一种高空与地面空气的输送与排放装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种将高空冷气输送至地面来降低地表温度，并可将地表受污染空气，如雾霾等气体净化后排入高空的装置，属于一种高低空空气对流装置，同时该装置也可用于发电。
【背景技术】
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[0002]从目前公知的风能利用技术来看，大都着眼于风力发电，如:通过风能转换成机械能，通过机械能再转换成电能，一些超前的构思是通过风筝拖动线绳来带动发电设备，如:欧洲专利申请0420028646.0，意大利专利申请T 0 2003 A 000945公开了通过控制飞行或通过牵引和收回，将千米高空乃至万米高空的风能通过风筝转换成电能的系统，这些系统大都需要通过复杂的机械控制才能获得能量转换，而且建设成本高，维护困难。
[0003]为了克服现有的利用高空风能的风能转换装置结构复杂、成本高及工作效率低的不足，本发明提供一种高效风能利用装置，该装置具有结构简单、成本低、工作效率高及用途广泛的特点。
[0004]本发明是通过风能输送系统将高空冷气能量通过管道直接输送至地面，并且可将地表雾霾等污染空气净化后排入高空或重新输回地面，经检索相关专利，尚未发现与本技术发明有相同的记载。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的和优点将从下文中进行具体描述。
[0006]本发明的目的之一在于提供一种风能利用装置，是将高空冷气能量通过管道直接输送地面，并将调整好比例的新鲜冷气通过地面冷力管道(相对于热力管道)输送至千家万户，淘汰目前即制冷又放热且费电的空调设备，或者利用冷气能量为整个城市降温，减少碳排放。
[0007]本发明的目的之二在于空中取水，通过冷气管道，将万米高空冷气与三至六千米左右富含水汽的空气混合输送至地面，使空气中的水分子遇冷凝结并形成雨、雪，通过管道输送至地面，为干旱、缺水地区如:城市、沙漠、海岛等进行空中取水。
[0008]本发明的目的之三在于利用抽吸管道排放系统，将地表受污染空气如雾霾等抽吸进管道，经净化后排入高空或重新输回地面，洁净城市空气。
[0009]本发明的目的之四在于利用高空风导入地面的气流推动风力发电机发电、为热电厂提供热力交换及为冷库提供冷源等。
[0010]本发明的目的之五在于利用高空导入地面的冷气进行人工造雪，为温带、亚热带及热带地区提供人工滑雪场，为广大滑雪爱好者供娱乐设施。
[0011]本发明的目的之六在于利用该风筝的升力作用将信号系统及探测系统悬挂于高空中，通过网格化布局形成高空信号传递网络及探测监控网络，为空中导航、信息传递、反恐打击犯罪及抗震救灾等提供信息支持。【附图说明】:
[0012]参照附图通过一些作为非限定性例子提供的优选实施例更好地描述本发明，其中:
[0013]图1-1为本发明冷气输送与雾霾抽吸装置示意图。
[0014]图1-2为本发明冷气输送装置原理示意图。
[0015]图1-3为本发明风筝、缩放喷管及输气管道组合串接示意图。
[0016]图2-1、2-2为缩放喷管吸排污染空气示意、原理图。
[0017]图2-3、2_4为缩放喷管组件与吸排气管道组合示意图。
[0018]图2-5为风筝、缩放喷管组件与输气管道组合串接示意图。
[0019]图3为输气管道与风筝串接组合示意图。
[0020]图4为吸排气管道静电除尘与控制器装置组合示意图。
【具体实施方式】
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[0021]见图1-1，本发明由风筝组件(1)、缩放喷管组件(2)、输气管道组件(3)、避雷装置
(4)、信号传输装置组件(5)及控制器组件(6)六大部分组成。
[0022]参照图1-1，风筝(1)下方悬挂有缩放喷管组件(2)，利用万米高空100-350公里时速的气流，吹入该缩放喷管，即可将冷气通过输气管道组件(3-1)输送至地面；也可利用吹入该缩放喷管的气流形成的负压将地表受污染空气抽吸、净化后，通过输气管道组件(3-2)吸入高空，从而实现人工空气对流，为便于识别，输气管道组件(3-2)也称为吸排气管道；避雷装置(4)可将高空产生的雷电通过风筝导线(7)导入地面，防止火灾发生；信号传输装置组件(5)包括信号灯、雷达传感器等无线及有线信号接收、发射装置，可将各种电信号，光信号及波信号进行收集和发射，形成空中与地面的信息交换，为导航、监控及信息传递提供技术支持；控制器(6)主要由风筝管道绞盘、风门、静电发生器、散冷器、雨水收集器、信息处理器等组成，可对风筝飞行姿态、风量大小、信号收集与发射进行控制等。
[0023]下面根据各组件的功能分别进行详细描述:
[0024]风筝组件(1)为产生升力的组件，主要功用是将缩放喷管及输气管道升至高空并悬停，采用升力大的牵引风筝或大型动力滑翔伞为主，目的是获得大的提升牵引力。
[0025]缩放喷管组件功能有两个，一个是收集高空冷气，另一个是抽吸气体，缩放喷管可以是文丘里管和拉瓦尔管，或者是二者组合而成，也可以是射流真空栗，以下根据示图进行分别描述:
[0026]图1-2是该缩放喷管的冷气输送示意图，图中出示了输气管道(3-1)直接接在了缩放喷管(文丘里管)(2)中的拉瓦尔管(8)的喷嘴上，等于关闭了缩放喷管的其他功能，该接法可等同于接在了喇叭嘴、渐缩管、锥形管等，如:机场风向标风向袋、风筝的锥型尾漂管等，此接法是将高空冷气直接收集并导入地面，只利用了缩放喷管中的拉瓦尔管(8)，目的是为了收集更多的冷气；另一种接法是将输气管道接在缩放喷管(2)的出口上，风门
(12)开时，缩放喷管工作，高速冷气进入缩放喷管，使缩放喷管内形成负压，高空冷气从风门(12)处被吸入，此时吸入的便是高空冷气，如果将吸排气管道(3-2)接入风门(12)处，吸入的便是地面污染空气，因此，目的不同，接法不同；阀门(12)可以是个三通阀门，接通吸排气管道时，抽吸污染空气，关闭吸排气管道时，抽吸高空冷气；风门安装于缩放喷管(2)与吸排气管道(3-2)的接合部(12)，由内置的拉力线控制风门的开闭；风门(12)也可安装于控制器出)内，主要目的是便于维修，但只能限于对吸排气管道的开闭。
[0027]缩放喷管与输气管道可组合使用，也可分别使用，专用于输送冷气时，可去掉吸排气管道(3-2)，形成输气管道系统；专用于吸除污染空气时，可接入吸排气管道(3-2)，构成抽吸管道排放系统，此时污染空气被吸入高空，被零下50度冷气混合、冷却、凝结，以雨、雪方式输回地面，经沉淀后用做中水，或为干枯河道蓄水。
[0028]在大气中，不同高度的空气成份各不相同，如9000米以上高空空气干燥，负离子含量高，而2000-6000米左右高空中水汽含量高，2000米以下多为受污染空气，因此，当需要为城市降温时，可选择性收集6000-1万米高度左右的空气；当需要采集雨水时，可收集2000-1万米高度富含水汽的空气；3000米以上水汽由于纯度高可以作为直饮水进行收集。
[0029]为了收集不同高度的空气，采用叠加办法，在不同高度安装缩放喷管与输气管道组件连接，图(1-3)便是一种风筝(1)与缩放喷管组件(2)叠加组合示意图，该种组合可以收集各种高度的空气。
[0030]当需要消除雾霾等被污染空气时，采用吸排气接法，图(2-1)为吸排气接法示意图，是利用缩放喷管(2)的抽吸功能将地表受污染空气抽吸进缩放喷管，然后排放到空中，图(2-2)为它的原理图，高速空气沿箭头方向进入缩放喷管，根据伯努利原理，使缩放喷管
(2)内形成负压，受污染空气在大气压力下经输气管道(3-2)进入缩放喷管并被排放到高空。
[0031]输气管道是整个系统的气体输送装置，由风筝面料制成，可附加隔热夹层以防止冷能损失，吸排气管道可衬有园型或螺旋支架以防止管道被挤扁，在管道内壁或外壁可加衬拉力线和控制线，管道易结冰部位可设有电加热丝；输气管道可与风筝、缩放喷管进行组合串接。
[0032]输气管道组件可以有多种悬吊方式，通常是以风筝串接的接力方式把长达数千米的管道悬吊在空中，这种悬吊方式比较简单，在此不再叙述；为了优化管道悬吊方式及缩放喷管结构，本发明提供了一种将吸排气管道(3-2)与缩放喷管(2)进行组合的结构，图(2-3)为该组合的俯视图，吸排气管道(3-2)从矩形缩放喷管(2)中心穿过，在该缩放喷管中，利用风筝布料与碳纤维支架组成的流线型布局，与吸排气管道(3-2)巧妙的结合，在管道两侧加装了流线形导流板(13)后，使其与两侧挡板形成在了吸排气管道(3-2)两侧的缩放喷管结构，吸排气管道(3-2)两侧的喉部稍后位置设含有侧开口(9)，根据伯努利原理，高空高速气流沿箭头方向进入缩放喷管(2)，经过缩放喷管的缩放过程后从喷口中喷出，该缩放过程形成负压，由于吸排气管道(3-2)两侧有侧开口(9)，因此管道内的空气沿侧开口
(9)方向排出，从而使吸排气管道(3-2)内形成负压，污染空气被吸入管道，图(2-4)为该结构的三维示意图；输气管道与缩放喷管的有机结合，不但简化了结构，而且管道本身也起到了风筝的拉力线作用。
[0033]为了增加抽吸能力，可将缩放喷管与风筝组件进行叠加串接，图(2-5)出示了该串接法的示意图，是将风筝组件(1)，缩放喷管组件(2)及输气管道组件(3-2)串接组合，这种串接法简化了结构，增大了抽吸能力，因此:在一定程度上可以说，只要增加缩放喷管叠加个数，就可增大空气的抽吸能力，使吸排气管道内的空气流速达到10-20米/秒或更多，以单个空中大气某一点的简单计算，便可以算出高度在2000米或横向距离2000米的雾霾在2-4分钟内被吸入管道内净化，当周围空气被抽吸到一定程度，高空冷气便会下沉，雾霾被清除，并可导致局部降温。
[0034]图(2-5)中的缩放喷管组