[发明专利]用于自主生产流体和电力的系统和方法

说明书

“自主串联减压和压缩的原理”

现有技术

今天存在的不同的人工泵送方法全部具有一个共同的因素，即它们要求机械的、电的、太阳能的、风的或者流体动力学的能源以便能够产生用于将液体或者从一个点传送至另一个点所需要的液压或流体动力学的能量。存在多种电泵(具有在表面处的电动机的可潜水的或者轴流的泵)，如名字所暗示的，它们要求电能以便能够将一种液体从一个点泵送至另一个点。还存在人力的活塞泵，它们用于从井孔中泵取水。这些泵要求人力的一个恒定投入以便运行。还存在Glockeman类型的泵，这些泵同样连续地运行但要求一个下降或者自然来源以便能够自主地运行。

所有这些不同的泵送系统均要求外部能量；它们需要机械移动以便为转移液体提供必要的液压能量。因此，它们经受到机械部件的磨损，这意味着它们被使用得越多，它们的寿命就变得越短。在第三世界中安装到几乎所有村庄井孔上的手动泵都不会持续很长，因为它们磨损的相当快。这些泵中最好的也难以达到100m的深度，并且这使得这种类型的泵在某些地下层区域中是不切实际的，在这些区域中地下水位处于超过100m的深度。于是必须求助于一个使用太阳能电池板或者甚至发电装置的浸没泵系统。这些手动泵可以泵送的最大递送量随深度而极大地减小。这些泵的大多数具有一个每小时750升的平均流量，从而使得在村庄中难以获取饮用水。那导致了长队列。因此，这些泵送系统不能够容易地应用于大多数发展中国家，特别是当问题是灌溉的或者饮用水有效分布的一个问题。

当今时代的关键性问题之一是生产“绿色”能源。现在，所有的最广泛使用的能源生产系统都是基于化石燃料。存在需要化石燃料来生产电的发电站。这些燃料的燃烧产生了二氧化碳气体以及其他造成全球变暖的温室气体。这些发电站使用所谓的内燃机，这些内燃机在开动时转动一个轴，该轴驱动交流发电机，交流发电机进而发电。

核电站使用化石燃料将水加热，来自水的蒸汽在高压下被引导到涡轮中并且转动它们。然后这些涡轮的旋转驱动一台交流发电机，该交流发电机在其转动时产生电能。核电站不产生温室气体，然而却发出了大量非常难控制的放射性废弃物。核电站(不论它们位于何方)在发生像降临在切尔诺贝利核电站的那个事故，就展现出全球性危险。它们的投资成本以及控制这些核电站所要求的技能是巨大的，并且出于这个原因世界上的很多国家甚至无法梦想使用这种技术。

现在，已经将大量的努力转向可再生的能源，如太阳能、风能、地热能、等等。

太阳能使用太阳射线以给予太阳能电池板能量，这些太阳能电池板在输出端提供电能。这是一种非污染性并且无成本的能量，但是太阳能设备的成本仍然是过高的，并且此外季节或者气候的变化影响光伏系统的性能。这使得它们在某种程度上没有吸引力并且不适用于在密集区域中所经历的规模上的能量消耗。风能被广泛地用于许多发达国家中，但于是再者，这要求有风以便产生这种能量。风系统不在人类的控制之下。它们依赖于风的周期。它们仅可用作一种补充来支持其他能量产生系统。

在风能的情况下，是风在驱动一个涡轮，该涡轮进而转动一个交流发电机来发电。

所有上述系统将所接受的能量转化为一种转动运动，该转动运动驱动一个交流发电机，由此产生电力。理想的情况是水电站的那种情况，这些水电站使用水的持续不断下降以生产相当大量的能量。水电站坝是最佳的系统，因为它们不污染、它们不要求燃料的增加并且不产生温室气体。然而，这些水电站坝仅在存在一个自然下降的地方可以建造，其中该下降的高度是相当大的以便允许运行。这限制了它们在地理学上的使用；不能够建立水电站。水电站可以建造在多种技术研究显示出对它们存在潜力的地点上。许多人已经构思出建造一个闭合的回路的水电站的想法，即包括在高处的一个水库和在底下的另一个水库的一个水电站。这种想法使水从高处的水库中落下或者下降，这种下降驱动一个涡轮来发电。可以将一个泵安装在底部的收集水库中，这样使得水能够被泵送回到建造在高处的水库中。然而，这种系统是不可能实现的，因为由于摩擦涡轮将已经消散一些落下的水的潜能，并且其次由泵吸收的总能量不是100％转化为用于将水返回至初始水库中的液压能量。一个闭合的水电系统是不可能的。因此，需要为流动找到一种自然下降。

发明的说明