[发明专利]通过利用水的升力发电的方法和用于发电的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电，特别是涉及一种通过利用水的升力发电的方法，以及实现这种方法的设备。

背景技术

迄今为止，各种能源，比如热电、水电和核电广为人知并且已被使用。由于矿物资源正在耗尽，水电设备的建造非常昂贵而且导致损害环境、居民，并且核反应堆具有高的事故风险，因此需要寻找并使用清洁的能源，比如风力电、太阳能电或潮汐电。然而，由于许多不同的原因，例如风力变化、热分布、时间周期以及资金不足，清洁能源的开发与它们的潜能不相适应。

发明内容

在发现阿基米德原理之前，应用水运动方面的静水压力已为人知。从那时起，静水压力的应用已经变得更加科学和有效。很明显，静水压力是一种用不完的能源，这种能源存在于水中，即在河流、湖泊和海洋中。本发明涉及到通过利用产生和收集能量的设备开发和利用阿基米德升力和水压，随后用来旋转发电机的涡轮。

本发明提供一种方法，其中：沉入水中由填充空气呈水滴形式的大球体受到阿基米德升力和压力，这种升力和压力施加于其表面上，给球体提供向上的竖直升力，并因此使球体可漂浮。为了使球保持在水中，即持续地保持向上竖直升力，本发明提供一种用于传递力的竖直旋转轴；这个旋转轴被水平旋转轴固定。该水平旋转轴不仅起到对竖直旋转轴的固定元件的作用，而且还起到驱动轴的作用。水平旋转轴和竖直旋转轴的端部设有圆锥体，该圆锥体具有螺旋凹槽(或未示出的倾斜凹槽)，所述螺旋凹槽并排地布置在彼此啮合的圆锥体顶部上。在水平旋转轴和竖直旋转轴的接触面处，向上的竖直升力非常大，而这个接触面的面积却非常小，也就是摩擦力不大。在优选实施例中，旋转轴能在比如滚珠轴承之类的轴承上围绕其轴线旋转，当向上的竖直升力超过接触面的摩擦力时，由于螺旋凹槽具有一定的倾斜度，所以摩擦力将由静摩擦变为滑动摩擦并最终转变为滚动摩擦力。滚动摩擦力将使接触面在螺旋凹槽的相反方向上移动并使水平旋转轴在与螺旋凹槽相同的方向上旋转，这些螺旋凹槽并排地布置在各轴之间并且相互啮合。因此，向上的竖直升力被转变为用于驱动旋转轴的力。轴的旋转将经由驱动连接部传送至涡轮，从而发电。

附图说明

图1示出本发明静水能量的收集和改变方向的简图。升力F会聚于M再分成F1和F2，而后该力被收集并传送至发电机的涡轮。

图2示出本发明实施例的设备简图，所述设备包括两个主要部件：用于产生升力的球体和用于收集升力F并使其改变方向的部件M。

图3示出本发明实施例用于收集静水压力并使其改变方向的站的简图。

图4示出将静水压力传送至发电机的涡轮的简图。

图5是用于收集静水能量和发电的站的透视图。

图6示出当支撑框架处于收缩状态并且球体没有填充空气时球体的内部结构。

图7示出当支撑框架处于操作状态时球体的内部结构，其中，球体充满空气。

图8是本发明球体的支撑框架侧视图。

图9是本发明球体的支撑框架正视图。

图10是本发明球体的支撑框架平面图。

图11示出固定设备M和力传递轴。

图12示出轴环A。

图13是设备M的正视图。

图14是设备M的平面图。

图15是设备M的侧视图。

图16是静水压力发电站的平面图，该站包括力传递轴、M设备和发电机的涡轮。

具体实施方式

这里，参照图1提出对收集阿基米德升力，即静水压力和水压并使其改变方向来发电的方法的描述。原则上，沉没于水中的物品受到竖直朝上的阿基米德升力及其竖直朝下的自身重力。为了使这种物品浮到水面上，其重力必须小于升力。优选地，沉没的物品呈填充空气的球体形式，因为其重力最低。

在沉没状态下，球体受到与其体积相对应的阿基米德升力，这种升力产生作用在球体上以便使其浮到水面上的力F。当球体沉没于水中时，该球体还受到作用在其表面上的水压，而这种压力与球体至水面的距离成比例。球体沉没得越深，压力越高，并因此由阿基米德升力和作用在球体上的水压所产生的力F就越大。根据本发明，由于竖直轴连接至球体并且将该球体保持在水下，所以升力经由轴F1传递至单元M的MI处。在单元M处，竖直升力F借助于本发明的设备转换为水平旋转力F1和F2。