專利名稱：一種提前放電負(fù)離子避雷針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提前放電負(fù)離子避雷針，特別指的是一種能產(chǎn)生負(fù)離子團(tuán)的提前放電負(fù)離子避雷針。
背景技術(shù)：
雷電形成的先決條件有兩點(diǎn)其一是帶電云團(tuán)，其二是放電通道。當(dāng)雷電云形成的時(shí)候，云層與地面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的電場(chǎng)，電場(chǎng)的強(qiáng)度隨著云中電量的增加而越來越大，如果在云層和地面之間引一根導(dǎo)線，那么由于強(qiáng)電場(chǎng)的作用，出現(xiàn)強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，在此放電過程中，隨著正、負(fù)電子的逐漸中和，電場(chǎng)強(qiáng)度也逐漸減弱，直到消失。但是在實(shí)際操作過程中，人們不可能通過這種方式使云中的電量減少，從而降低雷電風(fēng)險(xiǎn)。自然界存在的雷電， 是以空氣作為介質(zhì)，在正常情況下，空氣是不導(dǎo)電的，但由于空氣中存在一定量的雜質(zhì)和微量的游離離子成分，因此，當(dāng)雷電云對(duì)地的電場(chǎng)大于空氣的擊穿臨界值時(shí)，空氣會(huì)被電場(chǎng)完全電離，形成一個(gè)雷電通道，即電子流，從而完成雷云放電。從雷擊形成的原因我們可以看出，是附著在空氣中的游離離子形成了雷電的放電通道，那么空氣中的游離離子的產(chǎn)生，主要取決于如下幾個(gè)因素1、空氣中浮游的粒子。由于人們?cè)趶氖赂鞣N生產(chǎn)活動(dòng)過程中，產(chǎn)生的微粒，這種微粒一般都帶有導(dǎo)電性。例如調(diào)查顯示，在一些空氣污染比較嚴(yán)重的地區(qū)，雷擊發(fā)生的機(jī)率遠(yuǎn)大于空氣質(zhì)量高的地區(qū)。因此空氣中浮游粒子在空氣中所占的比例越高，空氣的導(dǎo)電性就越好。2、空氣中的水分含量。我們知道，純凈的水，是相對(duì)絕緣的，但是，在空氣中的水汽，由于與浮游的粉塵相互結(jié)合，形成一些電離水粒子，增加了空氣中水氣的容量，提高空氣的濕度，因此，增強(qiáng)了空氣的導(dǎo)電性。3、空氣中自由電子的含量?？諝庵械母鞣N粒子，在溫度，濕度，以及粒子運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜的因素影響下，會(huì)自然游離出一些自由電子，這些電子存在的時(shí)間很短，但在不斷產(chǎn)生與消失過程中，空氣在某一狀態(tài)下，始終保護(hù)一定的游子電子，從而使空氣的導(dǎo)電性提高。為了保護(hù)人類生命和財(cái)產(chǎn)不受雷電的傷害，要讓雷電按照人們的“意愿”，向著指定的地方發(fā)生，那么就必須提高該地方的空氣導(dǎo)電性。從上述的雷電產(chǎn)生及放電的原原理分析，要增加某地方空氣的導(dǎo)電性，則需增加上述三要素中的任意一種。假設(shè)增加自由電子和粒子，那么空氣質(zhì)量就會(huì)被降低，我們不可能犧牲空氣質(zhì)量來引雷；假設(shè)增加水汽，成本過大，這只能由天氣自然進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，如何增加空氣中離子含量，就成了我們研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明作出了以下技術(shù)解決方案。大量的國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)研究表明，雷擊往往是發(fā)生在一些深山，山坳，河邊，湖邊，每年，全球由于雷擊引發(fā)的森林火災(zāi)就達(dá)數(shù)萬起。通過對(duì)空氣成分的大量研究分析，以及在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們終于揭開了其中的秘密在這些地方，由于水汽及溫差、壓力等的作用，空氣被電解，產(chǎn)生大量的負(fù)離子，而正是這些負(fù)離子的存在，使空氣的“導(dǎo)電性”大大增加，從而給雷電的放電創(chuàng)造了通道。如圖(1)，本發(fā)明由針尖1、支撐桿及連接螺紋2、集熱球3、集熱環(huán)4、料斗5、負(fù)離子劑6對(duì)流通道7、固定環(huán)8、散熱孔9組成，針尖1為最高的部分，作為引雷裝置，下面是集熱球3與集熱環(huán)4，在自然光的作用下，集熱球3與集熱環(huán)4采集大量熱量，并分別將熱傳導(dǎo)至針尖1以及料斗5，固定環(huán)8是用來固定集熱球3及集熱環(huán)4的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在料斗 5的內(nèi)部放置一種特殊負(fù)離子材料，這種材料含Al、Na、Fe、Mg、Li的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽，化學(xué)式NaR3A16[Si6018] [B03]3(0H, F) 4，這種材料具有熱電性和壓電性，因此在有溫度和壓力變化的情況下(即使微小的變化)即能引起成分晶體之間的電勢(shì)差，這靜電高達(dá)100萬電子伏特，從而使空氣發(fā)生電離，被擊中的電子附著在鄰近的水和氧氣分子中，并使這些水和氧氣分子轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子，在正常情況下，每秒鐘釋放的負(fù)離子濃度為3000-20000pCS/ cm3，而當(dāng)雷云經(jīng)過時(shí)，由于氣壓以及電場(chǎng)作用的影響，可以達(dá)到30000pcs/cm3以上。這種負(fù)離子被釋放出來之后，由于電場(chǎng)的作用，會(huì)沿著電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)，由于避雷針內(nèi)置的負(fù)離子材料，使負(fù)離子的數(shù)量源源不斷地釋放出來，因此很快就形成了良好的導(dǎo)電通道。而由于產(chǎn)生的負(fù)離子在野外環(huán)境中的壽命為2-30S (最長(zhǎng)可達(dá)60 ，因此在周圍200米左右的環(huán)境內(nèi)，形成一個(gè)以負(fù)離子避雷針為中心，向周圍逐漸減弱的"負(fù)離子氣團(tuán)"，因此與普通避雷針相比，保護(hù)范圍大大加大。當(dāng)負(fù)雷云形成時(shí)，如圖0-4)，避雷針周圍的負(fù)離子被負(fù)雷云排斥，壓向避雷針的下面，負(fù)離子進(jìn)行反向?qū)α?，而避雷針?nèi)的正離子與負(fù)雷云進(jìn)行放電中和，形成一個(gè)雷電放電通道；當(dāng)正雷云形成時(shí)，如圖(5-7)，避雷針周圍的負(fù)離子向上迎合，負(fù)離子進(jìn)行正向?qū)α?，與正雷云中的正離子進(jìn)行放電中和，同樣形成一個(gè)放電通道。本發(fā)明的有益效果在于能使避雷針能產(chǎn)生大量的負(fù)離子，提前形成雷云放電通道，有效防止了自然界雷電的放電給人們的生命及財(cái)產(chǎn)所帶來的巨大損失。本發(fā)明闡述的只是一種負(fù)離子避雷針的實(shí)現(xiàn)方法，但本專利的保護(hù)范圍，包括了此方法在內(nèi)的所有激發(fā)離子的避雷針，比如通過電擊，太陽(yáng)能等方式制作的負(fù)離子避雷針， 均在此保護(hù)范圍內(nèi)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2-4是本發(fā)明負(fù)雷云放電原理圖。圖5-7是本發(fā)明正雷云放電原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由針尖、支撐桿及連接螺紋、集熱球、集熱環(huán)、料斗、負(fù)離子劑、對(duì)流通道、 固定環(huán)組成，針尖為最高的部分，作為引雷裝置；集熱球與集熱環(huán)，在自然光的作用下，采集熱量，并分別將熱傳導(dǎo)至針尖以及料斗，固定環(huán)是用來固定集熱球及集熱環(huán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在料斗內(nèi)裝負(fù)離子發(fā)生劑，在溫差以及氣壓等綜合的因素影響下，球狀固體負(fù)離子劑產(chǎn)生很高的電子電壓，并且電離空氣，產(chǎn)生大量的負(fù)離子；由于負(fù)離子產(chǎn)生來源于電離空氣，而負(fù)離子劑無損，因此不存在“用完”的情況；負(fù)離子通過對(duì)流通道，向避雷針的周圍散發(fā)。使避雷針的周圍，充滿著這種“負(fù)離子”，負(fù)離子被釋放出來之后，由于電場(chǎng)的作用，會(huì)沿著電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)，由于避雷針內(nèi)置的負(fù)離子材料，使負(fù)離子的數(shù)量源源不斷地釋放出來，因此很快就形成了良好的導(dǎo)電通道。當(dāng)負(fù)雷云形成時(shí)，如圖0-4)，避雷針周圍的負(fù)離子被負(fù)雷云排斥，壓向避雷針的下面，負(fù)離子進(jìn)行反向?qū)α?，而避雷針?nèi)的正離子與負(fù)雷云進(jìn)行放電中和，形成一個(gè)雷電放電通道；當(dāng)正雷云形成時(shí)，如圖(5-7)，避雷針周圍的負(fù)離子向上迎合， 負(fù)離子進(jìn)行正向?qū)α?，與正雷云中的正離子進(jìn)行放電中和，同樣形成一個(gè)放電通道。
權(quán)利要求
1.一種提前放電負(fù)離子避雷針，由針尖、支撐桿及連接螺紋、集熱球、集熱環(huán)、料斗、負(fù)離子劑、對(duì)流通道、固定環(huán)組成，其特征是在自然光的作用下，集熱球與集熱環(huán)采集大量熱量，并分別將熱傳導(dǎo)至針尖以及料斗，在料斗5的內(nèi)部放置一種特殊的具有具有熱電性和壓電性的負(fù)離子劑，在有溫度和壓力的作用下，即能引起負(fù)離子劑晶體之間的電勢(shì)差。
2.由權(quán)利要求1所述的一種提前放電負(fù)離子避雷針，其特征是這種電勢(shì)差高達(dá)100萬電子伏特，從而使空氣發(fā)生電離，被擊中的空氣中的電子附著在鄰近的水和氧氣分子中，并使這些水和氧氣分子轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子。
3.由權(quán)利要求1所述的一種提前放電負(fù)離子避雷針，其特征是當(dāng)負(fù)雷云形成時(shí)，如圖 0-4)，避雷針周圍的負(fù)離子被負(fù)雷云排斥，壓向避雷針的下面，負(fù)離子進(jìn)行反向?qū)α?，而避雷針?nèi)的正離子與負(fù)雷云進(jìn)行放電中和，形成一個(gè)雷電放電通道；當(dāng)正雷云形成時(shí)，如圖 (5-7)，避雷針周圍的負(fù)離子向上迎合，負(fù)離子進(jìn)行正向?qū)α鳎c正雷云中的正離子進(jìn)行放電中和，同樣形成一個(gè)放電通道。
全文摘要
一種提前放電負(fù)離子避雷針，由針尖、支撐桿及連接螺紋、集熱球、集熱環(huán)、料斗、負(fù)離子劑、對(duì)流通道、固定環(huán)組成，在自然光的作用下，集熱球與集熱環(huán)采集大量熱量，并分別將熱傳導(dǎo)至針尖以及料斗，在有溫度和壓力變化的情況下(即使微小的變化)即能引起負(fù)離子劑晶體之間的電勢(shì)差，這種電勢(shì)高達(dá)1000KV，從而使空氣發(fā)生電離，被擊中的電子附著在鄰近的水和氧氣分子中，并使這些水和氧氣分子轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子。
文檔編號(hào)H01T23/00GK102412507SQ20101029225
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者吳興杰, 陳志鵬 申請(qǐng)人:吳興杰, 陳志鵬