專利名稱：浮力重力發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械工程中自然能的利用設備，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。
地球上存在著各種形式的自然能源，如太陽能、風能、地熱能、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的能源利用設備對其進行利用。水對任何物體都有向上的浮力，地球對任何物體都有向下的吸引力。對于這一能量的利用，早在幾百年前，人們就開始對其進行研究，并設計出了多種式樣的機器。遺憾的是，各種設計方案都存在著致命的缺陷，如摩擦力、死點和預料不到的平衡等等，以致各種設計方案都均未獲成功。
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計成浮力重力發(fā)動機。該機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。這樣周而復始上下不停的運動，便構成了浮力重力發(fā)動機。
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。
它們的聯接關系是主軸(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成。支撐通氣管(10)與外界密封。但六根鋼管內孔均彼此相通。在支撐通氣管(10)的每一根鋼管上均安置了一個可以擴大或縮小的氣囊(1-6)。氣囊(1-6)的小頭和支撐通氣管(10)為固定聯接，其大頭則是與支撐通氣管(10)活動聯接，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，當重錘(13)在支撐通氣管(10)上作來回直線運動時，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。
浮力重力發(fā)動機的工作原理如下浮力重力發(fā)動機是浸沒在盛滿水的大水池(16)中工作的，當水還沒有灌入水池(16)時，先打開該機器的放氣螺釘(圖中未畫)，人為的將三個氣囊里(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。接著人為的使該機器朝著箭頭(A)所示的方向旋轉。此時六個氣囊(1-6)在中心線右邊的三個全部是張開的，而在中心線左邊的三個則全部為縮小的，如圖(1)中所示，中心線左邊的三個氣囊(1、2、6)為最小體積，而中心線右邊的三個氣囊(3、4、5)則為最大體積，并且當氣囊(2)過了中心線，到了氣囊(3)的位置時，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，它就全部縮小，由最大體積變成了最小體積。當人為的使總臺機器不斷地朝著箭頭(A)所示的方向旋轉時，六個氣囊(1-6)在通過上止點或下止點時，其體積便不斷的由大變小或由小變大。當氣囊的體積在大小不停的變化時，氣囊里面的空氣通過支撐通氣管(10)，不停的從一個氣囊里面壓縮到另一個氣囊里面，永遠保持著三個氣囊為最大體積，三個氣囊為最小體積，并且是中心線右邊的大，中心線左邊的小。
現在我們開始向水池(16)內灌水，當水把整個機器淹沒后，按照設計者的意愿，這臺機器就會朝著箭頭(A)所示的方向旋轉起來，那么該機器究竟能不能“永動”呢？如果在水中，這六個氣囊體積太小的變化情況和在空氣中一樣，這臺機器也許真會轉起來，然而事實并非如此，氣囊浸沒在水中，它的表面根據不同程度的水深，受到大小不等的水壓，此時的氣囊張開或縮小，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，整個氣囊受到水的壓力大小也有區(qū)別，那么六個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氣囊(1)?，F假設輪轂撐筋(9)沒有轉動總個機器呈靜止的狀態(tài)，六個氣囊(1-6)均為(圖1)所示的位置，此時氣囊(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，沒有產生分力，總個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，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什么樣的條件才能使氣囊的體積撐開到最大位置呢？單獨就一個氣囊(4)而言，重錘(13)的重力需要大于氣囊(4)各個活動的外表面所受到的水壓之和才能夠將氣囊(4)全部撐開。若就總臺機器而言，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，并且位置相對稱，處在同一壓強的水池(16)的中部，水壓力使氣囊(1)和氣囊(4)的體積同時縮小，此時的氣囊(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？現作如下解釋假設氣囊(1)氣囊(4)里面的重錘(13)均未作功(即重力為零)。此時處于同一水深，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，人為的使一個氣囊為最大體積而另一個氣囊為最小體積)。重錘作功時的情況又會怎樣呢？此時氣囊(1)中的重錘(13)下落時，其重力通過連桿(14)將氣囊(1)的體積拉小，此時氣囊(1)里面的空氣便通過支撐通氣管(10)被壓到相對應的氣囊(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——氣囊張開時的最大表面積A小——氣囊縮小時的最小表面積h——氣囊所處的水深度d——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)，但是現在加上了重錘(13)的部分拉力，其體積還沒有達到最小狀態(tài)，因為中心線右邊的氣囊(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，當其傾斜角越來越大時，重錘的作用力也隨之增大，此時氣囊(6)的體積越來越小而氣囊(3)的體積卻越來越大。
到此，六個氣囊在水中體積大小變化的情況就全部分析完畢，設計者認為，該機器中心線右邊的三個氣囊體積之和大于中心線左邊的三個氣囊體積之和。也就是說中心線右邊的三個氣囊的排水量大于中心線左邊的三個氣囊的排水量。由于該中心線右邊的浮力大于中心線左邊的浮力，并且六個氣囊里面的六個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)將會隨同六個氣囊一道，朝著箭頭(A)所示的方向繞著主軸(8)旋轉，當任何一個氣囊經過上止點中心時，它的體積會由最大逐漸縮到最小，而氣囊經過下止點中心時，其體積又會由最小逐漸增加到最大，就這樣周而復始的不停地運動著。
本技術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并呈垂直狀態(tài)，其重錘垂直下落，沒有產生分力，兩重錘離中心線距離相等，產生的正負力矩也相同。氣囊(4)的體積比氣囊(1)的體積要大得多，產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。氣囊(2)和氣囊(5)位于中心線的上下兩側，氣囊(5)的體積大于氣囊(2)的體積，產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，而氣囊(2)里面的重錘(13)離中心線近，這樣又產生了一定的作負功的重力，正負力矩相互抵銷，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，兩氣囊的體積相等，其重錘離中心線的距離也相等，因此所產生的正負力矩也相同。由此可見，本技術方案的六個氣囊中，有上、下止點的兩組氣囊(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。因此本技術方案難產生很大的功率。


圖1 為本發(fā)明工作原理示意圖。
圖2 為本發(fā)明實施例(1)結構示意圖本發(fā)明實施例如下實施例(1)本實施例為將許多氣囊連接成串的浮力重力發(fā)動機。參照附圖2，在一個很深的水池(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輪轂撐筋(9)。氣囊(B)和(C)分別和支撐通氣管(10)相聯接，并且是小頭為固定聯接，大頭為活動聯接。每兩根支撐通氣管(10)之間，均由密封通氣的活接頭(15)相聯接。因此，聯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，通過連桿(14)將氣囊(B)的大頭撐開或縮小。
本實施例的上、下止點兩組不能做功的氣囊數目沒有增加，但垂直做功的氣囊數目卻增加了不少，因此本實施例的輸出功率也將大大的提高。
權利要求
1.一種浮力重力發(fā)動機，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，當重錘在支撐通氣管上作往復運動時，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，為利用水的浮力和地球的吸引力來做功的一種機構。其特征是設計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。當氣囊位于水池底部時，重錘的重力使其體積張大，此時氣囊便向上浮。當氣囊位于水池上部時，重錘的重力又使其體積縮小，此時氣囊便向下沉。由于氣囊周而復始的上下運動，便帶動了輪轂撐筋繞主軸旋轉，從而達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)先權日1993年8月7日
發(fā)明者聶再安 申請人:聶又安