改進(jìn)的浮沉式水力驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水力驅(qū)動裝置，是一種利用物體在水中浮-沉運(yùn)動產(chǎn)生動力的驅(qū)動裝置，可優(yōu)先但并非僅限用于驅(qū)動發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]對煤、石油等不可再生型能源的大量開采和使用，對自然資源及地球環(huán)境帶來的不利影響的問題，目前已引起人們越來越多的關(guān)注，開始日益重視和研究對風(fēng)能、水能、太陽能等清潔能源的開發(fā)和利用。
[0003]在對水能的利用上，以長期以來包括利用江河落差、水庫蓄水及潮汐等水資源發(fā)電為例，目前都只是單一利用水流的沖擊/推動力產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化為可做功驅(qū)動力。實踐已顯示，對水流沖擊/推動力的利用不僅常會受到包括地質(zhì)、環(huán)境、氣候等自然條件的制約和影響，而且都需投入包括如建壩、蓄水、以及包括配套設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)等大量的投資，而且在建壩修庫蓄水前還須對可能導(dǎo)致的近期和長期的環(huán)境、氣候等影響進(jìn)行相應(yīng)的評估，建設(shè)和運(yùn)行成本通常都很大。為此，公告號CN204663756U的中國專利提出了一種依據(jù)潛艇通過交替注水/充氣可實現(xiàn)浮沉的原理開發(fā)的浮沉式水力驅(qū)動裝置。采用的是在可固定于水中的支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置有垂直布置的旋轉(zhuǎn)輪，由各旋轉(zhuǎn)輪支承配合有一環(huán)狀運(yùn)行的閉合傳動結(jié)構(gòu)，并在傳動結(jié)構(gòu)上設(shè)有可隨其在水中作交替浮沉循環(huán)運(yùn)動的倉體單元。各倉體單元中包括有水/氣貯存閉合空間及壓力氣體儲氣空間，并在水/氣貯存閉合空間中設(shè)有由聯(lián)動切換開關(guān)控制的進(jìn)-出水閥、注-排氣閥及連通該兩空間的壓力氣體充注閥。通過向倉體單元的水/氣貯存閉合空間交替進(jìn)行注水-排氣和排氣-注水所產(chǎn)生的下沉力和上升浮力，特別是同時利用這二者產(chǎn)生的合力，即可產(chǎn)生能輸出利用的驅(qū)動力。在此循環(huán)運(yùn)行過程中，只需補(bǔ)充和維持倉體單元中的高壓儲氣結(jié)構(gòu)中用于注氣-排水的壓力氣體壓力即可，因而可成為一種新形式利用水能產(chǎn)生驅(qū)動力的清潔能源，其結(jié)構(gòu)簡單，建造和運(yùn)行成本都很低廉，特別是可基本不受地質(zhì)、環(huán)境和氣候等客觀條件的制約和影響，只需有一個具有足夠蓄水深度的水井或水池就能實現(xiàn)運(yùn)行，具有極大的開發(fā)領(lǐng)用價值。研究和試驗顯示，在該裝置的循環(huán)運(yùn)行過程中，為補(bǔ)充和維持倉體單元中用于提供壓力氣體的注氣-排水高壓儲氣結(jié)構(gòu)的氣壓，較為簡便的是采用更換高壓氣瓶等儲氣單元的方式，但其須在中斷運(yùn)行的情況下進(jìn)行，影響了動力輸出的連續(xù)穩(wěn)定性，且更換操作強(qiáng)度大，不方便。更為理想的方式應(yīng)該是在不中斷運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行高壓氣體的連續(xù)補(bǔ)充，但卻始終未得到滿意的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述情況，本發(fā)明的目的是在上述浮沉式水力驅(qū)動裝置基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提供一種改進(jìn)的浮沉式水力驅(qū)動裝置，可以方便地實現(xiàn)在不中斷運(yùn)行的狀態(tài)下完成高壓氣體的連續(xù)補(bǔ)充。
[0005]本發(fā)明改進(jìn)的浮沉式水力驅(qū)動裝置，利用的是上述CN204663756U的基本結(jié)構(gòu)原理，基本結(jié)構(gòu)同樣是在可固定于水中的支承結(jié)構(gòu)上至少設(shè)置有上下垂直布置的旋轉(zhuǎn)輪，并通過各旋轉(zhuǎn)輪支承配合有可作環(huán)狀運(yùn)行的閉合傳動結(jié)構(gòu)，在閉合傳動結(jié)構(gòu)上間隔設(shè)有至少兩個可隨其在水中作交替循環(huán)浮沉運(yùn)動的倉體單元。各倉體單元中包括有水/氣貯的存閉合空間和壓力氣體的儲氣空間。在水/氣貯存的閉合空間中設(shè)置有由聯(lián)動切換開關(guān)控制的可與外界連通的排水-排氣閥、注水閥，以及位于水/氣貯存閉合空間與壓力氣體儲氣空間之間的壓力氣體充注閥。其中，在所述的旋轉(zhuǎn)輪中至少應(yīng)有兩個旋轉(zhuǎn)輪是以在水平方向上間隔的方式設(shè)置于水面之上，在與位于水面之上的旋轉(zhuǎn)輪相對應(yīng)的閉合傳動結(jié)構(gòu)的非水中運(yùn)行區(qū)域中，設(shè)置有與壓力氣體供氣源相連并與所述倉體單元中的充氣觸發(fā)結(jié)構(gòu)配合的壓力氣體充氣單元。
[0006]試驗表明，由與壓力氣體供氣源相連的壓力氣體充氣單元對所述運(yùn)行中的倉體單元進(jìn)行壓力氣體的灌充，最方便的是倉體單元在由上浮運(yùn)動后進(jìn)入下沉運(yùn)動的轉(zhuǎn)換階段中進(jìn)行，且應(yīng)具有足夠的灌充時間才能完成。因此，將至少兩個所述的旋轉(zhuǎn)輪以水平方向間隔的方式設(shè)置在水面之上，使所述的閉合傳動結(jié)構(gòu)在這些旋轉(zhuǎn)輪之間能具有一個處于水面之上的運(yùn)行區(qū)域，從而使壓力氣體充氣單元能以自動、半自動、甚至人工等同步跟隨的適當(dāng)方式，進(jìn)行和完成向倉體單元中灌充高壓氣體。
[0007]在上述改進(jìn)的浮沉式水力驅(qū)動裝置中，所述的壓力氣體充氣單元的一種優(yōu)選形式，包括有可沿與閉合傳動結(jié)構(gòu)的非水中運(yùn)行方向平行設(shè)置的導(dǎo)向支承結(jié)構(gòu)作往復(fù)移動的壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)，其上設(shè)置有能與所述倉體單元上的壓力氣體灌注接口相配合的如常用充氣嘴等形式的壓力氣體灌注口，以及與所述倉體單元中的充氣觸發(fā)結(jié)構(gòu)相配合的壓力氣體灌注控制結(jié)構(gòu)。所述的可與倉體單元中的充氣觸發(fā)結(jié)構(gòu)相配合的壓力氣體灌注控制結(jié)構(gòu)，可以采用目前已有報道和/或廣泛使用的(機(jī)械)接觸式結(jié)構(gòu)，或是非接觸式等感應(yīng)、傳感等開關(guān)結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，更好的方式是所述倉體單元中的充氣觸發(fā)結(jié)構(gòu)可采用目前已有報道和/或使用的如紅外、激光、電磁等類型的無線信號發(fā)生結(jié)構(gòu)；與之配合的所述壓力氣體灌注控制結(jié)構(gòu)則為相應(yīng)的信號接收/傳感結(jié)構(gòu)。通過接收由倉體單元的充氣觸發(fā)結(jié)構(gòu)發(fā)出的觸發(fā)信號并處理后，即可用于驅(qū)動壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)跟隨運(yùn)行中的倉體單元作同步運(yùn)動，從而使其上的壓力氣體灌注口與倉體單元在同步運(yùn)動的相對靜止的狀態(tài)下進(jìn)行和完成壓力氣體的灌充。
[0009]為限定上述壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)沿所述的導(dǎo)向支承結(jié)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動的起止范圍，在上述導(dǎo)向支承結(jié)構(gòu)或包括其定位、支承、加固等周圍相關(guān)結(jié)構(gòu)上，可在所述壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)往復(fù)移動范圍的起點(diǎn)-終點(diǎn)處分別設(shè)有相應(yīng)的觸發(fā)結(jié)構(gòu)，包括可與啟動/制動控制結(jié)構(gòu)聯(lián)接、傳感或發(fā)送無線信號的接觸式和/或非接觸式的觸發(fā)結(jié)構(gòu)。
[0010]除通過上述設(shè)置在導(dǎo)向支承結(jié)構(gòu)或其相關(guān)結(jié)構(gòu)上的起點(diǎn)-終點(diǎn)觸發(fā)結(jié)構(gòu)控制所述的壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)的往復(fù)移動范圍外，還可以根據(jù)向倉體單元灌充氣體所需時間、倉體單元隨閉合傳動結(jié)構(gòu)的運(yùn)行速度、相鄰倉體單元的間距等因素，在所述壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)或倉體單元中設(shè)置相應(yīng)的計時/延時電路、模塊等單元，通過設(shè)定適當(dāng)?shù)臅r間控制周期，實現(xiàn)對壓力氣體灌注機(jī)構(gòu)的往復(fù)移動范圍的限定和控制。
[0011]由本發(fā)明裝置中的所述閉合傳動結(jié)構(gòu)的運(yùn)行過程可以看出，隨其作同步周而復(fù)始的交替上浮-下沉運(yùn)動的各倉體單元，在上浮轉(zhuǎn)為下沉及下沉轉(zhuǎn)為上浮的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，倉體單元的前端也分別相應(yīng)處于由向上到向下或向下到向上的轉(zhuǎn)換，各倉體單元中水/氣貯存閉合空間也與之對應(yīng)地分別需要通過聯(lián)動切換開關(guān)，控制相應(yīng)的閥門進(jìn)行排氣-注水或排水-注氣的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。因此，所述聯(lián)動切換開關(guān)可優(yōu)選采用包括目前已有報道和/或使用的如水銀開關(guān)、電容式重力開關(guān)、重力球開關(guān)等重力型開關(guān)結(jié)構(gòu)，可隨倉體單元運(yùn)行過程中所處位置狀態(tài)的變化自動迅速地切換，帶動相應(yīng)的閥門實現(xiàn)操作轉(zhuǎn)換，保證平穩(wěn)運(yùn)行。
[0012]由此可以理解，本發(fā)明改進(jìn)的浮沉式水力驅(qū)動裝置通過對前述文獻(xiàn)報道裝置的進(jìn)一步改進(jìn)和完善，滿意地解決了其尚未解決的問題，實現(xiàn)了在不中斷的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行和完成向倉體單元進(jìn)行壓力氣體的補(bǔ)充灌注，避免了更換壓力氣體儲存結(jié)構(gòu)方式須中斷運(yùn)行導(dǎo)致的不利影響及操作的繁復(fù)不便，使該極具開發(fā)價值的清潔能源動力裝置具有了更強(qiáng)的實用性。
[0013]以下結(jié)合由附圖所示實施例的【具體實施方式】，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)