CN108301874B - 引擎、旋转装置、发电机、发电机系统和其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种引擎、旋转装置、发电机系统及其制造和使用方法。该引擎包括一个震爆和/或燃烧室，其配置为震爆燃料，和围绕一个中心旋转轴旋转，该中心旋转轴从震爆和/或燃烧室延伸，燃料供应进口，其配置为震爆和/或燃烧室提供燃料，至少两个旋转臂从震爆和/或燃烧室径向延伸，和配置为在震爆和/或燃烧室中震爆气体排出，和提供旋转推力，旋转臂具有内外壁和在其远端的喷嘴。本发明的引擎可能具有结构简单和效率提高的优点。

Description

引擎、旋转装置、发电机、发电机系统和其制造和使用方法
交叉引用的相关申请
本申请要求了下述美国临时专利申请的优先权益，申请号62/494,045提交于2016年7月22日，申请号62/493,958提交于2016年7月22日，申请号62/496,497提交于2016年10月18日，申请号62/498,156提交于2016年12月16日，申请号62/499,503提交于2017年1月25日，和申请号62/600,591提交于2017年2月23日，并且其通过引用的方式全文并入本发明中。此外，本发明可以关于美国专利申请，申请号15/641,760提交于2017年7月5日(代理律师文案号LEE-007)，并且其通过引用的方式全文并入本发明中。
发明领域
本发明通常涉及旋转装置和震爆和/或燃烧引擎领域。具体的说，本发明的实施例关于(i)具有冷却盘管的新型旋转脉冲震爆和/或燃烧引擎，(ii)新型转盘式流体输送器或引擎，和(iii)两部分的旋转装置，其包括若干个径向臂或旋转或具有喷嘴排出流体的旋转盘和具有内圆周的轮或轮辋，该内圆周具有若干个位于其上的桶或杯，用于接收所述排出的流体，一发电机系统，其包括以或多个所述的引擎或装置，和制造和使用上述引擎或装置的方法。
背景技术
大多数传统的发电机涉及引擎和/或马达。然而，这些技术通常需要燃烧材料(例如，燃料，油和/或煤)和昂贵的装置(例如，根据购买价格和维护成本来说)。此外，这样的材料和装置可占用大量的空间，需要使用大量的土地面积或地产并带动成本上升。进一步的，这些技术可导致空气和噪音污染和全球变暖。因此，在此需要更有效率和更可靠的技术用于推进车辆和产生能量和/或电力。
在传统的喷气引擎中，空气被压缩机压缩并减速，然后在进入燃烧室之前与燃料混合。燃烧反应的热产物于是驱动涡轮机，该涡轮机与压缩机共轴。所述热产物聚集通过喷嘴并且加速喷出喷嘴，由此产生向前移动的力。喷气引擎的静推力是引擎内部压力和动量变化的结果。这些变化中的一些产生向前的力，一些产生向后或反向的力。所述主要的向后的力是由于用于驱动涡轮机的能量引起的。因此，所述能量的一小部分用于喷气引擎推力。
至少在理论是，脉冲喷气引擎，脉冲震爆引擎和其他相似型号的引擎具有简单和有效的燃烧引擎。这样的引擎已经在过去的70年中引起了人们的注意。通常，在传统的脉冲引擎和震爆引擎中，一个管从燃烧室延伸出，当燃料震爆时，其导致了反冲的冲击波。
脉冲喷气引擎在今天被用于无人驾驶飞机、飞行控制线模式飞机、无线电控制飞机、烟雾发生器、工业干燥和家用取暖装置。所述脉冲震爆引擎(PDE)标志着一个朝向非连续喷气引擎的新途径，并且与涡扇喷气引擎相比，至少在高速下具有更高的燃油效率。目前，普惠(Pratt&Whitney)和通用电气(General Electric)具有活跃的脉冲震爆引擎研究计划。大多数的脉冲震爆引擎研究计划使用的脉冲喷气引擎用于在设计阶段早期测试构思。波音公司有一个专有的脉冲式喷气引擎的技术称为脉冲喷射推力增强器(PETA)。由于噪音和振动，这些引擎比较难以整合进入商用载人飞机设计中，尽管他们优于使用在小尺寸无人交通工具上。尽管脉冲震爆引擎已经考虑用于推进超过70年，实用的脉冲震爆引擎依然没有投入大量的制造。
通常涡轮引擎已经被用于推进交通工具(例如，喷气机)和产生工业用电和中心电力。典型的，涡轮引擎包括包括顺序排列的压缩机、燃烧室和涡轮。进气空气在压缩机中被压缩到高压，并以高速和高压力供给进入燃烧室，在其中空气与燃料混合并燃烧产生热、增压气流，然后进入涡轮部分，在其中气体膨胀并驱动涡轮。所述涡轮转化气体的能量(例如，熵和/或焓)成为机械做功驱动压缩机和可选的耦合到气体涡轮上的其他装置。
尽管现有技术的成果已经允许使用更小、更轻的燃气轮机，其相对于其他型号引擎(例如，燃烧引擎)效果更高，污染更低，燃气轮机的效率可以改进。例如，传统的天然燃气涡轮发电机仅可以将25％至35％的天然燃气热量转化成可用的电力。此外，传统的引擎携带了大量的燃料和氧化剂。传统的引擎通常需要具体型号的燃料。并且，燃烧室和在传统旋转脉冲引擎内的旋转臂的关节可能会变得非常热。
进一步的，传统用于水电的水轮机，例如佩尔顿叶轮(Pelton wheel)，可以用于产生能量或推力。图1A显示用于水轮机的传统的佩尔顿叶轮100。图1A的佩尔顿叶轮100包括轮辋101，若干个辐条150，其连接中心轴线或轴120，和位于轮辋101上的若干个桶102。中心轴线或轴可连接到链轮或轴座140。从管110分配的流体与若干个桶102接触，用于旋转叶轮100的轴线或轴120，传输机械能到叶轮100和轴线或轴120，用于产生能量和/或推力。
图1B显示了图1A中佩尔顿叶轮中传统的桶102。桶102具有后部115，图1A所示，其将桶102附着于轮辋101。所述桶102还具有前部116，其收集或接收流体。桶102的所述前部116具有一弯曲的底部c-c。如图1B所示，底部c-c包括两段曲线。然而，从喷口(例如，图1A中112)中沿径向射出的高速气流对于传统的佩尔顿叶轮来说并不是最有效率或高效利用的。因此，需要更高效和更适应性的涡轮技术用于推进运输工具和生产能源和/或电力。
典型的，在空气或水中旋转的螺旋桨可以沿一个方向上推进或拉动，其取决于旋转方向和叶片201a-b在轴线202上的角度，如图2A所示。T形的聚氯乙烯或金属管203/204如图2B所示，因为当T形管在任一方向旋转时，空气或水可以从中排出，其可以被用于作为输送器。当输送器内部流体的压力压迫流体沿特定方向流出输送器时(参看例如美国专利，申请号15/227,846，提交于2016年8月3日，代理律师文案号LEE-006)，可能会发生一个自扩链反应。
通常，静推力是向前的力和向后的力的总和(参看，例如Aircraft Gas TurbineEngine Technology,Irwin E.Treager,第三版)。图2C显示了一个轴流喷气引擎的地面推力，向前推力210和向后推力220，其具有压缩机230、扩散器240、燃烧室250、涡轮260、尾管270和喷嘴280。各部件对向前和向后的力的贡献如表1所示(参看，Aircraft Gas TurbineEngine Technology,Irwin E.Treager,第三版,第144-145页)。
表1
Figure GDA0003705646000000041
如表1所示，向后的力或推力220的主要部分贡献给了涡轮160。产生了11980磅的静推力，他是涡轮所消耗的动能的一部分。因此，在各类型的引擎中，用一个更有效率的引擎替换传统的涡轮将优选的增加向前的力或推力(和由此的静推力)的比例，他将会相应的增加装备了此引擎的飞机的速度。
通常，传统的涡轮机运行在10000RPM左右的范围，产生了相对较强的离心场或力。例如，图2D-F是显示了不同的传统喷气引擎和气体涡轮机的图表。图2D显示了传统的喷气引擎200B，其具有空气入口220、压缩机230、燃烧室240、涡轮机250和喷嘴260，其用于排出废气290。吸入空气225进入空气入口220，经过压缩机230，在燃烧室240中膨胀。膨胀口的气体转到涡轮250，然后从喷嘴270中排出。典型的，喷气引擎200B具有冷部211和热部212。所述冷部211包括空气入口220和压缩机230。所述热部212包括燃烧室240、涡轮250和喷嘴260。图2E显示了另一传统喷气/引擎200C，与图2C-D中的引擎200A和200B相似。传统的喷气/引擎200D包括压缩机221、轴222、燃烧室223、涡轮224和喷嘴225。所述压缩机221可以包括离心式叶轮，如图2E所示。
进一步的，图2F显示了传统的气体引擎200F，其包括进气阀或进气口220用于吸入燃料和空气226、轴222、压缩机232、燃烧室234、涡轮236和排出阀238，由此废气239排出进入大气。
本“背景讨论”部分仅用于提供背景信息。本“背景讨论”部分中的陈述不是对本“背景讨论”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景讨论”部分中的任何部分都不能视为承认本申请的任何部分(包括本“背景讨论”部分)构成本公开的现有技术。
发明内容
本发明关于新型的震爆和/或燃烧引擎、旋转装置、发电机和/或发电机系统和制造和使用其的方法。本发明提供了一引擎，其优选的使用旋转臂或旋转盘，冷却盘管和/或若干个个位于叶轮或汽缸上的桶或杯，用于产生用于马达和/或装置的旋转驱动力。因此，现有的引擎和/或旋转装置可以更具效率和比传统的燃烧引擎或旋转装置具有更少的磨损，并且可能有更少的部分受到磨损。进一步的，本发明的引擎和/或旋转装置能够优选的利用排出流体(例如排出震爆其他)来驱动涡轮单元，其可以增加静推力(例如，引擎或旋转装置的)。
在一方面，本发明关于引擎，其包括震爆和/或燃烧室用于震爆燃料和旋转从震爆和/或燃烧室延伸出的中心转轴，燃料供应入口用于向震爆和/或燃烧室供应燃料，只是两个旋转臂从震爆和/或燃烧室中沿径向延伸并用于从在震爆和/或燃烧室中震爆的燃料中排出震爆气体并通过旋转的推力和/或力。所述引擎还包括位于所述径向臂的内外壁之间的若干个冷却盘管。
在本发明不同的实施例中，各径向臂的内壁从震爆和/或燃烧室延伸出，且可以具有圆筒形或弯曲的管状。此外，所述外壁可以具有圆筒形或弯曲的管状，其与内壁的形状匹配或适应。各个内、外壁可以包括或包含金属片、金属箔或陶瓷结构。所述内壁可设置为优化的冷却功能，外壁可设置为优化的空气动力功能(例如，径向臂)。
本发明的典型实施例中，冷却盘管可缠绕在内壁内，并可与(例如，在最靠近的径向臂末端)震爆和/或燃烧室相邻。冷却盘管可包括钢、铝或铜。冷却盘管可包括内外壁之间的一个或多个开口。例如，开口可以位于距离震爆和/或燃烧室远端的冷却盘管的末端。冷却盘管可以被配置成通过冷却盘管输送流体(例如水)。每个冷却盘管可以被配置为汽化流体并通过喷嘴排出蒸汽或气体。
在本发明的一些实施例中，所述引擎可包括监视和/或控制装置，其被配置成监视和/或控制流过冷却盘管的流体。在本发明的其它实施例中，引擎还可以包括配置为接收至少一部分旋转推力和/或力的机械工作单元。所述机械工作单元可以包括发电机、马达、泵或涡轮机。在进一步的实施例中，所述机械工作单元还可进一步包括配置以包围和/或保护发电机、马达、泵或涡轮机(其包括涡轮叶轮)的壳体。
在本发明的不同实施例中，该引擎还可包括一个或多个叶轮或汽缸，其中每个叶轮在其内或外圆周上有多个桶或杯。所述桶或杯可以被配置成接收从喷嘴排出的流体。在一些实施例中，当桶或杯位于叶轮的内圆周时，叶轮可包括位于外圆周上的传动齿轮。所述传动齿轮被配置成与一个或多个外部发电机配合，配置成驱动外部发电机或工作单元。在本发明的一些实施例中，引擎还可以包括旋转臂上或上方的一个或多个空气动力学表面。
本发明的另一方面涉及一引擎，其包括配置为震爆燃料和膨胀气体的震爆和/或燃烧室，配置为向震爆和/或燃烧室提供燃料和气体的供给入口；和连接到中心轴线或轴线的第一旋转盘，其配置成围绕中心轴线或轴旋转，所述旋转盘包括(i)用于接收震爆的燃料和膨胀的气体的入口和(ii)位于其上远端的若干个喷嘴，所述喷嘴被定向成将震爆的燃料和膨胀的气体排在预定的方向上
本引擎可以进一步包括叶轮或汽缸，在其内或外环上具有若干个桶或杯。所述若干个桶或杯配置为接收从喷嘴中排出的流体。当所述桶或杯位于内圆周上时，叶轮还可进一步包括位于外圆周上的传动齿轮，其中传动齿轮被配置成与一个或多个外齿轮啮合，其用于驱动外部发电机或工作单元。
在本发明的一些实施例中，若干个发电机可以从多个叶轮或汽缸中收到转动能量或转矩。在本发明的进一步实施例中，引擎可以包括连接或固定到中心轴线或轴上并与第一转盘相邻的第二转盘。所述第二转盘具有在其远端边缘的多个喷嘴，并且被配置成围绕中心轴线或轴旋转，并从第一转盘接收被排出的震爆燃料和膨胀气体。在本发明的一些实施例中，所述旋转盘可以包括多个分隔器。在各种实施例中，引擎可包括位于或接近供给输入的压缩机，其中压缩机被配置成压缩至少提供给震爆和/或燃烧室的气体。另外，压缩机可包括一个或多个连接或固定在中心轴线或轴上的风扇。
本发明的另一方面包括将燃料和可选的气体或蒸汽转化为机械能的方法，包括通过燃料供应入口将燃料引入震爆和/或燃烧室，在震爆和/或燃烧室内震爆燃料，和通过多个旋转臂或转盘排放震爆气体，所述多个旋转臂或转盘从震爆和/或燃烧室中径向延伸出。每个旋转臂具有内外壁和位于其上远端的喷嘴。所述旋转盘在其远端或其边缘具有多个喷嘴。当通过旋转臂排出震爆气体时，该方法还包括将流体引入到各个内壁和外壁之间的冷却盘管中，汽化流体形成气体或蒸汽，并从喷嘴排出气体或蒸汽。排出的震爆气体和(当存在时)排出的气体或蒸汽旋转所述旋转臂或旋转盘产生旋转推力和/或力。该方法还包括将旋转推力和/或力转换为机械功或能量
在不同的实施例中，所述燃料和气体或蒸汽可以转化成机械能，所述震爆气体可以从若干个旋转臂中排出，将流体引入冷却盘管，汽化所述流体形成气体或蒸汽，从喷嘴中排出所述气体或蒸汽，和通过排出的震爆气体和排出的气体或蒸汽转动所述旋转臂。此外，气体或蒸汽可以从喷嘴中排出后进入若干个位于叶轮外圆周上的桶。在典型的实施例中，旋转力可以转化给多个发电机。
本发明的另一方面包括具有第一中心轴线或轴的旋转装置，入口配置为接收至少一个流体，与入口流体连通的第一转盘，配置用于转动第一中心轴线或轴，转盘具有在其远端边缘的多个喷嘴。喷嘴被定向成将流体按预定的方向排出。
在本发明不同实施例中，旋转盘从入口径向延伸，入口可以包括位于或接近入口的顶部和/或中心附近的孔或开口。在一些实施例中，所述入口可以延伸到所述盘的中心，并且可以被配置为使所述盘旋转。所述旋转盘可以包括相互间具有间隙的两个板或盘，并且被配置成围绕第一中心轴线或轴旋转。所述盘(或盘的板)可密封地直接或间接地固定到对方盘的圆周(或板)，所述盘还可以包括多个螺栓和螺母或其他紧固件，其配置为将板或盘固定在一起。所述板或盘可彼此焊接，或将盘或板的圆周焊接到环、汽缸或其它结构上。在一些实施例中，所述旋转盘可以包括至少四个喷嘴。在其它或进一步实施例中，基于旋转转盘的旋转装置还可包括在叶轮或汽缸的内周或外圆周上的多个桶或杯，被配置成接收从喷嘴排出的流体。
在本发明的各种实施例中，叶轮可包括传动齿轮，其位于与具有桶或杯的圆周相对的内或外圆周上。传动齿轮被配置成与配置成一个或多个外部齿轮(例如，互补齿轮)啮合，用于驱动外部发电机或工作单元。在本发明的各种实施例中，多个发电机可以从多个叶轮或汽缸接收转动能量或转矩。
在本发明的一些实施例中，所述旋转装置可包括位于入口或其前部的压缩机。所述压缩机被配置成在入口和/或旋转盘中压缩流体(例如空气)。另外，所述压缩机可以包括一个或多个风扇，它们连接或固定到第一中心轴线或轴上。在一些实施例中，旋转盘包括多个分隔器。在本发明的进一步实施例中，引擎或喷射器可包括本发明的旋转装置和与第一旋转盘串联的至少一个附加旋转盘。
在不同的实施例中，所述旋转装置可以将流体的运动转换成机械功或能，该转化是通过由入口引入的流体进入悬转盘，使流体一点到旋转盘的边缘，通过喷嘴排出的流体，通过排出的流体转动旋转盘，用来产生旋转推力/或力；并将旋转推力和/或力转化为机械功或能。
本发明的另一方面包括一个旋转装置，其包括一第一中心轴线或轴；入口，其配置为接收至少一个流体；若干个径向臂，其与入口流体连通；若干个桶或杯，其位于叶轮或汽缸的内或外周；和第二轴线或轴，其直接或间接连接到叶轮或汽缸。所述径向臂被配置成围绕第一中心轴线或轴旋转。每个旋转臂在其远端有一个喷嘴，在入口和喷嘴之间有一段弧。径向臂至少部分地从第一中心轴线或轴径向延伸出，并且被配置成当流体进入入口并通过径向臂时旋转，和/或当第一转动力施加于第一中心轴线或轴时旋转。所述桶或杯被配置成接收从喷嘴排出的流体。第二轴线或轴被配置成从叶轮或汽缸接收第二旋转力。
在本发明的典型实施例中，每个径向臂可以包括弯曲的管状臂。流体可以以垂直或基本垂直于每个桶或杯的开口的角度流过喷嘴。在各种实施例中，桶或杯彼此间隔相等360°/n，其中n等于桶数。在进一步的实施例中，该装置可包括在叶轮或汽缸的外圆周上的至少一个齿轮，其中该齿轮被配置成驱动至少一个发电机。在一些实施例中，该装置还可包括机械工作单元，该机械工作单元被配置为(i)从第二轴线或轴接收第二旋转力，或(ii)将第一旋转力施加到第一轴线或轴上。在本发明的一些实施例中，旋转装置可包括径向臂上或上方的一个或多个空气动力学表面。
本发明再进一方面还涉及一种能量转换方法，其包括在入口中接收流动的流体，从入口通过多个径向臂或旋转盘输送流体，和通过位于每个径向臂远端的喷嘴排出流体，用于转动径向臂，或通过在旋转盘远端边缘的多个喷嘴，流体被排出到叶轮或汽缸的内或外周的多个桶或杯中。入口与径向臂或旋转盘流体连通。每个喷嘴都有一个朝向远离径向臂或旋转盘旋转方向的开口。径向臂或旋转盘的转动施加第一转动力到连接或耦合于旋转盘或轴的第一中心轴线或轴，或导致第一旋转力施加到第一中心轴线或轴上。叶轮或汽缸对第二轴线或轴施加第二旋转力。该方法还包括将第一和第二旋转力转换为机械功或电能。
本发明的引擎通过利用排出气体的潜热加热在冷却盘管中的流体，引起受热气体或蒸汽(如蒸汽)冲出喷嘴，增加推力的量，提高了引擎的功率(相对于冷却流体通过常规冷却，如用散热器的引擎)，不增加进入燃烧室的燃料，有利地增加了脉冲震爆引擎的效率。结果，本发明的引擎产生更少的污染，减少了单位体积或燃料消耗量的全球变暖。本发明的引擎(这在典型的实施例中，可称为“旋转脉冲震爆引擎”[RPDE]，声型脉冲引擎)优选的比较简单。此外，由于很少或没有运动部件磨损，因此本发明相对容易维护且易于组装。本发明的引擎有很好的成本和功能平衡，是基于简单的设计，性能相对较好，成本相对较低或最低。本发明的引擎对异物不敏感，并可以使用不同类型的燃料。本发明的旋转脉冲震爆引擎可以很容易地放大或缩小，并可安装在一个或多个阶段和/或在一个阵列中。
本发明的旋转装置优选地从旋转臂或旋转盘的喷嘴中流出的流体中获得动能，提高了装置的效益和效率。这种装置可用于旋转脉冲震爆引擎和其它引擎中，以有利地提高其功率和/或效率。本发明的这些优点和其他优点将结合下面的各实施例的详细描述。
附图说明
图1A是一个现有的佩尔顿叶轮的横截面图。
图1B是一个现有的佩尔顿叶轮的透视图。
图2A-B是现有的螺旋桨和输运器的透视图，图2C是现有的喷气引擎的各种推力组件的示意图，和图2D-F显示各种现有的喷射和/或燃气引擎和/或涡轮机的示意图。
图3A是根据本发明的一个或多个实施例的典型的引擎的截面图。
图3B是图3A所示典型引擎的自顶向下的视图。
图4A是根据本发明的一个或多个实施例的典型震爆室和具有冷却盘管的典型旋转臂的截面图。
图4B-C所示是典型流体入口，其被配置成向图4A中的典型冷却盘管提供流体。
图5A-B是显示了根据本发明的一个或多个实施例的典型引擎的示意图。
图6A-B是显示根据本发明的一个或多个实施例的典型旋转装置的示意图。
图7A-B是显示根据本发明的一个或多个实施例的另一个典型旋转装置的示意图。
图8是图7A-B的典型旋转装置的横截面图，显示了根据本发明的一个或多个实施例的流体流动轨迹。
图9是根据本发明的一个或多个实施例又一典型旋转装置的示意图。
图10A-B是显示根据本发明的一个或多个实施例的图8和9的典型旋转装置的旋转叶轮上的典型桶的示意图。
图11是显示根据本发明的一个或多个实施例的另一典型旋转装置的示意图。
图12是根据本发明的一个或多个实施例具有支撑环的典型旋转装置的透视图。
图13是根据本发明的一个或多个实施例的再一旋转装置的示意图。
图14-15描述了根据本发明的一个或多个实施例的所述旋转装置原型的视图。
图16A-E是(i)另一旋转装置和(ii)包括根据本发明的一个或多个实施例装置的脉冲震爆引擎的示意图
图17是具有根据本发明的一个或多个实施例典型旋转装置的引擎的示意图。
图18是具有根据本发明的一个或多个实施例的典型旋转装置的燃气轮机的示意图。
图19是根据本发明的一个或多个实施例另一典型旋转装置的示意图。
图20是显示根据本发明的一个或多个实施例再一典型旋转装置的示意图。
图21是显示根据本发明的一个或多个实施例又一典型脉冲/燃烧旋转引擎的示意图。
图22是示出根据本发明的一个或多个实施例的将燃料转换为能量的典型方法的步骤的流程图。
图23是示出根据本发明的一个或多个实施例的转换能量和输送流体的典型方法的步骤的流程图。
图24是根据本发明的实施例的包括本旋转装置的典型发电机的框图。
具体实施例
下文将对本发明的各个实施例进行详细介绍，其示例将通过附图举例阐明。虽然本发明将结合下文的实施例进行描述，应当理解的是，这些说明并不是为了将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明旨在涵盖那些可能包括在本发明的主旨和范围内的替换、修改和等同物。而且，在下文的详细说明中，对许多具体细节进行了阐明以便于对本发明的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不采用这些具体细节来实施。在其他实例中，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件、和材料以免本发明的各方面被不必要地掩盖。
因此，本发明的实施例的技术方案将结合下文的实施例的附图进行全面和清楚地描述。应当理解的是，这些描述并不是为了将本发明限制在这些实施例中。基于本发明已描述的实施例，本领域的技术人员能够在不做出创造性贡献的情况下获得其他实施例，而这些都在本发明所获取的法律保护范围之内。
而且，本文公开的所有的特征、措施或处理(除非特征和/或处理相互排斥)能够以任意方式结合并结合成任何可能的组合。除非另有说明，本说明书、权利要求书、摘要、和附图中公开的特征能够被其他等效特征或具有相似目标、目的和/或功能的特征替代。每一特征通常仅是本文公开的发明的一种实施例。
本发明的实施例涉及引擎(例如旋转脉冲震爆引擎)、旋转装置、发电机或发电机系统以及制造和使用该系统的方法。本引擎和旋转装置优选地比现有的引擎和装置简单和容易制造和维修，由于它最少可以只要两个的运动部件(中心转轴和[i]的组合式旋转臂和震爆燃烧室或歧管或[ii]旋转盘)。进一步的，本发明的引擎，燃料一旦被点燃，随后的脉冲震爆能自动点火，简化了点火机理和/或系统。由此，本发明的引擎、旋转装置和方法可以将相对高比例的旋转推力传给旋转扭矩。本发明引擎和装置可以容易地放大或缩小，并且可以使用各种各样的流体和/或燃料。通过进一步优化，本发明的引擎、装置和方法的效率可以继续提高，使得本发明的引擎或旋转装置的应用和使用潜力几乎不受限制。
典型的引擎
图3A-3B显示了相应于本发明实施例的典型的引擎300。引擎300通常包括壳体310、中心转轴326、具有第一和第二旋转臂315a和315b的震爆和/或燃烧室330，至少一个燃料供应入口327，至少一个空气供给通道325、至少两个(2)排气喷嘴340和345，一个可选的排气管355，和一个可选的机械工作单位360。所述排气喷嘴340和345沿一个特定的方向直接排出(例如，震爆气体)，用于移动的旋转臂315a-b前移，其类似于火箭引擎，但旋转臂315a-b的运动是受约束的(例如，在一个固定的轨道中绕中心转轴326)。从排气喷嘴340和345排出的所述震爆气体转动在所述中心转轴326上的所述臂315a-b和腔室330，用于产生旋转力，其由轴326直接或间接传递，用于驱动或提供能量给马达、飞机或其他交通工具，用于发电，或为任何其他可以使用引擎产生或生成旋转力的目的。
图3A是图3B所述引擎300的截面图。当从顶部或底部观察时，可具有盘形或其它形状(例如椭圆形或方形、六角形、八面体、矩形或其他规则或不规则多边形)的壳体310可包括壁，该壁上具有至少一个开口341(参见图2B)至排气管或端口355。所述壳体的尺寸(例如，圆周)可根据排气喷嘴340和345，腔室330，和旋转臂315a-b的尺寸变化。通常，所述壳体310有一个用于允许的所述臂315a-b和排气喷嘴340,345旋转的形状。
在一些实施例中，壳体310可在壳体310的内表面和/或外表面上或在多壁壳体的壁之间具有绝缘层。典型的，绝缘层是绝热材料。其他各种绝缘材料也可用于绝缘层，如聚氨酯泡沫、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、玻璃纤维和/或软木。壳体310还可进一步安装有空气喷嘴(未示出)，用于引入周围和/或进入腔室330的附加空气，其用于冷却腔室330，驱动震爆气体和/或颗粒通过排气管(如图3B的355)等。
所述中心转轴326(图3A)沿着震爆和/或燃烧室330的中心轴线320(图3B)定位。在一些实施例中，所述中心转轴326延伸穿过壳体310的下表面或后表面，在其它实施例中，中心转轴326穿过壳体310的上/前表面和下/后表面。所述中心转轴326可连接或加入到同轴杆或缆(未示出)的一端，且一或多个齿轮、叶轮或涡扇可以通过杆或缆的另一端(例如，即杆或缆的相对端)连接和/或驱动。
在典型的实施例中，空气供给通道325接收压缩空气，并将压缩空气引导到震爆和/或燃烧室330。在不同的实施例中，空气供给通道325可以包括密封329a-b，其设置用于保持空气，燃料或二者通过壳体310到达震爆和/或燃烧室330供给的密闭性，轴承335a-b允许某些部分旋转(例如，中心轴326和腔室330)，而其他部分保持固定。优选地，至少有两套轴承335a-b具有环形或环形截面，其分别位于震爆和/或燃烧室中心轴330和中心转轴326周围，如图3A所示。
发电机、马达、泵、涡轮机或其他机械装置可配置成从中心转轴326接收旋转力。或者，机械装置可接收从旋转力转换的另一种机械能，如凸轮中的凸轮从动件，其由接收旋转力的齿轮驱动。当机械装置是发电机时，发电机所接收到的其他形式的机械能通常是间接的。例如，中心转轴326可以驱动皮带，然后驱动发电机中的叶轮。或者，中心旋转轴326可以驱动叶轮或其它机构，然后，驱动活塞、凸轮或其它能产生功、能量或电的机构。
所述燃料入口327和空气供给和/或分配通道325优选地向震爆和/或燃烧室330提供燃料和空气(A)。在一些实施例中，燃料入口327和空气通道325可包括单个管道或路径，该管道或路径提供燃料和空气(A)的混合物给震爆和/或燃烧室330。在本发明的一些实施例中，引擎300可以包括在震爆和/或燃烧室330中点燃或引爆燃料的点火装置(图3A-B中未示出)，和连接到点火装置的点火电缆或电线。点火装置可包括电点火器(例如，火花发生器或火花塞)或本领域所知的其他形式的点火装置，包括但不限于高温导线(例如钨或不锈钢灯丝)。所述点火装置可配置为激发燃料的点火。在一个或多个震爆(如震爆脉冲或周期)后，燃料可能会在腔室330内自动点燃(例如，由于腔室内残余热和为燃烧或震爆燃料引入足够的压缩空气)。
引擎300具有至少一个燃烧室330。或者，引擎300可以具有多个燃烧室330。所述腔室330被配置成从燃料供给管道327和空气通道325接收燃料和空气。通常，燃料供给管道327与空气供给管道325相邻(例如连接)或同轴，并且可以包括销或阀(未示出)用于将燃料引入震爆和/或燃烧室330。空气供给管道325可包括类似或相同的销或阀(未示出)，用于在震爆周期(或脉冲)的适当时间将压缩空气引入震爆和/或燃烧室330。所述燃烧室330可以包括内壁和外壁(未示出)。通常，在这样的配置中，震爆和/或燃烧室330的外墙是固态的，震爆和/或燃烧室330的内壁具有多个开口用于特定的空气流入震爆和/或燃烧室330，用于降低噪声和/或震爆产物的颗粒物的泄露等。在一些实施例中，除了旋转臂315a-b以外，震爆和/或燃烧室330外壁上没有开口。
如图3A，典型的引擎300具有从震爆和/或燃烧室330延伸出的旋转臂315a和315b，和其绕轴线320旋转或转动。所述旋转臂315a-b可焊接和/或通过螺栓、夹、螺钉等连接到震爆和/或燃烧室330，或与330室形成一整体。在引擎300中，旋转臂315a-b可能比较长(即比燃烧室330，可以是2倍(2X)、3倍3(X)、或更多)，用于在燃烧室330内保留足够的热气去点燃进入震爆和/或燃烧室330的燃料，用于下一个震爆/燃烧脉冲。震爆和/或燃烧室330和旋转臂315a-b的尺寸可以针对特定的脉冲频率，旋转速度等进行优化，本领域技术人员有能力确定该尺寸。例如，震爆和/或燃烧室330可能有一个直径或高度和/或宽度大于各旋转臂315a-b(例如，1.5倍，2倍或更多)，用于同一目的和/或“调整”震爆脉冲到一个特定的、预定或期望的频率。转动或旋转臂315a-b的离心作用优选地为热气体冲出喷嘴340和345提供了额外的速度，从而提高了通过中心转轴326产生的扭矩和/或旋转力。
在不同的实施例中，所述喷嘴340和345可以有多种形状，包括但不限于，圆形，椭圆形，弯曲，收缩，扩张，和上述它们的组合等。所述喷嘴340和345也可以表现为或是一个增强器的形式，其可以具有一个环形，同心的或类环形。一般情况下，喷嘴的数量等于旋转臂315a-b的数量。
图3B是图3A中的引擎300的自顶向下视图。典型的引擎300包括至少一个排气管，排气口或端口355，其从所述壳体310延伸出。所述排气管355可被配置成将排出气341从所述壳体310引导到机械工作单元(例如，发电机、马达、泵或涡轮单元)360。机械工作单元360至少接收旋转推力和/或力的一部分。在一些实施例中，反射器(未示出)可位于排气管355的末端，以将推力从壳体310引导到涡轮单元360。因此，震爆排出气可被引导或导向引擎的某位置或阶段，其中排出气可以做功(例如，在涡轮单元360中，其可以包括一个或多个涡轮362和至少一个压缩机364)。
在一些实施例中，各旋转臂的315a和315b可以是热绝缘的，以防止能量损失，并其上可能有一个或多个散热片350。所述散热片350可在旋转臂315a-b的对面和/或后表面。所述散热片350可能相对于垂直或水平面(例如，由旋转臂315a-b所限定)具有一个角度，或者可以是弯曲的(例如，沿由至少部分臂315a-b旋转路径所定义的圆弧)。
优选的，引擎300具有偶数(如2,4,6，8，等)个转臂315a-b，并和排气喷嘴数目相同。然而，旋转臂315a-b的数量和排气喷嘴340,345的数量可能是3,5,9，或其他任何正整数，该整数可以将360分为一个整数或常规分数。间隔均匀，相同的旋转臂(例如，315a，315b)可以提高效率和平衡引擎300。
在典型的实施例中，每个旋转臂315a-b包括排气喷嘴340或345。每个排气喷嘴340和345可能会永久性地或可拆卸地连接到相应的旋转臂315a或315b。排气喷嘴和旋转臂的比例一般是1:1，但不限于此。例如，多个排气喷嘴(例如，2个或更多)可以位于和/或固定在每个旋转臂的末端。排气喷嘴可以通过各种方法安装到旋转臂上，包括但不限于焊接、收缩配合、胶合、旋/螺纹和/或压力结合。
每个排气喷嘴340或345被配置用于排出在震爆和/或燃烧室330中震爆燃料产生的震爆气体和提供旋转推力和/或力给旋转臂315a-b和中心旋转轴326绕中心转轴320旋转。所述排气喷嘴340和345具有与相对于从震爆和/或燃烧室330延伸出的相应旋转臂315a-b上的线约为60°到120°的角，用于提供旋转推力和/或力。所述喷嘴可以与相应的旋转臂和震爆和/或燃烧室330共面。在一些实施例中，排气喷嘴340和345相对于假想直线在90°或约90°，该假想直线在旋转轴到喷嘴开口之间，或所述线在从震爆和/或燃烧室330延伸出的相应旋转臂315a-b上。
燃料在震爆/燃烧后，排出气首先穿过旋转臂340或345中的一个，然后在离开喷嘴340,345之前旋转大约90°角度。应用牛顿的第三运动定律，引擎300将产生径向加速度运动，其提供动力来驱动其他装置。一个旋转单元(例如，旋转轴326，燃烧室330，和所述臂315a-b)可以封闭在一个鼓状室中(例如，壳体310)，其具有一个或多个出口或开口355。在壳体310中的废气可以通过连接到旋转臂315a，315b上的散热片350推出壳体。所述壳体310还具有抑制震爆/燃烧噪声的功能(例如，作为消音器)。
如图3B所示，机械工作单元可包括涡轮单元360，其位于壳体(例如，喷气引擎的主体)外部独立的位置或室中，但其仍可产生压缩空气(A)供给到引擎300。所述涡轮单元360包括涡轮362和通过杆或轴365连接到涡轮362的压缩机364。在一些实施例中，所述涡轮362包括可旋转地固定在杆或轴365上的一个或多个旋转风扇，该旋转风扇则提供一个旋转力，以驱动压缩机364中的一个或多个风扇、泵或活塞。压缩机364从引擎外部吸入外部空气370，以相对较高的压力压缩空气，并迫使压缩空气通过管道371。在壳体310外部具有涡轮单元360消除了与引擎300在同一壳体内的涡轮/压缩机组362,364的负担(这可能是有利的，例如，在喷气引擎中，在高温和缺乏空间会影响其中的机械部件)，并有利于压缩空气供给(A)，其从涡轮单元360通过导管或管371供给燃烧室。因此，本系统中的净推力可以增加。
图4A是示出根据本发明的一个或多个实施例的典型引擎400的示意图，以及图4B-C显示典型的流体入口，提供流体冷却盘管450在图4A引擎400。图4B-C所示是典型流体入口，其被配置成向图4A中的典型冷却盘管提供流体。
图4A的典型引擎400包括震爆和/或燃烧室420，从震爆和/或燃烧室420的对立的两侧和/或两端延伸出的至少两个旋转臂415a和415b，和多个冷却盘管450。引擎400具有从震爆和/或燃烧室420的表面中心延伸出的中心旋转轴430。
在不同的实施例中，旋转臂415a和415b可能有双壁。旋转臂的415a的双壁包括内壁417a和外壁416a，旋转臂的415b双壁由内壁和外壁416b 417b。所述臂415a-b和/或每个的内壁和外壁的416a-b和417a-b可以弯曲或变圆，并且可能有一个圆柱形或弯曲的管状形状。进一步，内外壁417a，417b和416a，416b的材料可包括金属和/或陶瓷。一般来说，内壁417a，417b从震爆和/或燃烧室420延伸出，并且可配置优化冷却相应的旋转臂415a，415b。外壁416a，416b可能从震爆和/或燃烧室420的外表面中延伸出，并可配置优化相应的旋转臂415a，415b的空气动力学功能。
在典型的实施例中，第一冷却盘管450a在内壁417a和外壁416a之间，第二缠绕盘管450b在内壁417b和外壁416b之间。通常，每个所述冷却盘管450a-b具有表面，其直接接触的内壁417a，417b的外表面。冷却盘管450a-b一般绕的内墙417a，417b的外表面弯曲。盘管450a-b可能接触外墙416a，416b的内表面。所述冷却盘管450a-b可能有一个圆柱状，但不限于此。在不同的实施例中，冷却盘管450a-b与震爆和/或燃烧室420相邻或接近，所以冷却盘管450a-b将热量从旋转臂415a，415b的位置和/或地区吸走，那里往往最热。通常，所述冷却盘管450a-b可能包括钢，铝，铜，或另外的导热金属或其他材料，但不限于此。
在内燃机中，冷却流体(例如，冷却剂，如水或水乙二醇或水-丙二醇混合物)被循环。然而，为了产生蒸汽(可以用来作为一个额外的推进物)，冷却盘管450a-b可能在内外壁417a-b，416a-b之间分别具有一个或多个开口。在一些实施例中，所述开口可以在冷却盘管的两端450a-b位置远离震爆和/或燃烧室420。所述旋转臂的415a-b的双壁结构利用从蒸汽中得到的能量。例如，冷却盘管450a-b输送冷却流体，然后蒸发冷却流体。随后，冷却流体作为蒸汽或气体通过喷嘴440a-b排出。因此，由于相变膨胀、热膨胀和离心力，汽化冷却流体(如蒸汽)冲出喷嘴440a-b。作为一个结果，与冷却和再循环冷却流体的引擎相比较，来自热/膨胀的燃烧气体退出由内壁417a-b所限定的内部开口或圆周418a-b，和来自膨胀的冷却流体退出由外壁416a-b所限定的外部开口或圆周外壁所混合的推力，可能实质上增加引擎400的功率。
在一些实施例中，一个或多个监测仪器(例如流量计)可监视流向和/或通过冷却盘管的流体。此外，一个或多个控制装置可控制冷却流体(例如，水)的流速。通过使用在内壁417a-b内的燃烧或震爆气体和在外壁416a-b内的冷却气体的不同流速组合，许多选项可用于优化引擎的性能。
图4B-C所示是相应于本发明一或多个实施例的典型的冷却流体入口。图4B的典型的冷却流体入口460具有流体入口431和流体管道432。冷却流体入口460配置为向图4A的冷却盘管450a-b提供流体(如水)。通常，冷却流体入口460围绕和/或邻近中心燃料和空气入口426，其绕中心轴线430(也参见图4A中的轴线430)旋转。冷却流体进入流体入口431(见图4B)和从流体出口432退出，提供流体给冷却盘管450a-b流体(通常是通过一个歧管[没有示出])。通常，流体出口432是平行的或基本上平行于(例如同轴于)中心燃料和空气入口或管道426，使得将燃料和空气引入震爆/燃烧室420(见图4A)。
此外，冷却流体入口460可能包括轴承440a-b用于允许某些部分(例如，图4B的一个旋转的燃料和空气导管428和冷却流体导管436)旋转，而其他部分保持固定。如图4B所示，间隔件429具有与流体出口432相同的或基本相同的厚度和，冷却流体导管436可以固定在燃料和空气导管428上用于允许轴承440a与轴承440b是相同或基本相同的。优选地，在围绕中心燃油和进气管426的环或环面中至少有两套轴承440a-b。
图4C是图4B的冷却流体入口460沿线A-A’的截面图。通常，冷却流体入口460围绕中心燃料和空气入口或管道426。冷却流体出口432与中心燃料和空气入口或管道426同轴。通常，冷却流体管道436也与中心燃料和空气入口或管道426同轴。轴承440b围绕中心进气口或管426，并安装在该冷却流体入口460的壳体435内。
本发明的引擎有利地达到最大的燃油效率，和通过排放最小的固体颗粒生成和输送，从而允许增量或最大化使用从震爆和/或燃烧室离开的排放气体和离开旋转臂的气体或蒸气的推力，并减少引入环境污染物。
总的来说，本发明的引擎相对简单，制造成本低。此外，在制造本发明引擎时，不需要高精度部件。进一步的，本发明的引擎有利地提高了效率和/或改进了引擎性能。替代燃料(如硝酸铵粉末、氨气、肼等)以及碳基材料，如丙烷、甲烷、天然气、汽油、柴油或喷气燃料、纤维素粉末(木屑或锯末)等，可用于本引擎。因此，本发明引擎具有环保性，适用于发电工业、运输工具等。
典型的旋转装置
图5A-5B显示了根据本发明的一个或多个实施例的典型旋转装置(例如，旋转射流)500。所述旋转装置500一般包括中心轴线或轴501，入口(例如，流体入口)505，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，多个径向臂(例如，旋转臂)510a-d其从入口505径向延伸，在每个旋转臂510a-d.的远端有喷嘴515a-d。径向臂510a-d具有位于入口505和喷嘴515a-d之间的弧，径向臂510a-d配置为当流体流进入口505和通过臂510a-d时，或当一个旋转力作用于中心轴线或轴501时旋转。每一个旋转臂510a-b可以弯曲或成圆形，可能有一个管状或实质上管状的截面。此外，每个喷嘴515a-d具有开口，其面向远离径向臂510a-d.旋转的方向
图5A是图5B的典型旋转装置500沿线B-B’横截面图。中心轴线或轴501沿旋转装置500个中心轴定位，从而可以定义一个径向臂510a-d的转动轴。在一些实施例中，中心轴线或轴501延伸通过旋转装置500的歧管部分530表面的下或后表面。在其它实施例中，中心轴线或轴501可进一步延伸穿过入口505中的开口506。
所述入口505接收至少一流体，并通过歧管530供应流体到多个径向臂510a-d。在典型的实施例中，入口505、歧管530和臂510a-d是整体的(例如，一个集成块)，入口505围绕着沿臂510a-d的中心轴线或轴505径向旋转。入口505可能包括单一的管道或通道。歧管530有效地将入口505中的导管或路径分开进入多个径向臂510a-d的开口。或者，入口505可能是固定的，歧管530和径向臂510a-b固定在并绕中心轴线或轴505旋转。通过常规技术，中心轴线或轴501可以加入，固定和/或固定在入口505，歧管530和/或径向臂510a-d。此外，漏斗或其它流体供给和/或捕获装置(未示出)可被固定或连接到入口505的开口506上。
图5A显示径向臂510A和510b，其从歧管530延伸出，并绕中心轴线或轴501旋转或转动。流体(如水或空气)通过歧管530提供给径向臂510a-b。所述径向臂510a-b可焊接或用螺栓连接，夹子或螺钉固定到歧管530，或与歧管530整体成形。入口505与径向臂510a-b的尺寸可以为一定的转速进行了优化，并在本领域技术人员有能力确定该尺寸(例如，用于一个特定的应用)。优选地，所述旋转装置500具有偶数个径向臂510a-b(如2,4,6，8，等)。然而，径向臂510a-b的数量也可能是3,5,9，或其他任何正整数，其可以被360分为一个整数或常规分数。间隔均匀，相同的径向臂(例如，510a-510d，图5B)可以提高旋转装置500的效率和平衡。
在典型的实施例中，每个旋转臂510a-d包括喷嘴515a-d(见，例如，图5B)。因为它背向观察者(图5A是图5B沿B-B线的横截面图，沿箭头方向观察截面)，旋转臂510a上的喷嘴515a不显示在图5A中。所述喷嘴515a-d配置排出流体和提供旋转推力和/或力用于旋转绕中心轴线或轴501的径向臂510a-d。在本发明的旋转装置，该旋转的径向臂510a-b离心作用有利地提供额外的力量或速度给冲出喷嘴515a-b的流体，进一步增加了径向臂510a-b和/或中心轴或501轴上的旋转推力和/或力，减少流体进入入口505的相反进入力，通过一种“自放大”机制，正向加强流体通过装置500的流动。
在不同的实施例中，所述装置500可以包括径向臂510a-b上或上方的空气动力表面520a-b。所述空气动力表面520a-b配置用于在旋转过程中减少径向臂510a-b的空气阻力。空气动力表面520a-b可能包括一个盘或片，其具有由空气动力函数优化的圆形或其他形状。空气动力表面520a可以与空气动力学表面520b相同或不同。例如，空气动力表面520a-b可能有一个相对光滑的或倾斜的形状，可以减少空气阻力。所述盘或片520a-b可以安装或连接到歧管530和/或臂510a-d，可能覆盖臂510a-d之间的空间(例如，形成一个盘)，或是与歧管530和/或臂510a-d形成一体。在一些实施例中，空气动力表面520a-b覆盖整个径向臂510a-b，包括喷嘴515a-b。在另一个实施例中，空气动力表面520a-b可能只覆盖表面的径向臂510a-b的部分。空气动力表面520a-b的尺寸部分可能会有所不同，这取决于径向臂510a-b的尺寸和/或减少空气阻力的预期。
在典型的实施例中，流体在入口505的开口506处被接收。如图5B所示，入口505是一个单一的管道。流体通过径向臂510a-d和旋转径向臂510a-d绕中心轴或501轴转动，并作为推力排出喷嘴515a-d。径向臂510a-d的弯曲形状(例如，从歧管530到喷嘴515)在到流体进入径向臂510a-d时可以减少径向臂510a-d反作用力或反压。
一般来说，喷嘴515a-d可以有各种形状，包括但不限于，圆形，椭圆形，弯曲，收缩，扩张，其组合等。各喷嘴515a-d可以永久地或可拆卸地连接到相应的旋转臂510a-d或与旋转臂510a-d一体成形。喷嘴515a-d可能通过各种方法安装在旋转臂510a-d上，包括，但不限于，焊接，收缩结合、涂胶、螺丝/攻丝，和/或压缩结合。
每个喷嘴515a-d被配置成用于从相应的臂510a-d排出流体，和提供旋转的推力和/或力用于旋转径向臂510a-d绕中心轴线或轴501转动。例如，该喷嘴515a-d越小，产生或排出喷嘴的流体力越大。喷嘴515a-d可能有一个角度，相对于从入口505和/或歧管530延伸出的相应的旋转臂510a-d的线，成约45°至约120°，用于提供旋转推力和/或力。在每个旋转臂510a-d远端的所述喷嘴515a-d具有面对远离径向臂510a-d.转动方向的开口。在不同的实施例中，喷嘴515a-d的开口或出口朝向或指向与位于中心轴线或轴501和喷嘴515a-d的开口之间的假想直线垂直的方向，从而提供旋转推力和/或力。
从径向臂510a-d的旋转运动的离心力加速了流体沿臂510a-d流动，从而加速流体从喷嘴515a-d排出。流体离开所述喷嘴515a-d作为推进物，这反过来又导致和/或加速所述臂510a-d绕中心轴线或轴501的旋转运动，增加流体的运输和/或能量转换，和积极加强径向臂510a-d.转速
根据牛顿力学，当每个喷嘴515a-d方向垂直或大致垂直于相应的旋转臂(例如60°-120°，在一个例子中，约90°)，作用在旋转臂510a-d的力和转动速度最大化。来自旋转运动的离心力加速了流体沿臂510a-d流动，加速排出流体，将其作为推进物。流体/推进物的离心力随着转速的增加而增加，这反过来又增加了旋转力/推力以及输送和/或能量转换的流体量。当旋转的推力和/或力的增加，径向臂510a-d的旋转速度也增加。这是一种自我放大，可控链反应(或正强化)，其使推力达到超音速和超出多倍，而不负担额外的燃料消耗和/或昂贵的机械零件。因此，从喷嘴515a-b退出的流体具有相当的动能。然而，当入口505中的流体运用反力作用在接近入口505的流体上时，但不是在所述装置500中，对链反应和/或正强化的可以达到极限。尽管如此，链式反应或正强化作用于降低反对的径向臂510a-d.旋转的力量。
图6A示出根据本发明的一个或多个实施例的典型的旋转装置(例如旋转或旋风喷射引擎)600的截面图。所述旋转装置600一般包括中心轴线或轴601，入口(例如，流体入口或直圆管)605，其配置为接收至少一流体(例如，可流动的液体)，转盘610，其从入口605径向延伸，和位于该转盘610远端或边缘的喷嘴615a-b。所述入口605包括在入口605的顶部中心上的圆孔或开口606，和延伸到转盘610的中心以使转盘610旋转。流体被分配到在转盘610中的中空的空间612内，然后由于旋转力流体移动到转盘610的末端或边缘，并通过喷嘴615a-b排出。喷嘴615a-b可沿转盘610圆周均匀分布，可设置垂直于转盘610的径向，使得来自流体的推力导致转盘的旋转方向与推力方向相反。作为该推力的结果，所述装置600旋转和/或开始旋转。
径向转盘610可以通过扩口(例如圆锥形或钟形)部分连接到入口605。径向转盘610配置为当流体进入口605，通过喷嘴615a-b时，或当一个旋转的力量作用于中心轴线或轴601时旋转。此外，每个喷嘴615a-d(图6B)有一开口，其朝向远离径向转盘610旋转方向的方向。
在各种实施例中，转盘610可包括其中的下陷或凹陷602。如图6A所示，下陷或凹陷602围绕位于入口605和中心轴线或轴601之间的中心轴线或轴601。下陷或凹陷602可以减少转盘610中的流体量和/或促进流体流动通过旋转盘610，其中任一或两者都可以增加旋转喷射引擎600的推力或旋转力。
图6B是典型的旋转喷射引擎600的横截面图。中心轴线或轴601沿着旋转喷射引擎600的中心轴线定位，因此可以限定转盘610的旋转轴。在一些实施例中，中心轴线或轴601延伸通过旋转喷射引擎600的歧管630的下表面或后表面。在其它实施例中，中心轴线或轴601可延伸通过入口605中的开口606。在进一步的实施例中，中心轴线或轴601延伸穿过开口606和歧管630。
所述入口605接收至少一流体，并通过歧管630向径向盘610供应流体。在典型的实施例中，所述入口605、歧管630和盘610是一体的(例如，一个集成件)，并且入口605绕沿着盘610的中心轴线或轴605径向旋转。所述入口605可以包括单个管道或路径。或者，入口605可以被固定，并且歧管630和径向盘610固定到，并围绕中心轴线或轴605旋转。在这种情况下，歧管630和径向盘610可通过使用轴承(未示出)密封地加入到入口605。中心轴线或轴601可以通过常规技术连接、紧固和/或固定到入口605、歧管630和/或径向盘610。
流体(如水或空气)是由歧管630流经径向盘610。诉讼径向盘610可通过螺栓、夹具或螺钉焊接或/或连接到歧管630，或与歧管630整体成形。入口605和径向盘610的尺寸可以根据一定的转速进行优化，并且本领域的技术人员能够确定这样的尺寸(例如，对于特定的应用)范围。一组垂直分隔件611a-d可能包括在转盘610中引导流体流动。分隔件611a-d可包括直线或曲线板或从入口605或630歧管延伸到径向盘610(例如，沿径向盘610的径向)圆周的的挡板。此外，这种分隔件611a-d可以应用到其他装置(例如，图11和16-19的旋转装置)。
所述喷嘴615a-d配置为排出流体，和提供一个旋转的推力和/或力用于旋转径向盘610绕中心轴线或轴601转动。在本发明的旋转喷射引擎600中，旋转径向转盘610的离心作用有利地提供流体冲出喷嘴615a-d的额外的力量或速度，进一步增加了径向盘610和/或中心轴线或轴601提供的旋转推力和/或力的比例，并且减小了流体进入入口605的反作用力，通过由“自放大”机理，正增强流体流过装置600。
与图6A的装置600类似，图7显示装置700a一般包括中心轴线或轴701，入口(例如，流体入口或直圆管)706，其配置为接收至少一流体(如空气或水)，转盘710，其从入口706径向延伸出，和在转盘710远端边缘的喷嘴715a-b。轴线或轴701延伸到并连接到转盘710，并且可选择性地连接到歧管730，如上面所讨论的。此外，转盘710可能有一个气动(如喇叭形，钟状或圆锥)表面712，如图7A所示。转盘710还包括其中的下陷或凹陷702。表面712和下陷或凹陷702可以是弯曲的，因此转盘710可以被配置成减小流体流动的阻力、摩擦和/或紊流。
在各种实施例中，入口706可以是有角度的。例如，入口706可从具有圆弧或90°到180°角，这取决于装置的700A应用。进一步的，该装置700a可能包括在固定的入口706和旋转的歧管730之间的轴承707、接头或连接件(未示出)。如图所示，图7A，至少两个喷嘴715a-b在转盘710的边缘712。在一般情况下，所述装置可能有偶数(如2,4,6，8，等)个喷嘴715a-b。然而，喷嘴715a-b的数量也可能是3,5,9，或其他任何正整数，该整数可以将360分为一个整数或常规分数。。间隔均匀，相同的喷嘴(如715a-b)可以提高装置700A的效率和平衡。在不同的实施例中，喷嘴715a-b可以有多种形状，包括但不限于，圆形，椭圆形，弯曲，收缩，扩张，及其组合等，如上面所讨论的。喷嘴715a-b也可能代表或是一个增强器的形式，其中可能有环形、同心、或类环形状，如本文所讨论的。流体从喷嘴715a-b中排出，导致转盘向相反方向的转动，并产生旋转力。
图7B显示类似于图7A的旋转装置700A的旋转脉冲震爆引擎700B的截面图，但进一步还具有震爆和/或燃烧室750，其配置用来提高发电(例如，在航空中的应用)。类似于图7A的装置700A，装置700B一般包括中心轴或701轴，入口(例如，燃料入口)751，其配置为接收燃料，旋转的歧管730，转盘710，其从歧管730径向延伸，和在转盘710远端边缘的喷嘴715a-b。通过燃料入口750向燃烧室751提供燃料。此外，旋转引擎700B可能具有用于引入压缩空气或其他含氧气体的入口740。可能在入口740和旋转式脉冲震爆引擎700B中的震爆和/或燃烧室750之间有一个阀，其当没有震爆或燃烧燃料时，打开阀使压缩空气或其他气体进入震爆和/或燃烧室750，和在燃料的震爆和/或燃烧过程中，关闭阀用于以防止震爆/燃烧燃料和膨胀的压缩空气/气体进入入口740。进一步的，该装置700B可能包括位于固定的入口740和旋转的歧管730之间的轴承707、接头或连接件(未示出)，如上面所讨论的。
本发明的旋转装置/引擎与常规涡轮的比较见下表：
Figure GDA0003705646000000271
为了增加能量和发电，装置可以使用旋转工具或运动。在本发明的旋转装置(例如旋转喷射引擎)中，转盘可以作为放大器运行，并且可以将能量和发电量提高或增加3-4倍或更多。
决定本发明的旋转喷射引擎传递能量的主要原理和/或力包括，(1)角动能，(2)转动惯量，(3)力矩，(4)伯努利原理，和(5)离心力。利用本发明的旋转装置对能量传递产生不利影响的关键力可以包括空气阻力、摩擦力和向心力。在旋转环境中，离心场是由具有最高势能的旋转中心所自创的。旋转环境中的粒子在离心力的作用下会运动，并在其影响下获得动能。作为比较，地球上的物体处于重力场中，从高点释放的物体将获得动能并加速到地球表面。当粒子从旋转系统和离心场中流出时，粒子达到其最高速度，这与现有的水轮机相反，在这种情况下，排出的水比进入涡轮的水动能小。在本发明的旋转装置中，喷嘴可以指向垂直于到旋转中心的假想线的方向。根据牛顿运动定律，转速可能会增加。当转速增大时，进入入口的下一个粒子可能受到较强的离心力场的影响，并获得比早期粒子更高的速度。这被认为是一种自放大效应和链式反应。然而，负动力也随着旋转速度的增加而增加，直到达到平衡点和速度为止。
图8示出典型的旋转装置800的截面图。示出了旋转装置800中的离心力产生的流体流动的典型轨迹860。流体流动所述轨迹860为弧形，其从转盘800中心801(例如，从一个入口)，移动到转盘800的远端边缘或表面820，并被排出喷嘴815a-d。作为结果，转盘800旋转方向与排除流体方向相反。
另一典型的旋转装置
图9所示是根据本发明的一个或多个进一步实施例的另一典型的旋转装置900的示意图。类似于图4A-B的旋转装置400，所述旋转装置900一般包括中心轴线或轴920，入口(例如，流体入口)921，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，多个径向臂(例如，旋转臂)915a-d，其从入口921径向延伸，和位于旋转臂915a-d远端的喷嘴916a-d。所述旋转装置900还包括一叶轮或汽缸912和位于其上的多个桶或杯。径向臂915a-d具有在入口921和喷嘴916a-d之间的弧，径向臂915a-d配置为，当流体进入口921和通过臂915a-d时，或当一个旋转的力量作用于中心轴线或轴920时旋转。类似于旋转臂415a-d，每个旋转臂915a-d可以弯曲或成圆形，可能有一个管状的或管形截面。此外，每个喷嘴916a-d开口朝向远离径向臂915a-d.旋转的方向
在典型的实施例中，多个桶或杯910位于叶轮或汽缸912的内圆周上。所述多个桶和杯910被配置为接收排出喷嘴916a-d的流体，至少从排出喷嘴916a-d.的流体中捕捉一些动能。在运行过程中，所有的喷嘴916a-d排出流体(如空气或水)，同时在整个360°的旋转过程中，和因此，提供了有效的机理用于提高从旋转装置900传输的或捕获的动能和/或机械能。
在本发明的各种实施例中，所述桶或杯910可焊接到叶轮912上，或通过螺栓、夹具和/或托架连接。或者，所述桶或杯910可以被包含在子壳体中(未示出)，或者可以与叶轮912结合为整体。在一些实施例中，可能有偶数个桶或杯910来提供叶轮的平衡和稳定性。然而，所述桶或杯910的数目也可以是奇数或任何正整数，该整数可以将360分为一个整数或常规分数。通常，所述桶或杯910是均匀隔开的。如图9所示，二十(20)个桶或杯910可以均匀地间隔在叶轮912的内圆周轮上，用于提供叶轮912的平衡和稳定性。然而，可能存在另外数量的所述桶或杯910(例如，正整数，该整数可以将360分为一个整数或常规分数)。一般来说，所述桶和杯910可能在一个位置和/或角度具有开口，其配置为最大化接收排出喷嘴916a-d的流体，该喷嘴916a-d指向桶或910杯。
叶轮912的中心也是旋转装置900的中心。然而，所述装置900的旋转方向和叶轮912的旋转方向彼此相反。作为结果，装置900和叶轮912不能共享同轴。因此，例如，中心轴线或轴920与径向臂915a-d旋转，第二轴线或轴(未显示)是由叶轮912带动旋转。
通常情况下，所述叶轮912的圆周大到足以允许的径向臂915a-d安装在叶轮912内和转动。叶轮910的材料可以包括诸如钢、铝或铜、塑料、陶瓷、木材、及其组合等。如图9所示，叶轮910是圆形的。然而，根据给定应用的设计标准，叶轮910可以是圆柱形的、椭圆形的或其他形状。
图10A呈现在部分叶轮912上的第一典型的桶或杯910a。所述桶或杯910a可能具有开口920用于接收流体。如图10A所示，所述桶或杯910a可能具有多边形的形状，其中最低的表面或边缘921直接接触叶轮912。所述桶或杯910a可焊接和/或密封到叶轮912，用于充分接收从径向臂910a-d或转盘920(图9或10，分别)的喷嘴流出的流体，或以其他方式捕获、保持和/或运输流体。
图10B显示在部分叶轮912上的典型的桶或杯910b。通常，桶或杯910b的材料可能与所述叶轮的材料(如金属如钢、铝或铜，塑料，陶瓷，其结合等)是相同的或不同。图10A-B的所述桶和杯910a-b可通过焊接、胶合/粘结、夹持、连接、插入支架等方式固定在叶轮912的内圆周。或者，所述桶和杯910a-b可能具有与叶轮912配合或配对的背面，并通过胶合/粘结的方式固定在其上。通常，所述背面可以是矩形的。在图10B的实施例中，通910b可能在其底部具有至少两曲面913a-b，和曲面913a-b之间的顶914。然而，桶或杯910b的底面可能有其他形状，包括但不限于，弯曲，圆柱形，椭圆形，矩形，方形，或其他多边形。
图11是示出根据本发明的一个或多个进一步实施例的另一典型的旋转装置1100的图。类似于图9的旋转装置900，所述旋转装置1100一般包括中心轴线或轴1101，入口(例如，流体入口)1106，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，和一个在其远端或边缘具有喷嘴1115a-d的转盘1120。此外，图11的所述装置1100包括叶轮或汽缸1112以及其上的多个桶或杯1110。所述转盘1120配置为当流体流进入口1106和通过喷嘴1115a-d时，或当一个旋转的力作用于中心轴线或轴1101时旋转。所述入口1106包括圆形孔或开口1105，用于使流体进入转盘1120。流体分配到转盘1120内的一个中空的空间中，然后再流体移动到转盘1120的远端或边缘，通过喷嘴1115a-d排出。当转盘1120旋转时，由于离心力作用施加于流体，流体以更快的速度流到转盘1120的远端或边缘。与图6A-B的转盘610相似，所述转盘1120可以是圆形，和可能有下陷或凹陷的下侧。
每个喷嘴1115a-d开口朝向远离旋转盘1120旋转方向的方向。叶轮1112(其可能与图9的叶轮912相同或基本相似)和转盘1120的组合如图11所示，可能对发电具有额外优点。
在典型的实施例中，类似于图9，多个桶或杯1110位于叶轮或汽缸1112的内圆周上。多个桶和杯1110被配置为接收从喷嘴1115a-d排出的流体，至少从排出喷嘴1115a-d的流体中捕捉一些动能。在运行过程中，在整个360°旋转过程中，所有的喷嘴1115a-d同时排出流体(如空气或水)，因此，其提供了一个有效的机理用于从旋转装置1100传输的或捕获的动能和/或机械能。
图11中的桶或杯1110可以连接到或成形在叶轮1112上，如图9中所讨论的那样。类似地，所述桶或杯1110的数量和间距为叶轮1112提供了平衡和稳定性，如前面所讨论的。一般来说，所述桶和杯1110可能在一个位置或角度具有开口，其配置为最大量接收排出喷嘴1115a-d的流体，该喷嘴指向所述桶或1110杯，正如前面所讨论的。
所述叶轮1112的中心也是转盘1120的中心。然而，转盘1120的旋转方向和叶轮1112的旋转方向彼此相反。作为结果，转盘1120和叶轮1112不能共用一个共轴。因此，例如，中心轴线或轴1101与转盘1120旋转，第二轴线或轴(未示出)由叶轮1112带动旋转(如图12所示)。
如图9中所讨论的那样，叶轮1112的圆周足够大，使转盘1120能安装在叶轮1112内，并旋转。所述叶轮1112基本上与图9的叶轮912相同或类似。
图12是示出根据本发明的一个或多个实施例的另一典型的旋转装置1200的图。类似于图9的旋转装置900，所述旋转装置1200一般包括中心轴线或轴1220，入口1221(例如，流体入口)，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，多个径向臂1215a-d(例如，旋转臂)，其从入口1221径向延伸，在各径向臂1215a-d或转盘(未显示)远端的喷嘴(未显示)，和叶轮或汽缸1212上的多个桶或杯1210。此外，图12的所述旋转装置1200可以包括可支撑叶轮1212的圆环或支撑轮辋1213。所述支撑轮辋1213可通过支架或肋1212连接到叶轮1230。进一步的，图12的所述旋转装置1200可以包括在所述轮辋1213内的齿轮1225，其与第二轴线或轴1222连接。
如图12所示，有六个支撑托架或肋1230。优选地，旋转装置1200具有偶数个支撑托架或肋1230(例如，2,4,6、8等)。然而，支撑托架或肋1230的数目也可以是3,5,9，或者任何其他正整数，该整数可以将360分为整数或常规分数。均匀分布的、相同的支撑托架或肋1230可以提高旋转装置1200的效率和稳定性。
叶轮1212的旋转带动支撑轮辋1213与叶轮1212相同的方向旋转。齿轮1225从叶轮1212和支撑轮辋1213中传输旋转力到第二轴线或轴1225。为了改变轴线或轴1222的旋转方向，齿轮1225可位于支撑轮辋1213的外侧。在后续实施例中，支撑肋或托架1230可连接到支撑轮辋1213的内表面。可选地或附加地，所述支撑轮辋1213可具有大于叶轮1212的直径。
如图12所示，所述径向臂1215a-d具有位于入口1221和喷嘴1216a-d之间的弧，径向臂1215a-d配置为当流体流进入口1221通过手臂1215a-d时，或当一个旋转的力量作用于中心轴线或轴1220时旋转。每一个旋转臂1215a-d可以是弯曲或成圆形，可能有一个管状或管形截面。此外，每个喷嘴1216a-d开口朝向远离径向臂1215a-d.旋转方向的方向。
在本发明的典型的实施例中，所述多个桶或杯1210位于叶轮或汽缸1212的内圆周上。所述多个桶和杯1210被配置为接收从喷嘴1216a-d排出的流体。
如图12所示，中心轴线或轴1220位于叶轮1212的中心，其也是旋转装置1200的中心。然而，该装置的旋转方向和叶轮1212的旋转方向彼此相反，并且不能共用一个公共轴。例如，中心轴线或轴1220转动径向臂(反之亦然)，第二轴线或轴1222通过轮辋1213和齿轮1225由叶轮1212带动旋转。
图13所示是根据本发明的一个或多个实施例的进一步典型的旋转装置1300的图。类似于图5A-B的装置500，所述旋转装置1300一般包括中心轴线或轴1320，入口(例如，流体入口；未显示)，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，多个径向臂1315a-f(例如，旋转臂)，其从入口1320径向延伸，和在旋转臂1315a-f远端的喷嘴1316a-f。喷嘴1316a-f可具有开口1317，其配置从径向臂1315a-f中排出流体。此外，图13所示的引擎包括可替换的圆环或支持环1350，其可以支持径向臂1315a-f.
图14是描绘本发明旋转装置的原型1400的图。所述旋转装置1400(例如，一个“旋转喷射引擎”)包括一个中心轴线或轴1430，入口1441，其配置为接收至少一流体(如水)，在其远端或边缘(例如，沿圆周)具有喷嘴1415a-e的转盘1420，T型连接器1440，软管1450和表1460。所述旋转喷射引擎1400也有一个管或管道1445，其安装在中心轴线或轴1430上，允许水从T型连接器1440流到入口1441。所述旋转盘1420被配置成当流体进入入口1441并通过旋转盘1420，或当在中心轴线或轴1430上施加旋转力时旋转。与图6A-B的转盘610相似，所述转盘1420可是圆的，在上下板之间具有空腔。然而，所述转盘1420可以是圆柱形的、椭圆形的或其他形状，其可以相应于给定应用的设计标准。
如图14所示，所述转盘1420可以有两个板或盘，其通过空间分隔开以供流体流动。所述板或盘的直径可从约10英寸(25厘米)到约50英寸(125厘米)，但其他尺寸也适合。例如，所述原型1400中的板或盘具有32英寸(81.3厘米)的直径。所述转盘1420可包括两个铝盘，其间有间隙或开口。图中14中的转盘之间的空间或开口大约一英寸(2.5厘米)。然而，根据装置的应用，盘片1420之间的距离可以从0.5厘米到30厘米或更多。图14中的所述转盘1420是焊接到圆周上的环上，若干螺栓和螺母紧固件1421进一步将转盘1420的板固定在一起。在没有螺栓和螺母紧固件1421的情况下，由于转盘1420中的流体(例如水)的压力，铝转盘可能凸起。然而，当流体是气体(例如空气)或转盘是由钢或其他抗拉强度高于铝的金属，螺栓和螺母紧固件1421可能是不必要的。或者，如果转盘1420包括热塑性或热固性聚合物，则转盘可通过互补的按扣式或互锁式配件彼此紧固，或整体柱状，盘状或棒状连接可由注塑成型。
所述入口1441连接到转盘1420顶部的中心，多个喷嘴1415a-e位于所述转盘1420的边缘或沿所述转盘圆周。虽然图14所示有5个喷嘴1415a-e(第六喷嘴的隐藏在软管1450背后)，任何数量的喷嘴可能存在。喷嘴通常是均匀的间隔(例如，360°/N分开，其中n等于喷嘴的数目)，如上文所述。典型的旋转装置1400可以有力的使用来自流体源(例如储罐、河流、瀑布或来自水坝)的流体(例如水)，该流体源可以是比本发明装置更高的位置。或者，流体源可以位于本发明装置或任何远程位置之下，在这种情况下，流体可以被泵送或以其他方式传输或输送到本发明的装置。
图14的所述原型1400重20公斤，并在环境温度下运行。流体可以通过入口1440-1441(例如，2英寸或5厘米的入口)输送。入口1440-1441材料可以包括聚氯乙烯(PVC)管，虽然其他材料(如聚碳酸酯、铝或不锈钢管)和其他的尺寸是可以接受的。表1460(例如压力计)可以连接到入口1440。在入口1440处的压力为10psi时，转盘1420以280rpm的速度稳定旋转。
图15示出安装在平台1510上的图14的原型1400，其具有固定于其上的框架1500。所述原型1400被框架1500固定住，以减少或防止原型1400在操作过程中的抖动或其他不平衡。所述平台1510可以具有使原型1400易于运输的尺寸。PVC管1450提供或供应流体(如水)给转盘1420，排出水通过喷嘴1415a-f排出。排出的水从喷嘴1415a-f径向喷出或排出。
在进一步的实验中，空气进入压力约5psi的进气管1450。转盘1420的旋转速度达到1000转每分钟。发电机(未示出)连接到轴1430，产生150瓦的功率。
本发明装置的各种应用是可能的。例如，在水力发电中，本发明的旋转喷射引擎/装置可以取代水电厂现有的水轮机技术。在燃气轮机发电、蒸汽发电和地热发电中，本发明的旋转喷射引擎/装置可替代现有技术。
对于风力发电，本发明的旋转装置(例如，图6A-B的装置600)可能包括额外的组件。例如，如图16A所示的在壳体1630内的一套涡轮1621a-c，可用于汇集或提取输入的流动风和压缩空气在较高的压力(例如，大于5psi，如至少10psi、15psi、20psi或更多)提供给本发明装置，用于提高转盘1610的转速，和/或排出喷嘴1615a-b进入做功叶轮单元1680的空气的速度，叶轮单元1680与喷嘴1615a和1615b相邻。动力叶轮单元1680包括在叶轮或汽缸1682外周的桶和杯1684a-b，所述桶和杯1684a-b从喷嘴1615a-d接收排气，并随后将转到能输送到外部发电机，工作单位或引擎(未示出)。另外，动力叶轮单元1680可以向其它装置提供能量和/或机械能，例如螺旋桨、泵、灯、监视器等和/或压缩机，其提供空气或流体供应后续旋转装置的入口。所述壳体1630可能具有可以增加输送搭配本发明装置的空气效率的形状。顶部涡轮或板1621a可能有一个圆锥形或弧形结构1620用于提供均匀的液流和/或分布。涡轮叶轮1621a-c在市场上可以买到。壳体1630有漏斗形或钟形结构，如图16A所示。然而，其他形状(如锥形)也可以使用。该涡轮叶轮或板1621a-c减小了从顶部涡轮或板1621a到底部涡轮或板1621c的直径，其中最小的涡轮或板1621c是在壳体1630的底端，其通过一个中心轴线或轴1602和入口1611连接到本发明的转盘1610。所示锥形1620配置为增加现有的旋转喷射引擎/装置1600a空气动力。中心轴线或轴1602可以连接到一个发电机或其他工作单元或引擎1601(例如，磁力驱动泵)。涡轮叶轮或板1621a-c的数量可以由性能和/或测试结果或通过仿真和/或计算确定。
在旋转喷射引擎装置1600A中，第一阶段受到空气流(例如，风)，开始旋转运动用于压缩由壳体1630定义的通道内的空气。压缩的空气通过盘1610和流出喷嘴1615a-b，用于启动盘1610的旋转运动。此后，由于转盘1610与涡轮1621a-c具有相同的旋转轴，额外的空气被拉入壳体1630。转盘1630的离心力加速空气流过装置1600A，有效地增加了流体流动速度和在相对高的速度将空气通过喷嘴1615a-b排出。该推力可以产生一个反作用力，用于以较高的转速或速度旋转转盘1610。同时，由旋转盘1610在入口1611处产生的低压区从第一级吸入气流。第二级(即，转盘1610)与第一级同步做功，并提供用于转动或旋转发电机1601和/或动力叶轮单元1680的强旋转力，用于向其它装置提供能量和/或机械能。进一步的，旋转喷射引擎1600A可能包括轴承1660、接头或连接件(未显示)，如上面所讨论的。
上述两装置可以通过在第一阶段的一端中的入口1611处增加燃烧室1650成为一个三级装置，如图16B所示。图16B-C显示典型的脉冲震爆引擎/喷射引擎1600B-C，其包括根据本发明实施例的本发明的旋转装置或旋转喷射引擎。图16B的旋转式脉冲震爆引擎1600B类似于图16A的旋转装置1600A，但还进一步具有震爆或燃烧室1650，其配置来提高产生能量(例如，在航空中的应用)。典型的脉冲震爆引擎1600B可能还包括燃料入口1651，用于给燃烧室1650提供燃料。与传统的燃气发电机相似，可以通过燃烧室1650强化输入功率和流量。
类似于图16A的上述装置1600A，旋转脉冲震爆引擎1600B一般包括中心轴线或轴1602，入口1611，转盘1610其从入口1611径向延伸，在转盘1610远端边缘的喷嘴1615a-b，具有锥形1620的涡轮1621a-c和壳体1630，动力叶轮1680单元具有位于叶轮或汽缸1684上的多个桶和杯1682a-b，和一个发电机或其他做功单元或引擎1601，如上面所讨论的。然而，旋转脉冲震爆引擎1600B进一步包括燃烧室1650和一个或多个燃料入口1651。
燃料通过燃料入口1651提供给燃烧室1650。此外，所述旋转引擎1600B可能有一个额外的入口(未显示)用于将压缩空气或其他含氧气体引入燃烧室1650，如在此或其他位置所述的。可能会有一个阀门(未显示)位于所述额外的入口(未显示)和震爆和/或燃烧室1650之间，使得当没有震爆或燃烧燃料时，打开阀使压缩空气或其他气体进入震爆和/或燃烧室1650，和在燃料的震爆和/或燃烧过程中，关闭阀用于以防止震爆/燃烧燃料和膨胀的压缩空气/气体进入所述额外的入口。进一步的，所述引擎1600B可能包括轴承1660、接头或连接件(未示出)，使转盘在1630壳体仍平稳转动，如在此所述的。
为了提供高效率和/或轻量化设计，本发明的装置和/或系统可在运输和航空工业中找到效用。可对喷嘴1615a-b与引擎1670的设计进行修改，如图16C所示，使推力作用为向下的推进动力。在这种情况下，旋转的脉冲震爆引擎/喷气引擎1600C可以进一步包括磁力驱动泵1603，其配置为带动中心轴线或轴1602(因此，转盘1610和涡轮1621a-c)旋转。或者，在所述喷嘴1615a-d朝向远离所述燃烧室1650和涡轮1621a-c方向弯曲或变弧形之前，所述喷嘴1615a-d首先朝向转盘1610旋转的反向变弧形或弯曲，这可能会导致转盘1610的旋转。类似于图16bB的所述装置1600B，所述旋转式脉冲震爆引擎/喷气引擎1600C一般包括中心轴线或轴1602，转盘1610，其从入口段1611径向，在转盘1610远端边缘的喷嘴1615a-b，涡轮叶轮1621a-c，锥形1620和壳体1630，如上面所讨论的。
来自震爆/燃烧室1650的膨胀气体流过入口1611进入到转盘1610。转盘1610的离心力作用于来自入口1611的气体，以加速气体朝向转盘1610的远端边缘。流体通过喷嘴1615a-b以相对高的速度排出。来自喷嘴1615a-b的高速推力可能与中心轴线或轴1602平行或大致平行，为装置提供推进力(例如，旋转喷射引擎)。本发明的引擎/喷气引擎1600B-C提供向前的力而不是消极的力。其结果是，净前进力可能超过51230磅(例如，11980磅+39250磅)，其超过类似的常规装置的净前进力四倍。
图16D显示级联式脉冲震爆引擎/喷气引擎1600d，其类似于图16C的旋转脉冲爆震/喷射引擎1600C。所述引擎/喷气引擎1600D通常包括一个中心轴线或轴1602，具有锥形1620的压缩机(涡轮)叶轮1621a-c，壳体1630，燃烧室1650，一个或多个燃料入口1651、轴承1660，如上面所讨论的。可进对引擎1670进行修改，如图16D所示，使得推力作为向下的推进力，如上面所讨论的。所述引擎/喷气引擎1600D还包括转盘1610a-c，入口1611a-c，其从转盘1610a-c径向延伸，在转盘1610a-c远端边缘的喷嘴1618a-f，与喷嘴1618a和1618c(或1618b和1618d)相邻的动力叶轮单元1680a-d，和连接到动力叶轮单位1680a-d发电机1690a-d。
在本发明的典型的实施例中，引擎/喷气引擎1600d可以包括多个转盘1610a-c。例如，如图16D所示，引擎/喷气引擎1600D具有三个转盘1610a-c。然而，引擎/喷气引擎1600D在各阶段可以包括任意数量的转盘(如2,3,4、5,6或其他任何正整数)。引擎/喷气引擎1600D回收前一阶段的排气进行做功。例如，从第一转盘1610a排出的气体送入第二转盘1610b的入口1611b，和第二转盘1610b排出气体送入第三旋转盘1610c的入口1611c。每个转盘1610a-c包括一套位于转盘1610a-c远端的喷嘴(例如，1618a-b，1618c-d或1618e-f)。每套喷嘴可以包括至少两个喷嘴。例如，第一转盘1610a包括喷嘴1618a-b，第二转盘1610b包括喷嘴1618c-d和第三转盘1610c包括喷嘴1618e-f。此外，第三转盘1610c的喷嘴1618e-f可能向远离燃烧室1650的方向弯曲或变弧形，用于提供向前的推力。转盘1610a-b接合或贴于轴1602，其使压缩机叶片1621a-c和转盘1610c(其也加入或贴在轴1602上)的旋转。
动力叶轮单位1680a-d包括桶和杯(未显示)，其从喷嘴1618a-d接收排气，类似于图16A-B所示的动力叶轮单元1680，随后传递旋转动力给发电机。所述发电机1690a-d可能包括发电机或其他做功单元或引擎。此外，动力叶轮单位1680a-d可提供电和/或机械能给其他装置，如螺旋桨、水泵、灯光、显示器等，和/或压缩机，其供应空气或流体到随后的旋转装置的入口(例如，下一阶段)。
每一组喷嘴1618a-b，1618c-d和1618e-f排出废气到一个或多个动力叶轮单元1680a-d，其依次传递旋转动力给各自的发电机1690a-d。各阶段可能有(i)具有喷嘴1618a-b或1618c-d的转盘1610a-b，其在与转盘1610a-b相同的平面排气，和(ii)至少两动力叶轮1680a-b和1680c-d。通常，动力叶轮等距间隔在转盘(例如，360°/n，其中n等于动力轮数)周围。例如，第一和第二动力叶轮单元1680a-b接收来自喷嘴1618a-b的排气，并传递旋转能量到发电机1690a-b。第三和第四动力叶轮单元接收来自喷嘴1618c-d的排气，并传递旋转能量到发电机1690c-d。具有多个旋转装置1610a-b有利地增加了引擎/喷气引擎1600d转化旋转能量给发电机1690a-d的机械能转换效率。
图16E显示一个旋转引擎/喷气引擎1600E，其类似于图16A的旋转引擎/喷气引擎1600A。旋转引擎/喷气引擎1600E包括轴1602，转盘1610，入口1611，喷嘴1615a-b，锥形1620，涡轮叶轮1621a-c，壳体1630，在叶轮或汽缸1684上具有多个桶和杯1682a-b的动力叶轮单元1680，和发电机1601，如上所述。旋转引擎/喷气引擎1600E还包括喷淋管1695，其在壳体1630内和在喷淋管内的一个或多个孔1696将水(如雾)或其他液体加入压缩气体。水可以通过连接到一个或多个水源的至少一个入口1697a或1697b供给喷淋管1695(例如，通过软管或管道)。喷淋管1695可具有环形或环状，其具有椭圆形或圆形的横截面，但不限于此。因为水的密度约1000倍大于空气的密度，当雾添加到流体流经转盘1610时，通过旋转引擎/喷气引擎1600e的流体总质量可能会显著增加。因此，系统的总输出可能会增加。
图17显示的是一个典型的引擎1700，其具有压缩机1721，轴1722，燃烧室1723，轴承1770、涡轮1724、喷嘴1725和入口1726，和在转盘1760远端具有喷嘴1780a-b的典型转盘1760。转盘1760与图16C的转盘1610类似。例如，喷嘴1780a-b可能向远离燃烧室1723和涡轮1724的方向弯曲或成弧形，用于提供向前的推力。涡轮1724和轴1722的旋转导致旋转盘1760的旋转，旋转盘1722连接或固定到轴上。所述压缩机1721可以包括离心叶轮，如图17所示。所述轴承1770允许所述转盘1760旋转，而壳体1730保持固定在适当位置。来自喷嘴1780a-b的排气可能放大或增加引擎1700产生的净推力，如上所述。如图17所示，当转盘1760与传统的喷气引擎耦合时，喷气引擎的转轴1722和转盘1760是共享的，由于转盘1760的离心力，来自喷气引擎的排气从喷嘴1725推出进入转盘1760的入口1726。进一步的，如果转盘1760是通过气动设计构造的，那么空气阻力可以最小化。因此，引擎的净推力可以被转盘1760放大或增加。
在排气机构或部分中具有转盘的引擎的概念可以应用于内燃机或其它矿物燃料引擎(例如，天然气或甲烷驱动引擎)。当引擎有转盘时(例如，类似于喷气引擎和上述转盘的耦合)，排气可以被捕获或用于放大或增加净推力。例如，图18显示了一个典型的燃气引擎1800，其可包括轴1820、空气入口1825、压缩机1830、燃烧室1835，燃料和点火包1840、涡轮1845，轴承1860，和一个具有喷嘴1855a-b的转盘1851。所述喷嘴1855a-b排出的气体通过其上具有桶1882a-b和齿轮1884a-b(例如，传动齿轮)的叶轮1880被捕获。所述齿轮1884a-b驱动轴1868a-b上啮合的齿轮1865a-b，使得输送旋转能量到发电机1890b和1890d。
所述轴1820由涡轮1845和转盘1851带动旋转，并将旋转的能量直接传递给发电机1890a和1890c。所述叶轮1880接收从喷嘴1855a-b喷出的排气，并当其啮合是，传送旋转能量给齿轮1865a-b。在叶轮1880上的齿轮和各吃了1865a-b之间齿轮比，可能变化或不同，用于提供各种转动能量的总量给发电机1865b和1865d。在另一个实施例中，每个发电极1890a-d可能是另一个旋转装置(如曲轴、压缩机、电机等)。引擎1800与多于两个(例如，三到十二，或任何整数，该整数可以将360分为一个整数或一个常规分数)齿轮1865a-b配合，其中每个可以驱动一个发电机1890，如图18所示。
通过将两轴(例如，转盘1851和涡轮机1845的轴)与单轴1820连接，旋转装置1851的“自放大链式反应”效应可以提高涡轮机1845的输出和/或效率。因此，通过耦合涡轮1845和旋转装置1851，可以增加或增加引擎1800的推力。
图19是类似于图11的装置1100的叶轮1900的图，适于在图中用作叶轮1680。16b或16e，叶轮1680a-d图16D，或轮1880图18。叶轮1900包括传动齿轮1921。传动齿轮1921一般延伸到完全左右叶轮的1900，并可与一个或多个齿轮固定到轴线或轴(如齿轮1865a-b图18)旋转的反方向盘1900，并进而带动发电机或其他工作单位(如引擎、压缩机等)。叶轮1900一般包括中心轮1912多桶或1882杯A-B上，与传动齿轮1921。旋转盘1851连接或固定在一个中心轴或1901轴，并包括一个入口(如流体入口)1906具有一个开口1905配置为接收至少一个流体(例如，一个可流动的液体)。该轮是连接到一个旋转盘1851喷嘴1855a-h在远端或其边缘。桶和杯1882a-h轮上1900接收废气排出喷嘴1855a-h从而从排气脉冲推力，如上面所讨论的。图19传动齿轮1921(例如，1884a-b图18)提供了额外的和/或辅助发电，如图18所示。结合相干操作和旋转盘1851以上发电、叶轮1900桶/杯1882a-h和齿轮1921有利地提供更高的总效率。
图20是与图9的装置900类似的装置2000的示意图，除了该装置包括传动齿轮2025之外。传动齿轮2025一般延伸完全围绕叶轮或汽缸2012，并配置为可与一个或多个齿轮2026(例如，互补的齿轮)配合，所述齿轮2026固定到轴线或轴(未显示)上，其旋转的方向与旋转装置2000相反，并进而依此带动发电机或其他做功单元2030(如发电机、引擎、压缩机等)。所述装置2000一般包括中心轴线或轴2020，入口2021(例如，流体入口)，其配置为接收至少一流体(例如，一个可流动的液体)，歧管2022，和多个径向臂(例如，旋转臂)2018a-d，其在远端具有喷嘴2016a-d。所述旋转装置2000还包括叶轮或汽缸2012，和其中的多个桶或杯2010，如图20所示。径向臂2018a-d在歧管2022和喷嘴2016a-d之间具有一段弧。当流体排出喷嘴2016a-d时或当施加旋转力到中心轴线或轴2020时，径向臂2018a-d旋转，如上面所讨论的。图20的传动齿轮2025提供了一个力，其转动齿轮2026用于提供发电的动力。多个齿轮2026(和相关联的轴和做功单元2030)可围绕叶轮2012，并且每个此类齿轮2026可具有与传动齿轮2025相同或不同的齿轮比。
图21是一个典型的引擎2100的横截面图，类似于图4A的引擎400，包括旋转臂2115a-b，轴2130，冷却盘管2150a-b，燃烧室2120和在旋转臂2115a-b远端的喷嘴2140a-b。此外，典型的引擎2100包括一个流体或燃料入口2125。入口2125供给流体，如压缩空气和燃料给震爆和/或燃烧室2120，如上所述，和供给水给冷却盘管2150a-b。在一些实施例中，入口可能包括一个单一的管道或通道，其提供燃料和空气的混合物给震爆和/或燃烧室2120，或单独的管道或通道，如上面所讨论的。在本发明的一些实施例中，该引擎2100可以包括点火装置(未示出)，其在震爆和/或燃烧室2120内点燃或震爆燃料，和到点火装置的点火电缆或导线(例如，一个电线)。
典型的引擎2100可耦合到至少具有桶2160a-d的两个叶轮2170a-b上，其通过相应的轴2175a-b传递旋转动力或能量到一个或多个发电机2180a-b，如上所述，除了桶2160a-d在叶轮2170a-b外圆周用于接收喷嘴2140a-b排出的流体(如排气)。所述桶2160a-b引起叶轮2170a旋转，桶2160c-d引起叶轮2170b旋转。叶轮2170a-b固定到轴线或旋转轴2175a-b上，其旋转方向与轴2130的旋转方向相反。反过来，轴2175a-b驱动发电机2180a-b或其他做功单元(如压缩机或电动机)。所述叶轮2170a-b和发电机2180a-b有利地提高引擎2100的效率。
总的来说，本发明的引擎和/或旋转装置相对简单，制造成本低。此外，在制造本发明引擎和/或旋转装置时，不需要高精度部件。此外，本发明引擎和/或旋转装置有利地导致相对较高的效率和/或改进的性能。此外，本发明引擎和/或旋转装置不限于水作为流体使用。事实上，目前的旋转脉冲震爆引擎和其它引擎可以通过使用这种旋转装置(例如，通过入口接收排气和可选择的冷却流体气体)提高其功率和效率。
典型的将燃料转换为能量的方法
图22是示出根据本发明的一个或多个实施例的将燃料和流体(例如气体或蒸汽)转化为机械能的典型的方法的步骤的流程2200。该典型的方法通常包括通过燃料供应入口将燃料和空气引入震爆和/或燃烧室，在震爆和/或燃烧室内震爆燃料，通过多个旋转臂从震爆和/或燃烧室排放爆气，该旋转臂从震爆和/或燃烧室延伸，各旋转臂的远端具有一个喷嘴，将流体引入围绕着各旋转臂的冷却盘管，蒸发流体成气体或蒸气，从相应的喷嘴中排出气体或蒸汽，通过排出的震爆气体转动旋转臂，和排出的气体或蒸汽以产生旋转的推力和/或力，并将旋转的推力和/或力转化成机械功或能。
在步骤2210中，燃料和空气通过一个或多个供给管道引入一个或多个震爆和/或燃烧室，如本文所述。在该方法的各种实施例中，燃料通过燃料供给和/或入口引入震爆和/或燃烧室。空气(可能被压缩)通过空气供应通道被引入震爆和/或燃烧室。当有一个以上的燃烧室时，每个燃烧室可以有自己的燃料和空气供应管道。空气供给管道可以从储气罐中提供压缩空气。在另一实施例中，连接到储气罐的第一调节器将压缩空气引入储槽或罐中，通过空气导管将空气引导到震爆和/或燃烧室。第二调节器可连接到储气罐，可释放过剩空气或减少储气罐内的压力。空气或燃料可以通过位于燃料或/或供气管道和震爆和/或燃烧室之间的一个或多个阀引入震爆和/或燃烧室。燃料和空气供应管道可以沿着中心轴，所述轴沿着与震爆和/或燃烧室的外表面(即旋转臂的旋转轴、震爆和/或燃烧室)标准中心轴线延伸。
在2220，燃料在震爆和/或燃烧室中被点燃或引爆。优选地，位于震爆和/或燃烧室中的点火器(例如火花塞)点燃从燃料供应管道流入震爆和/或燃烧室的燃料。在一些实施例中，点燃燃料只在最初的震爆或燃烧周期(例如，第一个1-100周期)。此后，燃料可以自动点燃(例如，来自震爆和/或燃烧室中的残余热量)，并且点火器可以关闭。理想情况下，一个单一的点火是足够的，但在一些实施例中，多个点火器(例如，2或3个点火器)可能是有用的或必要的。在2230，排出震爆气体从燃烧室/震爆室通过多个旋转臂传输。
在2240，流体(例如水)被引入到旋转臂的内壁和外壁之间的盘管中。可以使用与中心旋转轴相邻的流体入口来引入流体。在一些实施例中，在激发点火后的多个震爆/燃烧周期(例如，第一次点火1-100周期后，或任何整数或整数的范围内)中流体可以引入冷却盘管。
在2250，冷却盘管中的流体被蒸发成气体或蒸汽。一旦流体蒸发并退出冷却盘管，气体或蒸汽可能沿着旋转臂向下运动，沿着旋转臂吸收更多的热量。随后，气体或蒸汽从相应的喷嘴排出。
在2260，来自排出的震爆气体和排出的气体或蒸气的臂的旋转使中心旋转轴旋转或转动，从而提供旋转力给动力或机械做功。此外，喷嘴与旋转臂的旋转平面的角度能够为动力(例如，用于垂直起降飞行器(VTOL))提供推力的力。
在本发明的方法的典型的实施例中，除方法2270外，来自喷嘴的排气/爆震气体和排出的气体或蒸汽引导通过至少一个排气管进入机械做功单位(例如，一个涡轮单元)，该机械做功单位与排气管(例如，含有震爆和/或燃烧室和旋转臂的壳体外部)连通或邻近。排气管可以从壳体中的开口处延伸。排出的气体可以通过反射器从排气管道流向涡轮单元。涡轮可包括一个或多个涡轮风扇，其可连接或附着在杆或轴上，所述杆或轴用于驱动压缩机。压缩机从引擎外部吸入空气，通过空气通道将压缩空气供给震爆和/或燃烧室。或者，排气/震爆气体和从喷嘴喷出的气体或蒸汽可能提供推力或力给动力。
在2270，旋转能或力可以直接或间接地从旋转震爆和/或燃烧室输送到另一个机械工作单元，与接收排气/爆轰气体相分离。例如，发电机、泵或涡轮可以从这里所描述的中心旋转轴接收旋转力，例如，其可以直接旋转或驱动在发电机或泵中的叶轮，或直接驱动涡轮中的风扇。或者，来自中心旋转轴的旋转可驱动马达、泵或其他做功、能量、或发电装置或设备内的皮带、活塞、凸轮或其它旋转力接收机构。
典型的转换能量和输送流体的方法
图23是流程图2300，其示出根据本发明的一个或多个实施例的转换能量的典型的方法的步骤。典型的方法一般包括，在入口接收流动的流体，输送来自入口的流体通过多个径向臂或转盘，施加第一旋转力到第一中心轴线或轴，和通过位于各旋转臂的远端或在转盘远端边缘的喷嘴排出流体，每个喷嘴具有一开口，其朝远离的径向臂或转盘旋转方向的方向，用于旋转径向臂或转盘，和将流体排出在到叶轮内周的多个桶中。该叶轮向第二轴线或轴施加第二旋转力，该方法将第一和第二旋转力转换为机械功或电能。
在2310，在旋转装置的入口处接收流体(例如，液体或气体，如蒸汽、空气、水、其混合物等)。所述流体可包括例如风、来自水库的水(例如坝后方)、来自燃烧室的气体、或来自锅炉的蒸汽。这种流体是具有势能、热能和/或动能的。流体通过入口并进入旋转装置。
在2320，流体通过旋转装置中的径向臂或转盘，从旋转臂或转盘的离心力中拾取附加动能。根据本发明的一个或多个实施例中，一种替代输送流体的方法可能包括，施加旋转力到与旋转臂和转盘连接的中心轴线或轴上，吸引流体通过入口进入径向臂或旋转盘，作为转盘绕中心轴线或轴径向转动，和通过在每个旋转臂的远端或在旋转盘的远端边缘的喷嘴排出流体。所述多个径向臂或旋转盘从入口(例如通过歧管)接收流体，并当(1)流体被推进入入口时，或(2)将旋转力施加到中心轴线或轴上时旋转。每个喷嘴可具有朝向远离径向臂或转盘旋转方向的方向开口。或者，喷嘴可以沿平行于中心轴线或轴的方向排出流体。
在2330，流体被排出或推出喷嘴，作为用于径向臂或转盘和/或含有径向臂或旋转盘的旋转喷射引擎的推进力。在各种实施例中，喷嘴的方向与连接喷嘴到中心轴线或轴的假想线垂直。或者，喷嘴的方向与中心轴线或轴平行。在典型的实施例中，如本发明所述，流体被从喷嘴排出或推出到叶轮的内圆周上的多个桶或杯中。然后，叶轮将第二旋转力施加到第二轴线或轴上。在各种实施例中，第二轴线或轴从连接到叶轮的轮辋上接收旋转力，第二轴线或轴上的齿轮旋转速度与叶轮相同。第二轴线/轴旋转的转速是根据齿轮与轮辋上的齿轮的传动比决定的。
从旋转的径向臂或转盘排出的流体的力传送或转移到桶或杯上。因此，叶轮可以从喷嘴排出的气体中获得一些动能，并被桶或杯捕获。在2340，第一和第二转动力可以转换为机械功或电能。因此，能量传递的效率可能会增加(例如至少增加一倍)，以提高接收传输能量的其他装置的效率。
图24是根据本发明的实施例的包括本发明旋转装置/喷射引擎的典型的发电机的框图。
在2410，根据本发明的一个或多个实施例另一旋转装置在入口处接收流体(例如液体或气体，如蒸汽、空气、水、其混合物等)。所述流体可包括例如风、来自水库的水(例如水坝后方)、来自燃烧室的气体、或来自锅炉的蒸汽。这种流体是具有势能、热能和/或动能的。流体通过入口进入旋转装置。
在2420，流体通过旋转装置中的转盘(例如，放大器)，从转盘的离心力中拾取附加动能。根据本发明的一个或多个实施例中，一种可替代的输送流体的方法可能包括，施加旋转力到与转盘连接的中心轴线或轴，通过入口抽取流体进入转盘，作为转盘绕中心轴线或轴径向转动，通过在转盘的远端边缘的一个或多个喷嘴排液。所述转盘从入口(例如通过歧管)接收流体，当(1)流体被迫进入入口或(2)旋转力施加到中心轴线或轴上时旋转。每个喷嘴可具有远离旋转盘旋转方向的开口。或者，喷嘴可以沿平行于中心轴线或轴的方向排出流体。
在2430，流体被排出或推出喷嘴，作为转盘和/或含有转盘的旋转喷射引擎的推进力或推力。在各种实施例中，喷嘴的方向与连接喷嘴到中心轴线或轴的假想线垂直。或者，喷嘴的方向与中心轴线或轴平行。
在2470，流体被排出或迫出喷嘴，进入到叶轮的内圆周上的多个桶或杯中，如本文所述。然后，叶轮将第二旋转力施加到第二轴线或轴上。在各种实施例中，第二轴线或轴的齿轮旋转速度与叶轮相同，所述第二轴线或轴从连接到叶轮的轮辋上接收旋转力。第二轴线/轴根据齿轮与齿轮的传动比确定旋转速度。从转盘排出的流体的力被捕获或转移到桶或杯上。因此，叶轮可以从喷嘴排出的气体中获得一些动能，并被桶或杯捕获。旋转力可以转换为机械功(例如，在2460的压缩机)或电能(例如，在2480的发电机用于电力)。
在2440，从旋转盘排出的流体的力提供扭矩，并使转盘和/或具有旋转盘的装置旋转。旋转力可以转换为机械功(例如，在2490的压缩机)或电能(例如，在2450发电机用于电力)。因此，能量转移的效率可能会增加(例如，至少四倍)，以提高接收传输能量的其他装置的效率。
结论/总结
本发明提供了一种引擎和/或旋转装置，它可以有利地被集成到传统的电力发电系统中，而不需要特殊的设计变更或过高的成本。此外，本发明的引擎和/或旋转装置可以使用类似于常规引擎和旋转装置中使用的材料和部件制造，因此制造成本可能与传统引擎和旋转装置基本相同(或小于)。进一步的，本发明的引擎和/或旋转装置比传统的内燃机或旋转装置效率更高，磨损更少。
此外，本引擎和/或旋转装置比传统火箭引擎有更简单、更容易制造和修理的优点，并且效率可大大提高。作为结果，本发明的引擎、旋转装置和方法可以贡献相对较高比例的推力给旋转扭矩。
基于图示和说明的目的提供了前述的本发明具体实施例的描述。其不是穷尽性的或意图将本发明限制在这些已公开的确切形式。所选择和描述的实施例是为了最好地解释本发明的原则及其实际应用。其应理解为本发明的范围由附于本文的权利要求及其等同物界定。

Claims (20)

1.一旋转装置，包括：
a） 第一中心轴线或轴；
b） 入口，其配置用于接收至少一种流体；
c） 第一转盘，其与所述入口流体连通，配置用于旋转所述第一中心轴线或轴并随之旋转，该转盘包括：（i）两个圆形的板或盘，其具有位于两者之间中空的空间，并在远端或圆周上被密封，和（ii）在所述两个圆形的板或盘的远端或圆周上具有多个喷嘴，和所述喷嘴定向用于以预定的方向排出流体；和
d） 叶轮或汽缸，其具有位于其内或外圆周上的多个桶或杯，其配置用于接收从所述喷嘴排出的所述流体。
2.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：所述多个喷嘴包括至少4个喷嘴。
3.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：所述第一转盘从所述入口径向延伸。
4.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：所述入口包括在上述入口顶部中心的孔或开口，且被配置用于使第一转盘旋转。
5.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：所述板或盘是直接或间接地密封固定到相互的圆周上，所述第一转盘还包括多个紧固件，其配置用于将板或盘固定到一起。
6.根据权利要求5所述的旋转装置，其特征在于：所述板或盘相互焊接在一起或焊接成一个环状，圆柱形或位于板或盘圆周的其他结构。
7.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：所述叶轮内或外圆周上除了桶或杯还包括传动齿轮，和所述传动齿轮配置用于和一或多个外部齿轮相啮合，所述外部齿轮配置用于驱动外部发电机或工作单元。
8.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于：还包括压缩机，其位于或在所述入口之前，配置用于压缩在入口和/或转盘中的至少一流体。
9.根据权利要求8所述的旋转装置，其特征在于：所述压缩机包括一或多个风扇，其连接或附着到所述第一中心轴线或轴上。
10.一引擎或喷气引擎，包括权利要求1所述的旋转装置和至少一个附加的转盘，其与所述第一转盘串联。
11.使用权利要求1所述旋转装置将流体转化为机械能的方法，包括：
a）通过所述入口引入所述流体到所述转盘；
b）移动所述流体至所述转盘的边缘；
c）通过所述喷嘴排出所述流体；
d）来自排出的流体旋转所述转盘用于产生旋转推力和/或力；
e）多个桶或杯配置用于接收从喷嘴排出的所述流体，所述多个桶或杯在叶轮或汽缸的内或外圆周上；
f）旋转直接或间接地连接到所述叶轮或汽缸上的第二轴或轴线；和
g）转化所述旋转推力和/或力成为机械能或能量。
12.一引擎，包括：权利要求1所述的旋转装置，和震爆和/或燃烧室，其配置用于震爆燃料和膨胀气体，在此，至少一种所述流体是用于震爆的燃料和用于膨胀的气体，并且所述入口从震爆和/或燃烧室接收震爆的燃料和膨胀的气体。
13.根据权利要求12所述的引擎，其特征在于：进一步包括一个供应入口，配置用于提供所述燃料和所述气体给所述震爆和/或燃烧室。
14.根据权利要求12所述的引擎，其特征在于：所述桶或杯位于内圆周上，所述叶轮还包括位于其外圆周上的传动齿轮，和所述传动齿轮配置用于与一或多个外部齿轮相啮合，所述外部齿轮配置用于驱动外部发电机和工作单元。
15.根据权利要求14所述的引擎，其特征在于：还包括多个发电机，其接收来自多个所述叶轮或汽缸的转动能量或扭矩。
16.根据权利要求15所述的引擎，其特征在于：还包括第二转盘，其连接或附着到所述中心轴线或轴，和临近所述第一转盘，所述第二转盘（i）具有位于其远端的多个喷嘴，和（ii）配置用于绕中心轴线或轴旋转和接收从第一转盘排出的震爆的燃料和膨胀的气体。
17.根据权利要求15所述的引擎，其特征在于：还包括压缩机，其位于或接近输入供给，所述压缩机配置用于压缩至少提供给所述震爆和/或燃烧室的气体。
18.根据权利要求17所述的引擎，其特征在于：所述压缩机包括一或多个风扇，其连接或附着到所述中心轴线或轴。
19.根据权利要求13所述的引擎，其特征在于：所述供应入口包括其顶部中心处的圆形孔或开口，同时所述供应入口延伸至所述第一转盘的中心。
20.根据权利要求12所述的引擎，其特征在于：所述震爆和/或燃烧室与所述入口和两个板或盘间的空间连续流体相连。
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