專利名稱：人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，更確切地說，涉及一種利用熱力形 成的冷熱空氣之間的溫差和對流進(jìn)行空氣發(fā)電的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電所用的方法主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電和核電，其缺點是成 本高、效率低，對環(huán)境污染嚴(yán)重。而進(jìn)行小規(guī)模發(fā)電所用的方法主要有太陽能發(fā)電、自然風(fēng) 力發(fā)電、潮汐發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電，其所存在的問題是其發(fā)電量小且不穩(wěn)定，無法滿足對發(fā)電量 日益增長的需要。北京市《太陽能》編輯部出版的《太陽能》雜志1983年第2期第12頁(作者溫俊 洲)報道了一種由菲利浦 卡爾遜博士設(shè)計的太陽能氣流發(fā)電塔。其原理是用泵將海水沿 管路抽上塔頂，通過噴霧裝置使水呈霧狀噴出，水霧在干燥的熱空氣中迅速蒸發(fā)，使周圍的 空氣冷卻濕潤，從而其密度增加。冷卻后的塔頂空氣沿著圓形塔腔下沉，形成持續(xù)向下的氣 流。由于塔身很高，圓筒形塔腔對氣流有導(dǎo)流作用，加快了氣流的速度，在塔的下部，塔腔被 一個巨大的氣流罩隔成了環(huán)形通道，其截面迅速變小，流經(jīng)此處的氣流的速度進(jìn)一步增大， 從而產(chǎn)生強風(fēng)。在環(huán)形通道中，沿周圍方向均勻地布置有10臺渦輪發(fā)電機組，其在高氣流 的推動下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。該氣流發(fā)電塔的高度為MOO米，頂部直徑為274米，最大輸出功率為 250萬千瓦。運行時所需空氣流量多達(dá)3，964，321立方米/秒，所需噴霧水量為28. 3立方 米/秒。這種氣流發(fā)電塔的缺點在于其只能在水和陽光充足的地區(qū)建造，而且抽取大量的 水需消耗大量的電力，使發(fā)電成本增高，并且使用海水時，其所含鹽份的處理也是一大難題。中國天津市《科學(xué)與生活》編輯部編輯，天津科學(xué)技術(shù)出版社出版的《科學(xué)與生活》 雜志1987年7月15日第4期第51頁(作者魏敏捷)報道了一種由嚴(yán)雋森博士設(shè)計制 造的龍卷風(fēng)模型(利用自然風(fēng))。其原理是這種塔形建筑的四周全是由條板間隔成方格的 小窗，朝風(fēng)的小窗開著，背風(fēng)的小窗關(guān)著。風(fēng)吹進(jìn)塔后開始旋轉(zhuǎn)，形成小龍卷風(fēng)。小龍卷下 面即塔底裝有一個螺旋風(fēng)動葉輪，龍卷將下方的空氣吸入塔中時，便轉(zhuǎn)動風(fēng)動葉輪，使發(fā)電 機轉(zhuǎn)動發(fā)電。這樣的龍卷風(fēng)機比裝有同樣大小風(fēng)動葉輪的風(fēng)車功率要高10倍。而另一位 科學(xué)家提出太陽能龍卷風(fēng)發(fā)電站的設(shè)想，其原理相當(dāng)簡單鋪設(shè)一個大面積的完全透明圓 形塑料薄膜頂棚，塑料棚由四周向中心逐漸升高，連接著中心的煙筒狀高塔，被陽光曬熱到 20-50°C的塑料棚與地面間的空氣流向筒狀高塔，再沿高塔上升，帶動塔中的風(fēng)動葉輪。即 使外界無風(fēng)，高塔內(nèi)的氣流速度也能達(dá)到每秒60米，即龍卷風(fēng)速。這種電站的功率可達(dá)到 70-100萬千瓦。這兩種龍卷風(fēng)發(fā)電塔的缺點在于其只能在自然風(fēng)和陽光充足的地區(qū)建造，而且受 地形和氣候的影響，時有時無，時大時小，很不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響正常發(fā)電，且不易控制。中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局于2003年5月14日公告了一種《風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)》，國際公告日1997年12月11日(PCT國際發(fā)明專利)。于2005年6月1日公告了一 種《人造龍卷風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)》。又于2006年9月20日公開了一種《人造龍卷風(fēng)空氣溫差發(fā)電 系統(tǒng)》。上述的利用各種風(fēng)塔形式發(fā)電的技術(shù)方案的共同缺陷是，利用每一個進(jìn)氣管直接 與風(fēng)塔底部塔壁周圍的每一個塔壁進(jìn)氣口相連接，使得每一個進(jìn)氣管直接成為每一個塔壁 進(jìn)氣口的導(dǎo)流管，使得大量氣流在每一個進(jìn)氣管內(nèi)加快了速度，使從每一個進(jìn)氣管內(nèi)高速 流動的大量氣流以破壞性的速度和力量直沖經(jīng)塔壁的每一個進(jìn)氣口，高速流入風(fēng)塔內(nèi)破壞 性沖擊或沖刷風(fēng)塔內(nèi)壁周圍，使風(fēng)塔壁嚴(yán)重受損，在數(shù)十萬噸重的風(fēng)塔自重作用下，風(fēng)塔的 安全受到嚴(yán)重威脅，使風(fēng)塔的使用壽命大大縮短或根本就不能再繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電。另外，熱 能以及土地的利用效率低，而且風(fēng)塔越高大建造的難度越大，造價也越高。風(fēng)塔的底部和 頂部內(nèi)的氣溫不均等，頂部內(nèi)的氣溫低于底部內(nèi)的氣溫，即高大的風(fēng)塔內(nèi)低壓空間的氣溫 不均等。其原因是風(fēng)塔底部內(nèi)的熱空氣在上升至塔頂出氣口被排出流入塔外的大氣的過程 中，流經(jīng)又高(600米高)又大(60米直徑)的風(fēng)塔周圍塔壁時，將塔內(nèi)熱風(fēng)的熱量通過塔 壁熱傳遞至塔外的大氣中，損耗了塔內(nèi)熱風(fēng)的部分熱量，從而導(dǎo)致塔內(nèi)上部的氣溫降低；且 又高又大的風(fēng)塔內(nèi)的氣溫越高，塔壁的熱傳遞就越快，導(dǎo)致風(fēng)塔內(nèi)熱風(fēng)的熱量損耗就越大， 這樣高大風(fēng)塔內(nèi)上部熱空氣的氣溫就越低于下部的氣溫。并且風(fēng)塔越高，上空的自然風(fēng)的 擾動越大，導(dǎo)致風(fēng)塔的穩(wěn)定性越差，雷擊風(fēng)險越多，防地震裂度越高，自重也越大(數(shù)十萬 噸重以上)，風(fēng)塔底部基座的地質(zhì)要求越高，投資也越多等一系列問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，其無須大量水，只需利 用廣泛存在永久性的、干凈的低溫?zé)嵩?，如太陽能、地溫?zé)嵩?、熱水、熱氣以及各種燃料，并 可在有空氣的地區(qū)都可選址建設(shè)空氣低溫溫差發(fā)電站。這種電站的空氣運動強大穩(wěn)定容易 控制，低壓空間龐大但不很高，其建造難度和造價都很小，熱利用和土地利用高并能安全的 進(jìn)行發(fā)電以及還可方便的擴大整體發(fā)電規(guī)模，使其投資成本和發(fā)電成本大大降低，裝機容 量和規(guī)?？筛鶕?jù)需要進(jìn)行選擇，從而解決系列利用風(fēng)塔和進(jìn)氣管形式進(jìn)行發(fā)電的系列缺陷 問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)包括減速通風(fēng)管， 其為單層或多層或多層螺旋狀中空的柱形，用于形成低壓空間和使氣流減速在所述的減 速通風(fēng)管中心內(nèi)層下部周圍管壁設(shè)置一個或多個進(jìn)氣口，在減速通風(fēng)管的外層周圍管壁設(shè) 置一個或多個進(jìn)氣口，用于使氣流在高速流入減速通風(fēng)管內(nèi)迅速減速后再慢速流入所述的 減速通風(fēng)管內(nèi)的中心內(nèi)層，可避免高速氣流破壞性沖擊和沖刷管壁，在所述的多層或多層 螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)的管壁設(shè)置一個或多個通風(fēng)口，用于使流入所述的減速通風(fēng)管內(nèi)的氣 流分流減速，可確保所述的減速通風(fēng)管的安全；在所述的減速通風(fēng)管內(nèi)或外設(shè)置傳熱裝置， 用于向所述的減速通風(fēng)管內(nèi)放出熱量，使減速通風(fēng)管內(nèi)的空氣吸收熱量后形成低壓空間， 例如可以在所述的減速通風(fēng)管內(nèi)或外設(shè)置一個或多個熱管或熱泵或太陽能吸熱裝置，用 于吸取地?zé)峄蛱枱嵩椿驘崴驘釟猓箿p速通風(fēng)管內(nèi)部的空氣吸取熱源后形成低壓空 間；從所述的減速通風(fēng)管外層周圍管壁的每一個進(jìn)氣口處向外伸出一個或多個多孔蜂窩式 通風(fēng)管，用于使氣流在高速通過一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管內(nèi)時，與一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管的內(nèi)壁發(fā)生高速摩擦產(chǎn)生熱量，使所述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管成為熱 管，同時使氣流吸收熱量流入所述的減速通風(fēng)管內(nèi)部；在所述的一個或多個多孔蜂窩式通 風(fēng)管設(shè)有閥門或間門，用于調(diào)節(jié)所述的氣流在高速通過所述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng) 管時的流速，并配合所述的傳熱裝置調(diào)節(jié)所述的減速通風(fēng)管內(nèi)外冷熱空氣的溫差和氣壓差 及對流速度與流量；在所述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管處再向外延伸出一個通風(fēng)管， 并在所述的通風(fēng)管內(nèi)設(shè)有渦輪機，在所述的通風(fēng)管外設(shè)有與所述的渦輪機同軸相連的發(fā)電 機。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)包括減速通風(fēng)管， 其為單層或多層或多層螺旋狀中空的柱形，用于形成低壓空間和使氣流減速；在所述的減 速通風(fēng)管中心內(nèi)層下部周圍管壁和外層周圍管壁設(shè)置一個或多個進(jìn)氣口，用于使氣流在高 速流入減速通風(fēng)管內(nèi)迅速減速后再慢速流入減速通風(fēng)管內(nèi)的中心內(nèi)層，可避免高速氣流破 壞性沖擊和沖刷管壁，在所述的多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)的管壁設(shè)置一個或多個通 風(fēng)口，用于使流入所述的減速通風(fēng)管內(nèi)的氣流分流減速，可確保所述的減速通風(fēng)管的安全； 在所述的減速通風(fēng)管內(nèi)或外設(shè)置傳熱裝置，用于向所述的減速通風(fēng)管內(nèi)放出熱量，使減速 通風(fēng)管內(nèi)的空氣吸取熱量后形成低壓空間，例如可以在所述的減速通風(fēng)管內(nèi)或外設(shè)置一 個或多個熱管或熱泵或太陽能傳熱裝置，用于吸取地?zé)峄蛱枱嵩椿驘崴驘釟?，使減速 通風(fēng)管內(nèi)部的空氣吸取熱源后形成低壓空間；從所述的減速通風(fēng)管外層周圍管壁的每一個 進(jìn)氣口處向外伸出一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管，用于使氣流在高速通過一個或多個多孔 蜂窩式通風(fēng)管內(nèi)時，與一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管的內(nèi)壁發(fā)生高速摩擦產(chǎn)生熱量，使所 述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管成為熱管，同時使氣流吸收熱量，流入所述的減速通風(fēng) 管內(nèi)部；在所述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管設(shè)有閥門或閘門，用于調(diào)節(jié)所述的氣流在 高速通過所述的一個或多個多孔蜂窩式通風(fēng)管時的流速，并配合所述的傳熱裝置調(diào)節(jié)所述 的減速通風(fēng)管內(nèi)外冷熱空氣的溫差和氣壓差及對流速度與流量；在所述的一個或多個多孔 蜂窩式通風(fēng)管處再向外延伸出一個或多個通風(fēng)管；在所述的每一個通風(fēng)管內(nèi)設(shè)置有渦輪機 和通風(fēng)管外同軸相連的發(fā)電機；在所述的每個通風(fēng)管外設(shè)有相連通的預(yù)備通風(fēng)管和閘門， 用于在通風(fēng)管內(nèi)有渦輪機進(jìn)行維修時啟動預(yù)備通風(fēng)管通風(fēng)。


下面參照

詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1、圖6為本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的縱向剖面 圖。圖2、圖3、圖4、圖5、圖7、圖8、圖9、圖10、圖16、圖17為本發(fā)明的人造空氣低溫
溫差發(fā)電系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的俯視圖。圖11為本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的縱向剖面圖。圖12、圖13、圖14、圖15、圖18為本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的第二優(yōu) 選實施例的俯視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)是利用熱管或熱泵或太陽能傳熱裝置或燃 燒裝置或電阻絲裝置或其它傳熱裝置吸取地?zé)峄蛱枱嵩椿驘崴驘釟饣蛉剂匣蚱渌鼰嵩匆约案鶕?jù)兩種物體相互摩擦產(chǎn)生熱能的自然規(guī)律，將熱源引入單層或多層或多層螺旋狀 減速通風(fēng)管內(nèi)部加熱空氣形成龐大范圍的低壓空間，可提高熱能的利用效率和降低低壓空 間的氣溫要求，從而實現(xiàn)空氣低溫溫差發(fā)電的目的，即利用各種熱源引入所述的單層或多 層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)部加熱空氣形成龐大的低壓空間，使減速通風(fēng)管和相連通的 通風(fēng)管(風(fēng)洞)內(nèi)外的空氣形成冷熱空氣的溫差和氣壓差及對流運動，從而可利用大量氣 流在高速通過所述的通風(fēng)管時推動設(shè)置在通風(fēng)管內(nèi)的渦輪機快速旋轉(zhuǎn)并帶動同軸相連的 發(fā)電機發(fā)電后，又使大量氣流高速在通過多孔蜂窩式通風(fēng)管(組合式多個小風(fēng)洞)的大面 積內(nèi)壁時(多孔蜂窩式通風(fēng)管的全部內(nèi)壁面積大于同等截面積的單個通風(fēng)管的內(nèi)壁面積) 發(fā)生高速劇烈摩擦產(chǎn)生熱量使多孔蜂窩式通風(fēng)管成為熱管，同時也使氣流吸收熱量后高速 流入單層或多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)部迅速減速后再慢速安全的流入減速通風(fēng)管 的中心內(nèi)層上升(例如子彈或炮彈從槍管或炮管內(nèi)射出后以約800-900米/秒的速度 在相對靜止的空氣中高速運動，并與其所經(jīng)過中的空氣發(fā)生高速劇烈摩擦產(chǎn)生火光，其有 火光則證明其表面溫度有300°C以上，與其發(fā)生高速劇烈摩擦經(jīng)過的空氣也必然要吸收熱 量使空氣的溫度升高，只是子彈或炮彈與經(jīng)過的空氣發(fā)生高速劇烈摩擦的持續(xù)時間不長而 已，而子彈或炮彈與槍管或炮管發(fā)生高速劇烈摩擦?xí)r也能使整個槍管或炮管成為非常燙手 的熱管。又如，當(dāng)太空中的隕石高速進(jìn)入地球大氣中時，與大氣層內(nèi)的空氣發(fā)生高速劇烈摩 擦產(chǎn)生2000°C以上的高溫并發(fā)生猛烈燃燒形成流星，同時與隕石發(fā)生劇烈摩擦的空氣也必 然吸收大量的熱量使空氣的溫度升高，相反，如果是空氣以極快的速度與隕石發(fā)生劇烈摩 擦，也能使隕石發(fā)生猛烈燃燒，同時使空氣的氣溫急劇升高。)眾所周知，氣體總是從高壓空間流向低壓空間，從低壓空間流向真空空間。而當(dāng)氣 體從高壓空間流向低壓空間或從低壓空間流向真空空間時，其氣壓差越大，氣體流動的速 度也越快，使得氣體流動的動力也就越大。此外，在氣體流量相同的情況下，其所穿過管道 的氣流通道的截面積越小，氣體的流速越快。目前的火力發(fā)電系統(tǒng)正是利用以上所述的原理進(jìn)行發(fā)電的。以12. 5萬千瓦的汽 輪發(fā)電機組的工作原理為例它是利用燃料將水在高壓鍋爐里變成高溫高壓的蒸汽，通過 與高壓鍋爐相連通的兩根內(nèi)徑為0. 5米粗的金屬管道將蒸汽引出，將動能為600米-700米 /秒，蒸汽流量為400噸/時的蒸汽連續(xù)沖擊汽輪機，使其快速旋轉(zhuǎn)并帶動12. 5萬千瓦的發(fā) 電機連續(xù)發(fā)電的。本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的原理與其相似。圖1、圖6為本發(fā)明的人造 空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的縱向剖面圖，圖2、圖3、圖4、圖5、圖7、圖8、圖 9、圖10為本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)所述優(yōu)選實施例的俯視圖。從圖中可以看 出，本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)包括減速通風(fēng)管1，其為單層或多層或多層螺旋 狀中空的圓柱形，用于形成低壓空間和使氣流減速，該減速通風(fēng)管的底部面積等于或大于 其頂部面積，設(shè)置單層或多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管1的作用是擴大減速通風(fēng)管1的低 壓空間的范圍和使高速氣流流入減速通風(fēng)管1內(nèi)時有緩沖距離并迅速減速，可有效保護(hù)管 壁的安全，同時具有減輕自重，加固和更加穩(wěn)定，減少雷擊風(fēng)險以及降低選址地的地質(zhì)要求 和降低防地震的裂度，可保溫、降低其高度和建造難度和造價、提高熱效率、保護(hù)減速通風(fēng) 管管壁安全的多種作用。在減速通風(fēng)管中心內(nèi)層下部管壁周圍設(shè)有10組進(jìn)氣口 2，每組自 下而上垂直設(shè)有10個進(jìn)氣口 2，在減速通風(fēng)管1內(nèi)或外設(shè)置傳熱裝置，可將各種高低溫?zé)嵩匆霚p速通風(fēng)管內(nèi)部加熱空氣后形成龐大的低壓空間，可提高熱能的利用效率和降低低壓 空間的氣溫要求。例如設(shè)置30-50個熱管或熱泵(未示出)或太陽能傳熱裝置，用于吸取 恒溫的低溫地?zé)嵩椿蛱柲芑驘崴驘釟獾葻嵩矗販仉S地下深度增加而溫度升高，利用 燃燒裝置或電阻絲裝置等。在多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)的管壁設(shè)置50-60組通風(fēng)口 4，每組自下而上垂直設(shè)有10個通風(fēng)口 4，用于使流入多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)后快 速分流減速，減緩氣流在多層或多層螺旋狀通風(fēng)管內(nèi)的流速可保護(hù)管壁的安全，在減速通 風(fēng)管1的外層周圍管壁設(shè)置有20個進(jìn)氣口 3，從每個進(jìn)氣口 3處向外伸出一個通風(fēng)管或一 個多孔蜂窩式通風(fēng)管8，用于使高速氣流在經(jīng)過多孔蜂窩式通風(fēng)管8 (并列多個小風(fēng)洞)時 發(fā)生高速劇烈摩擦產(chǎn)生熱量，使多孔蜂窩式通風(fēng)管成為熱管，同時使氣流吸收熱量高速流 入減速通風(fēng)管內(nèi)部迅速減速后慢速流入減速通風(fēng)管的中心內(nèi)層。在一個通風(fēng)管或一個多孔 蜂窩式通風(fēng)管8設(shè)有閥門5或間門5，在一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管8處再向外延 伸出一個通風(fēng)管15和9，在每個通風(fēng)管15內(nèi)設(shè)置一個渦輪機7，每個渦輪機7與位于通風(fēng) 管15外的發(fā)電機13同軸相連，在每個通風(fēng)管15內(nèi)設(shè)有閘門6。本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的運行原理介紹如下利用傳熱裝置將熱源引入減速通風(fēng)管內(nèi)部加熱空氣，使減速通風(fēng)管內(nèi)部形成低壓 空間，熱空氣在減速通風(fēng)管的中心內(nèi)層上升形成熱風(fēng)，并從內(nèi)層頂部的出氣口被排出流入 大氣中，同時使減速通風(fēng)管內(nèi)部龐大的熱空氣總量與外部同等體積的冷空氣之間形成一定 的溫差和氣壓差及對流運動，從而使氣壓較高的減速通風(fēng)管外部未加熱的冷空氣經(jīng)過安全 管10和通風(fēng)管9和15和8流向減速通風(fēng)管內(nèi)部形成冷風(fēng)，當(dāng)冷風(fēng)在通風(fēng)管9和15內(nèi)形成 高速氣流，并推動位于通風(fēng)管15內(nèi)的渦輪機7快速旋轉(zhuǎn)，帶動同軸相連的發(fā)電機13連續(xù)發(fā) 電后，又高速經(jīng)過與通風(fēng)管15后部連通的多孔蜂窩式通風(fēng)管8，與多孔蜂窩式通風(fēng)管8大 面積內(nèi)壁發(fā)生高速劇烈摩擦從而使其內(nèi)壁的溫度升高產(chǎn)生熱能，當(dāng)其劇烈摩擦長期持續(xù)不 間斷的進(jìn)行時，使得多孔蜂窩式通風(fēng)管8成為燙熱的熱管，同時使流經(jīng)多孔蜂窩式通風(fēng)管8 內(nèi)發(fā)生高速劇烈摩擦的氣流吸收熱量，從相連通的減速通風(fēng)管外層管壁周圍的進(jìn)氣口 3處 高速流入減速通風(fēng)管內(nèi)部迅速減速后慢速流入減速通風(fēng)管中心內(nèi)層上升，為使其內(nèi)外冷熱 空氣的溫差和氣壓差及對流運動保持穩(wěn)定，需要傳熱裝置以及多孔蜂窩式通風(fēng)管8的閥門 5或閘門5，調(diào)節(jié)減速通風(fēng)管內(nèi)外冷熱空氣的溫差和氣壓差及對流運動的流速、流量以及通 風(fēng)管15和多孔蜂窩式通風(fēng)管8內(nèi)氣流的流速、流量。只要根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)定減速通風(fēng)管的高度和直徑以及多層的數(shù)量及長度和內(nèi)空 容積即低壓空間范圍，以及多孔蜂窩式通風(fēng)管8和通風(fēng)管15的數(shù)量和直徑，并適當(dāng)控制傳 熱裝置引入減速通風(fēng)管內(nèi)部的熱量和控制多孔蜂窩式通風(fēng)管8的閥門5或間門5，就能有效 控制通風(fēng)管15和多孔蜂窩式通風(fēng)管8的氣流的流速和流量，從而有效控制渦輪機7和同軸 相連的發(fā)電機13的發(fā)電量。當(dāng)需要對渦輪機7或發(fā)電機13進(jìn)行維修時，可將閘門5關(guān)上， 以保證工作人員的安全并且不影響其它渦輪機7和發(fā)電機13的正常運行。本發(fā)明的這一實施例的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)還可以包括與每個通風(fēng)管9 和對應(yīng)連通的安全管10，其第一端與通風(fēng)管9相連，第二端朝向上方或斜上方，在安全管10 的第二端的進(jìn)氣口處設(shè)置過濾器11，用于過濾除空氣中的異物，以保證通過渦輪機7的氣 流的潔凈。在安全管10的第一端與通風(fēng)管9相對應(yīng)的一側(cè)，可以設(shè)有開孔14，用于排出因 下雨而注入安全管10內(nèi)的雨水，也可以在安全管10的第二端的端口上方設(shè)置遮雨蓋，即可以防雨水又可以保護(hù)端口處空氣過濾器的安全。如圖1所示，從通風(fēng)管9與安全管10相連的一端至通風(fēng)管15中靠近渦輪機7處， 為擴張噴嘴式通風(fēng)管結(jié)構(gòu)，即其氣流通道的截面積隨遠(yuǎn)離安全管10而逐漸縮小，當(dāng)然也可 以是直管式通風(fēng)管9和15的結(jié)構(gòu)。從減速通風(fēng)管的進(jìn)氣口 3至安全管10的出氣口沿其長 度均可以為直管式結(jié)構(gòu)。渦輪機7置于通風(fēng)管15中并靠近與多孔蜂窩式通風(fēng)管8的連接 處。本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的減速通風(fēng)管1和安全管10、通風(fēng)管9和15、多 孔蜂窩式通風(fēng)管8可根據(jù)實際需要設(shè)置于地平面上，也可以設(shè)置于地平面以下或部分設(shè)置 于地平面以下。按如此結(jié)構(gòu)設(shè)置的本發(fā)明人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，可根據(jù)所需發(fā)電量的規(guī)模 大小和投入資金的多少按不同規(guī)模建造。下面介紹的是實施本發(fā)明第一個具體實施例子。減速通風(fēng)管1為多層螺旋狀中空的圓柱形狀結(jié)構(gòu)，如圖1、圖5、圖10所示，其中 心內(nèi)層高為200米，從底部至頂部內(nèi)徑為70米，面積為3846. 5平方米，內(nèi)空容積為769300 米3，底部管壁厚1米，頂部壁厚0. 3米。在中心內(nèi)層底部管壁周圍等距離設(shè)置10組直向或 斜向進(jìn)氣口 2，每組進(jìn)氣口 2從底部垂直向上設(shè)有10個進(jìn)氣口 2，每個寬3米，高5米，每2 個之間有一橫梁，寬3米，高1米，第10個進(jìn)氣口 2的上方為半圓拱狀，10組共有進(jìn)氣口 2 為100個，截面積每個為15米2，總截面積為1500米2，占用減速通風(fēng)管中心內(nèi)層周圍管壁 周長30米，管壁周長為219. 8米，占用中心內(nèi)層管壁垂直高度59米，包括9個1米高的橫 梁。減速通風(fēng)管的第二層至外層共有5層，第二層的前端高為100米，寬為15米，外層的尾 部高為50米，寬為10米，5層螺旋狀減速通風(fēng)管1的第二層至外層的中空中線周長為1621 米，平均截面積為1000米2，內(nèi)空容積為1621000米3+減速通風(fēng)管1的中心內(nèi)層內(nèi)空容積 769300米3 = 2390300米3(內(nèi)空容積內(nèi)的全部空氣被加熱即形成低壓空間)。5層螺旋狀 減速通風(fēng)管1的底部深入地下成梯形狀或坡形狀，即第二層深，外層淺，也可以是頂部為梯 形狀或坡形狀，每層壁厚底部為1米，頂部為0. 5米，5層的頂部為密封狀，厚0. 5米為拱狀， 在多層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)的多層管壁設(shè)置50-60組直向或斜向通風(fēng)口 4，每組通風(fēng)口 4 從底部垂直向上設(shè)置10個通風(fēng)口 4，每個寬5米，高3米，每2個之間有一橫梁，寬5米，高 1米，50-60組共有500-600個通風(fēng)口 4，總截面積為75000-90000米2，占用多層螺旋狀減 速通風(fēng)管內(nèi)多層管壁總截面積(單面)121，575米2中的75，000-90，000米2。多層螺旋狀 減速通風(fēng)管1不局限于5層，也可以是6層、10層或更多層數(shù)，其低壓空間的范圍還可以增 大若干倍，發(fā)電裝機容量和規(guī)模也可以很方便的增加若干倍，由此不僅可以降低投資成本 和發(fā)電成本，降低低壓空間的氣溫要求提高熱能的利用效率，還可提高土地的利用效率。在5層螺旋狀減速通風(fēng)管1的外層周圍管壁的下部或中部按等距離設(shè)置有20個 進(jìn)氣口 3，高為1-5米，寬為1. 5-12米，頂部低于地平面2米，也可以設(shè)在地平面以上或部分 設(shè)在地平面以上，每個進(jìn)氣口 3對應(yīng)向外斜向或直向伸出一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通 風(fēng)管8，高為1-5米，寬為1. 5-12米，長為10-100米后再向外延伸出一個通風(fēng)管15或分叉 設(shè)置多個通風(fēng)管15，在每一個通風(fēng)管15內(nèi)設(shè)置一個渦輪機7，每個渦輪機7與位于通風(fēng)管 15外的發(fā)電機13同軸相連，通風(fēng)管15的結(jié)構(gòu)可以是圓形狀，也可以是方形狀或其它形狀， 大小以及長度可以根據(jù)需要設(shè)計，與通風(fēng)管15相連通的安全管10的內(nèi)徑為8-12米，壁厚 為0.5米，位于地面以下的部分深度為10-25米，地面以上的高度為10-25米，與每個安全 管10和每個渦輪機7相連通的通風(fēng)管段當(dāng)然也可以設(shè)置為一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管8的結(jié)構(gòu)。 若持續(xù)的引入減速通風(fēng)管1內(nèi)200米高，70米直徑，面積為3846. 5米2，低壓空間 為769300米3的中心內(nèi)層空間的熱源，放出的熱量持續(xù)不間斷的達(dá)到89523. 441千卡/秒 時，可將其中心內(nèi)層空間的空氣持續(xù)加熱，并使內(nèi)層內(nèi)外的冷熱空氣的溫差達(dá)到15°C，高出 中心內(nèi)層外空氣15°C的熱空氣在200米高的中心內(nèi)層的上升速度達(dá)到5米/秒，然而，增加 T 5層螺旋狀減速通風(fēng)管的低壓空間1，621，000米3后，其總低壓空間為2390300米3，只 需持續(xù)的引入四841. 147千卡/秒時，可將螺旋狀減速通風(fēng)管1的5層內(nèi)部空間的全部空 氣加熱，使多層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)外的冷熱空氣的溫差降低為5°C，高出多層螺旋狀減 速通風(fēng)管1外空氣5°C的熱空氣在多層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部200米高的中心內(nèi)層的上 升速度仍可達(dá)到5米/秒，5°C熱空氣的上升流量為19232. 5米7秒(熱空氣的熱膨脹不 計)。同時從螺旋狀減速通風(fēng)管1外部流經(jīng)安全管10、通風(fēng)管9和15以及8，流入5層螺旋 狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部補充的冷空氣流量也為19232. 5米7秒，氣流在流經(jīng)安全管10第一 端口處的氣流速度為18公里/時。當(dāng)如此風(fēng)速的冷空氣流在通過通風(fēng)管9時(每個通風(fēng) 管9的入口處的氣流通道的截面積為5平方米，共20個通風(fēng)管9和20個安全管10，每個安 全管10的內(nèi)徑為8米，面積為50. M米2)，流經(jīng)通風(fēng)管9入口處冷空氣流速是螺旋狀減速 通風(fēng)管1內(nèi)部中心內(nèi)層熱空氣上升速度的38. 5倍，可達(dá)192. 5米/秒的流速，由于通風(fēng)管 9結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑逐漸縮小，因此，空氣流在越來越窄的通道內(nèi)的流速越來越快，當(dāng)流經(jīng)通風(fēng)管 9的小口徑或直管式9的出氣口處時(每個小口徑或直管式通風(fēng)管9的氣流通道的截面積 為1. 5米2，共20個X 1. 5米2 = 30米2)產(chǎn)生“狹管效應(yīng)”，其流速是5層螺旋狀減速通風(fēng) 管1中心內(nèi)層熱空氣上升速度的128. 21倍，為641. 05米/秒，從而在1秒長的時間內(nèi)使重 量為24. 868噸/秒，流量為19232. 5米7秒的冷空氣高速通過20個通風(fēng)管9的小口徑或 直管式出氣口處并高速噴入通風(fēng)管15內(nèi)沖擊通風(fēng)管15內(nèi)的20個渦輪機7，使位于通風(fēng)管 15內(nèi)的渦輪機7高速旋轉(zhuǎn)，可驅(qū)動20臺60萬千瓦的渦輪發(fā)電機組連續(xù)運行發(fā)電(火力發(fā) 電系統(tǒng)的12. 5萬千瓦的汽輪發(fā)電機組所需的蒸汽流速為600-700米/秒，蒸汽流量為400 噸/時，0. 111噸/秒)。冷氣流在高速推動通風(fēng)管15內(nèi)的20臺渦輪機7并帶動同軸相連 的發(fā)電機13發(fā)電后，流經(jīng)通風(fēng)管15的后部連通的多孔蜂窩式通風(fēng)管8 (并列多個小風(fēng)洞， 此段多孔蜂窩式通風(fēng)管8為20個，截面積總和為30-60米2或1200米2，與5層螺旋狀減速 通風(fēng)管1內(nèi)部中心內(nèi)層的面積的比例為128.21 1-61.1 1或3. 205 1)時，與多孔蜂 窩式通風(fēng)管8的內(nèi)壁以641. 15米/秒-16米/秒的速度持續(xù)不間斷的進(jìn)行摩擦，可產(chǎn)生熱 能，使多孔蜂窩式通風(fēng)管8成為熱管(因多孔蜂窩式通風(fēng)管8長期持續(xù)不間斷的與氣流進(jìn) 行高速劇烈摩擦容易損壞，所以需方便的進(jìn)行更換)，同時使氣流持續(xù)吸收熱量以19232. 5 米7秒的流量，24. 868噸/秒的空氣重量，16-641. 05米/秒的流速流入與多孔蜂窩式通 風(fēng)管8相連通的5層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部，內(nèi)部的外層至第二層的中空中線總周長為 1621米，低壓空間為1621000米3時，在龐大的低壓空間和50-60組共有500-600個總截面 積為75000-90000米2通風(fēng)口的共同作用下，氣流的流速則以.12. 8米/秒的安全流速在5 層螺旋狀減速通風(fēng)管1的第二層內(nèi)慢速流動(第二層的截面積為1500米2，它與內(nèi)層面積 的比例為2. 564 1)，然后以同等流速即12.8米/秒的氣流流速，19232. 5米7秒的流量 經(jīng)內(nèi)層下部周圍管壁的10組共100個進(jìn)氣口 2 (每個進(jìn)氣口 2的截面積為15米2，共1500 米2)，流入中心內(nèi)層下部內(nèi)上升(中心內(nèi)層的低壓空間為796300米3)。
為保持通風(fēng)管15內(nèi)的渦輪機7和同軸相連的發(fā)電機13持續(xù)正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，5層螺 旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)外的冷熱空氣的溫差和氣壓差及對流運動速度和流量必須持續(xù)的保 持穩(wěn)定。為此，5層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部必須長期保持穩(wěn)定的低壓空間，即5層螺旋狀 減速通風(fēng)管1內(nèi)部的熱空氣的氣溫必須持續(xù)的保持著高于外部冷空氣的氣溫5°C的低溫溫 差，如果5層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部的氣溫降低或增高，可按需要適當(dāng)打開或關(guān)閉設(shè)置在 多孔蜂窩式通風(fēng)管8處的閥門5或閘門5并配合傳熱裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可使5層螺旋狀減 速通風(fēng)管1內(nèi)部低壓空間的氣溫持續(xù)的保持所需穩(wěn)定的氣溫要求，并使5層螺旋狀減速通 風(fēng)管1與安全管10和通風(fēng)管9和15和8內(nèi)外冷熱空氣的溫差和氣壓差以及循環(huán)對流運動 保持持續(xù)穩(wěn)定不變，即可使流經(jīng)通風(fēng)管15內(nèi)的冷空氣流高速沖擊渦輪機7旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機 13持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電并輸出電力。下面對本發(fā)明的第二實施例進(jìn)行介紹。為簡單起見，僅對第二實施例中與第一實 施例不同的部分進(jìn)行介紹，與第一實施例相同的部分不再贅述。圖11示出了本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)選第二實施例的縱向剖面 圖。圖12、圖13、圖14、圖15示出了本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的第二實施例的 俯視圖。從圖12、圖13、圖14、圖15可以看出，本發(fā)明第二實施例的人造空氣低溫溫差發(fā)電 系統(tǒng)與第一實施例不同之處僅在于在通風(fēng)管15中設(shè)置有一個或多個通風(fēng)管15，一個或多 個通風(fēng)管15中設(shè)置一個或多個渦輪機7，每個渦輪機7與每個發(fā)電機13同軸相連，每個通 風(fēng)管15與位于通風(fēng)管15外的預(yù)備通風(fēng)管20相通，每個預(yù)備通風(fēng)管20與每個通風(fēng)管15連 接處設(shè)有閘門21。如此結(jié)構(gòu)的目的是當(dāng)熱源引入5層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部加熱空氣， 使5層螺旋狀減速通風(fēng)管1以及多孔蜂窩式通風(fēng)管8和通風(fēng)管15和安全管10內(nèi)外冷熱空 氣形成溫差和氣壓差以及對流運動，使熱空氣在5層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)部中心內(nèi)層上 升并從其頂部出氣口排出流入大氣中，同時使冷空氣流入通風(fēng)管內(nèi)部。當(dāng)冷空氣高速流入 第一個通風(fēng)管15內(nèi)時沖擊第一個渦輪機7快速旋轉(zhuǎn)帶動同軸相連的發(fā)電機13發(fā)電后，繼 續(xù)高速流向5層螺旋狀減速通風(fēng)管1的方向的多個通風(fēng)管15內(nèi)，連續(xù)高速沖擊多個設(shè)置于 通風(fēng)管15內(nèi)的渦輪機7快速旋轉(zhuǎn)帶動多個同軸相連的發(fā)電機13發(fā)電(好比水力發(fā)電的梯 級多個電站一樣，不同的是水電梯級多個電站是靠水的落差而決定設(shè)置。本實施例的多級 發(fā)電是靠冷熱空氣的溫差和氣流速度以及流量大小而決定設(shè)置)。從圖11、圖12、圖13、圖 14、圖15可以看出與第一實施例不同之處還在于通風(fēng)管15全部為直管結(jié)構(gòu)。只要根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)定多層螺旋狀減速通風(fēng)管的高度和直徑以及通風(fēng)管15的數(shù) 量和多孔蜂窩式通風(fēng)管8的直徑，并適當(dāng)控制多層螺旋狀減速通風(fēng)管1內(nèi)外冷熱空氣的溫 差和氣壓差，就能控制多孔蜂窩式通風(fēng)管8和通風(fēng)管15內(nèi)氣流的速度和流量，從而控制一 個或多個通風(fēng)管15內(nèi)的一個或多個渦輪機7和同軸相連的發(fā)電機13連續(xù)的發(fā)電量。在本發(fā)明的這一實施例的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)還可以包括設(shè)置于多層螺 旋狀減速通風(fēng)管1外層的外壁下部和多孔蜂窩式通風(fēng)管8和通風(fēng)管15中并位于渦輪機7 的靠近進(jìn)氣口 3—側(cè)的閘門6。當(dāng)需要對渦輪機7或發(fā)電機13進(jìn)行檢修時，可將該閘門關(guān) 上，同時開啟預(yù)備通風(fēng)管20兩側(cè)的閘門21以保證工作人員的安全并且不影響其它渦輪機 7和發(fā)電機13的正常運行。以上以實施例的方式對本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，但本發(fā) 明并不局限于實施例中所介紹的方式，例如，本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)的多層螺旋狀減速通風(fēng)管的高度、直徑和寬度并不局限于上述數(shù)據(jù)，通風(fēng)管等部件的具體數(shù)量也 不限于實施例中的具體數(shù)據(jù)。多層螺旋狀減速通風(fēng)管也不局限于實施例中的5層，也可以 是3層、2層、1層，還可以是6層-10層或更多層，其高度也不局限于50米、80米、300米， 可以是30米、20米、10米以下，也可以是50米、60米、70米以上，還可以是300米、200米、 100米以下或400米、600米、800米、1000米、1200米以上等，只要對其直徑、高度或?qū)挾群?厚度以及通風(fēng)管8和15和9的設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的改變即可，不過多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)部 的低壓空間及其氣溫越大，其內(nèi)外冷熱空氣的溫差越大氣壓差也就越大；低壓空間及氣溫 越小，其內(nèi)外冷熱空氣的溫差和氣壓差就越小。多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)外冷熱空氣的溫差也不局限于5°C，該值可根據(jù)所需發(fā) 電量的大小及熱源情況進(jìn)行設(shè)定，不過溫差值越大，通風(fēng)管內(nèi)氣流的速度越快，則渦輪發(fā)電 機組發(fā)出的電量越多，反之，渦輪發(fā)電機組發(fā)出的電量越少。根據(jù)本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)所采用的熱泵、熱管、太陽能傳熱裝置、 燃燒裝置、電阻絲裝置等傳熱裝置可以設(shè)在減速通風(fēng)管內(nèi)，也可以設(shè)在減速通風(fēng)管外；可以 選用這些裝置中的一個或聯(lián)合多個一起使用，只要其作用是利用上述傳熱、放熱裝置引入 所述的減速通風(fēng)管內(nèi)加熱空氣，使減速通風(fēng)管內(nèi)部形成低壓空間的方案均落入本發(fā)明的保 護(hù)范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)所采用的使氣流與單孔或多孔蜂窩式 通風(fēng)管進(jìn)行高速摩擦產(chǎn)生熱能，使單孔或多孔蜂窩式通風(fēng)管成為熱管，同時使氣流也吸收 熱能進(jìn)行發(fā)電的方案均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)所采用的在減速通風(fēng)管外設(shè)置通風(fēng)管 和在通風(fēng)管內(nèi)設(shè)置渦輪機和同軸相連的發(fā)電機，或在減速通風(fēng)管壁設(shè)置進(jìn)氣口和通風(fēng)管， 只要其作用是利用高速氣流推動渦輪機旋轉(zhuǎn)帶動同軸相連的發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電或利用減速 通風(fēng)管使氣流減速的方案均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)中所述之各個實施方案可以相互轉(zhuǎn)換設(shè)置 使用，只要涉及到本發(fā)明中所述的以及類似或近似之方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。由于本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)明系統(tǒng)利用了單層或多層或多層螺旋狀減速 通風(fēng)管內(nèi)部龐大的低壓空間，不僅使龐大的低壓空間內(nèi)成為低氣溫的低壓空間，提高了熱 能的利用效率，實現(xiàn)了低溫溫差發(fā)電，使采用廣泛存在的、永久性的、干凈的低溫?zé)嵩刺峁?了極佳的條件，而且建造的難度相對于高大的風(fēng)塔要小得多，其造價也少了許多，而高大的 風(fēng)塔的底部和頂部的氣溫不均等，底部的氣溫要高于頂部的氣溫，原因是風(fēng)塔底部內(nèi)的熱 空氣在上升至塔頂出氣口被排出流入塔外的大氣中的過程中，流經(jīng)高大的風(fēng)塔周圍塔壁 時，將塔內(nèi)部分熱風(fēng)的熱量通過塔壁的熱傳遞持續(xù)不間斷的傳至塔外的大氣中損耗了塔內(nèi) 熱風(fēng)的部分熱量，從而導(dǎo)致塔內(nèi)上部的氣溫下降。即風(fēng)塔下部內(nèi)的熱效率要高于上部內(nèi)的 熱效率。低于風(fēng)塔高度的單層或多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管內(nèi)同等的低壓空間內(nèi)的熱效 率要高于風(fēng)塔上部內(nèi)低壓空間內(nèi)的熱效率，從而可降低減速通風(fēng)管內(nèi)龐大的低壓空間內(nèi)的 氣溫要求，獲得干凈、廉價、可持續(xù)且來源廣泛的低溫?zé)嵩炊?jié)省大量的燃料，并使流經(jīng)與 減速通風(fēng)管連通的通風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)力非常強大穩(wěn)定并可控制，適宜于大容量的人造空氣低溫 溫差發(fā)電系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比無污染并節(jié)省 能源，利用空氣發(fā)電不會枯竭，任何時候都能正常穩(wěn)定發(fā)電，凡是有空氣的地區(qū)都可選址建設(shè)發(fā)電站，投資少、周期短、占地面積小，從而使發(fā)電成本大大降低，在現(xiàn)有的裝機容量相等 的情況下，大大減少了發(fā)電站的工程規(guī)模，縮短電站工程的建設(shè)時間，并使其適用的地域范 圍更為廣泛。
權(quán)利要求
1.一種人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，包括減速通風(fēng)管(1)，其為單層或多層或多層螺旋狀中空的柱形，用于形成低壓空間和使氣 流減速；在所述的減速通風(fēng)管(1)中心內(nèi)層下部周圍管壁設(shè)置一個或多個進(jìn)氣口 0)，在所述 的減速通風(fēng)管(1)的外層周圍管壁設(shè)置一個或多個進(jìn)氣口(3)，用于使氣流在高速流入所 述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)迅速減速后再慢速流入所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)的中心內(nèi)層，可避 免高速氣流破壞性沖擊和沖刷管壁，在所述的多層或多層螺旋狀減速通風(fēng)管(1)內(nèi)的管壁 設(shè)置一個或多個通風(fēng)口 G)，用于使流入所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)的氣流分流減速，可確保 所述的減速通風(fēng)管(1)的安全；在所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)或外設(shè)置傳熱裝置，用于向所 述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)放出熱量，使減速通風(fēng)管(1)內(nèi)的空氣吸收熱量后形成低壓空間，例 如可以在所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)或外設(shè)置一個或多個熱管或熱泵或太陽能傳熱裝置， 用于吸取地?zé)峄蛱枱嵩椿驘崴驘釟?，使減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部的空氣吸取熱源后形成低 壓空間；從所述的減速通風(fēng)管(1)外層周圍管壁的每一個進(jìn)氣口( 處向外伸出一個通風(fēng) 管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管(8)，用于使氣流在高速通過一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通 風(fēng)管(8)內(nèi)時，與一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管(8)的大面積內(nèi)壁發(fā)生高速摩擦產(chǎn) 生熱量，使所述的一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管(8)成為熱管，同時使氣流吸取熱 量流入所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部；在所述的一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管(8)設(shè) 有閥門( 或閘門(5)，用于調(diào)節(jié)所述的氣流在高速通過所述的一個通風(fēng)管或一個多孔蜂 窩式通風(fēng)管(8)時的流速，并配合所述的傳熱裝置調(diào)節(jié)所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)外冷熱空 氣的溫差和氣壓差及對流速度和流量；在所述的一個通風(fēng)管或一個多孔蜂窩式通風(fēng)管(8) 處再向外延伸出一個通風(fēng)管(15)，并在所述的通風(fēng)管(1 內(nèi)設(shè)置有渦輪機(7)，在所述的 通風(fēng)管(1 外設(shè)置有與所述的渦輪機(7)同軸相連的發(fā)電機(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，其中所述的傳熱裝置包括按下述方 式設(shè)置的熱管、熱泵、太陽能傳熱裝置、燃燒裝置、電阻絲裝置中的至少一個在所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)或外設(shè)置一個或多個熱管或一個或多個熱泵；在所述的減速通風(fēng)管(1)外設(shè)置太陽能傳熱裝置，用于吸取地溫?zé)嵩?、太陽熱源、熱?或熱氣，使減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部的空氣吸取熱源后形成低壓空間。在所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)或外設(shè)置燃燒裝置，用于向所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部放 出熱量，使減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部的空氣吸取熱量后形成低壓空間。在所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)或外設(shè)置電阻絲裝置，用于向所述的減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部 放出熱量，使減速通風(fēng)管(1)內(nèi)部的空氣吸取熱量后形成低壓空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，所述的每個通風(fēng)管(15) 和(9)時加快流速；所述渦輪機(7) —個或多個置于所述的一個或多個通風(fēng)管(1 內(nèi)，所 述的與一個或多個渦輪機(7)同軸相連的發(fā)電機(1 位于所述的一個或多個通風(fēng)管(15) 外，在所述的每個通風(fēng)管(8)和(1 外設(shè)有相連通的預(yù)備通風(fēng)管OO)和閘門01)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，其中與每個通風(fēng)管(9) 對應(yīng)相連通的安全管(10)其第一端與通風(fēng)管(9)相連通，第二端朝向上方或斜上方，在安 全管(10)的第二端的端口處和通風(fēng)管(9)與安全管(10)相連接的進(jìn)氣口處設(shè)置空氣過濾 器(11)，用于過濾除去空氣中的異物，以保證通過渦輪機(7)的氣流的潔凈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，其中，在安全管(10)的第一端與通 風(fēng)管(9)相對應(yīng)的一側(cè)，設(shè)有開孔(14)，用于排出因下雨而注入安全管(10)內(nèi)的雨水，也可 以在安全管(10)的第二端的端口處上方設(shè)置遮雨蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-5的人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，其中，通風(fēng)管(9)與安全管(10) 相連的一端至通風(fēng)管(15)中靠近渦輪機(7)處，為擴張噴嘴式通風(fēng)管結(jié)構(gòu)，即其氣流通道 的截面積隨遠(yuǎn)離安全管(10)而逐漸縮小，通風(fēng)管(9)也可以是直管式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種人造空氣低溫溫差發(fā)電系統(tǒng)，包括單層或多層或多層螺旋狀中空的柱形減速通風(fēng)管、低溫低壓空間、進(jìn)氣口、渦輪機、發(fā)電機、熱管、熱泵、太陽能傳熱裝置，電阻絲裝置等，每個進(jìn)氣口向減速通風(fēng)管外伸出一個多孔蜂窩式通風(fēng)管后再伸出一個通風(fēng)管，渦輪機設(shè)于通風(fēng)管內(nèi)，可高效利用干凈的低溫?zé)嵩矗锌諝獾牡貐^(qū)都可選址建設(shè)空氣發(fā)電站，裝機容量可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，其空氣運動強大穩(wěn)定，容易人為控制，占地面積小，投資少，發(fā)電成本低。
文檔編號F03D9/00GK102146884SQ20101010907
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者陳玉澤 申請人:陳玉澤