專利名稱：仿微暴流利用大氣能量發(fā)電、淡化海水等的方法和系統(tǒng)的制作方法
當前能源、淡水緊張，大氣污染嚴重，溫室氣體增加，海平面上升，嚴重威脅著人類的生存，本發(fā)明試圖從技術(shù)上解決這些問題。
微暴流是雷雨云中的強烈下沉氣流，本發(fā)明正是模仿這種自然現(xiàn)象從大氣中汲取能量進行發(fā)電、凈化空氣等。
仿微暴流利用大氣能量發(fā)電、淡化海水、凈化空氣的方法是建立高塔，在高塔頂部將水在較大范圍內(nèi)噴出霧化，霧化水的蒸發(fā)，使空氣冷卻，并且比大氣中的熱空氣更加致密，從而產(chǎn)生下沉氣流，利用下沉氣流驅(qū)動機械裝置(如風輪或氣輪機)帶動發(fā)電機發(fā)電。下沉氣流由霧化水等降沉物直接產(chǎn)生負浮力和霧化水蒸汽降溫產(chǎn)生負浮力驅(qū)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污染物，有些氣態(tài)污染物還可溶干水中，下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過此過程得到凈化，還可產(chǎn)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(fā)，鹽就被分離出來，運用收集器將鹽收集起來，蒸發(fā)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；如果高塔噴出的是污水，也可以達到凈化水的目的。霧化水滴的小滴由于面積與體積比超過大滴，故在相同含水量情況下，小滴群更有利于蒸發(fā)冷卻；可以采用超聲波霧化水得到小滴群，超聲霧化海水還有利于海水中鹽與水的分離。大量地抽取海水運用本發(fā)明進行發(fā)電，可以從技術(shù)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(fā)電、淡化海水、凈化空氣的系統(tǒng)由高塔子系統(tǒng)、噴水子系統(tǒng)、氣輪機子系統(tǒng)或風輪子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)以及海水淡化、空氣凈化、冷風輸出等子系統(tǒng)組成。高塔子系統(tǒng)可以是立柱式。桁架式、煙囪式、雙曲筒罩式等；可以是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土等構(gòu)成。噴水子系統(tǒng)是由蓄水池、壓力泵、管路、噴嘴組和水控制裝置構(gòu)成；以及超聲波霧化水裝置等。氣輪機子系統(tǒng)可以由氣流收攏器和氣輪機組成風輪子系統(tǒng)可以由風輪和導(dǎo)風槽組成。發(fā)電子系統(tǒng)由發(fā)電機組、輸變電設(shè)備、控制裝置組成。海水淡化子系統(tǒng)由分離器、接鹽器、鹽回收裝置等組成?？諝鈨艋酉到y(tǒng)由靜電充電荷裝置、污染水處理裝置等組成。冷風輸出子系統(tǒng)由輸出管路、輸出風機及控制器等組成。
該系統(tǒng)的工作方式是將水從蓄水池用壓力泵經(jīng)管路送上高塔頂部，根據(jù)天氣不同的溫度、濕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，得到利于蒸發(fā)的小水滴群，水的蒸發(fā)使空氣得到冷卻，并且比大氣中的空氣更加致密，產(chǎn)生下沉氣塊，噴水子系統(tǒng)連續(xù)噴出水，以維持下沉氣塊小水滴群的飽和狀態(tài)，從而產(chǎn)生下沉氣流。下沉氣流經(jīng)過氣流收攏器收攏，沖擊氣輪機，由氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。
如果使用風輪子系統(tǒng)帶動發(fā)電機發(fā)電，下沉氣流在科里奧利力的作用下將產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)氣流將有利于風輪的旋轉(zhuǎn)，下沉的旋轉(zhuǎn)氣流沖擊風輪，風輪帶動發(fā)電機發(fā)電。旋轉(zhuǎn)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于鹽和水的分離，由分離器把水和鹽分離，接鹽器把鹽留下，經(jīng)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。如果需要凈化空氣，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污染物，有些氣態(tài)污染物還可溶于水中，下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過霧化水的噴淋得到凈化，還可以產(chǎn)生大量負離子，猶如在大瀑布旁的感覺，如果由于空氣污染嚴重噴淋的水被污染，還可經(jīng)污染水處理裝置處理這些水以復(fù)用。如果需要冷風輸出，經(jīng)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(jīng)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(fā)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(shè)巨大的直徑二百米的環(huán)形透明材料的大棚，中心為大棚內(nèi)熱空氣從煙囪排除的收攏器，邊緣為仿微暴流發(fā)電系統(tǒng)的收攏器，高塔底部安置氣輪發(fā)動機。其工作方式是透明大棚的空氣在白天經(jīng)太陽暴曬后，曬熱的空氣經(jīng)氣流收攏器，通過煙囪式高塔使熱空氣高速排出，從而驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電，晚間利用余熱發(fā)電，而這只是仿微暴流發(fā)電系統(tǒng)的一個副產(chǎn)品；通過高塔頂部將水在巨大環(huán)形透明材料大棚上部噴出霧化，水的蒸發(fā)使空氣得到冷卻并且比大氣中的熱空氣更加致密，產(chǎn)生下沉氣流，下沉氣流經(jīng)過設(shè)在透明大棚邊緣的收攏器驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電。此系統(tǒng)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沖突，而是通過煙囪做了功，上升的熱空氣在高塔頂部還有利于霧化水的蒸發(fā)并且取得了位能，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。
實施例二凈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污染物，有些氣態(tài)污染物還可溶于水中；在高塔頂部將水在一百六十米直徑的范圍噴出霧化，水蒸發(fā)使空氣冷卻，從而產(chǎn)生下沉氣流，利用下沉氣流，經(jīng)過收攏器聚集氣流，驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電。下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過霧化水的噴淋得到凈化，還可產(chǎn)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于廣播、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(quán)利要求
1.一種仿微暴流利用大氣能量發(fā)電的方法，其特征在于(1)、建立高塔，在高塔頂部將水在較大范圍內(nèi)噴出霧化；(2)、霧化水蒸發(fā)使空氣得到冷卻，并且比大氣中的熱空氣更加致密，從而產(chǎn)生下沉氣流；(3)、霧化水小滴群更有利于蒸發(fā)冷卻，可以采用超聲波霧化水；(4)、霧化水連續(xù)噴出以維持下沉氣流中水小滴群的飽和狀態(tài)；(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(qū)動風輪和氣輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，利用大氣能量凈化空氣、淡化海水等的方法，其特征在于(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污染物微粒，有些氣態(tài)污染物還可溶于水中，下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過此過程得到凈化；(2)、所述的霧化水如果是海水，隨著水分的蒸發(fā)，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污水，隨著水分的蒸發(fā)，污物就被分離出來，運用收集器將污物收集起來，下沉氣流中的水分就是凈水；(4)、所述的下沉氣流經(jīng)過此過程也得到了降溫。
3.一種仿微暴流利用大氣發(fā)電、淡化海水、凈化空氣等的系統(tǒng)，其特征在于(1)、該系統(tǒng)由高塔子系統(tǒng)、噴水霧化子系統(tǒng)、風輪或氣輪機子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、以及海水淡化、空氣凈化、冷風輸出等子系統(tǒng)組成；(2)、其工作方法是；將水由噴水霧化子系統(tǒng)，將水送上高塔子系統(tǒng)后，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(fā)，產(chǎn)生下沉氣流；下沉氣流沖擊風輪或氣輪機子系統(tǒng)，然后由風輪或氣輪機子系統(tǒng)帶動發(fā)電機發(fā)電；若噴出的是海水，經(jīng)過海水淡化子系統(tǒng)，下沉氣流攜帶的水就是淡化海水；若噴出的是污水經(jīng)過污物處理子系統(tǒng)，下沉氣流攜帶的就是凈水；下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過空氣凈化子系統(tǒng)被凈化；下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過權(quán)利要求1所說的過程降了溫，經(jīng)過冷風輸出子系統(tǒng)輸出冷風。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中高塔子系統(tǒng)，其特征在于(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制造的立柱高塔，柱型有助使用風輪子系統(tǒng)。(2)、高塔可以是筒型，可以用各種有機和無機材料制造筒型塔，如圓柱筒型、雙曲筒型等，筒型有助使用氣輪機子系統(tǒng)。(3)、高塔可以是自然產(chǎn)生的高處和建筑的高處；(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(tǒng)將水送上高處，按權(quán)利要求1中所說的下沉氣流，使之沖擊風輪或氣輪機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中噴水霧化子系統(tǒng)，其特征在于(1)、該子系統(tǒng)由蓄水池、壓力泵、管路、噴嘴組和控制裝置構(gòu)成；還可以包括超聲波霧化水裝置等；(2)、該子系統(tǒng)的工作方式是將水從蓄水池用壓力泵經(jīng)管路送上高塔頂部，根據(jù)天氣不同的溫度、濕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(chǎn)生按權(quán)利要求1中所說的下沉氣流。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中氣輪機子系統(tǒng)或風輪機子系統(tǒng)其特征在于(1)、氣輪機子系統(tǒng)有氣流收攏器和氣輪機組成；(2)、氣輪機子系統(tǒng)的工作方式是按權(quán)利要求1所說的下沉氣流通過氣流收攏器收攏，沖擊氣輪機，由氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電；(3)、風輪子系統(tǒng)由導(dǎo)風槽和風輪組成，風輪也可以單獨使用。(4)風輪子系統(tǒng)的工作方式是按權(quán)利要求1所說的下沉氣流通過導(dǎo)風槽聚集，沖擊風輪，由風輪帶動發(fā)電機發(fā)電；按權(quán)利要求1所說的下沉氣流也可直接沖擊風輪，由風輪帶動發(fā)電機發(fā)電。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中發(fā)電子系統(tǒng)，其特征在于(1)、該子系統(tǒng)由發(fā)電機、輸變電設(shè)備、控制裝置及線路組成；(2)、該子系統(tǒng)的工作方式是根據(jù)權(quán)利要求6所說的，由氣輪機或風輪帶動發(fā)電機發(fā)電，經(jīng)線路和輸變電設(shè)備由控制裝置控制送入電網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中海水淡化子系統(tǒng)以及污水凈化子系統(tǒng)，其特征在于(1)、海水淡化子系統(tǒng)由分離器、接鹽器、鹽回送裝置等組成(2)、海水淡化子系統(tǒng)工作方式是根據(jù)權(quán)利要求2所說的將海水霧化蒸發(fā)，鹽就被分離出來，若運用超聲波霧化裝置霧化海水將有利于鹽的分離；海水經(jīng)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)、污水凈化系統(tǒng)由分離器、接污器、污物回送裝置等組成；(4)、污水凈化系統(tǒng)工作方式，根據(jù)權(quán)利要求2所述的霧化水如果是污水，隨著水分的蒸發(fā)，污物就被分離器分離，運用接污器將污物收集，用污物回送裝置將污物送回地面，下沉氣流中的水分就是凈水。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中空氣凈化子系統(tǒng)以及冷風輸出子系統(tǒng)，其特征在于(1)、空氣凈化子系統(tǒng)由靜電充電裝置、污染水處理裝置等構(gòu)成；(2)、空氣凈化子系統(tǒng)工作方式是根據(jù)權(quán)利要求2所說的霧化水滴經(jīng)靜電充電裝置充以靜電荷，用靜電荷吸引大氣中細小的污染物微粒，也可不用此裝置；經(jīng)過權(quán)利要求1所說的過程，有些氣態(tài)污染物還可溶于水中，下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過此過程得到凈化；此過程下沉氣流攜帶的水將被污染，可以通過污染水處理裝置處理以復(fù)用。(3)、冷風輸出子系統(tǒng)由輸出管路、輸出風機及控制器等組成。(4)、冷風輸出子系統(tǒng)的工作方式是經(jīng)過權(quán)利要求1所說的過程，下沉氣流攜帶的空氣經(jīng)過此過程得到冷卻，通過輸出管路，輸出風機可將冷風經(jīng)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(fā)電、淡化海水、凈化空氣等的方法和系統(tǒng)，建立高塔，在高塔頂部將水在較大范圍內(nèi)噴出霧化，霧化水的蒸發(fā)，使空氣冷卻，產(chǎn)生下沉氣流，利用下沉氣流驅(qū)動氣輪發(fā)電機發(fā)電；如果噴出的是霧化海水，隨著水的蒸發(fā)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；污染的空氣經(jīng)過此過程的洗滌，下沉氣流攜帶的空氣就是凈化空氣。
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(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者汪春雷 申請人:汪春雷