仿微暴流利用大氣能量發電、淡化海水等的方法和系統的製作方法

2023-05-20 17:13:31

專利名稱：仿微暴流利用大氣能量發電、淡化海水等的方法和系統的製作方法
當前能源、淡水緊張，大氣汙染嚴重，溫室氣體增加，海平面上升，嚴重威脅著人類的生存，本發明試圖從技術上解決這些問題。
微暴流是雷雨雲中的強烈下沉氣流，本發明正是模仿這種自然現象從大氣中汲取能量進行發電、淨化空氣等。
仿微暴流利用大氣能量發電、淡化海水、淨化空氣的方法是建立高塔，在高塔頂部將水在較大範圍內噴出霧化，霧化水的蒸發，使空氣冷卻，並且比大氣中的熱空氣更加緻密，從而產生下沉氣流，利用下沉氣流驅動機械裝置(如風輪或氣輪機)帶動發電機發電。下沉氣流由霧化水等降沉物直接產生負浮力和霧化水蒸汽降溫產生負浮力驅動，下沉氣流除了可以吸收大氣中的熱能外，還可以吸收大氣中空氣的動能和位能。高塔上噴出的霧化水滴可以帶有靜電電荷，電荷可以吸收大氣中細小的汙染物，有些氣態汙染物還可溶幹水中，下沉氣流攜帶的空氣經過此過程得到淨化，還可產生大量負離子。高塔上噴出的如果是霧化的海水，隨著水分的蒸發，鹽就被分離出來，運用收集器將鹽收集起來，蒸發的水又隨著下沉氣流被從大氣中帶回來，就可以達到海水淡化的目的；如果高塔噴出的是汙水，也可以達到淨化水的目的。霧化水滴的小滴由於面積與體積比超過大滴，故在相同含水量情況下，小滴群更有利於蒸發冷卻；可以採用超聲波霧化水得到小滴群，超聲霧化海水還有利於海水中鹽與水的分離。大量地抽取海水運用本發明進行發電，可以從技術上解決海平面上升、溫室氣體增加、能源和淡水緊張的問題。
仿微暴流利用大氣能量發電、淡化海水、淨化空氣的系統由高塔子系統、噴水子系統、氣輪機子系統或風輪子系統、發電子系統以及海水淡化、空氣淨化、冷風輸出等子系統組成。高塔子系統可以是立柱式。桁架式、煙囪式、雙曲筒罩式等；可以是鋼結構或鋼筋混凝土等構成。噴水子系統是由蓄水池、壓力泵、管路、噴嘴組和水控制裝置構成；以及超聲波霧化水裝置等。氣輪機子系統可以由氣流收攏器和氣輪機組成風輪子系統可以由風輪和導風槽組成。發電子系統由發電機組、輸變電設備、控制裝置組成。海水淡化子系統由分離器、接鹽器、鹽回收裝置等組成。空氣淨化子系統由靜電充電荷裝置、汙染水處理裝置等組成。冷風輸出子系統由輸出管路、輸出風機及控制器等組成。
該系統的工作方式是將水從蓄水池用壓力泵經管路送上高塔頂部，根據天氣不同的溫度、溼度等情況通過水控制裝置由噴嘴組霧化噴出，也可以通過超聲波霧化水裝置霧化，得到利於蒸發的小水滴群，水的蒸發使空氣得到冷卻，並且比大氣中的空氣更加緻密，產生下沉氣塊，噴水子系統連續噴出水，以維持下沉氣塊小水滴群的飽和狀態，從而產生下沉氣流。下沉氣流經過氣流收攏器收攏，衝擊氣輪機，由氣輪機帶動發電機發電。
如果使用風輪子系統帶動發電機發電，下沉氣流在科裡奧利力的作用下將產生逆時針方向的旋轉，旋轉氣流將有利於風輪的旋轉，下沉的旋轉氣流衝擊風輪，風輪帶動發電機發電。旋轉氣流在南半地球正相反。如果需要淡化海水，就要在高塔頂端噴出海水，超聲霧化水裝置有利於鹽和水的分離，由分離器把水和鹽分離，接鹽器把鹽留下，經鹽回送裝置把鹽送到儲存處。淡化的海水霧隨下沉氣流到地面成為淡化海水。如果需要淨化空氣，可以對高塔噴出的水滴由靜電充電裝置進行充電荷處理，使噴出的水滴帶有靜電荷，用以吸引大氣中的細小的汙染物，有些氣態汙染物還可溶於水中，下沉氣流攜帶的空氣經過霧化水的噴淋得到淨化，還可以產生大量負離子，猶如在大瀑布旁的感覺，如果由於空氣汙染嚴重噴淋的水被汙染，還可經汙染水處理裝置處理這些水以復用。如果需要冷風輸出，經大量蒸汽降溫的下沉氣流所攜帶的空氣可使用風機加壓，經輸出管路輸出，用控制器控制輸送到需要降溫的地方去。另外，高塔可以做成多功能塔，可以作為廣播、電視、通訊、觀光，甚至可以避海嘯等。高塔噴出的水霧柱用燈光照射將非常美麗，也可以做成水幕電影放映柱。
下面用實施例來說明本發明。
實施例一太陽能氣流電站(見附圖
)在電站中央建立二百米高的高塔式煙囪，圍繞高塔建設巨大的直徑二百米的環形透明材料的大棚，中心為大棚內熱空氣從煙囪排除的收攏器，邊緣為仿微暴流發電系統的收攏器，高塔底部安置氣輪發動機。其工作方式是透明大棚的空氣在白天經太陽暴曬後，曬熱的空氣經氣流收攏器，通過煙囪式高塔使熱空氣高速排出，從而驅動氣輪發電機發電，晚間利用餘熱發電，而這只是仿微暴流發電系統的一個副產品；通過高塔頂部將水在巨大環形透明材料大棚上部噴出霧化，水的蒸發使空氣得到冷卻並且比大氣中的熱空氣更加緻密，產生下沉氣流，下沉氣流經過設在透明大棚邊緣的收攏器驅動氣輪發電機發電。此系統充分利用了高塔，使地面曬熱的空氣沒有與仿微暴流的下沉氣流衝突，而是通過煙囪做了功，上升的熱空氣在高塔頂部還有利於霧化水的蒸發並且取得了位能，起到了事半功倍的效果透明大棚還可以建成熱帶植物園，可謂一舉多得。
實施例二淨化空氣電站在城市的中心廣場可建立一百六十米高的噴水高塔，高塔噴出的水滴可進行充電荷處理，使噴出的水滴帶有靜電荷，用以吸引大氣中的細小的汙染物，有些氣態汙染物還可溶於水中；在高塔頂部將水在一百六十米直徑的範圍噴出霧化，水蒸發使空氣冷卻，從而產生下沉氣流，利用下沉氣流，經過收攏器聚集氣流，驅動氣輪發電機發電。下沉氣流攜帶的空氣經過霧化水的噴淋得到淨化，還可產生大量負離子，猶如在大瀑布旁的感覺。在城市中心的高塔還可做成多功能塔用於廣播、電視、通訊、觀光等，高塔噴出的水霧柱可以用燈光照射裝飾，也可做成水幕電影放映柱。
權利要求
1.一種仿微暴流利用大氣能量發電的方法，其特徵在於(1)、建立高塔，在高塔頂部將水在較大範圍內噴出霧化；(2)、霧化水蒸發使空氣得到冷卻，並且比大氣中的熱空氣更加緻密，從而產生下沉氣流；(3)、霧化水小滴群更有利於蒸發冷卻，可以採用超聲波霧化水；(4)、霧化水連續噴出以維持下沉氣流中水小滴群的飽和狀態；(5)、下沉氣流可吸收大氣中空氣的熱能、動能和位能；(6)、下沉氣流可以驅動風輪和氣輪機，帶動發電機發電。
2.根據權利要求1所述，利用大氣能量淨化空氣、淡化海水等的方法，其特徵在於(1)、所述的霧化水滴可以帶有靜電電荷，用靜電荷吸引大氣中細小的汙染物微粒，有些氣態汙染物還可溶於水中，下沉氣流攜帶的空氣經過此過程得到淨化；(2)、所述的霧化水如果是海水，隨著水分的蒸發，鹽就被分離出來，運用收集器將鹽收集起來下沉氣流中的水分就是淡化的海水；(3)、所述的霧化水如果是汙水，隨著水分的蒸發，汙物就被分離出來，運用收集器將汙物收集起來，下沉氣流中的水分就是淨水；(4)、所述的下沉氣流經過此過程也得到了降溫。
3.一種仿微暴流利用大氣發電、淡化海水、淨化空氣等的系統，其特徵在於(1)、該系統由高塔子系統、噴水霧化子系統、風輪或氣輪機子系統、發電子系統、以及海水淡化、空氣淨化、冷風輸出等子系統組成；(2)、其工作方法是；將水由噴水霧化子系統，將水送上高塔子系統後，進行霧化噴出，也可以通過超聲波霧化水裝置霧化，水的蒸發，產生下沉氣流；下沉氣流衝擊風輪或氣輪機子系統，然後由風輪或氣輪機子系統帶動發電機發電；若噴出的是海水，經過海水淡化子系統，下沉氣流攜帶的水就是淡化海水；若噴出的是汙水經過汙物處理子系統，下沉氣流攜帶的就是淨水；下沉氣流攜帶的空氣經過空氣淨化子系統被淨化；下沉氣流攜帶的空氣經過權利要求1所說的過程降了溫，經過冷風輸出子系統輸出冷風。
4.根據權利要求3所述的系統中高塔子系統，其特徵在於(1)、高塔可以是柱型，可以使用金屬柱、桁架式柱、鋼筋混凝土柱等各種有機和無機材料製造的立柱高塔，柱型有助使用風輪子系統。(2)、高塔可以是筒型，可以用各種有機和無機材料製造筒型塔，如圓柱筒型、雙曲筒型等，筒型有助使用氣輪機子系統。(3)、高塔可以是自然產生的高處和建築的高處；(4)、高塔可以建成多功能塔，可以作為廣播、電視、通訊、觀光、避海嘯的高塔。(5)、其工作方法是利用高塔子系統將水送上高處，按權利要求1中所說的下沉氣流，使之衝擊風輪或氣輪機組。
5.根據權利要求3所述的系統中噴水霧化子系統，其特徵在於(1)、該子系統由蓄水池、壓力泵、管路、噴嘴組和控制裝置構成；還可以包括超聲波霧化水裝置等；(2)、該子系統的工作方式是將水從蓄水池用壓力泵經管路送上高塔頂部，根據天氣不同的溫度、溼度等情況通過水控制裝置由噴嘴組霧化噴出，也可以通過超聲波霧化水裝置霧化，產生按權利要求1中所說的下沉氣流。
6.根據權利要求3所述的系統中氣輪機子系統或風輪機子系統其特徵在於(1)、氣輪機子系統有氣流收攏器和氣輪機組成；(2)、氣輪機子系統的工作方式是按權利要求1所說的下沉氣流通過氣流收攏器收攏，衝擊氣輪機，由氣輪機帶動發電機發電；(3)、風輪子系統由導風槽和風輪組成，風輪也可以單獨使用。(4)風輪子系統的工作方式是按權利要求1所說的下沉氣流通過導風槽聚集，衝擊風輪，由風輪帶動發電機發電；按權利要求1所說的下沉氣流也可直接衝擊風輪，由風輪帶動發電機發電。
7.根據權利要求3所述的系統中發電子系統，其特徵在於(1)、該子系統由發電機、輸變電設備、控制裝置及線路組成；(2)、該子系統的工作方式是根據權利要求6所說的，由氣輪機或風輪帶動發電機發電，經線路和輸變電設備由控制裝置控制送入電網。
8.根據權利要求3所述的系統中海水淡化子系統以及汙水淨化子系統，其特徵在於(1)、海水淡化子系統由分離器、接鹽器、鹽回送裝置等組成(2)、海水淡化子系統工作方式是根據權利要求2所說的將海水霧化蒸發，鹽就被分離出來，若運用超聲波霧化裝置霧化海水將有利於鹽的分離；海水經過分離器分離，由接鹽器留住鹽，由鹽回送裝置將鹽送回地面回收，下沉氣流中的水分就是淡化的海水。(3)、汙水淨化系統由分離器、接汙器、汙物回送裝置等組成；(4)、汙水淨化系統工作方式，根據權利要求2所述的霧化水如果是汙水，隨著水分的蒸發，汙物就被分離器分離，運用接汙器將汙物收集，用汙物回送裝置將汙物送回地面，下沉氣流中的水分就是淨水。
9.根據權利要求3所述的系統中空氣淨化子系統以及冷風輸出子系統，其特徵在於(1)、空氣淨化子系統由靜電充電裝置、汙染水處理裝置等構成；(2)、空氣淨化子系統工作方式是根據權利要求2所說的霧化水滴經靜電充電裝置充以靜電荷，用靜電荷吸引大氣中細小的汙染物微粒，也可不用此裝置；經過權利要求1所說的過程，有些氣態汙染物還可溶於水中，下沉氣流攜帶的空氣經過此過程得到淨化；此過程下沉氣流攜帶的水將被汙染，可以通過汙染水處理裝置處理以復用。(3)、冷風輸出子系統由輸出管路、輸出風機及控制器等組成。(4)、冷風輸出子系統的工作方式是經過權利要求1所說的過程，下沉氣流攜帶的空氣經過此過程得到冷卻，通過輸出管路，輸出風機可將冷風經過控制器送到需要的地方去。
全文摘要
一種仿微暴流利用大氣能量發電、淡化海水、淨化空氣等的方法和系統，建立高塔，在高塔頂部將水在較大範圍內噴出霧化，霧化水的蒸發，使空氣冷卻，產生下沉氣流，利用下沉氣流驅動氣輪發電機發電；如果噴出的是霧化海水，隨著水的蒸發鹽被分離出來，將鹽收集起來，下沉氣流攜帶的水就是淡化的海水；汙染的空氣經過此過程的洗滌，下沉氣流攜帶的空氣就是淨化空氣。
文檔編號F24F5/00GK1811177SQ20051000279
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月28日 優先權日2005年1月28日
發明者汪春雷 申請人:汪春雷