[发明专利]离心力发动机

说明书

本发明涉及一种离心力发动机，属发动机技术范围。

现有的发动机如汽油机、柴油机、汽轮机、燃气轮机、喷气发动机、蒸汽机等都需外界连续地或周期地供给它们能源材料，如固体、液体、气体燃料、水轮机、风力机则需储有位能或动能的水，具有动能的风；固定安装的发动机就须将燃料运到装机地或安装在燃料产地，移动着的发动机就须携带着燃料，这就减少了载体的装载量，如火箭携带的燃料和助燃料重量占到其总重的大部分，它们多数须有燃爆设备，要求优质材料制作结构复杂，造价较贵维护麻烦，多数产生废气，有的对环境有污染，风力机只能用在有风季节和地区，太阳能除在太空外只能用在白天、晴天，原子能目前仍有废料处理的麻烦，上述的各种能源材料在地球上的储量是固定的，总有用尽枯竭之时。本发明的目的是参考了天体运行模式；行星绕恒星、卫星绕行星都保持着它们在形成时所储有的动能不失，靠惯性周转运行不停，不需再续供能量，对环境又无污染，我们研制出这样的发动机来就会弥补上述各类发动机的缺陷，理想地获得“纯净无污染、廉价、无尽”的能源；天体的运行模式都是周转星体在环行轨道上绕中心星体惯性周转，中心星与周转星相互吸引的向心力，如同一根无形的半径杆牵着周转星不放，而周转星所具有的“直线前行”的惯性在其直行轨道被弯曲时必然产生出反作用力一“离心力”来，由于天体运行轨道是力线作用的结果，因此周转星与中心星之间的力线维系是离心力与向心力相互作用的平衡状态，即其两者大小相等、方向相反、同处于质心的连线半径线上，它与周转轨道的切线相垂直，它与轨道方向上的周转星体所保持着的原储有的动量无增减作用，只与轨道半径及曲率有关，因此太空中的周转星体，行星或卫星，其周转速度和轨道除星体相互碰撞外，长久不变，成为“永动”的运行模式，这就是“轨道线上的动量守恒”和周转星体的“角动量守恒”定律，也就是惯性定律的具体体现。我们分析了太空与地面上的异同实况；太空系绝对真空环境，周转星体与中心星体间无连系件，全靠力线维系，无摩擦、无阻尼、故无损耗，所以天体都是“永动机”。在地面、水面有空气阻力、有重力导致的摩擦阻力，周转体与周转中心没有无形的力线连系，而是靠套在或固定在中心立轴上的半径杆牵住它被中心立轴上的轴承所约束而形成周转环行的。科技界所说的“永动机”是“一次起动储能后，不再续加能量而能永久运行的机器”，由于地面、水面上的空气阻力、重力导致的摩擦、约束轴承的摩擦等损失，因此一次储能后不续补能量是无法永动的，因此地面上不可能有太空那样的永动机的。但太空那样的运行模式，也不能制出发动机，因为周转体在轨道上的“动量守恒”就是说它不能被取用，取用了它便失去了被取用的那部分动量，导致降速，不能维持“永动”了，其离心力也不能取用，因为它已被向心力所平衡。一取用便缩向中心不能继续周转下去了，然而在地面上绕中心轴周转的周转体却是幸运的，由于没有向心力存在故其离心力不会被平衡抵消，它可以被取用，它的力施加到中心立轴的轴承上，“离心力是作圆周运动的物体作用在迫使它做圆周运动的那一些物体上。”(录自《中学物理手册》P40页，福建人民出版社)。离心力以正压力的方式施加到轴承上，“最大滚动摩擦力偶矩Mm=KN，式中：N为正压力在此为离心力，K为最大滚动摩擦系数，滚动轴承的K值=万分之五”。(所录资料同上，P5页)，可见离心力所导致的摩擦阻力损失只占离心力的万分之五，重力损失则由于它比离心力小得多，故损失更小，由于本发明的惯性转子的护罩系抽成真空的密封罩，故空气阻力很小，我们取出离心力来只反馈一小部分回惯性转子的扭矩上，就可补偿它运转中的一切损失，维持其恒速运转，使其在周转轨道方向上的动量保持不失，就可长久地运转下去，自然它就可连续地产生着离心力，我们也就可连续地取出离心力的大部分输给用户，这样这离心力就实现着“给予其他机器以动力的发动机的功能”了，以上就是本发明的构思要点和目的所在。但单个周转体的离心力随周转体在轨道上的周转而游移着，取用它很困难，再者要输出离心力的功率，则离心力必须有一个“位移量”，本发明应用了两个转速相等、转向相反、质量和形状相同、半径相等、在对称轴线的两侧的位置对称相当的周转体，则两者所产生的离心力的合力必然始终在对称轴线上，并使其中心立轴与装着立轴的框架携带两周转体，向前向后摆动周转，形成椭圆状轨道，实现了定向离心力、定向离心力功率的输出。离心力=mV²/R=4π²n²mR，如周转体的质量m和周转体的半径R不变而只增大周转体的转数n时，则该周转体所产生的离心力以n²的倍数增大。本发明的周转转子置于真空密封罩内，并设计了一种可大幅度地根据需要提高增大轴承极限转数的“叠套轴承”，这样就可使惯性周转转子在尺寸较小、周转体质量较轻的条件下，采用高转速加大n值以获取较大的离心力输出。据《世界科技译报》1997年7月16日报导：“飞轮-储存能源的新方式：……飞轮是安装在真空环境里的，这样就可消除阻力，以长时间的运转来保存动能，需要的时候由发电机转化为电能。在真空环境里能够达到每分钟20万转，储存和释放能量的总效率可达90％以上。由于摩擦力极小，因此飞轮能量的储存期可从几星期到几年不等。美国加尔福尼亚的劳伦斯利莫弗尔实验室正研制一种能大批量生产如洗衣机转盘一半大的飞轮。”上述飞轮的条件相同于本发明中惯性转子和环链转子所处的条件，可知其运转中的损耗很小，可长久运转，当然，就可连续地获取离心力及离心力功率的输出了。或者有人认为：“本发明是一种‘永动机’，所以它不可能实现、实施”。这完全是“误认”：事实上本发明是靠连续地反馈以补偿周转转子在周转运行中的所有损失以维持恒速运转的，显然不符合上文所引科技界关于“永动机”的定义和界说的，当然它就绝不是“地面上的永动机”了；或者还有人认为“按能量守恒定律，输入乘以效率系数等于输出，或输出加损耗等于输入，而本发明却仅以短时间储能的输入，却获得连续不断的输出，这显然是荒谬的，难于使人置信的。”这仍然是“误认”：事实上，本发明对惯性转子进行短时间起动储能达到要求的转数，这一阶段是“输入”，此后惯性转子保持着储入的动量周转下去，本发明不只对该动量没有丝耗“输出”，还连续补偿其运转中的损耗使之恒速地长久运转下去，这周转体在曲线轨道上行驶，必然连续地产生着离心力，本发明所输出的是周转体在曲线轨道必然派生出来的反作用力--离心力，这力作用在中心立轴的轴承上转到装着该轴承的机架上，产生冲击震动等不良影响，取用接收了此离心力，反而抵消冲击产生好效果，离心力与轨道方向上的周转体所储入的动量方向相垂直，故不能相叠加，对它无增减作用，因此在离心力存在的情况下，轨道线上周转体保持的动量守恒，这就是“角动量守恒定律”，如果把离心力算到与之垂直的轨道线上去，那吗离心力就必须从周转体储入的动能取一部分来转化，那样以来周转体的“角动量”(即转速)怎能“守恒”呢？这就违背了“角动量守恒定律”，把离心力的输出与“起动储能”阶段的输入相比较，以此怀疑并抹杀本发明的“实在性”，才是违反客观规律的事，本发明只不过揭明应用了“天体运行自远古以来在证明着的：离心力它丝毫不能增减周转星体所保持着的动量，地球的周转周期年年如故，月球的周转周期月月依旧，可知其动量行速未变，显而易见在轨道半径方向上的离心力、向心力对周转星体的动量无增减现象”的事实。现有的离心力机械如离心力脱水，离心力分离、离心力抛砂等都是在转矩上输入动量驱动轮盘旋转对水、砂等物质加速之后使它们连续地沿径向抛出，由于连续添入新物质故需连续地续加新动量，而本发明是在惯性转子的周转体保持原有质量、状态能量做着惯性运转的条件下，取用其离心力作向外输出的动力，故不需陆续新加动量-这一模式是开创性的新生事物，由此引起“它违反动量守恒定律”的误认，也是在情理之中，不足为怪的。