CN102706063B - 高空冷气采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体传输管道，目的是采集高空冷气能。本发明公开的高空冷气采集方法由环形气囊(1)、轻质气体(2)、人造纤维膜(3)、上、下接环(4)、(5)和回收索(8)组成单元浮空管道(7)。将多个规格相同的单元浮空管道(7)、(207)、(307)……叠加连接有一定高度的浮空高空冷气采集管与基座(15)连接固定。基座设置的多个输出孔(13)向外驱动输出气体，将五百米至五千米或更高的高空冷气能传输到地面应用。本发明用于冷藏、空调、海水淡化、温差发电等领域。制造成本低、应用范围广。由于是直接将高空冷气能这种可再生能源采集到地面应用，有益于缓解温室效应，有显著的经济效益和环境效益。

Description

高空冷气采集方法

技术领域

本发明涉及普通管道设置的方法，尤其涉及气体传输管道。

背景技术

地球表面吸收太阳辐射能量多，在地球大气的对流层中，使地表的温度高于其他高度的温度。形成了每上升100米高度，温度下降0.6℃的自然规律。客观存在着上层大气温度低于地表大气温度的特性。由于大气的可轻便流动性，将高空大气朝地面流动，可将高空大气的可再生能源带到地面应用成为人类不断追求的目标。如设计一种高度为1000米至6000米的垂直输送管道，可得到6℃-36℃温差的冷能源。这种可再生冷能可广泛用于冷藏、海水淡化、温差发电等领域。其优点是能在地球上包括南北极任一地方采集高空冷气能源，有广泛的应用前景。要达到上述的目的，用一般的建筑物支撑金属或非金属结构的管类垂直引取高空大气冷能源，超过500米的高度就很困难，而且成本太高。根据资料显示。英国专利【1981】年2月18日公开的，申请号为7926058的“空调工厂和方法”专利说明书介绍，该技术是采用“连接进口以接受空气的输出口构成，这一输出出口与进口的距离必须足够远，以使由于它们的地理位置不同产生的功耗处于不同的气候条件之下”。其原理要用泵来驱动气体的流动，其距离要超过几十千米至几百千米的传输管道来完成冷气能的应用。它的缺点是效率低、成本高、应用范围受地理位置的限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种应用范围广、效率高、成本低的高空冷气采集方法。

本发明是这样实现的：一种高空冷气采集方法，其装置包括由基座、轻质气体库、单元浮空管道库、轻质气体、操作台、冷气输出孔和多个规格相同的浮空器，浮空器由环形气囊、人造纤维膜、上连接环、下连接环、充排气阀和回收索组合而成。

浮空器的气囊为环形，气囊通过充排气阀充填氦气类轻质气体，其张力使气囊成环形。气囊的上浮力浮空拖动设置在沿环形气囊内壁延伸若干米长的人造纤维膜浮空。人造纤维膜与环形气囊的内壁下沿边固定连接，形成上下贯通的浮空管道，此管道作为高空冷气采集管道的一个单元部分。环形气囊的内环壁上端口设置圆形的上连接环，人造纤维膜的下端口设置圆形的下连接环，上、下连接环可紧配合连接，也可以方便拆分；上、下连接环之间设置对称的二根或多根回收索；环形气囊的浮空力由回收索牵引。由上、下连接环的环型定形并支撑，浮空器的上浮力和张力作用维持单元浮空管道的设计形状。通过上、下连接环和回收索叠加连接多个规格相同的单元浮空管道，形成有一定高度的，管道壁隔离周围大气，只有上、下两个端口的浮空冷气采集管道。回收索是牵引浮空冷气采集管道浮空力的构件。叠加连接规格相同的多个单元浮空管道后，由上向下，随着单元浮空管道的增加，底层单元浮空管道回收索的牵引力就增加。设置的多根回收索可以分级增加承载浮空力而保证浮空冷气采集管道的安全。所述的二根或多根回收索的对称设置目的是保证浮空冷气采集管道在放升和回收非自然灾害侵袭时不至于变形。结合附图，上、下连接环之间设置对称的二根或多根回收索(8)，回收索的上端与上连接环连接，下端与下连接环连接。环形气囊(1)的浮空力由回收索牵引。上述的环形气囊(1)、氦气类轻质气体(2)、人造纤维膜(3)、上连接环(4)、下连接环(5)、充排气阀(6)和回收索(8)组成单元浮空管道(7)。叠加连接规格相同的第二个单元浮空管道(207)，将第一个单元浮空管道(7)的下连接环(5)紧配合连接第二个单元浮空管道(207)的上连接环(204)，再将第一个单元浮空管道(7)的二根回收索(8)的下端与第二个单元浮空管道(207)二根回收索的上端在管道内侧连接，使第一、第二单元浮空管道的浮力主要由第一、第二单元浮空管道的回收索(8)和(208)牵引。如果第三个单元浮空管道回收索牵引第一、第二、第三单元浮空管道的上浮力已接近满负荷，那么，从第四个单元浮空管道开始增加第四个单元浮空管道回收索的根数，以此办法来分级增加高空冷气采集管道的浮空牵引力。如此类推，增加单元浮空管道叠加个数以达到设计的高度，必须适时增加单元浮空管道的回收索或者强度来保证浮空牵引力由回收索牵引的安全。

由环形气囊、氦气类轻质气体、充排气阀、人造纤维膜、上、下连接环和回收索组成的单元浮空管道。单元浮空管道通过上、下连接环和回收索叠加连接多个规格相同的单元浮空管道高度500-5000米或更高，组成一个浮空的高空冷气采集管道。将此管道的最底层单元浮空管道的下端口通过下连接环与基座连接，通过回收索与基座固定；通过基座的输出孔向外驱动输出气体达到采集高空冷气的目的。其原理是：由输出孔向外驱动输出气体，连通的浮空高空冷气采集管道中压力减小，迫使高空大气从浮空管道的高端端口向管内补充高空大气以平衡浮空高空冷气采集管道中大气的压差，高空大气带着冷气沿着浮空高空冷气采集管道流向地面基座的输出孔。

本发明应用范围广，建造成本低，操作管理方便，所采集到的高空冷气这种可再生能源直接到地面应用，可缓解温室效应，有显著的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为单元浮空管道的结构示意图

图3为本发明的成型示意图

具体实施方式

下文结合附图，具体说明本发明的实施方式。

单元浮空管道的实施方式如图2示。设置的环形气囊(1)为人造纤维类材料制成的密封气囊袋，气囊袋的下面设置充排气阀(6)，通过充排气阀(6)充填氦气类的轻质气体(2)，气囊膨胀形成浮空器环形气囊(1)。环形气囊(1)的内环壁延伸设置人造纤维膜(3)若干米，它与环形气囊(1)的内环壁下沿边口密封固定连接。当浮空器环形气囊(1)浮空时，拖动人造纤维膜(3)垂直浮空，环形气囊(1)的内环壁与人造纤维膜(3)构成长度或者高度等于人造纤维膜(3)的高度加环形气囊(1)内壁高度的，直径等于环形气囊(1)内环直径的浮空管道。在环形气囊(1)的内环壁上端圆形端口设置上连接环(4)，人造纤维膜下端圆形端口设置下连接环(5)，上连接环(4)与下连接环(5)可紧配合连接，也可方便拆分。连接环选择坚硬材质的金属或非金属材料制成可拼装成设计的圆形连接环的部件，组装后坚硬成形。上、下连接环之间设置对称的二根或多根回收索(8)，回收索的上端与上连接环连接，下端与下连接环连接。环形气囊(1)的浮空力由回收索牵引。上述的环形气囊(1)、氦气类轻质气体(2)、人造纤维膜(3)、上连接环(4)、下连接环(5)、充排气阀(6)和回收索(8)组成单元浮空管道(7)。

设置若干个规格相同的单元浮空管道(7)备用。

高空冷气采集管道叠加连接方式如图3示。放升首个单元浮空管道(7)时，先通过充排气阀(6)向环形气囊(1)充填氦气类轻质气体(2)，环形气囊(1)因气体膨胀成环形，由于轻质气体(2)的浮力使环形气囊浮空上升，拖动设置在内环壁下沿连接的人造纤维膜(3)升空，垂直悬挂，其浮力由对称设置在内壁的二根回收索牵引。直径由上、下连接环和回收索支撑，长度由上浮力拖动的人造纤维膜(3)和环形气囊(1)的内环高度构成。人造纤维膜(3)与充了气体的环形气囊(1)内壁固定密封形成一个上下贯通的单元浮空管道(7)。叠加连接规格相同的第二个单元浮空管道(207)，将第一个单元浮空管道(7)的下连接环(5)紧配合连接第二个单元浮空管道(207)的上连接环(204)，再将第一个单元浮空管道(7)的二根回收索(8)的下端与第二个单元浮空管道(207)二根回收索的上端在管道内侧连接，使第一、第二单元浮空管道的浮力主要由第一第二单元浮空管道的回收索(8)和(208)牵引。接着将第二个单元浮空管道(207)的环形气囊(201)由充排气阀(206)充填轻质气体，使第二个单元浮空管道(207)浮空，这样就完成了第一第二单元浮空管道的叠加连接。如此，连接第三个浮空管道(307)的上连接环(304)和第二个单元浮空管道的下连接环(205)；连接第三个单元浮空管道(307)的二根回收索(308)上端和第二个单元浮空管道(207)的回收索(208)的下端；充填轻质气体到第三个单元浮空管道(307)的环形气囊(301)，使第三个单元浮空管道升空。完成了第二、第三单元浮空管道的叠加连接。通过上述三个单元浮空管道的连接，要求三个单元浮空管道的总上浮力由回收索(308)牵引。如果第三个单元浮空管道回收索牵引第一、第二、第三单元浮空管道的上浮力已接近满负荷，那么，从第四个单元浮空管道开始增加第四个单元浮空管道回收索的根数，以此办法来分级增加高空冷气采集管道的浮空牵引力。如此类推，增加单元浮空管道叠加个数以达到设计的高度，必须适时增加单元浮空管道的回收索或者强度来保证浮空牵引力由回收索牵引的安全。

如上述叠加连接若干个规格相同的单元浮空管道以达到设计要求的高度，形成一个贯通的，只有上端端口(10)和下端端口(11)的，周围大气被管壁隔离的高空冷气采集管道。如图1示，高空冷气采集管道的下端口(11)连接基座(15)，二根或多跟回收索(908)固定在基座(15)上，基座(15)设置若干个输出孔(13)，将高空冷气分别输送到应用场地。其原理是：由于输出孔向外驱动气体，在浮空冷气采集管道中产生负压，迫使高空大气从浮空的冷气采集管道的高端端口(10)向管内补充高空大气以平衡管中的压差。这种补充的高空大气带有冷能，流向地面输出孔(13)，达到高空冷气能源采集传输到地面的目的。

考虑到自然灾害的因素，特别是大风的破坏，本发明装置的对称的二根或多跟回收索起到回收浮空管道的功能。如图1示。当破坏性灾害到来之前，将底层浮空管道(907)的二根或多跟对称的回收索(908)向下拉动，收回底层单元浮空管道的人造纤维膜(903)至单元浮空管道库(9)中，环形气囊(901)降至操作台(12)，操作环形气囊(901)中的轻质气体(902)通过充排气阀(906)排向轻质气体库(14)中， 回收环形气囊(901)至单元浮空管道库(9)中，解拆底层单元浮空管道(907)的回收索(908)上端并收回，将单元浮空管道(907)的全部构件收到单元浮空管道库(9)中。用同样的方法再回收上一层叠加的单元浮空管道，由下向上将浮空的高空冷气采集管道的各单元浮空管道依次收到单元浮空管道库(9)内和轻质气体库(14)内。或避灾，或维修，或保养。当灾害解除后，再由上到下依次放升各单元浮空管道，使高空冷气采集管道恢复应用。

另外，本发明的露天性和体积大，高度突出的特点，还可以利用太阳能发电、气候监测、雷达等实施安装，为实用新型自动化智能化管理服务，或者为其他领域服务。所以本发明不局限于上述采集高空冷气的范围，只要是使用本发明特征组合技术均列入本发明应当保护的范围。

Claims (2)

1.一种高空冷气采集方法，包括设置的基座、输出孔、轻质气体库、轻质气体、单元浮空管道库、操作台和多个规格相同的浮空器、充排气阀、人造纤维膜、回收索；高空冷气采集方法通过下连接环与基座连接，通过回收索与基座固定，通过操控台回收和放升多个规格相同的单元浮空管道而达到采集高空冷气的目的；其特征是：浮空器的气囊为环形，通过充排气阀(6)充填轻质气体(2)形成环形气囊(1)，环形气囊(1)的内壁延伸设置人造纤维膜(3)与环形气囊(1)的内壁下沿边固定连接成浮空管道，组成单元浮空管道(7)；环形气囊(1)的内壁上端口设置圆形的上接接环(4)，人造纤维膜(3)的下端口设置圆形的下连接环(5)，上连接环(4)与下连接环(5)相互可紧密配合连接并可方便拆分；上下连接环之间对称设置多根回收索(8)，其上端与上端连接环(4)连接，下端与下连接环(5)连接；通过上、下连接环，回收索叠加连接多个规模相同的单元浮空管道形成有一定高度、只有上端端口(10)和下端端口(11)开口的高空冷气采集管道。

2.根据权利要求1所述的高空冷气采集方法，其特征是：上下叠加连接的多个单元浮空管道，各单元浮空管道的上浮力由连接的回收索所牵引。