重物冲击式发动机的制作方法
【专利摘要】重物冲击式发动机，涉及一种发动机，尤其是一种低水头重物冲击式发动机。目的是研制一种发动机，利用低水头能量或中、高水头能量或其他能量将发动机转动，将流体的能量一部分转变为发动机的转动能量，本发动机在转动过程中，利用转页上可变重物能不断产生冲击力矩，增加驱动能量，从而大大增大发动机的输出功率。包括轮机，其特征是：轮机包括主轴、旋转力臂、固定力臂、重物，固定力臂安装在主轴上，旋转力臂一端用轴销与固定力臂连接，其连接处设有限位件，用于限制旋转力臂与固定力臂的旋转幅度，另一端与重物连接，重物重量可以调节。本发明也适用于风力轮机。
【专利说明】
重物冲击式发动机
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种发动机，尤其是一种低水头重物冲击式发动机。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的水轮发动机一般分为行动式涡轮水力发动机和轴流式涡轮水力发动 机、水车等，它们都是利用液流经过定子从转子流过，转子把液体的能量转变成发动机、涡 轮的转动能量，通过水对叶片作用产生转动实现能量传递。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是研制一种发动机，利用低水头能量或中、高水头能量或其他能量 将发动机转动，将流体的能量一部分转变为发动机的转动能量，本发动机在转动过程中，利 用转页上可变重物能不断产生冲击力矩，增加驱动能量，从而大大增大发动机的输出功率。
[0004] 本发明的技术方案是:重物冲击式发动机，包括轮机，其特征是:轮机包括主轴、旋 转力臂、固定力臂、重物，固定力臂安装在主轴上，旋转力臂一端用轴销与固定力臂连接，其 连接处设有限位件，用于限制旋转力臂与固定力臂的旋转幅度，另一端与重物连接，重物重 量可以调节。 进一步的重物冲击式发动机，其特征是:还包括有飞轮，飞轮安装在主轴上。
[0005] 进一步的重物冲击式发动机，其特征是:旋转力臂背面呈流线型或子弹头型，以减 小旋转力臂抬起时水流阻力，旋转力臂面向加工成平面或凹形，增加旋转力臂在B点后受水 流力面积。
[0006] 进一步的重物冲击式发动机，其特征是：固定力臂背面呈流线型或子弹头型，以减 小固定力臂抬起时水流阻力，固定力臂面向加工成平面或凹形，增加旋转力臂受水流力面 积。
[0007] 进一步的重物冲击式发动机，其特征是:在同一主轴上安装N组旋转力臂、固定力 臂、重物的组合机构。
[0008] 进一步的重物冲击式发动机，其特征是:旋转力臂与固定力臂为等长，旋转力臂可 绕固定力臂转动约120°。
[0009] 进一步的重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂、固定力臂、重物组件以 均匀夹角布置N组，优选N为偶数。
[0010]进一步的重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂、固定力臂、重物组件共6 组，组间夹角60度。
[0011]进一步的重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂与固定力臂背向打开最 大夹角为180°，面向最小夹角为旋转力臂垂直面向的相邻固定力臂夹角。
[0012] 上述"旋转力臂背面"是指水流反向面，"面向"是指旋转力臂的水流正对一面，"固 定力臂背面"是指水流反向面，"面向"是指固定力臂的水流正对一面。
[0013] 当轮机在水流的作用下，轮机开始以角速度ω绕主轴转动，根据水流速度和流量 的大小，调节6重物的重量，这时重物在重力和离心力的作用下A点产生速度V2绕主轴&转 动，其速度大小为V2= ω ，方向与瞬间转动半径心垂直，同时重物A点产生速度Vi绕轴销02 转动，其速度大小ω 2R2，最终重物的速度为VjPV2的合成速度V3，当重物运动到B点时， Vi为零，Ri=R+R2，V3=c〇i (R+R2)，这时便产生较大的冲击力，即是对主轴产生较大的冲击力 矩，通过飞轮储能，得到平稳的运转。对外输出功_
[0014] 重物在绕主轴的运动，其离主轴距离在不断的变化，重物在绕主轴的运动部分属 于惯性系中的运动，而重物绕轴销转动部分属于非惯性系中的运动。因此我们根据重物的 运动状态提出推论：1，惯性系和非惯性系可以相互转换。2,牵连惯性力和柯式惯性力可以 转换为真实力。
[0015] 重物在非惯性系内运动，必须认为"物体不受外力也可以产生加速度"；"或者产生 加速度的力不一定要来自另一物体"，也就是必须放弃以往所熟悉力的概念中的两个定理， 即力是产生加速度的原因，力是物体间的相互作用。本轮机重物的运动部分是曲线运动的 非惯性系，需引入惯性离心力，惯性力的大小等于重物的质量与系统加速度的乘积，方向与 系统加速度相反，即F惯=_ma系。
[0016] 本发明有益效果在于:这种低水头重物冲击式发动机，结构简单，易制造和加工， 能在大江大河中安装发电，也可在小河明渠中安装发电，将对我国及世界能源做出巨大贡 献。本发明也适用于风力轮机。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明转轮结构主视示意图 图2是本发明转轮、主轴、飞轮连接结构俯视示意图 图中：固定力臂1、旋转力臂2、水流方向3、重物4、轴销5、主轴6、限位件7、飞轮8、支座9。
【具体实施方式】
[0018] 图中：重物冲击式发动机包括旋转力臂2、固定力臂1、主轴6、重物4、限位件7、飞轮 8 ;在水流或外力的作用下，主轴开始顺时针方向转动，旋转力臂2开始绕固定力臂1转动， 并产生冲击力矩主轴每转一圈重物在A点冲击6次;飞轮8储存动能后，经变速后带动发电机 发电，输出能量;旋转力臂2可绕固定力臂1转动约120°，旋转力臂2背向加工成流线型或子 弹头型，以减小旋转力臂2抬起是水流阻力;旋转力臂2-端安装重物4,重物4重量可调节， 另一端与固定力臂1用轴销6连接;在同一主轴6上可安装多组的该机构；如安装两组机构， 贝1J轴每转一圈，重物在A点冲击12次，以此类推;主轴6上安装了一个储能飞轮8，以使轮机运 转平稳;通过重物在惯性系和非惯性系中的运动推论：（1)惯性系和非惯性系可以相互转 换。（2)牵连惯性力和柯式惯性力可以转换为真实力。
【主权项】
1. 重物冲击式发动机，包括轮机，其特征是:轮机包括主轴、旋转力臂、固定力臂、重物， 固定力臂安装在主轴上，旋转力臂一端用轴销与固定力臂连接，其连接处设有限位件，用于 限制旋转力臂与固定力臂的旋转幅度，另一端与重物连接。2. 根据权利要求1所述重物冲击式发动机，其特征是:还包括有飞轮，飞轮安装在主轴 上。3. 根据权利要求2所述重物冲击式发动机，其特征是:旋转力臂背面呈流线型或子弹头 型，旋转力臂正面向加工成平面或凹形。4. 根据权利要求2所述重物冲击式发动机，其特征是：固定力臂背面加工成流线型或子 弹头型，固定力臂面向加工成平面或凹形。5. 根据权利要求2所重物冲击式发动机，其特征是:在同一主轴上安装N组旋转力臂、固 定力臂、重物的组合机构。6. 根据权利要求1 一5之一所述重物冲击式发动机，其特征是:旋转力臂与固定力臂为 等长，旋转力臂可绕固定力臂转动约120°。7. 根据权利要求1 一5之一所述重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂、固定力 臂、重物组件以均匀夹角布置N组，N为偶数。8. 根据权利要求1 一5之一所述重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂、固定力 臂、重物组件共6组，组间夹角60度。9. 根据权利要求1 一5之一所述重物冲击式发动机，其特征是:轮机上旋转力臂与固定 力臂背向打开最大夹角为180°，面向最小夹角为旋转力臂垂直面向的相邻固定力臂夹角。
【文档编号】F03B1/00GK105888913SQ201610418862
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】江童生, 江明
【申请人】江童生