CN104214041A - 叠加做功方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叠加做功方法及装置，它是将普通做功设备产生的动力与能量，存储及叠加起来提高设备的做功效率，叠加做功可以采用浮力叠加或重力叠加等方法，它最大特点是输出功率经过叠加以后可以大大提高。其公开的一种叠加做功的方法，包括以下步骤：采用N个做功单元；依次向每个需要能量的做功单元输入能量，直至N个做功单元均处于做功状态；每次向一个需要能量的做功单元输入能量，并保持任何时刻都有N个做功单元处于做功状态；如此便将N个做功单元所做的功叠加在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种叠加做功方法及装置。
背景技术
目前的动力装置基本上都是一次性工作，利用率非常低，我们叫它减法工作方式。如汽油机的利用率是27-30％，柴油机的利用率是30-35％，蒸汽机的利用率是27-30％，电动机的利用率是25-32％，火力发电***利用率是30-40％。火力发电的工作原理是高压锅炉将水加热成为高压蒸汽推动汽轮机叶片旋转高压蒸汽就完成了它的使命，水利发电是高位差的水推动水轮机叶片旋转后水就被放掉了，汽油机的工作原理是汽油经雾化后在气缸内燃烧产生压力推动活塞做功，活塞运动到位后，气体就被放掉了。一次性工作效率较低，大量浪费能源。在现在提出的循环经济的环境中，如何提高能源的利用率并减少环境污染是国际社会普遍关注的问题。
发明内容
本发明的目的是提供叠加做功方法及装置，它通过将普通动力装置一次性产生的能量存储和叠加，来提高设备的做功效能，它可以成倍的提高设备利用率，我们叫它加法工作方式。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
采用N个做功单元；
依次向每个需要能量的做功单元输入能量，直至N个做功单元均处于做功状态；
每次向一个需要能量的做功单元输入能量，并保持任何时刻都有N个做功单元处于做功状态；
如此便将N个处于做功状态的单元所做的功叠加在一起。
一种利用浮力叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
在一个储水装置中充水；
将一个齿轮链条传动机构竖向安置在储水装置的水中；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入气体，使得充入气体的容器在浮力作用下上行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的底部依次向每个绕过下部齿轮而上行的容器中充入气体，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过上部齿轮而下行时，容器中的气体会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
一种利用浮力叠加做功的装置，其特征在于包括：
储水塔，在其内注水；
齿轮链条传动机构，竖向安置在储水塔的水中，齿轮链条传动机构的传动链条上安装多个敞口浮桶；
空气压缩机，用于向浮桶中充气，空气压缩机的出气管置于储水塔的底部。
一种利用重力叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
将一个齿轮链条传动机构竖向安置；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入重物，使得充入重物的容器在重力作用下下行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的顶部依次向每个绕过上部齿轮而下行的容器中充入重物，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过下部齿轮而上行时，容器中的重物会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
一种利用重力叠加做功的装置，其特征在于包括：
齿轮链条传动机构，该齿轮链条传动机构竖向安置，并且传动链条上安装多个敞口容器；
高位差的水流或水泵，用于向容器中注水，高位差的水流或水泵的出水管置于齿轮链条传动机构的顶部。
本发明最大的特点是输出功率经过叠加以后可以大大提高，叠加做功可以有多种方法，如利用水产生的浮力进行叠加做功或利用重力进行叠加做功等方法。
叠加做功装置可以应用于发电，机械加工等需要动力的装置。叠加做功装置可以利用有落差的水流，叠加做功装置还可以竖立在地面也可以埋在地下、漂浮在如海洋、江河湖泊的水面进行发电及提供动能。
附图说明
图1和图2为重力叠加做功原理图；
图3和图4为浮力叠加做功原理图；
图5和图6为杠杆做功原理图；
图7为浮力叠加做功装置图。
图中：1.储水塔 2.浮桶 3.传动链条 4.主传动齿轮 5.空气压缩机
具体实施方式
首先介绍叠加做功的原理。
重力叠加做功原理：
由于地球的吸引力，如果将一个装满液体的桶，安装在带有传动齿轮的链条上(见图1)，在重力的作用下装满液体的桶会拉动链条向下运动，同时带动齿轮旋转做功。装满一桶水就相当于汽车气缸的一次燃烧，当活塞运动到位后气体就被放了。但是在落差的影响下，装满水的桶在链条上还在做功，如果我们根据落差在链条上叠加N个水桶(见图2)，那么增加下行桶的数量就是一个桶的N倍，工作效率就增加了N倍，如果一个桶可以装10公斤的液体，我们在链条上安装20个水桶，其中有10个是下行桶，如果将10个下行桶全部装满水，那么在主传动齿轮上就会形成100公斤的拉力。以后每灌满一桶水，在主传动轴上都会产生10倍的拉力，如此做功效率就提高了10倍(但要减除齿轮旋转造成的机械磨损等阻力系数)，这就是重力叠加做功。
浮力叠加做功原理：
水是有浮力的，根据浮力公式，1立方的空气在水中能够产生约1000公斤的浮力。如果我们安装一个储水塔，将液体灌满储水塔并在水塔内安装一组带有传动齿轮的链条，在链条上安装一个浮桶，在浮桶下部注入压缩空气，空气进入桶内会将桶内的液体排出，浮桶灌满空气后会生产浮力(见图3)。在浮力的作用下，注入了空气的浮桶会拉动链条向上运动同时带动齿轮旋转做功，这就相当于蒸汽机的一次气缸充气，气缸活塞到位后高压气体就被释放了，蒸汽机的利用率是27-30％，如果我们在链条上安装20个浮桶(见图4)，其中有10个是上行浮桶，如果将10个上行桶全部注满空气，以后每注满一桶空气，做功效率就提高了10倍(但要减除齿轮旋转造成的机械磨损阻力和水的阻力系数)，这就是浮力叠加做功。浮力叠加做功与重力叠加做功的工作原理正好相反，浮力叠加做功是在浮桶的下部注入空气，重力叠加做功是在水桶的上部注入液体。
杠杆做功原理：
经实际测试，充满了空气的浮桶在水中向主轴以外移动约7公分，在主传动轴上产生的力矩会提高1倍(见图5)。根据杠杆的原理主传动齿轮的直径每加大14公分，多级浮桶产生的力矩会提高1倍(见图6)，如果采用直径14公分的主传动齿轮，10组上升浮桶，每组浮桶产生10公斤的浮力，在9个浮桶全部充满空气的情况下，压气机每充满一桶空气在主传动轴上就能够产生约200kg的扭力，如果将主传动齿轮的直径加大到28公分，压气机每充满一桶气在主传动轴上就能够产生约400kg的扭力。杠杆原理可以同样应用于重力叠加做功装置，杠杆原理是辅助提高利用率的一种方法。
浮力叠加做功装置的做功效率计算公式：
单个浮桶的做功效率×(浮桶总数÷2.2)×(主传动轮直径÷7)-(水的阻力+机械磨损)
重力叠加做功装置的做功效率计算公式：
单个桶的做功效率×(桶总数÷2.2)×(主传动轮直径÷7)-(机械磨损造成的阻力)
叠加做功是将如压气机、水泵等设备一次做功产生的动力和能量叠加起来大幅度提高设备的利用率。
浮力叠加做功的工作效率是根据储水塔的高度和压气机的工作效率来确定的，储水塔越高，浮桶的数量就可以做的越多，做功的效率就越大。压气机的工作效率决定着浮桶的尺寸，浮桶的尺寸越大，产生的浮力就越大。根据水压计算公式，10米水深产生1公斤压力，水越深压力越大，压气机产生的压力一定要大于水压。由于10米水深才产生1公斤的压力，制作浮力叠加做功装置非常容易实现，目前市场上销售最普通的空气压缩机都能够产生5-8公斤的压力。
重力叠加做功的工作效率是根据水流的落差和水泵的工作效率来确定的，落差越大，水桶的数量就可以做的越多，做功的效率就越高。水泵的工作效率和高落差的水流决定着水桶的尺寸，水流越大，水桶的尺寸就越大，做功的效率就越高。如果将重力叠加***应用在水利发电***上，它会比目前水电站的水轮机效率提高上百倍，因为水轮机是利用高压水流推动水轮机叶片旋转带动发电机发电，高压水流推动叶片旋转以后水就放掉了，如果利用叠加做功就会大幅度降低水的使用量，如水库在枯水期是不能发电的，如果采用叠加做功也能够发电，有些高位差的小水流目前也是不能发电的，因为它推不动水轮机叶片，但是采用叠加做功装置就能够发电，因为它利用的是水的重量而不是压力。
下面介绍本发明的实施例。
实施例1
一种叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
采用N个做功单元；
依次向每个需要能量的做功单元输入能量，直至N个做功单元均处于做功状态；
每次向一个需要能量的做功单元输入能量，并保持任何时刻都有N个做功单元处于做功状态；
如此便将N个做功单元所做的功叠加在一起。
实施例2
一种利用重力叠加做功的方法，其包括以下步骤：
将一个齿轮链条传动机构竖向安置；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入重物，使得充入重物的容器在重力作用下下行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的顶部依次向每个绕过上部齿轮而下行的容器中充入重物，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过下部齿轮而上行时，容器中的重物会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
实施例3
一种利用浮力叠加做功的方法，其包括以下步骤：
在一个储水装置中充水；
将一个齿轮链条传动机构竖向安置在储水装置的水中；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入气体，使得充入气体的容器在浮力作用下上行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的底部依次向每个绕过下部齿轮而上行的容器中充入气体，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过上部齿轮而下行时，容器中的气体会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
实施例4
一种利用重力叠加做功的装置，其包括：
齿轮链条传动机构，该齿轮链条传动机构竖向安置，并且传动链条上安装多个敞口容器；
高位差的水流或水泵，用于向容器中注水，高位差的水流或水泵的出水管置于齿轮链条传动机构的顶部。
实施例5
一种利用浮力叠加做功的装置，如图7所示，其包括：
储水塔1，在其内注水；
齿轮链条传动机构，竖向安置在储水塔的水中，齿轮链条传动机构的传动链条3上安装多个敞口浮桶2；
空气压缩机5，用于向浮桶2中充气，空气压缩机5的出气管置于储水塔1的底部。
本发明人对该浮力叠加装置进行了实际测试。其中：
一实验环境：
1.空气压缩机：型号OTS550 工作电压 220V 功率 550W 气体压力 0.7Mpa空气流量 40L/min
2.扭力.转速测试仪：型号 JN338 准确度等级 0.5 转速量程 6000/分钟 转矩量程 30Nm
3.储水塔高度：2米
4.主传动齿轮直径：14公分
5.浮桶体积：15×16×26＝0.062m3
6.浮桶数量：18
7.增速齿轮箱变速比1∶45
二测试数据：
浮桶在不同数量的情况下经过增速齿轮箱静态，在扭力、转速测试仪上显示的数值：
| 1个浮桶 | 2个浮桶 | 3个浮桶 | 4个浮桶 | 5个浮桶 | 6个浮桶 | 7个浮桶 | 8个浮桶 |
| 0.15Nm | 0.28Nm | 0.49Nm | 0.61Nm | 0.85Nm | 1.03Nm | 1.32Nm | 1.48Nm |
静态每增加1个浮桶在扭力、转速测试仪上的平均值：0.185Nm
浮力叠加装置工作状态测试数据：
主轴转速：3.7转/分钟增速45倍后166转/分钟扭力：0.65Nm
实测功率：107.9W动态每增加一个桶的平均值：0.081Nm
三测试结论：
根据水压公式，水深每增加10米，水下增加1个气压，我们采用的空气压缩机的空气压力为7.13公斤、功率550W，空气压缩机最大工作水深为60-65米，2米的储水塔上升浮桶数量为8个，产生功率为107.9W。如果将储水塔高度提高为4米，上升浮桶数量为16个，产生功率为215.8W，如果将储水塔高度提高为10米，上升浮桶数量为40个，产生功率为539.5W，如果达到空气压缩机最大工作水深60米，实际产生的功率为3237W左右。
Claims (10)
1.一种叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
采用N个做功单元；
依次向每个需要能量的做功单元输入能量，直至N个做功单元均处于做功状态；
每次向一个需要能量的做功单元输入能量，并保持任何时刻都有N个做功单元处于做功状态；
如此便将N个做功单元所做的功叠加在一起。
2.一种利用浮力叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
在一个储水装置中充水；
将一个齿轮链条传动机构竖向安置在储水装置的水中；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入气体，使得充入气体的容器在浮力作用下上行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的底部依次向每个绕过下部齿轮而上行的容器中充入气体，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过上部齿轮而下行时，容器中的气体会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
3.一种利用浮力叠加做功的装置，其特征在于包括：
储水塔，在其内注水；
齿轮链条传动机构，竖向安置在储水塔的水中，齿轮链条传动机构的传动链条上安装多个敞口浮桶；
空气压缩机，用于向浮桶中充气，空气压缩机的出气管置于储水塔的底部。
4.一种利用重力叠加做功的方法，其特征在于包括以下步骤：
将一个齿轮链条传动机构竖向安置；
在传动链条上安装多个敞口容器；
向容器中充入重物，使得充入重物的容器在重力作用下下行，并带动齿轮链条传动机构开始转动；
从齿轮链条传动机构的顶部依次向每个绕过上部齿轮而下行的容器中充入重物，以保持齿轮链条传动机构处于转动状态；
当容器绕过下部齿轮而上行时，容器中的重物会自然释放，从而保持齿轮链条传动机构连续转动。
5.一种利用重力叠加做功的装置，其特征在于包括：
齿轮链条传动机构，该齿轮链条传动机构竖向安置，并且传动链条上安装多个敞口容器；
高位差的水流或水泵，用于向容器中注水，高位差的水流或水泵的出水管置于齿轮链条传动机构的顶部。
6.一种叠加做功的方法，包括利用浮力、重力等方法进行叠加做功其特征在于：
将普通动力装置一次性产生的动力和能量存储与叠加起来做功，提高设备的做功效率。
7.如权利要求6所述的叠加做功的方法，其特征在于：
所述利用普通动力装置产生的动力和能量进行叠加做功来提高设备的做功效率。
8.如权利要求6所述的叠加做功的方法，其特征在于：
所述利用重力的原理将高位差流动的液体叠加来提高设备的做功效率。
9.如权利要求6所述的叠加做功的方法，其特征在于：
所述利用浮力的原理将多级浮桶串联起来进行叠加做功来提高设备的做功效率。
10.如权利要求6所述的叠加做功的方法，其特征在于：
所述利用杠杆的原理加大主传动轮的直径，来提高叠加做功效率。
Priority Applications (1)
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| CN201310365036.5A CN104214041A (zh) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 叠加做功方法及装置 |
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| CN201310365036.5A CN104214041A (zh) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 叠加做功方法及装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240225A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 刘力楠 | 重力发电装置及应用其的重力发电*** |
| CN110594071A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-20 | 北京澎达自控***科技有限公司 | 瀑布落差发电方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1170821A (zh) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | 李建阁 | 液体重力势能发动机 |
| CN2279457Y (zh) * | 1996-05-22 | 1998-04-22 | 王忠友 | 瀑布斗链装置 |
| CN101216012A (zh) * | 2008-01-21 | 2008-07-09 | 侯小迅 | 节能型火力发电装置及发电方法 |
| CN102226443A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-26 | 侯小迅 | 风力储能发电装置与方法 |
-
2013
- 2013-08-21 CN CN201310365036.5A patent/CN104214041A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2279457Y (zh) * | 1996-05-22 | 1998-04-22 | 王忠友 | 瀑布斗链装置 |
| CN1170821A (zh) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | 李建阁 | 液体重力势能发动机 |
| CN101216012A (zh) * | 2008-01-21 | 2008-07-09 | 侯小迅 | 节能型火力发电装置及发电方法 |
| CN102226443A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-26 | 侯小迅 | 风力储能发电装置与方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240225A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 刘力楠 | 重力发电装置及应用其的重力发电*** |
| CN110594071A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-20 | 北京澎达自控***科技有限公司 | 瀑布落差发电方法及装置 |
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