專利名稱：浮力重力發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械工程中自然能的利用設(shè)備，為一種利用水的浮力和地球的吸引力等能量來做功的浮力重力發(fā)動機(jī)。
地球上存在著各種形式的自然能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、流水能、潮汐能等等。對于各種不同的能源，人們都研制出了相應(yīng)的能源利用設(shè)備對其進(jìn)行利用。水對任何物體都有向上的浮力，地球?qū)θ魏挝矬w都有向下的吸引力。對于這一能量的利用，早在幾百年前，人們就開始對其進(jìn)行研究，并設(shè)計(jì)出了多種式樣的機(jī)器。遺憾的是，各種設(shè)計(jì)方案都存在著致命的缺陷，如摩擦力、死點(diǎn)和預(yù)料不到的平衡等等，以致各種設(shè)計(jì)方案都均未獲成功。
本發(fā)明的目的是利用水的浮力和地球的吸引力等能量設(shè)計(jì)成浮力重力發(fā)動機(jī)。該機(jī)器能使處在水底的氣囊利用水的浮力浮向水面，然后又利用地球的吸引力將浮上來的氣囊沉入水底，接著再次利用水的浮力將氣囊又浮出水面。這樣周而復(fù)始上下不停的運(yùn)動，便構(gòu)成了浮力重力發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明(圖1)所示是由氣囊(1-6)，主軸承(7)，主軸(8)，輪轂撐筋(9)，支撐通氣管(10)、擺動鉸鏈(11)、鋼球(12)、重錘(13)、連桿(14)和水池(16)等部件組成。
它們的聯(lián)接關(guān)系是主軸(8)的兩端固定在水池(16)上，輪轂撐筋(9)的中心孔套在主軸(8)上，其接觸面安裝了主軸承(7)，輪轂撐筋(9)的六根撐筋上聯(lián)接著支撐通氣管(10)，支撐通氣管(10)由六根空心鋼管焊接成六方形而構(gòu)成。支撐通氣管(10)與外界密封。但六根鋼管內(nèi)孔均彼此相通。在支撐通氣管(10)的每一根鋼管上均安置了一個(gè)可以擴(kuò)大或縮小的氣囊(1-6)。氣囊(1-6)的小頭和支撐通氣管(10)為固定聯(lián)接，其大頭則是與支撐通氣管(10)活動聯(lián)接，氣囊(1-6)的大頭繞擺動絞鏈(11)可以在支撐通氣管(10)上張大或縮小。在氣囊(1-6)里面的支撐通氣管(10)上安裝有重錘(13)，在其磨擦面上安裝有鋼球(12)，使重錘(13)在支撐通氣管(10)上能夠靈活地來回滾動。連桿(14)將氣囊(1-6)的大頭和重錘(13)連接起來，當(dāng)重錘(13)在支撐通氣管(10)上作來回直線運(yùn)動時(shí)，通過連桿(14)便帶動氣囊(1-6)的大頭在支撐通氣管(10)上張大或縮小，其動作就象平常人們撐傘的動作一樣。氣囊(1-6)與外界密封，但在氣囊(1-6)內(nèi)部的支撐通氣管(10)上，有與其相通的通氣孔(圖中未畫)，也就是說每一個(gè)氣囊(1-6)，通過支撐通氣管(10)都彼此相通，但又與外界密封，由于有主軸承(7)的作用，6個(gè)氣囊(1-6)能夠隨輪轂撐筋(9)一道十分靈活地繞主軸(8)旋轉(zhuǎn)。
浮力重力發(fā)動機(jī)的工作原理如下浮力重力發(fā)動機(jī)是浸沒在盛滿水的大水池(16)中工作的，當(dāng)水還沒有灌入水池(16)時(shí)，先打開該機(jī)器的放氣螺釘(圖中未畫)，人為的將三個(gè)氣囊里(1-3)的空氣全部放出，使其體積呈最小的狀態(tài)。再將另外三個(gè)氣囊(4-6)里的空氣全部灌滿，使之體積呈最大的狀態(tài)。然后再將放氣螺釘擰緊。接著人為的使該機(jī)器朝著箭頭(A)所示的方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)六個(gè)氣囊(1-6)在中心線右邊的三個(gè)全部是張開的，而在中心線左邊的三個(gè)則全部為縮小的，如圖(1)中所示，中心線左邊的三個(gè)氣囊(1、2、6)為最小體積，而中心線右邊的三個(gè)氣囊(3、4、5)則為最大體積，并且當(dāng)氣囊(2)過了中心線，到了氣囊(3)的位置時(shí)，它就全部張開，由最小體積變成為最大體積，而氣囊(5)只要過了中心線，到了氣囊(6)的位置時(shí)，它就全部縮小，由最大體積變成了最小體積。當(dāng)人為的使總臺機(jī)器不斷地朝著箭頭(A)所示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，六個(gè)氣囊(1-6)在通過上止點(diǎn)或下止點(diǎn)時(shí)，其體積便不斷的由大變小或由小變大。當(dāng)氣囊的體積在大小不停的變化時(shí)，氣囊里面的空氣通過支撐通氣管(10)，不停的從一個(gè)氣囊里面壓縮到另一個(gè)氣囊里面，永遠(yuǎn)保持著三個(gè)氣囊為最大體積，三個(gè)氣囊為最小體積，并且是中心線右邊的大，中心線左邊的小。
現(xiàn)在我們開始向水池(16)內(nèi)灌水，當(dāng)水把整個(gè)機(jī)器淹沒后，按照設(shè)計(jì)者的意愿，這臺機(jī)器就會朝著箭頭(A)所示的方向旋轉(zhuǎn)起來，那么該機(jī)器究竟能不能“永動”呢？如果在水中，這六個(gè)氣囊體積太小的變化情況和在空氣中一樣，這臺機(jī)器也許真會轉(zhuǎn)起來，然而事實(shí)并非如此，氣囊浸沒在水中，它的表面根據(jù)不同程度的水深，受到大小不等的水壓，此時(shí)的氣囊張開或縮小，就不象在空氣中那樣簡單，只需克服磨擦力即可。此時(shí)氣囊張開還要克服水的壓力，既使處在同一水深的氣囊，由于張開的體積不同，其表面積的大小有異，整個(gè)氣囊受到水的壓力大小也有區(qū)別，那么六個(gè)氣囊在水中其體積的大小到底是怎樣變化的呢？讓我們先來分析第一個(gè)氣囊(1)?，F(xiàn)假設(shè)輪轂撐筋(9)沒有轉(zhuǎn)動總個(gè)機(jī)器呈靜止的狀態(tài)，六個(gè)氣囊(1-6)均為(圖1)所示的位置，此時(shí)氣囊(1)位于中心線的左邊，其小頭朝下，大頭朝上，重錘(13)垂直朝下，沒有產(chǎn)生分力，總個(gè)重量全部作用于連桿(14)上，重力通過連桿(14)將氣囊(1)拉向最小位置，此外，氣囊(1)位于水池中部，其表面受到一定程度的水壓，在不考慮其它因素的前提下，氣囊(1)既使沒有受到重錘的拉力，其體積在水壓的作用下也會呈最小狀態(tài)。
現(xiàn)在我們再來分析氣囊(2)的情況。氣囊(2)也位于中心線的左邊，它的小頭朝下，大頭朝上呈傾斜狀態(tài)。氣囊(2)處在水池(16)的下部，其表面受到較大的水壓，重錘(13)朝著一定的斜度向下滑，產(chǎn)生了一定的分力，其作用在連桿(14)上的拉力，隨著傾斜的角度減小而減小。此時(shí)的氣囊(2)雖然只受到部分重錘(13)重量的拉力，但在較大水壓力的作用下，其體積也呈最小狀態(tài)。
氣囊(3)與氣囊(2)對稱，位于中心線的右邊，并處在水池(16)的下部，氣囊(3)的小頭朝上，大頭朝下呈傾斜狀態(tài)。氣囊(3)里面的重錘(13)在傾斜的支撐通氣管(10)上由高處向低處滑動，其部分重力作用在連桿(14)上，并通過連桿(14)將氣囊(3)的大頭撐開。由于氣囊(3)處在水池(16)的下部，其表面受到較大的水壓力。再加之重錘(13)在斜面上向下滑，產(chǎn)生了一定的分力，其重量不能全部通過連桿(14)作用在氣囊(3)上，這時(shí)氣囊(3)的體積不能全部撐開，呈最大狀態(tài)。不過氣囊(3)的大頭多少要承受一些重錘(13)的撐力，因此氣囊(3)的體積多少也要張開一些。氣囊(3)的體積張開的程度與支撐通氣管(10)傾斜的角度有關(guān)，并隨其傾斜的角度增大而體積增大。
氣囊(4)與氣囊(1)對稱，位于中心線右邊，并處在水池(16)的中部，其表面受到一定程度的水壓。氣囊(4)的小頭朝上，大頭朝下，呈垂直狀態(tài)。氣囊(4)里面的重錘(13)在支撐通氣管(10)上面垂直下落，通過連桿(14)將其全部重力壓在氣囊(4)的大頭上，并使其撐開，呈最大體積狀態(tài)，由于采用比重較大的鉛作為重錘的材料，因此體積較小的重錘，也能將體積較大的氣囊撐開。那么重錘的重力要滿足一個(gè)什么樣的條件才能使氣囊的體積撐開到最大位置呢？單獨(dú)就一個(gè)氣囊(4)而言，重錘(13)的重力需要大于氣囊(4)各個(gè)活動的外表面所受到的水壓之和才能夠?qū)饽?4)全部撐開。若就總臺機(jī)器而言，重錘(13)的重力既使減輕50％，也能將氣囊(4)全部撐開。從(圖1)可以看到氣囊(4)和氣囊(1)位于中心線的左右兩側(cè)，并且位置相對稱，處在同一壓強(qiáng)的水池(16)的中部，水壓力使氣囊(1)和氣囊(4)的體積同時(shí)縮小，此時(shí)的氣囊(4)的體積縮小因而使向上的浮力減小，而水壓力使左邊的氣囊(1)的體積變小卻是作正功。因此氣囊(4)的(最大)表面積減去氣囊(2)的(最小)表面積后，所剩下的部分受到的水壓力的一半才是重錘(13)所要克服的力量。為什么還要去掉一半呢？現(xiàn)作如下解釋假設(shè)氣囊(1)氣囊(4)里面的重錘(13)均未作功(即重力為零)。此時(shí)處于同一水深，受同一水壓的氣囊(1)和氣囊(4)的體積相等，均為最大體積的一半，(因在下水前，人為的使一個(gè)氣囊為最大體積而另一個(gè)氣囊為最小體積)。重錘作功時(shí)的情況又會怎樣呢？此時(shí)氣囊(1)中的重錘(13)下落時(shí)，其重力通過連桿(14)將氣囊(1)的體積拉小，此時(shí)氣囊(1)里面的空氣便通過支撐通氣管(10)被壓到相對應(yīng)的氣囊(4)里面去，使氣囊(4)的體積增大，也就是說，氣囊(1)里面的重錘(13)和氣囊(4)里面的重錘(13)的重力，同時(shí)為氣囊(4)的體積撐開而做功，因此單位重錘的重量減輕一半，也能使氣囊撐開到最大體積。
簡單概括，重錘的重力只要滿足下式要求，氣囊便可撐開到最大體積
1/2Psinα＞(A大-A小)·h·d式中P——重錘的重力α——支撐通氣管的傾斜度A大——?dú)饽覐堥_時(shí)的最大表面積A小——?dú)饽铱s小時(shí)的最小表面積h——?dú)饽宜幍乃疃萪——水的比重氣囊(5)位于中心線右邊，它處在水池(16)的上部，受到較小的水壓力，氣囊(5)里面的重錘(13)在傾斜的支撐通氣管(10)上朝下滑，并通過連桿(14)將其部分重力壓在氣囊(5)的大頭上，使氣囊(5)的體積張開到最大位置。由于氣囊(5)處在水的上層，其表面受到的水壓力較小，因此，既使重錘(13)在斜面上朝下滑產(chǎn)生了一定的分力，但還是能將氣囊(5)的體積張開到最大位置。此時(shí)重錘(13)通過連桿(14)向氣囊(5)所施加的壓力，是隨著支撐通氣管(10)的傾斜度大小不同而變化的，并隨其傾斜角α的減小而壓力相應(yīng)減小的。
氣囊(6)和氣囊(5)相對稱，位于中心線的左邊，水池(16)的上部，氣囊(6)小頭朝下，大頭朝上成傾斜狀態(tài)，重錘(13)在傾斜的支撐通氣管上朝下滑，其部分重力通過連桿(14)將氣囊(6)的體積拉小。如不考慮其他因素，氣囊(6)在水壓的作用下，其體積自然會呈最小狀態(tài)，但是現(xiàn)在加上了重錘(13)的部分拉力，其體積還沒有達(dá)到最小狀態(tài)，因?yàn)橹行木€右邊的氣囊(3)處在水的底層，其表面受到較大的水壓力，而產(chǎn)生有一定分力的重錘(13)，不能使氣囊(3)的體積張開到最大位置，按照(圖1)所示氣囊(3)的體積只張開了一半，那么它必然要通過支撐通氣管(10)向其它氣囊壓出一些空氣。這時(shí)的氣囊(4)和氣囊(5)的體積呈最大狀態(tài)，不能再容納空氣了。氣囊(1)和氣囊(2)雖然體積呈最小狀態(tài)，但均處于水的中下部位，其表面所受到的水壓力均大于氣囊(6)，所以氣囊(3)里面所排出來的空氣只能壓縮到氣囊(6)里面去，故而氣囊(6)的體積不能呈最小狀態(tài)。氣囊(3)和氣囊(6)的體積大小變化還和與其相連的支撐通氣管(10)的傾斜角有關(guān)，當(dāng)其傾斜角越來越大時(shí)，重錘的作用力也隨之增大，此時(shí)氣囊(6)的體積越來越小而氣囊(3)的體積卻越來越大。
到此，六個(gè)氣囊在水中體積大小變化的情況就全部分析完畢，設(shè)計(jì)者認(rèn)為，該機(jī)器中心線右邊的三個(gè)氣囊體積之和大于中心線左邊的三個(gè)氣囊體積之和。也就是說中心線右邊的三個(gè)氣囊的排水量大于中心線左邊的三個(gè)氣囊的排水量。由于該中心線右邊的浮力大于中心線左邊的浮力，并且六個(gè)氣囊里面的六個(gè)重錘又是對稱的均布在以主軸(8)為中心的園周上的，也就是說中心線左右兩邊的重力相等。所以輪轂撐筋(9)將會隨同六個(gè)氣囊一道，朝著箭頭(A)所示的方向繞著主軸(8)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)任何一個(gè)氣囊經(jīng)過上止點(diǎn)中心時(shí)，它的體積會由最大逐漸縮到最小，而氣囊經(jīng)過下止點(diǎn)中心時(shí)，其體積又會由最小逐漸增加到最大，就這樣周而復(fù)始的不停地運(yùn)動著。
本技術(shù)方案存在著的不足之處是氣囊(1)和氣囊(4)對稱于中心線的左右兩側(cè)并呈垂直狀態(tài)，其重錘垂直下落，沒有產(chǎn)生分力，兩重錘離中心線距離相等，產(chǎn)生的正負(fù)力矩也相同。氣囊(4)的體積比氣囊(1)的體積要大得多，產(chǎn)生了一定的作正功的浮力，能使輪轂撐筋(9)朝著箭頭(A)所示方向旋轉(zhuǎn)。氣囊(2)和氣囊(5)位于中心線的上下兩側(cè)，氣囊(5)的體積大于氣囊(2)的體積，產(chǎn)生了一定的作正功的浮力。但是氣囊(5)里面的重錘(13)離中心線遠(yuǎn)，而氣囊(2)里面的重錘(13)離中心線近，這樣又產(chǎn)生了一定的作負(fù)功的重力，正負(fù)力矩相互抵銷，兩氣囊(2)、(5)，對于輪轂撐筋(9)的合力為零。氣囊(3)和氣囊(6)位于中心線的上下兩側(cè)，兩氣囊的體積相等，其重錘離中心線的距離也相等，因此所產(chǎn)生的正負(fù)力矩也相同。由此可見，本技術(shù)方案的六個(gè)氣囊中，有上、下止點(diǎn)的兩組氣囊(2)、(3)、(5)、(6)不能作功，而只有垂直的氣囊(1)和氣囊(4)才是作功氣囊。因此本技術(shù)方案難產(chǎn)生很大的功率。


圖1 為本發(fā)明工作原理示意圖。
圖2 為本發(fā)明實(shí)施例(1)結(jié)構(gòu)示意圖本發(fā)明實(shí)施例如下實(shí)施例(1)本實(shí)施例為將許多氣囊連接成串的浮力重力發(fā)動機(jī)。參照附圖2，在一個(gè)很深的水池(16)的上下兩方，分別固定著上下兩根主軸(8)的兩端部。主軸(8)通過主軸承(7)分別支承著上下兩個(gè)輪轂撐筋(9)。氣囊(B)和(C)分別和支撐通氣管(10)相聯(lián)接，并且是小頭為固定聯(lián)接，大頭為活動聯(lián)接。每兩根支撐通氣管(10)之間，均由密封通氣的活接頭(15)相聯(lián)接。因此，聯(lián)接成串的支撐通氣管(10)，能夠靈活的在上下輪轂撐筋(9)上來回轉(zhuǎn)動。在氣囊(B)里面的支撐通氣管(10)上，安裝有重錘(13)，重錘(13)通過連桿(14)與氣囊(B)的大頭相連。重錘(13)與支撐通氣管(10)之間為滾動摩擦，重錘(13)在支撐通氣管(10)上來回滾動時(shí)，通過連桿(14)將氣囊(B)的大頭撐開或縮小。
本實(shí)施例的上、下止點(diǎn)兩組不能做功的氣囊數(shù)目沒有增加，但垂直做功的氣囊數(shù)目卻增加了不少，因此本實(shí)施例的輸出功率也將大大的提高。
權(quán)利要求
1.一種浮力重力發(fā)動機(jī)，其特征在于其由氣囊(1-6)、主軸承(7)、主軸(8)、輪轂撐筋(9)、支撐通氣管(10)、擺動鉸鏈(11)、鋼球(12)、重錘(13)、連桿(14)和水池(16)組成，其中主軸兩端固定在水池上，輪轂撐筋的中心孔套在主軸上，它們的接觸面上裝有主軸承，在輪轂撐筋上聯(lián)接著支撐通氣管，支撐通氣管與外界密封，其上安裝有可以伸縮的氣囊，氣囊的小頭和支撐通氣管固定連接，大頭與其活動連接，氣囊繞擺動鉸鏈在支撐通氣管上張大和縮小，在支撐通氣管上還安裝有重錘，其摩擦面上安有鋼球，連桿將氣囊的大頭和重錘連接起來，當(dāng)重錘在支撐通氣管上作往復(fù)運(yùn)動時(shí)，通過連桿帶動氣囊的大頭在支撐通氣管上張大或縮小。
全文摘要
一種浮力重力發(fā)動機(jī)，為利用水的浮力和地球的吸引力來做功的一種機(jī)構(gòu)。其特征是設(shè)計(jì)了一種可以伸縮的氣囊，氣囊利用它里面重錘的重力來使其體積張大或縮小。當(dāng)氣囊位于水池底部時(shí)，重錘的重力使其體積張大，此時(shí)氣囊便向上浮。當(dāng)氣囊位于水池上部時(shí)，重錘的重力又使其體積縮小，此時(shí)氣囊便向下沉。由于氣囊周而復(fù)始的上下運(yùn)動，便帶動了輪轂撐筋繞主軸旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了利用水的浮力和地球的吸引力來做功的目的。
文檔編號F03B17/04GK1098767SQ9311164
公開日1995年2月15日 申請日期1993年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月7日
發(fā)明者聶再安 申請人:聶又安