專利名稱：太陽能風(fēng)能由低能流密度變?yōu)楦呶凰菽苎b置的制作方法
太陽能風(fēng)能由低能流密度變?yōu)楦呶凰菽苎b置 本發(fā)明利用溫差、地勢差，為能量轉(zhuǎn)化資源，把太陽能轉(zhuǎn)化為
氣壓流發(fā)電。利用溫差、地勢差、水為能量轉(zhuǎn)化資源，把太陽能
風(fēng)能轉(zhuǎn)化為低氣壓能<2 4個(gè)氣壓)帶動(dòng)氣壓抽水機(jī)髙揚(yáng)程揚(yáng)水
(可達(dá)千米)變?yōu)楦咚坏乃菽艿难b置。
根據(jù)有關(guān)資料了解沒有相似的技術(shù)報(bào)道。
太陽能、風(fēng)能、溫差、地勢差、水五種資源綜合開發(fā)利用，形 成一條太陽能、風(fēng)能變?yōu)樗菽軄戆l(fā)電、灌溉綠色植物吸收太陽 能變?yōu)樯镔|(zhì)能源的滾動(dòng)發(fā)展模式。
一、 太陽能利用溫差、地勢差發(fā)電的裝置
裝置如圖l,圖中i—煙囪、2—熱源(太陽能集熱裝置)、3 —
集鳳管道、4—冷源(土壤、水、冰、雪)、5—山、6—風(fēng)力透平發(fā) 電機(jī)。、？一水箱
能量轉(zhuǎn)化方法冷源來的冷空氣進(jìn)入集鳳管道，到熱源太陽能
集熱裝置內(nèi)升溫、膨脹、利用山勢在集風(fēng)管道上、下形成的壓力差
.變?yōu)閴毫α?；水箱?nèi)的水在地勢差壓力下噴入太陽能集熱器裝置內(nèi)
變?yōu)檎魵?、膨脹體積在地勢差壓刀下與空氣流一起進(jìn)入煙囪推動(dòng)發(fā)
電機(jī)發(fā)電。
冷源就是環(huán)境低溫，可用水、土壤、冰、雪降溫。 熱源就是集熱裝置，盡量用吸熱性能良好，價(jià)格低的黑色材料。
'集風(fēng)管道可設(shè)數(shù)道，根據(jù)山勢地形條件設(shè)置，山勢上、下高差 大于百米可直接發(fā)電，大于500米可梯級(jí)發(fā)電，
二、 太陽能轉(zhuǎn)化為低氣壓能裝置
其裝置與圖l相同，只把發(fā)電機(jī)換成壓氣裝置。太陽能轉(zhuǎn)化為 低氣壓能應(yīng)用情況是地勢差較低，或是太陽能輻射強(qiáng)度低，隨機(jī)性 變化大，不能發(fā)電，但是只要壓氣裝置動(dòng)起來就可以產(chǎn)生氣壓能做 功揚(yáng)水。
三、 風(fēng)能變?yōu)榈蜌鈮耗苎b置
其裝置如圖2,圖中1-- Cg^型立軸風(fēng)力機(jī)。2—齒輪。3—齒 輪。4—壓力臂。5—壓氣包。6--補(bǔ)氣壓氣包* —?dú)饬鬟M(jìn)氣壓抽 水機(jī)管。8--氣流進(jìn)壓氣包管。9 ——齒輪。
壓氣包泵是為了水質(zhì)不受污染，解決飲用水.
大氣補(bǔ)氣閥也是個(gè)壓氣包，抬起時(shí)進(jìn)大氣，壓縮時(shí)氣進(jìn)抽水機(jī)管。每臺(tái)風(fēng)力機(jī)可以帶動(dòng)數(shù)個(gè)壓氣泵，釆用立軸式風(fēng)力機(jī)，這樣整 個(gè)風(fēng)力機(jī)重量都能變?yōu)閴簹庵亓?。除破壞性風(fēng)速外，凡啟動(dòng)風(fēng)力機(jī) 就能做功揚(yáng)水。
要數(shù)臺(tái)風(fēng)力機(jī)聯(lián)合作業(yè)，匯集起巨大的氣壓能，為一臺(tái)氣壓抽 水機(jī)提供動(dòng)力，達(dá)到高揚(yáng)程大流量揚(yáng)水。
四、用電、柴油做動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣壓能裝置
圖3是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的錐形壓氣泵，氣體升壓是多級(jí)葉輪給氣 體逐級(jí)加壓，葉輪既多又薄，這種壓氣泵要求高速旋轉(zhuǎn)，需要?jiǎng)恿?穩(wěn)定。
圖中l(wèi)一電動(dòng)機(jī)、2—多級(jí)葉輪、3—?dú)鈮毫鬟M(jìn)氣管、4一氣壓 流進(jìn)氣壓抽水機(jī)管、5—大氣補(bǔ)氣閩。
圖4是用電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)做動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣壓能裝置，圖中l(wèi)一 動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)的齒輪、2—壓氣包、3—?dú)鈮毫鬟M(jìn)壓氣包管、4一氣壓
流進(jìn)氣壓抽水機(jī)管、5—大氣補(bǔ)氣閎。這也是為解決飲水的壓氣裝
置 —一
° 5—大氣補(bǔ)氣閥，是個(gè)進(jìn)氣管頂個(gè)半園，當(dāng)壓氣包內(nèi)低于大氣壓 時(shí)，彈簧拉回半園閬進(jìn)氣。
五、空氣壓縮機(jī)用固定壓力氣壓能揚(yáng)水增能裝置.
空氣壓縮機(jī)本是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，耗能高，其原因是機(jī) 械磨損大，還有空氣作為能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)密度低，壓縮性大，壓縮余 隙容積影響等。
如果用兩個(gè)水箱，空氣壓縮機(jī)向笫一個(gè)箱內(nèi)壓入8個(gè)壓力氣壓 能揚(yáng)水，把一箱變?yōu)?個(gè)壓力的氣體，通過換相閥把氣壓能通過空 氣壓縮機(jī)壓入笫二箱揚(yáng)水，這就等于空氣壓縮機(jī)輸氣效率提高8 倍，輸氣時(shí)間縮短到1/8,這樣就擴(kuò)大能量了。
只要兩個(gè)箱輪流用固定壓力氣壓能揚(yáng)水，用水深度保持兩箱內(nèi) 的氣壓能壓力不變。增能就成功了。
大氣補(bǔ)氣閥，是進(jìn)氣管頂個(gè)半園，當(dāng)壓水箱內(nèi)底于大氣壓時(shí)，彈簧拉 回半園閥進(jìn)氣。六、氣壓抽水機(jī)
(一) 圖5氣壓抽水機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖中甲一壓氣裝置、乙一輸氣
換相開關(guān)、丙一'輸水管、丁一氣壓控制閥、1、 2.......6水氣轉(zhuǎn)換
箱(箱之間高差由氣壓能的壓力決定)、I、 II—輸氣管。
抽水過程1、 2箱放入水內(nèi)，靠水壓力底閥自動(dòng)進(jìn)水，箱內(nèi)空 氣I、 II管的丁閥排出。然后從I管進(jìn)氣壓能，1、 3、 5箱底閥受壓
關(guān)閉、頂閥開啟，使輸水管和n管丁閥控制氣壓達(dá)到工作壓力，l箱
水進(jìn)入4箱，4、 6箱氣由II管排出。這時(shí)輸氣換相要打開II管丁闊 進(jìn)氣壓能，I管丁閥控制氣壓達(dá)到工作壓力，l箱底閩自動(dòng)進(jìn)水，2 箱水進(jìn)入3箱，4箱水進(jìn)入5箱。這時(shí)把三個(gè)丁閥都打開，再次I管 進(jìn)氣壓，2箱底閥自動(dòng)進(jìn)水，l箱水進(jìn)入4箱，3箱水進(jìn)入6箱，5
箱水排出。又一次輸氣換相，n管進(jìn)氣壓，l箱底閥自動(dòng)進(jìn)水，2箱
水進(jìn)入3箱，4箱水進(jìn)入5箱，6箱水排出，I、 II管輪換進(jìn)、排 氣，就不停的出水。水箱個(gè)數(shù)由揚(yáng)水高度決定。
也可以采用另一種辦法揚(yáng)水，可不用三個(gè)丁閥，就是把各箱內(nèi) 都注滿水，I、 II管輪換進(jìn)、排氣，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)水。
(二) 氣壓抽水機(jī)往復(fù)利用氣壓能、節(jié)能輸氣控制機(jī)構(gòu)及保持
ir氣壓能壓力不變的措施。
往復(fù)利用氣壓能機(jī)構(gòu)如圖6，圖中l(wèi)一壓氣泵、2—自動(dòng)電子輸 氣換相開關(guān)，氣流永遠(yuǎn)按箭頭指示方向運(yùn)行，開始3右管進(jìn)氣壓，3 左管出氣壓能入氣壓抽水機(jī)揚(yáng)水，完成一側(cè)出水后，開關(guān)輸氣換 相，電磁閥2 (上)不動(dòng)，2 (下)左移，使4右進(jìn)氣壓，4左管出
氣壓能入氣壓抽水機(jī)揚(yáng)水，再次輸氣換相恢復(fù)到第一種狀態(tài)。實(shí)現(xiàn) 往復(fù)利用機(jī)內(nèi)氣壓能。
保持機(jī)內(nèi)輸氣壓力不變的措施是利用水源水深壓力保持機(jī)內(nèi)壓 力不變，如用3個(gè)壓力氣壓能就是第一節(jié)水箱放入水下30米，底閥 受3個(gè)壓力進(jìn)水，這樣輸氣密度、壓力不變，節(jié)省時(shí)間節(jié)能。
輸氣換相開關(guān)時(shí)間控制，如果用電、柴油做動(dòng)力，可用電子定 時(shí)控制開關(guān)。但是太陽能、風(fēng)能做動(dòng)力，就不能用定時(shí)開關(guān)了，因 為兩種能源隨機(jī)性變化大，還有揚(yáng)程達(dá)幾百米、千米，這時(shí)氣壓抽 水機(jī)需要數(shù)路送氣，每路都有換相幵關(guān)，這就要用電子搖控輸氣換 相開關(guān)，才能做到數(shù)個(gè)開關(guān)同步換相。
數(shù)路開關(guān)同步進(jìn)行如何控制呢？用定水量偏心翻斗開關(guān)，如圖 7，圖中l(wèi)一出水管、2—偏心翻斗、3—搖控器、4一蓄電池。工作過程通過出水量計(jì)算，當(dāng)氣壓抽水機(jī)完成一側(cè)出水時(shí)， 偏心翻斗也注滿水自動(dòng)順時(shí)針翻轉(zhuǎn)180度倒置，另一側(cè)再完成出水 后，偏心翻斗水滿，再反時(shí)針翻轉(zhuǎn)180度，正反相通電、斷電，接 通搖控器，控制各輸氣換相開關(guān)，同時(shí)同步進(jìn)行，就克服了太陽 能、風(fēng)能的隨機(jī)性變化。
(三) 太陽能、風(fēng)能聯(lián)合作業(yè)組裝結(jié)構(gòu)
其結(jié)構(gòu)如圖8,圖中1 —?dú)鈮撼樗畽C(jī)輸水管、2—搖控輸氣換相
開關(guān)、3—太陽能轉(zhuǎn)換為氣壓能裝置、4一風(fēng)能轉(zhuǎn)化為氣壓能裝置、 5 —輸氣管
工作^程各路能量轉(zhuǎn)換裝置啟動(dòng)之后，搖控器控制輸氣換相 開關(guān)，使各路同時(shí)向一側(cè)氣壓抽水壓氣，就能正常工作。
(四) 氣壓抽水機(jī)節(jié)能原理及優(yōu)點(diǎn)
A、 節(jié)能原因
① 不用水泵，機(jī)械損失少，比離心泵揚(yáng)水傳遞能量層次少。
② 揚(yáng)水往復(fù)利用氣壓能，加大了輸氣密度，節(jié)時(shí)就節(jié)能。
③ 用水源深度壓力使底水箱快速進(jìn)水，使氣壓能的壓力、密度 輸氣換相時(shí)不變。
B、 優(yōu)點(diǎn)
① 揚(yáng)程不受限制，低氣壓(2 — 4個(gè)氣壓)揚(yáng)水至千米高。
② 太陽能、風(fēng)能利用率高，因氣壓抽水機(jī)出水隨機(jī)性變化大， 適應(yīng)了太陽能、風(fēng)能的特性，能從點(diǎn)滴積累能量揚(yáng)水。
③ 能利用太陽能、風(fēng)能、電力、柴油做動(dòng)力。
④ 可多臺(tái)動(dòng)力機(jī)聯(lián)合作業(yè)，為一臺(tái)氣壓抽水機(jī)提供動(dòng)力。 (D效率高，因?yàn)闄C(jī)械損失少，往復(fù)利用氣壓能，水源水壓力保
持輸氣壓力，密度不變。
⑥成本低，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，輸水管內(nèi)水壓力不連續(xù)，千米高的 揚(yáng)程都可以用輕型塑料材料。


圖l是太陽能利用地勢差溫差發(fā)電的裝置、太陽能變?yōu)?低氣壓能裝置，圖2是.鳳能變?yōu)榈蜌鈮耗苎b^圖3、圖4用電柴油做動(dòng)
2i氣^7能裝^圖5氣壓抽水機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖6氣壓抽水機(jī)輸氣 g制機(jī)構(gòu)-慰7偏心翻斗開關(guān)，圖8太陽能、風(fēng)能聯(lián)合作業(yè)組裝機(jī)
構(gòu)o
權(quán)利要求
1、太陽能利用地勢差溫差發(fā)電的裝置其特征冷源4的空氣通過集風(fēng)管道3進(jìn)入太陽能集熱裝置2升溫、膨脹、升壓，在地勢差的作用下氣流進(jìn)入煙囪1，水箱7內(nèi)的水通過細(xì)管噴入太陽能集熱裝置內(nèi)變?yōu)檎魵鈹U(kuò)大體積成為壓力流和空氣流一起進(jìn)入煙囪推動(dòng)發(fā)電機(jī)械發(fā)電。
2、 太陽能變?yōu)榈蜌鈮耗苎b置其特征裝置與太陽能變?yōu)闅鈮耗苎b置相同，只是把發(fā)電機(jī)換 為壓氣裝置，如壓氣包式。
3、 風(fēng)能變?yōu)榈蜌鈮耗苎b置其特征用^}型立軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪2撥動(dòng)齒 輪3驅(qū)動(dòng)壓力臂4壓縮壓氣包輸氣和壓氣包6補(bǔ)氣,9 一轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪
4、 用電、柴油做動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣壓能裝置其特征用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)錐形壓氣泵，氣體升壓是多級(jí)葉輪給氣 體逐級(jí)加壓，葉輪即多又薄，這種壓氣泵要求高速旋轉(zhuǎn)，需要?jiǎng)恿?穩(wěn)定。
5、空氣壓縮機(jī)用固定壓力氣壓能揚(yáng)水增能裝置其裝置是兩個(gè)水箱，開始空氣壓縮機(jī)為第一個(gè)箱壓氣達(dá)到工作 壓力揚(yáng)水，水被排除剩余為壓縮空氣，通過換相閥重新通過空氣壓 縮機(jī)壓入第二箱揚(yáng)水。這樣兩箱輪流進(jìn)氣排水，空氣壓縮機(jī)連續(xù)往 復(fù)利用固定壓力氣體揚(yáng)水，轉(zhuǎn)換為高位水勢能擴(kuò)大能量，用水源的 深度控制兩水箱內(nèi)氣壓能的工作壓力不變。大氣補(bǔ)氣閥補(bǔ)氣。
6、氣壓抽水機(jī)其特征ri)l'2箱放入水內(nèi)，靠水壓力底閥自動(dòng)進(jìn)水，箱內(nèi) 空氣由I、 II管的丁閥排出。然后I管進(jìn)氣壓，l'3'5箱底閥受壓關(guān)閉，頂閥開啟，使輸水管和n管丁閻控制氣壓達(dá)到工作壓力，i箱水進(jìn)入4箱4.6箱氣由II管排出。這時(shí)輸氣換相，要打開II管丁閥進(jìn)氣壓，l箱丁閥控制氣壓達(dá)到工作壓力，l箱底閥自動(dòng)進(jìn)水，2箱水進(jìn)入了3箱，4箱水進(jìn)入5箱，這時(shí)把三個(gè)丁閥都打開，再次 l管進(jìn)氣壓，2箱底閥自動(dòng)進(jìn)水，l箱水進(jìn)4箱，3箱水進(jìn)6箱，5箱 水排出。又一次輸氣換相，n管進(jìn)氣壓，l箱底閥自動(dòng)進(jìn)水，2箱水 進(jìn)入3箱，4箱水進(jìn)入5箱，6箱水排出。I、 n、管輪流進(jìn)、排 氣，就不停的出水。箱數(shù)多少由揚(yáng)水高度、氣壓能壓力決定。也可以釆用另一種辦法揚(yáng)水，可不用三個(gè)丁閥，就是把各箱內(nèi)都注滿水，i、 n管輪換進(jìn)、排氣，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)水。(2 )氣屋抽豕機(jī)往復(fù)利用氣壓能、節(jié)能輸氣控制機(jī)構(gòu)及保持輸氣壓能壓力不變的措施其特征壓氣泵l由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)壓氣，氣流永遠(yuǎn)按箭頭指示方向運(yùn)行，開始3右管進(jìn)氣壓，3左管出氣壓能入氣壓抽水機(jī)揚(yáng)水，完 成一側(cè)出水后，開關(guān)輸氣換相，電磁閥2(上)不動(dòng)，2(下)左移 使4右管進(jìn)氣壓，4左管出氣壓能入氣壓抽水機(jī)揚(yáng)水，再次輸氣相恢 復(fù)到第一種狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)利用氣壓能。保持機(jī)內(nèi)輸氣壓力不變的措施是利用水源水深壓力保持機(jī)內(nèi)氣 體壓力不變。水深壓力要與揚(yáng)水氣壓能壓力相等或大于。 (3)偏心翻斗開關(guān)其特征適應(yīng)太陽能、風(fēng)能的隨機(jī)性變化，用定水量偏心翻斗 控制時(shí)機(jī)，氣壓抽水機(jī)一側(cè)出完水，出水管l給偏心翻斗注滿水， 自動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)180度倒置，偏心翻斗另一側(cè)注滿水，再反時(shí)針方向 轉(zhuǎn)180度，正、反通電、斷電，接通搖控器控制各路開關(guān)同步同時(shí) 進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明利用溫差、地勢差為能量轉(zhuǎn)化資源，把太陽能轉(zhuǎn)化為氣壓流發(fā)電，還利用溫差、地勢差、水為能量轉(zhuǎn)化資源，把太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為低氣壓能(2-4個(gè)氣壓)帶動(dòng)氣壓抽水機(jī)高揚(yáng)程(可達(dá)千米)揚(yáng)水變?yōu)楦咚坏乃菽芸捎脕戆l(fā)電，灌溉綠色植物能源，形成新能源滾動(dòng)式發(fā)展。技術(shù)特點(diǎn)五種資源聯(lián)合運(yùn)用開發(fā)使太陽能、風(fēng)能利用率高；各種能量轉(zhuǎn)化裝置簡單、效率高、成本低；新能源開發(fā)又和生態(tài)建設(shè)緊密結(jié)合，保護(hù)環(huán)境，技術(shù)應(yīng)用地區(qū)廣闊，用材豐富，資金投入低，為大規(guī)模開發(fā)提供了保障。
文檔編號(hào)F04D25/02GK101576064SQ20091013808
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月3日
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