疊加做功方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及疊加做功方法及裝置，它是將普通做功設備產生的動力與能量，存儲及疊加起來提高設備的做功效率，疊加做功可以采用浮力疊加或重力疊加等方法，它最大特點是輸出功率經過疊加以后可以大大提高。其公開的一種疊加做功的方法，包括以下步驟：采用N個做功單元；依次向每個需要能量的做功單元輸入能量，直至N個做功單元均處于做功狀態；每次向一個需要能量的做功單元輸入能量，并保持任何時刻都有N個做功單元處于做功狀態；如此便將N個做功單元所做的功疊加在一起。
【專利說明】疊加做功方法及裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種疊加做功方法及裝置。

【背景技術】
[0002]目前的動力裝置基本上都是一次性工作，利用率非常低，我們叫它減法工作方式。如汽油機的利用率是27-30 %，柴油機的利用率是30-35 %，蒸汽機的利用率是27-30 %，電動機的利用率是25-32 %，火力發電系統利用率是30-40 %。火力發電的工作原理是高壓鍋爐將水加熱成為高壓蒸汽推動汽輪機葉片旋轉高壓蒸汽就完成了它的使命，水利發電是高位差的水推動水輪機葉片旋轉后水就被放掉了，汽油機的工作原理是汽油經霧化后在氣缸內燃燒產生壓力推動活塞做功，活塞運動到位后，氣體就被放掉了。一次性工作效率較低，大量浪費能源。在現在提出的循環經濟的環境中，如何提高能源的利用率并減少環境污染是國際社會普遍關注的問題。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供疊加做功方法及裝置，它通過將普通動力裝置一次性產生的能量存儲和疊加，來提高設備的做功效能，它可以成倍的提高設備利用率，我們叫它加法工作方式。
[0004]為此，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0006]采用N個做功單元；
[0007]依次向每個需要能量的做功單元輸入能量，直至N個做功單元均處于做功狀態；
[0008]每次向一個需要能量的做功單元輸入能量,并保持任何時刻都有N個做功單元處于做功狀態；
[0009]如此便將N個處于做功狀態的單元所做的功疊加在一起。
[0010]一種利用浮力疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0011]在一個儲水裝置中充水；
[0012]將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置在儲水裝置的水中；
[0013]在傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0014]向容器中充入氣體，使得充入氣體的容器在浮力作用下上行，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動；
[0015]從齒輪鏈條傳動機構的底部依次向每個繞過下部齒輪而上行的容器中充入氣體，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態；
[0016]當容器繞過上部齒輪而下行時，容器中的氣體會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
[0017]一種利用浮力疊加做功的裝置，其特征在于包括:
[0018]儲水塔，在其內注水；
[0019]齒輪鏈條傳動機構，豎向安置在儲水塔的水中，齒輪鏈條傳動機構的傳動鏈條上安裝多個敞口浮桶；
[0020]空氣壓縮機，用于向浮桶中充氣，空氣壓縮機的出氣管置于儲水塔的底部。
[0021]一種利用重力疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0022]將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置；
[0023]在傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0024]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，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動；
[0025]從齒輪鏈條傳動機構的頂部依次向每個繞過上部齒輪而下行的容器中充入重物，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態；
[0026]當容器繞過下部齒輪而上行時，容器中的重物會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
[0027]—種利用重力疊加做功的裝置，其特征在于包括:
[0028]齒輪鏈條傳動機構，該齒輪鏈條傳動機構豎向安置，并且傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0029]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齒輪鏈條傳動機構的頂部。
[0030]本發明最大的特點是輸出功率經過疊加以后可以大大提高,疊加做功可以有多種方法，如利用水產生的浮力進行疊加做功或利用重力進行疊加做功等方法。
[0031]疊加做功裝置可以應用于發電，機械加工等需要動力的裝置。疊加做功裝置可以利用有落差的水流，疊加做功裝置還可以豎立在地面也可以埋在地下、漂浮在如海洋、江河湖泊的水面進行發電及提供動能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1和圖2為重力疊加做功原理圖；
[0033]圖3和圖4為浮力疊加做功原理圖；
[0034]圖5和圖6為杠桿做功原理圖；
[0035]圖7為浮力疊加做功裝置圖。
[0036]圖中:1.儲水塔2.浮桶3.傳動鏈條4.主傳動齒輪5.空氣壓縮機

【具體實施方式】
[0037]首先介紹疊加做功的原理。
[0038]重力疊加做功原理:
[0039]由于地球的吸引力，如果將一個裝滿液體的桶，安裝在帶有傳動齒輪的鏈條上(見圖1)，在重力的作用下裝滿液體的桶會拉動鏈條向下運動，同時帶動齒輪旋轉做功。裝滿一桶水就相當于汽車氣缸的一次燃燒，當活塞運動到位后氣體就被放了。但是在落差的影響下，裝滿水的桶在鏈條上還在做功，如果我們根據落差在鏈條上疊加N個水桶(見圖2)，那么增加下行桶的數量就是一個桶的N倍，工作效率就增加了 N倍，如果一個桶可以裝10公斤的液體，我們在鏈條上安裝20個水桶，其中有10個是下行桶，如果將10個下行桶全部裝滿水，那么在主傳動齒輪上就會形成100公斤的拉力。以后每灌滿一桶水，在主傳動軸上都會產生10倍的拉力，如此做功效率就提高了 10倍(但要減除齒輪旋轉造成的機械磨損等阻力系數)，這就是重力疊加做功。
[0040]浮力疊加做功原理:
[0041]水是有浮力的，根據浮力公式，I立方的空氣在水中能夠產生約1000公斤的浮力。如果我們安裝一個儲水塔，將液體灌滿儲水塔并在水塔內安裝一組帶有傳動齒輪的鏈條，在鏈條上安裝一個浮桶，在浮桶下部注入壓縮空氣，空氣進入桶內會將桶內的液體排出，浮桶灌滿空氣后會生產浮力(見圖3)。在浮力的作用下，注入了空氣的浮桶會拉動鏈條向上運動同時帶動齒輪旋轉做功，這就相當于蒸汽機的一次氣缸充氣，氣缸活塞到位后高壓氣體就被釋放了，蒸汽機的利用率是27-30%，如果我們在鏈條上安裝20個浮桶(見圖4)，其中有10個是上行浮桶，如果將10個上行桶全部注滿空氣，以后每注滿一桶空氣，做功效率就提高了 10倍(但要減除齒輪旋轉造成的機械磨損阻力和水的阻力系數)，這就是浮力疊加做功。浮力疊加做功與重力疊加做功的工作原理正好相反，浮力疊加做功是在浮桶的下部注入空氣,重力疊加做功是在水桶的上部注入液體。
[0042]杠桿做功原理:
[0043]經實際測試，充滿了空氣的浮桶在水中向主軸以外移動約7公分，在主傳動軸上產生的力矩會提高I倍(見圖5)。根據杠桿的原理主傳動齒輪的直徑每加大14公分，多級浮桶產生的力矩會提高I倍(見圖6)，如果采用直徑14公分的主傳動齒輪，10組上升浮桶，每組浮桶產生10公斤的浮力，在9個浮桶全部充滿空氣的情況下，壓氣機每充滿一桶空氣在主傳動軸上就能夠產生約200kg的扭力，如果將主傳動齒輪的直徑加大到28公分，壓氣機每充滿一桶氣在主傳動軸上就能夠產生約400kg的扭力。杠桿原理可以同樣應用于重力疊加做功裝置，杠桿原理是輔助提高利用率的一種方法。
[0044]浮力疊加做功裝置的做功效率計算公式:
[0045]單個浮桶的做功效率X (浮桶總數—2.2) X (主傳動輪直徑+7)-(水的阻力+機械磨損)
[0046]重力疊加做功裝置的做功效率計算公式:
[0047]單個桶的做功效率X (桶總數+2.2) X (主傳動輪直徑+7)-(機械磨損造成的阻力)
[0048]疊加做功是將如壓氣機、水泵等設備一次做功產生的動力和能量疊加起來大幅度提聞設備的利用率。
[0049]浮力疊加做功的工作效率是根據儲水塔的高度和壓氣機的工作效率來確定的，儲水塔越高，浮桶的數量就可以做的越多，做功的效率就越大。壓氣機的工作效率決定著浮桶的尺寸，浮桶的尺寸越大，產生的浮力就越大。根據水壓計算公式，10米水深產生I公斤壓力，水越深壓力越大，壓氣機產生的壓力一定要大于水壓。由于10米水深才產生I公斤的壓力，制作浮力疊加做功裝置非常容易實現，目前市場上銷售最普通的空氣壓縮機都能夠產生5-8公斤的壓力。
[0050]重力疊加做功的工作效率是根據水流的落差和水泵的工作效率來確定的，落差越大，水桶的數量就可以做的越多，做功的效率就越高。水泵的工作效率和高落差的水流決定著水桶的尺寸，水流越大，水桶的尺寸就越大，做功的效率就越高。如果將重力疊加系統應用在水利發電系統上，它會比目前水電站的水輪機效率提高上百倍，因為水輪機是利用高壓水流推動水輪機葉片旋轉帶動發電機發電，高壓水流推動葉片旋轉以后水就放掉了，如果利用疊加做功就會大幅度降低水的使用量，如水庫在枯水期是不能發電的，如果采用疊加做功也能夠發電，有些高位差的小水流目前也是不能發電的，因為它推不動水輪機葉片，但是采用疊加做功裝置就能夠發電，因為它利用的是水的重量而不是壓力。
[0051]下面介紹本發明的實施例。
[0052]實施例1
[0053]一種疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0054]采用N個做功單元；
[0055]依次向每個需要能量的做功單元輸入能量，直至N個做功單元均處于做功狀態；
[0056]每次向一個需要能量的做功單元輸入能量,并保持任何時刻都有N個做功單元處于做功狀態；
[0057]如此便將N個做功單元所做的功疊加在一起。
[0058]實施例2
[0059]一種利用重力疊加做功的方法，其包括以下步驟:
[0060]將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置；
[0061]在傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0062]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，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動；
[0063]從齒輪鏈條傳動機構的頂部依次向每個繞過上部齒輪而下行的容器中充入重物，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態；
[0064]當容器繞過下部齒輪而上行時，容器中的重物會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
[0065]實施例3
[0066]一種利用浮力疊加做功的方法，其包括以下步驟:
[0067]在一個儲水裝置中充水；
[0068]將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置在儲水裝置的水中；
[0069]在傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0070]向容器中充入氣體，使得充入氣體的容器在浮力作用下上行，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動；
[0071]從齒輪鏈條傳動機構的底部依次向每個繞過下部齒輪而上行的容器中充入氣體，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態；
[0072]當容器繞過上部齒輪而下行時，容器中的氣體會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
[0073]實施例4
[0074]一種利用重力疊加做功的裝置，其包括:
[0075]齒輪鏈條傳動機構，該齒輪鏈條傳動機構豎向安置，并且傳動鏈條上安裝多個敞口容器；
[0076]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齒輪鏈條傳動機構的頂部。
[0077]實施例5
[0078]—種利用浮力疊加做功的裝置，如圖7所示，其包括:
[0079]儲水塔I，在其內注水；
[0080]齒輪鏈條傳動機構，豎向安置在儲水塔的水中，齒輪鏈條傳動機構的傳動鏈條3上安裝多個敞口浮桶2 ；
[0081 ] 空氣壓縮機5，用于向浮桶2中充氣，空氣壓縮機5的出氣管置于儲水塔I的底部。
[0082]本發明人對該浮力疊加裝置進行了實際測試。其中:
[0083]一實驗環境:
[0084]1.空氣壓縮機:型號0TS550工作電壓220V功率550W氣體壓力0.7Mpa空氣流量 40L/min
[0085]2.扭力.轉速測試儀:型號JN338準確度等級0.5轉速量程6000/分鐘轉矩量程30Nm
[0086]3.儲水塔高度:2米
[0087]4.主傳動齒輪直徑:14公分
[0088]5.浮桶體積:15 X 16 X 26 = 0.062m3
[0089]6.浮桶數量:18
[0090]7.增速齒輪箱變速比1: 45
[0091]二測試數據:
[0092]浮桶在不同數量的情況下經過增速齒輪箱靜態，在扭力、轉速測試儀上顯示的數值:
[0093]
I個浮桶|2個浮桶|3個浮桶|4個浮桶|5個浮桶|6個浮桶|7個浮桶|8個浮桶~
0.15Nm 0.28Nm 0.49Nm 0.6INm 0.85Nm 1.03Nm 1.32Nm 1.48Nm
[0094]靜態每增加I個浮桶在扭力、轉速測試儀上的平均值:0.185Nm
[0095]浮力疊加裝置工作狀態測試數據:
[0096]主軸轉速:3.7轉/分鐘增速45倍后166轉/分鐘扭力:0.65Nm
[0097]實測功率:107.9W動態每增加一個桶的平均值:0.08INm
[0098]三測試結論:
[0099]根據水壓公式，水深每增加10米，水下增加I個氣壓，我們采用的空氣壓縮機的空氣壓力為7.13公斤、功率550W，空氣壓縮機最大工作水深為60-65米，2米的儲水塔上升浮桶數量為8個，產生功率為107.9W。如果將儲水塔高度提高為4米，上升浮桶數量為16個，產生功率為215.8W，如果將儲水塔高度提高為10米，上升浮桶數量為40個，產生功率為539.5W，如果達到空氣壓縮機最大工作水深60米，實際產生的功率為3237W左右。
【權利要求】
1.一種疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟: 采用N個做功單元； 依次向每個需要能量的做功單元輸入能量，直至N個做功單元均處于做功狀態； 每次向一個需要能量的做功單元輸入能量，并保持任何時刻都有N個做功單元處于做功狀態； 如此便將N個做功單元所做的功疊加在一起。
2.一種利用浮力疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟: 在一個儲水裝置中充水； 將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置在儲水裝置的水中； 在傳動鏈條上安裝多個敞口容器； 向容器中充入氣體，使得充入氣體的容器在浮力作用下上行，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動； 從齒輪鏈條傳動機構的底部依次向每個繞過下部齒輪而上行的容器中充入氣體，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態； 當容器繞過上部齒輪而下行時，容器中的氣體會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
3.一種利用浮力疊加做功的裝置，其特征在于包括: 儲水塔，在其內注水； 齒輪鏈條傳動機構，豎向安置在儲水塔的水中，齒輪鏈條傳動機構的傳動鏈條上安裝多個敞口浮桶； 空氣壓縮機，用于向浮桶中充氣，空氣壓縮機的出氣管置于儲水塔的底部。
4.一種利用重力疊加做功的方法，其特征在于包括以下步驟: 將一個齒輪鏈條傳動機構豎向安置； 在傳動鏈條上安裝多個敞口容器； 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，并帶動齒輪鏈條傳動機構開始轉動； 從齒輪鏈條傳動機構的頂部依次向每個繞過上部齒輪而下行的容器中充入重物，以保持齒輪鏈條傳動機構處于轉動狀態； 當容器繞過下部齒輪而上行時，容器中的重物會自然釋放，從而保持齒輪鏈條傳動機構連續轉動。
5.一種利用重力疊加做功的裝置，其特征在于包括: 齒輪鏈條傳動機構，該齒輪鏈條傳動機構豎向安置，并且傳動鏈條上安裝多個敞口容器； 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齒輪鏈條傳動機構的頂部。
6.一種疊加做功的方法，包括利用浮力、重力等方法進行疊加做功其特征在于: 將普通動力裝置一次性產生的動力和能量存儲與疊加起來做功，提高設備的做功效率。
7.如權利要求6所述的疊加做功的方法，其特征在于:所述利用普通動力裝置產生的動力和能量進行疊加做功來提高設備的做功效率。
8.如權利要求6所述的疊加做功的方法，其特征在于:所述利用重力的原理將高位差流動的液體疊加來提高設備的做功效率。
9.如權利要求6所述的疊加做功的方法，其特征在于:所述利用浮力的原理將多級浮桶串聯起來進行疊加做功來提高設備的做功效率。
10.如權利要求6所述的疊加做功的方法，其特征在于:所述利用杠桿的原理加大主傳動輪的直徑，來提高疊加做功效率。
【文檔編號】F03B17/04GK104214041SQ201310365036
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】侯小迅 申請人:侯小迅