一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置。同时使水中两个U型锁式串联升沉仓的充气排水口和排气注水口适时开闭，轮流往一个水底的升沉仓中注入压缩空气排空水获得浮力上升、往另一个水面的升沉仓注满水排空气获得重力下沉，用钢绳滑轮组U型锁式串联连上下两个升沉仓，从而拉动发电机的转子轴持续发电。注入一次压缩空气的耗电量可以同时获得一个升沉仓重力下沉的重力势能和另一个升沉仓浮力上升的重力势能。而且，U型锁式串联升沉仓的上下行程越长，获得的重力势能就越多，都是注入一次压缩空气。可以全时全负荷发电。

A kind of power generation device of U-lock series rising and settling chamber in water

【技术实现步骤摘要】
一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置
本专利技术涉及一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置。同时使水中两个U型锁式串联升沉仓的充气排水口和排气注水口适时开闭，轮流往一个水底的升沉仓中注入压缩空气排空水获得浮力上升、往另一个水面的升沉仓注满水排空气获得重力下沉，用钢绳滑轮组U型锁式串联连上下两个升沉仓，从而拉动发电机的转子轴持续发电。注入一次压缩空气的耗电量可以同时获得一个升沉仓重力下沉的重力势能和另一个升沉仓浮力上升的重力势能。而且，U型锁式串联升沉仓的上下行程越长，获得的重力势能就越多，都是注入一次压缩空气。本专利技术适用能量守恒定律、万有引力定律、牛顿力学第二定律。
技术介绍
目前，建造水库或拦河水坝蓄水，驱动水轮机发电机组发电，是成熟普遍的水力发电技术。但是，严格地说，水库水只有静止重力，静止水无力发电。只有运动的水才能发电。水坝的高低落差造成了水运动的条件。落差效应是引力赋予的。所以，所谓水力发电，实质是引力发电。运动的水是传导引力的介质。风力发电也是成熟普遍的技术。风是运动中的空气。空气的动力是由引力和热力效应赋予的，引力是主要的。流体空气是引力传导的介质。水力发电了，风力发电了。所以，有了适用的技术方案，引力是可以被利用发电的。引力蕴藏着水质量体之中，流体水是传导引力的介质。只有让水流动起来，引力才能流转起来，引力能就能转化为电能。升沉仓在重力下沉和浮力上升的过程中，排出与其体积相等的水。位移的过程中，同等体积质量的水又随之补位，是作用于升沉仓的外力能。强加于升沉仓本身的重力内能之上。是重力加速度。这看起来是升沉仓在位移运动，实际上，是水在运动，是引力赋予水的运动能量。如果是一个升沉仓下沉的重力势能产出电能，然后又用相等的电能产出压缩空气供其排水获得浮力上升复位，按照能量守恒定律，就没有实用性。本项专利技术的技术方案是两个U型锁式串联的升沉仓同时上下运动，两次同等量的重力势能相加，减去一次压缩空气的守恒能量，就能获得正净电力能。
技术实现思路
一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置，其具体内容包括如下：在水体中及其垂直水平面上，建一组分置两边、U型锁式串联左右两个升沉仓进行垂直上下往复运动的钢绳滑轮组。两对四个主次滑轮固定安装在水平面的平台上，一对两个滑轮固定安装在水底。左右升沉仓安装在次滑轮和水底滑轮之间，一组三对六个滑轮与一上一下的升沉仓形成上下往复运动。六个滑轮的中心轴承各连接一个发电机的转子轴承。水面平台上有蓄电设备和空气压缩机通过管道向水底输送压缩空气。水面的升沉仓注满水获得重力下沉，注水无需能量。水底下的升沉仓注入压缩空气排水充气获得浮力上升，压缩空气需要耗能。下沉重力的重力势能和上升浮力的重力势能合力拉动水面和水底平台的发电机转子轴进行发电。升沉仓往复上下运动的关键是升沉仓被注入压缩空气排水充气获得浮力。每次上下运动只需一次注入足够的压缩空气。考虑到升沉仓重力下沉和浮力上升需要拉动六个转子轴的负荷，所以，设计转子轴轴承的松紧擒放装置。每次升沉仓重力下沉一边的三个发电机转子轴和滑轮轴承设计为抱紧擒实拉动转子轴，另一边升沉仓浮力上升的三个发电机转子轴和滑轮轴承设计为松开空转。考虑到每次升沉仓充气排水和排气注水都有停顿不应期，使上下往复运动不能连续，造成发电机停转，所以，设计两个水中U型锁式串联升沉仓发电装置并列为双发电机组。两个单往复上下错开运动时间，一个单往复停顿充气注水，另一个保持运动作用于发电机转子轴。往复上下运动不停，发电机不停转。考虑到单往复的两个升沉仓上下运动，如作用于同一发电机转子轴，会造成发电机转动不断变换顺逆方向。所以，设计每组两个发电机不是并排放置，而是两个转子轴相对放置，往复运动的升沉仓滑轮连接相对的发电机轴，双往复发电机组的升沉仓都连接相对的发电机轴，就能使发电机组转动不停顿，朝同一方向。考虑到减少重力下沉和浮力上升的水阻力，升沉仓设计为橄榄形。其下尖部内置密封防水电机，使重心在下。其中部的容水、气空间为竖圆筒形，内置一块等半径宽的长方形固定竖板和一块同样尺寸的围绕圆心运动的转动扇板，竖圆筒的一段弧面设计为排水(水底)进水排气(水面)门，由液压泵臂操控。上尖部也是容水、气空间。下尖部外侧设计一个充气管，内有单向气阀。输入压缩空气和电机合力作用于内置扇板顺时针转动充气排水。水面平台的空气压缩机源源不断制造压缩空气，通过管道输入并充满在水底的压缩空气柜，使气压大于(至少等于)水底水压。使充气排水的不应期尽量缩短。升沉仓上下高程运动距离越长、时间越长，水面升沉仓的注水排气和水底升沉仓的注气排水过程越快，越有利于调整不应期时间。自动控制系统。升沉仓的充气排气、排水注水、排水、排气口的开闭，由单扇板顺逆运动压动轨道上安装的压动开关依运动顺序进行控制；滑轮轴承与发电机转子轴结合的擒放控制，由不应期时间、高程长短、空气压缩机的功率和发电机的功率负荷等因素综合设计一个自动擒放系统；升沉仓的充气管因重力下沉撞入压缩空气柜的喇叭口接受充气，也由锁住充气管和放松脱离的压力感应控制系统。首先，举例计算本项专利技术“一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置”的重力势能发电问题。假设，升沉仓为圆筒橄榄形，装水1m3。如果排除升沉仓的制造材质比重问题，满水的升沉仓与水的比重一样，不会下沉。假设在升沉仓的下部重心加一个500kg的重力块，比如用于排水的电机。升沉仓就在水中自由落体获得重力加速度的重力势能垂直下沉，拉动水面的发电机轴，就能够实现重力势能发电。升沉仓重力下沉，是不需要输入能量的。假设下沉行程100m。根据重力势能计算公式：EP＝MGH。算式中：EP是重力势能，单位是焦耳j；M是质量，单位是公斤kg；G是重力加速度常数9.8；H是行程高度，单位是米m。升沉仓下沉100m获得的重力势能EP＝500*9.8*100＝490,000焦耳。焦耳是热能单位，与电量换算：一度电1KWH＝3,600,000焦耳j。490,000/3,600,000＝0.1361KWH度电量。所以，容积1m3水加500kg重力块的升沉仓下沉100m，获得重力势能490,000焦耳，换算成0.131度电。理论上，升沉仓的下沉行程可以无限长，重力势能发电量与下沉行程成正比，直到触碰海底，在本专利技术设计中，是触碰开压缩空气输出口。牛顿力学第三定律：作用力与反作用力相等，这一过程适用能量守恒。由于升沉仓的运动是引力作用下的自由落体运动，这一过程也适用万有引力定律和牛顿力学第二定律。第二，升沉仓里面的1m3水，在100m深的水中，需要输入1m3的1兆帕的压缩空气把水排出，才能获得浮力上升。根据空气压缩机制造的公开数据，一台1兆帕、15KW的空气压缩机1分钟能产1.3m3压缩空气，消耗电能约0.12度电。在这里，生产压缩空气的耗电量+摩擦过程的费电量＝重力势能下沉100m的发电量。还有，虽然重力势能发电量与下沉行程成正比，但是，制造压缩空气的耗能也成正比，因为，200m、300m……的水深排水需要2、3兆帕的压缩空气，耗能也是倍数增加的，适用能量守恒定律。但是，在专利技术设计的技术方案中，两个升沉仓是串联上下往复运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置。在水体中及其垂直水平面上，建一组分置两边的、U型锁式串联左右两个升沉仓垂直上下往复运动的钢绳滑轮组。两对四个主次滑轮固定安装在水平面的平台上，一对两个滑轮固定安装在水底。左右升沉仓安装在次滑轮和水底滑轮之间，一组三对六个滑轮与上下升沉仓形成往复运动。六个滑轮的中心轴承各连接一个发电机的转子轴承。水面平台上有蓄电设备和空气压缩机通过管道向水底输送压缩空气。水面升沉仓注满水获重力下沉，水底升沉仓注入压缩空气排水充气获浮力上升，下沉重力和上升浮力合力拉动水面平台的发电机转子轴发电。升沉仓往复上下运动的关键是升沉仓被注入压缩空气排水充气获得浮力。每次往复运动一次注入压缩空气。/n

【技术特征摘要】
1.一种水中U型锁式串联升沉仓发电装置。在水体中及其垂直水平面上，建一组分置两边的、U型锁式串联左右两个升沉仓垂直上下往复运动的钢绳滑轮组。两对四个主次滑轮固定安装在水平面的平台上，一对两个滑轮固定安装在水底。左右升沉仓安装在次滑轮和水底滑轮之间，一组三对六个滑轮与上下升沉仓形成往复运动。六个滑轮的中心轴承各连接一个发电机的转子轴承。水面平台上有蓄电设备和空气压缩机通过管道向水底输送压缩空气。水面升沉仓注满水获重力下沉，水底升沉仓注入压缩空气排水充气获浮力上升，下沉重力和上升浮力合力拉动水面平台的发电机转子轴发电。升沉仓往复上下运动的关键是升沉仓被注入压缩空气排水充气获得浮力。每次往复运动一次注入压缩空气。


2.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到升沉仓重力下沉和浮力上升要拉动六个转子轴的负荷，因此，设计转子轴和滑轮轴承结合的松紧擒放装置。升沉仓重力下沉一边的三个发电机转子轴和滑轮轴承设计为抱实，另一边升沉仓浮力上升的三个发电机转子轴和滑轮轴承设计为松开。


3.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到每次升沉仓充气排水和排气注水都有停顿不应期，使往复运动停顿，发电机停转，所以，设计两个U型锁式串联升沉仓发电装置并列为双往复发电机组。两个单往复错开运动时间，一个单往复停顿充气注水，另一个保持运动作用于发电机转子轴。使往复运动不停，发电机不停转。


4.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到单往复的两个升沉仓上下运动，如作用于同一发电机转子轴，发电机转动会不断变换顺逆方向。所以，设计一组两个发电机不并排放置，而是转子轴相对放置，双往复发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：谢沛鸿，
类型：发明
国别省市：北京;11