專利名稱：流體動力能量產(chǎn)生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體動力能量產(chǎn)生系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及利用在液體介質(zhì)中氣體 浮力性質(zhì)的流體動力能量產(chǎn)生系統(tǒng)(或水壓能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng))。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，通過使用礦物燃料如煤、天然氣和石油產(chǎn)生如電功率這樣的電力。然而， 最近，由于化石燃料儲備降低和它們用于發(fā)電的環(huán)境影響，用于發(fā)電的更加清潔的替換物 已變得更為流行。盡管它們是相當(dāng)環(huán)境友好的事實，這些可選擇的發(fā)電技術(shù)(太陽、風(fēng)、海浪、地?zé)?等)由于它們在發(fā)電上的效率不高、它們與現(xiàn)有礦物燃料技術(shù)相比建造成本高和它們?nèi)狈?審美要求(如風(fēng)農(nóng)場)，而努力爭取獲得廣泛接受。因此，如果能提供有效發(fā)電而對環(huán)境沒有有害影響的裝置將是有利的。將清楚理解的是，如果本文中引用現(xiàn)有技術(shù)公開文獻，該引用并不構(gòu)成對以下的 承認在澳大利亞或其它國家的本領(lǐng)域中該公開文獻形成部分公知常識。貫穿本說明書，術(shù)語"包括"及其語法等價詞應(yīng)該是包括在內(nèi)的意思，除非上下 文使用另有說明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其能克服至少一些上述缺點，或提供 有用的或者商業(yè)的選擇。在本發(fā)明的寬泛方面，提供一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括至少一個軸桿；與所述至 少一個軸桿相連并相對于所述至少一個軸桿可移動的浮力裝置，其中浮力裝置相對于所述 至少一個軸桿的移動引起該至少一個軸桿繞縱軸轉(zhuǎn)動；用于增加流體至所述浮力裝置和/ 或從所述浮力裝置去除流體以引起浮力裝置移動的裝置；以及與所述至少一個軸桿相連的 發(fā)電裝置。在本發(fā)明的一個方面中，提供一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括容器，該容器至少部分 填充有第一流體；位于所述容器內(nèi)的至少一個軸桿；與所述至少一個軸桿相連并相對與所 述至少一個軸桿可移動的浮力裝置，其中浮力裝置相對于所述至少一個軸桿的移動引起該 至少一個軸桿繞縱軸轉(zhuǎn)動；用于增加第二流體至浮力裝置和/或從浮力裝置去除第二流體 的裝置，該第二流體的密度與所述第一流體的密度不同；以及與所述至少一個軸桿相連的 發(fā)電裝置。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，至少一個軸桿繞縱軸的轉(zhuǎn)動引起發(fā)電裝置發(fā)電。第一和第二流體可以是任何適當(dāng)?shù)牧黧w，條件是第二流體的密度與第一流體的密 度不同。典型地，第二流體的密度將小于第一流體的密度，但應(yīng)理解為各流體密度差可用于 引起浮力裝置移動。第一和第二流體可以是液體、氣體或溶液，或其組合。在本發(fā)明的優(yōu)選 實施方案中，第一流體是水(淡水或鹽水)，第二流體是空氣。
優(yōu)選的是浮力裝置相對于軸桿移動且軸桿原位轉(zhuǎn)動。添加第二流體至浮力裝置 時，在密度更大的第一流體內(nèi)的浮力裝置的浮力增加，浮力裝置在容器中向上移動。隨著第 二流體從浮力裝置中去除，浮力裝置的浮力減小并且浮力裝置在容器中向下移動。浮力裝 置可以包括任何適當(dāng)裝置，然而優(yōu)選浮力裝置包括可膨脹容器。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案 中，浮力裝置是不透水和不透氣的，以防止第二流體泄漏至容器中與第一流體泄漏至浮力 裝置中。如前所述，浮力裝置與至少一個軸桿相連。浮力裝置可以使用任何適當(dāng)技術(shù)連接 至軸桿。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，浮力裝置構(gòu)造為基本圓筒形、環(huán)形或具有與空 心中央通道類似的任何其它形狀。在該實施方案中，軸桿適于穿過浮力裝置的空心中央通 道。在本發(fā)明的一些實施方案中，可能存在與一個或多個軸桿相連的多個浮力裝置。浮力裝置相對于至少一個軸桿沿任何方向的移動可能引起至少一個軸桿的轉(zhuǎn)動。 適當(dāng)?shù)?，浮力裝置、或至少一個軸桿、或者兩者用以增強至少一個軸桿的轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的 一個實施方案中，浮力裝置包括一個或多個用于與至少一個軸桿相接合、并隨著浮力裝置 相對于至少一個軸桿的移動而引起該至少一個軸桿轉(zhuǎn)動的接合裝置。接合裝置可以是任何 適當(dāng)形式，但是在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，接合裝置包括一個或多個凸起，以用于接合軸 桿表面。優(yōu)選地，一個或多個凸起成型，可以引起軸桿隨著浮力裝置相對于軸桿移動而轉(zhuǎn) 動。在本發(fā)明的一些實施方案中，一個或多個凸起可以與軸桿外表面的余部 (complimentary portion)接合。軸桿外表面的余部可以是隨著浮力裝置相對于軸桿移動 而增強軸桿轉(zhuǎn)動的任何適當(dāng)形式。在本發(fā)明的一些實施方案中，軸桿外表面可以設(shè)置有溝 槽、溝道、或膛線等。在本發(fā)明的可選擇性實施方案中，軸桿外表面可以設(shè)置有一個或多個 連續(xù)螺旋形溝道，其沿著至少部分軸桿長度延伸。在本發(fā)明的該實施方案中，浮力裝置的一 個或多個凸起與軸桿的一個或多個螺旋形溝道接合。隨著浮力裝置相對于軸桿移動，軸桿 轉(zhuǎn)動。所述至少一個軸桿中的每一個，可以具有一個或多個與其相連的浮力裝置。浮力裝置可以是任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。然而，浮力裝置優(yōu)選被構(gòu)造為當(dāng)其至少部分填 充有第二流體時是有浮力的，并且去除第二流體時其密度比第一流體密度大。以此方式，根 據(jù)容器中所容納的第二流體量，能使浮力裝置在容器內(nèi)向上移動，或者在重力作用下在容 器內(nèi)向下移動。浮力裝置可以構(gòu)造為韌性可膨脹的艙，或可以是剛性容器，或可以是兩者組 合。優(yōu)選地，浮力裝置成型為當(dāng)其穿過容器中的第一流體時利于減小阻力。通過控制浮力 裝置在容器內(nèi)移動，根據(jù)需要，軸桿的轉(zhuǎn)動能夠基本保持連續(xù)，這意味著能通過發(fā)電裝置連 續(xù)發(fā)電。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，基于例如表面積和第一流體密度的浮力公式確定浮 力裝置的尺寸。在重力作用下可以實現(xiàn)浮力裝置在容器中向下移動。然而，在本發(fā)明的一些實施 方案中，浮力裝置設(shè)置有重物如壓艙物，以輔助浮力裝置穿過容器向下移動。重物可以是任 何類型，盡管在本發(fā)明的一些實施方案中，重物由不銹鋼或類似的耐腐蝕材料制成，由于它 們暴露于容器內(nèi)所容納的第一流體中。重物的質(zhì)量可以由為驅(qū)動交流發(fā)電機并由此發(fā)電而 所需的扭矩確定。在本發(fā)明的其它實施方案中，浮力裝置相對于軸桿的移動可以用于發(fā)電。在本發(fā)
5明的這些實施方案中，重物可以起到轉(zhuǎn)子的作用，軸桿可以起到定子的作用，或者反之亦 然?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子/定子設(shè)備，例如但不限于軸桿設(shè)置為永久磁鐵或具有磁性 部分，重物/浮力裝置設(shè)置為或使其具有一個或多個電磁線圈。以此方式，隨著重物相對于 軸桿移動，可以產(chǎn)生電流?；蛘?，浮力裝置可以設(shè)置有磁性裝置，并可以設(shè)置有浮力裝置往復(fù)移動時其能夠 穿過的一個或多個線圈。典型地，線圈將與軸桿同軸裝配。該電流可以在能量產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)使用，或者可以用于除了能量產(chǎn)生系統(tǒng)以外的一種 或多種其它用途。在本發(fā)明的一些實施方案中，浮力裝置設(shè)置有輔助浮力裝置相對于軸桿平滑移動 的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置可以是任何適當(dāng)裝置，例如與軸桿平行設(shè)置的導(dǎo)向桿。優(yōu)選地，浮力 裝置設(shè)置有用于接合導(dǎo)向裝置、并輔助浮力裝置平滑移動的任何適當(dāng)形式的接合裝置。浮 力裝置與導(dǎo)向裝置的接合以及導(dǎo)向裝置，將優(yōu)選為防止浮力裝置轉(zhuǎn)動，由此輔助至少一個 軸桿的受迫轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，軸桿的一端與發(fā)電裝置相連。軸桿的另一端可以適當(dāng)?shù)嘏c容器頂部或底 部相連，盡管軸桿另一端與容器表面固定連接不是必要的。雖然軸桿是連接的，軸桿在容器 內(nèi)能繞縱軸自由轉(zhuǎn)動是必要的。在本發(fā)明最優(yōu)選的實施方案中，軸桿在容器底部與支撐物 例如軸承相連，而軸桿另一端與位于容器頂部的發(fā)電裝置相連。容器可以是任何適當(dāng)形式，例如但不限于罐。容器的精確尺寸對于本發(fā)明的作業(yè) 不是特別重要。或者，應(yīng)該理解為容器同樣可以是水塔、礦井、或者浸沒在水體如湖或海洋 之中的管或圓筒、或者可以容納流體的任何其它場所或裝置。用于添加第二流體至浮力裝置和/或從浮力裝置去除第二流體的裝置可以是任 何適當(dāng)形式。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有至少一個可以儲存第二流 體的儲存庫。至少一個儲存庫可以是能容納所需體積的第二流體的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)、形狀或 尺寸。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有兩個儲存庫。在該實施方案中，第一儲 存庫位于容器下部，第二儲存庫位于容器上部。更優(yōu)選地，第二儲存庫位于容器中第一流體 表面水平處、或剛好在容器中第一流體表面水平之上、或剛好在容器中第一流體表面水平 之下。本發(fā)明的至少一個儲存庫可以設(shè)置在容器的內(nèi)部或外部。兩個儲存庫出現(xiàn)在本發(fā)明的實施方案中，第一儲存庫可以用于從外部源汲取第二 流體至容器。如果例如第二流體是氣體，則該氣體能從氣體產(chǎn)生系統(tǒng)、氣瓶、鼓風(fēng)機、風(fēng)扇等 汲取氣體。如果第二流體是空氣，它可以直接從大氣中汲取。優(yōu)選地，浮力裝置與第一儲存庫和第二儲存庫均流體連通。在本發(fā)明進一步實施 方案中，第一和第二儲存庫還可以彼此直接流體連通。儲存庫間的流體連通、以及儲存庫和 浮力裝置之間的流體連通可以使用任何適當(dāng)方法實現(xiàn)，如通過供給管、軟管、導(dǎo)管或第二流 體可以流通的任何其它適當(dāng)裝置。優(yōu)選地，能量產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)置有第二流體可以流通的柔性 軟管。該軟管可以由任何適當(dāng)材料制造。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，軟管可以由耐 久性耐腐蝕材料制造。該材料可以包括塑料，例如但不限于聚丙烯。在本發(fā)明的一些實施方案中，能量產(chǎn)生系統(tǒng)可以設(shè)置有用于一個或多個用于管、 軟管或?qū)Ч艿鹊恼谏w裝置。遮蓋裝置可以是任何適當(dāng)類型。優(yōu)選地，遮蓋裝置可以用于確 保防止管、軟管、導(dǎo)管等與軸桿和/或移動中的浮力裝置纏繞。
在本發(fā)明的替換性實施方案中，能量產(chǎn)生系統(tǒng)可以設(shè)置有一個或多個對接裝置。 對接裝置可以與第一和第二儲存庫中的至少一個相連。當(dāng)浮力裝置在容器內(nèi)移動時，對接 裝置可以用于與浮力裝置相連接。當(dāng)浮力裝置與對接裝置相接觸時，第二流體可以直接輸 送至浮力裝置或從浮力裝置轉(zhuǎn)移至儲存庫，消除了對第二流體可以流經(jīng)的管和/或軟管的 需要。對接裝置可以設(shè)置為僅在浮力裝置與對接裝置接觸時用以驅(qū)動的任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。通過使用任何適當(dāng)?shù)姆椒?，第二流體可以在第一儲存庫和浮力裝置之間流動。然 而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，第一儲存庫設(shè)置有迫使第二流體進入浮力裝置的裝置。優(yōu) 選地，用于迫使第二流體進入浮力裝置的裝置包括一個或多個活塞。隨著第二流體被強制 進入浮力裝置，浮力裝置變得有浮力并且在容器中上升。在移動上限，可以從浮力裝置去除 第二流體。從浮力裝置去除的流體優(yōu)選流進第二儲存庫，不過其同樣可以直接通至大氣中 (如經(jīng)由容器頂部排出)。從浮力裝置去除流體使得浮力裝置在重力作用下在容器中向下 移動。從浮力裝置去除的流體可以儲存在第二儲存庫中。在本發(fā)明的各種實施方案中， 第二儲存庫中的流體可以排出至大氣中，以降低第二儲存庫中的流體壓力；或者可以返回 至第一儲存庫，以使壓力均衡，并減少為準(zhǔn)備下一次浮力裝置膨脹而必須從容器外部汲取 的流體量。在本發(fā)明的替換性實施方案中，在儲存庫之間和/或在儲存庫與浮力裝置之間的 流體流動通過因儲存庫在容器內(nèi)的相對位置而在它們之間產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)。例如，由 于第一儲存庫的位置位于容器的底部，第一儲存庫中的流體將比浮力裝置中的流體壓力 高。因此，當(dāng)?shù)谝粌Υ鎺旌透×ρb置之間的閥門開啟時，流體在相對高壓力的第一儲存庫和 相對低壓力的浮力裝置之間的流動將自然地產(chǎn)生。類似地，為了使第二流體從相對高壓力 的浮力裝置轉(zhuǎn)移到相對低壓力的第二儲存庫時，浮力裝置和第二儲存庫之間的閥門開啟自 然會導(dǎo)致流體在相對高壓力的浮力裝置和相對低壓力的第二儲存庫之間流動。以此方式， 使需要從外部能量源增加至流體動力能量產(chǎn)生系統(tǒng)的能量最少。儲存庫中的閥門開啟可以通過使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)得以實現(xiàn)，例如通過提供外部 電源(例如電池、電力網(wǎng)、發(fā)電機、太陽能電池、或飛輪系統(tǒng)等，或其任何組合)。然而優(yōu)選 地，選擇用電源驅(qū)動閥門，以最少化對于使用外部能量(即，不是通過本系統(tǒng)產(chǎn)生的能量) 或附加能量的需求。在本發(fā)明的一些實施方案中，所述第一和第二儲存庫中的至少一個設(shè)置有一個或 多個活塞。在本發(fā)明的該實施方案中，所述一個或多個活塞沿第一方向的驅(qū)動可以迫使流 體從儲存庫中流出并流入至浮力裝置中，同時該一個或多個活塞沿第二方向的移動可以導(dǎo) 致流體從浮力裝置中被汲取出并引入至儲存庫中。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述兩儲存庫均設(shè)置有一個或多個活塞?？梢詾楦?儲存庫設(shè)置單獨的驅(qū)動器，或者可以使用兩個儲存庫所共用的驅(qū)動器。在本發(fā)明的一些實 施方案中，驅(qū)動與一個儲存庫相連的活塞以迫使液體從該儲存庫中流出可以同時驅(qū)動與另 一個儲存庫相連的活塞以汲取液體至該另一個儲存庫中。在本發(fā)明的該實施方案中，往復(fù) 運動柱塞(reciprocating ram)或“反向推進器”可以用于引起活塞同時驅(qū)動，不過熟練技 術(shù)人員將理解也可以使用任何其它適當(dāng)技術(shù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，用以互連儲存庫和/或互連儲存庫與浮力裝置的所有管、軟管或?qū)Ч?，都設(shè)置有一個或多個允許流體僅沿一個方向流動的裝置。該裝裝置可以 是任何適當(dāng)類型，如單向閥或止逆閥。發(fā)電裝置可以是任何適當(dāng)形式。優(yōu)選地，軸桿與發(fā)電裝置相連，使得軸桿轉(zhuǎn)動引起 驅(qū)動發(fā)電裝置。發(fā)電裝置可以是任何適當(dāng)形式，例如但不限于一個或多個發(fā)電機、渦輪或飛 輪系統(tǒng)。可以使用任何適當(dāng)?shù)难b置或技術(shù)，以將軸桿的轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)移至發(fā)電裝置。然而，在 本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，使用棘輪嵌齒(ratchet-cog)系統(tǒng)將軸桿的轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)移至發(fā) 電裝置。通常，棘輪嵌齒系統(tǒng)會防止軸桿沿至少一個方向轉(zhuǎn)動。用于驅(qū)動第一儲存庫的一個或多個活塞的所需能量、和/或用于驅(qū)動位于互連儲 存庫和/或互聯(lián)儲存庫與浮力裝置的流路上的止逆閥的所需能量，可以由如電力網(wǎng)、電池 和發(fā)電機等任何適當(dāng)?shù)哪芰吭刺峁?。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有至 少一個太陽能采集裝置。在本發(fā)明的該實施方案中，太陽能采集裝置可以提供至少部分用 于驅(qū)動一個或多個活塞、和/或一個或多個閥門所需要的能量。以此方式，能量需求代表附 加能量。一個或多個活塞的表面積可作為以下一個或多個變量的函數(shù)來確定要轉(zhuǎn)移的第 二流體體積，第一流體密度，儲存庫和第一流體表面之間的距離，等等。對于根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)(包括通過能量產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生的功率 輸出的總和)的設(shè)計的計算列于下面的表1和表2中。對于根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)的能量和質(zhì)量守恒計算示于下表3中。
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CN 101925738 A說明書6/15 頁
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及用于添加流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除流體以引起浮力裝置移動的 裝置；并且其中至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動是由浮力裝置沿與至少一個工作軸基本垂直的方向 移動引起的。在本發(fā)明另一方面，提供一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括容器，該容器至少部分填充 有第一流體；導(dǎo)向裝置；發(fā)電裝置，其包括至少一個與所述導(dǎo)向裝置相連的工作軸；與所述 導(dǎo)向裝置相連的浮力裝置；用于添加第二流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除 第二流體的裝置，第二流體具有與第一流體密度不同的密度；并且其中至少一個工作軸的 轉(zhuǎn)動是由浮力裝置沿與至少一個工作軸基本垂直的方向移動引起的。如所述，浮力裝置與導(dǎo)向裝置相連。浮力裝置可以以任何適當(dāng)方式與導(dǎo)向裝置相 連。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，浮力裝置構(gòu)造為基本圓筒形、環(huán)形或具有與空心中 央通道類似的任何其它形狀。在該實施方案中，導(dǎo)向裝置可以適于穿過浮力裝置中的空心 中央通道。或者，浮力裝置可以設(shè)置有一個或多個用于將浮力裝置連接至導(dǎo)向裝置的連接 裝置。連接裝置可以固定連接于浮力裝置、導(dǎo)向裝置、或兩者。然而優(yōu)選地，連接裝置用于 允許導(dǎo)向裝置和浮力裝置沿至少一個方向彼此相對移動。連接裝置可以是任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)。 例如，連接裝置可以包括基本圓筒形、環(huán)形或具有與空心中央通道類似的導(dǎo)向裝置可以穿 過的形狀。或者，連接裝置可以包括至少暫時可移動地夾緊或固定浮力裝置至導(dǎo)向裝置的 任何適當(dāng)形式。導(dǎo)向裝置可以是任何適當(dāng)類型或結(jié)構(gòu)。例如，導(dǎo)向裝置可以包括固定裝置、可移動 裝置、或其組合。在本發(fā)明的一些實施方案中，導(dǎo)向裝置可以包括至少一個伸長構(gòu)件，其從 位于或臨近浮力裝置的移動上限延伸至位于或臨近浮力裝置的移動下限。伸長構(gòu)件可以是 任何適當(dāng)形式，例如但不限于鏈、纜繩或線等。在本發(fā)明的一些實施方案中，導(dǎo)向裝置可以與導(dǎo)向裝置可以在其上纏繞和/或解 開的一個或多個存儲裝置(如圓筒、卷筒或錠子等)相連?；蛘撸瑢?dǎo)向裝置可以設(shè)置為無端 環(huán)(endless loop)的形式。在本發(fā)明的該實施方案中，導(dǎo)向裝置可以與一個或多個用于確 保導(dǎo)向裝置正確圍繞其環(huán)線追蹤的追蹤裝置相連。追蹤裝置可以是任何適當(dāng)形式，例如但 不限于滑輪等。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，在導(dǎo)向裝置底端設(shè)置一個追蹤裝置，同時在導(dǎo) 向裝置頂端設(shè)置第二追蹤裝置。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述追蹤裝置中至少一個可以適于移動，如繞追蹤 裝置的軸轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的一些實施方案中，至少一個工作軸可以與至少一個可轉(zhuǎn)動的追蹤裝置 相連。在本發(fā)明的該實施方案中，追蹤裝置的轉(zhuǎn)動可以引起至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動。優(yōu)選 地，至少一個工作軸與發(fā)電裝置相連，使得至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動引起發(fā)電裝置發(fā)電。優(yōu)選將至少一個工作軸以與浮力裝置移動方向基本垂直的角度設(shè)置。由于優(yōu)選浮 力裝置的移動方向為基本垂直方向，因此優(yōu)選至少一個工作軸基本水平設(shè)置。在本發(fā)明的一些實施方案中，浮力裝置可以適于相對于導(dǎo)向裝置沿至少一個方向 移動。在本發(fā)明的另一實施方案中，浮力裝置沿至少一個方向的移動可以引起導(dǎo)向裝置的 相應(yīng)移動。優(yōu)選地，浮力裝置的移動引起導(dǎo)向裝置僅沿一個方向的相應(yīng)移動。在本發(fā)明的 該實施方案中，當(dāng)浮力裝置沿第二方向移動時，導(dǎo)向裝置保持靜止。引起導(dǎo)向裝置相應(yīng)移動 的浮力裝置的移動方向并不關(guān)鍵，雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，浮力裝置向下移動引起導(dǎo)向裝置相應(yīng)移動，而當(dāng)浮力裝置向上移動時導(dǎo)向裝置保持靜止。導(dǎo)向裝置的相應(yīng)移動可以使用任何適當(dāng)技術(shù)得以實現(xiàn)。優(yōu)選地，浮力裝置(或其 中存在的連接裝置)設(shè)置有用于在浮力裝置沿一個方向移動時接合導(dǎo)向裝置的接合裝置。 可以使用任何適當(dāng)?shù)慕雍涎b置，例如但不限于一個或多個夾鉗、夾子、或棘輪等，或其任意 組合。優(yōu)選地，當(dāng)浮力裝置僅沿一個方向移動時，接合裝置用于與導(dǎo)向裝置接合。由此，優(yōu) 選為接合裝置包括一個或多個棘輪。當(dāng)浮力裝置移動引起導(dǎo)向裝置相應(yīng)移動時，可以迫使導(dǎo)向裝置繞其環(huán)線移動。因 為導(dǎo)向裝置沿其環(huán)線移動，導(dǎo)向裝置的移動引起至少一個追蹤裝置轉(zhuǎn)動。可轉(zhuǎn)動追蹤裝置 優(yōu)選為與至少一個工作軸相連，意味著追蹤裝置轉(zhuǎn)動引起至少一個工作軸轉(zhuǎn)動，由此將移 動轉(zhuǎn)移至發(fā)電設(shè)備并引起發(fā)電。優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動追蹤裝置設(shè)置有用于在追蹤裝置和導(dǎo)向裝 置之間改善夾緊的夾緊裝置，由此確保追蹤裝置隨著導(dǎo)向裝置移動而轉(zhuǎn)動。第一和第二流體可以是任何滿足第二流體密度不同于第一流體密度的適當(dāng)流體。 典型地，第二流體密度低于第一流體密度，但是應(yīng)當(dāng)理解各流體密度差可用于引起浮力裝 置移動。第一和第二流體可以是液體、氣體或溶液，或其組合。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中， 第一流體是水(淡水或鹽水)，第二流體是空氣。浮力裝置可以是任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)。然而，是浮力裝置優(yōu)選被構(gòu)造成當(dāng)至少部分填充 有第二流體時是有浮力的，并且當(dāng)去除第二流體時浮力裝置比第一流體密度大。以此方式， 根據(jù)容器中所容納的第二流體量，能使得浮力裝置在容器中向上移動，或在重力作用下在 容器中向下移動。浮力裝置可以構(gòu)造為韌性可膨脹的艙，或可以是剛性容器，或可以是兩者 組合。優(yōu)選地，浮力裝置成型為當(dāng)其穿過容器中的第一流體時利于減小阻力。通過控制浮 力裝置在容器內(nèi)的移動，根據(jù)需要，能基本連續(xù)保持軸桿的轉(zhuǎn)動，這意味著可以通過發(fā)電裝 置連續(xù)發(fā)電。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，基于例如表面積和第一流體密度的浮力公式，確 定浮力裝置的尺寸。浮力裝置在容器中向下移動可以通過重力作用實現(xiàn)。然而，在本發(fā)明的一些實施 方案中，浮力裝置設(shè)置有重物如壓艙物，以輔助浮力裝置在容器中向下移動。重物可以是任 何適當(dāng)類型，盡管在本發(fā)明的一些實施方案中，重物是由不銹鋼或類似的耐腐蝕材料制成 的，由于它們暴露于容器內(nèi)部所容納的第一流體中。在本發(fā)明的一些實施方案中，重物可以 形成浮力裝置的部分(或全部)基座。重物的質(zhì)量可以由驅(qū)動交流發(fā)電機并由此發(fā)電所需 要的扭矩來確定。因此，能量產(chǎn)生或捕獲可以通過至少一個工作軸沿兩個方向轉(zhuǎn)動發(fā)生。由 此，浮力裝置向上或向下移動可以導(dǎo)致至少一個工作軸產(chǎn)生或捕獲能量。在本發(fā)明的一些實施方案中，浮力裝置設(shè)置有有助于浮力裝置相對于導(dǎo)向裝置平 滑移動的定位裝置。定位裝置可以是任何適當(dāng)裝置，例如與導(dǎo)向裝置平行設(shè)置的桿、纜繩、 或鏈等。優(yōu)選地，浮力裝置設(shè)置有用于接合定位裝置、并輔助浮力裝置平滑移動的任何適當(dāng) 形式的接合裝置。接合裝置可以由任何適當(dāng)材料制成。然而，優(yōu)選接合裝置適于耐腐蝕。并 且，優(yōu)選接合裝置是被潤滑或自動潤滑的。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，接合裝置可 以由適于海洋環(huán)境的高密度塑料制成。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，定位裝置由耐腐蝕材 料制成。可以使用任何適當(dāng)材料，例如但不限于不銹鋼。在本發(fā)明的一些實施方案中，可以是多個浮力裝置與一個或多個導(dǎo)向裝置相連。能量產(chǎn)生系統(tǒng)操作的控制可以使用任何適當(dāng)技術(shù)實現(xiàn)。例如，能量產(chǎn)生系統(tǒng)的操作可以手動控制。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，能量產(chǎn)生系統(tǒng)的操作可以使用適當(dāng)?shù)淖詣?裝置來控制。在本發(fā)明的一些實施方案中，能量產(chǎn)生系統(tǒng)可以設(shè)置有電子控制系統(tǒng)如分布 式控制系統(tǒng)(Distributed Control System，DCS)。在本發(fā)明的該實施方案中，優(yōu)選電子 控制系統(tǒng)設(shè)置有一個或多個用戶界面。用戶界面可以是任何適當(dāng)形式，例如但不限于一個 或多個屏幕、控制面板、儀表板、或鍵盤等，或其任意組合。優(yōu)選地，用戶界面包括一些裝置 (例如按鈕、開關(guān)、或控制桿等)，以允許用戶采用手控方式來消除系統(tǒng)的自動控制，并完成 例如但不限于啟動、終止或重啟系統(tǒng)等某些功能。優(yōu)選地，在使用自動控制系統(tǒng)的本發(fā)明實施方案中，可以在自動和手動控制模式 之間切換系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)可以使用任何適當(dāng)電源例如但不限于電力網(wǎng)、發(fā)電機、或電池等、或 其任意組合來供電。在本發(fā)明的一些實施方案中，至少部分用于控制自動控制系統(tǒng)的電力 可以通過能量產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生。在使用控制系統(tǒng)的本發(fā)明實施方案中，有必要提供從容器外延伸至容器內(nèi)的電纜 (如電線等)。在本發(fā)明的該實施方案中，優(yōu)選為電纜可以埋設(shè)于容器壁和/或基座中，以 確保裝置不漏水以及沒有流體能泄漏至容器中或從容器中泄漏。然而在另一方面，本發(fā)明廣泛在于一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括容器，該容器至少 部分填充有第一流體；一個或多個隔室設(shè)置于該容器內(nèi)部，其中防止第一流體進入該一個 或多個隔室；導(dǎo)向裝置；發(fā)電裝置，其包括有至少一個與所述導(dǎo)向裝置相連的工作軸，該至 少一個工作軸至少部分位于一個或多個隔室內(nèi)；與導(dǎo)向裝置相連的浮力裝置；用于添加第 二流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除第二流體的裝置，第二流體密度不同于 第一流體密度；其中至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動是由浮力裝置沿與至少一個工作軸基本垂直方 向的移動引起的。在本發(fā)明的一些實施方案中，導(dǎo)向裝置可以設(shè)置有一個或多個用于提升工作軸轉(zhuǎn) 速的裝置?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)难b置。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，導(dǎo)向裝置設(shè)置有一個 或多個重物。優(yōu)選地，一個或多個重物位于一個或多個隔室中。由此，導(dǎo)向裝置移動時，一 個或多個重物的質(zhì)量引起導(dǎo)向裝置移動速度增加，從而增加工作軸的轉(zhuǎn)速。一個或多個重 物的移動可以被控制，或可以為自由落體或近似為自由落體(考慮到浮力裝置在第一流體 中的移動阻力)。然而，一般而言，由于在第一流體的壓力下從浮力裝置中去除第二流體，浮 力裝置的阻力被最小化。此外，一個或多個重物的移動還可以引起一個或多個裝置(例如壓縮機)驅(qū)動?？?以使用任何適當(dāng)?shù)膲嚎s機。由一個或多個裝置所產(chǎn)生的壓力可以被儲存，然后在適當(dāng)?shù)臅r 候被釋放至任何適當(dāng)?shù)目赊D(zhuǎn)動的裝置或發(fā)電裝置(例如渦輪機)上。在本發(fā)明的一些實施方案中，可以設(shè)置多個浮力裝置。在文中所述的本發(fā)明所有方面和所有實施方案中，發(fā)電裝置可以設(shè)置于系統(tǒng)內(nèi)的 任何適當(dāng)位置處。在本發(fā)明的一些實施方案中，發(fā)電裝置可以位于系統(tǒng)的上部區(qū)域中(例 如，在容器頂端，或甚至在容器上方)?；蛘?，發(fā)電裝置可以設(shè)置于系統(tǒng)的下部區(qū)域中(例 如，在容器底端，或甚至在容器下方)。將發(fā)電裝置設(shè)置于容器下部區(qū)域中的益處(即，在地 平面上)是，減少發(fā)電裝置所需的支撐結(jié)構(gòu)，以及增加進入發(fā)電裝置的容易性以利于維修 等目的。


參考以下附圖描述本發(fā)明的實施方案，其中圖1說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)的剖面圖；圖2說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的浮力裝置的細節(jié)圖；圖3說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的第一儲存庫的細節(jié)圖；圖4說明根據(jù)本發(fā)明替換性實施方案的第一儲存庫的細節(jié)圖；圖5說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)的剖面圖；圖6說明根據(jù)本發(fā)明替換性實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)的剖面圖；圖7-8說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的工作軸和傳動裝置；圖9說明根據(jù)本發(fā)明替換性實施方案的發(fā)電系統(tǒng)；圖10-12說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的往復(fù)運動柱塞組件；圖13說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的轉(zhuǎn)子/定子組件。
具體實施例方式應(yīng)當(dāng)理解所提供的附圖是為了說明本發(fā)明優(yōu)選實施方案的目的，而不應(yīng)認為本發(fā) 明僅限于附圖中所示的特征。在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)10。能量產(chǎn)生系統(tǒng)10包括 水罐形式的容器11和繞縱軸可轉(zhuǎn)動的軸桿12。軸桿12具有螺旋形狀(helical screw shape) 13。該軸桿在其底端與允許軸桿12繞其縱軸自由轉(zhuǎn)動的軸承16相連。在頂端，軸 桿12與飛輪系統(tǒng)形式的發(fā)電裝置17相連。軸桿12的轉(zhuǎn)動能量可以通過使用棘輪嵌齒系 統(tǒng)20轉(zhuǎn)移至發(fā)電裝置17?？膳蛎浥撔问降母×ρb置14與軸桿12相連。浮力裝置14設(shè)置有線或桿形式的 導(dǎo)向裝置15，以輔助浮力裝置14相對于軸桿12平滑移動。系統(tǒng)10設(shè)置有位于容器11下部的第一儲存庫18和位于容器11上部的第二儲存 庫19。第一儲存庫18經(jīng)過進氣口 21從大氣汲取空氣。一旦第一儲存庫中的壓力達到預(yù)定 值，活塞22驅(qū)動，迫使空氣經(jīng)過第一軟管23進入浮力裝置14。當(dāng)浮力裝置14被來自第一 儲存庫18的空氣所充脹時，其開始在容器11中向上移動，因為空氣密度使得浮力裝置14 比容器11中的流體25 (如淡水或鹽水)密度小。由此依次引起軸桿12旋轉(zhuǎn)和發(fā)電裝置17 驅(qū)動，由此發(fā)電。當(dāng)浮力裝置14達到起移動上限時，可以迫使浮力裝置14中的空氣流經(jīng)第二軟管 24進入第二儲存庫19。當(dāng)將空氣從浮力裝置14去除時，在壓艙物(未示出)的協(xié)助下浮 力裝置14受重力作用在容器11中向下移動。由于空氣從浮力裝置14中去除，浮力裝置14 變得比容器11中的流體25密度大，因此浮力裝置在流體25中下沉。浮力裝置14向下移 動引起軸桿12旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電裝置17，由此發(fā)電。如果第二儲存庫19中的壓力過高，在第二儲存庫19中儲存的空氣可以通過排氣 口 26排出至大氣中?；蛘?，空氣可以從第二儲存庫19通過第三軟管27流進第一儲存庫18 中，以至于浮力裝置14達到其移動下限、并必須被來自第一儲存庫18中的空氣再次膨脹 時，較少的空氣必須被汲取至第一儲存庫18中。
所有軟管23、24、27都設(shè)置有止逆閥28，以確?？諝庠谙到y(tǒng)10內(nèi)可以僅沿一個方 向流動。根據(jù)需要，容器11可以設(shè)置有通風(fēng)裝置29。容器11還可以設(shè)置有進入平臺31以 及梯子30形式的進入裝置，使得可以根據(jù)需要對系統(tǒng)10進行維護。系統(tǒng)10可以進一步設(shè)置有太陽能采集裝置32，以產(chǎn)生所需用于驅(qū)動活塞22和止 逆閥28的至少部分能量。太陽能采集裝置32所產(chǎn)生的能量，還可以用于為燈或指示燈33 供電以顯示系統(tǒng)10的位置。在圖2中示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的浮力裝置14。浮力裝置14包括可膨脹艙34。 該圖示出了可膨脹艙34處于膨脹35和緊縮36時的壁面形狀?？諝饨?jīng)過軟管23進入艙34 中，并經(jīng)過軟管24離開艙。浮力裝置14進一步包括與艙34相連的套筒37，其設(shè)置有凸起(未示出)以用于 接合軸桿12的螺旋(helical screw) 13，由此引起軸桿12隨著浮力裝置14相對于軸桿12 移動而旋轉(zhuǎn)。套筒37設(shè)置有壓艙物38，例如在艙34緊縮時輔助浮力裝置14向下移動的不 銹鋼重物。浮力裝置14與桿形式的導(dǎo)向裝置15相連。浮力裝置14包括一對接合裝置39，其 接合導(dǎo)向裝置15并輔助浮力裝置14相對于軸桿12平滑移動。圖3中示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的第一儲存庫18。經(jīng)過進氣口 21汲取空氣 至儲存庫18。儲存庫18包括與彈簧40相連的活塞22，活塞22設(shè)置有用以防止流體泄流 的密封墊41。當(dāng)施壓時，如沿箭頭42的方向施加靜水壓時，活塞向儲存庫18左側(cè)移動，壓縮彈 簧40并迫使流體從流體出口 43流出。設(shè)置馬達44以使活塞22反向移動。儲存庫18可以使用固定裝置45固定至容器(未示出)底部。圖4中示出第一儲存庫18的替換性結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的該實施方案中，儲存庫18 被容置于含有第一流體25的容器11內(nèi)?？諝馔ㄟ^進氣口 21進入儲存庫18并保持于儲存 庫18內(nèi)的腔室46中。該儲存庫包括活塞22，活塞22向儲存庫18左側(cè)的移動迫使腔室46 中的空氣通過空氣出口 43排出?；钊?2的移動是由驅(qū)動軸桿48旋轉(zhuǎn)的馬達47的啟動得以實現(xiàn)，該軸桿在其外表 面上設(shè)置有螺旋。馬達47通過棘輪和嵌齒機構(gòu)49將轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)移至軸桿48。在容器11 內(nèi)表面上，機構(gòu)49設(shè)置有彈簧加載密封墊50。驅(qū)動器51可以用于控制止逆閥28的開啟和關(guān)閉以及馬達47的驅(qū)動。圖5中示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)10，其中存在一對浮力裝置14。 各浮力裝置14與其各自的軸桿12相連，并可以彼此獨立地在容器11中向上和向下移動。在圖6中，說明本發(fā)明替換性實施方案。在本發(fā)明的該實施方案中，浮力裝置60 包括圓柱形套筒狀的連接裝置61，鏈形式的導(dǎo)向裝置62穿過該連接裝置61。鏈62設(shè)置為 無端環(huán)，且與上部追蹤裝置63和下部追蹤裝置64相接。上部追蹤裝置63和下部追蹤裝置 64均為滑輪形式。上部追蹤裝置63可以經(jīng)由支架65固定在容器(未示出)的頂壁(未示 出)，而下部追蹤裝置64可以經(jīng)由支架66固定至容器(未示出)底壁(未示出)。連接裝置61設(shè)置有棘輪形式的接合裝置(未示出)，當(dāng)浮力裝置60沿向下方向移 動時，接合裝置與鏈62的鏈節(jié)接合。由此，隨著浮力裝置60向下移動，鏈62也移動，從而
16引起上部追蹤裝置63和下部追蹤裝置64兩者均沿順時針方向轉(zhuǎn)動。上部追蹤裝置63和 下部追蹤裝置64設(shè)置有一系列與鏈62的鏈節(jié)形狀相應(yīng)的鋸齒狀缺口 67。以此方式，鏈62 處于鋸齒狀缺口 67中并咬緊追蹤裝置(63，64)，由此確保追蹤裝置(63，64)轉(zhuǎn)動。在圖5中所示的本發(fā)明實施方案中，工作軸68與上部追蹤裝置63相連，使得上部 追蹤裝置63的轉(zhuǎn)動引起工作軸68轉(zhuǎn)動。工作軸68與浮力裝置60移動方向基本垂直設(shè)置。 工作軸68與發(fā)電裝置(未示出)相連，使得工作軸68的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)移至發(fā)電裝置(未示出)， 由此引起發(fā)電。在本發(fā)明的該實施方案中，可以設(shè)置纜繩形式的定位裝置69。浮力裝置60可以通 過纜繩69所穿過的第二連接裝置70與定位裝置69相連。纜繩69確保浮力裝置60平滑 移動。在圖7和8中，說明軸桿12和傳動裝置71。軸桿12具有螺旋形狀13，而傳動裝 置71設(shè)置有具有多個凸起73的鉆孔72，凸起73用于與軸桿12表面中的螺旋形溝道緊密 咬合。在使用中，軸桿12從鉆孔72中凸出(如圖8中所示)，傳動裝置71用于與浮力裝置 (未示出)相連，使得浮力裝置移動引起凸起73與螺旋形溝道咬合，由此引起軸桿12隨著 浮力裝置相對于軸桿12移動而轉(zhuǎn)動。圖9說明根據(jù)本發(fā)明替換性實施方案的能量產(chǎn)生系統(tǒng)74。系統(tǒng)74包括容器75， 其具有“濕”隔室(即填充流體的)76和一個或多個沒有填充流體于其中的“干”隔室(在 這個實例中，一對干隔室77、78)。干隔室可以與容器75 —體化形成，或者可以分離地形成 并安裝在那。干隔室可以由任何適當(dāng)材料制造，例如但不限于混凝土、鋼、玻璃纖維、塑料或 其任意組合。系統(tǒng)74進一步包括一對具有可緊縮的氣囊狀結(jié)構(gòu)的浮力裝置79。浮力裝置79與 用以確保浮力裝置79在容器75內(nèi)向上和向下平滑移動的導(dǎo)向裝置89相連。在圖9中說明的本發(fā)明實施方案中，流體儲存庫86設(shè)置于容器75的底部?？諝?形式的流體通過入口 87進入儲存庫86，而離開浮力裝置79的流體則通過閥門88排出。排 出的流體可以被排除至大氣中或再循環(huán)到儲存庫86中。每一個所述浮力裝置79適于與鏈或繩索80的一端連接。重物82連接至鏈或繩 索80的另一端。鏈或繩索80與一系列的滑輪81相連，使得當(dāng)浮力裝置79膨脹與填充有 流體時，浮力裝置79的浮力大于重物82的質(zhì)量，并且浮力裝置79在容器中上升。當(dāng)浮力 裝置79緊縮時，重物82的質(zhì)量大于浮力裝置79的浮力，并且浮力裝置79在容器75中下沉。在圖9中說明的本發(fā)明實施方案中，重物82設(shè)置于干隔室77、78中。這樣設(shè)置有 很多理由，包括通過將重物82設(shè)置于干隔室77、78中，重物82沿向下方向的速度增加，因 此通過系統(tǒng)74產(chǎn)生的能量增加。重物82與第二繩索或鏈83相連，使得重物82的垂直移動引起第二繩索或鏈83 繞一對鏈輪84轉(zhuǎn)動。為了產(chǎn)生動力(例如電功率)，由第二繩索或鏈83轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動能 量被轉(zhuǎn)移至發(fā)電裝置85 (如渦輪機等)。在圖10中，說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的往復(fù)運動柱塞組件90。往復(fù)運動柱塞組件 90包括通過軸承92支撐的普通軸桿91。軸桿91的一端93用于連接如馬達等提供旋轉(zhuǎn)的 裝置(未示出)。軸桿91夾撐在支架94和基座95上。主動輪96通過鍵97固定至軸桿91。主動輪96具有與界面輪(interface wheel) 100上的齒輪相匹配的齒輪98。設(shè)置輸送 輪101，其具有與主動輪96的齒輪相匹配的齒輪102，輸送輪101和主動輪96可以在軸桿 91上轉(zhuǎn)動或者固定。界面輪100設(shè)置于第二軸桿103上，該軸桿具有在原位夾持該輪的夾子104和閉 鎖裝置105。軸桿103裝配有與凹槽99咬合的棘輪裝配銷(ratchet assembly pins) 106。 當(dāng)軸桿103逆時針方向轉(zhuǎn)動時，軸桿103與界面輪咬合。類似地，當(dāng)軸桿103順時針方向轉(zhuǎn) 動時，軸桿103從凹槽99中脫離。由主動輪96的轉(zhuǎn)動引起界面輪的移動。當(dāng)沒有負載時， 輸送輪101經(jīng)由界面輪100相對于主動輪96自由轉(zhuǎn)動。然而，當(dāng)施加扭矩于主動輪96時， 界面輪100被咬合并咬合輸送輪101，以與主動輪96相同的方向轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，驅(qū)動往復(fù)運 動柱塞組件90的電力是附加的。在圖11中，說明安裝在容器107外部(以及其底部)的儲存庫106。儲存庫106 包括在儲存庫106內(nèi)自由移動的活塞盤108?；钊P108連接至一組波紋管109，壓縮該波 紋管109以加壓由出口 110離開儲存庫的空氣，并且當(dāng)活塞盤108由驅(qū)動桿112擴展時允 許空氣通過單向閥111進入，驅(qū)動桿112在點113處與圖10中的往復(fù)運動柱塞相連或由其 驅(qū)動。在圖12中，說明第一儲存庫114和第二儲存庫115。這些儲存庫114、115設(shè)置于容 器(未示出)底部。各儲存庫114、115設(shè)置有與驅(qū)動桿117相連的一對活塞盤116、116A。 依次地，驅(qū)動桿117與往復(fù)運動柱塞118相連。一對活塞盤116、116A有效地將各儲存庫 114、115分為兩個隔室，各隔室可用于保持相同或不同的流體。驅(qū)動往復(fù)運動柱塞118以迫使活塞盤116、116A在第一儲存庫114中向下通過第 一入口 119同時通過第二出口 120引入流體，而活塞盤116、116A向上移動迫使流體通過第 一出口 121流出儲存庫114同時通過第二入口 122流進儲存庫114中。類似設(shè)置存在于第 二儲存庫115中。往復(fù)運動柱塞118可以通過液壓油缸123供電。優(yōu)選地，液壓油缸僅提供部分電 力至往復(fù)運動柱塞118。優(yōu)選地，往復(fù)運動柱塞118可以使用附加電力供電。在圖13中示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的轉(zhuǎn)子/定子組件。在本發(fā)明的該實施方案 中，浮力裝置(未示出)經(jīng)由纜繩125與轉(zhuǎn)子124相連。轉(zhuǎn)子124起到壓艙物的作用，使得 流體從浮力裝置(未示出)中去除時，轉(zhuǎn)子124的重量引起浮力裝置下沉。由此，隨著轉(zhuǎn)子 124相對于定子軸126向下移動，產(chǎn)生電流。類似地，當(dāng)浮力裝置(未示出)膨脹時，浮力裝置(未示出)的浮力大于轉(zhuǎn)子124 的重量，浮力裝置(未示出)上升。隨著轉(zhuǎn)子124相對于定子軸126向上移動，產(chǎn)生電流。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明容許除了具體描述的那些以外的改變和修飾。應(yīng) 當(dāng)理解，本發(fā)明涵蓋所有這樣的改進和修飾，所有這些均落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括至少一個軸桿；與所述至少一個軸桿相連且相對于所述至少一個軸桿可移動的浮力裝置，其中所述浮力裝置相對于所述至少一個軸桿的移動引起所述至少一個軸桿繞縱軸轉(zhuǎn)動；用于添加流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除流體以引起所述浮力裝置移動的裝置；以及與所述至少一個軸桿相連的發(fā)電裝置。
2.一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括容器，所述容器至少部分填充有第一流體；位于所述容器 內(nèi)的至少一個軸桿；與所述至少一個軸桿相連且相對于所述至少一個軸桿可移動的浮力 裝置，其中所述浮力裝置相對于所述至少一個軸桿的移動引起所述至少一個軸桿繞縱軸轉(zhuǎn) 動；用于添加第二流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除第二流體的裝置，所述 第二流體的密度與所述第一流體的密度不同；以及與所述至少一個軸桿相連的發(fā)電裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述至少一個軸桿繞縱軸的轉(zhuǎn)動引 起所述發(fā)電裝置發(fā)電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述第二流體的密度小于所述第一 流體的密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述第一流體是水，所述第二流體是空氣。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中添加所述流體至所述浮力裝 置引起所述浮力裝置在所述容器中上升，而從所述浮力裝置去除所述流體引起所述浮力裝 置在所述容器中下沉。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述浮力裝置包括所述軸桿 適于穿過的空心中央通道。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述至少一個軸桿在其外表 面上設(shè)置有一個或多個螺旋形溝道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述浮力裝置包括一個或多個凸起，所 述凸起用于接合所述至少一個軸桿外表面上的所述一個或多個螺旋形溝道。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述流體儲存于一個或多 個儲存庫中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述一個或多個儲存庫與所述浮力裝 置是流體連通的。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括兩個或多個 浮力裝置。
13.一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括導(dǎo)向裝置；發(fā)電裝置，其包括至少一個與所述導(dǎo)向裝置 相連的工作軸；與所述導(dǎo)向裝置相連的浮力裝置；以及用于添加流體至所述浮力裝置和/ 或從所述浮力裝置去除流體以引起所述浮力裝置移動的裝置；其中所述至少一個工作軸的 轉(zhuǎn)動是由所述浮力裝置沿與所述至少一個工作軸基本垂直的方向移動引起的。
14.一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括容器，所述容器至少部分填充有第一流體；導(dǎo)向裝置；發(fā) 電裝置，其包括至少一個與所述導(dǎo)向裝置相連的工作軸；與所述導(dǎo)向裝置相連的浮力裝置； 用于添加第二流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除第二流體的裝置，所述第二 流體的密度與所述第一流體的密度不同；其中所述至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動是由所述浮力裝 置沿與所述至少一個工作軸基本垂直的方向移動引起的。2
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述浮力裝置包括所述導(dǎo)向裝置 適于穿過的空心中央通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)向裝置包括伸長 構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述伸長構(gòu)件是鏈、纜繩、或線等。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述浮力裝置的移動引 起所述導(dǎo)向裝置的相應(yīng)移動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述浮力裝置沿第一方向的移動引起 所述導(dǎo)向裝置的相應(yīng)移動，而所述浮力裝置沿第二方向的移動不引起所述導(dǎo)向裝置的相應(yīng) 移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至19中任一項所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)向裝置與一個或 多個可轉(zhuǎn)動追蹤裝置相連，使得所述導(dǎo)向裝置的移動引起所述一個或多個可轉(zhuǎn)動追蹤裝置 的轉(zhuǎn)動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量產(chǎn)生系統(tǒng)，其中所述可轉(zhuǎn)動追蹤裝置用于與所述工作 軸相連，使得所述可轉(zhuǎn)動追蹤裝置的轉(zhuǎn)動引起所述工作軸的轉(zhuǎn)動。
22.一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括容器，所述容器至少部分填充有第一流體；一個或多個 隔室位于所述容器內(nèi)，其中防止所述第一流體進入所述一個或多個隔室；導(dǎo)向裝置；發(fā)電 裝置，其包括至少一個與所述導(dǎo)向裝置相連的工作軸，所述至少一個工作軸至少部分位于 所述一個或多個隔室內(nèi)；與所述導(dǎo)向裝置相連的浮力裝置；用于添加第二流體至所述浮力 裝置和/或從所述浮力裝置去除第二流體的裝置，所述第二流體的密度與所述第一流體的 密度不同；其中所述至少一個工作軸的轉(zhuǎn)動是由所述浮力裝置沿與所述至少一個工作軸基 本垂直的方向移動引起的。
全文摘要
一種能量產(chǎn)生系統(tǒng)，包括至少一個軸桿；與所述至少一個軸桿相連且相對于所述至少一個軸桿可移動的浮力裝置，其中該浮力裝置相對于所述至少一個軸桿的移動引起該至少一個軸桿繞縱軸轉(zhuǎn)動；用于添加流體至所述浮力裝置和/或從所述浮力裝置去除流體以引起所述浮力裝置移動的裝置；以及與所述至少一個軸桿相連的發(fā)電裝置。
文檔編號F03B17/00GK101925738SQ200880125663
公開日2010年12月22日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者詹姆斯·夸克 申請人:詹姆斯·夸克