专利名称：太阳能引射流空气流体发电系统的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种太阳能热力利用的最优化实施方案，以及为实现该方案所提供的系统设备，一种直立的引射射流管太阳能引射流空气流体发电系统，作为地球上化石能源枯竭时，人类生存赖以使用的终极能源获取方式。
背景技术：
建造太阳能烟囱电站的设想是由斯图加特大学的乔根·施莱奇(SchliAch)教授提出的，他设想中的烟囱电站，用金属骨架和塑料板制成，底部设置大的集热棚。检索中国发明专利200410061277.1[太阳能驱动气流发电装置]以及200410073048.1[一种太阳能烟囱发电装置的建造方法]等专利。这些专利的共同点是追随了乔根·施莱奇太阳能烟囱电站的原型，都设置有规模巨大的太阳能集热棚，单就集热棚的设置其费用就占电站总投资的70～80％，而且当风接近烟囱附近地区时，风力以经达到相当强烈，这样一来支架、和透光板的强度都得加大和增强，更加加大了建设投资。由于日常维护和透光板会越来越减弱光线的透过量，透光板每五年就得更新一次，这些巨大投资，同所获取的电力时的收支，使收益永远是负数，无实质性运行意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种直立的太阳能热力利用的引射管，太阳能引射流空气流体发电系统，其基本原理是利用太阳能对空气引射管管壁的辐射热，使引射管内的空气被瞬间加温，被加热的空气产生向上拽升的气流，驱动空气涡轮机带动发电机发电。这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射所产生的引射空气所带来的功。由于气流在上升的同时，还不断被加温，空气不断冲出引射管，使引射管内与引射管外产生了巨大的压力差，冷空气从引射管入口处，被不断上升的气流引进引射管内，这样，驱动空气涡轮机，带动发电机发电的空气为冷空气，其功率传质特别高，而且最大的特点是，还有一部分没有来得急被加温的冷空气，也被引射气流带出引射管，这就更加加大了功率效率因数的提高，展示出了太阳能引射流空气流体发电的广阔前景。
本发明的技术方案是，基于太阳能引射流空气流体发电这一原理，太阳能引射流空气流体发电系统，只需构建一个直立的中空管状引射射流管，内部安装空气涡轮发电机组，就组成了太阳能引射流空气流体发电系统。
本发明太阳能引射流空气流体发电系统的方法是，一个直立的中空管状引射射流管，该管内中空腔为气流引射腔，管壁为太阳能集热器，在其外表面涂覆一层黑色热吸收膜层，能够全方位采光吸能，使整个引射管被太阳热能所加温，由于在管壁内侧面均匀布有散热翅片，增大了空气同散热面积的接触面积，更有效的利用了太阳热能，并采用了导热系数高的物质制造，如铝及其铝合金等材料做成，使空气引射射流管集热表面始终处于较高温度传质工作，具有装置紧凑，结构简单合理，安装便利，重量轻盈，使用安全可靠，及其容易制作，投资少，运行效率特别高，使用时间非常久远的优良特点。
本发明的有益效果是，能实现单元级的小型化，大中型的集约化，大规模的生产化太阳能热力利用的发电技术，具有极高的实用性，而且投资特别少；并且结构简单合理，装置紧凑，重量轻盈，安装便利，及其容易制作，运行效率特别高，使用时间非常久远的优良特点。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种太阳能引射流空气流体发电系统基本构造与工作原理图。
图2是本发明的一种空气引射射流管结构横向剖面图。
图3是本发明的一种全天候太阳能引射流空气流体发电系统基本构造与工作原理示意图。
图4是本发明的一种全天候太阳能引射流空气流体发电系统空气引射射流管和水平空气引射管组装配结构示意图。
图5是本发明的一种全天候太阳能引射流空气流体发电系统水平空气引射管的横向剖面图。
图6是本发明的一种带聚光反射光槽的全天候太阳能引射流空气流体发电系统基本结构构造图。
图7是本发明的一种带聚光反射光槽的全天候太阳能引射流空气流体发电系统基本构造的俯视图。
图中1.空气引射射流管 2.空气热交换腔 3.基座 4.散热翅片 5.进风口 6.出风口 7.风力涡轮机 8.发电机 9.出风口阻热圈 10.引射导风腔 11.指向性吸热涂覆层 12.水平空气引射射流管 13.一级引射热风出风口 14.冷空气引导入口 15.热源蓄能槽 16.输运管网 17.太阳集热器 18.供热换热管 19.膨胀节 20.枕座 21.空气引射射流管管外壁 22.保温层 23.外壁管 24.行水腔 25.散热内管 26.换热翅片27.空气加热腔 28.换热引射导风腔 29.聚光反射光槽 30.太阳轨迹跟踪轨道 31.供热循环管回水管。
具体实施例方式
在图1中，一个直立的太阳能热力利用的中空状空气引射射流管[1]垂直装置在坚固的基座[3]上，在空气引射射流管管外壁[21]的表面，涂覆指向性吸热涂覆层[11]全方位的吸收太阳热能，具有显著的双重效果，当空气引射射流管管外壁[21]受热后，热量向与其一体的散热翅片[4]传导，并将处于空气热交换腔[2]中的空气加热，被加热的空气向上升浮，从出风口[6]中喷出，被加热的空气产生向上拽升的气流，使冷空气不断从进风口[5]进入到引射导风腔[10]中，驱动空气涡轮机[7]带动发电机[8]发电，这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射所产生的引射空气所带来的功。由于气流在上升的同时，还不断被加温，为防止热量从出风口[6]大量散失，空气引射射流管[1]顶端，装置出风口阻热圈[9]有效防止热量的散失，这样热空气不断冲出引射管，使引射管内与引射管外产生了巨大的压力差，冷空气又不断从进风口[5]进入，被不断上升的气流引进引射管内，这样，驱动空气涡轮机连续转动，带动发电机不停的发电，而驱动空气涡轮机转动的空气为冷空气，其功率传质特别高，而且最大的特点是，还有一部分没有来得急被加温的冷空气，也被引射气流带出引射管，这就更加加大了功率效率因数的提高，展示出了太阳能引射流空气流体发电的广阔前景。
太阳能的利用，受到限制的条件比较苛刻，要想使其适合全天候发电和供电，还应该增加补助集热换热设施。以下的一个典型实施例，即全天候太阳能引射流空气流体发电系统，全面的描述了这个典型实施例，并介绍了这个典型实施例的优异性能。
全天候太阳能引射流空气流体发电系统包括直立的太阳能热力利用的中空状空气引射射流管[1]垂直装置在坚固的基座[3]上，在空气引射射流管管外壁[21]的表面，涂覆指向性吸热涂覆层[11]全方位的吸收太阳热能，具有显著的双重效果，当空气引射射流管管外壁[21]受热后，热量向与其一体的散热翅片[4]传导，并将处于空气热交换腔[2]中的空气加热，被加热的空气向上升浮，从出风口[6]中喷出，被加热的空气产生向上拽升的气流，使冷空气不断从进风口[5]进入到引射导风腔[10]中，驱动空气涡轮机[7]带动发电机[8]发电，这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射所产生的引射空气所带来的功。由于气流在上升的同时，还不断被加温，为防止热量从出风口大量散失，空气引射管[1]顶端，装置出风口阻热圈[9]有效防止热量的散失，这样热空气不断冲出引射射流管，使引射射流管内与引射射流管外产生了巨大的压力差，冷空气又不断从进风口[5]进入，被不断上升的气流引进引射管内。当太阳光辐射减弱时，白天通过太阳能集热器[17]所收集的太阳热能，并被热源蓄能槽[15]所贮存的热能(通常为热水，约95℃左右)，经输运管网[16]输送，从供热换热管[18]进入到水平空气引射管[12]的行水腔[24]之中，由于行水腔[24]是一个夹层管，在外壁管[23]外面包裹保温层[22]防止热量散失，此时行水腔[23]中的热量，只能向散热内管[25]传递，通过与其相连的换热翅片[26]将空气加热腔[27]以及换热引射导风腔[28]内的空气加热，被加热的热风，从一级引射热风出风口[13]冲出，进入到空气引射管[1]的进风口[5]内，驱动空气涡轮机[7]带动发电机[8]发电，同时，冷空气引导入口[14]不间断的有冷风补充，行水腔[24]中经过换热后的冷却水，从供热循环管回水管[31]回流到太阳集热器[17]进行再次加热循环利用，当水平空气引射射流管[12]是多节段结构时，在连接处加装膨胀节[19]留有热胀冷缩的余地，并应在水平空气引射射流管[12]的下部装置枕座[20]支承。为了增强和加大空气引射射流管[1]的热效率，在地面装置聚光反射光槽[29]将光照投射到空气引射射流管[1]的阴暗面，为保持聚光反射光槽[29]的光照始终都投射到空气引射射流管[1]的阴暗面，还装有太阳轨迹跟踪轨道[30]使聚光反射光槽[29]的光线，任何时候都能照射到空气引射射流管[1]的阴暗面，完成太阳能引射流空气流体发电过程。
工艺要点提示太阳能引射流空气流体发电系统所涉及的相应设备，完全可以采用成熟的标准件和使用相应的成套设备，如空气涡轮发电机、太阳集热器、聚光反射光槽等，都是成熟成套的设备。制造空气引射射流管和水平空气引射射流管的工艺性特别广泛，最适宜用金属材制造，特别是采用铝及其铝合金等材料制作，当空气引射射流管进行大口径制作时，可采用分段分部分的积木式方法制作，然后进行拼接组装结构成整体。
特别应当强调指出是铝及其铝合金具有非常优良的导热性能，其金属热传导系数在200W/mk；而空气的导热系数是0.03w/mk，铝及其铝合金的热传导系数比空气高出6000多倍，几乎在吸热的同时，热量已经传给了空气。另外，制作空气引射射流管使用的材料，铝及其铝合金的使用寿命能超过100年，并且可以反复复用，是首选的制作空气引射射流管的最佳材料。
权利要求
1.一种太阳能引射流空气流体发电的新方法，利用太阳光的辐射热能，对直立的中空管状空气引射射流管管外壁进行加温，使空气引射射流管内的空气被瞬间加热，被加热的空气产生向上拽升的气流，驱动空气涡轮机带动发电机发电，其特征是利用了太阳光照的辐射热能，通过空气引射射流管管壁的热传导，将空气引射射流管内的空气瞬间加温，使被加温的热空气产生向上拽升的气流，驱动装置在空气引射射流管中的空气涡轮机转动，带动发电机发电，这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射热力对空气的加温，使空气瞬间膨胀产生上升的气流，并带来强大的引射功，由于气流在上升的同时，还不断被加温，空气不断冲出引射管，使引射管内与引射管外产生了巨大的压力差，冷空气从引射管入口处，被不断上升的气流引进引射管内，这样，驱动空气涡轮机，带动发电机发电的空气为冷空气，其功率传质特别高，而且最大的特点是，还有一部分没有来得急被加温的冷空气，也被引射气流带出引射管，这就更加加大了功率效率因数的提高。
2.一种太阳能引射流空气流体发电系统，由直立的中空管状空气引射射流管，与其相联结的基座，以及内装置的空气驱动涡轮机带动发电机发电，其特征是一个直立的太阳能热力利用的中空管状空气引射射流管，垂直装置在坚固的基座上，在空气引射管管外壁的表面，涂覆指向性吸热涂覆层，全方位的吸收太阳热能，当空气引射射流管管外壁受热后，热量向与其一体的散热翅片传导，并将处于空气热交换腔中的空气加热，被加热的空气向上升浮，从出风口中喷出，被加热的空气产生向上拽升的气流，使冷空气不断从进风口进入到引射导风腔中，驱动空气涡轮机带动发电机发电，这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射热力对空气的加温，使空气瞬间膨胀产生上升的气流，并带来强大的引射功，由于气流在上升的同时，还不断被加温，为防止热量从出风口大量散失，空气引射射流管顶端，装置出风口阻热圈有效防止热量的散失，这样热空气不断冲出空气引射射流管，使空气引射射流管内与空气引射射流管外产生了巨大的压力差，冷空气又不断从进风口进入，被不断上升的气流引进空气引射射流管内，这样，驱动空气涡轮机连续转动，带动发电机不停的发电，而驱动空气涡轮机转动的空气为冷空气，其功率传质特别高，而且最大的特点是，还有一部分没有来得急被加温的冷空气，也被引射气流带出引射管，这就更加加大了功率效率因数的提高。
3.一种太阳能引射流空气流体发电系统，可实现全天候的发电供电，其特征是全天候太阳能引射流空气流体发电系统包括；直立的太阳能热力利用的中空状空气引射射流管，垂直装置在坚固的基座上，在空气引射射流管管外壁的表面，涂覆指向性吸热涂覆层，全方位的吸收太阳热能，具有显著的双重效果，当空气引射管管外壁受热后，热量向与其一体的散热翅片传导，并将处于空气热交换腔中的空气加热，被加热的空气向上升浮，从出风口中喷出，被加热的空气产生向上拽升的气流，使冷空气不断从进风口进入到引射导风腔中，驱动空气涡轮机带动发电机发电，这种发电方式无需常规能源，其动力的供给完全来自于太阳辐射所产生的引射空气所带来的功，当太阳光辐射减弱时，白天通过太阳能集热器所收集的太阳热能，并被热源蓄能槽所贮存的热能(通常为热水，约95℃左右)，经输运管网输送，从供热换热管进入到水平空气引射射流管的行水腔之中，由于行水腔是一个夹层管，在外壁管外面包裹保温层防止热量散失，此时行水腔中的热量，只能向散热内管传递，通过与其相连的换热翅片，将空气加热腔和换热引射导风腔内的空气加热，被加热的热风，从一级引射热风出风口冲出，进入到空气引射射流管的进风口内，驱动空气涡轮机带动发电机发电，同时，冷空气引导入口不间断的有冷风进入补充，行水腔中经过换热后的冷却水，从供热循环管回水管回流到太阳集热器中，进行再次加热循环利用，当水平空气引射管是多节段结构时，在连接处加装膨胀节留有热胀冷缩的余地，并应在水平空气引射管的下部装置枕座支承，为了增强和加大空气引射射流管的热效率，在地面装置聚光反射光槽，将太阳光光照投射到空气引射射流管的阴暗面，为保持聚光反射光槽的光照始终都投射到空气引射射流管的阴暗面，还装有太阳轨迹跟踪轨道，使聚光反射光槽的光线，任何时候都能照射到空气引射射流管的阴暗面，完成太阳能引射流空气流体发电过程。
4.如权利要求2或3所述的一种太阳能引射流空气流体发电系统，其特征是空气引射射流管和水平空气引射射流管的工艺性特别广泛，最适宜用金属材制造，特别是采用铝及其铝合金等材料制作，当空气引射射流管进行大口径制作时，可采用分段分部分的积木式方法制作，然后进行拼装组接装置结构成整体。
5.如权利要求2、3或4所述的一种太阳能引射流空气流体发电系统，其特征是制作空气引射射流管的最佳材料是铝及其铝合金。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能热力利用的最优化实施方案，以及为实现该方案所提供的系统设备，一种直立的引射射流管太阳能引射流空气流体发电系统，作为地球上化石能源枯竭时，人类生存赖以使用的终极能源获取方式。
文档编号F03G6/06GK101046191SQ20071001121
公开日2007年10月3日 申请日期2007年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者王宝瑞 申请人:王宝瑞