Устройство молниезащиты Советский патент 1992 года по МПК H05F3/02 

1

ю

00

J ю

Изобретение относится к технике защиты промышленных сооружений от поражения молнией и может быть использовано при разработке молниеотводов,

Известен молниеотвод, состоящий из молниеприемника, токоотводящих элементов, источника высокого напряжения и за- землителя.

Недостатком этого устройства является трудоемкость изготовления и, как следствие, значительное удорожание системы молниезащиты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления ориентировкой разряда молнии, содержащее молниеприемник, соединенный с контуром заземления и установленный внутри молниеприемника генератор .аэрозольной струи, выполненный на основе сопла Лаваля, создающий струю заряженных частиц.

Однако известное устройство обладает небольшой эффективностью управления ориентировкой разряда молнии из-за ограничения по протяженности струи аэрозоля.

Целью изобретения является повышение эффективности управления ориентировкой разряда длинной искры за счет создания более протяженной заряженной струи аэрозоля.

Цель достигается тем, что в устройстве молниезащиты, содержащем молниеприемник, соединенный с контуром заземления, и установленный внутри молниеприемника источник заряженных частиц в виде генератора аэрозольной струи на основе сопла и снабженного системой подачи воды с примесью поверхностно-активных веществ, указанное сопло выполнено звездчатым.

На фиг.1 изображена схема проведения экспериментальных исследований; на фиг.2 - генератор заряженных частиц, разрез А-А.

На фиг.1 и 2 введены обозначения: 1 - генератор заряженных частиц, 2 - молниеприемник, 3 - аэрозольная заряженная струя, 4 - высоковольтный электрод, из которого развивается длинная искра, имитирующая разряд молнии, 5 - звездчатое сопло.6 - трубки, подводящие воду с примесью поверхностно-активных веществ, которые расположены между лучами звездочки (при этом выходные концы трубок установлены у среза сопла).

Устройство работает следующим образом. .

Для обеспечения управления разрядом длинной искры (молнии) в генератор 1 подается воздух, и одновременно через другой канал - вода с примесью поверхностно-активных веществ (ПАВ). При распылении воды струей воздуха частички воды приобретают заряд, зависящий от вида ПАВ, а также от протяженности струи заряженных частиц 3. Эффективность управления ориентировкой разряда повышается при увеличении протяженности струи 3.

Увеличение длины аэрозольной струи можно достичь посредством использования генератора на основе звездчатого сопла.

Воздух, поступающий в звездчатое сопло, истекает в атмосферу в виде сверхзвуковой струи, отличающейся большей длиной сверхзвукового участка струи. За счет образования подковообразных вихрей на границе

струи увеличивается и дозвуковой участок струи. Вода с примесью поверхностно-активных веществ поступает по трубкам 6 (фиг.2), расположенным между лучами звездочки, вдоль поверхности двухгранных участков, образованных лучами струи. Экспериментально установлено, что количество лучей звездочки N должно быть 3 N 8. Верхний предел объясняется сильным сжатием трубок, по которым постулает вода, и как следствие, понижением дисперсности аэрозоля. Нижний предел связан с перестройкой и размыканием струи, что вызывает уменьшение ее дальнобойности, Высоковольтные испытания (фиг.1) показали, что при прочих равных условиях эффект управления ориентировкой разряда повышается пропорционально увеличению промежуточности струи 3.

Исследования показали, что струйки воды, которые истекают из трубок, отклоняются в сторону газовых струй. Под действием эжектированного внешнего воздуха вода притягивается в струе газа и происходит послойное срезание струй с образованием

высокодисперсного аэрозоля.

Дальнейшая диспергация капель воды происходит вследствие возбуждения продольных высокочастотных колебаний волновой структуры струи, возникающих

вследствие нарушения условий динамической совместимости в точках интерференции газодинамических разрывов.

Сверхзвуковой участок струи в предлагаемом устройстве в 3-3,2 раза длиннее,

чем в известном (сопло Лаваля) при одинаковых условиях опыта: давление воздуха Ро.возд.0,6 МПа, давление жидкости Ро.ж.0,15МПа, критический (минимальный) диаметр сопла мм (число Маха ,2).

Эквивалентные размеры звездчатого сопла (при сохранении расхода неизменным) были (фиг.2) мм, ,8 мм. Вода подавалась по трубкам мм (4 отверстия в 4-лучевом звездчатом сопле).

Дальнобойность струи по сравнению со струей, истекакщей из известного устройства, в 5-5,2 раза выше, степень дисперсности увеличилась в 2,5-3 раза, при этом размеры капель для основного участка струи значительно уменьшились.

С увеличением протяженности струи пропорционально увеличивается и эффективность молниезащиты.

Формула изобретения

Устройство молниезащиты, содержащее молниеприемник, соединенный с контуром заземления, и установленный внутри

0

молниеприемника источник заряженных частиц, выполненный в виде генератора аэрозольной струи на основе сопла и снабженный системой подачи воды с примесью поверхностно-активных веществ, о т- личаю щееся тем, что с целью повышения эффективности молниезащиты, сопло генератора выполнено в виде звезды с числом лучей не менее трех и не более восьми, подводящие воду трубки расположены между лучами, при этом плоскости среза трубок и сопла совпадают, а число трубок равно числу лучей.

Изобретение относится к технике защиты промышленных сооружений от поражения молнией и может быть использовано при разработке молниеотводов. Целью изобретения является повышение эффективности молниезащиты. Для этого в устройстве молниезащиты, содержащем молниеприем- ник 2, соединенный с контуром заземления, и установленный внутри молниеприемника источник заряженных частиц 1, выполненный в виде генератора аэрозольной струи 3 на основе сопла с системой подачи жидкости с примесью поверхностно-активных веществ, применено сопло в виде звезды с числом лучей не менее трех и не более восьми, а подводящие трубки расположены между лучами. При этом плоскости среза сопла и трубок совпадают, а число трубок равно числу лучей. 2 ил.

А-А

фиг.1