專利名稱：浮體動力機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到動力機械。
傳統的發動機大多以外力給能或燃料供給能量轉化后才能對外作功，這些傳統的發動機存在如下問題1、由于作功過程受磨擦阻力的能量損耗和其它因素的影響，其效率達不到100％，有效能源利用率較低；2、如以燃料轉化來作功會產生大量的污廢物質，污染環境，危害人們身體健康。
本實用新型的目的是要提供一種浮體動力機，它能利用本身可變浮體在液體中的浮力來轉化為能量作功，從而達到事半功倍的目的。
本實用新型主要由初始動力機和浮體助力裝置組成。初始動力機為電動機、內燃機、蒸汽機或其它動力機。初始動力機或直接連接浮體助力裝置主軸輸入端并傳動它、或通過其它傳動部件及輔助裝置連接浮體助力裝置主軸輸入端并傳動它。浮體助力裝置由箱體、主軸、套管、空心連桿、可變浮筒、圓弧板、可調滾輪及液體組成，在箱體兩端頭同心孔之間套裝有兩端頭伸出的主軸，在主軸上按等分角在不同斷面的位置裝有若干根套管或若干滑架，若為套管，則在每套管中各套裝有一空心連桿，若為滑架，則滑架有架管通兩端，每空心連桿或滑架的兩端頭各裝有一可變浮筒，它們由空心連桿或者滑架架管相互連通，可變浮筒為多節伸縮式浮筒；另外，在箱體內上半側平行主軸裝有一圓弧板，其弧面至主軸距離自上往下逐漸變小，圓弧板沿每一可變浮筒運動軌跡線上裝有一排可調滾輪、或是每一可變浮筒外頂裝有一可調滾輪；同時，箱體內盛有推動浮筒上浮的液體，其液面應蓋過主軸。浮體助力裝置主軸輸出端或直接連接作功機并作功、或通過其它傳動部體及輔助裝置連接作功機并作功。
本實用新型具有如下優點1、由于本機的浮體助力裝置中的可變浮筒在下降過程中變小、在上升過程中變大，這樣就在浮力作用下使主軸獲得一個額外的助力，使其輸出功率變大，從而實現事半功倍的目的；2、此種浮力作功，沒有污染，有利環保；3、此種動力機可以多級串接、獲得復利式多級增容，有利大功率的形成和利用。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明
圖1、一種用于發電的浮體動力機俯視結構形狀示意圖圖2、浮體助力裝置的縱剖示意圖圖3、可變浮筒剖示圖如
圖1所示，一種用于發權的浮體動力機由支架1、電動機2、靠背輪3、蝸輪變速器4、離合器5、前軸承6、浮體助力裝置7、后軸承8、飛輪9、靠背輪10、復式齒輪變速器11、靠背輪12和發電機13組成。在支架1上依次安裝有電動機2、靠背輪3、蝸輪變速器4、離合器5，它們相互串接聯動；離合器5再連接裝在前后軸承6、8中的浮體助力裝置7的主軸15所伸出的輸入端并傳動之，浮體助力裝置7如圖2所示，它由一箱體14、一主軸15，若干根套管18，若干根空心連桿17，若干個可變浮筒16、一圓弧板19、若干排可調滾輪20和液體組成，在箱體的兩端頭同心孔之間套裝著主軸15，在主軸上按等分角在不同斷面的位置裝有若干根穿過主軸的套管18，在每套管中各套裝有一空心連桿17，每一空心連桿的兩端頭各裝有一可變浮筒16；可變浮筒的結構如圖3所示，它為多節伸縮式浮筒，空心連桿兩端有通孔21連通兩端頭的可變浮筒。另外，在箱體內上半側平行主軸裝有一圓弧板19，其弧面至主軸距離自上往下逐漸變小，圓弧板沿每一可變浮筒運動軌跡線上裝有一排可調滾輪20，以降低浮筒運動磨擦力；同時，在箱體內還裝有推動浮筒上浮的液體，其水平線應蓋過主軸以上。浮體助力裝置主軸的輸出端依次連接并傳動著飛輪9、靠背輪10、復式齒輪變速器11、靠背輪12，并最后傳動發電機13作功發電。
上述實例計算如下；已知電動機額定功率Nd＝0.18kw額定電流Id＝2.49A工作電壓U＝220V額定轉速nd＝1400轉/分功率因數cosΦ＝0.7效率ηd＝0.72一、輸入浮體動力機的轉矩計算1、電動機的轉矩Md＝975×Nd÷nd＝975×0.18÷1400＝0.125kgfm2、減速器工作效率ηk＝0.82輸出軸功率Nk＝Ndηk＝0.18×0.82＝0.1478kw
設輸出軸轉速ηk＝30轉/分輸出軸轉矩Mk＝975×Nd÷ηk＝975×0.1478÷30＝4.797kgfm二、可變浮筒轉化機構(簡稱浮筒)轉矩計算1、單級可變浮筒采用同軸串聯4對。①每只浮筒壓縮時體積Vo＝0.00318M3，排水量＝浮力Fo＝3.18kg；②每只浮筒擴伸時體積Va＝0.0074M3浮力Fa＝7.4kg③每只浮筒自重Go＝4.2kg。
2、每只浮筒沉降重力Gb＝Go-Fo＝4.2-3.18＝1.02kg(可沉設)3、可變浮筒轉矩計算①轉動時離心阻力計算已知浮筒重心與主軸心最大偏心距R1＝54cm、或R1＝0.54m轉速na＝nk＝30轉/分，離心力Fa＝0.00112×4.2×0.54×302＝2.28kg可調滾輪摩擦系數f＝0.005(查表)浮筒滑動摩擦系數k＝0.02阻力修正系數B＝1.2離心摩擦阻力ΔFa＝Fa×B×(f+k)＝2.28×1.2×(0.005+0.002)＝0.068kg②擴伸時的浮筒浮升阻力計算常水密度ρ＝r÷g＝1000÷9.8＝101.9367kgs2/m4式中水重度r＝1000kg/m3重力加速度g＝9.81m/s2常溫常壓下水的動力粘度η＝797(106kg/s)(查表)擴伸浮筒的平均半徑rcp＝0.279m擴伸浮筒的運轉速度V＝R1π×n÷30＝0.54π×30÷30＝1.6958m/s雷諾耳數R＝Vrcpρ÷η＝1.6958×0.279×101.9367÷979＝0.0605133(106kgm/s)＜5×105kgm/s故用下式進行計算Δρ已知每只浮筒平均表面積A＝0.227m2粘滯浮升阻力Δρ=(1.327/R)×A×(ρV2÷2)]]>=(1.327/60513.3)×0.227×(101.9367×1.69582/2)]]>＝(1.327/245.99)×0.227×(101.9367×1.4378)＝0.179kg
阻力修正系數k＝1～2，取1.2浮升阻力Δρ′＝kΔρ＝1.2×0.179＝0.2148kg③每只浮筒的有效浮力Fa′＝Fa-Go-ΔFa-2Δρ′＝7.4-4.2-0.068-2×0.2148＝0.702kgfm④沉降力矩計算收縮浮筒重心與主軸心偏心距R1＝0.36m自重Go＝4.2kg浮力Fo＝3.18kg則沉降力矩Mo＝(Go-Fo)×R1＝(4.2-3.18)×0.36＝0.3672kgfm⑤有效浮力矩Ma′＝Fa′R2＝2.702×0.54＝1.459kgfm⑥轉化機構每轉一周平均有3只浮筒擁有有效浮力可做功，則總有效浮力矩Ma＝3(Ma′+Mo)＝3×(0.3672+1.459)＝5.479kgfm⑦單級浮筒(動力)機總轉矩M＝Mk+Ma＝4.797+5.479＝10.276kgfm理論輸出的軸功率Na＝Mn/975＝10.276×30/275＝0.316kw⑧本機效率修正系數Na′＝Nae＝0.316×0.85＝0.268kw本機總能量輸入輸出比X＝0.268/0.18＝1.49(即1∶1.49)增加軸功率ΔNa′＝Na′-Nk＝0.136-0.1478＝0.168kw三、與發電機聯接進行發供電計算1、在同一主軸上串聯與上述同一規格尺寸的2組共8對可變浮筒，則主軸輸出的軸功率N1＝Nk+2ΔNa′＝0.1478+0.168＝0.484kw2、選用單相永磁式同步發電機一臺，額定功率Nf＝0.5kw額定轉速nf＝1000轉/分 功率因數cosΦ＝1效率＝ηf 0.74 工作電壓Uf＝220V工作電流If＝2.8A3、復式齒輪組升速傳動效率ηc＝0.854、發電機輸出功率Nf＝N1cosφ×ηf×nc＝0.484×1×0.74×0.85＝0.304kw5、電動機與發電機輸入輸出比C＝Nf/Nd＝0.304/0.18＝1.69
權利要求1.浮體動力機，主要由初始動力機和浮體助力裝置組成，其初始動力機為電動機(2)、內燃機、蒸汽機或其它動力機，初始動力機或直接連接浮體助力裝置(7)主軸(15)輸入端并傳動它、或通過其它傳動部件及輔助裝置(3、4、5、6、8)連接浮體助力裝置(7)的主軸(15)輸入端并傳動它，浮體助力裝置(7)的主軸(15)的輸出端或直接連接作功機作功、或通其它傳動部件及輔助裝置(9、10、11、12)來連接傳動作功機(13)作功，其特征在于其浮體助力裝置由箱體(14)、主軸(15)、套管(18)、空心連桿(17)，可變浮筒(16)、圓弧板(19)、可調滾輪(20)和液體組成，在箱體(14)兩端頭同心孔之間裝有兩端頭伸出的主軸(15)，在主軸上按等分角在不同斷面的位置裝有若干根套管(18)或若干個滑架，若為套管，則在每根套管中各套裝有一空心連桿(17)，若為滑架，則滑架有架管通兩端，在每一空心連桿或滑架的兩端頭各裝有一可變浮筒(16)，它們由空心連桿或者滑架架管相互連通，可變浮筒為多節伸縮式浮筒，另外，在箱體內上半側平行主軸裝有一圓弧板(19)，其弧面至主軸距離自上往下逐漸變小，圓弧板沿每一可變浮筒運動軌跡線上裝有一排可調滾輪(20)、或是每一可變浮筒外頂裝有一可調滾輪(20)；同時，在箱體內裝有液體，其液面蓋過主軸。
專利摘要浮體動力機,主要由初始動力機和浮體助力裝置組成,浮體助力裝置是在箱體(14)兩端同心孔之間裝有主軸(15),主軸按等分角不同斷面位置裝有若干根空心連桿(17)或滑架,空心連桿或滑架兩端裝有可變浮筒(16),另外在箱體上半側還裝有擠壓浮筒圓弧板(19),該浮體動力機可借助浮力作功,且沒有污染,有利環保,該機經多級串聯后可獲得復利式增容,便于形成大功率并利用,廣泛用于動力和電力行業。
文檔編號F03G7/00GK2408252SQ0020273
公開日2000年11月29日 申請日期2000年1月28日 優先權日2000年1月28日
發明者周折 申請人:周折