[發明專利]霧霾驅散和地表空氣降溫系統

在審

• 申請號: 201510033932.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104652345A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 馬東升
• 申請（專利權）人: 馬東升
• 主分類號: E01H13/00
• 分類號: E01H13/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及城市霧霾的治理和城市熱島效應的減緩。

背景技術

空氣污染和逆溫層作用可能導致霧霾的發生。在城市市區，由于無風并且缺少上下空氣對流，大量的機動車排出的煙霧和其它污染源產生的漂浮物不易擴散，地表空氣中微細顆粒物(PM2.5)的濃度可能會急劇上升，給人們的身體健康造成極大的危害。

為了減少霧霾天氣的危害，地方政府一方面勸阻人們減少戶外活動，另一方面可以通過行政手段推廣零排放機動車的使用，限制燃油機動車的行駛和工業污染源的排放。盡管如此，目前世界上還缺乏驅散霧霾的有效手段。

此外，隨著城市規模的不斷擴大，人口密度的逐漸增大，人們生活水平的不斷提高，大量的食物能、電能和其它能源在有限的時間空間內被消耗轉化成熱能，最終排放到周圍空氣中。因而，從城市之外觀察，它就像一個會發熱的島。再加上，夏天日曬時間長特別是南方地區，城市熱島效應更加明顯。熱島效應不但影響人們的身體健康，而且由于空調的普遍使用，從而進一步增大電能消耗，增加污染物排放。

合理的城市規劃建設，如風道的設計，大面積綠化等，可以弱化熱島效應。但實際上往往是天氣的變化，如降雨和刮風，才能短暫地有效消除熱島效應。

發明內容

本發明設計一種新的高空抽氣系統。它主要由氣球、高空抽氣機、送風管道、地面增壓風扇、高強度纜繩、滑輪基座、絞盤機、電源及控制器組成(如圖1所示)。當氣球把高空抽氣機帶到合適高度以后，控制器可以啟動本系統開始工作，把比較干凈的高空空氣通過一定高度的垂直管道向地面移動，再通過適當長度的水平管道在合理的出口位置排入周圍的空氣中。這樣一方面出口處的新鮮空氣就會與周圍地面空氣混合，從而稀釋周圍地面空氣中污染物的濃度；另一方面，隨著本系統工作時間的增長，大量的高空空氣被抽到地面，致使出口附近局部空氣總容量增加；此外，由于高空空氣壓力和溫度與地表空氣不同，出口附近的混合空氣的氣壓和溫度就會與周圍不同，不可避免地混合空氣會發生膨脹和移動，或平移，或上升，方向不確定。進而，帶動周圍高污染濃度地面空氣的移動。

單位時間內，本系統的抽氣能力與高空抽氣機的功率大小有關。高空抽氣機的允許重量受到氣球的總有效載荷的限制。為了降低抽氣機進氣氣流對氣球浮力的影響，可以通過試驗確定合理的抽氣機組合(如圖2所示)。此外，還可以考慮在抽氣機進氣口安裝延長進氣管。在適宜的天氣條件下，本系統可以長時間連續工作。

在發生霧霾的城市周圍及市區，通過合理布置一定數量的高空抽氣系統，可以實現較大面積的局部空氣的平移，或上下對流，從而降低逆溫層的影響。理想情況下，可以驅散籠罩城市上空的霧霾。

盛夏季節，在發生熱島效應的城市周圍及市區，通過合理布置一定數量的高空抽氣系統，可以把溫度比較低的高空空氣大量地抽到地面，從而降低局部地面空氣溫度，并且產生一定的氣流，把市區污染空氣帶走。這樣，一方面可以改善城市空氣質量；另一方面可以降低城市的能源消耗，減少污染物的排放。

附圖說明

圖1是高空抽氣系統的結構示意圖。

圖中1-氣球(充氦氣或氫氣)；2-氣球系留繩(多條)；3-高空抽風機(單個或多個組合體)；4-垂直送風管道(輕型柔軟)；5-地面軸流式風扇；6-地面排風管道；7-出風口；8-高空空氣排到地面；9-方向舵(防風吹旋轉或扭結)；10-高空空氣被吸入抽風機；11-氣球纜繩(鋼絲繩，或輕型高強度纜繩，附加捆綁電源電纜和控制信號線)；12-管道固定扣帶；13-滑輪；14--氣球纜繩(水平段)；15--纜繩絞盤機(電動機，絞盤)；16-電源及控制器。

圖2是高空抽風機的組合示意圖。

圖a)：單個抽風機方案，進風口應朝上，工作時可以產生向上的提升力。圖中1--抽風機；2-垂直送風管道；3-高空空氣被吸入。

圖b)：兩個抽風機方案，180度反向排列，進風口應水平或斜向上，工作時合力為零，或可產生向上的提升力。圖中1--抽風機(兩個相同)；2-抽風機風管(兩個相同)；3-垂直送風管道；4-抽風機組合梁(固定和懸吊)；5--高空空氣被吸入。

圖c)：三個抽風機方案，120度對稱排列，進風口應水平或斜向上，工作時合力為零，或可產生向上的提升力。圖中1--抽風機(三個相同)；2-抽風機組合梁(固定和懸吊)。

圖d)：四個抽風機方案，90度對稱排列，進風口應水平或斜向上，工作時合力為零，或可產生向上的提升力。圖中1--抽風機(四個相同)；2-抽風機組合梁(固定和懸吊)。

具體實施方式