专利名称：浮力发动机的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种浮力发动机，更确切地讲，公开了一种“不需要外界任何输入能量却能对外永久连续输出能量”的发动机。
为了更好地理解本发明上述目的，特征和优越性，下面详细描述本发明的设计原理。
首先，根据大气浮力运动规律—具有浮力的浮体中载荷上升到任意高度的过程中(几乎)不再耗动。据此规律，采取提高浮体浮力载荷高度的方法来使浮体浮力载荷所产生能量的高度随需要而增大，直到该浮体浮力载荷在大气中的某个高度所产生的输出能量比这个浮体(排除空气，产生浮力)所消耗的输入能量大(越大越好)，此时就出现输出能量大于所输入能量，即输出能量＞输入能量→输出能量→输入能量＞0，这是本发明必须做到也能够做到第一关健，否则本发明根本无意义。第二、把(浮体浮力载荷到大气中苛个高度所产生的)输出能量中与(排除该浮体内空气产生了浮力所消耗的)输入能量的一部分能量用于输入能量的消耗(确保维持循环所需)，并且还能得到一部分剩于能量，即，输出能量－输入能量＝剩于能量。第三浮体等只要在一套循环运行自动控制系统作用下，通过能量转换系统就使浮力发动机永久运行下去而产生无穷无尽的巨大能量。
具有浮力的浮体载荷在大气中上升的高度直到载荷所产生的输出能量大于排除浮体内空气使之具有浮力所消耗的输入能量时，浮力在大气中的自动循环运动就能产生永无竭尽的剩余能量。
根据上述原理，首先介绍本发明的总体基本技术设计。
建制一个机壳，在其中上下左右对称齿轮两边各套连链条，在两组链条的上端外侧各固定相等重物，下端之间端正固定浮体。重物重量之和等于浮体本身及浮体所附载重量之和；坚固浮体可设置A、B双浮力仓组成，A仓容积等于B仓容积，其中A仓是上端的浮力仓，B仓是下端浮力仓，均要进、出空气，一般未工作时，A仓空气等于B仓空气重量，则使浮体处于平衡(悬浮)静止状态(若果工作时，抽出两仓空气，即可得到两倍B仓空气重量的浮力。如此之作是根据齿轮(链条)两端重力对称性平衡原理设计的重物重量承担了浮体自身及附载物重量(一定平衡)。浮体A仓浮力等于了浮体B仓中浮力量(后统称B仓)使整个机体(未工作时)完全处于平衡状态。这样设计无疑是解决浮体自身及附载物重量的承担问题和减小机体体积的理想方法，更是拓开浮体制造材料范围——一切坚固耐高压的材料都可入选，完全消除了人们对于大气浮体材料问题肯定达不到理想、满意的效果、要求的一切种种顾虑。浮体耐高压质量的大大提高，从而可最大程度地提高浮力发动机效率。这就是本发明立足之点。本发明设计了一套浮体循环运行自动控制系统，在下端一齿轮上设有一同轴从齿轮，经过转动齿轮轴进入机房内，连于其中的小型电动机，小型电动机由一自控器根据制定程序自动控制其逆(下)顺(上)运转，使浮体打破上述平衡上下循环运行。这个系统还包括(一般)六个触桩。触桩可作浮体上下端停台。触桩面(应使用优质防震垫子)上有电源触头(所有触头应宽大一些且具有优良弹性)，它们是靠浮体上下循环运行到位实现其循环运行自动控制目地，整个该系统都属于消耗(输入)能量方面，但量较小。还设有能量转换系统。此系统设计了两个具体实施方案，一个是以涡簧储能转换方案，一个是以提水发电转换方案。以涡簧储能转换方案，其中用了一斜齿轴(属于传动齿方面，具体可根据实际设计正或斜齿轴问题)连接着自控器所控制的小型电动机、涡簧储能转换装置，该装置内由钟表机构方面的上条轮列、蜗簧储能轮列、擒纵控制、传输轮列组成，由此将能量输入发电机发电以提水发电转换方案，则在机壳上部设置上端水池，池底设有一电阀，并由此连接下面压力管，到水轮发电机、尾管至下端水池。该方案还包括有浮体B仓下所挂的小底水桶(亦可用圆底水桶，主要便于其自动顺边翻倒装满水，必要时可另作措施)，在桶底设有放水管，管内设有一电磁阀，此管由内、外管组成，外管上设有电伸缩装置，作用使外管于内管上在放水时(通电)伸长，不放水时迅速缩回。
对于这两个实施方案特作四点说明第一、这两个方案的浮力发动机必须要配置一套完备的变压、关键、整流输电系统。因该发动机之电动抽气机及浮体循环运行自动控制系统是按循环周期(定时定量)间断消耗(输入)能量的，若直接由输出能量联网提供，必然影响对外(剩余)输出能量的稳定均匀输出，由此而设计一套储电系统，输入能量方面可按浮体每循环运行一次(周期)所消耗能量的多少来将输出能量等量均匀地输入储电器(涡簧储能转换方案可考虑由涡簧储能解决)，再分别提供给消耗系统。剩余能量对外输出。第二、这两个方案的浮力发动机都可采取联机群体组合。即机壳连造，多机组合，既节省大量机壳建材，同时如电动抽气机、自控、能量转换系统等某些部分可联合共用，还可省去储电系统。联机群体组合的浮力发动机组依照它们的设计程序循环运行，实则是一件节省大量建材、设备、资金，减少能耗，加倍提高浮力发动机(剩余)输出能量的尚好方案。
第三点、因该机机壳非常高大，对于浮力发动机中每边齿轮链条，都宜设计双轮双链，或者双轮宽轴链条，且在每组链条内设置固定滑架，竖直滑板贴近链轴，可使链条上之物(浮体、重物)稳定而上下运行，也避免滑链问题。因图是剖视图，故未示出。第四点、以上三点均未图示，特作说明。
本发明的最大(剩余)输出功率(单位千瓦)的设计步骤和方法措施可遵循下列公式进行。
(输出能量－输入能量)×横扩倍数×增压倍数×循环次数/小时，只有使式中(输出能量－输入能量)＞0时，本发明才具有实际意义，方可实现“输出能量－输入能量＝剩余能量”之目的。其中“输出能量”指浮体具有浮力后由自控系统作用下的能量转换系统转化而产生的能量，输入能量是指以电动抽气机给浮体抽气使之具有浮力以及自控系统所维持循环消耗的能量，这两者之差即为剩余能量。这个结果是根据前述原理完全能够实现的，并且它所表现出的是人为建造技术尽可能达到的浮体最大上升(固定)高度之后，在一个标准大气压下循环往返转换一次产生的剩余能量的基本设计数据(数据单位是千瓦时，后乘以循环次数/小时单位就是千瓦)。这是本发明至关重要的第一步和纵向提高(剩余)输出功率的技术措施。
在第一步设计基础上，才可根据“输出能量－输入能量＝剩余能量”这个关系式，运用数学原理，把式中输出能量(被减数)、输入能量(减数)扩大相同倍数，那么，剩余能量(差)也会扩大同样倍数，这是尽可能的横向扩大(简称横扩倍数)，提高浮力发动机剩余输出功率的第二步技术设计措施。
第三步、依照浮体等上下循环运行区域给浮力发动机设制坚固、耐大气高压(气密度达100％)的机壳。浮体等循环系统密封于内。根据技术设计规定要求，给机壳内加注高压空气。如此，机壳内气压增大多少倍(简称增压倍数)与第二步设计一样，使其中的输出能量、输入能量、剩余能量也同样增大多少倍。设制机壳对于浮力发动机还有完整稳定和保护作用。这一步是现在技术可能达到的高压标准下成几倍、几十倍乃至几百倍具有飞跃性地提高浮力发动机剩余输出功率、能使本发明成功的最重要的技术设计措施。
第四步、主要应该考虑浮体载荷循环往返速度，努力缩短浮体上下循环周期，增多1小时内浮体往返次数(循环次数/小时)。因为1小时内增多几次，剩余输出功率就能增大几倍。方法一是应用大功率、效率高的电动抽气机或者设制多台电动抽气机给浮体(B仓)排气以缩短时间。二是增大小型电动机功率、速度来缩短时间，其次注意缩短小底水桶装水、放水及浮体于上端时的进气时间。
最末，还要考虑浮力发动机所要遇到的各方面的能量损失，去之后即可得到所设计出的浮力发动机最大的剩余输出功率基本数据。
根据上述技术设计原理原则，在本发明的优选实施例中，所述浮力发动机涉及涡簧储能转换和提水发电转换两个实施方案。它们包括机壳、齿轮、链条、重物、浮体、电动抽气机、浮体循环运行自动控制(电源)系统和能量转换系统。
下面结合附
图1描述本发明以涡簧储能转换方案之实施侧。
如附图1所示，此浮力发动机壳1内上下、两边各设置固定一对对称齿轮2，齿轮上下各边由链条3套连，链条上端外侧对称固定相等重物4，下端之间固定浮体5。在浮体B仓底侧设有进出气管6，此管中设有一电磁阀7(都为通电即开，停电即关)，管口正接(接触口一定设置垫圈，紧密绝不漏气)电动抽气机8的吸气管口9，电动抽气机的出气管10要回穿机壳内。在浮体侧面还设有对称触桩15和16，机壳上部设有顶触桩17和18，下部设有底触桩19和20与之对应。在触桩16中有通向浮体进出气管6中的电磁阀7的上下连通着的电原触头21，它的电源是靠顶触桩18下的供电触头26和底触桩20上的供电触头23供给；在触桩16下还有∩型连通电源触头22，在底触桩20上还设有与之对应的通向电动抽气机的电源进线触头24和出线触头25。在机壳中下端一齿轮上设置一同轴从齿轮11，齿连于传动齿轴12进入机房内，再齿连一斜齿轴27，斜齿轴一端连于自控器13所控制的小型电动机14(齿)轴上，另一端连于涡簧储能转换装置28之(上条)齿轴上，经此转换传能于发电机29之(齿)轴上。
此方案之浮力发动机工作过程如下所述。
浮体5落下，其触桩15和16分别停于底触桩19和20上，浮体下侧进出气管口6与电动抽气机8的吸气口9吻合连接，在触桩16下的电源触头21、22分别与底触桩20上的供电触头23、24、25接触通电，使浮体的进出气管中的电磁阀7打开，电动抽气机8也开始(使用储备电源)工作，抽出浮体B仓中空气经出气管10进入机壳内。B仓空气抽至要求标准后，此浮体产生的浮力应与经从动轮11、传动齿轴12、斜齿轴27传到涡簧储能转换装置中所接收的力相等，使它们处于平衡(静止不动)状态。这时立即由自控器13发出指令使小型电动机14通电转动，动力通过斜齿轴27、传动齿轴12、从动轮11使齿轮2等带着链条下端间的浮体快速上行，链条上端外侧重物同时下行。浮体上行时触桩离开断电后，电磁阀7自行关闭，电动抽气机8也随之停止了工作。浮体上行时(浮力)产生的力矩已由斜齿轴传进涡簧储能转换装置，经此连续稳定均匀地带动发电机29运转发电，此电源如前所述一部分满足循环消耗输入能量，剩余能量均匀稳定对外输出。当浮体上行到触桩15和16分别与顶触桩17和18接触时停止，这时自控器13所控制的小型发动机也已停止转动，顶触桩18下供电触头26与触桩16上电源触头21接触通电，使电磁阀7打开，空气由进出气管9进入浮体B仓内，空气进满后，它们又进入平衡状态，此时由自控器13发出指令通电使小型电动机14逆转，则浮体下行而重物上行，断电后电磁阀7关闭。在此过程中涡簧储能转换置的上条轮自动滑行不受动力。发电机29则靠该装置储能连续稳定均匀输出而发电提供各个方面。浮体下行至触桩15和16与底触桩19和20接触即止。自控器13指令小型电动机停转。随即重复进行第二个工作过程，如此不息。
下面结合附图2描述本发明以提水发电转换方案之实施例。
附图2为根据本发明提出的浮力发动机以提水发电转换方案的剖视图。
此浮力发动机之提水发电转换方案(图2)所标示的1——26号各部分特征功用与涡簧储能转换方案(图1)所标示的1——26号各部分特征功用完全相同，故不复述。如附图H所示，触桩15上有通向浮体B仓下所挂小底水桶37底部放水管38之外管41上的电伸缩装置42的电源触头27，还有通向放水管38之内管40里的电磁阀39之电源触头28，供给它们电源的分别是顶触桩17下的供电触头30和29。在机壳上部设有上端水池31，池底有电阀32，此电阀与压力管33连接，压力管垂直伸至底端水轮发电机34，尾管35，连至下端水池36。
此方案之浮力发动机工作过程如下所述。
浮体5落下时，其触桩15和16分别停于底触桩19和20上，浮体下侧进出气管口6与电动抽气机8的吸气管口9吻合接触，在触桩16下的电源触头21、∩型连通电源触头22分别与底触桩20上的供电(预储电能)触头23、24、25、接触通电，使浮体B仓下侧进出气管6中的电磁阀打开，电动抽气机8即开始工作。抽出浮体B仓中空气经电动抽气机的出气管10进入机壳内(保持气压)。与此同时，浮体8仓下所挂小底水桶37将顺边翻倒(按设计要求量)装满水，B仓空气抽尽至设计标准后，此浮体所产生浮力则与小底水桶37中装水重量相等，使它们处于平衡(静止不动)状态。这时立即由自控器13发令使小型电动机14通电转动(打破平衡)，动力通过传动齿轮12、从动轮11使齿轮2等转动带动链条3下端之间浮体B仓下所挂小底水桶之水快速上(顺)行，链外重物4同时下行。浮体上至顶端，其触桩15和16分别停于触桩17和18下，自控器13指令小型电动机停转稳定，此时触桩16上的电源触头21与顶触桩18下的供电触头26接触通电，浮体B仓下侧进出气管6中电磁阀7则打开使空气进入B仓。与此同时(实际应先一点)，触桩15上的电源触头27和28分别与顶触桩17下供电触头30、29接触通电，使小底水桶37的放水管38之外管41的电伸缩装置42工作——外管41立即于内管40上滑行伸长，而内管41中电磁阀39也打开放水至上端水池31中，(水按循环周期时间内等量均匀地经电阀32放水入压力管33直下水轮机34发电。水经尾管35入下湍水池36。电能如前所述分别供之。设计时，一定注意放水量和进气量基本相等以保持平衡；放水管离上端水池略高一点，确保放水到位和不使外管挂搁上端水池上多一点时间)当B仓空气进满，小底水桶37中的水放完时，则这两大力平衡。自控器13又立即指令小型电动机14逆转，使浮体等下行、重物上行。触桩离开后断电，电磁阀7和39立刻关闭，同时外管41迅速收合于内管40上。浮体落下，自控器13指令小型电动机14停转。此时立即开始如前所述的第二循环工作过程，如此不愿。
权利要求
1.一种浮力发动机，其特征包括机壳1，机壳内设有上下左右对称的齿轮2，齿轮上下各边由链条3套连，链条上端外侧对称固定重物4，链条下端之间固定浮体5。浮体B仓底侧设有进出气管6，管内设有电磁阀7，管口吻接电动抽气机8的吸气管口9，其出气管10回穿机壳内。又在一齿轮上设置一同轴从齿轮11，它连接传动齿轴12、自控器13所控制的小型电动机14于机房内。此浮力发动机也包括触桩15和16、17和18、19和20；还包括浮体循环运行自动控制电源系统和能量转换系统。
2.根据权利要求1所述的浮力发动机，以涡簧储能转换方案之浮体循环运行自动控制电源系统特征为触桩面设有电源触头21、22、23、24、25、26；能量转换系统特征在于一斜齿轴27连接(小型电动机14和)涡簧储能转换装置28及发电机29。
3.根据权利要求1所述的浮力发动机，以提水发电转换方案之浮体循环运行自动控制电源系统特征包括触桩面电源触头21、22、23、24、25、26、27、28、29、30；能量转换系统特征包括机壳内上端水池31，池底电阀32，并依次连接压力管33，水轮发电机(组)34、尾管35至下端水池36，此系统还包括浮体B仓下所挂小底水桶37，桶底设有放水管38，管内设有电磁阀39，放水管由内管40和外管41构成，外管上设有电伸缩装置42。
4.根据权利要求1所述浮力发动机之2、3方案，均可实现联机群体组合。
全文摘要
一种浮力发动机，它包括机壳、齿轮、链条、重物、浮体、电动抽气机，浮体循环运行自动控制(电源)系统和能量转换系统。在此浮力发动机的一次循环过程中，用于实现循环所需的输入能小于其所产生的输出能，从而通过循环提供剩余能量。从内部看，本发明是利用大气浮力运动规律，使浮体在自控系统作用下循环载荷做功以实现大于输入能量的输出能量而连续对外提供剩余能量；从外部(整体)看，本发明则是一种不需外界任何输入能量却能对外永久输出能量的发动机。
文档编号F03B17/04GK1124822SQ95109839
公开日1996年6月19日 申请日期1995年8月22日 优先权日1995年8月22日
发明者张长灵 申请人:张长灵