CN116025505A - 一种基于浮力和重力的发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于浮力和重力的发电系统，包括有控制单元、储液塔、沉浮装置、发电装置；所述储液塔具有容腔，所述沉浮装置设置于容腔，且容腔盛装有液体；所述发电装置包括有发电机和设置于发电机的传动轮；所述沉浮装置包括有浮箱、排液机构和充气机构；所述浮箱具有盛液腔，所述盛液腔设置有排液口，所述充气机构的充气端连通盛液腔；所述控制单元控制连接排液机构、充气机构；以及，所述沉浮装置上设置有传动链，所述沉浮装置通过传动链驱动连接传动轮。如此，利用自然重力与浮力相互作用，自行循环发电；其相对于现有技术而言，不过多消耗现有能源，且没有地理限制，适于多种建设环境。

Description

一种基于浮力和重力的发电系统

技术领域

本发明涉及发电系统领域，特别是涉及一种基于浮力和重力的发电系统。

背景技术

现今社会形式下，能源是整个世界运作运行的基础，特别是电力，没有电力的供应就没有现代化建设，就没有人类的发展。而现今的各种发电设备都不够或不具备达到节能减排的效果。

具体地说，现今社会上有水力发电，但只能建在江河上，而且需要不断流动的水（受季节性影响较大）；火力发电，需要燃烧煤等燃料驱动蒸汽轮机而发电，而且烧煤会污染环境，消耗一次性能源；大型风力发电，需要建在远离人的地方，也会妨碍天空生物的生存环境，而且没风时也不能发电；太阳能，需要平面铺设，占用非常大的面积，发电量却一般，而且只能有光时才能发电；核能发电，首先有核辐射污染，需要放射源才能发电，而且建设难度大，还需要大量的水，所以一般建在海边；另目前社会上也有靠重力储存电能的设施，以及抽水储存电能的设施，它们都需要事先额外提供相当的电能去驱动，而储存相当量的已经耗尽的电能，只起到了调节电能的作用，而不是增量发电；另有相关重力发电公开技术，但是其实现难度较大，还无法真正落地实施建造，且很多结构问题并没有解决，以及只能小负荷小型的发电，例如，它们的设计要求需要建设在水池旁或在河流旁，所以建设上也是有地理限制的，其次在冬天要结冰的地方，这样的发电设施将无法运作发电，不能做得到一年四季无时无刻的发电。

因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷和不足，本发明提供了一种基于浮力和重力的发电系统，其利用自然重力与浮力相互作用，自行循环发电；其相对于现有技术而言，不需要消耗燃料，不消耗水，不需要太阳，不需要风，没有污染排放，只需要地球引力与水的浮力交替作用就能自动循环运行发电，而且可建在城市内、高楼大厦里、乡村野外、山体内、岩石上、悬空于森林或绿植之上、水边、水中等非常广泛的地方；没有地理限制，适于多种建设环境。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种基于浮力和重力的发电系统，包括有控制单元、储液塔、沉浮装置、发电装置；所述储液塔具有容腔，所述沉浮装置设置于所述容腔，且所述容腔盛装有液体；

所述发电装置包括有发电机和设置于发电机的传动轮；所述沉浮装置包括有浮箱、排液机构和充气机构；所述浮箱具有盛液腔，所述盛液腔设置有排液口，所述充气机构的充气端连通所述盛液腔；所述控制单元控制连接所述排液机构、充气机构；

以及，所述沉浮装置上设置有传动链，所述沉浮装置通过所述传动链驱动连接所述传动轮。

作为一种优选方案，所述液体为防冻液。

作为一种优选方案，所述发电机具有传动轴，所述传动轮设置于所述传动轴；其中：所述传动轴上还设置有惯性飞轮。

作为一种优选方案，还包括有启动电机，所述启动电机驱动连接所述惯性飞轮。

作为一种优选方案，所述惯性飞轮上设置有刹车装置。

作为一种优选方案，所述浮箱设有导槽，所述储液塔内设置有和所述导槽适配的导轨。

作为一种优选方案，所述充气机构包括有储气罐和气体压缩机，所述储气罐和气体压缩机均设置于所述浮箱的上侧；所述排液口设置于所述浮箱的下侧面或者周侧面。

作为一种优选方案，所述发电装置设置于所述储液塔的容腔的外侧；并且，所述储液塔的外侧设置有滑轮组，所述沉浮装置的传动链绕滑轮组后驱动连接于所述传动轮。

作为一种优选方案，还包括有抗震基座，所述储液塔安装于所述抗震基座上。

作为一种优选方案，所述抗震基座内设有储液池。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是利用自然重力与浮力相互作用，自行循环发电；其相对于现有技术而言，不需要消耗燃料，不消耗水，不需要太阳，不需要风，没有污染排放，只需要地球引力与水的浮力交替作用就能自动循环运行发电，而且可建在城市内、高楼大厦里、乡村野外、山体内、岩石上、悬空于森林或绿植之上、水边、水中等非常广泛的地方；没有地理限制，适于多种建设环境；

其次，通过对发电系统的具体设计，使得其也有运行稳定、可靠的优势；如防冻液的设置，使得其能够克服多种环境气候，适于推广应用；如启动电机及惯性飞轮的设置，能够保证发电稳定性。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明之实施例的结构示意图；

图2为图1的局部放大图。

附图标识说明：

10、储液塔；11、导轨；13、排液管；14、容腔；20、沉浮装置；21、浮箱；211、排液口；212、导槽；22、传动链；23、配重物；24、电动水泵；30、发电装置；31、发电机；32、传动轮；33、惯性飞轮；331、刹车装置；34、启动电机；41、储气罐；42、气体压缩机；51、导缆轮；52、平衡轮；53、平衡坠；60、抗震基座；61、储液池。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明对本实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照附图1至图2,在本发明实施例中的一种基于浮力和重力的发电系统，包括有控制单元、储液塔10、沉浮装置20、发电装置30；所述储液塔10具有容腔14，所述沉浮装置20设置于所述容腔14，且所述容腔14盛装有液体；

所述发电装置30包括有发电机31和设置于发电机31的传动轮32；

所述沉浮装置20包括有浮箱21、排液机构、充气机构；所述浮箱21具有盛液腔，所述盛液腔设置有排液口211，所述充气机构的充气端连通所述盛液腔；所述控制单元（通过电缆）控制连接所述排液机构、充气机构；

以及，所述沉浮装置20上设置有传动链22，所述沉浮装置20通过所述传动链22驱动连接所述传动轮32。

实际应用时，所述沉浮装置20还可以根据实际情况设置有配重物23，所述排液口211处也设置有阀门，所述控制单元控制连接所述阀门；优选地，所述液体为防冻液，所述防冻液可以选用市面上的乙二醇、甘油等防冻液，当然，也可以是在普通的水内加入盐等成分从而降低冰点的混合溶液；如此，通过将防冻液注入储液塔10中，使得本申请之发电系统能够适应更多的地理环境和减小了季节气候对本发电系统的影响。

进一步地，所述发电机31具有传动轴，所述传动轮32设置于所述传动轴；其中：所述传动轴上还设置有惯性飞轮33。通过在传动轴上设置惯性飞轮33，使得沉浮装置20在上浮时（利用惯性飞轮33的蓄能作用），传动轴也保持在转动状态（即发电机31仍处于工作发电状态）。

优选地，还包括有启动电机34，所述启动电机34驱动连接所述惯性飞轮33；所述启动电机34的作用在于当惯性飞轮33驱动传动轴的转速较低时，控制单元控制启动电机34启动，对传动轴进行增速，保证工作稳定性。实际应用时，所述启动电机34还设置有增速机构（如增速器），通过增速机构来提高传动轴的转速；并且，所述传动轴上也设置增速器，并通过增速器连接于所述传动轮32，从而调节沉浮装置20向下移1个单位时，所述传动轮32的转数。

优选地，所述传动轴（惯性飞轮33）上设置有刹车装置331，所述控制单元控制连接所述刹车装置331；通过刹车装置331当传动轴转速过高时，能够通过刹车装置331进行相应的减速，保证工作稳定性、安全性。

优选地，所述浮箱21设有导槽212，所述储液塔10内设置有和所述导槽212适配的导轨11，所述导槽212、导轨11均沿上下方向延伸，如此，能够保证沉浮装置20下沉和上浮运动时的顺畅性和可靠性。

具体地说：所述充气机构（具有排水作用）包括有储气罐41和气体压缩机42，所述储气罐41和气体压缩机42均设置于所述浮箱21的上侧；当然，也可以不设置其缩机，通过设置排气管（软管）来直接将盛液腔中的气体排掉；所述排液口211可以设置于所述浮箱21的下侧面或者周侧面。

进一步地，为了提高防冻液进入盛液腔的速率，也可以在沉浮装置20上设置电动水泵24，从而缩短防冻液进入盛液腔的时间。

进一步地，所述发电装置30设置于所述储液塔10的容腔的外侧（附图中在储液塔10的上侧设置有平台，所述发电装置30设置在该平台上，只是举例说明，在实际应用时，并不一定是设置于储液塔10的上侧）；并且，所述储液塔10的外侧设置有滑轮组，所述沉浮装置20的传动链22绕滑轮组后驱动连接于所述传动轮32。所述滑轮组通常包括有导缆轮51（改变传动链22的拉动方向）、平衡轮52（实现传动链22在沉浮装置20上浮时也能够保证绷紧状态；所述平衡轮52上设置有平衡坠53，所述平衡坠53、平衡轮52与沉浮装置20同步运动）；当然，也可以设置其他形式的滑轮组实现传动链22的时刻绷紧。

在实际应用时，还包括有抗震基座60，所述储液塔10安装于所述抗震基座60上；所述抗震基座60可以是现有的一些抗震结构，从而，即使有地震等突发情况时，能够保证发电系统不受干扰；当然，所述抗震基座60可以设置有储液池61，在突发情况时，可以将储液塔10的液体排至储液池61。当然，所述储液塔10也连通有排液管13；且排液管13上设置有阀门，所述排液管13的排液端连接所述储液池61。

下面，对本申请之发电系统的发电工作原理进行大致说明：

沉浮装置20要下沉运动时，所述充气机构（气体压缩机42）将盛液腔内的气体压缩至储气罐41储存或者通过排气管直接将气排出，并相应打开排液口211的阀门，使得储液塔10的容腔14的防冻液能够不断进入盛液腔，即所述沉浮装置20的重量不断地变大；当所述沉浮装置20的重量大于沉浮装置20的浮力时，沉浮装置20下沉，且拉动传动链22向下移动，从而带动传动轮32工作，进而发电机31产生电（实际应用时，发电机31还连接有发电输出电缆）；

沉浮装置20要上浮沉运动时，排液口211处的阀门打开，并且充气机构对盛液腔进行充气，以将盛液腔内的液体排出盛液腔之外，此时沉浮装置20的重量不断减小，然后沉浮装置20慢慢上浮；此时需说明的是，由于惯性飞轮33的设置，此时发电机的传动轴仍在转动状态。

可以补充的是，在实际使用时，也可以在盛液腔内设置有气袋，通过对气袋的充气和放气（排挤作用），实现盛液腔内的防冻液的排出和进入。

本发明的设计重点在于，其主要是利用自然重力与浮力相互作用，自行循环发电；其相对于现有技术而言，不需要消耗燃料，不消耗水，不需要太阳，不需要风，没有污染排放，只需要地球引力与水的浮力交替作用就能自动循环运行发电，而且可建在城市内、高楼大厦里、乡村野外、山体内、岩石上、悬空于森林或绿植之上、水边、水中等非常广泛的地方；没有地理限制，适于多种建设环境；

其次，通过对发电系统的具体设计，使得其也有运行稳定、可靠的优势；如防冻液的设置，使得其能够克服多种环境气候，适于推广应用；如启动电机及惯性飞轮的设置，能够保证发电稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：包括有控制单元、储液塔、沉浮装置、发电装置；所述储液塔具有容腔，所述沉浮装置设置于所述容腔，且所述容腔盛装有液体；

所述发电装置包括有发电机和设置于发电机的传动轮；

所述沉浮装置包括有浮箱、排液机构和充气机构；所述浮箱具有盛液腔，所述盛液腔设置有排液口，所述充气机构的充气端连通所述盛液腔；所述控制单元控制连接所述排液机构、充气机构；

以及，所述沉浮装置上设置有传动链，所述沉浮装置通过所述传动链驱动连接所述传动轮。

2.根据权利要求1所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述液体为防冻液。

3.根据权利要求1所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述发电机具有传动轴，所述传动轮设置于所述传动轴；其中：所述传动轴上还设置有惯性飞轮。

4.根据权利要求3所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：还包括有启动电机，所述启动电机驱动连接所述惯性飞轮。

5.根据权利要求3所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述惯性飞轮连接有刹车装置。

6.根据权利要求1所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述浮箱设有导槽，所述储液塔内设置有和所述导槽适配的导轨。

7.根据权利要求6所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述充气机构包括有储气罐和气体压缩机，所述储气罐和气体压缩机均设置于所述浮箱的上侧；所述排液口设置于所述浮箱的下侧面或者周侧面。

8.根据权利要求1所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述发电装置设置于所述储液塔的容腔的外侧；并且，所述储液塔的外侧设置有滑轮组，所述沉浮装置的传动链绕滑轮组后驱动连接于所述传动轮。

9.根据权利要求1所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：还包括有抗震基座，所述储液塔安装于所述抗震基座上。

10.根据权利要求9所述的一种基于浮力和重力的发电系统，其特征在于：所述抗震基座内设有储液池。

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