浮力发电系统及其气浮装置、传动装置转让专利

申请号 : CN201110290145.6

文献号 : CN102434375B

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发明人 : 邱明进

申请人 : 中国绿能股份有限公司

摘要 :

一种浮力发电系统,包含一发电机与至少一动力设备,动力设备提供发电机运转动能并包括一储液槽、一气浮装置、一供气装置、一坠体装置与一传动装置,气浮装置容置于储液槽内并且包括一气囊,气囊可供充气与泄气而沿一纵向方向升降,供气装置提供对气囊充气,坠体装置能随气囊上升储存一位能,传动装置动力连接气浮装置与坠体装置以及坠体装置与发电机,当坠体装置下降,坠体装置的位能借传动装置转为带动发电机运转的动能。

权利要求 :

1.一种浮力发电系统,包含一发电机与至少一动力设备,该动力设备提供该发电机运转动能,该动力设备包括一储液槽、一气浮装置与一供气装置,该气浮装置包括一容置于该储液槽内的气囊,该气囊可供充气与泄气而于该储液槽内沿一纵向方向升降,该供气装置提供对该气囊充气;其特征在于: 该动力设备还包括:

一坠体装置,能随该气囊上升而储存一位能,该坠体装置包括一活塞件;以及 一传动装置,动力连接该气浮装置与该坠体装置,以及动力连接该坠体装置与该发电机,当该坠体装置下降时,该坠体装置的位能借该传动装置转为带动该发电机运转的动能; 该供气装置包括一可供该活塞件伸入的缸体、一连通该缸体并且伸入该储液槽的进气阀,当该活塞件伸入该缸体时,该缸体内产生一可供经该进气阀输入该气囊的气压。

2.根据权利要求1所述的浮力发电系统,其特征在于:该供气装置还包括一连接该缸体与该进气阀的储气舱。

3.根据权利要求1所述的浮力发电系统,其特征在于:

该传动装置包括:

一第一传动件;

一第二传动件;

一离合机构,包括:

一第一传动模块,包括一第一螺纹结构,该第一传动件连接该第一传动模块、该坠体装置与该发电机;以及 一第二传动模块,包括一能与该第一螺纹结构螺合的第二螺纹结构,该第二传动件连接该第二传动模块与该气浮装置; 一单向止转机构,设置于该第一传动模块,可解除地限制该第一传动模块单向运转; 当该气浮装置上升时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一第一方向运转,连动该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合而带动该第一传动模块运转,进而连动该坠体装置随该气浮装置上升; 当该气浮装置下降时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一相反于该第一方向的第二方向运转,使该第二螺纹结构脱离该第一螺纹结构,且该单向止转机构是可解除地限制该第一传动模块往该第二方向运转。

4.根据权利要求3所述的浮力发电系统,其特征在于:

该第一传动模块还包括一传动轴与一套设于该传动轴的第一链轮,该第一螺纹结构设置于该传动轴; 该第二传动模块还包括一套筒单元与一设置于该套筒单元的第二链轮,该套筒单元可转动的套设于该传动轴,该第二螺纹结构设置于该套筒单元; 该第一传动件与该第二传动件为链条,该第一传动件套设于该第一链轮,该第二传动件套设于该第二链轮。

5.根据权利要求4所述的浮力发电系统,其特征在于:

该套筒单元包括:

一外套件,该第二链轮设置于该外套件;

一内套件,与该外套件套接,该内套件设有一导槽,该导槽具有相反的一第一端与一第二端,该第二螺纹结构设置于该内套件; 一凸轴,设置于该外套件并且可滑移的伸入该导槽;

当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第一方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第一端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合,而连动该传动轴沿该第一方向旋转; 当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第二方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第二端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该传动轴不受该外套件连动。

6.根据权利要求5所述的浮力发电系统,其特征在于:该套筒单元还包括一套设于该传动轴的衬套,该内套件介于该外套件与该 衬套之间。

7.根据权利要求4所述的浮力发电系统,其特征在于:该单向止转机构包括一设置于该传动轴的齿轮、一控制阀与一介于该控制阀与该齿轮之间的挡块,该挡块能受该控制阀驱动嵌合于该齿轮而限制该齿轮沿该第二方向转动,以及受该控制阀驱动而离开该齿轮使该齿轮能沿该第二方向转动。

8.根据权利要求1至权利要求7其中任一权利要求所述的浮力发电系统,其特征在于:该气囊能于充气时沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张,该气浮装置还包括: 一骨架单元,包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊扩张,所述第一架杆受该气囊推抵而彼此相远离;以及 一弹性束件,围绕所述第一架杆,并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时,储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。

9.根据权利要求8所述的浮力发电系统,其特征在于:该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。

10.根据权利要求9所述的浮力发电系统,其特征在于:该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。

11.根据权利要求10所述的浮力发电系统,其特征在于:该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。

12.一种浮力发电系统,包含一储液槽、一发电机、一环设于该储液槽底部及该发电机之间的链条、一气浮装置、一供气装置与 一泄气装置,该气浮装置容置于该储液槽内并且能沿一纵向方向升降,该气浮装置包括一气囊,该气囊可供气体进入,并受该气体撑抵而沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张,该供气装置能够于该气浮装置位于该储液槽底部时供气给该气浮装置,令该气浮装置充气,使气浮装置因浮力上升带动该链条并连动该发电机产生电力,该泄气装置能够于该气浮装置上升至一预定高度时,令该气浮装置泄气而返至该储液槽底部,其特征在于: 该气浮装置还包括:

一骨架单元,包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊扩张,所述第一架杆受该气囊推抵而彼此相远离;以及 一弹性束件,围绕所述第一架杆,并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时,储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。

13.根据权利要求12所述的浮力发电系统,其特征在于:该供气装置包括一储气舱,及一能调节该储气舱中用以供应该气浮装置充气所需的气压的压力调节装置。

14.根据权利要求13所述的浮力发电系统,其特征在于:该压力调节装置包括一与该储气舱连通的进气管、一用以和该气浮装置连通组接的给气管、一与该储气舱连通的泄水管、一与该储气舱连通的入水管、一连通该储气舱及该储液槽的进水管、一设于该进气管的进气阀、一设于该给气管的给气阀、一设于该泄水管的泄水阀、一设于该入水管的入水阀、一设于该进水管的进水阀,及一控制前述各阀启闭的控制单元。

15.根据权利要求14所述的浮力发电系统,其特征在于:该控制单元令该入水阀或该进水阀开启以将水引入该储气舱,再控制该进气阀开启使该储气舱引入空气后关闭该入水阀或该进水阀;接着,控制该入水阀及该进水阀开启,让该储气舱内部的空气受引水加压后关闭该入水阀及该进水阀;然后,控制该给气阀开启使该加压空气通过该气浮装置的充气口给气浮装置充气后关闭该给气阀。

16.根据权利要求12至权利要求15其中任一权利要求所述的浮 力发电系统,其特征在于:该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。

17.根据权利要求16所述的浮力发电系统,其特征在于:该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。

18.根据权利要求17所述的浮力发电系统,其特征在于:该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。

19.一种浮力发电系统的气浮装置,供设置于所述浮力发电系统的一储液槽内,并且能于该储液槽内沿一纵向方向升降,该气浮装置包含一气囊,该气囊可供气体进入,并受该气体撑抵而沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张;其特征在于:该气浮装置还包含: 一骨架单元,包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊扩张,所述第一架杆能够受该气囊推抵而彼此相远离;以及 一弹性束件,围绕所述第一架杆,并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时,储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。

20.根据权利要求19所述的浮力发电系统的气浮装置,其特征在于:该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。

21.根据权利要求20所述的浮力发电系统的气浮装置,其特征在于:该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导 杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。

22.根据权利要求21所述的浮力发电系统的气浮装置,其特征在于:该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。

23.一种浮力发电系统的传动装置,所述浮力发电系统包含一发电机、一储液槽、一气浮装置与一坠体装置,该气浮装置容置于该储液槽内并且能于该储液槽内沿一纵向方向升降,该传动装置包含: 一第一传动件;

一第二传动件;

一离合机构,包括:

一第一传动模块,包括一第一螺纹结构,该第一传动件连接该第一传动模块、该坠体装置与该发电机;以及 一第二传动模块,包括一能与该第一螺纹结构螺合的第二螺纹结构,该第二传动件连接该第二传动模块与该气浮装置; 一单向止转机构,设置于该第一传动模块,可解除地限制该第一传动模块单向运转; 当该气浮装置上升时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一第一方向运转,连动使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合而带动该第一传动模块运转,进而连动该坠体装置随该气浮装置上升; 当该气浮装置下降时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一相反于该第一方向的第二方向运转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该单向止转机构是可解除地限制该第一传动模块往该第二方向运转。

24.根据权利要求23所述的浮力发电系统的传动装置,其特征在于:

该第一传动模块还包括一传动轴与一套设于该传动轴的第一链轮,该第一螺纹结构设置于该传动轴; 该第二传动模块还包括一套筒单元与一设置于该套筒单元的第二链轮,该套筒单元可转动的套设于该传动轴,该第二螺纹结构设置于该套筒单元; 该第一传动件与该第二传动件为链条,该第一传动件套设于该第一链轮,该第二传动件套设于该第二链轮。

25.根据权利要求24所述的浮力发电系统的传动装置,其特征在于:该套筒单元包括: 一外套件,该第二链轮设置于该外套件;

一内套件,与该外套件套接,该内套件设有一导槽,该导槽具有相反的一第一端与一第二端,该第二螺纹结构设置于该内套件;及 一凸轴,设置于该外套件并且可滑移的伸入该导槽;

当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第一方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第一端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合,而使该传动轴受连动沿该第一方向旋转; 当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第二方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第二端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该传动轴不受该外套件连动。

26.根据权利要求25所述的浮力发电系统的传动装置,其特征在于:套筒单元还包括一套设于该传动轴的衬套,该内套件介于该外套件与该衬套之间。

27.根据权利要求24所述的浮力发电系统的传动装置,其特征在于:该单向止转机构包括一设置于该传动轴的齿轮、一控制阀与一介于该控制阀与该齿轮之间的挡块,该挡块能受该控制阀驱动嵌合于该齿轮而限制该齿轮沿该第二方向转动,以及受该控制阀驱动而离开该齿轮使该齿轮能沿该第二方向转动。

说明书 :

浮力发电系统及其气浮装置、传动装置

技术领域

[0001] 本发明是关于一种发电系统、其气浮装置与传动装置,特别是指一种利用浮力与重力的交互作用产生使发电机运转的动能的浮力发电系统、该浮力发电系统的气浮装置与传动装置。

背景技术

[0002] 如中国台湾发明专利证书号I292455所揭露的「水压式浮力动能装置」,是利用浮筒被充气与泄气时,于水槽内升降位移所产生的动能带动发电机运转发电。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种结构与以往不同的浮力发电系统。
[0004] 本发明的另一目的,在于提供一种利用配重下坠方式提供发电机运转之动能的浮力发电系统。
[0005] 本发明的目的、功效,是通过以下的技术方案实现:
[0006] 本发明浮力发电系统包含一发电机与至少一动力设备,该动力设备提供该发电机运转动能,该动力设备包括一储液槽、一气浮装置、一供气装置、一坠体装置与一传动装置,该气浮装置包括一容置于该储液槽内的气囊,该气囊可供充气与泄气而于该储液槽内沿一纵向方向升降,该供气装置提供对该气囊充气,该坠体装置能随该气囊上升而储存一位能,该传动装置动力连接该气浮装置与该坠体装置,以及动力连接该坠体装置与该发电机,当该坠体装置下降时,该坠体装置的位能借该传动装置转为带动该发电机运转的动能。
[0007] 进一步的,该坠体装置包括一活塞件,该供气装置包括一可供该活塞件伸入的缸体、一连通该缸体并且伸入该储液槽的进气阀,当该活塞件伸入该缸体时,该缸体内产生一可供经该进气阀输入该气囊的气压。
[0008] 进一步的,该供气装置还包括一连接该缸体与该进气阀的储气舱。
[0009] 进一步的,该传动装置包括一第一传动件、一第二传动件与一离合机构,该离合机构包括一第一传动模块、一第二传动模块与一单向止转机构,该第一传动模块包括一第一螺纹结构,该第一传动件连接该第一传动模块、该坠体装置与该发电机,该第二传动模块包括一能与该第一螺纹结构螺合的第二螺纹结构,该第二传动件连接该第二传动模块与该气浮装置,该单向止转机构设置于该第一传动模块,可解除的限制该第一传动模块单向运转,当该气浮装置上升时,该气浮装置传动该第二传动件带动该第二传动模块沿一第一方向运转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合而带动该第一传动模块运转,进而连动该坠体装置随该气浮装置上升,当该气浮装置下降时,该气浮装置传动该第二传动件带动该第二传动模块沿一相反于该第一方向的第二方向运转,使该第二螺纹结构脱离该第一螺纹结构,且该单向止转机构可解除地限制该第一传动模块往该第二方向运转。
[0010] 进一步的,该第一传动模块还包括一传动轴与一套设于该传动轴的第一链轮,该第一螺纹结构设置于该传动轴,该第二传动模块还包括一套筒单元与一设置于该套筒单元的第二链轮,该套筒单元可转动的套设于该传动轴,该第二螺纹结构设置于该套筒单元,该第一传动件与该第二传动件为链条,该第一传动件套设于该第一链轮,该第二传动件套设于该第二链轮。
[0011] 进一步的,该套筒单元包括一外套件、一内套件与一凸轴,该第二链轮设置于该外套件,该内套件与该外套件套接,该内套件设有一导槽,该导槽具有相反的一第一端与一第二端,该第二螺纹结构设置于该内套件,该凸轴设置于该外套件并且可滑移的伸入该导槽。当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第一方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第一端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合,而传动该传动轴沿该第一方向旋转;
[0012] 当第二传动件带动带动第二链轮,而传动该外套件往该第二方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第二端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该传动轴不受该外套件连动。
[0013] 进一步的,该套筒单元还包括一套设于该传动轴的衬套,该内套件介于该外套件与该衬套之间。
[0014] 进一步的,该单向止转机构包括一设置于该传动轴的齿轮、一控制阀与一介于该控制阀与该齿轮之间的挡块,该挡块能受该控制阀驱动嵌合于该齿轮而限制该齿轮沿该第二方向转动,以及受该控制阀驱动而离开该齿轮使该齿轮能沿该第二方向转动。
[0015] 进一步的,该气囊能于充气时沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张,该气浮装置还包括一骨架单元与一弹性束件,该骨架单元包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊扩张,所述第一架杆受该气囊推抵而彼此相远离,该弹性束件围绕所述第一架杆并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。
[0016] 进一步的,该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。
[0017] 进一步的,该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。
[0018] 进一步的,该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。
[0019] 本发明的目的、功效,还通过以下的技术方案实现:
[0020] 本发明浮力发电系统包含一储液槽、一发电机、一环设于该储液槽底部及该发电机之间的链条、一气浮装置、一供气装置与一泄气装置,该气浮装置容置于该储液槽内并且能沿一纵向方向升降,该气浮装置包括一气囊、一骨架单元与一弹性束件,该气囊可供气体进入,并受该气体撑抵沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张,该骨架单元包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊充气扩张时,所述第一架杆受该气囊推抵而彼此相远离,该弹性束件围绕所述第一架杆并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。
[0021] 该供气装置能够于该气浮装置位于该储液槽底部时供气给该气浮装置,令该气浮装置充气,使该气浮装置因浮力上升带动该链条并连动该发电机产生电力,该泄气装置能够于该气浮装置上升至一预定高度时,令该气浮装置泄气而返至该储液槽底部。
[0022] 进一步的,该供气装置包括一储气舱及一压力调节装置,该压力调节装置能调节该储气舱中用以供应该气浮装置充气所需的气压。
[0023] 进一步的,该压力调节装置包括一与该储气舱连通的进气管、一用以和该气浮装置连通组接的给气管、一与该储气舱连通的泄水管、一与该储气舱连通的入水管、一连通该储气舱及该储液槽的进水管、一设于该进气管的进气阀、一设于该给气管的给气阀、一设于该泄水管的泄水阀、一设于该入水管的入水阀、一设于该进水管的进水阀,及一控制前述各阀门启闭的控制单元。
[0024] 该控制单元令该入水阀或该进水阀开启以将水引入该储气舱,再控制该进气阀开启使该储气舱引入空气后关闭该入水阀或该进水阀;接着,控制该入水阀及该进水阀开启,让该储气舱内部的空气受引水加压后关闭该入水阀及该进水阀;然后,控制该给气阀开启使该加压空气通过该气浮装置的充气口给气浮装置充气后关闭该给气阀。
[0025] 进一步的,该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。
[0026] 进一步的,该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。
[0027] 进一步的,该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。
[0028] 本发明的再一目的,在于提供一种如前述的气浮装置,供设置于所述浮力发电系统的一储液槽内,并且能于该储液槽内沿一纵向方向升降,该气浮装置包含一气囊,该气囊可供气体进入,并受该气体撑抵而沿一垂直该纵向方向的径向方向扩张;该气浮装置还包含一骨架单元,包括数个围绕该气囊周围设置的第一架杆,当该气囊扩张,所述第一架杆能够受该气囊推抵而彼此相远离;以及一弹性束件,围绕所述第一架杆,并且于该气囊扩张使所述第一架杆彼此相远离时,储存一迫使该气囊收缩而使所述第一架杆相邻近的弹性回复力。
[0029] 该骨架单元还包括一顶架与一底架,所述第一架杆顶端可旋转且可伸缩的连接于该顶架,所述第一架杆底端可旋转且可伸缩的连接于该底架。
[0030] 该顶架包括一顶架体、数个枢设于该顶架体的顶杆、数个由该顶架体沿该径向方向延伸的上导杆、数个分别设置于所述上导杆的滚轮,该底架包括一底架体、数个枢设于该底架体的底杆、数个由该底架体沿该径向方向延伸的下导杆、数个分别设置于所述下导杆的滚轮,所述第一架杆顶端与底端分别连接所述顶杆与所述底杆,该骨架单元还包括数个连接所述上导杆与所述下导杆的第二架杆。
[0031] 该骨架单元还包括二分别设置于该顶架与该底架并且连通该气囊的逆止阀。
[0032] 其中,通过该弹性束件的设置,除了可主动加快该气囊的泄气速度以外,也可缩小该气囊的外径,减少该气浮装置下降的阻力,加快该气浮装置下降速度,有助于缩小整个动力设备单次运作所需的时间,进而提高整个浮力发电系统的运作效能。
[0033] 本发明的还一目的,在于提供一种如前述配合该气浮装置、发电机与坠体装置运作的传动装置。所述浮力发电系统包含一发电机、一储液槽、一气浮装置与一坠体装置,该气浮装置容置于该储液槽内并且能于该储液槽内沿一纵向方向升降,该传动装置包含一第一传动件;一第二传动件;一离合机构。
[0034] 所述离合机构包括一第一传动模块,包括一第一螺纹结构,该第一传动件连接该第一传动模块、该坠体装置与该发电机;以及一第二传动模块,包括一能与该第一螺纹结构螺合的第二螺纹结构,该第二传动件连接该第二传动模块与该气浮装置;一单向止转机构,设置于该第一传动模块,可解除地限制该第一传动模块单向运转。
[0035] 当该气浮装置上升时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一第一方向运转,连动使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合而带动该第一传动模块运转,进而连动该坠体装置随该气浮装置上升;当该气浮装置下降时,该气浮装置通过该第二传动件带动该第二传动模块往一相反于该第一方向的第二方向运转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该单向止转机构是可解除地限制该第一传动模块往该第二方向运转。
[0036] 该第一传动模块还包括一传动轴与一套设于该传动轴的第一链轮,该第一螺纹结构设置于该传动轴;该第二传动模块还包括一套筒单元与一设置于该套筒单元的第二链轮,该套筒单元可转动的套设于该传动轴,该第二螺纹结构设置于该套筒单元;该第一传动件与该第二传动件为链条,该第一传动件套设于该第一链轮,该第二传动件套设于该第二链轮。
[0037] 该套筒单元包括一外套件,该第二链轮设置于该外套件;一内套件,与该外套件套接,该内套件设有一导槽,该导槽具有相反的一第一端与一第二端,该第二螺纹结构设置于该内套件;及一凸轴,设置于该外套件并且可滑移的伸入该导槽;
[0038] 当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第一方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第一端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构螺合,而使该传动轴受连动沿该第一方向旋转;当第二传动件带动第二链轮,而传动该外套件往该第二方向旋转使该凸轴滑向该导槽的第二端时,该外套件通过该凸轴连动该内套件枢转,使该第二螺纹结构与该第一螺纹结构分离,该传动轴不受该外套件连动。
[0039] 套筒单元还包括一套设于该传动轴的衬套,该内套件介于该外套件与该衬套之间。
[0040] 该单向止转机构包括一设置于该传动轴的齿轮、一控制阀与一介于该控制阀与该齿轮之间的挡块,该挡块能受该控制阀驱动嵌合于该齿轮而限制该齿轮沿该第二方向转动,以及受该控制阀驱动而离开该齿轮使该齿轮能沿该第二方向转动。
[0041] 其中,通过该离合机构与该单向止转机构的配合,可控制该坠体装置下降的时机,在同时具有多组动力设备的情况下,可达到持续供给该发电机运转的动能的效果。

附图说明

[0042] 图1是本发明浮力发电系统的第一较佳实施例的立体图;
[0043] 图2是该第一较佳实施例的一动力设备的立体图;
[0044] 图3是该第一较佳实施例的动力设备的部分结构的侧视图;
[0045] 图4是该第一较佳实施例的一气浮装置的立体图;
[0046] 图5是该第一较佳实施例的气浮装置的侧视图,且一气囊处于充气扩张的状态;
[0047] 图6是该第一较佳实施例的气浮装置的俯视图,且图6省略弹性束件;
[0048] 图7是该第一较佳实施例的气浮装置处于泄气收缩状态的立体图;
[0049] 图8是该第一较佳实施例的气浮装置的侧视图,且该气囊处于泄气收缩的状态;
[0050] 图9是图8的俯视图;
[0051] 图10是该第一较佳实施例的一坠体装置的立体图;
[0052] 图11是该第一较佳实施例的一离合机构的立体图;
[0053] 图12是该第一较佳实施例的离合机构的一第一传动模块、一第二传动模块与一单向止转机构的侧视图;
[0054] 图13是该第一较佳实施例的第一传动模块与第二传动模块的分解图;
[0055] 图14是该第一较佳实施例的第一传动模块与第二传动模块另一角度的分解图;
[0056] 图15是该第一较佳实施例的单向止转机构的侧视图;
[0057] 图16是该第一较佳实施例的气浮装置接合于一供气装置的一进气阀的局部剖视图;
[0058] 图17是类似图16的局部剖视图,说明该气浮装置的一逆止阀与该供气装置的进气阀分离的状态;
[0059] 图18是该第一较佳实施例的第一传动模块与第二传动模块分离的侧视图;
[0060] 图19是该第一较佳实施例的第一传动模块与第二传动模块连接的侧视图;
[0061] 图20是类似图3的视图,且该气浮装置处于下降的状态;
[0062] 图21是一剖视图,说明本发明浮力发电系统的第二较佳实施例;
[0063] 图22是一示意图,说明该第二较佳实施例的气浮装置与链条之间的连接关系;
[0064] 图23是一立体图,说明该第二较佳实施例的气浮装置的气囊及骨架单元;
[0065] 图24是一剖示示意图,说明该第二较佳实施例的气浮装置;
[0066] 图25是一工作示意图,说明该第二较佳实施例的浮力发电系统在一泄水及进气阶段;
[0067] 图26是一工作示意图,说明该第二较佳实施例的浮力发电系统在一空气加压阶段;
[0068] 图27是一工作示意图,说明该第二较佳实施例的浮力发电系统在一供气阶段;
[0069] 图28是一示意图,说明本发明的第三较佳实施例是使用多个浮力发电系统;
[0070] 图29是一示意图,说明本发明的第四较佳实施例中,浮力发电系统的第一气浮装置升起及第二气浮装置沉降;及
[0071] 图30是一示意图,说明图29的第一气浮装置沉降及第二气浮装置升起。

具体实施方式

[0072] 下面结合附图及四个实施例对本发明进行详细说明。
[0073] 参阅图1与图2,本发明浮力发电系统100的第一较佳实施例包含一发电机101,及三组分别与发电机101连结的动力设备102,动力设备102用以提供发电机101运转的动能,本实施例中,是设定三组动力设备102依序作动,以持续驱动发电机101运转,详细说明如后,当然,动力设备102并不以三组为限,也可以是一组或更多组。
[0074] 参阅图2、图3,每一动力设备102包括一储液槽1、一容置在储液槽1内的气浮装置2、一坠体装置3、一供气装置4与一传动装置5,且配合坠体装置3,本实施例的动力设备102还包括一邻近储液槽1并且呈直立中空结构的坠体导引架35。
[0075] 储液槽1包括一呈中空管状并且直立沿一纵向方向105设置的槽体11、一设置于槽体11顶端的顶盖12以及数个沿着槽体11长度方向设置的导轨13(图3只示出其中一导轨13),槽体11用以盛装液体(如水),顶盖12具有一往下伸入槽体11内的抵触端部121,其具体结构可例如呈尖锥状,作用稍后说明。
[0076] 参阅图4、图5,容置于储液槽1内的气浮装置2包括一骨架单元21、一气囊22与数个弹性束件23,骨架单元21包括一顶架24、一底架25、分别设置于顶架24与底架25的一逆止阀26与一逆止阀27、数个直立设置的第一架杆28a与第二架杆28b、一链条连接架29,及数个框件20。
[0077] 顶架24包括一大致呈环状结构的顶架体241、数个顶杆242、数个上导杆243与数个滚轮244,顶杆242以其一端集中枢设于顶架体241而呈放射状,所述顶杆242另一端分别与所述第一架杆28a的顶端枢接,且顶杆242与第一架杆28a的枢接方式是除了两者能相对旋转以外,第一架杆28a亦能相对于顶杆242伸缩,所述上导杆243由顶架体241呈放射状径向延伸出,所述滚轮244分别设置于所述上导杆243末端。
[0078] 底架25包括一大致呈环状结构的底架体251、数个底杆252、数个下导杆253与数个滚轮254,底杆252以其一端集中枢设于底架体251而呈放射状,所述底杆252另一端分别与所述第一架杆28a的底端枢接,且底杆252与第一架杆28a的枢接方式是除了两者能相对旋转以外,第一架杆28a亦能相对于底杆252伸缩,所述下导杆253由底架体251呈放射状径向延伸出,所述滚轮254分别设置于所述下导杆253末端,所述第二架杆28b连接于所述上导杆243与所述下导杆253之间,所述框件20呈环状并围绕第二架杆28b,且与所述第二架杆28b连接,所述滚轮244、254用以沿着导轨13滚动。
[0079] 气囊22设置于骨架单元21内并介于顶架24与底架25之间,且受所述第一架杆28a、第二架杆28b围绕,两逆止阀26、27分别设置在顶架24与底架25,气囊22顶部与底部分别连接逆止阀26、27,其中,位在气囊22底部的逆止阀27用以控制气体进入气囊22,位在气囊22顶部的逆止阀26用以控制气体泄出气囊22。
[0080] 链条连接架29设置固定于骨架单元21并且相对于所述第二架杆28b定位,弹性束件23为可弹性收束与扩张的圈状结构(如橡胶等材质),且彼此上下相间隔地套设于所述第一架杆28a,并与所述第一架杆28a连接而围绕气囊22。
[0081] 参阅图5、图6,气浮装置2的整体结构设计,是当气囊22通过下方的逆止阀27被充气时,气囊22会往外沿一垂直纵向方向105的径向方向106扩张撑抵所述第一架杆28a,使所述第一架杆28a彼此相远离,直到抵触于所述第二架杆28b与所述框件20,且弹性束件23亦被拉撑扩张而储存一会迫使气囊22沿径向方向106往内收束的弹性回复力,而当气囊
22的气体被由上方的逆止阀26泄出时,参阅图7至图9,弹性束件23收束的弹性回复力迫使第一架杆28a沿径向方向106往内位移而彼此相邻近,并且加速气囊22内气体的泄出速度,迫使气囊22沿径向方向106更快的往内收缩,使气囊22的外径缩小。
[0082] 参阅图3,坠体导引架35整体可大致呈例如中空状的钢骨结构体,且为与储液槽1呈彼此相邻的柱状体,坠体导引架35可包括数个导轨351。参阅图3、图10,坠体装置3可升降活动地安装于坠体导引架35内,坠体装置3的具体结构包括一配重箱31、数个设置在配重箱31内的配重坠体32、一连接配重箱31的活塞件33、数个设置在配重箱31外的滚轮34,以及一设置在配重箱31外的链条连接架36。配重坠体32可为例如金属块,用以增加整个坠体装置3的重量,活塞件33包括一连接配重箱31并且往下延伸的活塞杆331,与一连接于活塞杆331末端的活塞体332。坠体装置3通过滚轮34沿着坠体导引架35的导轨
351滚动,而可受坠体导引架35的导引于坠体导引架35内升降位移。
[0083] 参阅图3,供气装置4包括一设置于储液槽1的槽体11底端的储气舱41、一连接储气舱41并且由槽体11底端伸入槽体11内的进气阀42,与一连通储气舱41并且可供坠体装置3的活塞件33伸入的缸体43,本实施例中,进气阀42为一常闭状态的逆止阀,缸体43是设置在坠体导引架35的底端,缸体43的设置使得当坠体装置3下降时,坠体装置3的活塞件33能伸入缸体43内而产生一气压储存于储气舱41。
[0084] 参阅图3、图11、图12,传动装置5包括一第一传动件51、一第二传动件52与一离合机构53。离合机构53包括一座体54、设置于座体54并且可彼此连接而传输动力以及彼此分离的一第一传动模块55与一第二传动模块56,以及一单向止转机构57。第一传动件51连接于离合机构53的第一传动模块55、坠体装置3的链条连接架36(图10)与发电机
101(图1)间,可用以传动该发电机101进行发电。第二传动件52连接于离合机构53的第二传动模块56与气浮装置2的链条连接架29(图4)间。本实施例中,第一传动件51与第二传动件52是链条,但实施,也可改用传动皮带或其它传动构件,不以上述类型为限。
[0085] 更细部而言,参阅图11至图14,第一传动模块55包括一架设于座体54的传动轴551、一设置于传动轴551的第一螺纹结构552,与一套设固定于传动轴551的第一链轮553,第一传动件51是套设于第一链轮553。
[0086] 第二传动模块56包括一套筒单元58、一设置于套筒单元58的第二螺纹结构561、一设置于套筒单元58的第二链轮562。套筒单元58可转动的套设于传动轴551,并包括一内套件581、一外套件582、一设置于外套件582的凸轴583与一衬套587(如滚珠轴承)。内套件581呈管状,前述第二螺纹结构561形成于内套件581而成为内套件581的内螺纹结构,第二螺纹结构561用以与第一螺纹结构552螺合,且内套件581的管壁设有一斜向延伸约45度的导槽584,导槽584具有一第一端585与一相反于第一端585并且邻近第二螺纹结构561的第二端586。
[0087] 外套件582呈外径大于内套件581的中空管状,第二链轮562连接固定于外套件582而可供第二传动件52套设,内套件581的外径介于衬套587与外套件582之间而套设于衬套587与外套件582之间,凸轴583连接于外套件582,并由外套件582往内穿伸通过内套件581的导槽584而可滑移于导槽584内。
[0088] 本实施例中,外套件582两端具体是通过滚珠轴承套设于传动轴551并且配合C型环(图未示)定位于传动轴551,避免相对于传动轴551轴向滑动。
[0089] 参阅图13至图15,单向止转机构57包括一设置在第一传动模块55的传动轴551的架体571、一设置在架体571的控制阀572、一套设固定于传动轴551的齿轮573,与一设置在架体571并且介于控制阀572与齿轮573之间的挡块574,挡块574呈长条状并可转动地设置在架体571,并具有邻近控制阀572而与控制阀572连动枢接的一端575,及邻近齿轮573并且形成有一卡槽577的另一端576,挡块574的卡槽577用以嵌合于齿轮573的齿型结构578,使得当传动轴551受到会使其带动齿轮573朝向挡块574的另一端576转入(如图15的箭头107方向)的动能驱动时,传动轴551与齿轮573会由于齿轮573的齿型结构578受到挡块574的卡槽577的挡止而无法旋转;而当传动轴551受到会使其带动齿轮573往顺着挡块574的另一端576转出(如图15的箭头108方向)的动能驱动时,挡块574的另一端576会受到齿型结构578的推抵而被推离齿轮573,传动轴551便能顺利带动齿轮573转动。控制阀572是用以驱动挡块574的另一端576在设定的时机离开齿轮573,解除对齿轮573的挡止,此部分稍后说明。
[0090] 以下接着说明整个动力设备102的作动方式:
[0091] 参阅图3、图16、图17,当气浮装置2位于储液槽1的槽体11底端时,通过气浮装置2本身的重量使气囊22下方的逆止阀27接合于进气阀42,驱使逆止阀27开放,储气舱41内的气压便可经由进气阀42与逆止阀27输入气囊22内,使气囊22被充气而连同骨架单元21(图4)的所述第一架杆28a径向扩张,当气囊22被充气至一定程度时,整个气浮装置2随即受到浮力的作用沿着储液槽1上升,并且在上升过程中使逆止阀27脱离进气阀42而回复到常闭状态,故通过逆止阀27的设置,可避免储液槽1的液体进入气囊22内而影响气囊22的充气量,且为增加逆止阀27接合于进气阀42的密闭性,逆止阀27外也可套设一个或多个密封环271。
[0092] 参阅图3、图18,在气浮装置2上升过程中,是通过第二传动件52、第二链轮562带动套筒单元58的外套件582相对于传动轴551往一第一方向转动,此第一方向即图15所示的箭头108方向,同时带动凸轴583往内套件581的导槽584的第一端585滑移,凸轴583在往导槽584的第一端585滑移的过程中,会使得内套件581受到凸轴583的推动而沿着传动轴551往邻近第一螺纹结构552的方向旋转位移,使第二螺纹结构561逐渐螺合于传动轴551的第一螺纹结构552,因而能带动第一传动模块55的传动轴551、第一链轮553与单向止转机构57的齿轮573一并往第一方向旋转,此时齿轮573的旋转并不会受到挡块
574的挡止,因此,传动轴551、齿轮573、第一链轮553便能通过第一螺纹结构552与第二螺纹结构561的螺合而一并往第一方向旋转,进而,气浮装置2便能顺利通过套设于第一链轮
553的第一传动件51的传动,带动坠体装置3于坠体导引架35内上升,使坠体装置3储存一位能。
[0093] 参阅图3、图20,当气浮装置2上升至位于气囊22上方的逆止阀26抵触到储液槽1顶盖12下方的抵触端部121时,逆止阀26被开放而使气囊22内的气压开始泄出,且此时,如图7至图9所示,通过弹性束件23的弹性回复力,气囊22内的气体被加速由逆止阀
26泄出,使得气囊22与第一架杆28a被收束而外径缩小。
[0094] 当气囊22泄气到整个气浮装置2的重力大于所承受的浮力时,气浮装置2由于自身重力关系开始下降并且逆止阀26脱离抵触端部121而回复到常闭状态,且值得一提的是,气浮装置2在下降的过程中,如图20的假想线所示,由于气囊22的外径已被弹性束件23收束而缩小,故可降低在气浮装置2下降的过程中所受到的阻力,加快气浮装置2下降的速度。
[0095] 且值得注意的是,通过气浮装置2的上导杆243与下导杆253不会随着气囊22收缩的设置,可维持使气囊22在收缩减少下降阻力的同时,也能保持滚轮244、254与导轨13的接触。
[0096] 配合参阅图19,此外,气浮装置2在下降时,会通过第二传动件52、第二链轮562带动套筒单元58的外套件582相对于传动轴551往一相反于第一方向的第二方向转动,此第二方向即图15所示的箭头107方向,同时带动凸轴583往内套件581的导槽584第二端586滑移,且在滑移过程中,内套件581会被推动相对于传动轴551往远离第一螺纹结构552的方向旋转位移,使第二螺纹结构561逐渐脱离第一螺纹结构552而回到图18的状态,因而使第一传动模块55与第二传动模块56之间的动力连接中断,传动轴551、单向止转机构57的齿轮573与第一链轮553不再受套筒单元58的带动往第二方向旋转。
[0097] 配合参阅图15,而处于上升状态的坠体装置3方面,当第一传动模块55与第二传动模块56之间的动力连接中断,理论上,坠体装置3会下坠并带动第一传动件51与第一链轮553驱使传动轴551往第二方向转动,然而,因为单向止转机构57的挡块574另一端576会挡止于齿轮573的齿型结构578,限制齿轮573往第二方向转动,便可使坠体装置3维持于其所在的上升高度而无法下坠。
[0098] 由于本实施例的浮力发电系统100包含三组动力设备102,其较佳的运作状态是设定使三组动力设备102接续作动,使发电机101持续不断接收到运转动能而持续发电,维持发电效能,因此,本实施例设置单向止转机构57的用意,是要设定所述控制阀572在预定的时机接续作动。当控制阀572被驱动时,会往下抵推挡块574的一端575,使其另一端576往上摆离齿轮573,进而使坠体装置3借助本身重量下降,并于下降过程中,通过传动第一传动件51带动发电机101运转发电。因此,设置单向止转机构57的另一用意也在于控制使坠体装置3的下坠时间晚于气浮装置2,确保气浮装置2已落下并且逆止阀27接合于进气阀42之后,坠体装置3才下坠并且产生可输入气囊22的气压。
[0099] 因此,综上所述,本发明的第一较佳实施例的功效包括:
[0100] 一、通过弹性束件23的设置,除了主动可加快气囊22的泄气速度以外,弹性束件23也可缩小气囊22的外径,减少气浮装置2下降的阻力,加快气浮装置2下降速度,有助于缩小整个动力设备102单次运作所需的时间,进而提高整个浮力发电系统100的运作效能。
[0101] 二、通过气囊22上方与下方常闭状态的逆止阀26、27的设置,可确保储液槽1内的液体不会进入气囊22内而影响气浮装置2的气浮效果。
[0102] 三、坠体装置3的设置除可利用其下降的重力加速度提高供给发电机102的动能,配合其活塞件33与缸体43,亦可于坠体装置3下降时同时产生可供应给气囊22的气压,减少额外的供气动力需求。
[0103] 四、通过离合机构53与单向止转机构57的配合,可控制坠体装置3下降的时机,在同时具有多组动力设备102的情况下,可达到持续供给发电机101运转时所需的动能的效果。
[0104] 五、对应需控制使气浮装置2与坠体装置3下降时机错开,本发明亦提供一种特殊结构设计的离合机构53。
[0105] 参阅图21,本发明的第二较佳实施例中,本发明浮力发电系统103包含一储液槽6、一发电机62、一链条63、一气浮装置7、一供气装置64及一泄气装置65。
[0106] 参阅图22至图24,本实施例中,气浮装置7未充气时,因本身重力沉降于储液槽6的底部610;气浮装置7具有一气囊71、一充气口72及一泄气口73,且气浮装置7还包括一框固气囊71的骨架单元75及固定于骨架单元75的数个滚轮751,骨架单元75并具有一与链条63连动的固定部752,通过骨架单元75保护气囊71,且通过所述滚轮751帮助气囊71在水中容易上升及沉降。
[0107] 参阅图21,浮力发电系统103的运作原理是:发电机62的发电轮毂621距离储液槽6的底部610具有一高度差;链条63环设于储液槽6内的传动轴611及发电轮毂621之间;供气装置64是当气浮装置7位于储液槽6的底部610时,通过气浮装置7的充气口72给气浮装置7充气,气浮装置7充气后因浮力上升带动链条63并连动发电轮毂621产生电力;泄气装置65是当气浮装置7上升至预定高度时,令气浮装置7的泄气口73泄气而返至储液槽6的底部610,如此周而复始产生电力供应。
[0108] 本较佳实施例中,供气装置64包括一储气舱641及一压力调节装置8,压力调节装置8的作用是调节空气及引水至储气舱641以调节气浮装置7充气所需的气压。
[0109] 其中,压力调节装置8包括一与储气舱641连通的泄水管81、一与储气舱641连通的入水管82、一与给储气舱641连通的进气管83、一与气浮装置7的充气口72连通的给气管84,及一与储气舱641及储液槽6连通的进水管85。
[0110] 此外,压力调节装置8还包括一设于泄水管81的泄水阀811、一设于入水管82的入水阀821、一设于进气管83的进气阀831、一设于给气管84的给气阀841、一设于进水管85的进水阀851,及一控制前述阀门启闭的控制单元(图未示)。
[0111] 参阅图25,为一进气阶段,此时的进水阀851为关闭的状态,控制单元令进气阀831及泄水阀811开启以将空气引入储气舱641内。
[0112] 参阅图26,接着,为一进水加压空气阶段,此时,控制单元令进气阀831、给气阀841及泄水阀811全部关闭,而开启入水阀821,将水导入储气舱641内,让储气舱641内部的空气受引水加压至一定压力后,再开启进水阀851,使储液槽6内的少许具有高位能的水进入储气舱641,而对储气舱641内的空气再进行二次加压。
[0113] 参阅图27,然后,为一供气阶段,此时,控制单元控制给气阀841开启,并关闭入水阀821及进水阀851,让储气舱641内部的加压空气通过充气口72而对气浮装置7充气后,气浮装置7因为充饱气体而自然上浮。
[0114] 在前述进气阶段、进水加压空气阶段及供气阶段后还可配合利用泄水阀811控制排水的泄水阶段,如此四阶段反复进行以保持整个浮力发电系统103持续供电。
[0115] 参阅图28,并配合参阅图21、图22,为了弥补气浮装置7下降的空窗期,本发明的第三实施例是使用多个浮力发电系统103,才能使工作负戴不间断,而气浮装置7下降时,为了使速度更快,还可借助另一浮力发电系统103内上升的气浮装置7的力量,只需利用顶部的发电机62的传动箱的差速连结传动就可达到快速下降的效果。
[0116] 以第三较佳实施例的浮力发电系统103的结构而言,本发明浮力发电方法的较佳实施例主要包括下述步骤:
[0117] 步骤A:气浮装置7受供气装置64充气后,因浮力上升带动链条63并连动发电轮毂621产生电力。
[0118] 步骤B:当气浮装置7上升至预定高度时,泄气装置65令气浮装置7泄气通过重力沉落而返至储液槽6的底部610;然后,重复前述充气/泄气的步骤,即可反复带动发电轮毂621持续产生电力。
[0119] 步骤C:重复步骤A及步骤B。
[0120] 详述如下,储液槽6及储气舱641的设计,可以是例如在同一铁管内区隔为此二部分,先将储液槽6及储气舱641内装满水份,再于储液槽6放入一颗橡胶制的气浮装置7,气浮装置7的上部装有一支机械止逆式泄气阀,也就是泄气口73,下部为开放喇叭口,也就是充气口72;气浮装置7外部有骨架单元75链接,且装有滑轮751以能顺利上下移动。
[0121] 气浮装置7的作动机制,是在储液槽6底部装设储气舱641,并通过给气管84喷出空气,因空气在水中会向上窜升,所以所有空气会直接窜升至气浮装置7的充气口72进入到气浮装置7内,使气浮装置7内的水分被排挤出,进而使气浮装置7从原先的萎缩状态变成大面积膨胀的气浮装置7,因为气浮装置7成中空的膨胀物,且因内部充满空气,所以当气浮装置7的浮力,也就是上升力量大过水中压力时,便向上浮升移动。
[0122] 在气浮装置7的骨架单元75的固定部752处连结有链条63,链条63从储液槽6底部的传动轴611(如图22)向上延伸至储液槽6顶部的发电机62,当气浮装置7向上浮升时,因为与链条63连结,所以会拉动链条63,进而使储液槽6顶部的发电机62转动做功,因而,气浮装置7从储液槽6底部接收空气达到一定的浮力后借助水的浮力独立自由上升做功,所以装水的储液槽6的高度越高,其做功的效率越好。
[0123] 当气浮装置7做功到达水面时,则因气浮装置7泄气口73装设有一组机械止逆式泄气阀,会因撞击到泄气装置65而打开,而气浮装置7内的空气因受液体压力的挤压,所以当泄气阀打开后,其空气会全部宣泄而出,因体积缩小且无空气状态下,只要利用气浮装置7链接骨架单元75的重量就可以使气浮装置7因自身重量而下降沉至储液槽6底部。
[0124] 详细而言,本发明浮力发电系统103及方法为了更环保节能,不使用电气马达及泵浦对储气舱641内的空气加压,而改采用水资源回收循环再利用的原理,以水渠、河流为例,将浮力发电系统103设在水渠、河流岸边,并在河流内装设一支集水管91引水至浮力发电系统103底部的储气舱641内,其储气舱641外部有设置压力调节装置8。
[0125] 依据图25至图27的说明可知控制程序可周而复始循环,而为了避免等待压缩的时间,其他实施例中,可建置两组以上的储气舱641,另外,假设储液槽6内的水量因引水至储气舱641而流失,可以借由气浮装置7上升的力量,再结合一进水泵浦把水再补充回去。
[0126] 配合参阅图5,另值得一提的是,前述第一较佳实施例的气浮装置2的结构也可以应用在第二与第三较佳实施例中,亦即,气浮装置7的气囊71也可设置有类似的弹性束件23,且骨架单元75也可以类似第一较佳实施例的骨架单元21,进而可减少气浮装置7下降时所受到的阻力,并加快气浮装置7下降的速度。
[0127] 参阅图29及图30,本发明的第四较佳实施例中,浮力发电系统104的设计是为了能全程供应电力,与图21类似的是包括发电机62、发电轮毂621、供气装置(图未示)及泄气装置(图未示),且关于浮力发电、供气装置、泄气装置及气浮装置的结构和动作原理可参考如图21至图27的说明内容,在此不重复说明。
[0128] 不同的是,浮力发电系统104具有二储液槽(第一储液槽6’、第二储液槽6”)、二气浮装置(第一气浮装置7’、第二气浮装置7”)、二链条(第一链条63’、第二链条63”),及一架构于第一链条63’与第二链条63”之间的传动装置9。
[0129] 传动装置9包括数个单向轴承链轮91~94、数个齿轮95、一第一传动轴96及一第二传动轴97,其中,所述齿轮95受第一传动轴96及第二传动轴97连动,第一传动轴96两端分别连接一第一单向轴承链轮91及一第二单向轴承链轮93,当第一单向轴承链轮91、第二单向轴承链轮93朝一预定方向(如:逆时针)转动时才会带动第一传动轴96转动,第二传动轴97两端则分别连接一第三单向轴承链轮92及一第四单向轴承链轮94,当第三单向轴承链轮92与第四单向轴承链轮94朝相反于该预定方向(如:顺时针)转动时才会与第二传动轴97同步转动。
[0130] 如图29、图30所示,当第一气浮装置7’升起,由第一气浮装置7’带动第一链条63’,使单向轴承链轮91逆时针方向转动,带动第一传动轴96而令发电轮毂621转动而发电,同时,利用数个齿轮95带动第二传动轴97,第二传动轴97将驱动单向轴承链轮94顺时针转动,而使第二气浮装置7”快速沉降;当第二气浮装置7”升起,由第二气浮装置7”带动第二链条63”,使单向轴承链轮93逆时针方向转动,带动第一传动轴96而令发电轮毂621转动而发电,同时,利用数个齿轮95带动第二传动轴97,第二传动轴97将驱动单向轴承链轮92顺时针转动,而使第一气浮装置7’快速沉降;如此周而复始,让浮力发电系统104的发电机62能不间断地全程供应电力。
[0131] 前述浮力发电系统103及方法的原理与其它水力发电技术不同处即在于:利用水流压力挤压空气而间接利用空气在水中结合气浮装置7做功,而非直接利用水力来推动轮叶或水车作功,所以不需大位能差及大流速的水力便可发挥很大的发电效益;此外,可依需求自行决定储液槽6的高度,容易设置,引水受控制而不易造成损坏,以充气/泄气循环方式令气浮装置7上升/沉落,进而使链条63连动发电轮毂621产生电力,因此可有效供电。