科技新发现之“永动风塔”设想
本文将揭开治霾装置，将一个身高500米、头围400米、胸围底盘保密的“宝塔”展现在世人眼前：“宝塔”只需在开机加热空气，利用温度差和密度差形成“永动力”，从此一劳永逸，从塔裙吸入雾霾，再将其从塔顶口排出，直冲云霄进入平流层。在秋冬雾霾多发季节，在西北风的作用下，将雾霾刮向太平洋；春夏季受东风的影响，将温润的大气吹向大西北，形成降雨滋润久旱的西北大地。
可谓：
庞然大物立人间，吞吐雾霾到天边。
只需最初一点热，形成动力永绵延。
吹尽雾霾上九天，青山绿水在眼前。
秋冬飞向太平洋，春夏滋润在人间。
重点来啦，请看正文！
雾霾的形成是因为大气稳定度太高，人类生产、生活等方面散布在空气中的微小颗粒及在空气中可以形成颗粒物的物质，在低层大气中长时停留聚集，而形成的现象。
治理雾霾可从两方面着手：
1、从根源上进行控制，如减少电厂、工厂、矿山、工程建设、汽车尾气等生产生活中，产生的各种微小颗粒及空气中可以形成颗粒物的物质扩散到空气中。通常治理过程既漫长又艰苦，如英国伦敦和美国洛杉矶等城市的雾霾治理用了数十年时间。
2、加速空气中颗粒的扩散和消除，增强大气流动，使霾刮离人口密集区，扩散至海洋、山区、森林等人口较少的区域。最后沉降下来，从而有效避免和减小雾霾的危害。
第一种方法是各国针对雾霾现象通行且一般采用的主要治理措施。依据《中国低碳经济发展报告(2014)》发达国家治理大气污染的经历，按照目前的经济发展模式和技术水平，需20—30年，甚至更长时间。也就是说，人们还得再忍受雾霾最少几十年！其实，法国等欧洲发达国家截止到目前为止，也仍有雾霾发生。
我采用方法属第二种；制造足够规模、强度和持久的大气对流，创造出低层大气到平流层大气的永久通道，从而形成持续的风。此方法可靠、经济、见效快，除了治霾还能产生额外的巨大效益。
如图所示：
此装置暂称“永动”风塔，所谓“永动”是因为该装置初始启动后，即不用人为再提供动力。自然的力量，会使装置持续运转。
风塔概况：风塔塔口直径400m，塔身净高500m，塔中设置停开机装置。 塔口直径设计依据为：直径增大一倍，流通面积和围护周长的比值增大一倍。直径增加，造价降低，若直径继续加大，进风口面积会受到限制，高度相应随之增加，内外部环境可控性减弱，因此塔口直径设置在300—400m区间。塔身净高设置区间为400m—500m（模型设计塔口内径400m，塔身净高500m）在实际的操作过程中，风塔的直径和塔高可在相应范围内调整。
风塔选址：建于温润潮湿地区，例如沿海、江河边。
运行原理：在对流层的底层大气内，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，因塔身净高500m，所以风塔上下温差为3℃，这个3℃的温差就是造风的推力。装置启动初始，需加热，塔内空气因受热密度减小，受到浮力进而上浮，使塔内形成持续的上升气流，经过这个过程后，塔内底部流进的气体和塔顶出口处的气体达到同样的温度，称为“内部稳定”；此时，从塔顶到塔底形成的内外平均温差为1.5℃，塔内气流到达塔顶出口处的速度将达到7.3m/s。装置工作一段时间后，塔身外一个区域内的气体温度梯度也会消失，并等于塔顶高度处的大气温度，这时塔内外温差就达到3℃。在塔内外3℃温差的动力下，塔顶出口处气流的速度会达到10.4m/s（实际过程因为有热岛效应，这个动力还有可能稍大些），并形成一个塔内外稳定的温度差和密度差，即形成风塔“永动”的动力。此时，就形成一个无需任何人为外力（如：加热）介入的“永动”风塔。
风塔顶设置二次引发对流装置，利用风塔第一次引发的气体能量，形成二次效果，这个效果在更大范围内形成对流，引发第三效应；即湿气的输送会形成云带，减低太阳辐射形成云下部的冷区和无云处的热区，形成冷区下降热区上升的对流，以及风；后续还会产生四次效应，即云带会形成雨雪，降落大地，洗涤空气和雾霾。
装置投入：一个装置约需要30亿人民币。
运行成本：只需一次加热开机，塔内造风系统即自行开始运作，不再产生其它动力成本。
风塔数量及预期效果：华北地区建立5—10个，京津冀雾霾内治理大见成效。全国范围建立10—20个，6年时间彻底消除雾霾。
环境要求：“永动”风塔上方方圆数十公里，应设民航禁飞区。
附带效益：风塔冬季“呼风”治霾，夏季“唤雨”抗旱，当“永动”风塔建设到20个时，给西部地区增加降雨200亿吨。“永动”风塔设在华北华东，雨洒在西北地区，改善生态、治理沙漠、解决大西北的干旱，同时装置周边区域年平均气温下降，局部地区可达1—3℃。雨带地区年均气温也有下降。
所以，“永动”风塔还可以给地球降温，防治地球的沙漠化，当然这需要到全球选址，建到太平洋、大西洋，该装置可以提前把蕴藏在海水中的能量连续进行释放，防止、减少超强台风和强台风的形成。（推导及计算方式另附）
“永动”风塔的相关内容待续。
读者关于技术方面的疑问，将择期专题答复。
作者简介：
刘进科，1979.9—1983.7就读于太原理工大，高级工程师。山西省创新发明协会副理事长，山西东方红制漆有限公司董事长、山西东方红品牌服饰有限公司董事长。致力于节能、环保十余年，有多项跨行业的发明创新，比如伞状建筑结构获国家发明专利、脱硫除尘器获国家发明专利、在“第三届亚洲国际新技术新产品博览会”获得“科技发明进步奖”等等。