CN1163988A - 波浪发电方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将周期性直线力转换成电流的系统。充电粒子迫使一个分离的电路中的带电粒子流动，以形成电流。以第一频率施加的力被转换或频率为该第一力的频率的倍数的电流。本发明中的部件可以以很高的速度用很廉价的材料以最小的能量消耗制成，从而从海洋波浪等可更新力产生电流。腐蚀和生物聚积可以由本发明工作时产生的阴极和化学处理来加以消除。本发明的各种实施例可以使电动车辆、家用电器及工业设备由从海洋波浪转换成的能量进行操作。

Description

波浪发电方法和装置

本发明涉及用于将周期性直线力转化为电力的经改进的方法和装置。

工业革命一直是以煤炭、石油及天然气等石化原料为动力的。从人类最早有历史记录起至17世纪中叶，人类人口的增长非常缓慢。但是到了18世纪，随着工业革命对石化原料、金属矿、水和空气的发掘，人类的总人口剧增，为了支撑人类的“美好生活”的各种需求，每天要烧掉相当于1.8亿桶石油的化石矿物。到21世纪初，地球上的人口总数将超过60亿人，为1960年人口的两倍。

几百万年以来，化石沉积为碳和放射性元素提供了安全的天然贮存。燃烧这些化石沉积物将释放出比电影《株罗记公园》中描述的怪物更为危险的怪物。每年，全球共燃烧掉28亿吨煤，将向空气、水和食物链释放出102亿吨二氧化碳，8960吨钍和3640吨铀。

每天燃烧相当于1.8亿桶石油的化石物质将使二氧化碳和其他有害辐射污染全球的大气。目前大气中的二氧化碳浓度比以往16万年中的任何时候都要高25％至30％。大气中二氧化碳的浓度增加阻挡住了太阳能。由于大气阻挡了更多的能量，故海洋的蒸发也有所增加。这将导致更极端性的天气现象如洪水、风暴和飓风的出现。为发电而燃烧化石燃料超过所有其它二氧化碳污染源。

电力的市场目前每年达几千亿美元，据估计，到21世纪初将达到1万亿美元之巨。为防止由化石燃料燃烧的辐射使环境产生的灾难性恶化，必须使用可更新的资源来产生足够的电力，以满足目前的各种要求以及氢气及电动车辆的不断增长的运输需求。

海洋中的波浪是广泛而且取之不绝的可靠能源。波液是由于风周期性地提高海洋的表面而形成。太阳能给风提供能量，因此波浪在所有海洋及其他宽阔水面是很常见的。地球上的海洋中每米浪高能提供10至80千瓦的波能。各大洲人口稠密的地区都比较接近海岸线，海洋中的平均浪高至少为1米。

为了利用无害的海洋波浪，人们作了不少尝试，包括设计了各种机械来在波浪的驱动下发出电力。这些先有技术包括水力压电设备、机械式振动设备(如水面两用机)、由浮体和绞链驱动的直线发电机、水柱空气涡轮发电机以及湾流水轮等等。以第4,843,249号、第4,034,231号、第4,048,512号、第4,137,005号、第4,357,543号、第4,625,124号以及第5,443,361号美国专利中可以看出实施这些先有技术的其他困难之处和复杂程度。这些系统中存在的共同问题有：

1.材料昂贵。所需的材料费用和制造要求一般都远远超出可以设置在更易保护的陆地位置上的同容量的风力发电机的成本。

2.部件腐蚀。实际上所有为陆地使用而开发开来的材料在海洋大气中都表现出令人失望的性能。钢铁生锈、剥落，镁铝合金会产生晶间腐蚀，钛不锈合金会锈蚀，并且不能用于工作在海洋大气中的氧化-还原电池中，而钢筋混凝土会膨胀和剥落。

3.生物聚积。许多海底生命形式加茗荷介、海藻会在海洋中的构件上生长，给机器工作造成很大困难(如果还没有达到不能工作的程度)。

4.风暴损害。即使机器能够暂时抵御腐蚀和生物聚积造成的劣化，海洋风暴还产生远远超过平均状态的大风和波浪力，经常损坏或者吹跑设备。

以上这些先有技术中存在的另一个问题在于它们需要复杂和昂贵的部件这一特性使得较小和较大波浪的能量被浪费掉了。为克服这一问题，另外一些现有系统中采用了适合于特定的波浪条件的复杂调整系统。这些问题带来的必然结果是不可接受的故障时间、严格的维护要求、很高的运行成本以及不可接受的投资回报速度。

本发明的一个目的在于克服上面提到的问题。根据本发明的原理，这一目的是通过提供一种用非常廉价的材料来制造高效、低维护性的波浪发电设备的方法来实现的。

本发明的另一个目的在于提供一种使用带电粒子迫使一个分离的电路中的带电粒子流动并作有用功的系统。

本发明的一个目的在于将一个以第一频率施加的力转换成其电流频率为该力的频率的倍数的电能。

本发明的另一个目的在于用非常廉价的材料来高速、低能耗地制造本发明中所述的部件。

本发明的另一个目的在于提供一种能克服海洋大气腐蚀和生物缠结的波浪发电设备。

本发明的另一个目的在于能对波浪条件实现自适应、从而能以高效率产生电力的系统。

本发明的一个目的在于提供一种能使用从周围物质中分解出来的成分(如海水中分解出来的氯气)来控制生物缠结的系统。

本发明的一个目的在于提供一种能使用从大气中分解出来的气体来控制部件的浮力的系统。

在下面进行的详细描述中，本发明的这些目的和其他一些目的将变得更为明显。

参照下面的附图，本发明将能得到更好的理解。这些附图示出了本发明的一个示例性实施例。

图1是根据本发明的将波浪能转化成电能的原理制成的设备的纵向剖面图。

图2为本发明中的电力产生过程的概略示意图。

图3为根据本发明的原理而实现的另一实施例的概略示意图。

图4为本发明的一个将波浪能转换成电能、将电能转换成化学能、再方便地将氢和氧输送至一个车辆的实施例的概略示意图。

图5为本发明的一个将波浪能转换成电能、将电能转换成易于储存和分配的化学能、再将化学能转化成驱动车辆或其他需要电力的机器的电能的一个实施例的概略示意图。

波浪的能量被用来提供驱动线性发电机组件2所需的提升力。如图1所示，浮动单元4随波浪上下运动，给以之相连的拉杆6提供一个提升力。连杆6通过装配部件8密封装入最好由EPDM橡胶制成的波纹管10中。波纹管10的下部与装在外管14上的挡水板12相联结。外管14的中段还设有舱板组件16。这样的结构使筒型部件14的内部形成气密密封，但是又允许与发电机相连的圆筒18和静止圆筒20作相对往复运动。

光滑杆9最好由低成本的不锈合金钢如410SS合金钢制成，发电机圆管组件18(相对于静止圆管20)作上下运动，最好由适当的材料如聚丙烯、线密度较低的聚乙烯或密度很低的聚乙烯通过挤压或旋转模制等工艺制成圆筒型状。圆筒18的内部设有以一定间隔设置的、由铜、银或铝等适当的金属制成的金属带22。这些金属带与充电导线24相连，充电导线24在与图中所示的插座与之啮合时连接到图中26处的一个适当的高压源上，从而可以传送金属带22上的电荷(如电子的高电压聚集)。充电导线24还可以不时地与适当的电源如变压器56或整流装置58相连，用附加的电子对区域22进行再充电，以补偿电荷的逐渐损耗。图2中示出了负电荷条件23和25。最好使区域50、变压器56的初级绕组和区域52的工作电荷和区域22接受到的电荷相同，并通过周期性地与变压器56或整流装置58的输出端相连对这种电荷进行再充电，从而在变压器56的初级绕组上维持较高的电流幅度。

根据所需的实施例的规模大小而定，在每个环22内最好装入一个防干扰圆筒或介电隔离板66，以维护工作时的尺寸稳定性。

在波浪高度最高为1米的较小型的使用场合下，最好使用加强板66。在波浪高度大于1米的场合下，最好用一个结构管对圆筒18进行加强。该结构管在图中虽然没有示出，但它应该呈加强板66伸展后的形状，并具有足够的壁厚，能在各种工作状态下提供所希望的加强作用和尺寸稳定性。同样，最好用高强度碳、玻璃或聚烯烃带68对环50和52中的每一个也进行加强，以维护尺寸的稳定性。较小型的实施例在工作时，圆筒20可以通过内部压力得到加固，该内部压力最好达到周围水的压力。

与发电机相连的圆管组件18随波浪的上升运动而被向上提起，当浮体4跌入一个行进中的波谷中时，它又在重力的作用下向下运动。充电环22产生一个静电场，该电场将排斥由介电管20所绝缘的环形导体50或52中的同性电荷。导体50或52可以以任何希望的电力产生方式相连，包括图2中所示的并联连接。同性电荷的相斥使圆筒18保持在圆管20中间，为圆管18和20的相对运动建立了一个低磨擦系数的、电力排斥轴承。

对电路50、52以及变压器56的初级绕组充电最好用与充电环22相同的电荷和电压来进行。比方说，用处于适当电压如7200伏的电子对环22进行充电，用电位为7200伏的电子对电路50、52以及变压器56的初级绕组充电；这样，在系统处于图2中的所示的位置时，在区域52中将产生电子积聚。当波浪的力量使环50的位置移动至环22之间的位置时，电子就会离开环52并加载到环50上，这样就在变压器56的初级绕组上产生所希望的交流电流。

导体50与52之间的间隔在永久充电环20的电场中建立一个电压势，当圆管18在圆管20中上下运动时，在导体50(和52)之间会有一个交变的电流流动。在由绝缘管18和20介电强度决定的限制范围内，在在多数应用场合下，最好使导体22和静止导体50和52之间的间隔尽可能地靠近。另外，管子18和20最好用聚烯烃材料如聚乙烯、聚丙烯或聚甲基丁烯制成，在管子18的内表面和管子20的外表面上覆盖上相近的聚烯烃材料，以保护导电金属环22、50和52免遭腐蚀或寄生放电的影响。将这些电气部件密封起来，使之免遭腐蚀。另外，在制造过程中，还最好用氟对所有的聚烯烃外表面进行处理，从而形成摩擦系数较低的含氟聚合物表面区域，并使这些表面处于受压状态中。

交变电流的频率为波浪运动的频率乘于每个波浪高度内导体2 2的数量。为了实现波能至电能的最佳转换，导体22的宽度和间隔主要应由聚合物管18和20的表面及体积电阻率和其他介电强度特性来决定。在聚烯烃薄层中可以实现异常高的介电常数值，一般能达到2000至6000伏/密尔，表面电阻率能达到至少10¹⁶欧姆。以此相对的是，带厚壁的注模或挤压材料介电强度低于500伏/密尔，表面电阻率低于10¹⁵欧姆。

在本发明的一个实施例中，管子18和20被制成这样的复合物，即其中至少有二个0.003^N聚乙烯管薄层，它们在爆炸成形和定向时通过控制内部压力使之防干扰，在薄层中22、50和52所示的位置上镀上银或者铜，然后由设在带22、50和52一侧的厚支撑管加以支撑。

另一个实施例使用了至少二个0.003^N聚乙烯管薄层，在爆炸成形和定向时通过控制内部压力进行防干扰处理。每个复合物的尺寸定得能使管子18在管子20内部实现低摩擦运行，并在22、50和52所示位置的薄层上覆上一层银或铜。管子20接着被涂上适当的粘合剂，进行组装和内部加压，装入圆筒形支撑管14中，从而在带50和52之间形成圆周状凹槽。薄壁组合物18被结合到装配底盘17和19，上面的盘17如图所示的那样装到光滑杆9上。工作时，管子20中的圆周形凹槽稳定地形成空气轴承，从而使管子18在管子20内的静电趋中的作用下在管子18和20之间形成环形空间。根据环50和52之间的环形凹槽的相对尺寸，可以设计出具有适当的密封间隙、排气道和排气口和吸气口的空气轴承，从而消除不希望有的磨擦和动态不稳定。

这种低摩擦、高性能的介电设计能使环20、50和52可实现紧密安装，并可使用变压器产生希望的电压，低成本地传输到海岸进行电网分配或输送至专门和工业应用场合。使发电环22、50和52的轴向间隔靠近可以提高逼使电子在电路中前后运动的速度。本发明的部件所需的每磅材料的功率电平远比常规的能量转换系统有吸引力。

本发明的另一个实施例中使用了至少二个0.003^N聚乙烯管薄层，在爆炸成形和定向时通过控制内部压力进行防干扰处理。每个复合物的尺寸定得能使管子18在管子20中实现低磨擦运行，并在结构中标为22、50和52的位置上以近间隔层的形式覆上银或铜。管子20接着被放置在一个合适的空气轴承心轴上，减弱空气轴承使管子20靠在心轴上，覆上适当的粘合剂并装上至少二个附加的共形0.003^N聚烯烃壁管，这样为舱壁12和16建立了共形的的密封。薄壁18装到一个玻璃坯件或如图中所示的那样与光滑杆9相连的厚壁对称连接管上。工作时，由于静电应力和上面提到的空气轴承力的作用，管子18在管子20内能实现低摩擦居中。

电流感应部件21、22和23的结构可以做成如图所示的那样，产生的交流电由图中所示的两根导线63和65来传送。另外，本系统还可以设置成包括具有适当间隔的数量相等的电流环，产生三相交流电。

在许多应用场合下，最好将大量的电力以交流电的形式通过适当的电网或导线63、65来输送，并将一部分交流电用图中所示的全波桥式整流电流58转换成直流电，通过导线60和62高效率地传送直流电。控制器64监测波浪的高度、形状和以变压器56中的交流电的频率和时序为函数的频率。这些信息被用来自适应地控制线性发电组件2的工作，以实现波能向电能的最大转换。

在圆筒20内部最好保持适当的空气压力，以确保足够的热传导率来使圆管组件18得到冷却，并在圆筒18在圆筒20内运动期间提供空气轴承的作用，使拖曳力降为最小。圆管和连接管端17和18最好象图中所示的那样经过倒角，以在圆筒20的内直径和圆管18的外直径之间提供空气轴承面的加载。

在需要附加重量来使圆筒18从向上的偏移返回时，连接管端19最好由较重的材料如铅-锑或410SS号合金钢等制造，连接管端17最好由工程聚合物或铝合金制造。这样，在连杆6和8通过防磨擦轴承12时产生一个复位力。上述的防摩擦轴承最好由自润滑材料(如位于美国俄亥俄州，克里夫兰，uglewood drive17960号的Hy Comp公司生产的Wearcomp材料)制成。

用来给圆筒20的内部加压的气体最好是氢气，它由可以由下部腔室中的电解装置29产生，经过过滤器46、电磁阀44和过滤调节器42进入到圆筒20内部。在过滤调节器42中最好设置一种能防止水和其他液体进入圆筒20并能中和任何酸基粒子或烟雾的过滤介质。

此外，较重的部件如电解装置28最好设在下方，而较低的部件如同轴圆筒18和20最好设在上方，产生垂直方向的力。使圆筒18和20与波浪运动和重力产生的提升、下降力保持一致可以提离工作效率。

控制器64调节圆筒20内部的氢气压力，以便在电能产生达到最大化时能产生使圆筒18在圆筒20中的拖曳力为最小的最佳关系。增大氢气压力的话可以增加从圆筒18经过20向周围水的热传递，使圆筒20的直径稍稍增大，这样能产生更小的拖曳力，但这样会降低板22在环52和50上产生的静电电场强度，造成50和52的电路中相斥电压减小。控制器64自适应地控制圆筒20中的压力，使这些相反的作用实现最佳化，同时以预定的限制条件使系统工作。这样能允许选择和使用非常廉价的材料，并使整个系统即使在变化很大的条件(如波浪高度、波浪频率和环境)温度下实现近乎无限的工作寿命。

一般情况下，本发明应工作在水较深的地方，其水深足够将发电机组件设置在浮体4以下100英尺或更深的地方，以最大限度地减小暴露在风暴和过往船只下的危险性。下部腔室30中的氢气和圆筒20中压力稍小的氢气自适应地给管式发电机组件提供了加固，并为拉紧索32相对于固定物34提供浮力。固定物34可以是重物、外扩状倒钩物或者能提供拉紧力的其他装置。当风暴或过往船只有可能要损坏浮体4和拉索组件6时，电动张紧器74使拉紧索32缩短，电解装置和电磁阀44关闭，电磁阀36和40打开，使经过滤装置38过滤后的海水充满腔室30。这些动作将使系统将浮体4拉至一个低于有害范围的位置上。当可以重新建立正常操作时，电解装置29在腔室30中产生氢气，并在张紧装置74放松拉索32时使系统升起，建立起浮体4处于海洋表面的正常工作位置。张紧装置74能自适应地调整浮体4相对于海洋表面和圆筒20的相对位置，以实现波能至电能的最佳转换。

由于本发明在垂直轴向上能实现自居中，并对于所需材料的每单位重量能提供高电能输出，因此，最好将圆筒组件18和20设计成适用于5m或更高的波浪。这能使本系统工作在高浪幅度和低浪幅度的极端条件下，能够高效率地利用所得到的最大波能来产生电能。

为了产生氢气，最好以一个只够电解电极29分解出氢气而不致于以电解电极28能电解出氢气或氧气的电压驱动电解电极28和29。当腐蚀的威胁成为问题时，最好将加至电解电极28和29上的电压增加至一个从经过滤的海水除了氢气还产生氯气的电位。使用一个半渗透膜或分离装置27使氯气与氢气分离，并从腔室30通过阀门40送至输送管75和环形分配管76。该环形分配管76如图所示贯穿组件底部的环形部分，建立起一个氯气或富奥氧环境，从而驱散掉组件上的生物量。当氯气在电解装置29的电解液中消耗完时，将生成氧气。

在希望管理自圆筒18和/或20至周围环境的热传递时，圆筒20中的空气可以从由高传导、低粘度气体如氢和氦，低传导性气体如氩和氟氯碳气体构成的组中选出。选定气体的压力和组份还可以调整以实现以下的目的：减少磨擦损耗，增大或减小热传导，为系统组件形成结构加固，以及管理浮力。

在作为抗生物聚集剂的氧化剂如氧或氯气在通过分配器76释放之前，最好由本发明产生的电力使之电离。使这些气体电离的适当方法包括火花放电和用电源电路中的紫外灯照射。与变压器56的初级或次级相并联地还可以接有其他变压器，为电解装置28和电离装置31产生所需的电流。

除了控制圆筒20和30中的压力之外，控制器64还利用适当的装置例如多普勒或光学电子电路或者设在管腔20的二端的弹簧传感器70和72来监测圆筒18在管腔20中的运动长度。弹簧传感器70和72具有多种功能，包括：检测圆管18在管腔20中的运行路径，必要时取到冲击吸收器的作用，以及当圆筒18的运动反向时恢复其动能。使圆筒18以设计限制范围内的全部浪高运动直至波峰过去时才由一定的装置安全地停住是我们所希望的。因此，控制器会对圆筒18在圆筒20中的运动范围进行评价。如果弹簧传感器72被压紧而70却未被压紧，则控制器64会通过将拉索32绕在图1中所示的电动拉紧器74的拉索卷盘上使之缩短的办法使外管组件向下移动。如果弹簧传感器70被压紧而72则未被压紧，则拉索32被放长，直到18为适当地在外管20中居中为止。

一个小型的氢燃料电池或电池充电器及电池组78被用于保存相当于所产生能量的一小部分的能量，用于维持控制器64、拉紧器74以及阀门38、40、44的操作，并通过一根无线电天线在控制器64与陆地上的一个中心控制站或者偶尔来维护波浪发电器的服务船之间提供测试和控制通讯。燃料电池78和控制器64可以由潜水员加以维护，如果它们已在水里工作了相当的时间有必要加以更换时，可以很方便地进行。

总之，控制器64通过控制管子20和30中的氢气压力以及控制浮体4相对于管子20和水面的位置来使操作实现最佳化，从而将尽可能多的波能转化为电能。控制器64的另一个功能在于监测生物缠结情况，并在需要时控制电解装置产生氯气，驱散产生生物缠结的水底生物。

利用本发明的原理还可以对本发明作出各种变形设计，例如，能量转换、频率倍频或相位转换可这样来实现，即把用于周期性地产生基本上是直线力的一个第一力施加到可动部件18上，该可动部件上设有二个电气上分离、被充有静电的区域22。这样便可在与设置在该可动部件周围的静止部件中电气上分离的二个区域21、23相连的包括适当电气负载的导电体中感生出电流。上述的电气负载可以是电机绕组、电灯灯丝、半导体器件或者变压器56的绕组。上述的可动部件在重力、弹力或压缩空气产生的力的作用下在与上述的第一力基本相反的方向上作周期运动。因此，本发明可以设置成水平、垂直或其它任何希望的取向，除波浪作用和重力之外其他周期力也可以采用。比方说，第一力可以由内燃机(ICE)的活塞运动产生，而恢复力则可由压缩空气、弹簧或者能将一个飞轮的动能周期性地转换成恢复功的凹轴或旋转斜盘等适当机构产生。

图3中部分地示出了另一个波浪发电设备的实施例80，其中在图2的系统中增加了永久磁铁(M1和M2)或者电磁铁82和84，从而在将每组圆环88和90相连的导线86的圆桶绝缘匝的基本上正交的方向上产生一个磁场，圆环88，90，92和94可以象图中所示那样分离，以减小涡流电流。

工作时，如图1和图2中的实施例所描述的那样，电流以80和84产生的电磁场和圆环92、94等产生的静电场在波浪作用下的运动为函数在圆环88至90之间交替流动。由相对的磁极82和84所建立的磁场在线圈86中将感生出电流。

在某些需要将内部磨擦和寄生损耗降到最低的应用场合下，最好将外管100设计成能抵抗海洋的压力，只以刚好足够的气体压力保证内部部件的适当冷却。为此，外管100最好由玻璃钢、造船用铝(加5086)或轻合金钢(如4140)制成，曝露表面上再设上防生物聚积的涂层。在这种情况下最好将控制器64编程成既能在图2的实施例又能在图3的实施例中使用，从而只提供足以冷却内部部件的氢气压力，使电阻性损耗为最小，保护材料使之避免劣化，并使气体拖曳产生的损耗达到最小。这样就只需要低得多的氢气压力，原因是不需要用内部压力来消除冲击力了。

使用能够提供比聚烃烯高得多的使用温度的介电材料来制造复合管18和20的话，就构成了本发明的另一实施例。一些树脂如聚醚亚胺，聚醚砜和聚砜材料在330_°F(165℃)或更高温度上还能保持稳定，薄壁膜厚度为0.005^N或更低时仍能提供2400至4400伏/密尔的介电强度。这能使圆筒20中的氢气(或其他气体)的压力设置成更低，从而可使气体拖曳损耗为更小，使用这些材料还使系统在更高的稳态温度下工作成为可能。本实施例中的环形薄涂层22、60和52最好使用银或金等高导电率材料。

本发明的一个重要应用在于将采矿得到的原材料和精炼矿砂转化为金属及有用的非金属如氧气，卤素、甲烷及其他提炼材料。举例来说，使用整流器58通过导线60和62送出的直流电流通过适当的电解单元120可以得到如下产物如氢气、或者氯、碘、溴等卤素、及氧气，采用非水解电解可以得到钠、钾、镁、钛、锰等易反应金属、过渡性金属或者包括贵金属在内的重金属。在本实施例中，所产生电力的相当一部分被送到电解单元120，用于从包含某些金属和非金属的精炼矿物中生成这些金属和非金属。

在海洋能转换和采矿应用等场合下，防止污泥聚积、生物聚积和海洋环境造成的污染是非常重要的。这可以预防性地使用卤素如氯气来实现，这样做可以防止本发明的部件劣化，以及防止防污海洋环境的生物和/或污泥积聚。

在那些希望使用太阳能、海洋波能清洁地、持久地驱动家庭、工厂、农场中的电气设备及电动汽车时，可以采用与图2中所示的实施例相仿的实施例。上述的电气设备包括：电灯、电动工具及设备、微波烹调、微波通讯、电机驱动、感应加热、电磁驱动、电解、电弧设备，以及从矿物中用电力方法分解出金属、从水中用电力方法分解出氢气。下面举出给车辆提供运动能量作为这些应用的代表。由波能转换成的电网电能以希望的电压输送至给车辆重新增加能量的地点。电流由适当的输电电路或包括适当的变压器、开关箱、断路器、熔丝、导电体，仪表、电容器、电阻器和电感器的电网所输送。在给车辆增加能量的地点，变压器56和整流电路58提供希望的直流电压和电压，使水电解装置120工作而产生压缩氢气。发明人推荐使用图4中所示的“SPE Hygen-90”型电解装置200来以预定的压力产生氢气。来自压缩舱的氢气通过202被快速地输送至车辆204。对于由内燃机提供动力的车辆，最好采用申请人与本申请同时递交的另一个美国申请中叙述的点火式喷射燃料计量及点火系统。氢存贮罐最好使用LincolnEDO或SCI公司提供的碳纤维式玻璃纤维加强型复合氢存贮罐。

对于使用燃料单元引擎的车辆，最好使用如图5标号220所示的、由Hamilton Sfandard公司生产的称作“SPE URFC”的可逆式燃料单元220。在本实施例中，这种可逆式电解装置/燃料单元(222)最好做成“在架”式的，它使用来自电网和/或车辆的可再生式蓄能器中的电流从水产生氢和氧。在相反的过程中，它为一个或多个牵引电机的电力产生、混合飞轮的加速和其他电力需求起到能量单元的作用。

虽然以上描述并用附图图示出几个示例性的实施例，但应该注意的是这些实施例只是示范性的，但并不限制本发明的下面广泛用途：电子照明、微波烹调、微波通讯、电机驱动、感应加热、电磁驱动、电解、电弧装置，以及用电力方法从矿物质中分离出金属以及用电力方法从水中分离出氢气。本发明并不限于上面示出的和描述的具体结构和装置，本技术领域内的熟练人员还可以对此作出种种改进。

Claims (21)

1.一种能量转换系统，其中，一个第一力被用于对一个可动部件周期地产生一个基本上呈直线的力，该可动部件上设有电气上分离、并出于在一个导电体中感生出电流的目的而充有静电的区域，上述导电体接在基本上围绕上述的可动部件设置的静止部件中的、电气上分离的区域之间，另外，上述的可动部件还在从重力、弹性力和压缩空气力中选出的一个力的作用下在基本与上述的第一力相反的方向上周期性地运动。

2.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所述的可动部件和静止部件被一个外套部件基本上包围住，该外套部件内的气体压力和组份还可以为实现以下目的而加以控制：减少磨控制损耗、管理热量传导、形成结构加固和控制浮力。

3.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所述的可动部件和静止部件被一个外套部件基本上包围住，上述外套部件中的气体从由高传导低粘度气体如氢和氦、低传导气体如氩和氯氟化碳构成的组中选出，上述气体的压力和组份还可以为了实现以下目的而加以控制：减小磨擦损耗，管理热量传导、形成结构加固和控制浮力。

4.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所产生的电力的一部分被一个电解装置用来从包括水、海水、氨水、盐水、活性金属碳化物、酒精和二元醇的组中选出的一种复合物产生氢气。

5.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所产生的部分电力被从包括电解装置、电离装置、加热装置和冷却装置组成的组中选出的一个装置用来实现从包括防止聚结、防止生锈、热隔绝和电气绝缘的组中选出的一种效果，该效果是上述的电力转换装置通过对包括空气、水、海水、氨水、盐水、活性金属碳化物、洒精和二乙醇组成的组中选出的物质发生作用而产生的成分而实现的。

6.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所产生电力的大部分被一个电解装置用来从包括水、海水、生物体、精选矿物、活性金属的化合物、过滤性金属的化合物、重金属化合物和采矿得到的原材料组成的组中选出的化合物产生包括氢、钠、锰、钙、镁和钛的组中选出的金属成份。

7.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所产生电力的大部分被送至一个电解装置，用于从包括水、海水、生物体、活性金属碳化物、过渡性金属的化合物、重金属化合物和采矿所得的原材料组成的组中选出的化合物产生出从包括氧、氦、甲烷和氮的组中选出的非金属。

8.如权利要求1所述的能量转换系统，其中所产生的电力的大部分被送至一个电解装置，用于从包括水、海水、生物体、精选矿物、活性金属化合物、过渡金属化合物、重金属化合物、采矿所得的原材料组成的组中选出的化合物产生出从包括氧、氦、甲烷、氮组成的组中选出的非金属，另外，从包括氧、氦、甲烷氮的组中选出的聚积剂被用来防止所述能量转换系统中的部件劣化。

9.一种能量转换系统，其中一个第一力被用于对一个可动部件周期地产生一个基本上呈直线的力，该可动部件上设有电气上分离、并出于在一个导电体中感生出电流的目的而充有静电的区域，上述导电体接在基本上围绕上述的可动部件设置的静止部件中的电气上分离的区域之间，另外，上述的两个电气上分离的区域之间的大部分空间被磁化，从而在接在设置在上述静止部件中的电气上分离的区域之间的上述导电体中感生出电流；上述导电体在结构上设在上述的静止部件中但与之电气绝缘，这样可以使用上述的磁场来加强充有静电的上述的电气上分离的区域之间的电流，另外上述的可动部件在从包括重力、弹力和压缩空气力的组中选出的一个力的作用下在基本与第一力相反的方向上作循环运动。

10.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中上述的可动部件和静止部件基本上由一个外壳装置所包围住，并且出于以下的目的对其中的气体压力和组份进行控制：降低磨擦损耗、管理热传递、产生结构加固和控制浮力。

11.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中上述的可动部件和静止部件基本上由一个外壳装置包围住，其中的气体从由高传导低粘度气体如氢气和氦气、低传导性气体如氩气和氯氟化碳构成的组中选出；并且出于以下目的对其中的气体压力和组份进行控制：降低磨擦损耗、管理热传递、产生结构加固和控制浮力。

12.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中所产生的一部分电力被一个电解装置用来从包括水、海水、氨水、盐水、活性金属碳化物、酒精和二元醇的组中选出的一种化合物产生出氢气。

13.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中所产生的一部分电力被从包括电解装置、电离装置、加热装置和冷却装置的组中选出的一种电力转换装置用来实现从包括防聚积、防腐蚀、隔热和电气绝缘的组中选出的一种效果，该效果是由上述的电力转换装置对从包括空气、水、海水、氨水、含盐水、活性金属碳化物、酒清和二元醇的组中选出的物质作用而产生的物质来达到的。

14.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中所产生的大部分电力被送至一个电解装置，用于从包括水、海水、生物体、活性金属化合物、过渡性金属化合物、重金属化合物和采矿原材料的组中选出的化合物中产生出从包括氢、钠、镁、钇、锰和钛的组中选出的金属成份。

15.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中所产生的大部分电力被送至一个电解装置，用于从包括水、海水、生物体、活性金属化合物、过渡性金属化合物、重金属化合物和采矿所得原材料的组中选出的化合物产生出从包括氧、氦、甲烷和氮的组中选出的非金属。

16.如权利要求9中所述的能量转换系统，其中所产生的大部分电力被送至一个电解装置，用于从包括水、海水、生物体、活性金属化合物、过渡性金属化合物、重金属化合物和采矿所得原材料的组中选出的化合物产生出从包括氧、氦、甲烷和氮的组中选出的非金属；另外；从包括氧、氦、甲烷和氮的组中所选出的抗聚积剂被用来防止上述系统转换系统中的部件发生劣化。

17.如权利要求1或9所述的能量转换系统，其中所产生的大部分电力被用来产生抵御系统中部件腐蚀的阴极保护。

18.如权利要求1或9所述的能量转换系统，其中上述的第一力是以一个第一重复频率施加的，并被转换成一个具有上述第一力的频率的倍数的第二频率的电流。

19.如权利要求1或9所述的能量转换系统，其中所述的基本上呈直线的力是由随海洋中的波浪运动的浮动装置提供的，所述的电流由从包括变压器、开关箱、熔丝、断络器、导电体、仪表、电容器、电阻器、电感器、整流器和电解装置的组中选出的部件组成的输送电路将初级电流输送至应用设备上的，上述的应用设备是从包括电力照明、微波烹煮、微波通信、电机驱动、感应加热、电磁驱动、电解、用电力方法从矿物中分离金属、用电力方法从水中分解氢、电弧设备、电容贮存装置、氢气和电池贮存设备和飞轮贮存设备中选出的。

20.如权利要求19所述的能量转换系统，其中的往复运动部件是在一个充满从包括氨、氦、氩、氮、氧和氯的组中选出的物质的区域中工作的。

21.如权利要求19所述的能量转换系统，其中所述的往复运动部件由一个线性轴承所引导。

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