CN102052234A - 在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述旋轮式动力机包括动力轮和若干个容器，所述动力轮为以局部没入液体中的直径大于0.3米的圆形动力轮，该动力轮的所在平面与地平面呈30-90°夹角；在动力轮的外缘上以单侧等距安装或外缘双侧交叉安装该容器；所述容器随动力轮的旋转进入液体时能够充入液体，该容器随动力轮旋转出液体时能够排出液体。所述动力轮中心设有气体分配阀和由动力轮中心向动力轮外缘辐射且中空能通过气体的辐条作为导气管，每根导气管对应连接一个容器。本发明动力装置在利用液体的机械动能做功的同时又巧妙生成并利用了液体的天然浮力，使做功效率大大提高，具备了取代传统化石能源的条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机。
背景技术
液体的浮力巨大而且容易得到，因此多少年来人们一直在设想利用液体的浮力作为动能来发电，但是发电机发电需要动力机给出连续旋转运动，而这是浮力难以用经济办法实现的。其中最重要的是要利用浮力就必须先得到浮力，以往的做法是直接使浮体部分或整体没入液体中，而这就需要消耗比浮力更大的能量，这使浮力发电一直难以实现。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，是以将液体的浮力、液体流冲力和杠杆力组合在同一旋转系统内以产生扭矩的动力装置。
本发明的技术方案是：
一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述旋轮式动力机包括动力轮和若干个容器，所述动力轮为以局部没入液体中的直径大于0.3米的圆形轮，该动力轮的所在平面与地平面呈30-90°夹角；在动力轮的外缘上以单侧等距安装或外缘双侧交叉安装容器；所述容器随动力轮的旋转进入液体时能够充入液体，该容器随动力轮旋转出液体时能够排出液体。
所述动力轮中心设有气体分配阀和由动力轮中心向动力轮外缘辐射且中空能通过气体的辐条作为导气管，每根导气管对应连接一个容器。
所述容器为椭球状或球状，容器上设有纵向开口和进气孔，该开口上安装只能向容器内方向打开的盖板；容器一端设有喷液体口。
所述容器一端设有只能单向进液的进液口装置，另一端装有用于喷液体或排气的出口装置，容器上设有进气孔。
所述容器喷液体口与动力轮的旋转平面存在3-60°夹角。
所述容器为柔性材料制作，其一端装有由传感器控制的进气和排气阀门；在容器向液体中运动时排气阀门打开，容器内的气体通过排气阀门排出容器，容器低浮力下沉，沉至液体下后，排气阀门关闭，进气阀门打开，气体进入。
所述旋轮式动力机的支架与动力轮最下端容器的喷液体口位置处，固定有一组接受液体流冲力的叶片。
所述动力轮的主轴上固定动力输出齿轮，动力轮的半径大于动力输出齿轮的半径；动力输出齿轮通过齿轮或皮带轮连接发电机或动力机。
所述动力轮为单个或若干个组合为一个动力轮组使用。
本发明中的作为绿色能源的动力轮动力装置在利用液体的机械动能做功的同时又巧妙生成并利用了液体的天然浮力，使做功效率大大提高，具备了取代传统化石能源的条件。
使带来浮力的空间容器在进入液体中时能够很快被液体灌满，这里自然也就不存在浮力；这个过程可通过多种方式实现，本发明主要是由靠重力自然控制灌液体排气口的打开和关闭来解决的。
容器入液体后，再利用高压气体在设定的时间内把容器内的液体排空就可使它们再恢复浮力，进而为系统提供作功的势能。由于排空液体后的容器并没有立即浮出水面，因此容器为系统作功的势能将一直维持到浮出水面。除浮力所带来的势能外，容器的排液体过程产生的反作用力还可以使系统得到一个动能。在排液体出时其附近设置有阻液体装置，这里由反作用带来的动能将会更大，情况如前所述。但是对于系统获取动能来说，意义最大的还是这里的杠杆作用，在本发明中，动力轮分为入液体侧和出液体侧，入液体侧基本不受力，而出液体侧则在承受浮力和冲力。作为一侧受力，其动力轮外缘与作为动力输出端的动力输出齿轮或皮带轮之间必然存在着杠杆力。该力以齿轮或皮带轮半径为阻力臂，以动力轮半径为动力臂。由于动力臂的长度是阻力臂的若干倍，因此反应在动力轮外缘的浮力势能和冲力动能必然会通过杠杆作用在动力输出齿轮或皮带轮处成若干倍放大，作为动力输出装置，这个杠杆作用必然有巨大意义。
附图说明
图1为本发明装置总体结构图
图2为本发明装置俯视图
图3为一种容器结构图
图4为图3中容器的剖视图
图5为接受液体流冲力的叶片
图6为本发明杠杆原理示意图
图中，1-动力轮，2-容器，3-容器盖板，4-喷液体口，5-导气管，6-叶片，7-动力轮主轴，8-导杆，9-动力输出齿轮，10-动力轮支架
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1-6所示，一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述旋轮式动力机包括动力轮1和若干个容器2，所述动力轮1为以局部没入液体中的直径大于0.3米的圆形轮，该动力轮1的所在平面与地平面呈30-90°夹角；在动力轮1的外缘上以单侧等距安装或外缘双侧交叉安装容器2；所述容器2随动力轮1的旋转进入液体时能够充入液体，该容器2随动力轮1旋转出液体时能够排出液体。所述动力轮2中心设有气体分配阀和由动力轮中心向动力轮外缘辐射且中空能通过气体的辐条作为导气管5，每根导气管5对应连接一个容器2。
容器为椭球状、球状或其他形状，结构主要有以下三种形式：
第一种容器2为椭球状或球状，容器上设有纵向开口和进气孔，该开口上安装只能向容器内方向打开的盖板3；盖板3由导杆8控制开合；容器2一端设有喷液体口4，该喷液体口4为椭圆截面扁管，通过螺栓与容器2固定。由于这些容器2安装时其开口朝向动力轮外侧，因此在动力轮1带着容器2转出液体面时，容器2的开口朝上。由于重力的作用，容器的盖板3便会自动向内打开；这时液体则会自然流入而气则会自然排出容器；当装满液体的容器2随动力轮1运动到液体底时，容器的盖板3又会因重力作用向容器外的方向运动从而关闭容器开口。容器进气孔可通过导气管5与气泵连接，而且容器2的一端装有喷液体口4，在高压气体通过导气管5进入已经被灌满液体而且其进液体排气装置已被关闭的容器2后，容器2内的液体必然会因高压气体的挤压沿着喷液体口4喷出。
第二种容器2一端设有只能单向进液的进液口装置，另一端装有用于喷液体或排气的出口装置，容器2上设有进气孔。在容器2随动力轮1旋转逐渐没液体中时，进液体口处于下端位置，排气口处于上端位置。这时外部的液体则会因液体压而灌入容器。在液体进入容器2的同时，空气则由排气口自然排出，液体自动灌满容器2；当液体自动灌满容器2后，由于容器2有进气孔，进液体口和排气口的出口装置阀门又会因容器2被充气时产生的内部压力而关闭。容器2可通过导气管5与气泵连接，而且容器2的一端装有喷液体口。在高压气体通过导气管5进入已经被灌满液体而且其进液体排气装置已被关闭的容器后，容器内的液体必然会因高压气体的挤压沿着喷液体口喷出。
所述容器喷液体口与动力轮1的旋转平面存在3-60°夹角。
第三种容器为柔性材料制作，其一端装有由传感器控制的进气和排气阀门；在容器向液体中运动时排气阀门打开，容器内的气体通过排气阀门排出容器，容器低浮力下沉，沉至液体下后，排气阀门关闭，进气阀门打开，气体通过导气管进入。
所述旋轮式动力机的支架10与动力轮1最下端容器的喷液体口位置处，固定有一组接受液体流冲力的叶片6。
所述动力轮的主轴7上固定动力输出齿轮9，动力轮的半径大于动力输出齿轮9的半径；动力输出齿轮9通过齿轮或皮带轮连接发电机或动力机。
所述动力轮1为单个或若干个组合为一个动力轮组使用。
容器的喷液体口在动力轮上的安装方向是一致的，当容器内的液体沿喷液体口向外喷射时，这个过程必然会推动容器或动力轮沿着反方向运动，从而带动动力轮旋转。又由于在喷液体口后下方装有不随动力轮旋转的叶片，使所喷液体流直接喷射在这些叶片上，这里的反作用力必然会推动动力轮加速旋转。随着容器内的液体被逐渐排空，容器就会逐渐产生浮力带动容器上浮。由于这个浮力的生成对于容器的组合来说是连续的，因此该过程中的浮力就会拖动动力轮连续运动从而使动力轮旋转。
以下主要以椭球状容器进液体排气模式具体说明：
动力轮的平面在液体中与地平面垂直或接近垂直，设动力轮与地平面垂直的轴线为0-180°线，即顺时针方向0°-180°为入液体侧；180°-360°为出液体侧。由于容器内的液体在旋转至180°-270°夹角内有N个容器被逐渐排空，这N个容器在270°前的排空量相加等于一个容器的被彻底排空后的空间。由于容器内的液体在270°前内已被排空，在270°-360°夹角范围内动力轮大部浸没液体中，因此液体里共分布着2-N个排空后的容器。这些浸没在液体中的空容器给出的必然是无能耗的、必然会拖动动力轮旋转净浮力。由于重力作用，容器在360°的位置上，进液体排气口的盖子就会沿导杆向容器内的方向滑动打开。随着动力轮的旋转，在液体自动灌满容器的同时空气则会自动排出；在180°的位置上，由于重力作用，有关进液体排气口的盖子就会沿导杆向容器外的方向滑动直至关闭进液体排气口。自180°开始至270°，这时高压气体经过气体分配阀和导气管分别进入N个容器，并在270°前将N个容器内的液体逐渐排空。该N个容器排液体总量相当一个容器被全部排空后的量，或者说相当气泵扣除机械损耗后的耗能量。自270°至360°，这里共有N个已经被排空的容器浸没液体中，为系统提供相当于气泵耗能量N倍的净浮力。容器喷出的液体流射向安装在液体柜墙壁的叶片上和周围液体体内，该过程可为动力轮提供大约为气泵耗能的50％的动能。在360°的位置上，1个容器的进液体排气口露出液体面，重复前面所说的过程。
如图6所示，设动力轮半径为R，动力轮的动力输出端齿轮半径为r，根据杠杆原理F1*L1＝F2*L2，容器所带给动力轮的无论是动能还是势能，经过杠杆作用，它们都会在输出端齿轮或皮带轮的作用关系中放大相应倍数。
Claims (9)
1.一种在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述旋轮式动力机包括动力轮和若干个容器，所述动力轮为以局部没入液体中的直径大于0.3米的圆形轮，该动力轮的所在平面与地平面呈30-90°夹角；在动力轮的外缘上以单侧等距安装或外缘双侧交叉安装容器；所述容器随动力轮的旋转进入液体时能够充入液体，该容器随动力轮旋转出液体时能够排出液体。
2.如权利要求1所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述动力轮中心设有气体分配阀和由动力轮中心向动力轮外缘辐射且中空能通过气体的辐条作为导气管，每根导气管对应连接一个容器。
3.如权利要求1或2所述的在液体中获取势能和动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述容器为椭球状或球状，容器上设有纵向开口和进气孔，该开口上安装只能向容器内方向打开的盖板；容器一端设有喷液体口。
4.如权利要求1或2所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述容器一端设有只能单向进液的进液口装置，另一端装有用于喷液体或排气的出口装置，容器上设有进气孔。
5.如权利要求3所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述容器喷液体口与动力轮的旋转平面存在3-60°夹角。
6.如权利要求1或2所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述容器为柔性材料制作，其一端装有由传感器控制的进气和排气阀门；在容器向液体中运动时排气阀门打开，容器内的气体通过排气阀门排出容器，容器低浮力下沉，沉至液体下后，排气阀门关闭，进气阀门打开，气体进入。
7.如权利要求1所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述旋轮式动力机的支架与动力轮最下端容器的喷液体口位置处，固定有一组接受液体流冲力的叶片。
8.如权利要求1所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述动力轮的主轴上固定动力输出齿轮或皮带轮，动力轮的半径大于动力输出齿轮或皮带轮的半径；动力输出齿轮通过齿轮或皮带轮连接发电机或动力机。
9.如权利要求1所述的在液体中获取势能和动能为自身驱动能的旋轮式动力机，其特征在于：所述动力轮为单个或若干个组合为一个动力轮组使用。
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