時間溫差能的利用的製作方法

2023-05-13 23:29:56

專利名稱：時間溫差能的利用的製作方法
所屬領域本發明是一種新能源的一系列利用方法。
背景技術：
隨著煤炭石油天然氣常規能源的日趨枯竭，人們不得不去尋找各種新能源。如果在傳統化石燃料能源枯竭之前，人們還找不到可以替代的新能源，那麼人類就會陷入極端的困境和混亂中，走向滅絕的邊緣。同時，今後人類面臨的是經濟增長和環境保護的雙重壓力，需要的能源還得安全、潔淨。

發明內容
本發明是時間溫差(能)的利用。這裡說的時間溫差有兩個方面的含義，一是相對不動的物體，受環境(熱源)溫度變化影響而具有的時間溫差，如晝夜溫差，氣溫突變。二是運動的物體受不同溫度的環境(熱源)影響而具有的時間溫差，小如室內室外溫差，大如宇宙星系之間的溫差。
在我們生存的地球上，大部分地方都有以年為周期的季溫差，和以24小時為周期的晝夜溫差。此外，氣候突變、森林火災，火山爆發等等，也都會引起不同程度的溫度變化。世界就是一個多重溫度變化交織的世界。時間溫差是由不同溫度的物體運動和輻射或傳導促成的，在宇宙中具有普遍性和永久性。
本發明採用的方法是1、以物體受熱源溫度變化影響，溫度跟著升降，其狀態也發生變化而獲取機械能。
2、以物體受熱源溫度變化影響，吸收或釋放熱量，通過半導體溫差發電片直接獲取電能。
本發明的有益效果是，用簡單的方法把時間溫差轉換為機械能或電能，為人類找到了一種安全、潔淨、永久、無限、無任何汙染的新能源的一種利用方法，可以從根本上解決能源危機和能源汙染問題，從而帶動交通、通訊、宇宙開發等一系列產業的更新和飛躍。


下面結合附圖和實施方法對本發明進一步說明。
圖1是時間溫差轉為電力的最基本原理圖。
圖中是一個良好透熱壁的氣缸內充滿某種氣體，活塞通過連杆與一個線圈內的磁鐵機械連接。
圖2是用一種熱脹冷縮明顯的材料為工質，通過槓桿傳遞，把時間溫差轉為機械運動的原理圖。
圖3是用尼丁諾絲為工質，把時間溫差能轉換為機械能的原理圖。
圖中，1.尼丁諾絲，2.拉簧。它們被固定在同一機械參考系中。
圖4是一個單熱源直接發電裝置的原理圖。
圖中1.隔熱層，2.儲能器，3.半導體溫差發電片圖5是利用常用太陽熱水器產生電能的原理圖。
圖中，1.冷水進入管，2.熱水送出管。3和4都是半導體溫差發電片。
具體實施方法如圖1中所示，當環境溫度變化時，由於傳熱，氣缸內氣體的溫度也隨著變化，氣體的體積就會膨脹或收縮，從而推動活塞移動，無論是從a到b，還是b移動到a，都會帶動磁鐵移動，在閉合迴路中產生電流(這只是一個原理圖，實際上線圈切割磁力線產生電動勢的大小還與切割速度密切相關)。
圖2是用一種熱脹冷縮明顯的材料，通過槓桿傳遞，把時間溫差轉為機械運動。其中，工質——熱脹冷縮明顯的材料，有多種選擇，本人從實驗中發現，普通有機玻璃就是一種熱脹冷縮系統很大的好材料。工質(有機玻璃條)A端固定，當環境溫度變化時，無論是升高還是降低，由於工質的脹縮，都會通過雙向槓桿傳遞，使槓桿B端或左或右運動，這種運動可以對機械鐘的發條上勁。在實際運用上，可以增加工質條的數量或槓桿的力距點，以達到不同的目的。
圖3中的工作介質為尼丁諾絲。尼丁諾(Nitino)是鎳鈦合金，它對溫度特別敏感，如果在某一溫度下，一根尼丁諾絲堅硬挺直，則在另一較低的溫度下，它會變得象柳條一樣柔軟，可以任意彎曲，若溫度回升到原來的程度，它又會變成原來那樣挺直的樣子。且它在較高溫度彈直時，能產生很大的力，這種力要比在較低溫時使它彎曲的力大得多。尼丁諾這種奇妙的特性，可用來作為把時間溫差能轉換為機械能的最佳工作介質。設環境溫度呈周期性在T1與T2(T1＞T2)之間變化，如果在某時刻，環境溫度為T1，尼丁諾絲(1)為挺直狀態，那麼，當環境溫度下降到T2時，尼丁諾絲(1)就會變軟，在拉簧(2)拉力的作用下，尼丁諾絲彎曲。當環境環境溫度再上升到T1時，尼丁諾絲(1)就會彈直，恢復為原來挺直的樣子。如此周而復始。
圖4是一個用半導體溫差發電做的把時間溫差轉換為電能裝置的原理圖。圖中，隔熱層(1)可用塑料泡沫或真空加反射玻璃隔熱層，也可以不用隔熱層，而全部用半導體溫差發電片(膜)把儲能器塊完全包起來。儲能器(2)可用金屬塊如銅、鋁等，也可以用液體如水、煤油等。半導體溫差發電片(3)沒有特殊要求，也可用市面上常見的半導體致冷片代用，最好是能研製出不同環境溫差下的化合物專用發電片。
如圖4，當環境溫度升高時，就有熱量通過半導體溫差發電片(3)流向儲能器(2)，同時由於半導體溫差發電片(3)兩面的溫差而產生電力，直到金屬塊的溫度與環境溫度平衡。當環境溫度下降時，就有熱量通過半導體溫差發電片(3)流出，同理，半導體溫差發電片(3)也產生電能，但與環境溫度升高時的極性相反。顯然，把這樣的裝置放在溫度變化的地方，就能連續不斷地輸出電能。或者讓這樣的裝置在不同溫度的熱源間運動，也有同樣的效果。
同理，可以把建築物如房子、橋梁等，甚至是巖石當作是儲存熱量的儲能器，在其表面裝上溫差發電片，從溫度變化的環境中獲取電能。可以把手機、汽車、輪船、飛機、人造衛星、太空站、宇宙飛船等當作儲能器，在其表面裝上半導體溫差發電片，獲取電能。
如圖5，在普通太陽能熱水器的進水管處，增加半導體溫差發電片(3)，讓太陽光照在半導體溫差發電片(3)上，先對冷水進行初加熱，同時由於冷水與太陽熱的溫差而產生電力。半導體溫差發電片(4)裝在冷水進入與熱水送出的水管之間，能有效地得到電能，其缺點是會降低一點輸出的水溫。這種發電方法的特點是，沒有冷水進入或熱水輸出時不產生電能，不會對熱水器儲熱方面有不良影響。
時間溫差能的利用只與溫度變化有關，所以在高寒地區不會受到底溫的影響。
我國的東南部氣溫晝夜溫差並不大，但據在廣西桂林測定，夏季晴朗的白天裸巖表面最高溫度曾達80度以上，而夜間又常降到20度以下(下劃線內容引自全國高等林業院校試用教材《森林生態學》，1981年9月第一版，第77頁)。
西北地區深居內陸，晝夜溫差很大，多數地方氣溫日較差超過30℃。而地面物體的實際溫度變幅比起氣溫的變幅來要大上幾倍，有些地方的晝夜溫差可達到80℃以上。可以選擇某些晝夜溫差大的地方建造大型晝夜溫差發電廠。
地球上因為有一層厚厚的大氣覆蓋，以及有大面積的海洋，對太陽輻射起緩衝作用，所以，地球上的溫度變幅不大，而其它星球上就不同了。如地球的臨鄰，火星，自轉周期與地球差不多，其晝夜溫差竟達100℃以上，並且上面還常有在幾秒鐘內幾十度的溫度突變。地球的衛星月球，晝夜溫差在300度以上。離太陽最近的水星，晝夜溫差竟達600℃。所以，要開發宇宙，可以在其它星球上就地獲取時間溫差能作為所需之能源。
星際旅行的最大難題就是能源問題，而時間溫差能則是星際旅行的最好能源，因為飛船在飛行過程中必然要經過不同的溫度區域，從而可以獲得時間溫差能。人造地球衛星在受到太陽照射和不受太陽照射時表面的溫差達500℃。按照相對論，物體高速運動時，時間會變短，這就可以獲取更大的能量。
地球上的晝夜溫差說到底是太陽輻射與地球自轉共同促成的，如果用本人發明的方法利用太陽能，與目前的太陽熱和太陽光發電相比，有諸多優點。1、只與溫度變化有關，不需要根據太陽的位置跟蹤對焦。2、夜間也能利用太陽能。3、成本低，效率高，維護方便。
氫氣無疑是理想的能源，但氫是二次能源，關鍵問題是無法得到廉價的氫氣。可以利用某些金屬的合金，在不同的溫度中會吸收和釋放氫氣的特點，直接從空氣中採集氫氣。
用這種方法配合現有的各類太陽能熱水器，可以同時獲取電能。
權利要求
1.本發明是時間溫差能的利用，是以物體因受環境(熱源)溫度變化影響而具有的時間溫差，來獲取機械能或電能。
2.根據權力要求1所述，本發明的工作方式之一是本裝置不動時，受環境(熱源)溫度變化影響獲取機械能或電能。延伸可在自然的、人造的固定物體上實施。如巖石、房屋、橋梁、電視塔(發射天線)等。
3.根據權力要求1所述，本發明的工作方式之二是本裝置運動時，受不同溫度的環境(熱源)影響獲取機械能或電能。延伸可在所有運動的物體上實施。如手機、背包、衣服、汽車、輪船、飛機、人造衛星、太空站、宇宙飛船等。
4.如說明書所述，根據本發明原理，可對現有各類太陽能熱水器稍加改造，在獲取熱水的同時，得到電能。
全文摘要
這項發明是本人在能源方面的一個重大發現之後，而研究出的一系列利用方法，即時間溫差能的利用。是以物體受熱源溫度變化影響，其狀態也發生變化而獲取機械能，和以物體受熱源溫度變化影響，吸收或釋放熱量，而獲取電能。用這種方法利用太陽能，晚上也可以照常進行。
文檔編號F03G7/00GK1553054SQ0312666
公開日2004年12月8日 申請日期2003年5月27日 優先權日2003年5月27日
發明者王東儒 申請人:王東儒