一种粘性力水动机及基于该水动机的发电方法技术

本发明专利技术公开了一种粘性力水动机，包括发电机，还包括与所述发电机的输入轴相连的转轴，所述转轴的轴线与输入轴的轴线共线，所述转轴上固定连接N个相互平行的圆盘，其中N≥2。还公开了基于粘性力水动机的发电方法，包括(a)使液体从N个相互平行的圆盘之间流过，由液体的粘性阻力驱动圆盘进行转动；(b)由圆盘转动带动发电机的输入轴转动，使发电机发电。本发明专利技术的目的在于提供一种粘性力水动机及基于该水动机的发电方法，以解决现有技术中水力发电离不开水轮机，导致结构复杂、造价昂贵、成本极高的问题，实现利用流体粘性阻力进行发电的目的。

A viscous force hydraulic actuator and power generation method based on the water power

The invention discloses a viscous force of water motivation, including the generator also comprises a rotating shaft connected with the input shaft of the generator, the rotating axis and the axis of the input shaft are collinear, the rotating shaft is fixedly connected with N parallel disk, wherein N = 2. Also discloses a power generation method based on the viscous force of water motivation, including (a) so that the liquid flows between the N parallel disk by the viscous drag liquid driving disc to rotate; (b) by the disk rotation of the input shaft drives the generator, the generator power generation. The purpose of the invention is to provide a viscous force generation method of the water and water motivation based on the motive, to solve the existing technology in hydro turbine cannot do without cause, complex structure, high cost, high cost problems, realize the power generation using viscous fluid to.

【技术实现步骤摘要】
一种粘性力水动机及基于该水动机的发电方法
本专利技术涉及水动机领域，具体涉及一种粘性力水动机及基于该水动机的发电方法。
技术介绍
现有的水能动力装置主要为水轮机，它利用不同形状的叶片和转轮，将水能转化为机械能，带动发电机输出电能，是目前水能发电领域必不可少的组成部分。然而，现有的水轮机具有如下缺陷：(1)设计理论复杂。(2)制造难度大。水轮机流线型部件较多，此类部件制造工艺难度较大，工序复杂，成本较高。(3)结构复杂，零部件数目较多，安装工作量较大，技术要求高，造价昂贵。如附图1中所示即为现有的常见水轮机的结构示意图，明显可看出其结构复杂程度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种粘性力水动机及基于该水动机的发电方法，以解决现有技术中水力发电离不开水轮机，导致结构复杂、造价昂贵、成本极高的问题，实现利用流体粘性阻力进行发电的目的。本专利技术通过下述技术方案实现：一种粘性力水动机，包括发电机，还包括与所述发电机的输入轴相连的转轴，所述转轴的轴线与输入轴的轴线共线，所述转轴上固定连接N个相互平行的圆盘，其中N≥2。针对现有技术中水力发电离不开水轮机，导致结构复杂、造价昂贵、成本极高的问题，本专利技术提出一种粘性力水动机，利用一根转轴与发电机的输入轴连接，转轴转动即能带动发电机的输入轴转动进行发电。转轴上固定连接N个相互平行的圆盘，使流体从各圆盘之间流过，由流体的粘滞阻力带动圆盘转动，圆盘转动后带动转轴转动，从而带动发电机的输入轴转动，进行发电。本专利技术的工作原理如下：首先，由流体力学已经证实，任何流体在流动的时候都存在粘滞性，物体在流体中相对流体运动，物体表面有“附面层”，该层靠近物体的微团相对于物体静止，靠该层外侧的流体微团则有流体的速度，因此附面层内存在速度梯度和黏性力，表现为物体的阻力就叫做粘性阻力。相对的，当流体在物体表面流动时，因为流体具有粘性，会粘附在物体表面。附在物体表面的流体会阻碍相邻流体的流动，即产生与流动方向相反的阻力f。根据牛顿第三定律，则流体对物体表面产生了与流动方向相同的推力F。如果流体在两个平面内流动，则流体对两平面产生的合力为F＝F1+F2。如果流体在多个平面内流动，则流体对多平面产生的合力为F＝F1+F2+…..+Fn。如果流体是在一个圆盘上流动，推力推动圆盘，圆盘就会转动，从而能够输出轴功率。流体在多个圆盘之间流动，每个圆盘都受到两侧流体粘性阻力的推动，因此N个圆盘一共受到2N个粘性阻力的推动，即是圆盘数量越多，粘性阻力带动转轴进行转动的作用力就越大。并且，流体的粘性越大，获得的推力就越大。因此如果使用清水效果不佳，还可以适当添加增粘剂并进行循环利用，即可取得优良的使用效果。为了应对清水粘度不大、流动边界层厚度较小的问题，为了获得足够大的推力，就要增大流体的过流面积，延长流动距离，同时要把流体的厚度限定在一个很小的范围内，所以本专利技术采用圆盘组设计来满足这这些要素。在一根轴上装设了很多个圆盘，圆盘相互之间有一定的距离，作为过流通道。当流体从圆盘组间通过时，就能最大限度地产生粘性阻力。水要继续流动，就必须将自身的压力全部用于克服阻力，从而最大限度地将水能转化为机械能。相邻两个圆盘之间的间距越小，对液体粘度要求越低，专利技术人通过实验得出，当相邻两个圆盘之间的间距足够小时，使用清水也能够实现发电效果。相较于传统的水轮机结构而言，本专利技术设计理论简单，具有普通流体力学知识、熟悉流体的粘性理论即可完成设计。无异型的流线型部件，制造工艺简单；装置结构简单，零部件数目非常少，安装简单，造价低廉，从而解决了现有技术中水力发电离不开水轮机导致的结构复杂、造价昂贵、成本极高等问题，实现了利用流体粘性阻力进行发电的目的。优选的，所述圆盘垂直于转轴的轴线，且转轴的轴线过圆盘圆心。即是转轴位于各圆盘的中心位置，使得圆盘带动转轴转动时需要克服的阻力最小，使得动能传递过程中的能量损耗最小，从而降低能量损耗，提高能量转化率与发电效率。优选的，相邻两个圆盘之间的间距相等。相邻两个圆盘之间的间距相等，使得每个圆盘所受到的两侧的流体粘性力的大小相等，确保每个圆盘所受到的推动力基本相等，从而确保转轴上圆盘分布区域内的受力均匀，使得转轴上的应力分布稳定可靠，以此提高结构强度、延长使用寿命。进一步的，所有圆盘均位于一个壳体内，所述壳体分别与进水管、排水管连通，转轴伸至壳体外部。即是壳体与进水管、排水管组成液体的流动通道，发电机位于壳体外部，通过伸出至壳体外部的转轴与发电机的输入轴连接即可。优选的，所述进水管、排水管相互垂直。以增大液体在壳体内的流动距离。进一步的，所述进水管与壳体的连通处设置有内径小于进水管管体内径的喷口，喷口朝向圆盘方向，且喷口的中心线不过圆盘圆心。通过内径比进水管更小的喷口，使得进入壳体内的液体具有更大的动能，可供转换成的粘性阻力也就更大。同时使得喷口的中心线不过圆盘圆心，从而液体还能够推动圆盘进行转动，提高附加的额外动力，由液体的推动力与粘性阻力共同做功，使得圆盘具有更大的转速与动能，从而显著提高发电效率。优选的，所述喷口为流量可调式喷口。使用现有的可调式喷口进行流量控制，如在喷口中加入球阀等设置即可实现，以此提高本专利技术的可控性与可操作性。基于粘性力水动机的发电方法，包括以下步骤：(a)使液体从N个相互平行的圆盘之间流过，由液体的粘性阻力驱动圆盘进行转动；(b)由圆盘转动带动发电机的输入轴转动，使发电机发电。利用了传统技术中被认为是能量消耗的粘性阻力作为驱动力，极大程度上简化了水力发电装置的结构、降低了成本，具有突出的实质性特点和显著进步。优选的，通过与圆盘固定连接的转轴，带动发电机的输入轴进行转动。实现转动的直接传递，降低能量消耗。优选的，使液体处于紊流状态下从圆盘之间流过。流体在物体表面形成的因受粘性剪应力而使速度减小的薄流体层称为边界层。边界层厚度越大，说明粘性力传递较远，流体对物体表面产生的粘性推动力越大。紊流状态下边界层的厚度更大，壁面摩擦应力更大，获得的粘性力更大，因此对圆盘所产生的推动力更大，具有更加优良的发电效率。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术一种粘性力水动机，相较于传统的水轮机结构而言，本专利技术设计理论简单，具有普通流体力学知识、熟悉流体的粘性理论即可完成设计。无异型的流线型部件，制造工艺简单；装置结构简单，零部件数目非常少，安装简单，造价低廉，从而解决了现有技术中水力发电离不开水轮机导致的结构复杂、造价昂贵、成本极高等问题，实现了利用流体粘性阻力进行发电的目的。2、本专利技术基于粘性力水动机的发电方法，利用了传统技术中被认为是能量消耗的粘性阻力作为驱动力，极大程度上简化了水力发电装置的结构、降低了成本，具有突出的实质性特点和显著进步。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为现有技术中水轮机的结构示意图；图2为本专利技术具体实施例1的结构示意图；图3为本专利技术具体实施例1过转轴轴线的剖视图；图4为本专利技术具体实施例2的示意图；图5为本专利技术具体实施例3的流程框图。附图中标记及对应的零部件名称：1-发电机，11-输入轴，2-转轴，3-圆盘，4-壳体，5-进水管，6-排水管，7-喷口。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘性力水动机，包括发电机(1)，其特征在于，还包括与所述发电机(1)的输入轴(11)相连的转轴(2)，所述转轴(2)的轴线与输入轴(11)的轴线共线，所述转轴(2)上固定连接N个相互平行的圆盘(3)，其中N≥2。

【技术特征摘要】
1.一种粘性力水动机，包括发电机(1)，其特征在于，还包括与所述发电机(1)的输入轴(11)相连的转轴(2)，所述转轴(2)的轴线与输入轴(11)的轴线共线，所述转轴(2)上固定连接N个相互平行的圆盘(3)，其中N≥2。2.根据权利要求1所述的一种粘性力水动机，其特征在于，所述圆盘(3)垂直于转轴(2)的轴线，且转轴(2)的轴线过圆盘(3)圆心。3.根据权利要求1所述的一种粘性力水动机，其特征在于，相邻两个圆盘(3)之间的间距相等。4.根据权利要求1所述的一种粘性力水动机，其特征在于，所有圆盘(3)均位于一个壳体(4)内，所述壳体(4)分别与进水管(5)、排水管(6)连通，转轴(2)伸至壳体(4)外部。5.根据权利要求4所述的一种粘性力水动机，其特征在于，所述进水管(5)、排水管(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武，
申请(专利权)人：陈武，
类型：发明
国别省市：四川,51