Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DISPERSING FOG AND DEVICE FOR THE IMPLEMENTATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/083396
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of technology intended for dispersing fog at monitored sites (roads, bridges, open spaces for conducting various sporting and entertainment events, etc.) where requirements for atmospheric transparency at a short distance above the Earth's surface have to be met. The invention is directed towards reducing the amount of material used to construct devices which disperse fog. The claimed method consists in acting upon droplets of fog with an electrical field generated on the windward side of a site being monitored. The process of action is preceded by generating a corona discharge in the volume of fog passing through the area in which the electrical field is active. A device implementing the proposed method for dispersing fog comprises an electrode which is connected to a high-voltage power supply source and is mounted with a clearance relative to a grounded surface on the windward side of the site being monitored, and a device for generating a corona discharge mounted at a distance of at least 5 metres on the windward side of the electrode along the entire territory of the site being monitored. The technical result is achieved in the proposed invention by using the energy of the electrical field of the Earth in addition to the electrical field of an electrode connected to a high-voltage power supply source.

Inventors:
PALEY, Aleksey Alekseevich (Karelskiy bulvar, 21/1-34Moscow, 4, 127644, RU)
VIGDORCHIKOV, Oleg Valentinovich (ul. Pobedy, 4/5-7Elektrosta, Moskovskaya obl. 2, 144012, RU)
Application Number:
RU2017/001021
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
December 29, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PALEY, Aleksey Alekseevich (Karelskiy bulvar, 21/1-34Moscow, 4, 127644, RU)
VIGDORCHIKOV, Oleg Valentinovich (ul. Pobedy, 4/5-7Elektrosta, Moskovskaya obl. 2, 144012, RU)
International Classes:
E01H13/00; A01G15/00
Foreign References:
EP2227601B12015-04-29
RU2422584C12011-06-27
RU2616393C12017-04-14
RU2516988C12014-05-27
Attorney, Agent or Firm:
PALEY, Aleksey Alekseevich (Karelskiy bulvar, 21/1-34Moscow, 4, 127644, RU)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ рассеивания тумана, заключающийся в воздействии на капли тумана электрическим полем, формируемым с наветренной от контролируемого объекта стороны, отличающийся тем, что процесс воздействия на капли тумана электрическим полем предваряют генерацией коронного разряда в объеме тумана, проходящего через область действующего электрического поля.

2. Устройство для рассеивания тумана, содержащее соединенный с источником высоковольтного питания электрод, установленный с зазором относительно земли с наветренной от контролируемого объекта стороны, отличающееся тем, что снабжено устройством генерации коронного разряда, установленным на удалении не менее 5 метров с наветренной от электрода стороны вдоль всей территории контролируемого объекта.

Description:
СПОСОБ РАССЕИВАНИЯ ТУМАНА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области техники, предназначенной для рассеивания тумана на контролируемой территории (автодороги, мосты, открытые площадки для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), где необходимо выполнение требований по прозрачности атмосферы на небольшой высоте от поверхности земли, обеспечивающей создание окон прозрачности для осуществления хозяйственной деятельности и движения транспортных средств.

Известны способы рассеивания туманов, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ (реагентов). См., например, патент RU N°2357404, опубликованный 10.06.2009 г., патент RU 2175185, опубликованный 27.10.2001г., патент RU Ν°2061358, опубликованный 10.06.1996г.

Доставка реагентов и их распространения в тумане или облачности осуществляется с самолетов (см., например, патент США Ν° 2815928, МПК А 01 G15/00, опубликованный 10.12.1957г.), или с помощью ракет (см., например, авторское свидетельство СССР Ν° 576839, МПК А 01 G 15/00), или с помощью снарядов (см., например, Российская Федерация, патент Ν°2034444, МПК 6А01 G 15/00, опубликованный 10.05.1995г.).

Использование данных методов ограничивается применением их к переохлажденным туманам (туманами, образуемыми в условиях отрицательных температур окружающего воздуха).

Теплые туманы, в отличие от переохлажденных, являются устойчивыми образованиями и с помощью реагентов не рассеиваются.

Известны способы электрического воздействия на аэрозольное облако, основанные на доставке в аэрозольное облако коронирующих проводов, соединенных с источником высокого напряжения (см., например, авторское свидетельство СССР 71260, МПК А 01G 15/00, опубликованное 31.07.1948г., патент США Jfe 3456880, МПК А01 G15/00, опубликованный 22.07.1969г.).

Основным недостатком описываемого способа и известных устройств является необходимость подъема коронирующих проводов на высоту расположения облака, что предопределяет большие затраты ресурсов и не всегда осуществимо по погодным и иным условиям. Известен способ, заключающийся в обдуве воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, коронирующих электродов, установленных у поверхности земли.

Технические решения, которые реализуют известный способ - это способ инициации и вызывания дождя (см. авторское свидетельство СССР Ν°29675, МПК A01 G 15/00, опубликованное в 1948г.), а также устройство для разрушения тумана (см. опубликованную заявку ФРГ JNb 4005304, МПК Е 01 Н 13/00).

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

Известен способ рассеивания туманов и облаков, заключающийся в генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения к источнику высокого напряжения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли (см. "Журнал геофизических исследований", Кембридж, Массачусетс, март 1962г., т.. 67, стр. 1073-1082). Сведения об этом способе отражены и в отечественной технической литературе (см. Л.Г.Качурин "Физические основы воздействия на атмосферные образования", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1978г. стр. 287-293).

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

Известно устройство (патент РФ JN°2124288 С1 , кл. Е01Н 13/00, 19.12.1997г., опубликованный 10.01.1999г., бюл. N°l), которое содержит подсоединенные к источнику тока провода с малым радиусом кривизны поверхности и закрепленные на изоляторах опор параллельно электропроводной сетке, смонтированной в вертикальной плоскости, проходящей через оси симметрии смежных опор. Генерируемый коронирующими проводами коронный разряд создает ионный ветер, который направлен от коронирующих проводов к заземленной сетке. Облако тумана, проходя через область коронного разряда, получает электрический заряд и ионным ветром, а также внешним ветровым потоком направляется на заземленную сетку. Проходя через ячейки заземленной сетки, электрически заряженные капли тумана сепарируются от ветрового потока и очищенный от тумана ветровой поток направляется в область защищаемого от тумана пространства.

Известное техническое решение обеспечивает сепарацию капель тумана из набегающего на защищаемый объект воздушного потока. Очищенный от капель тумана воздушный поток обладает хорошей оптической прозрачностью и обеспечивает необходимую дальность видимости. Сепарация капель тумана в известном техническом решении осуществляется в два этапа: на первом этапе в области горения коронного разряда производят электрическое заряжание капель тумана, а на втором этапе электрически заряженные капли сепарируются на заземленной поверхности.

Эффективность сепарации капель в известном техническом решении определяется устойчивостью горения коронного разряда, которая может быть обеспечена в условиях высокой точности зазора разрядного промежутка по всей площади устройства, что является сложной технологической задачей и требует значительных финансовых затрат.

Наиболее близким техническим решением к заявленным способу и устройству рассеивания тумана является устройство для рассеивания тумана по патенту РФ на изобретение N°2616393 RU.

Известный способ заключается в воздействии на капли тумана с наветренной от контролируемого объекта стороны электрическим полем, сформированном между соединенными с источником электрического питания цилиндрическими электродами и покрытыми пористым, с открытыми порами, материалом заземленными элементами.

Известное устройство содержит соединенные с источником электрического питания цилиндрические электроды, в промежутках между которыми с зазором относительно их поверхности установлены покрытые пористым, с открытыми порами, материалом заземленные элементы. Заземленные элементы выполнены в виде свободной для прохождения воздушного потока конструкции, и установка прилегающих друг другу электродов исключает перекрытие между собой их нормальных проекций на заземленные элементы.

В известном способе и устройстве электрическое поле индуцирует на поверхности капелек тумана электрический дипольный момент, вынуждает их двигаться к заземленной поверхности, проходить через пористый материал и осаждаться в его порах. Очищенный от капель тумана воздушный поток выносится в сторону контролируемой территории. Свободный от капель тумана воздух, вытесняет с контролируемой территории туман.

Таким образом, известный способ и устройство достаточно эффективно обеспечивают рассеивание тумана над контролируемой территорией при незначительных затратах энергетической мощности.

Вместе с тем, у имеющихся на рынке высоковольтных источников питания выходное напряжение ограничено, что вынуждает для формирования электрического поля, обеспечивающего реализацию известного способа и устройства, уменьшать зазор между электродом и заземленной поверхностью, что приводит к увеличению металлоемкости конструкций и ограничивает его практическое применение, особенно с целью защиты от тумана длинных, протяженных объектов, перпендикулярно ориентированных по отношению натекающего тумана, например, на автомагистралях и мостах.

Целью заявленного изобретения является простота конструкций, снижение материалоемкости конструкций.

Для достижения данной цели в известном способе рассеивания тумана, заключающемся в воздействии на капли тумана электрическим полем, формируемым с наветренной от контролируемого объекта стороны, процесс воздействия на капли тумана электрическим полем предваряют генерацией коронного разряда в объеме тумана, проходящего через область действующего электрического поля;

известное устройство для рассеивания тумана, содержащее соединенный с источником высоковольтного питания электрод, установленный с зазором относительно заземленной поверхности с наветренной от контролируемого объекта стороны, снабжено устройством генерации коронного разряда, установленным на удалении не менее 5 метров с наветренной от электрода стороны вдоль всей территории контролируемого объекта.

Достижение технического результата в заявленном изобретении обеспечивается за счет того, что в предлагаемом способе и, соответственно - устройстве, воздействие электрического поля осуществляется на капли тумана, прошедшие через область генерации коронного разряда, где они получают электрический заряд.

Эффективность воздействия электрического поля на электрически заряженные капли практически на порядок выше, чем на электрически нейтральные капли. Кроме того, при генерации в объеме тумана коронного разряда отрицательным потенциалом, капли тумана будут иметь отрицательный заряд, и к воздействию электрического поля от положительно заряженного электрода будет добавляться также воздействие электрического поля Земли.

Электрически заряженные капли тумана будут подниматься над контролируемым объектом под воздействием положительно заряженного электрода и под действием электрического поля Земли.

Дополнительное воздействие электрического поля Земли позволяет рассеивать туман над контролируемым объектом высоковольтным кабелем, подвешенным над поверхностью земли и, тем самым, обеспечивать над контролируемым объектом окна прозрачности высотой в несколько метров.

Таким образом, заявленный способ предполагает формирование в тумане над контролируемым объектом окон прозрачности небольшой высоты, но достаточной для обеспечения бесперебойного движения транспортных средств по обслуживаемым транспортным магистралям и деятельности иных хозяйствующих субъектов в условиях тумана.

Реализация заявленного способа рассеивания тумана предусматривает, прежде всего, анализ метеорологических и орографических условий в окрестности контролируемого объекта, определение скорости и направления движения ветровых потоков относительно контролируемого объекта в условиях тумана, а также требуемую высоту окна прозрачности, которую необходимо обеспечить на контролируемой территории в условиях тумана.

Заблаговременно, до начала работ по обеспечению рассеивания тумана вдоль контролируемой территории, с наветренной от контролируемого объекта стороны, на высоте не менее, чем на 1 метр превышающей требуемую высоту предполагаемой высоты окон прозрачности в условиях возникновения тумана, над поверхностью Земли изолировано подвешивается электрод, который может быть покрыт электрической изоляцией и/или выполнен в виде высоковольтного кабеля.

Функциональная схема устройства, реализующего заявленный способ рассеивания тумана, показана на фиг. 1.

С целью обеспечения безопасности и снижения электрических потерь от всевозможных токов утечки, высоковольтный кабель 1 может быть установлен на высоковольтных изоляторах 2, закрепленных на установленных вдоль всей контролируемой территории опорах 3.

С наветренной от высоковольтного кабеля 1 стороны на расстоянии не менее 5 метров, вдоль всей территории контролируемого объекта, установлены дополнительные опоры 4, на которых, на изоляторах 5 на высоте не менее 5 метров от земли, закреплены коронирующие электроды 6. Стрелкой, обозначенной буквой W, указано направление ветрового потока. Приближение высоковольтного кабеля 1 к границе контролируемого объекта выбирается из условия достижения максимальной эффективности рассеивания тумана над контролируемым объектом.

При этом также принимаются во внимание условия безопасности эксплуатации высоковольтного кабеля, необходимость и возможность отчуждения территории, и прочие условия, учитываемые на всех стадиях выполнения проекта.

Реализация заявленного способа осуществляется следующим образом.

При возникновении тумана и угрозе натекания его на контролируемую территорию подается высокое напряжение на коронирующие электроды 6 и высоковольтный кабель 1. В области установленных коронирующих электродов 6 генерируется коронный разряд, обеспечивающий электрическое заряжание капель тумана, проходящих в сторону контролируемого объекта.

Электрически заряженные капли тумана под действием ветрового потока двигаются в сторону контролируемого объекта и попадают в пространство между высоковольтным кабелем 1 и землей. Под действием электрического поля от электрически заряженного высоковольтного кабеля 1 электрически заряженные капли двигаются под действием сил воздействия электрического поля на электрически заряженные капли. И, в зависимости от знака, подаваемого на высоковольтный кабель напряжения, электрически заряженные капли тумана либо движутся к поверхности земли, либо к поверхности электрически заряженного высоковольтного кабеля 1.

Учитывая то обстоятельство, что Земля имеет отрицательный электрический заряд, а у поверхности земли действует электрическое поле Земли порядка 100 в/м, целесообразно, в целях усиления эффекта настоящей технологии, использовать и это обстоятельство.

Для этих целей целесообразно на коронирующие электроды 6 подавать отрицательный потенциал, а на электрод 1 подавать положительный потенциал. В этом случае действие электрического поля электрода 1 на отрицательно заряженные капли тумана будет складываться с действием электрического поля Земли.

Электрически заряженные отрицательным потенциалом капли тумана будут подниматься над поверхностью земли под действием не только электрического поля электрически заряженного электрода, но и под действием самого электрического поля Земли, что позволит сформировать окна прозрачности над контролируемым объектом с помощью достаточно простого, с малой материалоемкостью устройства.

Таким образом, предлагаемый способ путем использования, соответственно, достаточно простого устройства, обеспечивает рассеивание тумана над контролируемым объектом и формирует окна прозрачности над контролируемым объектом высотой, достаточной для осуществления на контролируемом объекте деятельности хозяйствующих субъектов и/или бесперебойного движения транспорта.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, практически включает в себя несколько проводов изолированно и с зазором относительно поверхности Земли установленных с наветренной стороны вдоль контролируемого объекта.

В отличие от известных конструкций устройств, предлагаемое новое техническое решение отличается простотой конструкции, штатного обслуживания, а также значительно меньшей материалоемкостью.