Устройство для ослабления атмосферных грозовых разрядов

Дата публикации и выдачи патента Номер заявки УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ Изобретение предлагает устройство, содержащее узел тороида (3) и стержня (1) с одним или несколькими заостренными концами, и фильтрующую систему (7), причем вокруг заостренного конца или заостренных концов стержня создается электрическое поле с ионизацией воздуха,в пространстве вокруг тороида формирование электрических полей и ионизация воздуха минимизированы, заостренные концы выступают наружу над уровнем тороида, а фильтрующая система ослабляет электрический разряд молнии. Устройство согласно настоящему изобретению соединено с кабелем с низким сопротивлением, который заземлен. Аренас Барраган Хумберто (CO) Можайский М.А. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АРЕНАС БАРРАГАН ХУМБЕРТО; МАРТИНЕЗ НАРАНЙО ДЖОН ЖАИРО (CO) 015840 Область техники, к которой относится изобретение Устройство по настоящему изобретению относится к притяжению, разрядке, канализации, ослаблению и рассеиванию молний, создаваемых атмосферными грозовыми разрядами. Уровень техники Молнии представляют постоянную угрозу зданиям, антеннам сотовой связи и многим другим сооружениям, сильное повреждение которых может быть вызвано сильными электрическими токами, которые они переносят. В конце восемнадцатого века Бенджамин Франклин изобрел молниеотвод для притяжения атмосферных молний в землю и таким образом защиты зданий и высоких сооружений от повреждений, вызываемых молнией. Молниеотвод характеризуется металлическим стержнем, заостренным на верхнем конце. Стержневой молниеотвод подсоединен к кабелю с низким сопротивлением, который заземлен, и таким образом рассеивает электрический разряд. В области изобретения основополагающее допущение заключается в том, что молния предпочтительно притягивается стержневым молниеотводом, потому что в пространстве вокруг молниеотвода формируется электрическое поле с ионизацией воздуха. В 1918 году в патенте США 1266175 Никола Тесла описал изобретение, характеризующееся стержнем, на конце которого имеются тупоконечные выступающие части, отходящие наподобие лучей от верхнего конца стержня и имеющими кривизну, благодаря которой конец каждого удлинения ориентирован вниз. Согласно теории Тесла, указанное изобретение предотвращает притяжение, выход или разрядку электрического разряда из атмосферы. Тесла объяснил в описании указанного патента, что стержень Франклина с заостренным концом при ионизации воздуха усиливает притяжение молнии. Напротив, Тесла говорит, что его изобретение предотвращает электрические разряды, потому что ориентированные вниз тупые концы предотвращают создание электрических полей и ионизацию воздуха, тем самым минимизируя притяжение молний. Тесла напоминает, что даже в случае, если молния притягивается стержнем с тупоконечными удлинениями, указанный стержень заземлен с помощью кабеля, и таким образом, рассеивает электрический разряд. Данная заявка на патент описывает новое изобретение, которое примиряет основы, которые были приняты по отношению к стержню Франклина с заостренными концами, с теорией, которую описывает Тесла, чтобы пояснить, каким образом его стержень с тупоконечными удлинениями защищает от молний. Кроме того, заявка на настоящее изобретение описывает элемент, который ослабляет электрический разряд. Сущность изобретения Настоящее изобретение предлагает устройство, содержащее узел из тороида и стержня с одним заостренным концом или несколькими заостренными концами и фильтрующую систему, причем вокруг заостренного конца или заостренных концов стержня создается электрическое поле с ионизацией воздуха, в пространстве вокруг тороида формирование электрических полей и ионизация воздуха сведены к минимуму, заостренный конец выступает наружу над уровнем тороида, а фильтрующая система ослабляет электрический разряд молний. Устройство согласно настоящему изобретению соединено с кабелем с низким сопротивлением, который заземлен. Более конкретно, настоящее изобретение предлагает устройство для притяжения, ослабления и рассеивания электрических разрядов, содержащее:A. узел, содержащий: А 1) вертикальный стержень, верхний конец которого заострен, и А 2) круговой тороид, соединенный со стержнем с помощью радиальных выступающих частей,B. изолятор, поддерживающий нижний конец стержня в узле, иC. фильтрующую систему для электрического разряда, содержащую по меньшей мере два элемента,каждый которых соединен с изолятором, причем элементы расположены последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня, а первый элемент является верхним и соединен непосредственно со стержнем в узле,при этом между двумя последовательными элементами фильтрующей системы при электрическом разряде возникает эффект плазмы благодаря ионизации молекул газов в воздухе, а нижний элемент фильтрующей системы заземлен с помощью кабеля. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения узел содержит: А 1) вертикальный стержень, А 2) рассеиватель с множеством заостренных концов на верхнем конце вертикального стержня,и A3) круговой тороид, соединенный со стержнем с помощью радиальных выступающих частей. Еще в одном варианте настоящего изобретения узел характеризуется тем, что стержень подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован электропровод питания. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения узел характеризуется тем, что стержень подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован повышающий трансформатор. Еще в одном варианте настоящего изобретения фильтрующая система для электрического разряда содержит по меньшей мере два элемента, каждый из которых соединен с изолятором, причем элементы расположены вертикально и последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня, первый элемент является верхним и соединен непосредственно со стержнем в узле. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения фильтрующая система для электри-1 015840 ческого разряда содержит по меньшей мере два элемента, каждый из которых соединен с изолятором,причем элементы расположены последовательно по спирали от верхнего уровня до нижнего уровня, первый элемент является верхним и соединен непосредственно со стержнем в узле. Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из описания чертежей,подробного описания изобретения и формулы изобретения. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показано двумерное изображение одного из вариантов осуществления устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 показано двумерное изображение одного из вариантов осуществления узла устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 3 показано двумерное изображение одного из вариантов осуществления узла устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 4 показано трехмерное изображение одного из вариантов осуществления устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 5 показано двумерное изображение вида сверху одного из вариантов осуществления устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 6 показано двумерное изображение вида снизу одного из вариантов осуществления устройства согласно настоящему изобретению. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения На фиг. 1 показан наиболее предпочтительный вариант осуществления устройства согласно настоящему изобретению, содержащее:A. узел (показан на фиг. 2), содержащий: вертикальный стержень (1), верхний конец (2) которого заострен, и круговой тороид (3), соединенный со стержнем с помощью радиальных выступающих частей(4),B. изолятор (5) (показан на фиг. 1), поддерживающий нижний конец (6) стержня (1) в узле, иC. фильтрующую систему для электрического разряда, содержащую по меньшей мере два элемента(7 А и 7) (показаны на фиг. 1, 4-6), каждый из которых соединен с изолятором (5) предпочтительно с помощью скобы (8) (показано на фиг. 1) или с использованием другого механизма соединения, причем элементы (7) расположены последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня, а первый элемент(7 А) (показан на фиг. 1, 4 и 5) является верхним, и соединен непосредственно со стержнем (1) в узле, при этом между двумя последовательными элементами (7) фильтрующей системы при электрическом разряде возникает эффект плазмы благодаря ионизации молекул газов в. воздухе, нижний элемент фильтрующей системы заземлен с помощью кабеля, и указанное заземление выполнено с возможностью рассеивания электрического разряда. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения узел содержит вертикальный стержень (1), рассеиватель с множеством заостренных концов (9) (Показано на фиг. 1,3 и 4) на верхнем конце вертикального стержня (1), и круговой тороид (3), соединенный со стержнем (1) с помощью радиальных выступающих частей (4). Еще в одном варианте настоящего изобретения узел характеризуется стержнем (1), причем стержень (1) подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован электропровод питания. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения узел характеризуется стержнем (1),причем стержень (1) подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован повышающий трансформатор. Допуская наиболее общепринятое положение в области изобретения наиболее предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения содержит узел с рассеивателем с множеством заостренных концов, причем пространство вокруг заостренных концов рассеивателя заканчивается широким электрическим полем с повышенной ионизацией воздуха, следовательно, с усиленным привлечением и повышенной вероятностью разрядов молнии. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения стержень подсоединен к источнику питания, таким образом, стержень под током должен еще больше увеличить пространство электрического поля и ионизированного воздуха, еще больше увеличивая вероятность привлечения и разрядки молний через стержень. Функция тороида позволяет применить к настоящему изобретению теорию Николы Тесла. Предпочтительно тороид расположен в нижней части стержня. Размещение тороида определяет воображаемую горизонтальную плоскость. Благодаря своей круглой геометрии и полностью округленной форме тороид минимизирует вероятность формирования электрических полей и ионизации воздуха в пространстве, расположенном ниже указанной воображаемой горизонтальной плоскости. Иначе говоря, электрическое поле и ионизация воздуха возникают вокруг заостренного конца или заостренных концов в верхнем пространстве, выступающем наружу выше воображаемой горизонтальной плоскости, определяемой размещением тороида, тогда как вероятность формирования электрических полей и ионизации воздуха ниже указанной воображаемой горизонтальной плоскости минимизирована. Следовательно, с большей вероятностью молнии должны притягиваться и разряжаться заостренным концом или заостренными концами, в то время как существует минимальная вероятность того, что молнии притягиваются или раз-2 015840 ряжаются сооружениями, расположенными ниже воображаемой горизонтальной плоскости, пересекающейся на уровне тороида. Настоящее изобретение примиряет высокую вероятность притяжения и разрядки молний заостренным концом стержня, и минимальную вероятность притяжения и разрядки молний ниже уровня тороида,даже в случае, если стержень не соединен с источником питания, например, когда источник питания для подсоединения стержня неисправен или отсутствует. Еще в одном аспекте настоящего изобретения фильтрующая система для электрического разряда содержит по меньшей мере два элемента (7), каждый из которых соединен с изолятором (5) предпочтительно с помощью скобы (8) или с использованием другого механизма соединения, причем элементы расположены вертикально и последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня, первый элемент(7 А) является верхним и соединен непосредственно со стержнем (1) в узле. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения фильтрующая система для электрического разряда содержит по меньшей мере два элемента (7), каждый из которых соединен с изолятором(5) предпочтительно с помощью скобы (8) или с использованием другого механизма соединения, причем элементы (7) расположены последовательно по спирали от верхнего уровня до нижнего уровня, первый элемент (7 А) является верхним и соединен непосредственно со стержнем (1) в узле. В наиболее предпочтительном варианте настоящего изобретения количество элементов фильтра равно по меньшей мере трем, и указанные элементы расположены по спирали от/верхнего до нижнего уровня, таким образом спиральная форма обеспечивает размещение большего числа соединенных элементов вокруг изолятора. Кроме того, элементы могут быть размещены вертикально таким образом, что элемент находится непосредственно под верхним элементом. Расстояние между двумя элементами является весьма важным, так что когда присутствует электрический разряд, воздух между двумя элементами достигает оптимальной ионизации, и таким образом с большой вероятностью образуется электрическая дуга, которая проходит через воздух между двумя элементами. Именно электрическая дуга, проходящая через ионизированный воздух в пространстве между двумя элементами определяет эффект плазмы. Предпочтительно расстояние между двумя элементами составляет менее 25 см, хотя эффект плазмы можно создать при большем расстоянии между двумя элементами. Каждая электрическая дуга между двумя элементами должна уменьшить величину силы тока электрического разряда. Фильтр, содержащий большее количество элементов, будет создавать больше электрических дуг, и ослабление тока электрического разряда будет больше. В то время как описание представляет предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, могут быть выполнены дополнительные изменения в форме и расположении деталей без отступления от его сущности и принципов, изложенных в формуле изобретения. Примеры Создано устройство, содержащее узел из стержня с заостренным верхним концом и кругового тороида, соединенного с нижней частью указанного стержня с помощью радиальных выступающих частей. Нижний конец указанного стержня соединен с изолятором. К указанному изолятору подсоединена фильтрующая система, содержащая шесть элементов, расположенных вдоль вертикальной оси от верхнего уровня к нижнему, верхний из которых подсоединен непосредственно к стержню в узле. Элементы фильтра не имеют прямого физического соединения между собой. Расстояние между двумя элементами составило 9 см. Элементы были соединены с фильтром с помощью скобок. Нижний элемент фильтра соединен с кабелем, который заземлен. На уровне земли была измерена сила тока, когда указанный ток пропускали через стержень. Когда через стержень пропускали электрический ток силой 5-7 А, генерируемый трансформатором с напряжением 115000 В на 60 циклов, измерения силы тока на уровне земли колебались между 54 и 36 мкА, что показывает существенное ослабление электрического тока. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для притяжения, ослабления и рассеивания электрических разрядов, отличающееся тем, что оно содержит: А. узел, содержащий: А 1) вертикальный стержень, верхний конец которого заострен, и А 2) круговой тороид, соединенный со стержнем с помощью радиальных выступающих частей,B. изолятор, поддерживающий нижний конец стержня в узле, иC. фильтрующую систему для электрического разряда, содержащую по меньшей мере два элемента,каждый из которых соединен с изолятором, причем элементы расположены последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня изолятора, первый элемент является верхним и соединен со стержнем в узле, а нижний элемент фильтрующей системы заземлен с помощью кабеля,при этом фильтрующая система выполнена таким образом, что между ее двумя последовательными элементами при электрическом разряде возникает эффект плазмы благодаря ионизации молекул газов в воздухе. 2. Устройство по п.1, в котором узел содержит: А 1) вертикальный стержень, А 2) рассеиватель с-3 015840 множеством заостренных концов на верхнем конце вертикального стержня и A3) круговой тороид, соединенный со стержнем с помощью радиальных выступающих частей. 3. Устройство по п.1, в котором узел характеризуется тем, что стержень подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован электропровод питания. 4. Устройство по п.1, в котором узел характеризуется тем, что стержень подсоединен к источнику питания, в качестве которого использован повышающий трансформатор. 5. Устройство по п.1, в котором фильтрующая система для электрического разряда содержит по меньшей мере два элемента, каждый из которых соединен с изолятором, причем элементы расположены вертикально и последовательно от верхнего уровня до нижнего уровня, первый элемент является верхним и соединен непосредственно со стержнем в узле.