WO2018107787A1 - 具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统 - Google Patents

Abstract

一种具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，该系统具有主管道（10），主管道（10）的管身依附地势或者建筑物铺设，多个发电机房（11）安装在主管道（10），且这些发电机房（11）内的两条管道比主管道（10）大一点，主管道（10）的入气口部分（101）和出气口部分（102）之间具有产生气流驱动风力发电机（111）运转气流的气压差；主管道（10）的入气口部分（101）装设有可自动调节温度的电热装置（12），若该发电系统建于荒野区，则主管道（10）的入气口部分（101）和出气口部分（102）均安装有一减压装置（13）；若该发电系统建于有热毒废气区，则主管道（10）的入气口部分（101）安装有多条用作抽吸热废气的细小进气支管道（103）,主管道（10）的出气口部分（102）安装有一减压装置（13）。该系统发电过程不会产生污染，还可同时吸走或过滤工厂、隧道等地的热毒废。

Description

具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统 技术领域

本发明涉及发电系统，尤其涉及一种具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，该系统只依靠大自然的低压吸力所产生的空气动力即可带动发电机全天候不停并稳定地工作。

背景技术

本申请人先前的设计(专利申请号:200410011608.0)在经过高山实地长期测试并改良之后，了解到高山上经常有强风，管道内的发电机羣的转速会经常受到管道外的强风或极端天气干扰而不稳定。测试证实该管道的出口和入口处的简单设计不能防止高山上的强风和从山下上升的强风干扰。例如，若出口和入口是横向，当有强顺风直接进入管道时，管道内的发电机羣的转速会较快，当有强逆风或反方向的绕流直接进入管道时则较慢或很慢。又例如，若出口和入口是纵向，当有强风横过时会产生空气屏障效应或压力，这会阻挡部份气流流进或流出管道。另外，该专利申请没有能防止山区的强风或极端天气干扰发电机羣的转速的减压装置，没有能稳定发电机羣的转速的自动发热装置。先前的设计亦不能使发电机羣高速及强力转动，它因而不是一个能全天候稳定发电和是一个没有效益的设计，若要该设备能全天候稳定地发电，必需改变一些设计，如在管道的出口和入口处各增加一个减压装置和增加一个自动发热装置，否则它就不是一个能全天候稳定地发电的发明。

现有技术中公开了一种窑炉废气处理装置(申请号为201520658955.6)，该装置包括箱体，在箱体内设置有隔板，隔板将箱体内部空间自左向右分隔成第一腔室和第二腔室，第二腔室内设置有通气管，通气管一端口通过第一腔室与第二腔室之间的隔板上开设的通气孔与第一腔室连通，另一端口伸入到第二腔室底部填充的碱性溶液液面下方，第二腔室的顶部设置有加液口，在第二腔室侧壁的上端设置有排气口；所述第一腔室和第二腔室底部均开设有排液口，排液口通过连接管道与第一腔室的旋转雾化喷头连通。箱体内的两个腔室自左向右能够依次对混合气体中的酸性气体实现净化，起到了多道 净化的作用，能够较彻底的净化完全。该实用新型在排气管的设计上与本发明减压装置作用并不相同；该实用新型的排气管主要起到调节气流压力的作用，而本发明的减压装置的原理是为了让吸入气体更通畅；其次是用于抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流入管道的气流在有强风时也能畅顺，不仅可以消除外部压力使气流畅通无阻，还可防止逆风或绕流进入管道，二者的工作原理和作用并不相同，例如排气管的出口需向上，吸气管的出口则可向下；最后，二者所应用的技术领域也不相同。

现有技术中还公布了一种迷宫式压力调节阀盘片(专利申请号为201420603299.5)，该盘片上开设有多条迷宫形的减压流道，且减压流道按流体行进方向由前至后划分为多个流道分段，前后相邻的流道分段中，后序流道分段相对其前序流道分段90度折弯，且后序流道分段的宽度是其前序流道分段的N倍，N为大于1的常熟数。该设计通过各流道分段结合部的90度弯角提供介质阻力，能有效避免汽蚀、噪音和震动等问题。该设计中的迷宫与本发明的作用完全不同。迷宫是针对流体的，它的大量支管是由大直径通向小直径再故意制做大量的弯曲，其用意是故意或主动增加阻力以减低流量。本发明的减压装置的作用则相反，它的作用是要维持高流量，并要防止强风所产生的压力，这种压力可使气流量减低。本发明的减压装置有四个与主管道的大小相等的出口，这设计的作用是尽量使气流畅通，这与迷宫的作用完全不同。

现有技术还公布了一种减压膨胀透平发电机组(专利申请号为：201410816785.X)，该发电机组包括外壳以及容置在外壳内的透平。外壳包括管道气入口以及管道气出口、发电机组包括与透平驱动连接的发电机，发电机容置在外壳内。也可以在透平上游设置阀芯，阀芯外表面与外壳内表面定义输入管道气通道，而阀芯可相对于透平在透平的轴向上移动以改变输入管道气通道的横截面积。该设计通过主要运动部件都设置在外壳内部，解决管道气泄露的问题；同时，还能实现管道气调压、开关和计量的多重功能。该设计虽然设计发电机组，但该设计与本发明的结构完全不同，且该设计的技术目的和所要解决的技术问题与本发明也不相同。

现有技术还公布了一种山坡太阳能温室造风发电系统，在向阳山坡或丘 陵坡地上顺坡建造带太阳能温室，温室内安装数台风力发电机，利用太阳能加热而流动的空气发电，在数个或数十个这样的温室造风发电系统的上部建造一个抽风高塔，利用塔内的强大的高速气流带动大功率发电机发电。这种太阳能发电系统，结构简单，运行安全，可以不用外设储能设备，系统造价和运行成本低廉，易于实现大规模开发利用。该设计与本发明相比，首先，二者的工作原理并不相同，该设计是利用太阳能加热带动空气流动，在带动发电机进行发电，在无太阳照射时段无法发电；而本发明是一个利用自然气压动力发电的全天候稳定发电系统。其次，二者的结构也并不相同公布了，无法根据对该设计的简单参照和替换即得到本发明。最后，该设计局限于向阳山坡或丘陵坡地上顺坡上，而本发明并没有这样的限制。

现有技术还公布了一种在干旱的环境中使用细长的开放或封闭的管道发电的方法和措施(公开号为：US4801811 A)，它利用管道上方的被水气降了温的空气从管道向下流动，以推动发电机，而本人的发明是利用高处的低压空气吸力吸引低处的高压空气，再加上其它的特别方法和结构以使管道内能安装数以百计的发电机不停地运转。二者的工作原理是不相同的，且二者的结构同样拥有很大的区别。

现有技术还公布了一种H型烟囱(专利申请号为：201220454171.8)，它的作用是快速排走人为的热废气或烟，而快速上升的人为热气是不会受空气屏障阻挡的。其结构包括直排烟囱、安装于直排烟囱顶端的横向管及安装在横向管两端的两竖向管，其中横向管口径大于竖向管口径，能及时有效的将直排烟囱排出的废气及烟尘扩散到两端的竖向管排出，不会增加排气阻力；遇到大风或者气压低时，倒流发生在横向管两端的两头贯通的竖向管上，不影响直排烟囱，另外，下雨时，雨水从竖向管径直流走，不进入直排烟囱，有效防止直排烟囱被腐蚀，保护燃烧环境，延长烟囱的使用寿命。该H型烟囱的工作原理为通过H型防止倒流现象及雨水腐蚀，烟囱是往外排气的管道，其目的是减小下雨及大风等环境对烟囱排气的影响；本发明的减压装置是基于管道上方的低压空气吸引下方的高压空气的基础上进行的，该减压装置的原理是为了让吸入气体更通畅；其次是用于抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流入管道的气流在有强风时也能畅顺，不仅可 以消除外部压力使气流畅通无阻，还可防止逆风或绕流进入管道。管道上方的减压装置有四个出气口，這可使从管道下方吸上的高压空气在出气口处即时完全散开，以还原出气口处的空气的低压度，这才能获得强大高低气压差的效果。二者的工作原理并不相同；最后，二者所应用的技术领域也不相同。

现有技术还公布了一种自然气压动力发电系统(专利申请号为：201020127846.9)，包括一具有入气口部分和出气口部分的管身密封的基本管道，基本管道的管身沿所依附的地势或者建筑物铺设；管身内设有风力发电机，入气口部分和出气口部分之间具有产生气流驱动风力发电机运转气流的气压差；在入气口部分设有对空气进行加热的发热装置。通过在入气口部分设置发热装置来加热进入的空气，提高温度，从而可以增加管道内的空气流速和避免管道内潮湿。该系统不存在自动开关，在极端天气时不可自动调节上升气流的温度以自动控制发电机的转速和防止管道在极低温时结冰，从而使发电不稳定；本发明通过自动开关与其他组件的配合可以进一步实现防止管道结冰而阻塞管道，并可在极端天气时稳定发电机的转速。

人类对电能的需求是无止境的，例如，将来的汽车、供暖和更多机器或电器产品等等都会用电。媒气会有爆炸的危险和会产生温室气体、热废气和热量，这会使城市产生热岛效应和使地球暖化，而地球暖化必会使极端天气更严重，而热岛效应必会增强城市的空气污染程度。本发明能帮助解决地球暖化和严重空气污染的问题。

地球的不可再生能源已续渐减少，开采煤矿会引致工人伤亡。由于科学家已完全理解了风能、太阳能、水能、海浪能、潮水能和地热能等等的利用方法，所以都已将它们转化为电力，但上述的一些发电方法都必受天气影响和不能全天候二十四小时稳定地发电，其成本亦高，因而不可完全依赖。

太阳能亦会受到阴天、云雾、夜间、日短夜长或太阳斜射等等因素的制约。水力发电则受干旱、缺水、河水断流和土地资源的制约。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，该系统发电过程不但不会产生污染，还可在发电的同时吸走或过滤工厂、隧道或矿洞等等的热毒废。

为实现上述目的，本发明提供一种具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，包括一具有入气口部分和出气口部分的管身封闭的主管道，所述主管道的管身依附地势或者建筑物铺设，多个发电机房安装在主管道，且该些发电机房内的两条管道比主管道大一点，所述主管道的入气口部分和出气口部分之间具有产生气流驱动风力发电机运转气流的气压差；所述主管道的入气口部分装设有可自动调节温度的电热装置，若该发电系统建于荒野区，则主管道的入气口部分和出气口部分均安装有一减压装置；若该发电系统建于有热毒废气区，则主管道的入气口部份安装有多条用作抽吸热废气的细小进气支管道,主管道的出气口部分安装有一减压装置；

所述减压装置由四根第一分支管道和一根第二分支管道组成，且所述四根第一分支管道均匀固定在第二分支管道四方的外侧，且所述第一分支管道与第二分支管道连接后形成四个气流口；所述第二分支管道固定在主管道的入气口部或出气口部分上且两者相通；气流从减压装置进入管道内后，再经过电热装置后进入发电机房。

其中，所述四个气流口是分别位于第二分支管道并均朝下，四个气流口可抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流出或流入管道的气流在有强风时也能畅顺。

其中，所述两根第一分支管道的直径尺寸与主管道的直径尺寸大小相同；且所述第一分支管道的直径尺寸小于第二分支管道的直径尺寸，第二分支管道的直径大于主管道，空间较大有减压的作用，以消除主管道的入气口部分和出气口部分被强风经过时所产生的空气压力。

其中，所述发电机房内均安装有两部发电机，所述两部发电机之间通过发电机管道连接，发电机房门设置在发电机管道的管壁上。

其中，所述发电机房与电热装置之间设置有主气闸。

其中，每部发电机均包括六片扇叶，且每片扇叶均呈非尖形；每相邻两片扇叶之间均有让被吸的气流通过的空隙。

其中，所述主管道的入气口部分上设置有防尘装置。

其中，所述主管道可用任何形状或多条小的管道结合而成。

与现有技术相比，本发明提供的具有高低气压差的全天候自然气压动力 发电系统，具有如下有益效果：

1)在主管道的入气口部分或出气口部分安装减压装置，若该发电系统建于荒野区，则主管道的入气口部分和出气口部分均安装有一减压装置；若该发电系统建于有热毒废气区，则主管道的出气口部分安装有一减压装置；减压装置的设计，可以防止强风干扰，这设计除了可减低强风的压力之外，还可防止强上升气流、强顺风、强逆风或绕流进入管道内，因而能使主管道内的发电机羣的转速全天候稳定；而且这种减压装置还能防积雪、积冰、风沙和雨；

2)在主管道的入气口部分装设有可自动调节温度的电热装置，电热装置都各自有可自动开关的功能，以能在极端天气时可自动调节上升气流的温度以自动控制发电机的转速，使其能稳定发电；自动电热装置可防止管道结冰而阻塞管道、保持管道内干爽、增加动力和稳定发电机的转速；

3)将发电机数量改为两部，且将发电机的扇叶改为六片，且每片扇叶均呈非尖形；每相邻两片扇叶之间均有让被吸的气流通过的空隙，发电机的扇叶数量的增加和形状的改变，以增加发电机的转速和力量。原先的设计是在每个发电机房内安装三个发电机，由于出现气流的阻力问题，所以需要减少一个，由此避免出现阻力问题；

4)该系统发电过程不但不会产生污染，还可在发电的同时吸走或过滤工厂、隧道或矿洞等等的热毒废。

5)由于管道内的运行气流不是由机器所产生的高压空气，而只是自然界的柔性吸力，所以管道内的气流绝对不能被阻和受压，即是必需让气流尽量畅通。山区经常有强风使管道的出入口处产生气流屏障或压力，影响管道内气流的畅顺，本发明中独特的减压装置，可抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流出或流入管道的气流在有强风时也能畅顺；减压装置可以在有外部强风所产生的压力时仍使气流畅通。不仅可以消除外部压力使气流畅通无阻，还可防止逆风或绕流进入管道。

附图说明

图1为本发明的发电系统建于荒野区的示意图；

图2为本发明的发电系统建于有热毒废气区的示意图；

图3为本发明放大的大型自然空气动力发电系统的具体结构图；

图4为图3中A视角的局部俯视图；

图5为本发明中发电机的扇叶结构图；

图6为本发明中主管道入气口部分的防尘装置结构图；

图7为本发明建于高建筑物的小型发电系统图；

图8为中小型发电系统的发电机房的放大图。

主要组件符号说明如下：

10、主管道        11、发电机房

12、电热装置      13、减压装置

14、主气闸        15、防尘装置

101、入气口部分   102、出气口部分

103、细小进气支管道

111、发电机        112、发电机房门

131、第一分支管道  132、第二分支管道

133、气流口        1111、扇叶

16、气闸。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1-2和图6，本发明的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，包括一具有入气口部分101和出气口部分102的管身封闭的主管道10，主管道10的管身依附地势或者建筑物铺设，多个发电机房11安装在发电机房管道内，且该发电机房管道比主管道10大；主管道10的入气口部分和出气口部分之间具有产生气流驱动风力发电机运转气流的气压差；主管道10的入气口部分装设有可自动调节温度的电热装置12，若该发电系统建于荒野区，则主管道的入气口部分和出气口部分均安装有一减压装置13；若该发电系统建于有热毒废气区，则主管道的入气口部份安装有多条用作抽吸热废气的细小进气支管道103,主管道的出气口部分安装有一减压装置13。

图1是建于荒野区的发电系统，它的主管道入气口部分和出气口部分各装设了一个减压装置，主管道入气口部分装设了一些能个别自动开关因而可 自动调节温度的电热装置，主管道装设了大量发电机房。

图2是建于有热毒废气区的发电系统，主管道的入气口部份安装有多条用作抽吸热废气的细小进气支管道,主管道的出气口部分安装有一减压装置，管道入口处装设了一些能个别自动开关因而可自动调节温度的电热装置，管道装设了大量发电机房。请进一步参阅图5，同时，可在主管道入气口部分设置防尘装置15，该防尘装置还可以防杂物、防飞鸟等进入主管道内。当然，也可以在主管道出气口部分设置该防尘装置15。

请进一步参阅图3，减压装置13由四根第一分支管道131和一根第二分支管道132组成，且四根第一分支管道131均匀固定在第二分支管道132的外侧，且第一分支管道与第二分支管道连接后形成四个气流口133；设置在入气口部分的为入气孔，设置在出气口部分的为出或吸气孔。第二分支管道固定在主管道的入气口部或出气口部分上且两者相通；气流从减压装置进入管道内后，再经过电热装置后进入发电机房。四个气流口133是分别置于四方并朝下，四个气流口可抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流出或流入管道的气流在有强风时也能畅顺。两根第一分支管道131的直径尺寸与主管道的直径尺寸大小相同；且第一分支管道的直径尺寸小于第二分支管道的直径尺寸，第二分支管道的直径大于主管道，空间较大有减压的作用，以消除主管道的入气口部分和出气口部分被强风经过时所产生的空气压力。从先前的设计的单一个减压装置出口改为四个口，而四个口是分别朝下。四个口可抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流出或流入管道的气流在有强风时亦能畅顺等等。气流畅顺才能获得最大的动力。

由于山区经常有强风，减压装置可防止强风干扰。第二分支管道的直径则较大，空间较大有减压的作用，以消除主管道的入气口部或出气口部分被强风经过时所产生的空气压力。

减压装置连接先前设计的单一个出或入气口时需经过两个弯角，这设计除了可减低强风的压力之外，还可防止强上升气流、强顺风、强逆风或绕流进入管道内，因而能使管道内的发电机羣的转速全天候稳定。这种减压装置较一般的上盖更能防积雪、积冰、风沙、雨和上述的快速还原低压度的作用。 这种多功能的减压装置可用其它类似的形状或设计制造。

在本实施例中，发电机房11内均安装有两部发电机111，两部发电机之间通过发电机管道连接，发电机房门112设置在发电机管道的管壁上。发电机房与电热装置之间设置有主气闸15。且该发电机房11内还设置有气闸16，在发电机运作期间，打开气闸让气流通过发电机房管道以使发电机转动。在需要维修保养个别发电机时，关闭气闸让气流从发电机房的另一管道通过，这会使发电机停下。维修人员可从发电机房门进入。如果在必要时需要将整个系统同时维修保养，可将主气闸关闭百份之九十，让小量高压空气流进入管道，避免管道受极强的低大气压损坏，因此，管道无需用强抗压的材料建造。先前的设计是在每个发电机房内安装上三部发电机。经过测试后，在同一个机房内有三部发电机会出现阻力问题，而两部发电机则否。在理论上，同一发电机房内有太多发电机是会产生一些阻力而使发电机的速度较慢的。

请进一步参阅图4，每部发电机111均包括六片扇叶1111，且每片扇叶1111均呈非尖形；每相邻两片扇叶之间均有让被吸的气流通过的空隙。本设计用了多于三片非尖形的扇叶，从则面看扇叶，叶与叶之间有颇大的空隙让被吸的气流通过，这足以使管道内的全部发电机高速转动。先前的设计是三片尖形的扇叶，其目的是让较多气流通过发电机房管道，以达到有足够气流拉动大量和全部发电机以同一速度转动的目的。但经过测试，发现三片尖形的扇叶的受风程度很弱，因而不能使发电机以更高的速度转动，其力量亦不大。

三片尖形的扇叶只适用于以强推力运作的电风煽。为了防止强风或烈风吹倒或破坏，一般的风力发电机只能用三片尖形而廋小的扇叶。由于本发明是利用了吸力和慢加速的原理，而气流在管道内是以稳定的速度流动的，并不需防强阵风或烈风，所以能用多扇叶的设计。这设计不但能让足够的被吸而前进的气流通过，并能以恒速和以同一速度拉动全部发电机。多扇叶的设计亦较受风而使发电

的转速更快和力量更大。

在本实施例中，主管道10可用任何形状或多条小的分支管道结合而成。本系统的主管道可用任何形状或多条较小的管道结合而成，以配合各种不同的地理环境。较小的发电系统可安装在数百米高的山上或较高的建筑物中。加大了的管道入气口部分装设有能个别自动控制开关的电能发热装置其电能 可自给。如果本系统附近有热废气，管道入气口部分可加设多条进气支管道，用作抽吸工广、圹坑或建筑物内的热毒废气，因而能带来环保和安全的效益。如果本系统建于荒野的山区，本系统的入口处亦需增设一个减压装置。

主管道内如果安装全永磁悬浮少阻力风力发电机更佳。管道越长，装入上发电机的数量越多。由于主管道出入口的高低气压差越大，气流的速度越快和动力越大，所以大型的发电基地适宜建在有大量高山的荒野区。

相较于现有技术的情况，本发明提供的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，具有如下优势：

1)在主管道的入气口部分或出气口部分安装减压装置，若该发电系统建于荒野区，则主管道的入气口部分和出气口部分均安装有一减压装置；若该发电系统建于有热毒废气区，则则主管道的入气口部份可安装多条可抽吸热废气的进气支管道，主管道的出气口部分安装有一减压装置；减压装置的设计，可以防止强风干扰，这设计除了可减低强风的压力之外，还可防止强上升气流、强顺风、强逆风或绕流进入管道内，因而能使主管道内的发电机羣的转速全天候稳定；而且这种减压装置还能防积雪、积冰、风沙和雨；

2)在主管道的入气口部分装设有可自动调节温度的电热装置，电热装置都各自有可自动开关的功能，以能在极端天气时可自动调节上升气流的温度以自动控制发电机的转速，使其能稳定发电；

3)将发电机数量改为两部，且将发电机的扇叶改为六片，且每片扇叶均呈非尖形；每相邻两片扇叶之间均有让被吸的气流通过的空隙，发电机的扇叶数量的增加和形状的改变，以增加发电机的转速和力量。原先的设计是在每个发电机房内安装三个发电机，由于出现气流的阻力问题，所以需要减少一个，由此避免出现阻力问题；

4)该系统发电过程不但不会产生污染，还可在发电的同时吸走或过滤工厂、隧道或矿洞等等的热毒废。

请参阅图3：从图3中可以看出装有发电机的发电机房比主管道大很多，其内有两条较主管道大一点的通气道，当要维修个别发电机房内的发电机时，气闸关闭有发电机的管道，使发电机停下，气流从另一管道通过使其它大量发电机房内的发电机持续运行。

图6中的发电机房为小型的。请参阅图7：图7为本申请提供的中小型发 电系统的放大图，从图中可以看出装有发电机的发电机房的管道比主管道大一点。

本专利的发明者对气象亦有深入的研究，认为地球的动力是以吸力为主的，亦认为严重的空气污染与天气有关。地球暖化必会蒸发更多云。云是形成会移动的活跃低大气压再而引致极端天气或严重空气污染的物质。由于含水份的云会吸热、储热和较空气恒温，云因而较空气热，而热云必会吸引冷云，所以云会先结成云团，云团再而互相吸引而续渐扩大成极大幅的云层，而云越厚密就越热。

云会被近海的热区、高热的省份或大城市吸引而停留并增厚、增密和增温。当地球越暖化因而云越多和越高温时，云就会越集中在较热的一区而使这区形成活跃低大气压。低大气压会进一步吸引其周边地区的云，包括污染空气，这就会使地球上的多云区出现更严重的水灾、极端天气或严重的空气污染，而云被吸走的地区会是蓝天、烈日当空和干旱。事实确是这样。

由地球暖化引致的气侯变化的进度和危害性已较一般人所想象的更快和更严重。在近年，全球，特别是处于特殊地理位置的中国已出现无数次百年一遇或破纪录的强降雨、强降雪、强雷电、旱灾、高温、低温、大雾、巨浪等等。近年的冬季，全球出现严重雾霾和空气污染的天数已较多。非经常性的空气污染当然是与被地球暖化影响了的天气有关，例如与活跃低大气压有关。人类消耗太多石化燃料并是基本的原凶。

人类一早已模仿了自然界的高科技，例如电、飞机和雷达等等，但人类还未能利用龙卷风的形成原理用作发电。简单地说，龙卷风是由高空的低压空气抽吸地面的高压空气所形成。本发明者认为，若自然界能产生龙卷风，就必能利用龙卷风的形成原理制造动力用作发电。

本发明者已研究出龙卷风的确实成因及能预防龙卷风的方法，这方法已获得中国发明专利。龙卷风是一条高速旋转的空心云柱，含水份的云高速旋转会使柱身的密度极高，这就几乎等于是一条管道或吸管，地面的高压空气就通过吸管被高空的低压空气强力吸上，例如，一辆汽车亦会被吸离地面。吸管是不需减压装置的。事实上，当形成龙卷风的云层的流速与地面空气的流速不一致时，云柱是会弯曲的。

本发明的其中一个先期测试是将一个密封的软身塑料瓶从山下带到颇高 的山上，由于瓶内注入的空气是山下的高压空气，而瓶外的是山上的低压空气，所以瓶就会涨大。反之，如果将一个注入了山上空气的瓶由颇高的山上带到山下，它就会收缩至扁平。若把一包即食面带上高楼，它内里的空气亦会澎涨。若用一条管道从山下接到山上把高低的气压连通就时刻都会产生上升气流。

本发电系统是利用一条依山势而铺设的特别设计管道，这管道能使气流分段减压，并以吸力等于拉力，拉力等于慢加速的原理，使以百计的发电机羣在管道内全部以同一速度恒稳地转动并发电。发电过程不但不会产生污染，还可在发电的同时吸走或过滤工厂、隧道或矿洞等等的热毒废气，可说是化害为利，一举两得。

由于一座高山就可铺设大量大型的发电系统，每个系统装入上以百计的发电机，因而能成为一个发电基地，这几乎就可等于一个核电站。本发电方法亦能为人类节省能源的开支，降低空气污染和气侯变化的严重程度，亦可提供大量清洁的电能以处理污水问题。

人类亦早有研究利用高海拔与低海拔之间所存在的气压差来发电的构想，例如在中国专利CN97203981中就已公开了一种「发电塔」，其外观就像一支高百米以上的垂直烟囱，在烟囱的顶部装上一部扇叶发电机。而在法国专利FR2549157中也已公开了一种「发电设备」，这设备是在山岭中央垂直钻一个深井，在山的底部挖出一条水平管道，与该深井连成一个「L」形管道，然后只能在垂直管道的顶部装设极小量发电机。

不管是中国或是法国的技术，都必需具备一条垂直的管道，把扇叶发电机装在垂直管道的顶部，利用高低气压差，使空气在管道内流动而产生动力推动扇叶发电机。由于他们认为动力是由地面的高压气流冲上所产生的，因而用了气流往上冲的理论和设计，这理论就必需用垂直的管道。当用了这理论、设计和只用了非特别设计的管道时，其管道就不能安装上大量发电机，所以其经济效益不高，维修保养方面亦构成难度和危险。

按理论分析，CN97203981的缺点在于为了获得足够气压差的冲力去推动发电机，烟囱必须有足够高度和非常垂直，否则烟囱就不稳固和有倒塌的危险。因此，可以想象工程实施的成本、难度、效益和它的实用性值得商榷。

对于FR2549157而言，垂直的深井和平行的地道的施工难度更高，其投 资成本较CN97203981更高，因此，上述两个方案的投资和回报绝对难以成正比。再因两个方案所提倡的垂直管道设计的高度亦非常有限，发电功率因而不高，而且其作用单纯是发电，没有其它环保的功能和效益。

依据上文的解释，上述两个发明的理论、设计、技术和效果与本发明是完全不同的。例如，若用了气流往上冲的理论，发电机组必需安装在管道的高处或出口处，而本发明是基于低海拔的高压空气被高海拔的低压空气以慢加速吸上的理论，并配合特别设计的管道，因而，以百计的发电机可安装在管道平坦的低处或入口处。

高低差越大就能产生越大的能量。与FR2549157和CN97203981的垂直管道的另一不同之处是本发明所用的管道是依山势的起伏和可转弯而建，因而可建得更高，在必要时甚至可铺设在浅层地底，并可将山下部份的管道以直缐或绕弯的形式铺设在平坦的地面以获得更多位置安装更大量的发电机。

事实上，自然界的动力是以吸的方式活动的，例如，冬季的冷风会从一条极细小的门缝持续地快速进入屋内，这是因为冷风是被屋的另一方向的空气吸引或被屋内的较暖空气不停地吸入的结果。如果上述的冷风是吹或冲而不是吸，它必会在极细小的门缝之外反弹和散开而不会持续地快速进入屋内。又例如，当风被高山阻挡时，它必会依山势上升而集中在山顶通过或绕向并集中由山谷通过。山区，特别是山顶和山谷多强风就是这原因。如果风是被推而前进，它是不会往上升或绕行的。所谓的绕流亦是由吸的牵引力所产生的。

低压空气吸引高压空气是自然界的必然行为和定律，自然界亦会自然地懂得避重就轻的。由于气流以旋转方式上升会较轻，所以被高空的低压高速吸上的气流必会高速旋转，例如龙卷风会高速旋转。高速喷上的热火山灰不会旋转，因为它是冲上而不是被吸上。本发明是沿用了吸力而非冲力的理论。本发明的管道等于是一条可转弯和可上下起伏的吸管而非垂直的烟囱，因此能依山势或地势接驳得更高。

如本系统的周边有工厂的热废气，可利用其增加气流的流速、防结冰和保持管道内干爽。如本系统的周边没有废热气，就需要增加一批可个别自动开关因而可自动调节温度的电热装置，这除了有上述的作用之外，还可自动控制并稳定发电机的转速。

由于本发电系统的理论和设计都是为了解决一条管道能装入上以百计的发电机并以同一速度稳定地转动的难题，所以要研究出相关的细微力学理论：吸力等于拉力，拉力等于柔力，柔力等于慢加速。拉力与推力有很大分别，而这分别所产生的效果是不同和重要的，例如，一个大力士能拉动一辆大货车，但不能推动它，因为拉的过程是慢加速和是柔力，而推的过程则是快加速和是刚力。快加速需要大的力量，而慢加速则需较小的力量，保持恒速所需的动力不大。

推力有反弹的效果，例如，一些由高压气管推动而运转的机器，其每条高气压管只能被一部机器使用。一般的水压发电管道内只能装上一部水压式发电机。电风煽的风不能吹得远，因为风会被大气阻挡而停下，而被吸的气流则否。

当推力和快加速的气流在非特别设计的管道内遇上发电机而被阻挡和受压时，气流首先必会实时反弹而减速，而当已减速了的气流再遇上下一个发电机时，气流的速度和力量已大不如前。这等于，推力和快加速的气流在非特别设计的管道内遇上多于一个发电机就必会产生连续性的阻力。

高空无穷无尽的低压吸力是极强大和不能被阻挡的。本发明虽然用了拉力的理论和设计，但在同一管道内装上以百计的发电机亦会产生一些阻力。为了解决这种阻力问题，本发明的发电机房管道的直径需较主管道大一点，增大的发电机房就等于是一个气压缓冲区或减压区。当必需在管道内全速前进的被吸气流通过减压区时必会略为减速而缓冲，这就可消除阻力问题。

空气是柔性的物体，其密度低，在流动时的灵活性高，可随时加速、减速和旋转。当快速的被吸气流通过主管道之后随即到达稍大的发电机房管道时，气流的速度和压力必会实时降低少许，但气流的量不变，由于这效果加上拉力等于慢加速的原理，当气流遇上扇叶时就不会产生突然的撞击或反弹的问题，所以主管道内的气流就能经常保持相同和稳定的流量及流速，这等于全部发电机房内的发电机都会被相同的强大吸力以慢加速拉动至高速直至恒速。

起动等于加速，而加速需要较强的动力。传统风力发电机靠的是时有时无或时强时弱的不稳定和不定向的风力，因而，它必需经常需要较强的风力起动，否则就不能起动。例如，当大量传统风力发电机处于同一小范围内 时，某些会转而某些则不够力量起动，因为管道外的风力不是每处都平均的，这就证明风力发电机不能长期及稳定地受风，因而就不能持续转动。

管道内的动力不是来自力量有限的机器或不稳定的风力，而是高空稳定而强大的低压吸力。例如，一部力量有限的机器能容易拉动一百公斤而难于拉动两百公斤，而高空的低压吸力是无限和巨大的，它就像是一部火车头，它能轻易拉动大量的货物。

本发明的动力源来自管道出口处的高海拔低压空气吸力，而管道内的被吸气流必不会受阻而减弱的。无论管道的长度多少，管道内的气流速度都不会像电风煽吹出的风一样会受大气阻挡而减弱。由于管道内所产生的气流是经常性、稳定、平均和同一方向的，所以管道内的发电机羣只需一次的起动和加速，之后就会永远保持恒速，发电机就会以统一的速度全天候不停地稳定转动。基于上述的理论，一条管道就能安装以百计的发电机。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1. 一种具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，包括一具有入气口部分和出气口部分的管身封闭的主管道，所述主管道的管身依附地势或者建筑物铺设，多个发电机房安装在主管道，且该些发电机房内的两条管道比主管道大一点；所述主管道的入气口部分和出气口部分之间具有产生气流驱动风力发电机运转气流的气压差；其特征在于，所述主管道的入气口部分装设有可自动调节温度的电热装置，若该发电系统建于荒野区，则主管道的入气口部分和出气口部分均安装有一减压装置；若该发电系统建于有热毒废气区，则主管道的入气口部份安装有多条用作抽吸热废气的细小进气支管道,主管道的出气口部分安装有一减压装置；

   所述减压装置由四根第一分支管道和一根第二分支管道组成，且所述四根第一分支管道均匀固定在第二分支管道外侧的四方，且所述第一分支管道与第二分支管道连接后形成四个朝下的气流口；所述第二分支管道固定在主管道的入气口部或出气口部分上且两者相通；气流从减压装置进入管道内后，再经过电热装置后进入发电机房。
2. 根据权利要求1所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述四个气流口是分别置于四方并朝下，四个气流口可抵消强风横过减压装置的出入口时所产生的空气屏障效应，使流出或流入管道的气流在有强风时也能畅顺。
3. 根据权利要求1所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述两根第一分支管道的直径尺寸与主管道的直径尺寸大小相同；且所述第一分支管道的直径尺寸小于第二分支管道的直径尺寸，第二分支管道的直径大于主管道，空间较大有减压的作用，以消除主管道的入气口部分和出气口部分被强风经过时所产生的空气压力。
4. 根据权利要求1所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述发电机房内均安装有两部发电机，所述两部发电机之间通过发电机管道连接，发电机房门设置在发电机管道的管壁上。
5. 根据权利要求4所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述发电机房与电热装置之间设置有主气闸。
6. 根据权利要求4所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，每部发电机均包括六片扇叶，且每片扇叶均呈非尖形；每相邻两片扇叶之间均有让被吸的气流通过的空隙。
7. 根据权利要求1所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述主管道的入气口部分上设置有防尘装置。
8. 根据权利要求1所述的具有高低气压差的全天候自然气压动力发电系统，其特征在于，所述主管道可用任何形状或多条小的分支管道结合而成。

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