of the passing air flow into the ground loop of the high-voltage power source. The concentration of ions in the charging area of the passing air flow increases, which contributes to more efficient charging of the aerosols contained in it and the removal of them and ions into the atmosphere.
Выполнение диэлектрической оболочки тонкостенной, и установка ее с зазором относительно заземленной цилиндрической обечайки позволяет инициировать вибрации ее поверхности под воздействием на нее аэродинамических сил пульсаций проходящего от вентилятора турбулентного воздушного потока вдоль ее внутренней и внешней поверхности. Вибрации тонкостенной оболочки снижают вероятность удержания электрическим полем коронного разряда электрически заряженных аэрозолей и ионов на ее внутренней поверхности, что способствует повышению эффективности выноса электрических зарядов в атмосферу. Исключается также возможность накопления электрических зарядов на ее внутренней поверхности диэлектрической тонкостенной оболочки, снижающих напряженность электрического поля генерирующего коронный разряд. Обеспечивается стабильная генерация униполярного коронного разряда в условиях наличия диэлектрического барьера в разрядном промежутке. Упрощается задача технической реализации, так называемого диэлектрического барьерного разряда на постоянном токе.Making the dielectric shell thin-walled and installing it with a gap relative to the grounded cylindrical shell makes it possible to initiate vibrations of its surface under the influence of aerodynamic forces of pulsations of the turbulent air flow passing from the fan along its inner and outer surface. Vibrations of the thin-walled shell reduce the likelihood that the electric field of the corona discharge will retain electrically charged aerosols and ions on its inner surface, which helps to increase the efficiency of the removal of electrical charges into the atmosphere. The possibility of accumulation of electric charges on its inner surface of the dielectric thin-walled shell, which reduces the strength of the electric field generating the corona discharge, is also excluded. Stable generation of a unipolar corona discharge is ensured in the presence of a dielectric barrier in the discharge gap. The task of technical implementation of the so-called dielectric barrier discharge at direct current is simplified.
На рис. 1 представлена условная схема предлагаемого устройства генерации электрических зарядов в атмосферу. Устройство содержит установленный воздушном канале 1 вентилятор 2. Электрически соединенная с контуром заземления высоковольтного источника питания 3 цилиндрическая обечайка 4, выполненная из электропроводного материала и диаметром, равным диаметру воздушного канала 1 и передней своею открытой торцевой частью 5 закреплена соосно на фланце 6 воздушного канала 1. На задней торцевой части цилиндрической обечайки 4 закреплен свободный для прохождения воздушного потока опорный фланец 7, на оси которого установлена базовая опора 8 изолятора 9. На противоположном от базовой опоры 8 конце изолятора 9 установлен фланец 10 крепления электрода 11. Электрод 11 выполнен в виде цилиндрического стакана, своим днищем закрепленного на фланце 10 изолятора 9, боковые стенками которого охватывают с зазором h наружную поверхность конструкции изолятора 9 вдоль поверхности его конструкции. Высоковольтная клемма высоковольтного источника питания 3 электрически соединена с электродом 11. Электрод 11 монтируется на оси обечайки 4 в конструкции устройства электрически изолированно. Значение зазора h относительно изолятора 9, а также зазор δ между торцом боковых стенок стакана изолятора 11 и базовой опорой 8 изолятора 11 определяется на стадии проектирования. Должно быть обеспечено условие исключения электрического пробоя на контур заземления высокого напряжения, подаваемого от высоковольтного источника питания 3 на электрод 11. Внешняя поверхность электрода 11, обращенная к внутренней поверхности обечайки 4, снабжена коронирующими элементами 12. Коронирующие элементы 12 снабжены заостренными кромками, обращенными к внутренней поверхности обечайки 4, например, в виде тонкостенных дисков 12, как показано на рисунке 1. Конструктивное выполнение коронирующих элементов может быть различным, и реализовано на основе известных технических решений. См., например, https://ive-co.ru/produktsiya/gazoochistnoe-oborudovanie/zapchasti-k-elektrofiltram/koroniruvushchie-elektrody/. В кольцевом пространстве между электродом 11 с коронирующими элементами 12 и цилиндрической обечайкой 4 с зазором Δ относительно ее внутренней поверхности смонтирована тонкостенная цилиндрическая оболочка 13, выполненная из диэлектрического материала, например, из фторопластовой пленки. Монтаж тонкостенной цилиндрической оболочки 13 может быть выполнен путем закрепления торца, который обращен к вентилятору, на каркасе 14, свободном для прохождения воздушного потока. Противоположный торец 15 тонкостенной цилиндрической оболочки 13 свободен. Каркас 14 крепится на опорном фланце 16, смонтированном на выполненной в виде свободной для прохождения воздушного потока конструкции 17, закрепленной на передней торцевой части 5 цилиндрической обечайки 4. На внутренней поверхности цилиндрической обечайки 4 могут быть выполнены специальные элементы для турбулизации проходящего вдоль ее поверхности воздушного потока, например, кольцевые проточки 18. Шаг выполнения проточек 18 и их глубина определяются на стадии проектирования, исходя из условий обеспечения формирования в зазоре Δ турбулентного течения воздушного потока. Методы обеспечения турбулизации течения известны и могут быть реализованы не только кольцевыми проточками, но и различными устройствами, которые применяются для искусственного утолщения пограничного слоя. См., например, В.И. Корнилов, А.В. Бойко. Формирование толстого турбулентного пограничного слоя с помощью решетки стержней. Теплофизика и аэромеханика, 2013, том 20, №3.In Fig. Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed device for generating electrical charges into the atmosphere. The device contains a fan 2 installed in the air channel 1. Electrically connected to the grounding circuit of the high-voltage power source 3, a cylindrical shell 4 is made of electrically conductive material and has a diameter equal to the diameter of the air channel 1 and its front open end part 5 is fixed coaxially to the flange 6 of the air channel 1. At the rear end part of the cylindrical shell 4, a support flange 7, free for the passage of air flow, is fixed, on the axis of which the base support 8 of the insulator 9 is installed. At the opposite end of the insulator 9 from the base support 8, a flange 10 for fastening the electrode 11 is installed. The electrode 11 is made in the form of a cylindrical cup , with its bottom fixed to the flange 10 of the insulator 9, the side walls of which cover with a gap h the outer surface of the structure of the insulator 9 along the surface of its structure. The high-voltage terminal of the high-voltage power supply 3 is electrically connected to the electrode 11. The electrode 11 is mounted on the axis of the shell 4 in the device structure electrically in isolation. The value of the gap h relative to the insulator 9, as well as the gap δ between the end of the side walls of the insulator cup 11 and the base support 8 of the insulator 11 is determined at the design stage. A condition must be ensured to exclude electrical breakdown on the high voltage grounding circuit supplied from the high-voltage power source 3 to the electrode 11. The outer surface of the electrode 11, facing the inner surface of the shell 4, is equipped with corona elements 12. The corona elements 12 are equipped with pointed edges facing the inner the surface of the shell 4, for example, in the form of thin-walled disks 12, as shown in Figure 1. The design of the corona elements can be different, and is implemented on the basis of known technical solutions. See, for example, https://ive-co.ru/produktsiya/gazoochistnoe-oborudovanie/zapchasti-k-elektrofiltram/koroniruvushchie-elektrody/. In the annular space between the electrode 11 with corona elements 12 and the cylindrical shell 4 with a gap Δ relative to its inner surface, a thin-walled cylindrical shell 13 is mounted, made of a dielectric material, for example, a fluoroplastic film. Mounting of the thin-walled cylindrical shell 13 can be accomplished by securing the end that faces the fan to the frame 14, which is free for air flow to pass through. The opposite end 15 of the thin-walled cylindrical shell 13 is free. The frame 14 is mounted on a support flange 16, mounted on a structure 17 made in the form of a structure 17 free for the passage of air flow, mounted on the front end part 5 of the cylindrical shell 4. On the inner surface of the cylindrical shell 4, special elements can be made to turbulize the air flow passing along its surface , for example, annular grooves 18. The step of the grooves 18 and their depth are determined at the design stage, based on the conditions for ensuring the formation of a turbulent air flow in the gap Δ. Methods for ensuring flow turbulization are known and can be implemented not only by annular grooves, but also by various devices that are used to artificially thicken the boundary layer. See, for example, V.I. Kornilov, A.V. Boyko. Formation of a thick turbulent boundary layer using a lattice of rods. Thermophysics and aeromechanics, 2013, volume 20, no. 3.
Генерация электрического заряда в атмосферу предлагаемым устройством происходит следующим образом. Устройство генерации электрического заряда ориентируют таким образом, чтобы выходящая из него струя воздушного потока была направлена в сторону предполагаемой области воздействия на атмосферу с учетом действия естественных воздушных потоков. Включаются вентилятор 2 и высоковольтный источник питания 3. На электрод 11 и коронирующие элементы 12 подается высокое напряжение. Формируемый вентилятором 2 воздушный поток направляется во внутреннюю область обечайки 4 и, благодаря наличию зазора между заземленной цилиндрической обечайкой 4 и тонкостенной цилиндрической оболочкой 13, раздваивается. Основная его часть, попадает в область пространства между электродом 11 и внутренней поверхностью тонкостенной цилиндрической оболочки 13. Другая его часть попадает в область пространства с зазором Δ между внешней поверхностью тонкостенной цилиндрической оболочки 13 и внутренней поверхности цилиндрической обечайки 4, с выполненными на ее поверхности специальными элементами турбулизации проходящего вдоль ее поверхности воздушного потока 18.The generation of electric charge into the atmosphere by the proposed device occurs as follows. The device for generating an electric charge is oriented in such a way that the stream of air flow emerging from it is directed towards the intended area of influence on the atmosphere, taking into account the action of natural air flows. Fan 2 and high-voltage power supply 3 are turned on. High voltage is supplied to electrode 11 and corona elements 12. The air flow generated by the fan 2 is directed to the inner region of the shell 4 and, due to the presence of a gap between the grounded cylindrical shell 4 and the thin-walled cylindrical shell 13, bifurcates. Its main part falls into the space area between the electrode 11 and the inner surface of the thin-walled cylindrical shell 13. The other part falls into the space area with a gap Δ between the outer surface of the thin-walled cylindrical shell 13 and the inner surface of the cylindrical shell 4, with special elements made on its surface turbulization of the air flow passing along its surface 18.
При подаче от источника питания 3 на электрод 11 и коронирующие элементы 12 высокого напряжения в пространстве между коронирующими элементами 12 электрода 11 и заземленной электропроводной обечайкой 4 формируется неоднородное электрическое поле, и зажигается коронный разряд. Значение напряжения высоковольтного источника питания выбирают исходя из условий стойкости изолятора 9 и геометрических соотношений между коронирующими элементами и заземленной поверхностью электропроводной обечайки 4, руководствуясь известными соотношениями для коронного разряда, (см., например Н.А. Капцов. Электроника. Государственное издательство технико-технической литературы. Москва. 1956 г.).When high voltage is applied from the power source 3 to the electrode 11 and the corona elements 12, a non-uniform electric field is formed in the space between the corona elements 12 of the electrode 11 and the grounded electrically conductive shell 4, and a corona discharge is ignited. The voltage value of the high-voltage power source is selected based on the resistance conditions of the insulator 9 and the geometric relationships between the corona elements and the grounded surface of the electrically conductive shell 4, guided by the known relationships for corona discharge (see, for example, N.A. Kaptsov. Electronics. State Publishing House of Technical and Technical Literature, Moscow, 1956).
При генерации коронного разряда в пространстве между коронирующими элементами 12 электрода 11 и заземленной электропроводной обечайкой 4 формируется объемный электрический заряд из ионов, движущихся от коронирующих элементов 12 электрода 11 к заземленной электропроводной обечайке 4. Тонкостенная оболочка 13, выполненная из диэлектрического материала, перекрывает путь продвижения ионов к заземленной электропроводной обечайке 4. Область пространства между электродом 11 и внутренней поверхностью тонкостенной цилиндрической оболочки 13, через которую проходит основная часть воздушного потока, формируемого вентилятором 2, заполняется генерируемыми коронным разрядом ионами. Содержащиеся в основной части воздушного потока молекулы воздуха и аэрозоли захватывают генерируемые коронным разрядом ионы и выносятся мимо свободного для прохождения воздушного потока опорного фланца 7 в атмосферу. В другой части воздушного потока от вентилятора 2, попадающего в область пространства с зазором Δ между внешней поверхностью тонкостенной цилиндрической оболочки 13 и внутренней поверхности цилиндрической обечайки 4, формируются беспорядочные вихри. Поле сил, формирующегося от аэродинамического давления вихрей, которые воздействуют на внешнюю часть тонкостенной цилиндрической оболочки 13, будет отличаться от поля сил аэродинамического давления основной части воздушного потока, действующего на внутреннюю поверхность тонкостенной цилиндрической оболочки 13. Разница сил давления на внутреннюю и внешнюю поверхность тонкостенной цилиндрической оболочки 13 приведет к вынужденным колебаниям ее поверхности. Формирование беспорядочных вихрей в воздушном потоке - естественный процесс турбулентного воздушного потока, который может быть усилен специальными устройствами его дополнительной турбулизации, например, с помощью кольцевых проточек 18, как показано на рисунке 1. Вибрация тонкостенной оболочки 13 снижают вероятность удержания электрическим полем коронного разряда электрически заряженных аэрозолей и ионов на ее внутренней поверхности, и основным потоком выносятся в атмосферу. Электрические заряды на внутренней поверхности диэлектрической тонкостенной оболочки не накапливаются. Не происходит ослабление электрического поля и обеспечивается стабильная генерация униполярного коронного разряда в условиях наличия диэлектрического барьера в разрядном промежутке. Для снижения вероятности накопления электрических зарядов внутренняя поверхность диэлектрической тонкостенной оболочки должна быть гладкой, и на ее поверхность может быть нанесено антиадгезионное покрытие. См., например, https://fcs.spb.ru/solutions/antiadgezionnye-pokrytija/#:~:text=Антиадгезионнее-покрытия-металла,-древесины-и,-материалов,-предотвращая-тем-самым-адгезию. Диэлектрическая тонкостенная оболочка может быть вся выполнена из материала с хорошими антиадгезионными свойствами, например, фторопласта, который отличается превосходными антифрикционными свойствами и диэлектрическими показателями.When a corona discharge is generated in the space between the corona elements 12 of the electrode 11 and the grounded electrically conductive shell 4, a volumetric electric charge is formed from ions moving from the corona elements 12 of the electrode 11 to the grounded electrically conductive shell 4. A thin-walled shell 13, made of a dielectric material, blocks the path of ion movement to the grounded electrically conductive shell 4. The space area between the electrode 11 and the inner surface of the thin-walled cylindrical shell 13, through which the main part of the air flow generated by the fan 2 passes, is filled with ions generated by the corona discharge. The air molecules and aerosols contained in the main part of the air flow capture the ions generated by the corona discharge and are carried past the support flange 7, which is free for the air flow to pass, into the atmosphere. In another part of the air flow from fan 2 entering the area of space with a gap Δ Between the outer surface of the thin-walled cylindrical shell 13 and the inner surface of the cylindrical shell 4, random vortices are formed. The field of forces formed from the aerodynamic pressure of the vortices that act on the outer part of the thin-walled cylindrical shell 13 will differ from the field of forces of aerodynamic pressure of the main part of the air flow acting on the inner surface of the thin-walled cylindrical shell 13. The difference in pressure forces on the inner and outer surfaces of the thin-walled cylindrical shell shell 13 will lead to forced vibrations of its surface. The formation of random vortices in the air flow is a natural process of turbulent air flow, which can be enhanced by special devices for its additional turbulization, for example, using annular grooves 18, as shown in Figure 1. Vibration of the thin-walled shell 13 reduces the likelihood of the electric field retaining the corona discharge of electrically charged aerosols and ions on its inner surface, and are carried into the atmosphere by the main flow. Electric charges do not accumulate on the inner surface of the dielectric thin-walled shell. The electric field does not weaken and stable generation of a unipolar corona discharge is ensured in the presence of a dielectric barrier in the discharge gap. To reduce the likelihood of the accumulation of electrical charges, the inner surface of the dielectric thin-walled shell must be smooth, and an anti-adhesive coating can be applied to its surface. See, for example, https://fcs.spb.ru/solutions/antiadgezionnye-pokrytija/#:~:text=Anti-adhesive-coatings-of-metal,-wood-and-materials,-thereby-preventing-adhesion. The dielectric thin-walled shell can be entirely made of a material with good anti-adhesive properties, for example, fluoroplastic, which has excellent anti-friction properties and dielectric properties.
Образуемые в коронном разряде ионы и электрически заряженные аэрозольные частицы вместе с воздушным потоком через свободную для прохождения воздушного потока заднюю торцевую часть цилиндрической обечайки 4 выносятся в атмосферу и струей сформированного вентилятором 2 воздушного потока доставляются в область предполагаемого воздействия.The ions and electrically charged aerosol particles formed in the corona discharge, together with the air flow, are carried out into the atmosphere through the rear end part of the cylindrical shell 4, which is free for the air flow to pass through, and delivered to the area of intended impact by a jet of air flow generated by the fan 2.
Предлагаемое техническое решение позволяет практически реализовать устойчивый униполярный коронный разряд, характеризующийся более эффективной генерацией электрических зарядов.The proposed technical solution makes it possible to practically implement a stable unipolar corona discharge, characterized by more efficient generation of electrical charges.
Предлагаемое техническое решение благодаря новым признакам позволяет снизить вероятность осаждения генерируемых коронным разрядом ионов на заземленной поверхности и повысить его коэффициент полезного действия. Повышается концентрация ионов в области проходящего воздушного потока, что способствует более эффективному заряжанию содержащихся в нем молекул и аэрозолей и повышает эффективность выноса электрического заряда в атмосферу. Достигается цель предполагаемого изобретения.The proposed technical solution, thanks to new features, makes it possible to reduce the likelihood of deposition of ions generated by a corona discharge on a grounded surface and increase its efficiency. The concentration of ions in the area of the passing air flow increases, which contributes to more efficient charging of the molecules and aerosols contained in it and increases the efficiency of the removal of electrical charge into the atmosphere. The purpose of the proposed invention is achieved.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807518C1 true RU2807518C1 (en) | 2023-11-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU29675A1 (en) * | 1931-08-22 | 1933-03-31 | К.К. Попов | Artificial sprinkling method |
| RU2144760C1 (en) * | 1996-06-03 | 2000-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультиком-Холдинг" | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
| CN102160509A (en) * | 2011-03-02 | 2011-08-24 | 仇锦明 | Electro-climatology ion trapping artificial rainfall fresh water producing universal machine group and control system |
| RU2525333C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-10 | Алексей Алексеевич Палей | Device to disperse fog |
| CN113906941A (en) * | 2021-09-01 | 2022-01-11 | 彭海明 | Positive and negative electrode type artificial rainfall |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU29675A1 (en) * | 1931-08-22 | 1933-03-31 | К.К. Попов | Artificial sprinkling method |
| RU2144760C1 (en) * | 1996-06-03 | 2000-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультиком-Холдинг" | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
| CN102160509A (en) * | 2011-03-02 | 2011-08-24 | 仇锦明 | Electro-climatology ion trapping artificial rainfall fresh water producing universal machine group and control system |
| RU2525333C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-10 | Алексей Алексеевич Палей | Device to disperse fog |
| CN113906941A (en) * | 2021-09-01 | 2022-01-11 | 彭海明 | Positive and negative electrode type artificial rainfall |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4171100A (en) | Electrostatic paint spraying apparatus | |
| EP3299618B1 (en) | Blade for wind turbine with lightning suppression system | |
| AU2007308697B2 (en) | Lightning protection device: wet/dry field sensitive air terminal | |
| RU2807518C1 (en) | Device for generating unipolar electrical charges into the atmosphere | |
| RU2422584C1 (en) | Method of fog dissipation | |
| EP0228984B1 (en) | Lightning conductor | |
| RU2090057C1 (en) | Atmospheric process control method and technical system, method for generating convection currents in atmosphere and ion generator | |
| RU2794966C1 (en) | Device for generating electric charges into atmosphere | |
| RU2661765C1 (en) | Method of mist diffusion and device for its implementation | |
| US11300108B2 (en) | Wind turbine | |
| Carroz et al. | Electrostatic induction parameters to attain maximum spray charge | |
| RU96111962A (en) | METHOD FOR CONTROL OF ATMOSPHERIC PROCESSES, TECHNICAL SYSTEM FOR MANAGEMENT OF ATMOSPHERIC PROCESSES, METHOD FOR CREATING A CONVECTION CURRENT IN THE ATMOSPHERE AND ION GENERATOR | |
| RU2807519C1 (en) | Device for generating electric charges into atmosphere | |
| JP2005019390A (en) | Lightning arrester | |
| RU2763511C1 (en) | Device for generating electric charges in the atmosphere | |
| CN109270595B (en) | Weather operation method and system | |
| CN106848843A (en) | A kind of high ferro drive thunder device | |
| RU2759763C1 (en) | Method for fog dispersion | |
| CN102896044A (en) | Electrostatic dust collector | |
| RU2108026C1 (en) | Fog and cloud dissipation apparatus | |
| CA2530409A1 (en) | Method for breaking anticyclonic circulation and device for carrying out said method | |
| RU2523838C1 (en) | Fog dispersal device | |
| KR102675869B1 (en) | wind turbine | |
| RU2611037C1 (en) | Method of fog dissipation | |
| RU2136382C1 (en) | Method and device for separation of fine-dispersed powders |