專利名稱：雷電發(fā)電的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用自然界中的雷電轉(zhuǎn)化為 電能的方法。
背景技術(shù)：
據(jù)專家估計(jì)，全世界每年約有10億次雷暴發(fā)生，平均每小時(shí)發(fā)生2000 次雷暴，而每分鐘發(fā)生1 3次云對(duì)地閃電。就整個(gè)地球表面而言，每秒鐘 的地閃就有30 100次，而在地球表面各地而言，有時(shí)頃刻間就有2000 個(gè)左右的閃電，平均每天發(fā)生閃電800萬(wàn)次，每次的閃電在微秒量級(jí)的瞬 間釋放出約1.98X 108焦耳的能量。約2000度電。如森林就有50%以上是 由雷電引發(fā)的。
雷電的放電電壓高，可達(dá)500kv以上，閃電峰值電流的幅度大，高達(dá) 100 300kA，閃電電流變化快，放電電流時(shí)間短， 一次放電時(shí)間約為40u s ;同時(shí)閃電表現(xiàn)為強(qiáng)大的沖擊波、劇變的磁場(chǎng)強(qiáng)烈的電磁輻射、熾熱的 咼溫。
經(jīng)火花放電模擬實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算結(jié)果表明，閃電通道的徑向擴(kuò)展速度可 達(dá)1.6km/s左右，地閃回?fù)舻某跏茧A段，可行成閃電沖擊波波陣面的超高 壓一萬(wàn)到幾百萬(wàn)帕，但其破壞范圍離閃電通道幾厘米到幾米左右。
1.經(jīng)專利檢索，現(xiàn)有技術(shù)由于以上幾點(diǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)沒(méi)有根本性的解決其破壞力的問(wèn)題如專利號(hào)為02291616.4的簡(jiǎn)易雷電制氫裝置或是 轉(zhuǎn)化效率低如專利號(hào)為200610159497.7的用雷電制造碳化鈣的方法， 而且都不安全、實(shí)用，從而雷電的利用使人望而生畏。
2.由于我國(guó)地域遼闊，各地雷暴發(fā)生的差異也較大，雷電參數(shù)不同。據(jù) 210個(gè)氣象站雷暴資料的統(tǒng)計(jì)，東南沿海地區(qū)的平均雷暴持續(xù)時(shí)期為222d 左右，平均雷暴季節(jié)3到10月左右，活動(dòng)比較頻繁，資源豐富。據(jù)全球統(tǒng) 計(jì)，全球年雷暴日的高值區(qū)主要位于非洲中部、美洲中部、東南亞和我國(guó) 海南島。這些地區(qū)的平均年雷暴日大于IOO天，個(gè)別地區(qū)達(dá)180天以上， 其中海南島的儋縣的平均年雷暴日為124天，故如果將這些雷電高發(fā)區(qū)的 雷電能加以有效利用將是一件十分有意義的事。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，即是在足夠安全的條件下，將雷電在瞬間 所釋放的強(qiáng)大的電能轉(zhuǎn)化為一種可被人們掌握和利用的熱能，并充分利用 熱能發(fā)電的方法和裝置。故只要遠(yuǎn)離由人工觸發(fā)的定向定位雷電的破壞范 圍即可消除雷電的破壞性。
技術(shù)方案
本發(fā)明具體的技術(shù)方案如下 一種雷電發(fā)電的方法，即在有觸發(fā)閃 電的電場(chǎng)的條件下，以人工觸發(fā)閃電的方法，如將細(xì)金屬絲與金屬柱相連 的小型火箭發(fā)射升空引雷或利用激光器使空氣電離的方法形成放電通道將 雷電定向定位的引到半敞的容器中的具有耐高溫耐腐蝕抗沖擊且具有當(dāng)雷通過(guò)后還不達(dá)到其熔點(diǎn)的電阻而一小部分固定在地下的金屬柱，使金屬柱熾熱到一定程度，即約300到2000左右，再將帶有限壓閥的耐高溫耐腐蝕 抗沖擊的外套容器封閉，并用與金屬柱相距約100到800米的帶有避雷裝 置的排水泵將水池里面經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的水，以不破壞裝置且能充分利用金 屬柱熱能的排水速度經(jīng)過(guò)單向閥并用噴射裝置排入箱中與金屬柱充分接 觸，從而產(chǎn)生高壓水蒸氣。高壓水蒸氣經(jīng)過(guò)絕緣隔熱的導(dǎo)氣管傳到與距金 屬柱約100到500米亦帶有避雷裝置的汽輪機(jī)，使氣輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)與 汽輪機(jī)相連的發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)容器中的水積累到一定程度即通過(guò)外套容器 下端一排水孔使距金屬柱一定距離并帶有避雷裝置的排水泵將帶有余熱的 水排入水池，以循環(huán)與金屬柱接觸。水蒸氣在通過(guò)與汽輪機(jī)相連的管道上 有一信息收集裝置，其包括溫度傳感器,濕度傳感器，氣壓傳感器等裝置以 自動(dòng)化控制進(jìn)水泵的進(jìn)水速度，排水泵的排水速度以及引雷裝置。而當(dāng)外 套容器、排水管、導(dǎo)氣管中氣壓將達(dá)到一定限度時(shí)，即使各自的限壓闊支 開(kāi)，從而使氣壓減緩，從而更安全有效的運(yùn)行此金屬柱可以是實(shí)心，或空心，或中間部分為1到5根，但最好為3 根相鄰的金屬柱組成，從而提高金屬柱的電阻，以獲得更大且安全的熱能， 并將熱能快速有效的轉(zhuǎn)化。有益效果用人工觸發(fā)弓I雷發(fā)電的方法與裝置與現(xiàn)有比較有如下優(yōu)點(diǎn)；1用人工觸發(fā)引雷發(fā)電可以更充分，引雷面積更廣泛，更可以人為 控制定向定位安全的利用自然界的雷電。
2. 利用金屬柱儲(chǔ)熱能更有效安全的收集瞬時(shí)強(qiáng)烈的雷電能，而且可以
更安全更簡(jiǎn)易的加以利用。
3. 利用熱能使水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，并帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的過(guò)程，更容易為 人掌握和利用。而且其轉(zhuǎn)化效率較現(xiàn)有技術(shù)更高。
4. 本發(fā)明相應(yīng)的裝置可以不斷重復(fù)利用，從而為人類不斷造福。 由于采用上述方案，即可遠(yuǎn)距離用人工觸雷的方法將雷電定點(diǎn)定位的
引到金屬柱上，其可極大的避免因雷電的沖擊波及強(qiáng)電流所造成儀器設(shè)備 的損傷，以及操作人員的傷亡。故是一種安全更有效利用雷電轉(zhuǎn)化為人類 可以掌握和利用的熱能，從而極大的將一種極具破壞性卻又是一種可以不 斷利用的新能源。
具體實(shí)施方案以下將結(jié)合附圖使發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本發(fā)明金屬柱的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明金屬柱的橫截面剖圖。
圖中l(wèi)、引雷裝置2、金屬柱3、外套4、 12、 15為限壓閥5、 7、 9、 11、 16、 18、 20、 22、 24、 26為避雷裝置6、進(jìn)水泵8、水池 10、 進(jìn)水管13、噴水裝置14、導(dǎo)氣管17、信息采集裝置19、汽輪機(jī)21、 發(fā)電機(jī) 23、排水管25、排水泵其具體實(shí)施例為在存在觸發(fā)閃電的電場(chǎng)的條件下，將繞有一組或多 組細(xì)金屬絲圈與金屬柱相連的小型引雷裝置(1)升空或利用激光人工觸雷 的方法發(fā)射，將一次或多次雷電引過(guò)金屬柱(2)，當(dāng)金屬柱(2)溫度達(dá)到
一定程度時(shí)停止引雷。再將帶有避雷裝置(5)及限壓閥的外套(3)封閉，
并將與水池(8)相連的有一定距離的帶有避雷裝置(7)進(jìn)水泵(6)啟動(dòng)，
使水池(8)中經(jīng)過(guò)處理的水通過(guò)帶有限壓閥(12)的進(jìn)水管(10)以更能
充分利用金屬柱(2)的熱能的速度通過(guò)裝在外套(3)上端的噴嘴裝置(13)
使水更充分的與金屬柱(2)接觸以產(chǎn)生足夠的高壓水蒸氣。高壓水蒸氣通
過(guò)與外套(3)上端相連的中間帶有限壓閥(15)及信息采集裝置(17)的
導(dǎo)氣管(14)到亦帶有避雷裝置(20)的汽輪機(jī)(19)以帶動(dòng)帶有避雷裝
置(22)的發(fā)電機(jī)(21)發(fā)電。帶有避雷裝置(18)的信息采集裝置(17)
將各種數(shù)據(jù)計(jì)算以控制進(jìn)水泵(6)、排水泵(25)及引雷裝置(1)。當(dāng)外
套(3)中積累一定的水后即在外套(3)中有一定壓力的條件下由帶有避
雷裝置(26)的排水泵(25)經(jīng)排水管(23)將帶有余熱的熱水排到水池
(3)中以循環(huán)利用，從而充分提高熱能的利用率。而當(dāng)外套容器(3)、進(jìn)
水管(10)、導(dǎo)氣管(14)中氣壓將達(dá)到一定限度時(shí)，即使各自的限壓閥4、
12、 15頂開(kāi)，從而使氣壓減緩，從而更安全有效的運(yùn)行。
此金屬柱(2)可以是實(shí)心，或空心，或中間部分為1到5根，但最好 為3根相鄰如圖(2)、圖(3)的金屬柱(1)組成。
權(quán)利要求
1、一種雷電發(fā)電的方法及裝置，其由引雷裝置、金屬柱、外套、限壓閥、水池、導(dǎo)水管、進(jìn)水泵、噴水裝置、單向閥、排水泵、排水管、導(dǎo)氣管、信息收集裝置、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和避雷裝置組成。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用人工觸發(fā)雷電的方法，使具有高能量的雷電通過(guò)金屬柱，使金屬柱變得熾熱，并在外套中間用與排水泵相連的噴射裝置使水噴出與熾熱的金屬柱接觸產(chǎn)生高壓水蒸氣以通過(guò)位與外套上端帶有導(dǎo)氣孔的導(dǎo)氣管傳到汽輪機(jī)，從而用汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。主要原理是將雷電能間接轉(zhuǎn)化為人類可以掌握和利用的熱能，并利用熱能發(fā)電的方法。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特 征在于，所述的金屬柱是用一種耐高溫耐腐蝕抗沖擊易 傳遞熱量的一部分固定于地下的高電阻的金屬材料制 成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷電發(fā)電的方法及裝置中的金屬柱可以是一種實(shí)心或是一種空心或是一種中間部分為l到5根，但最好為3根相鄰的小金屬柱組成。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特征在于，引雷裝置可以是一種將饒成巻的細(xì)金屬絲與金屬柱的相連長(zhǎng)約20到80厘米的小型火箭，這種金屬絲尤其是一個(gè)可繞成巻的鋼絲或銅絲制成。此引雷裝置更可以是利用激光器使空氣電離的方法形成放電通道，其尤其是利用一種高功率的co2激光器或用激發(fā)態(tài)氣體的激光器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特 征在于，容器外套是由優(yōu)質(zhì)鋼或特種陶瓷或纖維合成等 具有耐高溫耐腐蝕抗沖擊帶有避雷裝置的材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷電發(fā)電的方法及裝置， 其特征在于，進(jìn)水管、導(dǎo)氣管及外套分別設(shè)有一限壓閥。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特 征在于，信息收集裝置是配有溫度傳感器，濕度傳感器， 氣壓傳感器等測(cè)量設(shè)備及相應(yīng)的控制裝置組成。其通過(guò) 導(dǎo)線或無(wú)線控制進(jìn)水泵、排水泵、引雷裝置等設(shè)備。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特 征在于，所述的進(jìn)水管、排水管、導(dǎo)氣管及與外套相連 的裝置是由一種或多種的絕緣的耐高溫耐腐蝕強(qiáng)度大抗 沖擊的材料制造。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雷電發(fā)電的方法及裝置，其特征在于，所有的裝置，包括引雷裝置、金屬柱、外套、限壓閥、水池、導(dǎo)水管、進(jìn)水泵、噴水裝置、單向閥、排水泵、排水管、導(dǎo)氣管、信息收集裝置、汽輪機(jī)、發(fā) 電機(jī)等都與相應(yīng)的具有高效避雷的避雷裝置相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雷電發(fā)電的方法及裝置，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。其由引雷裝置、金屬柱、外套、限壓閥、水池、導(dǎo)水管、進(jìn)水泵、單向閥、排水泵、排水管、導(dǎo)氣管、信息收集裝置、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和避雷針組成。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用人工觸發(fā)雷電的方法，使具有高能量的雷電通過(guò)金屬柱，使金屬柱變得熾熱，并在外套中使水與熾熱的金屬柱接觸產(chǎn)生水蒸氣以通過(guò)導(dǎo)氣管傳到汽輪機(jī)，從而用汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。主要原理是將雷電能間接轉(zhuǎn)化為人類可以掌握和利用的熱能，并利用熱能發(fā)電的方法。
文檔編號(hào)H05F3/06GK101296536SQ20071009754
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者明 石 申請(qǐng)人:明 石