浮沉式水力驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水力驱动装置，具体讲是一种利用物体在水中受到的下沉力和上浮力进行驱动的装置，可成为一种新型清洁能源装置。
【背景技术】
[0002]煤、石油等化石类能源已经被大量开采和使用，其不仅逐渐受到自然资源存量的制约，而且也是导致目前环境污染的重要因素，因此对风能、水能、太阳能等清洁能源的开发和利用，目前已日益受到重视并大力开展研宄和开发。
[0003]以对水能的利用为例，目前广泛采用的水力发电，以及早有研宄的潮汐发电等，其所利用的都是由水流的冲击/推动力做功产生的能量或驱动力。实践表明，在对水流冲击/推动力的利用时，不仅常会受到包括地质、环境、气候等自然条件的制约和影响，而且都需有包括建坝、蓄水、以及包括配套设备的制造、安装、维护等大量的投资，建设和运行成本通常都很大。由于水对物体的作用形式是多方面的，而目前除对上述水流的冲击/推动力的利用外，对水能其它方面的利用，则目前尚少有研宄和报道而有待开发。
【实用新型内容】
[0004]针对上述情况，本实用新型将提供一种利用水对物体的浮-沉作用原理的浮沉式水力驱动装置，为充分利用水资源的多方面功能开发新型清洁能源而提供一条新途径。
[0005]由潜艇的下沉-上浮过程，以及水(海)底打捞沉积物的作业原理等可知，物体的比重大于其所处环境的水时物体会因重力而下沉，反之则会受到水的上升推举力而上浮，而且水的这种上浮推举力可随物体比重的减小而增大。
[0006]基于此原理，本实用新型浮沉式水力驱动装置的基本结构，是在可置于水中固定的支承结构上，沿垂直方向至少设有上下两个旋转轮；在两旋转轮之间配合有闭合环状的传动结构，传动结构上以间隔方式至少设有两个分别具有闭合空间的仓体单元，各仓体单元中分别设置有带有注气单项阀的高压储气结构；在所述仓体中闭合空间的壁上分别设有与外界连通的进水单向阀和排气单向阀，在仓体单元的壁外侧还分别设有能与外设的进水控制结构相配合的进水-排气联动触发开关，以及能与外设的排水控制结构相配合的注气-排水联动触发开关。所述的联动触发开关，可以选择常用的电磁阀式联动开关，或相应的电子联动开关等。
[0007]本实用新型上述驱动装置的运行，正是通过交替控制所述的进水-排气联动触发开关，使所述仓体单元中的闭合空间注满水而获得下沉运动的重力，以及控制所述的注气-排水联动触发开关，向所述仓体单元中的闭合空间注入高压气体再将闭合空间水排出而获得上升运动的浮力。特别是，通过设置在闭合环状传动结构上不同位置处的仓体单元中的一侧仓体单元注水后的下沉和另一侧仓体单元注气排水后的上浮而共同产生的合力，使仓体单元带动所连接的闭合环状传动结构在进行周而复始的循环运动中，带动所述的旋转轮持续稳定地输出可利用的驱动力。该旋转轮所输出的驱动力虽转速上一般低于与水流冲击水轮机等形式相比，但其扭矩大，且可通过目前常用的变速/调速装置或系统，使其能达到满足使用需要的转速。
[0008]由本实用新型驱动装置的上述工作原理和过程可知，各仓体单元在随闭合环状传动结构作周而复始的循环运行过程中，通过所述的联动触发开关向所述仓体单元中的闭合空间注水-排气而开始下沉运动，是从翻过最上端的旋转轮开始的，而向闭合空间中注气-排水而开始的上浮运动，则是从翻过最下端的旋转轮开始的，即上下两端的该旋转轮，是运动形式改变的转折点。因此，在上述结构中，用于与所述仓体单元的壁外侧进水-排气联动触发开关配合的外设进水控制结构，优选设置在与最上端旋转轮相适应的位置处；用于与所述仓体单元的壁外侧注气-排水联动触发开关配合的外设排水控制结构，则优选设置在与最下端旋转轮相适应的位置处。
[0009]根据本实用新型上述驱动装置的工作原理，所述仓体单元在水中浸没的深度越深，可以获得的上升浮力也越大。据此，在本实用新型上述浮沉式驱动装置基本结构的基础上，所述的闭合环状传动结构优选配合在沿垂直方向设置于支承结构的最上端和最下端的两个旋转轮间，且最上端的旋转轮宜位于水面之上。
[0010]另一方面，为使注气排水后的仓体单元在上升过程中获得更大的上浮推力，宜增大该下端旋转轮在水中的浸没深度，但此时用于配合闭合环状传动结构的上、下两端的旋转轮的间距也被显著拉大。此时，为提高上、下端旋转轮在运行过程中的稳定性，在该上、下端位置的旋转轮之间的闭合环状传动结构中，可以根据实际需要增加设置一个或更多个辅助性的支承旋转轮。
[0011]同样，增加本实用新型上述装置中在所述闭合环状传动结构中设置的仓体单元的数量，也是可以有效增加所产生的驱动力的一种措施，并且使所述的仓体单元在闭合环状传动结构上以等间距或基本等间距的方式设置，更可以有效提高一侧仓体单元的注水下沉与另一侧仓体单元的注气排水上浮所产生合力的保持平稳和平衡。
[0012]在上述结构基础上，还可以进一步单独或任意组合采用的优选方式还可包括:
[0013]优选使所述的仓体单元具有外凸曲线型的外廓前端部，如圆弧型、流线型、水滴型等外凸曲线型外廓的前端部，有利于降低仓体单元在水中下沉/上浮运行过程中的阻力，以及对所获得驱动力的不必要消耗。
[0014]所述的高压储气结构可优选设置在所述仓体单元的前端位置，可更有利于仓体单元下沉运行时的重力配置及上浮过程中的排气操作。
[0015]优选将开设在所述仓体单元中闭合空间壁部的排气单向阀设于所述仓体单元中闭合空间的尾部，和/或将进水单向阀则设于闭合空间的前方，都将更有利于该闭合空间的注水和/或充气排水的顺利进行。
[0016]此外，所述各仓体单元优选由比重大于水的大比重材质，如常用的钢铁等大比重的金属材质构成更为适宜，有利于提高仓体单元的下降速度。
[0017]如上述，本实用新型上述驱动装置的运行，是通过循环交替地向所述仓体单元的闭合空间中注水-排气和注气-排水实现的。注水过程可通过所述仓体单元进入水中后随进水单向阀和排气单向阀的打开自动完成，高压气体排水则是在关闭进水单向阀和打开排气单向阀(排水)后，由仓体单元中带有注气单项阀的高压储气结构向闭合空间中高压注气而将水排出。为实现本实用新型上述驱动装置的长时间持续运转，当使用如高压气体储瓶等储气设备时，只需根据高压储气结构中的气体压力变化，定期更换该高压气体储瓶等储气设备，或直接向该高压气体储瓶等储气设备中加压充气即可。由计算可知，即使上述最下端旋转轮浸入水中达数十米深，目前常用高压气体储瓶等设备中的高压气体足以维持上述装置数小时至数十小时的排水需要。如果进一步以并列方式在所述的旋转轮上同轴设置有两组或多组上述同样的装置，并以交替方式对各组装置中的高压储气结构分别更换或加压充气，则更可将因对高压储气瓶的更换或充气所带来的影响大幅降低甚至可忽略不予考虑O
[0018]所述的高压储气结构除可以上述方式直接更换或加压充气外，还可以采用固定式的高压储气结构，并使各仓体单元中的高压储