廉价高效制取清洁能源的方法及装备的制作方法

专利名称：廉价高效制取清洁能源的方法及装备的制作方法
廉价高效制取清洁能源的方法及装备
本发明领域-
本发明属于清洁能源领域，特别涉及环保和低成本可持续制取深冷能、液 化空气、电能、固氢和氢油的方法及装备。 本发明背景技术-
由于石化能源的开采期己不足40年了，及时找到新型清洁能源刻不容缓， 风力发电是个发展方向但是受到风力资源局限而不可能普及采用或不能获得稳 定的电力；电解水制取氢能源是个发展方向但成本太高，制取相当于1公斤汽 油热能的氢需耗电21度，成本高了不易进入市场；利用核能水介方法可以降低 水解制氢成本，但核能水介制氢装备的投入资金太大，而且发展核能不符合人 类安全生存的原则；见有利用压縮空气动力机取代燃热动力机发展零排放气动 车的方案，但生产液化空气的压縮耗电成本大于电解制氢，全球汽车保有量己 超过7亿辆，按每辆平均年行驶2万公里计若均采用压缩液化空气为动力则每 年需耗电20万亿度以上，显见降低液化空气的制取成本意义重大；人类已共识 到太阳能是最丰富的能源，太阳每分钟传递给地球的热能相当于2.4亿吨标准 煤，经计算白天地面温度应该高于与太阳之间距离相近的月球的表面温度127 °C，但地球并没有产生高温，原因是有50%的太阳能消耗于52万立方公里雨 水的持续相变与运动，只有少部份太阳能转化为植被和石化能，大量的太阳能 何处去了呢？相当可观量的太阳能其实储存进地球成为"潜能"，"潜能"可以
以"潜冷"等形式取得，例如探矿时的钻杆钻伸到地下积压有高浓度C02的石 灰石层时，C02气体沿着钻杆窜出来能在钻孔口自然产生出深冷使钻杆口续形 一层白花花的干冰，干冰的形成温度须在-72度以下，这一冷量从何而来？原
因是C02气流速度很快时发生了绝热膨胀行为，其能吸取气体环境中的潜冷能
而形成低温；最常见的绝热膨胀现象是人用咀巴哈气时哈出的C02为热感，而 用力用咀巴吹气时吹出的e02则为冷感，从咀里出来的C02都是同一人体温度， 其既能制热又能制冷的区别是的流速不同；所有的气体都有在绝热膨胀中 放出"潜冷"的能力，净属分8U7685.2发萌专利公开了使用氨制冷工质、美国 U6339936B1发明专利公开了使用CCfe作为制冷工质绝热膨胀制冷的方法，中国200510053502.1发明专利提出了利用氨制冷冷量补偿CCfe绝热膨胀制冷方
法，不同气体的绝热膨胀制冷温度是不同的，例C02作为制冷工质时限制制冷
环境不得低于-62°C，低于-62t:时C02不再气化而不再拥有绝热膨胀能力；利
用所有的气体都有储存进太阳能后在绝热膨胀中相对获得深冷或持续更深冷环
境的能力可用于液化各种气体并转化成为各种清洁能源。
本

发明内容
本发明公开一种利用不同气体的逐级深冷绝热膨胀技术及装备廉价制取冷 能、气能、电能、固氢和氢油；本发明内容为"一种廉价高效制取清洁能源的 方法及装备"，由多级绝热膨胀制冷冷量放大机、紧挨着冷库的多级深冷库、带 过滤器与压縮泵的空气冷相变盘管、储气罐、人工气流发电机、制氢机、固氢 或氢油合成装备、灌装液化空气分流机及冷力交换器组成，至少二个以上相连 体的深冷库处于冷库下或冷库内，空气冷相变盘管长距离盘置通过一个比一个 更冷的深冷库在最冷的深冷库内通过压縮泵接入液化空气储罐，液化空气储罐 的输出管经过智能自控阀门分流接通液化空气分流罐装机或气力发电机 ，所涉 地面冷库内的多级绝热膨胀制冷冷量放大装备中的制冷工质采用临界温度为 -62。C的C02，冷量补偿源选用氨制冷器或异丁垸制冷器与多级C02制冷冷量 放大机组成联体制冷装备；其中氨制冷器由氨水贮罐、氨水循环流通管、氨水 流通管上的氨水溶液电热蒸发区段、精镏器区段及由"L"型导热管分别与冷 凝器区段和冷气管或冰水管组成的共联体及氨水溶合区段组成，共联体中的 "L"型导热管的下端与平行的氨冷凝管区段贴紧成共体、"L"型导热管的上
端又与冷气管或冰水管贴紧成共体，可相互贴紧的"L"型导热管、冷气管或 冰水管及冷凝管区段均采用方型或带侧平面的半月型中空薄壁金属管，管与管 之间的管平面互相贴紧成共体，"L"型导热管中充满平行的中空无机纤维管和 热超导介质;冷库或深冷库所涉制冷冷量放大器均是一个多级相连结构制冷体， 由节流阀、绝热膨胀室、冷量补偿器、制冷液体输送泵、制冷工质及制冷工质 贮室组成；本发明在温度低于-50'C的深冷库中相应采用临界温度低于-62。C的 复合环保气体为制冷工质，例复合烷、复合溴化锂等，在最下或最内层的最后 一个最深冷库中，多级绝热膨胀制冷工质采用临界温度略低于-196'C的环保气 体；处于冷库或深冷库中的首级制冷器的绝热膨胀室内置有二个小型制冷冷量 补偿源， 一个是独立的制冷冷量补偿源，另一个来自制冷冷量放大器的后级制冷源分流出；其中首座冷库的后级制冷冷量放大器还在分流出的冷量补偿源上 并联分流出另一个冷量补偿源，其与氨制冷器的"L"型导热管的上端贴紧成 共体结构成为氨制冷器的快速失热器的供冷源；所涉灌装液化空气分流机由前 置智能控制阀门和观察液化空气达满灌压力的气压表的输液总管、分流输液管、 液化空气罐组成，分流输液管呈平行并联结构，其端头有与液化空气罐的气咀 可方便封闭式旋接的可密封螺纹接口 ；所涉气动发电机由吸收自然能的大储罐、 前置智能控制阀门的输气管、带转轴的风叶轮、风叶轮机壳、转轴座架、齿轮 箱、气动发电机组成，处于大储罐内中央的地热导热管一头插入地下，其置有 连体散热不锈铜片的上端处于液化空气中，风叶轮中心转轴伸出转轴座架与变 速齿轮箱联接控制发电机转轴的转速，所涉气动发电机可配用标准化的风力发 电机；所涉冷力交换器，由连通置有吸水泵的冷水输入管、吸冷盘管及置有输 水泵的冰水输出管组成循环工作的输水系统，冷水输入管与冰水输出管平行经 过冷力用户，冷力用户可为膜下反季节种植装备，由散冷水管、膜下种植棚棚 架、透光度好的耐候气垫塑膜组成蓄住C02气肥和蓄住冷或暖温度的膜下空间 环境，从冷库中经循环降温的冰水流经膜下种植棚内的滴管散冷水管成为酷暑 期廉价降温的棚膜种植环境降温源；冷力用户可为集中供热的住宅，冰水借用 热水输送管道在输出水泵作用下经过输送管进入住宅区从分水管进入住宅，冰 水分水管首先与高效氨制冷冰箱的失热管贴合使高效氨制冷吸收式冰箱能产生 冰冻深冷，冰水流经风机冰水盘管空调，风机将盘管内冰水的冷量以对流方式 送进住宅降温，冰水还可并联流经后壁置有冰水盘管的壁柜式冷保鲜柜中的冰 水盘管伴生组成不耗电冷保鲜壁柜；所涉电解水装置可采用标准化设备；所涉 电子共振裂解水制氢机由经气体压縮泵连通的电子共振裂介水装置和液化气体 分流罐组成，电子共振裂介水装置为中空环形谐振器，处在谐振器中心的水管 中的水被共振分裂成氢和氧的混合气体，气体压缩泵将氢氧混合气体压入专用 贮罐中使成液化状态，液化气体分流贮罐上下部各有一个分流咀；所涉固氢贮 筒充氢机由液氢贮筒、气体压缩泵、固氢贮筒组成，压缩泵位于连接固氢贮筒 与液氢贮筒的耐压导气管上，固氢贮筒充氢也可采用液化空气分流灌装装备串 接进压縮泵将多个固氢贮筒并联同时充氢；所涉氢油合成装备由内置安全射流 电热增温器的蒸汽管，合成塔，煤粉、二氧化碳及氢的混合升温塔，催化剂过 滤回收器，冷却塔组成，其中煤粉、二氧化碳及氢的混合升温塔置有单向输料智控电磁阀的二氧化碳输入管及氢气输入管与混合升温塔的内壁园面成内切式 连接结构，可回收循环使用的催化剂经由专用管道输送进处于合成塔及混合升
温塔之间的输料管中；其中安全过温增温射流电热部件的截面呈一个正方体由 大量平行的射流热孔道组成，截面呈正方体的射流电热部件的四角与蒸汽管园 内壁相切并沿管壁形成四个封闭不通蒸汽的隔热侧室，射流电热孔道由两两夹 紧微球浓度高的石头纸电热膜部件的扁铝管壁及铝片传热隔筋组成，其中石头 纸电热部件由二层绝缘片中夹紧石头纸氧化锡电热膜元件组成，石头纸电热膜 元件两面为一对均匀相等平行且功率相近的氧化锡面电热埸， 一对共用电极处 在石头纸氧化锡电热膜元件的腰部中央使石头纸两面的电热膜元件并联，电极 及连接导线处于不接触蒸汽的隔热侧室封闭环境中，该发明工艺为含有无需回 收的催化剂成份的碳粉、二氧化碳、氢根据纯含量重量的配份比例分别经由专 用防爆加热管道输送进混合塔，液态高压二氧化碳与液态高压氢气冲进混合升 温塔时沿与混合升温塔相切的园内壁自然旋转形成涡流与碳粉均匀混合，在后 经防火防爆电热交换器进一步加热升温至工艺温度下限时自然增压经过只能单 向流通的智控阀门进入反应塔内，可回收循环使用的催化剂经由专用管道输送 进处于合成塔及混合升温塔之间的输料管中混合进入合成塔内，从锅炉输送到 接近反应塔失温的蒸汽通过内置在蒸汽管内的射流电热器被增温达480度由智 能化控制的只能单向流通的电磁阀控制进入反应塔内，当高温蒸汽与碳粉、二 氧化碳、氢、催化剂的混合体达到工艺温度及工艺压力时，所有只能单向流通 的智能电磁开关均由智控自动关闭，煤粉、二氧化碳、氢发生持续相变成为二 甲醚即氢油，生成的二甲醚通过冷却塔中串接在输料管中的催化剂滤吸器后经 过智能控制阀门流出导入贮库或直接分灌装进贮筒，约有8 5%的钼化物可被 催化剂滤吸器回收经处理后置入催化剂贮箱中实现重复利用。
本发明优点是可分别采用价值功能的制冷工质气体分别利用多级绝热膨胀 原理结构吸收空气中的"潜冷"形成"价值深7令环境"换代氟里昂制冷以将空 气连续冷相变成液态空气，液态空气可直接成为交通能源，液态空气吸收潜能 增能后转化为机械能成为气动发电能源，气动发电电力余电可就地电解水或电 子共振裂介水转化为氢能源；显见本发明一是可以少付电费获得环保冷库普及 发展冷力工程实现反季节膜下种植和生态市政建设，二是人为获得稳定的潜能 取代不稳定的风力资源并利用成熟的风力发电技术普及人造风力发电，三是可方便普及获取方便物流和方便使用的固氢或氢油等氢能源低成本取代不可再生能源因此减量排放co2阻止地球变暖，四是可资源化治理co2使co2成为廉价的合成氢油原料，五是可为中国首创的空气动力车普及提供廉价的液化空气能 源，拉动中国汽车工业以"买得起、用得起、零排放"的环保优势获得发展机遇，六是可节约电力网建设费实现电力增容或方便实现盲电区电力普及；总之 本发明可实现廉价利用环保高效的"潜能"就冷能、汽车动力能、电能及固氢 或氢油等新型氢能源的制取开创可持续发展的新前景。 附图及补充说明-图l为本发明的制造方法的原理示意图；也是摘要附图；图2为氨制冷助动的四级联动C02制冷冷量放大方法和原理示意图；图3为氟里帛制冷助动的采用不同制冷工质四级联动制冷冷量放大方法的深冷原理示意图； 图4为图2的补充结构示意图； 图5为图3的补充结构示意图； 图6为高效氨制冷方法原理示意图；图7为冷库应用于使用C02为气肥的膜下种植降温原理示意图；图8为冷库应用于生态住宅制冷的方法与原理示意图；图9为制取空气动力汽车用液化空气能源的灌装方法示意图；也是加压制取固氢的方法示意图； 图IO为深冷库实现自然能发电的方法原理示意图；

图11为电介水制氢方法原理示意图； 图12为电子共振裂解水制氢的方法原理示意图； 图B为固氢贮筒的充氢方法示意图； 图14为合成氢油的工艺方法示意图；图15为产生过热蒸汽的射流电热部件结构示意图；也是固氢贮筒中的中空 电热等温体的结构示意图；图1给出了在一个冷库下连体三个逐级深冷库的本发明结构及深冷产生气 能、气能转化成电能、电能制氢和利用冰水循环供应用户冷能的方法原理，1 为冷库，2为连体的深冷库，3为绝热膨胀技术制冷装备，4为前后串接有压縮 气泵5的相变盘管，相变盘管4分别盘置通过连体的各个逐级深冷的深冷库2，6为压缩气泵5前置有空气净化过滤器的进气口， 7为液化空气储罐，冷库1 中的冷空气经过前压縮气泵5的进气口 6泵入冷相变盘管4中逐级在深冷库中 降温液化后经后压縮泵5抽入储罐7内，8为绝热输导液化空气管，9为智能控 制阀门，H)为液化空气分灌装室，11为液化空气吸收自然热的大储罐，12为 气力发电房，13表示冷库绝热层和埋设在土地38中的深冷库的绝热层，37表 示地面，14为电解水或电子共振裂变水的制氢室，15为循环水降温盘管，16 为带输入水泵18的冷水管，冷水管16外有绝热层，17为带绝热层的冰水输出 管，18表示输出水泵或输入水泵，19表示冷力用户，37表示地面，38表示地 面下；至少二个以上的连体深冷冷库2紧邻于冷库1，其最佳位置是置于冷库1 的地下室内成为"库下库"，或将连体的深冷库2置于冷库1内成为"库中库"， 冷库1内的低温空气经输气泵5泵入空气冷相变盘管4内在一个比一个深冷的 连体深冷库2内沿盘管4循进降温达到或接近液化临界温度，液化空气中氧的 临界温度为-183X:，氮的临界温度为-196°C，其临界温度比较接近，经处于相 变盘管4尾端的压縮泵5加压，进入深冷状态的氧与氮几乎可同步被液化压入 液化空气储罐7内；液化空气经过三通智能自控阀门9分别进入液化空气分灌 装室10被灌入用户钢瓶或进入气体大储罐11内经吸收太阳热能和地热能增能 后进入气力发电房12被用于发电；电能在电解水或电子共振裂化水制氢室14 中用于制造氢和氧；冷库l除用作冷保鲜外，余冷输出向冷力用户持续供冷， 方法是在多个水泵的定向推动下将冷水沿着冰水盘管15降温为冰水经由冰水 输出管17将冰水分输进冷力用户并经由冷水输送管16循环输水回冷库再降温 完成向冷力用户持续供冷的功能，该供冷输送可分季借用热力系统管道解决， 本发明中制冷工质的转移输送泵用电和流体定向输送泵用电量较少，均可来自 自行生产的电力的少部份，不受电网供电条件制约，因此本发明可以在无电区 发挥供电优势*,图2给出了制冷目标在-5(TC以上的地面冷库实施例，采用了氨 制冷助动的四级联动C02制冷冷量放大方法和原理，20为氨制冷机，点划线区 21表示了一级C02制冷及冷量放大机，点划线区21与相连联动的各后级C02 制冷冷量放大机区及使用其它气体绝热膨胀制冷放大机区的原理相一致，22为 绝热的壳体，23为绝热膨胀室，24为绝热膨胀发生口， 25为液态C02输出口， 26为液态C02工质转移泵，27为液态C02输入口， 28为绝热的液态制冷工质 输送管例C02输送管，29表示液态制冷工质例C02， 39为液态制冷工质贮室，30为节流阀，31为高浓度制冷工质气化成中浓度制冷工质的相变制冷发生器， 32为液态制冷工质贮室39的高浓度制冷工质气体输出口， 33为氨制冷机20 的高效失热管，34为氨制冷机20的氨液气化相变深制冷发生器；图3给出了 深冷库分别分级使用复合异烷、复合溴化锂、氧、氮等为环保深制冷工质绝热 膨胀制冷及冷量深冷放大的方法原理，35为环保小功率压缩制冷机，36为环保 压縮制冷机35的制冷发生器，图3中的31表示临界温度低于C02临界温度的 深冷制冷工质制冷冷补偿源；图3给出了深冷制冷及深制冷放大原理，所有的 气体均拥有绝热膨胀产生潜冷的能力，各级制冷所选用的制冷工质气体为其临 界温度与制冷环境温度的温度差的绝对值须相对接近，例氨气体在不同的压力 下拥有相对较高的临界温度，因此最适用作首级制冷冷补偿源的制冷工质，C02 气体的临界温度为-62。C，因此最适用作-5(TC以上冷库或深冷库二级绝热膨胀 制冷工质，同理，复合异烷适用于-5(TC以下环境进一步适度降温的深冷库的后 级绝热膨胀制冷工质，氧气适用于接近-185"C以上深冷库的末级绝热膨胀制冷 工质，有能力使空气中的氧深冷液化，使空气中的氮接近液化临界温度或在加 压环境中提高氮的临界温度使易液化，已经液化的氧或临近液化的氧和临近液 化的氮气获得压縮加压时，均可提前被相变成液态空气，本发明利用该原理， 可只耗用较少的空气压縮机械能，将最深冷库中处于冷相变盘管4中的深冷空 气压縮成液态空气储入液化空气储罐7中，从点划线区21中可看出本发明绝热 膨胀制冷及冷量放大原理:各级制冷机制冷工质贮室39内的液态制冷工质贮量 是常规制冷机制冷工质的1.2倍以上，高浓度制冷工质气体流经制冷发生器31 后成为中浓度制冷工质气体吸收制冷发生器31周边空气中的热能而使降温制 冷，中浓度制冷工质继续流经节流阀30时将成为低浓度制冷工质气体而形成高 速制冷工质气流在绝热膨胀口 24处窜出发生绝热膨胀产生深冷达到该制冷工 质的临界温度以下使该制冷工质气体冷相变成液态工质落入绝热膨胀室23的 底部，工质输送泵26及时将液态制冷工质从液态制冷工质输出口 25经过绝热 的输导管28从液态制冷工质输入口 27进入液态制冷工质贮室39中，显见制冷 工质从IC室23转移到贮室29内的形态是液态到液态,其输送体积比为"l比1"， 而常规制冷工质从贮室23中的气态压縮成液态转移进lfc室39内的气液输送比 是"104比1"左右，显见本方法等重重量的制冷工质转移用电量只需压縮制冷 方法的1/104，相对实现制冷量放大了 103倍；维持绝热膨胀室23内拥有连续发生绝热膨胀产生液态制冷工质的前提是在绝热膨胀室23内拥有一个冷量补 偿器，冷库冷量补偿器34来自氨制冷机20，深冷库冷量补偿器36来自环保小 功率压縮制冷机35,冷量补偿器31来自后级绝热膨胀制冷量放大机；每级制 冷冷量放大机制冷和"放大"的冷量主要消耗于后级绝热膨胀制冷冷量放大器 的绝热膨胀室23内，包括消耗于该级制冷冷量放大器内维持制冷工质循环能持 续进行绝热膨胀的冷力功能及补充运行中的散冷损失，以放大近百倍的冷量只 有10%作为绝热膨胀后级制冷冷量放大的冷量补偿计，则多级绝热膨胀制冷冷 量放大机就拥有每级获得十倍于前级冷量补偿源冷量的冷量进入下一级绝热膨 胀制冷冷量放大机的能力，图2与图3所示的四级绝热膨胀制冷冷量放大联体 装备在第四级制冷冷量放大机的处在冷库或深冷库中的制冷发生源31能放出 的冷量应可达到初级冷补偿源34或初级冷补偿源36冷量的上千倍；本发明遵 守能量守恒规律，冷量被放大的原因是在本发明中制冷工质有了连续绝热膨胀 的机会吸收了空气中的"潜冷"，多级绝热膨胀制冷冷量放大器的后级制冷放大 量可反馈少量冷量取代初级冷补偿源并可实现更大的冷量放大效果，图2与图 3表达出了这种后级冷补偿源结构31，本发明的冷量放大效率取决于节流阀、 冷量补偿及装备的绝热效率，多级绝热膨胀制冷机的每级制冷冷量放大效率可 以大于十倍放大能力以"一级放大一级"形式循进继续，多级放大冷量的级数 不受限制，因此可以应对任意要求的冷库或深冷库设定符合价值功能的多级绝 热膨胀制冷冷量放大联体装置，所涉深冷库最好连体建在冷库内的地下室内或 建在冷库内成库中库，以追求最大的冷库利用效率；本发明装置内置的绝热膨 胀制冷工质数量较常规压縮式制冷装置中的制冷工质数量多1.2倍以上，因此 在节流阀前能形成中浓度绝热膨胀气体使窜过节流阀的制冷工质气体流速达到 该制冷工质绝热膨胀时的更深冷温度，足可使该制冷工质达到其临界温度以下 而相变液化，可实现采用液态转移泵取代将气体压縮成为液体的压縮泵降低转 移制冷工质用电髯，实现扩大制冷效率近百倍的绝热膨胀制冷目的；图3给出 了采用相应冷补偿制冷助动的四级联动绝热膨胀制冷冷量放大机工作原理，为 追求价值功能，必须选取不同临界温度的制冷工质逐级逐座实现制冷、深冷和 更深冷环境，每级每座深冷库的深冷环境温度相应接近该库所用的绝热膨胀制 冷工质的临界温度，所涉多座深冷库连体而建，不论采用何种冷补偿源36，冷 补偿源36均只需在该多级制冷冷量放大装置起动时临时发挥冷量补偿功能，在后即可切换采用后级放大冷量分流出的冷补偿源31工作，充份利用后级放大的 冷量，不仅节电，而且冷补偿量足；图4给出了冷库实施例氨制冷冷补偿源起 动的四级C02制冷冷量放大机的循环安装结构，其中氨深冷补偿源34与来自 末级制冷器的冷补偿源31同处于冷库1的一级绝热膨胀室中；图5给出了深冷 库实施例制冷冷补偿源起动的四级绝热膨胀制冷冷量放大机的循环按装结构， 其中来自环形相接的末级制冷器的制冷补偿源31与冷补偿源36同处于相应深 冷库2的一级绝热膨胀室中；从图4图5可见各级绝热膨胀制冷冷量放大机21 能环形相接成紧凑结构；图6给出了高效氨制冷机工作原理，40为氨水溶液贮 筒，41为循环流动氨的管道，42为氨水溶合盘管，43为电加热氨水蒸发区段， 44为氨水精馏器段，45为氨水贮筒40的氨水注入口， 46为氢气导管47的导 出口， 48为氢气导管47的导入口， 49为电加热部件，50及51为电加热部件 49上的一对电源安全接口， 52为绝热材料，53为绝热材料固定保护筒；高效 氨制冷原理采用高效吸收式原理，氨水溶液在电热蒸发区段43吸热成为氨水混 合蒸气上升，在精馏区段44处氨水混合蒸气中的水蒸汽凝成水滴自然下落回到 蒸发区段43，脱水的高温氨气继续上升进入制冷盘管34的前置管道，氨水中 的热能被与制冷盘管34的前置管道相贴紧的"L"形高效失热管33吸走热能 使氨水高速降温相变成为高压氨水，高压氨水在盘管制冷器34中自然相变恢复 成为氨气体时吸收盘管制冷器34周边空气中的热能使制冷器34产生-62"C以下 的深冷，氨水在不溶于水的伴置氢气(或氮气)的推动作用下定向运动经过氨 水溶合盘管42进入氨水溶液贮筒40中，使在等液面处的蒸发器管段43内又被 蒸发成氨水混^^蒸气循环工作制冷，不溶于水的氢气从氢气出口 46直接经过氢 气导管47上升到氢气导入口 48进入制冷器34内推动氨相变定向运动经由盘管 42回入氨水忙筒40中，氢气从40446—47—48—34—41—42,40的局部定向 循环运行起到推动氨相变定向运动作用；本发明冷库l中从末级C02制冷冷量 放大机分流出的局部制冷管31与"L"形失热管33紧密结合，"L"形失热管 是一种高效导热棒，能以超过普通氨制冷辐射散热方式散热效率的近百倍的失 热能力将氨水中的热能吸走且在"L"形导热失热管33与制冷管31的共体结 构处瞬间消除热能达到高效失热目的，因此这种联体结构利用末级C02制冷冷 量放大后分流冷能用于失热结构的高效吸收式氨制冷机可以获得零下62"C以 下的深冷冷补偿源，无需再用C02制冷冷量放大冷补偿源31取代高效吸收式氨制冷初级冷补偿源34而可降低制造难度和制造成本，高效氨制冷机的另一用 途是可利用进入冷力用户的冰水管失热结构方便获得小型氨深冷冰箱而环保节 能换代氟里昂冰箱；图7给出了冷力用户膜下反季节种植装备实施例方法，由
散冷水管、膜下种植棚棚架、透光度好的耐候气垫塑膜组成可蓄住C02气肥和
蓄住温度的膜下空间环境，54为散冷水管，55为膜下种植棚棚架，56为透光 度好的耐候气垫塑膜，57为可加固气垫塑膜56的压固条，58为营养土或无土 种植盘，59为可蓄住C02气肥的膜下空间环境，从冷库中经循环降温的冰水流 经膜下种植棚内的兼有滴管功能的散冷水管54，成为酷暑期廉价降温的棚膜种 植环境降温源，可实现在酷暑期种植春天的菜或鲜花；同理，利用本发明人工 气动发电电力可在严冬期就地电采暖解决膜下种植环境升温，实现在严冬种植 春天的菜和鲜花，普及低农本膜下反季节种植不仅可提高菜耕地增产和反季节
增值，而且可蓄住灌进的C02使成为气肥转化成为碳水化合物营养作物及氧，
在实现治沙、新农村建设的同时伴生实现〈京都议定书〉；图8给出了冷力用户 住宅冷力供应装备的实施例及方法，60为风机盘管制冷空调，61为空调冷风出 口， 62为风机冰水盘管散冷源，63为高效吸收式氨制冷冰箱，M为后置冰水 盘管的冷保鲜壁柜，65为冰水分水管，冰水在输出水泵18作用下经过带绝热 保护层的冰水输送管17进入住宅区从分水管65进入住宅，冰水分水管65首先 与高效氨制冷冰箱63的失热管33贴合可以使高效氨制冷吸收式冰箱能产生深 冷具冰冻功能，本发明所涉的高效氨制冷吸收式冰箱可较压縮式氟里昂冰箱更 节电、静音、环保和低成本；冰水流经风机冰水盘管空调60，风机将盘管内冰 水的冷量以对流方式送进住宅，较压縮式氟里昂空调明显节能和静音，冰水可 并联流经后置冰水盘管的壁柜式冷保鲜柜64中的冰水盘管成为不耗电的冷保 鲜壁柜；本发明所述的C02绝热膨胀技术制冷冷量放大冷库1由于制冷及制冷 量放大的用电低到视为忽略不计，因此不必限制制冷工作时间，可在冷库l中 连续制冷工作积蓄冷量并用水循环方式将用电成本极低的蓄冷冷量送进冷力用 户，失去冷力的水经过回水管道16在回水抽水泵18作用下抽回冷库1中再加 工成冰水可重复输入冷力用户；图9给出了灌装液化空气的方法，66为智能阀 门10控制的输气液总管，上置平行的分流管67， 68为观察输液总管66内液化 空气压力的气压表，69为分流管67及液化空气罐进出气管上的分控手动阀门， 70表示液化空气罐，将空载的液化空气罐70分别旋接合在分流管67上后，分别打开手动阀门69后再打开智能控制阀门10，气压表会显示液化空气罐内是 否达到满灌，智能控制阀门IO也会在液化空气罐达到满灌标准时自动关闭，然 后关上手动阀门69，旋转分离液化空气罐70，灌装工作便告完成；图10给出 了自然能人工风力发电的工作原理，71为与转轴72联接的旋转风轮，73为风 轮机壳体，74为风轮机壳体后置排气口， 75为转轴座架，76为变速齿轮箱， 77为气动发电机，131为上端连体置有平行散热片132的地热导热管，地热导 热管131是一种内置平行无机中空纤维管束和采用过氧化金属为导热介质的金 属铜管，在地热资源离地面较近的地区将足够长的导热铜管131插入地下可源 源不断获取清洁地热能进入液化空气，其置有连体散热不锈铜片132的上端处 于液化空气大储罐11内，液化空气吸收地热加上经由大储罐11的金属罐壳吸 收太阳能后增加动能成为高压液化空气由智能控制阀10控制定量放出，在输风 管66中立即相变形成高速风力冲击机壳73内的旋转风叶轮71使旋转，联动的 转轴72带动变速齿轮箱76工作拉动气动发电机77发电，这种综合利用自然能 的人造气动发电机77可选用成熟的风力发电机略经技改匹配使用；这种人工风 力发电机厂利用冷能制取液化空气后再利用安全和取之不尽的地热及太阳能增 加人造风力动能发电，可不受环境限制普及建立，所生产的电力除少量自用外， 大量电力可以取代使用不可再生能源的火力发电厂电力和取代核能发电厂满足 市场需求，还可以不依赖电网因地制宜满足盲电区或缺电区的电力需求；图U 给出了利用气动发电余电介水制取氢能源的方法原理，78表示单极性水电解 槽，79表示电极板，80表示隔膜，81表示隔离板，82表示水，其中添加了碱 性电解质，83表示进水管，84表示与电极板相连的直流电电极，85与86分别 表示氢气与氧气输出管，氢气从负极处产生，氧气从正极处产生，水电解设备 有标准化国产产品，其工作压力在0.8~4.0Mpa，大型标准化电解产氢装置产量 可达350M3 /h，电解效率达80%;图12给出了电子共振裂解水制氢的方法原理,87 表示中空环形谐振器，使用频率为600Hz以上的交流电时，处在谐振器87中心 的水管中的水82被共振分裂成氢和氧的混合气体88，气体压縮泵5将氢氧混 合气体88压入专用贮罐89中使成液化状态，液氢比重轻而浮在贮罐89的上半 部，液氧比重大沉在贮罐89的下半部，处在贮罐89上部的分液管85分流出液 氢，处在贮罐89下部的分液管86分流出液氧，卯表示阀门开关，91表示浮动 的氢氧分液面，92为耐压管，93为耐压管处在贮罐89内的出口，这种电子共振裂解水制氢技术的效率可达卯％以上；图13给出了燃氢汽车用固氢贮筒的 充氢原理，94为液氢贮罐，95为小型气体压縮泵，96为固氢贮筒，其内置有 中空等温电热体，中空等温电热结构可参见图15所示的射流电热部件结构，两 者除元件参数不同外结构与生产工艺相近，97为固氢贮筒的电热部件电极接线 柱，98为带密封垫圈的旋接固定管口；充氢方法为，将固氢贮筒96的进出气 管口旋接在与液氢贮筒相连接的气体压縮泵95的导气管固定管口 98上，阀门 69旋开时高压液氢冲入固氢贮筒，固氢贮筒中的镁合金粉在加压至3Mpa以上 状态下即可饱吸氢反应生成氢化合金镁即固氢，气体压縮泵95起加压促进合金 镁氢合成反应作用；固氢贮筒96中的电热元件使用汽车电瓶电恒温电加热至 250度至290度时，固氢还原反应放出氢气，固氢含氢量可达同体积液氢量的 六倍，常温下不泄氢，不引燃引爆氢，氢气放尽后可反复利用本装置再充入氢 气反应生成固氢循环充放氢；图14给出了合成二甲醚即氢油的工艺方法，99 代表高温高压合成塔，100代表内置无明火无电感工作的射流电热部件101电 加热蒸汽的专用管道，102代表内置无明火无电感工作的电热交换器103的二 氧化碳、氢与碳的混合升温塔，所涉电热交换器103用双点划线区表示，104 代表变压电源器，105代表催化剂贮箱，106为催化剂推进管，催化剂推进管 106与合成塔99及混合升温塔102之间的氢油输出管114相通，107为催化剂 过滤回收器，108为防爆压力显示表，109为只能单向流通的智控电磁阀门，110 为管道连接固定法兰边，lll为煤粉输入管，112为二氧化碳输入管，113为氢 气输入管，二氧化碳输入管112与氢气输入管113与混合升温塔102的内壁园 面成内切式连接，使液态高压二氧化碳与液态高压氢气冲进混合升温塔102时 沿混合升温塔102的内壁自然旋转均匀混合，114为氢油即二甲醚输出管，115 为智能电气开关箱，U6表示电源线或电源接合线，117为传感线，118为传感 头，点划线区119表示氢油冷却塔，氢油冷却采用二步冷却工艺，先通过冷水 吸热使成沸水导入锅炉，使余热可被利用，后使用二氧化碳绝热膨胀产生深冷 的制冷及冷量放大技术冷库使后步氢油冷却瞬间完成，二步冷却工艺既提高了 热利用率又縮短了生产工艺时间而可大大提高氢油生产效率，120表示专业标 准的工装地平面；图15给出了产生过热蒸汽与过热空气的大功率安全射流电热 部件结构，121为扁铝管，其是等厚等高和等壁厚的中空铝型材，122为石头纸 电热部件，其由二层绝缘片123中夹紧石头纸电热膜元件组成，124为结合在无机石头纸表面的均匀电热膜，125为无机石头纸表面的爬电距离，126为涂银 导电胶热老化形成的耐高温电极，127为扁铝管121中平行等距离连体在铝内 壁121上的薄壁片传热筋，128为相邻两片扁铝管121侧壁间相互焊连的焊接 线，129表示射流热蒸气增温通道；130为上置局部绝缘层的电极引出片；该电 热部件与固氢贮筒中的电热部件的结构及工艺相一致；综上所述，人类可以利 用自然能为资源，索取潜能取代石化能源或取代昂贵的清洁能源，满足人类对 冷能、电能、汽能及各种氢能源的需求，摆脱对地球的恶性索取，实现人类与 地球的美好和谐共存。 本发明实施方式本发明实施方式为"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"或"廉价高效制 取生态能源的方法及装备"或"廉价利用自然能的方法及其应用装备"或"多 种清洁能源的廉价制取方法及应用装备"，根据本发明可持续制取系列清洁能源 特点，本发明实施方式可为"可持续制取冷能气能电能氢能源的方法及装备"， 根据应用本发明的各阶段均可实现生产出清洁能源产品的特点，本发明的实施 方式还可以依次分别为"绝热膨胀制冷冷量放大冷库及冷力工程"或"液化空 气动力能源的廉价制取方法及装备"或"廉价制取固氢能源的方法及装备"或 "廉价制取氢油的方法及装备"或"交通清洁能源的廉价制取方法及装备"。
权利要求
1，一种廉价高效制取清洁能源的方法及装备，由多级绝热膨胀制冷冷量放大机、紧挨着冷库的多级深冷库、带过滤器与压缩泵的空气冷相变盘管、储气罐、人工气流发电机、制氢机、固氢或氢油合成装备、灌装液化空气分流机及冷力交换器组成，至少二个以上相连体的深冷库处于冷库下或冷库内，空气冷相变盘管长距离盘置通过一个比一个更冷的深冷库在最冷的深冷库内通过压缩泵接入液化空气储罐，液化空气储罐的输出管经过智能自控阀门分流接通液化空气分流罐装机或气力发电机；所涉地面冷库内的多级绝热膨胀制冷冷量放大装备中的制冷工质采用CO2，冷量补偿源选用氨制冷器或异丁烷制冷器与多级CO2制冷冷量放大机组成联体制冷装备，各级制冷所选用的制冷工质气体为其临界温度与制冷环境温度的温度差的绝对值相对接近，在最下或最内层的最后一个最深冷库中，多级绝热膨胀制冷工质采用临界温度略低于-196℃的环保气体。
2，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉氨 制冷器,其特征是由氨水贮罐、氨水循环流通管、氨水流通管上的氨水溶液电 热蒸发区段、精镏器区段及由"L"型导热管分别与冷凝器区段和冷气管或冰 水管组成的共联体及氨水溶合区段组成，共联体中的"L"型导热管的下端与 平行的氨冷凝管区段贴紧成共体、"L"型导热管的上端又与冷气管或冰水管 贴紧成共体，可相互贴紧的"L"型导热管、冷气管或冰水管及冷凝管区段均 采用方型或带侧平面的半月型中空薄壁金属管，管与管之间的管平面互相贴 紧成共体，"L"型导热管中充满平行的中空无机纤维管和热超导介质。
3，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉制 冷冷量放大器，其特征是一个多级相连结构制冷体，由节流阀、绝热膨胀室、 冷量补偿器、制冷液体输送泵、制冷工质及制冷工质贮室组成；处于冷库或 深冷库中的首级制冷器的绝热膨胀室内置有二个小型制冷冷量补偿源， 一个 是独立的制冷冷量补偿源，另一个来自制冷冷量放大器的后级制冷源分流出； 其中首座冷库的后级制冷冷量放大器还在分流出的冷量补偿源上并联分流出另一个冷量补偿源，其与氨制冷器的"L"型导热管的上端贴紧成共体结构。
4，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉灌 装液化空气分流机，其特征是由前置智能控制阀门和观察液化空气达满灌压 力的气压表的输液总管、分流输液管、液化空气罐组成，分流输液管呈平行 并联结构，端头有与液化空气罐的气咀可方便封闭式旋接的可密封螺纹接口 。
5，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉气 动发电机，其特征是由吸收自然能的大储罐、前置智能控制阀门的输气管、 带转轴的风叶轮、风叶轮机壳、转轴座架、齿轮箱、气动发电机组成，处于 大储罐内中央的地热导热管一头插入地下，其置有连体散热不锈铜片的上端 处于液化空气中，风叶轮中心转轴伸出转轴座架与变速齿轮箱联接控制发电 机转轴的转速。
6，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉冷 力交换器，其特征是由连通置有吸水泵的冷水输入管、吸冷盘管及置有输水 泵的冰水输出管组成循环工作的输水系统，冷水输入管与冰水输出管平行经 过冷力用户；冷力用户可为膜下反季节种植装备，其特征是由散冷水管、膜 下种植棚棚架、透光度好的耐候气垫塑膜组成蓄住C02气肥和蓄住冷或暖温 度的膜下空间环境，从冷库中经循环降温的冰水流经膜下种植棚内的滴管散 冷水管成为廉价降温的棚膜种植环境降温源；冷力用户可为集中供热的住宅， 冰水借用热水输送管道在输出水泵作用下经过输送管进入住宅区从分水管进 入住宅，冰水分水管首先与高效氨制冷冰箱的失热管贴合使高效氨制冷吸收 式冰箱能产生冰冻深冷，冰水流经风机冰水盘管空调，风机将盘管内冰水的 冷量以对流方式送进住宅降温，冰水还可并联流经后壁置有冰水盘管的壁柜 式冷保鲜柜中的冰水盘管伴生组成不耗电冷保鲜壁柜。
7，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉电 子共振裂解水制氢机，其特征是由经气体压縮泵连通的电子共振裂介水装置 和液化气体分流罐组成，电子共振裂介水装置为中空环形谐振器，处在谐振 器中心的水管中的水被共振分裂成氢和氧的混合气体，气体压缩泵将氢氧混合气体压入专用贮罐中使成液化状态，液化气体分流贮罐上下部各有一个分 流咀。
8，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉固 氢贮筒充氢机，其特征是由液氢贮筒、气体压縮泵、固氢贮筒组成，压縮泵 位于连接固氢贮筒与液氢贮筒的耐压导气管上，固氢贮筒充氢也可采用液化 空气分流灌装装备串接进压縮泵将多个固氢贮筒并联同时充氢。
9，如权利要求1所述的"廉价高效制取清洁能源的方法及装备"所涉氢 油合成装备，其特征是由内置安全射流电热增温器的蒸汽管，合成塔，煤粉、 二氧化碳及氢的混合升温塔，催化剂过滤回收器，冷却塔组成，其中煤粉、 二氧化碳及氢的混合升温塔置有单向输料智控电磁阀的二氧化碳输入管及氢 气输入管与混合升温塔的内壁园面成内切式连接结构，可回收循环使用的催 化剂经由专用管道输送进处于合成塔及混合升温塔之间的输料管中；其中安 全过温增温射流电热部件的截面呈一个正方体由大量平行的射流热孔道组 成，截面呈正方体的射流电热部件的四角与蒸汽管园内壁相切并沿管壁形成 四个封闭不通蒸汽的隔热侧室，射流电热孔道由两两夹紧微球浓度高的石头 纸电热膜部件的扁铝管壁及铝片传热隔筋组成，石头纸电热部件由二层绝缘 片中夹紧石头纸氧化锡电热膜元件组成，石头纸电热膜元件两面为一对均匀 相等平行且功率相近的氧化锡面电热埸， 一对共用电极处在石头纸氧化锡电 热膜元件的腰部中央使石头纸两面的电热膜元件并联，电极及连接导线处于 不接触蒸汽的隔热侧室封闭环境中。
全文摘要
一种廉价高效制取清洁能源的方法及装备，由利用绝热膨胀原理从气体中获取潜能的多级制冷冷量放大机的冷库及深冷库、空气冷相变盘管、储气罐、人工风力发电机、制氢机、固氢或氢油合成装备、灌装液化空气分流机及冷力交换器组成，能利用潜能就地廉价相继制取冷能、气能、电能、固氢或氢油而特别拉动冷力工程、空气动力车辆、环保发电工业、节能住宅或膜下反季节种植的生态化发展，还可伴生实现资源化治理CO₂的可持续发展。
文档编号F25B9/10GK101408358SQ20071016393
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者喜 孔, 孔德凯 申请人:孔德凯