叠加做功方法及装置

发布时间:2015-12-23

　　专利号：201310365036.5

　　类型：发明

　　专利权人：侯小迅

　　项目简介：

叠加做功原理

　　目前全世界所有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%，火力发电系统利用率是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。水利发电是高落差的高压水流推动水轮机叶片旋转、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前进，活塞运动到位后，高压气体就被放掉了。由于一次性工作效率较低大量的浪费了能源。在现在提出和谐社会，循环经济，提高能源的利用率减少环境污染是国际社会普遍关注的问题。

　　叠加做功是一种工作原理，它是将普通动力装置一次性做功产生的能量叠加起来提高设备的利用率，它可以成倍的提高工作效率，我们叫它加法工作方式。叠加做功可以有多种方法，如利用水产生的浮力进行叠加或利用重力进行叠加等方法。

    重力叠加做功原理：

　　由于地球具有吸引力，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，装满一桶液体就相当于高压水流推动水轮机叶片的一次转动，水轮机叶片转动以后高压水流就被放掉了，做功时间只有零点零几秒。但是在落差的影响下，装满液体的桶在链条上会继续做功，根据落差不同做功时间可以达到几秒钟甚至几分钟。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做功效率的N倍，如果一个桶可以装10㎏的液体，我们在链条上安装20水桶，其中有10个是下行桶，如果提前将10个下行桶全部装满液体，那么在主传动齿轮上就会形成约100㎏的拉力。以后每灌满一桶液体在主传动轴上就会形成10倍的拉力，我们输入的是10㎏重量，按照常规一次做功的原理，应该得到的不大于10㎏的拉力或扭力，但是经过叠加以后得到的是100㎏的拉力（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原理。

　　浮力叠加做功原理：

　　根据已知的浮力公式，1立方的空气在水中能够产生约1000㎏的浮力。如果我们安装一个储水塔，将液体灌满并在水塔内安装一组带有传动齿轮的链条，在链条上安装一个向下开口的浮桶，并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，浮桶灌满空气后会产生浮力 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过程，蒸汽机的气缸活塞到位后高压气体就被释放了，如果我们在链条上安装20浮桶每个浮桶能够产生10㎏的浮力，见（图4），其中有10个是上行浮桶，如果提前将10个上行桶全部注满空气，在主传动轴上就会产生约100㎏的扭力，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系数和浮桶在水中运动产生的水阻力系数），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，浮力叠加做功是在上行浮桶的下部注入空气，重力叠加做功是在下行水桶的上部注入液体。

　　重力叠加做功的工作效率是根据水流的落差来确定的，落差越大，水桶的数量就可以做的越多，做功的效率就越高，高落差的流量决定着水桶的尺寸，流量越大，水桶的尺寸就越大，做功的功率就越高。如果将重力叠加装置应用在水利发电系统上，它会比目前水电站的水轮发电机的用水量减少数十倍，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，如果利用重力叠加做功发电就会大幅度降低水的使用量，它特别适合“蓄能发电站”这样的项目，同样的库容储水量，会发出更多的电能。如水库在枯水期是不能够发电的，如果采用浮力叠加做功利用水库的蓄水深度也能够发电，有些高落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落差和重量而不是压力。

　　叠加做功优点是可以大幅度的提高能源的利用率，降低人类对能源的依赖，降低能源消耗对环境的污染。

　　合作方式：技术许可；技术入股；