专利名称：浮力重力发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工程中自然能的利用设备，为一种利用水的浮力和地球的吸引力等能量来做功的浮力重力发动机。
地球上存在着各种形式的自然能源，如太阳能、风能、地热能、流水能、潮汐能等等。对于各种不同的能源，人们都研制出了相应的能源利用设备对其进行利用。水对任何物体都有向上的浮力，地球对任何物体都有向下的吸引力。对于这一能量的利用，早在几百年前，人们就开始对其进行研究，并设计出了多种式样的机器。遗憾的是，各种设计方案都存在着致命的缺陷，如摩擦力、死点和预料不到的平衡等等，以致各种设计方案都均未获成功。
本发明的目的是利用水的浮力和地球的吸引力等能量设计成浮力重力发动机。该机器能使处在水底的气囊利用水的浮力浮向水面，然后又利用地球的吸引力将浮上来的气囊沉入水底，接着再次利用水的浮力将气囊又浮出水面。这样周而复始上下不停的运动，便构成了浮力重力发动机。
本发明(图1)所示是由气囊(1-6)，主轴承(7)，主轴(8)，轮毂撑筋(9)，支撑通气管(10)、摆动铰链(11)、钢球(12)、重锤(13)、连杆(14)和水池(16)等部件组成。
它们的联接关系是主轴(8)的两端固定在水池(16)上，轮毂撑筋(9)的中心孔套在主轴(8)上，其接触面安装了主轴承(7)，轮毂撑筋(9)的六根撑筋上联接着支撑通气管(10)，支撑通气管(10)由六根空心钢管焊接成六方形而构成。支撑通气管(10)与外界密封。但六根钢管内孔均彼此相通。在支撑通气管(10)的每一根钢管上均安置了一个可以扩大或缩小的气囊(1-6)。气囊(1-6)的小头和支撑通气管(10)为固定联接，其大头则是与支撑通气管(10)活动联接，气囊(1-6)的大头绕摆动绞链(11)可以在支撑通气管(10)上张大或缩小。在气囊(1-6)里面的支撑通气管(10)上安装有重锤(13)，在其磨擦面上安装有钢球(12)，使重锤(13)在支撑通气管(10)上能够灵活地来回滚动。连杆(14)将气囊(1-6)的大头和重锤(13)连接起来，当重锤(13)在支撑通气管(10)上作来回直线运动时，通过连杆(14)便带动气囊(1-6)的大头在支撑通气管(10)上张大或缩小，其动作就象平常人们撑伞的动作一样。气囊(1-6)与外界密封，但在气囊(1-6)内部的支撑通气管(10)上，有与其相通的通气孔(图中未画)，也就是说每一个气囊(1-6)，通过支撑通气管(10)都彼此相通，但又与外界密封，由于有主轴承(7)的作用，6个气囊(1-6)能够随轮毂撑筋(9)一道十分灵活地绕主轴(8)旋转。
浮力重力发动机的工作原理如下浮力重力发动机是浸没在盛满水的大水池(16)中工作的，当水还没有灌入水池(16)时，先打开该机器的放气螺钉(图中未画)，人为的将三个气囊里(1-3)的空气全部放出，使其体积呈最小的状态。再将另外三个气囊(4-6)里的空气全部灌满，使之体积呈最大的状态。然后再将放气螺钉拧紧。接着人为的使该机器朝着箭头(A)所示的方向旋转。此时六个气囊(1-6)在中心线右边的三个全部是张开的，而在中心线左边的三个则全部为缩小的，如图(1)中所示，中心线左边的三个气囊(1、2、6)为最小体积，而中心线右边的三个气囊(3、4、5)则为最大体积，并且当气囊(2)过了中心线，到了气囊(3)的位置时，它就全部张开，由最小体积变成为最大体积，而气囊(5)只要过了中心线，到了气囊(6)的位置时，它就全部缩小，由最大体积变成了最小体积。当人为的使总台机器不断地朝着箭头(A)所示的方向旋转时，六个气囊(1-6)在通过上止点或下止点时，其体积便不断的由大变小或由小变大。当气囊的体积在大小不停的变化时，气囊里面的空气通过支撑通气管(10)，不停的从一个气囊里面压缩到另一个气囊里面，永远保持着三个气囊为最大体积，三个气囊为最小体积，并且是中心线右边的大，中心线左边的小。
现在我们开始向水池(16)内灌水，当水把整个机器淹没后，按照设计者的意愿，这台机器就会朝着箭头(A)所示的方向旋转起来，那么该机器究竟能不能“永动”呢？如果在水中，这六个气囊体积太小的变化情况和在空气中一样，这台机器也许真会转起来，然而事实并非如此，气囊浸没在水中，它的表面根据不同程度的水深，受到大小不等的水压，此时的气囊张开或缩小，就不象在空气中那样简单，只需克服磨擦力即可。此时气囊张开还要克服水的压力，既使处在同一水深的气囊，由于张开的体积不同，其表面积的大小有异，整个气囊受到水的压力大小也有区别，那么六个气囊在水中其体积的大小到底是怎样变化的呢？让我们先来分析第一个气囊(1)。现假设轮毂撑筋(9)没有转动总个机器呈静止的状态，六个气囊(1-6)均为(图1)所示的位置，此时气囊(1)位于中心线的左边，其小头朝下，大头朝上，重锤(13)垂直朝下，没有产生分力，总个重量全部作用于连杆(14)上，重力通过连杆(14)将气囊(1)拉向最小位置，此外，气囊(1)位于水池中部，其表面受到一定程度的水压，在不考虑其它因素的前提下，气囊(1)既使没有受到重锤的拉力，其体积在水压的作用下也会呈最小状态。
现在我们再来分析气囊(2)的情况。气囊(2)也位于中心线的左边，它的小头朝下，大头朝上呈倾斜状态。气囊(2)处在水池(16)的下部，其表面受到较大的水压，重锤(13)朝着一定的斜度向下滑，产生了一定的分力，其作用在连杆(14)上的拉力，随着倾斜的角度减小而减小。此时的气囊(2)虽然只受到部分重锤(13)重量的拉力，但在较大水压力的作用下，其体积也呈最小状态。
气囊(3)与气囊(2)对称，位于中心线的右边，并处在水池(16)的下部，气囊(3)的小头朝上，大头朝下呈倾斜状态。气囊(3)里面的重锤(13)在倾斜的支撑通气管(10)上由高处向低处滑动，其部分重力作用在连杆(14)上，并通过连杆(14)将气囊(3)的大头撑开。由于气囊(3)处在水池(16)的下部，其表面受到较大的水压力。再加之重锤(13)在斜面上向下滑，产生了一定的分力，其重量不能全部通过连杆(14)作用在气囊(3)上，这时气囊(3)的体积不能全部撑开，呈最大状态。不过气囊(3)的大头多少要承受一些重锤(13)的撑力，因此气囊(3)的体积多少也要张开一些。气囊(3)的体积张开的程度与支撑通气管(10)倾斜的角度有关，并随其倾斜的角度增大而体积增大。
气囊(4)与气囊(1)对称，位于中心线右边，并处在水池(16)的中部，其表面受到一定程度的水压。气囊(4)的小头朝上，大头朝下，呈垂直状态。气囊(4)里面的重锤(13)在支撑通气管(10)上面垂直下落，通过连杆(14)将其全部重力压在气囊(4)的大头上，并使其撑开，呈最大体积状态，由于采用比重较大的铅作为重锤的材料，因此体积较小的重锤，也能将体积较大的气囊撑开。那么重锤的重力要满足一个什么样的条件才能使气囊的体积撑开到最大位置呢？单独就一个气囊(4)而言，重锤(13)的重力需要大于气囊(4)各个活动的外表面所受到的水压之和才能够将气囊(4)全部撑开。若就总台机器而言，重锤(13)的重力既使减轻50％，也能将气囊(4)全部撑开。从(图1)可以看到气囊(4)和气囊(1)位于中心线的左右两侧，并且位置相对称，处在同一压强的水池(16)的中部，水压力使气囊(1)和气囊(4)的体积同时缩小，此时的气囊(4)的体积缩小因而使向上的浮力减小，而水压力使左边的气囊(1)的体积变小却是作正功。因此气囊(4)的(最大)表面积减去气囊(2)的(最小)表面积后，所剩下的部分受到的水压力的一半才是重锤(13)所要克服的力量。为什么还要去掉一半呢？现作如下解释假设气囊(1)气囊(4)里面的重锤(13)均未作功(即重力为零)。此时处于同一水深，受同一水压的气囊(1)和气囊(4)的体积相等，均为最大体积的一半，(因在下水前，人为的使一个气囊为最大体积而另一个气囊为最小体积)。重锤作功时的情况又会怎样呢？此时气囊(1)中的重锤(13)下落时，其重力通过连杆(14)将气囊(1)的体积拉小，此时气囊(1)里面的空气便通过支撑通气管(10)被压到相对应的气囊(4)里面去，使气囊(4)的体积增大，也就是说，气囊(1)里面的重锤(13)和气囊(4)里面的重锤(13)的重力，同时为气囊(4)的体积撑开而做功，因此单位重锤的重量减轻一半，也能使气囊撑开到最大体积。
简单概括，重锤的重力只要满足下式要求，气囊便可撑开到最大体积
1/2Psinα＞(A大-A小)·h·d式中P——重锤的重力α——支撑通气管的倾斜度A大——气囊张开时的最大表面积A小——气囊缩小时的最小表面积h——气囊所处的水深度d——水的比重气囊(5)位于中心线右边，它处在水池(16)的上部，受到较小的水压力，气囊(5)里面的重锤(13)在倾斜的支撑通气管(10)上朝下滑，并通过连杆(14)将其部分重力压在气囊(5)的大头上，使气囊(5)的体积张开到最大位置。由于气囊(5)处在水的上层，其表面受到的水压力较小，因此，既使重锤(13)在斜面上朝下滑产生了一定的分力，但还是能将气囊(5)的体积张开到最大位置。此时重锤(13)通过连杆(14)向气囊(5)所施加的压力，是随着支撑通气管(10)的倾斜度大小不同而变化的，并随其倾斜角α的减小而压力相应减小的。
气囊(6)和气囊(5)相对称，位于中心线的左边，水池(16)的上部，气囊(6)小头朝下，大头朝上成倾斜状态，重锤(13)在倾斜的支撑通气管上朝下滑，其部分重力通过连杆(14)将气囊(6)的体积拉小。如不考虑其他因素，气囊(6)在水压的作用下，其体积自然会呈最小状态，但是现在加上了重锤(13)的部分拉力，其体积还没有达到最小状态，因为中心线右边的气囊(3)处在水的底层，其表面受到较大的水压力，而产生有一定分力的重锤(13)，不能使气囊(3)的体积张开到最大位置，按照(图1)所示气囊(3)的体积只张开了一半，那么它必然要通过支撑通气管(10)向其它气囊压出一些空气。这时的气囊(4)和气囊(5)的体积呈最大状态，不能再容纳空气了。气囊(1)和气囊(2)虽然体积呈最小状态，但均处于水的中下部位，其表面所受到的水压力均大于气囊(6)，所以气囊(3)里面所排出来的空气只能压缩到气囊(6)里面去，故而气囊(6)的体积不能呈最小状态。气囊(3)和气囊(6)的体积大小变化还和与其相连的支撑通气管(10)的倾斜角有关，当其倾斜角越来越大时，重锤的作用力也随之增大，此时气囊(6)的体积越来越小而气囊(3)的体积却越来越大。
到此，六个气囊在水中体积大小变化的情况就全部分析完毕，设计者认为，该机器中心线右边的三个气囊体积之和大于中心线左边的三个气囊体积之和。也就是说中心线右边的三个气囊的排水量大于中心线左边的三个气囊的排水量。由于该中心线右边的浮力大于中心线左边的浮力，并且六个气囊里面的六个重锤又是对称的均布在以主轴(8)为中心的园周上的，也就是说中心线左右两边的重力相等。所以轮毂撑筋(9)将会随同六个气囊一道，朝着箭头(A)所示的方向绕着主轴(8)旋转，当任何一个气囊经过上止点中心时，它的体积会由最大逐渐缩到最小，而气囊经过下止点中心时，其体积又会由最小逐渐增加到最大，就这样周而复始的不停地运动着。
本技术方案存在着的不足之处是气囊(1)和气囊(4)对称于中心线的左右两侧并呈垂直状态，其重锤垂直下落，没有产生分力，两重锤离中心线距离相等，产生的正负力矩也相同。气囊(4)的体积比气囊(1)的体积要大得多，产生了一定的作正功的浮力，能使轮毂撑筋(9)朝着箭头(A)所示方向旋转。气囊(2)和气囊(5)位于中心线的上下两侧，气囊(5)的体积大于气囊(2)的体积，产生了一定的作正功的浮力。但是气囊(5)里面的重锤(13)离中心线远，而气囊(2)里面的重锤(13)离中心线近，这样又产生了一定的作负功的重力，正负力矩相互抵销，两气囊(2)、(5)，对于轮毂撑筋(9)的合力为零。气囊(3)和气囊(6)位于中心线的上下两侧，两气囊的体积相等，其重锤离中心线的距离也相等，因此所产生的正负力矩也相同。由此可见，本技术方案的六个气囊中，有上、下止点的两组气囊(2)、(3)、(5)、(6)不能作功，而只有垂直的气囊(1)和气囊(4)才是作功气囊。因此本技术方案难产生很大的功率。
图1 为本发明工作原理示意图。
图2 为本发明实施例(1)结构示意图本发明实施例如下实施例(1)本实施例为将许多气囊连接成串的浮力重力发动机。参照附图2，在一个很深的水池(16)的上下两方，分别固定着上下两根主轴(8)的两端部。主轴(8)通过主轴承(7)分别支承着上下两个轮毂撑筋(9)。气囊(B)和(C)分别和支撑通气管(10)相联接，并且是小头为固定联接，大头为活动联接。每两根支撑通气管(10)之间，均由密封通气的活接头(15)相联接。因此，联接成串的支撑通气管(10)，能够灵活的在上下轮毂撑筋(9)上来回转动。在气囊(B)里面的支撑通气管(10)上，安装有重锤(13)，重锤(13)通过连杆(14)与气囊(B)的大头相连。重锤(13)与支撑通气管(10)之间为滚动摩擦，重锤(13)在支撑通气管(10)上来回滚动时，通过连杆(14)将气囊(B)的大头撑开或缩小。
本实施例的上、下止点两组不能做功的气囊数目没有增加，但垂直做功的气囊数目却增加了不少，因此本实施例的输出功率也将大大的提高。
权利要求
1.一种浮力重力发动机，其特征在于其由气囊(1-6)、主轴承(7)、主轴(8)、轮毂撑筋(9)、支撑通气管(10)、摆动铰链(11)、钢球(12)、重锤(13)、连杆(14)和水池(16)组成，其中主轴两端固定在水池上，轮毂撑筋的中心孔套在主轴上，它们的接触面上装有主轴承，在轮毂撑筋上联接着支撑通气管，支撑通气管与外界密封，其上安装有可以伸缩的气囊，气囊的小头和支撑通气管固定连接，大头与其活动连接，气囊绕摆动铰链在支撑通气管上张大和缩小，在支撑通气管上还安装有重锤，其摩擦面上安有钢球，连杆将气囊的大头和重锤连接起来，当重锤在支撑通气管上作往复运动时，通过连杆带动气囊的大头在支撑通气管上张大或缩小。
全文摘要
一种浮力重力发动机，为利用水的浮力和地球的吸引力来做功的一种机构。其特征是设计了一种可以伸缩的气囊，气囊利用它里面重锤的重力来使其体积张大或缩小。当气囊位于水池底部时，重锤的重力使其体积张大，此时气囊便向上浮。当气囊位于水池上部时，重锤的重力又使其体积缩小，此时气囊便向下沉。由于气囊周而复始的上下运动，便带动了轮毂撑筋绕主轴旋转，从而达到了利用水的浮力和地球的吸引力来做功的目的。
文档编号F03B17/04GK1098767SQ9311164
公开日1995年2月15日 申请日期1993年8月7日 优先权日1993年8月7日
发明者聂再安 申请人:聂又安