一种双舱内浮驱动转轮式高效动力转换装置

技术领域

本发明属于能量转换输出设备技术领域，具体涉及一种结构简单、操作简便的，以静水浮力能为动力源的双舱内浮驱动转轮式高效动力转换装置。

背景技术

地球上可被开发利用的矿物质能源是有限的，随着人类对能源消耗的日益增加，矿物质能源日渐枯竭。寻求可持续的绿色能源替代是人类不断追寻的目标。自然水力资源、太阳能、风能、潮汐能等都是可持续利用的绿色能源，但是，这类能源均受制于自然条件的影响，时空分布不均，而且现有能量利用技术还存在不少缺陷，利用效率较低，都给人类绿能的综合利用和普及推广带来了诸多困难。

水能载舟，亦能覆舟。水有动水之能，更有静水之力。水作为清洁能源，其中蕴涵着巨大的浮力能。水的浮力能却没有得到更为广泛而高效的利用，至今浮力能的利用方式和途径还主要局限于在交通运输工具方面。现有技术能把浮力能转换成其他形式能量加以利用的设备还很少，更没有广泛地工业化应用。在能源日益紧缺的今天，开发能够充分利用液体浮力能转换为其他能够直接利用的能源，比如机械能或电能，以更方便地服务于人类的生产生活，具有广泛的社会学与经济学意义。本发明人曾开发了多项利用浮力能转换机械能乃至电能的装置，并申请了多项国家发明专利，比如一种垂直重力强压式大容量液体高效泵送装置（ZL2014102484112）；一种水力自浮式大容量高扬程水提升装置（2L2015103762285）；一种水力自浮式高效动力转换输出装置（ZL2015103762872）；一种助浮提升式大容量高扬程液体高效泵送装置（ZL2015100223080），利用浮力与重力做功对外输出动力。发明人经过多年的潜心试验研究，不断优化浮力能转换与利用的技术方案。实践证明这些发明的技术方案还有很大的改进与优化空间，能够进一步提高浮力能的转换效率，进而提高动力转换与输出的效率与效果，以弥补现有技术浮力能利用不足的缺陷，让静水能量可以像自然水力能那样更高效的加以利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，操作简便，能够充分利用、转换静水浮力能的双舱内浮驱动转轮式高效动力转换装置。

本发明的目的是这样实现的，所述双舱内浮驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架、管联轴和浮力驱动轮转动力器，所述管联轴设置于机架上，所述浮力驱动轮转动力器与管联轴固定连接；所述浮力驱动轮转动力器由双舱助动式轮转动力器轴向移相式组联构成，各双舱助动式轮转动力器包括动力舱，设置于动力舱内的浮动器，对称设置于浮动器两侧的占位助浮器，动力舱的上下两端分别设置制动器仓和控制器仓，浮动器两端分别通过传动索绕过动力舱两端的控制器仓内的传动轮连接至占位助浮器的两端。

本发明基于管联轴上轴向设置四组顺时针移相配置双舱助力浮力驱动轮转动力器，动力器内之浮动器与双占位助浮器形成上下联动机构，当双占位助浮器处于下位时，水被举升于助浮舱的上位，使动力器形成上重下轻的态势，移相配置的四组动力器依次周而复始地进入这种态势，使系统会沿设计的顺时针方向带动管联轴转动，进而通过动力输出轴对外输出动力。本发明结构紧凑，操作简便，系统自动控制运行，高效转换输出动力。

附图说明

图1为本发明之整体结构示意图；

图2为图1之右向视图；

图3为图2沿第一组动力器纵向剖视、第三组动力器局部剖视及整体结构示意图；

图4为图2之AA向视图；

图5为动力器顶部视图；

图6为本发明另一种配置方式示意图。

图中标号：1~机架，2~管联轴转，3~浮动器，4~助浮舱，5~占位助浮器，6~辅助浮器，7~制动器仓，8~控制器仓，9~制动盘，10~导向轮组，11~传动轮组，12~制动装置，13~传动索，14~导向支撑轨，15~支撑连接板，16~动力舱，17~连接器，18~放气阀，19~支撑辊轮，20~法兰盘，21~内联轴板，22~进水阀，23~铰链，24~控制装置，25~托轮座，26~托轮，27~动力输出轴，28~管联轴法兰，29~托轮导轨，30~外联轴板，31~销轴，32~动力输出轮，33~传动（链）带，34~发电机，35~电缆，36~变电与储能装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1~3所示，本发明所述双舱内浮驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架1、管联轴2和浮力驱动轮转动力器，所述管联轴2设置于机架1上，所述浮力驱动轮转动力器与管联轴2固定连接；所述浮力驱动轮转动力器由双舱助动式轮转动力器轴向移相式组联构成，各双舱助动式轮转动力器包括动力舱16，设置于动力舱16内的浮动器3，对称设置于浮动器两侧的占位助浮器5，动力舱16的上下两端分别设置制动器仓7和控制器仓8，浮动器3两端分别通过传动索13绕过动力舱16两端的控制器仓8内的传动轮11连接至占位助浮器5的两端。

所述浮力驱动轮转动力器由双舱助动式轮转动力器沿管联轴2轴向顺时针移相式组联构成，即通过动力器16两侧外壁设置的外联轴板30与管联轴2的固定连接；所述动力器16内设置内联轴板21，且竖立设置于浮动器3与占位助浮器5之间。

所述浮动器3为空腔式结构，与管联轴2之轴向的两侧平行设置支撑辊轮19，与动力舱16内壁导向支撑轨14支撑动配合；浮动器3两端均设置为锥形结构，并设置有传动索13固定连接器17。

所述占位助浮器5对称设置于浮动器3的两侧，两者通过传动索13、动力舱16两端的控制器仓8内的传动轮组、导向轮组10构成传动连接。

所述占位助浮器5之上下端分别设置辅助浮器6，占位助浮器4与辅助浮器6之间通过铰链23连接，构成辅助浮器7可向中心侧翻转的结构。所述辅助浮器6与铰链位置相对应的对角设置成圆弧形，以增大辅助浮器6占位空间，但不影响辅助浮器6对向翻转的空间。

所述占位助浮器5为圆筒式，其外缘纵向对称设置支撑辊轮19，动力器16内的助浮舱4内壁上相应地设置导向支撑轨14，两者动配合。

所述双舱助动式轮转动力器沿管联轴2轴向顺时针移相式，每组双舱助动式轮转动力器通过动力器16的法兰与管联轴法兰28连接，管联轴2通过托轮座25设置于机架1上，四组为一基本组联单元，每组之间的移相角度为45°；管联轴2端部设置动力输出轴27。

如图4所示，所述动力器16两端的控制器仓8中设置传动轮组11、导向轮组10，与传动轮组11同轴设置刹车盘9，且与设置制动器仓7内的制动装置12制动配合。

所述制动装置12为电磁控制抱闸制动装置，其抱闸与刹车盘9控制性动配合；所述制动装置12为机械制动装置，其抱闸与刹车盘9配合实现受控刹车或解除制动。制动装置12实现系统的受控刹车或解除制动，也即控制浮动器3与占位助浮器5联动浮升与沉降，相应地控制动力器内水位的上升与下降。

所述动力器16的上下两端分别设置进水阀22和放气阀17；其顶端还设置控制装置24，其控制系统的运行。

如图5所示，所述浮动器3两端分别设置销轴31，并通过连接器17固定连接传动索13，传动索13绕过导向轮组10，传动轮组11连接辅助浮器6；所述辅助浮器6为双舱结构，上下舱之间设置支撑连接板15。

本发明装置的标准单元配置为四组动力器，可以更多组同轴组合成更大动力转换系统。

如图6所示，为本发明另一种配置方式示意图，包括动力输出轮32，传动（链）带33，发电系统34、输出电缆35、变电与储能36以及电控系统，动力转换可即时发电、转换储存电力，并适时地对外输出电力。

本发明工作原理与工作过程：

本发明基于管联轴上轴向设置四组顺时针移相配置双舱助力浮力驱动轮转动力器，动力器内之浮动器与双占位助浮器形成上下联动机构，当双占位助浮器处于下位时，水被举升于助浮舱的上位，使动力器形成上重下轻的态势，移相配置的四组动力器依次周而复始地进入这种态势，使系统会沿设计的顺时针方向带动管联轴转动，进而通过动力输出轴对外输出动力。

通过电磁控制的刹车系统控制管联轴不让其转动，检查各系统及其部件是否处于正常工作状态或设计位置。对每组浮力驱动轮转动力器中的各水舱内灌注满工作介质水（或液体），排除其中的空气，调整到启动位置，检查好发电系统及储能、电控系统。

待达到启动条件后，解除制动装置，整个系统在内浮力驱动下开始随管联轴转动输出动力啦。即控制装置按程序控制各组动力器内部浮力器和占位助浮器的联动运行，并按位移的相位依次序使每一组动力器处于上重下轻的状态，当浮动器3上浮将占位助浮器5带至低位时，下沉的占位助浮器5推动辅助浮器6向中心侧翻转，腾出更大的空间，让占位助浮器5进一步下沉，让更多的水上升至高位，使得动力器的上重下轻的态势更大，产生更大的转动力矩。并按顺时针方向依次发生偏转，带动管联轴1转动，进而转换输出动力。如此，周而复始，循环往复，尤其四组浮力驱动轮转动力器的时序工作配合，从而实现管联轴的连续运转，转换输出动力，进而带动发电系统动力转换输出电力。

本发明属于物体功能（质量能）动力能源，其龙漩型发动机能够平稳运行，稳定而持久地安全输出大能量能源。因为是“冷驱动”，所以有利于设备运行与保养维护，延长使用寿命。纯绿色能源系统，可以在任何环境下建造动力转换与输出电站，减少对自然资源尤其化石能源的依赖，有利于保护地球环境和人类可持续地生存与发展。