СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, СИСТЕМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF ELECTRIC ENERGY GENERATION BY CHANGING FLUID DENSITY, SYSTEM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Описанный здесь объект изобретения касается способов и систем производства электроэнергии. В частности, объект изобретения касается способа и системы производства электроэнергии, основанных на использовании газа для изменения плотности жидкостей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Новые способы производства электроэнергии необходимы по экологическим, экономическим и политическим причинам. Различные технологии такой возобновляемой энергии, как ветряная, солнечная, энергия приливов, не были ответом на существующие в мире энергетические проблемы, поскольку у многих из них существуют неотъемлемые неудобства. Существующие формы производства энергии, использующие ископаемое топливо, имеют убедительно подтвержденные документальными доказательствами ограничения, которые включают в себя ограниченные запасы и создание парниковых газов, воздействующих на окружающую среду.
Неископаемые источники производства электроэнергии, такие как ядерные, геотермические и гидродинамические, также имеют ограничения: физическое расположение этих производств, высокие капиталовложения и отрицательное воздействие на окружающую среду.
Известно, что механическая энергия движения одной из форм вещества (твердого тела, жидкости, газа или плазмы) может быть преобразована в электроэнергию соответствующим способом, таким как система генерации или магнитной индукции. Механическая энергия, как правило, выделяется посредством: 1) преобразования химической энергии в естественном ископаемом топливе или искусственном биотопливе через сгорание; 2) высокой температуры, полученной вследствие ядерной реакции; 3) естественного движения воды вследствие действия силы тяжести, волн или приливов.
Примеры общеизвестных источников производства энергии включают ископаемое топливо, такое как уголь, нефть, природный газ, сланец, искусственное биотопливо, гидродинамические дамбы, а также приливные, солнечные, ветряные, геотермические и ядерные источники.
Подводя итог вышесказанному, у каждого из этих методов производства энергии есть различные преимущества и недостатки. Следовательно, востребован метод производства энергии, который минимизирует недостатки и сохраняет преимущества каждого из указанных методов.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описание изобретения приведено, чтобы представить подборку концепций в упрощенной форме, которая описана ниже в подробном описании конструкции. Описание изобретения не предназначено для идентификации главных или существенных особенностей предмета патента, а также не предназначено для использования в целях ограничения поля предмета патента.
Описанное здесь устройство содержит объект, помещаемый в жидкость, имеющую заданную плотность. Электрический генератор соединен с объектом и спроектирован таким образом, чтобы производство электроэнергии было вызвано смещением объекта. Газовый инжектор создан для того, чтобы вводить газы в жидкость с целью задания ей иной плотности, меньшей, чем плотность объекта, и, таким образом, вызвать зависимые от плавучести смещения объекта для производства электричества генератором.
Согласно другому воплощению, представленное устройство включает объект, присоединенный к оси, помещаемый в жидкость. Электрический генератор соединен с объектом и спроектирован таким образом, чтобы производство электроэнергии было вызвано смещением объекта относительно оси. Газовый инжектор создан для того, чтобы вводить газы в жидкость с целью понижения ее плотности относительно плотности объекта, и, таким образом, вызвать смещение объекта относительно оси для производства электричества генератором.
Согласно другому воплощению, устройство включает первый объект, присоединенный к оси, помещаемый в одну часть жидкости. Второй объект, присоединенный к оси, помещается во вторую часть жидкости. Второй объект соединен с первым объектом таким образом, что движение первого объекта передает соответствующее движение второму объекту. Электрический генератор соединен с осью и спроектирован таким образом, чтобы производство электроэнергии было вызвано вращением первого и второго объекта. Газовый инжектор сообщается с первой частью жидкости, чтобы ввести в нее газы с целью понижения ее плотности относительно плотности первого объекта, и, таким образом, вызвать поворот вокруг оси первого объекта для производства электричества генератором.
Согласно другому воплощению, устройство включает множество равномерно и обособленно распределенных объектов. Каждый соответствующий объект находится на основании, проходящем через центральную ось и присоединенном к ней таким образом, что движение по крайней мере одного из объектов передает соответствующее движение другим. По крайней мере один из объектов первоначально помещен в первую часть жидкости, отдельную от, по крайней мере, второй части жидкости, в которой помещен другой, по крайней мере один объект. Электрический генератор соединен с осью и спроектирован таким образом, чтобы производство электричества было вызвано вращением множества равномерно и обособленно распределенных объектов на оси. Газовый инжектор создан для того, чтобы вводить газы в первую часть жидкости с целью понижения ее плотности относительно плотности по крайней мере одного из объектов, и таким образом, вызвать вращение по крайней мере одного из объектов на оси для производства электричества электрическим генератором.
Согласно другому воплощению, устройство включает перегородку, отделяющую первую часть жидкости от второй.
Согласно другому воплощению, перегородка может обозначить отверстие для того, чтобы позволить объекту проходить через него.
Согласно другому воплощению, энергетический генератор производит энергию вследствие движения оси.
Согласно другому воплощению, энергетический генератор - это электрический генератор.
Согласно другому воплощению, устройство включает расходомер, соединенный с инжектором жидкости, имеющей малую плотность.
Согласно другому воплощению, инжектор жидкости, имеющей малую плотность - это газовый инжектор.
Согласно другому воплощению, газовый инжектор вводит углекислый газ.
Согласно другому воплощению, инжектор жидкости, имеющей малую плотность, включает экран, чтобы рассеять и отделить введенные жидкости.
Согласно другому воплощению, энергетический генератор связан с устройством аккумулирования энергии для того, чтобы сохранять произведенную энергию.
Согласно другому воплощению, энергетический генератор связан с сеткой, распределяющей энергию.
Согласно другому воплощению, устройство включает множество равномерно и обособленно распределенных объектов. Каждый соответствующий объект находится на основании, проходящем через центральную ось и присоединенном к ней таким образом, что движение по крайней мере одного из объектов передает соответствующее движение другим. По крайней мере один из объектов первоначально помещен в первую часть жидкости, отдельную от второй, в которой содержится по крайней мере один объект.
Электрический генератор соединен с осью и спроектирован таким образом, чтобы производство электричества было вызвано вращением множества равномерно и обособленно распределенных объектов. Механизм снижает плотность первой части жидкости относительно плотности объекта и таким образом вызывает вращение объекта для производства электричества генератором.
Согласно другому воплощению, механизм снижает плотность жидкости, вводя жидкость, газ или горячую жидкость малой плотности.
Согласно другому воплощению, механизм снижает плотность жидкости, передавая вибрирующие движения на поверхность с целью создания в жидкости дисперсии, заключенной в капсулу воздуха.
Согласно другому воплощению, система включает первый объект, присоединенный к оси и помещаемый в жидкость. Электрический генератор соединен с осью и спроектирован таким образом, чтобы производство электричества было вызвано вращением первого объекта вокруг оси. Газовый инжектор сообщается с жидкостью, чтобы ввести в нее газы с целью понижения ее плотности относительно плотности первого объекта, и, таким образом, вызвать поворот вокруг оси первого объекта для производства электричества генератором.
Согласно другому воплощению, жидкость делится на первую и вторую часть, первый объект помещается в первую.
Согласно другому воплощению, первый объект находится на первом конце рычага и присоединен к оси.
Согласно другому воплощению, устройство включает второй объект, который находится на втором конце рычага. Второй объект помещен во вторую порцию жидкости.
Согласно другому воплощению, первая и вторая части отделены друг от друга разделительной стенкой.
Согласно другому воплощению, ось крепится к разделительной стенке.
Согласно другому воплощению, газовый инжектор вводит углекислый газ в жидкость.
Согласно другому воплощению, газовый инжектор вводит газы в первую часть жидкости.
Согласно другому воплощению, воздушный сепаратор находится в первой порции для того, чтобы отделить газы.
Согласно другому воплощению, первый и второй объект, как правило, близки к форме вытянутого сфероида.
Согласно другому воплощению, устройство включает камеру для содержания жидкости и объекта, помещаемого в жидкость. Электрический генератор спроектирован таким образом, чтобы смещение объекта вызвало электрический заряд. Газовый инжектор связан с камерой для введения газа в жидкость для понижения ее плотности относительно плотности объекта, таким образом, вызывая зависимое от плавучести смещение объекта и производя электрический заряд.
Согласно другому воплощению, электрический генератор соединен с объектом кабелем.
Согласно другому воплощению, электрический генератор помещен за пределами камеры.
Согласно другому воплощению, любое устройство может быть частью системы производства энергии, включая жидкий источник, устройства аккумулирования энергии или устройства потребления энергии.
Согласно другому воплощению, объект обладает плотностью, меньшей естественной плотности жидкости.
Согласно другому воплощению, электрический генератор соединен с объектом валом, спроектированным для вращательного движения зависимого от плавучести объекта.
Согласно другому воплощению, вал имеет внешнюю резьбу, а объект - выемку с внутренней резьбой для приема резьбового усилия вала.
Согласно другому воплощению, устройство включает агрегат с зубчатой передачей, соединенный с валом для придания вращательного движения электрическому генератору.
Согласно другому воплощению, электрический генератор включает по крайней мере один магнит, который содержится в объекте, и по крайней мере одну катушку индукции, которая содержится в камере.
Согласно другому воплощению, по крайней мере один магнит включает множество магнитов, помещенное в расположенной обособленно последовательности.
Согласно другому воплощению, по крайней мере одна катушка индукции содержится вдоль длины камеры.
Согласно другому воплощению, электрический генератор включает по крайней мере один магнит, который содержится в камере, и по крайней мере одну катушку индукции, которая содержится в объекте.
Согласно другому воплощению, по крайней мере один магнит включает множество магнитов, помещенных в расположенной обособленно последовательности в камере.
Согласно другому воплощению, по крайней мере одна катушка индукции содержится вдоль длины объекта.
Согласно другому воплощению, устройство производит энергию из жидкости. Устройство включает множество радиально и обособленно расположенных лопастей, имеющих, как правило, параболическую форму и связанных панелью, которая спроектирована для поворотного движения. Каждая лопасть имеет главную, вогнутую часть и заднюю, выпуклую часть. Инжектор жидкости малой плотности находится в середине между последовательно и обособленно расположенными лопастями для введения жидкости малой плотности таким образом, чтобы имеющие малую плотность жидкости были введены в главную, вогнутую часть панели с целью уменьшить плотность жидкости главной, вогнутой части каждой лопасти и передать зависимое от плавучести вращение панели вокруг оси.
Способ производства энергии (далее - способ) включает размещение объекта в жидкости, имеющей заданную плотность. Объект прикреплен к энергетическому генератору, спроектированному таким образом, чтобы произвести энергию посредством смещения объекта. Способ также включает уменьшение плотности жидкости с целью придания зависимого от плавучести смещения объекта в жидкости и производства энергии генератором, поглощая энергию, произведенную энергетическим генератором.
Согласно другому воплощению, способ производства энергии включает размещение первого объекта в первой части жидкости, имеющей заданную плотность, введение имеющей малую плотность жидкости в первую часть жидкости с целью уменьшения ее плотности по сравнению с плотностью первого объекта, вызывая таким образом зависимое от плавучести смещение первого объекта в ответ и генерирование энергии.
Согласно другому воплощению, помещение первого объекта в первую часть жидкости включает размещение первого объекта в первое положение в первой части жидкости.
Согласно другому воплощению, введение имеющей малую плотность жидкости в первую часть жидкости вызывает зависимое от плавучести смещение первого объекта во второе положение в первой части жидкости.
Согласно другому воплощению, способ может далее включать возможность плотности первой части жидкости возвратиться к заданной плотности, чтобы, таким образом, вызвать зависимое от плавучести смещение первого объекта от второго положения к первому, и в дальнейшем включая генерирование энергии путем смещения первого объекта от второго положения до первого.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предшествующее изложение сущности изобретения, так же как и следующее подробное описание его предпочитаемых конструкций, становится доступнее для понимания при наличии приложенных чертежей. Здесь показаны в чертежах примерные конструкции; однако описанное изобретение не ограничено приведенными методами и инструментами. В чертежах:
Фиг.1 изображает блок-схему, иллюстрирующую один или более шагов, которые могут быть выполнены согласно методу, описанному здесь;
Фиг.2 изображает схематическую диаграмму системы для производства энергии согласно одной или нескольким конструкциям данного изобретения;
Фиг.3 изображает систему для производства энергии согласно одному или нескольким конструкциям данного изобретения;
Фиг.4 изображает систему для производства энергии согласно одному или нескольким конструкциям данного изобретения;
Фиг.5 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.10 изображает устройство для производства энергии в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Описанное изобретение описано специально, чтобы ответить установленным законом требованиям. Однако само описание не предназначено для того, чтобы ограничить область этого патента. Скорее изобретатели предполагают, что заявленное изобретение можно также воплотить другими методами путем включения различных шагов или элементов, подобным описанным в этом документе, посредством настоящих или будущих технологий. Кроме того, хотя термин "шаг" может быть использован здесь, чтобы означать различные аспекты используемых методов. Этот термин не должен интерпретироваться как допущение, что здесь описан любой особый порядок среди или между различными шагами, кроме тех случаев, когда порядок отдельных шагов описан детально.
Описаны способ, система и устройство для преобразования зависимого от плавучести смещения объекта в энергию. В одном или нескольких воплощениях изобретения обеспечивается преобразование зависимого от плавучести смещения объекта, помещенного в жидкость, в энергию. Блок-схема, изображающая один или несколько шагов методов преобразования зависимого от плавучести смещения объекта в энергию 100, представлена на Фиг.1. Метод 100 включает изменение плотности жидкости для зависимого от плавучести смещения объекта внутри жидкости 110, в которой плотность жидкости меньше, чем плотность объекта. Объект, таким образом, начинает двигаться в нисходящем направлении. Объект может быть одним из многих объектов или автономным объектом, и может быть помещен в первую часть жидкости.
Внедрение описанного способа будет рассмотрено в отношении различных систем и устройств, также описанных здесь. Ссылка может быть сделана на имеющую малую плотность инъекцию жидкости как способ изменения плотности жидкости для придания зависимого от плавучести смещения объекта. Инъекция имеющих малую плотность жидкостей в первую порцию жидкости - пример способа изменения плотности жидкости, но другие методы и способы одинаково применимы и предназначены для того, чтобы быть включенными в различные системы и устройства, описанные здесь. Например, изменение плотности жидкости может быть осуществлено изменением температуры жидкости, введением твердого или полутвердого вещества в жидкость или передачей вибрационного движения части жидкости.
Производство энергии основано на зависимом от плавучести смещении объекта в жидкости 120. Плотность жидкости может возвратиться к ее начальной плотности 130. Это возвращение к естественной плотности может быть совершено путем, например, выделения пузырей, например, газообразных, из имеющей малую плотность жидкости в окружающую среду, или может быть совершено в ответ на некоторое воздействие другой системы или устройства. Энергия может тогда быть произведена посредством зависимого от плавучести смещения объекта при возвращении жидкости к нормальной плотности 140. Таким способом у объекта может быть первое положение, в котором объект подвешен или плавает в пределах жидкости, и второе положение, которое соответствует положению объекта после изменения естественной плотности жидкости, чтобы произвести зависимое от плавучести смещение объекта внутри жидкости 110.
В шаге, соответствующем возвращению жидкости к естественной плотности 130 и производству энергии, основанному на зависимом от плавучести смещении объекта в жидкости 140, объект возвращается к первому положению. Как здесь описано, изменение естественной плотности жидкости может сопровождаться сокращением плотности во время введения имеющей малую плотность жидкости, или, в других конструкциях, может включать обеспечение сверхзвуковых или других вибрационных методов создания имеющих малую плотность жидких пустот в жидкости для уменьшения ее плотности. В других воплощениях изобретения это можно сделать, используя природные газы из естественного источника, такого как дно океана. Каждый из этих способов сокращения плотности жидкости, в которую помещен объект, может использоваться вместе с любыми системами или устройствами, описанными здесь. Эти способы представлены как неограниченные примеры, хотя предполагается, что другие способы совершения того же самого находятся в пределах этого описания.
Термин "объект" обозначает единственный объект, множество объектов, устройство или множество устройств, перемещающихся через жидкость, как описано ниже. Движение объекта также предназначено, чтобы включать воплощения, где жидкость и контейнер, в котором содержится жидкость, установлены, например, на поверхности, и объект движется в окружающей жидкости; и воплощения, где объект, проходящий через окружающую жидкость в предыдущем воплощении, например, прикреплен к поверхности, а жидкость и контейнер перемещаются вокруг объекта. В целях неограничения описания и иллюстраций, воплощения, описанные здесь, опишут воплощения, в которых объект проходит через жидкость, содержащуюся в контейнере.
Понятно, что в предполагаемых воплощениях естественная плотность объекта меньше или равна естественной плотности окружающей жидкости, а также существуют воплощения, где естественная плотность объекта больше, чем естественная плотность окружающей жидкости. В целях неограничения описания и иллюстраций, воплощения, описанные здесь, предполагают, что объект обладает естественной плотностью, меньшей или равной плотности окружающей жидкости.
В дополнение к изменению плотности окружающей жидкости плотность объекта, перемещающегося в жидкости, может быть различна, чтобы создать различие в относительных удельных весах жидкости и объекта. Во внутреннюю часть объекта могут быть введены газ или другая жидкость, таким образом увеличивая его плавучесть, или негазообразное вещество (например, окружающая жидкость), таким образом уменьшая его плавучесть.
В определенных воплощениях естественная плотность жидкости может быть больше, чем плотность объекта, а в других воплощениях начальная плотность жидкости может быть меньше, чем плотность объекта. В некоторых воплощениях создание наибольшего различия в плотности выгодно, поскольку оно создает самую большую возможную потенциальную энергию, и впоследствии самую большую кинетическую энергию, возможную, когда предмет, описанный здесь, осуществлен. Изменяя относительную плотность объекта и окружающей жидкости таким образом, что плотность объекта поочередно уменьшается и увеличивается по сравнению с жидкостью, создается циклический образец движения объекта через окружающую его жидкость. При назначении подходящие процессы и/или системы могут использоваться для преобразования кинетической энергии объекта в электричество.
Система для преобразования зависимого от плавучести смещения объекта в энергию изображена в Фиг.2. Система 200 может включать систему управления 210, для источника 220 жидкости малой плотности. Генерирующее энергию устройство связано с системой управления 210 и имеющим источником 220 жидкости малой плотности. Различные конструкции генерирующего энергию устройства изображены на рисунках.
С устройством, производящим энергию, может также быть связано устройство или система для потребления энергии для того, чтобы расходовать энергию, произведенную таким образом. Дополнительно может быть обеспечено устройство аккумулирования энергии 250 для сохранения произведенной устройством энергии. Устройство аккумулирования энергии 250 может быть обеспечено для любой подходящей формы аккумулирования энергии и может включать гальванические элементы или другие химические устройства хранения данных, электрические конденсаторы, суперконденсаторы, магнитное аккумулирование энергии, механические способы, тепловые, и т.п.
Способы, устройства и системы по настоящему изобретению выполнены с возможностью работы с источником 220 жидкости малой плотности, который в одном или нескольких воплощениях может быть источником жидкости производственного или промышленного объекта. Эти средства могут включать любое средство, производящее жидкость малой плотности как побочный продукт. Примеры имеющих малую плотность жидкостей могут включать выхлопные газы, например, углекислый газ, который является выхлопом различных производственных процессов, или имеющие малую плотность жидкости, таких как горячая вода.
"Имеющая малую плотность" относится к жидкости, имеющей плотность меньшую, чем плотность тела жидкости, в которую объект помещен для использования с любым из устройств, генерирующим энергию. В то время как используется любая соответствующая жидкость, такая как газ или смесь газов, примеры газов, которые могут быть использованы, включают углекислый газ, воздух, азот и газообразные продукты, возникающие в результате сгорания ископаемого топлива, биотоплива или другого углерода, содержащего материал.
Пример устройства, производящего энергию согласно одного или более воплощениям, изображен на Фиг.3, в котором производственное средство 1 может использоваться в сочетании с методами, устройствами и системами. Производственное средство 1 может быть угольной, ядерной или другой электростанцией, может быть любым подходящим производственным средством, у которого есть жидкость малой плотности в качестве побочного продукта. Средство 1 может включать внешнее устройство аккумулирования энергии 250. Устройство аккумулирования энергии 250 может быть связано с линией передачи энергии, такой как линия электропередачи 6 к линии электропередачи 3.
Средство 1 может быть помещено на соседнюю область устройства 4. Трубопровод 5 или другие соответствующие устройства могут быть обеспечены для транспортировки имеющей малую плотность жидкости от средства 1 к первой части жидкости 320. Насос 340 может быть обеспечен для того, чтобы закачать жидкость малой плотности от средства 1 к жидкости 320. Расходомер 342, соединенный с трубопроводом 5, может быть обеспечен для того, чтобы контролировать количество имеющей малую плотность жидкости, которая течет через него.
Может быть обеспечен инжектор жидкости 332, соединенный с трубопроводом 5 и помещенный близко к части жидкости 320. В одном или нескольких воплощениях жидкость может быть соответствующей жидкостью, такой как вода, но может быть также любой другой подходящей жидкостью. Инжектор 332 может быть любым подходящим инжектором, спроектированным таким образом, чтобы выпустить жидкость малой плотности в первую порцию жидкости 320. Экран 344 или другой способ разделения имеющей малую плотность жидкости от рассеянной может быть обеспечен для увеличения скорости, на которой жидкость малой плотности смешивается с первой частью жидкости 320.
Поскольку жидкость малой плотности смешивается с первой частью жидкости 320, относительная плотность первой части жидкости 320 уменьшается. Другими словами, измененная плотность первой порции жидкости 320 уменьшается по сравнению с ее естественной плотностью. Естественная плотность жидкости описывает плотность жидкости при выбранной температуре и давлении. Например, естественная плотность воды приблизительно в 22 градусах Цельсия составляет приблизительно 998 килограммов на метр в кубе. У воды, содержащей другие вещества, такие как соль, может быть различный естественный удельный вес.
Устройство для использования со средством 1, как описано здесь, обозначено на Фиг.3 как 310. Устройство 310 включает множество расположенных обособленно объектов 312. Каждый объект 312 имеет вытянутую сфероидальную форму, и в одной или нескольких конструкциях их объем таков, что части каждого объекта 312 являются полыми; каждый объект 312 может обладать однородной или неоднородной конструкцией. Каждый объект 312 находится на основании 316, которое проходит через центральную ось 314. Каждый объект 312 может быть равномерно распределен, кроме каждого последовательного объекта 312, как показано на рисунках, интервал между последовательными объектами 312 может быть различен согласно одного или нескольких воплощений.
Центральная ось 314 спроектирована таким образом, что вращательное движение любого объекта 312 передает равное и соответствующее движение каждому из других объектов 312. Центральная ось 314 находится на твердой перегородке 334, необходимой, чтобы отделить первую часть жидкости 320 от второй части жидкости 322. Твердая перегородка 334 может также быть упомянута здесь как разделительная стенка. Каждый объект 312 может находиться или в первой, или во второй частях жидкости 320. Таким способом твердая перегородка 334 отделяет первую часть жидкости 320 от второй так, чтобы у каждой соответствующей части могла быть плотность, которая отличалась бы от другой.
Твердая перегородка 334 может далее включать предназначенную для вырезания часть для того, чтобы позволить объектам 312 и основанию 316 проходить через нее. Соответственно, поскольку жидкость малой плотности вводится через газовый инжектор 332 в первую часть жидкости 320, плотность первой части жидкости 320 уменьшается по сравнению с естественной плотностью жидкости, тогда как плотность второй части жидкости 322 продолжает обладать естественной плотностью, так как твердая перегородка 334 отделяет первую часть жидкости 320 от второй часть жидкости 322.
Поскольку плотность первой части жидкости 320 уменьшается из-за введения имеющей малую плотность жидкости инжектором 332, сила плавучести, воздействующая на объекты 312, расположенные в первой части жидкости 320, уменьшается. Если плотность первой части жидкости 320 становится меньше, чем плотность каждого объекта 312, то каждый объект 312 начинает двигаться вниз или "опускаться" в пределах первой части жидкости 320. Пунктирные линии используются в рисунках, чтобы иллюстрировать объект 312, переместившийся из-за уменьшения плотности жидкости, в пределах которой содержится объект.
Так как каждый объект 312 соединен с осью 314, каждый из объектов 312 начинает вращаться, и все множество объектов 312 начинает вращаться против часовой стрелки, как показано в Фиг.3. Вращение множества объектов 312 продолжается до тех пор, пока плотность в пределах первой части жидкости 320 не возвращается к ее естественной плотности после прекращения введения в первую часть жидкости 320 имеющей малую плотность жидкости.
Ось 314 может быть соединена с генератором 330, который может тогда быть связан с линиями электропередач 6 и средством 1, или, как вариант, с устройством аккумулирования энергии 250. Генератор 330 спроектирован таким образом, чтобы преобразовать поворот или вращательное движение оси 314 в электроэнергию. Это может быть сделано любым способом, известным в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
На Фиг.3 возможно показать только одно устройство 310, но возможно соединить несколько устройств последовательно или параллельно для увеличения производства энергии. Например, возможно обеспечить несколько объектов 312, находящихся на основаниях 316, проходящих через центральную ось 314. Подобным образом несколько устройств, как показано в любом воплощении, описанном здесь, могут соединяться последовательно или параллельно для увеличения производства энергии.
Одно или несколько воплощений согласно описанному изобретению изображены на Фиг.4, в котором средство 1 взаимодействует с устройством 410 для того, чтобы произвести энергию. Средство 1 также соединено с устройством аккумулирования энергии 250, и линии электропередач 3 поддерживаются 3 линиями электропередач 6. Насос 440 может закачать жидкость малой плотности через трубу 5. Расходомер 442 может быть присоединен к трубе 5 для изменения потока имеющей малую плотность жидкости.
Инжектор жидкости 422 может быть присоединен к концу трубы 5 для того, чтобы ввести жидкость малой плотности в первую часть жидкости 416. Экран или другой тип сепаратора для жидкости 436 могут находиться рядом с выходом инжектора жидкости 422 для того, чтобы рассеять жидкость малой плотности. Устройство 410 включает первый объект 412 в первую часть жидкости 416, который находится на основании 430, проходящем через ось 414. Ось 414 прикреплена к твердой перегородке 434 для того, чтобы отделить первую часть жидкости 416 от второй части жидкости 424, в которых второй объект 432 находится на основании 430, проходящем через ось 414. Ось 414 соединена с электрическим генератором 420, подобным генератору 330, описанному в Фиг.3.
Устройство 410 спроектировано для возвратно-поступательного движения, в котором первый объект 412 движется вниз, когда жидкость малой плотности вводится в первую часть жидкости 416, и ее плотность уменьшается по сравнению с плотностью первого объекта 412. Устройство 410 может быть спроектировано таким образом, чтобы перемежающиеся применения жидкости малой плотности вводились в первую часть жидкости 416 таким образом, чтобы жидкость достаточно малой плотности сначала вводилась в первую часть жидкости 416 до тех пор, пока первый объект 412 не повернется против часовой стрелки до достижения перегородки 434.
В этот момент жидкость малой плотности больше не вводится в первую часть жидкости 416, и плотность начинает возвращаться к естественной ее плотности. Поскольку это происходит, первый объект 412 вращается по часовой стрелке, пока не примет вертикальное расположение, как у второго объекта 432.
В одном или нескольких воплощениях инжектор жидкости малой плотности может быть обеспечен и в первой части жидкости 416, и во второй части жидкости 424, таким образом, что перемежающиеся введения жидкости малой плотности могут быть сделаны в каждой соответствующей части жидкости.
Как показано на Фиг.4, устройство для производства энергии, описанное здесь, может содержаться в автономном контейнере 460 или быть частью окружающей среды, такой как океан, озеро или другая масса воды, как изображено в Фиг.3.
Как иллюстрировано в блоке, касающемся шагов по производству энергии, основанной на зависимом от плавучести смещении объекта внутри жидкости 140, такие шаги могут быть осуществлены устройством 410. Например, как только первая часть жидкости 416 возвратится к ее естественной плотности, первый объект 412 начнет подвергаться зависимому от плавучести смещению, пока объект 412 не выровняется со вторым объектом 432. Таким способом производство энергии может быть совершено во время смещения устройства 410, как только первая часть жидкости 416 вернется к ее естественной плотности.
Устройство для производства электричества согласно одному или нескольким воплощениям изобретения показано на Фиг.5 и обозначается как 510. Устройство 510 может быть связано с инжектором жидкости малой плотности 518, который связан с источником жидкости малой плотности 220.
Устройство 510 включает камеру 512, которая необходима для содержания жидкости 515. Объект 514 находится в пределах жидкости 515 и соединен с электрическим генератором 516, который спроектирован таким образом, чтобы произвести электроэнергию посредством перемещения объекта 514. Объект 514 соединен с электрическим генератором 516 звеном 520, которое может быть кабелем, стержнем или подобным устройством. Электрический генератор 516 может быть соединен с устройством аккумулирования энергии 250 для сохранения энергии, произведенной таким образом. В других конструкциях электрический генератор 516 может быть соединен непосредственно с энергетическим прибором потребления или устройством.
Устройство 510 спроектировано таким образом, что объект 514 обладает плотностью, меньшей или равной естественной плотности жидкости 515, находящейся в камере 512. Таким образом, объект 514 плавает или подвешен в пределах жидкости 515, когда жидкость 515 обладает естественной плотностью. Поскольку жидкость малой плотности вводится в камеру 512 инжектором 518, объект 514 начинает двигаться вниз, как только плотность жидкости 515 становится меньше, чем плотность объекта 514. Поскольку объект 514 движется вниз, звено 520 передает движение генератору 516, таким образом производя электроэнергию. Жидкость малой плотности может продолжить вводиться в камеру 512, пока объект 514 не достигает желаемого положения. В этот момент жидкость малой плотности, перестает вводиться, и жидкость 515 начинает возвращаться к ее естественной плотности. Поскольку это происходит, объект 514 начинает двигаться вверх к его начальному положению. Как только объект 514 возвращается к его начальному положению, жидкость малой плотности может вводиться снова.
Устройство для производства электричества согласно одного или нескольких воплощений описанного предмета показано на Фиг.6 и обозначается как 610. Устройство 610 может быть связано с инжектором жидкости малой плотности 618, который связан с источником жидкости малой плотности 220. Устройство 610 включает камеру 612, в которой содержится жидкость 615. Объект 614 находится в жидкости 615 и соединен резьбой с валом 620.
Вал 620 соединен с электрическим генератором 616, спроектированным для производства электроэнергии путем вращения вала 620. Вал 620 спроектирован для вращательного движения, поскольку объект 614 движется вверх и вниз из-за зависимого от плавучести смещения, что может быть достигнуто путем прикрепления объекта 614 к стенке камеры 612 таким образом, чтобы вращательное расположение объекта 614 оставалось таким же, поскольку объект 614 движется вертикально. Электрический генератор 616 может тогда быть соединенным с устройством аккумулирования энергии 250 для того, чтобы сохранить энергию, произведенную таким образом. В других воплощениях электрический генератор 616 может быть соединен непосредственно с энергетическим прибором потребления или устройством.
Устройство 610 спроектировано таким образом, что плотность объекта 614 меньше чем или равна естественной плотности жидкости 615, находящейся в камере 612. Поскольку жидкость малой плотности вводится в камеру 612, объект 614 начинает двигаться вниз, как только плотность жидкости 615 становится меньше, чем плотность объекта 614. Поскольку объект 614 движется вниз, вал 620 вращается и передает соответствующее вращательное движение генератору 616, таким образом производя электроэнергию.
Жидкость малой плотности может продолжать вводиться в камеру 612, пока объект 614 не достигнет желаемого положения. В этот момент жидкость малой плотности перестает вводиться, и жидкость 515 начинает возвращаться к ее естественной плотности. Поскольку это происходит, объект 614 начинает двигаться вверх к его начальному положению. Как только объект 614 возвращается к его начальному положению, жидкость малой плотности может вводиться снова.
Устройство для производства электричества согласно одному или нескольким воплощениям описанного предмета показано на Фиг.7 и обозначено как 710. Устройство 710 может быть связано с инжектором жидкости малой плотности 718, который связан с источником жидкости малой плотности 220. Устройство 710 включает камеру 712, в которой содержится жидкость 715. Объект 714 находится в жидкости 715 и спроектирован для вертикального зависимого от плавучести смещения. Объект 714 определяет по крайней мере один магнит 720 на его поверхности.
Каждый из магнитов 720 спроектирован для производства энергии индукции путем смещения катушек индукции 722 на поверхности камеры 712. Электрический трансформатор 716 нужен для преобразования индукционного заряда в пригодную к употреблению форму электричества. Электрический трансформатор 716 может быть соединен с устройством аккумулирования энергии 250 для того, чтобы сохранить произведенную таким образом энергию. В других конструкциях электрический трансформатор 716 может быть соединен непосредственно с энергетическим прибором потребления или устройством.
Устройство 710 спроектировано таким образом, что плотность объекта 714 меньше или равна естественной плотности жидкости 715, содержащейся в камере 712. Поскольку жидкость малой плотности введена в камеру 712, объект 714 начинает двигаться вниз, как только плотность жидкости 715 становится меньше, чем плотность объекта 714. Поскольку объект 714 движется вниз, энергия индукции создается прохождением магнитов 720 катушками 722.
Жидкость малой плотности продолжает вводиться в камеру 712, пока объект 714 не достигает желаемого положения. В этот момент жидкость малой плотности перестает вводиться, и жидкость 715 начинает возвращаться к ее естественной плотности. Поскольку это происходит, объект 714 начинает двигаться вверх к его начальному положению. Как только объект 714 возвращается к его начальному положению, жидкость малой плотности может вводиться снова.
Устройство для производства электричества согласно одного или нескольких воплощений показано на Фиг.8 и обозначается 810. Устройство 810 может быть связано с инжектором жидкости малой плотности 818, который связан с источником 220 жидкости малой плотности. Устройство 810 включает камеру 812, в которой содержится жидкость 815. Объект 814 находится в жидкости 815 и спроектирован для вертикального зависимого от плавучести смещения. Объект 814 снабжен по крайней мере одной катушкой индукции 822 на его поверхности. Каждая индукционная катушка 822 спроектирована для производства энергии индукции путем смещения магнитов 820 на поверхности камеры 812. Электрический трансформатор 816 нужен для преобразования индукционного заряда в пригодную для употребления форму электричества. Электрический трансформатор 816 может тогда быть соединен с устройством аккумулирования энергии 250 для того, чтобы сохранить энергию, произведенную таким образом. В других воплощениях электрический трансформатор 816 может быть соединен непосредственно с энергетическим прибором потребления или устройством.
Устройство 810 спроектировано таким образом, что плотность объекта 814 меньше или равна естественной плотности жидкости 815, содержащейся в камере 812. Поскольку жидкость малой плотности вводится в камеру 812, объект 814 начинает двигаться вниз, как только плотность жидкости 815 становится меньше, чем плотность объекта 814. Поскольку объект 814 движется вниз, энергия индукции создается прохождением магнитов 820 катушками 822. Жидкость малой плотности может продолжать вводиться в камеру 812, пока объект 814 не достигнет желаемого положения. В этот момент жидкость малой плотности перестает вводиться, и жидкость 815 начинает возвращаться к ее естественной плотности. Поскольку это происходит, объект 814 начнет двигаться вверх к его начальному положению. Как только объект 814 возвращается к его начальному положению, жидкость малой плотности может вводиться снова.
Система 900 для использования с устройством 910 для производства электричества согласно одного или нескольких воплощений показана на Фиг.9. Устройство 910 может быть связано с инжектором имеющей малую плотность жидкости 918, связанным с источником имеющей малую плотность жидкости 220. Устройство 910 включает камеру 912, которая спроектирована для содержания жидкости 915. Челнок 914 находится в жидкости 915 и спроектирован для вертикального зависимого от плавучести смещения. Челнок 914 снабжен кольцом магнитов 922, находящемся по всему диаметру камеры 912.
Кольцо магнитов 922 может быть расположено в стороне от центрального вала 920, который тянется от самого нижнего до самого высшего положения в камере 912 и может быть соединен с множеством лезвий 916, направленных из центрального вала 920 к кольцу магнитов 922. Каждый из магнитов 922 спроектирован для производства энергии индукции на сдвиг катушек индукции 924 по поверхности камеры 912.
Эта индукция может быть вызвана вертикальным сдвигом магнитов 922 относительно катушек индукции 924, или может быть вызвана вращательным сдвигом магнитов 922 по катушкам индукции 924 точно по лезвиям 916 относительно центрального вала 920. Энергетический генератор 928 необходим для преобразования энергии индукции в другие формы энергии. Энергетическое устройство потребления 930, показанное лампочкой на Фиг.9, может быть обеспечено в связи с энергетическим генератором 918 для того, чтобы использовать произведенную энергию.
Устройство 910 спроектировано таким образом, что челнок 914 обладает плотностью меньшей или равной естественной плотности жидкости 915, содержащейся в камере 912. Поскольку жидкость малой плотности вводится в камеру 912, челнок 914 начинает двигаться вниз, как только плотность жидкости 915 станет меньше, чем плотность челнока 914. Поскольку челнок 914 движется вниз, энергия индукции создается сдвигом магнитов 922 по катушкам 924. Центральный вал 920 можно обеспечить резьбой для того, чтобы передать вращательное движение челноку. Жидкость малой плотности может продолжить вводиться в камеру 912, пока челнок 914 не достигнет желаемого положения. В этот момент жидкость малой плотности перестает вводиться, и жидкость 915 начинает возвращаться к ее естественной плотности. Поскольку это происходит, челнок 914 начинает двигаться вверх до его начального положения. Как только челнок 914 возвращается к начальному положению, жидкость малой плотности может вводиться снова.
Устройство для производства энергии согласно одного или нескольких воплощений показано на Фиг.10 и обозначается 1010. Устройство спроектировано так, чтобы быть помещенным в тело жидкости 1015, которое содержится в камере 1017. Устройство 1010 включает множество радиально и обособленно расположенных лопастей 1012 параболической формы. Лопасти 1012 связаны панелью 1014. Панель 1014 спроектирована для вращательного движения вокруг оси 1016.
Каждая лопасть 1012 состоит из главной, вогнутой части 1020 и задней, выпуклой части 1022. Инжектор жидкости малой плотности 1024 находится в середине между последовательно и обособленно расположенными веслами 1012 для того, чтобы ввести жидкость малой плотности между ними. Жидкость малой плотности 1026 вводится из инжектора жидкости малой плотности 1024. В этот момент жидкость малой плотности 1026 находится рядом и с главной, выпуклой частью 1020, и с задней, вогнутой частью 1020 каждой лопасти 1012. Как показано на Фиг.10, одна половина лопасти 1012 устройства 1010 содержит имеющую малую плотность жидкость 1026 на главной, вогнутой части 1020 таким образом, что сокращение плотности вокруг лопастей 1022 передаст зависимый от плавучести сдвиг в направлении протии часовой стрелки.
Другая половина лопастей 1012 устройства содержит жидкость малой плотности 1026, чтобы передать давление на перемещение, выпуклая часть 1022 каждой лопасти 1012 придает давление, которое вызывает сдвиг лопастей 1022 в направлении против часовой стрелки. Устройство 1010 может быть соединено с энергетическим генератором для того, чтобы произвести энергию согласно известным принципам, описанным здесь и известным в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
В одном или нескольких воплощениях может быть использована подземная область хранения в качестве склада для хранения сжатой жидкой продукции малой плотности на электростанциях, как показано на чертежах 3 и 4, обработанную подобно Compressed Air Energy Storage (CAES). При использовании вместе с одной из энергетических систем производства или устройств, описанных здесь, сжатые газы и другие жидкости могут храниться под землей и затем использоваться при необходимости.
Может также пригодиться использование одной из систем или устройств, описанных здесь, на непрерывной или выборочной основе. Например, используя введение жидкостей малой плотности, уместно управлять одной из систем, описанных здесь, на постоянной основе. При других обстоятельствах может быть предпочтительнее использовать одну из систем или устройств только во время пиковых периодов потребления энергии, чтобы увеличить текущую поддержку в течение пикового времени. Соответственно, система управления может быть осуществлена для контролирования энергетического использования энергетической сетки, и затем командовать операцией одной из систем или устройств, описанных здесь, в ответ на контроль.
В других воплощениях рециркуляция и система хранения могут быть использованы с любым из устройств, описанных здесь, для того, чтобы собрать потраченную жидкость малой плотности после производства энергии. Это может быть особенно выгодно в случаях, когда используются углекислый газ или другие потенциально опасные жидкости малой плотности. Собранная жидкость малой плотности может быть сохранена во внешнем резервуаре для хранения и сжата для повторного введения в одно из устройств, описанных здесь.
В то время как воплощения изобретения были описаны в связи с предпочитаемыми воплощениями различных форм, подразумевается, что могут использоваться другие подобные воплощения или модификации, и к описанным выше воплощениям могут быть созданы дополнения для выполнения той же самой функции без отклонений от них. Поэтому описанные воплощения не должны быть ограничены никаким единственным воплощением, а скорее должны быть истолкованы в широте и объеме в соответствии с приложенными требованиями.