一種高空與地面空氣的輸送與排放裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種將高空冷氣輸送至地面來(lái)降低地表溫度，并可將地表受污染空氣，如霧霾等氣體凈化后排入高空的裝置，屬于一種高低空空氣對(duì)流裝置，同時(shí)該裝置也可用于發(fā)電。
【背景技術(shù)】
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[0002]從目前公知的風(fēng)能利用技術(shù)來(lái)看，大都著眼于風(fēng)力發(fā)電，如:通過(guò)風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過(guò)機(jī)械能再轉(zhuǎn)換成電能，一些超前的構(gòu)思是通過(guò)風(fēng)箏拖動(dòng)線繩來(lái)帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備，如:歐洲專利申請(qǐng)0420028646.0，意大利專利申請(qǐng)TO 2003A 000945公開(kāi)了通過(guò)控制飛行或通過(guò)牽引和收回，將千米高空乃至萬(wàn)米高空的風(fēng)能通過(guò)風(fēng)箏轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大都需要通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械控制才能獲得能量轉(zhuǎn)換，而且建設(shè)成本高，維護(hù)困難。
[0003]為了克服現(xiàn)有的利用高空風(fēng)能的風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及工作效率低的不足，本發(fā)明提供一種高效風(fēng)能利用裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作效率高及用途廣泛的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)風(fēng)能輸送系統(tǒng)將高空冷氣能量通過(guò)管道直接輸送至地面，并且可將地表霧霾等污染空氣凈化后排入高空或重新輸回地面，經(jīng)檢索相關(guān)專利，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明有相同的記載。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將從下文中進(jìn)行具體描述。
[0006]本發(fā)明的目的之一在于提供一種風(fēng)能利用裝置，是將高空冷氣能量通過(guò)管道直接輸送地面，并將調(diào)整好比例的新鮮冷氣通過(guò)地面冷力管道(相對(duì)于熱力管道)輸送至千家萬(wàn)戶，淘汰目前即制冷又放熱且費(fèi)電的空調(diào)設(shè)備，或者利用冷氣能量為整個(gè)城市降溫，減少碳排放。
[0007]本發(fā)明的目的之二在于空中取水，通過(guò)冷氣管道，將萬(wàn)米高空冷氣與三至六千米左右富含水汽的空氣混合輸送至地面，使空氣中的水分子遇冷凝結(jié)并形成雨、雪，通過(guò)管道輸送至地面，為干旱、缺水地區(qū)如:城市、沙漠、海島等進(jìn)行空中取水。
[0008]本發(fā)明的目的之三在于利用抽吸管道排放系統(tǒng)，將地表受污染空氣如霧霾等抽吸進(jìn)管道，經(jīng)凈化后排入高空或重新輸回地面，潔凈城市空氣。
[0009]本發(fā)明的目的之四在于利用高空風(fēng)導(dǎo)入地面的氣流推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電、為熱電廠提供熱力交換及為冷庫(kù)提供冷源等。
[0010]本發(fā)明的目的之五在于利用高空導(dǎo)入地面的冷氣進(jìn)行人工造雪，為溫帶、亞熱帶及熱帶地區(qū)提供人工滑雪場(chǎng)，為廣大滑雪愛(ài)好者供娛樂(lè)設(shè)施。
[0011]本發(fā)明的目的之六在于利用該風(fēng)箏的升力作用將信號(hào)系統(tǒng)及探測(cè)系統(tǒng)懸掛于高空中，通過(guò)網(wǎng)格化布局形成高空信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)及探測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，為空中導(dǎo)航、信息傳遞、反恐打擊犯罪及抗震救災(zāi)等提供信息支持。【附圖說(shuō)明】:
[0012]參照附圖通過(guò)一些作為非限定性例子提供的優(yōu)選實(shí)施例更好地描述本發(fā)明，其中:
[0013]圖1-1為本發(fā)明冷氣輸送與霧霾抽吸裝置不意圖。
[0014]圖1-2為本發(fā)明冷氣輸送裝置原理示意圖。
[0015]圖1-3為本發(fā)明風(fēng)箏、縮放噴管及輸氣管道組合串接示意圖。
[0016]圖2-1、2-2為縮放噴管吸排污染空氣示意、原理圖。
[0017]圖2-3、2_4為縮放噴管組件與吸排氣管道組合示意圖。
[0018]圖2-5為風(fēng)箏、縮放噴管組件與輸氣管道組合串接示意圖。
[0019]圖3為輸氣管道與風(fēng)箏串接組合示意圖。
[0020]圖4為吸排氣管道靜電除塵與控制器裝置組合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0021]見(jiàn)圖1-1，本發(fā)明由風(fēng)箏組件(I)、縮放噴管組件(2)、輸氣管道組件(3)、避雷裝置
(4)、信號(hào)傳輸裝置組件(5)及控制器組件(6)六大部分組成。
[0022]參照?qǐng)D1-1，風(fēng)箏(I)下方懸掛有縮放噴管組件(2)，利用萬(wàn)米高空100-350公里時(shí)速的氣流，吹入該縮放噴管，即可將冷氣通過(guò)輸氣管道組件(3-1)輸送至地面；也可利用吹入該縮放噴管的氣流形成的負(fù)壓將地表受污染空氣抽吸、凈化后，通過(guò)輸氣管道組件(3-2)吸入高空，從而實(shí)現(xiàn)人工空氣對(duì)流，為便于識(shí)別，輸氣管道組件(3-2)也稱為吸排氣管道；避雷裝置(4)可將高空產(chǎn)生的雷電通過(guò)風(fēng)箏導(dǎo)線(7)導(dǎo)入地面，防止火災(zāi)發(fā)生；信號(hào)傳輸裝置組件(5)包括信號(hào)燈、雷達(dá)傳感器等無(wú)線及有線信號(hào)接收、發(fā)射裝置，可將各種電信號(hào)，光信號(hào)及波信號(hào)進(jìn)行收集和發(fā)射，形成空中與地面的信息交換，為導(dǎo)航、監(jiān)控及信息傳遞提供技術(shù)支持；控制器(6)主要由風(fēng)箏管道絞盤(pán)、風(fēng)門(mén)、靜電發(fā)生器、散冷器、雨水收集器、信息處理器等組成，可對(duì)風(fēng)箏飛行姿態(tài)、風(fēng)量大小、信號(hào)收集與發(fā)射進(jìn)行控制等。
[0023]下面根據(jù)各組件的功能分別進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0024]風(fēng)箏組件(I)為產(chǎn)生升力的組件，主要功用是將縮放噴管及輸氣管道升至高空并懸停，采用升力大的牽引風(fēng)箏或大型動(dòng)力滑翔傘為主，目的是獲得大的提升牽引力。
[0025]縮放噴管組件功能有兩個(gè)，一個(gè)是收集高空冷氣，另一個(gè)是抽吸氣體，縮放噴管可以是文丘里管和拉瓦爾管，或者是二者組合而成，也可以是射流真空泵，以下根據(jù)示圖進(jìn)行分別描述:
[0026]圖1-2是該縮放噴管的冷氣輸送示意圖，圖中出示了輸氣管道(3-1)直接接在了縮放噴管(文丘里管)(2)中的拉瓦爾管(8)的噴嘴上，等于關(guān)閉了縮放噴管的其他功能，該接法可等同于接在了喇叭嘴、漸縮管、錐形管等，如:機(jī)場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)風(fēng)向袋、風(fēng)箏的錐型尾漂管等，此接法是將高空冷氣直接收集并導(dǎo)入地面，只利用了縮放噴管中的拉瓦爾管(8)，目的是為了收集更多的冷氣；另一種接法是將輸氣管道接在縮放噴管(2)的出口上，風(fēng)門(mén)
(12)開(kāi)時(shí)，縮放噴管工作，高速冷氣進(jìn)入縮放噴管，使縮放噴管內(nèi)形成負(fù)壓，高空冷氣從風(fēng)門(mén)(12)處被吸入，此時(shí)吸入的便是高空冷氣，如果將吸排氣管道(3-2)接入風(fēng)門(mén)(12)處，吸入的便是地面污染空氣，因此，目的不同，接法不同；閥門(mén)(12)可以是個(gè)三通閥門(mén)，接通吸排氣管道時(shí)，抽吸污染空氣，關(guān)閉吸排氣管道時(shí)，抽吸高空冷氣；風(fēng)門(mén)安裝于縮放噴管
(2)與吸排氣管道(3-2)的接合部(12)，由內(nèi)置的拉力線控制風(fēng)門(mén)的開(kāi)閉；風(fēng)門(mén)(12)也可安裝于控制器(6)內(nèi)，主要目的是便于維修，但只能限于對(duì)吸排氣管道的開(kāi)閉。
[0027]縮放噴管與輸氣管道可組合使用，也可分別使用，專用于輸送冷氣時(shí)，可去掉吸排氣管道(3-2)，形成輸氣管道系統(tǒng)；專用于吸除污染空氣時(shí)，可接入吸排氣管道(3-2)，構(gòu)成抽吸管道排放系統(tǒng)，此時(shí)污染空氣被吸入高空，被零下50度冷氣混合、冷卻、凝結(jié)，以雨、雪方式輸回地面，經(jīng)沉淀后用做中水，或?yàn)楦煽莺拥佬钏?br>[0028]在大氣中，不同高度的空氣成份各不相同，如9000米以上高空空氣干燥，負(fù)離子含量高，而2000-6000米左右高空中水汽含量高，2000米以下多為受污染空氣，因此，當(dāng)需要為城市降溫時(shí)，可選擇性收集6000-1萬(wàn)米高度左右的空氣；當(dāng)需要采集雨水時(shí)，可收集2000-1萬(wàn)米高度富含水汽的空氣；3000米以上水汽由于純度高可以作為直飲水進(jìn)行收集。
[0029]為了收集不同高度的空氣，采用疊加辦法，在不同高度安裝縮放噴管與輸氣管道組件連接，圖(1-3)便是一種風(fēng)箏(I)與縮放噴管組件(2)疊加組合示意圖，該種組合可以收集各種高度的空氣。
[0030]當(dāng)需要消除霧霾等被污染空氣時(shí)，采用吸排氣接法，圖(2-1)為吸排氣接法示意圖，是利用縮放噴管(2)的抽吸功能將地表受污染空氣抽吸進(jìn)縮放噴管，然后排放到空中，圖(2-2)為它的原理圖，高速空氣沿箭頭方向進(jìn)入縮放噴管，根據(jù)伯努利原理，使縮放噴管
(2)內(nèi)形成負(fù)壓，受污染空氣在大氣壓力下經(jīng)輸氣管道(3-2)進(jìn)入縮放噴管并被排放到高空。
[0031]輸氣管道是整個(gè)系統(tǒng)的氣體輸送裝置，由風(fēng)箏面料制成，可附加隔熱夾層以防止冷能損失，吸排氣管道可襯有園型或螺旋支架以防止管道被擠扁，在管道內(nèi)壁或外壁可加襯拉力線和控制線，管道易結(jié)冰部位可設(shè)有電加熱絲；輸氣管道可與風(fēng)箏、縮放噴管進(jìn)行組合串接。
[0032]輸氣管道組件可以有多種懸吊方式，通常是以風(fēng)箏串接的接力方式把長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的管道懸吊在空中，這種懸吊方式比較簡(jiǎn)單，在此不再敘述；為了優(yōu)化管道懸吊方式及縮放噴管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了一種將吸排氣管道(3-2)與縮放噴管(2)進(jìn)行組合的結(jié)構(gòu)，圖(2-3)為該組合的俯視圖，吸排氣管道(3-2)從矩形縮放噴管(2)中心穿過(guò)，在該縮放噴管中，利用風(fēng)箏布料與碳纖維支架組成的流線型布局，與吸排氣管道(3-2)巧妙的結(jié)合，在管道兩側(cè)加裝了流線形導(dǎo)流板(13)后，使其與兩側(cè)擋板形成在了吸排氣管道(3-2)兩側(cè)的縮放噴管結(jié)構(gòu)，吸排氣管道(3-2)兩側(cè)的喉部稍后位置設(shè)含有側(cè)開(kāi)口(9)，根據(jù)伯努利原理，高空高速氣流沿箭頭方向進(jìn)入縮放噴管(2)，經(jīng)過(guò)縮放噴管的縮放過(guò)程后從噴口中噴出，該縮放過(guò)程形成負(fù)壓，由于吸排氣管道(3-2)兩側(cè)有側(cè)開(kāi)口(9)，因此管道內(nèi)的空氣沿側(cè)開(kāi)口(9)方向排出，從而使吸排氣管道(3-2)內(nèi)形成負(fù)壓，污染空氣被吸入管道，圖(2-4)為該結(jié)構(gòu)的三維示意圖；輸氣管道與縮放噴管的有機(jī)結(jié)合，不但簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且管道本身也起到了風(fēng)箏的拉力線作用。
[0033]為了增加抽吸能力，可將縮放噴管與風(fēng)箏組件進(jìn)行疊加串接，圖(2-5)出示了該串接法的示意圖，是將風(fēng)箏組件(I)，縮放噴管組件(2)及輸氣管道組件(3-2)串接組合，這種串接法簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，增大了抽吸能力，因此:在一定程度上可以說(shuō)，只要增加縮放噴管疊加個(gè)數(shù)，就可增大空氣的抽吸能力，使吸排氣管道內(nèi)的空氣流速達(dá)到10-20米/秒或更多，以單個(gè)空中大氣某一點(diǎn)的簡(jiǎn)單計(jì)算，便可以算出高度在2000米或橫向距離2000米的霧霾在2-4分鐘內(nèi)被吸入管道內(nèi)凈化，當(dāng)周?chē)諝獗怀槲揭欢ǔ潭?，高空冷氣便?huì)下沉，霧霾被清除，并可導(dǎo)致局部降溫。