专利名称：引力能发电系统装置的制作方法
技术领域：
《引力能发电系统装置》，又称《引力能发电机组》，所属“技术领域”能源技术，水力发电、再生性能源设备。由于一次性能源、资源性能源越用越少，开采难度逐步增大，但是人类对能源的需求却有增无减，对环境的负面影响越来越大，逼迫人类寻找新的方法来应对能源危机。《引力能发电系统装置》将开辟新的能源领域“隐形能源”。“引力”作为物质的特性之一，人类不管怎样开发利用“引力能”，“引力”都不会增加和减少，人类只利用地球“引力”的万分之一来发电就能满足人类的能源需求。“引力能”是“天上掉下来的能源”，是取之不尽用之不竭的，是“老天爷”白给的。《引力能发电机组》是用“引力能”来发电的机器，不消耗任何能源(据报导目前平均能耗占电价总成本的百分之七十)，这样会使电价大幅度降低，廉价的电源为电解水的商业利用提供了条件，“氢”将成为未来的主要能源。
背景技术：
水力发电的水是靠太阳的热能使水变成为蒸气后，又变成降雨，使水的位能提高来发电的，目前人类是无法控制的。《引力能发电系统装置》的动力源是人为设计和控制的，是连续地循环使用的，从本质上说是无能源消耗的。
发明内容
A，《引力能发电机组》是用水作为介质来利用“引力能”的〔当然也可用任何液体作为介质)，主要是利用“引力”使水形成的“位能”和“重力能”，通过《液压式水轮机》将水能转换成机械能来发电的。其循环过程如(图1)所示1，水泵I(Nl)由主水泵和副水泵组成，主水泵供应整个循环系统99%的流量的需要，剩余的由副水泵供给，副水泵有变量功能能精确调节流量，当然系统要求流量Q必须精确时才设副水泵。水泵扬程占循环系统水高Hniax的10-50%，主要作用是使AB两端形成落差,使水产生流动，水流有足够的能量“运动势”时，带动水轮机N6使发电机发电，NI是循环系统的“原始动力发动机”。2，出水池2 (C2)主要功能是为NI提供水源，泄压和冷却回流水。依山而建的水池可根据地形尽量大一点，平原地区建水塔的水池与水管的截面积应在10 I以上。3，进水池3(C3)为接纳NI的水流而建，主要功能是冷却水流，蓄备能量使系统获得足够的流量，产生足够的动能使N6正常工作。4，水管4(G4)相当于机械设备中的齿轮或者皮带，是用来传递功率的。为了控制水流温升过快，应适当加大管径降低流速，当然在高寒地区、平原地区为减少投资管径可适当改小。5，进水闸阀5(F5)其作用为检修时防止水流出系统，开机时水位在进水池适当位置才开启闸阀，在系统运行中可根椐需要调节水流大小，使系统平稳运行。6，水轮机6(N6)系统最核心部分，N6是专门为“引力能发电机组”设计，只要每台N6能达到效率η在80%左右、又能串联多台同时工作就能满足系统需要(关于Ν6，专利申请号:201210314331. 3，已讲述，请查阅)。7，排水闸阀7(F7)其作用为，检修时关闭闸阀防止水流出系统，并配合N1、F5等调节水流流量、流速，使N6能正常稳定工作。B，《引力能发电系统装置》是怎样将“重力能”放大的，怎样不用煤炭、石油、天燃气也能发电1，从(图1)知道如果没有外力，没有F5、F7的约束，系统里的水理论平衡点在Ha二分之一处，正是NI的作用打破了系统的平衡，形成了循环水流，水的流动就会产生动能，就会由N6将水能转变成机械能来发电。《引力能发电机组》主要通过利用大气压、引力产生的“重力能”和水流在循环系统中“位能”，巧妙的利用水流在系统中的质量变化。NI通过少量电能就使水循环流动起来，由于地球引力的原因联通器AB两端的水只要不平衡，水就会流动，而永远都只会往低处流动，流动的水就具有了动能，联通器里的水会因位置和截面积而引起质量和速度的变化，一般为水越深水的质量就越大，截面积越小水的流速就越快，水轮机N6就是利用了这两个特性而大大的提高了工作效率。2，从(图1)所示，水泵NI需耗电能是负值，其数学关系为HmaX = Ha+Hb NI ≤ N6 NI = Ha NI = O. 1-0. 5Hmax Ha ( HbN6=^+i^a
NI (功耗)=HaQ/η Ν6 (平均功率)Q + IIQ
α2, BDQ =流量 m3/s FN (总功率)=N6,1+N6，2+N6，3+…+N6Z-N1FN = N6 (Z-1) Z = N6 总台数3，举例说明有一引力能发电系统装置Hmax = 1000m Ha = 500m Q = lm3/sN6的η预计在O. 8-1. O之间，这里取1，Z = 500台，试求该系统总功率FN是多少？解已知N6，l# = IOOOmQ N6,500# = 500mQ N6N(平均功率)=(1000m+500m)/2Q = 750mQ根椐估算公式N6N=|1/2HaQ + " Qfn = N6N(Z-1)
2βO
Ν6Ν= (ix500m X 1000K g / s +500m X 1000K g / s ) 102K g · m / s =750000K g · m / s +102K g / s =7352. 941 KwFN = 7352. 94IKw X (500-1) = 3669117. 559Kw答该系统发电有效总功率为367万Kw。(NI功耗在大多时间里都小于N6)4，简单分析《引力能发电系统装置》是怎样将“重力能”放大的从(图1)所示，B端NI的消耗的能量和对应的A端的Ha产生的的能量，如果忽略机械损失，NI =Ha是成立的，也就是说NI的耗电和Ha产生的电能是相等的。我们知道在密闭的容器里，在容器的任何地方加压，其压力都会不变的传递到容器的任何地方。《引力能发电机组》是在联通器相互关联下进行工作，水流也具有了液压的性质，在NI的作用下使整个系统的水产生了流动，流动的水就具有了动能，动能是物质运动而具有的能量。在系统中水流在不同的位置运动，实际形成了不同位置的位能，具有了相同位能的质点压力。所谓质点，是指体积足够小，以至转动可以忽视的物体。可视为质点的物体，通常用重心的位置代表物体的位置，用重心的运动代表物体的运动。另外，任何尺度的物体，即是不能视为质点，然而可想象地加以分割成许多小的部分，而每一部分都可视为质点，即是说任何形状和尺度的物体都可视为由许多质点组成。从举例说明例子中，NI和Ha的最大质点是50Kg/cm2，而N6°°1#水流进口处则是100Kg/Cm2。系统中流量Q在各部位置都是相等的，这时的N6点的动能就是NI产生最大动能的两倍。由于流量Q相等，循环系统中各部位置的截面积的变化，就会引起各部位置的流速的变化， 当截面积增大时，流速就会变慢，流速与截面积成反比，要想知道某点的流速，只要弄清楚流量Q通过该点的截面积就行了。《引力能发电机组》系统中N6的J点截面积最小，而较长，并带有弯度，是系统中流速最大的地方，也是流体温升和压力损失最大的地方，适当选择N6的流速和转速尤为重要，应根椐N6所需转速和J点温升(压力损失)允许值来选取该点流速，一般应与试验数据为基础优选确定。在“举例说明”中N6_-N65_，各个N6之间相对压力差都是O.1kg(Im)左右，而绝对压力差都会在彡50kg/cm2中，用lm(0.1kg)的落差使N6获得了彡50Kg/cm2水流动能。从(图1)中知道只要改变HmaX、N1、N6、Q、z的任一数值，都会引起总功率FN的改变，其变化规律成正比例，就是说要想得到足够大的总功率FN，就需适当增加N1、N6、HmaX、Q、z的数值。其中选择NI的数值尤为重要，是上述各项的设计基础，因为NI工作段水的质量最小，所以功能消耗也最少。而水轮机N6设置在循环系统的底部，这里的水由于被压缩质量发生了巨大变化，水流的动能会因水的质量变化而变化，一般会成正比例变化。也就是说NI的流量Q的能耗永远小于流量Q作用在N6时产生的功率，《引力能发电机组》就是利用能源输出永远大于输入来获取新的能源的。
1，图1是引力能发电系统装置循环示意图
N1-水泵1，C2-出水池2，C3-进水池3，G4-输水管4，F5-进水阀5，N6-水轮机6，F7-出水阀7，A-进水池3池内水的水平端面，B-出水池2池内水的水平端面，NI水泵的扬程就是从B端到A端的高度，对应的是Ha。水轮机N6中心位至B端高度为Hb，Hmax等于HaHb之和。
2，图2是系统水流运动不意图
A-进水池3至水轮机N6间输水管。B-水轮机N6进出口与主管道联接段。C-水轮机N6机内水流工作段，也就是J点的工作段。D-水轮机N6之间的主管道。E-水轮机N6出口至出水池2间的输水管道。
具体实施例方式 1，《引力能发电系统装置》目前只是一种假设，要获得成功需从简单开始，下面将设计总功率为30万KW作为设计目标，选择数据(包括水能机N6)如下
NI = 60m Hmax = 160m Q = 4m3/s Z = 60 N6 动轮 Φ = 2m动轮宽=ImJ 点高=0. 07ma,计算水泵NI所需功率N (功耗)NI = 4000kgX60m/s + 102Kg。m/s+ η (O. 8) = 2941. 1765Kwb，计算N6°1#最大功率N ( η估算为I)N = 4000KgX 160m/s +102Kg。m/s = 6274. 5098Kwc,计算N6_产生功率N N = 4000KgX 100m/s +102Kg。m/s = 3921. 5686Kwd，计算水轮机N6平均功率N N = 6274. 5098Kw+3921. 5686Kw/2 = 5098. 0392Kwe，计算总功率FN :FN = 5098. 0362KwX60-2941. 1765Kw = 302940. 9955Kwf,计算N6J点流速V V = 4m3/s -1- (0. 07m X lm) = 57. 1429m/sg,计算N6转速η η = 57. 1429m/s + 6. 2832m = 9. 0946r/sX60 = 545. 6728r/min2，根据选择数据，从简单开始首先寻找现有落差200m左右水头的水库(水溏)，水库出口河岸较平坦容易安装5台以上N6的地方。由《液压式水轮机》发明说明书第一页所述“8，N6联接在水头最低端，其工作流程为水库门闸1，(控制流量Q)—管道2，(输送水流)一闸阀3，(调节N6流速)一压力表4，(观察N6进口处压力)一《N6》5，(一台或若干台)一压力表6(观察N6出口处压力)一闸阀7，(调节N6出口压力)一管道8，使水流进入河道。”在这里只要将管道8出口抬高，使水流进入适当高度的出水池，只增加抽水机将出水池的水进入水库，就形成了(图1)所示的水流循环系统。如果环境条件允许可同时安装若干套这样的系统，将会极大地增加发电量，将会极大地提高水库的利用率，极大地降低电力的生产成本。3，《引力能发电系统装置》的水流控制分析水流在系统中的运动情况及控制，水流在系统中运动情况如(图2)所示A段包括进水池3、管道4、闸阀5、压力表等，管径除满足流量Q需要外，还要照顾到系统的温升状况，流速m/s取在Im至IOm之间，流速越快会使摩擦力增大而影起温升。B段N6进出口与主管道联接段，由于N6出口水流速度大冲击力也大，为减少对主管的冲击力，应适当增加联接主管的距离，可在5m-20m间选择，管径应符合N6进出口的联接尺寸。C段指N6机内水流的工作段，也就是J点的工作段，前面计算过流速为57. 1429m/sj点工作长度和60台总长度为6. 2832mX0. 75X60 = 282. 744m在总长度282. 744m工作水流速高达205. 714Km/h,高速水流不断摩擦机壳会引起温度升高和压力下降，温升的高度和速度理论上是无法确定的，只能通过试验和实践确定，大多以条件相当的特定试验数据为基础，再适当地考虑具体情况，选定相应的安全系数。
因系统工作安全需要，水温应保持在60/C°以下，如果水温过高应在N6之间设立降温装置，以保持系统温度平衡。D段指N6间的主管道，主要作用是冷却水流和蓄能。因系统工作安全需要，预计系统温度在70/C°左右时，应在N6之间设置降温装置，以降低系统温度，如加长加大D段管道，并在表面增加散热面积，使流速降低、延长降温时间、加快降温速度。系统温度在80/C。以上时，必须降低N6转速降低J点流速，以满足系统温度应保持在60/C°以下的需要。系统工作温升保持在60/C°以下，是设计N6转速的第一要素。当N6转速不能满足发电机转速要求时，也可从新设计发电机，如加大转子直径来提高切割磁力线的速度，使发电机转速降低而符合N6转速要求。E段包括出水池、N1、管道4、出水阀7等，末端出水口还增设了流量调节阀，调节阀设置在水流压力最低的地方，更容易较好地控制系统流量。首先要求NI能给系统提供稳定的流量，流量Q是系统各处流速的基础，控制好了流量Q就等于控制好了系统各处的速度。另外，还需加上末端流量调节阀的配合，理论上C2和C3应设置水位标准线，并作为系统加水的依据，这样如果C2水位(以标准线为准并且截面积C2 = C3)增加了 lm，C3就会减少lm，反之C3水位增加了 lm，C2的水位也就会减少lm。只要在C3标准水位上下Im处设置水位开关K1和K2就能控制末端的流量调节阀。
所谓的流量调节阀实际是主管道末端开的三个水流孔，主孔径负担95%流量，其余两孔各占流量Q的5%。一般情况在弹簧的作用下一个孔是关闭的，只有当C3水位上升打开开关K1接通电源使电磁阀工作打开关闭的孔洞，输出流量增加，就会使C3水位慢慢下降，当水位降至标准线时关闭I。只有在C3水位降至标准线Im时才会打开开关K2，使电磁阀关闭常开的孔洞，由于输出量减少，C3的水位会慢慢上升，当水位升至标准线时1(2自动关闭,这样的往复自动调节,基本能满足系统要求。E段流速应根椐当地气侯地形在lm-10m/s间选择，以此确定所需管径,如果条件允许管道末端可适当加大，流速降低有利于流量的控制。4，《引力能电系统装置》管道壁厚的选择，安全起见选用压力容器公式来计算确定管道壁厚δ，安全系数η可在2-5间选择，管内压力lOKg/cm2以内按2_3选择，以后管内压力每增加3K g安全系数增加O. 1，管内压力增加30Kg安全系数η也应增加1，管内压力在100-200kg/cm2应该是实用的。管道的壁厚δ按以下公式进行计算δ = PD/2〔 σ〕cm 〔 σ〕= σ b/n式中σ管道壁厚δ P管内压力Kg/cm2 D管道内径c m〔 σ〕所用材料许用应力kg/cm2σ b所用材料抗拉应力Kg/cm25，《引力能发电系统装置》可行性探讨及使用前景展望a,浅谈对《引力能发电系统装置》的认识《引力能发电系统装置》可以看成一个宇宙的小天体，NI就象太阳系中的太阳，给系统带去了循环的动力，大循环的水流给小循环的水带来了机械能，N6在高速水流和惯性力作用下形成自转。机械能在这里包括动能和势能，动能指速度决定的能量，势能指由位置高度决定的能量。循环水流受大气压和地球引力的影响，系统中的水流位置变动使水的质量也跟着变动，NI在水的质量最小时工作，为系统提供了所需的流量，这时所需的能量最少。N6在水的质量最大时工作，这时产生的能量最多。正是这一多一少的不停交替，使系统获得了功率放大效果，用功率放大方式获取新能源，将是未来获取能源的主要方式方法。b，《引力能系统装置》具有巨额财富，将会产生不可估量的经济价值“天上掉馅饼”是人们的幻想，《引力能发电机组》将会使幻想成为现实，该技术就是为开发来自“天上的能源”。其实，天上时时刻刻都在不停的掉“馅饼”甚至可说是在掉“黄金”，只是过去没认识到，《引力能发电机组》就是邦人类不停地捡天上掉下的黄金。“引力”作为任何物质都具有的特性之一，不管人类怎样开发利用“引力能”，“引力”都不会增加也不会减少，人类利用地球“引力”的万分之一来发电，就能满足人类、动物、植物的能源需求。“引力能”是“天上掉下的能源”，是“老天爷白给的”。《引力能发电机组》由于没有能源消耗，它会将使发电成本极大地下降，可降低成本50%以上(注据报导现在平均能耗占电力成本的70%以上，而《引力能发电机组》结构简单，其制造成本、生产成本、维护成本，远比现在运行的火力发电厂和核电站的发电成本低很多)。发电容易了，电多了，电价降了，电会不会引起生产过剩呢？回答是肯定的，是不会的！原因是人类一直在寻找除电以外还能不能分解水的办法，但是没获成功，电解水做能源需要无穷多的电能。电能使水分解成氢和氧，氢能燃烧，氧能助燃，燃烧后又会还原成水。过多的电、廉价的电使水电解成氢和氧提供了商业利用条件，未来的能源就是氢。有了电就能开动机器，就能开动汽车，就能开动火车，就能使家用电器为人类提高生活服务，就能使农业工厂化、机械化、自动化早日成功实现。遇不方便使用电的地方，就用氢和氧作能源，这样，就从根本上解决了人类的能源危机。C，“引力能”也可称“暗能量”，开发利用“引力能”是人类利用“隐形能源”的第一
次尝试“引力能”作为“隐形能源”是取之不尽，用之不竭的。《引力能发电机组》是开发利用“暗能量、暗能源”的最好工具。开发利用“暗能源”远比开采石油、天燃气、煤炭容易得多，最终将使煤炭、天燃气、石油失去开采价值。《引力能发电机组》从零消耗能源发电过程，就是从无到有、从虚到实的能源转换过程，就是人类开伐利用“暗能源”的过程。为解决能源危机打下了坚实的基础，能源危机、环境污染、温室效应、将随之远去。d，《引力能发电机组》开发潜能巨大影响《引力能发电机组》寿命的主要部件是N6的轴承和端面密封的动环、静环，应成为人类重点研究对象，一但磨损问题得到解决，《引力能发电机组》实质上就是一组《永动发电机(永动指对於个人)》了。《液压式水轮机》提到，初级阶段设计的N6，由于制造材料强度关系，只利用了总机械能的3%-17%，开伐利用潜能巨大。在结束语举例中，目的就是要告诉人们，能源危机已经过去，能源问题已由主要问题变成了次要问题，找到了全面利用地球引力的途径和方法，能源问题将会变得不成问题。今后的主要问题是解决制造材料的强度，提高材料强度是人类永远需要不断解决的问题。从某种意义说能源就等于材料强度(主要指钢材)，钢材就等于能源。
权利要求
1.《引力能发电系统装置》是用水作为介质来利用“引力能”的，循环水流受大气压和地球引力的影响，系统中的水流位置变动使水的质量也跟着变动，水泵NI在水的质量最小时工作，为系统提供了所需的流量，这时所需的能量最少。《液压式水轮机》N6在水的质量最大时来工作，这时产生的能量最多。正是这一多一少的不停交替，使系统获得了功率放大效果，使人类获得了新的能源。《引力能发电系统装置》与现在的水力发电站相比技术特征为；水电站水头高度受水源、环境等因素影响，水头高度选择受限，《引力发电系统装置》水流高度可人为设计选择，目前受系统材料强度影响，可在2KM以下任意选择，并且，可在很大范围内选择流量、水轮机台数。
2.系统水流在循环运动中不断地提供水能给《液压式水轮机》，水流往复使用，水源的水无损耗，代替太阳作用的水泵NI，可自主选择扬程高度及流量。
3.系统获取新的能源多少，可人为设计和选择，在无能源和任何其它物质消耗下，得到的新能源很容易实现，找到了全面利用地球引力的途径和方法，能源问题将会变得不成问题。
全文摘要
引力能发电系统装置是用水作为介质来利用“引力能”的，主要是利用“引力”使水形成的“位能”和“重力能”，通过N6将水能转换成机械能来发电的。循环水流受大气压和地球引力的影响，使系统获得了功率放大效果，由于没有能源消耗，电的成本可降50％以上。利用“引力能”是人类利用“隐形能源”的第一次尝试，“引力能”是取之不尽，用之不竭的。系统从零耗能发电过程，就是从无到有、从虚到实的能源转换过程，就是人类开伐利用“隐形能源”的过程。找到了全面利用地球引力的途径和方法，能源问题将会变得不成问题。今后的主要问题将变为制造材料强度，强度是人类永远需要不断解决的问题。从某种意义说能源就等于材料强度，钢材就等于能源。
文档编号F03B13/06GK103032252SQ20121039002
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者李广才 申请人:李广才