CN101539363B - 用于从大气中去除有害气体的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于从大气中去除有害气体的设备，该设备包括一个在地球大气的可预给定的区域中自主运行的平台，该平台的壳体以轻型结构方式设计并且装备有用于周围大气的入口以及用于处理的产物的出口。在壳体内部设置有用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元。在此，用于驱动闭环低温循环系统的各个单元的能量由太阳能电池产生。

Description

用于从大气中去除有害气体的设备
技术领域
本发明涉及一种用于从大气中去除有害气体的设备，其形式为按照飞船类型的轻型结构方式的在地球大气中自主运行的平台，该设备设有一些入口和一些出口，所述设备具有用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元并且在所述设备上设有用于产生能量的太阳能电池或热电式发电机。
背景技术
全球变暖通常被看作为有害气体、特别是温室气体在大气中的浓度增高的结果。与天然的、自身调节的温室效应相比，人为的温室效应对于大气以及可能归因于该温室效应的、全世界平均温度的上升具有严重后果，人为的温室效应的结果是大气中温室气体的浓度在过去一百年中提高了多于150％。但是排放的减少是难以实现的并且遇到多方面的阻力，因为它必须涉及惯常的生活风格和工作风格的重大改变。
因此在US 5147429A中建议了一种开头所述类型的设备，其中，用于从大气去除有害物质的适当装置设置在易操纵的飞船形式的自主运行的平台上。所述飞船在该公知的设备中配备有传统的螺旋桨，所述螺旋桨设置在驱动装置吊舱上。多个这种平台通过大气自由地悬浮，它们能够持久地清洁大气，其方式是，它们从大气中提取显著份额的有害气体。
发明内容
从所述公知的装置出发，本发明的任务是，这样地构造一种此类的设备，使得其配备有能量产生系统，所述能量产生系统在运行时本身不会导致任何有害气体排放。
所述任务通过本发明提出的一种用于从大气中去除有害气体的设备解决，该设备的形式为按照飞船类型的轻型结构方式的在地球大气中自主运行的平台，所述设备设有一些入口和一些出口，所述设备具有用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元并且在所述设备上设有用于产生能量的太阳能电池或热电式发电机，其中：所述太阳能电池（2）或所述热电式发电机与闭环低温循环系统组合，所述闭环低温循环系统还连接到所述用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元。
本发明的目的通过一种在地球大气的可预给定的区域中自主运行的平台实现，该平台的壳体以轻型结构方式设计并且设有一些入口和出口，并且在该壳体中设置有用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元。在本发明的有利的进一步方案中，在平台的壳体上设置用于产生能量的太阳能电池，该能量用于驱动所述单元，这些单元另外以有利的方式与一个闭环低温循环系统连接。大量这样的平台（所述平台自由地通过大气悬浮）能够持续地净化大气，其方式是，它们从大气中提取显著份额的有害气体。
因此，本发明的每个平台配备一个能量产生系统，所述能量产生系统的形式为太阳能电池和闭合低温循环系统的组合，该能量产生系统在其工作中本身根本不产生有害物质排放。由该低温系统产生的能量不仅用于从大气中提取有害气体，而且该能量也以较小的份额用于驱动基于等离子体波推进或离子推进技术的碰撞避免系统，用于如下情况，即本发明的设备与具有许多航空运输的高度相交。
在本发明的设备中没有设置自己的推进系统，例如螺旋桨形式的推进系统。因为本发明的设备适合于在不同的温度范围中工作，所以可以分开地提取和储存不同的有害气体组分并且这样储存的气体可以接着被处理、再循环，然后又排出。
本发明的设备的高性能例如通过如下事实得到，即一个氯原子已经能够破坏大约一百万个臭氧分子。既使借助本发明的单个设备也能够从大气中提取少量氯原子，所以通过这种方式被保护的臭氧分子的数量已经约为几百万个分子。由此例如通过借助本发明的设备有目的地提取氯原子可以长期地实现对臭氧层的稳定效应，其中，这仅仅是其一个特定的场景，特别是当大量使用本发明的设备时，上述情况可以借助本发明的设备来实现。
在此，本发明设备的构思基于本身已知的并且成熟的技术的组合，由此也能大批量地进行生产。因此在本发明的设备中提出的轻型结构技术主要例如由齐柏林飞艇、飞船、气球等公知，借助它们可以达到几米直至30至40千米的使用高度。
另外在本发明的设备中提出的太阳能技术至今主要用来推进航空器，它们通常明显重于例如飞船、齐柏林飞艇和航天器。此外，在由US 5912396A公开的自主设备中设置了太阳能技术与极轻航空器的组合，借助于该设备可将大量带电粒子输出到包围航空器的大气中，目的是清洁所述大气。
在本发明中采用的气体提取技术在地面上主要在工业部门中使用，例如用于液化空气。与此相关的其它附件用于不同的过滤系统，以便从气体混合物中提取确定的气体组分。
在本发明的设备的有利的进一步方案中另外可选择地设置的热电式发电机利用专门的半导体材料，以便将热能直接转化成电能，其中，该技术与太阳能电池相比具有几乎双倍高的能效。
附图说明
下面要借助于附图中所示的实施例详细解释本发明。其中：
图1是用于从大气中去除有害气体的平台的立体视图；
图2是按照图1的装置的俯视图；
图3是按照图1的装置的主视图；
图4是按照图1的装置的侧视图；
图5是按照图4的装置的沿着V-V线的水平剖视图；
图6是热电式发电机的立体原理图。
具体实施方式
图1至4的视图示出用于从大气中去除有害气体的平台的不同视图。该平台的电池或壳体1以极轻型的结构方式构成，也就是说采用了金属的轻型结构材料、例如镁，并且具有尽可能小的壁厚。平台的壳体1的表面具有多个太阳能电池2。另外，壳体1具有不同的入口3以及用于借助于平台产生的气态产物的出口4，壳体通过所述入口与周围的大气连接。
图5以很大程度上示意的视图示例地示出平台的技术结构，该平台包括压缩单元5、用于从待被净化的气体混合物中分离出液相的分离或气体提取单元6、用于不同的液化气体的储存容器7、用于分解气体分子和基团的辐射单元8以及连接在出口4之前的臭氧发生器9。在此，用于驱动各个单元5至9的能量由太阳能电池2或者取而代之由一个热电式发电机结合一个图中未示出的闭环低温循环系统产生。这种热电式发电机的原理最后在图6中示意地示出。在此，在层状设置的半导体材料10中，入射的、经聚焦的太阳射线11转化成热能12，其中，剩余的热能13从热电式发电机逸出。
如果在平台工作期间从大气中提取了和储存了气体，那么平台的重量增加并且该平台朝地表的方向下降。一旦平台达到预给定的高度，那么一些液化的和储存的气体组分、例如水可被释放并且然后主要作为雨到达地面。其它组分在相应的地面站处被回收处理。在储罐排空之后，平台又具有较小的重量并且重新升高到其所设置的工作高度，该平台在那里继续从大气中提取气体。
平台的起动和着陆按照与齐柏林飞艇相同的原理进行。为此，在该设备的内部有浮升气体，该浮升气体提供所需的上升力。在此，通过图中未示出的气囊、即可充气的气袋，可以产生浮升气体的体积改变并且从而产生平台的上升或下降。

Claims (3)

1.一种用于从大气中去除有害气体的设备，其形式为按照飞船类型的轻型结构方式的在地球大气中自主运行的平台，所述设备设有一些入口和一些出口，所述设备具有用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元并且在所述设备上设有用于产生能量的太阳能电池或热电式发电机，其中：所述太阳能电池（2）或所述热电式发电机与闭环低温循环系统组合，所述闭环低温循环系统还连接到所述用于提取和分离气体以及用于储存和处理液态和气态产物的单元。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于：由低温系统产生的能量能够供应给基于等离子体波推进器的碰撞避免系统。
3.按权利要求1所述的设备，其特征在于：由低温系统产生的能量能够供应给基于离子推进技术的碰撞避免系统。
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