TWM631684U

TWM631684U - 一種利用流體的壓力能與動能輸出機械能及水流、氣流的系統

Info

Publication number: TWM631684U
Application number: TW110213577U
Authority: TW
Inventors: 明振廖
Original assignee: 美商羅塞爾集團有限責任公司
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-09-11

Abstract

本創作公開了一種利用流體的壓力能與動能輸出機械能及水流、氣流的技術，其首先需將流體以自然重力或人工加壓的方式，令流體具備壓力能，再將該流體經由導管及噴嘴將強勁高壓噴射氣流或水流導入渦輪機艙室單元以其動能或壓力能驅動內部的渦輪機，該渦輪機兩側分別同軸或非同軸聯結有泵浦(Pump，空氣壓縮泵或液體加壓泵浦等)或發電機，其中該泵浦於該渦輪機被驅動時同步運轉，將吸入之液體或空氣進行加壓或壓縮；該發電機則隨著該渦輪機同步旋轉以輸出電力。同時，該空氣壓縮泵所獲得之高壓氣流，被引導注入該儲存調節容器單元內進行充壓，再由該儲存調節容器單元釋出高壓氣流與完成驅動該渦輪機後所逸出的尾氣流匯集後，重複前述步驟以令該匯集合流之高壓氣流進入該渦輪機艙室單元中；或者，將該壓縮泵所獲得之高壓氣流，與完成驅動該渦輪機後逸出的尾氣流直接匯集合流，經該噴嘴進入該渦輪機艙室單元以續行驅動渦輪機。至於高壓水流則在完成前述與高壓氣流相同流程所做的功之後，匯入集水槽，再被液體加壓泵浦之吸取管吸至加壓泵浦加壓後再度形成高壓噴射水流，經出水導管及噴嘴，重新進入渦輪機艙室單元續行驅動渦輪機，以持續輸出機械能者。

Description

一種利用流體的壓力能與動能輸出機械能及水流、氣流的系統

一種利用流體的壓力能與動能以持續輸出機械能的方法及系統設施，包括有具特定壓強之水體容器單元或壓縮空氣儲存調節容器單元、渦輪機(Turbine)、泵浦(Pump，空氣壓縮泵或液體加壓泵浦等)、閥(Value)、連接管、噴嘴(Nozzle)、機械能傳輸機構及機械能或其它能源轉換設施，例如發電機、風機、幫浦、渦流管(Vortex tube)等，其中亦可全部或局部設置儲電設施、電路、電磁閥、電壓電流調節電路單元、無線通訊電路、各種電子通訊元組件，以及渦流管(Vortex tube)以獲得冷、熱氣流，因應夏、冬季或酷暑極寒天氣環境，以進一步方便利用本創作方法所製作的各種系統設施或系統操作者。

按，在物理學上，流體(Fluid)包羅萬象，其定義略為：「在承受剪應力時會發生連續變形的物體，包括氣體和液體。」本創作所稱之流體，即以前述定義之一般的水及空氣作為論述及實施的基本標的。

自一儲存有特定壓強流體的容器單元或流體加壓泵浦單元，藉由連接管與渦輪機相接，經連接管末端固合之特殊噴嘴向渦輪機施以高壓噴射水流或氣流驅動渦輪機，令渦輪機輸出機械能予泵浦以及其它機械能或能源轉換設施。當泵浦運作時，在空氣方面即通過空氣過濾器，向大氣吸取空氣進行壓縮，再將經壓縮之高壓氣流注入儲氣調節容器單元，以維持該儲氣單元內之壓強，持續供應高壓氣流予渦輪機以驅動渦輪機。

或是，將該具特定壓強之空氣氣流以聯通管路直接供應予高效噴嘴續行驅動渦輪機，如此渦輪機即可持續輸出機械能以供進一步使用者。

在水體方面則由泵浦(液體加壓泵)之吸水管自集水槽吸水，經水體加壓泵加壓後形成高壓噴射水流經噴嘴持續驅動渦輪機，以獲取機械能供進一步使用。

另一方面，在輸出機械能的效應之外，本創作方法所產出之壓縮空氣氣流，亦可以直接以連接管和渦流管(Vortex tube)銜接，令渦流管在朗克-希爾斯(Ranque-Hilsch effect)效應下，分別由渦流管兩端產出熱氣流及冷氣流，以供工業或民生使用。

本創作係為利用流體之動能及壓力能以驅動一組或複數組渦輪機，分別輸出機械能予泵浦或/及其它機械能或/及能源轉換設施，以進一步持續獲取具有特定壓強的水流或氣流，直接或間接供應高壓水流或氣流予渦輪機，得以持續輸出機械能及水流或氣流，供後續進一步使用者。

對於機械能和其它能源以及人造冷、熱源和人造空調環境的獲得，自古以來人類無不絞盡腦汁，上山下海，無所不用其極，尤其在工業革命之後，石化能源的盛行使用，大量被封存於地底、海底的石油、煤炭和其它礦產重見天日，已造成碳循環的嚴重失衡，人類刻正飽受溫室效應的肆虐，極端氣候更可能逐漸摧毀人類的文明，尤其令人扼腕的是，人類目前最所依賴的石化能源，卻是效率十分低下的，以內燃機為例，其效率竟然只有百分之三十；電機效率雖然可以達到百分之八十，但進一步溯源，其產出電力的燃煤火力電廠或是天然氣發電廠的效率，仍然只有百分之四十到百分之六十；核能電廠更是只有百分之三十二，卻要全人類承擔核污染的致命風險。當人類逐漸覺醒，各國政府全力發展再生能源之際，卻又因科技的侷限，致使太陽光電、風能、水力、生質能等等的發展，面對新型態的難題，以及層出不窮的挑戰。

本創作方法如技術領域所述之渦輪機可以以一個或複數個作為一個單元，建構於一艙室內，稱為「渦輪機艙室單元」，利用本創作方法所建構的該系統，可以視實際需要，配置一組或複數組渦輪機艙室單元，每一渦輪機艙室單元內建之渦輪機均可輸出機械能及水流、氣流，該機械能可以藉同軸或非同軸之機構，將機械能傳遞予其它的機械能轉換設施，例如泵浦、發電機，或是其它設施；對泵浦而言，在其獲得機械能驅動後所獲得的高壓水流、氣流，除供給系統本身回復驅動渦輪機之外，更可將一部份高壓氣流直接供給渦流管，令渦流管產出冷氣流及熱氣流。

在機械能需求較大的情況下，可以設計、建構複數組該系統成為大群組或大陣列，藉以形成大量機械能或冷、熱氣源輸出之設施，例如中央供電設施或中央空調系統設施或冷熱水供應設施等。

本創作方法提供一種全新、安全、無污染，除水或空氣外無需任何其它能源參與的運轉機制，可持續獲得機械能及產出冷、熱氣流的方法，係利用經泵浦加壓達特定壓強的水或空氣等流體以及系統運轉時所產生之尾水或尾氣流等尾流體，以連接管路、尾流體回收集流器及特殊噴嘴，令該高壓流體及尾流體二者匯集合流的噴射流體驅動一組或一組以上的渦輪機艙室單元，以獲取多重機械能及具有動能及壓力能之水流或氣流，同時將該所獲之機械能分別驅動與系統同軸或非同軸聯結的泵浦以及其它的機械能轉換設施，以連續不斷產生特定壓強的水流或氣流及尾水流或尾氣流，再以連接管引導該高壓流體及尾氣流或尾水等尾水流回返至噴嘴作用於各渦輪機，持續驅動各渦輪機輸出機械能供給泵浦及其它能源轉換設施，如發電機和風力發電機、葉輪水力發電機及渦流管等，以有效維持系統運轉並同時獲取電能或冷、熱氣流及其它型態之能源者。

利用本創作方法所建造之各種系統設施，可為固定式或移動式，其中固定式系統設施可廣泛設在家庭或社區，包括集合式住宅、大樓、廠房、學校、醫院、商店、農牧場、魚塭等場所，以及路燈、交通號誌燈等，作為供電設施；或是載具，例如電動汽車、機車，搬運車，船舶等，藉以提升載具之續航力。移動式系統設施則可使用於戰地、工寮、露營區、臨時集會活動或工地、救災現場等場所，也可做成獨立電器，如風扇、冷暖氣機、電爐、冰箱、熱水器等。

本創作方法所建造之系統，在啟動之初，在水體方面，可由一具有特定高度之儲水容器提供基本之水體壓強，或是直接以電動水泵加壓機提供特定壓強之噴射水流，稱為「種子壓強流體源」；在空氣方面，則由一儲存有特定壓強及容積氣體的儲氣調節單元，亦稱為「種子壓強流體源」，該種子壓強流體源可為自動充壓或手動充壓，只要令「種子壓強流體源」之氣體或水體達額定壓強即可令系統設施於啟動之初有足夠的高壓噴射水流或氣流驅動渦輪機帶動泵浦順利產生新一波的高壓水流或氣流續行供應系統所需。

在「種子壓強流體源」啟動系統之同時，由於渦輪機被高壓噴射水流或氣流的動能及壓力能驅動係為物理作用，並無化學反應，因此該高壓噴射流體的質量並未改變(蒸發或系統運轉時逸散之水氣或空氣可以忽略不計，只需於系統加設流體補充設施單元即可)，在完成驅動渦輪機後，即形成尾流體(exhaust fluid)逸出渦輪機，該尾流體仍具有一定之動能及壓力能，可以以集流器回收，由連接管銜接回返至該渦輪機艙室單元，以叉接頭與由泵浦作用後之新一波高壓流體匯集合流(merge)，重新進至入口噴嘴(inlet nozzle)續行驅動該渦輪機艙室單元內之渦輪機；在共構有複數組渦輪機艙室單元的系統時，則可以將該尾流體以連接管銜接至下一組渦輪機艙室單元，供作驅動該下一組渦輪機艙室單元內之渦輪機之所用，由此觀之，無論是僅配置單一渦輪機艙室單元的系統，或是由複數組渦輪機艙室單元所組構之系統，在系統啟動後，均可獲至少兩股以上之流體供予驅動渦輪機之所用，即(1)自體泵浦產出之高壓流體，及(2)完成驅動渦輪機後之尾流體。因此本創作方法所建造的系統，已突破傳統以電機提供機械能驅動泵浦的觀念與方式，不需依賴電力，即可以多重高壓噴射流體，供應系統本身持續輸出機械能及水流或氣流。在能源密度需求不大，只有建構單一渦輪機艙室單元的系統，或是需提供較大能源輸出，建構有複數個渦輪機艙室單元的系統，除末端之尾流體出口與大氣相通外，基本上都是封閉式機構。依據本創作方法所建造的系統，無論是固定式或可移動式設施，其末端設計有與大氣相通的出水、氣孔(exhaust outlet)，以免高壓流體無處逸散最終造成膛炸，此出水、氣孔所逸出之該尾流體亦為系統最終的能源轉換機制之一，或可直接利用仍具有一定動能及壓力能之該尾流體，例如，該出水、氣孔所排放之該流體可以直接驅動落地型風力發電機或葉輪水力發電機，或是將該氣流以連接管銜接渦流管分配成多方向性的冷或熱風源，即可成為空調設施或是冷熱水供應設施或是利用以驅動史特林引擎等；或是，將該尾氣流直接以手持管銜接，如此即可成為公園或社區步道的吹落葉風機等等。

無論是固定式系統設施或是移動式系統設施，在當今機械、電磁、電子等科技如此發達的年代，本創作方法所建造的系統設施，均可充分加以結合利用，使依照本創作方法所建造的系統設施操作更安全便利，效率更高，尤其在無線網路如此發達的當下，利用本創作方法所建造的電力系統設施，更可結合無線傳輸科技，在異地、遠端進行監控操作；例如，在公用照明或交通號誌的使用及管控方面，主管權責機構可規劃在使用本創作方法所建造的該路燈或交通號誌燈等設施配置無線射頻通訊機制，即，在特定的該路燈或交通號誌燈等設施系統的管理上，將設置於不同位置點的該各獨立設施射頻訊號，統一以中央監控電腦管控，如此，該各獨立設施運作的情況，中央電腦監控系統隨時均可確切掌握，遇有任一該獨立設施或全線設施運作異常，中央電腦管控系統即可在第一時間作出對策，立即加以排除，使該路燈或交通號誌燈等設施恢復正常運作。

利用本創作方法所建造的住宅的小型中央電力系統或空調系統，以及集合式住宅、社區、工廠等的中央供電系統或空調系統，以及電動汽車、機車等供電系統，均可採如上述的監控方式，以進一步確實掌握設施系統的正常運作。

綜觀上述，本創作方法已突破傳統之電力供應電機輸出機械能驅動泵浦以獲得高壓流體的觀念與作法，已確具新穎性，加上其以極低廉成本、高效率又無污染的流體動能與壓力能取代昂貴又高污染的電力，進步性更是顯而易見；在核心的渦輪機及泵浦方面，主要是流體與機械能轉換的機制，其原理、作用、論述，從牛頓第二定律到流體力學等數百年來之發展已十分成熟，至於各種多樣的渦輪機、泵浦以及渦流管，更是隨處可見，且不泛專業書籍和文獻，惟不見渦輪機與泵浦這對孿生兄弟共構、相互扶持、共存共榮、生生不息、互為表裡互補機制的系統設施產品；準此觀之，本創作方法已足以據之建造各種系統設施，尤其在做為供電及空調系統，應已可達構造簡潔、安全、可控、操作靈便、成本低廉、效益宏大的商業運作價值，實已甚具實用性，應已符合國家專利之要件，爰依法提出新型專利申請，敬請惠予審定核准，裨利儘早投產實施，為日益惡化的地球環境保護，促進無污染的乾淨能源普及，以及2025年非核家園的目標，為世世代代的子孫留下淨好世界，貢獻棉薄之力，是所至盼。

100、100X、100Y、100Z:渦輪機艙室單元

100A、100B、100C1、100C2、100C3:艙室

110a、110b、110c、110Aa、110Ab、110Ac、110Ba、110Bb、110T1、110T2、110T3、110x、110y、110z:渦輪機

120a、120b、120c:軸

130:導流牆

200a、200b、200c:泵浦

200a1、200a2、200a3、200a4、200a5、200a6:壓縮泵

200x1、200x2、200y1、200y2:揚水泵浦

210a1、210a2、210a3、210a4、210a5、210a6:空氣過濾器

220a、220b、220c:壓出口

300:水泵加壓機

301:吸水管

302:出水管

300a、300b、300c、300G1、300G2、300G3、300G4、300z1、300z2、300z3:發電機

310a、310b:皮帶輪

320:電壓電流調節電路單元

330:電力儲存設施

340:負載

350:風扇

351:供電插座

352:控制按鈕

353:指示錶

354:葉片

355:機殼

356:隔音設施

357:電熱單元

400:氣桶

410:手持式唧筒

420:壓力錶

430a、430b、430c:電磁閥

440:自動充氣單元

500、500a1、500a2、500a3、500A、500B:噴嘴

501:上噴孔

502:下噴孔

510、510a、510b、510c、510d、510a1、510a2、510a3、510a4、510a5、510a6、510P1、510P2、510P3:連接管

520a:供水閥

520b:系統電磁閥

540a:尾水流出水回收管

540b、540Bb:出水管

550b:出水孔

560a、560b、560c:尾水流收集器

570:尾水流匯集管

570a、570b、570c:尾水流連接管

600:中央控制電腦單元

610:遠端遙控設施

620:遙控器單元

630:接收器單元

700:落地型風力發電機

710:無葉片型出風機

720:葉輪水力發電機

720A:葉輪機

800:管體

800A:圓柱型容器

810:頸部

810a:開孔

820:擴口

820a:揚升管

830:風扇

830a:過濾網

840:發電機

840a:檢視窗

850、850a:護罩

900:集水井

V3、V4、V5、V6:渦流管

V3a、V4a、V5a、V6a:風量調節器

V3b、V4b、V5b、V6b:調節閥

VH3、VH4、VH5、VH6:熱氣流保溫管

VC3、VC4、VC5、VC6:冷氣流保溫管

圖1為根據本創作方法所建造的發電系統設施的實施例圖；圖2為本創作的渦輪機艙室單元的側視圖；圖3為本創作的渦輪機艙室單元的剖視圖；圖4為本創作的渦輪機艙室單元採取行星式排列的結構變化例圖；圖5為本創作的渦輪機艙室單元採取上下排列的結構變化例圖；圖6為本創作的渦輪機艙室單元設有一獨立渦輪機排列的結構變化例圖；圖7為本創作的發電系統設施採取複數組渦輪機艙室的實施例圖；圖8為本創作所建造之系統設施直接供應高壓氣流予渦流管，產出冷、熱氣流及電力之應用例圖；圖9為本創作所建造之系統設施利用自然重力的水體壓力能所達成之應用例圖；以及圖10為本創作所建造之系統設施利用自然重力的水體壓力能所達成之另一角度的應用例圖。

請參閱圖1，此係為利用本創作方法所建造的發電系統設施，為簡易型，屬於電力需求規模較小的實施例。在此實施例中，有使用者某甲在檢查本實施例系統的各項機組及連續管路無誤後，即以手持式電動水泵加壓機300，將吸水管301置入集水井900，以及將該水泵加壓機300之出水管302插入系統之特殊噴嘴500，然後啟動該水泵加壓機300，該水泵加壓機300之吸水管301隨即自集水井900吸水，並進入該水泵加壓機300加壓後，以強勁噴射水流驅動渦輪機艙室單元100內建之渦輪機，本實施例之渦輪機艙室單元100內建之有二渦輪機，分稱為渦輪機110a及渦輪機110b，在某甲開啟供水閥520a的瞬間，渦輪機艙室單元100內之二個渦輪機110a、110b幾乎是同時被驅動運轉。本實施例之加壓泵浦共配有二個，即泵浦200a及泵浦200b，分別與渦輪機110a及渦輪機110b同軸聯結設於右側，左側另設有發電機300a及發電機300b，以皮帶輪310a、310b軸心聯結，當渦輪機艙室單元100內建之渦輪機110a及渦輪機110b被高壓噴射水流驅動時，由於係同軸聯結，泵浦200a及泵浦200b亦同步運轉，帶動泵浦200a、200b內之葉片、活塞或柱塞(圖未繪出)對自集水井900吸入之水體進行加壓，並將該加壓後的水體分別自壓出口220a及壓出口220b輸至連接管510a及連接管510b，此時，系統電磁閥520b已自動開啟，並向某甲發出訊號，某甲隨即關閉該電動水泵加壓機300，令該加壓後的水體，以高壓噴射的方式經該特殊噴嘴500進入渦輪機艙室單元100，驅動渦輪機110a及渦輪機110b，隨後，經泵浦200a及泵浦200b所加壓後的高壓水流經連接管510a及連接管510b匯集成連接管510c後，與完成驅動渦輪機110a後逸出的尾水流出水回收管540a共同於供水閥520a之前方匯集合流，讓泵浦200a、200b所加壓之高壓水流及回收之尾水流等二股高壓水流，經噴嘴500進入渦輪機艙室單元100，續行驅動渦輪機110a及渦輪機110b。

在系統啟動泵浦200a和泵浦200b所加壓後的高壓水流直接與連接管510c匯集合流後，更可有效地持續驅動渦輪機110a及渦輪機110b，使系統形成一自體循環的機制，與此同時，設置於渦輪機艙室單元100左側的發電機300a及發電機300b，受聯結於渦輪機110a及渦輪機110b軸上的皮帶輪310a、310b之皮帶牽引，亦同步作旋轉運動輸出電力，該所輸出的電力經由穩壓及整流等電壓電流調節電路單元320後，儲存於電力儲存設施330，儲存之電力亦可再經另一電壓電流調節電路單元320轉換為交流電，即可進一步輸出至其它負載340加以使用。

至於在渦輪機110b所逸出之尾水流，則經由出水孔550b，以出水管540b導出，由於該水流仍具相當動能及壓力能，可配置一葉輪水力發電機720驅動之，其所獲之電能亦可儲存於電力儲存設施。

請參閱圖2及圖3，此二實施例為側視圖及剖視圖，係為渦輪機艙室單元100的渦輪機配置實施例之一的說明，其中之渦輪機為無葉片渦輪機 (Bladeless Turbine)，由複數只渦輪片依適當間距疊製而成。本二實施例共配置有該三個渦輪機110a、110b、110c，依序呈一直線形，其上緣圓周面對該高壓水流通過時作適當之排列。藉由該三個渦輪機110a、110b、110c分別組成之複數只渦輪片間均勻的間隙，使高壓水流得以逐一高速穿越而過，暢行無阻；該三個渦輪機110a、110b、110c左右兩側分別配置有泵浦200a、200b、200c及發電機300a、300b、300c，以軸120a、120b、120c連結，令高壓水流通過特殊強力噴嘴500，高壓水流的動能及壓力能作用於渦輪機110a，由於該三個渦輪機110a、110b、110c之各渦輪片間隙均勻，渦輪機110b及渦輪機110c依序幾乎在瞬間與渦輪機110a同時被驅動，此時該三個渦輪機110a、110b、110c分別做出快速的圓周運動，帶動自身的軸120a、軸120b，與軸120c輸出機械能，供給配置於各軸120a、120b、120c左右兩側的機械能轉換設施，加壓泵浦200a、200b、200c及發電機300a、300b、300c，該加壓縮浦200a、200b、200c及發電機300a、300b、300c隨即同步對水體加壓及輸出電能。

由於驅動各渦輪機110a、110b、110c的高壓水流十分強勁，在渦輪機110a、110b、110c作高速圓周運動時會同時伴隨發生水流衝突的現象，使能量稍受抵銷降低效率，圖2之實施例即適度設計增設導流牆130，引導各渦輪機110a、110b、110c作圓周運動時的水流，以降低水流衝突的機率，維持其效率；此外驅動渦輪機110a、渦輪機110b、渦輪機110c之尾水流則經由尾水流收集器560a、尾水流收集器560b、尾水流收集器560c收集後，分別：該尾水流收集器560a所收集之尾水流經由尾水流連接管570a以噴嘴注入渦輪機110b，可增大渦輪機110b的推力，尾水流收集器560b所收集之尾水流則經由尾水流連接管570b以噴嘴注入渦輪機110c，以增大渦輪機110c的推力；至於渦輪機110c最終之尾水流則由尾水流匯集管570集中釋出予相關之渦輪機艙室(圖未繪出)或其它之利用。

本圖2及圖3之實施例，其中之渦輪機110a、110b、110c轉速及輸出機械能之扭力端賴高壓水流經噴嘴500注入之動能和壓力能以及渦輪機110a、110b、110c自身的輪寬、直徑、質量等條件而定，而該所注入水流的動能及壓力能又取決於渦輪機110a、110b、110c及泵浦200a、200b、200c上的輸出功率，因此，在泵浦200a、200b、200c所示的活塞氣缸，其氣缸直徑、行程以及噴嘴500之開孔佈設及孔數等均需經妥為計算並與各種渦輪機110a、110b、110c匹配，以符合對系統設施的進出水量、時程以及壓強的需求及協調性，維持順暢的運轉機制，若採用其它結構的如柱塞泵、葉輪等的加壓泵浦200a、200b、200c時，亦同此原則。

請參閱圖4，本實施例係說明在封閉的渦輪機艙室單元100，異於圖2及圖3的渦輪機佈署的方式，本實施例的渦輪機110a置於上方，下方設渦輪機110b及渦輪機110c。渦輪機110a、渦輪機110b及渦輪機110c之排列方式為渦輪機110a之圓周下緣切點與渦輪機110b、渦輪機110c之圓周上緣切點有一適度的異位嵌合，其目的為使噴嘴500作同一直線的高壓水流噴射時，能同時作用於該三個渦輪機110a、110b、110c作圓周運動，輸出機械能。此封閉的渦輪機艙室單元100內亦設有導流牆130，分別引導作用於該三個：渦輪機110a、渦輪機110b、渦輪機110c之水流，降低水流衝突的機率，順暢地自尾水流收集器560a、560b、560c收集後，如同前2、3實施例：各該尾水流分別以尾水流連接管570a、570b、570c引導至比鄰之次一渦輪機，如尾水流收集器560b之尾水流由尾水流連接管570b注入渦輪機110c，以增大其推力，尾水流收集器560c之尾水流則由尾水流連接管570c注入渦輪機110a，以增大其推力，尾水流收集器560a之尾水流，則由尾水流連接管570a引導至尾水流匯集管570排出，作為該等尾水流進一步的回收利用或其它之用途。

請參閱圖5，本實施例亦為渦輪機艙室單元100內，多種渦輪機110a、110b的排列方式之一種，在一封閉的渦輪機艙室單元100內，上下分別佈署渦輪機110a及渦輪機110b，該渦輪機110a之圓周下緣與渦輪機110b的圓周上緣維持有適度之的間距，該噴嘴500則設計為該上噴孔501及該下噴孔502之型式，以分別對應渦輪機110a的下緣及渦輪機110b的上緣。

當高壓水管輸出高壓水流時，該高壓水流即通過噴嘴500之該上噴孔501及該下噴孔502分別對渦輪機110a的輪體下緣及渦輪機110b的輪體上緣，施以該高壓水流之動能及壓力能，驅動該渦輪機110a及渦輪機110b，以輸出機械能，該渦輪機艙室單元100亦設置有該導流牆130，可降低高壓水流相互衝突的機率，維持該渦輪機艙室單元100內渦輪機110a及渦輪機110b一定的效率。

但如對機械能輸出需求較低時，該導流牆130可以省略，仍可獲一定之機械能，此外，該噴嘴500亦可以設計為單一噴孔(圖未繪出)，亦可達一定之效率。

請參閱圖6，本實施例之各渦輪機艙室單元均僅設有一獨立渦輪機，較適用於葉輪型渦輪機，如佩爾頓渦輪機(Pelton Turbine)或水輪機等類型之渦輪機；本應用例之渦輪機共設置有三個，分別為渦輪機110T1、110T2及110T3，個別被安置於密閉之渦輪機艙室100C1、渦輪機艙室100C2與渦輪機艙室100C3；各渦輪機艙室100C1、100C2、100C3以連接管連接，即渦輪機艙室100C1 以連接管510P1與渦輪機艙室100C2連接，渦輪機艙室100C2以連接管510P2與渦輪機艙室100C3連接；渦輪機艙室100C3最終以連接管510P3將尾流體輸出予落地型風力發電機或葉輪水力發電機720。當高壓流體管內之高壓噴射流體經噴嘴500a1進入渦輪機艙室100C1時，即驅動渦輪機110T1輸出機械能，帶動聯結於渦輪機110T1軸兩側之泵浦(空氣壓縮機或水體加壓泵)或發電機(圖未繪出)；緊接著，該完成驅動渦輪機110T1之高壓流體即經由連接管510P1及噴嘴500a2進入渦輪機艙室100C2驅動渦輪機110T2輸出機械能，帶動聯結於渦輪機110T2兩側之泵浦和發電機(圖未繪出)，隨後，如同前一模式，完成驅動渦輪機110T2之高壓流體隨之經由連接管510P2及噴嘴500a3進入渦輪機艙室100C3，驅動渦輪機110T3輸出機械能帶動聯結於渦輪機110T3兩側之泵浦和發電機(圖未繪出)，在完成驅動渦輪機110T3後之尾流體則由連接管510P3引導至落地型風力發電機或葉輪水力發電機720推動葉片產出電能。本實施例及前述第2、3、4、5等渦輪機之佈署，均適用於水與空氣等流體；其已簡潔、充分地說明：利用本創作方法所建造的系統，可以令一單位達特定壓強的氣流或水流連續作複數次功，這是其它能源使用模式不能相提並論的。

請參閱圖7，本實施例為複數組渦輪機艙室之案例，可作為固定式的供電設施，本案設置有兩組渦輪機艙室，分別為艙室100A及艙室100B，艙室100A設置有三個渦輪機，分別為渦輪機110Aa、渦輪機110Ab，及渦輪機110Ac，每一渦輪機110Aa、110Ab、110Ac左右兩側各以同軸或非同軸聯結有空氣壓縮泵，其中壓縮泵200a1及壓縮泵200a2配置於渦輪機110Aa，壓縮泵200a3及壓縮泵200a4配置於渦輪機110Ab，壓縮泵200a5及壓縮泵200a6配置於渦輪機110Ac，該三個渦輪機110Aa、110Ab、110Ac之出氣口均以連接管相接，本實施例以電力儲存調節設施單元備有基本電力，設定為由中央電腦控制的自動化系統設施，並有無線射頻訊號收發管控功能。

艙室100B設置有二個較大型之渦輪機，分別為渦輪機110Ba及渦輪機110Bb，兩側均有發電機，分別發電機300G1、發電機300G2、發電機300G3，及發電機300G4共四個。

本實施例系統設施由中央控制電腦單元600管控，在啟動前，自動充氣單元440已令壓縮空氣儲存調節單元(以下簡稱氣桶400)，儲備有額定壓強及氣量。

今某甲以遠端遙控設施610向中央控制電腦單元600發出啟動指令後，中央控制電腦單元600即按事先設定之各項程式執行，系統在接受中央控制電腦單元600啟動指令後，即開啟電磁閥430c，由氣桶400經連結管510A及噴嘴500A向渦輪機艙室100A內建之渦輪機110Aa、渦輪機110Ab，及渦輪機110Ac，施以強勁的噴射氣流，驅動該三個渦輪機110Aa、110Ab、110Ac，並同步牽引與該三個渦輪機110Aa、110Ab、110Ac同軸或異軸聯結的六個壓縮泵200a1~200a6運作，經由空氣過濾器210a1~210a6，向大氣吸收空氣進行壓縮，所獲之該高壓氣流經連接管注入氣桶400，在中央控制電腦單元600接獲氣桶400內建之氣壓感應器(圖未繪出)通知所供噴嘴500A及壓縮泵200a1及壓縮泵200a2所注入氣桶400的氣體量及壓強達額定值時，即關閉注入氣桶400的電磁閥430a、430b，令該高壓氣流直接注入噴嘴500A，續行驅動渦輪機110Aa、渦輪機110Ab，及渦輪機110Ac；在此稍早，由於渦輪機艙室100A已經啟動，其中和渦輪機110Ab及渦輪機110Ac所聯動的空氣壓縮泵200a3、空氣壓縮泵200a4、空氣壓縮泵200a5、空氣壓縮泵200a6所壓縮之高壓氣流亦與渦輪機110Aa、渦輪機110Ab，及渦輪機110Ac相連的尾氣流合併注入渦輪機艙室100B，驅動渦輪機艙室100B內的渦輪機110Bb異軸聯結於左側的發電機300G1、發電機300G2，及右側的發電機300G3、發電機300G4，該發電機群所發出之電力則經由電壓電流調節電路單元320穩壓整流調波後，將電力輸入電力儲存設施330供應系統本身及外部負載340所使用。

必須補充說明的是：渦輪機110Ba之尾流體以及渦輪機艙室100A的空氣壓縮泵200a3、空氣壓縮泵200a4、空氣壓縮泵200a5、空氣壓縮泵200a6所壓縮之高壓氣流及渦輪機110Aa、渦輪機110Ab，及渦輪機110Ac之尾氣流等共七股高壓氣流匯集合流，共同被導入噴嘴500B，形成比噴嘴500A更大的動能及壓力能驅動渦輪機艙室100B內的渦輪機110Ba及渦輪機110Bb，因此可以輸出更大的機械能，供發電機300G1、發電機300G2、發電機300G3、發電機300G4之所需；至於渦輪機110Bb最終所逸出之尾氣流，則可以以出氣管540Bb供應予落地型風力發電機700繼續獲取電能輸往儲電單元，或是以單管或多分管供應予一組或複數組無葉片型出風機710；或其它的能源轉換設施使用。本實施例如同實施例1，亦適用於另一流體：水，只要將系統之空氣壓縮機更換為水體加壓泵浦，將氣桶省略，改換為集水設施，以及尾氣流推動的風力發電機改為水輪發電機，即可達到相同，甚至更大的效益。

本實施例原則上係屬於固定式的系統設施，如以本實施例為一組，則將多組聯合設置成群組或陣列，則其供電的能量將可服務更大的電力需求，例如集合住宅、社區、工廠、醫院、商場、學校等，亦可配置於電動汽車、機車、船舶等載具或救難機器人等以增加其續航力等等。

請參閱圖8，本實施例係為以本創作方法建造之系統設施，直接供應高壓氣流予渦流管，產出冷、熱氣流及電力之應用。

在一組渦輪機艙室單元100內建有三個渦輪機，分別為渦輪機110Aa、渦輪機110Ab及渦輪機110Ac，每一渦輪機110Aa~110Ac左右兩側各以同軸或非同軸聯結有空氣壓縮泵，其中壓縮泵200a1及壓縮泵200a2配屬於渦輪機110Aa，壓縮泵200a3及壓縮泵200a4配屬於渦輪機110Ab，壓縮泵200a5及壓縮泵200a6配屬於渦輪機110Ac；該三個渦輪機110Aa~110Ac之尾氣流收集器，均以連接管相連通。

本實施例設定為產出冷、熱氣流之空調目的，兼之以發電功能：

將熱氣流引導到一具煙囪效應之該管體800下緣，該管體800上部設計有文氏管頸部810，再上有擴口820，該擴口820上方設計有一風扇830與連結發電機840，再上則有一護罩850用以防止異物掉落，本實施例共配置有渦流管共四個，分別為渦流管V3以連接管510a3與壓縮泵200a3相連接，渦流管V4以連接管510a4與壓縮泵200a4相連接，渦流管V5以連接管510a5與壓縮泵200a5相連接，渦流管V6以連接管510a6與壓縮泵200a6相連接；每一渦流管V3~V6兩端之冷、熱氣流均以保溫連接管連接有風量調節器V3a~V6a，各風量調節器V3a~V6a均設有調節閥V3b~V6b，可調控各冷、熱氣流之流量；其中熱氣流保溫管分別為熱氣流保溫管VH3管承接自渦流管V3，熱氣流保溫管VH4管承接自渦流管V4，熱氣流保溫管VH5管承接自渦流管V5，以及熱氣流保溫管VH6管承接自渦流管V6。

本實施例配備有電力儲存設施及自動充電單元隨時令氣桶400(圖未繪出)儲備有額定壓之氣源，其操控方式亦同前例(第7)，均為中央控制電腦單元600所控制的自動化遙控系統設施，並有無線射頻訊號收發管控功能。

本實施例之系統架構及操作方式與前實施例(第7)幾近相同，所異者係第7實施例主要為發電機制之說明，而本實施例為渦流管V3~V6產出冷、熱氣流之應用，兼之以熱氣流引導一具煙囪效應之發電設施或史特林引擎等發電。其前部渦輪機輸出機械能帶動壓縮泵之程序均同，因此請容許不再贅述，僅就各渦輪機110Aa~110Ac、各壓縮泵200a1~200a6及各渦流管V3~V6相互間之運作及利用熱氣流發電，說明如下：

今某甲以遙控器單元620令本實施例中央控制電腦單元600依事先設定的程式，由系統設施的種子壓強氣源，即氣桶400啟動後，與渦輪機110Aa所聯動之壓縮泵200a1及壓縮泵200a2所產出之高壓氣流經連接管510a1、510a2供應渦輪機艙室單元100所用，與渦輪機110b及渦輪機110c聯動的壓縮泵200a3、壓縮泵200a4、壓縮泵200a5及壓縮泵200a6所產出之高壓氣流則分別供應予渦流管V3、渦流管V4、渦流管V5及渦流管V6。

當高壓氣流注入各渦流管V3~V6時，該各渦流管V3~V6內之渦流產生器(圖未繪出)即以每分鐘佰萬轉的轉速產生渦流，最終由該各渦流管V3~V6之長端產出熱氣流，該熱氣流由熱氣流保溫管VH3~VH6連接使用；而釋放熱量後變冷的冷氣渦流則被引導至相對端逸出，成為冷氣流，由冷氣流保溫管VC3~VC6連接為空調使用。

此時適值盛夏，某甲早已將該各渦流管V3~V6之熱氣源以熱氣流保溫管VH3~VH6連接至室外之一具煙囪效應之該管體800下緣處，室內僅留有該各渦流管V3~V6之冷氣源，並將該各渦流管V3~V6之冷氣源以冷氣流保溫管VC3~VC6接妥，分別佈設於各適當位置形成多處均勻之冷氣出風口，充分享受不需依靠電力的冷房氣效應。

與此同時，當本實施例啟動，各該渦流管V3~V6兩端分別產出冷、熱氣流時，冷氣流被引導作為冷房效應，熱氣流則被引導至該具有煙囪效應之管體800下緣，並被依序排列成可產生氣旋作用之螺旋狀；由於是熱氣流，溫度甚至可達120℃，因此該具有煙囪效應之該管體800在被注入螺旋狀之熱氣流時，即因煙囪效應在管體800內部快速往上竄揚，並吸取下部周圍之冷空氣，在管體800內形成上升氣旋，尤其是通過該管體800上部較窄之頸部810結構時，更因為文氏管效應，使氣旋更加速上竄；此時，設置於該管體800上方擴口820處之風扇830即帶動發電機840輸出電力，與前面的發電機同輸至電力儲存設施330。

當冬季來臨時，某甲則反向操作，將冷氣源以冷氣流保溫管VC3~VC6連接至室外，而將熱氣源接回室內，使酷冷的寒流來襲時，得以享受滿室的溫暖。

此外，某甲在冬夏交迭，充分享受宜人的室溫時，該各渦輪機110Aa、110Ab、110Ac所產生之尾氣流，某甲則以尾氣流出氣回收管540b將之導引至一落地型風力發電機700之葉片，今該落地型風力發電機700產出電能供本實施例系統自身及其它負載340使用。

同理，本實施例之敘述以單一流體空氣作為推動系統空氣壓縮泵的動能及壓力能為基體，但亦可採用其他流體，例如水，只需將落地型風電機更換為葉輪式水力發電機同樣可以獲得同等的效益。

請參閱圖9及圖10，本二實施例係為利用自然重力的水體壓力能，即在開放條件下的水體靜壓力；在一特定高度的圓柱型容器800A注滿水體，其基座處之周緣佈設有複數個開孔810a，開孔以設有電磁閥(圖未繪出)之連接管分別接續三組渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z，各該渦輪機艙室單元內建有渦輪機110x、110y及110z，每一渦輪機兩側分別以軸聯結有揚水泵浦，為200x1、200x2、200y1及200y2，以及發電機，為300z1及300z2；其中渦輪機艙室單元100X、100Y、100Z末端的尾水流匯集管570之對應位置設置有一葉輪機720A，以皮帶和發電機300z3相聯結。本二實施例之圓柱型容器800A底部佈設有上中下三層開孔810a，每層一圓周長度假設各佈設有10個開孔810a即共計有三十處開孔810a。依前述條件，該30處開孔810a計設有90組渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z，其中60組渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z共聯結有120個揚水泵浦200x1、200x2、200y1及200y2；餘30組渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z則聯結有60個發電機300z1及300z2，加上最末端尾水衝擊葉輪機720A所帶動之發電機300z3，則共計有90個發電機300z1、300z2及300z3。

今操控者某甲在儀控室準備啟動該已注滿額定水位之該自然重力水力發電子系統；只見某甲以遙控器(或儀表按鈕)610發出啟動指令，中央控制電腦單元600即啟動事先設定之程式，將連接管510d上之系統電磁閥430c開啟，由於本系統之水體已具一特定壓強，在電磁閥430c開啟之瞬間，攜帶壓力能的水體即以特定高壓之動能經由高壓噴嘴(圖未繪出)對渦輪機艙室100X激射，驅動渦輪機110x並同步帶動其兩側之揚水泵浦200x1及200x2，幾乎同時的隨後瞬間，在做完驅動渦輪機110x的功之該同一單位激流水體，迅速竄往第二個渦輪機艙室單元100Y，並經由固設其上的高壓噴嘴激射渦輪機110y並同步帶動其兩側之揚水泵浦200y1及200y2；在做完驅動渦輪機110y的功之後該同一單位激流水體，亦隨即竄往第三個渦輪機艙室單元100Z，同樣對渦輪機110z之激流水體，則經由尾水流匯集管570，射向設置於渦輪機艙室單元外的葉輪機720A驅動其運轉，由於該同一單位之激流水體仍具有相當能量的動能及壓力能，故能以皮帶輪及皮帶牽引帶動發電機300z3輸出電力；再依序完成對3個渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z及葉輪機720A做功後之該同一單位機流水體最終則落入該子系統之集水井900/溝內，再由各揚水泵浦之吸水管重行吸入後被加壓經揚升管820a至該特定高度的圓柱型容器800A頂端注入，使該子系統得以維持額定之水位和壓強。

綜觀以上之說明，本實施例所述之同一單位水體總共做了4次功，即渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z各一次，以及最末尾水在驅動葉輪機720A一次；這是其他形式的能源使用模式所不能相提並論的。

此時某甲逐一檢視各項以表顯示之數據，如：圓柱型容器800A水位高度，圓柱型容器800A壓強，該30組渦輪機艙室單元100X、100Y及100Z，該120組揚水泵浦200x1、200x2、200y1及200y2，該90組發電機300z1、300z2及300z3等之運轉情形，除電設施單元之電壓、電流以及電量及負載供電等，見該子系統運作均已照中央電腦控制單元600設定之程式持續運作，即信步走向該子系統抬頭檢視該圓柱型容器800A頂部之護罩850a即防護異物入侵，見無破損，隨即想到圓柱型容器800A內部所設置之過濾網830a應定期自檢視窗840a取出更換已維持系統水質之純淨，不至堵塞或損壞噴嘴確保系統順利之運作供電。

100:渦輪機艙室單元

110a、110b:渦輪機

200a、200b:泵浦

220a、220b:壓出口