一种液体动力机

技术领域

本发明涉及流体机械，尤其是涉及将流体的能量转变为机械能用来输出轴功率的流体动力原动机的一种液体动力机。

背景技术

目前，流体机械按能量转换分类包括：原动机，将流体的能量转变为机械能，如汽轮机、燃气轮机、水轮机等；工作机，将机械能转变为流体的能量，用来改变流体的状态(提高流体的压力、使流体分离等)与输送流体，如压缩机、泵、分离机等。水力原动机（水轮机），以水流为原动力并将水流能量转换为机械能的装置，水流经过水力原动机时水流能量将减少。水力工作机（水泵）将机械能转换为液体的能量，水流经过水力工作机时水流能量将增加。

水轮机能量转换过程，是从高处引水流进水轮机通过水流与水轮机转轮的相互作用，水流就把自己的能量传给了水轮机，水轮机获得能量后就开始旋转起来，把水能转换成了旋转的机械能。

水轮机基本方程式

H

该方程的实质是由水流能量转换为旋转机械能的平衡方程，水流传递给水轮机的功率为H

水能转变为旋转机械能的必要条件：水流在转轮出口的能量小于进口处的能量，即转轮的进口和出口必须存在速度矩的差值。因此，水轮机的使用存在水流条件。

不论何种类型的水轮机均系利用水流的能量给叶片的反力推动转轮做功，以达到能量转换的目的。水轮机的能量损失及效率:包括水力损失(head loss)和水力效率；容积损失 (water loss)与容积效率；机械损失 (friction loss)和机械效率。

水轮机的总效率 η=η

提高效率的有效方法是减小水头损失、流量损失、机械摩擦，上述损失很难减小，造成水轮机的总效率一直不高。

同时，水轮机还存在汽蚀现象，当某点的压力达到或低于该温度下水的汽化压力时,水就局部汽化产生大量汽泡,同时水体中存在的许多眼看不见的气核体积骤然增大也形成可见气泡,这些气泡随着水流进入高压区时,气泡瞬时破灭.由于汽泡中心压力较低,气泡周围的水质点将以很高的速度向汽泡中心撞击形成巨大的压力并以很高的频率冲击金属表面.使水轮机过流部件的金属表面产生物理电化学作用遭到破坏，降低水轮机效率，减小出力；破坏水轮机过流部件影响机组寿命；产生强烈的噪音和振动，从而影响水轮机的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提出一种液体动力机，该液体动力机将具有一定高度的液体柱的位能，通过一对具有密闭接触面的挤压升液轮将液体柱的位能转化为动能做功，同时维持液体柱的位能不变。

为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：

一种液体动力机，所述液体动力机由循环传送带结构和动力转换结构组成，其中，

所述循环传送带结构包括上滑轮2、下滑轮3和环形带1，所述环形带1为中空的封闭结构，绕在上下滑轮之间，与上下滑轮一起形成一个循环传送带结构；

所述动力转换结构包括一对挤压升液轮4、一对旋转轴5和固定支架6，所述挤压升液轮4呈现侧面为圆弧形的圆锥形结构，设置在所述环形带1一侧的下方；挤压升液轮4通过各自的旋转轴5固定在固定支架6上；一对旋转轴5的相对角度使一对挤压升液轮4的圆弧侧面之间具有固定的交汇面或交汇线，形成紧密接触面或接触线；所述环形带1从挤压的交汇面之间穿过，在接触面受到一对挤压升液轮4的挤压形成密闭；在该封闭的一侧环形带1的上部充液体，形成液体柱；两个旋转轴5形成的一定角度，使一对挤压升液轮4的交汇面或交汇线始终保持紧密接触状态，即使在一对挤压升液轮4相对转动时，环形带1在一对挤压升液轮4的交汇面或交汇线处也始终保持封闭状态，环形带1的上部的液体柱维持高度不变。

所述环形带1采用具有一定弹性和强度的硅胶或帆布材料，直径为20-50cm，形成的液体柱高度在3-10米。

所述一对挤压升液轮4的两根旋转轴5保持一个固定的角度，该角度由挤压升液轮4的性状、大小和接触面位置确定，两根旋转轴5之间的角度保持稳定，确保一对挤压升液轮4之间的压力不变，使环形带1在向下移动的同时保持的密闭状态不变。

所述液体动力机可以进行组合，在每一根旋转轴5上安装多组挤压升液轮4，在每一组挤压升液轮4上设置一套滑轮和环形带组合装置，多组挤压升液轮4同时工作使旋转轴5输出更大的动能。

所述挤压升液轮4为一中空的去除顶锥的圆锥体，底角为15-30°，顶角为120-150°，由具有一定弹性和刚性的不锈钢板压制而成；

所述挤压升液轮4的顶部平面固定轴套7，旋转轴5插入轴套7，挤压升液轮4以旋转轴5为轴旋转。

所述挤压升液轮4的圆锥体的开口处设置横向的加强筋，保证挤压升液轮4侧面的挤压面具有相当的刚性，维持对环形带1的压力，确保挤压升液轮4上方的液体柱维持固有的高度不变。

本发明结构简单，制造工艺要求不高，效率高，对自然条件要求低，适合在各地推广；本发明的普及和推广应用将极大的减低对传统能源的依赖。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2显示一对挤压升液轮和旋转轴的安装结构；

图3显示挤压升液轮的结构。

其中：

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明使用一对挤压升液轮4，保持侧向无阻挤压环形带1，压环形带1在一对挤压升液轮4接触面的上部维持液体柱，持续对挤压升液轮4加压，挤压升液轮4能夠将环形带内的液体柱的重力转换成动能，推动挤压升液轮4向一侧旋转，并保持环形带1内的液体高度不降低，位能保持不变，一对挤压升液轮4有一个固定的交互面，或交汇线，它只让空的环形带1通过交汇面，环形带内的液体则被挤压上来了，维持液体柱的高度不变。

图1是本发明的液体动力机整体结构示意图；如图所示，本发明的液体动力机包括上滑轮2和下滑轮3，上下滑轮之间绕着一个环形带1，该环形带1为中空的封闭结构，与上下滑轮一起形成一个循环传送带结构；在环形带1一侧的下部位置安放一对挤压升液轮4，该挤压升液轮4呈现侧面为圆弧形的圆锥形结构，一对挤压升液轮4的圆弧侧面具有固定的交汇面，或交汇线，形成紧密接触面（或接触线）；上述环形带1从挤压的交汇面之间穿过，在接触面受到一对挤压升液轮4的挤压形成密闭。在该封闭的一侧环形带1的上部充液体，形成液体柱；一对挤压升液轮4都具有旋转轴5，挤压升液轮4可以绕各自的旋转轴5转动。两个旋转轴5形成一定的角度，使一对挤压升液轮4的交汇面或交汇线始终保持紧密接触状态，即使在一对挤压升液轮4相对转动时，环形带1在一对挤压升液轮4的交汇面或交汇线处也始终保持封闭状态，环形带1的上部的液体柱维持高度不变。

在环形带1的交汇面或交汇线上面的液体柱重量对挤压升液轮4的挤压面形成向下的垂直压力，该压力分解为沿挤压面切线的分力和垂直于球面的分力，切线分力形成对挤压升液轮4的旋转力矩，使一对挤压升液轮4相对旋转；垂直分力的反作用力形成对环形带1的挤压，使环形带1在向下移动的同时保持密闭状态，使液体柱维持高度不变，维持对挤压升液轮4的压力不变。因此，一对挤压升液轮4的旋转轴5持续输出机械能。

环形带1的采用具有弹性的和具有一定强度的材料，如硅胶或帆布，直径为20-50cm，形成的液体柱高度在3-10米。

图2显示一对挤压升液轮和旋转轴的安装结构；如图所示，一对挤压升液轮4的两根旋转轴5保持一个固定的角度，该角度由挤压升液轮4的性状、大小和接触面位置确定，两根旋转轴5均固定在固定支架6上，使两根旋转轴5之间的角度保持固定，确保一对挤压升液轮4之间的压力不变，使环形带1在向下移动的同时保持的密闭状态不变。

为了提高本发明液体动力机的功率，可以进行组合，例如在每一根旋转轴5上安装多组挤压升液轮4，在每一组挤压升液轮4上设置一套滑轮和环形带组合装置，多组挤压升液轮4同时工作使旋转轴5输出更大的动能。

图3显示挤压升液轮的结构。

挤压升液轮4为一中空的去除顶锥的圆锥体，底角为15-30°，顶角为120-150°，由具有一定弹性和刚性的不锈钢板压制而成；顶部平面固定轴套7，旋转轴5插入轴套7，挤压升液轮4以旋转轴5为轴旋转。在圆锥体的开口处可以设置横向的加强筋，保证挤压升液轮4侧面的挤压面具有相当的刚性，维持对环形带1的压力，确保挤压升液轮4上方的液体柱维持固有的高度不变。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。