CN102812235A - 旋转动力产生器及利用了它的向心力作用式水车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用了低落差和低速的水流的向心力作用式水车，其特征是包括沿上下或左右位于一条线上并借助于置物架和固定轴可旋转地被支撑的内外部向心筒、以及在该内外部向心筒之间以辐射状固定结合的多个翅片，上述内外部向心筒和相邻的各个翅片的组合形状构成倾斜的下表面使得水或蒸汽在倾斜流动的同时旋转半径逐渐减小。

Description

旋转动力产生器及利用了它的向心力作用式水车

技术领域

本发明涉及利用了低落差和低速的水流的向心力作用式水车，更为详细地讲，涉及能够在利用水的水压和旋转惯性而旋转的水车中提高重力的效果的向心力作用式水车。

背景技术

一般来讲，低落差用水车使用水碓式等已公知的水车，而这种已公知的水车存在效率低的不足之处。

而且，上述水车其构成与现有的离心泵（Centrifugal Pump）相似，观察现有的离心泵技术形态如下。

首先，韩国专利授权号第10-0381466-000（2003.04.10）涉及离心或混流涡轮机械，就上述离心或混流涡轮机械而言，是为了使利用旋转力的泵的排出压力最大而改进了翅片角度的，但上述翅片角度的改进仅仅适用于离心泵，因而存在不能适用于水车的问题。

发明内容

技术课题

本发明是为了解决如上所述的问题而研究出的，其目的在于利用从水道供给的水的水压和旋转惯性而使向心力作用式水车能够连续地旋转动作。

而且，其目的在于使旋转动作的翅片和内部向心筒以及外部向心筒分别或一体旋转动作从而能够在所希望的部位得到所希望的旋转力。

解决课题手段

为了达到如上所述的目的，本发明的一实施例的特征是，包括沿上下或左右位于一条线上并借助于置物架和固定轴可旋转地被支撑的上下部旋转架、以及在该上下部旋转架之间以辐射状固定结合的多个翅片，上述上下部旋转架和相邻的各个翅片的组合形状构成倾斜的下表面使得水或蒸汽在倾斜流动的同时旋转半径逐渐减小，由此包括上述翅片的上下部旋转架由从配置于上部的介质下落口下落的包括水或蒸汽的介质的冲击而以上述固定轴为旋转支撑轴旋转，从而由通过上述翅片的上部侧的旋转半径与通过上述翅片的下部侧的旋转半径的长度而产生转矩，由因该动力传递用介质的旋转而引起的位置变化所产生的上述介质的旋转半径和由介质的下落而引起的力矩之差可进行持续的旋转，使得上下部旋转架旋转。

而且，根据本发明的另一实施例的利用上述旋转力产生器的向心力作用式水车，利用从水道供给的水进行旋转动作，其特征是包括：在固定于设置场所的固定板上沿垂直方向固定安装固定轴的固定部；插入安装于构成上述固定部的固定轴的下部的侧压轴承；包覆上述侧压轴承的上部一部分并安装于固定轴的下部，内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承，上部按照一定间距形成有多个排出孔以使所流入的水能够向排水道排出的下部旋转架；与安装于上述固定轴的下部旋转架隔着间距安装于上部，且内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承的上部旋转架；安装于上述下部旋转架的上部，下部在下部旋转架形成倾斜面使得水容易流入，且下部末端周围形成有多个排出通道的圆筒状的外部向心筒；在安装于上述上部旋转架的下部的上盖的外周面上固定的圆筒状的内部向心筒；以辐射状安装于上述外部向心筒与内部向心筒之间的多个翅片。

发明效果

根据本发明，不仅利用从水道供给的水的水压和旋转惯性而使向心力作用式水车能够连续地旋转动作，而且能够将水的势能即落差全部转换为旋转力，因而具有能够提高向心力作用式水车的效率的效果。

而且，具有使旋转动作的翅片和内部向心筒以及外部向心筒分别或一体旋转动作从而能够在所希望的部位得到所希望的旋转力的效果。

而且，具有通过形成于翅片与翅片之间的规定的空间部来提高水所具有的动能从而能够提高旋转力的效果。

而且，不仅在利用了缓流的水的发电等改进水车的动作特性而能够最大地充分利用水所具有的动能，而且在水流多种多样的区域可利用小规模水力，因而具有能够实现可对清洁能源生产作贡献的、用于超小水利发电的向心力作用式水车的效果。

附图说明

图1是将根据本发明的一实施例的旋转式动力产生器截取一半表示的纵截面立体构造图。

图2是图1中所例示的旋转式动力产生器的主视构造图。

图3是表示采用了根据本发明的旋转式动力产生器的向心力作用式水车的分解立体图。

图4是表示根据本发明的向心力作用式水车的内部构造的纵截面构造图。

图5是表示构成根据本发明的向心力作用式水车的翅片的其它实施例的俯视图。

图6和图7是表示根据本发明的向心力作用式水车的另一实施例的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的构成，图1是将根据本发明的一实施例的旋转式动力产生器截取一半表示的纵截面立体构造图，图2是图1中所例示的旋转式动力产生器的主视构造图，图3是表示采用了根据本发明的旋转式动力产生器的向心力作用式水车的分解立体图，图4是表示根据本发明的向心力作用式水车的内部构造的纵截面构造图，图5是表示构成根据本发明的向心力作用式水车的翅片的其它实施例的俯视图，图6和图7是表示根据本发明的向心力作用式水车的另一实施例的图。

如图1和图2所例示，根据本发明的一实施例的旋转力产生器包括沿上下或左右位于一条线上并借助于置物架和固定轴22可旋转地支撑的内外部向心筒80、70、以及在该内外部向心筒80、70之间以辐射状固定结合的多个翅片90，上述内外部向心筒80、70和相邻的各个翅片90的组合形状形成为扇形以便与漏斗形态的倾斜面接合，其中，上述漏斗形态的倾斜面由倾斜的下表面构成使得水或蒸汽在向下方倾斜流动的同时旋转半径逐渐减小，由此包括上述翅片90的内外部向心筒80、70由从配置于上部的介质下落口下落的包括水或蒸汽的介质的冲击而以上述固定轴22为旋转支撑轴旋转，从而由通过上述翅片90的上部侧的旋转半径与通过上述翅片90的下部侧的旋转半径的长度之差而产生转矩，由因该动力传递用介质的旋转而引起的位置变化所产生的上述介质的旋转半径和由介质的下落而引起的力矩之差可进行持续的旋转，使得上述内外部向心筒80、70旋转。

即、就介质在作为以上述形态形成的介质的下落流动空间的漏斗形部位的上侧外周的旋转移动速度而言，由即将放出之前旋转速度引起的介质的流入时速度使水车产生旋转，由于在相同转速的水车越是向放出口侧下降则圆周就越小，因而介质流出速度就相对降速，此时因水的流入速度与流出速度之差而引起的能量之差向水车传递动力，这样，漏斗形部位的中心部的水的旋转移动速度之差的力作用于翅片的侧壁面，从而产生并维持旋转动力。

而且，上述内外部向心筒80、70的上部的纵截面以在内轮廓部位形成朝上突出的延伸式导向件75的方式形成为U字形，并在上述翅片90的上侧内轮廓部位以一部分在朝上突出于上述内外部向心筒80、70的内轮廓部位的延伸式导向件内侧突出并紧贴插入的方式延伸形成有突出部91。

而且，上述的旋转力产生器采用于本发明中的向心力作用式水车10，该向心力作用式水车10可包括：固定安装于设置场所的固定部20；设置于构成上述固定部20的固定轴22的侧压轴承30；安装于上述固定轴22的下部的下部旋转架40；与安装于上述固定轴22的下部旋转架40隔着间距安装固定于固定轴22的上部旋转架50；固定在安装于上述上部旋转架50的上盖81的外周面的内部向心筒80；以及以辐射状安装于上述外部向心筒70与内部向心筒80之间的多个翅片90。

上述固定部20由固定于设置场所的固定板21和垂直固定安装于上述固定板21的固定轴22构成。

即、上述固定部20利用选自螺栓、螺母、地脚螺栓、铆钉等中之一的连结件130在设置场所固定设置固定板21之后通过焊接或利用连结件130等在上述固定板21的上部沿垂直方向固定安装固定轴22。

插入安装于构成上述固定部20的固定轴22的下部的侧压轴承30防止安装于上部的下部旋转架40与固定板21接触，并且可实现顺利的旋转动作。

安装于上述固定轴22的下部旋转架40包覆上述侧压轴承30的上部一部分并安装于固定轴22的下部，且内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承41，上部形成有用于向排水道60排出所流入的水的多个排出孔42。

即、上述下部旋转架40插入安装于固定轴22并安装于侧压轴承30的上部之后，通过轴承41进行旋转动作并利用排出孔42能够向排水道60传递流入上部的水。

此时，上述排水道60最好倾斜地安装以使所供给的水能够顺利地排出。

与安装于上述固定轴22的下部旋转架40隔着间距安装于固定轴22的上部旋转架50在内部安装有用于进行旋转动作的轴承51且在下部形成有水平或倾斜面的上盖81以便与上述内部向心筒80顺利结合。

安装于上述翅片90的倾斜的部分的倾斜面71做成漏斗状，从而安装于该倾斜面71的外部向心筒70形成为圆筒状，内部形成有倾斜面71以便容易进行排水，下部末端形成为排出通道72以能够排水。

即、上述外部向心筒70供给到通过水道100流入的水后通过形成于下部的倾斜面71并通过下部排出通道72能够进行排水。

此时，上述外部向心筒70具有与内部向心筒80相同的高度或更高地形成。

与安装于上述上部旋转架50的下部的上盖81结合的内部向心筒80形成为圆筒状。需要指出的是，此时上述上盖81可以是水平或以中心倾斜的形态。

即、上述内部向心筒80以小于外部向心筒70的直径形成，通过在与外部向心筒70之间形成的空间S传递到通过水道100的供水并进行传递。

需要指出的是，此时上述内部向心筒80不仅具有与外部向心筒70相同的高度或更低地形成还可沿上述空间S方向倾斜地形成。

以辐射状安装于上述外部向心筒70与内部向心筒80之间的各翅片90的上表面和底面与外部向心筒70的倾斜面71和内部向心筒80的下部倾斜面81以及上盖81的下部面结合。

而且，就上述翅片90而言，不仅可以笔直地形成还可如图3所示那样将平面状弯曲成曲面而形成，从而可形成为使对于通过水道100供给的水的阻力最小化的同时能够顺利地进行旋转动作。

而且需要指出的是，上述上部旋转架50、外部向心筒70、内部向心筒80、上盖81、各翅片90可形成为一体，从而减少零部件且进行顺利的旋转动作并使负载最小化。

接着，上述外部向心筒70和内部向心筒80可形成为高于翅片90的高度，以便能够容纳通过水道100供给的水并向翅片90与翅片90之间的空间部S 1顺利地供水。

此时，上述翅片90向形成于外部向心筒70与内部向心筒80之间的空间S突出形成有规定区间凸起部91。

而且，上述向心力作用式水车10可如所图示的图6那样构成，即、以固定于固定板21的方式安装上述固定轴22，上述上部旋转架50、外部向心筒70、内部向心筒80、各翅片90构成为一体并由轴承41和轴承51旋转地安装于上述固定轴22，在上述固定轴22的上部，可将上部旋转架50延伸而与动力传递单元140旋转结合以使上部旋转架50能够进行旋转动作。

这里，上述动力传递单元140包括：发电机141；卷绕结合向该发电机141传递旋转动力的传动带或链条，并由多个齿轮构成的齿轮箱142；借助于传动带或链条与上述齿轮箱142联动工作的旋转轴143；以及分别安装于上述旋转轴143和上部旋转架50的延伸轴21而进行旋转动作的锥齿轮144。

对此进一步进行补充说明，上述动力传递单元140在延伸了固定于固定板21的固定轴22上旋转的向心力作用式水车10的上部旋转架50的支撑轴21贯通工作台150并旋转的构成中，包括：通过在上述延伸轴21上进行旋转动作的锥齿轮144而工作的旋转轴143；借助于传动带或链条与该旋转轴143卷绕结合的齿轮箱142；以及从齿轮箱142传递到动力而生产电力的发电机141。

此时，最好是在上述向心力作用式水车10的外侧进一步安装工作台150并利用U型螺栓和螺母等连结件130固定上述水道100。

下面，所图示的图7表示向心力作用式水车的另一实施例，对此简单说明如下。

上述向心力作用式水车10包括：在固定于设置场所的固定板21上沿垂直方向固定安装固定轴22的中空形状的固定部20；插入安装于构成上述固定部20的固定轴22的下部的侧压轴承30；包覆上述侧压轴承30的上部一部分并安装于固定轴22的下部，内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承41，上部按照一定间距形成有多个排出孔42以使所流入的水能够向排水道60排出的下部旋转架40；与安装于上述固定轴22的下部旋转架40隔着间距安装于上部，且内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承51的上部旋转架50；安装于上述下部旋转架40的上部，下部形成有倾斜面71，且下部末端形成有多个排出通道72的圆筒状的外部向心筒70；在上述上部旋转架50的下部安装有下部倾斜面81的圆筒状的内部向心筒80；以辐射状安装于上述外部向心筒70与内部向心筒80之间的多个翅片90；在通过连接通道部111调节从上述水道100供给的水之后，通过与上述连接通道部111及固定轴22连接的连通管道112向固定轴22的内部供给传递到上述连接通道部111的水的水供给部110；安装于上述固定轴22的上部，向形成于外部向心筒70与内部向心筒80之间的空间S供给通过上述固定轴22传递的水的分支管120。

即、上述向心力作用式水车10将上述固定部20的固定轴22形成为中空形状并在上述固定轴22的下部和上部安装水供给部110和分支管120，从而能够使向心力作用式水车10进行旋转动作。

说明如上构成的向心力作用式水车的实施例如下。

首先，利用连结件130在设置场所固定安装固定板21之后，在上述固定板21的上部沿垂直方向固定安装固定轴22而构成固定部20，然后，在构成上述固定部20的固定轴22的下部插入安装侧压轴承30。

而且，在上述固定轴22的下部安装包覆上述侧压轴承30的上部一部分，且内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承41，在上部安装按照一定间距形成有多个排出孔42从而能够向排水道60排出所流入的水的下部旋转架40。

此时，倾斜地安装上述排水道60，从而能够向外部顺利地排出通过排出孔42传递的水。

接着，在上述下部旋转架40的上部构成多个排出孔42使得水容易流出下部旋转架40的外部，安装了下部形成有倾斜面71的圆筒状的外部向心筒70之后，在上述外部向心筒70的上部隔着间距以辐射状安装各个翅片90。

而且，在上述翅片90的上部安装与上盖81结合形成的圆筒状的内部向心筒80之后，在上述内部向心筒80的上部安装内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承51的上部旋转架50。

此时，上述内部向心筒80形成为直径小于外部向心筒70。

接着，在上述外部向心筒70和内部向心筒80的一侧上部安装水道100以能够向上述翅片90与翅片90之间供给外部的水则向心力作用式水车10的组装完成。

这里需要指出的是，上述向心力作用式水车的组装顺序的构成可以不同于所述顺序。

下面观察上述向心力作用式水车10的工作状态如下。

首先，通过上述水道100向形成于外部向心筒70与内部向心筒80之间的空间S供水。

而且，通过了上述空间S的水容纳于在翅片90与翅片90之间形成的空间部S 1，而以水的流动方向使翅片90进行旋转动作。

即、供给到上述水道100的水通过水压冲击各翅片90，使得翅片90进行旋转动作。

接着，撞到上述翅片90之后下落的水沿着形成于外部向心筒70的下部的倾斜面71向下部移动，且以渐渐变小的半径旋转并脱离倾斜面71而传递到上述排水道60，然后通过上述排水道60向外部排出。

这样，通过上述水道100供给的水利用水压和旋转惯性使上述翅片90和外部向心筒70以及内部向心筒80连续地进行旋转动作。

以上在参照附图说明本发明人的向心力作用式水车的过程中，以特定形状和方向为主进行了说明，但本领域技术人员可对本发明进行各种变形和变更，这种变形和变更应解释为包括在本发明的权利要求范围。

Claims (8)

1.一种旋转力产生器，其特征在于，

包括沿上下或左右位于一条线上并借助于置物架和固定轴（22）可旋转地被支撑的内外部向心筒（80、70）、以及在该内外部向心筒（80、70）之间以辐射状固定结合的多个翅片（90），

上述内外部向心筒（80、70）和相邻的各个翅片（90）的组合形状构成倾斜的下表面使得水或蒸汽在向下方倾斜流动的同时旋转半径逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的旋转力产生器，其特征在于，

上述内外部向心筒（80、70）的上部的纵截面以在内轮廓部位形成朝上突出的延伸式导向件75的方式形成为U字形，并在上述翅片（90）的上侧内轮廓部位以一部分在朝上突出于上述内外部向心筒（80、70）的内轮廓部位的延伸式导向件内侧突出并紧贴插入的方式延伸形成有突出部（91）。

3.根据权利要求1所述的旋转力产生器，其特征在于，

上述上部旋转架（50）、外部向心筒（70）、内部向心筒（80）、各翅片（90）形成为一体。

4.根据权利要求1所述的旋转力产生器，其特征在于，

上述翅片（90）将平面状弯曲成曲面而形成。

5.根据权利要求1所述的旋转力产生器，其特征在于，

上述外部向心筒（70）和内部向心筒（80）形成为高于翅片（90）的高度，上述翅片（90）向形成于外部向心筒（70）与内部向心筒（80）之间的空间（S）突出形成有规定区间凸起部（91）。

6.根据权利要求1所述的旋转力产生器，其特征在于，

上述动力传递单元（140）在延伸了固定于固定板（21）的固定轴（22）上旋转的向心力作用式水车（10）的上部旋转架（50）的支撑轴（21）贯通工作台（150）并旋转的构成中，包括：通过在上述延伸轴（55）上进行旋转动作的锥齿轮（144）而工作的旋转轴（143）；借助于传动带或链条与该旋转轴（143）卷绕结合的齿轮箱（142）；以及从齿轮箱（142）传递到动力而生产电力的发电机（141）。

7.一种向心力作用式水车，其特征在于，

构成为采用权利要求1至6中任一项所述的旋转力产生器，利用从上部提供的水相对于以辐射状安装于上述外部向心筒（70）与内部向心筒（80）之间的翅片（90）进行旋转动作。

8.一种向心力作用式水车，利用从水道（100）供给的水进行旋转动作，其特征在于，包括：

在固定于设置场所的固定板（21）上沿垂直方向固定安装固定轴（22）的中空形状的固定部（20）；

插入安装于构成上述固定部（20）的固定轴（22）的下部的侧压轴承（30）；

包覆上述侧压轴承（30）的上部一部分并安装于固定轴（22）的下部，内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承（41），上部隔着一定间距形成有多个排出孔（42）以使所流入的水能够向排水道（60）排出的下部旋转架（40）；

与安装于上述固定轴（22）的下部旋转架（40）隔着间距安装于上部，且内部安装有用于进行旋转动作的多个轴承（51）的上部旋转架（50）；

安装于上述下部旋转架（40）的上部，下部在下部旋转架（40）形成倾斜面（71），且下部末端周围形成有多个排出通道（72）的圆筒状的外部向心筒（70）；

上盖（81）安装于上述上部旋转架（50）的下部的圆筒状的内部向心筒（80）；

以辐射状安装于上述外部向心筒（70）与内部向心筒（80）之间的多个翅片（90）；

在通过连接通道部（111）调节从上述水道（100）供给的水之后，通过与上述连接通道部（111）及固定轴（22）连接的连通管道（112）向固定轴（22）的内部供给传递到上述连接通道部（111）的水的水供给部（110）；

安装于上述固定轴（22）的上部，向形成于外部向心筒（70）与内部向心筒（80）之间的空间（S）供给通过上述固定轴（22）传递的水的分支管（120）。

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