一种利用液体内部的浮力持续产生动力的方法和装置

技术领域

本发明涉及清洁能源利用的新能源领域，特别涉及一种利用液体内部的浮力持续产生动力的方法和装置。

背景技术

随着世界工业发展的不断加快，社会上对于能源的需求越来越多，能源危机也逐渐浮现。石油、煤炭等能源为人类所用的同时会产生大量的温室气体和大量的废弃物，严重污染了人类赖以生存的环境。目前对水资源的利用主要为水力发电，即拦坝蓄水发电，而建大坝投资过大，还伴随一系列的其它问题，更重要的是大坝建成蓄上了成百上万平方公里的水，水从发电机里一过，一泻千里，一次性使用，太浪费淡水资源。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种利用液体内部的浮力持续产生动力的方法和装置。本发明成本低廉，原理清晰，结构简单，易于实现，能有效解决当前社会面临的能源危机。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种利用液体内部的浮力持续产生动力的装置，利用主要结构部分包括部分或者全部浸入在液体中的机架上设置有若干组利用软性管道连成环状的总容积恒定的箱体组以及连接机架和箱体组的箱体容积调整结构的装置来实现；箱体组由多个内部设有适时单向连通机构的箱体串联组成；箱体容积调整结构自动调整箱体组相应位置上的箱体的容积以产生大于箱体自身重量或者小于箱体自身重量的浮力，利用所产生的浮力和箱体自身重力的差值来驱动箱体组产生动力。

进一步地，所述箱体组由至少三个箱体组成；箱体为由刚性的第一端盖、第二端盖和将两端盖连接在一起的弹性壁组成的密封空心体，两端盖之间的距离由箱体容积调整结构来控制；组成箱体的至少一个刚性端盖上有进出气孔，且有软管将所有的箱体通过进出气孔逐个连接成一个封闭的环；箱体容积调整结构为至少一组间距可变的不相交导槽组所组成，利用导槽间的距离变化通过设置在箱体组的箱体和导槽中间的至少一个导槽轴的位置变化来调整箱体组中各个箱体的容积；箱体容积调整结构的设置满足调整箱体容积到最小的时候，箱体在液体中的浮力刚好小于箱体自身的重力，而将箱体的容积调整到最大的时候，箱体在液体中的浮力大于箱体自身的重力。

进一步地，导槽组为上下对称结构，其内导槽为两段直线间隔两段直径相同的半圆弧组成的腰形槽，外导槽为相对固定在内导槽的外部的类似腰型孔，外导槽的圆弧部分由两段1/4 圆弧相切连接而成，直线段部分与内导槽。

进一步地，箱体组中的箱体在腰型槽切线方向的尺寸可调，与该切线垂直方向的截面积恒定，且位置布置符合当第一箱体位于外导槽两相交圆弧的第一交点的同时，第二箱体位于外导槽沿运动方向所经过的腰形槽中第一个直线段和圆弧相交的第二交点。

进一步地，所述的适时单向连通机构由一组固定于箱体组中每个箱体内部的连杆和可以将箱体开口堵住的活塞组成；当箱体的容积达到设计最大位置时，适时单向连通机构的连杆拉伸，与连杆连接在一起的活塞将箱体的开口堵住，该箱体内部空间与其他箱体断开；箱体的容积不是最大的时候，适时单向连通机构的连杆折叠，与连杆连接在一起的活塞与箱体的开口脱离接触，箱体的内部空间和其余容积没有达到最大的箱体的内部空间相通。

进一步地，箱体组用链条上的连接机构首尾相连，链条通过链轮的轴上布置的支撑结构与机架相连。

进一步地，单个封闭环的箱体组的总容积在各箱体的运动过程中保持不变。

进一步地，箱体组产生的动力用来发电。

一种利用液体内部的浮力持续产生动力的方法，包括以下步骤：

S1：在机架上至少布置一套箱体容积调整结构和由链条、链轮以及链轮轴组成的动力输出机构；

S2：将包含有适时单向连通机构的容积可变的箱体组装好；

S3：将箱体均布安装在箱体容积调整结构限制的范围内；

S4：利用软性管道将箱体组的各个箱体依次密封连接成环状；

S5：将箱体组中的各箱体通过连接机构与动力输出机构固定连接；

S6：将动力输出机构和负载连接后将该装置置于液体中。

部分箱体因为容积较大产生的浮力大于自身重力开始上浮，同时部分箱体容积较小产生的浮力小于自身重力开始下沉，箱体组因为部分箱体上浮而部分箱体下沉而沿着箱体容积调整结构设定的轨迹运动持续产生相应的动力。

与现有技术比，本发明的有益效果是：

1)本发明原理清晰，结构简单，易于实现，能有效解决当前社会面临的能源危机；

2)本发明对液体没有特别要求，淡水、海水甚至污水都可以被利用，而且液体密度越大，产生的动力越大；

3)本发明成本低廉，一次性投入即可，在使用过程中无需消耗额外能源。

附图说明

图1为本发明所述利用液体内部的浮力持续产生动力的装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明所述利用液体内部的浮力持续产生动力的装置一种实施例的内部剖视图。

图3为本发明所述利用液体内部的浮力持续产生动力的装置一种实施例的箱体容积最大时的内部结构示意图。

图4为本发明所述利用液体内部的浮力持续产生动力的装置一种实施例的箱体容积最小时的内部结构示意图。

附图标记：

1-机架、2-箱体组、3-箱体容积调整结构、4-导槽轴、5-适时单向连通机构、6-链条、7- 链轮、8-轴、9-第一箱体、10-第二箱体、11-内导槽、12-外导槽、15-第一交点、16-第二交点、 17-支撑结构、4—1-第一导槽轴、4—2-第二导槽轴、4—3-第三导槽轴、21-第一端盖、22-第二端盖、23-弹性壁、24-连杆机构、25-活塞、26-连接机构、27-进出气孔。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明采用的具体实施方案如下：

本发明公开了一种利用液体内部的浮力持续产生动力的装置和方法，图1为本发明所述利用液体内部的浮力持续产生动力的装置一种实施例的结构示意图，本实施例将两条长36米的316节链条6和两组直径0.635米的35齿链轮7通过长度为6米的轴8上的轴套按照图示位置对称安装在机架1上，两组链轮7间隔4.4米，两根轴8的间距为16米；机架1的两侧面固定安装两组截面为开口矩形的腰型导槽；用刚性材料按照高度和宽度分别为5.8米和0.8 米加工好两片箱体的端盖，中间用弹性中空材料加工成长度在1.1米和3.5米之间可调的尺寸并密封连接好作为箱体，并将由连杆和活塞以及可以通往箱体外部的开孔组成的适时单向连通机构5在箱体内固定在箱体的可调方向上，适时单向连通机构5的开孔设置在箱体一端的端盖上，当箱体长度调节到最大时，活塞将开孔堵住，箱体即被封闭，当箱体长度调小时，活塞自动打开，将箱体内的空间和其他箱体连通；每个箱体上用一根第一导槽轴4—1通过轴承将箱体带有通气孔的一端设置于内导槽11内，可以在内导槽11内沿导槽滑动；用第二导槽轴4—2和第三导槽轴4—3通过轴承将箱体的另一端固定在外导槽12内，可以在外导槽12 内沿导槽方向滑动；箱体的体积受内外导槽之间的间距所控制；将20个箱体按照间隔1.8米与链条之间固定连在一起组成箱体组2；箱体与适时单向连通机构5的开孔用软管密封相连；将发电机的驱动轴与链轮7的轴8相连接，把发电机的输出端连接一个电流表用来显示发电机产生的电流；将组装好的装置全部浸入到50米深的水中，由于受到水的浮力作用，图2中第二箱体10以下的7个箱体的容积最大，所产生的浮力远大于自身的重力，而左侧的9个箱体和上下两个箱体的重力略大于自身在水中所产生的浮力，所以图示箱体组2会逆时针转动；将箱体组2转动产生的扭矩通过轴8输出来，这样整个机构产生的动力可以用来驱动发电机发电。

本实施例的实施步骤如下：

1、按照图1所示的实施例的结构示意图将两条长36米的316节链条6和两组直径0.635 米的35齿链轮7通过长度为6米的轴8上的轴套按照图示位置对称安装在加工好的机架1上，两组链轮7间隔4.4米，两根轴8的间距为16米；

2、机架1的两侧面固定安装两组截面为开口矩形的腰形导槽，内导槽11由间隔16米的两个直径1.7米的半圆弧和相应的直线段连接而成，外导槽12的两个圆弧段分别由一段直径4米和一段直径8.6米的1/4圆弧相切连接而成，且外导槽12的直线段部分和内导槽11的直线段部分平行；

3、将由连杆机构24和活塞25组成的适时单向连通机构5在箱体内固定在弹性壁23上，然后将第一端盖21和第二端盖22与弹性壁23密封装配，组成箱体，做20只箱体；

4、每个箱体上用第一导槽轴4—1通过轴承将箱体的一端设置于内导槽11内，可以在内导槽11内沿导槽滑动；用第二导槽轴4—2和第三导槽轴4—3通过轴承将箱体的另一端固定在外导槽12内，可以在外导槽12内沿导槽方向滑动；

5、将20只箱体分别按照间隔1.8米通过连接机构26和链条6上的一节焊接在一起，用软管将箱体的进出气孔27密封连接组成箱体组2；

6、将各箱体通过适时单向连通机构5的开孔用软管相连成一个封闭环，单个箱体的容积受内外导槽之间的间距所控制；

7、将链轮7的轴8与发电机的驱动轴连接起来，把发电机的输出端连接一个电流表；

8、将组装好的装置全部浸入到30米深的水中，记录电流表的数值变化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。