CN1635275A - 浮力位能 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种新型能源，涉及一种浮力位能，是通过液体的浮力，使比重小于液体的重物，在液体中自动上升获得位能，通过重物下落将释放的位能转换为机械能或电能输出。是一种浮力位能与永久磁铁的磁力相结合，将比重小于液体的重物强行送入到液体中，利用液体的浮力使重物提升高度并获取到相对应的位能，将重物从液体中取出，在重物的下落过程中把位能转化为机械能；再将重物送入到液体中，如此反复循环，就可以不断的获取能量。这些能量，既可以作为作为机械能源直接使用，也可以发电，或转化为其它能源。本发明是一种可持续发展的绿色新能源，自成体系、密闭循环，不使用任何燃料，没有环境污染，在世界上的所有地区都可以使用。
Description
技术领域
本发明属于一种新型能源，涉及一种浮力位能，是通过液体的浮力，使比重小于液体的重物，在液体中自动上升获得位能，通过重物下落将释放的位能转换为机械能或电能输出。
背景技术，
目前，全世界能源危机，石油、煤炭、天然气等化石类能源，不但资源日近枯竭，而且在从一次能源向二次能源的转化过程中，要产生大量的有害物质，严重的污染环境。核能较为干净，却永远存在放射性泄漏的危险，如前苏联的切尔诺贝利核电站。在核废料的处理上，也没有个好的办法，并且造价上也是相当的昂贵。水力发电，是一种清洁性能源，除造价相当昂贵外，还需要切断河流，改变生态环境，影响通航。太阳能发电、风力发电，是一种绿色能源，但是要受到阴晴和风力等外界条件的限制，具有季节性、随机性和间歇性，装机容量很难做大，外加价格太贵难以替代化石类资源。浮力的利用：通过水对各重舰、船、舢、筏、艇产生的浮力，用来运送物资和人员，已经有非常久远的历史；挑选物质，如浮选选矿，利用物质的不同比重，挑选出含有某种元素的矿石；波浪发电，是上世纪开发的一种新型能源，依靠海水表面的上下起浮，带动浮板上下运动，通过专用的机械装置，将动能转化为机械能发电。
发明内容
本发明通过液体的浮力，使比重小于液体的重物，在液体中自动上升获得位能，通过重物下落将释放的位能转换为机械能或电能输出，目的是提供一种浮力位能。
本发明浮力位能内容简述：
本发明浮力位能，其特征在于：将比重小于所使用的液体的重物连续地自动地强行地送入到所使用的液体中，在浮力的作用下，重物会自动漂向所使用液体的上部，所提升的高度，决定了赋予重物所带有位能能量的大小，通过专用的机械装置，将重物从所使用的液体中取出，送入能量转换器，将重物下落过程中的动能转化为机械能。再重新将重物送入所使用的液体中，依靠浮力上升，再从所使用的液体中取出，在下落的过程中进行能量转换，如此反复循环，可以不断的获取能量。
本发明是一种利用永久磁铁与液体的浮力相结合，提取永久磁铁和液体浮力中所具有能量的方法。
本发明是一种浮力位能既可以作为作为机械能源直接使用，也可以发电，或转化为其它能源。本发明是一种可持续发展的绿色新能源，自成体系、密闭循环，不使用任何燃料，没有环境污染，在世界上的所有地区都可以使用。装机容量能大能小，小到制成便携式，安装在汽车、火车、舰船上作为发动机；大到上百万千瓦发电机组。本发明的设备装置，几乎都是简单机械，无论是在设备的性价比方面，还是在生产能源的运行成本上，均会具有强势的竞争能力，将为全世界提供丰富的能源，为我国带来巨大的市场和商机。
附图说明
图1为浮力位能转换装置结构示意图
图2为重物给进器和浮力提升器的下半部结构图
图3为是重物分离器和浮力提升器的上半部结构图
图4为能量转换器结构图
图5为另一种浮力位能转换装置结构示意图
图6为另一种重物给进器结构图
图7为建设在水库上的浮力位能发电站结构示意图
图8为潜艇式浮力位能发电站结构示意图
具体实施方式
本发明浮力位能是这样实现的，将比重小于所使用的液体的重物连续地自动地强行地送入到所使用的液体中，在浮力的作用下，重物会自动漂向所使用液体的上部，所提升的高度，决定了赋予重物所带有位能能量的大小，通过专用的机械装置，将重物从所使用的液体中取出，送入能量转换器，将重物下落过程中的动能转化为机械能。再重新将重物送入所使用的液体中，依靠浮力上升，再从所使用的液体中取出，在下落的过程中进行能量转换，如此反复循环，可以不断的获取能量。这些能量，既可以作为一次能源直接使用，也可以用于发电，转化为二次能源输出、储存，或者直接使用。下面结合附图做具体说明，见图1为浮力位能转换装置的基本结构示意图，1是重物给进器，在重物给进器1的上部设置浮力提升器2，浮力提升器2的上部设置收敛器11，顶部是重物分离器3，浮力提升器2是一种空心柱状容器，内部注满液体9。能量转换器5通过旋转轴7与电动机10连接，在能量转换器5的上部设重物上行道4，底部设重物下行道6，重物8的运行线路是，从重物给进器1进入，由浮力提升器2提升，从重物分离器3取出，送入能量转换器5进行能量转换，如此反复循环不断获取能量，由旋转轴7带动发电机10直接输出电能。
见图2，所示为重物给进器1和浮力提升器2的下半部结构图，是重物给进器1的一种基本结构。在浮力提升器2的底部设置密封腔12，给进头16与连杆15的一端连接，连杆15的另一端与轮盘14偏心连接，轮盘14与电动机13同轴连接。
见图3，是重物分离器3和浮力提升器2的上半部结构图，在浮力提升器2的上部设置爪轮17，爪轮17每转动一圈将一个或数个浮出液面的重物8抓出送给重物上行道4。11是收敛器，依靠斜面的作用使上行的重物聚集在固定的位置浮出。
见图4，是能量转换器5的结构图，该装置为一带轴圆盘，在圆盘的边沿均等安装有许多槽，能量转换器5的中心设置旋转轴7。
见图5，是另一种浮力位能转换装置结构示意图，是延长了的浮力提升器，增加了对重物的提升高度，使重物获得了更多的位能。能量转换器5是同一原理的另一种形式，在能量转换器5上布置了皮带33和皮带轮19及皮带槽34的组合结构。重物8下落将重力传递给皮带槽34，皮带槽34固定在皮带33上，由皮带33带动皮带轮19旋转，由皮带轮19的旋转轴7输出动力。
见图6，是另一种重物给进器1的结构图，在重物给进器1上设置A装载区20和B装载区21。浮力提升器2的底部设置矩形密封腔22，A重物车厢26和B重物车厢27通过拉杆23连接，在A重物车厢26和B重物车厢27内设置上控制器24，上控制器24与弹簧25相连接，在矩形密封腔22的底部设置下控制器28，上控制器24和下控制器28是由两块形状相同的永久磁铁构成的。
见图7，是建设在水库上的浮力位能发电站结构示意图，30是水库大坝，29是重物通行道，10是发电机组，2是防止重物上浮时跑散和水中活物进入的封闭装置，浮力提升器2中的液体此时由水库存水替代。
见图8，是潜艇式浮力位能发电站结构示意图，31是外壳，起密封作用，32能量转换仓。
当浮力位能转换装置工作时：见图2，重物给进器1的轮盘14由小电动机13带动旋转，通过连杆15推动给进头16作水平方向的往复运动。当给进头16后退，等候在重物下行道6上的重物8自动掉入，给进头16前进，将重物8向前推去，将原先进入的排在最前面的重物8挤出密封腔12，给进头16不断往复运动，重物8就会源源不断的进入浮力提升器2。浮力提升器2与密封腔12直接相通，为防止液体流出，由重物8和密封腔12柔性连接(一软一硬)，为加强柔性连接效果，采用密封腔12中始终存在两个以上重物8的多级密封。浮力提升器2中的液体，可以使用多种类型液体，液体的比重越大，产生的浮力越大(如水银等)，具体使用时，根据需要和成本而定。重物8进入浮力提升器2后，由于其比重小于所使用的液体，产生的浮力使其向上升高。重物8可以是任意形状，只要求与密封腔12和上、下行道能很好的配合就可以了。在图3的重物分离器3中，电动机18带动爪轮17旋转，将由收敛器11上定位等候的重物8抓出，抓出方式可以是单抓，也可以是群抓。抓出的重物8被送到重物上行道4上，通过重物上行道4运送到能量转换器5的上方。见图4，图4为能量转换器5，沿重物上行道4下来的重物自动掉入圆盘最上端的槽口，在重力的作用下推动圆盘旋转，旋转到圆盘的最下端后，重物8自动掉入重物下行道6。由于重物8是连续不断地供给，所以圆盘将连续不断地旋转，由旋转轴7输出动力。图1是上述几大部分的基本组合，称为浮力位能转换装置。由重物给进器1在不泄漏或少泄露液体的先决条件下，将重物8连续地自动地强行地送入到浮力提升器2中，浮力提升器2依靠自身的浮力将重物8提升了高度，使重物8聚集了所提升高度的位能。重物分离器3将带有能量的重物8至液体中取出，通过重物上行道4送入能量转换器5中，重物8的重力只作用在能量转换器5的圆盘的右半面，压动圆盘不断地旋转，通过旋转轴7输出旋转动力，从而完成了位能的取得和由位能向机械能的转换。这种机械能既可以做作为一次能源直接使用，也可以通过发电机组转化为二次能源输出、储存或使用，还可以通过其它方式转化为其它类型的能源。
本发明如果与自动平衡装置相结合，则可以安装在各种行走设备上，如汽车、火车、舰船等，作为原动力使用，替代现有的燃料发动机。
图5是加大浮力提升器2的高度和另一种类型的能量转换器5组合使用的示意图。本该能量转换器采用皮带槽带动的双皮带轮19，重物8由重物上行道4落入皮带槽34上，压动皮带槽33沿箭头的方向运动，带动皮带轮19旋转，在两个皮带轮19的旋转轴7上输出旋转能量，或进行了能量的转换。从原理上来讲浮力提升器2的高度可以任意增高，能量转换器5的长度也可以任意增长。另外，重物给进器1和重物分离器3的数量还可以相应增加的，这将为能量转换器5提供更多的能源，所以说，浮力位能转换装置的单机组容量是可以具有相当规模的。
这种任意高度的浮力位能转换装置可以依附在任何建筑物上，连接上发电机组，成为建筑物的专有发电机组，此时将其称为建筑设施浮力位能发电机组。
图6是另一种重物给进器1，由A重物车厢26和B重物车厢27大批量的送入重物，通过拉杆23连动。在图6所示的工位时，A重物车厢26正在A装载区20装载重物8，重物8由重物下行道6不断的落入，重物8的自重迫使控制器24下移，弹簧25受压力收缩，将所空出的空间装满重物8，重物车厢下部的弹簧区为一密封腔体，防止水的进入。B重物车厢27所满装的重物8，在液体9浮力的作用下自动向上浮去。上控制器24为一块永久磁铁，和安装在矩型密封腔22底部的另一块永久磁铁下控制器28，是同一材料同一体积，在安装时让它们同极性相对面使用，使其在面对面时相互间就产生排斥力，与弹簧25合力，将B重物车厢27的液体9排出。拉杆23拉动两个重物车厢沿箭头方向进入下一工位。在B装载区21，重物8沿重物下行道6不断的落入，给空出的B重物车厢27加装重物8，此时永久磁铁的上控制器24单独存在不起任何作用，与弹簧一起被压下；浮力将A重物车厢26的重物浮起，上控制器24和下控制器28移到相对位置，永久磁铁间所产生的排斥力与弹簧的恢复力一起排出液体。如此反复，将大批量的重物8源源不断的送入浮力提升器2。22是重物车厢的矩形密封腔，防止液体的流出。
通过以上叙述可以看出，只要遵从本发明的基本原理，浮力位能装置能够用多种设备结构和多种组成方式进行组合，这就为我们今后的设计应用、降低成本带来非常大的便捷。
图7是利用水库一类设施设计出的水库位能发电机组，重物给进器1通过重物通行道29将重物8经过水库大坝底部送入，大批量的大吨位重物8从水库底部源源不断地涌向水面，经过重物分离器3，将重物群收集并提出水面送到能量转换器5，旋转轴7输出强大的动力带动发电机组10发电。此时浮力提升器2所用的液体就是水库的存水。水库浮力位能发电机组可以沿着水库大坝几十台甚至于上百台并列摆放。与现在所使用的水力发电机组相比，水库位能发电机组最大的优点是不需要将水库存水放掉，不但非常适合少水地区，而且对于当今这个严重缺水的世界，具有更大的意义。本发明在没有大坝的江河湖海边上也可以使用，前提是寻找天然出或人工建造出的类似大坝的形状物，也可以在水中下一个大圆桶，将上述设备放在圆桶中工作，相当于圆形大坝。
图8是潜艇式浮力位能发电站，其能量取得和转换同于水库浮力位能发电机组，不同之处是密封仓32中的所有装置均密封在外壳31中。它适用于湖泊、江河或海洋中，既可以沉入水底，也可以飘浮于水面或半沉半露，它的组群可以是成千上万台。特别是沉入水底使用时，不会影响任何水面的利用。这种机组的装机容量，可以达到甚至于超过世界上现有最大的发电方式的装机容量。
Claims (5)
1、一种浮力位能，其特征在于：将比重小于所使用的液体的重物连续地自动地强行地送入到所使用的液体中，在浮力的作用下，重物会自动漂向所使用液体的上部，所提升的高度，决定了赋予重物所带有位能能量的大小，通过专用的机械装置，将重物从所使用的液体中取出，送入能量转换器，将重物下落过程中的动能转化为机械能；再重新将重物送入所使用的液体中，依靠浮力上升，再从所使用的液体中取出，在下落的过程中进行能量转换，如此反复循环，可以不断的获取能量。
2、一种浮力位能的转换装置，其特征在于：是在重物给进器(1)的上部设置浮力提升器(2)，浮力提升器(2)的顶部是重物分离器(3)，浮力提升器(2)是一种空心柱状容器，内部注满液体(9)；能量转换器(5)通过旋转轴(7)与电动机(10)连接，在能量转换器(5)的上部设重物上行道(4)，底部设重物下行道(6)。
3、如权利要求1所述的浮力位能，其特征在于：是利用永久磁铁的磁力与液体的浮力相结合，提取永久磁铁和液体浮力中所具有能量的方法。
4、如权利要求2所述的浮力位能的转换装置，其特征在于：在能量转换器(5)上布置了皮带(33)和皮带轮(19)及皮带槽(34)的组合结构。
5、如权利要求2所述的浮力位能的转换装置，其特征在于：在重物给进器(1)上设置A装载区(20)和B装载区(21)，浮力提升器(2)的底部设置矩形密封腔(22)，A重物车厢(26)和B重物车厢(27)通过拉杆(23)连接，在A重物车厢(26)和B重物车厢(27)内设置上控制器(24)，上控制器(24)与弹簧(25)相连接，在矩形密封腔(22)的底部设置下控制器(28)，上控制器(24)和下控制器(28)是由两块形状相同的永久磁铁构成的。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |