積極創新,實現富民強國的“中國夢”
發表時間 2018-09-28 11:24 來源 本站原創

  ——記著名應用物理研究專家曹國斌的發明成果

  改革開放總設計師鄧小平有一句名言:“科學技術是第一生產力。”值此實現中華民族偉大復興“中國夢”的關鍵時刻,科技創新就成為了關鍵的一環,也是廣大科技工作者不可推卸的光榮使命。著名應用物理研究專家曹國斌就是其中功勛卓著的一員。

  曹國斌,中共黨員,應用物理專業研究員,湖南大學退休教師。曾任教育部科技發展中心低溫等離子體科技領域的專家,教育部博士點基金評審專家,國家自然科學基金委物理學部的同行評議專家主持并完成兩項國家自然科學基金項目,獲中國“八五”科技成果一項;完成并獲獎的部、省級項目多項,如原機械部科技進步二等獎的污水治理項目;省科委、省教委科技進步二等獎四項、三等獎兩項。

  2000年退休后,曹國斌邀請兒子曹赟、女兒曹櫻,同事顏新民、彭青等,利用業余時間投入到高效綜合利用太陽能、節能環保和軍民兩用產品系列研究,已獲中國發明專利四項:1、一種采聚太陽能的掩膜片及采用掩模片的太陽能裝置;2、一種磁空分富氧裝置;3、一種用于房間的多功能消聲裝置;4、一種消毒液制取裝置。2010年都人編到《國家重點高新科技項目編》;2011年第十六屆全國“星火杯”創造發明競賽獲獎項目。

  如今已近耄耋之年曹教授身患多種疾病,可他還在應盡生存之力,積極配合企業努力將其發明的專利開發出高新技術產品并產業化發展,實現曹老的夙愿一節能又環保,實現曹老用科技富民強國的夢想——中國夢。

  下面,對曹國斌的發明專利予以詳細介紹。

  一種采聚太陽能的掩模片及采用掩模片的太陽能裝置

  太陽能光伏發電的生命力在于有較高的效率和性價比指標。我國目前光伏發電效率低,性價比指標也低,談不上經濟效益;采用掩模片的光伏發電裝置能成倍地提高效率和性價比指標。

  該掩模片是孔、邊框結構,從孔中透過的陽光都是同位相的光,它們匯聚時有光振幅疊加增大到A倍,而采聚的光能就會增大到A2倍;掩模片避免了采光面在室外工作時因積塵污染影響采光效率,甚至失效的危害;該掩模片不僅在可見光,而且在不可見光(如紫外光)等波長范圍內不能使用玻璃透鏡聚光器,菲涅耳聚光器,全息聚光器時它能發揮出它的聚光作用,正是這些波長的光在陽光中含能量最高,對光伏發電貢獻最多,因而提高了光伏發電的轉換效率。因此,采用該掩模片后使光電轉換效率從第一代(<20%)提升到第二代(<40%),第三代(<60%)。掩模片聚光率高,大大減少了昂貴的硅光電池的使用面積,從而提高了性價比指標。高效綜合利用太陽能給我國軍民帶來諸多的實惠,提高軍民的生活質量,大大改善民生。特別是對島、極地、大漠等沒有電力網供電的邊遠地域的軍民,送去清潔電能,可以使用配套的低電壓直流用電器,如電視機、影碟機、電風扇、富氧送風機、消毒滅菌機等,使他們過上現代城市居民的生活。

  該發明專利入編《國家重點高新技術項目匯編》。

  一種用于房間的多功能消聲裝置

  該發明專利為多功能消聲裝置,安裝在窗戶的部分位置上,其它部分仍是玻璃窗。當窗外的噪聲被傳到多功能消聲裝置箱體表面時形成較強反射因而能隔音。箱體中央有一條狀進風口,該裝置除了能自然通風外,還可消聲。此聲波干涉原理是:載有同一噪聲源的氣流再分支成左右兩內腔氣道其程差為消聲波長的K/2

  現代城區、工礦企業四周、道路(公路、鐵路)兩旁、機場周圍等噪聲早己成為公害,為解決噪聲擾民難題,迫切需要適用于民居的自然通風隔音消聲窗飾。

  百葉窗可隔音和自然通風,但它不能消聲。已有的消聲材料如毛氈,消聲材料越厚,消聲系數越大,但其透氣性能就越差。該多功能消聲箱表面是塑料支框架上蒙上一層人造毛皮樣帶段,現代裝飾材料中的毛條與此相似,只是尺度小得多,生產工藝也相似。該發明選用質輕、色淺、無異味、耐用材質來制造人造毛皮帶段和內支架。原輔材料全部國產化,此專利產業化發展,市場前景廣闊。

  該發明專利入編《國家重點高新技術項目匯編》。

  一種磁空分富氧裝置

  空氣中的氧濃度從21%再提高5%以上就稱為富氧空氣,它與燃料混合燃燒時具有節能減排、環保的雙重功效。富氧空氣也能提高人腦的用腦效率,還具有防病和保健功能。用富氧空氣飼養牲畜,具有防病和助長作用。

  該發明是在常溫常壓下利用磁力來實施空氣分離氧和氮,從而獲得富氧空氣,空氣動力設備不用空壓機,使用普通軸流風機,因而耗電少,設備輕,噪聲很小,可小型化,改寫了富氧裝置不能小型化、不能用在車船上的歷史。

  所有的燃料必需在富氧中燃燒才能充分燃燒,才有節能減排、環保的雙重功效。特別對沒有點火裝置的內燃機,先將富氧空氣電激勵臭氧化處理后再供給內燃機,這可克服燃料不能充分燃燒的弊端。這在燃料不斷漲價的現代,其經濟效益明顯。

  磁空分富氧負離子裝置,能使室內空氣清新宜人、舒適,能清除空氣中的煙塵、微生物、正離子等,這樣能提高人腦的用腦效率,減少差錯;具有保健和防病作用,這為學生、辦公人員帶來了福音。它用于動物飼養場能使動物少得病生長快,帶來豐厚的經濟效益。

  該發明專利入編《國家重點高新技術項目匯編》。

  一種消毒液制取裝置

  該發明利用通電電解復合食鹽水可快速制得高效高濃度的消毒液,經過稀釋后富含多種氧化劑(如NaCIO、HCIO、H2O2、O3等)具有消毒滅菌、除臭、脫色或漂白等功能;能快速高效廣譜地火活微生物;失效后衰變為食鹽水,屬無毒級消毒液,不致畸、不致癌。可廣泛用于消毒滅菌、污水治理、衛生管理、疫情控制等,可在場現制現用,還可瓶裝消毒液上市銷售。在現場使用制液機時其電解液中加入了鈍化劑以便于保存消毒液;在消毒滅菌現場加入敏化劑以提高殺菌效果。

  使用工業電力網的交流電需要變壓器、整流器、濾波器等大型部件,耗電多,結構復雜改用太陽能光伏發電供電的低壓直流電后,能使其結構大大簡化,耗電量也大大減少,這在節能減排、節省資源方面邁出可喜的一大步。該發明可開發出大小系列機,可產業化發展,所需原輔材料都能國產化;現存2千瓦樣品和家用型微型機樣品。該系列機為治理生活污水提供技術支撐。

  我國人口眾多,生活污水量多;醫療機構每天排出大量污水,這些污水治理相當困難,用液氯來消毒自來水,因液氯是危險品,劇毒物,要用專用設備,專門人才來操作,即使這樣,經常出現氯氣中毒事故,污染環境,使周圍居民沒有安全感。

  該消毒液制液機是普通機電設備,采用自來水和復合食鹽為原料,這些無危險,很安全;采用太陽能發電供電的制液機,能高效率地工作,具有較高經濟效益。

  整治生活污水和醫療機構排出的污水,不僅能確保人畜健康、防止疾病流行,保護環境,確保自來水清潔衛生,也為確保和諧社會提供了有力的支撐。

  該發明專利入編《國家重點高新技術項目匯編》P61。

  本系列機制出的消毒液,具有活性高、富含多種強制氧化劑(NaCIO、O3、H2O2)等,它們互相增效,能廣譜、快速殺滅病菌、真菌、病毒……此液無毒,放置很久后失效,分解出新生態氧,此液衰變為食鹽水;它能廣一泛用于醫療、賓館、托幼園、餐飲業、食品加工業、環境產業中的污水治理。

  本專利技術實施樣機功率突破到單機數千瓦,制出的消毒火菌液成分多,活性高,而且它們相互是增效的。此系列機能合理利用資源、節省能源,真正實現高效率。

  制造本系列機需要處理過的鈦和不銹鋼做金屬電極,這兩種材料在中國大陸有供貨;所需的其他材料、零部件國內有供貨,唯有與之相匹配的制冷部件系列,需自行試制生產。

  制造本系列機、產品產業化的生產場所和電力供應條件實為普通機電產品的生產場所和供電條件,無特殊需求,不需工業用水、煤氣等其它條件生產中無環境污染問題,可持續發展。

  本專利技術產業化首選產值高,利潤空間大,附加值高的產品,快速起步,然后拓展市場,研發拓展型產品。

  1.由于中大型制液機用途廣、產值高、利潤高、附加值高,首批試制投產;

  2.瓶裝消毒水用途廣、用量大、利潤也高,取代傳統的“8.4”消毒液市場,本專利技術開發出特殊制液機,連鎖店聯網,在各地現產現銷瓶裝消毒水;

  3.進一步拓展市場,開發海水消毒機,用于海水養殖業、海濱浴場,海上捕撈業等。

  本專利技術具有廣泛的應用前景:

  (一)經濟效益

  本專利技術產品系列化、產業化不僅新增產值和利稅,還能創造出新的消毒液機和消毒液品牌,讓地球村的人得到新技術帶給的實惠;同時還能合理利用有限資源、節省能源、減輕運輸壓力、減輕環境污染;預防控制傳染病和流行病……諸多方面有明顯的社會效益。

  經濟效益估算分析:中大型制液機連附件在內每套售價4-8萬元,每年生產500套,新增產值2-4千萬元,毛利約為60%,獲1.2-2.4千萬元。

  出手瓶裝消毒液500毫升/瓶,出廠價1.5元/瓶。(現在市場價:500毫升/瓶“8.4”消毒液售價為2.8元/瓶,也有賣到8-10元/瓶的時候)。本品生產成本價為0.5元/瓶(瓶子及包裝費0.25元,原材料消耗及電費0.15元,生產管理成本和人員工資0.1元),即出廠價3000元/噸,毛利2000元/噸,若每年出售1萬噸的消毒液,新增產值3千萬元,毛利2千萬元。

  (二)社會效益

  本專利技術產品系列化后需要產業化,將市場拓展到瓶裝消毒液,開發出生產消毒液的特型制液機,在各地現產現銷瓶裝消毒液,在地球村里連鎖出售網店,打出新消毒液品牌。

  在此基礎上,進一步開發研究出海水消毒機,用于海水養殖業、海濱浴場、海上捕撈漁品消毒處理。

  綜上所述,曹國斌的發明專利成果豐碩,利國利民,具有廣泛的推廣應用前景,產生了廣泛的社會效益和經濟效益,堪稱新時代科技工作者科研成果產業化轉化的楷模。在此,我們殷切期望曹國斌和他的研究團隊能夠繼往開來,勇于開拓創新,力爭為我國的科技強國的“中國夢”做出更大的貢獻。

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