[发明专利]一种利用浮力能通过重力转换输出动力的方法

说明书

技术领域

本发明属于水力能动力转换输出技术领域，具体涉及一种以平衡式浮力助动势能与动能转换的高效利用浮力能通过重力转换输出动力的方法。

背景技术

水不仅是人们赖以生存的基础，水力能更是一种可再生的能源，为人类的生产、生活提供了极大的便利。传统的水力能利用方式通常是利用江河之自然落差形成的势能，即通过水力势能向动能的转换，冲击低位的水轮机进行发电。当然，还有利用海洋潮汐能来发电的水力能利用方式。但是，这些利用方式，都依赖于自然地理条件，客观上这些资源都是非常有限的。为了进一步开发水力能并使之应用于更广大缺乏能够形成水力自然落差资源的地区，本申请人曾开发了将静水提升到高处形成高位势能，进而转换为动能并通过机械方式为发电机提供能量，进而达到利用静水进行动力输出与发电的目的。这种技术的关键是需要大容量，低能耗的高扬程水泵送装置。为此，本申请人开发了一系列利用水力能提升重力体从而将势能转换为动能的动力转换输出装置，由于这些技术方案的浮力能转换为势能的过程中，均需外输动力驱动，加之部件之间的“不协调运行”形成的阻力消耗，导致输入功率增大，从而降低了动力输出效率。为此，研制开发一种系统启动运行能耗低，能够高效利用浮力能助动重力体将浮力能转换为机械动力或电力输出技术是非常必要的，且具有巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以平衡式浮力助动势能与动能转换的高效利用浮力能通过重力转换输出动力的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括浮力助动、势能提升、机械能转换工艺，具体包括：

A、所述的浮力助动，在机架之基座上对称设置水平摆动式平衡臂，平衡臂两端设置浮力舱；所述的浮力舱内相应地设置浮动重力体，并通过浮力舱内的浮力介质将浮力作用于浮动重力体，助动其上升形成势能；

B、所述的势能提升，平衡态的平衡臂在动力驱动下失去平衡，将一端浮力舱送至高位，随之其中的浮动重力体在浮力作用下势能被提升；对应的另一端浮力舱降至低位，随之其中的浮动重力体在浮力解除后势能转化为动能；

C、所述的机械能转换，浮动重力体因浮力舱的状态和浮力作用而升降，升降过程中浮动重力体将其积蓄的势能转换为动能，再通过动力传动装置转为机械能，进而转换为电能。

本发明基于平衡式浮力助动结构，使得浮力舱在较小的动力驱动下即可因失衡而上下摆动，上升端的浮力舱通过浮力介质将其中的浮动重力体浮升至高位，积蓄势能，同时在上升时重力体也会带动动力传动装置，进而驱动动力转换输出装置对外输出动力；与此同时，下降端的浮力舱下降，解除对助动重力体的浮力支撑，助动重力体积蓄的势能随着其快速下落转换为动能，同时重力体会带动动力传动装置，进而驱动动力转换输出装置对外输出动力。相反，平衡臂两端的浮力舱交替上升或下降，浮力助动重力体浮升或下落，循环往复，实现低能耗利用浮力能提升重力势能，往复做功转换为动能，对外输出动力。本发明结构简单，工作稳定可靠，平衡臂的作用，使得系统仅需要消耗较小的电力，即发挥浮力能的作用，从而通过势能与动能的转换实现动力的输出。可在无自然落差水资源地方利用水力发电，可建造大型静水电站，是一种高效动力转换输出设备。

附图说明

图1为本发明方法工作原理图；

图2为本发明一种实施方式整体结构半剖示意图；

图3为图2之AA向视图；

图4为图2之BB向视图；

图中：1-平衡基座，2-平衡臂，3-浮力舱，4-浮动重力体，5-传导轴，6-平衡控制装置，7-减速器，8-牵拉驱动轴，9-牵拉卷扬辊，10-牵拉索，11-缓冲助力装置，12-动力输出轮，13-吊索，14-传导轴锁控装置，15-驱动齿轮，16-从动齿轮，17-驱动链条，18-浮力舱支撑滚轮，19-重力体支撑滚轮，20-重力体导轨，21-浮力舱导轨，22-机架，23-驱动轮，24-从动轮，25-驱动索，26-配重锤，27-吊索滑轮，28-牵拉索扣，29-传动齿条，30-导向装置，31-导向柱滑轮，32-导向柱锁定套，33-牵拉卷扬轮，34-平衡臂控制电机，35-高位平台，36-发电机， 37-牵拉驱动电机，38-动力输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，依据本发明的教导所作的任何变更或替换，均属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所述的利用浮力能通过重力转换输出动力的方法，包括浮力助动、势能提升、机械能转换工艺，具体包括：