CN111315979A - 转矩生成装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种转矩生成装置，包括循环传送装置、设置为与循环传送装置连接的若干容器202以及注气机构，所述注气机构设于底部部分10以经容器的容器孔向容器内腔注入预定量的气体，以使得相应的容器具有浮力并朝气腔上浮。而且，位于底部部分106处，所述容器202设置为穿过所述气腔120且每一容器202的容器内腔均设为在所述容器202浸入所述液体介质中时由水填充并将空气从所述容器中排出，以使得该容器在其自身重量的作用下朝所述底部部分下沉。其中，所述传送装置设置为响应所述多个容器202当中的各个容器的上下移动而移动以生成转矩。

Description

转矩生成装置

技术领域

本发明涉及一种转矩生成装置。

背景技术

迄今为止，已有无数人提出或尝试创造一种基于阿基米德原理的转矩生成装置(即排开任何体积的水的空气可产生与所排开的水的重力相等的向上作用力)，但没有任何此类装置能够有效地生成转矩。

因此，需要提供一种能够解决现有技术的至少一项缺点的转矩生成装置以及/或者需要为公众提供一种有用选择。

发明内容

在第一方面，提供一种转矩生成装置，包括：具有顶部部分、主体部分及底部部分的循环传送装置，所述循环传送装置设置为部分浸入液体介质内且所述顶部部分具有位于所述液体介质的液面上方的气腔；设为与所述循环传送装置连接的若干容器，所述若干容器彼此隔开，且每一容器包括用于捕获流体的容器内腔以及处于所述每一容器的一端用于允许所述流体进入所述容器内腔的容器孔；以及注气机构，所述注气机构设于所述底部部分以在特定时间内经所述若干容器当中的各个容器的容器孔向各个容器中注入预定量的气体，以使得各个容器获得浮力，并朝所述气腔上浮；所述容器设为在所述顶部部分处穿过所述气腔，而且每一容器的容器内腔设为在所述容器浸入所述液体介质中并将空气所述容器中排出时由所述液体介质填充，以使得所述容器在其自身重量的作用下朝所述底部部分下沉，其中，所述传送装置设置为响应所述多个容器当中的各个容器的上下移动而移动，以生成转矩。

上述实施方式能够产生所述多个容器的平衡布置及持续运动。多个容器分别因气体的注入和重力作用而产生的向上和向下的推力生成惯性力以驱动所述传送装置，并因而生成转矩，该转矩可用于实现更快的旋转速度、机械功、电力等。

有利地，所述转矩生成装置可进一步包括壳体，所述壳体用于盛放所述液体介质并容纳所述传送装置于密闭空间内。在一种实施方式中，所述壳体的高度可至少为10m，直径为1.4m。优选地，所述转矩生成装置可进一步包括分隔件以将所述壳体分为第一腔室和第二腔室，其中，所述循环传送装置以可活动方式安装于所述第一腔室和所述第二腔室内。

在一种实施方式中，所述分隔件可包括安装框架以及安装于所述安装框架上的多个分隔板，所述分隔件的两端具有开放部分以分别与所述传送装置的所述气腔和所述底部部分对应。

具体而言，所述容器可彼此以等间距设置。在一种实施例中，所述等间距可为约130mm，或者为120mm～140mm或125mm～135mm等其他值。

所述容器可设置为以预定速度穿过所述气腔浮出液面，以在所述液体介质的表面形成湍流。在一种实施例中，所述速度可至少为20rpm。

所述循环传送装置可包括链轮/链条结构，所述容器孔可包括若干离散的容器开口，所述若干容器开口可以为两个或更多个开口。具体而言，每一容器开口可均为13.5cm×20.9cm。

在一种实施方式中，所述气体可以为空气，所述注气机构可设置为在每一容器中注入预定量的压缩空气。在一种实施例中，所述预定量的压缩空气可以为35升。

在一种实施方式中，所述注气机构可包括用于将所述气体导入所述容器内腔中的若干气体管道，这些气体管道可安装于弹簧预紧座上。作为追加或替代方案，所述注气机构可包括容器气塞，所述容器气塞安装于所述容器中的每一个上并设置为与相应的气体输送塞配合，以将气体导入所述容器内腔中。

优选地，所述转矩生成装置可还包括设置为检测所述容器在所述顶部部分处的位置的容器定位传感器，所述容器定位传感器设置为响应于检测到的所述位置而启动所述注气机构。所述注气机构可进一步包括控制阀以调节气体的流量，所述容器定位传感器可设置为对所述控制阀进行控制。

在一种实施例中，每一容器可包括长度为80cm且直径为38cm的圆柱形鼓状容器，所述液体介质可以为水。

在第二方面，提供一种包括上述各方面的转矩生成装置的发电装置。该发电装置可进一步包括与所述转矩生成装置的输出端连接的变速器，与所述变速器的输出端连接的发电机，以及与所述发电机的输出端连接的逆变换流器，其中，所述逆变换流器设置为响应所述转矩生成装置的输出而生成电力。

可以理解的是，与某一个方面相关的特征还可与其他方面相关。

附图说明

以下，将参考附图，对例示实施方式进行描述，附图中：

图1为根据一种实施方式的含分隔件的转矩生成装置的侧视剖面图；

图2为图1的转矩生成装置的前视剖面图；

图3为图1的转矩生成装置中使用的分隔件的安装框架的放大图，但其中未示出其他部件；

图4为图3的分隔件的安装框架的侧视图；

图5所示为装有分隔平板的图3的分隔件；

图6为图1的转矩生成装置中使用的圆柱形鼓状容器形式的容器的斜视图；

图7为图6的鼓状容器的略微放大的俯视图；

图8为图7的鼓状容器的端视图；

图9为从侧面视角观察到的图6的鼓状容器与图1的转矩生成装置使用的一组链条的连接方式；

图10为鼓状容器的端视图以从其他视角说明图9的安装方式；

图11为图2的转矩生成装置的顶部部分近视图以示出包括注气机构和鼓状位置传感器的转矩生成装置的其他部件；

图12为图2的转矩生成装置的底部部分近视图，以示出图11注气机构的其他方面；

图13为具有五个鼓状容器的图13的类似近视图，以示出鼓状容器依次注入压缩空气的注气方式；

图14与图2类似，示出处于操作状态的转矩生成装置；

图15，图16和图17分别为图14的FF部分，GG部分和HH部分的近视图；

图18为包括图1的转矩生成装置的发电装置的示意框图；

图19所示为基于图2的转矩生成装置的一种替代注气机构；

图20为图19中的LL部分的放大图；

图21为图20中的其中一个鼓状容器的另一放大图，以示出所述替代注气机构的各个方面。

具体实施方式

图1为根据本发明的一种实施方式的转矩生成装置100的侧视剖面图，图2为转矩生成装置100的前视图。

转矩生成装置100包括壳体102，在本实施方式中，壳体102的形式为由镀锌钢制成的圆柱体104(或圆柱形容器)以减少腐蚀，高度为12m，直径为1.4m。圆柱体104包括顶部部分106，主体部分108以及底部部分110，并包括分隔件112以将圆柱体104线性分隔成第一腔室114和第二腔室116。

如图3所示，分隔件112包括与圆柱体104的底部部分110垂直连接的安装框架112a以及由若干分隔平板112b构成的隔板，该若干分隔平板112b安装于安装框架112a的相应水平和垂直框条上而分隔第一腔室114和第二腔室116，但并未安装于安装框架112a的顶部部分112c和底部部分112d上，以与圆柱体104的顶部部分106和底部部分110对应。显然，由于未设分隔板，因此，顶部部分112c和底部部分112d为无阻挡的“开放”部分。在本实施方式中，分隔板112b也由镀锌钢制成，但是也可使用其他材料。

分隔件112还包括设于顶部部分112c的一组顶部内伸凸耳112e和设于底部部分112d的一组底部内伸凸耳112f，此两组凸耳的目的见下文。

可以理解的是，壳体102还可以使用其他类型的材料或采用其他形状和尺寸，只要壳体102能够根据需要或用途保持或容纳所需体积的流体介质即可。因此，壳体102可以为钢筋混凝土腔室，或地下井状结构。

圆柱体104用于保持或容纳液体介质。在本实施方式中，水118因其粘性和易得性选为所述流体介质，而且圆柱体104设置为容纳上达主体部分108但未达顶部部分106的水118。所述水的水位在图2中示为AA，而且该水位使得在转矩生成装置100的顶部部分106处产生气腔120。可以想到的是，还可使用其他液体介质，如海水或与水的粘性相仿的其他非高腐蚀性流体。

转矩生成装置100还包括循环传送装置122，该循环传送装置122以可活动方式安装于第一腔室114和第二腔室116内，且设置为因转矩生成装置100的顶部部分106处的气腔120的存在而部分地浸入水118中。因此，广义上说，循环传送装置122也具有与所述圆柱体的顶部部分106，主体部分108和底部部分110对应的各个部分。转矩生成装置100还包括按规则间隔距离BB固定安装于循环传送装置122上的多个容器200。如下所述，该距离BB应在容器200内充入气体时足以实现排水。在本实施方式中，该距离BB为约130mm的等距间隙，但是距离BB显然还可以变化。如图2所示，容器200之间的中心间距离AB约为510mm。同样地，距离AB也可变动，并采取其他值。在本实施方式中，循环传送装置122包括与轴向可旋转的顶部链轮轴126连接的顶部链轮副124，所述顶部链轮轴126具有伸出壳体102的转矩生成端128。也就是说，当顶部链轮副124轴向转动或旋转时，顶部链轮副124带动顶部链轮轴126以同样方式旋转。如图所示1，顶部链轮副124和顶部链轮轴126由所述一组顶部内伸凸耳112e支承，从而使得顶部链轮副124的主体部分位于气腔120内，而且顶部链轮轴126处于水位AA的上方。

此外，传送装置122包括设于底部110处且与轴向可旋转的底部链轮轴132连接的底部链轮副130，当底部链轮副130轴向转动或旋转时，底部链轮轴132以类似方式旋转。底部链轮副130和底部链轮轴132由所述一组底部内伸凸耳112f支承，从而使得底部链轮轴132可相对于内伸凸耳112f自由旋转。

在本实施方式中，容器200之间的距离BB为130mm，但是也可取其他值。优选地，距离BB可基于顶部链轮副124的周长除以四。相应地，底部链轮副130的轮齿也应能够被四整除，以使得转矩生成装置100实现最佳效率。

传送装置122还包括一组链条134，该组链条设置为分别与顶部链轮副124和底部链轮副130啮合或配合，以在链条134沿直线且绕顶部链轮副124和底部链轮副130形成的两个端点移动时形成环状回路。通过这种方式，当链条134与顶部链轮副124和底部链轮副130共同作用时，该装置可在圆柱体102的高度方向上的平行轴之间传递旋转动能。需要注意的是，由于链条134与链轮轮齿的啮合可实现稳定性，而且有助于实现持续排水，因此优选使用链条134。

在本实施方式中，容器200的形式为中空圆柱形鼓状容器202，其由镀锌钢制成以最小化腐蚀，每一鼓状容器202均具有用于捕获流体的鼓状容器内腔。由于所有鼓状容器202均相同，因此以下仅以一个鼓状容器202a为例，参考图6的斜视图进行描述。图7为图6的鼓状容器202a的略微放大的俯视图，图8为图7的鼓状容器202a的端视图。如图所示，圆柱形鼓状容器202a包括长度约为80cm且直径约为38cm的鼓身204。圆柱形鼓状容器202a还包括沿鼓身204纵向延伸且长度约为60cm的鼓状容器孔206。在本实施方式中，鼓状容器孔206包括由三个阻隔件210隔成的四个鼓鼓状容器开口208，每一鼓状容器开口208的大小均为13.5cm×20.9cm。需要注意的是，与仅设单个较大的开口的方式相比，设置四个鼓状容器开口208的方式能够提高经受水118的流通或流动的冲击力的圆柱形鼓状容器202a的坚固性，因此更为优选。当然，鼓状容器孔206还可包括其他数目的鼓口，不仅限于四个。然而，为了最大程度减少空气从鼓状容器202a中的逸出，鼓状容器孔206优选占鼓状容器的外表面的约1/8。

圆柱形鼓状容器202a包括中心轴212，该中心轴沿鼓身的纵向轴线穿过容器内腔延伸，从而使得中心轴的两端214分别穿过鼓身204的两端216，218伸出。如图9和图10所示，中心轴的两端214还用于，将圆柱形鼓状容器202a连接至沿链条134的固定位置且鼓状容器开口208朝向预定方向。在本实施方式中，鼓状容器202设置为沿顺时针方向(参考图2)旋转，因此当鼓状容器202位于第一腔室114内时，每一鼓状容器202的鼓状容器开口208均朝向底部部分110，而当鼓状容器202位于第二腔室116内时，每一鼓状容器202的鼓状容器开口208均向上朝向气腔120，以下将对此进行进一步的详细描述。贯穿鼓身204并固定于其上的中心轴212能够提高圆柱形鼓状容器202a的强度和坚固性。

转矩生成装置100还包括注气机构300，该机构设置为在鼓状容器202位于圆柱体104内的特定部位时，在特定时间内向所述多个鼓状容器202当中的各个鼓状容器中注气。图11为图1的转矩生成装置的顶部部分106附近的近视图，图12为图1的转矩生成装置的底部部分110附近的近视图。

在本实施方式中，注气机构300包括用于生成压缩空气302的空气压缩装置(未图示)，所述压缩空气贮存于压缩空气罐(未图示)中。所述空气压缩装置既可本身供电，也可外部供电。该空气压缩装置向所述空气罐注气至达到预设压力水平。注气机构300还包括将所述空气罐中的压缩空气302引导至空气出口306的导气管304，以及用于对压缩空气302向空气出口306的释放和向每一鼓状容器202内的依次释放进行控制的空气控制阀308。在本实施方式中，空气出口306包括四条气体管道310，这些气体管道与导气管304连接，而导气管304沿圆柱体104的侧面从其顶部部分106延伸至底部部分110。

在底部部分110处，所述四条气体管道310安装于与分隔件112的安装框架112a连接的弹簧预紧座312上。所述四条气体管道310设置为当每一鼓状容器202处于注气位置上以将压缩空气302注入鼓状容器202内时，分别在该鼓状容器202的四个鼓状容器开口208内伸入约5cm。以下，将参考图13，进一步描述所述四条气体管道310的操作。图13为图2的底部部分110的近视图，其示出了五个圆柱形鼓状容器202，而且为了易于说明，该五个鼓状容器在图13中标注为202b，202c，202d，202e，202f。

可以理解的是，在图13所示的位置下，第二鼓状容器202c处于注气位置，并与所述四条气体管道310(另见图12)相互作用，同时通过空气控制阀308释放压缩空气，以将压缩空气302经鼓状容器开口208注入第二鼓状容器202c中。在本实施方式中，需要大约0.8秒将所需量的压缩空气302注入第二鼓状容器202c中。第二鼓状容器202c中的压缩空气302使得第二鼓状容器202c获得朝上移动的惯性力或升力(从而使得链条134发生滚动，并以类似方式使得第一鼓状容器202b朝顶部部分106方向进一步上移，也就是说，处于上升阶段)，从而将所述四条气体管道310推出第二鼓状容器202c之外。随着第二鼓状容器202c在圆柱体104内向上移动，圆柱体104中的水118的压力降低，从而使得第二鼓状容器202c中的压缩空气302膨胀并将第二鼓状容器202c中的水排出，以使得第二鼓状容器202c获得进一步朝上移动的动力。因此，可以理解的是，为了使向鼓状容器202内填充压缩空气以及压缩空气膨胀时能够实现有效排水，鼓状容器202之间需要设置距离BB(见图2)。

当第三鼓状容器202d在弹簧预紧座312的作用下从最低位置移入第一腔室114内(即移至第二鼓状容器202c移走后空出的位置，如图13中的箭头CC所示)，所述四条气体管道310恢复原位，从而在第三鼓状容器202d的各个鼓状容器开口208中伸入约5cm。在空气控制阀308启动时，压缩空气302注入第三鼓状容器202d内部，而第三鼓状容器202d内捕获的压缩空气以类似方式使得第三鼓状容器202d获得浮力，并朝顶部部分106的方向上浮，并以与第二鼓状容器202c类似的方式排水。因此，第三鼓状容器202d的上浮带动链条134的滚动，进而使得顶部部分和底部部分链轮副124，130及其各自的顶部链轮轴126和底部链轮轴132发生转动。

因此，以上过程不断重复且在鼓状容器202依次移至图13所示的注气位置时，注气系统300用于在预定时间内对鼓状容器202进行注气。可以理解的是，向鼓状容器202内注入足够量空气所需的时间取决于鼓状容器202的容量以及鼓状容器202在传送装置122上的移动速度，而鼓状容器202的移动速度取决于空气在水118中的上升速度。

还需要注意的是，当其中的一个鼓状容器202(在本例中为第三鼓状容器202d)处于图13所示的最低位置上时，第一腔室114中的鼓状容器202与第二腔室116中的鼓状容器202对称。具体而言，需要注意的是，此时，分别处于第三鼓状容器202d前后的第二鼓状容器202c和第四鼓状容器202e相互对齐，并形成与第三鼓状容器202d的垂直轴线EE垂直的纵向轴线DD。当其中一个鼓状容器202位于顶部部分106的最高部位时，这一布置方式同样适用于顶部部分106。

为了更加精准地启动空气控制阀308，本实施方式的转矩生成装置100包括设于顶部部分106处的鼓状容器位置传感器136以及用于控制空气控制阀308(如图11所示)的启动的电子控制器138。鼓状容器位置传感器136与电子控制器138以可通信方式连接，并用于在最顶部的鼓状容器处于特定位置(其与气体管道310伸入如图13所示的位于注气位置的一个鼓状容器202同时发生)时进行检测。随后，鼓状容器位置传感器136向电子控制器138发送控制信号，电子控制器138启动空气控制阀308，从而向所述四条气体管道310释放压缩空气用于注入至鼓状容器202中。

在鼓状容器202滚动通过顶部链轮副124并从第一腔室114进入第二腔室116的过程中，当鼓状容器202到达圆柱体104的顶部部分310且进入气腔120内时，鼓状容器202的鼓状容器开口208设为朝上，与鼓状容器202浸于水位AA下时一致。如此，当空的鼓状容器202进入第二腔室116时水118快速进入鼓状容器202内，鼓状容器202因此浸没于水位AA以下并通过重力将其朝圆柱体104的底部部分110的方向下拉(即下降阶段)。需要注意的是，一旦鼓状容器202在所述下降阶段内浸没于水118中时，鼓状容器202内的所有空气应该已被排出，从而获得更高的下降效率。

当鼓状容器202到达底部部分110并进入所述四条气体管道310的路径中时，鼓状容器202被注入压缩空气内以使得其再次上浮。通过这一方式，鼓状容器202使得链条134持续不断地滚动，转而带动顶部和底部链轮轴126，132转动以生成转矩。

以下，参考图14至图17，对转矩生成装置100的操作进行概略描述。可以理解的是，在本实施方式中共有四十四个鼓状容器202，而且当各有一个鼓状容器分别处于圆柱体104的最高和最低位置时，第一腔室114和第二腔室116中恰好各有二十一个鼓状容器。由于分隔件112的每一侧均有相同数量的鼓状容器202与链条134连接，因此无论每一鼓状容器202的重量如何，鼓状容器202之间均能实现精确平衡，从而减少能耗，并进而实现更高的链条134运动或转动效率。显然，当鼓状容器202处于第一腔室114(设为“上升腔室”)中时，鼓状容器202的鼓状容器开口208向下朝向底部部分110，而当鼓状容器202处于第二腔室116(设为“下降腔室”)中时，鼓状容器202的鼓状容器开口208因链条134绕顶部链轮副124和底部链轮副130的运动而朝上。当转矩生成装置100静止时，通过启动注气机构300的空气压缩装置以及启动空气控制阀308以向处于注气位置的鼓状容器202内注气(即，使用与所述特定的鼓状容器202配合的四条气体管道310注气)，而使转矩生成装置100开始转动。出于易于说明的目的，以下利用图13所示的第二鼓状容器202c对上述操作以及第二鼓状容器202c在所述上升和下降阶段中的行进方式进行说明，其中，显而易见的是，四十四个鼓状容器202中的每一个均经历类似的过程。

如图15所示，阴影部分表示鼓状容器202内的压缩空气302的体积，在所述注气位置处，通过在第二鼓状容器202c的鼓状容器开口208中注入压缩空气而产生使第二鼓状容器202c上升的升力。由于第二鼓状容器202c的鼓状容器开口208朝下，因此注入的压缩空气302捕获于鼓身204内。第二鼓状容器202c(以及其他鼓状容器202)的上升运动使得水118在与箭头JJ所示方向类似的方向上产生向上的水流。随着第二鼓状容器202c在圆柱体104的第一腔室114内向上运动，其周围的压力随着位于圆柱体104内的深度的变小而下降，从而如图16(图16的左侧)所示，捕获于鼓身204内的压缩空气302按照波义耳定律(Boyle’sLaw)膨胀。压缩空气302的膨胀因而使得更多的水从第二鼓状容器202c中排出，从而进一步产生使第二鼓状容器202c上升的动力，直至第二鼓状容器202c到达图17所示的水位AA。此时，第二鼓状容器202c的80％由空气占据。

当第二鼓状容器202c越过水位AA并绕顶部链轮副124转动时，压缩空气302被释放，而且其内的所有剩余的水均在重力作用下涌出。随着第二鼓状容器202c绕顶部链轮副124转动，其进入第二腔室116内的下降阶段，此时鼓状容器开口208向上朝向顶部部分120。

随着第二鼓状容器202c没入水位AA以下，水经鼓状容器开口208迅速填满中空的鼓身204，而空气以气泡形式逸出。需要注意的是，第二鼓状容器202c能够快速高效地充满水的原因不仅在于鼓状容器开口208的结构以及鼓状容器202的布置方式(即彼此隔开布置)，还在于水的湍流具有将水泵入或引入第二鼓状容器202c的作用。随着水充满第二鼓状容器202c，其重力将第二鼓状容器202c下拉，以使得第二鼓状容器202c朝底部部分110下沉(阿基米德原理)。其中，第二鼓状容器202c(相应地，每一鼓状容器202)受到大小与每一鼓状容器202所排开的水的重量相等的向上作用力。因此，每一鼓状容器202在下降阶段的浸没速度以及被水填充的速度取决于每一鼓状容器202所排开的水的重量。

如图16所示，当第二鼓状容器202c在第二腔室116的下降阶段(箭头KK)中完全浸入圆柱体104的主体部分108内的水中时，第二鼓状容器202c的鼓身204内没有可以协助其下降的空气。还需注意的是，第二鼓状容器202c在第二腔室116内的下降同样会产生惯性力，以使得链条134沿第二鼓状容器202c在第一腔室114内上升时相同的方向运动。

当第二鼓状容器202c运动至底部部分110(再次见图15)时，第二鼓状容器202c绕底部链轮副130行进，并进入第一腔室114，而链条134使得第二鼓状容器202c的鼓状容器开口208先侧向布置，然后当第二鼓状容器202c再次移至用于上升阶段的注气位置时朝下布置。

由上可知，当鼓状容器202处于第一腔室114内的上升阶段时，鼓状容器202的位置允许气体(在该情形中为空气)注入和驻留，以产生将鼓状容器202上推的浮力。在第二腔室116内的下降阶段，鼓状容器202开始充有液体(在该情形中为水)，并在重力作用下下沉。鼓状容器202的平衡设计与连续运动、以及鼓状容器因气体注入而产生的向上推力和因重力作用而产生的向下推力产生驱动链条134的惯性力，并因而在顶部链轮轴128处生成转矩。相应地，所述转矩可经收集以实现更快的旋转速度、机械功、电力等。

鼓状容器除了因移动而在水118中产生摩擦力之外，鼓状容器202还在水118的流动中产生并保持有助于提高鼓状容器的移动速度的惯性力。虽然附图中未示出，但需要注意的是，鼓状容器202在上升和下降两阶段中都连续排开水从而在鼓状容器的旋转方向(见图14中的箭头所示方向)上产生水118的流通或流动，该水118的流通或流动也促进和稳定鼓状容器202的旋转运动。实际上，鼓状容器202的连续排水在水118中产生湍流以及紧随处于移动状态的鼓状容器202之后的滑流(在第一腔室114和第二腔室116的沿两个方向移动的鼓状容器所产生的摩擦和真空)，所述湍流和滑流有助于液体在鼓状容器202的共同绕转方向上的流动。也就是说，所述湍流和滑流有助于保持鼓状容器202的绕转速度和作用力，并有助于链条134的连续运动。因此，水流产生的动能也可被收集。分别处于上升和下降状态的两组鼓状容器202之间的分隔件112的隔板/分隔平板112b(在顶部部分106和底部部分110处开放)有助于减小水流的交叉沾染和湍流，从而获得鼓状容器和水流在顶部部分106和底部部分110之间的循环。

通过向鼓状容器202的中空鼓身204中注入压缩空气302，该压缩空气302凭借圆柱体104中的水柱(即第一腔室114)上升并膨胀，从而提供逐渐增大的向上作用力。据估计，压缩一立方米的空气仅需400瓦的功率，而400瓦的功率能够凭借水柱产生一吨的升力。因此，转矩生成装置100能够将压缩空气捕获于鼓状容器202内并利用膨胀的压缩空气所产生的动力而使得鼓状容器202在第一腔室114内上升。然后，该过程所产生的能量可经收集而生成转矩。其中，所述上升速度取决于空气在所述流体/水中的速度。

作为一种实际用例，转矩生成装置100可用于生成电力。相应地，图18为转矩生成装置100的示意框图，其中，该装置的顶部链轮轴128与变速器400、发电机402及逆变换流器404连接，以产生电能。其中，上述各部件合称为发电装置1000。

实验数据

包括上述实施方式的转矩生成装置100的发电装置1000已投入使用并运转，以为邻近设置的碎石设施供电。

数据和参数：

测试中，以直径为1.4m且高度为12m的圆柱体104容纳传送装置122(或原动机)和鼓状容器202，所述圆柱体内含22000升水118。结果证明，圆柱体104高度需要为10米以上才能更加有效地获得鼓状容器的上浮效果。可以理解的是，空气的体积每5m膨胀一倍，且圆柱体104或传送装置122的高度的增加并不会提高旋转速度，但是可增大所生成的转矩。根据估算，当装置100的高度增大一倍时，转矩可提高1.5倍，从而生成更多的电力。

分隔件112的安装框架112a的长度为12米，而且上述链条和链轮系统上设有44个鼓状容器202，每一鼓状容器202的容积为70升。测试中，气体管道310设置为当鼓状容器202处于注气位置(即圆柱体104内的10m深度处)时，在约0.8秒的时间内向鼓状容器202注入35升压缩空气。所述35升的压缩空气随鼓状容器202的上升排水而最终膨胀至70升。

根据上述参数，传送装置122(即链条134)以大约为20rpm的速度绕转或运，从而转动顶部链轮轴128。随后，变速器400将所生成的转矩转换为375rpm的转速，以驱动发电机402。需要注意的是，约40％的转矩损失于变速器400中，因此发电机402获得的有效转矩低于转矩生成装置100生成的转矩。举例而言，经发现，当转矩生成装置100生成的转矩约为4708Nm时，变速器400损失的转矩约为1800～2000Nm。可以理解的是，转矩生成装置100生成的转矩大小取决于鼓状容器202的空气注入效率，该效率会影响鼓状容器202在第一腔室114中的上升力/上升速度。

测试中使用的发电机402为16极/375rpm发电机，发电量为115千瓦时。所产生的电力随后被送入逆变换流器404，以供将所生成的交流电转换为直流电。该直流电在稳定化后，重新转换回公用事业管理结构规范所要求的具有稳定功率/电压和频率的交流电。

上述实施方式不应解释为构成限制。例如，壳体102或圆柱体104也可具有其他形式、形状和高度。在考虑该参数时，值得注意的一点是，壳体或圆柱体102，104的高度是相关的描述实施方式，其依赖于圆柱体104深度处的气体压力与液体体积之间的反比关系。在上述实施方式中，所述液体因粘性和易得性原因而优选为水。然而，也可使用其他类型的液体或流体，但其中一项重要的考量在于，所述液体的粘性决定了空气(即鼓状容器202内的压缩空气或其他类型的气态流体)的上升速度以及下降阶段中鼓状容器202的液体充满速度。

虽然在上述实施方式中，所述圆柱体为了减少腐蚀而由镀锌钢制成，但是其也可采用其他类型的材料。重要的一点是，圆柱体104能够容纳所需量的液体介质，并对传送装置122等提供支承。因此，圆柱体104可由钢筋混凝土或甚至地下水井状的结构形成。然而，虽然这是一种设想情形，但并非优选情形，这是因为传送装置122和容器200在该情形下会受外部水的流动或运动的影响，从而降低传送装置122的绕转效率。因此，优选具有特定尺寸的密闭空间的所述转矩生成装置，例如相对于鼓状容器202和传送装置122的尺寸而限定其尺寸的圆柱体104。

上述实施方式包括分隔件112，该分隔件112有助于减少第一腔室114和第二腔室116内的水流间的交叉干扰且为传送装置122的更高效转动提供额外稳定性，然而该分隔件112(包括所述隔板)也可省略。此外，所述隔板也可不采用多块分隔平板112b的形式，而是仅采用单块分隔平板。

虽然传送装置122包括链轮副124，130与链条组134的组装，但也可使用其他形式的传送装置或绕转机构。虽然以上采用总体呈圆柱形的鼓状容器202，但是鼓状容器202的形状也可在考虑鼓状容器202在水中移动时产生的摩擦量的情况下采取球形等其他形式。此外，该容器也可采用与上述不同的材料，只要所述容器的材料具有大于所述流体介质的密度而能够使该容器在第二腔室116内下沉即可。此外，虽然上述实施方式通过使用偶数个鼓状容器202以提高效率，但是也可使用奇数个鼓状容器202。

此外，所述容器或鼓状容器202之间的距离可随用途的不同而调节。然而，鼓状容器202间的距离所形成的间隙应该大至足以使鼓状容器202在下降阶段开始没入水118中时，快速乃至几乎瞬间地被充满。其中，鼓状容器孔206或鼓状容器开口208的大小也起一定作用。鼓状容器202的数量也随用途的不同而不同或发生变化。鼓状容器202数量的增大伴随圆柱体104的高度及传送装置122的长度的相应增大，从而使得鼓状容器202的绕转所产生的转矩也同时增大。虽然上述实施方式描述了通过顶部链轮轴128的转动获得转矩的情形，但是也可通过底部链轮副130(并对底部链轮轴132进行适当改动)，或甚至同时通过顶部和底部链轮副124，130获得转矩。实际上，可以通过将多个转矩生成装置100以菊花链形式相互连接的方式，获得更大数量的转矩。

虽然以上实施方式中使用压缩空气，但是也可使用其他类型的气体，如压缩氧气或密度低于所选液体介质的其他气体。注气机构300也可采取仅有四条气体管道310之外的其他形式。例如，图19示出了注气机构300还包括对所述四条气体管道310形成补充的空气系统350，空气系统350包括安装于每一鼓状容器202上的容器气塞，该气塞通过与相应的气体输送塞配合而将气体导入鼓状容器202的容器内腔中。图20为图19的LL部分的放大图，用于更加清楚地示出空气系统350。在本实施方式中，所述气体输送塞包括相互间分隔一定角度且设于底部链轮副130上的四个公头气塞352，这些公头气塞设置为与安装在鼓状容器202上的母头气塞形式的相应容器气塞配接。图21为处于位置MM处的其中一个鼓状容器202g的放大图，用于更加清楚地示出其中的一个母头气塞354。

母头气塞354安装于鼓状容器202g的一端216/218，并包括母头连接器356，母头连接器塞358以及母头连接器管360，该母头连接器管的一端与所述母头连接器塞连接，另一端经母头连接器开口(未图示)通入鼓状容器202g。

如上所述，所述四个公头气塞352安装于底部链轮副130上，而且具体而言，如图20所示，安装于四个象限点上。空气系统350还包括与相应的公头气塞352和导气管304流体连通的连接管道(未图示)。也就是说，空气罐中的压缩空气302还进一步用于空气系统350。

以下，将通过鼓状容器202g从第二腔室116移入第一腔室116且移至位置MM的过程，对空气系统350的操作进行描述。当鼓状容器202g从第二腔室116进入底部部分110并处于位置NN时，母头气塞354与其中一个公头气塞352连接。具体而言，母头连接器356设置为与公头气塞352的相应公头连接器配接，而母头连接器塞358与公头气塞352的公头连接器塞(未图示)相互配合，以实现气密连接。当鼓状容器202g移至位置PP时，压缩空气打开，并经公头气塞352、母头连接器塞358及母头连接器管360引入鼓状容器202g。可以理解的是，鼓状容器202g的位置可类似地由鼓状容器位置传感器136检测。

可以理解的是，当鼓状容器202g从位置PP转至位置QQ时，如上所述，鼓状容器202g进一步与所述四条气体管道310接合，以进一步接收压缩空气。当鼓状容器202g从位置PP处向位置MM转动时，公头气塞352解除与母头气塞354的接合或连接，而且在位置NN和位置QQ之间，公头气塞352设置为转体180度后，与母头气塞354脱离。

空气系统350的使用目的在于对所述四条气体管道310形成补充，以提高注气机构300的效率(因此这一使用影响鼓状容器202的上升速度，从而又影响所生成的转矩的大小)。虽然为优选使用空气系统350，但是可以理解的是，空气系统350可为气体管道310的一种替代方案，二者无需联合使用。当然，公头和母头气塞352，354的公母极性可以互换，而且还可使用其他方式向容器200中供给空气。

虽然以上以对本发明进行了完整的描述，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离所要求保护的范围的前提下，还可对本申请做出多种改动。

Claims (22)

1.一种转矩生成装置，其特征在于，包括：

具有顶部部分、主体部分及底部部分的循环传送装置，所述循环传送装置设置为部分浸入液体介质内且所述顶部部分具有布置于所述液体介质的液面上方的气腔；

设为与所述循环传送装置连接的若干容器，所述若干容器彼此隔开，且每一容器包括用于捕获流体的容器内腔以及处于所述每一容器的一端用于允许所述流体进入所述容器内腔的容器孔；以及

注气机构，所述注气机构设于所述底部部分以在特定时间内经所述若干容器当中的各个容器的容器孔向各个容器中注入预定量的气体，以使得各个容器获得浮力，并朝所述气腔上浮；所述容器设为在所述顶部部分处穿过所述气腔，而且每一容器的容器内腔设为在所述容器浸入所述液体介质中并将空气从所述容器排出时由所述液体介质填充，以使得所述容器在其自身重量的作用下朝所述底部部分下沉，

其中，所述传送装置设置为响应所述多个容器当中的各个容器的上下移动而移动，以生成转矩。

2.根据权利要求1所述的转矩生成装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体用于盛放所述液体介质并容纳所述传送装置于密闭空间内。

3.根据权利要求2所述的转矩生成装置，其特征在于，所述壳体的高度至少为10m，直径为1.4m。

4.根据权利要求2或3所述的转矩生成装置，其特征在于，还包括分隔件，以将所述壳体分为第一腔室和第二腔室，所述循环传送装置以可活动方式安装于所述第一腔室和所述第二腔室内。

5.根据权利要求4所述的转矩生成装置，其特征在于，所述分隔件包括安装框架以及安装于所述安装框架上的多个分隔板，所述分隔件的两端具有开放部分以分别与所述传送装置的所述气腔和所述底部部分对应。

6.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述容器彼此以等间距设置。

7.根据权利要求6所述的转矩生成装置，其特征在于，所述等间距为约130mm。

8.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述容器设置为以预定速度穿过所述气腔浮出液面，以在所述液体介质的表面形成湍流。

9.根据权利要求6所述的转矩生成装置，其特征在于，所述速度至少为20rpm。

10.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述循环传送装置包括链轮/链条装置。

11.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述容器孔包括若干离散的容器开口。

12.根据权利要求11所述的转矩生成装置，其特征在于，每一容器开口为13.5cm×20.9cm。

13.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述气体为空气，所述注气机构设置为在每一容器中注入预定量的压缩空气。

14.根据权利要求13所述的转矩生成装置，其特征在于，所述预定量的压缩空气为35升。

15.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述注气机构包括用于将所述气体导入所述容器内腔中的若干气体管道，所述气体管道安装于弹簧预紧座上。

16.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述注气机构包括容器气塞，所述容器气塞安装于所述容器中的每一个上，并设置为与相应的气体输送塞配合，以将气体导入所述容器内腔中。

17.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，还包括设置为检测所述容器在所述顶部部分处的位置的容器定位传感器，所述容器定位传感器设置为响应于检测到的所述位置而启动所述注气机构。

18.根据权利要求17所述的转矩生成装置，其特征在于，所述注气机构还包括控制阀以调节气体的流量，所述容器定位传感器设置为对所述控制阀进行控制。

19.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，每一容器包括长度为80cm且直径为38cm的圆柱形鼓状容器。

20.根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置，其特征在于，所述液体介质为水。

21.一种发电装置，其特征在于，包括根据前述任一权利要求所述的转矩生成装置。

22.根据权利要求20所述的发电装置，其特征在于，还包括与所述转矩生成装置的输出端连接的变速器，与所述变速器的输出端连接的发电机，以及与所述发电机的输出端连接的逆变换流器，其中，所述逆变换流器设置为响应所述转矩生成装置的输出而生成电力。

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