具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种浮力发电系统，该发电系统在发电时不消耗任何燃料，不会产生空气污染，发电过程几乎不排放温室气体，功率稳定，运行时间长，有利于并网运行。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本实施例用于提供一种浮力发电系统，其实质是利用物体在水中所受到的浮力进行发电，进而提供一种新能源的发电方式。浸入水中的物体，受到水的反作用力即浮力，其浮力大小等于物体所排开的水的重力。本实施例将气体充入一个密闭的可充气浮袋3中，该可充气浮袋3是特制的可伸缩的柔性的，且可充气浮袋3上设置进气口和排气口各一个。因为充气后的可充气浮袋3，其自身质量加上所盛装的气体的质量之和小于它所排开水的质量，因此充气后的可充气浮袋3会受到水的浮力作用而向上漂浮运动，而且随着可充气浮袋3的上升过程，其所受的水的压力越来越小，体积越来越大，所受到的浮力越来越大，直到升至水平面上。

如图1所示，所述发电系统包括支撑装置1、闭环导链2、多个可充气浮袋3、齿轮4和第一发电机；

所述支撑装置1的底端固定安装于水底；如果该发电系统设置于深海，则先采用深水打桩技术在海底进行打桩，再将支撑装置1固定在桩上。具体的，所述支撑装置1可以包括固定底板11和多个滑轮12。固定底板11的底端固定安装于水底，多个滑轮12固定安装在固定底板11上，滑轮12可以采用磁悬浮轴承，以减少阻力。

所述闭环导链2可旋转滑动连接于所述支撑装置1上。闭环导链2工作时所围成的形状为圆形或多边形。如图2所示，当闭环导链2工作时所围成的形状为圆形时，多个滑轮12分别位于圆形至少4条直径对应的端点上。当闭环导链2工作时所围成的形状为多边形时，多个滑轮12分别位于多边形的顶点上，多边形可以为三角形、四边形、正六边形等形状，本实施例对此不做任何限制。另外，闭环导链2的长度还可与多个滑轮12的外侧所组成图形的周长相等，进而闭环导链2同时紧密套设于多个滑轮12上，在可充气浮袋3上浮过程的带动下，闭环导链2沿多个滑轮12转动，能够进一步提高发电效率。

多个可充气浮袋3固定连接于闭环导链2上，所述可充气浮袋3采用阻燃、耐腐蚀、膨胀系数大和弹性系数大的材料，且可充气浮袋3可以为任意形状，比如球形，椭球形或多面体。可充气浮袋3用于在第一预设位置充入预设量的气体后，利用浮力上浮，带动闭环导链2沿支撑装置1转动，并在上浮至第二预设位置时进行排气。进而通过将可充气浮袋3设置在闭环导链2上，当可充气浮袋3因为水的浮力而上浮时，闭环导链2将随之转动。所述预设量的气体可以为预设重量的气体或预设体积的气体，且所述预设体积的气体能够使可充气浮袋3内部的压力达到预定压力。

作为一种可选的实施方式，第一预设位置与闭环导链2的最低高度处于同一水平线，第二预设位置与闭环导链2的最高高度处于同一水平线，进而能够提高可充气浮袋3的工作距离，显著提高发电效率。

排气后的可充气浮袋3其体积变得很小，水对其几乎不产生浮力，闭环导链2用于带动排气后的可充气浮袋3运动至所述第一预设位置，进而在第一预设位置为排气后的可充气浮袋3进行充气，使其再次利用浮力上浮，从而使闭环导链2循环运转，带动第一发电机持续发电。图1中，左侧的可充气浮袋3是充气后的可充气浮袋3，右侧的可充气浮袋3是排气后的可充气浮袋3。

齿轮4与闭环导链2的外侧啮合连接。所述闭环导链2还用于带动齿轮4旋转，闭环导链2和齿轮4之间的配合关系可以选用自行车链条和链条盘的连接方式，进而在闭环导链2转动时带动与闭环导链2外侧相咬合的齿轮4旋转。

所述齿轮4与充气后的可充气浮袋3和排气后的可充气浮袋3之间均存在间隙，进而避免齿轮4与可充气浮袋3之间的相互影响，使发电过程持续平稳。

所述齿轮4所在的旋转轴与所述第一发电机的转子轴相连接；所述齿轮4通过带动所述转子轴旋转使所述第一发电机发电。

本实施例提供的浮力发电系统，可充气浮袋3在第一预设位置充入预设量的气体后，利用浮力上浮，带动闭环导链2沿支撑装置1转动，齿轮4与闭环导链2的外侧啮合连接，进而通过闭环导链2带动齿轮4旋转，且齿轮4所在的旋转轴与第一发电机的转子轴相连接，从而通过齿轮4带动转子轴旋转，使第一发电机发电，从而利用浮力进行发电，采用的是可再生的绿色能源，在发电时不消耗任何燃料，不会产生空气污染，发电过程几乎不排放温室气体，且功率稳定，运行时间长，有利于并网运行。

所述发电系统还包括充气装置，所述充气装置位于所述第一预设位置。所述充气装置通过进气管道与所述可充气浮袋3的进气口相连接，所述充气装置用于向所述可充气浮袋3充入预设量的气体。

具体的，所述充气装置可以为氯碱电解装置、合成氨装置、金属钠电解装置、水电解装置或电石水解装置。氯碱电解装置可以产生大量的氯气和氢气，其所用的原材料是氯化钠水溶液。将氯碱电解装置在海底进行电解生产，产生氯气和氢气，并将氯气和氢气充入可充气浮袋3中。利用水的浮力，能够产生一定量的电力，用来电解或进入电网。同时还能够在可充气浮袋3上浮至第二预设位置时进行排气，能够在水平面上获得氯气、氢气和氢氧化钠。2018年中国烧碱产量为3420万吨，相对应氯气和氢气的产量分别为3035.25万吨和85.5万吨，二者合计约为200亿立方米标准气体，在水中大约能够获得2000亿KN的浮力。如果该浮力在深海中长距离做功，可以产生巨大的动力，能够带动第一发电机产生巨额电力。另外，在氯碱行业，大部分氯气和氢气经过混合燃烧可以制取氯化氢气体，该氯化氢气体也可以被可充气浮袋3利用来进行发电。采用本实施例所提供的浮力发电系统，仅氯碱行业一项，就可以产生巨大的发电效益。

另外，还有一些能够产生大量气体的工业装置，例如合成氨工艺产生大量氨气，电解金属钠产生大量氯气，电解水产生大量氢气和氧气，水解电石产生大量乙炔气体，萤石与硫酸反应产生大量氟化氢气体，焚烧石灰石产生大量二氧化碳，锅炉燃烧产生大量废气等。将目前现有的众多产生大量气体的生产装置置于水底进行工作，均可利用本实施例所提供的发电方式生产数量可观的电力。

另外，所述发电系统还包括排气管道和位于排气管道出口处的第二发电机，第二发电机包括叶轮。排气管道位于第二预设位置，排气管道与可充气浮袋3的排气口相连接，排气管道用于接收可充气浮袋3所排出的气体。当可充气浮袋3升至第二预设位置时，可充气浮袋3的排气口与排气管道相连接，由于可充气浮袋3自身的收缩力(该可充气浮袋3承受3公斤/平方厘米以上的收缩力)，在排气口打开时可充气浮袋3排出气体。气体通过排气管道进入第二发电机，叶轮利用可充气浮袋3所排出的气体带动第二发电机的转子旋转，转子切割磁力线而发电，进而使第二发电机发电，从而本实施例所提供的浮力发电系统还可以利用可充气浮袋3的排气过程进行发电，大大提高了发电量。

本实施例的浮力发电系统可以置于湖海，尤其是深海，可以显著增加可充气浮袋3上下运行的距离和所排开液体的密度，增加其产生的累计动力，提高发电量。在海上，可以建设无数个本实施例所述的发电系统，进而能够产生数量可观的电力，具有广阔的发展前景。

另外，本实施例的发电系统还可以包括人工水池，支撑装置1的底端固定安装于人工水池的水底。在人工水池的水内添加溶解度大的盐类物质，可以增加水的比重，而液体的比重越大，所产生的浮力也越大，能够进一步提高发电量。所述盐类物质包括溴化钾或甲酸钾。

本实施例所提供的发电系统，不需要提供额外动力，利用现有生产过程中产生的不同种类的气体为可充气浮袋3进行充气，并利用水浮力进行发电，发电量持续稳定，有利于并网发电，该发电方式绿色环保，发电成本低，能够节约不可再生能源，有利于社会可持续发展。另外，水资源丰富，尤其是海水取之不尽用之不竭，几乎可以安装无数本实施例所述的发电系统。

另外，为了使本领域技术人员更好的理解本实施例所述的发电系统，在此举四个实例进行描述。

实例1：

氯化亚砜是一个重要的化工产品，其采用的是二氧化硫气相法生产工艺。对于一家公司而言，氯化亚砜产能最大时可以达到20万吨/年。年产20万吨氯化亚砜，需要消耗约6万吨二氧化硫，则每天需要5.5万m³的二氧化硫气体。建设一个深60米、直径15米的竖井，在竖井内加入适量的饱和溴化钾水溶液(密度2.75克/立方厘米)。在竖井内固定一个固定底板11，四角安装滑轮12，滑轮12上悬挂闭环导链2，闭环导链2上均匀固定20个特制的可充气浮袋3。生产出的二氧化硫气体通过进气管道与固定底板11的底部左侧相连接，由高温燃烧硫磺产生的二氧化硫气体开始通入可充气浮袋3内，当充入的二氧化硫气体达到140公斤时，停止通气，切换充装下一个可充气浮袋3。充入二氧化硫气体的可充气浮袋3，其体积为18m³，在溴化钾水溶液的浮力作用下，每个可充气浮袋3受到的浮力约500KN，进而利用水的浮力，可充气浮袋3开始上浮，随着可充气浮袋3的高度越来越高，液体的压强越来越小，可充气浮袋3的体积越来越大，受到的浮力也会越来越大。当可充气浮袋3升至接近水面上时，可充气浮袋3的体积达到50m³，此时它受到的浮力约为137吨，10个可充气浮袋3的总浮力约9350KN。在可充气浮袋3上浮的过程中会带动闭环导链2旋转，与闭环导链2啮合的齿轮4会带动第一发电机发电。升至水面上的可充气浮袋3，在可充气浮袋3自身压力下，快速排出二氧化硫气体，排尽气体的可充气浮袋3跟随闭环导链2再次进入竖井进行充气，通过循环充排二氧化硫气体，闭环导链2循环运转，能够带动第一发电机持续发电。

实例2：

充气装置采用一套年产10万吨氯碱的装置，产生的氯化氢全部用于生产聚氯乙烯。将电解槽安装在深度为100米的海底，使用特制的渗透膜净化和富集海水中的氯化钠供应电解。安装本实施例所述的浮力发电系统，先接入电网的电后电解槽开始电解，在阴阳两个电极上分别产生氢气和氯气，将氢气和氯气引入石墨燃烧器内点燃，反应生成氯化氢气体，再将氯化氢气体通过进气管道充入一个可充气浮袋3内，当可充气浮袋3内部的压力达到一定值时，停止充气，而转换为下一个可充气浮袋3充气。充气后的可充气浮袋3会受到海水的浮力，当可充气浮袋3受到的浮力总和大于阻力时，可充气浮袋3带动闭环导链2向上移动，而且随着可充气浮袋3不断上升，海水对可充气浮袋3的压强逐渐变小，可充气浮袋3体积不断变大，受到的浮力越来越大，与闭环导链2啮合的齿轮4带动第一发电机的转子轴旋转发电。

年产10万吨氯碱，每天产生的氯化氢约153000标准m³，海水的平均密度约为1.03，因此近似排开海水158000吨，每天所获得的浮力大于15万吨。这些氯化氢气体密封在许多可充气浮袋3内，自100米海水深处不断浮出，会产生很大的动力，带动闭环导链2运转。当可充气浮袋3运行到水面上时，可充气浮袋3上的排气口与排气管道相连接，因为可充气浮袋3自身的收缩力，排出氯化氢气体的同时还可以带动第二发电机发电。排完氯化氢气体的可充气浮袋3体积很小，跟随着转动的闭环导链2又返回到水中，到达水底，并再次充气上浮，循环匀速运动，与闭环导链2啮合的齿轮4带动第一发电机的转子轴旋转发电，能够维持该浮力发电系统连续发电。

实例3：

自2010年以来，中国合成氨(无水氨)产量整体保持稳步增长的态势，每年产量达到4500万吨以上。在海边安装一套年产10万吨的合成氨装置，配套安装一套本实施例所述的浮力发电系统。合成氨装置每天产生氨气约274吨，约合360000标准立方米，近似排开海水370000吨，每天所获得的浮力大于370万KN，这些高温高压的氨气通过进气管道通入50米深处的海水中，与可充气浮袋3相连接，不断给各个可充气浮袋3充气，充气后的可充气浮袋3在海水的浮力作用下不断上浮，巨大的浮力将带动闭环导链2运转。当可充气浮袋3运行到水面上时，可充气浮袋3上的排气口与排气管道相连接，因为可充气浮袋3自身的收缩力，排出氨气的同时也可以带动第二发电机发电。排完氨气的可充气浮袋3体积很小，跟随着转动的闭环导链2又返回到水中，到达水底，并再次充满氨气上浮，循环匀速运动，使与闭环导链2啮合的齿轮4带动第一发电机的转子轴旋转发电，维持浮力发电系统连续发电。高温是指生产过程中气体的正常温度，一般指10-400度，优选20-200度。高压一般指0-30MPa，优选0.1-2MPa。

另外，在生产氨气过程中，还需要生产大量的水煤气，也可以安装另外一套浮力发电系统利用水煤气进行发电。

实例4：

随着人民生活水平的不断提高，车用和家用空调数量越来越多，因此空调制冷剂产能越来越大，中国新型制冷剂年产量维持在40万吨以上，主要集中在约10个生产厂家。生产制冷剂的主要原料或中间产品是氯气、乙炔、氟化氢和一氯甲烷，这些原料和中间产品在常温常压下均为气体，因此一个年产5万吨制冷剂的企业，需要处理10万吨以上的高温高压气体。建设一套或两套本实施例所述的浮力发电系统，将以上各种气体通过各自的进气管道充入深水中不同颜色的可充气浮袋3中，可以将可充气浮袋3串联和并联，充气后的可充气浮袋3在深水的浮力作用下不断上浮，巨大的浮力带动闭环导链2运转。当可充气浮袋3球运行到水面上时，可充气浮袋3上的排气口与排气管道相连接，因为可充气浮袋3自身的收缩力，排出气体的同时也可以带动第二发电机发电。排完气体后的可充气浮袋3体积很小，跟随着转动的闭环导链2又返回到水中，到达水底，并再次充满气体上浮，循环匀速运动，与闭环导链2啮合的齿轮4带动第一发电机的转子轴旋转发电，维持该浮力发电系统连续发出可观的电力。

本实施例中提到的水，可以是饱和溴化钾水溶液(密度2.75克/立方厘米)，因其密度较大，容易获得较大的动力。也可以是海水或湖水等等，且水的深度越大，可充气浮袋3在水中垂直运行的距离越长，获得的累积动力越大，可以带动负荷更大的发电机运转，产生更多的电力。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。