浮力发电的基本原理、方式、装置及数据的制作方法

专利名称：浮力发电的基本原理、方式、装置及数据的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源领域，是一种可作为基础能源使用的绿色能源的工业化生产方法。
背景技术：
目前，世界的基础能源供应形势越来越严峻，油、气、煤等已显匮乏，能源价格持续上涨；水电、核电投资巨大，并且供不应求，同时安全、污染、移民等诸问题也随之而来；作为新能源的太阳能、风能、潮汐能、生物能等，电量既少又不稳定，难以适应我国经济快速发展的需要。一句话，对于日益短缺的能源供应，尤其是清洁、大量、稳定的新能源供应，至今尚无一种有效地解决方法。

发明内容
本发明的实质和意义在于利用海洋的巨大浮力进行发电，使新能源供应从此走上不虞匮乏之路。
一、浮力发电的基本原理一、宇宙是不断运动的，比如太阳、月亮、地球日夜在运动；宇宙又是互相联系的，这种巨大的不间断的运动在地球上必然有所反映。对于这种天然的联系，反映较为明显的包括海洋。
二、在实际环境中我们发现，海平面的升降并不是一蹴而就的。它是以波、湧、浪的形式为载体逐步完成的，从而使海洋的巨大能量得以储存、传递和释放。而波、湧、浪的运动又带来了浮力的变化，因此，海洋的巨大能量可以通过采集浮力的方法得到。经实际观察和测算，这种浮力差比潮汐发电所得到的落差要大三千六百倍，如果说潮汐发电每天所得到的落差是8米的话，浮力发电每天所得到的浮力落差则是二万八千八百米，是喷气飞机的一倍多。
三、广阔的海洋是压力与浮力的矛盾体。如果说海洋的压力方向在一定条件下是“向下”作用的话，那么浮力的作用方向则是“向上”的。压力有压力差，浮力实际也有浮力差，人们有时把二者统称为压力。为了叙述方便，本文把二者区分开来。
生活中我们经常看到，无数船只在大海中漂泊和颠簸，每一次颠簸的周期虽然很短，但力量却很大，即使巨大的航母，也要在这种颠簸中航行。如果说船的漂泊是浮力作用的话，那么船的颠簸则是浮力差所致。把这种短暂的、巨大的、由浮力差带来的能量，按照自然规律有秩序地排列、循环和利用起来，即可转化成为人类造福的巨大绿色电能。
四、海洋的能量不但充足而且稳定，这一点和风能、太阳能不同。大家知道，月亮、太阳、地球三者每时每刻都在作着相对运动，这一运动有吸引力。对地球来讲，这种吸引力月亮约占72％，太阳约占13％，地球上的海洋随着这种吸引力进行有规律的运动。而作为固态的陆地对这种吸引力的反映则差得多。爱因斯坦先生在广义相对论中说“物质的运动是物质的引力场派生的”。由于海洋和陆地对引力场的不同反映，也就造成了二者不同的状态。海洋有规律的运动，陆地相对不运动，这样就出现了海洋中的浮力差和海洋与陆地之间的压力差。
这种吸引力是如何变成海洋能量的？经过长期观察得出如下认识。首先，在这种吸引力的作用下，海洋中产生无数个质点，无数个质点又引发了无数的震荡，无数的震荡又产生了无数的震荡波，这种震荡波造成海平面的高低不同，这种高低不同就是我们所指的浮力差，浮力差携带着来自天体的巨大能量，这种浮力差在运动时，就是人们常见的湧。
其次，刚才我们已经介绍了，海洋与陆地之间还有一个压力差。海洋对引力反映敏感，压力大，陆地相对海洋的压力要小得多。因此在靠近陆地的区域，湧总是向陆地方向传输。根据有关资料和实际观察，一年当中，一米以上的湧高约占90％，加上0.8米以下的湧高，约达到95％，其能量来源相当充足和稳定。
五、由于客观世界的复杂性，就目前来讲，并不是所有的震荡波都便于控制和利用，要有所选择。
实际情形告诉我们，波在传输时的基本形态是圆形的，但是这个“圆”并不明显，因为我们常见的波是互相交织在一起的，是变了形的。前面讲过，由于海陆的压力不同，随着波以湧的形式向陆地靠近，由于陆地阻力和回流的影响，其形状由开始时的圆形逐渐被挤压成了椭圆形，这些椭圆形连接起来后，又形成了一道道边缘更长、角度更大、距离更加均匀的弧形波。因此，我们在岸边看到的湧，往往是一排排“扑”向海岸，而距岸几公里的海水则仍以震荡的形态保存和传输能量。我们暂时选择的是离岸较近的那一部分，即使这只是辽阔海洋中的极小部分，其能量目前也已足够了。
六、物理常识告诉我们，浮力的大小等于被物体所排开的流体的重量。当物体(本文特指采能船，下同)在浮力差的作用下浮起的时候，所排开的水量逐渐减少，从而使浮力差减小到不足以支撑采能船时，采能船又在地球引力的作用下“砸”回海面，“砸”回海面的采能船逐渐下沉时，所排开的水量又逐渐增加，因而浮力也随之增加，即反作用力也在增加，物理定律告诉我们，反作用力和作用力的大小相等，方向相反，当反作用力增加到采能船不能继续下沉时，采能船便以大小相等，方向相反的力量开始上升。这样一上一下循环往复，把海洋中获得的浮力不断输送出来，从而达到浮力采能的目的。
二、浮力发电的基本方式及装置以下结合实施例，简要介绍一节当中的各部分装置及装置的工作方式。
1、制做采能船180只，每只长9米，宽2米，高3米，每只接受涌浪的浮力差后升力为2吨，船中部通过一个叫“支撑桥组合”的装置与支撑桥联结，船尾用固定舵保持船头方向；2、采能船做好后按一定斜度排列，并按排列斜度做一支撑桥。桥面与180只采能船相对应安装180套超越离合器，每套超越离合器为3只，总计540只。
3、在支撑桥上，180套超越离合器通过长轴和齿轮串联起来，然后再与变速箱和发电机联接起来。
4、输力杠杆把采能船采到的海洋浮力通过超越离合器90度左右的半旋转形态传到长轴和变速箱上，推动发电机的旋转。
5、以下结合示意图详细说明装置的综合动作过程；附

图1采能船组合。
首先，我们看到每只采能船的甲板前部有两根输力立柱，甲板中部有一根输力立柱，三根立柱都分别通过各自顶部的输力杠杆与支撑桥上的三台超越离合器相接。其具体输送能量过程如下设当底宽2米，顶宽1米，高1米，速度为每秒2米的涌浪正面冲击采能船时，采能船主要受到来自三个方向的综合力量。一个是采能船“砸”回海面后的反作用力，这是海水表面以下的浮力；高一米的涌浪自身所携带的浮力差，这是海水表面以上所增加的浮力；第三是以每秒两米的速度向采能船冲击的涌浪所携带势能。这三种综合能量每四秒钟循环一次。
采能船对三种能量的协同过程和采集过程如下按照后面所给数据，9米4秒，作功1.9秒的情形，采能船在第二道涌浪到达之前的2.1秒“砸”回海面。①海面以下的浮力以反作用力的形式将采能船向上托起，甲板上的三只输力立柱随船向上运动，开始作功。②第二道涌浪2.1秒后到达采能船头，将采能船的前部继续托起的同时，还利用自身每秒两米的横向势能，正向冲击采能船，三种合力使采能船向后上方运动，呈椭圆形运动形态，继续驱动输力立柱、输力杠杆、推动超越离合器做半旋转运动，至此完成一次做功的全过程。
采能船下的涌浪通过后，采能船又“砸”回海面，采能船的输力立柱，连同相连的输力杠杆，超越离合器都随之返回，进入再一次作功状态。每节的180只采能船都这样循环往复，做功也持续不断。根据实际测算，在涌距9米的情况下，一条采能船的一次起落周期为4秒，而做功时间为1.9秒左右，足可以保证所需能量的正常接续，使其不致出现间歇供能和间歇发电现象。
附图2支撑桥组合。
支撑桥组合，主要是指横梁到采能船之间的联接部分。这套组合主要达到五个目的。
1、要使采能船能够上下运动，以适应因海平面的高度变化所带来的浮力变化；2、要使采能船能够左右运动，以适应涌浪的角度变化；3、要使采能船能够前后运动，以吸收涌浪势能。
4、采能船中部与支撑桥的距离逐渐变窄，以增加浮力和做功时间；5、以上四点综合运动时，要适应采能船椭圆状运动形态。
因此，根据上述要求1、横梁两侧通过支撑桥的轨道适应采能船的上下运动；2、横梁中部的横向转轴适应采能船的左右角度变化；3、横梁转轴下方的纵向转轴适应采能船的前后运动；4、把支撑桥桥墩做成梯形，使采能船中部与支撑桥桥墩距离逐渐变窄，以增加浮力和作功时间；5、以上四点在做综合运动时，便可随采能船椭圆形运动形态动作。
附图3超越离合器组合超越离合器的主要功能有三个。
1、把采能船所采集的能量由椭圆状运动形态转变为半圆周运动形态；2、把这种半圆周运动形态组合起来后，可以保持做功的连续性；3、用这种“连续性”所做的功，通过与各个超越离合器串联起来的一根长轴，推动变速箱和发电机的持续旋转。
这里应特别指出的是，超越离合器每次做功时90度左右的旋转并不是固定的，它是根据海面浮力差的变化而变化的。通过实际观察、分析和测算，在每节由长轴串联起来的180只采能船中，采能船的做功数量总能均衡地保持在84只左右，即在支撑桥上的540只超越离合器中，总有252只保持在做功状态，所传输的浮力大约稳定在5010马力(装机)左右。
以上仅仅是一节的装机浮力。因能量是可以互相转化的，如社会需要多少油、多少煤、多少气、多少水等等能源或资源，都可以根据对浮力电的需求进行布置，因海洋广阔，布置多少节(组)都可以(详见做功单元循环表)，从而彻底缓解能源供应紧张这一矛盾。
三、浮力发电的基本数据掌握“七度”，即七个基本数据。它们是弧度、速度、长度、宽度、高度、密度、斜度。有了这七个基本数据，就可以演绎出众多数据。
弧度首先，实测当地湧的弧度，不同的海域是不一样的。
速度指湧的推进速度。
湧的高度湧高是以海面高度为基础的，湧高不同，浮力差也不一样。
采能船的长宽高度在“装置”一节中，有一个叫“采能船”的装置，主要指该船的长、宽、高度。
长度指“采能船”的集体排列长度和湧与湧之间的长度。
密度指“采能船”在一定范围内的摆放数量，密度越大，采能越多。
斜度指“采能船”的排列斜度，斜度不同，发电量也不同。
具体实施例方式
，下面根据上述七个基本数据举一(一组的)实施例已知1、实测弧度；2、速度9m4秒；3、高度1m；4、采能船的长宽高度9m×2m×3m；5、长度9m×9m；6、密度180只；7、斜度采能船依次后撤5cm。
计算1、每秒涌速9m÷4秒＝2.2m/秒；2、采能船每秒做功数220cm÷5cm＝44只/秒；3、采能船每只做功长度9m取4.25米；4、采能船每只做功时间4.25m÷2.2m＝1.9秒；5、1.9秒做功的采能船数44只×1.9秒＝84只(为了叙述方便，我们把84只采能船称为一个做功单元)；6、因已知9m(涌距)为一节(一组十节)，每只采能船接受浮力差后的起重重量为2吨；因此一组的装机为(2000公斤×9m×180只÷75公斤÷4秒)×10节×735瓦÷1000瓦＝10800马力×10节×735瓦÷1000瓦＝108000马力×735瓦÷1000瓦＝79380000瓦÷1000瓦＝79380千瓦(装机)7、以下是一组(十节)的做功单元循环表
180只×10(节)＝1800只附做功单元循环表8、以下是以10组为例的经济效益分析(2000公斤×9m×180只÷75公斤÷4秒)×10节×10组×735瓦÷1000瓦＝10800(马力)×10节×10组×735瓦÷1000瓦＝1080000马力×735瓦÷1000瓦＝793800000瓦÷1000瓦＝793800千瓦(总装机)年售电(市场价)793800千瓦×24小时×300天×0.4元＝19051200千瓦×300天×0.4元＝5715360000千瓦×0.4元＝2286144000元年节煤(市场价)5715360000千瓦×370克÷1000000克×300元＝634424900元＝2114683(吨)×300元＝634404900元总计2286144000元+634404900元＝2920548900元这里应特别指出的是这个产值和方法，不仅仅是从根本上解决能源的可持续发展问题，而且绝大部分都是利润，既没有原料消耗也没有环境污染，和我国现在的6比1的投入产出比截然不同，它不是靠不停的大量投入拉动的，这是一个经济增长方式的重要转变。
权利要求
1.本发明的技术特征是以天体对地球的引力，大气运动带来的风力，太阳的热力等综合作用于水面后，所带来的浮力变化为能量来源，利用水的巨大浮力进行发电；
2.根据权利要求书1、以水的震荡波为介质，通过物体对排开水量和由于水的势能而引发的浮力及物理变化，采集能量；
3.根据权利要求书1、2，为了保持做功时的连续性和稳态性，提出了“斜摆”方法和“做功单元循环表”，以及椭圆形做功形态。
4.根据权利要求书1、2、3用海洋压力和陆地压力不同的客观依据，支持了能量来源的稳态性和方向性要求。
5.提出了“浮力差”概念，即以水平面为基础的落差。
全文摘要
本发明的实质和意义在于利用海洋的巨大浮力进行发电，使新能源供应从此走上不虞匮乏之路。海平面的升降并不是一蹴而就的。它是以波、湧、浪的形式为载体逐渐完成的。而波、湧、浪的运动又带来了浮力变化。因此，海洋的巨大能量可以通过采集浮力的方法获得。这种浮力差比潮汐发电每天所得到的落差要大三千六百倍。如果说船的漂泊是浮力作用的话，那么船的颠簸则是浮力差所致。把这种短暂的、巨大的、由浮力差带来的能量，按照自然规律有秩序地排列、循环和利用起来，即可转化成为人类造福的巨大绿色电能。
文档编号F03B17/02GK101070812SQ200710000119
公开日2007年11月14日 申请日期2007年1月8日 优先权日2007年1月8日
发明者潘德志, 潘德良, 潘怡明 申请人:潘德志, 潘德良, 潘怡明