專利名稱：生成可用能量的裝置及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能量的生成，尤其涉及將經(jīng)由水而上升的氣泡中的動能轉(zhuǎn)換為可用 的電能。
背景技術(shù)：
能源的成本及其有關(guān)問題使得可替代能源和可再生能源的需求愈發(fā)重要?，F(xiàn)今， 已普遍進行了針對不同能量生成方法的研究，涉及傳統(tǒng)的使用風能、水能以及太陽能。這反 映了因污染、礦物燃料耗盡等造成的氣候變化的主要威脅，以及礦物燃料帶來的環(huán)境、社會 以及政治風險。由在水中上升的空氣所生成的動能是一種潛在的再生能源。由于空氣的密度小于 水，即一定體積的空氣的重量小于相同體積的水的重量，因此空氣在水中上升。水的密度大 約是空氣的1000倍。對于任何物體或物質(zhì)，只要其重量小于它所取代的流體量的重量，那 么就會浮在該流體上。浮力系指由完全或部分浸沒的物體周圍的流體(即液體或氣體)因該物體的頂部 和底部之間的流體壓差而產(chǎn)生的施加在該物體上的向上的力。向上凈浮力等于由物體所取 代的流體的重量的量值。這一凈力使得物體浮起或者至少看上去變得更輕。浮力對物體施加向上的力。這一力的量值等于所取代的流體的重量。因此，物體 的浮力僅取決于兩個因素物體的體積，以及周圍流體的密度。物體的體積越大且流體的密 度越大，則受到的浮力越大。若不受限制且沒有動力的物體的浮力大于其重量，則該物體會 上升。其重量超過其浮力的物體會下沉。水中氣泡的浮力使得氣泡上升到表面。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開的一個方面，揭露了生成能量的方法和裝置?；镜姆椒òㄊ紫韧?過將空氣捕獲入已導(dǎo)入水面下方的閉合管狀艙組件中，而將空氣之類的空間在流體的表面 下方導(dǎo)入流體中。然后，通過流體施加在所述艙上的浮力使得所述艙上升。接著，允許流體 中的所述艙上升到表面。為了生成能量，向上移動隨之露出表面的所述艙組件中的動能被 捕獲，并且轉(zhuǎn)換為可用形式的能量。根據(jù)本公開的另一方面，揭露了一種從閉合在艙組件鏈并且被導(dǎo)入水柱或其他流 體柱中的空氣或其他氣體來生成可用能量的裝置。所述裝置最好包括注入流體介質(zhì)的垂直 箱。經(jīng)由這一流體介質(zhì)，連接成循環(huán)鏈的一組艙組件經(jīng)由所述流體柱的底部處的密封進口 依次導(dǎo)入。所述艙組件上的浮力驅(qū)動所述組件鏈經(jīng)由所述流體柱向上移動。所述組件循環(huán) 鏈移出所述柱的頂部并且經(jīng)過上輪，然后繞下輪而返回進入所述箱底部處的進口。最后，將發(fā)電機附接至能量轉(zhuǎn)換軸，以將移動組件的動能轉(zhuǎn)換至可用能量。示范實 施例中，能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括垂直的流體柱、在流體柱外部的一對上下齒輪或滑輪、在所述輪 之間延伸并且能夠旋轉(zhuǎn)所述輪的密封艙組件循環(huán)鏈；以及與其中一個輪連通的發(fā)電機，其 中所述艙組件經(jīng)由所述柱底部的流體密封口垂直穿過所述流體柱。所述艙組件替換所述流體，使得向上的浮力施加在所述艙循環(huán)鏈上，以使所述組件朝上移動，由此轉(zhuǎn)動所述輪以使 發(fā)電機轉(zhuǎn)子生成可用電能。


結(jié)合附圖，參考下文的詳述可最佳地理解本公開的前述方面和優(yōu)點。圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的裝置側(cè)視圖；圖2為圖1所示裝置的下部的側(cè)視圖；圖3為圖1所示裝置的組件循環(huán)鏈所采用的兩對艙組件的分離側(cè)視圖；圖4為圖3所示艙組件的剖視圖。
具體實施例方式現(xiàn)參考附圖，圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝置實施例100的側(cè)視圖。裝置100包括框架 結(jié)構(gòu)102，其上安裝有可旋轉(zhuǎn)的上驅(qū)動輪104和下驅(qū)動輪106，以及垂直流體柱容器108?？?氣艙組件112的循環(huán)鏈110安裝在上驅(qū)動輪104和下驅(qū)動輪106上。這一循環(huán)鏈110經(jīng)由 流體柱容器108底部的密封口 114垂直向上移動進入并且穿過流體柱容器108。隨著空氣艙組件112的循環(huán)鏈110垂直移動經(jīng)過容器108中的流體109，元件112 上緣于流體壓力容器108中的流體柱的高度而形成的流體壓力在組件112上產(chǎn)生向上的凈 浮力，從而使得組件112向上移動。向上移動的組件112連接在一起，這樣這一運動使得上 驅(qū)動輪106和下驅(qū)動輪108轉(zhuǎn)動?？蓪l(fā)電機(未示)附接至輪106和108的軸116中的 至少一個，以將轉(zhuǎn)動的輪106和108的動能轉(zhuǎn)換為電能?；蛘?，所述轉(zhuǎn)動的輪可以以業(yè)界公 知的技術(shù)直接將動力提供給其他設(shè)備。空氣艙組件112的循環(huán)鏈110在容器108的底部或者下部被導(dǎo)入。鏈110穿過具 有一或多個低摩擦密封環(huán)部件120的入口密封件或者入口護套118，所述低摩擦密封環(huán)部 件120在防止流體從容器108漏出的同時，使得施加在各艙組件112上的限制力或抵抗力 為最小?，F(xiàn)參考圖2，由裝置100生成的凈能量產(chǎn)生主要包括由施加在流體中的空氣艙組 件的浮力所產(chǎn)生的能量與所述鏈在入口護套118中穿行時的摩擦所消耗的能量之差。較佳 地，這一入口護套118有兩片分開的密封件120，這樣隨著護套118中的上組件112從該護 套進入容器108，下密封環(huán)120防止流體泄露。護套118事先最好設(shè)有一組安裝在護套118 下方的導(dǎo)向輥119。在替代結(jié)構(gòu)中還可使用單個的密封環(huán)120。所述密封環(huán)120可為橡膠 制成的0形環(huán)，所述橡膠可為硅橡膠和其他與容器108中的流體109相容的合適材料?，F(xiàn)參考圖3和4，各艙組件112具有中空的管狀壁122，所述管狀壁122具有彎曲的 上部端蓋124。從端蓋124軸向延伸出具有孔128的連接舌126。上部端蓋124的曲面是以 孔128為中心的徑向曲面?？拷軤畋?22的另一端為底部端蓋130。底部端蓋130具有 與上部端蓋124的彎曲端面互補的彎曲端面，并且具有通向樞軸132的中心軸向盲槽。樞 軸132固定至底部端蓋130，并且穿過鏈110中下一組件112的連接舌126中的孔128。各 組件112的底部端蓋130與下一組件112的經(jīng)連接的上部端蓋124之間具有小的間隙134。 這允許容器108中的流體力施加到各組件112的底部，這樣，當組件112在容器108中的同 時，通過容器108中的流體可在各組件112上施加正向凈浮力。如圖4所示，間隙134包括底部端蓋130和上部端蓋124中的供流體109注入的開口空間。各輪104和106通過低摩擦軸承安裝于其軸116上，以使所述輪上的摩擦力為最 小。各輪106和104的外周邊緣形狀與艙組件112的外周邊緣形狀互補?；蛘?，輪104和 106的周部可具有與組件12上的互補凹槽相嚙合的齒部或嵌齒，以使組件112的循環(huán)鏈 110在流體109的容器108中進行高效的向上直線移動，從而使得輪104和106旋轉(zhuǎn)。各艙組件112最好由輕質(zhì)塑料或者鋁之類的金屬制成，并且其上可涂有特氟龍 (teflon)之類的低摩擦材料，以使得所述艙組件在穿過容器108中的流體109時的摩擦為 最小。容器108的形狀最好為直柱，并且其截面可為矩形、圓形、或其他形狀。容器108 中的流體109可為水、礦物油、或其他液體。流體109還可為水銀之類極重質(zhì)液體，其可在 進入流體109并且在其中上升的各艙組件112上施加極大的浮力?？蚣?02如圖所示可為 開口的金屬結(jié)構(gòu)框架，也可為閉合結(jié)構(gòu)，從而形成完全自包含結(jié)構(gòu)。此外，軸116由結(jié)構(gòu)框 架102軸承支撐，并且各軸116經(jīng)由現(xiàn)有的機構(gòu)連接至電機或發(fā)電機，以利用由裝置100生 成的動能。盡管上述說明含有很多細節(jié)，但這不應(yīng)認為是對本公開的范圍的限制，而是其實 現(xiàn)的闡述。在此所揭露的處理和方法包括不同種類或所揭露的實施例的組合。因此，并不 意欲以上述說明以任何方式來限制本公開的范圍。權(quán)利要求的多個部分或權(quán)利要求本身可 包含在根據(jù)本公開的教示包含權(quán)利要求的任何組合中。
權(quán)利要求
一種生成可用動能的方法，包括在液體介質(zhì)的表面下方將至少一個含氣的艙組件導(dǎo)入所述液體介質(zhì)，其中所述組件連接至所述液體介質(zhì)之外的輪；允許所述液體介質(zhì)中的所述艙組件經(jīng)由所述介質(zhì)朝向所述表面上升；使得所述組件移出所述介質(zhì)并且經(jīng)過所述輪；且使得所述艙組件返回至所述介質(zhì)的所述表面下方的所述液體介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括設(shè)置用于所述液體介質(zhì)的容器，所述容器具有閉 合的底部，并且所述含氣的艙組件的循環(huán)鏈進入所述容器的所述底部。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括設(shè)置第二輪，所述組件的循環(huán)鏈經(jīng)過所述第二輪。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中返回所述艙組件包括使得所述艙組件穿過所述容器 的所述底部中的口。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括隨著所述組件穿過所述口進入所述容器，環(huán)繞所 述艙組件密封所述容器底部中的口。
6.一種生成可用動能的裝置，包括 結(jié)構(gòu)框架；支撐在所述框架上的大致垂直的流體容器，所述容器含有流體； 含氣的艙組件的循環(huán)鏈，所述組件的一部分穿過所述流體容器中的所述流體； 在所述容器外部可旋轉(zhuǎn)地固定至所述框架的輪，所述組件的循環(huán)鏈經(jīng)過所述輪，所述 流體中的所述艙組件上的浮力藉此使得所述組件經(jīng)由所述流體大致垂直地上升、穿出所述 流體、然后繞所述輪移動，藉此使得所述輪旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，所述輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述容器的上方。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述容器下方的第二輪，所述組 件的循環(huán)鏈經(jīng)過所述第二輪。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述流體容器的底部形成為帶有口，所述艙組件容 納于所述口并且穿過所述口以進入所述容器。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述口包括密封套以在允許所述艙組件經(jīng)過而進 入所述容器的同時防止流體從所述容器泄露。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述密封套具有至少一個繞所述口設(shè)置的0形環(huán)密 封件，當各所述艙組件穿過所述口時，所述密封件環(huán)繞各所述艙組件。
12.—種動能生成裝置，包括 框架；垂直安裝在所述框架上的細長流體容器，所述容器含有流體，并且具有底部和穿通所 述底部的口；在所述容器上方可旋轉(zhuǎn)地安裝至所述框架的上輪； 在所述容器下方可旋轉(zhuǎn)地安裝至所述框架的下輪；及相互間隔的含氣艙的循環(huán)鏈，所述循環(huán)鏈經(jīng)由所述口進入所述容器、穿過所述容器中 的所述流體、并且穿出所述容器的頂部，并且所述循環(huán)鏈圍繞所述上輪的一部分并圍繞所 述下輪的一部分并且經(jīng)由所述容器的底部返回至所述口，施加在所述艙組件上的流體浮力 藉此使得所述組件經(jīng)由所述流體上升，從而使得所述循環(huán)鏈的經(jīng)過所述輪的運動在所述輪中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中各艙組件包括 中空的管狀壁；閉合所述管狀壁的上端的彎曲上部端蓋； 閉合所述管狀壁的底端的底部端蓋；及支撐在所述底部端蓋中的連接銷，所述連接銷與相鄰組件的一部分結(jié)合。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述上部端蓋具有從其軸向凸出的舌狀部件。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中各所述連接銷與相鄰艙組件的舌狀部件結(jié)合。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述底部端蓋具有與相鄰艙組件的所述彎曲上部 端蓋互補的彎曲形狀。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述底部端蓋還包括中心槽，所述連接銷穿過所 述中心槽與相鄰組件的所述部分結(jié)合。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述相鄰組件的所述部分為從所述相鄰艙組件的 所述彎面上部端蓋軸向凸出的舌狀部件。
19.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中穿過所述容器底部的所述口包括將所述艙組件容 納其中的密封套。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述密封套包括一或多個密封件以防止流體在所 述艙組件進入所述容器的同時從所述容器漏出。
全文摘要
本公開涉及通過捕捉由任何數(shù)量的、在水中朝向表面移動的空氣的能量并且利用所生成的能量從而生成能量的裝置及相關(guān)方法。所述裝置包括框架結(jié)構(gòu)(102)，其上安裝有可旋轉(zhuǎn)的上驅(qū)動輪(106)和下輪(108)以及垂直的流體柱容器(108)。氣體艙組件(112)的循環(huán)鏈(110)安裝在上輪和下輪(106，108)上。這一循環(huán)鏈(110)經(jīng)由容器(108)底部的密封口(118)垂直進入并且穿過流體柱容器(108)。隨著氣體艙組件(10)垂直穿過容器(108)中的流體(109)，緣于容器(108)中流體柱的高度而形成的組件(110)上的流體壓力在組件(112)上產(chǎn)生向上的凈浮力，以使得所述組件上升、生成使得輪(106，108)轉(zhuǎn)動的動能。
文檔編號F03B7/00GK101918702SQ200880110443
公開日2010年12月15日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者雷納托·巴斯托斯·里貝羅 申請人:雷納托·巴斯托斯·里貝羅