[实用新型]一种逆流车

说明书

本实用新型——一种逆流车，属流体力学应用技术领域，特别涉及流体动能的利用。

在现有的涡轮机、车辆、船舶等的制造技术及工程技术中，均广泛应用流体力学。古人用轮轴（辘轳）来进行省力及改变力的作用方向的动作。现有的风车、水轮机、水泵等涡轮机均是利用流体的能量来做功的。但是迄今为止，尚未有一种装置直接应用该能量产生逆流运动。然而，从能量转换的角度来分析，只要能找到改变力的方向的支承点，要实现这一愿望是可以的。

本实用新型的目的就是为了应用力学推理及能量转换规律研制一种逆流车作为具有新的魅力、形象生动的应用流体力学的新教具，使教学更直观、生动，以获得更佳的教学效果。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的：下面结合附图所示的逆流车的结构及其运行原理示意图来说明本实用新型的结构特征及其运行原理。本逆流车由轮轴1、车轮2、轮叶3共同构成，其相互连接关系为：轮轴1套装在两个车轮2的图心孔内并固紧，3～9片轮叶均匀分布固定安装于车子中部的轮轴1上，且轮叶3的半径应大于车轮2的半径而稍小于沟槽底4至轮轴1中心之距离，而轮叶靠近轮轴部分挖空，以提高逆流车利用动能的效率。图中的4、5、6、7构成一条运行沟槽。本逆流车的运行原理为：当流体在槽道7内向同一方向流动，流体冲击逆流车的各片轮叶，由于流体力的作用，轮叶带动车轮2转动（或不转动），当转动处于动态平衡，即车轮2在槽面（车道）旋转力矩与流体对轮叶的冲击力矩相等时，因旋转摩擦力比流体冲击力更近轴心，所以旋转摩擦力比流体冲击力对车子重心的平动推力更大。因此，车子的平动推力与滚动摩擦力的方向一致，而与流体冲击力方向相反。这就是要求轮叶3的半径应大于车轮半径的原因。显然，当流体作用于小于车轮半径的轮叶上时，其作用正好相反。我们设计轮叶时，应把轮叶靠近轮轴的部分挖空，这有利于提高逆流车利用动能的效率。

本实用新型具有下述的优点和效果：（1）本逆流车结构简单，构思巧妙独特。若把它制成教具，则是一种具有新的魅力、形象生动的应用流体力学的新教具，能启发学生的思维，使教学效果更佳；（2）本逆流车把流体阻力变成为动力，与俗语所说“逆水行舟，不进则退”相映成趣，实现“逆流行车”方便自如。若把它制成台面摆设珍品或游戏玩具，将有出乎预料之外的新颖、优美、典雅、引人入胜的独特效果。例如，利用本实用新型的结构特征设计一款名为“海狮与蜗牛爬坡”的摆设珍品，把整辆逆流车造成蜗牛状，把车道（槽面）做成海狮的背，槽道开在车道的中央，整只海狮造形为前腿撑起，后腿伏地，咀尖顶住一个容器球，尾巴亦卷住一个容器球。咀尖的容器球内装满塑料“细珠”，运用一种间歇自动开闭的开关，间歇性地从球状容器内释放出“细珠”，而“蜗牛”状逆车正伏在“海狮”背上，当细珠下滑冲击逆流车的轮叶片时，逆流车就像“蜗牛上爬”一样向上爬行。当“细珠”下滑中断时，“蜗牛”又下滑到原地，如此往复循环，直至细珠流完为止。这时又可用人为方法互换“海狮”尾部和咀尖上的容器球，则逆流车又重复上述“蜗牛上爬”的爬行；（3）应用本逆流车的原理和结构特征，还可做成多种教具和玩具。上面仅是举一、二实例，而在大型乐场中，也可用其原理和结构特征，制成独特、新颖的逆流车的游乐设施来吸引游客，并使游客得到一种优雅、风趣的享受。从上述几方面可见，本实用新型有潜在的、广阔的应用价值，有较大的经济效益和社会效益。

对说明书附图说明如下：附图为本逆流车的结构及其运行原理示意图。图中1、2、3共同构成逆流车，其中1为轮叶轴1、2为车轮、3为轮叶；4、5、6、7构成一条运行沟槽，其中4为槽底、5为槽面（车道）、6为槽壁、7为槽道。

本设计人曾按照附图所示的逆流车结构示意图制成过一部逆流车进行试验，实施了本实用新型。其实施步骤如下：（1）用薄木加工成6片长×宽×厚为200×160×5mm的轮叶片，考虑到试验用的流体为水，故本实施例的轮叶片没挖空；（2）用圆木条做成一根长为250mm、直径为12mm的中间位置均匀分布地开有6个笋眼的车轮轴，笋眼的长×宽×深为：160×5×5mm，且轴的两端加工成直径为10mm的两个笋头，其笋长为15mm；（3）用厚木板加工成两个外径为40mm、厚为15mm、且圆心部分开有一个孔径为10mm的圆孔的车轮。把车轮轴与两车轮的圆心孔紧配合并用强力胶固紧，再把6片轮叶与车轮轴上的6个笋眼紧配合并用强力胶固紧，便制成了本逆流车；（4）用木板及水泥制成一条槽深为180mm、槽道宽为220mm、两边槽面宽为50mm的水槽。试验时，把整条水槽按照一定的倾斜度放置，把逆流车放置在槽面上，而轮叶片在槽道内。当水槽内自上而下有水流动时，逆流车就会逆流而向上滚动爬行，试验完全成功。