积极创新,实现富民强国的“中国梦”
发表时间 2018-09-28 11:24 来源 本站原创

  ——记著名应用物理研究专家曹国斌的发明成果

  改革开放总设计师邓小平有一句名言:“科学技术是第一生产力。”值此实现中华民族伟大复兴“中国梦”的关键时刻,科技创新就成为了关键的一环,也是广大科技工作者不可推卸的光荣使命。著名应用物理研究专家曹国斌就是其中功勋卓著的一员。

  曹国斌,中共党员,应用物理专业研究员,湖南大学退休教师。曾任教育部科技发展中心低温等离子体科技领域的专家,教育部博士点基金评审专家,国家自然科学基金委物理学部的同行评议专家主持并完成两项国家自然科学基金项目,获中国“八五”科技成果一项;完成并获奖的部、省级项目多项,如原机械部科技进步二等奖的污水治理项目;省科委、省教委科技进步二等奖四项、三等奖两项。

  2000年退休后,曹国斌邀请儿子曹赟、女儿曹樱,同事颜新民、彭青等,利用业余时间投入到高效综合利用太阳能、节能环保和军民两用产品系列研究,已获中国发明专利四项:1、一种采聚太阳能的掩膜片及采用掩模片的太阳能装置;2、一种磁空分富氧装置;3、一种用于房间的多功能消声装置;4、一种消毒液制取装置。2010年都人编到《国家重点高新科技项目编》;2011年第十六届全国“星火杯”创造发明竞赛获奖项目。

  如今已近耄耋之年曹教授身患多种疾病,可他还在应尽生存之力,积极配合企业努力将其发明的专利开发出高新技术产品并产业化发展,实现曹老的夙愿一节能又环保,实现曹老用科技富民强国的梦想——中国梦。

  下面,对曹国斌的发明专利予以详细介绍。

  一种采聚太阳能的掩模片及采用掩模片的太阳能装置

  太阳能光伏发电的生命力在于有较高的效率和性价比指标。我国目前光伏发电效率低,性价比指标也低,谈不上经济效益;采用掩模片的光伏发电装置能成倍地提高效率和性价比指标。

  该掩模片是孔、边框结构,从孔中透过的阳光都是同位相的光,它们汇聚时有光振幅叠加增大到A倍,而采聚的光能就会增大到A2倍;掩模片避免了采光面在室外工作时因积尘污染影响采光效率,甚至失效的危害;该掩模片不仅在可见光,而且在不可见光(如紫外光)等波长范围内不能使用玻璃透镜聚光器,菲涅耳聚光器,全息聚光器时它能发挥出它的聚光作用,正是这些波长的光在阳光中含能量最高,对光伏发电贡献最多,因而提高了光伏发电的转换效率。因此,采用该掩模片后使光电转换效率从第一代(<20%)提升到第二代(<40%),第三代(<60%)。掩模片聚光率高,大大减少了昂贵的硅光电池的使用面积,从而提高了性价比指标。高效综合利用太阳能给我国军民带来诸多的实惠,提高军民的生活质量,大大改善民生。特别是对岛、极地、大漠等没有电力网供电的边远地域的军民,送去清洁电能,可以使用配套的低电压直流用电器,如电视机、影碟机、电风扇、富氧送风机、消毒灭菌机等,使他们过上现代城市居民的生活。

  该发明专利入编《国家重点高新技术项目汇编》。

  一种用于房间的多功能消声装置

  该发明专利为多功能消声装置,安装在窗户的部分位置上,其它部分仍是玻璃窗。当窗外的噪声被传到多功能消声装置箱体表面时形成较强反射因而能隔音。箱体中央有一条状进风口,该装置除了能自然通风外,还可消声。此声波干涉原理是:载有同一噪声源的气流再分支成左右两内腔气道其程差为消声波长的K/2

  现代城区、工矿企业四周、道路(公路、铁路)两旁、机场周围等噪声早己成为公害,为解决噪声扰民难题,迫切需要适用于民居的自然通风隔音消声窗饰。

  百叶窗可隔音和自然通风,但它不能消声。已有的消声材料如毛毡,消声材料越厚,消声系数越大,但其透气性能就越差。该多功能消声箱表面是塑料支框架上蒙上一层人造毛皮样带段,现代装饰材料中的毛条与此相似,只是尺度小得多,生产工艺也相似。该发明选用质轻、色浅、无异味、耐用材质来制造人造毛皮带段和内支架。原辅材料全部国产化,此专利产业化发展,市场前景广阔。

  该发明专利入编《国家重点高新技术项目汇编》。

  一种磁空分富氧装置

  空气中的氧浓度从21%再提高5%以上就称为富氧空气,它与燃料混合燃烧时具有节能减排、环保的双重功效。富氧空气也能提高人脑的用脑效率,还具有防病和保健功能。用富氧空气饲养牲畜,具有防病和助长作用。

  该发明是在常温常压下利用磁力来实施空气分离氧和氮,从而获得富氧空气,空气动力设备不用空压机,使用普通轴流风机,因而耗电少,设备轻,噪声很小,可小型化,改写了富氧装置不能小型化、不能用在车船上的历史。

  所有的燃料必需在富氧中燃烧才能充分燃烧,才有节能减排、环保的双重功效。特别对没有点火装置的内燃机,先将富氧空气电激励臭氧化处理后再供给内燃机,这可克服燃料不能充分燃烧的弊端。这在燃料不断涨价的现代,其经济效益明显。

  磁空分富氧负离子装置,能使室内空气清新宜人、舒适,能清除空气中的烟尘、微生物、正离子等,这样能提高人脑的用脑效率,减少差错;具有保健和防病作用,这为学生、办公人员带来了福音。它用于动物饲养场能使动物少得病生长快,带来丰厚的经济效益。

  该发明专利入编《国家重点高新技术项目汇编》。

  一种消毒液制取装置

  该发明利用通电电解复合食盐水可快速制得高效高浓度的消毒液,经过稀释后富含多种氧化剂(如NaCIO、HCIO、H2O2、O3等)具有消毒灭菌、除臭、脱色或漂白等功能;能快速高效广谱地火活微生物;失效后衰变为食盐水,属无毒级消毒液,不致畸、不致癌。可广泛用于消毒灭菌、污水治理、卫生管理、疫情控制等,可在场现制现用,还可瓶装消毒液上市销售。在现场使用制液机时其电解液中加入了钝化剂以便于保存消毒液;在消毒灭菌现场加入敏化剂以提高杀菌效果。

  使用工业电力网的交流电需要变压器、整流器、滤波器等大型部件,耗电多,结构复杂改用太阳能光伏发电供电的低压直流电后,能使其结构大大简化,耗电量也大大减少,这在节能减排、节省资源方面迈出可喜的一大步。该发明可开发出大小系列机,可产业化发展,所需原辅材料都能国产化;现存2千瓦样品和家用型微型机样品。该系列机为治理生活污水提供技术支撑。

  我国人口众多,生活污水量多;医疗机构每天排出大量污水,这些污水治理相当困难,用液氯来消毒自来水,因液氯是危险品,剧毒物,要用专用设备,专门人才来操作,即使这样,经常出现氯气中毒事故,污染环境,使周围居民没有安全感。

  该消毒液制液机是普通机电设备,采用自来水和复合食盐为原料,这些无危险,很安全;采用太阳能发电供电的制液机,能高效率地工作,具有较高经济效益。

  整治生活污水和医疗机构排出的污水,不仅能确保人畜健康、防止疾病流行,保护环境,确保自来水清洁卫生,也为确保和谐社会提供了有力的支撑。

  该发明专利入编《国家重点高新技术项目汇编》P61。

  本系列机制出的消毒液,具有活性高、富含多种强制氧化剂(NaCIO、O3、H2O2)等,它们互相增效,能广谱、快速杀灭病菌、真菌、病毒……此液无毒,放置很久后失效,分解出新生态氧,此液衰变为食盐水;它能广一泛用于医疗、宾馆、托幼园、餐饮业、食品加工业、环境产业中的污水治理。

  本专利技术实施样机功率突破到单机数千瓦,制出的消毒火菌液成分多,活性高,而且它们相互是增效的。此系列机能合理利用资源、节省能源,真正实现高效率。

  制造本系列机需要处理过的钛和不锈钢做金属电极,这两种材料在中国大陆有供货;所需的其他材料、零部件国内有供货,唯有与之相匹配的制冷部件系列,需自行试制生产。

  制造本系列机、产品产业化的生产场所和电力供应条件实为普通机电产品的生产场所和供电条件,无特殊需求,不需工业用水、煤气等其它条件生产中无环境污染问题,可持续发展。

  本专利技术产业化首选产值高,利润空间大,附加值高的产品,快速起步,然后拓展市场,研发拓展型产品。

  1.由于中大型制液机用途广、产值高、利润高、附加值高,首批试制投产;

  2.瓶装消毒水用途广、用量大、利润也高,取代传统的“8.4”消毒液市场,本专利技术开发出特殊制液机,连锁店联网,在各地现产现销瓶装消毒水;

  3.进一步拓展市场,开发海水消毒机,用于海水养殖业、海滨浴场,海上捕捞业等。

  本专利技术具有广泛的应用前景:

  (一)经济效益

  本专利技术产品系列化、产业化不仅新增产值和利税,还能创造出新的消毒液机和消毒液品牌,让地球村的人得到新技术带给的实惠;同时还能合理利用有限资源、节省能源、减轻运输压力、减轻环境污染;预防控制传染病和流行病……诸多方面有明显的社会效益。

  经济效益估算分析:中大型制液机连附件在内每套售价4-8万元,每年生产500套,新增产值2-4千万元,毛利约为60%,获1.2-2.4千万元。

  出手瓶装消毒液500毫升/瓶,出厂价1.5元/瓶。(现在市场价:500毫升/瓶“8.4”消毒液售价为2.8元/瓶,也有卖到8-10元/瓶的时候)。本品生产成本价为0.5元/瓶(瓶子及包装费0.25元,原材料消耗及电费0.15元,生产管理成本和人员工资0.1元),即出厂价3000元/吨,毛利2000元/吨,若每年出售1万吨的消毒液,新增产值3千万元,毛利2千万元。

  (二)社会效益

  本专利技术产品系列化后需要产业化,将市场拓展到瓶装消毒液,开发出生产消毒液的特型制液机,在各地现产现销瓶装消毒液,在地球村里连锁出售网店,打出新消毒液品牌。

  在此基础上,进一步开发研究出海水消毒机,用于海水养殖业、海滨浴场、海上捕捞渔品消毒处理。

  综上所述,曹国斌的发明专利成果丰硕,利国利民,具有广泛的推广应用前景,产生了广泛的社会效益和经济效益,堪称新时代科技工作者科研成果产业化转化的楷模。在此,我们殷切期望曹国斌和他的研究团队能够继往开来,勇于开拓创新,力争为我国的科技强国的“中国梦”做出更大的贡献。

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