一种利用液体气化和液化发生重心转移而驱动的动力装置

技术领域

本发明涉及一种动力装置，其主要利用液体气化和液化发生重心转移，依靠重心转移带动传动轴转动的动力装置。具体说来，一根导管连接上下两个罐体构成气液容器，下罐体装有易气化液体，部分液体在室温状态下发生气化并积聚于上罐体，上罐体遇冷其内部所积聚气体发生液化，因而造成罐体上部空气密度减小进而压强减小，下部液体受压强作用被吸入上罐体，从而造成气液容器重心由偏向于下罐体转移至偏向于上罐体而发生转动，通过多个气液容器有序转动而带动传动轴持续转动，实现本动力装置的持续动力输出。

背景技术

当前成熟的由一次能源所产生的驱动方式主要可分为气体压力驱动（包含如火电站、核电站、太阳能光热电站的高压蒸汽驱动和内燃机的高压爆燃气体驱动）、风力驱动、水力重力驱动等驱动方式，以上驱动方式对环境条件要求较高，运行成本高，且部分驱动方式需要燃烧化石能源，排放物会对环境造成影响。

火电站、水电站、集中式光伏电站、集中式风电站均需要远距离布线用来传输电力，布线成本高、传输线损大，且对国家战时能源安全供应构成隐患，因此国家大力提倡建设分布式能源。

本发明对运行环境条件要求低，运行时仅需要少量水进行冷却，运行时不需要添加任何燃料，可长期稳定运行，运行全程无任何污染物排放，装机容量可根据需求进行任意定制，将传动轴与发电机相连，即可变成一个分布式独立发电站。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：传统驱动设备对环境条件要求较高，运行成本高，且部分驱动方式需要燃烧化石能源，排放物会对环境造成影响，装机容量大，因此造成远距离传输布线成本高、传输线损大，且对国家战时能源安全供应构成隐患，本发明可以解决或部分解决以上问题。

本发明的技术方案是：本方案主要由七个主要部件构成，即由一根导管连接上下两个罐体所组成的用来装液体的气液容器、气液容器转动轴、拉杆、拉杆支撑架、传动轴、单体支架、淋水系统七部分所组成。其中拉杆包含上拉杆和下拉杆，气液容器里的导管要插入下罐体腔内，导管管口要没入下罐体液面以下，气液容器转动轴固定于气液容器导管中间位置。第一步气液容器里的液体在下罐体发生气化，气体通过导管上升到上罐体，上罐体外部包覆一层吸水性材料，淋水系统会向吸水性材料淋水，实现上罐体体表温度低于腔内气体液化温度，上罐体内的气体遇冷凝结成液体，受重力作用冷凝后的液体由上罐体向下罐体流动，上罐体腔内气体密度变小，气压变小，从而导致下罐体腔内气压大于上罐体腔内气压，气压差作用将下罐体内液体由导管吸入上罐体，直至气液容器重心由偏向于下罐体转移至偏向于上罐体，从而气液容器以气液容器转动轴为中心发生转动，上罐体向下转动，下罐体向上转动，由于在气液容器转动轴旁安装有防过倾杆，以保证在转动过程中下罐体的最大中心高度始终低于上罐体的中心高度，待下罐体内的导管管口部分露出液面时，上罐体与下罐体空气连通，上下罐体气压实现平衡，上罐体内的液体因重力作用重新流回下罐体，气液容器重心随之由原偏向于上罐体而转移至偏向于下罐体，从而导致气液容器以气液容器转动轴为中心反向发生转动，上罐体向上转动，下罐体向下转动直至达到初始平衡状态，然后依照以上所述流程又开始重复以上步骤以实现气液容器循环往复转动。在气液容器转动轴上固定有平行拉杆，平行拉杆两端与气液容器转动轴中心有一定距离，平行拉杆两端固定有上拉杆和下拉杆，在气液容器发生转动时上拉杆与下拉杆均搭在传动轴上的传动齿轮上，上下拉杆及传动齿轮的锯齿形状均为一面斜角一面直角，从而实现上拉杆或下拉杆与传动齿轮为直角面发生接触时可以实现带动传动齿轮转动，当为斜角面发生接触时，拉杆与齿轮间发生滑动，拉杆不带动传动齿轮转动。因而当气液容器发生转动，上罐体向下、下罐体向上转动时，此时上拉杆向下运动，上拉杆锯齿斜面与传动齿轮锯齿斜面发生接触产生滑动，上拉杆不对传动齿轮做工，此时下拉杆向上运动，其锯齿直角面与传动齿轮锯齿直角面接触发生有效拉动做工，从而实现带动传动齿轮转动，传动齿轮带动传动轴转动，当气液容器反向转动时，上罐体向上、下罐体向下转动，此时上拉杆向上运动，其锯齿直角面与传动齿轮锯齿直角面接触发生有效拉动，从而实现传动轴仍保持原转动方向继续转动，下拉杆锯齿斜面与传动齿轮锯齿斜面发生接触产生滑动，此时下拉杆不对传动齿轮做工，通过以上往复运动，上拉杆、下拉杆轮替带动传动齿轮向唯一方向转动，传动齿轮带动传动轴向唯一方向转动，因气液容器从静止至再次转动有一定时间间隔，因此需配置多套气液容器和拉杆、传动齿轮等以实现往复交替运动，以保证在每个时间点均有拉杆带动传动齿轮转动，从而实现传动轴的稳定转动。在单体支架上固定有拉杆支撑架，当一轮往返运动临近结束，下罐体向下转动接近于回复原位时，会碰到拉杆支撑架下摆臂并带动其向下转动，依据杠杆原理带动拉杆支撑架上摆臂向上转动，实现上摆臂托起上拉杆和下拉杆，以实现上下拉杆与传动齿轮不发生接触，从而避免了当上下拉杆在静止状态下与传动齿轮发生的非必要摩擦，当新一轮转动开始，下罐体开始向上转动，拉杆支撑架下摆臂失去受力实现向上微微转动，从而上摆臂向下转动，上下拉杆重新搭至传动齿轮上开始新的一轮往复运动。

本次利用液体气化和液化发生重心转移而驱动的动力装置主要特点是：1、气液容器由一根导管连接上下两个罐体组成；2、气液容器为一个完全密封体，液体密封在气液容器里不会发生任何损耗；3、气液容器中的液体选用在常温状态下易于气化和液化的液体，如乙醚、戊烷、二氯甲烷、二硫化碳等；4、气液容器中的导管插入气液容器中的下罐体的内部，并在静止状态下导管口没入在下罐体内的液体液面以下；5、气液容器上罐体包覆有吸水材料；6、有淋水系统向气液容器上罐体包覆的吸水材料供水；7、在气液容器转动轴上固定有平行拉杆，平行拉杆两端与气液容器转动轴中心有一定距离；8、平行拉杆两端固定有上拉杆和下拉杆；9、在气液容器发生转动时上拉杆与下拉杆均搭在传动轴上的传动齿轮上；10、上下拉杆及传动齿轮的锯齿形状均为一面斜角一面直角；11、当气液容器处于静止状态时，拉杆支撑杆可以将上下拉杆托起使其不与传动齿轮发生摩擦；12、在气液容器转动轴旁安装有防过倾杆，以保证气液容器在转动过程中下罐体的最大中心高度始终低于上罐体的中心高度；13、配置多套气液容器、气液容器转动轴、拉杆、拉杆支撑架、传动轴、传动齿轮、单体支架等以实现往复交替运动，以保证在每个时间点均有拉杆带动传动齿轮转动，从而实现带动传动轴的稳定转动。

本发明的优点是本发明的动力装置对运行环境条件要求低，运行时仅需要少量水份进行冷却，运行时不需要添加任何燃料，可长期稳定运行，运行全程无任何污染物排放，装机容量可根据需求进行任意定制，将传动轴与发电机相连，即可变成一个分布式独立发电站。

附图说明：

图1为本发明安装后的整体示意图；

图2为单体气液容器初始状态示意图；

图3为单体气液容器液体进入管内示意图；

图4为单体气液容器液体进入上罐体示意图；

图5为单体气液容器导管下管口露出液面示意图；

图6为单体气液容器导管下管口没入液面示意图；

图7为单体气液容器与拉杆、传动齿轮固定配合示意图；

图8为拉杆与传动齿轮的齿轮接触面示意图；

图9为拉杆支撑架平衡状态示意图；

图10为拉杆支撑架托起上拉杆与下拉杆示意图；

图11为拉杆支撑架的上摆臂与上下拉杆的接触面细节图；

图中标号含义：1-传动轴；2-吸水性材料；3-输水口；4-水箱；5-导管下口；6-下罐体液体液面；7-导管；8-上罐体；9-下罐体；10-导管中液体液面；11-气液容器转动轴；12-防过倾杆；13-平行拉杆；14-上拉杆；15-下拉杆；16-传动齿轮；17-传动齿轮锯齿直角面；18-传动齿轮锯齿斜面；19-下拉杆锯齿斜面；20-下拉杆锯齿直角面；21-上拉杆锯齿直角面；22-上拉杆锯齿斜面；23-拉杆支撑架；24-拉杆支撑架上摆臂；25-拉杆支撑架下摆臂；26-单体支架；27-气液容器；28-上摆臂上部凸起物；29-上摆臂下部凸起物。

具体实施方式：

以下结合附图，对本发明的结构作进一步详细说明。

第一步如图2所示，气液容器由导管7连接上罐体8和下罐体9所组成，在静止状态下，气液容器中的导管下口5没入在下罐体液体液面6以下；

第二步如图3所示，在静止状态下，气液容器里的液体在下罐体9发生气化，气体通过导管7上升到上罐体8，上罐体8外部包覆一层吸水性材料2，淋水系统会向吸水性材料2输水，实现上罐体8体表温度低于腔内气体液化温度，上罐体8内的气体遇冷凝结成液体，受重力作用冷凝后的液体由上罐体8向下罐体9流动，上罐体8腔内气体密度变小，气压变小，从而导致下罐体9腔内气压大于上罐体8腔内气压，气压差作用将下罐体9内液体由导管7吸入上罐体8，导管中液体液面10向上升高直至进入上罐体8；

第三步如图4所示，当液体因气压差作用进入上罐体8，随着液面10的逐渐上升，气液容器的重心由偏向于下罐体9转移至偏向于上罐体8，从而气液容器以气液容器转动轴11为中心发生转动，上罐体8向下转动，下罐体9向上转动；

第四步如图5所示，由于在气液容器转动轴11旁安装有防过倾杆12，以保证在转动过程中下罐体9的最大中心高度始终低于上罐体8的中心高度，待下罐体9内的导管管口5部分露出液面6时，上罐体8与下罐体9空气连通，上下罐体气压实现平衡，上罐体8内的液体因重力作用重新流回下罐体9，如图6所示，气液容器重心随之由原偏向于上罐体8而转移至偏向于下罐体9，从而导致气液容器以气液容器转动轴11为中心反向发生转动，上罐体8向上转动，下罐体9向下转动直至达到初始平衡状态，然后依照以上所述流程又开始重复以上步骤以实现气液容器循环往复转动；

第五步如图7所示，在气液容器转动轴11上固定有平行拉杆13，平行拉杆13两端与气液容器转动轴11中心有一定距离，平行拉杆13两端固定有上拉杆14和下拉杆15，在气液容器发生转动时上拉杆14与下拉杆15均搭在传动轴1上的传动齿轮16上；

第六步如图8所示，上拉杆14、下拉杆15及传动齿轮16的锯齿形状均为一面斜角一面直角，从而实现上拉杆14或下拉杆15与传动齿轮16为直角面发生接触时可以实现带动传动齿轮16转动，当为斜角面发生接触时，拉杆与传动齿轮16之间发生滑动，拉杆不带动传动齿轮16转动。因而当气液容器发生转动，上罐体向下、下罐体向上转动时，此时上拉杆14向下运动，上拉杆14锯齿斜面22与传动齿轮16锯齿斜面18发生接触产生滑动，上拉杆14不对传动齿轮16做工，此时下拉杆15向上运动，其锯齿直角面20与传动齿轮16锯齿直角面17接触发生有效拉动做工，从而实现带动传动齿轮16转动，传动齿轮16带动传动轴1转动，当气液容器反向转动时，上罐体向上、下罐体向下转动，此时上拉杆14向上运动，其锯齿直角面21与传动齿轮16锯齿直角面17接触发生有效拉动，从而实现传动轴1仍保持原转动方向继续转动，下拉杆15锯齿斜面19与传动齿轮16锯齿斜面18发生接触产生滑动，此时下拉杆15不对传动齿轮16做工，通过以上往复运动，上拉杆14或下拉杆15轮替带动传动齿轮16向唯一方向转动，传动齿轮16带动传动轴1向唯一方向转动。

第七步如图9所示，在单体支架26上固定有拉杆支撑架23，当一个轮回的往返运动临近结束，下罐体向下转动，气液容器27接近于回复原位时，会碰到拉杆支撑架23的下摆臂25并带动其向下转动，依据杠杆原理带动拉杆支撑架23的上摆臂24向上转动，实现上摆臂24托起上拉杆14和下拉杆15，以实现上拉杆14、下拉杆15与传动齿轮16不发生接触，从而避免了当上拉杆14、下拉杆15在静止状态下与传动齿轮16发生的非必要摩擦，当新一个轮回的转动开始，下罐体开始向上转动，拉杆支撑架23的下摆臂25失去气液容器27的压力，拉杆支撑架23为达到两端重心平衡下摆臂25会向上微微转动，同时上摆臂24向下转动，上拉杆14、下拉杆15重新搭至传动齿轮16上开始新的一轮往复运动。其中上摆臂24托起上拉杆14和下拉杆15时如图10所示。如图11所示，上摆臂是由一长一短两个横置固定的凸起物构成，两个凸起物呈上下排列，排在上摆臂上部凸起物28托起下拉杆15，排在上摆臂下部凸起物29托起上拉杆14。

第八步如图1所示，因单体气液容器从静止至再次转动有一定时间间隔，因此需配置多套气液容器和拉杆、传动齿轮等以实现交替往复运动，以保证在每个时间点均有拉杆带动传动齿轮转动，从而实现传动轴1的稳定转动。同时配置有水箱4，通过输水口3对气液容器上罐体外包覆的一层吸水性材料2输送水份以实现降温作用。