專利名稱：人造龍卷風——空氣發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種人造龍卷風空氣發電系統，更確切的說，涉及一種利用熱力形成冷熱空氣溫差和對流進行人造龍卷風空氣發電的系統。
目前，進行大規模發電所用的方法主要有火力發電、水力發電和核電，其缺點是成本高，效率低，對環境污染嚴重。而進行小規模發電所用的方法主要有太陽能發電、自然風力發電、潮汐發電和地熱發電，其存在的問題是發電量小而不穩定，無法滿足對發電量日益增長的需要。
中國天津市《科學與生活》編輯部編輯，天津科學技術出版社出版的《科學與生活》雜志1987年7月15日第4期第51頁(作者魏敏捷)報道了一種由嚴雋森博士設計制造的龍卷風機模型(利用自然風)。其原理是這種塔形建筑的四周全是由條板間隔成方格的小窗，朝風的小窗開著，背風的小窗關著。風吹進塔后開始旋轉，形成小龍卷風。小龍卷下面即塔底裝有一個縲旋風動葉輪，龍卷將下方的空氣吸入塔中時便轉動風動葉輪，使發電機轉動發電。這樣的龍卷風機比裝有同樣大小風動葉輪的風車，功率要高10倍。而另一個科學家提出太陽能龍卷風發電站的設想，其原理相當簡單鋪設一個大面積的完全透明圓形塑料薄膜頂棚，塑料棚由四周向中心逐漸升高，連接著中心的煙筒狀高塔，被陽光曬熱到20～50℃的塑料棚與地面間的空氣流向筒狀高塔，再沿高塔上升，帶動塔中的風動葉輪。即使外界無風，高塔內的氣流速度也能達到每秒60米，即龍卷風速。這種電站的功率可達到70萬至100萬千瓦。
這兩種龍卷風發電塔的缺點在于其只能在自然風和陽光充足的地區興建，而且受地形和氣候的影響，時有時無，很不穩定，嚴重影響正常發電，且不易控制。
本發明的目的在于提供一種人造龍卷風空氣發電系統，是一種高效地利用各種高低溫熱能，并可利用空氣與水高速摩擦產生強大的電流分解水為氫、氧混合氣體，在電荷的作用下安全直接的燃燒加熱空氣(隕石就是一種不可能燃燒的石頭在高速穿越大氣層時與空氣高速摩擦燃燒的物理現象)，使靜止的冷空氣自然在風洞和風塔內高速旋轉，產生強大穩定、可控制的人造龍卷風，使其發電成本大大降低，裝機容量可根據需要進行選擇。
根據本發明的第一方面，本發明的人造龍卷風空氣發電系統包括風塔，其為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機；位于所述風塔外部并與所述渦輪機同軸相連的發電機；在所述風塔下部或進氣管沿周向設有一個或多個噴熱孔；在風塔或進氣管外面設置一個或多個與所述噴熱孔相對應的噴射機，用于通過所述噴熱孔向所述風塔或斜向進氣管內部噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔下部設有一個或多個與所述噴熱孔隔開布置的斜向進氣口；從所述的每個斜向進氣口向塔外斜向伸出一個進氣管，用于使空氣流高速通過斜向進氣管從相連的斜向進氣口處斜向進入所述的風塔內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個斜向進氣管包括一個或多個擴張式噴咀風洞和一個或多個安全管，所述渦輪機一個或多個置于所述的一個或多個進氣管內，在所述的風塔側或進氣管沿周向設有一個或多個噴水孔以及風塔之外的高壓噴水槍。
根據本發明的第二方面，本發明的人造龍卷風空氣發電系統包括風塔，其為中空柱形，用于形成低壓空間；渦輪機；位于所述風塔外部并與所述渦輪機同軸相連的發電機；
在所述風塔下部沿周向設有一個或多個噴熱孔；在風塔外面設置一個或多個與所述噴熱孔相對應的噴射機，用于通過所述噴熱孔向所述風塔或進氣管內部噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔下部設有一個或多個與所述噴熱孔隔開布置的斜向進氣口；從所述的每個斜向進氣口向塔外斜向伸出一個進氣管，用于使空氣流高速通過斜向進氣管從相連的斜向進氣口處斜向進入所述的風塔內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個進氣管包括一個或多個擴張式噴咀風洞，所述渦輪機一個或多個置于所述的一個或多個進氣管內，在所述的風塔側進氣管內設有一個或多個噴水孔以及風塔之外的高壓噴水槍。
根據本發明的第三方面，本發明的人造龍卷風空氣發電系統包括風塔為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機；位于所述風塔外部并與所述渦輪機同軸相連的發電機；在所述風塔下部或進氣管沿周向設有一個或多個噴熱孔；在風塔外面設置一個或多個與所述噴熱孔相對應的噴射機，用于通過所述噴熱孔向所述風塔或進氣管內噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔下部設有一個或多個與所述噴熱孔隔開布置的斜向進氣口；從所述的每個斜向進氣口向塔外斜向伸出一個進氣管，用于使空氣流高速通過斜向進氣管從相連的斜向進氣口處斜向進入所述的風塔內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個進氣管包括一個縲旋狀漏斗進氣管，所述渦輪機一個或多個設置于所述的一個或多個進氣管內，在所述的風塔側設有一個或多個噴水孔以及風塔之外的高壓噴水輪。
根據本發明的第四方面，本發明的人造龍卷風空氣發電系統包括風塔，其為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機；
位于所述風塔外部并與所述渦輪機同軸相連的發電機；在所述風塔內部或內部空間的底部設置有電阻絲，所述電阻絲的兩端與市電相連，以利用所述電阻絲放出的熱量加熱風塔內部的空氣，在所述風塔下部設有一個或多個斜向進氣口；從每個所述斜向進氣口向塔外斜向伸出一個進氣管，用于使空氣流高速通過斜向進氣管從相連的斜向進氣口處斜向進入所述的風塔內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個斜向進氣管包括一個或多個擴張式噴咀風洞，所述渦輪機一個或多個置于所述的進氣管內。
下面參照附圖詳細介紹本發明的優選實施例。
附圖概述下面參照附圖詳細介紹本發明的優選實施例。


圖1為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第一優選實施例的縱向剖面圖。
圖2為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第一優選實施例的縱向剖面圖。
圖3為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第一優選實施例的俯視圖。
圖4為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第一優選實施例的俯視圖。
圖5為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第二優選實施例的縱向剖面圖。
圖6為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第二優選實施例的俯視圖。
圖7為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第二優選實施例的俯視圖。
圖8為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第三優選實施例的縱向剖面圖。
圖9為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第三優選實施例的俯視圖。
圖10為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第三優選實施例的俯視圖。
圖1為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第四優選實施例的縱向剖面圖。
圖11為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第四優選實施例俯視圖。
圖12為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的優選實施例的縱向剖面圖。
圖13為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的優選實施例的縱向剖面圖。
本發明的最佳實施方式眾所周知，氣體總是從高壓空間流向低壓空間，從低壓空間流向真空空間。而當氣體從高壓空間流向低壓空間或從低壓空間流向真空空間時，其氣壓差越大，氣體流動的速度也越快，使得氣體流動的動力也就越大。此外，在氣體流量相同的情況下，其所穿過管道的氣流通道的截面積越小，氣體的流速越快。在氣體斜向流入圓筒狀的風塔內旋轉達到一定的速度時，必然會形成龍卷風，并產生極其強大的卷吸引力。風塔越高大，風塔內外的氣壓差越大，節能的效果就越佳，則是一個節能裝置。風塔越矮小，風塔內外的氣壓差就越小，就越耗能，則是一個耗能裝置。
目前的火力發電系統正是利用以上原理進行發電的。以12.5萬千瓦的汽輪發電機組的工作原理為例它是利用燃料將水在高壓鍋爐里變成高溫高壓的蒸汽，通過與高壓鍋爐連通的兩根內徑為0.5米粗的金屬管道將蒸汽引出并利用擴張式噴咀加壓增速將動能為600～700米/秒，蒸汽流量為400噸/時的蒸汽連續沖擊汽輪機，使之快速轉動并帶動12.5萬千瓦的發電機連續發電的。
本發明的人造龍卷風空氣發電系統的原理與之相似。圖1、圖2、為本發明的人造龍卷風空氣發電系統的一個優選實施例的縱向剖面圖。圖3、圖4、為本發明的人造龍卷風空氣發電系統所述優選實施例的俯視圖。從圖中可以看出，本發明的人造龍卷風空氣發電系統包括風塔1或12，其為中空的圓柱形，用于形成低壓空間，該風塔的底部內徑等于其頂部內徑，在風塔1或12的下部設有6至12個貫穿風塔壁的噴熱孔4，在風塔外面設置6至12個與每個噴熱孔相對應的噴射機(未示出)，用于通過噴熱孔4向風塔1或12內部噴射火焰、熱氣或熱水，在風塔1或12下部還設有6至12個與噴熱孔4隔開布置的進氣口3，從每個進氣口3向外部斜向伸出一個進氣管15，在進氣管15中設置一個或多個渦輪機7，每個渦輪機7與位于進氣管外的發電機13同軸相連，每個斜向進氣管15與每個擴張式噴咀風洞8相連，在每個斜向進氣管15內設有閘門6。
本發明的人造龍卷風空氣發電系統的運行原理介紹如下利用設置在風塔外的燃料庫的氣體或液體燃料，如氫氣、天燃氣、煤氣、液化氣、石油類以及其它燃料或因地制宜地利用地熱氣、地熱水、水蒸氣、工業排放的廢熱氣、廢熱水(余熱)，利用電能或太陽能獲得的熱空氣、熱水以及其它可利用的高低溫熱能注入設置在風塔外的熱氣灌、熱水灌或熱水池內，用泵將燃料、熱氣或熱水通過管道輸送至噴射機(未示出)，用噴射機將火焰、熱氣或熱水通過噴熱孔4噴入風塔內，使其放出的熱量將風塔1或12內部較下部的空氣加熱，使加熱后的空氣從風塔1或12下部向上部流動形成熱風，并且使得風塔1或12內部的氣壓降低從而在風塔內部形成低壓空間，同時使風塔1或12內部與外部的空氣之間形成一定的溫差和對流，從而使氣壓較高的風塔1或12外部未加熱的空氣通過擴張噴咀式風洞8和斜向進氣管15流向風塔1或12內部，在擴張式噴咀風洞8和斜向進氣管15內形成冷風。風塔1或12內的熱風通過風塔1或12頂部的熱風口被連續排入大氣中。而風塔1或12外部的冷空氣通過擴張噴咀風洞8和斜向進氣管15被連續注入風塔1或12內旋轉，當旋轉達到一定速度時形成龍卷風，從而使冷空氣在擴張噴咀式風洞8和斜向進氣管15內形成高速氣流，就能推動位于進氣管15內的渦輪機7以一定的速度旋轉，帶動與之同軸相連的發電機13連續發電。
只要根據需要適當設定風塔1或12的高度和直徑以及擴張式噴咀風洞8和斜向進氣管15的直徑，并適當控制噴射機噴入熱量的多少，就能控制擴張式噴咀風洞8和斜向進氣管15內氣流的速度，從而控制渦輪機7和發電機13的發電量。
本發明的這一實施例的人造龍卷風空氣發電系統還可以包括設置于斜向進氣管15中并位于渦輪機7的靠近進氣口3一測的活動閘門6。在本發明的第一實施例中，如圖1和圖3所示，活動閘門6設置于斜向進氣管15中，并位于渦輪機7遠離擴張式噴咀風洞8的一側，當需要對渦輪機7或發電機13進行維修時，可將該活動閘門6關上，以保證工作人員的安全并且不影響其它渦輪機7和發電機13的正常運行。
本發明的這一實施例的人造龍卷風空氣發電系統還可以包括與各個擴張噴咀式風洞8和斜向進氣管15對應連通的安全管10，其第一端與擴張噴咀式風洞8相連，第二端朝向正上方或斜上方，其高度和方向足以保證在第二端附近的人或動物的安全。在安全管10的第二端的端口處設置一個過濾器11，用于濾除空氣中的異物，以保證通過渦輪機7的氣流的潔凈。在安全管10的第一端與擴張噴咀式風洞8相對的一側，可以設有開孔9，用于排出因下雨而注入安全管10內的雨水。
如圖3或圖4所示，本實施例的人造龍卷風空氣發電系統斜向的進氣管15，可分為擴張式噴咀風洞8和斜向進氣管15，擴張式噴咀風洞8從斜向進氣管15與安全管10相連的一端至進氣管15中靠近渦輪機7處，為擴張噴咀式風洞結構，即其氣流通道的截面積隨遠離安全管10而逐漸縮小，從風塔1或12進氣口3至擴張式噴咀風洞8出氣口，沿其整個長度均為直管式結構。渦輪機7置于進氣管15中，并靠近與擴張式噴咀風洞8的連接處。本發明人造龍卷風空氣發電系統的斜向進氣管15可根據實際需要設置于地平面上，也可設置于地平面以下或部分設置于地平面以下。
按如此結構設置的本發明的人造龍卷風空氣發電系統，可根據所需發電容量的大小和投入資金的多少按不同規模建造。下面介紹的是實施本發明第一個具體實施例子。
風塔1或12為中空圓筒狀體結構，高為450米，底部內徑為32米，面積為803.84米2，頂部內徑為32米，風塔1的底部內層壁厚可為1至2米，最好為1.5米，其頂部壁厚可為0.4米～0.6米，最好為0.5米。外層壁厚可為0.3至0.5米，內外層間距為5～8米。設置外層可使內外層塔壁之間形成空間，可起到保溫、降低噪音和穩固風塔的作用。在風塔底部地平面以下沿周向等距離設置6個斜向門狀進氣口3，其每個高為2米，寬為1米，斜向進氣口3的頂部低于地平面5米。斜向進氣口3設計為門狀的目的在于保證風塔底部的堅固性。與每個斜向進氣口3對應設置一個斜向進氣管15，在斜向進氣管15內設置一臺或間隔一定距離分叉設置多臺渦輪機7，每個渦輪機7與位于進氣管15外的發電機13同軸相連，進氣管15的結構可以是園形狀，也可以是方形或其它形狀，大小可根據需要設計，安全管(10)的內徑為20米，壁厚為0.5米，位于地平面之下的部分的深度為8米。
當噴入風塔內部空間下部的火焰，熱氣或熱水放出的熱量達到29,934千卡/秒時，可將風塔內的空氣持續加熱，使風塔內外的溫差達到12℃，高出風塔外空氣12℃的熱空氣在450米高的風塔內的上升速度可達10米/秒，時速36公里/時，相當于5級勁風，塔內熱空氣的上升流量為8038米3/秒(空氣的熱膨脹不計)。同時從風塔外流經擴張噴咀式風洞8和斜向進氣管15進入風塔內的冷空氣流量也為8038米3/秒，其在安全管10第一端口處的氣流速度為15.336公里/時，相當于3級風。當如此風速的空氣流通過進氣管的擴張噴咀式風洞結構時(每個擴張式噴咀風洞8入口處的氣流通道的截面積為20平方米，共6個擴張式噴咀風洞)，流經擴張式噴咀風洞8入口處的流速是風塔1或12內熱空氣上升速度的6.7倍，可達67米/秒。又由于擴張式噴咀風洞8的內徑逐漸縮小，因此，空氣流在越來越窄的通道內的流速越來越快，當流經擴張式噴咀風洞8的小口徑(每個小口徑處的氣流通道的截面積為2平方米，共6個)時，產生“狹管效應”其流速是風塔1或12內部熱空氣上升速度的67倍，為670米/秒，從而在1秒長的時間內使重量為8038公斤/秒，流量為8038米3/秒的冷空氣高速通過小口徑端處并噴入進氣管15內，當高速空氣流斜向進入圓筒狀風塔內時自然高速旋轉形成龍卷風，產生極其強大的卷吸引力，可使每個擴張噴咀式風洞8和斜向進氣管15內快速流動的冷空氣流更進一步的加速，使位于進氣管15中的渦輪機7高速旋轉，可驅動6臺30萬千瓦的渦輪發電機組運行發電。
如圖4所示，本實施例的人造龍卷風空氣發電系統還可以包括在斜向進氣管15分叉增加一個或多個斜向進氣管15和擴張噴咀式風洞8、安全管10、過濾器11、渦輪機7同軸相連的發電機13。增加發電量的目的是在風塔1或12結構不變的情況下，僅增加風塔1或12內相應的熱量和增加一個或多個斜向進氣管15和擴張噴咀式風洞部分投資，從而節省大量投資降低發電成本。
本發明的人造龍卷風空氣發電系統還可以包括設置在一個或多個進氣管15靠近風塔1或12側的一個或多個噴水孔5以及位于風塔1或12之外的高壓噴水槍(未示出)，當利用噴射機將大量火焰、熱水或熱氣向風塔1或12內的空間下部噴射，使風塔1或12內的空氣被加熱而上升，引起風塔1或12外的冷空氣通過進氣管15高速進入風塔1或12內部時，利用高壓噴水槍將水經過噴水孔5成集束狀高速噴向進氣管15內，噴入進氣管15內的高壓水柱與經進氣管15高速通過的空氣流發生極強烈的摩擦，從而釋放出強大的能量，使水分子中的氫原子和氧原子分離而產生氫氣和氧氣，并產生大量的電荷，在電荷的作用下，氫氣和氧氣的混合氣體迅速燃燒，燃燒產生的大量熱量隨同高速流動的空氣流被送到風塔1或12內部，從而增大了送入風塔1或12內部的熱量，當風塔1或12內外的溫差達到12℃并穩定運行一段時間后，可部分或全部停止向風塔1或12內部噴射火焰、熱氣或熱水。在高壓噴水槍的噴水速度和噴水量適當的情況下，即使全部停止向風塔1或12內部噴射火焰、熱氣或熱水，也能維持加熱風塔1或12內部空氣所需的熱量，從而維持進氣管15內的氣流速度在一定水平上。通過調節高壓噴水槍的噴水量和噴水速度可以調節進氣管15內的氣流速度進而達到調節發電量的目的。
下面對本發明的第二實施例進行介紹。為簡單起見，僅對第二實施例中與第一實施例不同的部分進行介紹，與第一實施例相同的部分不再贅述。
圖5示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第二優選實施例的縱向剖面圖。圖6、圖7示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第二實施的附視圖。從圖5、圖6和圖7可以看出，本發明第二實施例的人造龍卷風空氣發電系統與第一實施例不同之處僅在于，在斜向進氣管15遠離風塔1或12的前端設置有渦輪機7和同軸相連的發電機13，與進氣管15相連通的擴張式噴咀風洞8一個或多個設置在一個或多個進氣管15內。如此結構的目的是通過擴張噴咀式風洞8的氣流斜向高速流入進氣管15，使其形成龍卷風，推動渦輪機7旋轉帶動發電機13進行發電。
下面對本發明的第三實施例進行介紹。為簡單起見，僅對第三實施例中與第一、第二實施例不同的部分進行介紹，與第一，第二實施例相同的部分不再贅述。
圖8示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第三優選實施例的縱向剖面圖。圖9、圖10示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統的第三實施例的附視圖。從圖8、圖9、圖10可以看出，本發明第三實施例的人造龍卷風空氣發電系統與第一、第二、實施例不同之處僅在于，在斜向進氣管15遠離風塔1或12的前端上方設置有渦輪機7和同軸相連的發電機13，在進氣管15的上方設置有縲旋狀漏斗管道19和空氣過濾器11，在縲旋狀漏斗管道19下方，進氣管15的側面外設置有1個或多個密封式圓形狀空氣管道16，空氣管道16的上端設有一個弧形狀風洞管道17，下端設有一個弧形狀風洞管道18，風洞管道18與進氣管15地面部分的下端連通，其連通處的進氣口為順時針方向或逆時針方向，風洞管道17則與進氣管15地面部分的上端連通，其連通處的出氣口則與進氣管15下端與風洞管道18連通處的進氣口方向相反，為逆時針方向或順時針方向。
縲旋狀漏斗管道19的上端內徑為20米，壁厚0.5米，下端內徑6米，高4米，縲旋狀漏斗管道19內的縲旋槽上端深0.3米，寬為0.5米，下端深0.5～1米，寬為0.5米，壁厚2米。空氣過濾器11的直徑為20米，進氣管15地面部分的直徑為6米，壁厚1～2米。密封式空氣管道16的內徑為4～6米，壁厚1米，高6～8米，風洞管道17和18的內徑為1米，壁厚0.5～0.7米，空氣管道16與進氣管15地面部分相連并與上方的縲旋狀漏斗管道19相連。如此結構的目的是通過過濾器11的氣流向下流進縲旋狀漏斗管道19時，在其縲旋槽的作用下，下沉的氣流旋轉而下至縲旋槽下端時越來越快形成龍卷風，在龍卷風的作用下，使進氣管15地面部分內以下的氣流也高速旋轉，在離心力的作用下，一部分氣流順著弧形狀風洞管道18的順時針方向進氣口高速流入空氣管道16內高速旋轉，在其離心力的作用下，從空氣管道16上端的弧形狀風洞管道17的出氣口流出，高速沖擊設置在進氣管15上端的渦輪機7旋轉從而帶動同軸相連的發電機13發電，作功后的氣流則隨同其它氣流下沉，一部分流入風塔1或12內，一部分氣流在上方龍卷風的作用下又從進氣管15的下端流入側面的空氣管道16內后，又從空氣管道16的上端流出流入進氣管15內高速沖擊渦輪機7旋轉帶動發電機13發電，如此循環不止，至始至終總有一部分氣流在進氣管15地面部分的上下端重疊并不斷的高速流動。
下面對本發明的第四實施例進行介紹。為簡單起見，僅對第四實施例中與第一、第二、第三實施例不同的部分進行介紹，與第一、第二、第三實施例相同的部分不再贅述。
圖1示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統第四優選實施例的縱向剖面圖。圖11示出了本發明的人造龍卷風空氣發電系統第四優選實施例的俯視圖。從圖1、圖11可以看出，本發明第四實施例的人造龍卷風空氣發電系統與第一、第二、第三實施例的不同之處僅在于，在風塔1或12內部或內部空間的底部設置有電阻絲24，電阻絲24的兩端可以經過開關與市電相連，用來利用通電后的電阻絲放出的熱量加熱風塔內部的空氣。因此，不再需要第一、第二、第三實施例中所采用的噴熱孔、噴射機、噴水孔和高壓噴水槍。電阻絲24可以布置為縲旋盤簧狀和網狀，只要通電后其放出的熱量足以將風塔內部的空氣加熱至所需溫度即可。
以上以實例的方式對本發明的人造龍卷風空氣發電系統進行了介紹，但本發明并不限于實施例中所介紹的方式，例如本發明的人造龍卷風空氣發電系統的風塔的高度和直徑并不局限于上述數據，風塔的高度可根據實際需要設計為600米、800米、1000米、1200米或其以上等，也可設計為500米、300米、100米或其以下等，只要對其直徑和厚度以及進氣管的設計進行相應的改變即可，不過風塔越高大，塔內外的氣壓差就越大，節能的效果就越佳。則是個節能裝置。風塔如果越矮小，塔內外的氣壓差就越小，就越耗能，則是一個耗能裝置。
風塔內外氣流的溫差也不局限于12℃，該值可根據所需發電量的大小及熱源情況進行設定，不過溫差值越大，進氣管內氣流的速度越快，則渦輪發電機發出的電量越多，反之，渦輪發電機發出的電量越少。
實施例第一、第二、第三、第四所述的進氣管內和風塔中的氣流通道也可以采用圖12、圖13的形式。如在擴張式噴咀8和風塔1或12中都可使用縲旋槽形20、葉片縲旋形21和風洞縲旋形22等其它形狀，旋轉的方向可以是逆時針方向，可以是順時針方向，可以是風塔內，還可以是冷風通道內，只要其作用在于旋轉和控制通過其中的氣流速度的方案均落入本發明的保護范圍之內。
根據本發明的人造龍卷風空氣發電系統所采用的噴射機和噴熱孔的數量也可以是一個或多個，噴熱孔可以是在風塔內也可以是風洞內，在此種情況下，可將噴射機噴出的熱量通過從噴射機通向各個噴熱孔的噴熱管噴入風塔內。噴水孔和高壓噴水槍的數量可以是一個或多個，噴水孔位置可以是風塔內，也可以是風洞內，只要其作用在于控制通過其中的氣流速度的方案均落入本發明的保護范圍之內。
本發明人造龍卷風空氣發電系統中所述之方案可以相互轉換設置使用，只要涉及到本發明中所述之方案，均落入本發明的保護范圍之內。
由于本發明的人造龍卷風空氣發電系統充分利用了“杠桿”原理。風塔越高大(動力臂越長)塔內外的氣壓差越大，就越省燃料，風塔越矮小(動力臂越短)塔內外的氣壓差越小，就越耗燃料。以及在斜向進氣管的設計上采用了擴張噴咀的加壓增速。再加上吸塵器原理的龍卷風增速。高效地利用了高低溫熱能，其風力強大穩定并可控制，適宜于各種容量的發電系統。此外，本發明的人造龍卷風空氣發電系統與現有技術相比無污染、利用空氣發電不會枯竭，任何時候都能正常發電，凡是有空氣的地方都可選址建站發電，投資少、周期短、占地面積少、尤其是利用空氣與水高速摩擦產生電流分解水為氫氧氣體，在電荷的作用下安全直接燃燒加熱空氣進行發電，從而使發電成本大大降低，與現有技術相比在裝機容量相同的情況下，可大大減小發電站的規模，使其適用的地域范圍更為廣泛。
權利要求
1.一種人造龍卷風空氣發電系統，包括風塔(1)或(12)其為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機(7)；位于所述風塔(1)或(12)，外部并與所述渦輪機(7)同軸相連的發電機(13)；在所述風塔(1)或(12)下部或進氣管(15)沿周向設有一個或多個噴熱孔(4)；在風塔(1)或(12)或進氣管(15)外面設置一個或多個與所述噴熱孔(4)相對應的噴射機(未示出)，用于通過所述噴熱孔(4)向所述風塔(1)或(12)或斜向進氣管(15)內部噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔(1)或(12)下部設有一個或多個與所述噴熱孔(4)隔開布置的斜向進氣口(3)；從所述的每個斜向進氣口(3)向塔外斜向伸出一個進氣管(15)，用于使空氣流高速通過斜向進氣管(15)從相連的斜向進氣口(3)處斜向進入所述的風塔(1)或(12)內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個斜向進氣管(15)包括一個或多個擴張式噴咀風洞(8)和一個或多個安全管(10)，所述渦輪機(7)一個或多個置于所述的一個或多個進氣管(15)內，在所述的風塔(1)或(12)側或進氣管(15)沿周向設有一個或多個噴水孔(5)以及風塔(1)或(12)之外的高壓噴水槍。
2.一種人造龍卷風空氣發電系統，包括風塔(1)或(12)，其為中空柱形，用于形成低壓空間；渦輪機(7)；位于所述風塔(1)或(12)外部并與所述渦輪機(7)同軸相連的發電機(13)；在所述風塔(1)或(12)下部沿周向設有一個或多個噴熱孔(4)；在風塔(1)或(12)外面設置一個或多個與所述噴熱孔(4)相對應的噴射機(未示出)，用于通過所述噴熱孔(4)向所述風塔(1)或(12)或進氣管(15)內部噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔(1)或(12)下部設有一個或多個與所述噴熱孔(4)隔開布置的斜向進氣口(3)；從所述的每個斜向進氣口(3)向塔外斜向伸出一個進氣管(15)，用于使空氣流高速通過斜向進氣管(15)從相連的斜向進氣口(3)處斜向進入所述的風塔(1)或(12)內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個進氣管(15)包括一個或多個擴張式噴咀風洞(8)，所述渦輪機(7)一個或多個置于所述的一個或多個進氣管(15)內，在所述的風塔(1)或(12)側進氣管(15)內設有一個或多個噴水孔(5)以及風塔(1)或(12)之外的高壓噴水槍。
3.一種人造龍卷風空氣發電系統，包括風塔(1)或(12)為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機(7)；位于所述風塔(1)或(12)外部并與所述渦輪機(7)同軸相連的發電機(13)；在所述風塔(1)或(12)下部或進氣管(15)沿周向設有一個或多個噴熱孔(4)；在風塔(1)或(12)外面設置一個或多個與所述噴熱孔(4)相對應的噴射機(未示出)，用于通過所述噴熱孔(4)向所述風塔(1)或(12)或進氣管(15)內噴射火焰、熱氣或熱水；在所述風塔(1)或(12)下部設有一個或多個與所述噴熱孔(4)隔開布置的斜向進氣口(3)；從所述的每個斜向進氣口(3)向塔外斜向伸出一個進氣管(15)，用于使空氣流高速通過斜向進氣管(15)從相連的斜向進氣口(3)處斜向進入所述的風塔(1)或(12)內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個進氣管(15)包括一個縲旋狀漏斗進氣管(19)，所述渦輪機(7)一個或多個設置于所述的一個或多個進氣管(15)內，在所述的風塔(1)或(12)側設有一個或多個噴水孔(5)以及風塔(1)或(12)之外的高壓噴水輪。
4.一種人造龍卷風空氣發電系統，包括風塔(1)或(12)，其為中空的柱形，用于形成低壓空間；渦輪機(7)；位于所述風塔(1)或(12)外部并與所述渦輪機(7)同軸相連的發電機(13)；在所述風塔(1)或(12)內部或內部空間的底部設置有電阻絲(24)，所述電阻絲(24)的兩端與市電相連，以利用所述電阻絲(24)放出的熱量加熱風塔(1)或(12)內部的空氣，在所述風塔(1)或(12)下部設有一個或多個斜向進氣口(3)；從每個所述斜向進氣口(3)向塔外斜向伸出一個進氣管(15)，用于使空氣流高速通過斜向進氣管(15)從相連的斜向進氣口(3)處斜向進入所述的風塔(1)或(12)內部自然快速旋轉形成龍卷風，所述的每個斜向進氣管(15)包括一個或多個擴張式噴咀風洞(8)，所述渦輪機(7)一個或多個置于所述的進氣管(15)內。
全文摘要
一種人造龍卷風——空氣發電系統，包括中空的柱形風塔、渦輪機、發電機、在風塔下部沿周向布置多個噴熱孔、噴水孔和高壓噴水槍；在風塔下部設有與噴熱孔隔開布置的多個斜向進氣口，每個斜向進氣口向塔外斜向伸出一個進氣管(用于使空氣流高速進入風塔自然快速旋轉形成龍卷風)，渦輪機多個置于斜向進氣管中，可高效利用各種熱能，還可利用空氣與水高速摩擦產生電流分解水為氫氧氣體安全燃燒加熱空氣進行大規模發電，使發電成本大大降低。
文檔編號F03G7/00GK1540161SQ02158229
公開日2004年10月27日 申請日期2002年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者陳玉澤, 陳玉德 申請人:陳玉澤, 陳玉德