CN102650273A - 旋转质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的科学领域是能量产生，该能量用于任何有人类需求之处。能量产生总是从将能量从一种类型转换成其它能量类型中获得的，例如在内燃机中燃烧化学能转化成机械能时。然而，产生的能量是由另一种能源转化而来，这种能源将转化成不具有任何能量的无效能源，并随时间推移所有能源都将被用完。但是，我新发明的能源不会被用完。除此以外，能量产生的现有方法被认为是我们星球中污染的主要原因。旋转质量的方法将被用于从一种新能源中产生能量，其中将从旋转质量中的离心加速度作用中产生能量，并将能量转化成机械能，而这种机械能可以被转化成任何其它所要求的能量类型。而这种能源将是无穷尽的并且是无污染的清洁能源。

Description

旋转质量的方法

技术领域

本发明的科学领域是能量产生，该能量用于任何有人类需求之处。

技术背景

总是从将能量从一种类型转换成其它能量类型中产生能量，例如，在内燃机中燃烧化学能转化成机械能时，或在核反应堆中核能转化成电能时。

而产生的能量是由另一种能源转化而来，这种能源将转化成不具有任何能量的无效能源，并随时间推移所有能源都将被用完。但是，我新发明的能源不会被用完。除此以外，能量产生的现有方法被认为是我们星球中污染的主要原因。

发明内容

旋转质量的方法将被用于从一种新能源中产生能量，其中将从旋转质量中的离心加速度作用中产生能量，并将能量转化成机械能，而这种机械能可以被转化成任何其它所要求的能量类型。而这种能源将是无穷尽的并且是无污染的清洁能源。

本发明的理论

宇宙中的任何质量都会受重力效应，并且如果质量静止或朝任何方向移动，这种效应在一个方向上具有稳定值，并与质量的状态无关。质量中还有另一种自然效应，但这种效应取决于质量运动的种类，其中，在质量开始曲线运动时，这种效应将开始增长，这种效应被称为离心加速度，且其值取决于旋转半径大小和旋转速度大小的平方，且其方向始终远离旋转中心。

根据质量中的这种自然效应，我创造了独特的方法(旋转质量)以利用旋转质量中的离心加速度效应来产生有效能量，而这种能量可以被用于任何需要能量来做所要求功的应用中。

旋转质量的方法

我的发明是利用离心加速度在旋转质量中建立力的方法，然后使这种力可以在旋转周期内随离心加速度的方向移动，而质量与任何能够利用这种力来做功的物体相连接。

现在可以如下列出我发明的方法中的基本要素：

1 在旋转臂上加载质量；

2 在旋转周期内，给质量在臂上朝远离旋转中心移动的能力，或者给旋转中心朝离心力方向移动的能力；

3 借助线将质量与位于旋转区域外的物体相连接，该线从旋转中心中穿过而不与质量的旋转相干涉，或者将质量直接与定位在旋转臂上的活塞缸相连接，其中，当活塞借助质量在所产生的远离旋转中心的力的作用下移动时，活塞将做功；

4 使旋转臂旋转以建立离心加速度。

当开始旋转时，离心加速度将开始建立质量中的力，其中这种力将使物体移动，这意味着质量对物体做功或质量将其能量释放到物体中。该物体将是直接能量用户或能量转换器。根据这种创造的方法，产生离心力能量并用于其它应用中。现在和下文中，我将解释当使用这种发明方法时描述所获得能量大小的数学关系式。

现在，质量的旋转平面可以与地表平面垂直或与之水平或倾斜，其中旋转平面对创造的方法的基本要素不起任何作用，我将通过考虑垂直于地表平面的旋转平面来作解释。

附图说明

图1：说明性图以解释在旋转平面垂直于地表平面时自由旋转质量中的力作用的分布。

图2：说明性图以描述当旋转平面垂直于地表平面时，在质量的重力和加速扭矩作用下的质量旋转。

图3：说明性图以解释能量形成的间隔，其中，从(θ＝0)到(θ＝θ_s)是准备间隔，从(θ＝θ_s)到(θ＝θ_e)是产生能量间隔，从(θ＝θ_e)到(θ＝θ_f)是动能吸收间隔。

图4：说明性图以解释在质量围绕旋转中心旋转并同时朝离心加速度方向移动时的距离和尺寸。

图5：说明性图以描述与能量产生单元一同使用的调节器系统的功能。

具体实施方式

图1表示能围绕中心(O)自由旋转的质量，且该质量通过连线(AO)(旋转臂)与中心相连接，这能够让质量朝远离旋转中心(拉长旋转半径)的方向滑动，当质量开始自由旋转，在(θ)位置处有如下：

Fc＝M.Ro.ω²-M.g.Cosθ..............................(1)

其中，(M.Ro.ω²)项表示离心力，且离心力随旋转速度(ω²)或旋转半径(Ro)的增加而增加。同时，将通过力(Ft)继续旋转，该力是扭力而无任何增加离心力的作用或反之

Ft＝M.g.Sinθ............................................(2)

(g.Sinθ)项表示扭力的加速度，且其值并不通过离心力起任何作用(其值与离心力无关而与旋转角度有关)。

现在，(Fc)是离心力方向上(远离中心)的合力，Ft是扭力而(ω)是旋转速度。当质量开始运动，质量具有在点(θ＝0)处的势能，并且在任何该点以下的点处，势能差将以如下遵循能量守恒定律转化成动能：

ΔEp＝Ek

当质量开始从(θ＝0)旋转，半径(R₀)将开始拉长，当(Fc＞0)时，质量将开始在两个运动方向上运动，一个方向在(Ft)围绕旋转中心、加速度等于(g.Sinθ)的路径上，另一个方向是以加速度等于(Ro.ω²-g.Cosθ)拉长(R)，而拉长不受任何值限制，我们将看到质量(M)最终位置如下：

在(t)时间后，质量将远离中心移动距离(dR)

dR＝1/2((R+dR).ω²-g.Cosθ).t²...........................(3)

$\→t^2=2.\frac{\mathrm{dR}}{((R+\mathrm{dR}).{\mathrm{\ω}}^2-g.\mathrm{Cos\θ})}$

并且在(t)时刻的同时，质量将围绕(O)旋转并离旋转中心距离(S)。

$S=1/2g.\sin \mathrm{\θ}.t^2+R.\stackrel{\·\·}{\mathrm{\ω}}.t$

其中，

是在(θ)处的旋转速度，此时Fc＝0

S＝(R+dR).dθ，

其中，(dθ)在Fc＝0时开始，且然后有

$\stackrel{\·\·}{\mathrm{\ω}}=0+\frac{g.\mathrm{Sin\θ}.t}{R}$

→S＝1/2g.Sinθ.t²+g.Sinθ.t²

$\→S=\frac{3}{2}g.\mathrm{Sin\θ}.t^2...\left(4\right)$

$\→t^2=\frac{2.S}{3.g.\mathrm{Sin\θ}}$

$\→t^2=\frac{2.(R+\mathrm{dR}).\mathrm{d\θ}}{3.g.\mathrm{Sin\θ}}$

$\→\frac{\mathrm{dR}}{((R+\mathrm{dR}).{\mathrm{\ω}}^2-g.\mathrm{Cos\θ})}=\frac{(R+\mathrm{dR}).\mathrm{d\θ}}{3.g.\mathrm{Sin\θ}}$

$\→\mathrm{dR}=\frac{(R+\mathrm{dR}).(\mathrm{d\θ}+{\mathrm{\ω}}^2)-g.\mathrm{Cos\θ}}{3.g.\mathrm{Sin\θ}}...\left(5\right)$

现从方程式(5)中，我们可以理解，(dR)将无穷大，这意味着，半径拉长不受限制，而质量不会到达旋转角度为(θ＝π)的位置。为此，并为了控制过程，半径的拉长应该受控从而让质量在离心加速度的作用下移动并到达任何设计的旋转角度。

现在(dR)将以减振器系统(Ec)的函数受控，其中，(dR)的最小值为零而最大值为(ΔR＝∫f(dR))。

现在且如图2中那样，质量将从(θ＝0)以其自身重量加上扭矩(T)开始旋转，在这种情况中，在初始位置处的能量是

Ep+Et

其中Et＝Tdθ，且Ep＝M.g.dh

当质量旋转时，在任何点处的总供给能量是

并且总供给能量等于该点处的动能Ek

${\∫}_0^{\mathrm{\θ}}M.g.d1+{\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ}$

现如果质量经过一个完整循环返回其初始位置，则一个旋转循环后的供给能量将是

供给能量在该点处将为

$\mathrm{Ek}={\∫}_0^{2.\mathrm{\π}}T.\mathrm{d\θ}...\left(6\right)$

现在，在我新发明的方法中，对于每个能量循环，我们能够进行任何数目的旋转过程或旋转循环中的部分，其中对于任何情况我们必须使质量返回到旋转臂(连线)上的最初位置，当拉伸长度到达其设计值时，即意味着所获得的能量间隔将从半径拉伸的起始开始，直至拉伸长度到达其设计值，但能量行程将包含另两个间隔，一个间隔在前，以加大离心力，而另一个间隔在后，以使拉长半径返回到其初始长度，

现从图3中我们可以得到如下

$\mathrm{Ek}=({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+M.\mathrm{gdh}$

且当

$\mathrm{Ro}.{\mathrm{\ω}}^2\≥g.\mathrm{Cos\θ}\→{\mathrm{\ω}}^2\≥\frac{g.\mathrm{Cos\θ}}{\mathrm{Ro}}...\left(7\right)$

时，离心力将开始做功，

此时

${\mathrm{\ω}}^2=2.\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{M.R{o}^2}...\left(8\right),$

由(7)&(8)

$2.\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{M.R{o}^2}\≥\frac{g.\mathrm{Cos\θ}}{\mathrm{Ro}}$

$\→\mathrm{Cos\θ}=\frac{2.(({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+M.\mathrm{ghd})}{M.g.\mathrm{Ro}}$

θs＝θ+dθ其中，θs是当(dEc)开始增长时的角度。

$\→\mathrm{\θ}=\mathrm{Co}{s}^{-1}\frac{2.(({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+M.\mathrm{gdh})}{M.g.\mathrm{Ro}}$

$\→\mathrm{\θs}=(\mathrm{d\θ}\≅0)+C{\mathrm{os}}^{-1}\frac{2.(({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+M.\mathrm{gdh})}{M.g.\mathrm{Ro}}$

现有(dEc)＝(M.((R+dR).ω²-g.Cosθ)*(dR)

其中，(Ec)是离心力能量。

且 ${\mathrm{\ω}}^2=2.\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{M.{(R+\mathrm{dR})}^2}$

$\→\mathrm{dEc}=2.\left(\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{(R+\mathrm{dR})}\right).\left(\mathrm{dR}\right)-M.g.\mathrm{Cos\θ}.\left(\mathrm{dR}\right)$

$\→\mathrm{Ec}={\∫}_{\mathrm{\θs}}^{\mathrm{\θe}}(2.\left(\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{(R+\mathrm{dR})}\right).\left(\mathrm{dR}\right)-M.g.\left(\mathrm{dR}\right).\mathrm{Cos\θ})...\left(9\right)$

其中，θe是当.

时在第二间隔末的角度。

现从(θ＝0)到θ，所有供给功

将转化成动能(Ek)，且其不影响离心力所作功或反之亦然，因为这是通过分开的惯性源(质量抵抗在其运动方向上的变化)来完成的。

任何时刻dEk＝M.g.dh+T.dθ

$\→\mathrm{Ek}={\∫}_0^{\mathrm{\θf}}(M.g.\mathrm{dh}+T.\mathrm{d\θ})$

其中，

dh＝(2R+dR)-((R+dR)(1+Cosθ)  从图4

$\→\mathrm{Ek}={\∫}_0^{\mathrm{\θf}}(M.g.((2R+\mathrm{dR})-(R+\mathrm{dR})(1+\mathrm{Cos\θ}))+T.\mathrm{d\θ})...\left(10\right)$

现有最终效率

$(\mathrm{\ζ}\%)=\frac{\mathrm{Ek}+\mathrm{Ec}}{(M.g.\mathrm{dh}+{\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})}$

$\→(\mathrm{\ζ}\%)=(1+\frac{\mathrm{Ec}}{\mathrm{Ek}})...\left(11\right)$

方程(11)给出理论效率，但对于实际效率来说，我们必须计算所有的摩擦功损失以及由于能量单元中所包含部件的各种效率的其它损失，且所有这些损失之和应当从最后获得的能量中如下减去：

(E_f)：摩擦功损失

(E_e)：涉及部件效率的损失功之和

最后所获得的能量中的总损失＝(Ef)+(Ee)

清楚的是，离心力在旋转循环内将不是规则大小的，这将反映在能量产生上，且为了控制所获得能量的大小，我们将使用调节器系统，其中，该调节器系统的任务将是控制波动的能量并将这种能量发送到能量终端用户。

现在，设计成实现发明方法的机构应该包括发明方法的基本要素，且该机构将被称为离心力能量产生单元，图5中的示意图描述将被建成具有发明方法的基本要素的能量产生单元与调节器系统以及终端用户之间的关系。

从先前的解释中可以理解，我们能使用本发明方法来产生能量，无论旋转平面是否垂直于地表或与其成水平，其中，在第二种情况中，我们必须使用外扭矩来建立旋转速度，因为我们没有质量的自由落体，且我们能在第一种情况中使用外扭矩只是来增加旋转速度，该旋转速度将增加所获得能量的量。

如在本发明方法的第三基本要素中规定的那样，不论是否允许质量在旋转臂上移动或允许旋转中心移动，我们将得到相同的产生的能量，这是因为当将质量保持在旋转臂上时，质量中产生的力将以相同值传递至旋转中心。

且这种方法可以通过使用具有任何重量或尺寸的任何种类的质量来实现，其中，这取决于所设计机构中所需要的能量的量。

关于执行机构，可以通过使用机械液压系统来实现，其中，质量中所产生的力将使液压活塞移动，该液压活塞将液体泵送至液压马达，该液压马达将使能量用户的轴或调节器系统的轴旋转，该调节器系统将调节能量流并能够将能量流转化成另一种如电能的能量(如果电能是所需要的能量)。

如在先前数学方程式中所述，在旋转平面垂直于地表平面的情况下，产生的能量的量将大于作为质量势能的部分损失而释放的能量，然后我们将使用产生能量的部分来使质量返回其初始位置从而开始新的能量循环。

在设计本方法的执行机构以具有与地表平面平行的旋转平面的情况下，将通过使用外扭矩来使质量旋转，并为了补偿这些量的扭矩能量，我们必须使用机械弹簧在设计的旋转角度末吸收动能，从而再泵送动能并在相反的旋转方向上开始另一个能量循环，并且将通过产生能量的一些来补偿由于摩擦和机械弹簧效率的能量损失。

Claims (10)

1.旋转质量是通过利用离心加速度效应来产生能量的一种新的独特的方法。

2.如权利要求1所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法包括四个相继的基本要素，并且所述方法实现从旋转质量中的离心加速度效应中产生能量，并且以下四步形成本发明方法的基本要素：

1)在旋转臂上加载质量；

2)在旋转周期内，给质量在臂上朝远离旋转中心移动的能力，或给旋转中心朝离心力方向移动的能力；

3)借助线将质量与位于旋转区域外的物体相连接，该线从旋转中心中穿过而不与质量的旋转相干涉，或者将质量直接与位于旋转臂上的活塞缸相连接，其中，当活塞借助质量在所产生的远离旋转中心的力的作用下移动时，所述活塞将做功；

4)使所述旋转臂旋转以建立离心加速度。

3.如权利要求1或2所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法将用于产生离心力的能量。

4.如权利要求1-3中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法能借助利用任何机构来执行，所述机构可以是液压系统、气动系统或任何其它机械系统。

5.如权利要求1-4中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法能在垂直于地表平面或平行于地表平面的任何旋转平面中执行，且不论旋转过程是否有外扭矩或只是取决于质量的自由落体。

6.如权利要求1-5中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法能通过外扭矩提供所述旋转质量的能量循环以提高旋转速度和产生能量的量。

7.如权利要求1-6中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法的执行机构能设计成包含具有任何重量或尺寸而无任何限制的质量。

8.如权利要求1-7中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法的执行机构能设计成包含具有任何形状或尺寸的旋转臂，并能给予所述质量所设计的旋转半径拉长度而无任何限制。

9.如权利要求1-8中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，如在本发明方法的基本要素的第三基本要素中所述那样，所述方法的执行机构能设计成给予所述质量在旋转臂上移动的自由度，或给予所述旋转中心朝离心加速度方向运动的自由度。

10.如权利要求1-9中任一项所述的旋转质量的方法，其特征在于，所述方法具有方程(9)

$\→\mathrm{Ec}={\∫}_{\mathrm{\θs}}^{\mathrm{\θe}}(2.\left(\frac{({\∫}_0^{\mathrm{\θ}}T.\mathrm{d\θ})+(M.\mathrm{gdh})}{(R+\mathrm{dR})}\right).\left(\mathrm{dR}\right)-M.g.\left(\mathrm{dR}\right).\mathrm{Cos\θ})...\left(9\right)$

所述方程描述在使用该独特的方法来产生离心力能量时所获得的能量的量，无论是否使用来自外部来源的扭矩，并具有任何类型的旋转平面：垂直、水平或倾斜。

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