誘雷装置、防雷装置、および落雷防止システム
【課題】背の高い避雷針を設置せずとも建造物Ｋへの落雷を防止できる誘雷装置１および落雷防止システム９を提供する
【解決手段】誘雷装置に、プラスに帯電する外壁３ａ（またはプラス帯電翼１１ａ）と、該外壁３ａをプラスに帯電させるコロナ放電装置４ａ（または駆動部１４）と、マイナスに帯電する外壁３ｂ（またはマイナス帯電翼１１ｂ）と、該外壁３ｂをマイナスに帯電させるコロナ放電装置４ｂ（または駆動部１４）とを備えた。
【解決手段】誘雷装置に、プラスに帯電する外壁３ａ（またはプラス帯電翼１１ａ）と、該外壁３ａをプラスに帯電させるコロナ放電装置４ａ（または駆動部１４）と、マイナスに帯電する外壁３ｂ（またはマイナス帯電翼１１ｂ）と、該外壁３ｂをマイナスに帯電させるコロナ放電装置４ｂ（または駆動部１４）とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば落雷の方向を誘導し、ビルや風力発電装置、あるいは船といった建造物を落雷から保護するような誘雷装置および落雷防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雷は樹木や鉄塔、ビルなど、背の高いものに落ちやすいことが知られている。背の高い建造物を落雷から防止する方法としては、落雷防止対象となる建造物よりも背の高い避雷針を設置する方法が提案されている。（特許文献１参照）。
この避雷針によれば、雷を避雷針に落とすことができ、落雷防止対象の建造物を落雷から保護することができる。
【０００３】
しかし、避雷針にて落雷を防止するためには、落雷防止対象となる建造物よりも背の高い避雷針を建造し設置する必要があった。そして、落雷防止対象となる建造物が例えば高さ１００ｍの風力発電装置である場合など、非常に背の高い装置であれば、これより背の高い避雷針を設置するには非常にコストがかかるという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述の問題に鑑みて、背の高い避雷針を設置せずとも落雷防止対象への落雷を防止できる誘雷装置および落雷防止システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、該帯電体をプラス又はマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた誘雷装置とすることができる。
【０００７】
またこの発明は、少なくとも前記帯電体を落雷防止対象の最上位置に備え、
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定することが好ましい。
【０００８】
この発明は、グランドに接続された導電体と、該導電体と前記帯電体との間に介装される絶縁体とを備え、該絶縁体に、前記帯電体に落雷した際に絶縁破壊されて前記帯電体から前記導電体へ雷電荷を通過許容する絶縁破壊部を備えることができる。
【０００９】
なお、絶縁体は、例えば、シリコン、合成樹脂、ゴム、シリコン、ガラス、などの部材、さらには油などの液体により形成することができる。
【００１０】
前記絶縁破壊部は、例えば、前記絶縁体の肉厚を部分的に薄くした薄肉部である。
【００１１】
また、この発明は、前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、落雷防止対象の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位に設定することが好ましい。
【００１２】
また、この発明は、少なくとも前記帯電体を、地上面に対して上昇させる昇降手段を備えることもできる。
【００１３】
前記昇降手段は、例えば、テーブル式、リフト式、はしご式など方式により、少なくとも前記帯電体を昇降させる手段を含む。
【００１４】
この発明は、少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備えることができる。さらに前記移動手段には、前記導電体を備え、該導電体がグランドに対して離間可能に接続されるグランド接続手段を備えることが好ましい。
【００１５】
またこの発明は、プラスに帯電するプラス帯電体と、マイナスに帯電するマイナス帯電体と、前記プラス帯電体をプラスに帯電させ前記マイナス帯電体をマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた誘雷装置とすることができる。
【００１６】
この発明の落雷防止システムは、上述した誘雷装置を備え、落雷防止対象の接地部分を絶縁部材で被覆することもできる。
【００１７】
また、この発明は、防雷装置プラス又はマイナスの電荷を放散する電荷放散体と、該電荷放散体に電力を供給してプラス又はマイナスの電荷を放散させる電荷放散手段とを備えた防雷装置を構成することもできる。
【００１８】
この構成の防雷装置には、プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、該帯電体を、前記電荷放散体が放散する電荷とは逆の電荷に帯電させる帯電手段とを備えることもできる。
【００１９】
前記帯電手段は、昇圧手段、又は、コロナ放電装置および駆動部により構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明により、背の高い避雷針を設置せずとも落雷防止対象への落雷を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、誘雷装置１の概略構成を示す構成図である。
誘雷装置１は、プラス帯電ユニット２ａと、マイナス帯電ユニット２ｂとで構成されている。
【００２３】
プラス帯電ユニット２ａは、筐体全体に外壁３ａが設けられ、その内部にコロナ放電装置４ａが設けられている。
【００２４】
コロナ放電装置４ａは、外壁３ａの天板に向けてコロナ放電し、外壁３ａの天板をプラスに帯電させる。これにより、外壁３ａはプラスに帯電し、特に天板部分がプラスに帯電することになる。このプラス帯電ユニット２ａのプラスの帯電は、例えば＋２００Ｖ程度に帯電させるとよい。
【００２５】
マイナス帯電ユニット２ｂは、筐体全体に外壁３ｂが設けられ、その内部にコロナ放電装置４ｂが設けられている。
【００２６】
コロナ放電装置４ｂは、外壁３ｂの天板に向けてコロナ放電し、外壁３ｂの天板をマイナスに帯電させる。これにより、外壁３ｂはマイナスに帯電し、特に天板部分がマイナスに帯電することになる。このマイナス帯電ユニット２ｂのマイナスの帯電は、例えば−２００Ｖ程度に帯電させるとよい。
【００２７】
これらのプラスの帯電とマイナスの帯電は、雷雲が生じる等して落雷のおそれが発生した場合に実行すればよい。したがって、誘雷装置１には、図示省略する押下ボタンなどの入力部を備え、該入力部に実行開始の入力を受けるとプラス帯電ユニット２ａのプラスの帯電とマイナス帯電ユニット２ｂのマイナスの帯電を実行する構成とすればよい。
【００２８】
図２は、誘雷装置１の概略構成を示すブロック図である。
誘雷装置１には、１つの電源部６が設けられている。この電源部６は、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂの両方に電力を供給する。これにより、電力源を１つとして装置を簡素化している。つまり、電源部６が１つで済むことに加え、電源部６からの電力供給を開始するという１つの操作で、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂの両方が駆動し、それぞれスイッチＯＮとするようなわずらわしさを排除できる。
【００２９】
なお、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂのコロナ放電の仕組みは、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂのそれぞれに尖った針で構成される電極針を設け、この電極針に前記電源部６からの高電圧を印加することで、周囲にイオンを放ちコロナ放電する周知の仕組みとすれば良い。
【００３０】
図３は、落雷防止システム９の構成と、落雷の様子を説明する説明図である。
落雷防止システム９は、上述した誘雷装置１が設置されると共に、落雷防止対象となる建造物Ｋの設置面に絶縁部材８を設けることで構成されている。この絶縁部材８は、充分な強度を有するゴム材などにより、雷を遮断するのに充分な厚みに形成されている。この絶縁部材８により、建造物Ｋを電気的に地面Ａから浮かした状態とし、落雷時に地面Ａを這ってくるサージ電圧から建造物Ｋの電子機器等を保護している。
【００３１】
雷雲が発生するなどして落雷の恐れがある状況になると、誘雷装置１の電源部６を電源ＯＮにし、コロナ放電装置４ａ，４ｂから外壁３ａ，３ｂに向けてそれぞれプラスとマイナスの放電を行い、外壁３ａをプラスに帯電（例えば＋２００Ｖ）させ、外壁３ｂをマイナスに帯電（例えば−２００Ｖ）させる。
【００３２】
落雷防止対象となる建造物Ｋは、地面Ａよりも充分高い位置にあるため、数万Ｖから１億Ｖに帯電している雷雲から地面Ａに放電するとき、通常であれば雷雲に最も近い建造物Ｋに落雷することになる。
【００３３】
ここで、雷にはプラスとマイナスの雷があり、上空の雷雲から地面Ａに落ちてくる雷Ｔは、殆どの場合がマイナスである。
このため、プラスに帯電しているプラス帯電ユニット２ａの外壁３ａと引き合い、雷Ｔは外壁３ａに落ちることになる。
【００３４】
外壁３ａのプラスの帯電が弱いものであれば、建造物Ｋに落雷する恐れが残るが、例えば＋２００Ｖなど充分に強く帯電させているため、雷Ｔを建造物Ｋではなく外壁３ａに誘導して該外壁３ａに落とすことができる。
【００３５】
仮に雷Ｔがプラスの雷であった場合は、マイナスに帯電しているマイナス帯電ユニット２ｂの外壁３ｂに落雷することになり、この場合も建造物Ｋを落雷から保護することができる。
【００３６】
このように、雷がプラスであってもマイナスであっても、落雷保護対象である建造物Ｋを落雷から確実に保護することができる。
本実施形態の誘雷装置１は、プラス帯電ユニット２ａとマイナス帯電ユニット２ｂをセットにして１つの装置としているため、利用者は落雷防止対象の設置場所において落ちてくる雷の性質がプラスかマイナスかを知らずとも、誘雷装置１を設置して作動させるだけで雷を誘雷装置１に落とすことができ、建造物Ｋなどの落雷防止対象を落雷から保護できる。
【実施例２】
【００３７】
図４は、実施例２の誘雷装置１０の概略構成を示す構成図である。
誘雷装置１０は、モータ等で構成される駆動部１４の駆動力によって回転するプラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂとが設けられている。
【００３８】
駆動部１４には、該駆動部１４によって回転する絶縁シャフト１３ａ，１３ｂが対象に設けられており、絶縁シャフト１３ａ，１３ｂとプラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂの間にはそれぞれシャフト１２ａ，１２ｂが設けられている。従って、駆動部１４による回転力は、絶縁シャフト１３ａ，１３ｂおよびシャフト１２ａ，１２ｂを介してプラス帯電翼１１ａおよびマイナス帯電翼１１ｂに伝達される。
【００３９】
図５は、プラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂの構成を示す断面図である。
プラス帯電翼１１ａは、図５（Ａ）に示すように、金属などの硬質部材で構成された筐体２１の外周全体にゴムなどによる絶縁層２２が設けられており、さらに絶縁層２２の外周全体にプラス帯電層２３ａが設けられている。プラス帯電層２３ａは、風があたるとプラスに帯電するナイロンなどの部材で構成されている。このため、プラス帯電翼１１ａは、回転している間常にプラス帯電層２３ａがプラスに帯電することになる。また、プラス帯電層２３ａの内側には絶縁層２２が全体に渡って設けられているため、帯電したプラスの電荷が誘雷装置１０を通じて放電してしまうことを防止でき、効率よくプラス帯電することができる。
【００４０】
マイナス帯電翼１１ｂは、図５（Ｂ）に示すように、金属などの硬質部材で構成された筐体２１の外周全体にゴムなどによる絶縁層２２が設けられており、さらに絶縁層２２の外周全体にマイナス帯電層２３ｂが設けられている。マイナス帯電層２３ｂは、風があたるとマイナスに帯電するポリエステルや革などの部材で構成されている。このため、マイナス帯電翼１１ｂは、回転している間常にマイナス帯電層２３ｂがマイナスに帯電することになる。また、マイナス帯電層２３ｂの内側には絶縁層２２が全体に渡って設けられているため、帯電したマイナスの電荷が誘雷装置１０を通じて放電してしまうことを防止でき、効率よくマイナス帯電することができる。
【００４１】
以上の構成により、１つの駆動部１４により、プラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂをそれぞれプラスとマイナスに帯電させることができる。
従って、マイナスの雷はプラス帯電翼１１ａに落とすことができ、プラスの雷はマイナス帯電翼１１ｂに落とすことができる。
【００４２】
なお、上述した構成以外にも、例えば交流電流を整流してプラスとマイナスに分け、このプラスとマイナスを用いてプラスに帯電する部分とマイナスに帯電する部分を有する誘雷装置を構成してもよい。
この場合でも、実施例１，２と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、プラスとマイナスのセットで構成したが、いずれか一方の構成としてもよい。
例えばプラスに帯電するプラス帯電ユニット２ａまたはプラス帯電翼１１ａを備え、マイナスに帯電するマイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂを備えない構成とすることができる。この場合も、プラス帯電ユニット２ａまたはプラス帯電翼１１にマイナスの雷を落とすことができ、雷を誘導することができる。
【実施例３】
【００４４】
図６は、実施例３の誘雷装置２０の概略構成を示す構成図である。
実施例３における誘雷装置２０は、その上部にプラス帯電ユニット２２ａを備えている。
【００４５】
前記誘雷装置２０の下部には、金属板などの導電性の有する板状の導電体２５を備えている。前記誘雷装置２０における導電体２５とプラス帯電ユニット２２ａとの間には、絶縁体２６が介装されている。
前記プラス帯電ユニット２２ａは、実施例１の誘雷装置１のプラス帯電ユニット２ａと同様に筐体全体に外壁２３ａが設けられ、その内部にコロナ放電装置２４ａが設けられている。なお、誘雷装置２０は、その上部にプラスの雷のときに用いるマイナス帯電ユニットを備えることもできる。
【００４６】
また、前記導電体２５は、地面Ａに設置され、地中に配したグランドＧ（アース）と接続されている。
【００４７】
さらにまた、前記絶縁体２６の上面には、前記プラス帯電ユニット２２ａの略下半分を収納する凹状の収納部２６ｃが設けられている。
【００４８】
さらに、前記絶縁体２６の底面は、前記導電体２５の上面に接地可能な平坦状であるが、底面中央部から上方へ凹んだ底面視円形の凹部２６ａが設けられている。このため、前記絶縁体２６は、前記凹部２６ａで薄肉となっており、該凹部２６ａと前記導電体２５との間には、空間部Ｂが形成されている。
【００４９】
なお、前記誘雷装置２０には、雷Ｔがプラス帯電ユニット２２ａへより誘導されるよう、図６中の仮想線に示すように該プラス帯電ユニット２２ａの上面から針２８を立設してもよい。
【００５０】
以下では、上述した誘雷装置２０の奏する作用、効果について図７から図９を用いて説明する。
なお、図７から図９は、実施例３の誘雷装置２０を模式的に示した該誘雷装置２０の作用説明図であり、殊に図８は、図７（ｂ）中の領域Ｘに相当する部位を拡大して示した説明図である。
【００５１】
まず、図７（ａ）の模式図に示すように、前記凹部２６ａは、落雷のおそれが発生した場合に、誘雷装置２０における実施例１で説明した電源部６をＯＮにし、プラス帯電ユニット２２ａの外壁２３ａをコロナ放電装置２４ａの放電によってプラスに帯電（例えば、＋２００Ｖや＋１０００Ｖ等）させておく。
【００５２】
このように外壁２３ａをプラスに帯電させることにより、図７（ｂ）の模式図に示すようにマイナスの雷を建造物ではなく外壁２３ａに誘導して落とす。
【００５３】
落雷すると、プラス帯電ユニット２２ａの外壁２３ａがマイナスに帯電し、外壁２３ａと地面Ａとの間の電位差が非常に大きくなる（数万Ｖ〜１億Ｖ）。このため、図８（ｃ）の模式図に示すように絶縁体２６の薄肉部２６ｂを飛び越えて導電体２５に放電し、図８（ｂ）に示すように絶縁破壊される。
【００５４】
その後は、外壁２３ａの雷電荷は、プラス帯電ユニット２２ａと導電体２５との間において外壁２３ａから直接、導電体２５へ向けて放電される。
【００５５】
以上により、図９（ｅ）の模式図に示すように導電体２５には、雷電荷が流れ込むことになるが、導電体２５は、地中に設けられたグランドＧに接続されているため、図９（ｆ）の模式図に示すように、絶縁性を有する地面Ａに埋設されているグランドＧ側へと雷電荷を流すことができる。
【００５６】
実施例３の誘雷装置２０は、プラス帯電ユニット２２ａと導電体２５との間に絶縁体２６を介在しているため、プラス帯電ユニット２２ａに帯電させたプラスの電荷が導電体２５等に流れることなく、効率よく溜めることができる。落雷したときは、絶縁体２６の絶縁破壊によって雷電荷をグランドＧへ流し込むことができる。
【００５７】
また、プラス帯電ユニット２２ａを絶縁体２６により収納することにより、コロナ放電装置２４ａにより外壁２３ａをプラスに帯電させたとき、その電荷が不用意に地中へ流出してしまうこともなく、帯電に要した消費電力を無駄にしてしまうこともない。
【００５８】
なお、絶縁体２６が絶縁破壊して雷電荷が流れる部位は、薄肉部２６ｂに限らない。例えば、絶縁体２６の収納部２６ｃの底側に凹部２６ｂを形成してもよく、また、外壁２３ａから導電体２５へ直接、放電するよう絶縁体２６の中央部に連通孔を形成してもよい。
【実施例４】
【００５９】
実施例４の誘雷装置３０は、図１０に示すように、前記プラス帯電ユニット２２ａ、前記導電体２５、及び、前記絶縁体２６（以下「誘雷装置本体２０ａ」という。）を地面Ａに対して上昇させる昇降装置３２を備えている。
なお、図１０は、実施例４の誘雷装置３０の概略構成を示す構成図である。
具体的に、前記昇降装置３２は、誘雷装置本体２０ａを下側から支持し、地面Ａに対して上方へ突き出し、或いは、下方へ退避するロッド３３と、該ロッド３３を、油圧を利用して可動させる可動装置３４を備えている。
【００６０】
可動装置３４は、地中に埋設され、主に、誘雷装置本体２０ａの下側で起立状態に埋設された管３５と、油タンク３６と、管３５と油タンク３６との間に接続された２本の細管３７ａ，３７ｂを備えている。２本の細管３７ａ，３７ｂは、それぞれ管３５の上下各側で接続され、途中部には、適宜、ポンプ３９ａ、方向制御弁３９ｂ、流量制御弁３９ｃが設けられている。
【００６１】
また、前記管３５の内部には、ピストン４０が備えられ、該ピストン４０は、前記ロッド３３の軸方向の一端に接続された状態で管３５内をスライド移動する。
【００６２】
上述した構成により、ロッド３３を上方に可動させて誘雷装置本体２０ａを地面Ａに対して上昇させることができる。また、前記ロッド３３を下方に可動させて誘雷装置本体２０ａを地面Ａに対して下降することができる。
【００６３】
前記構成の誘雷装置３０は、例えば、図１１に示すように、雷雲が発生しやすい街から少し外れた場所に設けておくとよい。
特に街の風上に誘雷装置３０を設置した場合は、雷雲が街に届く前に放電させることができ、街への落雷を防止することができる。
なお、図１１は、実施例４の誘雷装置３０の作用の説明図である。
【００６４】
このような場所に誘雷装置３０を設けておき、雲が徐々に帯電し雷雲へと発達しながら街へ近づいてくると、誘雷装置本体２０ａを昇降装置３２により上昇させる。これにより、雷雲が未だ完全に発達していない段階であっても雷雲と誘雷装置本体２０ａとの距離に対応する電位差を高めることができ、プラス帯電ユニット２２ａに誘雷させることができる。
【００６５】
これにより、街へ到達する前に雷雲の電位を下げることができるため、街へ到達しても落雷してしまうことがない。
なお、実施例４の誘雷装置３０は、勿論、街中に設けてもよい。この場合、雷雲が発生したとき、プラス帯電ユニット２２ａに帯電させる電位差が、建造物の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位になる高さにまで誘雷装置本体２０ａを、昇降装置３２により上昇させるとよい。
これにより、プラス帯電ユニット２２ａに誘雷させることができる。
【実施例５】
【００６６】
図１２は、実施例５の誘雷装置４０の概略構成を示す構成図である。
実施例５の誘雷装置４０は、プラス帯電ユニット４２ａ、前記絶縁体２６、及び、前記導電体２５を備えている。
【００６７】
前記プラス帯電ユニット４２ａの上面には、水平回転するようプラス帯電翼４１ａが設けられている。
【００６８】
プラス帯電翼４１ａは、実施例２のプラス帯電翼１１ａと同様に、その表面にプラス帯電層５３ａが設けられ、該プラス帯電層５３ａは、風があたるとプラスに帯電するナイロンなどの部材で構成されている。
【００６９】
さらに、前記プラス帯電ユニット４２ａの内部には、コロナ放電装置４ａの代わりにプラス帯電翼４１ａを駆動力により回転させる駆動部４４を備えている。
【００７０】
上述した構成により、実施例５の誘雷装置４０は、実施例２の誘雷装置１０と同様にプラス帯電翼４１ａをプラスに帯電させることができるため、マイナスの雷を落とすことができる。
【００７１】
なお、上述したプラス帯電翼４１ａを備えた誘雷装置４０は、実施例４の昇降装置３２を備えることもできる。
【００７２】
実施例４，５の誘雷装置３０，４０は、上述した構成のようにプラスに帯電させる構成に限らず、マイナスに帯電させる、或いは、プラスとマイナスのセットで帯電させる構成としてもよい。
【実施例６】
【００７３】
また、誘雷装置は、上述した実施例の構成に限定せず、本実施例６のように構成することができる。例えば、図１３の構成図に示すように、例えば、プラスに帯電するプラス帯電ユニット２ａを備えず、マイナスに帯電するマイナス帯電ユニット２ｂを備える構成の誘雷装置１Ａを、建造物Ｋの最上位置に設けて雷を避けるようにすることもできる。この場合、例えば船やビルなどの落雷防止対象の最も高い位置にマイナス帯電ユニット２ｂを備え、雷が落ちにくい状況にすることができる。
【００７４】
このとき、マイナス帯電ユニット２ｂに帯電させるマイナスの電位は、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定することが好ましい。
【００７５】
これにより、上から落ちてくるマイナスの雷を避けることができる。つまり、マイナスに帯電している雷雲から見て、マイナスに帯電したマイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂの電位は、高さの低い地面の電位よりさらに低いため、マイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂに落雷することなく地面などに落雷することになる。従って、落雷対象物に落雷すること自体を防止することができる。
【００７６】
また、上述した実施形態の誘雷装置２０，３０，４０は、落雷により絶縁破壊した絶縁体２６を、絶縁破壊していない新たな絶縁体２６に取り換えることにより再利用することができる。
【実施例７】
【００７７】
図１４は、実施例６の誘雷装置１００の概略構成を示す構成図である。
実施例７の誘雷装置１００には、雷レーダ１０２、蓄電機能付き直流電源１０３、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５、電位相切替器１０６、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８が備えられている。
【００７８】
蓄電機能付き直流電源１０３と地電流制御装置１０４との間、地電流制御装置１０４と昇圧器１０５との間、昇圧器１０５と電位相切替器１０６との間は、それぞれ一対のケーブル１１１ａ，１１１ｂにより接続されている。
【００７９】
蓄電機能付き直流電源１０３から電位相切替器１０６までの間における、前記一方のケーブル１１１ａには、プラス側の電圧（プラス電圧Ｐ）が供給され、他方のケーブル１１１ｂには、マイナス側の電圧（マイナス電圧Ｍ）とが供給される。
【００８０】
さらに、電位相切替器１０６と誘雷器１０７との間は、前記一方のケーブル１１１ａが接続されている。
一方、電位相切替器１０６と避雷電極１０８との間は、前記他方のケーブル１１１ｂが接続されている。
【００８１】
前記雷レーダ１０２は、雷雲が到来したことを検知するとともに、電界強度や雷雲の下部が正負いずれの電荷に帯電しているかも含めて検知する。なお、前記雷レーダ１０２は、街外れの風上側に設置していることが好ましい。
【００８２】
さらに前記雷レーダ１０２は、本実施例７では、空気中の電位差の変化をもとに雷を検知する仕組みのものを採用しているが、この構成に限定せず、雷を検知できる装置であれば他の手段によるものであってもよい。
【００８３】
前記蓄電機能付き直流電源１０３は、適宜、雷レーダ１０２、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５、電位相切替器１０６、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８に電力を供給する電源として機能する。また、高電圧の放電を行うために必要となる電力を蓄電しておく蓄電機能を備えている。
【００８４】
前記地電流制御装置１０４は、プラス側とマイナス側とがそれぞれグランド（ＧＮＤ）に接続され、この接続ラインにそれぞれ変流器１１２ａ，１１２ｂが設けられている。これにより、前記地電流制御装置１０４は、地面の電荷を測定する。
【００８５】
前記昇圧器１０５は、地電流制御装置１０４側から供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを昇圧させて各電圧の絶対値が高電位になるよう構成している。
【００８６】
前記電位相切替器１０６は、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８のそれぞれに対してプラス電圧Ｐ又はマイナス電圧Ｍを供給するが、その際、雷雲が帯電している電荷に応じて供給する電圧の正負の組み合わせ（位相）を適宜、逆転させて供給することができる。
【００８７】
例えば、誘雷器１０７側へプラス電圧Ｐを供給したときは、避雷電極１０８へは、マイナス電圧Ｍを供給する、又は、誘雷器１０７側へマイナス電圧Ｍを供給したときは、避雷電極１０８へは、プラス電圧Ｐを供給する切替えを行う。
【００８８】
なお、前記雷雲が帯電している電荷とは、雷雲の下部に帯電している電荷のことを示す（以下同じ）。
【００８９】
前記誘雷器１０７は、落雷しても安全な場所に設置されることが好ましい。これに対して、前記避雷電極１０８は、適宜、落雷を防止したい建物の最上部などに設置していることが好ましい。
【００９０】
さらに、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８は、雷の直撃を受けたときに、この直撃雷をＧＮＤへ逃がすための公知のＳＰＤなどの雷保護装置１０９の一端が接続されている。この雷保護装置１０９の他端は、ＧＮＤに接続され、これにより、前記電位相切替器１０６などを雷の直撃から保護している。
【００９１】
以下では、例えば、マイナスに帯電している雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１００が奏する作用について説明する。
【００９２】
雷レーダ１０２による検知信号をもとに２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂのそれぞれには、地電流制御装置１０４からプラス電圧Ｐ、又は、マイナス電圧Ｍが供給され、これらプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとの各電圧値は、昇圧器１０５で昇圧される。
【００９３】
さらに、電位相切替器１０６は、供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを正負そのままの電荷で、誘雷器１０７側と避雷電極１０８側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧Ｐが供給される。これに対して、前記避雷電極１０８側へは、雷雲が帯電している電荷と同じマイナス電圧Ｍが供給されることになる。
【００９４】
このように、誘雷器１０７を、雷雲が帯電している電荷と逆の電位に帯電させることにより、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができ、落雷によりマイナスに帯電した誘雷器１０７の電荷は、グランドへと流し込むことができる。
一方、前記避雷電極１０８は、雷雲の下部と同じマイナスに帯電させることにより、マイナスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【００９５】
続いてプラスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１００が奏する作用について説明する。
【００９６】
上述したマイナスに帯電した雷が到来してきた場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とが電位相切替器１０６に供給される。
【００９７】
電位相切替器１０６は、雷雲がプラスに帯電している場合は、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂから供給されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とを、それぞれ正負反転させてから誘雷器１０７、避雷電極１０８へ供給する。
【００９８】
これにより、誘雷器１０７には、雷雲が帯電している電荷と逆のマイナス電圧（Ｍ）を供給してマイナスに帯電させることができ、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができる。
【００９９】
一方、前記避雷電極１０８は、雷雲の下部と同じプラス電圧（Ｐ）を供給してプラスに帯電させることにより、プラスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【実施例８】
【０１００】
以下、実施例８の誘雷装置１１０の概略構成を図１５を用いて説明する。
但し、以下の実施例において上述した誘雷装置１００と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
実施例８の誘雷装置１１０には、前記避雷電極１０８が設けられておらず、誘雷器１０７のみが設けられ、該誘雷器１０７と電位相切替器１０６との間には、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂが配されている。
【０１０２】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１１０が奏する作用について説明する。
【０１０３】
上述した実施例７での場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１０４】
さらに、電位相切替器１０６は、誘雷器１０７側へマイナス電圧Ｍは供給せずに、プラス電圧Ｐのみを、昇圧器１０５から供給された電荷のまま誘雷器１０７側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧（Ｐ）が供給され、該誘雷器１０７は、プラスに帯電することになる。
【０１０５】
これに対して雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、誘雷器１０７側へプラス電圧Ｐは供給せずに、マイナス電圧（Ｍ）のみを、昇圧器１０５から供給された電荷のまま誘雷器１０７側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲の下部が帯電している電荷と逆のマイナス電圧（Ｍ）が供給され、マイナスに帯電することになる。
【０１０６】
以上より、雷雲がプラス、又は、マイナスのいずれの電荷に帯電している場合であっても、誘雷器１０７を、雷雲が帯電している電荷と逆の電位に帯電させることにより、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができる。
【実施例９】
【０１０７】
以下、実施例９の防雷装置１２０の概略構成を図１６を用いて説明する。
実施例９の防雷装置１２０では、前記誘雷器１０７は備えておらず、代わりに電荷放散器１２１（イオナイザ）が設けられている。なお、実施例９の防雷装置１２０は、実施例７の防雷装置１２０と同様に避雷電極１０８を備えている。
【０１０８】
前記電荷放散器１２１は、電位相切替器１０６から供給された電圧をもとに生成された電荷（イオン）を空中放散する装置である。
【０１０９】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１２０が奏する作用について説明する。
【０１１０】
上述した実施例の場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１１１】
さらに、電位相切替器１０６は、供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを正負そのままの電荷で、それぞれ電荷放散器１２１側、避雷電極１０８側へ供給する。すなわち、前記電荷放散器１２１側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧（Ｐ）が供給される。これに対して、前記避雷電極１０８側へは、雷雲の下部に帯電している電荷と同じマイナス電圧（Ｍ）が供給されることになる。
【０１１２】
これにより電荷放散器１２１から空気中に多量の正電荷（プラスイオン）が連続的に放散されることになり、電荷放散器１２１の上方では、図１７に示すように、該正電荷による保護シールドＺが構成される。この保護シールドＺによって、地上に落雷する前に雷に帯電している電荷を放電させることができ、地面と雷雲との間の電界上昇を緩和する。
なお、図１７は、マイナスに帯電した雷雲の下方で電荷放散器１２１から多数の正電荷（プラスイオン）を放散している様子を模式的に示した作用説明図である。
【０１１３】
一方、前記避雷電極１０８は、図示しないが、雷雲と同じマイナスの電荷に帯電させることにより、マイナスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【０１１４】
続いてプラスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１２０が奏する作用について説明する。
【０１１５】
上述したマイナスに帯電した雷が到来してきた場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６に供給される。
【０１１６】
雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂから供給されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とをそれぞれ正負反転させて電荷放散器１２１、避雷電極１０８へ供給する。
【０１１７】
これにより、電荷放散器１２１側へは、マイナス電圧（Ｍ）が供給され、該電荷放散器１２から雷雲が帯電している電荷と逆のマイナスの電荷を多量に放散させることができるため、確実に落雷を防ぐことができる。
【０１１８】
一方、前記避雷電極１０８へは、プラス電圧（Ｐ）が供給され、雷雲の下部と同じプラスに帯電させることにより、プラスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【０１１９】
また、例えば、先の尖った金属などを地上に設置しておき、雷雲の電荷と反対の電荷（イオン）を発生させる公知の先端放電現象を利用した場合は、強風などの気象条件により電荷のずれが生じ、結果的に誤作動を起こしやすいという難点があった。これに対して本実施例９では、電荷放散器１２１側に電圧を供給して人工的に電荷を発生させる構成であるため、雷の電界強度に応じた多量の電荷を放散させて、確実に落雷を防ぐことができるといった利点を有する。
【実施例１０】
【０１２０】
以下、実施例１０の防雷装置１３０の概略構成を図１８を用いて説明する。
実施例１０の防雷装置１３０には、前記避雷電極１０８が設けられておらず、電位相切替器１０６と電荷放散器１２１との間には、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂが配されている。
【０１２１】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１３０が奏する作用について説明する。
【０１２２】
上述した実施例の場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１２３】
さらに、電位相切替器１０６は、昇圧器１０５から供給された電荷のままのプラス電圧Ｐのみを電荷放散器１２１側へ供給する。
【０１２４】
これに対して雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、昇圧器１０５から供給された電荷のままのマイナス電圧（Ｍ）のみを電荷放散器１２１側へ供給する。
【０１２５】
以上より、雷雲がプラス、又は、マイナスのいずれの電荷に帯電している場合であっても、電荷放散器１２１から雷雲が帯電している電荷と逆の電荷を大量に放散させることにより、地面と雷雲との間の電界上昇を緩和し、地上に落雷する前に放電させ、結果的に落雷を防止することができる。
【０１２６】
また、上述した実施例７，８の誘雷装置１００，１１０、及び、実施例９，１０の防雷装置１２０，１３０は、上述した雷レーダ１０２を設置せずに他の手段により雷を検知する構成を備えてもよい。例えば、地電流制御装置１０４から地面に直流電気を流すことにより、雷が到来していること、及び、雷雲による電荷の電気量を計測してもよい。
【０１２７】
但し、上述した実施例のように雷レーダ１０２を備えることにより、雷雲の正確な検知が可能となるため好ましい。
【０１２８】
具体的に雷レーダ１０２を利用することにより、例えば、半径４０ｋｍ以上の広い範囲を検知することができる。これにより、昇圧器１０５により昇圧させる際に要する電力を蓄電機能付き直流電源１０３により蓄電する蓄電時間を十分、確保することができる。
【０１２９】
さらに、地面の電荷をもとに雷雲の存在を検知する場合、電荷自体が有する重力により、強風などの天候によって雷雲の電荷と地面の電荷とのズレが生じてしまうという難点を有する。これに対して、雷レーダ１０２を設けた場合、該雷レーダ１０２によって空中の電荷を検知できるため、正確に雷の到来を確認することが可能となる。
【０１３０】
さらにまた、上述した実施例７，８の誘雷装置１００，１１０、及び、実施例９，１０の防雷装置１２０，１３０は、それぞれ２つの電源を組み合わせて構成し、誘雷器１０７と避雷電極１０８との正負の電圧バランスを変更可能に構成してもよい。これにより、より細かいコントロールが可能となる。
【実施例１１】
【０１３１】
以下、実施例１１の誘雷装置５０の概略構成を図１９を用いて説明する。
実施例１１の誘雷装置５０は、一般のクレーン車と同様の構成をした上下方向に伸縮可能な昇降アーム５３を走行車５２に備えた昇降アーム付き走行車５４を備えている。前記昇降アーム５３の先端部には、誘雷装置本体５１を備えている。誘雷装置本体５１は、実施例４の誘雷装置本体３１と同様の構成であり、すなわち、前記プラス帯電ユニット２２ａ、前記導電体２５、及び、前記絶縁体２６を備えて構成されている。
【０１３２】
さらに、昇降アーム付き走行車５４は、前記昇降アーム５３を上昇させる際に、下方へ向けて突き出して地面Ａに設置される設置用柱体５５が設けられている。この設置用柱体５５により、昇降アーム付き走行車５４ごと安定して支持することができる。
【０１３３】
前記設置用柱体５５は、移動中は、昇降アーム付き走行車５４側へ退避させており、このように上下方向に伸縮自在に構成されている。さらに、設置用柱体５５自体が導電性を有した部材を備えて構成しているため、地面に設置したとき、誘雷装置本体５１の導電体２５と、グランドとして作用する地面Ａとが電気的に接続された接続手段として機能する。
【０１３４】
前記構成により、例えば、雷雲が街の方へ到来してきたことを、適宜、雷レーダ（図示せず）で検知すると、雷雲が到来時に通過すると予想される街外れの場所にまで前記昇降アーム付き走行車５４を移動させて、該昇降アーム付き走行車５４を雷雲の到来に備えて待機させる（図１９の仮想線参照）。
【０１３５】
さらに、前記設置用柱体５５を下方へ直動して地面に設置させ、前記昇降アーム５３を適宜、回転、或いは、伸張させるなどして誘雷装置本体５１を上昇させておく。
【０１３６】
実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が該誘雷装置５０を通過する過程において落雷させることができる。誘雷装置本体５１により雷雲から落雷を促す作用については、上述した実施例と同様のため、詳説しないが、落雷により導電体２５に帯電した電荷は、前記設置用柱体５５を通じてグランドとして作用する街外れの地中へと流し込むことができる。
【０１３７】
上述したように、実施例１１の誘雷装置５０は、昇降アーム５３により誘雷装置本体５１を上昇させることにより、雷雲が街へ到達する前の未だ完全に発達していない段階であっても確実に落雷させることができる。
【０１３８】
さらに、実施例１１の誘雷装置５０は、誘雷装置本体５１を地面に設置した場合のように一定の場所のみならず、昇降アーム付き走行車５４により任意の場所にまで移動することができる。
このため、雷雲がいずれの進行経路を辿って街に到来するかに関わらず、街に到来するまでの如何なる場所においても上述したように、待機させておくことによって、確実に落雷させることができる。
【０１３９】
さらにまた、実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が到来するおそれのない天候時においては、所定の待機場所で待機させておけばよいため、邪魔になることもない。
【０１４０】
このように、実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が到来するおそれのない天候時において邪魔になることもないため、上述したように街外れの場所で用いるに限らず、街中で用いることもできる。
【０１４１】
また、実施例１１の誘導装置５０は、本実施例１１の誘導装置本体５１のように、実施例４の誘導装置本体３１と同様の構成に限らず、上述した実施例１の誘導装置１、実施例３の誘導装置２０、実施例５の誘導装置４０と同様の構成のものを昇降アーム５３の先端側に具備した構成であってもよい。
【０１４２】
さらにまた、実施例１１の誘雷装置５０は、昇降アーム付き走行車５４に雷レーダを搭載した構成であってもよい。
【０１４３】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の誘雷装置は、実施形態の誘雷装置１，１Ａ，１０，２０，３０，４０，５０，１００，１１０に対応し、
以下同様に、
防雷装置は、実施形態の防雷装置１２０，１３０に対応し、
プラス帯電体は、外壁３ａ，２３ａ，４３ａおよびプラス帯電翼１１ａ，４１ａに対応し、
マイナス帯電体は、外壁３ｂおよびマイナス帯電翼１１ｂに対応し、
帯電体は、外壁３ａ，２３ａ，４３ａ，３ｂ、プラス帯電翼１１ａ，４１ａおよびマイナス帯電翼１１ｂ、又は、誘雷器１０７、或いは、退避電極１０８に対応し、
帯電手段は、コロナ放電装置４ａ，４ｂ，２４ａおよび駆動部１４，４３、又は、昇圧器１０５に対応し、
絶縁部材は、絶縁部材８に対応し、
落雷防止システムは、落雷防止システム９に対応し、
地上面は、地面Ａに対応し、
落雷防止対象は、建造物Ｋに対応
電荷放散手段は、電荷放散器１２１に対応し、
昇圧手段は、昇圧器１０５に対応し、
移動手段は、走行車５２に対応し、
昇降手段は、昇降装置３２、昇降アーム５３に対応し、
グランド接続手段は、前記設置用柱体５５に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図２】誘雷装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】落雷防止システムの構成と、落雷の様子を説明する説明図。
【図４】実施例２の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図５】実施例２のプラス帯電翼とマイナス帯電翼の構成を示す断面図。
【図６】実施例３の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図７】実施例３の誘雷装置を模式的に示した作用の説明図。
【図８】実施例３の誘雷装置の模式的に示した作用の説明図。
【図９】実施例３の誘雷装置の模式的に示した作用の説明図。
【図１０】実施例４の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１１】実施例４の誘雷装置の作用の説明図。
【図１２】実施例５の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１３】実施例６の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１４】実施例７の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１５】実施例８の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１６】実施例９の防雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１７】実施例９の防雷装置の作用の説明図。
【図１８】実施例１０の防雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１９】実施例１１の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【符号の説明】
【０１４５】
１，１Ａ，１０，２０，３０，４０，５０，１００，１１０，…誘雷装置、１２０，１３０…防雷装置、３ａ，２３ａ，４３ａ，３ｂ…外壁、１１ａ，４１ａ…プラス帯電翼、１１ｂ…マイナス帯電翼、４ａ，４ｂ，２４ａ…コロナ放電装置、８…絶縁部材、９…落雷防止システム、１４，４３…駆動部、２５…導電体、２６…絶縁体、３２…昇降装置、１０７…誘雷器、１０８…避雷電極、１０５…昇圧器、１２１…電荷放散器１２１、走行車…５２、昇降アーム…５３、前記設置用柱体…５５、Ａ…地面、Ｋ…建造物、Ｇ…グランド
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば落雷の方向を誘導し、ビルや風力発電装置、あるいは船といった建造物を落雷から保護するような誘雷装置および落雷防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雷は樹木や鉄塔、ビルなど、背の高いものに落ちやすいことが知られている。背の高い建造物を落雷から防止する方法としては、落雷防止対象となる建造物よりも背の高い避雷針を設置する方法が提案されている。（特許文献１参照）。
この避雷針によれば、雷を避雷針に落とすことができ、落雷防止対象の建造物を落雷から保護することができる。
【０００３】
しかし、避雷針にて落雷を防止するためには、落雷防止対象となる建造物よりも背の高い避雷針を建造し設置する必要があった。そして、落雷防止対象となる建造物が例えば高さ１００ｍの風力発電装置である場合など、非常に背の高い装置であれば、これより背の高い避雷針を設置するには非常にコストがかかるという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述の問題に鑑みて、背の高い避雷針を設置せずとも落雷防止対象への落雷を防止できる誘雷装置および落雷防止システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、該帯電体をプラス又はマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた誘雷装置とすることができる。
【０００７】
またこの発明は、少なくとも前記帯電体を落雷防止対象の最上位置に備え、
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定することが好ましい。
【０００８】
この発明は、グランドに接続された導電体と、該導電体と前記帯電体との間に介装される絶縁体とを備え、該絶縁体に、前記帯電体に落雷した際に絶縁破壊されて前記帯電体から前記導電体へ雷電荷を通過許容する絶縁破壊部を備えることができる。
【０００９】
なお、絶縁体は、例えば、シリコン、合成樹脂、ゴム、シリコン、ガラス、などの部材、さらには油などの液体により形成することができる。
【００１０】
前記絶縁破壊部は、例えば、前記絶縁体の肉厚を部分的に薄くした薄肉部である。
【００１１】
また、この発明は、前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、落雷防止対象の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位に設定することが好ましい。
【００１２】
また、この発明は、少なくとも前記帯電体を、地上面に対して上昇させる昇降手段を備えることもできる。
【００１３】
前記昇降手段は、例えば、テーブル式、リフト式、はしご式など方式により、少なくとも前記帯電体を昇降させる手段を含む。
【００１４】
この発明は、少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備えることができる。さらに前記移動手段には、前記導電体を備え、該導電体がグランドに対して離間可能に接続されるグランド接続手段を備えることが好ましい。
【００１５】
またこの発明は、プラスに帯電するプラス帯電体と、マイナスに帯電するマイナス帯電体と、前記プラス帯電体をプラスに帯電させ前記マイナス帯電体をマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた誘雷装置とすることができる。
【００１６】
この発明の落雷防止システムは、上述した誘雷装置を備え、落雷防止対象の接地部分を絶縁部材で被覆することもできる。
【００１７】
また、この発明は、防雷装置プラス又はマイナスの電荷を放散する電荷放散体と、該電荷放散体に電力を供給してプラス又はマイナスの電荷を放散させる電荷放散手段とを備えた防雷装置を構成することもできる。
【００１８】
この構成の防雷装置には、プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、該帯電体を、前記電荷放散体が放散する電荷とは逆の電荷に帯電させる帯電手段とを備えることもできる。
【００１９】
前記帯電手段は、昇圧手段、又は、コロナ放電装置および駆動部により構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明により、背の高い避雷針を設置せずとも落雷防止対象への落雷を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、誘雷装置１の概略構成を示す構成図である。
誘雷装置１は、プラス帯電ユニット２ａと、マイナス帯電ユニット２ｂとで構成されている。
【００２３】
プラス帯電ユニット２ａは、筐体全体に外壁３ａが設けられ、その内部にコロナ放電装置４ａが設けられている。
【００２４】
コロナ放電装置４ａは、外壁３ａの天板に向けてコロナ放電し、外壁３ａの天板をプラスに帯電させる。これにより、外壁３ａはプラスに帯電し、特に天板部分がプラスに帯電することになる。このプラス帯電ユニット２ａのプラスの帯電は、例えば＋２００Ｖ程度に帯電させるとよい。
【００２５】
マイナス帯電ユニット２ｂは、筐体全体に外壁３ｂが設けられ、その内部にコロナ放電装置４ｂが設けられている。
【００２６】
コロナ放電装置４ｂは、外壁３ｂの天板に向けてコロナ放電し、外壁３ｂの天板をマイナスに帯電させる。これにより、外壁３ｂはマイナスに帯電し、特に天板部分がマイナスに帯電することになる。このマイナス帯電ユニット２ｂのマイナスの帯電は、例えば−２００Ｖ程度に帯電させるとよい。
【００２７】
これらのプラスの帯電とマイナスの帯電は、雷雲が生じる等して落雷のおそれが発生した場合に実行すればよい。したがって、誘雷装置１には、図示省略する押下ボタンなどの入力部を備え、該入力部に実行開始の入力を受けるとプラス帯電ユニット２ａのプラスの帯電とマイナス帯電ユニット２ｂのマイナスの帯電を実行する構成とすればよい。
【００２８】
図２は、誘雷装置１の概略構成を示すブロック図である。
誘雷装置１には、１つの電源部６が設けられている。この電源部６は、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂの両方に電力を供給する。これにより、電力源を１つとして装置を簡素化している。つまり、電源部６が１つで済むことに加え、電源部６からの電力供給を開始するという１つの操作で、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂの両方が駆動し、それぞれスイッチＯＮとするようなわずらわしさを排除できる。
【００２９】
なお、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂのコロナ放電の仕組みは、コロナ放電装置４ａおよびコロナ放電装置４ｂのそれぞれに尖った針で構成される電極針を設け、この電極針に前記電源部６からの高電圧を印加することで、周囲にイオンを放ちコロナ放電する周知の仕組みとすれば良い。
【００３０】
図３は、落雷防止システム９の構成と、落雷の様子を説明する説明図である。
落雷防止システム９は、上述した誘雷装置１が設置されると共に、落雷防止対象となる建造物Ｋの設置面に絶縁部材８を設けることで構成されている。この絶縁部材８は、充分な強度を有するゴム材などにより、雷を遮断するのに充分な厚みに形成されている。この絶縁部材８により、建造物Ｋを電気的に地面Ａから浮かした状態とし、落雷時に地面Ａを這ってくるサージ電圧から建造物Ｋの電子機器等を保護している。
【００３１】
雷雲が発生するなどして落雷の恐れがある状況になると、誘雷装置１の電源部６を電源ＯＮにし、コロナ放電装置４ａ，４ｂから外壁３ａ，３ｂに向けてそれぞれプラスとマイナスの放電を行い、外壁３ａをプラスに帯電（例えば＋２００Ｖ）させ、外壁３ｂをマイナスに帯電（例えば−２００Ｖ）させる。
【００３２】
落雷防止対象となる建造物Ｋは、地面Ａよりも充分高い位置にあるため、数万Ｖから１億Ｖに帯電している雷雲から地面Ａに放電するとき、通常であれば雷雲に最も近い建造物Ｋに落雷することになる。
【００３３】
ここで、雷にはプラスとマイナスの雷があり、上空の雷雲から地面Ａに落ちてくる雷Ｔは、殆どの場合がマイナスである。
このため、プラスに帯電しているプラス帯電ユニット２ａの外壁３ａと引き合い、雷Ｔは外壁３ａに落ちることになる。
【００３４】
外壁３ａのプラスの帯電が弱いものであれば、建造物Ｋに落雷する恐れが残るが、例えば＋２００Ｖなど充分に強く帯電させているため、雷Ｔを建造物Ｋではなく外壁３ａに誘導して該外壁３ａに落とすことができる。
【００３５】
仮に雷Ｔがプラスの雷であった場合は、マイナスに帯電しているマイナス帯電ユニット２ｂの外壁３ｂに落雷することになり、この場合も建造物Ｋを落雷から保護することができる。
【００３６】
このように、雷がプラスであってもマイナスであっても、落雷保護対象である建造物Ｋを落雷から確実に保護することができる。
本実施形態の誘雷装置１は、プラス帯電ユニット２ａとマイナス帯電ユニット２ｂをセットにして１つの装置としているため、利用者は落雷防止対象の設置場所において落ちてくる雷の性質がプラスかマイナスかを知らずとも、誘雷装置１を設置して作動させるだけで雷を誘雷装置１に落とすことができ、建造物Ｋなどの落雷防止対象を落雷から保護できる。
【実施例２】
【００３７】
図４は、実施例２の誘雷装置１０の概略構成を示す構成図である。
誘雷装置１０は、モータ等で構成される駆動部１４の駆動力によって回転するプラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂとが設けられている。
【００３８】
駆動部１４には、該駆動部１４によって回転する絶縁シャフト１３ａ，１３ｂが対象に設けられており、絶縁シャフト１３ａ，１３ｂとプラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂの間にはそれぞれシャフト１２ａ，１２ｂが設けられている。従って、駆動部１４による回転力は、絶縁シャフト１３ａ，１３ｂおよびシャフト１２ａ，１２ｂを介してプラス帯電翼１１ａおよびマイナス帯電翼１１ｂに伝達される。
【００３９】
図５は、プラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂの構成を示す断面図である。
プラス帯電翼１１ａは、図５（Ａ）に示すように、金属などの硬質部材で構成された筐体２１の外周全体にゴムなどによる絶縁層２２が設けられており、さらに絶縁層２２の外周全体にプラス帯電層２３ａが設けられている。プラス帯電層２３ａは、風があたるとプラスに帯電するナイロンなどの部材で構成されている。このため、プラス帯電翼１１ａは、回転している間常にプラス帯電層２３ａがプラスに帯電することになる。また、プラス帯電層２３ａの内側には絶縁層２２が全体に渡って設けられているため、帯電したプラスの電荷が誘雷装置１０を通じて放電してしまうことを防止でき、効率よくプラス帯電することができる。
【００４０】
マイナス帯電翼１１ｂは、図５（Ｂ）に示すように、金属などの硬質部材で構成された筐体２１の外周全体にゴムなどによる絶縁層２２が設けられており、さらに絶縁層２２の外周全体にマイナス帯電層２３ｂが設けられている。マイナス帯電層２３ｂは、風があたるとマイナスに帯電するポリエステルや革などの部材で構成されている。このため、マイナス帯電翼１１ｂは、回転している間常にマイナス帯電層２３ｂがマイナスに帯電することになる。また、マイナス帯電層２３ｂの内側には絶縁層２２が全体に渡って設けられているため、帯電したマイナスの電荷が誘雷装置１０を通じて放電してしまうことを防止でき、効率よくマイナス帯電することができる。
【００４１】
以上の構成により、１つの駆動部１４により、プラス帯電翼１１ａとマイナス帯電翼１１ｂをそれぞれプラスとマイナスに帯電させることができる。
従って、マイナスの雷はプラス帯電翼１１ａに落とすことができ、プラスの雷はマイナス帯電翼１１ｂに落とすことができる。
【００４２】
なお、上述した構成以外にも、例えば交流電流を整流してプラスとマイナスに分け、このプラスとマイナスを用いてプラスに帯電する部分とマイナスに帯電する部分を有する誘雷装置を構成してもよい。
この場合でも、実施例１，２と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、プラスとマイナスのセットで構成したが、いずれか一方の構成としてもよい。
例えばプラスに帯電するプラス帯電ユニット２ａまたはプラス帯電翼１１ａを備え、マイナスに帯電するマイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂを備えない構成とすることができる。この場合も、プラス帯電ユニット２ａまたはプラス帯電翼１１にマイナスの雷を落とすことができ、雷を誘導することができる。
【実施例３】
【００４４】
図６は、実施例３の誘雷装置２０の概略構成を示す構成図である。
実施例３における誘雷装置２０は、その上部にプラス帯電ユニット２２ａを備えている。
【００４５】
前記誘雷装置２０の下部には、金属板などの導電性の有する板状の導電体２５を備えている。前記誘雷装置２０における導電体２５とプラス帯電ユニット２２ａとの間には、絶縁体２６が介装されている。
前記プラス帯電ユニット２２ａは、実施例１の誘雷装置１のプラス帯電ユニット２ａと同様に筐体全体に外壁２３ａが設けられ、その内部にコロナ放電装置２４ａが設けられている。なお、誘雷装置２０は、その上部にプラスの雷のときに用いるマイナス帯電ユニットを備えることもできる。
【００４６】
また、前記導電体２５は、地面Ａに設置され、地中に配したグランドＧ（アース）と接続されている。
【００４７】
さらにまた、前記絶縁体２６の上面には、前記プラス帯電ユニット２２ａの略下半分を収納する凹状の収納部２６ｃが設けられている。
【００４８】
さらに、前記絶縁体２６の底面は、前記導電体２５の上面に接地可能な平坦状であるが、底面中央部から上方へ凹んだ底面視円形の凹部２６ａが設けられている。このため、前記絶縁体２６は、前記凹部２６ａで薄肉となっており、該凹部２６ａと前記導電体２５との間には、空間部Ｂが形成されている。
【００４９】
なお、前記誘雷装置２０には、雷Ｔがプラス帯電ユニット２２ａへより誘導されるよう、図６中の仮想線に示すように該プラス帯電ユニット２２ａの上面から針２８を立設してもよい。
【００５０】
以下では、上述した誘雷装置２０の奏する作用、効果について図７から図９を用いて説明する。
なお、図７から図９は、実施例３の誘雷装置２０を模式的に示した該誘雷装置２０の作用説明図であり、殊に図８は、図７（ｂ）中の領域Ｘに相当する部位を拡大して示した説明図である。
【００５１】
まず、図７（ａ）の模式図に示すように、前記凹部２６ａは、落雷のおそれが発生した場合に、誘雷装置２０における実施例１で説明した電源部６をＯＮにし、プラス帯電ユニット２２ａの外壁２３ａをコロナ放電装置２４ａの放電によってプラスに帯電（例えば、＋２００Ｖや＋１０００Ｖ等）させておく。
【００５２】
このように外壁２３ａをプラスに帯電させることにより、図７（ｂ）の模式図に示すようにマイナスの雷を建造物ではなく外壁２３ａに誘導して落とす。
【００５３】
落雷すると、プラス帯電ユニット２２ａの外壁２３ａがマイナスに帯電し、外壁２３ａと地面Ａとの間の電位差が非常に大きくなる（数万Ｖ〜１億Ｖ）。このため、図８（ｃ）の模式図に示すように絶縁体２６の薄肉部２６ｂを飛び越えて導電体２５に放電し、図８（ｂ）に示すように絶縁破壊される。
【００５４】
その後は、外壁２３ａの雷電荷は、プラス帯電ユニット２２ａと導電体２５との間において外壁２３ａから直接、導電体２５へ向けて放電される。
【００５５】
以上により、図９（ｅ）の模式図に示すように導電体２５には、雷電荷が流れ込むことになるが、導電体２５は、地中に設けられたグランドＧに接続されているため、図９（ｆ）の模式図に示すように、絶縁性を有する地面Ａに埋設されているグランドＧ側へと雷電荷を流すことができる。
【００５６】
実施例３の誘雷装置２０は、プラス帯電ユニット２２ａと導電体２５との間に絶縁体２６を介在しているため、プラス帯電ユニット２２ａに帯電させたプラスの電荷が導電体２５等に流れることなく、効率よく溜めることができる。落雷したときは、絶縁体２６の絶縁破壊によって雷電荷をグランドＧへ流し込むことができる。
【００５７】
また、プラス帯電ユニット２２ａを絶縁体２６により収納することにより、コロナ放電装置２４ａにより外壁２３ａをプラスに帯電させたとき、その電荷が不用意に地中へ流出してしまうこともなく、帯電に要した消費電力を無駄にしてしまうこともない。
【００５８】
なお、絶縁体２６が絶縁破壊して雷電荷が流れる部位は、薄肉部２６ｂに限らない。例えば、絶縁体２６の収納部２６ｃの底側に凹部２６ｂを形成してもよく、また、外壁２３ａから導電体２５へ直接、放電するよう絶縁体２６の中央部に連通孔を形成してもよい。
【実施例４】
【００５９】
実施例４の誘雷装置３０は、図１０に示すように、前記プラス帯電ユニット２２ａ、前記導電体２５、及び、前記絶縁体２６（以下「誘雷装置本体２０ａ」という。）を地面Ａに対して上昇させる昇降装置３２を備えている。
なお、図１０は、実施例４の誘雷装置３０の概略構成を示す構成図である。
具体的に、前記昇降装置３２は、誘雷装置本体２０ａを下側から支持し、地面Ａに対して上方へ突き出し、或いは、下方へ退避するロッド３３と、該ロッド３３を、油圧を利用して可動させる可動装置３４を備えている。
【００６０】
可動装置３４は、地中に埋設され、主に、誘雷装置本体２０ａの下側で起立状態に埋設された管３５と、油タンク３６と、管３５と油タンク３６との間に接続された２本の細管３７ａ，３７ｂを備えている。２本の細管３７ａ，３７ｂは、それぞれ管３５の上下各側で接続され、途中部には、適宜、ポンプ３９ａ、方向制御弁３９ｂ、流量制御弁３９ｃが設けられている。
【００６１】
また、前記管３５の内部には、ピストン４０が備えられ、該ピストン４０は、前記ロッド３３の軸方向の一端に接続された状態で管３５内をスライド移動する。
【００６２】
上述した構成により、ロッド３３を上方に可動させて誘雷装置本体２０ａを地面Ａに対して上昇させることができる。また、前記ロッド３３を下方に可動させて誘雷装置本体２０ａを地面Ａに対して下降することができる。
【００６３】
前記構成の誘雷装置３０は、例えば、図１１に示すように、雷雲が発生しやすい街から少し外れた場所に設けておくとよい。
特に街の風上に誘雷装置３０を設置した場合は、雷雲が街に届く前に放電させることができ、街への落雷を防止することができる。
なお、図１１は、実施例４の誘雷装置３０の作用の説明図である。
【００６４】
このような場所に誘雷装置３０を設けておき、雲が徐々に帯電し雷雲へと発達しながら街へ近づいてくると、誘雷装置本体２０ａを昇降装置３２により上昇させる。これにより、雷雲が未だ完全に発達していない段階であっても雷雲と誘雷装置本体２０ａとの距離に対応する電位差を高めることができ、プラス帯電ユニット２２ａに誘雷させることができる。
【００６５】
これにより、街へ到達する前に雷雲の電位を下げることができるため、街へ到達しても落雷してしまうことがない。
なお、実施例４の誘雷装置３０は、勿論、街中に設けてもよい。この場合、雷雲が発生したとき、プラス帯電ユニット２２ａに帯電させる電位差が、建造物の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位になる高さにまで誘雷装置本体２０ａを、昇降装置３２により上昇させるとよい。
これにより、プラス帯電ユニット２２ａに誘雷させることができる。
【実施例５】
【００６６】
図１２は、実施例５の誘雷装置４０の概略構成を示す構成図である。
実施例５の誘雷装置４０は、プラス帯電ユニット４２ａ、前記絶縁体２６、及び、前記導電体２５を備えている。
【００６７】
前記プラス帯電ユニット４２ａの上面には、水平回転するようプラス帯電翼４１ａが設けられている。
【００６８】
プラス帯電翼４１ａは、実施例２のプラス帯電翼１１ａと同様に、その表面にプラス帯電層５３ａが設けられ、該プラス帯電層５３ａは、風があたるとプラスに帯電するナイロンなどの部材で構成されている。
【００６９】
さらに、前記プラス帯電ユニット４２ａの内部には、コロナ放電装置４ａの代わりにプラス帯電翼４１ａを駆動力により回転させる駆動部４４を備えている。
【００７０】
上述した構成により、実施例５の誘雷装置４０は、実施例２の誘雷装置１０と同様にプラス帯電翼４１ａをプラスに帯電させることができるため、マイナスの雷を落とすことができる。
【００７１】
なお、上述したプラス帯電翼４１ａを備えた誘雷装置４０は、実施例４の昇降装置３２を備えることもできる。
【００７２】
実施例４，５の誘雷装置３０，４０は、上述した構成のようにプラスに帯電させる構成に限らず、マイナスに帯電させる、或いは、プラスとマイナスのセットで帯電させる構成としてもよい。
【実施例６】
【００７３】
また、誘雷装置は、上述した実施例の構成に限定せず、本実施例６のように構成することができる。例えば、図１３の構成図に示すように、例えば、プラスに帯電するプラス帯電ユニット２ａを備えず、マイナスに帯電するマイナス帯電ユニット２ｂを備える構成の誘雷装置１Ａを、建造物Ｋの最上位置に設けて雷を避けるようにすることもできる。この場合、例えば船やビルなどの落雷防止対象の最も高い位置にマイナス帯電ユニット２ｂを備え、雷が落ちにくい状況にすることができる。
【００７４】
このとき、マイナス帯電ユニット２ｂに帯電させるマイナスの電位は、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定することが好ましい。
【００７５】
これにより、上から落ちてくるマイナスの雷を避けることができる。つまり、マイナスに帯電している雷雲から見て、マイナスに帯電したマイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂの電位は、高さの低い地面の電位よりさらに低いため、マイナス帯電ユニット２ｂまたはマイナス帯電翼１１ｂに落雷することなく地面などに落雷することになる。従って、落雷対象物に落雷すること自体を防止することができる。
【００７６】
また、上述した実施形態の誘雷装置２０，３０，４０は、落雷により絶縁破壊した絶縁体２６を、絶縁破壊していない新たな絶縁体２６に取り換えることにより再利用することができる。
【実施例７】
【００７７】
図１４は、実施例６の誘雷装置１００の概略構成を示す構成図である。
実施例７の誘雷装置１００には、雷レーダ１０２、蓄電機能付き直流電源１０３、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５、電位相切替器１０６、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８が備えられている。
【００７８】
蓄電機能付き直流電源１０３と地電流制御装置１０４との間、地電流制御装置１０４と昇圧器１０５との間、昇圧器１０５と電位相切替器１０６との間は、それぞれ一対のケーブル１１１ａ，１１１ｂにより接続されている。
【００７９】
蓄電機能付き直流電源１０３から電位相切替器１０６までの間における、前記一方のケーブル１１１ａには、プラス側の電圧（プラス電圧Ｐ）が供給され、他方のケーブル１１１ｂには、マイナス側の電圧（マイナス電圧Ｍ）とが供給される。
【００８０】
さらに、電位相切替器１０６と誘雷器１０７との間は、前記一方のケーブル１１１ａが接続されている。
一方、電位相切替器１０６と避雷電極１０８との間は、前記他方のケーブル１１１ｂが接続されている。
【００８１】
前記雷レーダ１０２は、雷雲が到来したことを検知するとともに、電界強度や雷雲の下部が正負いずれの電荷に帯電しているかも含めて検知する。なお、前記雷レーダ１０２は、街外れの風上側に設置していることが好ましい。
【００８２】
さらに前記雷レーダ１０２は、本実施例７では、空気中の電位差の変化をもとに雷を検知する仕組みのものを採用しているが、この構成に限定せず、雷を検知できる装置であれば他の手段によるものであってもよい。
【００８３】
前記蓄電機能付き直流電源１０３は、適宜、雷レーダ１０２、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５、電位相切替器１０６、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８に電力を供給する電源として機能する。また、高電圧の放電を行うために必要となる電力を蓄電しておく蓄電機能を備えている。
【００８４】
前記地電流制御装置１０４は、プラス側とマイナス側とがそれぞれグランド（ＧＮＤ）に接続され、この接続ラインにそれぞれ変流器１１２ａ，１１２ｂが設けられている。これにより、前記地電流制御装置１０４は、地面の電荷を測定する。
【００８５】
前記昇圧器１０５は、地電流制御装置１０４側から供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを昇圧させて各電圧の絶対値が高電位になるよう構成している。
【００８６】
前記電位相切替器１０６は、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８のそれぞれに対してプラス電圧Ｐ又はマイナス電圧Ｍを供給するが、その際、雷雲が帯電している電荷に応じて供給する電圧の正負の組み合わせ（位相）を適宜、逆転させて供給することができる。
【００８７】
例えば、誘雷器１０７側へプラス電圧Ｐを供給したときは、避雷電極１０８へは、マイナス電圧Ｍを供給する、又は、誘雷器１０７側へマイナス電圧Ｍを供給したときは、避雷電極１０８へは、プラス電圧Ｐを供給する切替えを行う。
【００８８】
なお、前記雷雲が帯電している電荷とは、雷雲の下部に帯電している電荷のことを示す（以下同じ）。
【００８９】
前記誘雷器１０７は、落雷しても安全な場所に設置されることが好ましい。これに対して、前記避雷電極１０８は、適宜、落雷を防止したい建物の最上部などに設置していることが好ましい。
【００９０】
さらに、誘雷器１０７、及び、避雷電極１０８は、雷の直撃を受けたときに、この直撃雷をＧＮＤへ逃がすための公知のＳＰＤなどの雷保護装置１０９の一端が接続されている。この雷保護装置１０９の他端は、ＧＮＤに接続され、これにより、前記電位相切替器１０６などを雷の直撃から保護している。
【００９１】
以下では、例えば、マイナスに帯電している雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１００が奏する作用について説明する。
【００９２】
雷レーダ１０２による検知信号をもとに２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂのそれぞれには、地電流制御装置１０４からプラス電圧Ｐ、又は、マイナス電圧Ｍが供給され、これらプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとの各電圧値は、昇圧器１０５で昇圧される。
【００９３】
さらに、電位相切替器１０６は、供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを正負そのままの電荷で、誘雷器１０７側と避雷電極１０８側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧Ｐが供給される。これに対して、前記避雷電極１０８側へは、雷雲が帯電している電荷と同じマイナス電圧Ｍが供給されることになる。
【００９４】
このように、誘雷器１０７を、雷雲が帯電している電荷と逆の電位に帯電させることにより、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができ、落雷によりマイナスに帯電した誘雷器１０７の電荷は、グランドへと流し込むことができる。
一方、前記避雷電極１０８は、雷雲の下部と同じマイナスに帯電させることにより、マイナスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【００９５】
続いてプラスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１００が奏する作用について説明する。
【００９６】
上述したマイナスに帯電した雷が到来してきた場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とが電位相切替器１０６に供給される。
【００９７】
電位相切替器１０６は、雷雲がプラスに帯電している場合は、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂから供給されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とを、それぞれ正負反転させてから誘雷器１０７、避雷電極１０８へ供給する。
【００９８】
これにより、誘雷器１０７には、雷雲が帯電している電荷と逆のマイナス電圧（Ｍ）を供給してマイナスに帯電させることができ、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができる。
【００９９】
一方、前記避雷電極１０８は、雷雲の下部と同じプラス電圧（Ｐ）を供給してプラスに帯電させることにより、プラスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【実施例８】
【０１００】
以下、実施例８の誘雷装置１１０の概略構成を図１５を用いて説明する。
但し、以下の実施例において上述した誘雷装置１００と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
実施例８の誘雷装置１１０には、前記避雷電極１０８が設けられておらず、誘雷器１０７のみが設けられ、該誘雷器１０７と電位相切替器１０６との間には、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂが配されている。
【０１０２】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の誘雷装置１１０が奏する作用について説明する。
【０１０３】
上述した実施例７での場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１０４】
さらに、電位相切替器１０６は、誘雷器１０７側へマイナス電圧Ｍは供給せずに、プラス電圧Ｐのみを、昇圧器１０５から供給された電荷のまま誘雷器１０７側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧（Ｐ）が供給され、該誘雷器１０７は、プラスに帯電することになる。
【０１０５】
これに対して雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、誘雷器１０７側へプラス電圧Ｐは供給せずに、マイナス電圧（Ｍ）のみを、昇圧器１０５から供給された電荷のまま誘雷器１０７側へ供給する。すなわち、前記誘雷器１０７側へは、雷雲の下部が帯電している電荷と逆のマイナス電圧（Ｍ）が供給され、マイナスに帯電することになる。
【０１０６】
以上より、雷雲がプラス、又は、マイナスのいずれの電荷に帯電している場合であっても、誘雷器１０７を、雷雲が帯電している電荷と逆の電位に帯電させることにより、該誘雷器１０７に確実に雷を落とすことができる。
【実施例９】
【０１０７】
以下、実施例９の防雷装置１２０の概略構成を図１６を用いて説明する。
実施例９の防雷装置１２０では、前記誘雷器１０７は備えておらず、代わりに電荷放散器１２１（イオナイザ）が設けられている。なお、実施例９の防雷装置１２０は、実施例７の防雷装置１２０と同様に避雷電極１０８を備えている。
【０１０８】
前記電荷放散器１２１は、電位相切替器１０６から供給された電圧をもとに生成された電荷（イオン）を空中放散する装置である。
【０１０９】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１２０が奏する作用について説明する。
【０１１０】
上述した実施例の場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１１１】
さらに、電位相切替器１０６は、供給されたプラス電圧Ｐとマイナス電圧Ｍとを正負そのままの電荷で、それぞれ電荷放散器１２１側、避雷電極１０８側へ供給する。すなわち、前記電荷放散器１２１側へは、雷雲が帯電しているマイナスの電荷と逆のプラス電圧（Ｐ）が供給される。これに対して、前記避雷電極１０８側へは、雷雲の下部に帯電している電荷と同じマイナス電圧（Ｍ）が供給されることになる。
【０１１２】
これにより電荷放散器１２１から空気中に多量の正電荷（プラスイオン）が連続的に放散されることになり、電荷放散器１２１の上方では、図１７に示すように、該正電荷による保護シールドＺが構成される。この保護シールドＺによって、地上に落雷する前に雷に帯電している電荷を放電させることができ、地面と雷雲との間の電界上昇を緩和する。
なお、図１７は、マイナスに帯電した雷雲の下方で電荷放散器１２１から多数の正電荷（プラスイオン）を放散している様子を模式的に示した作用説明図である。
【０１１３】
一方、前記避雷電極１０８は、図示しないが、雷雲と同じマイナスの電荷に帯電させることにより、マイナスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【０１１４】
続いてプラスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１２０が奏する作用について説明する。
【０１１５】
上述したマイナスに帯電した雷が到来してきた場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６に供給される。
【０１１６】
雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂから供給されたプラス電圧（Ｐ）とマイナス電圧（Ｍ）とをそれぞれ正負反転させて電荷放散器１２１、避雷電極１０８へ供給する。
【０１１７】
これにより、電荷放散器１２１側へは、マイナス電圧（Ｍ）が供給され、該電荷放散器１２から雷雲が帯電している電荷と逆のマイナスの電荷を多量に放散させることができるため、確実に落雷を防ぐことができる。
【０１１８】
一方、前記避雷電極１０８へは、プラス電圧（Ｐ）が供給され、雷雲の下部と同じプラスに帯電させることにより、プラスの電荷どうしが反発しあって落雷を確実に防止することができる。
【０１１９】
また、例えば、先の尖った金属などを地上に設置しておき、雷雲の電荷と反対の電荷（イオン）を発生させる公知の先端放電現象を利用した場合は、強風などの気象条件により電荷のずれが生じ、結果的に誤作動を起こしやすいという難点があった。これに対して本実施例９では、電荷放散器１２１側に電圧を供給して人工的に電荷を発生させる構成であるため、雷の電界強度に応じた多量の電荷を放散させて、確実に落雷を防ぐことができるといった利点を有する。
【実施例１０】
【０１２０】
以下、実施例１０の防雷装置１３０の概略構成を図１８を用いて説明する。
実施例１０の防雷装置１３０には、前記避雷電極１０８が設けられておらず、電位相切替器１０６と電荷放散器１２１との間には、２本のケーブル１１１ａ，１１１ｂが配されている。
【０１２１】
マイナスに帯電した雷が街に到来してきた場合において上述した構成の防雷装置１３０が奏する作用について説明する。
【０１２２】
上述した実施例の場合と同様に、地電流制御装置１０４、昇圧器１０５を経て、雷レーダ１０２の検知信号をもとに昇圧された所定の電圧が電位相切替器１０６へ供給される。
【０１２３】
さらに、電位相切替器１０６は、昇圧器１０５から供給された電荷のままのプラス電圧Ｐのみを電荷放散器１２１側へ供給する。
【０１２４】
これに対して雷雲がプラスに帯電している場合、電位相切替器１０６は、昇圧器１０５から供給された電荷のままのマイナス電圧（Ｍ）のみを電荷放散器１２１側へ供給する。
【０１２５】
以上より、雷雲がプラス、又は、マイナスのいずれの電荷に帯電している場合であっても、電荷放散器１２１から雷雲が帯電している電荷と逆の電荷を大量に放散させることにより、地面と雷雲との間の電界上昇を緩和し、地上に落雷する前に放電させ、結果的に落雷を防止することができる。
【０１２６】
また、上述した実施例７，８の誘雷装置１００，１１０、及び、実施例９，１０の防雷装置１２０，１３０は、上述した雷レーダ１０２を設置せずに他の手段により雷を検知する構成を備えてもよい。例えば、地電流制御装置１０４から地面に直流電気を流すことにより、雷が到来していること、及び、雷雲による電荷の電気量を計測してもよい。
【０１２７】
但し、上述した実施例のように雷レーダ１０２を備えることにより、雷雲の正確な検知が可能となるため好ましい。
【０１２８】
具体的に雷レーダ１０２を利用することにより、例えば、半径４０ｋｍ以上の広い範囲を検知することができる。これにより、昇圧器１０５により昇圧させる際に要する電力を蓄電機能付き直流電源１０３により蓄電する蓄電時間を十分、確保することができる。
【０１２９】
さらに、地面の電荷をもとに雷雲の存在を検知する場合、電荷自体が有する重力により、強風などの天候によって雷雲の電荷と地面の電荷とのズレが生じてしまうという難点を有する。これに対して、雷レーダ１０２を設けた場合、該雷レーダ１０２によって空中の電荷を検知できるため、正確に雷の到来を確認することが可能となる。
【０１３０】
さらにまた、上述した実施例７，８の誘雷装置１００，１１０、及び、実施例９，１０の防雷装置１２０，１３０は、それぞれ２つの電源を組み合わせて構成し、誘雷器１０７と避雷電極１０８との正負の電圧バランスを変更可能に構成してもよい。これにより、より細かいコントロールが可能となる。
【実施例１１】
【０１３１】
以下、実施例１１の誘雷装置５０の概略構成を図１９を用いて説明する。
実施例１１の誘雷装置５０は、一般のクレーン車と同様の構成をした上下方向に伸縮可能な昇降アーム５３を走行車５２に備えた昇降アーム付き走行車５４を備えている。前記昇降アーム５３の先端部には、誘雷装置本体５１を備えている。誘雷装置本体５１は、実施例４の誘雷装置本体３１と同様の構成であり、すなわち、前記プラス帯電ユニット２２ａ、前記導電体２５、及び、前記絶縁体２６を備えて構成されている。
【０１３２】
さらに、昇降アーム付き走行車５４は、前記昇降アーム５３を上昇させる際に、下方へ向けて突き出して地面Ａに設置される設置用柱体５５が設けられている。この設置用柱体５５により、昇降アーム付き走行車５４ごと安定して支持することができる。
【０１３３】
前記設置用柱体５５は、移動中は、昇降アーム付き走行車５４側へ退避させており、このように上下方向に伸縮自在に構成されている。さらに、設置用柱体５５自体が導電性を有した部材を備えて構成しているため、地面に設置したとき、誘雷装置本体５１の導電体２５と、グランドとして作用する地面Ａとが電気的に接続された接続手段として機能する。
【０１３４】
前記構成により、例えば、雷雲が街の方へ到来してきたことを、適宜、雷レーダ（図示せず）で検知すると、雷雲が到来時に通過すると予想される街外れの場所にまで前記昇降アーム付き走行車５４を移動させて、該昇降アーム付き走行車５４を雷雲の到来に備えて待機させる（図１９の仮想線参照）。
【０１３５】
さらに、前記設置用柱体５５を下方へ直動して地面に設置させ、前記昇降アーム５３を適宜、回転、或いは、伸張させるなどして誘雷装置本体５１を上昇させておく。
【０１３６】
実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が該誘雷装置５０を通過する過程において落雷させることができる。誘雷装置本体５１により雷雲から落雷を促す作用については、上述した実施例と同様のため、詳説しないが、落雷により導電体２５に帯電した電荷は、前記設置用柱体５５を通じてグランドとして作用する街外れの地中へと流し込むことができる。
【０１３７】
上述したように、実施例１１の誘雷装置５０は、昇降アーム５３により誘雷装置本体５１を上昇させることにより、雷雲が街へ到達する前の未だ完全に発達していない段階であっても確実に落雷させることができる。
【０１３８】
さらに、実施例１１の誘雷装置５０は、誘雷装置本体５１を地面に設置した場合のように一定の場所のみならず、昇降アーム付き走行車５４により任意の場所にまで移動することができる。
このため、雷雲がいずれの進行経路を辿って街に到来するかに関わらず、街に到来するまでの如何なる場所においても上述したように、待機させておくことによって、確実に落雷させることができる。
【０１３９】
さらにまた、実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が到来するおそれのない天候時においては、所定の待機場所で待機させておけばよいため、邪魔になることもない。
【０１４０】
このように、実施例１１の誘雷装置５０は、雷雲が到来するおそれのない天候時において邪魔になることもないため、上述したように街外れの場所で用いるに限らず、街中で用いることもできる。
【０１４１】
また、実施例１１の誘導装置５０は、本実施例１１の誘導装置本体５１のように、実施例４の誘導装置本体３１と同様の構成に限らず、上述した実施例１の誘導装置１、実施例３の誘導装置２０、実施例５の誘導装置４０と同様の構成のものを昇降アーム５３の先端側に具備した構成であってもよい。
【０１４２】
さらにまた、実施例１１の誘雷装置５０は、昇降アーム付き走行車５４に雷レーダを搭載した構成であってもよい。
【０１４３】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の誘雷装置は、実施形態の誘雷装置１，１Ａ，１０，２０，３０，４０，５０，１００，１１０に対応し、
以下同様に、
防雷装置は、実施形態の防雷装置１２０，１３０に対応し、
プラス帯電体は、外壁３ａ，２３ａ，４３ａおよびプラス帯電翼１１ａ，４１ａに対応し、
マイナス帯電体は、外壁３ｂおよびマイナス帯電翼１１ｂに対応し、
帯電体は、外壁３ａ，２３ａ，４３ａ，３ｂ、プラス帯電翼１１ａ，４１ａおよびマイナス帯電翼１１ｂ、又は、誘雷器１０７、或いは、退避電極１０８に対応し、
帯電手段は、コロナ放電装置４ａ，４ｂ，２４ａおよび駆動部１４，４３、又は、昇圧器１０５に対応し、
絶縁部材は、絶縁部材８に対応し、
落雷防止システムは、落雷防止システム９に対応し、
地上面は、地面Ａに対応し、
落雷防止対象は、建造物Ｋに対応
電荷放散手段は、電荷放散器１２１に対応し、
昇圧手段は、昇圧器１０５に対応し、
移動手段は、走行車５２に対応し、
昇降手段は、昇降装置３２、昇降アーム５３に対応し、
グランド接続手段は、前記設置用柱体５５に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図２】誘雷装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】落雷防止システムの構成と、落雷の様子を説明する説明図。
【図４】実施例２の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図５】実施例２のプラス帯電翼とマイナス帯電翼の構成を示す断面図。
【図６】実施例３の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図７】実施例３の誘雷装置を模式的に示した作用の説明図。
【図８】実施例３の誘雷装置の模式的に示した作用の説明図。
【図９】実施例３の誘雷装置の模式的に示した作用の説明図。
【図１０】実施例４の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１１】実施例４の誘雷装置の作用の説明図。
【図１２】実施例５の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１３】実施例６の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１４】実施例７の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１５】実施例８の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１６】実施例９の防雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１７】実施例９の防雷装置の作用の説明図。
【図１８】実施例１０の防雷装置の概略構成を示す構成図。
【図１９】実施例１１の誘雷装置の概略構成を示す構成図。
【符号の説明】
【０１４５】
１，１Ａ，１０，２０，３０，４０，５０，１００，１１０，…誘雷装置、１２０，１３０…防雷装置、３ａ，２３ａ，４３ａ，３ｂ…外壁、１１ａ，４１ａ…プラス帯電翼、１１ｂ…マイナス帯電翼、４ａ，４ｂ，２４ａ…コロナ放電装置、８…絶縁部材、９…落雷防止システム、１４，４３…駆動部、２５…導電体、２６…絶縁体、３２…昇降装置、１０７…誘雷器、１０８…避雷電極、１０５…昇圧器、１２１…電荷放散器１２１、走行車…５２、昇降アーム…５３、前記設置用柱体…５５、Ａ…地面、Ｋ…建造物、Ｇ…グランド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、
該帯電体をプラス又はマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた
誘雷装置。
【請求項２】
少なくとも前記帯電体を落雷防止対象の最上位置に備え、
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定した
請求項１記載の誘雷装置。
【請求項３】
グランドに接続された導電体と、
該導電体と前記帯電体との間に介装される絶縁体とを備え、
該絶縁体に、前記帯電体に落雷した際に絶縁破壊されて前記帯電体から前記導電体へ雷電荷を通過許容する絶縁破壊部を備えた
請求項１または２記載の誘雷装置。
【請求項４】
前記絶縁破壊部は、前記絶縁体の肉厚を部分的に薄くした薄肉部である
請求項３記載の誘雷装置。
【請求項５】
少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備えた
請求項１から４のうちいずれか１に記載の誘雷装置。
【請求項６】
少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備え、
前記導電体は、前記移動手段に備えられ、
該導電体がグランドに対して離間可能に接続されるグランド接続手段を備えた
請求項３または４記載の誘雷装置。
【請求項７】
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、落雷防止対象の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位に設定した
請求項１から６のうちいずれか１に記載の誘雷装置。
【請求項８】
少なくとも前記帯電体を、地上面に対して上昇させる昇降手段を備えた
請求項１または７記載の誘雷装置。
【請求項９】
プラスに帯電するプラス帯電体と、
マイナスに帯電するマイナス帯電体と、
前記プラス帯電体をプラスに帯電させ前記マイナス帯電体をマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた
誘雷装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の誘雷装置を備え、
落雷防止対象の接地部分を絶縁部材で被覆した
落雷防止システム。
【請求項１１】
プラス又はマイナスの電荷を放散する電荷放散体と、
該電荷放散体に電力を供給してプラス又はマイナスの電荷を放散させる電荷放散手段とを備えた
防雷装置。
【請求項１２】
プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、
該帯電体を、前記電荷放散体が放散する電荷とは逆の電荷に帯電させる帯電手段とを備えた
請求項１１記載の防雷装置。
【請求項１３】
前記帯電手段は、昇圧手段である
請求項１から９のうちいずれか１に記載の誘雷装置、又は、請求項１２記載の防雷装置。
【請求項１】
プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、
該帯電体をプラス又はマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた
誘雷装置。
【請求項２】
少なくとも前記帯電体を落雷防止対象の最上位置に備え、
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、前記最上位置と地上面との距離に対応する電位差を打ち消す電位に設定した
請求項１記載の誘雷装置。
【請求項３】
グランドに接続された導電体と、
該導電体と前記帯電体との間に介装される絶縁体とを備え、
該絶縁体に、前記帯電体に落雷した際に絶縁破壊されて前記帯電体から前記導電体へ雷電荷を通過許容する絶縁破壊部を備えた
請求項１または２記載の誘雷装置。
【請求項４】
前記絶縁破壊部は、前記絶縁体の肉厚を部分的に薄くした薄肉部である
請求項３記載の誘雷装置。
【請求項５】
少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備えた
請求項１から４のうちいずれか１に記載の誘雷装置。
【請求項６】
少なくとも前記帯電体を移動させる移動手段を備え、
前記導電体は、前記移動手段に備えられ、
該導電体がグランドに対して離間可能に接続されるグランド接続手段を備えた
請求項３または４記載の誘雷装置。
【請求項７】
前記帯電手段により前記帯電体を帯電させる電位を、落雷防止対象の最上位置と地上面との距離に対応する電位差と同等かそれより高い電位に設定した
請求項１から６のうちいずれか１に記載の誘雷装置。
【請求項８】
少なくとも前記帯電体を、地上面に対して上昇させる昇降手段を備えた
請求項１または７記載の誘雷装置。
【請求項９】
プラスに帯電するプラス帯電体と、
マイナスに帯電するマイナス帯電体と、
前記プラス帯電体をプラスに帯電させ前記マイナス帯電体をマイナスに帯電させる帯電手段とを備えた
誘雷装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の誘雷装置を備え、
落雷防止対象の接地部分を絶縁部材で被覆した
落雷防止システム。
【請求項１１】
プラス又はマイナスの電荷を放散する電荷放散体と、
該電荷放散体に電力を供給してプラス又はマイナスの電荷を放散させる電荷放散手段とを備えた
防雷装置。
【請求項１２】
プラス又はマイナスに帯電する帯電体と、
該帯電体を、前記電荷放散体が放散する電荷とは逆の電荷に帯電させる帯電手段とを備えた
請求項１１記載の防雷装置。
【請求項１３】
前記帯電手段は、昇圧手段である
請求項１から９のうちいずれか１に記載の誘雷装置、又は、請求項１２記載の防雷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−１２３９７６（Ｐ２００８−１２３９７６Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１０９５１（Ｐ２００６−３１０９５１）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（５９７１２０９７２）オリエント測器コンピュータ株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（５９７１２０９７２）オリエント測器コンピュータ株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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