液体浮力发电装置的制作方法

本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种液体浮力发电装置。

背景技术：

现有发电装置的种类大致可分为：火力发电、水力发电、潮汐发电、太阳能发电、风力发电和核能发电等。

火力发电就是利用燃料（固体、液体、气体）如：煤、木柴、柴油、煤气、天然气等燃料，通过燃料在锅炉中的燃烧加热锅炉中的水，使其变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机转动发出电能。

水利发电是通过在河流、湖泊等地修筑大坝，使大坝两侧形成一定的落差，在大坝的出水孔内安装水轮机，水由大坝内高处进水口进入，经由安装水轮机大坝的低处的流出带动水轮机转动，水轮机的转动带动发电机转动而发电。

潮汐发电是利用海水的涨潮、落潮来发电的。在沿海海边有条件的地方，通过修筑坝体，涨潮时，通过坝体上的闸门，把海水放入大坝内，落潮时，把海水放出坝体，海水经过安装在坝体出水口内的水轮机，利用大坝内、外侧落差，海水由坝内出水口流出，带动水轮机转动，水轮机带动发电机转动而发电。

太阳能发电就是通过太阳能电池板，把太阳能转变为电能。

风力发电就是利用风的流动，带动风力发电机叶轮的转动，叶轮再带动发电机转动而发电。

核能发电就是利用原子的受控核裂变过程中产生的大量热量，通过蒸发器中水吸收其热量，使水变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机的转动而发电。

火力发电由于要燃烧燃料，燃烧燃料过程中，要产生大量的有害气体和颗粒，对人和环境有一定的危害。

水力发电由于要修筑大坝，对环境有一定的影响，造价高，工期长，对河流及湖泊有一定的要求。

潮汐发电由于要修筑大坝，成本高，大坝内、外侧的海水落差小，发电量小，对环境有一定的影响。

太阳能发电量小，对环境及日照的长短有要求。占地面积大。

风力发电受地理环境影响，风大的地方效果好，风小的地方效果不好。

大型的风力发电机造价高。

核能发电发电量大，但造价高，对安装环境有一定要求，安全性要求很高。

针对上述情况，本人于2015年向国家知识产权局申请了申请号为201520637464.3的“一种浮力发电装置”发明专利；

于2016年申请了201610170733.9“浮力发电装置”的发明专利；

上述两项专利申请的箱体没有上盖，且两端与箱体相接的部位没有机械密封件，同时气囊没有保护壳体，气囊也不是平板式或两片式气囊，并且充排气装置不是内孔安装形式，管轴的承重较大不利于增加动能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液体浮力发电装置，该装置设有气囊装置，气囊受浮力运动带动轴转动，从而带动增速机转动发电机发电，本装置是一种无污染、用之不绝的能源发电装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

液体浮力发电装置，所述装置包括充气系统、充排气装置、浮力传动系统、增速机、发电机、气马达；充气系统连接充排气装置，充排气装置连接浮力传动系统，浮力传动系统的输出端连接增速机及与之相连接发电机；充排气装置的排气口连接气马达进气口，气马达与另外一台增速机及发电机相连接；充气系统由空气压缩机、冷却器、油水分离器和储气罐依次用气管、阀门连接构成；浮力传动系统具有多个平板式或两片式气囊，它安装在气囊保护壳体内，壳体的侧封板有进、排液体的孔；平板式或两片式气囊置于液体中，储气罐的阀门通过连接管连接充排气装置，充排气装置通过充排气密封圈安装内孔中的空心各个气管及与平板式或两片式气囊相连接的各个气管，分布在空心气管轴上的平板式或两片式气囊，空心气管轴通过联轴器连接增速机，增速机再经联轴器连接发电机；气马达通过联轴器相连接另外一台增速机，增速机通过联轴器连接另外一台发电机；上盖、通气管、容器、轴架、两侧的加强筒、筋板、加强板，各个密封处用密封垫密封，用螺栓连接固定；气囊保护壳体内设有多个平板式气囊或多个两片式气囊；单个气囊体由底部橡胶垫、中间的气囊橡胶片和上部的上部固定板、边缘处四周单个气囊体安装螺栓孔组成；壳体两侧隔板四周安装壳体侧封板的边框ⅰ，壳体内两隔板四周安装气囊的边框ⅱ、边框ⅰ螺纹孔、边框ⅱ螺栓孔；壳体侧封板上设有进排液体的孔，侧封板固定孔；在四片橡胶的边缘处,设有用于安装气囊的螺栓孔；主体和底座通过主体上的内螺纹和底座上的外螺纹配合连接，连接后主体上的沟槽ⅰ和底座上的沟槽ⅱ对齐，把螺纹止退环安装到其内部；气囊在容器中的各部位运动时，液体的运动粘性系数和水力半径及气囊的上浮速度，通过计算应当满足压差阻力区的条件：500≤re（雷诺数）≤2×10⁵。

所述的液体浮力发电装置，所述浮力传动系统由液体、排液管、轴架、两侧的压盖、轴承、机械密封件构成。

所述的液体浮力发电装置，所述空心气管轴及其上的轴头、轴头内的气管ⅰ、气管ⅱ、气管ⅲ、法兰ⅰ、气管ⅳ、骨架管、轴密封外板、气管ⅲ固定板、轴头b、气管ⅲ密封堵板、充排气密封圈安装内孔安装各件的轴颈和键槽，容器的剖面为矩形、上部矩形下部有圆角、上部矩形下部半圆形、上部矩形下部有斜角、圆形、椭圆形、曲线形。

所述的液体浮力发电装置，所述充排气装置由压盖及其上的圆螺母、管头孔、密封圈固定体及其上的防旋转半圆体a、充排气密封圈、密封接头组成；充排气密封圈由进气腔、排气腔、进气管道、排气管道、防旋转半圆体、进气管头、排气管头组成。

所述的液体浮力发电装置，所述气囊保护壳体包括壳体隔板、壳体侧封板、壳体外板；平板式气囊由气囊架体和数个单个气囊体组成。

所述的液体浮力发电装置，所述气囊架体由架体侧封面、数个矩形和异形的架体框架及它四周上的单个气囊体安装螺纹孔、架体边缘处的气囊架体安装螺栓孔、框架分隔体、中空的内腔、平板式气囊进排气管及法兰组成。

所述的液体浮力发电装置，所述单个气囊体由底部橡胶垫，中间的气囊橡胶片和上部的上部固定板、其边缘处四周单个气囊体安装螺栓孔组成。它是矩形或是异形的，三者之间用胶粘接在一起，固定板内沿56向外倾斜，底部橡胶垫内沿58与上部固定板内沿56根部有间隙。

所述的液体浮力发电装置，所述两片式气囊包括两片气囊橡胶片ⅰ、气囊橡胶片ⅱ和在两片气囊橡胶片ⅰ、ⅱ的外侧的边缘处，有两片与两片气囊橡胶片ⅰ、ⅱ外形一致，并设有固定橡胶边框ⅰ、固定橡胶边框ⅱ，四片橡胶之间互相用胶粘接在一起；其固定橡胶边框ⅰ、ⅱ的形式,与单个气囊体上部固定板的形式一样。

所述的液体浮力发电装置，所述螺纹止退环依靠内折环的扩张收缩卡住主体上的沟槽ⅰ，外折环依靠外折环的收缩扩张卡住底座上的沟槽ⅱ固定住螺纹。

本发明的优点与效果是：

本发明容器有上盖，上盖上有通气孔，通气孔可以用来抽真空，然后密封，这样可以降低空气压缩机的大小即功率，或使容器的体积变小，节约成本，也能防止异物掉落容器内。容器的轴两端有机械密封件，可使密封更加合理，经久耐用，密封效果好。气囊安装在气囊保护壳体内，可以降低气囊所受到的液体的阻力，提高发电量。平板式或两片式气囊可以充分合理的的利用空间，尤其是平板式气囊更加合理，更耐用。充排气装置采用内孔放置方式，更换安装充排气密封圈容易方便，劳动强度低，速度快。充排气密封圈尺寸小，成本低。空心气管轴大部分采用现有的管材和板材通过焊接制造，使空心气管轴制造较容易，成本低，使制造大型和特大型的空心气管成为可能。成本的降低，制造较容易，就更加更明显。本发明环保无污染，成本低，发电量较大，可以安装在任意的固定地方，基本上不受环境和地理位置的影响。也可以安装在车辆、船舶、火车等交通工具上。本发明的应用将会使人们更容易地获取电能。更多的使用利用环保能源，使环境得到改善，可以改变人们的生活方式。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为浮力传动装置结构示意图；

图4为空心气管轴结构示意图；

图5为图4的d-d剖面图；

图6为图4的e-e剖面图；

图7为平板式气囊结构示意图；

图8为平板式气囊架体结构示意图；

图9为图8的f-f剖视图；

图10为平板式气囊的单个气囊体的结构示意图；

图11为图10的g-g剖视图；

图12为壳体侧封板图；

图13为气囊保护壳体图；

图14为容器27部件剖面为整体矩形结构的示意图；

图15为容器27部件剖面为上部矩形下部有圆角结构的示意图；

图16为容器27部件剖面为上部矩形下部半圆形结构的示意图；

图17为容器27部件剖面为上部矩形下部有斜角结构的示意图；

图18为容器27部件剖面为圆形结构的示意图；

图19为容器27部件剖面为椭圆形结构的示意图；

图20为容器27部件剖面为曲线形结构的示意图；

图21为充排气装置安装结构示意图；

图22为图21的h-h剖视图；

图23为充排气密封圈结构的图24k-k剖视图；

图24为充排气密封圈结构图23的j-j旋转剖视图；

图25为充排气密封圈结构图23的后视图；

图26为密封圈固定体主视图；

图27为图26的左视图；

图28为图29的l-l旋转剖视图，是压盖的主视图；

图29为图28的左视图；

图30为图1安装两片式气囊的a-a剖视结构示意图；

图31为两片式气囊的主视图；

图32为图31的m-m的剖视图；

图33为两片式气囊进排气管安装结构示意图；

图34为主体结构示意图；

图35为底座结构示意图；

图36为螺纹止退环结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明液体浮力发电装置由充气系统连接充排气装置，充排气装置连接浮力传动系统，浮力传动系统的输出端连接增速机及与之相连接发电机构成。充排气装置的排气口连接气马达进气口，气马达与另外一台增速机及发电机相连接构成。

充气系统由空气压缩机、冷却器、油水分离器和储气罐依次用气管、阀门连接构成。

浮力传动系统具有多个平板式或两片式气囊，它安装在气囊保护壳体内，壳体的侧封板有进、排液体的孔。平板式或两片式气囊置于液体中，液体比重大于平板式或两片式气囊中气体的比重，平板式或两片式气囊的充气浮升和排气降落，带动增速机及发电机转动发电。气囊排出的压缩空气，驱动气马达和另外一台增速机及发电机转动发电。

工作时，启动空气压缩机，调整阀门开度，给储气罐注入压缩空气，储气罐内的压缩空气压强大于给气囊充气的压缩空气压强，储气罐的体积是比较大的，能够保证在空气压缩机停止工作后，储气罐内的压缩空气，能够给空心气管轴上的气囊继续充气一段时间，储气罐内的压缩空气的压强，是事先根据需要人为设定的的压强，当空气压缩机往储气罐内注入压缩空气时，当储气罐内的压缩空气达到，事先根据需要人为设定的的压强高点时，压强自动控制开关，把给空气压缩机的供电切断，使空气压缩机停止工作；当储气罐内的压缩空气降低到，事先根据需要人为设定的压强低点时，压强自动控制开关合上，把给空气压缩机供电的电源合上，使空气压缩机继续工作，继续往储气罐内注入压缩空气，空气压缩机就这样循环往复的工作。当给气囊充气时，打开储气罐的阀门，通过连接管给充排气装置供气。充排气装置通过充排气密封圈安装内孔内的空心气管各个气管，及与平板式或两片式气囊相连接的各个气管，给分布在空心气管轴上的平板式或两片式气囊充气，当平板式或两片式气囊到达底部开始充气位置时开始充气，平板式或两片式气囊受到浮力向上运动。当平板式或两片式气囊上升到顶部开始排气位置时开始排气，排气后的平板式或两片式气囊没有浮力，在有浮力的一侧带动下降落。平板式或两片式气囊按顺序浮升和降落，带动空心气管轴转动，空心气管轴通过联轴器，带动增速机转动，增速机再经联轴器，带动发电机转动而发电。气囊充气充起、排气恢复原状过程中，排出的压缩空气进入气马达内，驱动气马达转动，气马达通过联轴器，带动与其相连接的另外一台增速机转动，增速机通过联轴器，带动与其相连接的另外一台发电机转动而发电。使能量得到充分利用。

当液体浮力发电装置刚启时，需要有外部电源给空气压缩机供电，使液体浮力发电装置工作，当液体浮力发电装置工作正常后，就可以撤掉外部电源了，依靠液体浮力发电装置的发电机所发的电能，给空气压缩机供电，以保证液体浮力发电装置正常工作。

由于发电机ⅰ9所发的电能大于空气压缩机所消耗的电能，所以能够保证液浮力发电装置正常工作。发电机ⅰ9所发的电能减去空气压缩机所消耗的电能，再加上发电机ⅱ13所发的电能，就是最后剩余的电能了，它就可以加以利用了。

实施例

液体浮力发电装置包括充气系统和浮力传动系统6，充气系统由空气压缩机1、冷却器2、油水分离器3和储气罐4依次用气管连接构成，空气压缩机1上有压力表和阀门，储气罐4上有压力表、安全阀和阀门。在浮力传动系统6上安装有充排气装置5，充气系统的充气主管与充排气装置5上的充排气密封圈75内的进气腔77的进气管头82与密封接头76相连接。充排气装置5内的充排气密封圈75，与浮力传动系统6内的空心气管轴26，通过充排气密封圈安装内孔42相连接，浮力传动系统6的输出端连接增速机ⅰ8和发电机ⅰ9。充排气装置5上的充排气密封圈75内的排气腔78的排气管头83，与密封接头76和排气主管及气马达11进气口10相连接。气马达11转动轴经联轴器，与增速机ⅱ12和发电机ⅱ13相连接。

平板式气囊15或两片式气囊87置于液体7中，液体7比重大于平板式气囊15或两片式气囊87中的气体的比重。

充排气装置5内的充排气密封圈75，安装在充排气密封圈安装内孔42内，与其内的一周气管ⅰ43相连通,，再通过空心气管轴26内的气管ⅱ35、气管ⅲ36和一周均匀布满放射状的气管ⅳ17及法兰ⅰ16相通或气管ⅳ17，与平板式气囊进排气管及法兰52或两片式气囊进排气管93通过螺栓连接或焊接连接，连通向空心气管轴26一周连接的平板式气囊15或两片式气囊87依次充气和排气，每一个气管ⅳ17及法兰16或气管ⅳ17的末端，连接一个平板式气囊15或两片式气囊87，每个一周平板式气囊15或两片式气囊87安装在一个气囊保护壳体30内。当空心气管轴26顺时针转动时，由第四象限进入第三象限的平板式气囊15或两片式气囊87到达开始充气位置时，平板式气囊15或两片式气囊87开始充气，由第二象限进入第一象限的平板式气囊15或两片气囊87到达开始排气位置时，平板式气囊15或两片式气囊87开始排气，平板式气囊15或两片式气囊87在液体7中充气浮升排气降落，连续的升起和落下，使空心气管轴26转动，带动增速机ⅰ8及发电机ⅰ9转动发电。

平板式气囊15或两片式气囊87排出的压缩空气，由排气主管经气马达11进气口10进入气马达11内，驱动气马达11转动，带动增速机ⅱ12发电机ⅱ13转动发电，进入气马达11内的压缩空气做完功后，通过气马达排气管14排到大气中了，气马达排气管上安有压力表。

充排气装置5由:压盖73及其上的圆螺母85、管头孔86，密封圈固定体74及其上的防旋转半圆体a84，充排气密封圈75，密封接头76组成，通过螺栓固定安装在浮力传动系统6的轴架20上。

充排气密封圈75由:进气腔77、排气腔78、进气管道79、排气管道80、防旋转半圆体81、进气管头82、排气管头83组成。它与其它的类似充排气密封圈相比优点是体积相对较小，安装与拆下时较容易，成本较低。

安装充排气装置5时，充排气密封圈75正确放置在密封圈固定体74内，使密封圈防旋转半圆体81，与密封圈固定体74上的防旋转的半圆体a84相对应防止其转动，把充排气密封圈75放到空心气管轴26的轴头a34的充排气密封圈安装内孔42内，使其进气腔77、排气腔78的中心，与充排气密封圈安装内孔42内的一周气管ⅰ43的中心对齐，把充排气密封圈75的进气管道79上的进气管头82、排气管道80上的排气管头83穿入压盖73的两个管头孔86内，用螺栓固定在轴架20上,用密封接头76与压盖73上的圆螺母85相连接，保证充排气密封圈75与充气主管与排气主管的密封

浮力传动系统6由液体7、排液管19、轴架20、两侧的压盖a21、轴承22、机械密封件23它由动环和静环构成，上盖24、通气管25、容器27、轴架a28、两侧的加强筒31、筋板32、加强板33，各个密封处用密封垫密封，用螺栓连接固定。空心气管轴26及其上的轴头a34、轴头a34内的气管ⅰ43、气管ⅱ35、气管ⅲ36、法兰ⅰ16、气管ⅳ17、骨架管37、轴密封外板38、气管ⅲ固定板39、轴头b40、气管ⅲ密封堵板41、充排气密封圈安装内孔42、安装各件的轴颈和键槽，数个气囊保护壳体30、壳体内多个平板式气囊15或多个两片式气囊87组成。

容器27的剖面为矩形66、上部矩形下部有圆角67、上部矩形下部半圆形68、上部矩形下部有斜角69、圆形70、椭圆形71、曲线形72。

气囊保护壳体30由壳体隔板18，壳体侧封板29，壳体外板63，壳体两侧两隔板之间四周安装壳体侧封板的边框ⅰ61，壳体内两隔板之间四周安装气囊的边框ⅱ62。边框ⅰ螺纹孔64,边框ⅱ螺栓孔65，壳体侧封板29上有进排液体的孔60，侧封板固定孔59。

平板式气囊15或两片式气囊87外面有气囊保护壳体30，气囊保护壳体30的两侧面有多个壳体侧封板29,它通过安装壳体侧封板的边框ⅰ61上的边框ⅰ螺纹孔64与侧封板固定孔59用螺栓连接。

平板式气囊15，通过气囊架体安装螺栓孔46或两片式气囊87上的气囊安装螺栓孔88，与安装气囊的边框ⅱ62上的边框ⅱ螺栓孔65，用螺栓相连接。

平板式气囊15由气囊架体45和数个单个气囊体44组成。

气囊架体45由架体侧封面47、数个矩形和异形的架体框架49及它四周上的单个气囊体安装螺纹孔48、架体边缘处的气囊架体安装螺栓孔46、框架分隔体50、中空的内腔51、平板式气囊进排气管及法兰52组成，中空的内腔51是进出压缩空气的空间。

单个气囊体安装螺纹孔48，与单个气囊体44四周上单个气囊体安装螺栓孔53，通过螺栓相连接。

单个气囊体44由底部橡胶垫54，中间的气囊橡胶片57和上部的上部固定板55、其边缘处四周单个气囊体安装螺栓孔53组成。它可以是矩形也可以是异形的，三者之间用胶粘接在一起。上部固定板内沿56是向外倾斜的，底部橡胶垫内沿58,与上部固定板内沿56根部是有一定的间隙的。目的是使气囊橡胶片57充气充起时，与上部的固定板55不接触。

两片式气囊87由两片气囊橡胶片ⅰ91、气囊橡胶片ⅱ92和在两片气囊橡胶片ⅰ91、ⅱ92的外侧的边缘处，有两片与两片气囊橡胶片ⅰ91、ⅱ92外形一致的，有一定宽度的固定橡胶边框ⅰ89、固定橡胶边框ⅱ90，四片橡胶之间互相用胶粘接在一起。在四片橡胶的边缘处,有用于安装的气囊安装螺栓孔88。固定橡胶边框ⅰ89、ⅱ90的形式,与单个气囊体44的上部固定板55的形式一样。

两片式气囊进排气管93由固定箍94、主体95、螺纹止退环96、底座97组成。

主体95和底座97，通过主体95上的内螺纹98和底座97上的外螺纹100配合连接，连接后主体95上的沟槽ⅰ99和底座97上的沟槽ⅱ101对齐，把螺纹止退环96安装到其内部，螺纹止退环96依靠内折环103的扩张收缩卡住主体95上的沟槽ⅰ99，外折环102依靠外折环的收缩扩张卡住底座97上的沟槽ⅱ101固定住螺纹防止其窜动。它的材料为弹簧钢钢丝。

空心气管轴26转动时，充排气密封圈75固定静止。浮力传动系统6的容器27的材料可以是金属，也可以是非金属。

气囊在容器27中的各部位运动时，液体的运动粘性系数和水力半径及气囊的上浮速度，通过计算应当满足压差阻力区的条件：500≤re（雷诺数）≤2×10⁵。