專利名稱：繞式轉(zhuǎn)差力偶改向能的制作方法
該發(fā)明屬能源領(lǐng)域。
現(xiàn)有的常規(guī)能源如煤、石油等，原始于陽光經(jīng)過復(fù)雜的情況。慢長的時(shí)間才形成。經(jīng)過開采、提煉，再經(jīng)過機(jī)器產(chǎn)生機(jī)械能和電能。
開發(fā)，比風(fēng)、光的能源穩(wěn)定，與化學(xué)能比、無污染、成本低的一種新能源，主要解決改變力的方向問題。
繞式轉(zhuǎn)差力偶改向能與剛體繞兩平行軸反向轉(zhuǎn)動，把本發(fā)明的情形與實(shí)質(zhì)性基本概括了。剛體繞兩平行軸反向轉(zhuǎn)動、說明剛體與繞行軸圍繞定軸做圓周運(yùn)動的同時(shí)、剛體繞、繞行軸反向轉(zhuǎn)動。剛體反向轉(zhuǎn)動是由柔體約束它與定軸上的剛體(定軸上的剛體不可轉(zhuǎn)動)而形成的。詳情請見附圖
中，(大鏈輪、小鏈輪、水輪、軸A、主軸、鏈條)軸A上的水輪與大鏈輪圍繞固定的主軸和小鏈輪做圓周運(yùn)動，由于鏈條對大小鏈輪的約束。所以，軸A與水輪、鏈輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)動。以上只是說明在這種情形中獲得了剛體反向轉(zhuǎn)動這個(gè)動能，即反動能。
剛體反向轉(zhuǎn)動這個(gè)動能對于與它同步繞定軸運(yùn)動的物體做功，不改向時(shí)，是做負(fù)功。因它的力偶轉(zhuǎn)向與整機(jī)轉(zhuǎn)向相反。為獲得整機(jī)有對外做功的力，繞式轉(zhuǎn)差、力偶改向，起著重要作用。
繞式轉(zhuǎn)差是指整體正在轉(zhuǎn)動時(shí)軸A的ω′與主軸的ω″差而言(主軸的角速度實(shí)際也是大鏈輪繞固定軸即主軸的角速度，因主軸與機(jī)殼為一體，所以主軸也在轉(zhuǎn)動)設(shè)ω′＝ω″時(shí)，就是大小鏈輪半徑相等，(也就是沒有轉(zhuǎn)差)約束兩鏈輪的鏈條、拉力線與兩軸距中的壓力線平行，(指軸A中心到主軸中心)拉力線通過鏈輪半徑平移到兩軸距中的壓力線時(shí)，有等值、反向、共線情形。其合力為零。因二力平移后共線，所以在主軸徑向的切線方向上沒有分力。雖然剛體反向轉(zhuǎn)動對于與它同步運(yùn)動著的物體做功的力不需要外能量和燃料，但整機(jī)對外沒有做功的力。只有ω′ω″時(shí)，也就是小鏈輪半徑小于大鏈輪半徑時(shí)，鏈條的拉力線與兩軸距中的壓力線不再平行，二力線即不平行、必有匯交點(diǎn)。由于小鏈輪是固定著，所以鏈條拉力平移后的匯交點(diǎn)在大鏈輪中心，也就是軸A中心點(diǎn)。鏈條的拉力在此分解成二個(gè)分力，一個(gè)分力FCosθ沿著軸A中心指向主軸。另一個(gè)分力FSinθ沿著主軸徑向的切線方向與整機(jī)轉(zhuǎn)動方向相同。這個(gè)力就是整機(jī)要對外做功的力即能源。
力偶改向以上已說明了兩個(gè)問題，F(xiàn)sinθ這個(gè)分力是整機(jī)對外做功的力，設(shè)這個(gè)力對定軸的力矩為正(正力矩)。剛體反向轉(zhuǎn)動的力偶矩為負(fù)(負(fù)力偶矩)。不能讓這兩個(gè)力平衡，如果平衡，整機(jī)對外就沒有能量而言。所以，必須對負(fù)力偶矩做以處理。詳情請見附圖(水輪、水、導(dǎo)向軸、彎管)處理方法是，水輪由鏈條對大鏈輪的拉力，通過軸A的軸架約束反力使水輪形成力偶對水作用，使水在彎管中流動代轉(zhuǎn)動(即旋轉(zhuǎn))，沿著導(dǎo)向軸迎著對稱彎管中以同樣的流動速度和轉(zhuǎn)動速度在主軸處相遇而平衡成轉(zhuǎn)動的速度為零。這種現(xiàn)象說明了剛體反向轉(zhuǎn)動做功，做的是無用功(如果水輪使水轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)彎180°時(shí)還可以再做有用功)
流體流體在改變力偶轉(zhuǎn)動效應(yīng)方法中作為能量載體的傳導(dǎo)體。見附圖(彎管、水、水輪)水受到水輪的力偶形勢作用，轉(zhuǎn)動并向前流動，流動受彎管的約束進(jìn)行改向，同時(shí)還有離心力的情況，出現(xiàn)轉(zhuǎn)動著的水、局部會壓強(qiáng)大。水能有效的將局部壓強(qiáng)按離心力規(guī)律、地球的引力、彎管的約束力向各個(gè)方向傳遞，不至于造成太大的負(fù)作用。
現(xiàn)在能源，化學(xué)能對大自然污染嚴(yán)重，風(fēng)的機(jī)械能存在著不穩(wěn)定因素，成本高。該發(fā)明能源取之不盡、來源穩(wěn)定、無污染、成本低。
圖面說明機(jī)殼、導(dǎo)向軸、空腔與主軸連接為一體。水輪、大鏈輪與軸A為緊配合。小鏈輪與主軸為動配合，但是小鏈輪固定不可轉(zhuǎn)動。機(jī)中黑點(diǎn)點(diǎn)為水，代箭頭的流線指水流動方向。一橫兩頭箭頭代φ表示管的直徑，說明彎管是圓的。水輪葉片說明水輪作用水流動的同時(shí)還讓水轉(zhuǎn)動。鏈條是約束大鏈輪和小鏈輪的。彎管是改變旋轉(zhuǎn)水的作用面。
用附圖作為較好的方式。對主要尺寸、功率方面作一些補(bǔ)充。根據(jù)整機(jī)已在運(yùn)轉(zhuǎn)分析，大小鏈輪直徑相等，水輪對水做功再多，軸A中心點(diǎn)沒有FSinθ分力，整機(jī)對外沒有做功的力。小鏈輪直徑是零，水輪不轉(zhuǎn)動，即水輪對水不做功。所以，整機(jī)對外也沒有做功的力。從這二個(gè)因素來看，大鏈輪半徑是小鏈輪直徑為好。這樣就確定了軸Aω是軸A繞定軸運(yùn)轉(zhuǎn)ω(也是主軸ω)的二分之一。
在功率方面轉(zhuǎn)速越高越好。但圍繞著主軸轉(zhuǎn)動的物體還存在離心力問題，目前在這方面的經(jīng)驗(yàn)不足，所以不能采取高速，整機(jī)轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分至2000轉(zhuǎn)/分為益。水輪設(shè)計(jì)是非常重要的，它直接關(guān)系到主軸上的功率大小問題。水輪在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，設(shè)計(jì)不同的水輪有不同流量，在確保水的轉(zhuǎn)速與水輪相同情況下，水的流量越大越好。
小鏈輪半徑是大鏈輪半徑的1/2，軸Aω也是主軸ω的1/2，通過計(jì)算得知，因?yàn)榇箧溳啺霃奖刃℃溳啺霃酱笠槐叮侵鬏Sω比軸Aω大一倍，所以水輪對水做功的功率等于主軸對外的輸出功率。水輪對水做功的功率有，水的流速、流量、水旋轉(zhuǎn)的平均線速度、水輪前后水的壓強(qiáng)、進(jìn)水口的位置有關(guān)。粗略計(jì)算，只計(jì)算水在管中每秒旋轉(zhuǎn)的速度和量，有W＝1/2m v2得知。主軸的輸出功率由水輪對水的功率乘上主軸圓周分布的水輪個(gè)數(shù)得知。
設(shè)水輪在主軸圓周分布個(gè)數(shù)10個(gè)。水在管中每一轉(zhuǎn)的平均圓周線長為1米。每秒水的轉(zhuǎn)速為15轉(zhuǎn)。每秒水在管中的流量為50升。主軸的輸出功率N有水輪對水的功率N乘水輪個(gè)數(shù)確定。
主軸功率有水1m3＝1000Kg，1m3＝103L，50L＝50KgW＝1/2m v2W＝50千克÷2×轉(zhuǎn)速15×水每轉(zhuǎn)平均圓周長1米W＝25×225W＝5625N＝W/t 5625÷1秒＝5.625千瓦水輪對水N5.625×水輪個(gè)數(shù)10＝56.25主軸的輸出功率56.25千瓦。
權(quán)利要求
1.繞式轉(zhuǎn)差力偶改向能、屬能源領(lǐng)域，現(xiàn)有常規(guī)能源煤、石油等是轉(zhuǎn)化我們廣泛使用的機(jī)械能和電能的能源，本發(fā)明其特征是，剛體繞兩平行軸反向轉(zhuǎn)動，當(dāng)剛體反向轉(zhuǎn)動的角速度ω′小于剛體繞定軸做圓周運(yùn)動的角速度ω″時(shí)，剛體反向轉(zhuǎn)動對于與它同步圍繞定軸做圓周運(yùn)動的物體做功，不需要外能量和燃料，同時(shí)，造成剛體軸、軸心有FSinθ的分力，這個(gè)分力對于定軸的力矩為正(正力矩)，剛體反向轉(zhuǎn)動做功時(shí)的力偶矩為負(fù)(負(fù)力偶矩)，為了啟用正力矩為能源，所以，采用剛體反向轉(zhuǎn)動對流體做功，來改變剛體反向轉(zhuǎn)動力偶的作用面，即改變力的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、繞式、轉(zhuǎn)差，其特征是，剛體繞兩平行軸反向轉(zhuǎn)動，只有ω′＜ω″時(shí)產(chǎn)生柔體的拉力與兩軸矩線的支持力相切FSinθ分力才能為能源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、改向即改變力的方向，其特征是，剛體反向轉(zhuǎn)動是做負(fù)功的，通過改向，改變其作用面，讓它做無用功或改變成再做有用功。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3，力偶、流體，其特征是，流體本身具有的有機(jī)性，在一定條件下局部壓強(qiáng)大，可以立即向各個(gè)方向傳遞，所以流體作為能量運(yùn)載的導(dǎo)體，在力偶作用下轉(zhuǎn)動，獲得的能量流到別處轉(zhuǎn)化到別的物體上，其過程不會產(chǎn)生多大的負(fù)作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3，反動能與無用功，其特征是，不需要外能量和燃料的情況下獲得剛體反向轉(zhuǎn)動這個(gè)動能，即反動能，反動能做功時(shí)是做負(fù)功，需要改成做無用功時(shí)FSinθ這個(gè)分力才能做有用的功。
全文摘要
繞式轉(zhuǎn)差力偶改向能屬能源方面。剛體繞兩平行軸反向轉(zhuǎn)動,剛體反向轉(zhuǎn)動角速度小于它繞固定軸運(yùn)動的角速度時(shí),外力偶阻礙剛體反向轉(zhuǎn)動。實(shí)際上是助于剛體繞固定軸運(yùn)動。剛體反向轉(zhuǎn)動做功產(chǎn)生負(fù)力偶矩,所以改變其方向即改變其作用面,使負(fù)力偶矩不得與正力矩平衡就產(chǎn)生了做功能源。這種能源在作用方面和其它能源一樣。但這種能取之不盡,成本低,對大自然無污染?？梢韵箅妱訖C(jī)、內(nèi)然機(jī)那樣對外做功,配上發(fā)電機(jī)可以對外輸出電能。
文檔編號F03B17/00GK1256361SQ98123929
公開日2000年6月14日 申請日期1998年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月1日
發(fā)明者程廣西 申請人:程廣西