专利名称：通过改变流体密度发电的方法和系统的制作方法
技术领域：
本文所公开的内容涉及发电的方法和系统。具体而言，本文所公开的内容涉及基于利用气体改变流体密度而实现流体内密度改变的发电系统和方法。
背景技术：
鉴于生态、经济和政治原因，新的发电方法是必要的。风能、太阳能和潮汐能等各种可再生能源技术还无法解决世界目前的能源挑战，因为这些技术具有先天劣势。目前使用矿物燃料的能源生产形式具有记录上的限制，包括有限的供给源和释放影响环境的温室气体。核能、地热和水力技术等非矿物燃料源能源生产技术具有各种限制，如这些技术在物理位置上的限制、高资本投资成本以及对环境的负面影响。众所周知，一种物质形式(固体、液体、气体或等离子体)的运动产生的机械能通过发电机或磁感应系统等适当的方法可转换为电能。机械源能通常来自I)自然产生矿物燃料或人造生物燃料中的化学能通过燃烧而进行的转化2)核反应过程产生的热或3)水因重力、波动或潮汐力而产生的自然运动。通常所知的能源生产源的例子包括煤炭、石油、天然气和页岩等矿物燃料、人造生物燃料、水力坝，包括潮汐设计、太阳能、风能、地热能和核能源。总之，这些能源生产方法的每一种均具有各种优点和缺点。因此，需要一种能够克服这些缺点，同时能保持与此相关优点的能源生产方法。
发明内容
本发明内容简要地介绍了一些概念，这些概念在以下具体实施方式
中也有进一步的描述，本发明内容并非旨在确定所主张的发明物的主要特征或基本特征，也不是用于限制本发明的保护范围。本发明公开了一种装置，其包括被置于具有第一密度的流体中的物体。与所述物体相连并并使得当所述物体移动时产生能量的能量发生器。气体喷射器，用于将气体注入所述流体中，以降低所述的流体密度降低至第二密度，所述第二密度低于所述物体的密度从而促使所述的物体产生浮力移动而使能量发生器发电。根据另一个实施例，本发明提供了一种装置，其包括与枢轴连接并用于置于流体中的物体。与所述物体相连的发电机，用于在物体发生绕枢轴旋转移动时发电。气体喷射器，用于将气体注入所述流体中，以降低所述的流体密度至低于所述物体的密度从而促使物体发生绕枢轴旋转移动而使发电机发电。根据另一个实施例，本发明提供了一种装置，所述装置包括连接至枢轴并用于置于流体第一部分中的第一物体。与所述的枢轴连接的置于流体第二部分的第二物体。所述的第二物体连接至所述的第一物体，使第一物体的运动时将相应的运动传递给第二物体。与所述枢轴连接的发电机，用于在第一物体和第二物体发生绕枢轴旋转移动时发电。与所述流体的第一部分连通的气体喷射器，用于将气体注入所述流体的第一部分中，使流体第一部分的密度降低到低于所述的第一物体的密度而促使第一物体发生绕枢轴旋转移动，使发电机发电。根据另一个实施例，本发明提供了一种装置，其包括多个等距间隔物。各个物体设置于延伸自中轴的支架上，并与所述的支架相连，使至少一个物体运动时将相应的运动传递到至少另一个物体上。所述的至少一个物体最初位于流体的一部分中，所述流体至少被分出一第二部分，至少一个另一个物体最初位置置于所述第二部分中。发电机与所述的枢轴相连，用于在多个等距间隔物发生绕枢轴旋转移动时发电。气体喷射器用于将气体注入所述流体的第一部分，使所述流体第一部分的密度降低到低于所述至少一个物体的密度， 从而促使所述的至少一个物体发生绕枢轴旋转移动，使发电机发电。根据另一个实施例，所述的装置还可包括用于将流体的第一部分与流体的第二部分分离的隔离器壁。根据另一个实施例，所述的隔离器璧可形成允许物体从中通过的小孔。根据另一个实施例，所述的能量发生器在枢轴发生往复运动时产生能量。根据另一个实施例，所述的能量发生器是发电机。根据另一个实施例，所述的装置还包括与低密度流体喷射器相互连通的流量计。根据另一个实施例，所述的低密度流体喷射器是气体喷射器。根据另一个实施例，所述的气体喷射器注入二氧化碳。根据另一个实施例，所述的低密度流体喷射器形成了用于分散和分离所喷射流体的隔离器璧。根据另一个实施例，所述的能量发生器与用于存储产生的能量的储能装置相互连通。根据另一个实施例，所述的能量发生器与能量分布板相互连通。根据另一个实施例，本发明提供了一种装置，所述的装置包括多个等距间隔物。各物体设置于延伸自且连接至中轴的支架上，使至少一个物体运动时将相应的运动传递到至少另一个物体上。所述的至少一个物体最初位于流体的第一部分中，所述流体至少被分出一第二部分，至少一个另一个物体最初位置于所述第二部分中。与所述的枢轴相连的发电机，用于在多个等距间隔物发生绕枢轴旋转移动时发电。本发明提供了一种构件，用于将所述流体第一部分的密度降低到低于所述物体的密度，从而促使所述的物体发生绕枢轴旋转移动，使发电机发电。根据另一个实施例，用于降低所述流体密度的构件包括低密度流体喷射器、气体喷射器和热流体喷射器。根据另一个实施例，用于降低所述流体的密度的构件包括将振动传递到表面，在流体内形成空气包覆分散。
根据另一个实施例，本发明提供了一种装置，其包括连接至枢轴并用于置于流体中的第一物体。发电机与所述的枢轴相连，用于在所述第一物体发生绕轴旋转移动时发电。气体喷射器与所述的流体相互连通，用于将气体注入所述的流体，使所述流体中的密度降低到低于所述的第一物体的密度，从而促使第一物体发生绕轴旋转移动，使发电机发电。根据另一个实施例，流体形成第一部分和第二部分，所述第一物体位于所述流体第一部分。根据另一个实施例，所述的第一物体设置于一枢接在一枢轴上的控制杆的第一端。根据另一个实施例，所述装置包括设置于所述控制杆第二端的第二物体。所述的第二物体置于所述流体的第二部分。
根据另一个实施例，所述的第一部分和所述的第二部分由隔离器壁分离。根据另一个实施例，所述的枢轴设置于隔离器壁上。根据另一个实施例，所述的气体喷射器将二氧化碳气体注入所述的流体中。根据另一个实施例，所述的气体喷射器将气体注入所述流体的第一部分。根据另一个实施例，空气分离器设置于所述的第一部分，用于对气体进行分离。根据另一个实施例，所述的第一物体和第二物体通常近似长球。根据另一个实施例，本发明提供了一种装置。所述装置包括溶液腔，用于承载流体和置于所述流体中的物体。发电机用于在所述物体发生移动时进行发电。本发明还提供了与所述溶液腔相互连通的喷射器，用于将其它注入所述流体，使流体密度降低到低于所述物体的密度，从而促使所述的物体在浮力作用下发生移动，使发电机发电。根据另一个实施例，所述的发电机通过电缆连接至所述的物体上。根据另一个实施例，所述的发电机位于所述的溶液腔外面。根据另一个实施例，任何所述装置均可是发电系统的一部分，包括流体源、储能装置或耗能设备。根据另一个实施例，所述的物体具有低于所述流体自然密度的密度。根据另一个实施例，所述的发电机通过轴连接至所述的物体上，用于在所述的物体在浮力作用下发生移动时进行旋转运动。根据另一个实施例，所述的轴在其外部形成螺纹部分，所述的物体形成内部螺纹空隙，用于容纳所述轴的螺纹部分。根据另一个实施例，所述的装置包括连接至所述轴的齿轮装置，用于将旋转运动传递到所述的发电机。根据另一个实施例，所述的发电机包括至少一个设置于所述物体上的磁铁和至少一个设置于溶液腔上的感应线圈。根据另一个实施例，所述的至少一个磁铁包括多个磁铁，其中，所述的多个磁铁置于所述的物体间隔序列中。根据另一个实施例，所述的至少一个感应线圈设置于所述的整个溶液腔上。根据另一个实施例，所述的发电机包括至少一个设置于所述溶液腔上的磁铁和至少一个设置于所述物体上的感应线圈。
根据另一个实施例，所述的至少一个磁铁包括多个磁铁，其中，所述的多个磁铁置于所述的溶液腔间隔序列中。根据另一个实施例，所述的至少一个感应线圈设置于所述的整个物体上。根据另一个实施例，本发明提供了一种用于在流体中产生能量的装置。所述的装置包括多个通常呈抛物线状且通过面板而相互连接的径向间隔桨状物，所述面板用于枢轴的枢转运动。各桨状物通常形成前凹部和后凸部。连续间隔桨状物中间形成用于向其间喷射低密度流体的低密度流体喷射器，以便低密度流体在占所述桨状物一半的前凹部上注入，从而降低各桨状物前凹部的流体密度，使所述杆绕枢轴在浮力作用下发生移动，得到传递。根据另一个实施例，本发明提供了一种用于产生能量的方法。所述的方法包括设置一个处于一具有第一密度的流体中的物体，在具有第一密度的流体中提供物体。所述的物体与一在所述物体发生移动时产生能量的能量发生器相连接。所述的方法还包括降低所述流体的密度，以便传递所述流体中物体在浮力作用下发生移动并使能量发生器产生能 量，以及捕捉所述能量发生器产生的能量。根据另一个实施例，本发明提供了一种产生能量的方法。所述的方法包括在具有第一密度的流体第一部分中设置第一物体，将低密度流体注入所述的流体第一部分，以便将流体第一部分的密度降低到低于所述第一物体的密度，从而促使所述的第一物体在浮力作用下发生移动，以及基于所述的第一物体在浮力作用下发生的移动产生能量。根据另一个实施例，将第一物体置于流体的第一部分，包括将第一位置处的所述第一物体置于所述流体的第一部分。根据另一个实施例，将所述低密度流体注入所述流体的第一部分，包括将用于促使所述第一物体在浮力作用下发生移动的低密度流体注入所述流体第一部分的第二位置。根据另一个实施例，所述的方法还可包括允许流体第一部分的密度恢复到所述的第一密度，从而促使所述第一物体在浮力作用下发生移动而从所述的第二位置移动到所述的第一位置，此外，还包括在所述第一物体从所述的第二位置移动到所述的第一位置时产生能量。
结合附图能更好地理解上述发明内容和以下优选实施方式。为了便于说明，附图中显示了实施例；但是，目前公开的发明不限于所公开的具体方法和手段。在附图中
图I描述了流程图，其阐明了根据此处所公开的方法可能进行的一个或多个步骤。图2是根据本发明的一个或多个实施例将所述系统用于产生能量的示意图。图3显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的系统。图4显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的系统。图5显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。图6显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。图7显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。图8显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。图9显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。图10显示了根据本发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置。
具体实施例方式目前公开的发明说明专用于符合法定要求。但是，说明本身并不旨在限制本专利的范围。相反，发明人期望结合其它当前或将来的技术，所主张的发明也可通过其它方式实现补充，以包含不同步骤或与本文件中所述构件类似的构件。此外，虽然“步骤”一词在此处可意指所用方法的不同方面，但该词不得解释为暗示本文件中公开的各步骤的任何特殊顺序，除非各个步骤顺序得到明确描述。本文件提供了通过浮力作用发生移动转化为能量的方法、装置和系统。在一个或多个实施例中，当前公开的发明方法、装置和系统用于将流体内物体通过浮力作用发生移动转化成能量。描述用于将物体通过浮力作用发生移动转化成能量100的方法的一个或多个步骤的流程图如图I所示。方法100包括改变流体密度，以便传递所述流体110中物体在浮力作用下发生移动，其中，所述流体的密度变为低于所述物体的密度，使所述物体开始朝着大体向下的方向移动。所述的物体可以是多个物体中的第一物体或是独立物体，且可置于流体的第一部分。本文中所公开的方法的实施将在涉及本文所公开的各种系统和装置 时进行讨论，其中，可能需引用低密度流体喷射，作为改变流体密度的一种方式，以便物体通过浮力作用发生移动进行传递。低密度流体注入所述流体的第一部分是一个改变流体密度的方式示例，但其它方法和方式同样适用，且有望纳入本文所公开的各种系统和装置中。例如，改变流体密度可包括将温度变化传递到流体部分、将固体或半固体物质注入流体中，或将振动运动传递到流体部分。当所述流体120中的所述物体在浮力作用下发生移动时，能量便会产生。所述流体密度便允许恢复到其自然密度130。这种自然密度的恢复可通过各种方法实现，例如，通过气体泡沫等低密度流体泡沫逃逸到周围环境中，或通过另一系统或装置的某些动作而实现。随着所述流体恢复到自然密度140，当所述物体在浮力作用下发生移动时，便可产生能量。通过这种方式，所述物体可具有其在所述流体中悬浮、乳化或漂浮的第一位置和第二位置，所述第二位置通常对应于为传递流体110中物体在浮力作用下发生移动而改变自然密度这一步骤后所述物体位置。在通常对应于允许所述流体恢复到自然密度130以及在流体140中的所述物体在浮力作用下发生移动时产生能量的步骤中，所述的物体会返回所述的第一位置。如本文所述，改变流体的自然密度可包括通过向所述流体中注入低密度流体而降低密度，或可(在备用实施例中)包括提供可在所述流体中形成低密度流体空隙以降低所述流体密度的超声波法或其它振动法。仍然是在其它实施例中，这可通过利用来自海底等天然源的天然气排放而实现。这些用于降低所述物体所在流体密度的每一种方法均可结合本文公布的系统或装置加以使用。虽然可以想象到本说明包含了实现相同发明的其它方式，但这些实施方式属非限制性实施例。“物体”一词是指包括但不限于按照下述方式在一流体中移动的一个物体、多个物体、一个装置或多个装置。物体移动也是指包括但不限于所述流体和承载所述流体的容器得到固定，例如紧固到表面，且所述物体移动通过所述的周围流体的实施例，以及通过上一实施例中所述周围流体的物体得到固定(例如，紧固到表面且所述流体和容器绕着所述物体移动)的实施例。为了非限制性描述和说明起见，本文描述的实施例将对物体通过装在容器中的流体的实施例进行说明。
所属领域的技术人员应了解，对所述物体的自然密度低于或等于所述周围流体自然密度的实施例以及所述物体的自然密度高于所述周围流体自然密度的实施例均进行了设想。为了非限制性描述和说明起见，本文描述的实施例将假设所述的物体具有低于或等于所述周围流体的自然密度。 除了改变所述周 围流体的密度外，也可通过改变在流体移动的物体的密度，使所述流体和物体形成相对密度差。通过非限制性示例，气体或其它流体可注入所述物体的内部，以增加其浮力，也可将非气态物质(例如所述的周围流体)注入所述物体的内部，以减小其浮力。在某些实施例中，所述流体的自然密度可能比所述物体的大，在其它实施例中，所述流体的初始密度可能比所述物体的小。在一些实施例中，形成最大密度差是有利的，因为这可形成可能的最大潜在势能，随后在本文所公开的发明进行实践时，还可形成可能的最大动能。通过改变所述物体和周围流体的相对密度,使所述物体的密度交替小于和大于所述流体的密度，可形成所述物体通过所述周围流体的运动循环模式。可采用适合的方法和/或系统，将所述物体的动能转化成电能。用于将物体在浮力作用下发生移动时转换成能量的系统如图2所示。所述的系统200通常包括用于配予低密度流体源220的控制系统210。能量发生装置与控制系统210和低密度流体源220相互连通，能量发生装置的各种实施例在整个附图中进行描述。耗能设备或系统也可与所述的能量发生装置相互连通，以便消耗所述的能量发生装置产生的能量。此外，可提供储能装置250，以便对所述的能量发生装置产生的能量进行存储，储能装置250可用于任何适合的储能形式，可包括电池或其它化学存储装置、电容器、超级电容器或磁能存储、机械方式、热或类似形式。当前公开的发明方法、装置和系统用于与所述的低密度流体源220 —同使用，在一个或多个实施例中，所述的低密度流体源是来自生产设备或工业设备的流体源。这些设备可包括将某些低密度流体作为副产品而出产的任何设备。低密度流体的示例可包括从各种工业生产过程排出的二氧化碳等废气，或热水等低密度流体。如本文所使用，“低密度”是指密度低于物体所在的与任一能量发生装置一起使用的流体本体密度的流体。虽然任何适合的流体均可使用，如气体或气体混合物，可以使用的气体示例包括二氧化碳、空气、氮气以及矿物燃料、生物燃料或其它含碳物质燃烧产生的气体产物。根据当前公开的发明的一个或多个实施例的能量发生装置的一个实施例如图3所示，在图3中，生产设施I可结合当前公开发明的方法、装置和系统一起使用。所述的生产设施I可以是火力发电站、核电站或其它发电站，也可以是将低密度流体作为副产品出产的任何适合的工业设备。所述的设施I可包括外部储能装置250。所述的储能装置250可通过电源线6等供能管路连接至电源线支架3。所述的设施I可置于附近的接地结构4上。管路5或其它适合的设备可用于将低密度流体从设施I传输到流体第一部分320，泵340可用于提供泵送力，将所述的低密度流体从设施I泵入流体320本体中。流量计342可与管路5相互连通，以便对流经所述管路的低密度流体的流量进行监控。低密度流体喷射器332可与所述的管路5相互连通，安装于流体第一部320分的邻近之处。在一个或多个实施例中，所述的流体可以是流体，例如水，但可以是任何其它适合的流体，喷射器332可以是任何适合的喷射器，用于将低密度流体释放入流体第一部分320，挡板344或将低密度流体分离成更细致分散的流体的其它方式，可用于提高所述低密度流体与流体第一部分320的混合速度。在这种方式中，随着低密度流体与流体第一部分320混合，流体第一部分320的相对密度将减小。换言之，流体第一部分320经改变的密度将减小到小于其自然密度。如本文所用，流体自然密度是指在选定温度和压力下的密度。例如，水在22摄氏度左右时的自然密度约为998千克/立方米。含有大量其它物质(例如盐)的水可能具有不同的自然密度。与如本文描述的所述设施I 一同使用的装置通常在图3中指定为310。所述的装置310包括多个间隔物312，各物体312可以是长球形，在一个或多个实施例中，可确定体积，以便各物体312的各部分呈空心，各物体312也可以是同质或异型结构，各物体312设置于延伸自中轴314的支架316上，各物体312可如附图所示与各连续物体312等距间隔，连续物体312之间的间距也可以根据一个或多个实施例进行改变。可以对所述的中轴314进行设置，以便任何一个物体312的旋转运动将同等或相应运动传递到各其它物体312。中轴314可设置于用于对流体第一部分320和流体第二部分322进行分离的固体密度隔离器璧334上，固体密度隔离器璧334在本文中也可指隔离器壁。各物体312可置于流体第一 部分320或流体第二部分322中。在这种方式中，固体密度隔离器璧334用于对流体第一部分320和流体第二部分322进行分离，以便各部分具有与其它部分不同的密度。固体密度隔离器璧334还可包括允许所述物体312和支架316通过的开口部分，随着低密度流体从气体喷射器332注入到流体的第一部分320，流体第一部分320的密度与流体的自然密度相比将减小，而流体第二部分322的密度保持与流体的自然密度相对不变，因为固体密度隔离器璧334使流体第一部分320与流体第二部分322保持分离。随着流体第一部分320的密度因从喷射器332注入低密度流体而减小，传递到流体第一部分320中各物体312的所述浮力相关性作用力将减小。如果流体第一部分320的密度小于各物体312的密度，则各物体312将开始向下移动或在流体的第一部分320中“下沉”。整个附图中用虚线来表示因所述物体所在的所述流体密度减小而发生移动的物体312，由于各物体312连接至枢轴314上，各物体312开始绕所述枢轴旋转，多个物体312整体开始进行如图3所示的逆时针旋转，多个物体312的旋转将持续，直至低密度流体停止向流体第一部分320注入，流体第一部分320的密度恢复到其自然密度。所述的枢轴314可连接至可与所述输电线6和所述设施I相互连通的发电机330上，或者连接至储能装置250上，所述的发电机330可用于将枢轴314的旋转运动转换成电能。所属领域技术人员可通过已知的任何方法加以实现。虽然图3中只能显示一个装置310，但可能具有多个串联或平行对齐的装置，用于增加的能量产生。例如，可提供多个设置于延伸自中轴314的支架316上的物体312，同样，对于增加的能量产生，如本发明公开的任一个或多个实施例中所示的多个装置可串联或平行对齐。图4显示了当前公开发明的一个或多个实施例，在图4中，设施I与装置410—起制造能量。所述的设施I同样通过输电线6连接至储能装置250和输电线支架3。泵440可提供泵送力，将低密度流体通过管路5而泵入，流量计442可与所述的管路5相互连通，以改变低密度流体的流量，流体喷射器422可置于管路5的一端，以便将低密度流体注入流体的第一部分416。挡板或其它类型的液分离器436可置于流体喷射器422的出口附近，以便分散低密度流体。所述的装置410包括位于流体第一部分416且设置于延伸自枢轴414的支架430上的第一物体412，其可由用于隔离流体第一部分416与流体第二部分424的密度隔离器璧434进行支撑，在流体的第二部分中，第二物体432设置于延伸自枢轴414的支架430上。枢轴414连接至类似于如图3中描述的发电机330的发电机420上。所述的装置410用于进行前后往复运动，在该运动过程中，当低密度流体注入流体第一部分416且其中的密度降低到小于第一物体412的密度时，第一物体412将向下移动。可对装置410进行配置，使低密度流体的间歇性应用注入到流体的第一部分416，以便足够的低密度流体先注入到流体的第一部分416，直至第一物体412进行直至触及密度隔离器璧434时才停止的逆时针旋转。在这一点，低密度流体不再注入到流体第一部分416，所述的密度开始恢复到其自然密度。随着这一现象的发生，第一物体412将进行顺时针旋转，直至相对垂直位置与第二物体432大体相同。在一个或多个实施例中，低密度喷射器可安装于所述的流体第一部分416和所述的流体第二部分424处，以便在各流体部分可交替间歇注入低密度流体。
如图4所示，本文所公开的用于产生能量的所述装置可自包含于独立容器460中，也可以是自然环境的一部分，例如海洋、湖泊或如图3所示的其它水体。如与基于所述流体140中所述物体在浮力作用下发生移动的能量产生步骤大体有关的框图所示，所述的装置410可包含这种步骤。例如，随着流体第一部分416恢复到自然密度，第一物体412将开始朝着大体向上的方向进行浮力相关性移动，直至物体412与第二物体432大体对齐。在这种方式中，在装置410随着流体第一部分416恢复到其自然密度而进行大体向上的移动过程中，可实现能量产生。根据所公开的发明的一个或多个实施例用于发电的装置，如图5所示，通常指定为510。所述的装置510可跟与所述的低密度流体源220相互连通的低密度流体喷射器518相互连通。所述的装置510包括用于收纳流体515的溶液腔512。物体514置于流体515内，并进一步连接至用于在所述物体514发生移动时产生电能的发电机516上，所述的物体514通过电缆、支撑杆或类似结构等连接件520连接至所述的发电机516上，发电机516可连接至用于对由此产生的能量进行存储的储能装置250上。在其它实施例中，发电机516可直接连接至耗能设备或装置上。可以对所述的装置510进行配置，使物体514的密度低于或等于溶液腔512内流体515的自然密度。在这种方式中，当流体515处于自然密度时，物体514通常漂浮或悬浮在流体515中。随着低密度流体由喷射器518注入溶液腔512，一旦流体515的密度低于物体514的密度，物体514将开始向下移动。随着物体514向下移动，连接件520将把运动传递至发电机516，从而产生电能。低密度流体可继续注入到溶液腔512中，直至物体514到达所需的向下位置。在这一点，低密度流体不再注入，流体515开始恢复到其自然密度。随着这一切的发生，物体514将开始向上移动到其初始位置，一旦物体514返回到其初始位置，低密度流体喷射过程可再次启动。根据公开发明的一个或多个实施例用于产生电能的装置，如图6所示，通常指定为610。所述的装置610可与所述的低密度流体源220相互连通的低密度流体喷射器618相互连通。所述的装置610包括用于收纳流体615的溶液腔612。物体614置于所述的流体615内，螺纹装于轴620内。所述的轴620进一步连接至用于在所述轴620旋转时产生电能的发电机616上。所述的轴620用于随着所述物体614在浮力作用下发生移动而向上、向下移动时进行旋转运动。将所述的物体614固定于所述溶液腔612的壁上，使所述物体614的旋转装置随着所述物体614的垂直移动而保持不变，便可实现这一过程。所述的发电机616可连接至对能量进行存储的储能装置250上。在其它实施例中，所述的发电机616可直接连接至耗能设备或装置上。可以对所述的装置610进行配置，使所述的物体614的密度低于或等于所述溶液腔612内所述流体615的自然密度。随着低密度流体注入到所述的溶液腔612，一旦所述流体615的密度低于所述物体614的密度，所述的物体614将开始向下移动。随着所述的物体614向下移动，所述的轴620将旋转并把相应的旋转运动传递到所述的发电机616，从而产生电能。低密度流体可继续注入到所述的溶液腔612中，直至所述的物体614到达所需的向下位置。在这一点，低密度流体不再注入，所述的流体615开始恢复到其自然密度。随着这一切的发生，所述的物体614将开始向上移动到其初始位置。一旦所述的物体614返回到其初始位置，所述的低密度流体喷射过程可再次启动。
根据所公开的发明的一个或多个实施例用于产生电能的装置，如图7所示，通常指定为710。所述的装置710可跟与所述的低密度流体源220相互连通的低密度流体喷射器718相互连通。所述的装置710包括用于收纳流体715的溶液腔712。物体714置于所述的流体715内，用于进行浮力相关性垂直移动。所述的物体714在其表面上确定了至少一个磁铁720。各所述的磁铁720用于在所述溶液腔712表面的感应线圈722附近发生移动时产生感应能量。可以对变压器716进行配置，用于将感应电荷转换成可用的电能形式。所述的变压器716可连接至用于对由此产生的能量进行存储的所述储能装置250上。在其它实施例中，所述的变压器716可直接连接至耗能设备或装置上。可以对所述的装置710进行配置，使所述的物体714的密度低于或等于所述溶液腔712内所述流体715的自然密度。随着低密度流体注入到所述的溶液腔712，一旦所述流体715的密度低于所述物体714的密度，所述的物体714将开始向下移动。随着所述的物体714向下移动，所述的线圈722将通过传递所述的磁铁720而产生感应能量。低密度流体可继续注入到所述的溶液腔712中，直至所述的物体714到达所需的向下位置。在这一点，低密度流体不再注入，所述的流体715开始恢复到其自然密度。随着这一切的发生，所述的物体714将开始向上移动到其初始位置。一旦所述的物体714返回到其初始位置，所述的低密度流体喷射过程可再次启动。根据所公开的发明的一个或多个实施例用于产生电能的装置，如图8所示，通常指定为810。所述的装置810可跟与所述的低密度流体源220相互连通的低密度流体喷射器818相互连通，所述的装置810包括用于收纳流体815的溶液腔812。物体814置于流体815内，用于进行浮力相关性垂直移动，物体814在其表面上确定了至少一个感应线圈822，各感应线圈822用于在溶液腔812表面的磁铁820附近发生移动时产生感应能量。可以对变压器816进行配置，用于将感应电荷转换成可用的电能形式。所述的变压器816可连接至用于对由此产生的能量进行存储的所述储能装置250上。在其它实施例中，所述的变压器816可直接连接至耗能设备或装置上。可以对所述的装置810进行配置，使物体814的密度低于或等于所述溶液腔812内流体815的自然密度。随着低密度流体注入到溶液腔812内，一旦流体815的密度低于物体814的密度，物体814将开始向下移动，随着物体814向下移动，线圈822将通过传递磁铁820而产生感应能量。低密度流体可继续注入到溶液腔812中，直至物体814到达所需的向下位置。在这一点上，低密度流体不再注入，流体815开始恢复到其自然密度。随着这一切的发生，物体814将开始向上移动至其初始位置，一旦物体814返回至其初始位置，所述的低密度流体喷射过程可再次启动。根据所公开的发明的一个或多个实施例用于和装置910 —起产生电能的系统，如图9所示。装置910可与低密度 流体源220相互连通的低密度流体喷射器918相互连通，所述的装置910包括用于收纳流体915的溶液腔912，滑闸914置于所述的流体915内，用于进行浮力相关性垂直移动，所述的滑闸914确定了磁铁922圈，所述的磁铁在溶液腔912内径附近外围延伸，磁铁922圈可与从溶液腔912内的最低位置延伸至最高位置的中轴920分离，可通过从中轴920延伸至磁铁922圈的多个叶片916连接在一起，各磁铁922均用于在溶液腔912表面的感应线圈924附近发生移动时产生感应能量。这种感应可通过感应线圈924附近的磁铁922的大体垂直移动而产生，或者可因相对于所述中轴920的叶片916的角度关系，通过感应线圈924附近的磁铁922的旋转移动而产生。可以对能量发生器928进行配置，用于将感应能量转换成其它形式的能量。如图9中以灯泡表示的耗能设备930可与所述的能量发生器918相互连通，以使用产生的能量。可以对所述的装置910进行配置，使滑闸914的密度低于或等于溶液腔912内流体915的自然密度。随着低密度流体注入到溶液腔912内，一旦流体915的密度低于滑闸914的密度，滑闸914将开始向下移动。随着滑闸914向下移动，磁铁922相对于线圈924的移动产生感应能量。中轴920可配备螺纹部分，以便在其垂直移动时将旋转运动传递到滑闸914。低密度流体可继续注入到溶液腔912中，直至滑闸914到达所需的向下位置。在这一点上，低密度流体不再注入，流体915开始恢复到其自然密度。随着这一切的发生，滑闸914将开始向上移动至其初始位置。一旦滑闸914返回至其初始位置，所述的低密度流体喷射过程可再次启动。根据所公开的发明的一个或多个实施例用于产生能量的装置，如图10所示，通常指定为1010。所述的装置用于置于溶液腔1017内的流体本体1015内，装置1010包括多个大体呈抛物线形的间隔桨状物1012，桨状物1012通过面板1014相互连接，所述的面板1014用于绕枢轴1016进行旋转运动。各桨状物1012大致确定了前凹部1020和后凸部1022。低密度流体喷射器1024位于连续间隔桨状物1012的中间，用于向其间注入低密度流体。从低密度流体喷射器1024注入的低密度流体1026在注入时将上升。在这一点上，低密度流体1026位于各桨状物1012的前凹部1020或后凸部1022的附近。如图10所示，所述装置1010的桨状物1012的一半在前凹部1020上具有低密度流体1026，以便这些杆1022周围的密度的减小将沿着逆时针方向传递浮力相关性移动。所述装置的桨状物1012的另一半在各桨状物1012的后凸部上具有用于传递压力的低密度流体1026，从而沿着逆时针方向对桨状物1022的移动产生的压力进行传递。装置1010可根据本文所公开的以及所属领域的技术人员已知的原理进一步连接至用于产生能量的能量发生器。另外，在一个或多个实施例中，地下存储场可作为存储设备来储存如图3和4所示的发电站在类似于压缩空气蓄能(CAES)的流程中排出的低密度压缩流体。当与本文所公开的其中一个能量发生系统或装置一起使用时，压缩气体和其它流体可储存在地下，在需要时再转作适合的用途。在连续或选择的基础上，也可使用本文所公开的其中一个系统或装置。例如，如果采用低密度流体喷射，则可连续操作本文所公开的其中一个系统或装置。在其它情况下，最好仅在耗能高峰其间使用其中一个系统或装置，以便在这些高峰时段增加现货供应。为此，可用控制系统来监控能量网格的能量使用，然后根据监控来控制本文所公开的其中一个系统或装置的操作。在其它实施例中，再循环与存储系统可跟本文所公开的任何装置一起用于在能量产生后收集余下的低密度流体。对于使用二氧化碳或其它潜在的危险低密度流体的情况，这可能特别有利。收集到的低密度流体可存储在外部储罐中，或者对其进行压缩，以便再次注入本文所公开的其中一个装置中。虽然所述的实施例在各种附图的优选实施例相关内容中已经进行了说明，但应了解，也可能会使用其它类似实施例或可能会对所述的实施例进行修改和补充，以便在无背离的情况下执行相同的功能。因此，所公开的实施例应不限于任何单个实施例，而应根 据随 附的权利要求书在广度和范围上进行解释。
权利要求
1.一种装置，其包括 一置于具有第一密度的流体中的第一物体； 一与第一物体相连并使得当第一物体移动时产生能量的能量发生器；以及 一与所述流体连通的低密度流体喷射器；所述低密度流体喷射器向所述流体喷射低密度流体以降低所述流体的密度至第二密度，所述第二密度低于所述物体的密度导致第一物体产生浮力移动而使能量发生器发电。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述的流体形成第一部分和第二部分，进一步的，所述的第一物体置于所述流体的第一部分。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的第一物体支撑于一枢接在一枢轴上的控制杆的第一端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的能量发生器与所述的枢轴相连。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括支撑于所述控制杆第二端的第二物体，所述的第二物体置于所述流体的第二部分。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流体的第一部分和第二部分由它们之间的隔离器壁分离。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的枢轴支撑于隔离器壁上。
8.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述的能量发生器与用于储存产生的能量的储能装置相互连通。
9.一种系统，其包括 (a)能量产生装置，所述的能量产生装置包括 (i)一置于具有第一密度的流体中的第一物体； (ii)一与第一物体相连并使得当第一物体移动时产生能量的能量发生器；和 (iii)一与所述流体连通的低密度流体喷射器；所述低密度流体喷射器向所述流体喷射低密度流体以降低所述流体的密度至第二密度，所述第二密度低于所述物体的密度导致第一物体产生浮力移动而使能量发生器发电； (b)与能量发生器连通的储能装置；和 (c)与所述的低密度流体喷射器连通的低密度流体源。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的流体形成第一部分和第二部分，进一步的，所述的第一物体置于所述流体的第一部分。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述的第一物体支撑于一枢接在一枢轴上的控制杆的第一端。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的能量发生器与所述的枢轴相连。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括支撑于所述控制杆第二端的第二物体，所述的第二物体置于所述流体的第二部分。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述的第一部分和第二部分由它们之间的隔离器壁分离。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述的枢轴支撑于隔离器壁上。
16.—种方法,其包括将第一物体置于具有第一密度的流体的第一部分中； 向所述流体的第一部分喷射低密度流体以降低其密度，使其低于所述第一物体的密度，从而促使所述的第一物体在浮力作用下发生浮力移动； 基于第一物体在浮力作用下的移动而发电。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述将第一物体置于具有第一密度的流体的第一部分中包括将所述的第一物体置于所述流体的第一部分的第一位置上。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述向流体的第一部分喷射低密度流体包括喷射低密度流体，促使第一物体在浮力作用下移动至所述流体的第一部分的第二位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括允许流体的第一部分的密度恢复至第一密度以促使所述的第一物体在浮力作用下自所述的第二位置移动至所述的第一位置；所述方法还包括基于所述的第一物体自所述的第二位置至所述的第一位置的移动而发电。
全文摘要
本发明提供了一种能量产生装置，所述装置包括置于流体中的物体，一发电机连接所述物体，当物体发生平移时用于发电，所述装置设有气体喷射器，用于向流体中喷射气体，降低所述流体的密度，使其密度低于物体密度，从而促使物体平移使发电机发电。
文档编号F03B17/02GK102753816SQ201080060194
公开日2012年10月24日 申请日期2010年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者利昂·昊普, 斯蒂文·达诺亨斯基, 杰弗里·巴奈特 申请人:昊普能源系统公司