CN204956875U - 一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，包括如下浮力部件：具有相对于要利用产生浮力的流体可密闭的体积并通过往其中填充比所述要利用产生浮力的流体更轻的流体产生浮力或具有相对于要利用产生浮力的流体不完全密闭的可漂浮体积并通过此可漂浮体积排开所述要利用产生浮力的流体产生浮力，同时该体积可变且最大时不低于最小时的2倍，在装置正常工作时该部件可处于不工作状态或部分工作状态；本装置可以是机械设备、电气设备、航空航天专用设备、消费电子产品、非电子类消费品等，如汽车、飞机、船舶，也可把浮力部件制成独立装置。本装置可产生额外的浮力，可以在流体中无动力悬浮实现低能耗状态下长期工作或使原悬浮更加稳定等。

Description

一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置

技术领域

本发明涉及一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。

背景技术

流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。20世纪初，世界上第一架飞机出现以后，飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。20世纪50年代开始的航天飞行，使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。

飞机、船舶等都是典型的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，前者是在空气中运动，而后者通常被理解为是在水中运动。但已利用浮力有时还不够，飞机可能发生坠机、船舶可能会倾覆或沉没，如果有额外的浮力可以利用，那么就可以减少这类事故的发生。航空器大都是依靠动力实现飞行的，而产生动力的燃料总会有用完的时候，所以不能实现长期的飞行。氢气球（包括使用氢气的飞艇）可以长期无动力浮空，但这种浮力不是额外的，自身工作时必须要用到而非备用的。滑翔机也可以利用气流升力无动力浮空，但不能长期浮空，其总的趋势是要落地的，而且滑翔机利用的不是浮力，这也是不能长期浮空的关键原因。目前已造出太阳能驱动的飞机，无需自带能源依靠太阳能就可供给自身飞行，但受天气的限制（无太阳的天气难以飞行）同时载重量也比较有限，另外太阳能驱动也是动力驱动，属于有动力飞行。船舶分水面航行和水下航行两大类。普通的船舶大都是水面航行的，靠船体排水产生的浮力实现在水面漂浮而不会下沉，但在遇到大风浪时为了防止进水及倾斜等，有时不得已要采取抛货的措施，来不及采取措施或措施不当，还会造成船舶倾覆，2015年湖北长江上就发生了客轮倾覆事件，造成巨大损失，如果这时有额外的浮力可以利用，那么就可以减少甚至避免损失。水下航行器如潜艇，下潜后完全浸入水中，总的浮力不变，通过排出压水仓中的水、往压水仓中灌水来调节自重实现上浮、下潜，如果调节失控就可能沉底永远不能再浮上来，如果这时有额外的浮力可以利用，那么也可以确保上浮。

汽车、火车都是典型的可在流体中运动但没有利用流体所产生浮力的装置，它们在空气中运动但空气所产生的浮力很小可以忽略不计，一般认为没有利用空气所产生的浮力。如果能让汽车具备额外的足够的浮力，那么就可以避免坠崖、落水等事故造成的危害，具备浮空能力则甚至还可使汽车飞起来，从而避开一些无法通行的路段。现有的两栖车辆通过做得像船一样实现在水中漂浮，这时可以看做是船，也像船一样可以配置额外的浮力使其不会倾覆或沉没。

人作为一种高级生物，在空气中也像汽车一样产生的浮力很小可以忽略不计，不能自主在空中飞翔；人在水中则一般能够产生略微低于体重的浮力（死海这种特殊之处例外），但也有些不会游泳或即使会游泳在一些时候气力可能耗尽或者还来不及或不能发挥其游泳能力，这样掉水里可能被淹死；人年老或生病或受伤后，身体机能下降，走路无法控制平衡或腿难以承受体重，导致行走比较困难，而使用拐杖等支撑工具也需要一定的力量，有些人可能做不到，如果能利用额外的浮力，从而减轻承重帮助行走。人使用额外的浮力，可以实现或帮助人在空气、水等流体中自主的运动，既可以避免很多事故，也可实现很多相关的梦想。一些本身不能运动但可以通过运动装置牵引、承载或驱动下运动或人工移动的物体，其实也与上述人、飞机、船舶、汽车或火车等相似，面临类似的问题。如果能有效的利用额外的浮力，则可以解决这些问题。

发明内容

本发明要解决额外浮力的利用问题，为人们提供一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。本发明提供的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，是在任何要利用额外浮力的装置基础上，装置可以是机械设备、电气设备、特种设备、办公设备、运输车辆、仪器仪表、计算机及网络设备、矿山专用设备、化工专用设备、航空航天专用设备、公安消防专用设备、消费电子产品、非电子类消费品、建筑物或构筑物等任何人造的装置，增设了作为组成之一的如下浮力部件，技术方案如下：

该浮力部件具有相对于要利用产生浮力的流体可密闭的体积并通过往其中填充比所述要利用产生浮力的流体更轻的流体产生浮力，完全浸入流体而产生浮力需要本身密闭，这里的密闭是指外部的流体不能进入、里面的物质不能溢出，当然在现实情况下，绝对的密闭很难实现，存在微量的外部的流体进入或里面的物质溢出但总体上基本没有什么影响而可以忽略不计的情形在本发明中也是属于密闭的典型情况。对于像船一样漂浮在流体上产生浮力的情况，产生浮力的体积可以不密闭，这时只要具有相对于要利用产生浮力的流体不完全密闭的可漂浮体积就可通过此可漂浮体积排开所述要利用产生浮力的流体产生浮力，当然这个可漂浮体积在于流体接触的部分也是不渗漏的，同样这样渗漏也不是绝对的，只要总体上基本没有什么影响而可以忽略不计就可。同时该体积可变且最大时不低于最小时的2倍，即该浮力部件是可以收纳的，无需占用太大的体积，如果不能收纳那和现有的飞机、船舶没有区别。在所述装置正常工作时所述浮力部件可处于不工作状态或处于实际可产生浮力不超过最大可产生浮力50%的部分工作状态，这是与现有可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置最大的区别，即本浮力部件是增设的，装置正常工作时可以不使用本浮力部件来产生浮力，当然也可以使用，不过使用本浮力部件对于装置正常工作不是必要的，一般情况下只在需要时特别是遇险时才使用本浮力部件。所述浮力部件最大可产生浮力或包含所述浮力部件最大可产生浮力的所述装置最大可产生浮力不低于所述装置自重的10%或不低于所述装置自重及其最大承载合计重量的10%；这是对本浮力部件可产生浮力所做的限制，如果太小就没有意义了，所以这里采用了下限限制。

在前面基础上，所述装置可包含可以承载所述装置自重或所述装置及其最大承载合计重量的承重结构，承重结构是为了承载重量的，可以是本装置的一部分，也可以是本浮力部件的一部分。所述浮力部件可以以单一功能部件内置、单一功能部件外置、非单一功能部件内置、非单一功能部件外置或者或上述四种方式任意组合相结合的方式成为所述装置的一部分，常规情况下作为单一功能部件内置或外置，这样对现有装置的影响不大，特别是外置的情况，如果以附加的方式外置可以对现有装置几乎完全不需要改造；为了减轻重量及优化结构，可以作为非单一功能部件内置或外置，这种情况需要将浮力部件与其它功能部件集成一体。所述浮力部件可以包含两个及以上独立可产生浮力的体积，比如为了防止船舶倾覆，可以在两侧个放置一个，这样无论往哪边倾斜，浮力部件都可起作用。所述浮力部件全部或部分是可以分离的或是可以复位的，可以分离是为了抛弃或解除下方便维修保养等，可以复位则实现了调节，更加了使用。所述浮力部件可以采用软壳空腔结构或硬壳空腔结构或上述两种结构相结合的结构，软壳空腔结构如气囊，硬壳空腔结构如硬壳的气腔或气室，也可一半硬壳一半软壳的两种结构相结合的形式。所述浮力部件可以采用伸缩结构或活塞结构或折叠结构或弹性形变结构或上述四种结构任意组合相结合的结构实现体积可变，不用时一般以最小体积状态放置，使用时才使其体积增大；伸缩结构如层层嵌套结构，拉伸出来后便形成空腔；活塞结构如一个大的筒状结构同时内有一个可以移动的塞子通过移动塞子即可改变体积；折叠结构即平时收纳折叠，需要增大体积时则展开；弹性形变结构如气球，未充气时很小，充气后体积可以不断增大。所述浮力部件的体积变化可以对所述装置的外形完全没有影响，内置就没有影响；也可以没有明显影响，即变化不超过15%，如在部分外置的情况中不超过15%的体积露出在外部时；也可是有明显影响，即由于体积变大而有明显变化，一般外置的情况下都是这样；也可对其外形既可没有明显影响又可有明显影响，如在部分外置的情况中当增大的体积还没有露出在外部时或不超过15%时就是没有明显影响，而超过15%时则有明显影响。所述装置外形可以模仿所述要利用产生浮力的流体环境中存在的自然界生物，如在水中就模仿水中的鲨鱼、鲸鱼等水生动物，如在空中就模仿鸟类、蝙蝠、昆虫等可在空中飞行的动物，由于人造的与自然生成的总会有些差异，为了消除这种差异，可将所述自然界生物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分，加工如防腐处理等，考虑到性能、成本等问题，在一般情况下只部分外壳采用。

上述技术方案可以进一步细化：

所述装置或所述浮力部件可以包含压缩流体储藏部件或流体产生部件，可通过将压缩流体储藏部件中的流体或流体产生部件产生的流体填充到所述浮力部件可密闭的体积内使其体积增大并产生浮力；在具有相对于要利用产生浮力的流体可密闭的体积并通过往其中填充比所述要利用产生浮力的流体更轻的流体产生浮力时，可以自带比环境流体（即要利用产生浮力的流体）更轻的流体，这样加注可更快且更可靠。填充一般通过填充部件来实现，填充部件也可像压缩流体储藏部件或流体产生部件一样属于所述装置或所述浮力部件，不过这是常识，无需特别注明。如果是利用液体（如水）产生浮力，也可从空气中获取气体。所述装置或所述浮力部件可以包含流体排放部件，可通过其将所述浮力部件可产生浮力的体积内流体排出使其体积缩小并减少浮力；有了流体排放部件和填充部件就可以实现浮力调节。所述装置或所述浮力部件还可包含流体回收部件，通过其将所述浮力部件可密闭的体积内的流体回收流体储藏部件中或回收到压缩流体储藏部件中；

所述装置或所述浮力部件也可包含流体加热装置或流体制冷装置，可通过其将可密闭的体积流体加热或制冷使其体积增大并产生浮力或通过将不完全密闭的体积内流体加热或制冷使其可漂浮体积增大并产生浮力；热气球就是通过加热装置加热空气使其变轻产生浮力；在液体方面，液态水变成冰后体积增大、密度减小也可在水中形成浮力。

所述承重结构可以是硬质框架结构，如一个筐、一个集装箱等，也可是软质框架结构，如一个口袋，也可是上述两种结构相结合的结构，如下部是一个筐上部类似与口袋等。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于机械设备、电气设备、特种设备、办公设备、运输车辆、仪器仪表、计算机及网络设备、矿山专用设备、化工专用设备、航空航天专用设备、公安消防专用设备、消费电子产品、非电子类消费品、建筑物或构筑物保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，也可以是具有上述浮力部件的其它装置。

可以使所述装置中至少有一个部件全部或部分是可以分离的并在分离后可与所述浮力部件或仅其可产生浮力的体积部分连成一体，这个可以分离的部分可以是个逃生舱，在逃生时分离出来与浮力部件或仅其可产生浮力的体积部分连成一体，可以降低对浮力的要求。可以进一步明确可产生浮力的大小要求，如要求同时全部浮力合计不低于全部分离部分自重的50%或不低于全部分离部分及其承载合计重量的50%同时/或者所述浮力部件或其可产生浮力的体积部分产生的浮力不低于全部分离部分自重的50%或不低于全部分离部分及其承载合计重量的50%同时/或者全部分离部分包含可以承载全部分离部分自重的或全部分离部分及其承载合计重量的承重结构，具体可以根据实际情况而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于农业机械、矿山机械、工程机械、石化通用机械、电工机械、机床、机动车辆、非机动车辆或火车保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，这是为了在空气中产生浮力，所以要用比空气更轻的气体，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件中的气体或氢气产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内。也可在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上，所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于农业机械、矿山机械、工程机械、石化通用机械、电工机械、机床、机动车辆、非机动车辆或火车保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含非氢气氦气的压缩气体储藏部件、从外界环境获取非氢气氦气的气体的部件或非氢气氦气的气体产生部件，这是为了在水中产生浮力，所以无需用比空气更轻的气体，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体、从外界环境中获取的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内。也可在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上。所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于热气球、滑翔机、飞艇、喷气式飞机、旋翼机、螺旋桨飞机、扑翼机或直升机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内。也可在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上。所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%和/或上述装置中原本不具有翼部件的航空器包含至少一个不变的或可变的翼，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于滑翔机、飞艇、喷气式飞机、旋翼机、螺旋桨飞机、扑翼机或直升机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气腔，所述气腔位于所述装置内部，不工作时或不完全工作时为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气腔内然后保持其密闭使所述气腔处于工作状态，所述气腔处于工作状态时仍在所述装置内。也可在前面基础上，所述气腔固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上。所述气腔利用其产生浮力时位于所述装置的内部的顶部、中心、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气腔最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%，具体根据需要而定。上述装置中原本不具有翼部件的航空器可以包含至少一个不变的或可变的翼，不变或可变是指翼的大小形状或位置等不变或可变；这个翼可以用于辅助平衡、滑翔或扑动飞行，当前扑翼机的研制遇到难题，现有技术难以模仿鸟类扑动翅膀来实现飞行，如果采用本发明技术就可使飞行器自身变得很轻（因为浮力抵消了部分重量），那么对扑翼所产生的升力要求就可以大大降低，扑翼机的研制也就没有难度；滑翔可利用气流升力实现无动力飞行，信天翁可以长年累月飞行而不需要休息主要就是利用滑翔省力，因此本技术方案的飞行器也可以依托翼通过滑翔来实现无动力快速飞行，另外翼还具有平衡的作用。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于水上航行器或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，这是为了在空气中产生浮力，所以要用比空气更轻的气体，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于该航行器躯体外并至少仍有部分固定在该航行器躯体上或通过绳索系在该航行器躯体上或仍放置在所述装置内。也可在前面基础上，所述气囊固定在或系在该航行器躯体组成之一的承重结构上。所述气囊位于该航行器躯体的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于水上航行器或或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含非氢气氦气的压缩气体储藏部件、从外界环境获取非氢气氦气的气体的部件或非氢气氦气的气体产生部件，这是为了在水中产生浮力，所以无需用比空气更轻的气体，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体、从外界环境中获取的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于该航行器躯体外并至少仍有部分固定在该航行器躯体上或通过绳索系在该航行器躯体上或仍放置在所述装置内。也可在前面基础上，所述气囊固定在或系在该航行器躯体组成之一的承重结构上。所述气囊位于该航行器躯体的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部，具体根据需要而定。所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于水上航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

船舷可以整体升高使该航行器不完全密闭的可漂浮体积增大，不工作时不升高，整体升高船舷从而增大不完全密闭的可漂浮体积则使其处于工作状态。这个方案与前面的方案不同，利用的是水中可漂浮体积，而不是密闭的气囊。也可在前面基础上，新增的最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的20%，因为船本身就具有很大的浮力，所以下限可以定的低一些，具体根据需要而定。

上述可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置可以基于或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，具体细节的技术方案进一步明确如下：

包含制冷装置，同时还至少包含一个可密闭或不完全密闭的的腔体，腔体存有水，不工作时不制冷，通过其将腔体的水制冷成冰来产生浮力并使其体积增大则使其处于工作状态。由于冰是固体，对于大块的冰只要包被的腔体的孔隙小于冰的大小，即使不密闭也没有关系。也可在前面基础上，新增的浮力不低于所述装置及其承载合计重量的20%，因为船本身就具有很大的浮力，所以下限可以定的低一些，具体根据需要而定。

上述技术方案可以进一步结合具体应用进一步细化明确：

所述装置基于无人机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部包含一个可密闭的活塞结构气腔或伸缩结构气腔或弹性形变结构气腔，放在内部是为了保持外形不变或基本不变，从而可保持其适于快速飞行的流线型，需要时可立即启动其动力系统快速飞行。通过将所述压缩气体储藏部件中的气体填充到所述气腔内同时推动气腔可动部件改变位置使气腔容积增大。可在前面基础上外形仿大型猛禽，如鹰，也可视普通大小鸟类、蝙蝠或可飞行昆虫类动物等，体形大的载重性能高，如果用氢气，1立方米的体积可以产生1.2公斤左右的浮力，以此类推。也可将大型猛禽、普通大小鸟类、蝙蝠或可飞行昆虫类动物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分，可以使其翼可用于滑翔，也可其外壳表面涂以涂层使之可以吸收太阳能来获得能源。

所述装置基于客机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述装置的客舱全部或部分是可以分离的并在分离后可与所述气囊连成一体。波音747-800机型一般自重100多吨，最大起飞重量可达300多吨，假设总重300吨，按1立方米氢气产生1公斤的净浮力计算（除开了气囊、压缩氢气储藏部件等的自重），那么需要30万立方米大的气囊、氢气27吨才能将满足产生300吨浮力的需要，很不经济也不实用。如果设立一个可以分离的逃生舱，连同300乘客（平均66.7公斤/人）合计重量25吨，在飞机可能出现无法挽回的事故时只需要25吨的净浮力，这时只需要2.5万立方米大的气囊、氢气2.25吨（在低温高压下存储密度可达到15公斤/立方米，需要150立方米的储气罐储藏），这样就比较可行。

所述装置基于水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部包含一个可密闭的活塞结构气腔或伸缩结构气腔或弹性形变结构气腔，这样气腔体积变化对于装置的整体外形基本没有影响。通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或从外界环境中获取的气体填充到所述气腔内同时推动气腔可动部件改变位置使气腔容积增大，气体可以是空气或氮气等。也可在前面基础上外形仿水生动物和/或将水生动物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分，参见前文相关说明。也可具有可收起的平衡翼，增进平衡能力；也可以使其其外层可以吸能，如水流形成的能量。

所述装置基于消费电子产品或非电子类消费品保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部或外表层具有一个可密闭的气腔，这样气腔体积变化对于装置的整体外形基本没有影响或是尺寸有所增大但外形基本不变。通过将所述压缩气体储藏部件中的气体填充到所述气腔内使气腔容积增大，且气腔最大可产生浮力不低于总重的95%，基本使浮力抵消其重力，实现消费电子产品、非电子类消费品等产品在流体中的悬浮，来方便使用。也可在前面基础上进一步限定基本外形不变仅尺寸有变化；如果是要在空气中悬浮，总重太重其体积会很大，因为按1立方米氢气才能产生1.2公斤的浮力，所以一般来说总重不要太重，一般不超过100克，这样就比较实用；当前，纳米技术、量子技术、无线充电技术等新技术方兴未艾，有一天可能我们日常离不开的手机、平板、电视机及其它电子产品可能会很轻，通过本技术就可以实现在空气中悬浮，从而不怕摔，并可随意放置任何位置，包括空中，当然有时可能需要一点点依托或固定措施。这种技术也可以用到服装等非电子类消费品上，达到类似的效果。

上述浮力部件可制成独立装置，附加到需要的装置或生物（包括人）上，其技术方案为：

相关要求同前文对浮力部件的技术方案，但进一步要求可产生浮力的体积最大时不低于最小时的5倍，这是要强调作为独立装置的浮力部件更具收纳性，从而便于携带、存放等。

也可在前面基础上本装置制成匹配所附加到的物体（包括生物，如人等）外形的可穿戴形状或制成可以容纳所附加到的物体的容器形状或制成可用于捆扎所附加到物体的绳状或者带状，这样就可以穿戴在所附加到的物体上或容纳所附加到的物体或绑扎所附加到的物体，从而使所附加到的物体具备产生额外浮力的能力，比如穿戴到人身上的充入流体为气体的装置，就可作为一种救生设备：作为水中救生设备最大体积可以不要太大，不超过5升可以满足大多数人的需求；如果作为空气中的救生设备（针对坠崖、跳楼等情况），按1立方米氢气才能产生1.2公斤的浮力，一个60公斤重的人需要最大体积可达50立方米的气囊、4.5公斤的氢气，如果考虑到气囊形成的阻力（类似于降落伞）和人本身可以承受的下坠力量，实际至少可以减半，即只需要最大体积可达25立方米的气囊、2.25公斤的氢气。本装置可以具有可以调节与所附加到的物体之间距离的部件，如果本装置与所附加到的物体是通过绳索连接，那么可以用一个线盘进行调节。本装置也可具有分离与所附加到的物体连接的部件，这样就可以快速解除与所附加到的物体的连接。和前面的技术方案类似，本装置可以包含至少可以承载所附加到的物体的承重结构，也可进一步限定本装置最大可产生浮力不低于所附加到的物体重量的80%。

上述独立装置的技术方案可以进一步细化，具体方案是：

包含压缩流体储藏部件和流体回收部件，通过流体回收部件将可密闭的体积内的气体回收到压缩流体储藏部件减少浮力且最大可产生浮力不低于1吨，具有可收放连接线缆的用于连接本装置所附加到的物体的卷筒部件和/或具有分离与所附加到的物体连接的解挂部件或者解锁部件；也可在前面基础上，本装置具有定位部件，和/或本装置具有目标对准部件，和/或所附加到的物体底部为柱状、底部为锥状、底部为楔状、底部为罩状、底部为笼状、底部为尖从状、整体为块状、整体为球状或者整体为圆柱状。这里结合一个应用的例子进行说明：一个100万立方米的装满氢气的气囊可以产生1000吨的净浮力，可以承载一个1000吨的重物。如果要摧毁一座桥梁或一栋房屋，可以把这个重物底部设计为锥状或楔状，然后用本装置运到摧毁对象的上空，可以通过人工操控实现定位和对准，也可在定位部件如GPS模块、北斗模块来实现定位，通过光学瞄准器实现对准目标，然后放开卷盘或直接解挂松开重物，使重物自由落体直接砸向目标，重量加速度形成的巨大动能可以摧毁目标。同时本装置可以放气或还回收，尽快实现浮力自平衡，这样可以整体回收再利用；在没有解挂的情况下，可以卷动卷盘收线缆，直至与重物距离尽可能短，然后再充气再产生1000吨的浮力重新把重物悬浮起来，可以继续用于摧毁其它目标。也可用于构建空中仓库、空中基地或承载地面上基础不牢的建筑物、构筑物（如桥梁），不过这时所挂之物不是用来抛投的。

本发明提供的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置成本低廉、结构简单可靠，可以根据需要增加额外的浮力用于备用、救急等紧急或危险的场合，实现安全、救生等目的。

附图说明

图1为一种具有额外浮力的船舶（侧视图）。1.气囊2.船体；

图2为一种具有额外浮力的船舶（俯视图，不工作状态）。1.气囊A2.船体3.气囊B4.从外界环境获取空气的部件；

图3为一种具有额外浮力的船舶（俯视图，工作状态）。1.气囊A2.船体3.气囊B4.从外界环境获取空气的部件；

下面结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

一种具有额外浮力的船舶

基于现有船舶保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含从外界环境获取空气的部件（图2或图3中的4），同时还包含两个可密闭的气囊（图2或图3中的1和3），最大体积可达2000立方米，一侧放置一个（参见图2或图3），具体位置在中部通常的吃水线附近（参见图1）。所述气囊不工作时为不充气的收纳状态（参见图2），通过将从外界环境获取的空气填充到所述气囊内使其体积增大然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态（参见图3），并仍固定在原位置。在遇到大风浪时，如果船舶颠簸或倾斜的比较厉害，则充气使之变为工作状态，这时两侧的气囊可以产生浮力，越是倾斜被水淹没得越多，浮力越大，从而可以防止船舶倾覆。

Claims (7)

1.一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，其特征在于包括作为组成之一的如下浮力部件：

具有相对于要利用产生浮力的流体可密闭的体积并通过往其中填充比所述要利用产生浮力的流体更轻的流体产生浮力和/或具有相对于要利用产生浮力的流体不完全密闭的可漂浮体积并通过此可漂浮体积排开所述要利用产生浮力的流体产生浮力，同时该体积可变且最大时不低于最小时的2倍，在所述装置正常工作时所述浮力部件可处于不工作状态或处于实际可产生浮力不超过最大可产生浮力50%的部分工作状态，所述浮力部件最大可产生浮力或包含所述浮力部件最大可产生浮力的所述装置最大可产生浮力不低于所述装置自重的10%或不低于所述装置自重及其最大承载合计重量的10%；

或者在前面基础上，所述装置包含可以承载所述装置自重或所述装置及其最大承载合计重量的承重结构，和/或所述浮力部件以单一功能部件内置、单一功能部件外置、非单一功能部件内置、非单一功能部件外置或者或上述四种方式任意组合相结合的方式成为所述装置的一部分，和/或所述浮力部件包含两个及以上独立可产生浮力的体积，和/或所述浮力部件全部或部分是可以分离的或是可以复位的，和/或所述浮力部件采用的是软壳空腔结构或硬壳空腔结构或上述两种结构相结合的结构，和/或所述浮力部件采用的是伸缩结构或活塞结构或折叠结构或弹性形变结构或上述四种结构任意组合相结合的结构实现体积可变，和/或所述浮力部件的体积变化对所述装置的外形完全没有影响、没有明显影响、有明显影响或对其外形既可没有明显影响又可有明显影响，和/或所述装置外形模仿所述要利用产生浮力的流体环境中存在的自然界生物或将所述自然界生物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分。

2.根据权利要求1所述的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，其特征在于：

所述装置或所述浮力部件包含压缩流体储藏部件或流体产生部件，可通过将压缩流体储藏部件中的流体或流体产生部件产生的流体填充到所述浮力部件可密闭的体积内使其体积增大并产生浮力；

同时/或者所述装置或所述浮力部件包含流体排放部件，可通过其将所述浮力部件可产生浮力的体积内流体排出使其体积缩小并减少浮力；

同时/或者所述装置或所述浮力部件包含流体回收部件，可通过其将所述浮力部件可密闭的体积内的流体回收流体储藏部件中或回收到压缩流体储藏部件中；

同时/或者所述装置或所述浮力部件包含流体加热装置或流体制冷装置，可通过其将可密闭的体积流体加热或制冷使其体积增大并产生浮力或通过将不完全密闭的体积内流体加热或制冷使其可漂浮体积增大并产生浮力；

同时/或者所述承重结构是硬质框架结构、软质框架结构或上述两种结构相结合的结构。

3.根据权利要求1或2所述的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，其特征在于：

所述装置基于机械设备、电气设备、特种设备、办公设备、运输车辆、仪器仪表、计算机及网络设备、矿山专用设备、化工专用设备、航空航天专用设备、公安消防专用设备、消费电子产品、非电子类消费品、建筑物或构筑物保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成；

或者在前面基础上所述装置中至少有一个部件全部或部分是可以分离的并在分离后可与所述浮力部件或仅其可产生浮力的体积部分连成一体，或者同时全部浮力合计不低于全部分离部分自重的50%或不低于全部分离部分及其承载合计重量的50%同时/或者所述浮力部件或其可产生浮力的体积部分产生的浮力不低于全部分离部分自重的50%或不低于全部分离部分及其承载合计重量的50%同时/或者全部分离部分包含可以承载全部分离部分自重的或全部分离部分及其承载合计重量的承重结构。

4.根据权利要求3所述的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，其特征在于：

所述装置基于农业机械、矿山机械、工程机械、石化通用机械、电工机械、机床、机动车辆、非机动车辆或火车保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件中的气体或氢气产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内，或者在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上和/或所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%；

或者所述装置基于农业机械、矿山机械、工程机械、石化通用机械、电工机械、机床、机动车辆、非机动车辆或火车保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含非氢气氦气的压缩气体储藏部件、从外界环境获取非氢气氦气的气体的部件或非氢气氦气的气体产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体、从外界环境中获取的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内，或者在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上和/或所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%；

或者所述装置基于热气球、滑翔机、飞艇、喷气式飞机、旋翼机、螺旋桨飞机、扑翼机或直升机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于所述装置外并至少仍有部分固定在所述装置上或通过绳索系在所述装置上或仍放置在所述装置内，或者在前面基础上，所述气囊固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上和/或所述气囊位于所述装置的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%和/或上述装置中原本不具有翼部件的航空器包含至少一个不变的或可变的翼；

或者所述装置基于滑翔机、飞艇、喷气式飞机、旋翼机、螺旋桨飞机、扑翼机或直升机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气腔，所述气腔位于所述装置内部，不工作时或不完全工作时为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气腔内然后保持其密闭使所述气腔处于工作状态，所述气腔处于工作状态时仍在所述装置内，或者在前面基础上，所述气腔固定在或系在所述装置组成之一的承重结构上和/或所述气腔利用其产生浮力时位于所述装置的内部的顶部、中心、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气腔最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%和/或上述装置中原本不具有翼部件的航空器包含至少一个不变的或可变的翼；

或者所述装置基于水上航行器或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于该航行器躯体外并至少仍有部分固定在该航行器躯体上或通过绳索系在该航行器躯体上或仍放置在所述装置内，或者在前面基础上，所述气囊固定在或系在该航行器躯体组成之一的承重结构上和/或所述气囊位于该航行器躯体的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%；

或者所述装置基于水上航行器或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含非氢气氦气的压缩气体储藏部件、从外界环境获取非氢气氦气的气体的部件或非氢气氦气的气体产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述气囊不工作时或不完全工作时固定在所述装置上或放置在所述装置内且为不充气的未展开状态或为不充满气的未充分展开状态，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体、从外界环境中获取的气体或气体产生部件产生的气体填充到所述气囊内然后保持其密闭使所述气囊处于工作状态，所述气囊处于工作状态时至少主体部分被置于该航行器躯体外并至少仍有部分固定在该航行器躯体上或通过绳索系在该航行器躯体上或仍放置在所述装置内，或者在前面基础上，所述气囊固定在或系在该航行器躯体组成之一的承重结构上和/或所述气囊位于该航行器躯体的内部、顶部、底部、前部、后部、右侧部或者左侧部和/或所述气囊最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的80%；

或者所述装置基于水上航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，船舷可以整体升高使该航行器不完全密闭的可漂浮体积增大，不工作时不升高，整体升高船舷从而增大不完全密闭的可漂浮体积则使其处于工作状态，或者在前面基础上，新增的最大可产生浮力不低于所述装置及其承载合计重量的20%；

或者所述装置基于或水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含制冷装置，同时还至少包含一个可密闭或不完全密闭的腔体，腔体存有水，不工作时不制冷，通过其将腔体的水制冷成冰来产生浮力并使其体积增大则使其处于工作状态，或者在前面基础上，新增的浮力不低于所述装置及其承载合计重量的20%。

5.根据权利要求4所述的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，其特征在于：

所述装置基于无人机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部包含一个可密闭的活塞结构气腔或伸缩结构气腔或弹性形变结构气腔，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体填充到所述气腔内同时推动气腔可动部件改变位置使气腔容积增大，或者在前面基础上外形仿大型猛禽、普通大小鸟类、蝙蝠或可飞行昆虫类动物和/或将大型猛禽、普通大小鸟类、蝙蝠或可飞行昆虫类动物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分和/或其翼可用于滑翔和/或其外壳表面可以吸收太阳能；

或者所述装置基于客机保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，包含压缩氢气储藏部件、压缩氦气储藏部件或氢气产生部件，同时还至少包含一个可密闭的气囊，所述装置的客舱全部或部分是可以分离的并在分离后可与所述气囊连成一体；

所述装置基于水下航行器保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部包含一个可密闭的活塞结构气腔或伸缩结构气腔或弹性形变结构气腔，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体填充到所述气腔内同时推动气腔可动部件改变位置使气腔容积增大，或者在前面基础上外形仿水生动物和/或将水生动物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分和/或具有可收起的平衡翼和/或其外层可以吸能；

所述装置基于消费电子产品或非电子类消费品保留原有功能及基本结构和/或部件并增设所述浮力部件而成，内部或外表层具有一个可密闭的气腔，通过将所述压缩气体储藏部件中的气体填充到所述气腔内使气腔容积增大，且气腔最大可产生浮力不低于总重的95%，或者在前面基础上基本外形不变仅尺寸有变化和/或总重不超过100克。

6.一种可产生浮力的装置，其特征在于：

把权利要求1、2、3、4或5所述的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置的浮力部件制成独立装置，且可产生浮力的体积最大时不低于最小时的5倍；

或者在前面基础上本装置制成匹配所附加到的物体外形的可穿戴形状或制成可以容纳所附加到的物体的容器形状或制成可用于捆扎所附加到物体的绳状或者带状，和/或本装置具有可以调节与所附加到的物体之间距离的部件，和/或本装置具有分离与所附加到的物体连接的部件，和/或本装置包含至少可以承载所附加到的物体的承重结构，和/或本装置最大可产生浮力不低于所附加到的物体重量的80%。

7.根据权利要求6所述的可产生浮力的装置，其特征在于：

包含压缩流体储藏部件和流体回收部件，通过流体回收部件将可密闭的体积内的气体回收到压缩流体储藏部件减少浮力且最大可产生浮力不低于1吨，具有可收放连接线缆的用于连接本装置所附加到的物体的卷筒部件和/或具有分离与所附加到的物体连接的解挂部件或者解锁部件；

或者在前面基础上，本装置具有定位部件，和/或本装置具有目标对准部件，和/或所附加到的物体底部为柱状、底部为锥状、底部为楔状、底部为罩状、底部为笼状、底部为尖从状、整体为块状、整体为球状或者整体为圆柱状。