(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 201710381958.3
(22)申请日 2017.05.26
(71)申请人 谢沛鸿
地址 北京市海淀区车公庄西路30号华侨公
寓北楼222室
(72)发明人 谢沛鸿
(51)Int.Cl.
F03B 17/02(2006.01)
(54)发明名称一种水浮力发电装置(57)摘要本发明是一种水浮力发电装置。在水中建一立柱，柱中安置上下钢绳滑轮组，立柱两边一上一下各安置一个升沉仓，升沉仓连接两边滑轮组的钢绳，两边的钢绳各连接水面的一台发电机的转子轴。水面上安装一台空气压缩机，压缩空气管道直通立柱的水底。在水面的升沉仓注满水之后进水口自动密封，升沉仓获得重力下沉，拉动发电机的转子轴发电；同时，在水底的升沉仓被注入压缩空气，升沉仓的排水口打开，压缩空气将升沉仓内的水排空之后，升沉仓的排水口自动密封，升沉仓注满压缩空气之后，获得升力上升，拉动水面另一台发电机的转子轴，两边各一个的升沉仓垂直上下循环往复运动提供重力下沉和升力上升的机械能用以拉动发电机转子轴进行 发电。权利要求书1页 说明书4页 附图7页CN 108930630 A 2018.12.04
C N 108930630
A
1.一种水浮力发电装置。在水中建一立柱，柱中安置上下钢绳滑轮组，立柱两边一上一下各安置一个升沉仓，升沉仓连接两边滑轮组的钢绳，两边的钢绳各连接水面的一台发电机的转子轴。水面上安装一台空气压缩机，压缩空气管道直通立柱的水底。一边在水面的升沉仓的进水门打开注水，注满水之后升沉仓进水口自动密封关上，升沉仓获得重力下沉，拉动发电机的转子轴开始发电；同时，另一边
在水底的升沉仓与压缩空气口对接的进气口打开，压缩空气进入升沉仓，加大升沉仓内的气压，升沉仓的排水口打开，压缩空气造成的高气压将升沉仓内的水排除排空之后，升沉仓的排水口自动关上密封，升沉仓注满压缩空气之后，自动脱离压缩空气管道口，获得升力上升，拉动水面的另一台发电机。水面的升沉仓注水下沉拉动一台发电机和水底的升沉仓注气上升拉动另一台发电机同时交替进行，两边各一个的升沉仓垂直上下循环往复运动提供重力下沉和升力上升的机械能用以拉动发电机进行发电。
2.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到减少立柱两边的升沉仓上升和下沉的阻力，升沉仓的形状设计为长大于宽椎形体。升沉仓的尖角和斜面上升和下沉是受到的压强较小。
3.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到在水底的升沉仓注入压缩空气和排水的时候，升沉仓外的压力比仓内的气压强大，需要耗费气压大于仓外压力的压缩空气压力才能排水。所以，升沉仓要设计为内外两层，两层之间用液压泵连接。当升沉仓下沉到水底并连接上压缩空气管道口开始注气的时候，同时，内外层之间的液压泵自动启动将升沉仓的外层支撑成为长大于宽的方体。内层椎体升沉仓的压缩空气将水排至外层的立方体空间，排空水之后，椎体空间的排水口自动密封关上。同时，外层立方体的排水口自动打开，液压泵自动关闭，升沉仓外面的强大水压将失去液压泵支撑的立方体压回到原状的椎形体升沉仓，同时，把立方体内的水排挤干净。注满压缩空气的椎形体升沉仓自动脱离压缩空气管道口，获得浮力上升。
4.根据权利要求1所述，其特征是，考虑到升沉仓不管是上升还是下沉，都要在一个方向拉动发电机的转子轴，所以，钢绳滑轮组设计为水面是固定滑轮组，水底是活动滑轮组。当升沉仓下沉到水底的时候，在注气排水的同时，升沉仓和钢绳连接的滑轮组实行变轨，使上升和下沉的钢绳拉动发电机转子轴的方向一致。
5.家庭用的长1m x宽1m x高2m的竖式水浮力发电机，将水浮力升沉装置、发电机、空气压缩机、变压器、储电器合成一体。
6.多个家庭用的水浮力发电机并联局域网，共用变电压器和储电装置。
7.大楼区域建筑供电用的水浮力发电塔用统一变电站和储电功能的分布式电站，能够合并上高压电网。
8.大型水浮力发电站，在100m x 100m的水域内，分隔20公尺区间可建一个水浮力发电机，整个水域面积内可建成有25个发电机的发电站。
权 利 要 求 书1/1页CN 108930630 A
一种水浮力发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种水浮力发电装置，应用自动控制技术，同时使水中的两个升沉仓的充气口和注水口适时开闭，轮流往一个升沉仓中注入压缩空气获得上升力、往另一个注入水获得重力潜沉力，用钢绳滑轮组连接升沉仓，从而拉动发电机的转子轴持续发电，把取之不尽用之不竭的水浮力清洁能源转化为电源。
背景技术
[0002]目前，使用汽轮机、水轮机和风机驱动电磁原理的发电机，已经是成熟普遍的发电技术。但是，有消耗不可再生性能源、造成环境生态恶化、占用大量土地、能源转换率不高、发电小时不够充足等问题。例如，汽轮机靠燃烧煤炭、燃油或燃气生成蒸汽发电，现在仍然占我国发电的70％以上，是造成雾霾等环境恶化的主因，且消耗化石能源是不可持续的；拦河大坝水力发电约占我国发电的20％，有众多的环境生态、地质改变、丰水枯水期发电不均和全年发电不超过4500小时或仅50％等等问题；风电占我国发电3％左右，占地多，风场在气流风口扰乱大气环流造成局部气候变化、隔断候鸟迁移的路线造成鸟类死亡，最大的问题是风机造价昂贵成本高，且因为风速不均，年发电不超过2500小时或30％左右，是一种价高效低的发电模式。地球上的水不增不减。有水的地方就有水浮力，这是由于万有引力而有的自然力。水越深厚，浮力就越强大。而水浮力发电仅消耗用于制造压缩空气和自动控制电机运动的电能，发电能与耗电能形成极大的正比例。在平静的水域发电，可获得平稳的全年全时的发电量。最重要的是，水浮力发电没有任何环境生态污染和破坏，是可持续发展的完全清洁能
源。
发明内容
[0003]一种水浮力发电装置，其具体内容包括如下：
[0004]●在水中建一立柱，柱中安置上下钢绳滑轮组，立柱两边一上一下各安置一个升沉仓，升沉仓连接两边滑轮组的钢绳，两边的钢绳各连接水面的一台发电机的转子轴。水面上安装一台空气压缩机，压缩空气管道直通立柱的水底。一边在水面的升沉仓的进水门打开注水，注满水之后升沉仓进水口自动密封关上，升沉仓获得重力下沉，拉动发电机的转子轴开始发电；同时，另一边在水底的升沉仓与压缩空气口对接的进气口打开，压缩空气进入升沉仓，加大升沉仓内的气压，升沉仓的排水口打开，压缩空气造成的压力将升沉仓内的水排除排空之后，升沉仓的排水口自动关上密封，升沉仓注满压缩空气之后，自动脱离压缩空气管道口，获得升力上升，拉动水面的另一台发电机。水面的升沉仓注水下沉拉动一台发电机和水底的升沉仓注气上升拉动另一台发电机同时交替进行，两边各一个的升沉仓垂直上下循环往复运动提供重力下沉和升力上升的机械能用以拉动发电机进行发电。
[0005]●考虑到减少立柱两边的升沉仓上升和下沉的阻力，升沉仓的形状设计为长大于宽的椎形体。升沉仓的尖角斜面上升和下沉是受到的压强较小。
[0006]●考虑到在水底的升沉仓注入压缩空气和排水的时候，升沉仓外的水压比仓内的
压力强大，需要耗费气压大于仓外压力的压缩空气压力才能排水。所以，升沉仓要设计为内外两层，两层之间用液压泵连接。当升沉仓下沉到水底并连接上压缩空气管道口开始注气的时候，同时，内外层之间的液压泵自动启动将升沉仓的外层支撑成为长方体。内层椎形体升沉仓的压缩空气将水排至外层的立方体空间，排空水之后，椎形体空间的排水口自动密封关上。同时，外层立方体的排水口自动打开，液压泵自动关闭，升沉仓外面的强大水压将失去液压泵支撑的立方体压回到原状的椎形体升沉仓，同时，把立方体内的水排挤干净。注满压缩空气的椎形体升沉仓自动脱离压缩空气管道口，获得浮力上升。
[0007]●考虑到升沉仓不管是上升还是下沉，都要在一个方向拉动发电机的转子轴，所以，钢绳滑轮组设计为水面是固定滑轮组，水底是活动滑轮组。当升沉仓下沉到水底的时候，在注气排水的同时，升沉仓和钢绳连接的滑轮组要实行变轨，使上升和下沉的钢绳拉动发电机转子轴的方向一致。
[0008]●家庭用的长1m x宽1m x高2m的水浮力发电机，将水浮力升沉装置、发电机、空气压缩机、变压器、储电器合成一体；
[0009]●多个家庭用的水浮力发电机并联局域网，共用变电压器和储电装置；[0010]●大楼或区域建筑供电用的水浮力发电塔，统一变电站和储电功能的分布式电站，能够合并上高压电网；
[0011]●大型水浮力发电站，100m x 100m的水域内，分隔20公尺区间可建一个水浮力发电机，整个水
域面积内可建成有25个发电机的发电站。
附图说明：
[0012]附图1：一种水浮力发电装置
[0013]1、2，储能和变电压、用电装置；
[0014]3、4，发电机；
[0015]5，空气压缩机；
[0016]6，固定滑轮组；
[0017]7、9，滑轮组钢绳变轨与发电机转子轴松开；
[0018]8、10，滑轮组钢绳变轨与发电机转子轴连接；
[0019]11，水面升沉仓注水后获得重力下沉的示意方向；
[0020]12，水底升沉仓注入压缩空气后获得升力的示意方向；
[0021]13，、15，升沉仓在滑轮组钢绳变轨后与钢绳的连接松开；
[0022]14、16，升沉仓在滑轮组钢绳变轨后与钢绳连接；
[0023]17、18，锥形体升沉仓；
[0024]19，水面升沉仓注水口；
[0025]20、21，压缩空气往升沉仓的注气口；
[0026]22，水底活动滑轮组；
[0027]23，滑轮组钢绳；
[0028]24，压缩空气管道。
[0029]附图2：内外两层的椎形体升沉仓
[0030]1、2，支撑锥形体升沉仓内外两层之间的液压泵；
[0031]3，水面的升沉仓下沉的方向示意。
[0032]附图3：内外两层能的椎体和立方体
[0033]1、2，将水底升沉仓支撑成立方体的液压泵；
[0034]4、7，外层方形体排水口；
[0035] 5.6，内层锥形体排水口；
[0036]8，扩张后的升沉仓方形体；
[0037]9，锥形体升沉仓的压缩空气注入口。
[0038]附图4：家庭用的长1m x宽1m x高2m的水浮力发电机
[0039]1、2，发电机；
[0040]3，空气压缩机；
[0041]4，变压器和储能设备；
[0042]5，升沉仓下沉方向；
[0043]6，升沉仓上升方向。
[0044]附图5：多个家庭用的水浮力发电机并联局域网
[0045]1……12……，单个家用水浮力发电机；
[0046]13，储能、变压配电设备。
[0047]附图6：大楼供电用的水浮力发电塔
[0048]1、2，发电机；
[0049]3，储能、变压配电设备；
[0050]4，用电大楼；
[0051]5，水浮力发电塔；
[0052]6，发电塔内升沉仓下沉方向；
[0053]7，发电塔内升沉仓上升方向。
[0054]附图7：大型水浮力发电站
[0055]1，水浮力发电站俯视图；
[0056]2，水浮力发电站正视图；
[0057]3，水浮力发电站右视图；
[0058]4，水浮力发电站左视图。
[0059]本发明具体实施方案：
[0060]■如附图1所示的一种水浮力发电装置的发明，可造家庭自用的1m长x 1m宽x 2m 高的竖式水浮力发电机，需要在机体顶部设置发电机(5kw一天全时可发电100度)、空气压缩机、变压器和储电器。可完全满足家庭用电。储电器充满电之后，可自动断开发电机，停止发电。家庭竖式水浮力发电机可以改变现在用电方式，不依赖电网供电。
[0061]■住宅大楼中的多个家庭水浮力发电机，可以发电并入大楼局域电网线路，共用变电压和储电功能，类似于分布式发电站的形式。
[0062]■大楼或区域建筑可独立建设水塔之类的高层水浮力发电塔，发电自用。待水浮力发电成为普遍的能源形式之后，水浮力发电可并入高压电网，加入全面电力互联网供电用电。
[0063]■在海洋的珊瑚岛礁中间的澙湖，水静浪平，有一定的深度，可建水浮力发电站解
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