專利名稱：氣流發(fā)電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用氣流進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)及方法，更具體地說，涉及一種 可有效地利用熱溫差、有壓力的氣體所產(chǎn)生的氣流或/和自然界的風(fēng)力(包括 微風(fēng))進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭、石油等化石燃料短缺問題頻頻出現(xiàn)，這些不 可再生能源的日漸枯竭是人類不得不面對的殘酷現(xiàn)實(shí)，同時(shí)傳統(tǒng)燃料產(chǎn)生的環(huán) 境污染、溫室氣體排放等問題日益成為制約社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。
目前比較常見的清潔能源發(fā)電主要集中在太陽能發(fā)電以及風(fēng)能發(fā)電，然而 依靠單一種類清潔能源進(jìn)行發(fā)電都存在著某些局限性。
盡管太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，但由于目前成本昂貴，還需要依賴政 府的財(cái)政性補(bǔ)貼，暫時(shí)還無法實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)在太陽能硅電池材 料的生產(chǎn)過程中，還會產(chǎn)生不少對環(huán)境有害的物質(zhì)。另外，目前太陽能熱發(fā)電 技術(shù)由于造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大，難以大規(guī)模推廣，目前還不具備競 爭力；同時(shí)這類發(fā)電站一般都建在偏遠(yuǎn)的區(qū)域，這就需要架設(shè)長距離的輸變電 線路和設(shè)施，無疑會加大投資成本。
風(fēng)能是一種安全、清潔、充裕的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電雖然能提供源源不 斷的電能。但風(fēng)力發(fā)電卻存在著以下不足之處和疑問.-
1、 由于渦輪發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力主要依賴自然界的風(fēng)力，渦輪發(fā)電機(jī)需要風(fēng) 力充足的風(fēng)場資源，而有限的、充足的風(fēng)場資源也限制了風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模的應(yīng) 用；
2、 轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)速隨自然界風(fēng)速而改變，因此渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不可避 免地出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不均勻的狀況；同時(shí)渦輪發(fā)電機(jī)必須要有較高的啟動(dòng)風(fēng)速。
43、 人類對這些風(fēng)力強(qiáng)弱是無法控制的，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(包括支撐鐵 架、塔架)必須有足夠堅(jiān)固的強(qiáng)度，以便能夠在各種自然條件下安全運(yùn)行，這 無疑加大了風(fēng)力發(fā)電的投資成本；
4、 由于風(fēng)力發(fā)電站一般都建在偏遠(yuǎn)的區(qū)域，這就需要架設(shè)長距離的輸變 電線路和設(shè)施，無疑會加大投資成本。
5、 而最需要電力供應(yīng)的城鎮(zhèn)，由于風(fēng)力可利用條件差，風(fēng)向經(jīng)常變得起 伏不定，空氣湍流會磨損渦輪機(jī)，就造成安裝在城鎮(zhèn)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率 低。最近英國一項(xiàng)住宅屋頂風(fēng)力發(fā)電的研究發(fā)現(xiàn)，渦輪機(jī)產(chǎn)生的電力比安裝者 預(yù)計(jì)的要少，因?yàn)轱L(fēng)速比預(yù)期的要低。而在當(dāng)多風(fēng)的時(shí)候，葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪 音非常大，簡直就是在嚎叫。
另外，在日常生活中還有很多能量(包括排廢的能量)沒有被充分地加以 利用，被白白浪費(fèi)掉。例如在炎熱的夏天，露天物體(例如高速公路柏油路面、 飛機(jī)場水泥道路、廣場以及建筑物外墻、屋頂?shù)鹊?表面溫度較高，有時(shí)人們 又不得不通過灑水進(jìn)行即時(shí)降溫，浪費(fèi)了熱量；又如受鋼水(或鍋爐)的熱輻
射影響，煉鋼(或鍋爐)車間內(nèi)溫度非常高，工人有時(shí)不得不采取措施進(jìn)行即
時(shí)降溫，而這些熱量并沒有被充分地加以利用，又被白白浪費(fèi)掉；又如在夏(冬) 季節(jié)，很多建筑物都使用空調(diào)或熱泵對室內(nèi)進(jìn)行調(diào)溫，而風(fēng)冷式空調(diào)或熱泵會 直接將室內(nèi)調(diào)溫所產(chǎn)生的廢熱(冷)氣體直接排入大氣，并沒有被充分地加以 利用，同時(shí)排出的廢氣流還可能對周邊產(chǎn)生影響；又如存在于自然界的溫泉、 地?zé)岬乳L年產(chǎn)生大量的熱量，并沒有被人類充分地加以利用。
消費(fèi)者能夠從清潔能源發(fā)電技術(shù)受益的關(guān)鍵在于產(chǎn)品應(yīng)該價(jià)格便宜，耐 用，實(shí)用，運(yùn)行和維護(hù)成本低等。因此有理由相信即便發(fā)電效率暫時(shí)可能比
較低，但產(chǎn)品的廉價(jià)足以彌補(bǔ)其效率低的缺點(diǎn)，使每瓦的發(fā)電成本仍然有非常
強(qiáng)的競爭優(yōu)勢；同時(shí)，產(chǎn)品的廉價(jià)還可以促使清潔能源發(fā)電無需過多地依賴政 府的政策支持和財(cái)政補(bǔ)貼，真正跨入清潔能源的商業(yè)化和市場化應(yīng)用；并且產(chǎn) 品的廉價(jià)還可以激發(fā)消費(fèi)者自覺地使用清潔能源的積極性。

發(fā)明內(nèi)容
5本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可有效利用熱溫差、有壓力的氣 體所產(chǎn)生的氣流或/和自然界的的風(fēng)力(包括微風(fēng))進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)及方法； 本系統(tǒng)和方法還可形成互補(bǔ)式發(fā)電，克服單一種類清潔能源發(fā)電的單一性和局 限性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種氣流發(fā)電系統(tǒng)，包 括氣源、通道、至少一個(gè)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置以及至少一臺渦輪發(fā)電機(jī)組；
所述通道包括與氣源連通的氣流進(jìn)口、以及氣流出口；所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝 置安裝在所述氣流出口的位置，且所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置位于自然界風(fēng)場中；所 述渦輪發(fā)電機(jī)組至少包括位于所述通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；
所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置在來自于氣源的氣流和/或外界風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下，在所 述通道內(nèi)形成負(fù)壓，持續(xù)地從所述氣源中吸入氣體，從而在所述通道內(nèi)形成氣 流，并由所述氣流推動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā) 電。
本發(fā)明還提供一種氣流發(fā)電方法，包括以下步驟 Sl:設(shè)置氣源以提供氣流；
S2:通道與所述氣源相連通，所述氣流從所述通道的氣流進(jìn)口進(jìn)入到所述 通道內(nèi)；
S3:設(shè)置無動(dòng)力抽風(fēng)裝置，并與所述通道的氣流出口相連接；所述無動(dòng)力 抽風(fēng)裝置在所述氣源的氣流和/或外界風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述通道內(nèi)形成 負(fù)壓，持續(xù)從所述氣源中抽入氣體，從而在所述通道內(nèi)形成氣流；
S4:在所述通道內(nèi)設(shè)置渦輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，由步驟S3產(chǎn)生的氣流 推動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
本發(fā)明技術(shù)具有以下優(yōu)勢
1、能夠以無動(dòng)力、主動(dòng)方式產(chǎn)生熱氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；或 利用有壓力的排廢氣體所產(chǎn)生的氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)；還可以借助抽風(fēng)裝置， 將任何風(fēng)方上的自然界風(fēng)力(包括微風(fēng))轉(zhuǎn)換成氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā) 電，并與上述氣流在驅(qū)動(dòng)方面形成互補(bǔ)，以便系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行、穩(wěn)定發(fā)電， 減少對天氣的依賴性，克服單一種類清潔能源的單一性和局限性。2、 本發(fā)明所述熱源不僅可以來自于太陽能空氣集熱器(包括中、高溫太 陽能空氣集熱器)、放置在熱源(例如地?zé)峄蚺艔U熱源)中的換熱裝置、排廢 熱氣體(包括煙氣)等等，甚至可來自于物體表面或內(nèi)部受熱后所吸收的熱量。
3、 通過安裝足夠數(shù)量的無動(dòng)力抽風(fēng)裝置，可提供充足流速的氣流，驅(qū)動(dòng)
渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電；并可通過系統(tǒng)中的控制裝置或閥門，對氣流的流速進(jìn)行及時(shí) 有效地控制。
4、 可在系統(tǒng)內(nèi)安裝多臺渦輪發(fā)電機(jī)組，或安裝具有二組以上轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的 渦輪發(fā)電機(jī)組，以便提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和發(fā)電量。
5、 渦輪發(fā)電機(jī)組不僅可以安裝在系統(tǒng)的垂直部分，還可以安裝在系統(tǒng)的 水平部分，甚至系統(tǒng)上任何合適的位置。
6、 轉(zhuǎn)動(dòng)葉片架設(shè)在通道內(nèi)，而發(fā)電機(jī)安裝在通道外，這樣可以避免發(fā)電 機(jī)長時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，直接降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作溫度，并便于對發(fā) 電機(jī)進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)、檢修等。
7、 可實(shí)現(xiàn)就地發(fā)電，就地使用，無需架設(shè)輸變電線路和設(shè)施。
8、 可直接安裝在城市建筑物屋頂進(jìn)行發(fā)電，對周邊環(huán)境影響小，無需占 用土地資源；同時(shí)還可降低建筑物外墻、屋頂?shù)臏厣瑴p輕建筑單元內(nèi)空調(diào)負(fù) 荷。本發(fā)明技術(shù)不僅適用于新建筑物，而且也適用于已有建筑物的綠色節(jié)能改 造。
9、 可實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)冬季用于供熱、夏季用于發(fā)電，提高設(shè)備的使用效率 和投資收益率，激發(fā)消費(fèi)者自覺使用清潔能源的積極性。
10、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資相對低廉，全部使用常規(guī)的、環(huán)保材料，容易安 裝，使用壽命長，運(yùn)行維護(hù)方便、成本低等，易于廣泛地推廣使用。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1A、 1B、 1C是本發(fā)明的第一實(shí)施例示意圖； 圖2A是本發(fā)明的第二實(shí)施例應(yīng)用于在熱帶或亞熱帶地區(qū)的示意圖； 圖2B是圖2A的A-A剖視示意圖；圖2C是圖2A的B向示意圖2D是本發(fā)明的第二實(shí)施例應(yīng)用于其他地區(qū)(如冬季需要防止路面結(jié)冰 的地區(qū))的示意圖3A是本發(fā)明的第三實(shí)施例的平面示意圖； 圖3B是本發(fā)明的第三實(shí)施例的立面示意圖4A是本發(fā)明的第四實(shí)施例應(yīng)用于在熱帶或亞熱帶地區(qū)的示意圖； 圖4B是本發(fā)明的第四實(shí)施例應(yīng)用于冬季需要采暖供熱地區(qū)的示意圖； 圖5A是本發(fā)明的第五實(shí)施例的平面示意圖； 圖5B是圖5A中的C向示意圖； 圖6是本發(fā)明的第六實(shí)施例示意圖； 圖7是本發(fā)明的第七實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的工作原理當(dāng)有熱源時(shí)，即使是外界無風(fēng)的情況下，由于熱源里 的空氣會吸收熱源的熱量而不斷地受熱膨脹，形成熱氣源，由于熱氣源與外界 所產(chǎn)生的熱溫差，促使熱氣源中的熱空氣進(jìn)入到通道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)通道出口處的無 動(dòng)力抽風(fēng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)而將其抽風(fēng)口處的熱空氣排出，從而在通道內(nèi)部形成負(fù)壓， 不斷地將外界空氣吸入到熱源里，經(jīng)過熱源加熱的熱空氣又會進(jìn)入通道內(nèi)，并 在通道內(nèi)形成熱氣流；當(dāng)無熱源時(shí)，任何方向上的外界風(fēng)力(包括微風(fēng))都會 驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，在通道內(nèi)形成負(fù)壓，這時(shí)作為氣源的外界空氣由通 道進(jìn)氣口處被不斷地吸入到通道內(nèi)，在通道內(nèi)形成氣流；當(dāng)有熱源和外界風(fēng)力 時(shí)，受熱膨脹的熱空氣與外界風(fēng)力(包括微風(fēng))會同時(shí)驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置轉(zhuǎn) 動(dòng)，從而在通道內(nèi)形成熱氣流。同理，在有壓力排廢氣源時(shí)，廢氣源作為氣源， 由于無動(dòng)力抽風(fēng)裝置在外界風(fēng)力(包括微風(fēng))作用下，會在其抽風(fēng)口處產(chǎn)生負(fù) 壓，從而引導(dǎo)并繼續(xù)將已進(jìn)入通道的排廢氣體經(jīng)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置排出，在通道 內(nèi)形成較高流速的氣流。這樣系統(tǒng)內(nèi)這些氣流就能夠做功，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組 進(jìn)行發(fā)電了。
由此可見，本發(fā)明可以同時(shí)利用太陽能、地?zé)?、溫泉、排廢熱源(包括煙
8氣)等熱源所產(chǎn)生的熱溫差以及自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，或同時(shí)利用有壓 力的排廢氣體(如風(fēng)冷式空調(diào)或熱泵等排出的廢氣體)以及自然界的風(fēng)力(包 括微風(fēng))，或利用自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，驅(qū)動(dòng)一臺或一臺以上的無動(dòng)力抽 風(fēng)裝置工作，在通道內(nèi)形成氣流，并由該氣流驅(qū)動(dòng)至少一臺渦輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng) 進(jìn)行互補(bǔ)式發(fā)電發(fā)電，從而有效地克服現(xiàn)有的太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等技術(shù)的 單一性。
值得說明的是這里熱源或排廢氣源可以由多個(gè)熱源或多個(gè)排廢氣源所組
成。另外，當(dāng)使用熱源時(shí)，可在通道或熱源內(nèi)合適之處鋪設(shè)蓄熱材料，以便提
高系統(tǒng)的集熱性能。當(dāng)熱源來自于太陽能空氣集熱裝置(包括中、高溫太陽能
空氣集熱器)時(shí)，可在太陽能空氣集熱裝置處安裝太陽自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，以便提 高其集熱效果。
同時(shí)，還可以通過安裝足夠數(shù)量的無動(dòng)力抽風(fēng)裝置，以便提高氣流的流速； 并且可以通過改變設(shè)在通道上或無動(dòng)力抽風(fēng)裝置抽風(fēng)管道上的閥門開度，調(diào)節(jié) 氣流的流速。這樣就可以對氣流的流速進(jìn)行及時(shí)有效地控制，并保證氣流的流 速基本均勻，從而有效地克服了現(xiàn)有風(fēng)能發(fā)電等技術(shù)的局限性。
同時(shí)，當(dāng)需要時(shí)(例如出現(xiàn)臺風(fēng))，可及時(shí)關(guān)閉通道上或無動(dòng)力抽風(fēng)裝置 抽風(fēng)管道上閥門，以便保護(hù)渦輪發(fā)電機(jī)；并及時(shí)升起設(shè)置在無動(dòng)力抽風(fēng)裝置旁 的保護(hù)套，防止無動(dòng)力抽風(fēng)裝置損壞，從而提高整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。
同時(shí)，當(dāng)氣流的設(shè)計(jì)流速足夠高時(shí)，還可串聯(lián)或并聯(lián)安裝多臺渦輪發(fā)電機(jī) 組，或安裝具有二組以上轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(例如小、大轉(zhuǎn)動(dòng)葉片)的渦輪發(fā)電機(jī)組， 并且通過設(shè)置環(huán)型導(dǎo)流柵，提高每臺渦輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；另外當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)
具有多個(gè)熱源或排廢氣源時(shí)，在此工況條件下，又可以并聯(lián)安裝多臺渦輪發(fā)電
機(jī)組；這些都可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和發(fā)電量。
同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，選用臥式或立式渦輪發(fā)電機(jī)組，這樣渦輪發(fā)電機(jī) 組就可安裝在通道的水平部分或垂直部分，甚至通道上任何合適的位置。
同時(shí)，可通過密封軸承支座，將轉(zhuǎn)動(dòng)葉片通過轉(zhuǎn)子架設(shè)在通道中，而發(fā)電 機(jī)組的其他組件安裝在通道外，此時(shí)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子與氣流方向是垂直的，這 樣不僅可以避免發(fā)電機(jī)長時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，直接降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的工
9作溫度，而且還便于對發(fā)電機(jī)進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)、檢修等。
另外，還可以在渦輪發(fā)電機(jī)組前后設(shè)置至少一個(gè)旁路系統(tǒng)，利用這些旁路 系統(tǒng)上的經(jīng)常性密閉空間對物料進(jìn)行供熱，這樣實(shí)現(xiàn)了一套系統(tǒng)冬季可以用于 供熱、夏季用于發(fā)電，從而提高了設(shè)備的使用效率和投資收益率，以便滿足消 費(fèi)者的各種需求，激發(fā)他們自覺使用清潔能源的積極性。
上述的技術(shù)特點(diǎn)可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇組合使用，下面將結(jié)合一些具體的 應(yīng)用場合對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明
本發(fā)明施例1:在戈壁、沙漠地區(qū)、海島上建立風(fēng)熱互補(bǔ)發(fā)電站，如圖1A、 1B、 1C所示。
盡管一望無際的戈壁、沙漠、海島地域空曠，太陽能豐富(太陽輻射強(qiáng)度
可達(dá)到500 600W/m2)，并具有較好的風(fēng)場資源，但到目前為止，這些優(yōu)點(diǎn) 卻沒有被充分地加以利用。本實(shí)施例的目的就是同時(shí)利用此處的太陽能和風(fēng)能 以及沙子的吸熱性，通過系統(tǒng)內(nèi)所產(chǎn)生的氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，以 便系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行、穩(wěn)定發(fā)電，減少對天氣的依賴性，提高風(fēng)熱互補(bǔ)發(fā)電站 的發(fā)電量。
如圖1A所示，本實(shí)施例中，氣源來自于太陽能空氣集熱裝置101 (例如 由Solarwall太陽板制成)，在太陽能空氣集熱裝置101內(nèi)部鋪有蓄熱材料115; 每套太陽能空氣集熱裝置101分別通過管道105與煙囪106相連接，管道105 和煙囪106組成了通道；管道105通過變徑接頭107與太陽能空氣集熱裝置 101的熱氣流出口相連接，在管道105內(nèi)部合適之處安裝環(huán)型導(dǎo)流柵108以及 具有二組轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的臥式渦輪發(fā)電機(jī)組102，而在管道105與煙囪106之間則 通過彎頭109進(jìn)行相連接。同時(shí)，在煙囪106的底部也裝有適量的立式渦輪發(fā) 電機(jī)組103。在已封閉的煙囪106頂面安裝適量的無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104，且這些無 動(dòng)力風(fēng)機(jī)104均勻地布置在煙囪106的頂面，每臺無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104的抽風(fēng)口處 都裝有一個(gè)逆止閥110;另外在煙囪106的煙道中合適的位置安裝調(diào)節(jié)風(fēng)(閥) 門111作為氣流流量控制裝置或閥門，用于調(diào)節(jié)管道105內(nèi)氣流的流速(包括 開啟、關(guān)閉、或控制開度等)；并在煙囪106上部外側(cè)合適的位置設(shè)置可升降 的保護(hù)套112。
10進(jìn)一步的，也可以在每個(gè)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104抽風(fēng)口處安裝獨(dú)立的控制閥門， 通過調(diào)節(jié)此抽風(fēng)口處氣流的流速(包括開啟、關(guān)閉、或控制開度等)，進(jìn)而控 制通道內(nèi)氣流的流速，提高發(fā)電效率，保護(hù)設(shè)備。
如圖1B所示，當(dāng)本實(shí)施例應(yīng)用于沙漠地區(qū)時(shí)
考慮到沙漠的流動(dòng)性，為防止太陽能空氣集熱裝置101被沙子掩埋，將太 陽能空氣集熱裝置101安裝在一個(gè)平臺113上，兩塊太陽能空氣集熱板與此平
臺形成三角形，蓄熱材料115鋪設(shè)在此平臺上，且每塊太陽能空氣集熱板都位
于吸收陽光的最佳角度。這樣就可以充分地吸收陽光的直射以及沙子所產(chǎn)生的 漫射等熱量。
可以理解的，太陽能空氣集熱裝置101也可以由多塊太陽能空氣集熱板組
成，或者搭設(shè)成不同的形狀。
如圖1C所示，當(dāng)本實(shí)施例應(yīng)用于戈壁、海島等地區(qū)時(shí)
太陽能空氣集熱裝置101的頂部為太陽能空氣集熱板，其底部鋪有蓄熱材
料115，在此裝置的下方裝有太陽自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)114，自動(dòng)跟蹤太陽，以便提
高太陽能空氣集熱裝置的集熱效果。
在有陽光時(shí)，即使是外界無風(fēng)的情況下，由于空氣在太陽能空氣集熱裝置
101內(nèi)不斷地受熱膨脹，熱空氣通過管道105和煙囪106，驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104 轉(zhuǎn)動(dòng)而將其抽風(fēng)口處的熱空氣排出，從而在通道內(nèi)部形成負(fù)壓，不斷地促使外 界空氣被吸入太陽能空氣集熱裝置101，在通道內(nèi)形成熱氣流；在有陽光和外
界風(fēng)力(包括微風(fēng))時(shí)，通道內(nèi)空氣的熱膨脹和外界的風(fēng)力(包括微風(fēng))會同
時(shí)驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104轉(zhuǎn)動(dòng)，在通道內(nèi)形成熱氣流；在無陽光時(shí)，外界的風(fēng)力 (包括微風(fēng))也會驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)104轉(zhuǎn)動(dòng)，在通道內(nèi)形成氣流。這樣通道內(nèi) 的氣流就能夠做功，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組102進(jìn)行發(fā)電了，并可實(shí)現(xiàn)風(fēng)熱互補(bǔ)發(fā) 電。氣流方向如圖中空心箭頭所示。
另外，通過調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門lll，可對通道內(nèi)氣流的流速進(jìn)行及時(shí)、有效 地調(diào)節(jié)，保證氣流的流速基本均勻。當(dāng)需要時(shí)(例如出現(xiàn)臺風(fēng))，可及時(shí)關(guān)閉 可調(diào)節(jié)風(fēng)門(閥)111，并升起保護(hù)套112，保護(hù)設(shè)備。
由此可見，本實(shí)施例可以同時(shí)利用熱源(包括太陽能)和風(fēng)能，以互補(bǔ)方
ii式在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生氣流進(jìn)行發(fā)電，保證了風(fēng)熱互補(bǔ)發(fā)電站能夠連續(xù)運(yùn)行、穩(wěn)定發(fā) 電，減少對天氣的依賴性，克服了現(xiàn)有的太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 的單一性和局限性。
通過與太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)對比，本發(fā)明至少具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 以無動(dòng)力、主動(dòng)方式產(chǎn)生熱氣流。
2、 同時(shí)還利用了自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))產(chǎn)生氣流，達(dá)到風(fēng)熱互補(bǔ)進(jìn) 行發(fā)電的目的。
3、 不需要架設(shè)龐大的太陽能煙囪，僅需搭設(shè)較矮的煙囪106即可，因而 大幅度降低了施工難度、建設(shè)和維修成本。
4、 可以人為地提高系統(tǒng)內(nèi)氣流的設(shè)計(jì)流速，并對其進(jìn)行有效地控制，提 高發(fā)電效率，保護(hù)設(shè)備。
5、 渦輪發(fā)電機(jī)組可以安裝在通道的垂直或水平部分。
6、 在通道內(nèi)可串聯(lián)、并聯(lián)安裝多臺渦輪發(fā)電機(jī)組。
7、 造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，可以建造在城市附近，易于大規(guī)
模推廣使用。
本發(fā)明施例2:利用高速公路(包括露天廣場、城市道路、機(jī)場跑道等等)
進(jìn)行發(fā)電，并防止路面結(jié)冰，如圖2A、 2B、 2C、 2D所示。
高速公路開闊，具有較好的風(fēng)場資源；同時(shí)在炎熱的夏季，高速公路路面 經(jīng)常非常燙(有時(shí)高達(dá)6(TC左右)，容易造成行駛車輛爆胎；另外，在冬季冰 凍季節(jié)，高速公路又會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，影響交通和行車安全。
本實(shí)施例的目的在熱帶或亞熱帶地區(qū)，充分地利用路面所吸收的熱量以
及其風(fēng)場資源進(jìn)行發(fā)電；在其它地區(qū)，利用鋪設(shè)在高速公路中間隔離帶上的太 陽能空氣集熱裝置，夏季用于風(fēng)熱互補(bǔ)式發(fā)電，冬季用于防止路面結(jié)冰。
如圖2A、 2B、 2C所示，在熱帶或亞熱帶地區(qū)(或冬季路面不會結(jié)冰的 地區(qū))實(shí)施方案
在路面207下方淺埋適量的金屬管201，每條金屬管201上都連接著一塊 換熱肋板209，金屬管201的進(jìn)氣口 206均位于道路旁、合適的地方，所有的 金屬管201的出氣口并聯(lián)后，連接到安裝在中間隔離帶208上的管道205的進(jìn)在隔離帶208上的風(fēng)箱204相連接。路面207作為 熱源，加熱金屬管內(nèi)201的空氣，形成熱氣源；而管道205作為通道，適量的 渦輪發(fā)電機(jī)組202安裝在管道205內(nèi)部，并位于隔離帶的位置上。適量的無動(dòng) 力風(fēng)機(jī)203安裝在風(fēng)箱204的頂部，且這些無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203呈并排、錯(cuò)列式布 置，每臺無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203的抽風(fēng)口處都裝有一個(gè)逆止閥215，防止氣流逆向流 動(dòng)；另外，在風(fēng)箱204內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門216，并在其頂部外側(cè)合適 的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套，起到保護(hù)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203的作用。
這樣，本系統(tǒng)就可以有效地利用路面207作為熱源，同時(shí)也利用自然界的 風(fēng)力(包括微風(fēng))，并且在驅(qū)動(dòng)方面兩者可以形成互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203 轉(zhuǎn)動(dòng)，在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組202連續(xù)不斷、穩(wěn)定地發(fā)電。
值得說明的是可將渦輪發(fā)電機(jī)組202所發(fā)出的電力就地直接用于高速公 路的照明、指示牌、(信息無線接受式)電子告示板、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)站、甚 至廣告等等，這樣不僅有利于高速公路的暢通，保證行車安全，甚至增加收入， 而且還能夠及時(shí)降低路面的溫度，防止車輛爆胎，減少安全事故的發(fā)生。同時(shí)， 也不需要架設(shè)長距離的供電線路，從而大大地削減了投資成本。
如圖2D所示，在其它地區(qū)(如冬季需要防止路面結(jié)冰的地區(qū))實(shí)施方案
將太陽能空氣集熱裝置210 (包括中、高溫太陽能空氣集熱器)架設(shè)在高 速公路中間隔離帶208上，太陽能空氣集熱裝置210的出風(fēng)口通過管道205(也 安裝在道路中間隔離帶208上)與風(fēng)箱204 (豎立在隔離帶208上〉相連接， 適量的渦輪發(fā)電機(jī)組202安裝在管道205內(nèi)部，渦輪發(fā)電機(jī)組202前后均裝有 第一閥門212;在路面207下方淺埋適量的金屬管201，每條金屬管201上都 連接著一塊換熱肋板209，所有這些金屬管201都并聯(lián)布置，這樣這些金屬管 201就組成了一個(gè)經(jīng)常性密閉空間；此經(jīng)常性密閉空間的進(jìn)風(fēng)口通過第二閥門 211連接到太陽能空氣集熱裝置210的出風(fēng)口處，其出風(fēng)口通過第三閥門213 連接到風(fēng)箱204的進(jìn)風(fēng)口處，因而這個(gè)經(jīng)常性密閉空間就成為了裝有渦輪發(fā)電 機(jī)組202的管道205的一個(gè)旁路系統(tǒng)；適量的無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203安裝在風(fēng)箱204 的頂部，這些無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203呈并排、錯(cuò)列式布置，且每臺無動(dòng)力風(fēng)機(jī)203 的抽風(fēng)口處都裝有一個(gè)逆止閥215;另外，在風(fēng)箱204內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)
13門，并其在外側(cè)合適的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套。
在路面不會結(jié)冰的季節(jié)，只需關(guān)閉這個(gè)經(jīng)常性密閉空間進(jìn)、出風(fēng)口處第一
閥門212、第三閥門213，利用太陽能空氣集熱裝置210作為熱源，同時(shí)也利 用自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，并且在驅(qū)動(dòng)方面兩者形成互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng) 機(jī)203轉(zhuǎn)動(dòng)，在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組202連續(xù)不斷、穩(wěn)定地 發(fā)電。
當(dāng)然，也可以在路邊設(shè)置備用進(jìn)風(fēng)口214，打開備用進(jìn)風(fēng)口 214和經(jīng)常性 密閉空間進(jìn)風(fēng)口出的第一閥門212，同時(shí)利用太陽能空氣集熱裝置210以及這 個(gè)經(jīng)常性密閉空間作為熱源，進(jìn)行發(fā)電。
在路面可能出現(xiàn)結(jié)冰的季節(jié)，只需關(guān)閉渦輪發(fā)電機(jī)組202前后的第二閥門 212，利用太陽能空氣集熱裝置210作為熱源，同時(shí)也利用自然界的風(fēng)力(包 括微風(fēng))，在此經(jīng)常性密閉空間產(chǎn)生熱氣流，對此經(jīng)常性密閉空間中所有的金 屬管201以及換熱肋板209進(jìn)行即時(shí)加熱，從而防止路面207結(jié)冰。
值得說明的是在此氣候條件下，還可以利用高速公路附近的地?zé)峄驘煔?等作為熱源，通過備用進(jìn)風(fēng)口 214接入經(jīng)地?zé)峄驘煔饧訜岬臒峥諝?，對路?207進(jìn)行即時(shí)加熱，防止其結(jié)冰。
另外，豎立在隔離帶208上的風(fēng)箱204間距較大，而金屬管201以及太陽 能空氣集熱裝置210又是貼著隔離帶208安裝，故本系統(tǒng)對駕駛員的影響非常 小。
由此可見，本實(shí)施例不僅能夠利用熱源(例如高速公路路面所吸收的熱量 以及太陽能等，當(dāng)然還可以利用其它吸熱的高溫物體的熱量)，進(jìn)行發(fā)電，而 且還能夠防止路面結(jié)冰，實(shí)現(xiàn)了一套系統(tǒng)冬季用于供熱、夏季用于發(fā)電，提高 了設(shè)備的使用效率和投資收益率，激發(fā)消費(fèi)者自覺使用清潔能源的積極性，同 時(shí)也充分地利用廢熱，變廢為寶，為人類服務(wù)。
本發(fā)明施例3:利用風(fēng)冷式空調(diào)或熱泵等排出的廢氣進(jìn)行發(fā)電，如圖3A、 3B所示。
在冬、夏季節(jié)，很多建筑物單元都使用風(fēng)冷式空調(diào)或熱泵對室內(nèi)進(jìn)行調(diào)溫， 而幾乎所有空調(diào)或熱泵產(chǎn)生的廢氣都直接排入大氣，并沒有充分地被利用，同
14時(shí)排出的廢氣流還可能對周邊產(chǎn)生影響。
本實(shí)施例的目的充分地利用這些有壓力的排(廢)氣進(jìn)行發(fā)電。
如圖3A、 3B所示，每層樓的風(fēng)管301上每個(gè)進(jìn)氣口都正對著一個(gè)建筑物 單元空調(diào)或熱泵308的排風(fēng)口，利用這些排風(fēng)口排出的廢氣作為氣源；且所有 的進(jìn)氣口處都裝有一個(gè)單向活頁式風(fēng)門307，每層樓的風(fēng)管301都與煙囪306 連接。利用風(fēng)管301和/或煙囪306作為通道，在風(fēng)管301和/或煙囪306內(nèi)裝 有適量的渦輪發(fā)電機(jī)組302，在煙囪306的頂部(可高于建筑物)裝有適量的 渦輪通風(fēng)器303，每臺渦輪通風(fēng)器303的抽風(fēng)口處都裝有一個(gè)截止閥304和一 個(gè)逆止閥305;另外在煙囪305的頂部外側(cè)合適的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套 309。
當(dāng)某個(gè)建筑物單元空調(diào)或熱泵308開始工作時(shí)，其排出的有壓力廢氣就會 吹開相對應(yīng)的單向活頁式風(fēng)門307，讓該廢氣流進(jìn)入風(fēng)管301，同時(shí)其它處的 單向活頁式風(fēng)門307又阻止了風(fēng)管301內(nèi)的廢氣流外泄；而渦輪通風(fēng)器303 會引導(dǎo)并繼續(xù)將風(fēng)管301內(nèi)的廢氣流沿著煙囪306抽出，從而在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生較 高流速的做功氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組302進(jìn)行發(fā)電。
另外，通過截止閥304的開啟或關(guān)閉，可以改變所對應(yīng)的渦輪通風(fēng)器303 的工作狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)進(jìn)行有效地控制；當(dāng)所有的截止閥304全部關(guān)閉 后，可以保護(hù)渦輪發(fā)電機(jī)組302。
值得說明的是可將渦輪發(fā)電機(jī)組302所發(fā)出的電力就地直接用于建筑物 內(nèi)、外的照明等，同時(shí)還可將每層樓風(fēng)管301的外側(cè)制作成裝飾板或廣告牌等， 以便美化建筑物的外觀，增加收入。
本發(fā)明施例4:利用建筑物外墻、屋頂，夏季進(jìn)行隔熱和發(fā)電，冬季進(jìn)行 供熱、室內(nèi)取暖。如圖4A、 4B所示。
在炎熱的夏天，建筑物外墻和屋頂表面溫度較高，造成室內(nèi)溫度也隨之升 高，因而增加了室內(nèi)空調(diào)的負(fù)荷，消耗更多的電力。
本實(shí)施例的目的在熱帶或亞熱帶地區(qū)，充分地利用建筑物外墻、屋頂所 吸收的熱量以及建筑物樓頂?shù)妮^好的自然風(fēng)力條件進(jìn)行發(fā)電；在其它地區(qū)，利 用鋪設(shè)在建筑物外墻和屋頂?shù)奶柲芸諝饧療嵫b置，夏季用于風(fēng)熱互補(bǔ)式發(fā)
15電，冬季用于供熱、室內(nèi)取暖。
如圖4A所示，在熱帶或亞熱帶地區(qū)(或冬季不需要采暖供熱地區(qū))實(shí)施 方案
在建筑物外墻、屋頂搭建空氣可以流動(dòng)的隔熱層401，例如雙層玻璃幕墻、 或在陽光照射強(qiáng)度最大的建筑物外表上架設(shè)的(彩色)金屬板、吸熱板等等，
并將此隔熱層401兩端開口處封閉，在合適的位置設(shè)置隔熱層401的進(jìn)風(fēng)口和 出風(fēng)口，隔熱層401的出風(fēng)口均通過管道405 (作為通道)連接到風(fēng)箱406的 進(jìn)風(fēng)口處，風(fēng)箱406是豎立在建筑物屋頂且其高度略高于屋頂上建筑構(gòu)件(例 如圍墻)；適量的渦輪通風(fēng)器403安裝在風(fēng)箱406的頂部，且這些渦輪通風(fēng)器 403呈并排、錯(cuò)列式布置，每臺渦輪通風(fēng)器403的抽風(fēng)口處都裝有一個(gè)逆止閥 404;適量的渦輪發(fā)電機(jī)組402安裝在管道405位于屋頂部分的內(nèi)部，在渦輪 發(fā)電機(jī)組402與風(fēng)箱406之間的管道405上裝有調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門408。另外， 在風(fēng)箱406的頂部外側(cè)合適的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套407。
由于陽光的不斷地照射，使得隔熱層401里的空氣被加熱，因而會驅(qū)動(dòng)渦 輪通風(fēng)器403轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)自然界的微風(fēng)也會驅(qū)動(dòng)渦輪通風(fēng)器403轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在 管道405內(nèi)形成熱氣流；當(dāng)無陽光時(shí)，自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))也會驅(qū)動(dòng)渦 輪通風(fēng)器403轉(zhuǎn)動(dòng)，在管道405內(nèi)形成負(fù)壓，吸入外界的空氣形成氣流；這樣， 管道405內(nèi)所產(chǎn)生的氣流就會驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組402進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)該氣流又 會將建筑物外墻、屋頂所吸收的熱量及時(shí)帶走，降低建筑物外墻、屋頂?shù)臏厣?起到隔熱的作用，有利于建筑節(jié)能。
另外，可通過調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門408對管道405內(nèi)氣流的流速進(jìn)行有效地控 制，并且在需要時(shí)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門408和保護(hù)套407保護(hù)設(shè)備。
值得說明的是盡量地使甩廉價(jià)的常規(guī)材料，不僅能夠降低投資成本，而 且還能夠激發(fā)消費(fèi)者自覺地使用清潔能源的積極性。
如圖4B所示，在冬季需要采暖供熱地區(qū)實(shí)施方案
在陽光照射強(qiáng)度最大的建筑物外墻、屋頂上鋪設(shè)太陽能空氣集熱裝置 410，太陽能空氣集熱裝置410里裝有蓄熱材料414;在渦輪發(fā)電機(jī)組402前 以及風(fēng)箱406進(jìn)風(fēng)口之間設(shè)置一個(gè)旁路系統(tǒng)411，該旁路系統(tǒng)411進(jìn)風(fēng)管和出
16風(fēng)管上都裝有閥門412，在該旁路系統(tǒng)411內(nèi)設(shè)置有熱交換器413。
在夏天，只需關(guān)閉旁路系統(tǒng)411上閥門412，利用太陽能空氣集熱裝置410 作為熱源，同時(shí)也利用自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，并且在驅(qū)動(dòng)方面兩者形成 互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)渦輪通風(fēng)器403轉(zhuǎn)動(dòng)，在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組 402發(fā)電。
在冬天，關(guān)閉調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門408，并打開旁路系統(tǒng)411上閥門412，利 用太陽能空氣集熱裝置410以及自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，在該旁路系統(tǒng)411 內(nèi)產(chǎn)生熱氣流，從而對熱交換器413進(jìn)行采暖供熱。
本實(shí)施方案不僅適用于新建筑物，而且也適用于已有建筑物的綠色節(jié)能改造。
通過與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對比，本發(fā)明至少有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 不僅利用風(fēng)能，而且還可以利用太陽能、地?zé)?、排廢熱源(包括煙氣) 等熱源以及有壓力的排廢氣體，進(jìn)行風(fēng)熱互補(bǔ)式發(fā)電，從而有效地克服了風(fēng)力 發(fā)電的單一性。
2、 可將任何風(fēng)向上的風(fēng)力(包括微風(fēng))先轉(zhuǎn)換成氣流的動(dòng)能，再利用此 氣流進(jìn)行發(fā)電，從而有效地克服了風(fēng)力發(fā)電的局限性。
3、 通過安裝足夠數(shù)量的無動(dòng)力抽風(fēng)裝置，提供充足流速的氣流，驅(qū)動(dòng)渦
輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
4、 可以控制系統(tǒng)內(nèi)做功氣流的流速，并及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，保護(hù)渦輪發(fā)電機(jī) 組等設(shè)備。
5、 可以在城市中使用，幾乎沒有噪音，對周邊環(huán)境沒有影響。
6、 系統(tǒng)簡單，無需龐大的支架，投資成本低，維修方便，易于廣泛推廣 使用。
本發(fā)明施例5:利用高溫?zé)煔膺M(jìn)行發(fā)電，如圖5A、 5B所示。 將適量的換熱裝置501安裝在排煙煙囪510的煙道里或其內(nèi)壁上，換熱裝 置501的進(jìn)氣口 509位于煙道外開闊的地方，其出氣口通過管道505連接到風(fēng) 箱506 (豎立在排煙煙囪510外合適的地方)的進(jìn)風(fēng)口處；適量的無動(dòng)力風(fēng)機(jī) 503安裝在風(fēng)箱506的頂部，且這些無動(dòng)力風(fēng)機(jī)503呈并排、錯(cuò)列式布置，每臺無動(dòng)力風(fēng)機(jī)503的抽風(fēng)口處都裝有一個(gè)逆止閥504，風(fēng)箱506的頂部外側(cè)合 適的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套508;在管道505的內(nèi)壁上或管道外安裝一對密 封軸承支座，渦輪發(fā)電機(jī)組502的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片通過轉(zhuǎn)子架設(shè)在管道505內(nèi)，渦輪 發(fā)電機(jī)組502的發(fā)電機(jī)安裝在管道505夕卜，此時(shí)渦輪發(fā)電機(jī)組502的轉(zhuǎn)子與管 道505是垂直的；在渦輪發(fā)電機(jī)組502與風(fēng)箱506之間的管道505上裝有調(diào)節(jié) 風(fēng)門(閥)507。
這樣，利用換熱裝置501作為熱源，加熱外界吸入的空氣，同時(shí)也利用自 然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))，并且在驅(qū)動(dòng)方面兩者形成互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)503 轉(zhuǎn)動(dòng)，在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生較高溫度的熱氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組502連續(xù)不斷、 穩(wěn)定地發(fā)電。同時(shí)也避免了發(fā)電機(jī)長時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，直接降低了發(fā)電 機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作溫度，并便于及時(shí)進(jìn)行發(fā)電機(jī)的維護(hù)、檢修等等。
本發(fā)明至少有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 以無動(dòng)力、主動(dòng)方式方式在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生熱氣流進(jìn)行發(fā)電。
2、 不僅可以利用熱氣流，還可以利用自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))進(jìn)行發(fā) 電，并可形成風(fēng)熱互補(bǔ)式發(fā)電。另夕卜，還可利用有壓力的排(廢)氣進(jìn)行發(fā)電。
3、 可避免了發(fā)電機(jī)長時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，直接降低了發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí) 的工作溫度，并便于及時(shí)進(jìn)行發(fā)電機(jī)的維護(hù)、檢修等等。
本發(fā)明施例6:應(yīng)用于車輛隧道中，及時(shí)將隧道內(nèi)的廢熱氣體排出，并利 用廢熱氣體進(jìn)行發(fā)電，如圖6所示。
眾所周知，盡管不少隧道中安裝了排風(fēng)機(jī)，但隧道內(nèi)的空氣卻仍然難以流 通，特別是比較長的隧道，由于大量的車輛(例如汽車、火車)在隧道內(nèi)行駛， 所排出的廢熱氣體會聚集在隧道的上部，造成隧道內(nèi)的溫度升高，空氣質(zhì)量變 差。
本實(shí)施例的目的及時(shí)將聚集在隧道上部的廢熱氣體排出，改善隧道里空 氣質(zhì)量，并利用所排出的廢熱氣體進(jìn)行發(fā)電。
在隧道609的頂部設(shè)置多個(gè)吸風(fēng)口 601，這些吸風(fēng)口 601均通過管道607 (作為通道)連接到煙囪605的進(jìn)風(fēng)口處，煙囪605是豎立在隧道外且四周開 闊的地方；適量的無動(dòng)力風(fēng)機(jī)603安裝在已封閉的煙囪605頂部，且這些無動(dòng)力風(fēng)機(jī)603均勻布置在煙囪605的頂部，每臺無動(dòng)力風(fēng)機(jī)603的抽風(fēng)口處都裝 有一個(gè)逆止閥604，煙囪605的頂部外側(cè)合適的位置設(shè)置可升降的保護(hù)套606; 適量的渦輪發(fā)電機(jī)組602安裝在管道607的內(nèi)部，在渦輪發(fā)電機(jī)組602與煙囪 605之間的管道607上裝有調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門608。
這樣，隧道609里的廢熱氣體作為熱氣源，就會驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)603轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng))也會驅(qū)動(dòng)無動(dòng)力風(fēng)機(jī)603轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷地通過吸 風(fēng)口 601吸入隧道內(nèi)的廢熱氣體，從而在系統(tǒng)內(nèi)形成熱氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī) 組602進(jìn)行發(fā)電；同時(shí)，聚集在隧道609的上部的廢熱氣體也不斷地被排出， 保持了隧道內(nèi)空氣新鮮。
同時(shí)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門608，可以對系統(tǒng)內(nèi)氣流的流速進(jìn)行有效地控 制，并且在需要時(shí)(例如出現(xiàn)臺風(fēng))，及時(shí)關(guān)閉調(diào)節(jié)風(fēng)門(閥)608和保護(hù)套 606以便保護(hù)系統(tǒng)護(hù)設(shè)備。另外，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故且人員已安全撤離時(shí)， 工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，及時(shí)關(guān)閉調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)門608，防止空氣 對流，起到助燃的作用。
本發(fā)明施例7:利用地?zé)帷厝?、煉?或鍋爐)車間等熱源進(jìn)行發(fā)電。
在現(xiàn)實(shí)中，很多的熱量并沒有完全被人類充分地加以利用，通常是被白白 地浪費(fèi)掉，例如自然界的地?zé)帷厝L年產(chǎn)生大量的熱量，煉鋼(或鍋爐)車 間等場所熱輻射所產(chǎn)生的熱量等等。
在地?zé)?、溫泉里放置適量的換熱裝置701，或在煉鋼(或鍋爐)車間的內(nèi) 墻上安裝換熱裝置701，利用這些換熱裝置作為熱源；而換熱裝置701的進(jìn)風(fēng) 口設(shè)在外界，引入外界空氣進(jìn)行加熱。在熱溫差以及自然界的風(fēng)力(包括微風(fēng)) 作用下，加熱后的氣流通過管道702進(jìn)入到煙囪或風(fēng)箱703，并驅(qū)動(dòng)煙囪或風(fēng) 箱703頂部的無動(dòng)力抽風(fēng)裝置704轉(zhuǎn)動(dòng)，在管道702內(nèi)形成負(fù)壓，進(jìn)而連續(xù)的 抽入外界的空氣進(jìn)入到換熱裝置701中進(jìn)行加熱，從而在管道702內(nèi)形成連續(xù) 的熱氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。與此同時(shí)，又能夠及時(shí)地將煉鋼(或 鍋爐)車間等場所的熱量抽走，起到降溫的作用。
通過與美國專利United States Patent 6,798,082對比，本發(fā)明至少有以下的 優(yōu)點(diǎn)
191、 無動(dòng)力抽風(fēng)裝置與渦輪發(fā)電機(jī)組之間沒有傳動(dòng)裝置，因而減少了機(jī)械 傳動(dòng)所帶來的能量損耗等。
2、 渦輪發(fā)電機(jī)組可以安裝在系統(tǒng)上任何合適的位置。
3、 可通過安裝在通道內(nèi)的調(diào)節(jié)風(fēng)(閥)，調(diào)節(jié)氣流的流速，進(jìn)而調(diào)節(jié)渦輪 發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
4、 一臺具有足夠抽風(fēng)量的無動(dòng)力抽風(fēng)裝置可以驅(qū)動(dòng)多臺渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)
行發(fā)電。
以上列舉了本發(fā)明在有代表性應(yīng)用領(lǐng)域、較佳實(shí)施例進(jìn)行了說明，但眾所 周知，不應(yīng)該由這些實(shí)施例反而限制了本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā) 明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，任何熟悉本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)的工程技術(shù)科學(xué)研究人員，若應(yīng) 用本發(fā)明主要特征，所進(jìn)行若干細(xì)節(jié)的變動(dòng)，應(yīng)屬于本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。 例如將上述氣源進(jìn)行組合使用、設(shè)置多個(gè)并排的通道等。
20
權(quán)利要求
1、一種氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括氣源、通道、至少一個(gè)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置以及至少一臺渦輪發(fā)電機(jī)組；所述通道包括與氣源連通的氣流進(jìn)口、以及氣流出口；所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置安裝在所述氣流出口的位置，且所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置位于自然界風(fēng)場中；所述渦輪發(fā)電機(jī)組至少包括位于所述通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置在來自于氣源的氣流和/或外界風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下，在所述通道內(nèi)形成負(fù)壓，持續(xù)地從所述氣源中吸入氣體，從而在所述通道內(nèi)形成氣流，并由所述氣流推動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述氣源為熱氣 體、或經(jīng)熱源加熱后所產(chǎn)生的熱氣體、或有壓力氣流、和/或外界空氣；所述 氣源是由單個(gè)或多個(gè)同類氣源所組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源為放置 在熱環(huán)境里的集熱裝置和/或熱交換裝置，在所述集熱裝置和/或熱交換裝置內(nèi) 部設(shè)有蓄能材料；所述集熱裝置包括太陽能空氣集熱裝置；所述有壓力氣流包 括排出的廢氣流。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述通道包括豎 立的風(fēng)箱、管道或煙閨，且所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置安裝在所述風(fēng)箱、管道或煙囪 的頂部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪發(fā)電機(jī) 組包括具有至少一組所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的渦輪發(fā)電機(jī)，且所述渦輪發(fā)電機(jī)為立式渦 輪發(fā)電機(jī)、或臥式渦輪發(fā)電機(jī)；所述渦輪發(fā)電機(jī)組包括多臺串聯(lián)或并聯(lián)的渦輪 發(fā)電機(jī)組；在所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片前的所述通道內(nèi)裝有環(huán)形導(dǎo)流柵。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪發(fā)電機(jī) 組的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片通過轉(zhuǎn)子架設(shè)在所述通道內(nèi)，所述渦輪發(fā)電機(jī)組的其他組件安裝 在所述通道內(nèi)或所述通道外。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述通道上裝 有氣流流量控制裝置或閥門，或在所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置的抽風(fēng)口處裝有氣流流 量控制裝置或閥門；在所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置外側(cè)、或在所述無動(dòng)力抽風(fēng)裝置與所述通道連接段外側(cè)設(shè)有可升降的保護(hù)套。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于，在裝有所述渦輪發(fā)電機(jī)組的所述通道前后，設(shè)置至少一個(gè)或多個(gè)旁路系統(tǒng)，且該 旁路系統(tǒng)里裝有熱交換裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源來自吸 收高溫物體熱量的金屬管道，所述金屬管道的進(jìn)氣口位于遠(yuǎn)離所述高溫物體的 位置處，所述金屬管道的出氣口與所述通道相接；所述通道包括豎立的風(fēng)箱、以及連通所述風(fēng)箱和金屬管道的管道；所述無 動(dòng)力抽風(fēng)裝置安裝在所述風(fēng)箱的頂部，所述渦輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片設(shè)置在所 述管道內(nèi)；所述熱源還包括太陽能空氣集熱裝置;所述太陽能空氣集熱裝置的出風(fēng)口 與所述管道相連接，并且所述金屬管道的進(jìn)風(fēng)口通過第二閥門連接到所述太陽 能空氣集熱裝置的出風(fēng)口，所述金屬管道的出風(fēng)口通過第三閥門連接到所述風(fēng) 箱；在所述管道內(nèi)的所述渦輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的前后兩側(cè)分別安裝有第二 閥門。
10、 一種氣流發(fā)電方法，其特征在于，包括以下步驟 Sl:設(shè)置氣源以提供氣流；S2:通道與所述氣源相連通，所述氣流從所述通道的氣流進(jìn)口進(jìn)入到所述 通道內(nèi)；S3:設(shè)置無動(dòng)力抽風(fēng)裝置，并與所述通道的氣流出口相連接；所述無動(dòng)力 抽風(fēng)裝置在所述氣源的氣流和/或外界風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述通道內(nèi)形成 負(fù)壓，持續(xù)從所述氣源中抽入氣體，從而在所述通道內(nèi)形成氣流；S4:在所述通道內(nèi)設(shè)置渦輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，由步驟S3產(chǎn)生的氣流 推動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣流發(fā)電系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括氣源、通道、至少一個(gè)無動(dòng)力抽風(fēng)裝置以及至少一臺渦輪發(fā)電機(jī)組；通道包括與氣源連通的氣流進(jìn)口、以及氣流出口；無動(dòng)力抽風(fēng)裝置安裝在氣流出口的位置，且無動(dòng)力抽風(fēng)裝置位于自然界風(fēng)場中；渦輪發(fā)電機(jī)組至少包括位于通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片；無動(dòng)力抽風(fēng)裝置在來自于氣源的氣流和/或外界風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下，在通道內(nèi)形成負(fù)壓，持續(xù)地從氣源中吸入氣體，從而在通道內(nèi)形成氣流，并由氣流推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。本發(fā)明系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行、穩(wěn)定發(fā)電，減少對天氣的依賴性，克服單一種類清潔能源的單一性和局限性。
文檔編號F03D9/00GK101463801SQ20091010480
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者彭堅(jiān)寧 申請人:彭堅(jiān)寧