一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，属新能源，电动汽车，清洁能源发电，旋转机械，永动机等领域，其特征是在能绕轴做回转运动的空腔体内腔中固定安装翼型部件，流体在空腔体中流动时翼形部件受力，该力对回转轴产生转矩，该装置联接负载工作时对负载做功。以此方法制造的装置与旋转机电部件联接构成组合体工作时，组合体传递大于旋转机电部件的转矩，输出的功率大于输入的功率；或利用具有动力源的流动流体流经空腔体，翼型部件获得推力，产生转矩，其输出功率大于流动流体动力源的输入功率。该装置与发电机组合构成能做功的永动机。该装置可做移动装备的动力源，应用该装置发电是全新的清洁能源发电模式。

【技术实现步骤摘要】
一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用
本专利技术属于新能源，电动汽车，清洁能源发电，旋转机电产品，对负载做功的永动机等领域。
技术介绍
近几十年来，能源短缺和环境污染问题成为世界关注的焦点，因化石能源的过度应用，大量排放二氧化碳，全球气候变暖，极端天气、自然灾害频现，因此世界各国都在转变传统高能耗，高污染的经济增长方式，大力推进清洁能源和可再生能源的应用和生产。我国也高度重视清洁能源和新能源的开发和利用，政府大力推进以电动车和氢能汽车逐步代替传统的燃油汽车，大量投资充电桩、氢气加气站等基础设施；淘汰高污染的火力发电站，着力建设风能，太阳能，水利发电等设施。但是，目前因电动车续航里程、充电时间、充电设施等关键技术和设施的短板，限制了电动汽车的大量普及和使用，虽然也应用电动汽车增程装置，但其实质是燃油发电机，而且增程里程有限；纯电动汽车追求续航里程过度加大电池能量密度，易发生自燃等事故；大量应用电池，将来报废电池的回收处理和环保等又是非常棘手的难题。氢能源车在虽然续航里程和充气时间上已达传统燃油车的水平，但制氢、氢气的运输安全性、加气站等技术和设施有待进一步提升和完善。长期以来，出现了许多永动机的专利技术，但至今未见实际应用，大多数永动机的专利技术违背热力学第一定律即能量守恒定律，热力学第二定律等科学原理。因此，人们迫切希望有全新的获得能量模式，解决以上存在的问题。
技术实现思路
为解决上述存在的问题和技术进步，我们提供了一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置和应用，其方法的特征是，一种具有以下结构的装置，该装置由一个轴和在其径向上与轴垂直或垂向分布的若干个相同的空腔体构成，空腔体以轴对称分布或等角间隔分布，该装置以轴中心线为回转中心；空腔体在回转轴径向两端上有流体流进、流出的孔，位于其回转轴轴向侧面上靠近回转轴处或位于回转轴上并经轴上的通道与空腔体连通的为里端孔，离回转轴远的孔为外端孔，使流体经由该两个孔自空腔体一端流进空腔体，从另一端流出空腔体，流体流出孔面积不小于流体流入孔面积；空腔体内腔中于回转轴径向远端处即靠近外端孔处固定安装固定翼飞机机翼形部件，该部件整体在内腔中，前缘迎向流动流体，凸面指向装置回转方向；根据伯努利定律、飞机飞行原理，流体流经机翼形部件时对其产生类似飞机升力的推力，使推力方向与空腔体线速度方向相同，即推力方向垂直于回转轴径向与轴向，流体推力对回转轴产生转矩；该装置同轴联接负载工作时，装置对负载做功。流体有空气和水等液体，有很多种方式使流体流进、流出空腔体；优选流体自里端孔流进空腔体、从外端孔流出的A、B、C、D四种方式，以下结合流体流动方式对翼型部件上产生推力、对回转轴产生转矩以及装置做功原理做进一步说明，并结合流体流动方式推出能对负载做功的永动机模式E；(1)A方式，流体为空气，空腔体的里端孔位于回转轴轴向侧面靠近回转轴处或位于回转轴上并经轴中的通道与空腔体连通，外端孔的面积大于里端孔的面积，该装置与旋转拖动机或旋转机械同轴同转矩方向刚性联接构成组合体工作时，外端孔回转半径大于里端孔回转半径，外端孔的线速度大于里端孔的线速度，根据伯努利定律，大气对外端孔的静压强小于对里端孔的静压强，即空腔体内腔两端孔间有压强差，转速越高，压强差越大，还有流动空气对外端孔的吸卷作用，因此，空气自里端孔流进空腔体从外端孔流出，即空腔体内有气流流动；气流流经机翼形部件时，对其产生推力，该力对回转轴产生与拖动机或旋转机械同向的转矩，组合体的转矩为旋转拖动机或旋转机械的转矩与空气推力产生的转矩之和，角速度为同一个角速度，根据功率＝转矩×角速度，组合体功率大于拖动机或旋转机械的功率，该组合体联接负载做功时输出的功率大于拖动机或旋转机械输入的功率，即该装置对负载也做功；(2)B方式，流体为具有动力源的流动空气，空腔体在固定封闭体中回转，封闭体与回转轴滑动密封，封闭体外的回转轴上有里端孔，该孔经回转轴上的通道与空腔体连通，封闭体连接抽空气设备，即以抽空气的方式使空气自里端孔经轴上的通道流进空腔体，从外端孔流出，再从封闭体中被抽出；空气流经机翼形部件时对其产生推力，对回转轴产生转矩，该装置作为拖动机联接负载时对负载做功，或利用其与旋转拖动机或旋转机械同轴刚性联接构成组合体时保持同一转速的特点，构成组合体共同对负载做功；虽然抽空气设备有能量输入，但采用加大回转半径即加大力臂，增加空腔体数量等措施，使装置输出的功率大于抽空气设备输入的功率；以下进一步说明其原理：设：抽空气设备，其功率为P1，抽气量为Q，P1为定值时Q也为定值；装置的空腔体数量为n，每件翼型部件面积为s，升力系数为c，空气密度为ρ，翼型部件的力臂为L，空腔体中翼型部件所在处横截面面积之和为S，期望的回转角速度为ω；空腔体中流经翼形部件的的气流速度v＝Q/S，理论上，P1＝1/2mv2＝1/2ρQ(Q/S)2，m为单位时间质量流量，根据机翼升力公式，单件翼型部件上的空气推力F＝1/2ρcsv2＝1/2ρcs(Q/S)2，其转矩T1＝F×L＝1/2ρcsL(Q/S)2，全部翼型部件的转矩T2＝n×T1＝1/2nρcsL(Q/S)2，装置的功率P2＝T2×ω＝1/2nρcsωL(Q/S)2，P2与P1相除得P2/P1＝ncsωL/Q，式中除L外均可视为定值，即总能找到L值，使P2/P1＞1，即P2大于P1。(3)C方式，流体为管道中的以泵带动的循环流动液体或具有水头的水等液体，该装置的里端孔所在的回转轴前端上安装旋转接头，旋转接头连接流体流入管道，旋转接头与轴滑动密封，旋转接头内腔中的回转轴上有里端孔，该孔经轴上的通道与空腔体内腔连通；空腔体的外端孔处安装集中流体部件，所有从外端孔流出的液体集中于该部件后流出，该部件上也安装旋转接头，旋转接头与其滑动密封，该旋转接头连接出水管道使流体回流到原管道，即流体经前端旋转接头空腔、里端孔、回转轴中的通道、空腔体，从外端孔流出，经集流体部件与旋转接头回流到原管道中；流体流经机翼形部件时对其产生推力，该力对回转轴产生转矩；对于具有水头的流动水流如自来水，因流体流经机翼形部件时，其动能损失只是划过翼型部件的部分水流与机翼型部件的能量转换，绝大部分水流的流速没有变化，所以原水头损失小，又因回转运动产生的离心运动使水流获得动能，增大水头；流体为泵带动的循环流动液体时，装置的输出功率大于泵的输入功率；该装置做为拖动机使用，联接负载时对负载做功，或与其他旋转拖动机或旋转机械同轴同转矩方向联接成组合体，共同对负载做功；流体为泵带动的循环流动液体时，装置的输出功率大于流体动力源即泵的输入功率的原理，与B中的说明相同。(4)D方式，流体为具有势能落差的水流，该装置的回转轴竖直放置，空腔体在水平方向回转，回转轴上安装旋转接头，旋转接头连接进水管，旋转接头与轴滑动密封，旋转接头内腔中的回转轴上有里端孔，该孔经轴上的通道与空腔体内腔连通，使具有势能落差的水流自进水管路经旋转接头空腔、里端孔、回转轴中的通道、空腔体，从外端孔流出；水流流经机翼形部件时对其产生推力，该力对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，其特征是，一种具有以下结构的装置，该装置由一个轴和在其径向上与轴垂直或垂向分布的若干个相同的空腔体构成，空腔体以轴对称分布或等角间隔分布，该装置以轴中心线为回转中心，回转轴两端上或固定有联接、传动部件，用以与旋转拖动机、旋转机械、负载联接；空腔体在回转轴径向两端上各有孔，使流体经由该两孔自空腔体的一端流进空腔体，从另一端流出空腔体，靠近回转轴的里端孔位于空腔体的回转轴向侧面上，或位于回转轴上并经回转轴上的通道与空腔体连通，外端孔位于空腔体的回转轴径向最外端；空腔体内腔中于回转轴径向远端处固定安装固定翼飞机机翼形部件，该件整体在内腔中，前缘迎向流动流体，凸面指向装置回转方向；根据伯努利定律以及飞机飞行原理，流体流经机翼形部件时对其产生类似飞机升力的推力，使推力方向与空腔体线速度方向相同，即推力方向垂直于回转轴径向与轴向，该推力对回转轴产生转矩，该装置联接负载工作时，装置对负载做功。/n

【技术特征摘要】
1.一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，其特征是，一种具有以下结构的装置，该装置由一个轴和在其径向上与轴垂直或垂向分布的若干个相同的空腔体构成，空腔体以轴对称分布或等角间隔分布，该装置以轴中心线为回转中心，回转轴两端上或固定有联接、传动部件，用以与旋转拖动机、旋转机械、负载联接；空腔体在回转轴径向两端上各有孔，使流体经由该两孔自空腔体的一端流进空腔体，从另一端流出空腔体，靠近回转轴的里端孔位于空腔体的回转轴向侧面上，或位于回转轴上并经回转轴上的通道与空腔体连通，外端孔位于空腔体的回转轴径向最外端；空腔体内腔中于回转轴径向远端处固定安装固定翼飞机机翼形部件，该件整体在内腔中，前缘迎向流动流体，凸面指向装置回转方向；根据伯努利定律以及飞机飞行原理，流体流经机翼形部件时对其产生类似飞机升力的推力，使推力方向与空腔体线速度方向相同，即推力方向垂直于回转轴径向与轴向，该推力对回转轴产生转矩，该装置联接负载工作时，装置对负载做功。


2.根据权利要求1所述的一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，其特征在于，流体为空气，空腔体外端孔位于与旋转方向反向的侧面即背风面最外端，或背风面最外端与径向端面整体开孔为外端孔，空腔体外端孔面积大于里端孔面积；该装置与旋转拖动机或旋转机械同轴、同转矩方向联接成组合体工作时，因外端孔的回转半径大于里端孔的回转半径，外端孔的线速度大于里端孔的线速度，大气对外端孔的静压强小于对里端孔的静压强，加上空气对外端孔的吸卷作用，因此，空气自里端孔流进空腔体从外端孔流出，即在空腔体内腔中有空气流动；流体流经机翼型部件时对其产生类似飞机升力的推力，该力对回转轴产生转矩，组合体的转矩为旋转拖动机或旋转机械的转矩与装置产生的转矩之和，组合体与旋转拖动机或旋转机械的角速度相同，根据功率＝转矩×角速度，组合体的功率大于旋转拖动机或旋转机械输入的功率，该组合体联接负载工作时，该装置对负载做功。


3.根据权利要求1所述的一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，其特征在于，流体为空气，空腔体在一个封闭体内回转，封闭体与回转轴滑动密封，封闭体不随空腔体运动，封闭体联接抽空气设备，空气自封闭体外的回转轴上的里端孔经轴上的通道流进空腔体，从外端孔流出，再从封闭体中被抽出，即空腔体内腔中有空气流动；翼型部件上的空气推力对轴产生转矩；装置做为拖动机联接负载做功，或与旋转机电设备同轴同转矩方向联接，利用其工作时保持同一回转速度的特性，共同对负载做功，该装置工作时其输出功率大于抽空气设备的输入功率。


4.根据权利要求1所述的一种获得力和转矩并对负载做功的方法及其装置与应用，其特征在于，流体为泵带动的循环通道中的流动液体或具有水头的管道中的液体，装置的外端孔处固定有集流体部件，使从外端孔流出的流体集中于该部件；里端孔所在的回转轴前端联接旋转接头，旋转接头连接进水管路；回转轴后端的集水部件上也安装旋转接头，该旋转接头与原流体管道连通；使流体经前端的旋转接头、里端孔、轴上的流体通道流进空腔体，从外端孔流出，经集流体部件、后端的旋转接头流入原管道；翼型部件上的流体推力对轴产生转矩；该装置做为拖动机联接负载做功，或与旋转机电设备同轴同转矩方向联接，利用其保持同一回转速度的特点，共同对负载做功；流体为泵带动的循环通道中的流动液体时，装置的输出功率大于泵的输入功率；流体为具有水头的流动液体时，流体流经该装置后原水头损失小。


5.根据权利要求1所述的一种获得力和转矩并...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄竹山，
申请(专利权)人：黄竹山，
类型：发明
国别省市：吉林;22