专利名称：利用离心力的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用离心力的方法及装置，具体涉及一种利用离心力提升液体高度以
及一种液力发动机利用离心力获取落差的方法，本发明还涉及一种用于提升液体高度的离 心机以及对外输出能量的离心机与液力发动机组合装置。
背景技术：
任何物体绕轴旋转均可获得离心力，离心力在现有技术中的运用方法，一是用于 不同物质或同一物质不同成份的分离。二是用离心力获取真空，经气压差将液体提升高度。 这两种方法的共同特征是未单独利用离心力，直接提升液体高度。 与这两种离心力运用方法相对应的装置分别有离心机和真空泵，它们也有共同特 征一是不具备提升液体高度的功能二是增大离心力靠加大转速和增加功耗，未提供以 限量功耗获取较大离心力的技术方案。 现有技术中，包括水车，水轮机的液力发动机，获取液体落差动能的方法都是依赖 特定的自然条件，其装置受地形和季节的束缚，未提供获取其它形式落差的技术方案，存在 地理局限性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种让液体直接获取离心力而上 升的方法。 本发明的另一目的是提供一种离心机，采用离心力，将液体从较低位置提升到较 高位置。 本发明的又一个目的是提供一种利用离心力，直接为液力发动机提供落差的方 法。 本发明还有一个目的是提供一种离心机与液力发动机的组合装置，离心机直接为 液力发动机提供落差动能后又返回离心机。 本发明所述利用离心力的一种方法，其特征在于让液体直接获取离心力以提升自 己的高度。 所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于旋转容器的用途是提升液体高度。
所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于容器底部有一至多个任意几何形状
的凹坑或空洞。 所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于容器没有底部，容器壁直接与轴连 接。 所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于一至多个直径相等或不相等的容器 或容器壁重叠固定于同一离心机轴。 所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于容器底部上方有圆盘或其它形状的 板与定子固定连接。
所述离心机，包括一个旋转容器，其特征在于容器壁内部表面有一至多级台阶，台 阶夹角可采取任何角度。 所述利用离心力的方法，其特征在于利用离心力提升液体高度，为液力发动机提 供落差动能而获取能量。 所述离心机与液力发动机的装置，其特征在于液力发动机所需的落差动能由离心 机提供。 所述离心机与液力发动机的装置，其特征在于叶轮侧有一至多个从动叶轮。
上述方案将产生有益效果，根本原因是离心力固有特性。 实验表明离心力可以提升液位。离心机容器内的液体在容器转动后，产生离心现 象，离开容器中心，受到容器底和壁制约呈上升态势。加快转速，液体继续升高，甚至向上冲 出容器。由此可见，离心现象可以使液体上升，离心力越大，上升越高。 离心力已被一些教科书改称离心现象，因为迄今未能找出离心力的施力者，找不 出施力者即不符合力的定义——其同义语是它本身不耗功。例如，汽车拐弯时，人偏向一边 虽然感知有"力"存在，而这个力却未耗功，汽车并没有因为人偏向一边而多烧油。既然离 心现象是"力"，就可以用来做功，而技术领域从未将这个不耗功的力直接用作提升液体的 高度以做功。不耗功的"力"现成为本发明有益效果的第一立足点。 离心力自身虽未耗功，但并不能凭空获得，它需要产生离心力的物体绕轴转动，这 个转动自然耗功。值得强调的是，确定某物体所需离心力大小后，转动该物体的耗功量可控 可降。 从离心力的计算公式可知，半径长短可以独立影响离心力大小，这表明，任意确定 一个功耗量，只要这个功耗量能使物体转动即可，都可以通过延长半径取得随之增大的离 心力。半径越长，离心力越大。理论上，半径无限长，离心力无穷大。任意规定一个功耗限 量，就可以通过延长半径来取得相应增大的离心力，这是本发明有益效果的第二立足点。
理论上，限量功耗也可取得无穷大的离心力，但实际延长半径后，转子重量会随之 增大，这势必增加功耗。所以本发明第三个立足点就是紧紧围绕如何控制转子重量这个问 题而提供技术方案。 本发明中转子的重量由两部分构成，一是转子轴和包括旋转容器在内的转子重
量，二是运行时容器内的液体重量。 本发明围绕转子减重减耗提供了多个方案。 本发明注意到，由于液体具备流动性质，为使它能随转子同步旋转，可以在容器内 部壁底的表面设置液体定位结构，由直线或曲线的定位板或凸线或凹槽或似管道的空腔组 成，这些板、线、槽和腔的两端头分别位于容器的不同半径上。 本发明注意到半径不同，线速度不同，离心力也不同，如果液体流入离心机容器与 容器的第一接触点靠近轴心，液体获得离心力甚少而徒增转子重量，这可以称作液体的低 效行程。只要縮短或避免这段行程，就可以减少重量。 本发明注意到，在容器内部设置一储液盘，该盘为圆形或者方形或者长条形，与离 心机定子固定连接，该盘可以保证第一触点定位在半径较大处。同时还可以保证液体均匀 或对称流入容器，保证转子动平衡，减少功耗。另外，该盘有缓存作用，在盘内最低处设置带 开关的缺口 ，启动时，缺口关闭，液体首先进入盘内，这时转子已转动而容器内无液，仅容器自身重量，力矩小，易于启动；待达到工作转速时，液体再由盘中溢出至容器内，这也回避了
液体在容器内的低效行程；在关机时，缺口打开，余液流毕，缺口关闭待下次启动。 本发明注意到只要保证转子容器强度，容器可以采用钻孔开槽等方式形成孔或内
凹或空洞区域直接减重。同时注意到本发明使用的容器可以丢掉底部，而保留容器壁，这也
可以大幅减重。无底的容器壁可以采用轻质材料，最简单的结构，例如一根骨梁替代容器底
与离心机轴固定连接。 本发明注意到，减少液体自注入容器至离开容器的行程，可以减轻转子重量；同时 注意到液体被甩出飞离旋转容器上部边缘后，仍然上扬，上扬部分悬空并未给转子加重却 仍可计作液体上升行程。上扬悬空行程既然能提升液体高度，又能减重，是有效行程，那么， 能否让同一离心机转子上有更长的这种行程呢？ 本发明有三个方案，有效利用了上扬行程。 一个方案是容器内壁呈二至多级台阶 结构，一层台阶即一级扬程，多层台阶可构成多级扬程。另一个方案是将多个容器或容器壁 一同固定在同一轴上，每一个容器的上部都有一个边缘，都可使液体悬空上扬，多个容器的 上扬行程累计起来，就可以大大縮短液体在容器内的行程。重叠设置的容器数量越多，悬空 上扬行程累计值越大，越能有效减轻转子重量。重叠设置的容器或容器壁，每一层的直径、 高度、层间距均可变量组合。再一个方案是设一至多层截液板，它可以截住最高位的上扬液 头，使其坠落点在半径较大处，将上扬行程的优势用尽。 本发明的离心机或离心机液力发动机组合可以采用一部分或全部处于悬浮或真 空状态，以减少摩擦力，降低功耗。 本发明发动机使用液体除水外，还可是油类、水银等液态物质。这都有助于液力发 动机摆脱自然落差的桎梏，安装在任何环境。 本发明上述方案，可以分别或合并使用。实施这些方案，制作和材料要求都不高， 还可产生若干基于这些方案原理的应用方案，它们都能用人为定量的功耗获取定量的离心 力，提升定量的液体，为发动机提供落差；落差动能产生的机械能，可以通过各种机械传动 或绕组产生的电能方式驱动离心机工作，取得发动机和离心机两机液体循环做功，其功大 于功耗，对外输出能量的效果，让利用液体动能的发动机从此挣脱大自然的落差束缚。
4.
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。 图1是本发明第一个具体实施方式
离心机的半剖视局部原理示意图。 图2是本发明第二个具体实施方式
离心机的全剖视局部原理示意图。 图3是本发明第三个具体实施方式
液力发动机离心机组合的局部剖视原理示意图。 图4是本发明第四个具体实施方式
液力发动机离心机组合的原理示意图。 图5是本发明第五个具体实施方式
液力发动机离心机组合的原理示意图。
5具体实施例方式
图1所示离心机结构和工作原理如下离心机轴19是空心结构，储液盘8采用固 定架5与定子相连，截水板16采用固定架21与定子相连，导流槽1采用固定架22与定子相连。离心机受外部动力驱动后，打开流入口开关，液体经滞留后到达容器底部，受液体定 位板4约束，与容器同时旋转，一部分液体上扬至截液板16的高度，流入容器最边缘处，一 部分液体上升至台阶26，再次受定位板4的约束而获得离心力上升。液体上升脱离容器后， 进入导流槽l，从流入口 15离开离心机。 图2所示离心机结构和工作原理如下多层容器固定于离心轴9上，储液盘8与导 流管2固定连接。离心机受外部动力驱动后，打开流入口开关，液体经流入管20进入下面 第一个储液盘8，再到容器，取得离心力后，上升至第二层储液盘8的导流槽l，进入第二层 储液盘8溢出、上扬到第三层储液盘8的导流槽l，进入第三层储液盘，再次溢出，上扬到最 上一层的导流槽l，由流出口离开离心机。本结构容器可多层叠置，液体逐层上升。
图3所示液力发动机离心机的结构和工作原理如下发动机采用上方支架，与储 液箱3连接。发动机置于离心机的旋转容器内部。离心机轴9与叶轮轴11采用伞齿轮结构 联动。发动机启动前，全机无液体，固定于发动机上方支架，位于落差最高处的储液箱3例 外，它装满液体，启动该箱流出口开关，液体经蓄液箱流出口 13，冲击主叶轮IO上的叶片， 发动机转子被冲击而转动，已受冲击的叶片进入发动机定子上的叶轮壳13。叶片因为与叶 轮壳相邻配合紧密，其中的液体不会溢漏，在叶片间隔中生成重力，继续推动发动机转子转 动。发动机转子通过伞齿轮带动离心机转子上的容器转动，还通过齿轮带动从动叶轮6。已 做功液体在其所属的叶片离开发动机外壳的时候，因发动机转子的离心力而冲击从叶轮6 继续做功，然后坠入蓄液盘8集结，待盘盛满后，从蓄液盘边缘溢出流进已经在转动的离心 机容器半径较大处。然后，离心机旋转容器产生的离心力将液体提升并甩出至导流槽l。经 导流管2返回蓄液箱3，经历由高至低的落差和提升的行程后，等待重新冲击发动机叶轮。
如果要让发动机停止工作，可以通过开关关闭蓄液箱流出口 13，液体即可停止流 出。最后流出的液体经上述路径回到蓄液箱。与蓄液箱开关联动的已打开的蓄液盘缺口， 可以让蓄液盘最低处的液体连同最后一次循环的液体一起返回蓄液箱，蓄液盘的缺口通过 延时开关最后封闭。全机无液，但蓄液箱例外，蓄液箱内液满，等待下一次启动。
图4所示发动机及离心机结构和原理如下发动机与离心机分体设置，离心机采 用多层无底容器，仅有容器壁17.储液箱3的流出口设倾斜液道，该道下部设发动机。发 动机转轴设发电装置，输电给离心机，也可以采用机械传动方式驱动离心机工作。启动时， 蓄液箱3中流出液体在倾斜液道，推动叶轮转动做功，同时离心机启动。液体做功后，经流 入口 20，进入离心机下方旋转容器内部的蓄液盘8，再溢流于容器壁17，因离心力而逐层上 升，完成循环过程。关机过程与前述实施例同。图4离心机导流结构和原理同图2。
图5所示发动机及离心机结构和原理如下水轮机24置于离心机外部，通过导流 管道与离心机相通，水轮机可设发电装置，输电给离心机，离心机系多层容器叠成，也可用 机械传动方式驱动离心机。启动时，蓄液容器3中的液体冲击水轮机24做功，然后进入离 心机，全机启停与前述实施例同。图5离心机导流结构和原理同图2。 本发明发动机及离心机实施例还可以将发动机、离心机同轴设置。在同一空心轴 内，设水轮机，液体从轴顶端坠落冲击水轮机后，在水轮机下端离开空心轴，流入离心系统， 借离心力上升至全机顶端，进入空心轴顶端，再次冲击水轮机，液体循环过程的启停同前述 实施例。
权利要求
一种利用离心力的方法，其特征在于让液体直接获取离心力以提升自己的高度。
2. —种离心机，包括一个旋转容器，其特征在于旋转容器的用途是提升液体高度。
3. 根据权利2所述的离心机，其特征在于旋转容器底部有一至多个任意几何形状的 凹坑或孔洞(7)
4. 根据权利2所述的离心机，其特征在于旋转容器没有底部，容器壁(17)直接与轴连接。
5. 根据权利2或权利4所述的离心机，其特征在于二至多个旋转容器或旋转容器壁重叠固定于同一离心机轴上。
6. 根据权利2所述的离心机，其特征在于旋转容器底部上方有盘(8)与定子固定连接。
7. 根据权利2所述的离心机，其特征在于旋转容器壁内部表面有一至多级台阶(26)，台阶夹角可采取任何角度。
8. —种利用离心力的方法，其特征在于利用离心力提升液体高度，为液力发动机提供落差而获取能量。
9. 一种利用离心力的装置，其特征在于液力发动机所需的落差动能由离心机提供。
10. 根据权利9所述的装置，其特征在于叶轮侧有一至多个从动叶轮(6)。
全文摘要
本发明提供了利用离心力的两个方法，一是让液体获取离心力而上升，二是用离心力提升液体高度，提供液力发动机的工作落差。本发明还提供了利用离心力的两种装置，一是离心机，二是离心机与液力发动机组合。本发明中容器有壁无底等方案，可以取得发动机之功大于离心机功耗的有益效果，从而对外输出能量，使液力发动机摆脱自然条件的限制。
文档编号F03B13/00GK101725537SQ20081006896
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者刘开莲 申请人:刘晓波