浮力做功抬轎系統(tǒng)

2015年12期《能源思考》雜志刊登了本人很早以前撰寫(xiě)的一篇文章《海濱水電城模式簡(jiǎn)單介紹》(見(jiàn)該期51-53頁(yè))，講到了外力打擊型動(dòng)力模式(注射器排水模式)工作原理，該外力打擊型動(dòng)力模式最終的動(dòng)力來(lái)源是多臺(tái)起重機(jī)工作，我在與中科院專(zhuān)家探討這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，專(zhuān)家也提到起重機(jī)是要耗油的，如果用油來(lái)?yè)Q電，可能不如用油去發(fā)電直接一些。當(dāng)然，專(zhuān)家的這個(gè)結(jié)論是不是正確還有待科學(xué)驗(yàn)證，因?yàn)槠鹬貦C(jī)是省力機(jī)械，里面綜合利用了杠杠、滑輪、液壓等省力原理，怎么說(shuō)它消耗的都應(yīng)該是比較少的。但是鑒于該方案仍舊是一個(gè)笨拙的設(shè)計(jì)方案，今天我與大家談的是另外一個(gè)發(fā)明，避開(kāi)消耗油、電等我們?nèi)祟?lèi)社會(huì)急需的能源，而是通過(guò)不費(fèi)油、電等能源達(dá)到我們所需要的理想目標(biāo)，這就是浮力做功抬轎原理。這個(gè)發(fā)明，我也早與中科院的一些專(zhuān)家學(xué)者講過(guò)了，他們都知道我這個(gè)發(fā)明。

什么是浮力做功抬轎原理?

我先解釋一下轎夫抬轎。下左圖示。大家都知道，轎夫抬轎一般是兩個(gè)人抬一個(gè)人，也有八抬大轎，很多人抬一個(gè)人，人越多大家都覺(jué)省勁。今天我所講的坐轎子的人可不是大官，而是為人類(lèi)社會(huì)做出重大貢獻(xiàn)的打擊重錘(下右圖示)，它重量非常大，因此也要求轎夫的力氣特別大。

浮力做轎夫，那么它的力氣到底有多大?我們可以看一個(gè)例子。下圖是80萬(wàn)噸巨輪，當(dāng)然這上面承載了非常巨大體積的設(shè)施，但無(wú)論它體積和重量多大，浮力都能讓它輕松浮在水面上。大家都知道，一個(gè)鐵塊會(huì)一直沉到海底，但龐大的鋼鐵巨輪卻能輕松浮游在水面上。據(jù)說(shuō)目前世界上最大的鋼鐵巨輪是超過(guò)80萬(wàn)噸噸位!大家想一想，一個(gè)80萬(wàn)噸的鋼鐵巨輪能在水面上乘風(fēng)破浪，而一個(gè)小鐵塊卻直墜水底，到底是為什么呢?這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)是一個(gè)小兒科的問(wèn)題。答案就是浮力所揭示的道理——浸在水中的物體浮力的大小等于它所排開(kāi)的水體積的重量。所以很顯然，決定下沉與否的，并不只是物體的屬性(比如鐵就下沉，木頭就浮在水面上)，而是與物體排開(kāi)水體積的重量有直接關(guān)系。理解了這一點(diǎn)，便明白鋼鐵只要造得形狀規(guī)模合適也是可以浮在水面上乘風(fēng)破浪的。再舉一例就是冰山。大家都知道一座冰山的重量，那可不止十萬(wàn)噸，二十萬(wàn)噸，不僅體積龐大，而且重量更是讓人吃驚。但冰山再大，也大不過(guò)浮力，南極的冰山浮在水面的圖片，想必網(wǎng)友都看見(jiàn)過(guò)。如下右圖。冰山四周環(huán)水，它有多重，其浮力也便有多大。在本模式當(dāng)中，想讓重物恢復(fù)原位，也可使用浮力，浮力就像轎夫抬轎一樣，將重物抬到高處預(yù)定位置，有浮力這個(gè)大力士，何愁重物不乖乖就擒呢。明白其中道理后，具體怎么去做，工程人員當(dāng)然比我們更精細(xì)，更有辦法了。因?yàn)榇驌粝到y(tǒng)是在海平面之下很多，另外本模式的下掘深度可以是不受限制的，可拓展空間非常大，浮力便可大顯身手了。

當(dāng)然，浮力做功抬轎的對(duì)象打擊重錘就會(huì)選擇密度比較大、質(zhì)量比較大的物體，并且體積還盡可能得小，這樣做出來(lái)才結(jié)實(shí)、實(shí)用、可靠。當(dāng)重錘下落時(shí)，脫鉤自動(dòng)脫落，重錘一落到底，擊向打擊系統(tǒng)的中間介質(zhì)。返回原位時(shí)，就用到了下面這個(gè)浮力做功抬轎模式。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，浮力做功抬轎系統(tǒng)有重力勢(shì)能向下做功，也有力大無(wú)窮的浮力向上做功，擔(dān)當(dāng)起轎夫的責(zé)任，能夠把幾百萬(wàn)噸甚至更重的重錘抬起來(lái)恢復(fù)原位。向下有重力做功，向上有浮力做功，中間有大氣壓強(qiáng)扮演一個(gè)協(xié)調(diào)的角色，像上圖藍(lán)色箭頭所示的小比例細(xì)高細(xì)高體積的水量，就來(lái)來(lái)回回跑跑龍?zhí)?，這出浮力做功抬轎的大戲就真正上演了。這里需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，重力具有無(wú)窮的力量，是使用不完的，那么作為重頭戲的浮力到底有多大力氣則是非常重要的事。我們先研究一下上面圖示。根據(jù)浮力原理，物體(這里肯定是中空的)浸入水中的體積越大，受到的浮力越大。因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)下拉浮洞，長(zhǎng)度和周?chē)鷱綄捦耆梢愿鶕?jù)需要決定。本水電城模式的最大優(yōu)勢(shì)在于可以無(wú)限地下挖，比如，浮洞下挖幾百米沒(méi)有什么不可以的。這樣一來(lái)，這里所需要的浮力便可以變得很大很大，可以說(shuō)需要多少，便能給多少。由于具備這一優(yōu)勢(shì)，在本系統(tǒng)當(dāng)中，浮力便是可以根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)的，需要多大，就設(shè)計(jì)多大。這樣打擊重物的重量就可以設(shè)計(jì)得非常大。大家注意，在本系統(tǒng)中，相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)是D處，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮通過(guò)降低C處的高度來(lái)為它減壓。也就是說(shuō)，只要能達(dá)到正常排水的目標(biāo)，這里的高度不必太高，適可而止就行了。另外，還可以采用下拉浮洞加寬法，制造短程就能增加浮力的特型裝置，比如，中間立柱裝置，而不一定是如上圖的中空倒三角裝置。綜合來(lái)看，本模式越來(lái)越強(qiáng)大，其中的薄弱環(huán)節(jié)越來(lái)越少了。

上面所說(shuō)的只是一個(gè)轎夫，浮力做功抬轎系統(tǒng)并不只是一個(gè)轎夫，可以根據(jù)需要有多個(gè)，比如下圖所示就有四個(gè)轎夫，即四個(gè)浮力做功抬轎系統(tǒng)。

可能讀者要問(wèn)了，如果浮池周?chē)袼耙粯邮敲荛]型的，如何使轎桿上下自由運(yùn)行呢?這里不必?fù)?dān)心，這些原理，包括上面我所講的，以前都與中科院專(zhuān)家探討過(guò)的，可以有多種設(shè)計(jì)解決這個(gè)問(wèn)題。大家對(duì)水桶都非常熟悉。有一個(gè)理論叫水桶短板理論，意思是說(shuō)，整只水桶只要有一個(gè)短板無(wú)用，整只水桶就都?xì)w于無(wú)用。這就是著名的個(gè)體成敗決定集體成敗的例子。但在這里，短板理論恰恰反了過(guò)來(lái)，短板不但有用，而且正好是本系統(tǒng)所需要的，這是非常有意思的事。短板有短板的優(yōu)勢(shì)。這里所說(shuō)的短板，是一種升降裝置，像電梯一樣上下運(yùn)行，上面覆有一個(gè)一定厚度的簡(jiǎn)陋浮蓋，轎桿是與短板同時(shí)浮升的，也可以說(shuō)外形樣子有點(diǎn)像大型商場(chǎng)角端的那種圓型透明電梯，上下運(yùn)行非常輕捷迅速。這樣的運(yùn)行系統(tǒng)，從原理上來(lái)講不是永動(dòng)機(jī)，但從其特征上來(lái)看倒像是永動(dòng)機(jī)，因此我稱(chēng)它為“不是永動(dòng)機(jī)的‘永動(dòng)機(jī)’”，它既不費(fèi)油，也不費(fèi)電，輕松免去油電之累，這正是海濱水電城的浮力做功抬轎系統(tǒng)，其前景當(dāng)然是非常樂(lè)觀的。

當(dāng)然，除了短板系統(tǒng)之外，還有很多方法。類(lèi)似下圖意思的彈性起伏結(jié)構(gòu)，雜技頂碗分段升降結(jié)構(gòu)……還有很多，都是可以比較和嘗試的，可能相比之下，都不如短板系統(tǒng)來(lái)得簡(jiǎn)單、實(shí)用和快捷。

關(guān)于大氣壓強(qiáng)使工作水量(即C處藍(lán)色箭頭部分)回到D處，則是通過(guò)注射器工作模式實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)注射器的柱筒與柱芯之間就是真空管道，隨著柱芯上拉回原處，在大氣壓強(qiáng)的作用之下，工作水量便返回到原來(lái)位置。如下圖所示。根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)，這里D處的高度應(yīng)該只有十幾米，但該原理并不限制周?chē)膹綄挘簿褪钦f(shuō)徑寬可以是無(wú)限延伸的。而C處藍(lán)色箭頭處的浮池則是細(xì)高細(xì)高的，只要能容得下升降裝置即可。從理論上講，該系統(tǒng)是以徑寬換細(xì)高，以寬度換高度。當(dāng)然如果覺(jué)得該系統(tǒng)的直角形浪費(fèi)了距離，浪費(fèi)了水，也可以改裝成傾斜式。如下右圖。下面圖示告訴大家，B處和E處，都是阻水閥門(mén)，既可以選擇B處，也可以選擇E處。本系統(tǒng)抬高的高度為C處藍(lán)色箭頭長(zhǎng)度，與整體工程比起來(lái)，確實(shí)不是很高的。希望大家對(duì)此發(fā)明設(shè)計(jì)細(xì)心體會(huì)。另外，需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，本發(fā)明系統(tǒng)當(dāng)中，我認(rèn)為薄弱環(huán)節(jié)可能是托里拆利實(shí)驗(yàn)證明了的大氣壓強(qiáng)撐起高度這個(gè)環(huán)節(jié)，萬(wàn)一這個(gè)環(huán)節(jié)不給力，也是可以用其它方式來(lái)緩解的，比如在其旁邊專(zhuān)門(mén)建一個(gè)容納下C處藍(lán)色箭頭處水量好幾倍的真空洞，這個(gè)洞可外接近處山谷，做即時(shí)排泄之用。在關(guān)鍵時(shí)刻能起到一個(gè)緩急作用。