[发明专利]空气温差发电系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种空气温差发电系统，更确切地说，涉及一种利用热力形成的冷热空气之间的温差和对流进行空气发电的空气温差发电系统。

背景技术：

目前，进行大规模发电所用的方法主要有火力发电、水力发电和核电，其缺点是成本高、效率低，对环境污染严重。而进行小规模发电所用的方法主要有太阳能发电、自然风力发电、潮汐发电和地热发电，其所存在的问题是其发电量小且不稳定，无法满足对发电量日益增长的需要。

北京市《太阳能》编辑部出版的《太阳能》杂志1983年第2期第12页(作者：温俊洲)报道了一种由菲利浦·卡尔逊博士设计的太阳能气流发电塔。其原理是用泵将海水沿管路抽上塔顶，通过喷雾装置使水呈雾状喷出，水雾在干燥的热空气中迅速蒸发，使周围的空气冷却湿润，从而其密度增加。冷却后的塔顶空气沿着圆形塔腔下沉，形成持续向下的气流。由于塔身很高，圆筒形塔腔对气流有导流作用，加快了气流的速度。在塔的下部，塔腔被一个巨大的气流罩隔成环形通道，其截面迅速变小，流经此处的气流的速度进一步增大，从而产生强风。在环形通道中，沿周围方向均匀地布置有10台涡轮发电机组，其在高气流的推动下旋转发电。该气流发电塔的高度为2400米，顶部直径为274米，最大输出功率为250万千瓦。运行时所需空气流量多达3,964,321立方米/秒，所需喷雾水量为28.3立方米/秒。

这种气流发电塔的缺点在于其只能在水和阳光充足的地区建造，而且抽取大量的水需消耗大量的电力，使发电成本增高，并且使用海水时，其所含盐份的处理也是一大难题。

中国天津市《科学与生活》编辑部编辑，天津科学技术出版社出版的《科学与生活》杂志1987年7月15日第4期第51页(作者：魏敏捷)报道了一种由严隽森博士设计制造的龙卷风机模型(利用自然风)。其原理是这种塔形建筑的四周全是由条板间隔成方格的小窗，朝风的小窗开着，背风的小窗关着。风吹进塔后开始旋转，形成小龙卷风。小龙卷下面即塔底装有一个缧旋风动叶轮，龙卷将下方的空气吸入塔中时，便转动风动叶轮，使发电机转动发电。这样的龙卷风机比装有同样大小风动叶轮的风车功率要高10倍。而另一位科学家提出太阳能龙卷风发电站的设想，其原理相当简单；铺设一个大面积的完全透明圆形塑料薄膜顶棚，塑料棚由四周向中心逐渐升高，连接着中心的烟筒状高塔，被阳光晒热到20～50℃的塑料棚与地面间的空气流向筒状高塔，再沿高塔上升，带动塔中的风动叶轮。即使外界无风，高塔内的气流速度也能达到每秒60米，即龙卷风速。这种电站的功率可达到70万至100万千瓦。

这两种龙卷风发电塔的缺点在于其只能在自然风和阳光充足的地区建造，而且受地形和气候的影响，时有时无，时大时小，很不稳定，严重影响正常发电，且不易控制。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种空气温差发电系统，其无需大量的水并可在有空气的地区都可选址建设空气温差发电站，并可高效地利用高低温热能使其发电成本大大降低，其空气运动强大稳定容易控制，装机容量可根据需要进行选择。

根据本发明的第一方面，本发明的空气温差发电系统包括：

风塔，其为中空的柱形，用于形成低压空间；

涡轮机；

位于所述风塔外部并与所述涡轮机同轴相连的发电机；

在所述风塔下部或进气管沿周向设有一个或多个喷热孔或电阻丝；在所述风塔或进气管外面设置一个或多个与所述喷热孔相对应的喷射机，用于通过所述喷热孔或电阻丝向所述风塔或进气管内部喷射火焰或热量；在所述风塔下部设有一个或多个与所述喷热孔隔开布置的进气口；从所述的每个进气口向所述的风塔外伸出一个或多个进气管，用于使冷空气流高速通过所述进气管时与进气管的内壁发生高速摩擦产生热能，使所述进气管内的冷空气流吸收热能成为热空气流流入风塔内部快速旋转上升，使所述风塔内形成低压空间；在所述的一个或多个进气管设有阀门或闸门，用于调节所述冷空气流高速通过所述进气管与进气管内壁发生高速摩擦时的温度和流速，并调节所述风塔内外冷热空气的温差和对流速度；所述的每个进气管包括一个或多个分叉的进气管，用于使冷空气流入进气管时加快流速或快速旋转；所述涡轮机一个或多个置于所述的一个或多个进气管内。

根据本发明的第二方面，本发明的空气温差发电系统包括：

风塔，其为中空的柱形，用于形成低压空间；

涡轮机；