专利名称：飓风可变能量动力机的制作方法
技术领域：
本发明是一种以可再生能源--大气气体为工作物质，以本机产生的高速气流为 能源的动力机械，属动力机械技术领域。
背景技术：
能源危机经济社会的发展必然伴随着能源消费的快速增长，2001年以来，全球 石化资源供应日趋紧张，国际原油价格一路攀升，至2008年已突破至100美元，但是高昂的 价格并不能抑制人类对于石油需求量的剧增。随着世界经济对原油的依赖性不断增强，石 油开采量持续扩大，世界石油储量逐渐减少，石油价格必然呈不断上升趋势，近年来我国对 石油的需求量也在不断增加，石油进口量大幅度上涨，对外依存度持续上升，2006年我国原 油净进口量已达13884. 3万吨，居世界第三位，而我国人均石化能源占有量远远低于世界 平均水平，能源保障的压力很大，只有通过不断开发利用新能源的方式，开辟新的能源供应 途径，有效增加能源供应增量，才能从根本上保障能源供应，缓解能源供给压力。环保危机发展新能源可以有效降低环境污染，有利于我国建设环境友好型社会。 能源的生产和消费是我国大气污染的主要来源，因此可再生环保能源的开发迫在眉睫，从 可再生能源看主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非石化能源，其中 太阳能是现在最有发展前景的能源，但现在技术大大限制了它的发展，并且在地球上毕竟 太阳能不是最大的最方便使用的可再生能源(特别在晚上，及室内)，近几年大家忽略了还 有一种更普遍的及更便于利用的能源一大气能源。自然灾害近年来由于环境改变，气候变热，各种危害人类生存的天气现象突发， 特别是各种飓风、台风、龙卷风等每年对世界各国经济和人身安全造成了极大的危害，特别 是2008年春节的特大雪灾，导致电源输送瘫痪，而这种动力机在室内就可以发电，不会受 外界环境的干扰。鉴于以上情况，本人开发了飓风可变能量动力永动机。本机既可以连接普通发电 机，也可以在大气层内运动的物体上用于发动机，又可以制造各级飓风、台风、龙卷风的风 速用于控制自然界飓风、台风、龙卷风，它不燃烧各种能源，只是启动时消耗极少的能源，启 动后用自己产生的电能维持本机的运行，并可以对外提供电源及动力。用于发电系统，因为 飓风可变能量动力机采用的能源是大气，故发电消耗成本相当低，可以忽略发电的能源消 耗成本，只考虑动力机的投资成本，其主要组成都是现有简单的设备，假如配置10千瓦的 同步交流发电机发电系统，预计总投资只需要3000元左右，可24小时发电，如设备使用10 年，则每天发电成本为3000/(10*360) = 0. 833元，而每度电成本将会降到0. 833/(24*10) =0. 003472元，即每度电成本不到4厘钱，况且在国家大力支持发展环保能源的历史时期， 此项目完全可以迅速发展。用于运行物体的动力系统上，可以节省大量的燃料石油，多大马 力的运动物体均可以装本动力机，条件是只要配置相应的真空容器、真空泵及系统配件就 可以达到节省能源并排放无污染的气体、改善环境发展经济的目标。在控制自然界各类自 然灾害方面，它可以使人类生活在没有大危害的自然环境里，不会造成人身安全，不会使经济遭到重创，不会损坏财产物资。
发明内容
原理飓风可变能量动力永动机是利用大气的压差原理制造出来的。科学理论 大气压的压强是1. 01325*105PA，和工程大气压每平方厘米0. 968KG。可见大气压是具有能 量的，只仅仅是静压能而已，因此，将大气的压力由静压能转化为动压能是本发明的关键， 而借助于真空(恒压)容器就可以使容器内外产生压力差，形成气压梯度力，造成气流流 动。因此可将静压能转化为动压能。能量产生因为存在气压梯度力，则气流通过收缩管涌入真空(恒压)容器内，产 生气流的加速度反应。当容器内的气压小于大气压，且容器内的气压与大气压的比值大于 0.5，马赫数小于1时，此时气流的流动将是tt音速的速度流动；当容器内气压与大气压比 值小于等于0.5，马赫数等于1时，气流可获得最高流动速度即临界速度(音速)。通常当 气压的压差在大气压的百分之一二左右变动时就可产生微风的感觉，即5、6级风左右(每 秒10米)，而当压差在大气压的百分之五以上变动时，将会产生飓风或龙卷风的风速，即使 是微风如果要通过收缩管进入容器体内，也会产生风流的加速反应，即平时所谓的“风洞” 现象，而本机就是利用产生的飓风风速，在容器内“风洞”口(见说明书附图)设置一个风 轮，就可以将飓风气流的动能转化为机械能，实现能量的转换。真空泵的电力因为来源于风 轮的转轴所带动的发电机，并且风轮获得的能量应等于进入容器体内的气体的质量和速度 平方的乘积的一半，即Eκ = 0.5*m*V2 (或PO= (ρ/2) * ν3 * F，贝兹理论)，这样容器内风 轮的转速及能量就可以得到控制，借助与容器内连接风轮的转轴(穿出体外)就可以对外 做功了，实现了环保能源的产生。能量调整因为是亚音速的气流流动，其流速受容器内外气压及收缩管进出口截 面面积的因素决定，根据需要可调整动力机的能量。一、如保证容器内真空度不变需要调整 动力机能量1、只要调整进气收缩管的进口截面积，达到增加或减速气体流速的目的，就可 以起到增加或减少能量的目的；2、只要调整若干公径不同的进气电磁阀，达到进气速度不 变而改变进气口截面积导致流量增加或减少，同样可以达到调整动力机能量的目的；二、如 采用改变容器内真空度从而改变气压梯度力，也可以达到增加或减少动力机能量的目的。 不论采用上述哪种方法，条件是只要真空泵在工作真空度条件下的排气量大于等于真空 容器的进气量就可以控制容器内气压，达到调整能量的目的。飓风产生及控制当飓风变能量动力永动机正常运行时，由于真空容器对外吸入 大气，并且以飓风的速度(可调控)吸入，大气则对真空容器的吸气界面产生飓风，只是飓 风风向是对真空容器来的。当自然界产生飓风时，可以在飓风通过的地方设置较多较大规 模的飓风可变能量动力机，运行原理是只要做到已设置飓风可变能量动力机周围地区的 气压低于飓风等中心的气压，自然界中的飓风的吸气能力将被瓦解分散，并且不能随意移 动，自然界产生的飓风气流只有围绕能量动力机布置区域运行，根据具体情况逐渐减弱真 空容器的进气速度(增大真空容器的压力或减小真空泵流量)，最终能够消化飓风的危害， 依据配置可产生任意级别的飓风、台风、龙卷风(以真空容器为中心)的风速，这样自然界 的飓风就可以控制及消灭。
图1为飓风可变能量动力永动机结构系统图；图1，是由电源开关6，蓄电池组9，变压器8，真空泵7，(恒压)真空容器1，箱内 双向受风飞轮3，容器与转轴连接轴承15，转轴(伸到容器外)12;真空电子压力计2，进气 收缩管13，若干个进气电磁阀(含焊接喷嘴)14，排气调控阀4，转轮17，皮带18，发电机5， 双路电控开关10，等配件组成的真空永动系统。图2为飓风可变能量动力永动原动机带发电机结构系统图图3为飓风可变能量动力永动机双面受风轮正面主受风4为飓风可变能量动力永动机双面受风图轮侧面辅受风图
具体实施例方式包括计算过程、制作过程、操作控制过程计算过程第一步是依据负载及发电机的功率(包括损耗)及转速来确定飓风可 变能量动力永动机的最小功率及风轮合适直径；第二步，依据风轮直径可以确定进气速度， 依据风轮所需要能量可以确定最小进气量；第三步，依据进气速度和进气量就可以确定真 空容器的真空度同时可确定真空泵的最小抽速和最低真空度。假设产生一级飓风速度可将真空度设置为4. 5%，速度约为40米/秒；和假设真空容器进气截面，见下表由风能的基本计算公式可知P(w) = (p/2)*v3 * F
常数密度(千 克/立方米)流速 (米/秒)流速3真空容器进气 口截面积F(cm2)秒功率 Pw小时功率 P_小时流 量M3〇.51. 22540640001. 66. 27222.579223. 04〇.51. 22540640006. 425.08890. 316892. 16〇.51. 225602160001. 621.16876.204834. 56〇.51. 225602160006. 484.672304. 8192138. 24〇.51. 225805120001. 650. 176180. 633646. 08〇.51. 225805120006. 4200.704722. 5344184. 32备注小时流量=流速*真空容器进气口截面积/10000*3600秒；依据上面计算表及能量守恒定律可以选择相对应负载物体的最小能量、进气流 量，考虑到负载物体应具备运行的扭矩，因此只从能量角度配置负载是不全面的，所以必须 相对于负载所需要的扭矩应利用动压原理公式来计算飓风可变能量动力机的扭矩，见下表动压原理公式wp = v2/1600 备注假设叶片受力面积与容器进气口截面积相等，空气密度为1. 225千克/立方 米；扭矩=动压强*叶片受力面积*叶轮半径；小时流量=流速*叶片受力面积/10000*3600秒；风轮转速=流速/轮周长=流速/2/3. 14/0. 2由上表可见，飓风可变能量动力机的扭矩由动压强、叶片受力面积和叶轮半径三 个因素影响，根据实际需要，只要在制造时计算调整以上三个因素就可以配置相对应的动 力机；最重要的是注意真空泵的工作流量一定要大于负载物体所需要的进气流量制作过程一、飞轮及转轴的固定在真空容器的侧面开一个合适口径，将转轴轴 承外径焊接在容器壁上稳固，焊接要求不漏气。轴承内径与转轴密封焊接，轴承内径和外径 的连接缝用真空密封脂封好，现实中本人用自行车的后轴承飞轮制成飓风可变能量动力机 的轴承，因为缝隙很小。飞轮与转轴连接并安装在容器内，飞轮转动时尽量靠近并且不碰到 喷嘴为标准，飞轮迎向轴承缝隙的侧面焊接部分斜面塑料叶片，做为风轮的辅助受风点，从 缝隙进气就可以转化为风轮动力；二、进气电磁阀(含焊接喷嘴)的安装在真空容器上面开若干口并将公径不同的 进气磁阀焊接(含焊接喷嘴)在真空容器上面，要做到焊接不漏气，将伸到容器内若干喷嘴 角度与飞轮叶片成90度置放，要求喷嘴尽量靠近飞轮但不能影响飞轮的转动，这是动力机 的主受风点，飞轮应采用多叶片，喷嘴应选用与叶片相适合的喷嘴，要求喷嘴喷出的气流完 全作用在叶片上，减小能量损耗；三、排气调控阀的安装在真空容器的壁面上开一个合适口径，开口与排气调控阀 焊接，焊接做到不漏气。其位置，应在真空容器内应尽量离飞轮距离最远处，目的不影响气 流作用与飞轮上的动能，造成能量损耗；四、电子真空压力计的安装在真空容器壁面上开一个合适口径，将真空压力计焊 接在壁面上。其位置尽量靠近进气口，目的是能够准确的确定进气口真空度，便于更好操作 系统；五、接通电路在蓄电池9 (或外接电源)后接电源开关6，再接电源变压器8达到 真空泵7要求的电压，经过双路电控开关10连接真空泵7 ；电子真空压力计2由蓄电池供 电，连接进气电子磁控阀14 ；发电机5输出线连接电控双路开关10 ；操作控制过程开机，接通开关6，由电池组9通过变压器8及电控双路开关10将电流输送给真 空泵7，真空泵开始排气，达到预定真空度后，电子真空压力计2开启进气电子磁控阀(含 焊接喷嘴)14，容器外大气将由进气收缩管13涌入真空容器1内，推动连接着转轴的风轮3转动，转轴的转动带动发电机5和外接负载19做功，发电机正常发电后接通电控双路开关 10同时断掉蓄电池供电双路电控开关10，再断掉开关6，真空泵开始吸气和排气循环运作， 系统就永动运行起来。停机，系统当需要停机时关闭发电机对真空泵的供电开关10，真空泵停止排气运 作，容器充满大气，电子真空压力计2关闭进气电子磁控阀(含焊接喷嘴)14，风轮3失去动 力，系统将停止运转。作为发电机的原动机见图2外接负载应配置发电机11，同时可以取消真空泵的 原供电发电机5及皮带18转轮17等传动系统配件，可以直接将负载电机11产生的电流通 过电控双路开关10供应给真空泵7，这样可以减少投资，减小空间结构。发电机发电的最 主要因素是控制转速，而此系统对转速的控制最为方便。由发电机上的表盘显示数，调整排 气调控阀，控制真空泵的排气量，达到要求真空度并保持容器内的恒压，从而调整转轴的转 速，达到发电机勻速转动的目的，为方便一机多用，携带不同功率发电机要求，设置若干不 同公径的进气电子磁控阀可以倍数增加能量，条件是只要保证真空泵抽速大于真空容器 所需要的进气量，就可以随意配置发电机，发电机的降温问题可以利用真空泵排出的气体 进行降温。作为运行物体的动力机外接负载是动力系统，其转速根据需要调整排气调控阀 4，从而调整真空泵的排气量，达到需要的转速；其能量的大小也取决于进入容器内气流的 速度和流量，设置若干不同公径的进气电磁阀目的就是为了方便调整进气流量达到驱动动 能的调整，条件是只要保证真空泵工作抽速大于真空容器所需要的进气量，就可以随意控 制转轴的转速，达到驱动及提速的目的。尽量选择粗真空大流量的真空泵，具体还需要考虑 当地的气压、温度等情况，但影响不大，只需调整电子真空压力计2的预置数据。各规格的 收缩管是外载负荷的备选件，根据外载负荷所需要的功率和转速配置相应的收缩管。作为制造飓风等的设备视同作为发电机的原动机使用，只要配置足够大功率的 发电机，不间断地给相应的真空泵供电，使得真空容器附近的气压数据低于飓风中心的气 压，则围绕飓风中心的空气将被吸引过来，受到飓风可变能量动力机控制，则飓风中心将不 能够吸引空气，导致飓风中心气压受控制，将最终消化飓风。
权利要求
一种大气压差可变能量动力永动机，其特征1、包括装有飞轮(3)的真空容器(1)；2、连接飞轮穿出容器的转轴(12)；3、对容器抽真空的真空泵(7)；4、测量容器真空度及控制进气电磁阀开关的真空电子压力计(2)；5、和转轴联动给真空泵供电的发电机(5)；6、真空容器焊接若干公径不同的进气电磁阀(含焊接喷嘴)(14)；7、系列规格进气收缩管(13)；8、真空容器排气流量调控阀(4)；9、由真空泵造成容器内外气压梯度力，容器外空气通过进气收缩管形成飓风高速气流进入真空容器推动飞轮，飞轮带动转轴转动，并带动容器外的发电机发电，将电源供应给真空泵，转轴作为外接动力的动力源；10、依据不同公径的进气电磁阀及进气收缩管和真空容器流量调控阀可调整动力机的能量。上述真空泵启动时有电源供电，启动后由本机所带发电机供电，构成永动，转轴转速变化有控制、操作系统。
全文摘要
本发明是飓风可变能量动力永动机，是一种以可再生能源——大气气体为工作物质，借助真空泵以本机产生的飓风气流为能源的动力机械，属动力机械技术领域。能够转化能源降低自然灾害，转化能源是利用气压梯度制造飓风速度气流，将大气由静压能转成动压能，通过真空容器内的风轮再将动能转成机械能，连接容器外发电机和动力系统将电能和机械能输出，达到对外做功的目的，进入容器内的空气同时由真空泵排出，依据不同公径的进气电子磁控阀、进气收缩管及排气阀，可以调节能量大小，由于具备自发电能可以永动运行。主要用于发电机的原动机和用于大气层内运行物体的驱动动力。降低自然灾害是指利用本机产生的飓风风速和低气压吸引及消灭飓风等灾害。
文档编号F03D9/00GK101929433SQ20081008649
公开日2010年12月29日 申请日期2008年3月16日 优先权日2008年3月16日
发明者不公告发明人 申请人:兰晓森