連續重力勢能發電裝置的制作方法

本發明涉及一種發電裝置，特別是一種連續重力勢能發電裝置。

背景技術：

目前，常見的發電方式包括如下：

1、水力發電，它需要將河流截斷筑壩，因此要有地利之便才可以實現，世界上很多遠離河流的地區就不可能借助這個方式；同時，在河流上興建水電廠，大多數情況還會造成一定的生態影響；最后，它的總體資源量有限，即使將全世界可利用的水力資源全部發電，也最終滿足不了人類日益增加的電力需求。

2、火力發電，它的優點是可以沒有地理限制，只要化石能源還有足夠的供給，就可以不斷擴大規模，持續滿足人類不斷增長的需求。不過，它有兩個缺點：一是化石礦產的供應是有限的，終有枯竭的時候，屬于非可再生的能源；二是燃燒化石能源帶來的污染已經成為當前人類面臨的最大危機之一。所以無限擴大火力發電的規模是不可取的。

3、核能發電，現階段的核電廠都是利用放射性物質發生原子裂變反應放熱的原理發電的，存在一定的安全風險，因此大規模使用的社會爭議、輿論壓力是比較大的；技術人員也在開發利用聚變反應的新方法，可以免去放射性物質泄漏的擔憂，但是難度很大，尚在科研攻關，現在無法估計最終實現應用的確切時間。

4、風力發電，它是一個近年發展很快的可再生、環保新能源，近幾年在許多地方都可以看到成片的高大風車被樹立起來。但是其也存在一些限制及弊端：1)風速不穩定，產生的能量大小不穩定；2)風能利用受地理位置限制嚴重，在一些地區、風力發電的經濟性也不足，許多地區的風力有間歇性，更糟糕的情況是如中國臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風力較少的時間；3)風能的轉換效率低；4)風能是新型能源,相應的使用設備也不是很成熟；5)風力發電在生態上的問題是可能干擾鳥類。

5、太陽能發電，它和風電一樣，也是近幾年非常受熱捧的即潔凈又可再生的新能源。但是它的缺點同樣突出：太陽光照射的能量分布密度小，導致太陽能電池板光電轉換效率低，進而發電效率低；不能連續發電，受季節、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響大，年發電時數較低，精準預測系統發電量比較困難；光伏系統的造價還比較高，回本時間長，人們接受起來有點困難。

6、地熱能發電，它的優勢是可再生和環保，但是受到更加嚴重的地域限制，一般只有在地震帶地區才能存在可吸取的地下熱流，總的資源量是相當有限的。

7、潮汐能發電，它的優勢是可再生，資源無枯竭，無排放污染。但是也受地理限制，只能選址在有條件的海邊，而且由於潮汐漲落規律的限制，潮汐電站每天能工作發電的時間有限。同時，它建造費用昂貴，影響沿岸的水流和野生動植物生存環境，尤其給魚類和水棲動物生活造成障礙。因此大規模使用是有限制的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種發電裝置簡單、好操作、易控制、不受地理位置和自然環境的影響、綠色環保、資源無枯竭、能穩定持續安全工作的連續重力勢能發電裝置，克服現有技術的不足，可以大規模建廠應用。

本發明的連續重力勢能發電裝置，包括豎向設置的儲水筒體，儲水筒體的上端連接有端口向下傾斜的浮球排出管，儲水筒體的下端連接有豎向設置的浮球進入管；在浮球進入管的內側配有密封套管，密封套管的上口內徑小于下口內徑；浮球進入管的上端口接有浮球錐形入口。

在浮球排出管的端口處設有重力傳動機構，所述的重力傳動機構包括位于上方的上軸承座和位于下方的下軸承座，在上軸承座和下軸承座上通過轉動軸分別安裝有上轉動輪對和下轉動輪對，在上轉動輪對和下轉動輪對上配有傳動件，所述的傳動件為鏈條或皮帶；所述的傳動件為兩個并且平行設置；

在傳動件上間隔安裝有下向垂懸的吊筐；吊筐與浮球相配；

浮球排出管的端口朝向位于重力傳動機構中處于最上部的吊筐，以光電控制方式保證自浮球排出管排出的浮球剛好落入該吊筐內；

浮球排出管的端口設有控制浮球間隔排出的擋板，與擋板共軸連接有伸入浮球排出管內部的擺輪，當擋板轉動打開時，擺輪與擋板隨動，并阻擋后續浮球前進，擋板回到關閉位置時，擺輪隨之動作并剛好處于解除阻擋位置，使浮球排出管內最前一個浮球靠在擋板上，后續的浮球在浮球排出管內依次排列；

上轉動輪對的轉動軸上和/或下轉動輪對的轉動軸上連接有發電機；

在重力傳動機構的下方設有傾斜設置的浮球下滑槽，浮球下滑槽上端設有用于觸碰和托起浮球并使之脫離吊筐的凸起，浮球下滑槽的下端口位于浮球錐形入口的正上方。

所述的吊筐為圓環結構，并在一側設有方便浮球排出筐內的開口；在吊筐兩側連接有拐角狀的吊軸，吊軸連接有支撐軸，支撐軸裝夾在支撐軸蓋和支撐軸座內并與支撐軸座和支撐軸蓋為相互轉動連接；支撐軸座固定連接在所述的傳動件上。

所述的浮球排出管的端口上通過支撐板支撐有銷軸，所述的擋板和擺輪上邊通過銷軸與支撐板轉動連接，擋板的下邊設有第一磁塊，在浮球排出管的端口下邊處設有與第一磁塊相匹配的第二磁塊，第一磁塊和/或第二磁塊為電磁鐵。

所述的儲水筒體內設有管狀隔網，管狀隔網的上口與浮球排出管相連通，管狀隔網與儲水筒體的內側壁之間設有連接桿，管狀隔網的下口連接有位于儲水筒體內腔下部的錐形隔網，錐形隔網敞口向下，錐口向上，錐形隔網的下口與浮球進入管連通，

所述的儲水筒體的下端通過彎管與浮球進入管連通。

本發明的連續重力勢能發電裝置與現有技術相比相有如下優點：整體結構簡單，操作控制容易，不受地理位置和自然環境的影響，不對環境造成影響，綠色環保，無潛在危險，資源無枯竭，不但工程造價低，而且運行成本也低，運行穩定安全可靠，適于大規模建廠應用。運用于大規模建廠發電時，只需重復性、模塊化地增加裝置數量即可。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式的結構示意圖；

圖2是圖1所示的重力傳動機構的結構示意圖；

圖3是圖2所示的k向示意圖；

圖4是圖3所示的d向放大示意圖；

圖5是圖1所示的浮球排出管端口處的局部放大示意圖。

具體實施方式

如圖1所示：1為儲水筒體，豎向固定設置，底部與基礎固定安裝，為了安全穩定，可在側面設置有鋼結構的固定架體15，在儲水筒體1與固定架體15之間設有連接梁16。儲水筒體1的上端連接有端口向下傾斜的彎曲狀的浮球排出管2。

如圖5所示：浮球排出管2的端口設有控制浮球20間隔排出的擋板23，具體結構為：浮球排出管2的端口上邊通過支撐板21支撐有銷軸22，擋板23上邊通過銷軸22與支撐板21轉動連接，擋板23的下邊設有第一磁塊24，在浮球排出管2的端口下邊處設有與第一磁塊24相匹配的第二磁塊25。第一磁塊24和/或第二磁塊25為通電電磁鐵，通過電源開關可以吸合或松開，電源開關受一個光電感應回路控制開閉，每當有吊筐32到達浮球排出管2的端口下方時，光電感應頭捕捉到信號，立即將電源斷開，電磁鐵松開，位于向下傾斜的滑道上的浮球就可以推開擋板23，使浮球20從浮球排出管2的端口滑出并落入吊筐32。浮球20滑出后，擋板23在自身重力作用下回到關門位，并重新吸合，擋住下一個球的滑出。

如圖5所示：擋板23與一個擺輪39共軸連接，當擋板23向上開啟時，擺輪39通過浮球排出管2上面的開槽進入排出管2內部，形成對后面排列的浮球20的阻擋，以保證每次開啟擋板23只落下一個浮球20；當擋板23在自身重力作用下復位到關閉位時，擺輪39也離開阻擋位，讓下一個浮球20前進一個球位，到達與擋板23接觸處。擋板23與擺輪39之間成單向角度限位關系，當擋板23向開啟方向運動時，擺輪39受限解脫憑自身重力下落與排在第二個位置的浮球20接觸后停止運動，形成對排在第二個位置的浮球20前進的阻擋，當擋板23向關閉方向運動時，在與擺輪39夾角達到初始位置時開始抬起擺輪39，使之脫離與前述浮球20的接觸，釋放原來排在第二個位置的浮球20前進一個球位到達與擋板23靠緊的第一個球的位置。

如圖1所示：儲水筒體1的下端連接有豎向設置的浮球進入管10，具體的連接方式為儲水筒體1的下端連接有下端口13，下端口13通過法蘭與彎管12的一端相接，彎管12的另一端通過法蘭與豎向設置的浮球進入管10的下端相接。在浮球進入管10的內側配有上口直徑略小于下口直徑的密封套管9，密封套管9為耐磨的密封材料，總有至少兩個（本實施例為三個）浮球20位于密封套管9內起到塞子的作用，使位于其下方的密閉空間里的氣體緩沖段11不瀉露，進而可將儲水筒體1內的水19密封，不致在此處外泄。由于密封套管9的口徑上小下大，浮球20在其中下行比上行容易，這樣利于浮球20向下抵御住來自氣體緩沖段11的向上壓力，又利于浮球20在受到來自上方的向下作用力時向下行進，直至脫離密封套管9的摩擦束縛，落入密閉空間里氣體緩沖段11下方的水中。浮球20通過密封套管9時需要克服來自密閉空間內的壓力和密封套管9的摩擦力，因此需要上方的浮球20自浮球下滑槽6脫離后經過一段自由落體運動，獲得一定的速度，然后撞擊前面已經部分進入密封套管9的浮球20，通過撞擊形成的瞬間較大的沖擊力，讓已經位于密封套管9中的幾個浮球20克服阻力向下運動，位于密封套管9中的幾個浮球20之間是緊密接觸的，所以可以相互傳導來自上方的沖擊力。浮球進入管10的上端口接有浮球錐形入口8，以方便浮球20下落時能準確進入浮球進入管10內。

如圖1、2、3、4所示：在浮球排出管2的端口處設有重力傳動機構3。重力傳動機構3包括位于上方的安裝在機架上的上軸承座26和位于下方的安裝在機架上的下軸承座34，在上軸承座26和下軸承座34上通過轉動軸分別安裝有上轉動輪對27和下轉動輪對33，在上轉動輪對27和下轉動輪對33上配有傳動件38，傳動件38為鏈條或皮帶（齒形帶），如選擇鏈條，則上轉動輪對27和下轉動輪對為鏈輪結構，如選擇齒形帶，則上轉動輪對27和下轉動輪對33為齒形輪結構。傳動件38為兩個并且平行設置，形成雙排鏈條或雙排齒形帶結構。

在傳動件38上間隔安裝有下向垂懸的吊筐32，吊筐32與浮球20相配，即浮球20可以置于吊筐32內。吊筐32為圓環結構，并在一側設有方便浮球20排出（滾動出）筐內的開口35，在吊筐32兩側連接有對稱的拐角狀的吊軸31，吊軸31連接有支撐軸30，支撐軸30裝夾在支撐軸蓋29和支撐軸座28內并與支撐軸座28和支撐軸蓋29為相互轉動連接，中間可以加裝滾動軸承。支撐軸座28固定連接在傳動件38上，即通過螺釘連接在鏈條上或齒形帶上，吊筐32懸吊在傳動件38上（如圖3）。

如圖1所示：浮球排出管2的端口朝向位于重力傳動機構3中處于最上部的吊筐32，以光電控制方式保證自浮球排出管2排出的浮球剛好落入該吊筐32，依靠浮球20的重力驅動上轉動輪對27和下轉動輪對33轉動。

如圖1，2所示：重力傳動機構3的一側所有吊筐32均載有浮球20，另外一側所有吊筐32均空載，兩邊重力不平衡，在滿載一側的所有浮球20重力作用下，上轉動輪對27和下轉動輪對33就會做旋轉運動，轉動力距輸出給發電機發電。由于浮球20在重力傳動機構3的最上方落入吊筐32，又在重力傳動機構3的最下方脫離吊筐32，落入和脫出的沖擊力都直接作用在位于上方的上軸承座26和位于下方的下軸承座34，所以浮球20的落入和脫出對于整個重力傳動機構3的轉動不構成沖擊性影響，因此重力傳動機構3可以向外輸出穩定勻速運動的轉動力矩。

如圖1所示：儲水筒體1內設有管狀隔網18，管狀隔網18的上口與浮球排出管2相連通，管狀隔網18與儲水筒體1的內側壁之間設有連接桿17。管狀隔網18的下口連接有錐形隔網14，錐形隔網14的下口與浮球進入管10通過彎管12連通。管狀隔網18和錐形14都是透水的網狀物，只限制浮球20的運動方向，不影響浮球20獲得水的浮力。錐形隔網14將進入儲水筒體1內散亂分布的浮球20向中心集中，位于錐形隔網14中心最高處的出口尺寸只允許一個浮球20通過，浮球20逐個通過錐形隔網上出口后就進入了管狀隔網18，管狀隔網18的內徑也只能容納一個浮球20自由通過，在管狀隔網18內，浮球20自下而上自然排成單列縱隊，在浮力作用下一起向上運動；到達儲水筒體1頂端出口的浮球20，在下面排列的諸球浮力托舉下出水進入浮球排出管2，繞過排出管2頂端的彎曲后靠重力下行，經過釋放的端口擋板23落入重力傳動機構3頂端的吊筐32。如此往復循環，周而復始地運動。

如圖3所示：上轉動輪對27的轉動軸上和/或下轉動輪對33的轉動軸上通過連軸節36連接有發電機37。

在重力傳動機構3的下方機架上固定有傾斜設置的浮球下滑槽6，浮球下滑槽6上端設有用于觸碰和托起浮球20使之脫離吊筐的凸起5，即傳動件38上的吊筐32運行到下轉動輪對33的最下端時，吊筐32下邊露出筐底的浮球20部分球體剛好碰撞到凸起5，使吊筐32內的浮球20被抬起并自開口35處滾落出吊筐32，從而進入浮球滑槽6內并向下滾動，浮球下滑槽6的下端口位于浮球錐形入口8的正上方。滾動下落的浮球20剛好落入浮球錐形入口8。在浮球下滑槽6的兩側設有側板7。

本裝置安裝后，向儲水筒體1內注水19，在浮球進入管10內裝有至少兩個（本實施例為三個）浮球20，利用浮球20與密封套管9之間形成的密封對儲水筒體1內的水19進行密封，同時在彎管12與浮球進入管10之間形成一個氣體緩沖段11，使位于浮球進入管10一側的水19的液面處于正好淹沒過彎管12拐彎處的高度，以利于入水的浮球20較容易地通過彎管12進入另外一側的儲水筒體1內部。儲水筒體1內部有多個浮球20，在浮力作用下向上運行，并排列在管狀隔網18內，然后在眾多浮球20產生的浮力作用下上部的浮球進入浮球排出管2內，在浮球排出管2內排列，當光電感應頭檢測到吊筐32接近時，控制電源開關斷開，使第一磁塊24和第二磁塊25吸合松開，擋板23開啟，靠近擋板23的浮球下落，剛好落入位于浮球排出管2端口處的吊筐32內，在多個吊筐內浮球20的重力的單邊作用下，驅動一側的傳動件38的始終向下運行，上轉動輪對27或下轉動輪對33隨之轉動，從而帶動發電機37運行發電。吊筐32運行到下端時，浮球20的底部剛好碰撞到凸起5，然后自開口35滾落到浮球下滑槽6內，并排列繼續下落，直至離開下滑槽6在自身重力作用下做一段自由落體運動后撞擊浮球進入管10內的浮球20，使浮球進入管10內的浮球20在保持密封的條件下同時向下移動，始終保持此處有三個或幾個浮球處于密封狀態，穿過密封段的浮球20經過氣體緩沖段11落入水中，在連續多個浮球20的重力壓迫下，使位于水面以下的浮球20最終繞行通過彎管12進入儲水筒體1內，然后浮球20在浮力作用下連續上升，循環運行，使上轉動輪對27和下轉動輪對33連續不斷的運行，發電機37利用重力勢能連續不斷的發電。本發明裝置整體結構簡單，操作控制容易，不受地理位置和自然環境的影響，不對環境造成污染，綠色環保，無潛在危險，資源無枯竭，不但工程造價低，而且運行成本也低，運行穩定安全可靠，適于大規模建廠應用。運用于大規模建廠發電時，只需重復性、模塊化地增加裝置數量即可。