重力发动机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的重力发动机属于动力机械，一种所谓输出能量大于输入能量的永动机， 国际专利分类 F03G 3/00、7/10，H02K 53/00, H02N 11/00。
【背景技术】
[0002] 1.风力机和汽轮机是利用流体的流量、速度及压强作功。
[0003] 水力利用水流的流量Q和位置落差H的重力势能即位能=QH，和利用水流速度的 动能K作功。古时的许多水车和现代水流落差很小的微型水轮机，多利用动能。现代大中 型水力发动机则是利用位能。
[0004] 2?惯性力作功。火箭送卫星入轨，利用了一段惯性力作功。游艺高架轨道惯性列 车也很好利用了惯性。汽车从一挡、高耗油而慢速，到五档少耗油或停油而高速前进就是靠 动能和惯性。自行车高速停骑而靠惯性力前进做功可省力。
[0005] 物体做园周运动，突出显示了物体转动惯性的特性。微观的电子自旋和轨道旋转， 或宏观的卫星、月亮、地球、太阳系、各种星系的运动，都靠高速旋转惯性和离心惯性力的作 用。高速转动的飞轮蓄能后释能做功，是因为它有很大的转动惯量和旋转惯性力矩。现代 机械回转陀螺仪采用高性能材料和很好的轴对称性结构，每分钟可达几十万转，也是利用 了极高速回转的转动惯性特性。可见，利用转动惯性，很有发展空间。
[0006] 3.引力能，随载体不同，主要分为流体的水能和固体的重物能一通常称为重力 能。正是这个差别，利用水能和重力能作功的方法不同。水力发动机的技术已十分成熟，而 利用重力能作功却相反，进展缓慢。
[0007] 重力能的本性呈现出是一种与时间无关、无处不在、又取之不尽、用之不耗的能 源！所以，利用重力能为动力做有用功，是人类几百年来的梦寐以求。世界上有过多种重力 机的技术方案，但均无一成功。科技界从多次实验失败和经验中，误得出了一个把"还未成 功"判决为"不会成功"的结论。理论依据是重力机违背能量守恒定律，因而是不可能实现 的，不具备实用性。这是因为方案不对，而阻碍了认识重力能是一种可利用能源！
[0008] 不对称大偏心重力矩原理很诱人。一个水平方向偏心半径为R2A 1= 5的重力机， 用ADAMS程序作的、不计摩擦力的虚拟运动仿真，和依此制造的一个直径4m重力机模型视 频，公开在www. cntv. cn和www. sina. com等网上。理想运动仿真成功，证明重力不对称大 偏心理论正确。但是，实际结构模型失败了，主要原因是摩擦力太大。这个原理正确和实际 结构失败的矛盾，再次证明重力不对称偏心结构之路难于实现。
[0009] 本发明的目的，是从另一种思路，提出一种对称结构的重力发动机，突破传统物理 学认为重力能不是能源或不可能循环利用的观念，和突破认为惯性与速度无关及惯性力或 惯性力矩不做功的理论，使转轮的输出能量 >> 输入能量。
【发明内容】
[0010] 本发明的重力机主要是采用大尺寸转轮、大转动惯量和高速转动惯性的特性，实 现循环利用重力位能和重力矩动能的技术。所以，它也就是重力惯性发动机。
[0011] 现代高性能材料和自动化控制技术使大半径高速转轮的振动和稳定性能得到解 决。
[0012] 具体技术方案如下：
[0013] 1.重力发动机含有转轮、外加力装置和机架。转轮的水平轴支承在机架上。其主 要特征是：
[0014] (1)转轮半径R彡5m。
[0015] (2)轮缘外侧的线速度V彡100m/s。
[0016] 最优结构是，既有实用价值、又能满足现有大量材料强度限制的半径R = 20~ 80m，和线速度V= 130~260m/s。若V更大，接近音速0.8倍，就有音障问题。
[0017] (3)除轴的重量外，转轮重量的80%以上集中在轮缘，构成大转动惯量I。
[0018] 例如，均质厚壁园筒的转动惯量I = 9(?2+?2)/^。
[0019] 大中型水轮机或汽轮机转轮的重量在靠近轴的叶片上。
[0020] (4)转轮的尺寸和功率由用户按需确定，它们主要受制于材料的强度和韧性。
[0021] 不像水轮机的功率取决于自然给以的恒水流量Q和水位落差H ;不像汽轮机受制 于蒸汽的流量、温度、压力和燃料；也不像电动机受额定功率限制。
[0022] (5) -~多个外加力装置固定在转轮轮缘自身的外侧，或安装在外机架上，推动转 轮旋转。外力作用的线速度>转轮轮缘外侧的线速度。
[0023] (6)利用大转轮的大重力矩和大转动惯量I，在外加力P作用下，高速转动产生高 线速度V、大转动动能K和大转动惯性的特性，不断推动转轮加速旋转。外力P不断推动转 轮做功的总合，等于转轮不断积累起来的开始做勾速转动时的转动动能K。当转速达到设计 转速n后，改做匀速转动，带动负载旋转作功。
[0024] 驱动力矩做功M?远大于各阻力矩耗能之合，从而推动转轮不停地连续转动作 功，由轴输出有实用性的剩余能量W，
[0025] W = EM? - E W1- E W0
[0026]其中：
[0027]W1外加力装置耗能，
[0028]Wtl---各种摩擦阻力、空气阻力和震动等耗能。
[0029] 由扰动力矩=I a知，转动惯量I越大，角加速度a越小，只需很小动力矩就能克 服扰动力矩，保持转轮匀速转动。动能K越大，转动惯性状态越难改变。
[0030]转动动能 K = I ?2/2 = mR2 ?2/2 = mV2/2，
[0031] 可见，动能K随半径R、速度V、角速度《、转速n等的平方增加。
[0032] 与垂直轴平面旋转的质点或刚体做功时要克服重力产生的惰性不同，水平轴的平 面大半径高速旋转质点或刚体做功时，重力位能和重力矩动能可能在每个循环周期都做 功。而且，物体向上回转时，轴的转动与做功方向一致，因而也是在做功。这就是输入小外 力P，重力发动机能连续转动输出大能量W的本质。
[0033] 重力能是一种重复用而不耗损的特殊能源。所以，在高速运动的非惯性系统中，外 力和重力做的总功既不遵守机械能守恒定律，也不遵守能量守恒定律I[0034] 2?转轮的结构有三种形式：
[0035] (1)均布质点式--转轮的重量主要分布在质点上（图1、5)，
[0036](2)厚壁园筒式转轮的重量主要在轮缘上（图4)，
[0037] (3)厚壁园筒加质点式（图2)。
[0038] 3.加力装置采用旋转冲击式5(图1)、喷气式9(图2、3)、电动机定子式8(图4)、 质点电磁吸斥式18 (图5)、活塞内燃机直连杆冲击式或高压冲击气缸活塞式。
[0039] 4.加力装置的位置在顶部、底部或/和侧面，或整个外圈。
[0040] 5.加力装置的动力由转子自身旋转和/或由外部能源提供。
【附图说明】
[0041] 图1是一个均布质点旋转冲击式加力重力机示意图。
[0042]图2是一个厚壁园筒加质点喷气式加力重力机示意图。
[0043] 图3是一个三圈喷气式加力重力机侧视示意图。
[0044] 图4是一个大电动机式加力重力机示意图。
[0045] 图5是一个质点电磁吸斥式双N极永磁体的转轮局部示意图。 具体实施例
[0046]图1是均布质点式重力机
[0047] 转轮3外侧均匀固结有多个重物Q。辐杆2。在转轮3的顶部安装1~多个旋转 冲击式加力装置5。每个装置5带有1~多个重锤7。重锤7旋转碰撞重物Q。瞬时外力P
【主权项】
1. 一种重力发动机含有转轮、加力装置和机架，转轮的水平轴支承在机架上，其特征在 于： ⑴转轮半径R彡5m; (2) 轮缘外侧的线速度V彡lOOm/s; (3) 除轴的重量外，转轮重量的80%以上集中在轮缘，构成大转动惯量I; (4) 转轮的尺寸和功率由用户按需确定，主要受制于材料强度和韧性； (5) -~多个加力装置固定在转轮轮缘自身的外侧，或安装在机架上，推动转轮旋转； 外力作用的线速度>转轮轮缘外侧的线速度； (6) 利用大转轮的大重力矩和大转动惯量I，在外力P作用下，高速转动产生高线速度 V、大转动动能K和大转动惯性的特性，不断推动转轮加速旋转；当转速达到设计转速n后， 改做匀速转动，带动负载旋转作功； 驱动力矩做功M?远大于各阻力矩耗能之合，从而推动转轮不停地连续转动作功，由 轴输出剩余能量W， W=EMco-EW1-EW0 其中： W1---外加力装置耗能， W0---各种摩擦阻力、空气阻力和震动等耗能。
2. 根据权利要求1所述的转轮，其特征在于：转轮结构有三种形式： (1) 均布质点式一转轮的重量主要分布在质点上， (2) 厚壁园筒式一转轮的重量主要在轮缘上， (3) 厚壁园筒加质点式。
3. 根据权利要求1所述的加力装置，其特征在于：加力装置采用旋转冲击式5、喷气式 9、电动机定子式8、质点电磁吸斥式18、活塞内燃机直连杆冲击式或高压冲击气缸活塞式。
4. 根据权利要求1所述的加力装置，其特征在于：加力装置的位置在顶部、底部或/和 侧面，或整个外圈。
5. 根据权利要求1所述的加力装置，其特征在于：加力装置的动力由转子自身旋转和/ 或由外部能源提供。
【专利摘要】本发明公开一种对称结构重力发动机，含有转轮、加力装置和机架。其特征是：转轮半径R≥5m，轮缘外侧线速度V≥100m/s；转轮重量80％以上集中在轮缘。半径尺寸和功率由用户按需设定。一～多个加力装置固定在转轮轮缘自身外侧或安装在机架上。外力作用的线速度＞轮缘外侧线速度。循环利用转轮高速大转动惯性特性和重力位能与重力矩动能，使外力P驱动力矩做功Mω＝PRω＞＞各阻力矩耗能之合。转轮采用均布质点式、厚壁园筒式或厚壁园筒加质点式。加力装置采用旋转冲击式5、喷气式9、电动机定子式8、质点电磁吸斥式18等。本发明将成为一种新绿色动力机，解决能源枯竭难题。它的结构简单，制造和维护容易，成本低。
【IPC分类】H02N11-00, F03G7-10, F03G3-00
【公开号】CN104819109
【申请号】CN201510213141
【发明人】祝培钫
【申请人】祝培钫, 陆毓敏, 北京金科奥赛技术研究中心
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月30日