专利名称：作用和反作用的同时利用的制作方法
属物理学、流体力学。
背景技术：
牛顿第三运动定律已得到广泛应用，但作用与反作用都是单独利用。如火箭、飞机、船舶等单用“反作用”；泵、风机等单用“作用”。
目的回收余能，开发能源。
内容作用力和反作用力是同时产生的，且大小相等，同时利用很有必要。方案是多种多样的。
图1是一例。基本分三个部分支撑部分、第一动力系统和第二动力系统。后两部分也可叫作用力系统和反作用力系统。支撑部分水池和支架。梁中央固定一垂直空心轴。水池中下部固定一垂直轴套。上部周围设导叶，以便环流。作用力系统水轮机组、主发电机和轴流泵。反作用力系统有园环、水轮机外壳，轴套和轴流泵等。园环中下部置一空心轴，以便泵电缆和积水管通过。园环中上部置水轮机组，尾管上端设十字形隔板，阻止环流回收余能。尾管下端按泵数设分管，分别与泵入水口接通。泵均布在园环同一节园上，使其向外排水方向一致与节园相切。座环、导叶、上盖固定在一起称为支撑算(过水和支持轴套)轴套下端内设导轴承，其上端外置皮带轮，以便将扭矩传给辅发电机或再增设一套皮带系统将扭矩转传给主发电机。这样，园环、尾管、转轮室、支撑算、轴套等结成一体，通过轴承，下面与水池轴套连接，上面与梁空心轴连接，且绕其转动。该系统即承受轴向力又承受扭矩。显然泵是共用的。泵运行排水作用使水轮机获得水头、流量运转，拖动主发电机发电；排水反作用使园环获得扭矩，通过皮带拖动辅发电机发电。一个轴功率产生的作用和反作用，同时带动两个动力系统工作。
图1是水为工作物的例子。图2是气体为工作物的例子。结构与图1差不多。简述一下，基本三个部分支撑部分，作用力系统和反作用力系统。支撑部分有支架和风池(不设也可)。作用力系统有风轮发电机组和轴流风机。反作用力系统有园环、风机、风轮机外壳、支撑算、轴套、皮带轮、辅发电机等。详见图2。
效果作用系统收益P1＝N·η1·η2(KW)N-泵轴功率KWη1-泵效率％η2-水轮发电机组效率％反作用系统收益P2＝N·η3·η4(KW)η3-园环系统效率 ％η4-辅发电机的效率％如P1+P2＞N则有收益，如P1+P2≤N则无收益。
关键是效率。有的发电机效率0.9834，有的0.80；有的水轮机效率0.90以上，有的0.6，太低是不行的。
图面说明。图1是水电站布置图。由三部分组成支撑部分支架(1)里置一园形水池(2)。架(1)中央固定空心竖轴(3)。水池(2)中下部固定竖轴套(4)，周围设挡水板(5)，上部周围设导叶(23)。作用力系统水轮机组(6)，主发电机(7)和轴流泵(8)。反作用力系统在园环(9)中下部固定一空心轴(10)，中部固定水轮机尾管(11)，尾分管(12)与相应的泵(8)入水口接通。泵(8)均布在园环(9)同一节园(13)上，使其向外排水一致与节园(13)相切。为保证相切设推力轴承(14)。支撑算(15)上接轴套(16)。轴套(16)上置皮带轮(17)。这样，园环(9)、尾管(11)，转轮室(18)支撑算(15)、轴套(16)，皮带轮(17)结成一体。通过下面轴承(19)与轴套(4)连接。通过上面轴承(20)与空心轴(3)连接。并可绕其转动。显然泵(8)是共用的。泵(8)运行，排水作用使水轮机获得水头转动，拖动主发电机(7)发电；排水的反作用使园环(9)获得扭矩，通过皮带(21)拖动辅发电机(22)发电。作用和反作用同时利用。
图2是风电站布置图。由三部分组成。支撑部分支架(1)里置一园形风池(2)。架(1)中央固定空心竖轴(3)，轴承(4)。风池(2)中下部固定竖轴套(5)，轴承(6)。周围设挡风板(7)。作用力系统风轮机组(8)，主发电机(9)，风机(10)。反作用力系统在园环(11)中下部固定空心轴(12)，中央固定风轮机尾管(13)，尾分管(14)与相应的风机入口接通。风机(10)均布在园环(11)同一节园(15)上，使其排风方向一致与节园(15)相切，如箭头(16)所示。支撑算(17)上接轴套(18)，轴套(18)上置皮带轮(19)，皮带(20)。这样园环(11)、尾管(13)、转轮室(21)、支撑算(17)，轴套(18)皮带轮(19)结成一体，轴(12)通过轴承(6)与轴套(5)连接，轴套(18)通过轴承(4)与竖轴(3)连接。并可绕其转动。显然风机(10)共用排风作用使风轮机组(8)运转，拖动主发电机(9)发电；排风反作用使园环(11)获得扭矩，带动结为一体的皮带轮(19)转动，通过皮带(20)拖动辅发电机(22)发电。作用和反作用同时利用。
举例说明实现的方式。为确切一些，利用样本选择设备。样本20多年前的，产品较落后，效率较低，尤其是小型设备更低，有的配套差些但作为举例还是可以的。参见图11、设备选型发电机一台(与辅发电机合并)型号TSWN99/36-8，400KW，η93％，n750。
水轮机一台，型号ZD760-LM-120，φ+5°，H3.6m，Q4.5m3/S，146KW，n750，η91.96％。
泵2台，型号900ZLB2.7-3，H3m，Q2.26m3/s，N79.6KW，η83.5％，D850mm。
2节园半径、转速的确定。为简便可近似的求泵排水速度V＝Q/S(m/s)Q-泵流量m3/sS-叶轮轴向投影面积m2V＝2.26/π·0.4252V＝3.983(m/s)求叶轮推力F(KN)F＝N/V(KN)F＝79.6/3.983F＝19.985(KN)
反作用力F′与F值相等，故F′＝19.985牛。设ν为节园线速度，则N＝F′·R·νR-节园半径、力臂，mR·ν＝N/F′R·ν＝3.983(m2/s)我们取R为2.5m，ν则为1.593m/sn＝60V/πDn＝6(转/分)3、确定园环直径设计手册中没有12级电动机，只好由电机JS-126-10代替。660是电机外宽，按700算。划一直线与节园切线平行并相距700。在该直线上安排电机(1295)，对轮(235)，推力轴承(300)，泵轴封(300)，泵轮前庭(1000)，泵轮及出口(200)，再加机动(100)，共3.130米，即弦长。依此求出直径7124，取7.200米，园周线速度2.26m/s。
4、确定水池直径主要泵排水能走开，又要适当增加其反力作用。取间距700，直径7200+1400＝8600(mm)其它按常规选取5、效益作用系统水轮机出力146KW。园环的输入功率79.6×2＝159.2KW。滚动轴承效率稀油润滑0.99，我们取0.985，两个便是0.97。园环摩擦阻力可借用水力学的切应力计算τo=λ8·ρ·V2]]>
λ的正常值约为4000(水力学，P154)τ0为10.21(N/m2)，以环高1.5m计。面积34m2，摩擦阻力损失2.824(KW)，η96.45。三角皮带传动效率0.96，2条0.9216。反作用总效率0.8622，功率137.28KW，加作用力系统(水轮机)功率146KW，和283.27KW。发电机效率0.93，发电263.44KW，扣除泵轴功率159.2，获得104.24KW。
权利要求
牛顿第三运动定律已普遍应用，但作用与反作用都是单独利用，而本发明的主要技术特征是作用和反作用同时利用。
全文摘要
本发明属物理学，流体力学。牛顿第三运动定律已普遍应用，但作用与反作用都是单独利用。本发明的主要技术特征是作用和反作用同时利用。该技术可用来回收余能和开发能源。
文档编号F03G7/00GK1140799SQ95106478
公开日1997年1月22日 申请日期1995年7月18日 优先权日1995年7月18日
发明者马景荣 申请人:马景荣