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蒋子刚:矢志化解能源环境危机

本报记者刘碧玛
    今年,被媒体评为国内第二大热门词汇的是“节能减排”。人们注意到,随着国家一系列促进节能减排政策措施的制定、重点工程的全面实施、节能减排科技专项行动的组织和实施,节能减排被提到了一个前所未有的高度。

  当大多数人开始意识到节能减排的重大意义时,有一位发明家早在数年前便开始用创新的思维发明了一种能在很多领域应用、节能减排的新型机械,他就是著名的揉动技术发明人、北京巨匠动力公司首席科学家蒋子刚先生。

  要做到节能减排,首先要弄清楚产生能源危机和环境危机的根源是什么?在不久前刚刚结束的“第二届中国发明家论坛”上,蒋子刚作了题为“探索新工业化动力技术体系的创新”的发言,他详细地阐述了产生世界性能源环境危机的根本原因,并提出了高度原创的解决方法,使与会者受益匪浅。

  他崇尚理论型发明,据此找到化解危机的关键

  自1786年瓦特发明蒸汽机后,人类进入机器动力时代。短短220年中,虽然创造了空前的物质文明,却出现了能源紧张和环境污染的世界性危机。“产生能源危机和环境危机的根源在于传统动力技术体系。”这是蒋子刚在发言中表述的一个重要论点。蒋子刚认为,“新工业化”必须以动力技术的突破性创新为前提才能成立。这种创新应该具有节能、环保、低成本和广谱适应的技经优势,才能化解两大危机和根除再次发生危机的因素。这是一种全新的机器动力技术,是新工业化文明所渴求的技术基础,也显然是其能够成立的必要标志。

  蒋子刚立志发明一种具有新的运动方式和新的运动机构的流体动力机械,其目标是提高效率、减少污染和降低成本。为此,几年以前,他开始了新机器动力技术体系的探索。传统动力机械效率低,其中,内燃机甚至不到40%。要提高效率,首先要找出效率低的原因。蒋子刚认为,传统动力机械采用的活塞平动和叶轮转动运动方式存在着严重缺点,它们的机构运动线速度太高,内机械损耗和水力损耗因而过大。并且,内燃机等动力机械都强烈地依赖于润滑,其润滑油挥发生成的气溶胶凝物会污染蓝天,危害人类和整个生物圈的生存环境。“把速度降下来”,这是蒋子刚发明揉动运动方式和创立揉动力学理论的最初思路。

  蒋子刚早年毕业于清华大学,从事发明创造38年,发明成果众多。与多数其他发明人不同的是,他特别强调并且善于依靠演绎理论来完成发明创造。他发明的揉动运动方式,通俗地讲,就是人人熟知的揉面、揉背、揉膝盖运动。蒋子刚通过演绎牛顿方程、伯努利方程等模型,导出了揉动力学理论和揉动式流体机械创新成果,得到了200多个可直接用于新产品设计的基本方程。他将揉动运动解析定义为公转和逆向等角速自转的线性合成。他设计的揉动机构,结构上简单到一个圆柱体揉轮和一个圆柱形揉腔的配合,工艺上简单到普通精度镟床能快速加工。蒋子刚以毋庸置疑的严密性和完备性,从理论上证明了一个足以震憾和改变世界的结论:较之活塞运动和叶轮运动,揉动方式具有力学和热力学参数的数量级优势。

  他的“揉动技术”发明群节能减排效果显著

  2004年12月28日,一项称为“流体机械的揉动变容方法及其机构与用途”的大型发明由蒋子刚完成并递交了专利申请。这项成果包含了史无前论的“揉动力学理论”和演绎理论的5个层次的技术方案设计,统称为“揉动式流体机械”。在专利设计和应用开发过程中,这项大型发明被规划为包括16个大类、上百个小类、成千上万种流体动力机械的技术体系,简称为“揉动技术”项目群。该发明具有科学理论和应用设计双原创的特征,拥有完全的中华知识产权。

  “揉动式流体机械”的节能减排原理新颖、独特、准确无误。蒋子刚列举了揉动技术的多种应用类型及其应用效果。他说:“揉动式内燃机是一种燃气膨胀做功机构揉动的内燃机,较之传统内燃机,其效率接近翻倍,其功率密度翻倍,并且免润滑,污染小而寿命长;揉动式液压泵和液压马达是一类变容机构揉动的转动式液压传动机械,用以组成液压传动汽车可创造高性能、低成本的技术经济奇迹,使该产业发生巨变;揉动式压缩机、真空泵、计量泵是一类变容机构揉动的气体或气液二相流体变压、计量作业机械,可广泛应用于动力、化工、空调制冷等行业,论证技术指标遥遥领先,效果特别显著。”

  揉动力学理论和揉动式流体机械具有全新的特征。在问世初期,和历史上其它重大创新一样,人们并没有立刻认识到它的巨大潜力。为了推动该技术的发展,蒋子刚不辞辛苦,写文章,做博客,经常熬到深夜。为了做样机,他和年轻人一起,几天几夜坚持在北京大兴的一个小工厂里做试验。蒋子刚是民间科学家,创业伊始,他的巨匠动力公司面临着资金短缺等一系列困难。然而,蒋子刚没有气馁,他始终坚信,揉动技术能够引领一场世界性的新工业化动力技术革命,能够化解全球性能源危机,能够为中华科技崛起带来历史性契机。为了开创明天、造福人类、为国争光的大使命,他勇往直前地拼搏着。

  揉动技术问世两年多来,巨匠公司在蒋子刚的带领下,在工艺上难度最大的气体压缩机和增压配流器领域进行了重点开发,设计转速最高达到了7500转/分,容积效率最高达到了98%,总效率最高达到了70%以上。

  巨匠公司重点开发的压力达20兆帕的油田注水泵等高端水泵,设计效率高达94%,比国家节能改造目标规定的75%高了19个百分点,批产成本大约降低9/10。这将掀起一场油田动力技术改造的狂飙。

  巨匠公司把揉动式双目标风电技术作为产业化推广的特别重点。这一应用的7大优势无与伦比,其千瓦成本仅1500元,比最先进的风电系统降低了5/6。其阻风固沙和减防台风的环保功能在世界上史无前例。揉动式风电系统已经签订了3份国际合作合同,这项技术将可能很快推广到世界各地。

  今年9月25日在北京廊坊举办的第十七届全国发明展览会上,揉动技术发明荣获金奖。发明人蒋子刚捧回了金光闪闪的金奖奖牌和金奖证书。有理由认为,关注节能减排的政府官员和产业界人士,应该密切关注和积极支持揉动技术,使之能够早日实现产业化,早日进入市场,早日造福人类。

  

  

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