(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011143208.0
(22)申请日 2020.10.17
(71)申请人 李新亚
地址 528437 广东省中山市火炬开发区博
爱七路113号百合家园1栋1407室
(72)发明人 李新亚
(51)Int.Cl.
F03B 17/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
(1)、排气阀(2)、进气阀(3)、锁定闩(4)、活塞
(5)、连杆(6)、龙骨(7)、齿柱(8)、齿柱轴(9)、轴
座、贮气罐、电动机、动力机和发电机。气缸(1)在
水中下沉，水对活塞(5)的压力推动活塞(5)压缩
空气。气缸(1)升到水面上方后，
压缩空气替代高压蒸汽使蒸汽轮机或蒸汽机运转，带动发电机发 电，从而实现静水(指不定向流动的水)也能发
电。该发明能为人类提供清洁环保能源，应用前
景广阔。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 112283013 A 2021.01.29
C N 112283013
A
1.一种静水发电方法，其特征在于：
所述静水发电方法含气缸(1)、排气阀(2)、进气阀(3)、锁定闩(4)、活塞(5)、连杆(6)、龙骨(7)、齿柱(8)、齿柱轴(9)、轴座、贮气罐、电动机、动力机和发电机；
水平圆筒形气缸(1)，其内部为圆柱形空腔(1a)，其空腔(1a)的腔壁光滑且耐磨，其右端板的中心开有连杆孔(1b)，其左端板上开有排气阀孔(1c)和进气阀孔(1d)，其右端板的内表面上安装两个自动锁定闩(4)，其外圆周表面右端的两侧各对称固定连接一块龙骨(7)，其外圆周表面左端的两侧各对称固定连接一块龙骨(7)；每块龙骨(7)上开有水平铰接轴的安装孔；所述气缸(1)上4块龙骨(7)和所述气缸(1)的轴线位于同一平面上；
圆柱形活塞(5)，其安装在所述气缸(1)的空腔(1a)中，其外径等于所述空腔(1a)的内径，其轴向长度小于所述空腔(1a)的轴向长度，其外圆周表面光滑耐磨，其在所述空腔(1a)中可沿轴向自由滑动；
水平连杆(6)，其为圆柱形杆，其外径稍小于所述气缸(1)上连杆孔(1b)的内径，其接近右端的外圆周表面上开有环形锁定槽(6a)，其穿过所述连杆孔(1b)，其左端面与相应位置的所述活塞(5)的右端面固定连接，其轴线与所述活塞(5)的轴线重合；
自动排气阀(2)固定连接在所述气缸(1)上的排气阀孔(1c)中；
自动进气阀(3)固定连接在所述气缸(1)上的进气阀孔(1d)中；
贮气罐为贮存压缩空气的容器，其容积远大于气缸(1)的容积，其上固定连接连通管，其贮存的压缩空气通过输出管受控输出；所述连通管与所述气缸(1)上排气阀(2)能自动接通或断开；所述贮气罐内安装公知阀门，所述阀门阻止所述贮气罐内压缩空气通过所述贮气罐上连通管流出，但所述连通管中的压缩空气的压强大于所述贮气罐内压缩空气的压强时，所述连通管中的压缩空气能冲开所述阀门进入所述贮气罐内；
所述气缸(1)处于准备状态时，其起始位置为接近水面的水面上方，所述气缸(1)上的排气阀(2)关闭，所述排气阀(2)和所述贮气罐上的连通管断开，所述气缸(1)上的进气阀(3)打开，所述气缸(1)上的活塞(5)位于所述气缸(1)空腔(1a)的最右端，所述气缸(1)上的连杆(6)的大部分向外伸出；外面的空气不再通过所述进气阀(3)进入所述空腔(1a)中时，所述进气阀(3)关闭；
所述气缸(1)的工作情况是这样的：
所述气缸(1)，其从起始位置下降至水中且在水中下降(重力大于浮力)，水的压力推动其上活塞(5)连同与之连接的连杆(6)逐渐左移，其上空腔(1a)中的活塞(5)左侧的封闭空气被逐渐压缩为压缩空气；当所述气缸(1)下降到设计深度时，其上连杆(6)的锁定槽(6a)全部进到所述空腔(1a)中，其上两个锁定闩(4)自动插入所述锁定槽(6a)中，阻止所述连杆(6)沿轴向移动，此时所述空腔(1a)中的压缩空气的压强远大于贮气罐内空气的压强；然后提升所述气缸(1)使之上升，当其上升到水面上方时，其上排气阀(2)与所述贮气罐
上连通管自动接通，所述排气阀(2)自动打开，所述空腔(1a)中的压缩空气通过所述连通管流向所述贮气罐；当所述空腔(1a)中的压缩空气的压强降低到等于所述贮气罐内空气的压强时，所述排气阀(2)自动关闭，所述连通管与所述排气阀(2)自动断开，这两个锁定闩(4)从所述锁定槽(6a)中自动退出，由于所述空腔(1a)中剩余的压缩空气的压强仍然大于大气压强，因而推动所述活塞(5)连同所述连杆(6)右移；所述活塞(5)在右移过程中，当所述空腔(1a)中剩余的压缩空气的压强降低到等于大气压强时，所述气缸(1)上的进气阀(3)自动打开，
外面的空气通过所述进气阀(3)进到所述空腔(1a)中，而所述活塞(5)因惯性已右移到所述空腔(1a)的最右端；当外面的空气不再进入所述空腔(1a)时，所述进气阀(3)自动关闭；下面的工作程序乃此段叙述的重复；
动力机为蒸汽轮机或蒸汽机，但向所述蒸汽轮机或所述蒸汽机输送的不是高压蒸汽，而是所述贮气罐通过输出管输送来的所述贮气罐中的压缩空气；
发电机由所述动力机驱动发电；
为使所述贮气罐贮存的压缩空气能得到快速补充，这样实现：
横断面为齿轮状的齿柱(8)，其上相邻两齿之间的齿柱槽(8a)为圆弧面，所述圆弧面的半径等于气缸(1)外圆周表面的半径；
水平齿柱轴(9)，其穿过齿柱(8)上的水平轴孔，且与所述齿柱(8)固定连接为一体，其轴线与所述齿柱(8)的轴线重合，其两端分别从所述齿柱(8)的两端向外伸出，其伸出的两端分别安装在两个轴座上，其可绕其轴线自由转动，但不能沿轴向移动，其转动由电动机驱动；这两个轴座固定安装在固定浮于水面的浮体上；
多个气缸(1)分别通过相邻两气缸(1)上相应龙骨(7)的公知铰接方式依次连接成环形；这多个气缸(1)中，位于上部的少数气缸(1)搁置在所述齿柱(8)上，其余的大多数气缸(1)悬吊于所述齿柱(8)的下方；搁置在所述齿柱(8)上的这少数气缸(1)，分别横卧于相应位置的所述齿柱(8)上的齿柱槽(8a)中；当所述电动机工作时，驱动所述齿柱轴(9)并带动所述齿柱(8)同步旋转，所述齿柱(8)一侧的气缸(1)上升，另一侧的气缸(1)下降，这多个气缸(1)循环运转；运转到最下面的气缸(1)不触碰水底，且能到达设计深度；
这多个气缸(1)循环运转过程中，不断有气缸(1)轮流上升到水面的上方，从而可快速向所述贮气罐补充压缩空气；
所述发电机发出的电，小部分电能在驱动所述电动机时转化为机械能，使所述齿柱轴(9)转动，并通过所述齿柱(8)带动这多个气缸(1)循环运转，大部分电能提供给其他需要者。
静水发电方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种静水发电方法，尤其是水没有定向流动的情况下利用静水发电的静水发电方法。
背景技术
[0002]当前的水力发电，都是利用水的定向流动冲击叶轮带动发电机发电。
[0003]地球上虽然水的覆盖面积占到地球面积的70％，但沿河道定向流动的水却很少。为了积存水用来发电，需要修建拦河坝，既占良田，又改变生态，还投资巨大，更可能引发地震。
[0004]于是人们想到了利用静水发电。当前的方法是将静水加热，使之变成高压蒸汽，再利用高压蒸汽驱动蒸汽轮机或蒸汽机，再带动发电机发电。但这个方法存在严重缺陷，加热静水需要燃烧化学燃料，产生大量有毒气体和二氧化碳，以及废渣。不但污染环境，而且破坏臭氧层，导致气温升高。这种方法不可持续。
[0005]有不有其他办法让静水发电呢？
[0006]办法应该有，出路在创新。
发明内容
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种新的静水发电方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
[0009]一种静水发电方法，含气缸、排气阀、进气阀、锁定闩、活塞、连杆、龙骨、齿柱、齿柱轴、轴座、贮气罐、电动机、动力机和发电机。
[0010]水平圆筒形气缸，其内部为圆柱形空腔，其空腔的腔壁光滑且耐磨，其右端板的中心开有连杆孔，其左端板上开有排气阀孔和进气阀孔，其右端板的内表面上安装两个自动锁定闩，其外圆周表面右端的两侧各对称固定连接一块龙骨，其外圆周表面左端的两侧各对称固定连接一块龙骨。每块龙骨上开有水平铰接轴的安装孔。该气缸上4块龙骨和该气缸的轴线位于同一平面上。
[0011]圆柱形活塞，其安装在该气缸的空腔中，其外径等于该空腔的内径，其轴向长度小于该空腔的轴向长度，其外圆周表面光滑耐磨，其在该空腔中可沿轴向自由滑动。[0012]水平连杆，其为圆柱形杆，其外径稍小于该气缸上连杆孔的内径，其接近右端的外圆周表面上开有环形锁定槽，其穿过该连杆孔，其左端面与相应位置的该活塞的右端面固定连接，其轴线与该活塞的轴线重合。
[0013]自动排气阀固定连接在该气缸上的排气阀孔中。
[0014]自动进气阀固定连接在该气缸上的进气阀孔中。
[0015]贮气罐为贮存压缩空气的容器，其容积远大于气缸的容积，其上固定连接连通管，其贮存的压缩
空气通过输出管受控输出。该连通管与该气缸上的排气阀能自动接通或断开。该贮气罐内安装公知阀门，该阀门阻止该贮气罐内压缩空气通过该贮气罐上连通管流
出，但当该连通管中的压缩空气的压强大于该贮气罐内压缩空气的压强时，该连通管中的压缩空气能冲开该阀门进入该贮气罐内。
[0016]该气缸处于准备状态时，其起始位置为接近水面的水面上方，该气缸上的排气阀关闭，该排气阀和该贮气罐上的连通管断开，该气缸上的进气阀打开，该气缸上的活塞位于该气缸空腔的最右端，该气缸上的连杆的大部分向外伸出。外面的空气不再通过该进气阀进入该空腔中时，该进气阀关闭。
[0017]该气缸的工作情况是这样的：
[0018]该气缸，其从起始位置下降至水中且在水中下降(重力大于浮力)，水的压力推动其上活塞连同与之连接的连杆逐渐左移，其上空腔中的活塞左侧的封闭空气被逐渐压缩为压缩空气；当该气缸下降到设计深度时，其上连杆的锁定槽全部进到该空腔中，其上两个锁定闩自动插入该锁定槽中，阻止该连杆沿轴向移动，此时该空腔中的压缩空气的压强远大于贮气罐内空气的压强；然后提升该气缸使之上升，当其上升到水面上方时，其上排气阀与该贮气罐上连通管自动接通，该排气阀自动打开，该空腔中的压缩空气通过该连通管流向该贮气罐；当该空腔中的压缩空气的压强降低到等于该贮气罐内空气的压强时，该排气阀自动关闭，该连通管与该排气阀自动断开，这两个锁定闩从该锁定槽中自动退出，由于该空腔中
剩余的压缩空气的压强仍然大于大气压强，因而推动该活塞连同该连杆右移；该活塞在右移过程中，当该空腔中剩余的压缩空气的压强降低到等于大气压强时，该气缸上的进气阀自动打开，外面的空气通过该进气阀进到该空腔中，而该活塞因惯性已右移到该空腔的最右端；当外面的空气不再进入该空腔时，该进气阀自动关闭。下面的工作程序乃此段叙述的重复。
[0019]动力机为蒸汽轮机或蒸汽机，但向该蒸汽轮机或该蒸汽机输送的不是高压蒸汽，而是该贮气罐通过输出管输送来的该贮气罐中的压缩空气。
[0020]发电机由该动力机驱动发电。
[0021]为使该贮气罐贮存的压缩空气能得到快速补充，这样实现：
[0022]横断面为齿轮状的齿柱，其上相邻两齿之间的齿柱槽为圆弧面，该圆弧面的半径等于气缸外圆周表面的半径。
[0023]水平齿柱轴，其穿过齿柱上的水平轴孔，且与该齿柱固定连接为一体，其轴线与该齿柱的轴线重合，其两端分别从该齿柱的两端向外伸出，其伸出的两端分别安装在两个轴座上，其可绕其轴线自由转动，但不能沿轴向移动，其转动由电动机驱动。这两个轴座固定安装在固定浮于水面的浮体上。
[0024]多个气缸分别通过相邻两气缸上相应龙骨的公知铰接方式依次连接成环形。这多个气缸中，位于
上部的少数气缸搁置在该齿柱上，其余的大多数气缸悬吊于该齿柱的下方。搁置在该齿柱上的这少数气缸，分别横卧于相应位置的该齿柱上的齿柱槽中。当该电动机工作时，驱动该齿柱轴并带动该齿柱同步旋转，该齿柱一侧的气缸上升，另一侧的气缸下降，这多个气缸循环运转。运转到最下面的气缸不触碰水底，且能到达设计深度。
[0025]这多个气缸循环运转过程中，不断有气缸轮流上升到水面的上方，从而可快速向该贮气罐补充压缩空气。
[0026]该发电机发出的电，小部分电能在驱动该电动机时转化为机械能，使该齿柱轴转动，并通过该齿柱带动这多个气缸循环运转，大部分电能提供给其他需要者。
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