專利名稱：利用離心力的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用離心力的方法及裝置，具體涉及一種利用離心力提升液體高度以
及一種液力發(fā)動機利用離心力獲取落差的方法，本發(fā)明還涉及一種用于提升液體高度的離 心機以及對外輸出能量的離心機與液力發(fā)動機組合裝置。
背景技術：
任何物體繞軸旋轉均可獲得離心力，離心力在現有技術中的運用方法，一是用于 不同物質或同一物質不同成份的分離。二是用離心力獲取真空，經氣壓差將液體提升高度。 這兩種方法的共同特征是未單獨利用離心力，直接提升液體高度。 與這兩種離心力運用方法相對應的裝置分別有離心機和真空泵，它們也有共同特 征一是不具備提升液體高度的功能二是增大離心力靠加大轉速和增加功耗，未提供以 限量功耗獲取較大離心力的技術方案。 現有技術中，包括水車，水輪機的液力發(fā)動機，獲取液體落差動能的方法都是依賴 特定的自然條件，其裝置受地形和季節(jié)的束縛，未提供獲取其它形式落差的技術方案，存在 地理局限性。

發(fā)明內容
針對現有技術的不足，本發(fā)明的一個目的是提供一種讓液體直接獲取離心力而上 升的方法。 本發(fā)明的另一目的是提供一種離心機，采用離心力，將液體從較低位置提升到較 高位置。 本發(fā)明的又一個目的是提供一種利用離心力，直接為液力發(fā)動機提供落差的方 法。 本發(fā)明還有一個目的是提供一種離心機與液力發(fā)動機的組合裝置，離心機直接為 液力發(fā)動機提供落差動能后又返回離心機。 本發(fā)明所述利用離心力的一種方法，其特征在于讓液體直接獲取離心力以提升自 己的高度。 所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于旋轉容器的用途是提升液體高度。
所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于容器底部有一至多個任意幾何形狀
的凹坑或空洞。 所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于容器沒有底部，容器壁直接與軸連 接。 所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于一至多個直徑相等或不相等的容器 或容器壁重疊固定于同一離心機軸。 所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于容器底部上方有圓盤或其它形狀的 板與定子固定連接。
所述離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于容器壁內部表面有一至多級臺階，臺 階夾角可采取任何角度。 所述利用離心力的方法，其特征在于利用離心力提升液體高度，為液力發(fā)動機提 供落差動能而獲取能量。 所述離心機與液力發(fā)動機的裝置，其特征在于液力發(fā)動機所需的落差動能由離心 機提供。 所述離心機與液力發(fā)動機的裝置，其特征在于葉輪側有一至多個從動葉輪。
上述方案將產生有益效果，根本原因是離心力固有特性。 實驗表明離心力可以提升液位。離心機容器內的液體在容器轉動后，產生離心現 象，離開容器中心，受到容器底和壁制約呈上升態(tài)勢。加快轉速，液體繼續(xù)升高，甚至向上沖 出容器。由此可見，離心現象可以使液體上升，離心力越大，上升越高。 離心力已被一些教科書改稱離心現象，因為迄今未能找出離心力的施力者，找不 出施力者即不符合力的定義——其同義語是它本身不耗功。例如，汽車拐彎時，人偏向一邊 雖然感知有"力"存在，而這個力卻未耗功，汽車并沒有因為人偏向一邊而多燒油。既然離 心現象是"力"，就可以用來做功，而技術領域從未將這個不耗功的力直接用作提升液體的 高度以做功。不耗功的"力"現成為本發(fā)明有益效果的第一立足點。 離心力自身雖未耗功，但并不能憑空獲得，它需要產生離心力的物體繞軸轉動，這 個轉動自然耗功。值得強調的是，確定某物體所需離心力大小后，轉動該物體的耗功量可控 可降。 從離心力的計算公式可知，半徑長短可以獨立影響離心力大小，這表明，任意確定 一個功耗量，只要這個功耗量能使物體轉動即可，都可以通過延長半徑取得隨之增大的離 心力。半徑越長，離心力越大。理論上，半徑無限長，離心力無窮大。任意規(guī)定一個功耗限 量，就可以通過延長半徑來取得相應增大的離心力，這是本發(fā)明有益效果的第二立足點。
理論上，限量功耗也可取得無窮大的離心力，但實際延長半徑后，轉子重量會隨之 增大，這勢必增加功耗。所以本發(fā)明第三個立足點就是緊緊圍繞如何控制轉子重量這個問 題而提供技術方案。 本發(fā)明中轉子的重量由兩部分構成，一是轉子軸和包括旋轉容器在內的轉子重
量，二是運行時容器內的液體重量。 本發(fā)明圍繞轉子減重減耗提供了多個方案。 本發(fā)明注意到，由于液體具備流動性質，為使它能隨轉子同步旋轉，可以在容器內 部壁底的表面設置液體定位結構，由直線或曲線的定位板或凸線或凹槽或似管道的空腔組 成，這些板、線、槽和腔的兩端頭分別位于容器的不同半徑上。 本發(fā)明注意到半徑不同，線速度不同，離心力也不同，如果液體流入離心機容器與 容器的第一接觸點靠近軸心，液體獲得離心力甚少而徒增轉子重量，這可以稱作液體的低 效行程。只要縮短或避免這段行程，就可以減少重量。 本發(fā)明注意到，在容器內部設置一儲液盤，該盤為圓形或者方形或者長條形，與離 心機定子固定連接，該盤可以保證第一觸點定位在半徑較大處。同時還可以保證液體均勻 或對稱流入容器，保證轉子動平衡，減少功耗。另外，該盤有緩存作用，在盤內最低處設置帶 開關的缺口 ，啟動時，缺口關閉，液體首先進入盤內，這時轉子已轉動而容器內無液，僅容器自身重量，力矩小，易于啟動；待達到工作轉速時，液體再由盤中溢出至容器內，這也回避了
液體在容器內的低效行程；在關機時，缺口打開，余液流畢，缺口關閉待下次啟動。 本發(fā)明注意到只要保證轉子容器強度，容器可以采用鉆孔開槽等方式形成孔或內
凹或空洞區(qū)域直接減重。同時注意到本發(fā)明使用的容器可以丟掉底部，而保留容器壁，這也
可以大幅減重。無底的容器壁可以采用輕質材料，最簡單的結構，例如一根骨梁替代容器底
與離心機軸固定連接。 本發(fā)明注意到，減少液體自注入容器至離開容器的行程，可以減輕轉子重量；同時 注意到液體被甩出飛離旋轉容器上部邊緣后，仍然上揚，上揚部分懸空并未給轉子加重卻 仍可計作液體上升行程。上揚懸空行程既然能提升液體高度，又能減重，是有效行程，那么， 能否讓同一離心機轉子上有更長的這種行程呢？ 本發(fā)明有三個方案，有效利用了上揚行程。 一個方案是容器內壁呈二至多級臺階 結構，一層臺階即一級揚程，多層臺階可構成多級揚程。另一個方案是將多個容器或容器壁 一同固定在同一軸上，每一個容器的上部都有一個邊緣，都可使液體懸空上揚，多個容器的 上揚行程累計起來，就可以大大縮短液體在容器內的行程。重疊設置的容器數量越多，懸空 上揚行程累計值越大，越能有效減輕轉子重量。重疊設置的容器或容器壁，每一層的直徑、 高度、層間距均可變量組合。再一個方案是設一至多層截液板，它可以截住最高位的上揚液 頭，使其墜落點在半徑較大處，將上揚行程的優(yōu)勢用盡。 本發(fā)明的離心機或離心機液力發(fā)動機組合可以采用一部分或全部處于懸浮或真 空狀態(tài)，以減少摩擦力，降低功耗。 本發(fā)明發(fā)動機使用液體除水外，還可是油類、水銀等液態(tài)物質。這都有助于液力發(fā) 動機擺脫自然落差的桎梏，安裝在任何環(huán)境。 本發(fā)明上述方案，可以分別或合并使用。實施這些方案，制作和材料要求都不高， 還可產生若干基于這些方案原理的應用方案，它們都能用人為定量的功耗獲取定量的離心 力，提升定量的液體，為發(fā)動機提供落差；落差動能產生的機械能，可以通過各種機械傳動 或繞組產生的電能方式驅動離心機工作，取得發(fā)動機和離心機兩機液體循環(huán)做功，其功大 于功耗，對外輸出能量的效果，讓利用液體動能的發(fā)動機從此掙脫大自然的落差束縛。
4.


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。 圖1是本發(fā)明第一個具體實施方式
離心機的半剖視局部原理示意圖。 圖2是本發(fā)明第二個具體實施方式
離心機的全剖視局部原理示意圖。 圖3是本發(fā)明第三個具體實施方式
液力發(fā)動機離心機組合的局部剖視原理示意圖。 圖4是本發(fā)明第四個具體實施方式
液力發(fā)動機離心機組合的原理示意圖。 圖5是本發(fā)明第五個具體實施方式
液力發(fā)動機離心機組合的原理示意圖。
5具體實施例方式
圖1所示離心機結構和工作原理如下離心機軸19是空心結構，儲液盤8采用固 定架5與定子相連，截水板16采用固定架21與定子相連，導流槽1采用固定架22與定子相連。離心機受外部動力驅動后，打開流入口開關，液體經滯留后到達容器底部，受液體定 位板4約束，與容器同時旋轉，一部分液體上揚至截液板16的高度，流入容器最邊緣處，一 部分液體上升至臺階26，再次受定位板4的約束而獲得離心力上升。液體上升脫離容器后， 進入導流槽l，從流入口 15離開離心機。 圖2所示離心機結構和工作原理如下多層容器固定于離心軸9上，儲液盤8與導 流管2固定連接。離心機受外部動力驅動后，打開流入口開關，液體經流入管20進入下面 第一個儲液盤8，再到容器，取得離心力后，上升至第二層儲液盤8的導流槽l，進入第二層 儲液盤8溢出、上揚到第三層儲液盤8的導流槽l，進入第三層儲液盤，再次溢出，上揚到最 上一層的導流槽l，由流出口離開離心機。本結構容器可多層疊置，液體逐層上升。
圖3所示液力發(fā)動機離心機的結構和工作原理如下發(fā)動機采用上方支架，與儲 液箱3連接。發(fā)動機置于離心機的旋轉容器內部。離心機軸9與葉輪軸11采用傘齒輪結構 聯動。發(fā)動機啟動前，全機無液體，固定于發(fā)動機上方支架，位于落差最高處的儲液箱3例 外，它裝滿液體，啟動該箱流出口開關，液體經蓄液箱流出口 13，沖擊主葉輪IO上的葉片， 發(fā)動機轉子被沖擊而轉動，已受沖擊的葉片進入發(fā)動機定子上的葉輪殼13。葉片因為與葉 輪殼相鄰配合緊密，其中的液體不會溢漏，在葉片間隔中生成重力，繼續(xù)推動發(fā)動機轉子轉 動。發(fā)動機轉子通過傘齒輪帶動離心機轉子上的容器轉動，還通過齒輪帶動從動葉輪6。已 做功液體在其所屬的葉片離開發(fā)動機外殼的時候，因發(fā)動機轉子的離心力而沖擊從葉輪6 繼續(xù)做功，然后墜入蓄液盤8集結，待盤盛滿后，從蓄液盤邊緣溢出流進已經在轉動的離心 機容器半徑較大處。然后，離心機旋轉容器產生的離心力將液體提升并甩出至導流槽l。經 導流管2返回蓄液箱3，經歷由高至低的落差和提升的行程后，等待重新沖擊發(fā)動機葉輪。
如果要讓發(fā)動機停止工作，可以通過開關關閉蓄液箱流出口 13，液體即可停止流 出。最后流出的液體經上述路徑回到蓄液箱。與蓄液箱開關聯動的已打開的蓄液盤缺口， 可以讓蓄液盤最低處的液體連同最后一次循環(huán)的液體一起返回蓄液箱，蓄液盤的缺口通過 延時開關最后封閉。全機無液，但蓄液箱例外，蓄液箱內液滿，等待下一次啟動。
圖4所示發(fā)動機及離心機結構和原理如下發(fā)動機與離心機分體設置，離心機采 用多層無底容器，僅有容器壁17.儲液箱3的流出口設傾斜液道，該道下部設發(fā)動機。發(fā) 動機轉軸設發(fā)電裝置，輸電給離心機，也可以采用機械傳動方式驅動離心機工作。啟動時， 蓄液箱3中流出液體在傾斜液道，推動葉輪轉動做功，同時離心機啟動。液體做功后，經流 入口 20，進入離心機下方旋轉容器內部的蓄液盤8，再溢流于容器壁17，因離心力而逐層上 升，完成循環(huán)過程。關機過程與前述實施例同。圖4離心機導流結構和原理同圖2。
圖5所示發(fā)動機及離心機結構和原理如下水輪機24置于離心機外部，通過導流 管道與離心機相通，水輪機可設發(fā)電裝置，輸電給離心機，離心機系多層容器疊成，也可用 機械傳動方式驅動離心機。啟動時，蓄液容器3中的液體沖擊水輪機24做功，然后進入離 心機，全機啟停與前述實施例同。圖5離心機導流結構和原理同圖2。 本發(fā)明發(fā)動機及離心機實施例還可以將發(fā)動機、離心機同軸設置。在同一空心軸 內，設水輪機，液體從軸頂端墜落沖擊水輪機后，在水輪機下端離開空心軸，流入離心系統(tǒng)， 借離心力上升至全機頂端，進入空心軸頂端，再次沖擊水輪機，液體循環(huán)過程的啟停同前述 實施例。
權利要求
一種利用離心力的方法，其特征在于讓液體直接獲取離心力以提升自己的高度。
2. —種離心機，包括一個旋轉容器，其特征在于旋轉容器的用途是提升液體高度。
3. 根據權利2所述的離心機，其特征在于旋轉容器底部有一至多個任意幾何形狀的 凹坑或孔洞(7)
4. 根據權利2所述的離心機，其特征在于旋轉容器沒有底部，容器壁(17)直接與軸連接。
5. 根據權利2或權利4所述的離心機，其特征在于二至多個旋轉容器或旋轉容器壁重疊固定于同一離心機軸上。
6. 根據權利2所述的離心機，其特征在于旋轉容器底部上方有盤(8)與定子固定連接。
7. 根據權利2所述的離心機，其特征在于旋轉容器壁內部表面有一至多級臺階(26)，臺階夾角可采取任何角度。
8. —種利用離心力的方法，其特征在于利用離心力提升液體高度，為液力發(fā)動機提供落差而獲取能量。
9. 一種利用離心力的裝置，其特征在于液力發(fā)動機所需的落差動能由離心機提供。
10. 根據權利9所述的裝置，其特征在于葉輪側有一至多個從動葉輪(6)。
全文摘要
本發(fā)明提供了利用離心力的兩個方法，一是讓液體獲取離心力而上升，二是用離心力提升液體高度，提供液力發(fā)動機的工作落差。本發(fā)明還提供了利用離心力的兩種裝置，一是離心機，二是離心機與液力發(fā)動機組合。本發(fā)明中容器有壁無底等方案，可以取得發(fā)動機之功大于離心機功耗的有益效果，從而對外輸出能量，使液力發(fā)動機擺脫自然條件的限制。
文檔編號F03B13/00GK101725537SQ20081006896
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權日2008年10月30日
發(fā)明者劉開蓮 申請人:劉曉波