海洋深层浮力发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种海洋深层浮力发电系统，包含一具入水口的进水管；一汲水管；一导引管；多个汲水器；一充气单元；一海水动力发电暨集电设备或海水温差发电暨集电设备；一第一移动设备与一第二移动设备；通过该充气单元填充气体至该汲水器令该汲水器产生浮力上升带动该汲水管内海水向上位移，该第一移动设备再将该汲水器由该汲水管上方挪移至该导引管上方后释放，该汲水器即可经由该导引管下沉至该第二移动设备，该第二移动设备再将该汲水器由该导引管下方挪移至该进水管内，再由该充气单元填充气体至该汲水器，即达成持续带动该汲水管内海水向上位移发电的目的。本发明的海洋深层浮力发电系统不会制造空气污染、水污染、噪音污染。
【专利说明】海洋深层浮力发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浮力发电系统，特别涉及一种浮力将深层海水带至海平面上方而产生电能的发电系统。
【背景技术】
[0002]现有的水力发电系统，常见于发电厂及水坝等大型发电厂所使用，通常是利用水的高低位落差，配合水轮转动产生机械动能，再将该机械动能通过发电机转换成电能的步骤。然而建坝储水的方式，容易造成水坝以下的水流侵蚀加剧，因而对生态造成破坏，且于降雨量变化大的地方，经常会有久旱不雨导致水量不足无法带动发电机发电的情况。
[0003]有鉴于上述问题，中国台湾公告第500874号专利公开了一种浮力发电的方法，其构造大略包含有一压力缸、多个收集气体的气室格、一连结该多个气室格的履带、二穿套于该履带的上传动轴及下传动轴，以及一连动于该上传动轴的发电机。前述结构是通过一连通于该压力缸的出气口对该气室格隔水进气，然而，该气室格于履带输送至顶部时随即急转直下，于下沉时气体若未能及时排气，将会对履带产生一逆向阻力，使履带有停顿的现象，进而造成电能的转换不连续，而于电能转换不连续的情况下则容易导致蓄电装置或供电系统不稳定甚至损坏等情形。
[0004]因此，便有中国台湾公告第1428995号专利，其为一种连续带动式浮力发电设备，包含有一发电装置、一浮力传动装置、一高压蓄气装置以及一控制单元。该发电装置包含有一转轴以及一由该转轴带动以产生电能的电磁转换器。该浮力传动装置包含有多个传动组设于该转轴上，该传动组包含限制该转轴轴旋行程的连动杆，以及一结合于该连动杆的浮力部。该高压蓄气装置包含有一存蓄高压气体的压力缸，以及多个将气体由该压力缸输送至该浮力部的出气管线。该控制单元是决定该浮力部进出气体，借以使该连动杆上下摆动带动该转轴轴旋，使发电过程得以持续进行不间断。
[0005]但上述结构利用该连动杆连动该转轴轴旋，以产生动力进行发电，需要较大的空间供该浮力部以该转轴为轴心，并以该连动杆为支臂进行一旋转行程，而导致成本提升。又该案利用出气管线连通该压力缸与该浮力部，以输出气体至该浮力部产生浮力，其中该出气管线随着该浮力部往复地进行旋转行程，会不断的受到弯折而容易毁损而导致该气体外漏，甚至无法输出气体至该浮力部，严重时导致浮力部无法浮起，而不能再利用该浮力部的位移连动该转轴驱动该发电装置产生电能。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种海洋深层浮力发电系统，不但不会消耗任何燃料、无废料产生、不会制造空气污染、水污染、噪音污染，且整个发电过程几乎不排放任何温室气体(例如二氧化碳)。
[0007]为达上述目的，本发明提供一种海洋深层浮力发电系统，包含有:一位于海平面以下至少500米深海处的进水管，该进水管具有一入水口 ；一连接该进水管且直立延伸出海平面以上的汲水管；一平行设置于该进水管与该汲水管旁的导引管；多个循环位移于该进水管、该汲水管与该导引管内的汲水器；一与该进水管相连通并持续填充气体至该汲水器令该汲水器产生浮力上升带动该汲水管内海水向上位移的充气单元；一通过该汲水管内海水向上位移动能来转换成电能的海水动力发电暨集电设备；一将该汲水器由该汲水管上方挪移至该导引管上方的第一移动设备；以及一将该汲水器由该导引管下方挪移至该进水管内的第二移动设备；通过该充气单元填充气体至该汲水器令该汲水器产生浮力上升带动该汲水管内海水向上位移，该第一移动设备再将该汲水器由该汲水管上方挪移至该导引管上方后释放，该汲水器即可经由该导引管下沉至该第二移动设备，该第二移动设备再将该汲水器由该导引管下方挪移至该进水管内，再由该充气单元填充气体至该汲水器，即达成持续带动该汲水管内海水向上位移发电的目的。
[0008]进一步地，该海洋深层浮力发电系统，还包含一利用该汲水管内海水向上位移的温差变化来转换成电能的海水温差发电暨集电设备。
[0009]进一步地，该充气单元为一水电解制氢设备，而该汲水器为一推升隔板。
[0010]进一步地，该海洋深层浮力发电系统，还包含一位于该汲水管上方搜集该汲水器释出气体的搜集设备。
[0011]进一步地，该充气单元是通过一进气管与该进水管相连通。
[0012]为达上述目的，本发明还提供一种海洋深层浮力发电系统，包含有:一位于海平面以下至少500米深海处的进水管，该进水管具有一入水口 ；一连接该进水管且直立延伸出海平面以上的汲水管；一平行设置于该进水管与该汲水管旁的导引管；多个循环位移于该进水管、该汲水管与该导引管内的汲水器；一与该进水管相连通并持续填充气体至该汲水器令该汲水器产生浮力上升带动该汲水管内海水向上位移的充气单元；一利用该汲水管内海水向上位移的温差变化来转换成电能的海水温差发电暨集电设备；一将该汲水器由该汲水管上方挪移至该导引管上方的第一移动设备；以及一将该汲水器由该导引管下方挪移至该进水管内的第二移动设备；通过该充气单元填充气体至该汲水器令该汲水器产生浮力上升带动该汲水管内海水向上位移，该第一移动设备再将该汲水器由该汲水管上方挪移至该导引管上方后释放，该汲水器即可经由该导引管下沉至该第二移动设备，该第二移动设备再将该汲水器由该导引管下方挪移至该进水管内，再由该充气单元填充气体至该汲水器，即达成持续带动该汲水管内海水向上位移发电的目的。
[0013]进一步地，该充气单元为一水电解制氢设备，而该汲水器为一推升隔板。
[0014]进一步地，该海洋深层浮力发电系统，还包含一位于该汲水管上方搜集该汲水器释出气体的搜集设备。
[0015]进一步地，该充气单元是通过一进气管与该进水管相连通。
[0016]本发明不但不会消耗任何燃料、无废料产生、不会制造空气污染、水污染、噪音污染，且整个发电过程几乎不排放任何温室气体(例如二氧化碳)，以及在每天中的所有时段皆可稳定地发电；另外，所产生的副产品更是可供使用的淡水。
[0017]本发明的有益效果在于:
[0018]1.本发明所述海洋深层浮力发电系统不会消耗任何燃料、无废料产生、不会制造空气污染、水污染、噪音污染，且整个发电过程几乎不排放任何温室气体(例如二氧化碳)；
[0019]2.本发明所述海洋深层浮力发电系统可在每天中的所有时段，皆可稳定地持续发电；
[0020]3.本发明所述海洋深层浮力发电系统可为移动式，因此非常适合在各个海域上作业而不受限制，亦不会有受到天候影响而无法作业的问题发生；
[0021]4.本发明所述海洋深层浮力发电系统发电后所产生的电能，较佳的储存方法是将电能经由水电解制氢设备来产生氢气后，再将该氢气加压成液态后储存于瓶中，即可运送至陆地供转换回电能被使用；
[0022]5.本发明所述海洋深层浮力发电系统所汲取出的深层海水可经由淡化处理，其淡化后所产生的副产品更是可供使用的淡水，其蕴含有非常丰富的矿物质与微量元素，具有相当高的经济价值。
[0023]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明较佳实施例的系统示意图。
[0025]图2?图9为本发明图1的连续动作示意图。
[0026]其中，附图标记:
[0027]1海洋深层浮力发电系统
[0028]81海平面
[0029]10进水管
[0030]11 入水口
[0031]20汲水管
[0032]30导引管
[0033]40汲水器
[0034]50充气单元
[0035]51进气管
[0036]60海水动力发电暨集电设备
[0037]70海水温差发电暨集电设备
[0038]80搜集设备
[0039]91第一移动设备
[0040]92第二移动设备
【具体实施方式】
[0041]有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下:
[0042]请参阅图1，为本发明较佳实施例的系统示意图；如图所示，本发明为一种海洋深层浮力发电系统1，包含有:一位于海平面1以下至少500米深海处的进水管10，该进水管10具有一入水口 11 ；一连接该进水管10且直立延伸出海平面1以上的汲水管20 ； —平行设置于该进水管10与该汲水管20旁的导引管30 ；多个循环位移于该进水管10、该汲水管20与该导引管30内的汲水器40，本发明所述汲水器40，是以一推升隔板为较佳实施例，因此本发明以下所述汲水器40，则将以推升隔板来加以说明；一与该进水管10相连通并持续填充气体至该汲水器40(推升隔板)下方令该汲水器40(推升隔板)产生浮力上升带动该汲水管20内海水向上位移的充气单元50 ；该充气单元50是通过一进气管51与该进水管10相连通；然而，本发明所述充气单元50，是以一水电解制氢设备产生的氢气来持续填充该汲水器40(推升隔板)下方以产生浮力为较佳实施例；因此，本发明以下所述充气单元50，则皆将以填充氢气来加以说明；但值得注意的是，本发明当然亦可使用空气压缩机持续填充空气至该汲水器40(推升隔板)下方来加以实施；另外，由于该汲水器40在海水所受浮力，等于所排开的海水的重量；也就是说，浮力=该汲水器40在海水中所减轻的重量=该汲水器40在空气中重量-该汲水器40在海水中的重量=该汲水器40所排开海水的体积X海水密度X重力加速度=该汲水器40所排开的海水重量；显然，当该汲水器40上浮时，浮力大于该汲水器40的重力，当该汲水器40飘浮或悬浮时，浮力等于重力；但当该汲水器40处于下沉状态时，浮力小于重力。根据浮力定律，可以得出该汲水器40浮沉与密度的关系:当该汲水器40上浮时，浮力大于该汲水器40排开海水的重力；当该汲水器40飘浮或悬浮时，浮力等于该汲水器40排开海水的重力；当该汲水器40下沉时，浮力小于该汲水器40排开海水的重力；那么，当海水密度大于该汲水器40密度时该汲水器40上浮；当海水密度等于该汲水器40密度时该汲水器40漂浮或悬浮；当海水密度小于该汲水器40密度时该汲水器40下沉；另外，关于水电解制氢的流程，是利用电将电解槽中的水(电解液)电解分离生成氢气与氧气的技术；电解液常用碱性水，然后不断循环输入电解槽中；电解槽是由许多电解池串连相接，每个电解池分别装有阳极与阴极反应片，中间有一层隔离膜，以免氧气与氢气相混；电解产生的氢气纯度可达到99.7%以上；该海洋深层浮力发电系统1还包含一通过该汲水管20内海水向上位移动能来转换成电能的海水动力发电暨集电设备60。值得一提的是，该该海洋深层浮力发电系统1还可包含一利用该汲水管20内海水向上位移的温差变化来转换成电能的海水温差发电暨集电设备70 ；所谓“海水温差发电”(0065111 11161-11181001^61*81011，011^)是一种可再生能源，主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。由于表层海水受到阳光照射，吸收能量而温度较高；然而深入海平面1以下200米之后的海水，阳光几乎无法到达，因此温度相对较低；故，海水深度越深，其温度也就越低；海水温差发电，是利用表层温度较高的海水，使热交换机内的低沸点液体(例如:^)沸腾为蒸气，然后推动发电机发电，再将其导入另一热交换机，再使用深层海水将其冷却，如此即可完成一个循环。该该海洋深层浮力发电系统1还包含一将该汲水器40(推升隔板)由该汲水管20上方挪移至该导引管30上方的第一移动设备91 ；以及一将该汲水器40(推升隔板)由该导引管30下方挪移至该进水管10内的第二移动设备92 ；值得注意的是，该海洋深层浮力发电系统1，还可以包含一位于该汲水管20上方搜集该汲水器40(推升隔板)释出下方氢气的搜集设备80 ；也就是说，当带动该汲水管20内海水向上位移的该汲水器40上升至海平面1高度时，该该汲水器40 (推升隔板)又会被下一个带动该汲水管20内海水向上位移的汲水器40(推升隔板)再向上推升至该第一移动设备91，该第一移动设备91即可将该汲水器40 (推升隔板)挪移至该导引管30上方，此时位于该汲水器40 (推升隔板)下方的氢气则立即会被释出至该搜集设备80，该搜集设备80内的氢气则可再次被利用转换回电能供该充气单元50使用，或直接将该氢气加压成液态后储存于瓶中，再运送至陆地供转换回电能被使用。
[0043]另外，关于海水动力发电暨集电设备60或海水温差发电暨集电设备70发电后所产生的电能，除了自给该第一移动设备91与该第二移动设备92使用外，多余的电能还可以直接连接电缆线至陆地提供使用，但本发明较佳实施方式是，该海水动力发电暨集电设备60或该海水温差发电暨集电设备70发电后所产生多余的电能，可另以一水电解制氢设备来产生氢气，然后将该氢气加压成液态后储存于瓶中，再运送至陆地供转换回电能被使用，或者可直接提供该充气单元50使用，还由于本发明所述充气单元50是以水电解制氢设备来产生氢气，故该搜集设备80所搜集到的氢气，即可直接加压成液态后储存于瓶中，再运送至陆地供转换回电能被使用了 ；至于氢气如何还原回电能，此还原技术为早已存在的现有技术，亦不在本发明的技术讨论范围内，故不为此加以详述。当然，本发明为了安全起见，该氢气被加压储存于瓶中以后，该些氢气储存瓶的置放区域，将会与本发明海洋深层浮力发电系统1保持有一定的安全距离与隔离措施，此亦不在本发明技术的讨论范围以内。但值得一提的是，关于本发明该汲水器40(推升隔板)产生浮力上升带动该汲水管20内海水向上位移，如此被汲取出的深层海水可经由淡化处理，其淡化后所产生的副产品更是可供使用的淡水，其蕴含有非常丰富的矿物质与微量元素，具有相当高的经济价值。
[0044]为了能更清楚说明本发明技术内容，另请同时参阅图2?图9，为本发明图1的连续动作示意图；首先，如图2所示，先将该汲水器40 (推升隔板)由该导引管30上方释入，并先提供些许电能由该第二移动设备92将该汲水器40(推升隔板)送至该进水管10上方，令该充气单元50开始填充氢气至该汲水器40 (推升隔板)下方；同时，再将其它的汲水器40 (推升隔板)一一由该导引管30上方释入，并停留在该导引管30下方由该第二移动设备92控制等待送入该进水管10内的时机，直至该汲水器40(推升隔板)下方填充氢气到达如图3所示，此时该汲水器40(推升隔板)即可被下方氢气产生的浮力推升带动该汲水管20内海水向上位移如图4所示，该汲水管20内海水即可被推升送至该海水动力发电暨集电设备60产生电能并加以蓄存，同时亦可由该海水温差发电暨集电设备70来产生电能并加以蓄存；当该汲水器40 (推升隔板)到达海平面1时，下一个汲水器40 (推升隔板)则已被该第二移动设备92送入该进水管10内如图5所示，接着送至该进水管10上方并持续开始由该充气单元50填充氢气至该汲水器40 (推升隔板)下方如图6所示，当该汲水器40(推升隔板)下方填充氢气到达如图7所示时，此时该汲水器40(推升隔板)又可被下方氢气产生的浮力推升带动该汲水管20内海水向上位移如图8所示，而上一个汲水器40(推升隔板)则可被该第一移动设备91挪移至该导引管30上方置入该导引管30内，同时位于该汲水器40 (推升隔板)下方的氢气则立即会被释出至该搜集设备80，该搜集设备80内的氢气则可再次被利用转换回电能而加以蓄存，且该汲水管20内海水则可持续被推升送至该海水动力发电暨集电设备60再次产生电能并加以蓄存，再加上由该海水温差发电暨集电设备70所产生电能加以蓄存如图9所示；如是，上述所产生的电能，即可重复提供图6?图9持续循环的动作，并且可以不断产生出多余电能加以蓄存被利用，因而达成持续带动该汲水管20内海水向上位移发电的目的。
[0045]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种海洋深层浮力发电系统(1)，其特征在于，包含有: 一位于海平面(SL)以下至少500米深海处的进水管(10)，该进水管(10)具有一入水口 (11); 一连接该进水管(10)且直立延伸出海平面(SL)以上的汲水管(20)； 一平行设置于该进水管(10)与该汲水管(20)旁的导引管(30)； 多个循环位移于该进水管(10)、该汲水管(20)与该导引管(30)内的汲水器(40)；一与该进水管(10)相连通并持续填充气体至该汲水器(40)令该汲水器(40)产生浮力上升带动该汲水管(20)内海水向上位移的充气单元(50)； 一通过该汲水管(20)内海水向上位移动能来转换成电能的海水动力发电暨集电设备(60)； 一将该汲水器(40)由该汲水管(20)上方挪移至该导引管(30)上方的第一移动设备(91);以及 一将该汲水器(40)由该导引管(30)下方挪移至该进水管(10)内的第二移动设备(92)； 通过该充气单元(50)填充气体至该汲水器(40)令该汲水器(40)产生浮力上升带动该汲水管(20)内海水向上位移，该第一移动设备(91)再将该汲水器(40)由该汲水管(20)上方挪移至该导引管(30)上方后释放，该汲水器(40)即可经由该导引管(30)下沉至该第二移动设备(92)，该第二移动设备(92)再将该汲水器(40)由该导引管(30)下方挪移至该进水管(10)内，再由该充气单元(50)填充气体至该汲水器(40)，即达成持续带动该汲水管(20)内海水向上位移发电的目的。
2.根据权利要求1所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述海洋深层浮力发电系统(1)，还包含一利用该汲水管(20)内海水向上位移的温差变化来转换成电能的海水温差发电暨集电设备(70)。
3.根据权利要求1或2所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述充气单元(50)为一水电解制氢设备，而该汲水器(40)为一推升隔板。
4.根据权利要求1或2所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述海洋深层浮力发电系统(1)，还包含一位于该汲水管(20)上方搜集该汲水器(40)释出气体的搜集设备(80)。
5.根据权利要求3所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述海洋深层浮力发电系统(1)，还包含一位于该汲水管(20)上方搜集该汲水器(40)释出气体的搜集设备(80)。
6.根据权利要求1或2所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述充气单元(50)是通过一进气管(51)与该进水管(10)相连通。
7.一种海洋深层浮力发电系统(1)，其特征在于，包含有: 一位于海平面(SL)以下至少500米深海处的进水管(10)，该进水管(10)具有一入水口 (11); 一连接该进水管(10)且直立延伸出海平面(SL)以上的汲水管(20)； 一平行设置于该进水管(10)与该汲水管(20)旁的导引管(30)； 多个循环位移于该进水管(10)、该汲水管(20)与该导引管(30)内的汲水器(40)； 一与该进水管(10)相连通并持续填充气体至该汲水器(40)令该汲水器(40)产生浮力上升带动该汲水管(20)内海水向上位移的充气单元(50)； 一利用该汲水管(20)内海水向上位移的温差变化来转换成电能的海水温差发电暨集电设备(70)； 一将该汲水器(40)由该汲水管(20)上方挪移至该导引管(30)上方的第一移动设备(91);以及 一将该汲水器(40)由该导引管(30)下方挪移至该进水管(10)内的第二移动设备(92)； 通过该充气单元(50)填充气体至该汲水器(40)令该汲水器(40)产生浮力上升带动该汲水管(20)内海水向上位移，该第一移动设备(91)再将该汲水器(40)由该汲水管(20)上方挪移至该导引管(30)上方后释放，该汲水器(40)即可经由该导引管(30)下沉至该第二移动设备(92)，该第二移动设备(92)再将该汲水器(40)由该导引管(30)下方挪移至该进水管(10)内，再由该充气单元(50)填充气体至该汲水器(40)，即达成持续带动该汲水管(20)内海水向上位移发电的目的。
8.根据权利要求7所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述充气单元(50)为一水电解制氢设备，而该汲水器(40)为一推升隔板。
9.根据权利要求7或8所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述海洋深层浮力发电系统(I)，还包含一位于该汲水管(20)上方搜集该汲水器(40)释出气体的搜集设备(80)。
10.根据权利要求7或8所述的海洋深层浮力发电系统，其特征在于，所述充气单元(50)是通过一进气管(51)与该进水管(10)相连通。
【文档编号】F03B13/00GK104373278SQ201310359110
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】徐国华 申请人:徐国华