CN101238286B - 发电装置，发电设备以及具有该发电装置的运输系统 - Google Patents

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Abstract

一种发电装置以及包括该发电装置的运输系统，该发电装置包括发电组件(1)和电能输送装置(5)、运动体(41)、水室(1)、倒换装置(2)、排水装置(3)，所述倒换装置(2)设置在所述水室(1)下方，用于将所述运动体(41)从下沉状态倒换到上浮状态；该发电装置不仅能利用物体重力势能发电，还能利用物体的浮力势能发电，同时又将重力势能发电和浮力势能发电连接，使之成为循环的发电体系，保证了发电的连续性和稳定性。

Description

发电装置,发电设备以及具有该发电装置的运输系统
技术领域
本发明涉及一种发电装置以及具有该发电装置的运输系统，特别是一种利用自然能量发电的发电装置以及具有该发电装置的运输系统。
背景技术
对于世界上众多的人口而言，能源是生存发展的基础性问题。要提高生活水平，发展经济，都离不开能源。能源危机是一直困绕世界各国的一个难10题，电力紧缺问题是每个国家的历届政府都必须面对的问题，由于生产、生活水平的提高，我国的电力供应不足和人们日益增长的用电需求的矛盾日显突出，在用电高峰期尤其如此，为了缓解电力紧缺状况，政府不得不采取限电措施，而这一措施的实施又会极大地抑制消费，不利于我国的经济增长。因此，包括我国在内的世界各国，一直在努力提高供电能力，目前的发电主要有三种方式：
1.火力发电。按照最佳规模60千瓦/小时，建设周期一般需要三至五年，再大型的火力电站，则完成建设需要10年左右。火力电站大多以煤作为发电用燃料，少量以油和燃气为发电用燃料，火力电站的发电成本高于水力电站，稍低于核电，但因市场原油等能源价格的抬升，世界有与核电成本高低互换的状况发生，无法避免的是火力电站在发电过程中对大气环境造成的污染，特别是以煤为燃料的火力电站。火力电站的电能转换率一般在35％。
2.水力发电。水力电站最佳规模一般在百万千瓦/小时，建设周期一般需要十年左右。水力发电是利用自然水流发电，发电过程中没有污染，成本也低于其他发电方式，但占地面积大，移民搬迁任务繁重，且有可能造成生态环境的破坏。此外，水力发电站的选址要求极为严格，以中国为例，长江黄河的适宜位置已经基本建满，而水量充足、落差理想的雅鲁藏布江、怒江、澜沧江等从中国南部边疆处境的江河却因地势险峻、复杂而无法完成水力电站的建设。由于水量大小不能控制，发电量也不能根据实际需要进行调整。水力电站的电能转换率为40％至60％。
3、核能发电。核电站的建设周期长于火电站，短于水电站。由于目前的核电站主要利用核裂变发电，需要采用稀缺并具有辐射性的“铀”作为发电能源，对水的使用量也很大，发电条件也很高，发电后产生核废料，需要专用设备将其长期封存，以避免核泄漏，因此成本高于其他电站。核电的电能转换率低于40％。除目前常用的核裂变发电之外，目 前核聚变发电正在研制中，还无法进行工业应用。
以上三种发电形式的设备，投资量均较大。以60万千瓦/小时的电能功率为例，火力电站至少需要投入35亿到50亿人民币，而核电站和水电站的投资则会成倍增加。
目前，还存在利用风能、太阳能、海水能量发电的小型发电站，但是这几种发电方式地电能转换率都不足10％，因而建设投资巨大。并且，这几种发电方式都对建设地址的自然环境要求很高，比如，风能发电要求设置再符合要求的风口，所以此类发电站目前还不具备大规模发电的条件。为了节能环保的发电，已经出现了很多利用物体重力势能发电的装置，比如中国专利文献CN1048366C公开了一种索道发电装置，但是上述重力势能发电装置都存在一个共同的问题：即如果要连续发电，就必须使下行物体能顺利回至原位，使下行和回升行成为连续完整的可循环运动。但是现实中，使下行物体回至原位的过程往往需要耗用与物体下行时产生的能量相等甚至更多的能量，这对于实现发电的目的而言显然是不可行的。因此，这样的装置无法用于连续发电，难以成为专用的发电设备。
发明内容
本发明的目的在于解决现有发电装置中的上述问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种利用自然能量发电的发电装置，该装置不仅能利用物体的重力势能发电，还能利用物体的浮力势能发电，同时又将下沉发电和上浮发电简单巧妙地连接，使之成为一个循环的运动发电体系，从而保证了发电的连续性和稳定性。
根据本发明的装置，包括：自控电子机械系统，用于控制该发电装置自动运行；发电组件，该发电组件包括至少一个用于发电的运动体；电能输送装置，所述电能输送装置和上述发电组件连接，用以将所述发电组件产生的电能输送到公共电网。该装置还具有：水室、倒换装置和排水装置。其中，所述运动体是中空箱体，其上方和下方设有进出水口；所述运动体在所述水室中作下沉或上浮运动。所述倒换装置设置在所述水室下方，用于将所述运动体从下沉状态倒换到上浮状态；所述倒换装置具有上板门，在该上板门上对应所述运动体的下方进出水口位置设有进水孔；通过打开所述进出水口向所述运动体中填充水，或控制所述进出水口和所述进水孔打开并严密对接，可以将填充水排至所述倒换装置，从而改变所述运动体的运动状态。所述运动体和所述上板门接触部位设有稳定停留装置，用于暂时将运动体和倒换装置固定在一起，以控制所述运动体在上浮准备阶段暂时处于稳定状态。所述排水装置设置在所述倒换装置一侧，一端和所述倒换装置相连接，另一端通向容量充足的环境，用以将所述倒换装置中的水排出，使所述倒换装置可以对所述运动体 进行循环倒换。
根据本发明的发电装置中，所述发电组件中，水室内壁中设置用于发电的线圈或磁铁，所述运动体中相应设置磁铁或线圈；该发电组件还包括置于所述运动体上的滚轮；所述滚轮用于限定所述运动体和所述水室内壁之间的间隔并稳定运动体的发电运动。
根据本发明的发电装置中，所述发电组件还包括设置于水室上方的发电机和发电机磨轮，以及连接所述运动体和所述发电机磨轮的传动装置。
根据本发明的发电装置中，所述传动装置是滑轮组，包括滑轮和齿带，所述滑轮设置在水室下方，所述齿带绕过所述发电机磨轮和所述滑轮，构成近似矩形，所述运动体固定在所述矩形的竖直边上。
根据本发明的发电装置中，所述发电组件还包括设置于水室下方的发电机和发电机磨轮，以及连接所述运动体和所述发电机磨轮的传动装置，所述传动装置是滑轮组，包括滑轮和齿带，所述滑轮设置在水室上方，所述齿带绕过所述发电机磨轮和所述滑轮，构成近似矩形，所述运动体固定在所述矩形的竖直边上。
根据本发明的发电装置中，所述排水装置设置在所述倒换装置的下方；所述倒换装置中的水能自然流入所述排水装置中。
根据本发明的发电装置中，所述容量充足的环境是利用自然力将排出的水送回所述水室的运水装置。
根据本发明的发电装置中，所述容量充足的环境是下游江河或排水管道。
根据本发明的发电装置中，所述运动体是圆形球体、椭圆形球体、正方体或长方体。
根据本发明的发电装置中，所述运动体一侧设有环形滑扣，该水室中设有用于控制所述运动体的导引滑索，所述环形滑扣扣抓在所述导引滑索上，用于控制所述运动体稳定运行。
根据本发明的发电装置中，所述发电装置设置在海洋中，所述容量充足的环境是设置在海洋中的装置。
根据本发明的发电装置中，所述发电装置还包括水中固定装置。
根据本发明的发电装置中，所述水中固定装置包括设置于海底地下的锚桩、固定于所述锚桩上的钢缆、连接在所述钢缆上端的浮子、固定在所述浮子上的浮板和浮板支柱，所述水上部分固定在所述浮板上。
根据本发明的发电装置中，所述水中固定装置还包括设置于海底地下并伸出海面的支撑柱。
根据本发明的发电装置中，所述水中固定装置中的部分钢缆设置于水下；所述钢缆上端固定有稳定闸本发明提供了一种发电装置以及包括该发电装置的运输系统，该发电装置包括发电组件和电能输送装置、运动体、水室、倒换装置、排水装置，所述倒换装置设置在所述水室下方，用于将所述运动体从下沉状态倒换到上浮状态；该发电装置不仅能利用物体重力势能发电，还能利用物体的浮力势能发电，同时又将重力势能发电和浮力势能发电连接，使之成为循环的发电体系，保证了发电的连续性和稳定性；在整个发电过程中，全部利用自然界天然存在的能量，发电量易于控制，电能转化率可达90％以上，高于现有所有发电方式，发电全过程节能环保，成本低廉，发电装置结构简单易行，可大可小，可并联或串联设置，根据本发明的发电装置建设发电站，投资少、发电量大，建设周期短，投资回收快。
本发明提供了一种发电装置以及包括该发电装置的运输系统，该发电装置包括发电组件和电能输送装置、运动体、水室、倒换装置、排水装置，所述倒换装置设置在所述水室下方，用于将所述运动体从下沉状态倒换到上浮状态；该发电装置不仅能利用物体重力势能发电，还能利用物体的浮力势能发电，同时又将重力势能发电和浮力势能发电连接，使之成为循环的发电体系，保证了发电的连续性和稳定性；在整个发电过程中，全部利用自然界天然存在的能量，发电量易于控制，电能转化率可达90％以上，高于现有所有发电方式，发电全过程节能环保，成本低廉，发电装置结构简单易行，可大可小，可并联或串联设置，根据本发明的发电装置建设发电站，投资少、发电量大，建设周期短，投资回收快。
根据本发明的发电装置中，所述稳定停留装置包括固定在所述上板门上的固定件，通过滚珠和固定件连接的滑动卡接件，以及固定在所述运动体下方的稳定件。
根据本发明的发电装置中，所述发电装置设置在江河入海口，水室深度在200米内，该发电装置还包括将江河中的水引入所述水室的引水道；所述容量充足的环境是设置在海底的正渗透装置。
根据本发明的发电装置中，所述发电装置还包括至少一条由高到低的无水管道和填充运动体；所述无水管道设置于所述水室外侧，上端和所述水室的上端开口相通，下端突出深入所述水室中并具有可以开关的端口；所述运动体还具有至少一个可以打开的侧板门，所述运动体的侧板门可以和所述端口严密对接并接通，所述填充运动体能从所述无水管道进入所述运动体中，和所述运动体一起在水室中上浮。
根据本发明的发电装置中，所述发电装置还包括至少一条由高到低的无水管道；所述倒换装置具有可以打开的上板门以及至少一个侧板门，所述上板门将所述水室和所述倒换 装置连通或隔开，所述侧板门将所述倒换装置和所述无水管道连通或隔开；所述无水管道设置于所述水室外侧，上端和所述水室的上端开口相通，下端和所述侧板门相通，所述运动体在无水通道、倒换装置以及水室构成的路线内运动。
根据本发明的发电装置中，所述无水管道包括上引送管道、由高到低的下行管道、以及下引送管道；上引送管道一端连接着水室上端开口，另一端连接着下行管道的始端，并设有引送滑动装置；下行管道的终端连接着下引送管道的一端；下引送管道的另一端连接着倒换装置的侧板门。
根据本发明的发电装置中，所述下行管道是直管、竖直管或弯管。
根据本发明的发电装置中，所述无水管道内壁中设置线圈或磁铁，所述运动体中对应设置磁铁或线圈。
根据本发明的发电装置中，所述无水管道内设有光滑管轨，所述运动体具有转轮，所述运动体通过所述转轮在所述管轨上运行。
根据本发明的发电装置中，所述转轮的轮子内圈设置磁铁或线圈，所述转轮的轮轴上对应设置线圈或磁铁。
根据本发明的发电装置中，所述发电组件还包括设置于水室上方的发电机组以及悬浮于水室设定位置的传动装置。
根据本发明的发电装置中，该传动装置包括缓冲板和设置于所述缓冲板上的平衡架，所述平衡架中间设有链齿立柱，所述链齿立柱上端和所述发电机磨轮啮合。
根据本发明的发电装置中，所述运动体中设有刹车发电装置，用于控制所述运动体在进入所述倒换装置全过程中，运动速度逐渐归零并产生电能。
根据本发明的发电装置中，所述运动体是中空运动体。
根据本发明的发电装置中，所述运动体是实心和空心交替的可伸缩部件，伸展状态的浮力大于重力。
根据本发明的发电装置中，所述电能输出装置包括设置在下行管道中靠近管壁处的电缆、连接着转轮中的线圈的导线，以及连接着导线，可滑动地扣抓在电缆上的无轨电车式弹杆电缆扣抓滑滚轮。
本发明还提供了一种发电设备，包括沿地势走向从高到底串联设置的如上所述的发电装置，其中，上一发电装置的排水装置通向下一发电装置的水室，设置于最低地点的发电装置的排水装置通向下游江河。
本发明还提供了一种发电设备，包括并联设置的如上所述的发电装置，其中，并联设 置的第一个发电装置和最后一个发电装置具有一个所述无水管道，中间发电装置具有两个所述无水管道；第一发电装置的无水管道的底端和第二发电装置倒换装置连接，第二发电装置的第一无水管道的底端和第一发电装置的倒换装置连接；第二发电装置的第二无水管道的底端和第三发电装置的倒换装置连接，第三发电装置的第一无水管道和第二发电装置的倒换装置连接；依次连接；倒数第二个发电装置的第二无水管道和最后一个发电装置的倒换装置连接；最后一个发电装置的无水管道的底端和倒数第二个发电装置的倒换装置连接。
本发明还提供了一种管道运输系统，该系统包括如上所述的发电装置和地下运输管道，所述地下运输管道的始端和所述发电装置的无水管道的底端连接，终端通向地势较低地的地面，以使所述运动体沿所述地下运输管道运动，将装于其中空部分的人货运至设定地点。
根据本发明的运输系统中，所述地下运输管道的终端通向上升装置。
根据本发明的运输系统中，所述上升装置是设置在所述运输管道终端的下一发电装置的水室。
根据本发明的运输系统中，所述上升装置是上浮水梯。
本发明提供了一种发电装置在整个发电过程中，全部利用自然界天然存在的能量，发电量易于控制，电能转化率可达90％以上，高于现有所有发电方式，发电全过程节能环保，成本低廉，发电装置结构简单易行，可大可小，可并联或串联设置，根据本发明的发电装置建设发电站，投资少、发电量大，建设周期短，投资回收快。
根据本发明的运输系统采用用于本发明的发电装置的运动体作为运输工具，采用光滑平直的水平管道作为运输轨道，采用上述发电装置所发电能的极少部分作为动力驱动，是适用于海洋和陆地地下的运输系统。由于运输平管阻力系数可达到很低(0.03)，稳定性好、平直、光滑、优良，且运输消耗极低，是高速、超高速运载工具的有效设置，能为高速、超高速的平管运输提供有效的保障。
附图说明
图1a是根据本发明第一实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室内壁设置磁铁，运动体中设置线圈；图1b是图1a中的发电装置的A-A向剖视示意图；图1c是根据本发明第一实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中，水室内壁设置线圈，运动体中设置磁铁；图1d是图1c中的发电装置的B-B向剖视示意图；图1e是用于本发明第一实施 例的稳定暂停装置的剖视放大示意图；
图2a是根据本发明第二实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中发电机组设置于水室上方；图2b是用于根据本发明第二实施例的发电装置的发电组件的示意图；图2c是根据本发明第二实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中，发电机组设置于水室下方；图2d是图2a中的发电装置的俯视示意图；图2e是图2a中的运动体的俯视示意图；图2f是图2a中的倒换装置的俯视示意图；
图3a是根据本发明第三实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中，发电机组设置于水室上方；图3b是用于根据本发明第三实施例的发电装置的发电组件的示意图；图3c根据本发明第三实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中，发电机组设置于水室下方；图3d是图3a中的发电装置的俯视示意图；图3e是图3a中的倒换装置的俯视示意图；
图4a是根据本发明第四实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室内壁设置线圈，运动体中设置磁铁；图4b是根据本发明第四实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中，水室内壁磁铁，运动体中设置线圈；
图5a是根据本发明第五实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室上端设置引水道；图5b是根据本发明第五实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室上端设置引水道，发电机组设置在水室下方；图5c是根据本发明第五实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中发电机组设置在水室上方；
图6a是根据本发明第六实施例的发电装置的纵向剖视示意图；图6b是根据本发明第六实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室上端设置引水道，发电机组设置在水室上方；图6c是根据本发明第六实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中水室上端设置引水道，发电机组设置在水室下方；
图7a是根据本发明第七实施例的发电装置的纵向剖视示意图；图7b是图7a中的发电装置的俯视示意图；图7c是图7a中的发电装置的另一方向的剖视示意图；图7d示出了用于本发明的引送滑板装置的结构示意图；图7e和图7f是根据本发明第七实施例的无水管道的两种形状；
图8a据本发明第八实施例的发电装置的纵向剖视示意图；图8b是图8a中的发电装置的俯视示意图；
图9a是根据本发明第九实施例的发电装置的纵向剖视示意图，其中下行管道是斜管，设置于水室一侧；图9b是图9a中的发电装置的侧视示意图；图9c是图9a中的发电装置的俯视示意图；图9d是根据本发明的发电装置的上引送管道的剖视示意图；图9e是根据 本发明第九实施例的发电装置的纵向剖视示意图；其中，下行管道是直管，设置于两个水室中间；
图10是根据本发明第十实施例的发电装置的纵向剖视示意图；
图11a是根据本发明第十一实施例的发电装置的纵向剖视示意图；图11b是图11a中的发电装置的俯视示意图；图11c是图11a中的发电装置的示意图；
图12a和图12b是根据本发明第十二实施例的发电装置的示意图；
图13a是根据本发明第十三实施例的发电装置的纵向剖视示意图；图13b是图13a中的发电装置的水室的另一方向的剖视示意图；图13c是图13a中的水室中沿A-A线的剖视示意图；图13d至图13g是用于本发明第十三实施例的无水管道的几种形状；
图14是根据本发明第十四实施例的发电装置的剖视示意图；
图15是根据本发明第十五实施例的运输系统的剖视示意图；
图16a是根据本发明第十六实施例的运输系统的纵向剖视图；图16b是图16a中的运输系统的俯视示意图；图16c是图16a中A部的放大图。
图17a至图17d示出了用于本发明第七实施例的发电组件中线圈和磁铁的几种布置方式；
图18a至图18j示出了用于本发明的运动体的几种形式；
图19a至图19f示出了用于本发明的倒装装置的倒换过程；
图20a和图20b示出了用于本发明的倒换装置和排水装置的两种布置方式；
图21a至21c示出了用于本发明的运动体的另一种结构以及相应的倒换装置的结构。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的具体实施例。相同的部件采用相同的标号。
请参见图1a至1e，其中示出了根据本发明的第一实施例的发电装置。根据本发明第一实施例的发电装置包括水室1、倒换装置2以及排水装置3、发电组件4以及电能输送装置5。
水室1最佳设置在水量适宜的江河岸边，该水室和江河之间开挖引水道(未示出)。水室1的上部一侧设有引水口(未示出)，引水口和前述引水道相通，用于向水室1中注水。引水道上设置沙水分离装置，以避免水室1中的沙石沉积，影响发电装置的使用寿命。
倒换装置2设置在水室1的下部，具有上板门21和气孔(未示出)，上板门21将水室1和倒换装置2隔开。上板门21上部设有进水孔23。
排水装置3设置在倒换装置2下方，容量大于倒换装置2。排水装置3具有和倒换装置2相通的排水孔(未显示)，倒换装置2中的水可以通过该排水孔进入排水装置3。排水装置3具有排水管，该排水管的终端通向地势低于排水装置3的下游江河或者排水管道(未示出)，用以将从倒换装置2中倒出的水及时排空，以准备下一次抽排水。排水装置3上也设有气孔。
发电组件4包括运动体41，运动体41是中空箱体，其上设有多个可开关的上方和下方进出水口413，其中，下方进出水口的位置和上板门21上的进水孔23的位置相对应。通过向运动体41的中空部分填充水或将水排出，可以改变运动体41的重力和浮力的关系，使运动体41在水室中连续作下沉上浮运动时，将动能转化为电能，进行发电。
当运动体41排出部分水，达到运动体41的重力小于浮力运动体41即可开始上浮，这时，运动体41中的水还没有完全排出，运动体41的重力和浮力差很小，运动体41的上浮势能较小，因此，有必要设定专门的稳定暂停装置，控制下沉到水室1底部的运动体41停留在倒换装置2上方，实现充分排水。有鉴于此，如图1a和1e所示，本实施例中，上板门21上还设有多个稳定暂停机构22，稳定暂停机构22包括设置在上板门21上的固定件221以及通过滚珠和该固定件连接的成对滑动卡接件222相连，成对的滑动卡接件222可以相对滑动，打开或闭合。运动体41底面上还设有多个稳定件412，稳定件412可以卡入稳定停留机构22的滑动卡接件222中。稳定暂停机构22用于当运动体41下沉到水室1底部时，将其暂时固定在倒换装置2上，以便充分排水。
本实施例中，用于发电的线圈和磁铁有两种布置方式。如图1a所示，水室1内壁中设置的磁铁，运动体41中设置线圈。此时，电能输送装置5是与运动体41中的线圈相连接的电缆以及连接着该电缆的电刷，用于将运动体41产生的电能输送到公共电网。如图1c所示，水室1内壁中设置线圈，运动体41中设置磁铁，此时电能输送装置5是连接该线圈和公共电网的电缆。为了控制运动体41和水室1内壁之间的距离，保持稳定发电，运动体41上设有滚轮411，滚轮411和水室1的内壁接触，可以在水室1的内壁面上滑动。
根据本实施例的发电装置的工作过程如下：
将运动体41置于水室1中的水面位置，控制打开其上方和下方进出水口413，水室1中的水自然涌入运动体41的中空部分；当运动体41和装盛其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭上方和下方进出水口413。此时，由于运动体的整体重力大于浮力，即运动体41的密度大于水的密度，运动体41下沉，相对于 水室1内壁作向下运动，即线圈相对于磁铁运动，产生电能。所产生的电能通过连接在线圈上的电能输送装置5输送到公共电网。
运动体41到达水室1底部并和倒换装置2保持一定间隙对接时，控制滑动卡接件222相对滑开，使运动体41的稳定件412落入滑动卡接件222之间并和固定件221接触，然后控制关闭滑动卡接件222，将稳定件412卡住，暂时将运动体41固定在倒换装置2上方并保持一定间隙。同时，控制使运动体41的下方进出水口和倒换装置2上的进水孔23对接，打开所述下方进出水口和进水孔上的阀门，水因重力从运动体41的中空部分排向倒换装置2，同时控制打开倒换装置2和排水装置3之间的排水孔，及时排空排水装置3。当运动体41中的水排空后，控制关闭运动体41的进出水孔413和上板门21的进水孔23，同时松开滑动卡接件222，释放运动体41。此时，运动体41的浮力大于重力，即密度小于水的密度，相对于水室1内壁作上升运动，即线圈相对于磁铁运动，产生电能，所产生的电能通过电能输送装置5输送到公共电网。
当运动体41到达水室1中的水面时，重复上述操作，使运动体41的运动循环。
整个过程中，运动体41首先在重力的作用下下沉，达到水室1底部时，通过倒换装置2的倒换，运动体41的浮力和重力的关系发生改变，由下沉状态转化为上浮状态，然后在浮力的作用下上浮。通过排水装置3保证倒换装置2具有充足的容量空间，即可确保运动体41能在上浮状态和下沉状态中及时转换，不停地重复进行上下垂直运动，运动体41在上下运动过程中均能发电，因此该装置可以不间断地大量发电。并且，由于运动体41的浮力势能非常之大，运动体41上浮过程中所发的电远远大于其下沉过程中所发的电。按照每小时发电量位600万度计算，其中，运动体41的重量为11688.52吨，每秒用水3061.22立方米，其中，上浮过程中的发电量是每小时400万度，下浮发电为200万度，上浮过程发电是下沉过程发电量的2倍。
请参见图2a至2f，图2a至2f示出了本发明第二实施例的发电装置。
如图2a所示，根据本发明第二实施例的发电装置中，水室1和排水装置3的结构均与第一实施例相同。
如图2b、2e所示，倒换装置2和第一实施例中的结构基本相同，具有上板门21以及设置在上板门21上的稳定暂停装置22和进水孔23。除此之外，上板门21还具有第一通孔24。
如图2a、2b和2d所示，发电组件4包括运动体41、作为传动装置的滑轮组、设置在水室1上方的固定装置43以及一排设置在固定装置43上的发电机组44。
如图2b、2e所示，运动体41是一个中空箱体，其结构和第一实施例基本相同，设有多个可开关的上方和下方进出水口413，其中，下方进出水口413的位置和上板门21上的进水孔211的位置相对应。
如图2a所示，滑轮组的数目和发电机组44的数目相同。运动体41的运动通过滑轮组传送给各发电机组44中的发电机磨轮，带动发电机组44转动发电。滑轮组包括滑轮422和齿带421；相应的，运动体41上还设有若干固定件414和若干第二通孔415，第二通孔415的位置和第一通孔24的位置分别对应。滑轮422固定在水室1下方，齿带421上端卷绕着发电机磨轮，下端穿过第一通孔24和第二通孔415，卷绕着设置在水室1下方的滑轮422，构成近似矩形，运动体41通过固定件414固定在该近似矩形的一条竖直边上。
如图2b所示，本实施例中的发电机44还可以设置在水室1下方，而滑轮422固定在固定装置43上。
还可以选择在运动体41上设置环形滑扣416，在水室1中设置导引滑轨45，以控制运动体41沿固定的运动路线运动。
根据本实施例的发电装置的工作过程如下：
将运动体41置于水室1中的水面位置，控制打开其上方和下方进出水口413，水室1中的水自然涌入运动体41的中空部分；当运动体41和装盛其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭上方和下方进出水口413。此时，由于重力大于浮力，即运动体41的密度大于水的密度，运动体41下沉。运动体41的下沉带动齿带422转动，齿带422带动发电机磨轮转动，进而带动发电机组44发电。所发出的电能通过与发电机组44中的线圈相连接的电能输送装置5输送到公共电网。
请参见图3a至3e，图3a至3e示出了根据本发明第三实施例的发电装置。
根据本发明第三实施例的发电装置中，水室1、倒换装置2、排水装置3的结构均与第二实施例相同。
如图3a和3b所示，发电装置4的结构也与第二实施例基本相同，其差别在于，本实施例中的发电机组44是两排；运动体41是两个相同的中空箱体，每一滑轮组对应并排设置的两台发电机组44。每一滑轮组包括两个设置在水室1下方的滑轮422和一根齿带421，该齿带绕过滑轮422和相应的发电机磨轮，构成近似矩形。两个运动体41分别通过固定件414固定在齿带421的竖直两边的对应位置上，即：当齿带421竖直一边上的运动体41处于水室1顶端时，另一边上的运动体41刚好处于水室1下端和倒换装置2接触。
根据本实施例的发电装置的工作过程与第二实施例基本相同，差别在于：当齿带421 竖直一边上的运动体41作下沉运动时，另一边上的运动体41同时作上升运动；当竖直一边上的运动体41作上升运动时，另一边上的运动体41作下沉运动。如此不断循环发电。
本实施例也是利用倒换装置2的倒换，实现运动体41运动状态的改变，进而实现利用重力发电和利用浮力发电两个过程的连接。同时通过在同一滑轮组上设置两个运动体41，使发电量增大。
请参见图4a和图4b，图4a、4b示出了根据本发明的第四实施例的发电装置。
本实施例中，与本发明第一实施例基本相同的发电装置设置在江河入海口。其中，水室1、倒换装置2、排水装置3以及发电组件4的结构和第一实施例基本相同。区别在于，本实施例的发电装置中，水室上方设置淡水引水道6，引水道6一端通向江河，另一端通向水室1上方，其上设有注水口61。运动体41具有与第一实施例相同的各部件，其中，运动体41的上方进出水口413和注水口61的位置相对应，用于通过向运动体41中填充淡水。由于水室1设置在海水中，从运动体41排入倒换装置2的淡水可以通过正渗透装置排入海水中。因此，本实施例中的排水装置3在具有与第一实施例相同的部件外，还具有设置于水深以200米内为宜的正渗透装置32，正渗透装置32上设有海水引入管321，用于将其它地方的海水引入正渗透装置32周围，以保证淡水向海水正向渗透的快速持续进行，进而确保倒换装置2充足的容量，以对运动体41的运动状态及时快速进行倒换。
本实施例中，用于发电的线圈和磁铁同样有两种设置方式，如图4a所示，水室内壁中设置线圈，运动体中设置磁铁。如图4b所示，水室内壁中设置磁铁，运动体中设置线圈。当将线圈设置在运动体41中时，电能输送装置中需要设置电缆以及和电缆连接的电刷，以使运动体41能在上下运动过程中通过连接其上的电缆将电能输出。为了在水室1附近的水面上设置电刷等电能输送装置，需要设置水中固定装置7，水中固定装置7包括设置在海底地下的锚桩71，固定在锚桩71上的钢索72，通过钢索72固定的浮子73，浮子73上设置浮板顶柱74，浮板75固定在浮板顶柱74顶端。电能输送装置5固定在浮板75上。
根据本实施例的发电装置的工作过程如下：
将运动体41置于水室1中的水面位置，控制使运动体41的上方进出水口413和注水口61严密对接并连通，注水管6中的水自然涌入运动体41的中空部分；当运动体41和装盛其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭上方进出水口413。此时，由于重力大于浮力，运动体41作与第一实施例相同的下沉运动，以与 第一实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
运动体41到达水室1底部并和倒换装置2接触后，以第一实施例相同的方式将运动体41中空部分的淡水全部排入倒换装置2，然后再以与第一实施例相同的方式将淡水排入正渗透装置32，通过正渗透装置32排入海水中。当运动体41中的水排空后，控制关闭运动体41的下方进出水口413和进水孔23上的阀门，此时，运动体41的浮力大于重力，在浮力的作用下作上升运动，以与第一实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
当运动体41到达水室1中的水面时，重复上述操作，使运动体41的运动发电。发出的电能通过和发电机组44连接的电能输送装置5输送到公共电网。
请参见图5a至5c，图5a至5c示出了根据本发明第五实施例的发电装置。
本实施例中，与本发明第二实施例基本相同的发电装置设置在江河入海口的海水中。由于本实施例的发电装置设置在海水中，海水可以构成用于运动体41上浮下沉的天然水室1，为了节约材料的目的，可以不再设置水室1的四壁。但是，为了控制运动体41沿设定线运动，要设置导引滑轨45并在运动体41一侧设置环形滑扣416，以控制运动体41沿设定路线运行。倒换装置2以及发电组件4、电能输送装置5的结构和第二实施例基本相同。但是由于各部件设置在海水中，因此需要设置专门的水中固定装置7对各个部件进行固定。
水中固定装置7包括设置在海底地下的锚桩71，固定在锚桩71上的钢索72、通过钢索72固定的浮子73，浮子73上设置浮板顶柱74，浮板75固定在浮板顶柱74顶端。浮板75在水面上出与第二实施例中的水室1上端面相同的形状。
发电组件44和固定装置43固定于浮板75上。滑轮421、倒换装置2、20排水装置3设置在海底，其下海底进行加固处理。导向滑轨45一端固定在海底地下锚桩71，另一端固定在浮板75上。
本实施例中，排水装置3根据装盛于运动体41的中空部分的水质不同，而选择不同的排水方式。如图5a和图5b所示，运动体41中采用与第四实施例相同的方式填充引自江河的淡水，此时，排水装置3包括与第四实施例相同淡水正渗透装置32，以将倒换装置2中倒出的淡水排入海水中；如图5c所示，运动体41中直接填充海水，此时，排水装置3包括将海水转化为淡水的反渗透装置(未示出)，将利用反渗透装置转化的淡水和矿物浓水利用自然能量收集备用。该反渗透装置是本发明人独创的新型反渗透装置，适宜和本实施例的发电装置配合设置于深海。
运动体41按照和第二实施例相同的方式，固定在卷绕着滑轮421和发电机磨轮上的 齿带422的竖直一边上；同时，设置在各个运动体41一侧的环形滑扣416扣抓着相应的导引滑轨45沿设定路线运行。
本实施例的发电装置的工作过程和第二实施例基本相同：
如图5c所示的方式中，将运动体41置于浮板75包围的海面位置时，控制打开其上方和下方进出水口413，水室中的水自然涌入运动体41的中空部分；当运动体41和装盛其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭进出水口413。此时，由于重力大于浮力，即运动体41的密度大于水的密度，运动体41下沉。运动体41沿着抓扣在导向滑轨45上的环形滑扣416限定的运动线下沉，以与第二实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
到达水室1底部并和倒换装置2接触后，以第二实施例相同的方式将运动体41中空部分的海水全部排入倒换装置2，然后再以与第二实施例相同的方式将水排出倒换装置2。当运动体41中的海水排空后，运动体41的浮力大于重力，在浮力的作用下作上升运动，以与第二实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
对于图5a、5b所示的方式，将运动体41置于水室1中的水面位置，控制使注水孔61和上方进出水口413对接并开启接通，注水管6中的水自然涌入运动体41的中空部分；运动体41到达水室1底部时，运动体41中空部分的水通过倒换装置，进而通过正渗透装置32排入海水中。其它过程和图5c所示的方式相同。
当运动体41到达水室1中的水面时，重复上述操作，使运动体41的运动循环。
请参见图6a至6c，图6a至6c示出了根据本发明第六实施例的发电装置。
本实施例中，将与本发明第三实施例结构基本相同的发电装置设置在海水中。其中，由于本实施例的发电装置设置在海水中，海水可以构成用于运动体41上浮下沉的天然水室1，为了节约材料的目的，如图6a和6b所示，可以不再设置水室1的四壁。但是，为了控制运动体41沿设定路线运动，要设置垂直定向的导引滑轨45并在运动体41一侧设置环形滑扣416。倒换装置2以及发电组件4、电能输送装置5的结构和第二实施例基本相同。如图6b和图6c所示，通过设置于水室上方的引水道6向运动体41中填充淡水，因此，排水装置3还包括和排水管另一端连通的正渗透装置32。如图6a所示，排水装置3包括海水反渗透装置。
本实施例中，也可以如图6a所示，在海水中设置水室1的壁。
由于各部件设置在海水中，因此需要设置专门的水中固定装置7对各个部件进行固定。水中固定装置7包括设置在海底地下的锚桩71，固定在锚桩71上的钢索72、通过钢 索72固定的浮子73，浮子73上设置浮板顶柱74，浮板75固定在浮板顶柱74顶端。浮板75在水面上出与第实施例中的水室1上端面相同的形状。
发电组件44和固定装置43固定于浮板75上。滑轮422、倒换装置2、排水装置3设置在海底，其在海底进行加固处理。垂直定向导引滑轨45一端固定在海底地下锚桩71，另一端固定在浮板75上。
两个运动体41按照和第三实施例相同的方式，分别固定在卷绕着滑轮422和发电机磨轮上的齿带421的竖直两边的对应位置上；同时，设置在各个运动体41一侧的环形滑扣416扣抓着相应的导引滑轨45。
本实施例的发电装置的工作过程和第三实施例基本相同：
如图6a所示的方式中，将运动体41置于浮板75包围的海面位置时，将运动体41置于水室1中的水面位置，控制打开其上方和下方进出水口413，水室中的水自然涌入运动体41的中空部分。当运动体41和装盛于其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭上方和下方进出水口413。此时，由于重力大于浮力，即运动体41的密度大于水的密度，运动体41下沉。运动体41沿着抓扣在导引滑轨45上的环形滑扣416限定的运动路线下沉，以与第二实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
到达水室1底部并和倒换装置2接触后，以第二实施例相同的方式将运动体41中空部分的海水全部排入倒换装置2，然后再以与第二实施例相同的方式将水排出倒换装置2。当运动体41中的海水排空后，运动体41的浮力大于重力，在浮力的作用下作上升运动，以与第二实施例相同的方式发电并输送到公共电网。
如图6b和6c所示的方式中，将运动体41置于水室1中的水面位置，控制打开上方进出水口413和注水口61并使二者严密对接，注水管6中的水自然涌入运动体41的中空部分。其它过程与图6a所示的装置相同。
当运动体41到达水室1中的水面时，重复上述操作，使运动体41的运动循环。和第三实施例一样，当固定在齿带421竖直一边上的运动体41下沉时，固定在竖直另一边上的运动体41上浮，反之亦然。
请参见图7a至7f，图7a至7f示出了根据本发明第七实施例的发电装置。
根据本发明第七实施例的发电装置设置于水量适宜的江河岸边，包括水室1、倒换装置2、排水装置3、发电组件4、电能输送装置5和无水管道8。
水室1最佳设置在水量适宜的江河岸边，该水室和江河之间开挖引水道10，用于向水室1中注水。其上设置沙水分离装置101，以避免水室1中的沙石沉积，影响发电装置的 使用寿命。
倒换装置2设置在水室1的下部，具有上板门21、气孔25和侧板门26，上板门21可以打开或关闭，用于将水室1和倒换装置2连通或隔开。侧板门26可以打开和关闭，用于将倒换装置2和无水管道8连通或隔开。如图20a和图20b所示，排水装置3设置在倒换装置2一侧或下方，容量大于倒换装置2。
排水装置3具有和倒换装置2相通的排水孔31(见图20a，20b)，倒换装置2中的水可以通过排水孔31进入排水装置3。排水装置3还具有排水管33，排水管33的终端通向地势低于排水装置3的下游江河或者排水管道(未示出)，用以将从倒换装置2中倒出的水及时排空，以准备下一次抽排水。排水装置3上也设有气孔(未示出)。
本实施例的发电装置和前述实施例的不同在于，在水室1外侧增设了一条无水管道8。无水管道8包括上引送管道81、由高到低倾斜的下行管道82、以及下引送管道83。上引送管道81一端连接着水室1上端开口，其上设有引送滑动装置，另一端连接着设于水室1侧面地下的下行管道82的始端，下行管道82的终端连接着下引送管道83的一端；下引送管道83的另一端连接着倒换装置2的侧板门26。所有管道内设有光滑的管轨(未显示)，运动体41在管轨上运动。引送滑动装置设置于上引送管道81和水室1相通的一侧，包括可伸缩的引送滑板811，以及引送滑板811存储腔室812，和驱动装置813，相应的，在水室1中相应位置设有支撑件11。无水管道8还可以是两条或多条，可以设置成如图7e和7f所示的形状。
本实施例的发电分为两个过程，即运动体41在无水管道8中下行发电的过程以及运动体41在水室1中上浮发电的过程。因此，发电组件4包括下行发电组件和上浮发电组件。下行发电组件和上浮发电组件均包括运动体41。其中，下行发电组件中，运动体41是中空扁圆球体，具有转轮417，浮力大于重力。如图17a所示，下行管道82的内壁中设置用于发电的磁铁，运动体41中设置用于发电的线圈，此时，电能输送装置5是和运动体41中的线圈相连接的电缆，以及以电刷的方式连接着该电缆的输送装置。如图17b所示，也可以在下行管道82的内壁中设置线圈，运动体41中设置磁铁，此时，电能输出装置5是和下行管道82内壁中的线圈相连接的电缆。如图17c和17d所示，还可以在转轮417中设置线圈和磁铁，其中，在轮子的内圈上设置磁铁或线圈，相应的在转轴上设置线圈或磁铁，此时，电能输送装置5包括设置在下行管道82中靠近管壁处的电缆51、连接着转轮417中的线圈的导线52，以及连接着导线52，可滑动地扣抓在电缆51上的无轨电车式弹杆电缆扣抓滑滚轮418。上浮发电组件包括设置在水室1上方的固定装置43以及固 定在固定装置43上的发电机组44、以及缓冲传动装置47。缓冲传动装置47处于水室1的设定位置，包括缓冲板471、设置在缓冲板上的平衡架472、设置在平衡架472中间的链齿立柱472，链齿立柱473和发电机组44的发电机转齿磨轮啮合。
如图18a至18f所示，本实施例中的运动体41可以是多种形状。
本实施例的发电装置的工作过程如下：
将倒换装置2中的水抽至排水装置3中，进而排至地势低于排水装置的下游江河或排水管道。同时将运动体41设置于下行管道82的上端，由于重力作用，运动体41沿着管轨下滑，相对于下行管道82的内壁作下行运动，即，线圈相对于磁铁运动，产生电能。产生的电能通过电能输送装置5输送至公共电网。
运动体41运动到下行管道82底端时，驱动其转入下引送管道83继续运行；当运动到倒换装置2的侧板门26处时，控制打开倒换装置2的侧板门26，运动体41继续运行进入倒换装置2；此时，控制关闭侧板门26，打开上板门21，水涌入倒换装置2；由于运动体41的重力小于浮力，开始上浮，运动体41上浮速度不断加快，直至接触缓传动装置47。接触缓传动装置47后，运动体41对缓传动装置47产生巨大的冲击力，驱动缓冲传动装置47向上运动。链齿立柱473随之向上运动，带动发电机磨轮，进而带动发电机组44发电。产生的电能通过和发电机组44中的线圈相连接的电能输送装置5输送到公共电网。
当运动体41上升至水面时，驱动引送滑板811伸至运动体41下方，伸出端支撑于支撑件11上，此时，驱动运动体41，可以将运动体41沿引送滑板811进入上引送通道81，进而引送至下行管道82的上端。之后控制引送滑板811缩回，往复循环，连续发电。
整个过程中，运动体41首先在重力的作用下下行，达到无水管道8底部时，如图19d至19e所示，控制侧板门26打开，由于倒换装置2处于无水状态，运动体41很容易进至倒换装置2；如图19a至19e所示，当运动体41进入后关闭侧板门26，然后控制开启上板门21，在上板门21刚刚开启时，水室1中的水立即涌入，不断涌入的水推动上板门21快速打开；当上板门21敞开后，倒换装置1处于有水状态，运动体41开始上浮；当运动体41浮出倒换装置2后，控制关闭上板门21，利用排水装置3将倒换装置2中的水排至地势低于排水装置3的下游江河或排水管道。
还可以将运动体的刹车机构设置为刹车发电装置(未示出)，当运动体41运行到侧板门26附近时，控制刹车减速，同时将减速获得的能量用于发电，使运动体41完全进入倒换装置2后速度正好为零。
本实施例中，同样由于倒换装置2的倒换，运动体41由下行状态转换为上浮状态， 然后在浮力的作用下上浮。通过排水装置3保证倒换装置2具有充足的容量空间，即可确保运动体41能在上浮状态和下行状态中及时转换，不停地重复进行上下垂直运动，运动体41在上下运动过程中均能发电，因此该装置可以不间断地大量发电。
请参见图21a至21c，运动体41还可以做成可伸缩的部件，回缩时是重力大于浮力的实心体，可以在重力的作用下下行，伸展后即可转换成浮力大于重力的空心体，能够在水中上浮。相应的，倒换装置2做成能够容纳伸展后的运动体41的形状，以保证运动体41能够在其中很容易地伸展开，即使运动体41从下行状态转换至上浮状态。这种结构的运动体41可以减小无水管道8的建设用料。
请参见图8a和8b，图8a和8b示出了根据本发明第八实施例的发电装置。
根据本发明第八实施例的发电装置设置于水量适宜的江河岸边，包括并联设置于江河两岸的第一发电装置A和第二发电装置B。第一发电装置A和第二发电装置B都包括水室1、倒换装置2、排水装置3、发电组件4、电能输送装置5和无水管道8，各部件的结构和第七实施例相同。其中，第一发电装置A的第一无水管道8A的底端通向第二发电装置的第二倒换装置2B，第二发电装置B的第二无水通道8B通向第一发电装置的倒换装置1B。第一无水管道2A和第二无水管道2B各自设置，不相交叉。这样，沿第一发电装置A的下行管道82A运动到底端的运动体41可以直接运行到第二发电装置B的倒换装置2B中，进而通过第二发电装置B的水室2B上浮回到上引送管道81B；相应的，沿第二发电装置B的下行管道82B运动到底端的运动体41可以运行到第一发电装置A的倒换装置2A中，在第一发电装置A的水室1A中上浮回到上引送无水管道83A，循环发电。本实施例的装置简化了装置的安装，提高了发电量。
请参见图9a至9e，图9a至9e示出了根据本发明第九实施例的发电装置。
根据本发明第九实施例的发电装置设置在海水中，包括水室1、倒换装置2、排水装置3、发电组件4、电能输送装置5和无水管道8。由于本实施例的发电装置设置在海水中，海水可以构成用于运动体41上浮下沉的天然水室1，为了节约材料的目的，可以不再设置水室1的四壁。但是，为了控制运动体41沿设定路线运动，要设置导引滑轨45并在运动体41一侧设置环形滑扣416。倒换装置2、电能输送装置5的结构和第实施例相同。排水装置3还包括海水正渗透装置(未示出)。
和第七实施例相同，本实施例的发电分为两个过程，即运动体41在无水管道8中下行发电过程以及运动体41在水室1中的上浮发电过程。相应的，发电组件4包括下行发电组件和上浮发电组件。其中，下行发电组件以及上浮发电组件的结构与第七实施例相同。
由于各部件设置在海水中，因此需要设置专门的水中固定装置7对各个部件进行固定。本实施例的水中固定装置7包括设置在海底地下的锚桩71，固定在锚桩71上的钢索72、通过钢索72固定的浮子73，浮子73上设置浮板顶柱74，浮板75固定在浮板顶柱74顶端。浮板75在水面上围出与第七实施例中的水室1上端面相同的形状。水中固定装置7还包括支撑柱76，支撑柱76是底端建造在海底地下，顶端突出于海面的柱体。
固定装置43和发电组件44固定于浮板75上；上引送管道82和引送滑动板84固定在浮板75上，支撑柱76顶端支撑着上引送管道81。倒换装置2、排水装置3、下引送管道83设置在海底，其地基进行加固处理。导引滑轨45一端固定在锚桩71上，另一端固定在浮板75上。运动体41上设置环形滑扣416，环形滑扣416扣抓着导引滑轨45，可以沿其上下滑动。
如图9e所示，本实施例的无水管道8可以设置为两条，其中下行管道82可以设置为直管。
本实施例的发电装置的工作过程和第七实施例相同。
请参见图10，图10是根据本发明第十实施例的发电装置。
根据本发明第十实施例的发电装置设置于水量适宜的江河岸边，包括并联设置于海水中的第一发电装置A和第二发电装置B。第一发电装置A和第二发电装置B均和第九实施例相同。
根据本实施例的发电装置的结构以及工作过程均和第八实施例基本相同。区别在于本实施例的发电装置的结构包括水中固定装置7。
请参见图11a至11c，图11a至11c示出了根据本发明第十一实施例的发电装置。
根据本发明的第十一实施例的发电装置，包括多套并联设置的第八实施例中的发电装置。其中，第一发电装置和最后一个发电装置具有一个无水管道，其他中间发电装置分别各自具有第一无水管道和第二无水管道；第一发电装置的无水管道的底端和第二发电装置倒换装置连接，第二发电装置的第一无水管道的底端和第一发电装置的倒换装置连接；第二发电装置的第二无水管道的底端和第三发电装置的倒换装置连接，第三发电装置的第一无水管道和第二发电装置的无水管道连接；依次连接，倒数第二个发电装置的第二无水管道和最后一个发电装置的倒换装置连接；最后一个发电装置的无水管道的底端和倒数第二个发电装置的倒换装置连接。
请参见图12a和图12b，图12a和12b是根据本发明第十二实施例的发电装置。
如图12a所示，根据本发明的第十二实施例的发电装置，包括多套沿地势高低串联设 置的与第七实施例结构相同的发电装置。如图12b所示，根据本发明的第+二实施例的发电装置，包括多套沿地势高低串联设置的与第七实施例结构相同的发电装置。其中，第一发电装置的排水管通向第二发电装置的水室上端，第二发电装置的排水管通向第三发电装置的水室的上端，依次排列，最后一个发电装置的排水管通向下游江河或排水管道。
请参见图13a至13g，图13a至13g示出了根据本发明第十三实施例的发电装置。
根据本发明第十三实施例的发电装置是第一实施例中的发电装置和第七实施例中发电装置的组合，其中，水室1、倒换装置2、排水装置3均与第一实施例中的结构相同。无水管道8和第七实施例中的结构相同。
区别在于：运动体包括运动体41和填充运动体41’；运动体41上具有可以开关的侧板门419；上引送管道81的始端以及下引送管道83终端突出深入水室1中并具有可以开关的端口84和85；端口84、85均可以和运动体41的侧板门419相连接。所有管道内设有光滑的管轨(未显示)，填充运动体41’是实心扁圆球体，在管轨上运动，运行到端口84时，可以进入排水完毕的运动体41内部，与其一起上浮。
本实施例的发电分为三个过程，即填充运动体41’在无水管道8中下沉发电的过程、运动体41在水室1中下沉发电的过程、以及填充运动体41’进入运动体41中，和运动体41一起上浮的上浮发电过程。
运动体41下发电的工作过程和第一实施例相同。填充运动体41’的下行发电过程和第七实施例相同。
本实施例的发电装置的工作过程如下：
将运动体41置于水室1中的水面位置，控制打开其上方和下方进出水口，水室1中的水自然涌入运动体41的中空部分；当运动体41和装盛其中的水的总重量大于运动体41的浮力并达到发电设定的重量时，控制关闭上方和下方进出水口。此时，由于运动体41的整体重力大于浮力，即运动体41的密度大于水的密度，运动体41下沉，相对于水室1内壁作向下运动，即线圈相对于磁铁运动，产生电能。所产生的电能通过连接在线圈上的电能输送装置5输送到公共电网。
充满水的运动体41下沉至水室底部，和倒换装置2接触时，控制使运动体41的侧板门419和端口85严密对接，同时使运动体41的下方进出水口和倒换装置2的进水孔对接，利用倒换装置2和排水装置3将其中的水排空。
与此同时将填充运动体41’设置于下行管道82的上端，由于重力作用，填充运动体41’沿着管轨下滑，相对于下行管道82的内壁作下行运动，即，线圈相对于磁铁运动，产 生电能。产生的电能通过电能输送装置5输送至公共电网。
控制当填充运动体41’运行至端口85时，运动体41中的水刚好排空，此时控制开启端口85以及侧板门419，驱动填充运动体41’进入运动体41的中空部分，通过设定运动体41的浮力，使填充运动体41’和能够运动体41一起上浮，即线圈相对于磁铁运动，产生电能，所产生的电能以与第一实施例相同的方式输送到公共电网。
当运动体41上升至水面时，控制侧板门419和端口84严密对接并接通，驱动填充运动体41’驶出运动体41，引送至下行管道82的上端。填充运动体41’驶出运动体41后，控制开启运动体41的上下进出水口413，填充水。往复循环，连续发电。
整个过程中，通过倒换装置2的倒换，运动体41从下沉状态转换为上浮状态，同时，运动体41将填充运动体41’从下行状态倒换为与其同步的上浮状态，进行发电。
请参见图14，是根据本发明第十四实施例的发电装置。
根据本发明第十四实施例的发电装置是第五实施例和第七实施例的组合，设置于海水中。本实施例的发电装置具有水室1、倒换装置2、排水装置3、发电组件4、电能输出装置5以及无水通道6。其中，水室1、倒换装置2、排水装置3的结构和第四实施例相同。无水管道8和第七实施例中的一种结构相同。区别在于，运动体41呈近似椭圆状，上设有侧板门419，侧板门419处于水室1底部时，侧板门和无水通道8的端口84相对接。
其工作过程如下：
控制运动体41进行和第五实施例完全相同的下沉发电。同时控制填充运动体41’进行与第八实施例完全相同的下行发电。
当运动体41和填充运动体41’运行到下行发电的终端时，控制使填充运动体41’进入运动体41的中空部分，进行和第十三实施例相同的上浮发电。如此循环。
请参见图15，图15是根据本发明的第十五实施例的运输系统。
根据本发明第十五实施例的运输系统包括：与前述第七实施例相同的发电装置A和运输管道9，管道9上一定间隔设有通风孔91，水平设置，管道内设有水平光滑的管轨(未显示)，运输管道9的始端91和所述无水管道8的底端相连接，终端92通向地势较低地点的地面。也可以将运输管道的终端92连接至设置于地势较低地的发电装置的水室(未显示)。还可以将地下运输系统的终端92连接至设置于地下人货中转站(未显示)，利用其他原理的抬升装置运至地面。该装置可以是专门为运输设置的上升水梯。
该运输系统的工作过程是：利用发电装置A发出的电能驱动运行到下行管道82底端的运动体41在所述管轨上沿平管运动，可以利用运动体41的中空部分进行人运输。当运 动体41将人或货物运输到设定地点时，利用该上浮装置将运动体41将其中运送的人或物运上地面。
请参见图16，图16是根据本发明的第十六实施例的运输系统。
根据本发明的运输系统设置在海水中，包括与前述第八实施例相同的第一和第二发电装置A、B和运输管道9，第一和第二发电装置A、B设置于近海的不同地点，运输管道9设置于海水中，其上相隔一定间隔设有通风孔(未显示)，管道内设有水平光滑的管轨(未显示)。运输管道9的始端91和发电装置A的无水管道8A的底端相连接，终端92通向设置于另一地点的第二发电装置B的第二倒换装置2B。为了对设置在海水中的运输管道9进行固定，还需要设置海底地下锚桩71和固定钢缆72，在钢缆72上端设置稳定闸77，对运输管道9进行固定。
该运输系统的工作过程是：将人或物装在运动体41的中空部分中，利用发电装置A发出的电能驱动运行到下行管道82A底端的运动体41在所述管轨上沿平管运动，运动体41的中空部分进行人货运输。当运动体41将人或货物运输到第一发电装置B的倒换装置2B中时，利用该水室的浮力将将运动体41以及其中运送的物运上地面。
水平运输管道是适用于海洋和陆地地下的管道运输系统，由于运输平管阻力系数可达到很低(0.03)，稳定性好、平直、光滑、优良，且运输消耗极低，是高速、超高速运载工具的有效设置，能为高速、超高速的平管运输提供有效的保障。

Claims (36)

1.一种发电装置，包括：
自控电子机械系统，用于控制该发电装置自动运行；
发电组件，该发电组件包括至少一个用于发电的运动体；
电能输送装置，所述电能输送装置和上述发电组件连接，用以将所述发电组件产生的电能输送到公共电网；
其特征在于，该装置还具有：水室、倒换装置和排水装置，其中，
所述运动体是中空箱体，其上方和下方设有进出水口；所述运动体在所述水室中作下沉或上浮运动；
所述倒换装置设置在所述水室下方，用于将所述运动体从下沉状态倒换到上浮状态；所述倒换装置具有上板门，在该上板门上对应所述运动体的下方进出水口位置设有进水孔；通过打开所述进出水口向所述运动体中填充水，或控制所述进出水口和所述进水孔打开并严密对接，可以将填充水排至所述倒换装置，从而改变所述运动体的运动状态；
所述运动体和所述上板门接触部位设有稳定停留装置，用于暂时将运动体和倒换装置固定在一起，以控制所述运动体在上浮准备阶段暂时处于稳定状态；
所述排水装置设置在所述倒换装置一侧，一端和所述倒换装置相连接，另一端通向容量充足的环境，用以将所述倒换装置中的水排出，使所述倒换装置可以对所述运动体进行循环倒换。
2.如权利要求1所述发电装置，其特征在于，所述发电组件中，水室内壁中设置用于发电的线圈或磁铁，所述运动体中相应设置磁铁或线圈；该发电组件还包括置于所述运动体上的滚轮；所述滚轮用于限定所述运动体和所述水室内壁之间的间隔并稳定运动体的发电运动。
3.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电组件还包括设置于水室上方的发电机和发电机磨轮，以及连接所述运动体和所述发电机磨轮的传动装置。
4.如权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述传动装置是滑轮组，包括滑轮和齿带，所述滑轮设置在水室下方，所述齿带绕过所述发电机磨轮和所述滑轮，构成近似矩形，所述运动体固定在所述矩形的竖直边上。
5.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电组件还包括设置于水室下方的发电机和发电机磨轮，以及连接所述运动体和所述发电机磨轮的传动装置，所述传动装置是滑轮组，包括滑轮和齿带，所述滑轮设置在水室上方，所述齿带绕过所述发电机磨 轮和所述滑轮，构成近似矩形，所述运动体固定在所述矩形的竖直边上。
6.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述排水装置设置在所述倒换装置的下方；所述倒换装置中的水能自然流入所述排水装置中。
7.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述容量充足的环境是利用自然力将排出的水送回所述水室的运水装置。
8.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述容量充足的环境是下游江河或排水管道。
9.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述运动体是圆形球体、椭圆形球体、正方体或长方体。
10.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述运动体一侧设有环形滑扣，该水室中设有用于控制所述运动体的导引滑索，所述环形滑扣扣抓在所述导引滑索上，用于控制所述运动体稳定运行。
11.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置设置在海洋中，所述容量充足的环境是设置在海洋中的装置。
12.如权利要求11所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括水中固定装置。
13.如权利要求12所述的发电装置，其特征在于，所述水中固定装置包括设置于海底地下的锚桩、固定于所述锚桩上的钢缆、连接在所述钢缆上端的浮子、固定在所述浮子上的浮板和浮板支柱。
14.如权利要求13所述的发电装置，其特征在于，所述水中固定装置还包括设置于海底地下并伸出海面的支撑柱。
15.如权利要求14所述的发电装置，其特征在于，所述水中固定装置中的部分钢缆设置于水下；所述钢缆上端固定有稳定闸。
16.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述稳定停留装置包括固定在所述上板门上的固定件，通过滚珠和固定件连接的滑动卡接件，以及固定在所述运动体下方的稳定件。
17.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置设置在江河入海口，水室深度在200米内，该发电装置还包括将江河中的水引入所述水室的引水道；所述容量充足的环境是设置在海底的正渗透装置。
18.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括至少一条由高 到低的无水管道和填充运动体；所述无水管道设置于所述水室外侧，所述无水管道的上端和下端突出深入所述水室中并具有可以开关的端口；所述运动体还具有至少一个可以打开的侧板门，所述运动体的侧板门可以和所述端口严密对接并接通，以使得所述填充运动体能从所述无水管道进出所述运动体中，和所述运动体一起在水室中上浮。
19.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括至少一条由高到低的无水管道；所述倒换装置具有可以打开的上板门以及至少一个侧板门，所述上板门将所述水室和所述倒换装置连通或隔开，所述侧板门将所述倒换装置和所述无水管道连通或隔开；所述无水管道设置于所述水室外侧，上端和所述水室的上端开口相通，下端和所述侧板门相通，所述运动体在无水管道、倒换装置以及水室构成的路线内运动。
20.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述无水管道包括上引送管道、由高到低的下行管道、以及下引送管道；上引送管道一端连接着水室上端开口，另一端连接着下行管道的始端，并设有引送滑动装置；下行管道的终端连接着下引送管道的一端；下引送管道的另一端连接着倒换装置的侧板门。
21.如权利要求20所述的发电装置，其特征在于，所述下行管道是直管、竖直管或弯管。
22.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述无水管道内壁中设置线圈或磁铁，所述运动体中对应设置磁铁或线圈。
23.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述无水管道内设有光滑管轨，所述运动体具有转轮，所述运动体通过所述转轮在所述管轨上运行。
24.如权利要求23所述的发电装置，其特征在于，所述转轮的轮子内圈设置磁铁或线圈，所述转轮的轮轴上对应设置线圈或磁铁。
25.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述发电组件还包括设置于水室上方的发电机组以及悬浮于水室设定位置的传动装置。
26.如权利要求25所述的发电装置，其特征在于，该传动装置包括缓冲板和设置于所述缓冲板上的平衡架，所述平衡架中间设有链齿立柱，所述链齿立柱上端和所述发电机磨轮啮合。
27.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述运动体中设有刹车发电装置，用于控制所述运动体在进入所述倒换装置全过程中，运动速度逐渐归零并产生电能。
28.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述运动体是中空运动体。
29.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，所述运动体是实心和空心交替的 可伸缩部件，伸展状态的浮力大于重力。
30.如权利要求23所述的发电装置，其特征在于，所述电能输出装置包括设置在下行管道中靠近管壁处的电缆、连接着转轮中的线圈的导线，以及连接着导线并可滑动地扣抓在电缆上的无轨电车式弹杆电缆扣抓滑滚轮。
31.一种发电设备，其特征在于，该发电设备包括沿地势走向从高到底串联设置的如权利要求1所述的发电装置，其中，上一发电装置的排水装置通向下一发电装置的水室，设置于最低地点的发电装置的排水装置通向下游江河。
32.一种发电设备，其特征在于，该发电设备包括并联设置的如权利要求19所述的发电装置，其中，并联设置的第一个发电装置和最后一个发电装置具有一个所述无水管道，中间发电装置具有两个所述无水管道；第一发电装置的无水管道的底端和第二发电装置倒换装置连接，第二发电装置的第一无水管道的底端和第一发电装置的倒换装置连接；第二发电装置的第二无水管道的底端和第三发电装置的倒换装置连接，第三发电装置的第一无水管道和第二发电装置的倒换装置连接；依次连接；倒数第二个发电装置的第二无水管道和最后一个发电装置的倒换装置连接；最后一个发电装置的无水管道的底端和倒数第二个发电装置的倒换装置连接。
33.一种管道运输系统，其特征在于，该系统包括如权利要求19所述的发电装置和地下运输管道，所述地下运输管道的始端和所述发电装置的无水管道的底端连接，终端通向地势较低地的地面，以使所述运动体沿所述地下运输管道运动，将装于其中空部分的人货运至设定地点。
34.如权利要求33所述的运输系统，其特征在于，所述地下运输管道的终端通向上升装置。
35.如权利要求34所述的运输系统，其特征在于，所述上升装置是设置在所述运输管道终端的下一发电装置的水室。
36.如权利要求34所述的运输系统，其特征在于，所述上升装置是上浮水梯。 
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