CN1092289C - 产生动力用的冲压喷射发动机 - Google Patents

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Abstract

一种冲压喷射发动机式产生动力机组(100)，装有超音速冲压喷射机(U)，有局部护罩冲压喷射机入口。燃料在冲压喷射机内氧化，产生突然推力来转动一轴(110)。燃料在进入冲压喷射机燃烧室以前与氧化剂充分混合，而且在燃烧腔内停留时间短暂，最大限度地减少了氮氧化合物的形成。

Description

产生动力用的冲压喷射发动机
本专利文件的公开内容中，部分已受到版权法保护。这些内容在专利商标局的专利文档或记录中有记载，因此版权拥有者不反对任何个人影印复制这些内容来用于专利文件或专利公开中。但是如果用于其它场合，版权拥有者将依法保留一切权利。
本发明采用冲压喷射机技术来产生动力。该技术的基本原理在我以前申请的专利中有详细的论述。那些专利的申请号为07/945,228，1992年9月14日提交，现在的美国专利号为5,372,005，发布日期是1994年12月13日。另外，1995年6月7日提交的、申请号为08/480,663的美国专利申请文件中也提供了该技术的一些具体内容。该技术具体化的详细内容也在早些时候提交的美国临时专利申请中交代清楚。临时专利申请号为60/028,311，提交日期为1996年12月16日。本文献综合了以上这些专利申请和已批准的专利。
发明的技术领域
本发明涉及一种高效、新颖的冲压喷射机技术驱动的旋转发动机，和利用该发动机来产生电能和机械能的一种方法。该方法使得氮氧化合物的排放率达到最小。更具体地说，本发明涉及一种由冲压喷射技术发动机推动的产生动力设备，以及它的一些结构。这些结构能经受在超音速时旋转部件所产生的极高的拉应力，这些旋转部件安装在冲压喷射机的末端。产生动力设备的这一特点对于产生电能和机械能特别有用。
发明背景
社会存在着对简单、高效和廉价热电设备的不断需求，热电设备能可靠地提供低成本电能和机械能。这是因为许多产生电能和(或)机械能的发电设备能实实在在地受益于原动机。而原动机在近来产生动力过程中对实际循环热效率有了重要的改进。特别是在大约10至100兆瓦(1兆瓦等于1000千瓦)范围的中等大小发电设备中更是这样。中等大小的发电设备主要用于一些工业应用场合，诸如固定发电机组、轨道交通机车、船舰动力系统、以及航空发动机等。
中等大小的产生动力设备也适用于产业和用户的联合发电设备中。这样的设备在热能需求服务业中越来越多，因为用它来发电的同时，减低了总造价。当前用于联合发电应用领域的产生动力设备设计包括：a)燃气轮机，它由天然气、燃油或其它燃料共同燃烧获得热能和动能来传动；b)蒸汽涡轮机，它由蒸汽来推动，蒸汽则通过煤、天然气、可燃废弃物或其它燃料等在锅炉里的燃烧来获得；c)大规模的往复(活塞)式发动机，它通常采用柴油机燃烧重油来实现。
目前使用的产生动力设备技术中，往复活塞式柴油机和航空发动机衍生的涡轮机效率最高。可惜的是，对于往复活塞式柴油机来说，如果要求输出功率达到1兆瓦以上，其单个发动机的零部件体积将大到无法应对的程度。因而，商用中广泛采用往复活塞式柴油机，大体积系列还没有得到开发。燃气轮机比往复活塞式柴油机具有更好的可靠性，故在大输出功率等级场合，常常使用燃气轮机。但由于它把燃料转换为电能的效率一般，所以燃气轮机的产生动力设备绝大多数用于同时利用电能和热能的联合产生动力系统中。在这样应用场合，只有中等产生动力效率燃气轮机通过利用热能，提高整体效率。
燃烧化石燃料的蒸汽涡轮机产生动力系统，其产生动力效率也相当的低，总输出功率与燃料热值之比通常在30％到40％范围内。但由于具有高可靠性，它普遍应用于公共事业和工业的基本负载发电系统中。
在任何情况下，尤其从简化售电的行政法规角度来看，任何显著降低产生动力成本的技术都是值得提倡的。从根本上说，放眼长远的燃料费用，总体效率更高的产生动力技术将会得到最有效的应用。
发明概要
我现在发明了一种改进型产生动力设备，它利用超音速冲压喷射机推力单元作为原动机来驱动动力轴。用这种方法来产生动力，超音速冲压喷射机推力单元直接或间接与发电机耦合。通过使用一个辅助燃料馈送系统，冲压喷射推力单元的功率输出可以调节至维持恒定转速所需的值，就象同步发电设备在最小输出负载时所需的那样。与至今为止我所知道的产生动力设备相比，超音速冲压喷射机产生动力设备在整个工作范围内效率都大为提高。
我发明的产生动力设备中解决了四个难题。正是这些难题阻碍了早先把冲压喷射机技术应用于电力生产的努力：
首先，我发明的装置运行在中等的马赫数(旋转圆周边缘速度与音速之比)时，设计的气动阻力为最小。这里运行速度以2.5马赫到4.0马赫左右为更好。这通过减少转子运行空间的有效大气密度和使用边界层控制及冷却技术来实现。因此，该设计把产生动力设备的寄生损耗减到最小。寄生损耗来自转子旋转时产生的阻力。就规模效益而言，这是相当重要的。因为它使得产生动力设备避免了大量的寄生损耗，这些损耗造成不必要的燃料消耗和总体效率的降低。
其次，旋转部件的材料选择和机械设计避免使用过量或过重的材料，但要求一定的强度，特别是抗拉强度。转子使用强拉力的材料，可避免由于其高速旋转时离心力造成的内部断裂。
第三，该设计可从热的出口燃烧气机械分出凉的入口燃料和氧化剂气体，同时允许冲压式喷射机沿着环行通道工作。
第四，该设计为转子的边缘部件提供了薄膜冷却。边缘部件包括边缘瓣、边缘侧板和冲压喷射机推力单元。这一新颖设计使得冲压喷射机燃烧室和热的燃烧排气口周边的材料可用轻质材料，甚至包括可燃的轻质材料钛。
为了解决以上提到的问题，我开发了新型转子的设计和方法。该设计能克服至今为止所有装置固有的问题。该方法能把冲压喷射机技术用于固定产生动力设备中。最重要的是，我设计开发了低阻力的转子，转子末端安装有一个或多个无护罩的冲压喷射机推力单元。数量为N的侧板S把入口的气体分隔为依次流入冲压喷射机的第一个入口、第二个入口、直至第N个入口。侧板沿周边分布成螺旋式延伸。每个侧板S有一个上游边(或入口边)和一个下游边(或出口边)。为了转子平衡和功率输出目的，我倾向于冲压喷射机数量X和侧板数量N相同，且为正整数。X和N的值至少等于2。从冲压喷射机排出的尾气通过返回下一个依次排列的冲压喷射机入口边，有效保护了所谓“尾气短路”。在每一个冲压喷射机燃烧室里，在高压作用下，这个问题能通过侧板S有效地完成。下游边从冲压喷射机的排气口，延伸到下一个冲压喷射机入口前。热的排出燃气与凉的入口燃料空气混合物之间的旁路保护通过我设计的冲压喷射机推力单元来完成。每个冲压喷射机排出的尾气膨胀到接近大气压，所以侧板S只起到大风扇或泵的作用，它随着转子的转动，推动着尾气。
我提供了实现高强度转子的几种具体方案。在一种较称心的方案中，转子的截面由炭纤维盘片组成。在另一种方案中，转子由钢制轮毂和高强度辐条组成。每一种方案中，边缘组件和冲压式喷射推进单元固定在转子上，都是可被卸开或被替换的。
转子工作空隙中的气压低于大气压，选1磅/平方英寸左右较好。目的是为了消除转子的气动阻力。转子工作空隙可以通过真空泵抽气和适当的密封来确保真空。需要密封的地方有：(a)转子输出转轴，该轴穿过工作空隙的轴壁；(b)边缘瓣；(c)冲压喷射机推力单元。
边缘瓣和冲压喷射机推力单元各自含有一个冷却空气接收腔。每个腔内有径向延伸的平行侧壁，一个腔侧壁，一个尾侧壁。冷却空气出口通道通过这两个侧壁。冷却空气接收腔起到离心式压缩机的作用，它把冷却空气输送到其出口通道。冷却空气通道的出口处在边缘瓣和冲压喷射机推力单元的表面。始于单个空气接收腔侧壁的径向尺寸决定了空气接收腔压缩空气的工作距离，进而决定了输送到特定边界层冷却通道出口处的空气压力。
附在转子径向末端的是一个或多个冲压喷射机。每个冲压喷射机有一个无护罩的推力单元结构。这些冲压喷射机发动机围绕前面提到的输出轴旋转，作用是压缩受它冲击的气流。燃料与空气混合后才进入冲压式喷射机入口通道。本装置通过燃料提供通道和空气入口通道之间相互切换，使得燃料和空气进入环行通道后混合氧化，然后才进入冲压喷射机发动机燃烧室。燃料是从冲压喷射机尾部喷嘴出来的，并迅速推动输出轴和转子旋转。由此产生的动力可以直接利用其机械能，或用它驱动发电机来发电。这种冲压喷射机发动机可以让它同步运行，也即可以改变冲压喷射机的动力输出以维持旋转轴的速度恒定。
当冲压喷射机产生动力设备用在废热利用系统时，冲压喷射机排出的燃气被输送到热交换器中。在那里，气体得以冷却，热交换用的液体得以加热(比如是水，我们可以得到热水或水蒸气)。热交换用的液体可以很方便地用于热力目的或机械目的。比如驱动蒸汽涡轮机。而冷却后的燃气最终被排放到大气中。
最后要说明的是，只要不脱离本文的原则，在气流通道布局、燃料供给和辅助燃料供给设备、起动点火装置等方面可以变化。另外，这一新型产生动力设备具有简单、耐用和造价相对便宜的特点。发明的目的、优点和特征
由前述知，本发明的一个重要目的，也是首要的目的在于新型的冲压喷射机动力发动机，它能用来产生机械能和电能，而成本划算。
更确切地说，本发明的一个重要目的是提供了一个冲压喷射机驱动的产生动力装置。该装置能承受高速旋转时产生的应力和变形作用，因而提供了一种高效率产生动力的方法。
本发明的其它重要目的在前面描述产生动力装置时已提及：
该发明装置具有高的效率。即相对于输入到产生动力设备的燃料热值来说，它能输出高的热和高的作功；
与上一目的相关，该发明装置给产生动力者并最终给动力购买者提供比目前更低成本的动力；
该发明装置使得产生动力能以简单和直接的方式完成；
该发明装置具有最少的机械部件；
该发明装置避免了复杂的子系统；
该发明装置与众多现有的产生动力设备相比，节约了物理空间；
该发明装置易于制造、起动、运行和维护；
该发明装置能充分燃烧化石燃料；
与上一目的相关，该发明装置与目前使用的大多数产生动力设施相比，对环境的负面影响更小；
该发明装置有一个由装在末端最小物质结构组成的旋转部件，它是用来抵消很高速度旋转时产生的应力和变形作用；
该发明装置工作时具有最小的气动阻力。
本发明的重要特征之一是新型高强度转子结构。在一种设计方案中，转子由高强度的钢质轮毂和辐条组成。在其末端安装着旋转边轮，边轮上设有无护罩的冲压喷射机推力单元。这一独特结构使得它的旋转速度可以高于本身材料应力破坏极限速度，同时给边轮和冲压喷射机结构提供了充足的冷却条件，以保证在高温工况下结构材料的完好性。在另一种设计方案中，转子由炭纤维树脂盘片组成，这一设计简化了整体结构，提供了充裕的强度，同时也提供了通风的冷却系统设计，以保证转子、边轮和冲压喷射机结构材料的完好性。
本发明的另一重要特征是使用无护罩冲压喷射机的设计。在这种设计中，围绕着冲压喷射机的固定圆周型壁板作为冲压喷射机推力单元的一部分。这种特有的设计，使得旋转部分用料最省，因而使得在某一给定的工作马赫数时，从总体强度要求而言，转子可以采用更低强度的材料，并(可)有更高的安全裕量。
本发明的再一重要特征是使用槽板把冲压式喷射机的入口通道气流(该气流中的燃料和空气已事先混合好的)与排出的废气流分开。这种格调的设计特征保证了废气直接从发动机中排走，而只给冲压式喷射机提供燃烧所需量的入口气流。
随着前面提到内容在后面的详细描述，再加上权利要求内容和附图之后，本发明的其它目标、特征和其它优点将显而易见。
附图的简要描述
图1提供了我设计的产生动力设备的部分透视图。图中示出了安装在产生动力设备内旋转的转子，转子带动输出轴部分转动，输出轴与齿轮箱耦合后，通过齿轮箱连接到发电机上。
图2是我设计的冲压喷射机产生动力设备的部分纵剖视图。图中示出了固定到转子上的输出轴及与之相关的一些东西，以及与转子做在一体的无护罩冲压喷射机推力单元。另外，还示出了入口空气通道、环行通道、废气排放通道和废气排放出口。图中还示出了冷却空气、冷却水和真空空间轮廓；
图3是炭纤维转子及与之一体的边轮、无护罩冲压喷射机和侧板，图中专门示出了带侧板的边轮部分。
图4是转子圆周边的展开图，截开部在图3所标的线4-4处。图中示出了无护罩冲压喷射机推力单元和边轮部分、侧板部分的关系；
图5是边轮瓣的透视图，它包括一个无护罩冲压喷射机推力单元和相关的侧板部分；
图6是炭纤维材质转子、无护罩冲压喷射机推力单元和相关圆周侧壁的横剖视图；
图7是转子第二种实施方案的横截面视图。图中示出了钢制转子、无护罩冲压喷射机推力单元和相关圆周侧壁；
图8是带有侧板的边轮图。图中同时清楚地标明了冷却空气通道和它们的出口，以及薄膜冷却出口；
图9给出了图8中标明的线9-9角度的部分横剖视图。图中示出了转子侧板与圆周壁内表面的紧配合关系；
图10是一种推力单元和侧板实施方案的部分横截面视图；
图11是图10中推力单元和侧板实施方案的透视图；
图12是一种转子和侧板实施方案的局部透视图。图中示出了薄膜冷却孔和气流在相关径向边缘层和侧板流动的详细情况；
图13给出了产生动力设备圆周壁横剖视图。这一视图是沿着图2中线13-13在连接侧板部位的视图，图中示出了环行阀门在闭合位置的情况；
图14给出了产生动力设备圆周壁横剖视图。与图13相似，只是环行阀门在开启位置的情况。环行阀门在开启位置用于在装置起动时通过圆周侧壁流出空气；
图15是产生动力设备一个外框架的纵向立视图。它是从图2中线15-15角度看过去的。图中示出了外框架、废气排放通道、圆周壁、冷却水和冷却空气的通道；
图16是用产生动力设备、发电机和蒸汽涡轮机组成的循环式发电系统规划方案。蒸汽涡轮机也可用于发电。这里的发电设备使用我设计的新型超音速冲压喷射机驱动的转子和推力单元作为原动机；
图17是图16侧面立视图；
图18是新型产生动力设备修改后的部分横剖视图。图中示出了冷却系统、环行阀和因转子旋转变化了位置的侧板情况。
详细描述
现参照图来说明。图1描述了我设计的超音速冲压喷射机驱动的产生动力设备100的部分剖透视图。图中的主要部件为超音速冲压喷射机发动机整机装配102和固定在其安装底槽106上的齿轮组104。冲压喷射机发动机整机装配102有一个传动输出轴108。该轴与齿轮组104耦合用于传输动力。齿轮组有一个动力输出轴110，与发电机耦合并以所需的转速驱动发电机112。动力由发电机112通过防护套管116A、116B、116C中的电缆输出。
超音速冲压喷射机发动机安装在冲压喷射机发动机整机装配102中，其结构在相关的图2、图4、图7、图8、图10、图11和图18中表达的很清楚。我开发的高强度转子120有输出轴部分108和124。输出轴部分108和124分别在入口通道和出口通道的轴承126和128中。而两套轴承则分别安装在框架130和132中。在图2、7、8、10和11中，给出了高强度转子120设计的一种实施方案。该转子结构采用整体(高强度钢制)轮毂134，轮毂径向延伸是牢固的辐条136，辐条往外是牢固的可通风的边轮部分138，或可通风的无护罩式冲压式喷射机142。后两者参见图11和18中的描述。
为便于建造，如图2和8所示，我倾向于用钢琴铰链式连接结构安排来制作(a)轮毂134和辐条136之间的互锁铰链144，或(b)连接辐条136和每个冲压式喷射机之间的互锁铰链146。如图8中所示，辐条136和边轮部分138之间的互锁铰链148由辐条136上的铰链部分150和边轮部分138上的互补铰链部分152构成。插销154插入边轮上内侧壁158的插孔156，再穿过辐条136上外侧壁162的匹配插孔160。插销154与插孔156和160是紧配合关系。类似的部件也用于辐条136和冲压喷射机142之间的铰链接头146构造。如前所述，任何边轮部分138或冲压喷射机推力单元U，如单元142固定在转子上作为转子120的一部分是可拆卸的。这样，边轮部分138和冲压喷射机推力单元很容易被更换。
图3、5、6和12描述了以炭纤维材料制作转子120’的类似功能设计。转子上切出了一系列的T-型装配齿，它安装在每一个边轮部分138或冲压喷射机推力单元U上的Y-型齿槽里。
从图4中可看到，转子120的圆周边由多个边轮瓣138和一个或多个冲压式喷射机U(如142)构成。重要的是，圆周边上面还有沿圆周伸展的一定数量的侧板S1至SN。每个侧板有一定数目的侧板瓣。建议每个侧板瓣与边轮瓣或冲压式喷射机形成一体。如图4所示，每个侧板瓣可以由它们的边沿对来定义。侧板S1起始于混合气体170的入口IN的S1(IN-I)，而后到S1(I-H)，再到S1(H-G)，等等，直到S1(A-EX)，结束于燃气176侧板的排气端EX。与次类似，侧板S2起始于入口IN的S2(IN-R)，而后延伸到S2(R-Q)，等等，与前面相仿。侧板S1到SN分隔进入的气体170(事先准备好的燃料与氧化剂混合气体)，以使混合气体170流入冲压式喷射机的入口喉道174。这一过程先后经过安装在转子120外边末端的第1、第2、直至第X个无护罩式冲压喷射机。为了转子平衡目的，无护罩式冲压喷射机U的数量X与侧板S的数量应该相等，并至少为2。
侧板S1到SN使得混合气体170馈入每个冲压喷射机时，没有能觉察到的入口气体170溢流进燃烧废气176的现象。最重要的是，冲压喷射机排出的燃烧废气176由于侧板的存在，避免了所谓“短路”现象。这使得从一个冲压喷射机排气边SEX排出的燃烧废气176不会返回到下一个冲压喷射机的进气边SI。考虑到转子或旋转设备120(不同的部分可从不同图中看到)，侧板这一特性更具吸引力。转子旋转紧挨着(A)固定的环状带有向内弯板表面200的内侧安装件；(B)更固定的环状圆周壁板202，该板有一内圆周板壁204。侧板S到顶端ST的高度为HH，它用于旋转时十分靠近圆周板内侧壁204。正如图9和18中看到的，耐磨的光滑密封金属环206嵌在固定的圆周板内侧壁204中，侧板S的顶端ST紧紧与它相接触。
我设计的冲压喷射机结构及其运行也是独特的。图5和11中的冲压喷射机推力单元U给出了无护罩的结构。就是说图5和11中描述的结构只提供了进气压缩所必备的部件，而没有容积结构，有了容积结构，压缩和膨胀才会发生。在这一独特的发动机中，容积结构由板202的内侧圆周壁204构成。
实际的压缩区域和冲压喷射机结构可从图5和11中看出。进来的混合气流170被冲压式喷射机入口结构210压缩。入口结构210在S2(IN-R)入口部分的冲压喷射机边RJ和S1(A-EX)入口部分的喷射机边之间。接着，过渡部分212用于稳定正常的冲击过程。经过直降的火焰保持器214之后到达燃烧室216。然后燃烧在燃烧室216中发生。由于燃气几何喉道218上升到阻流点220的阻挡，压力因燃烧而上升到每平方英寸180磅(根据设计要求，这区域的压力可选别的适当值)。出了阻流点220后，在外流喷嘴222区域，燃气膨胀到接近大气压，并冷却到大约1100°F左右。螺旋状排列的侧板S1和S2是薄板，其厚度(轴向)在根部是0.15″，顶部是0.1″左右。由图所示设计，可以相信燃气的泄漏将减到最低，并实质性地界定了燃烧室216的区域。
现翻到图2和图18。这些视图中进一步给出了我设计的产生动力设备的原动机总体结构。冲压喷射机U1和U2适合于氧化燃料FF。燃料FF由燃料箱(图中未画出)源源不断地经过燃料供应压力调节器230(见图1)，再经过燃料供应歧管232由注入口236进入空气流234，再形成混合气流170。可以用于本文所披露的装置的理想燃料FF包括气态烃类燃料。更加特别地，燃料FF可以基本上是天然气。进入的空气流234由风扇电机FM驱动的风扇F或别的手段从入口空气增压室IAP产生，经由内侧板IH和外侧板OH组成的环行供应装置SH提供。燃料注入口236尽量安装在与冲压喷射机成逆流的位置，以便燃料能被足够混合。混合气流170被送入冲压喷射机U中。它使用从空气流234(产生动力设备周边环境空气)来的氧气作为氧化剂原料。冲压喷射机U安装在转子120(或炭纤维转子120′)的圆周外部，它的推进作用用来转动转子120或120′，包括(与转子直接连接的)输出轴108。
转子120被固定的支持结构或框架130和132保护，可安全运行于极高速度，比如转速为10,000到20,000转/分钟，甚至更高。从这点看，入口边轴承126和出口边轴承128及相关部件，必须提供在高速旋转和推进时的足够支撑。当工作空隙250四周被密封后，旋转具有最小的阻力，并使得真空环境内只有1磅/平方英寸左右的工作压力。轴承和润滑系统的细节可在高速旋转机械知识中方便地获得，这里不进一步讨论。
工作空隙250由圆周内壁204、框架130的内壁254及框架132的内壁256构成。正常工作时，这个空隙被抽成压力1磅/平方英寸左右的真空态。如图18所示，冲压喷射推进单元U的入口边提供了外部密封圈260，出口边提供了外部密封圈262。这样的密封圈阻止向真空工作空隙250内“漏气”。
为冷却边轮部分136和冲压喷射机推力单元U1和U2，压缩空气通过气路270A和270B提供。我喜欢给腔272A和272B提供250磅/平方英寸和80°F的空气，再让它通过多孔金属口274A和274B膨胀到13.5磅/平方英寸和-150°F，而后进入分布腔276A和276B。从分布腔276A和276B来的冷空气被分别注入到边轮部分136或冲压喷射机推力单元U(如142)的通风腔内。分布腔276A和276B的冷空气由密封圈280和282防护，不会泄漏进入工作空隙250中。
空隙250中的真空状态由泵(没有画出)通过真空管路端口290和292到294和296来维持。
第二种实施方案的转子设计见图3、5、6和12。这里给出了高强度炭纤维转子120′。转子120′有具有高强度的内质和输出轴108′。
正如图4、5、8、11和12所示的那样，我喜欢采用可通风的薄膜冷却表面，包括冲压喷射机U的燃烧腔216在内。冷却空气(压缩空气更好)提供给通风腔，如冲压喷射机U上各部分的腔VC。通风腔VC起到离心式压缩机作用，压缩的冷空气被送入冷却通道孔302的出口300中。冷却空气通道孔302希望具有高密度式样，而实际的参数依赖于给定设计的特性，包括速度(马赫数)、容量和其它因素。在这种方式，可通风的边轮部分138和可通风的无护罩式冲压喷射机142有冷却空气流通道穿过其可冷却板304。它位于通风腔VC之间，包括位于边轮部分138和冲压喷射机142径向末端边的冷内表面CS和热外表面HS。由于侧板的涡状作用，从孔302的出口300涌出来的冷却空气吹过侧板的热表面HSS，起到同样的冷却作用。注意到图8中的冷却空气箭头CA表示冷却空气流向是通过出口300往外的。在实际工作中，冷却空气CA遇到高速燃气流176，形成很薄的有效冷却薄膜。当然，每个侧板的一边是与凉的混合气入口空气170相接触的。这种薄膜冷却方法很重要，因为这样可以在燃烧室周边采用象钛一类的材料。用这种方法，可避免燃烧时产生的高温损坏燃烧室，和热的废气损坏其它部件。
冷却水CW流过外边冷却腔CCO用于冷却圆周板202及其内壁204，流过里边冷却腔CCI用于冷却板198及其壁200。
本产生动力设备的关键特征是转子120。由于冲压喷射机U的推进作用，转子围绕转轴旋转。转子120的两个设计参数十分重要。其一，转子必须采用这样的材料制造，该材料应能支撑极高的离心负荷作用，以保证冲压喷射机能工作在3.5马赫数范围。即要求该材料能承受极高的拉应力。其二，在这样的速度下，使转子总体气动阻力为最小至关重要。
重要的一点，正如上段中所讲，应当认识到在转子构造中，材料必须要与转子在转速状态时可能产生的预期力相匹配。这样，至少一种材料成分必须具有超过13,220英寸的特别强度。更为理想地，构成转子的一种材料应当具备介于13,220英寸和1,300,250英寸的特别强度。甚至更加优选地，构成转子的材料的至少一部分具有接近1,300,250英寸的特别强度。另外，优选地构成转子的材料的至少一部分具有超过1,300,250英寸的特别强度。该材料成分的特别强度的最佳范围是约1,300,250英寸到3,752,600英寸。此外，优选地构成转子的材料的至少一部分具有约3,752,600英寸的特别强度，或者更优选地，构成转子的材料的至少一部分具有超过3,752,600英寸的特别强度。最优选地，构成转子的材料的至少一部分具有介于3,752,600英寸和15,000,000英寸的特别强度，或者，构成转子的材料的至少一部分具有约15,000,000英寸的特别强度。
还有，上述的高强度转子材料对于所述装置的预期运行速度尤其重要。例如，本文所描述的装置在某些外型构造中设有一个冲压喷射机入口，该冲压喷射机入口运行于约1.5马赫和2.0马赫之间的入口速度。优选地，冲压喷射机入口将以至少2.5马赫的入口速度M0运行。甚至更优选地，冲压喷射机入口将以至少3.0马赫的入口速度M0运行。当功率随入口速度增大而提高时，运行速度的理想范围将会是入口速度M0在3.0马赫和4.5马赫之间。对于具有本文所述材料的许多应用来讲，理想的入口速度M0接近于3.5马赫。
再看图16和17。图中是我的产生动力设备和必需的产生动力设备连接情况。轴部分108以通常方式把机械能传送到初级齿轮箱104中。齿轮箱104把轴108的速度降为轴110的低速度，以满足实际应用的需要。在图1、16和17中，初级齿轮箱104由轴110连接到初级发电机112。发电机发出电能输送到电网上或别的电气负载上。轴110也可直接应用于作机械功。
为起动产生动力设备，图中有一起动电机400与齿轮组104相连接。电机400用于转动转子，并带动冲压喷射推进单元U到达一个适当的切向速度，以便起动冲压喷射机U。一旦冲压喷射机U起动运行后，电机400即被切除。
起动和调节冲压喷射机U，可由经管线502到达注入口504提供的辅助燃料500来完成。该燃料由等离子打火器或其它相应的点火器点燃，以翼状入口气流馈入冲压喷射机U。一旦辅助燃料供应起动冲压喷射机火焰保持器214后，燃料FF便由注入口236导入。
图13、14和18中，围绕圆周壁200的边有一系列的不同位置的环形门阀。为起动之需，环形门阀600以图14中箭头602方向打开，形成气隙603。这样进来的200面上的压缩空气，有一部分会以箭头604和606方向溢到外面去。这独特的局部护罩冲压喷射机162允许旁路空气604和606溢出。因环形冲压喷射机U有“吞入的”阻流结构，故门阀600如图13所示，可由执行器610关闭。我给出了带轴612的水力执行器610，它安装在托架614a上。任何便利的机械、电动或水力的执行机构均可方便地用于此目的。
在图16和17的组合循环系统中，给出了从冲压喷射机U排放出来的燃烧废气的再利用情况。如图所示，热的废气容易被废气导管EXD收集。废气导管EXD连到热复用联合蒸汽发生器HSRG上。蒸汽发生器HSRG加热从蒸汽冷凝器SC经由冷凝泵CP出来的冷凝物，并产生蒸汽驱动蒸汽涡轮机ST。常用的设计中，工作流体是水。水不仅最容易被加热产生高压蒸汽用于驱动蒸汽机，而且可用于联合发电应用中的热能供应。如图中所示，蒸汽机ST也可产生轴功率，用于转动发电机112，或通过齿轮箱104′用于接到另一个发电机上。另外，蒸汽机ST也可产生轴功率用于其它目的。
由于冲压喷射机的推力决定了产生动力设备的总体输出，所以冲压喷射机的推力是产生动力设备的总体输出量的重要指标。冲压喷射机的推进和产生动力设备的总体输出量一样，与冲压喷射机获得并执行的物质(燃料)成比例增加。这样入口区域和获得的物质增加一倍时，使得推力也增加一倍，进而使得系统的动力输出也增加一倍。
最后要说明的是，即使具有很高的燃烧温度，我的设计输出的氮氧化合物极少。这是由于燃烧高温驻留时间很短暂，且燃料充分混合好的。这种阻流边界层配合预混合技术很独特，它达到接近完美的预混合条件和低的氮氧化合物排放。这样，通过限制燃烧室中非均衡自由基区的大小来限制了氮氧化合物的排放。NOx排放量估计少于5ppm，或EI少于0.5克二氧化氮/公斤燃料。例如，当冲压喷射机入口以至少3.0马赫的入口速度运行时，所述装置可以产生基于燃能输入对机械能输出比例的至少37％的单循环轴功率。通过提高冲压喷射机入口速度还可以进一步提高它，当冲压喷射机入口以至少3.5马赫的入口速度运行时，所述装置可以产生基于燃能输入对机械能输出比例的至少约45％的单循环轴功率。当入口速度为4马赫时还可以进一步提高它，这时当冲压喷射机入口以至少4马赫的入口速度运行时，所述装置可以产生基于燃能输入对机械能输出比例的至少约52％的单循环轴功率。
如上所描述的，用于产生机械能、电能或热能的方法和结构提供了一种新型产生动力设备。该装置具有改良、紧奏、易造和费用划算的特点。该产生动力设备的输出可与现有动力传输系统结合使用，并代表了一种有意义的选择。这种选择通过彻底燃烧燃料来减少氮氧化合物气体的排放。再者，当效能一定时，产生每单位电能、机械能或热能所需的燃料将大大减少。
应该看到，前面提出的目的经过论述已很清楚，但在具体运用文中提出的产生动力装置的结构和方法时，某些变动是允许的。因而需明白，本发明也体现在没有背离本文描述的精神和基本原则的其它具体形式中。比如，我提出了一种燃料馈进处理的示范设计，也包含了达到装置原理和运用文中方法的其它设计方案。
本文中公开的所有特征(包括附属的权利要求、附图和摘要)、方法或过程中的步骤可用任何组合方式(相互排斥的除外)组合起来。
本文公开的每一特征(包括附属的权利要求、附图和摘要)可以被达到同样目的或类似目的的其它特征替换，除非明确说明。因此，除明确说明外，文中公开的每一特征仅是一类等同或相似特征中的一例。
另外需说明的是，对动力机械而言，其材料的比强(强度与比重之比)是一项重要的性能指标。显然，比强愈高的材料，越适于用来制造动力机械和航空器材。
因此，应该明白，前文描述的代表本发明的具体内容仅是为了说明和理解本发明，并非意味着本发明就完全限制在本公开条文的受约束的精确形式上。相反，正如在后附权利要求中所表达的那样，它涵盖了据此发明精神和范围所作的所有修改、等效和替换物。因为这样，权利要求首在涵盖这里所述所有结构和方法。涵盖的不仅是等效或结构的等效，而且是等效的结构或方法。为此，如后面后附权利要求所指明的那样，本发明的范筹包括权利要求所表达的广阔含义的具体形式及其变化，或由此而来的等效。

Claims (94)

1.一种产生动力装置，所述装置包括：
(a)一个入口，用于供应燃烧空气；
(b)一个燃料入口用于供应可氧化的燃料；
(c)一个转子，所述转子有一旋转轴线并可绕其旋转运动，所述转子从所述旋转轴线径向向外延伸到外层表面部分，后者具有一个最外层；
(d)一个圆周壁，所述圆周壁
    (1)从所述中心轴线径向往外安置，并
    (2)从所述转子的所述最外层径向稍稍往外安置，并
    (3)有一个内表面部分；
(e)一个或多个冲压喷射机，所述一个或多个冲压喷射机中的每一个包括
一个旋转部分，位于所述转子的所述最外层部分；
(f)所述一个或多个冲压喷射机中的每一个的所述旋转部分和所述圆周壁的所述内部表面部分确定了一个由所述供应来的燃烧空气到所述废气的通道，该通道基本从所述转子外围延伸，包括
    (1)一个冲压喷射机入口，用于吸入所述燃烧空气；
    (2)一个过渡部分，用以压缩所述燃烧空气；
    (3)一个燃烧腔，其中所述供应来的燃料与来自过渡部分的
       燃烧空气燃烧；
    (4)一个喉道，用以从燃烧腔接收燃气；和
    (5)一个外流喷嘴，用于使燃气膨胀并由此排出；
(g)一个或多个侧板，每个所述一个或多个侧板设置成紧邻所述一个或多个冲压喷射机紧邻，并且每个所述一个或多个侧板至少一部分，从所述转子的所述外层表面部分的至少一部分往外延伸到紧近的所述圆周壁的所述内部表面部分的一点；
(h)籍此，所述一个或多个侧板能有效地分离开所述废气和所述供应来的燃烧空气，此时，所述一个或多个冲压喷射机压缩了空气和氧化所述供应来到那里的燃料，并产生从那里排走的废气，这样，产生了推力使得所述转子围绕所述旋转轴线作有效的旋转运动。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，每个所述一个或多个侧板包括一个螺旋结构，从所述转子的所述外层表面部分径向延伸。
3.如权利要求2所述装置，其特征在于，所述一个或多个螺旋状侧板的数目为N，所述一个或多个冲压喷射机的数目为X，并且N等于X。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述圆周壁的所述内表面部分进一步包括一个耐磨密封圈，所述耐磨密封圈用于密封所述一个或多个侧板之中的每一个和所述圆周壁的内表面部分之间。
5.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述转子的所述外层表面部分包括多个边轮瓣。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于，至少所述一个边轮瓣被固定到所述转子上是可拆卸的。
7.如权利要求1或权利要求2所述装置，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机的每一个进一步包括一个无护罩出口喷嘴，并且，所述一个或多个冲压喷射机的每一个利用所述圆周壁的所述内表面部分中的至少一部分，用于外溢燃气的减压。
8.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述转子的所述外层表面部分进一步包括至少一个可冷却的壁，所述可冷却壁有
(a)一个内侧凉壁表面，
(b)一个外侧热壁表面，
(c)多个冷却通道，冷却通道在所述外层热壁表面有出口，所述冷却通道在所述凉壁表面和所述热壁表面之间提供一个流体导管，并用于通过需从那里流过在所述内侧凉壁表面供应来的冷却空气，以至于冷却空气从出口出来，在所述转子的所述外层表面部分上提供一层冷却空气的薄膜。
9.如权利要求5所述装置，其特征在于，每个所述边轮瓣进一步包括一个冷却空气接收腔，并在其中，所述冷却空气腔的每一个有效地包含为从中喷出而提供给它的冷却空气。
10.如权利要求1所述装置，其特征在于，进一步包括
(a)一个空气释放通道，所述空气释放通道与所述空气入口和一个出口空气释放部位配置连通，所述空气释放通道构造起来用于起动所述一个或多个冲压喷射机，所述空气释放通道由在所述圆周壁里的穿过壁部分所限定，和
(b)一个或多个变位阀，每个变位阀可在如下两点之间设置
    (1)一个封闭的位置，在那里所述一个或多个变位阀在所述圆周壁的穿过壁部分里形成一个密封，结果是没有入口空气从所述出口释放空气部位溢流出，和
    (2)一个敞开位置，在那里所述阀允许流体通过所述圆周壁的穿过壁部分连通所述空气入口和所述空气释放部位，允许所述入口空气的至少一部分穿过所述空气释放通道而溢流出，
(c)籍此，一个或多个冲压喷射机的每一个能通过所述空气释放通道来释放压缩的入口空气而导致燃烧的开始。
11.如权利要求10所述装置，其特征在于，所述变位阀包括一个环形门阀，所述环形门阀被有效地沿着所述圆周壁的至少一部分安装，随着每个冲压喷射机旋转，所述环形门阀从所述一个或多个冲压喷射机的紧邻处径向往外变位。
12.一种用于产生动力的装置，包括
(a)一个支持结构，所述支持结构包括
    (1)一个带一内边表面的圆周安装盒，和
    (2)一个氧化剂供应导管，所述圆周安装盒包括至少所述氧化剂供应导管的一个壁；
    (3)燃料供应通道，所述燃料供应通道适用于把可氧化的燃料注入到所述氧化剂供应导管里的氧化剂中；
(b)一个第一输出轴，所述第一输出轴可旋转地沿旋转轴线固定在所述支持结构上；
(c)一个转子，所述转子可旋转地连到第一输出轴上而相对于所述支持结构旋转，所述转子进一步包括一个具有多个分立边轮瓣的圆周部分；
(d)一个或多个冲压喷射机，所述一个或多个冲压喷射机每一个
    (1)包括一个旋转部分，作为所述转子的所述圆周部分的一部分，
    (2)适于利用所述圆周安装盒的所述内边表面的至少一部分来压缩所述供应来的氧化剂和所述可氧化的燃料，并且
    (3)其中，每个旋转部分与所述圆周安装盒的所述内边表面的至少一部分合作，以确定(A)一个用以吸入燃烧空气的入口；(B)一个含有一个压缩斜面的过渡部分，用以在所述一个或多个旋转部分和所述圆周安装盒的所述内边表面的至少一部分之间压缩所述供给的氧化剂；(C)一个燃烧腔，供应来的燃料与来自过渡部分的燃烧空气在其中燃烧；(D)一个喉道，用以将燃气从燃烧腔排出；以及(E)一个出口喷嘴，该喷嘴允许所述燃料的氧化所形成的燃气溢流出，从而沿着所述输出轴的所述旋转轴线切线方向推动所述一个或多个冲压喷射机的每一个；
(e)一个或多个侧板，每个所述侧板相应于一个冲压喷射机，其中，每个所述一个或多个侧板从所述转子的所述圆周部分的至少一部分往外延伸到紧邻所述圆周安装盒的所述内边表面一点。
13.如权利要求1或权利要求12所述产生动力装置，其特征在于，所述装置进一步包括热回收部分，所述热回收部分包括一个燃气入口、一个燃气出口和用于容纳辅助工作流体的热交换部分，所述工作流体在所述热回收部分进出循环，籍此，通过所述辅助工作流体的热能回收来冷却所述的热燃气。
14.如权利要求13所述装置，其特征在于，所述辅助工作流体由水构成，所述辅助工作流体被加热而产生蒸汽。
15.如权利要求14所述装置，其特征在于，进一步包括一个蒸汽涡轮机，并在所述蒸汽被送到所述蒸汽涡轮机中，在蒸汽涡轮机的输出轴上产生有用功。
16.如权利要求12所述装置，其特征在于，进一步包括一个发电机，所述第一输出轴被有效地连接到第一发电机上，所述第一输出轴上提供了所述机械功，该轴转动第一发电机发出电。
17.如权利要求15所述装置，其特征在于，所述蒸汽涡轮机输出轴被有效地连接到至少一个发电机上，所述蒸汽涡轮机输出轴上提供所述机械功，该轴转动所述至少一个发电机发出电。
18.如权利要求15所述装置，其特征在于，进一步包括一个第二发电机，所述蒸汽涡轮机输出轴产生所述轴功，它转动第二发电机发出电。
19.如权利要求12所述装置，其特征在于，当工作在至少3马赫数的一个入口速度时，所述装置产生轴功率，基于机械能输出与燃料能输入之比，其简单循环的效率至少为百分之三十七。
20.如权利要求12所述装置，其特征在于，当工作在至少3.5马赫数的一个入口速度时，所述装置产生轴功率，基于机械能输出与燃料能输入之比，其简单循环的效率至少为百分之四十五。
21.如权利要求12所述装置，其特征在于，当工作在至少4马赫数的一个入口速度时，所述装置产生轴功率，基于机械能输出与燃料能输入之比，其简单循环的效率至少为百分之五十二。
22.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有一种组成所述转子的材料的比强超过683,220英寸。
23.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有一种组成所述转子的材料的比强在683,220英寸和1,300,250英寸之间。
24.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强在1,300,250英寸。
25.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强超过1,300,250英寸。
26.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强在1,300,250英寸和3,752,600英寸范围内。
27.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强在3,752,600英寸。
28.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强超过3,752,600英寸。
29.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有一种组成所述转子的材料的比强在3,752,600英寸和15,000,000英寸之间。
30.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少有组成所述转子的一部分材料的比强在15,000,000英寸。
31.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为1.5马赫数和2.0马赫数之间。
32.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为至少2.0马赫数。
33.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为至少2.5马赫数。
34.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为至少3.0马赫数。
35.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为3.0马赫数和4.5马赫数之间。
36.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度M0为3.5马赫数。
37.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述转子由一个中央圆盘构成。
38.如权利要求37所述装置，其特征在于，所述中央圆盘轴心径向往外是逐渐变薄的。
39.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述转子由一个金属铸模组合件构成。
40.如权利要求39所述装置，其特征在于，所述金属铸模组合件由钛构成。
41.如权利要求39所述装置，其特征在于，所述转子由碳化硅构成。
42.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述转子由碳纤维涂层碳化硅嵌入钛金属衬底构成。
43.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述转子由碳纤维环氧树脂组合构成。
44.如权利要求43所述装置，其特征在于，所述转子由高强度纤维线圈构成。
45.如权利要求44所述装置，其特征在于，所述高强度纤维线圈由单丝碳纤维构成。
46.如权利要求44所述装置，其特征在于，所述高强度纤维线圈由克伏拉(Kevlar)纤维构成。
47.如权利要求39所述装置，其特征在于，所述金属掺入组合件由碳化硅细丝构成。
48.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机进一步包括一个碳化硅燃烧腔。
49.如权利要求48所述装置，其特征在于，所述碳化硅燃烧腔进一步由一个单块碳化硅部分构成。
50.如权利要求1或如权利要求12所述装置，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机包括一个可替换的燃烧腔插入。
51.一种用于产生动力的方法，包括：
(a)在转子上提供一个或多个冲压喷射机推力单元，而转子可安装成相对于一个带有一内表面的外部安装盒上，所述转子包含一个燃烧空气端和一个废气端，其中所述一个或多个冲压喷射机的每一个和所述外部安装盒的所述内表面确定了一个从燃烧空气端到废气端的通道，该通道基本从所述转子外围延伸，包括
    (1)一个冲压喷射机入口，用于吸入所述燃烧空气；
    (2)一个过渡部分，用以压缩所述燃烧空气；
    (3)一个燃烧腔，其中所述供应来的燃料与来自过渡部分的燃
    烧空气燃烧；
    (4)一个喉道，用以从燃烧腔接收燃气；和
    (5)一个外流喷嘴，用于使燃气膨胀并由此排出；
(b)给所述一个或多个冲压喷射机推力单元供应包含了氧化剂和可氧化燃料的气流；
(c)在所述一个或多个冲压喷射机推力单元和所述外部安装盒之间氧化所述燃料，用来
    (1)产生燃气并从那里溢流出，并用来
    (2)产生一个原动力，这是由从下述两者之间溢出的所述燃气的推力作用产生的
    (A)所述一个或多个冲压喷射机推力单元，和
    (B)所述外部安装盒的的至少一部分
(d)通过供应进来的空气流作为原动力，以超过1马赫数的入口速度推动所述一个或多个冲压喷射机推力单元，当所述一个或多个冲压喷射机推力单元通过紧邻的所述安装盒时，所述一个或多个冲压喷射机推力单元，有赖于所述外部安装盒的所述内表面的至少一部分，来协助压缩所述供应进来的空气流的一部分；
(e)通过使用沿转子外围分布的一个或多个侧板来有效地把燃气和入口空气分开，每个所述侧板设置成紧挨所述一个冲压喷射机，而且，所述一个或多个侧板的每一个至少有一部分从所述转子的一个外表面部分之至少一部分向外延伸到紧邻所述外部安装盒的内表面的一点；
(f)转动工作上连接到所述一个或多个冲压喷射机推力单元的一个输出轴；
(g)籍此，动力提供给所述输出轴。
52.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的入口速度至少在2.5马赫数。
53.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的入口速度在2.5马赫数和4.0马赫数之间。
54.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的运行的入口速度在3.5马赫数。
55.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述燃料是从包含气态烃类燃料组中选择。
56.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述燃料是天然气。
57.如权利要求51所述方法，其特征在于，供应燃料的步骤包括在所述外部安装盒和所述一个或多个冲压喷射机推力单元的任何一个之间，在所述供应来的气流的所述部分被压缩之前，把所述燃料注入到所述外部安装盒的所述径向往里气流的一部分中。
58.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述方法进一步包括发电。
59.如权利要求51所述产生动力的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从所述燃气中回收热能。
60.如权利要求59所述方法，其特征在于，所述热能回收步骤包括把热能从所述燃气中传到一个辅助工作流体。
61.如权利要求60所述方法，其特征在于，所述辅助工作流体是水，加热所述水产生蒸汽。
62.如权利要求60所述方法，其特征在于，所述热能回收步骤包括，在热回收环节中所述水被所述燃气间接加热。
63.如权利要求61所述方法，其特征在于，进一步包括把所述辅助工作流体接到一个有工作轴的涡轮机，并通过所述辅助工作流体推动所述涡轮机旋转得到动力来产生轴功。
64.如权利要求63所述方法，其特征在于，进一步包括从所述涡轮机的所述轴功发电。
65.如权利要求65所述方法，其特征在于，进一步包括当所述一个或多个推力单元旋转在超音速时最大限度地减少气动阻力。
66.如权利要求65所述方法，其特征在于，所述最大限度地减少气动阻力，进一步包括，沿着所述转子径向部分维持部分真空。
67.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述转子的所述外部安装盒进一步包括可通风的转子帽，其中所述方法进一步包括，提供冷却空气流动到并穿过所述可通风的转子帽。
68.如权利要求51所述方法，其特征在于，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的每一个沿圆周间隔开，以便从前面通道来的气流能大体上稳定，该通道穿过所述一个或多个冲压喷射机推力单元的任一个的圆周位置。
69.一个产生动力装置，包括：
(a)一个圆周壁，入口空气和燃料供应给所述圆周壁的一个内表面部分；
(b)一个输出轴，所述输出轴绕中心轴线固定成可旋转；
(c)一个转子，所述转子固定到所述输出轴上，并进一步包括一个外表面部分；
(d)至少一个冲压喷射机，所述至少一个冲压喷射机的每一个和所述圆周壁的所述内部表面部分确定了一个从所述燃烧空气端到所述废气端的通道，该通道基本从所述转子外围延伸，包括
    (1)一个用于吸入燃烧空气的冲压喷射机入口；
    (2)一个用于压缩所述燃烧空气的压缩部分，通过利用所述圆周壁作为压缩的一个阻抗部分，从而所述圆周壁起到阻挡表面的作用，所述入口空气由该阻挡表面抵住而受周向压缩；
    (3)一个燃烧腔部分，供应来的燃料与来自压缩部分的燃烧空气在其中燃烧；
    (4)一个喉道，用以将所述燃气从燃烧腔排出；和
    (5)一个外流喷嘴，用于使燃气膨胀并由此排出；
(e)一个或多个侧板，每个所述侧板对应于一个冲压喷射机紧邻，并且每个所述一个或多个侧板至少一部分，从所述转子的所述外层表面部分的至少一部分往外延伸到紧邻所述圆周壁的所述内部表面部分的一点；
(f)籍此，所述一个或多个侧板能有效地分离开在所述燃烧部分产生的废气和所述供应来的入口空气，所述一个或多个冲压喷射机压缩入口空气并和氧化所述供应来到那里的燃料后，产生从那里排走的废气并由此建立了推力，使得所述转子围绕所述中心轴线作旋转运动。
70.如权利要求69所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度为至少2.0马赫数。
71.如权利要求69所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度为至少3.0马赫数。
72.如权利要求69所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度为3.0马赫数和4.5马赫数之间。
73.如权利要求69所述装置，其特征在于，至少一个冲压喷射机工作在一个入口速度为3.5马赫数。
74.如权利要求69所述装置，其特征在于，所述转子进一步包括多个可通风的转子帽。
75.如权利要求74所述装置，其特征在于，所述转子帽可拆卸的固定到所述转子上。
76.一个产生动力装置，包括：
(a)一个圆周壁，入口空气和燃料供应给所述圆周壁的一个内表面部分；
(b)一个输出轴，所述输出轴可旋转地绕中心轴线固定；
(c)一个转子，所述转子
    (1)固定到所述输出轴上并延伸到外部，和
    (2)在它的周边包括多个可拆卸的边轮瓣，所述边轮瓣包括多个带出口的冷却通道，并且每个所述边轮瓣包含一个燃烧空气端和一个废气端；
(d)至少一个冲压喷射机，所述至少一个冲压喷射机的每一个和所述圆周壁的所述内部表面部分确定了一个从所述燃烧空气端到所述废气端的通道，该通道基本从所述转子外围延伸，所述通道包括
    (1)一个用于吸入入口燃烧空气的冲压喷射机入口；
    (2)一个压缩部分，所述压缩部分进一步包括一个压缩斜面，并且利用所述圆周壁作为压缩的一个阻挡表面，所述入口燃烧空气抵住它而被压缩；
    (3)包括一个燃烧部分，供应来的燃料与来自压缩部分的燃烧空气在其中燃烧；
    (4)一个喉道，用以将所述燃气从燃烧腔排出；和
    (5)一个外流喷嘴，用于使燃气膨胀并由此排出；
    (6)所述一个或多个冲压喷射机工作在一个超过1.0马赫数的入口速度；
(e)一个或多个侧板，每个所述侧板紧邻一个冲压喷射机，并且每个所述一个或多个侧板至少一部分，从所述边轮瓣向往外延伸到紧邻所述圆周壁的所述内部表面部分的一点；
(f)籍此，所述一个或多个侧板能有效地分离开在所述燃烧部中产生的废气和所述入口空气，所述一个或多个冲压喷射机压缩入口空气并氧化所述供应到那里的燃料，产生从那里排走的废气并由此建立推力，使得所述转子围绕所述中心轴线作旋转运动。
77.如权利要求76所述装置，其特征在于，所述转子的至少一部分被限制在不透气的安装盒里，所述安装盒维持在真空状态来减少所述转子上的气动阻力。
78.一种产生动力的方法，包括：
(a)在转子上提供一个或多个冲压喷射机推力单元，其相对于带有一内边表面的圆周壁安装成可旋转，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的每一个和所述圆周壁的所述内边表面在其间确定了一个从燃烧空气端到废气端的通道，该通道基本在所述圆周壁里圆周延伸，所述通道包括
    (1)一个用于吸入所述燃烧空气的冲压喷射机入口；
    (2)一个用于压缩所述燃烧空气的过渡部分；
    (3)一个燃烧腔，所述供应来的燃料与来自过渡部分的燃烧空气在其中燃烧；
    (4)一个喉道，用于从燃烧腔接收燃气；和
    (5)一个外流喷嘴，用于使燃气膨胀并由此排出；
(b)给所述一个或多个推力单元供应一个包含氧化剂和可氧化燃料的燃烧空气流；
(c)在所述一个或多个冲压喷射机推力单元和所述圆周壁之间氧化所述燃料，用来
    (1)产生燃气并从那里溢流出，并用来
    (2)产生一个原动力，由从下述两者之间溢流出的所述燃气产生一个原动力
        (A)所述一个或多个冲压喷射机推力单元，和
        (B)所述圆周壁的的至少一部分；
(d)通过供应进来的空气流作为所述原动力，以超过1马赫数的入口速度推动所述一个或多个冲压喷射机推力单元，当所述一个或多个冲压喷射机推力单元通过紧邻的所述安装盒时，所述一个或多个冲压喷射机推力单元的每一个，依赖于所述圆周壁的至少一部分来协助压缩所述供应进来的空气流的一部分；
(e)提供一个或多个侧板，每一个侧板紧挨一个冲压喷射机，而且，所述一个或多个侧板的每一个至少有一部分从所述转子向外延伸到所述圆周壁附近的一点，所述一个或多个侧板有效地把废气和入口空气分开，所述一个或多个冲压喷射机压缩入口空气并氧化所述供应到那里的燃料后，产生从那里排走的废气，并由此建立推力，使得所述转子围绕所述旋转轴线作旋转运动；
(f)转动在工作上连接到所述一个或多个冲压喷射机推力单元的一个输出轴；
(g)籍此，动力提供给所述输出轴。
79.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述一个或多个推力单元的入口速度至少在2.0马赫数。
80.如权利要求79所述方法，其特征在于，所述一个或多个推力单元的入口速度至少在3.0马赫数。
81.如权利要求80所述方法，其特征在于，所述一个或多个推力单元的入口速度在3.0马赫数和4.5马赫数之间。
82.如权利要求80所述方法，其特征在于，所述一个或多个推力单元的入口速度在3.5马赫数。
83.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述燃料是从包含气态烃类燃料组中选择。
84.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述燃料是天然气。
85.如权利要求78所述方法，其特征在于，供应燃料的步骤包括在所述圆周壁和所述一个或多个推力单元的任何一个之间，在所述供应来的气流的所述部分被压缩之前的一点，把所述燃料注入到所述供应来的气流的一部分中。
86.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述产生动力的方法进一步包括发电。
87.如权利要求78所述产生动力的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从所述燃气中回收热能。
88.如权利要求87所述方法，其特征在于，所述热能回收步骤包括把热能从所述燃气中传到一个辅助工作流体。
89.如权利要求88所述方法，其特征在于，进一步包括把所述辅助工作流体接到一个有工作轴的涡轮机，并通过所述辅助工作流体推动所述涡轮机旋转得到动力来产生轴功。
90.如权利要求89所述方法，其特征在于，进一步包括从所述涡轮机的所述轴功发电。
91.如权利要求78所述方法，其特征在于，向所述一个或多个推力单元供给氧化剂这一步，由存在于供应来的气流中的氧气来提供；其中，所述供应来的气流被提供到紧挨着圆周壁，并在那里，所述一个或多个推力单元的每一个沿圆周间隔开，以便从前面通道来的气流能稳定，该通道穿过所述一个或多个冲压喷射机推力单元的任一个的圆周位置。
92.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述圆周壁是固定不动的。
93.如权利要求78所述方法，其特征在于，所述转子进一步包括多个外侧边轮瓣，至少外部边轮瓣的一些具有至少一个可冷却的壁，所述至少一个可冷却壁包括
(a)一个内侧凉壁表面，
(b)一个外侧热壁表面，
(c)多个冷却通道，冷却通道在所述外侧热壁表面有出口，
(d)所述方法进一步包括在所述内侧凉壁表面供应一冷却流体，冷却流体的适当量往外穿过所述冷却通道到达所述出口，在量上足以起到所述边轮瓣的所述外侧外侧热壁表面的薄膜冷却作用。
94.如权利要求93所述装置，其特征在于，所述供应冷却流体的步骤进一步包括，供应一定量的冷却流体以起到所述一个或多个侧板的薄膜冷却作用。
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WO (1) WO1998027330A1 (zh)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA993917B (en) * 1998-06-17 2000-01-10 Ramgen Power Systems Inc Ramjet engine for power generation.
WO2000019081A2 (en) * 1998-08-17 2000-04-06 Ramgen Power Systems, Inc. Fuel supply and fuel - air mixing for a ram jet combustor
AU2341200A (en) * 1998-08-17 2000-04-17 Ramgen Power Systems, Inc. Ramjet engine with axial air supply fan
US7603841B2 (en) * 2001-07-23 2009-10-20 Ramgen Power Systems, Llc Vortex combustor for low NOx emissions when burning lean premixed high hydrogen content fuel
WO2003010431A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-06 Ramgen Power Systems, Inc. Compact rotary ramjet engine generator set
WO2003010433A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-06 Ramgen Power Systems, Inc. Radial impulse turbine for rotary ramjet engine
WO2003010432A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-06 Ramgen Power Systems, Inc. Rotary ramjet engine with flameholder extending to running clearance at engine casing interior wall
US7003961B2 (en) 2001-07-23 2006-02-28 Ramgen Power Systems, Inc. Trapped vortex combustor
US6694743B2 (en) 2001-07-23 2004-02-24 Ramgen Power Systems, Inc. Rotary ramjet engine with flameholder extending to running clearance at engine casing interior wall
US6729307B2 (en) * 2002-01-28 2004-05-04 Visteon Global Technologies, Inc. Bypass/leakage cooling of electric pump
US7334990B2 (en) * 2002-01-29 2008-02-26 Ramgen Power Systems, Inc. Supersonic compressor
US20030210980A1 (en) * 2002-01-29 2003-11-13 Ramgen Power Systems, Inc. Supersonic compressor
CA2382382A1 (fr) * 2002-04-16 2003-10-16 Universite De Sherbrooke Moteur rotatif continu a combustion induite par onde de choc
AU2003279036A1 (en) * 2002-09-26 2004-04-19 Ramgen Power Systems, Inc. Supersonic gas compressor
US20040154305A1 (en) * 2002-09-26 2004-08-12 Ramgen Power Systems, Inc. Gas turbine power plant with supersonic gas compressor
US7434400B2 (en) * 2002-09-26 2008-10-14 Lawlor Shawn P Gas turbine power plant with supersonic shock compression ramps
US7293955B2 (en) * 2002-09-26 2007-11-13 Ramgen Power Systrms, Inc. Supersonic gas compressor
WO2005008043A2 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Eugene Thomas David Archery Tangentially exhausting revolving combustion chamber in a revolving ramjet, turbojet, turbofan, gas turbine or other jet engine
US7109595B2 (en) * 2004-07-07 2006-09-19 Yu-Lin Chung Small multi-functional butane gas-powered portable electric generator
US7685824B2 (en) * 2005-09-09 2010-03-30 The Regents Of The University Of Michigan Rotary ramjet turbo-generator
US20110097189A1 (en) * 2007-12-31 2011-04-28 Aaron Sandoval Boundary layer effect turbine
US8152439B2 (en) 2008-01-18 2012-04-10 Ramgen Power Systems, Llc Method and apparatus for starting supersonic compressors
DE102008019182A1 (de) * 2008-04-17 2009-10-22 Voith Patent Gmbh Elektromechanischer Antrieb zur Betätigung von Ventilen
US9052116B2 (en) 2008-10-30 2015-06-09 Power Generation Technologies Development Fund, L.P. Toroidal heat exchanger
CA2739808C (en) * 2008-10-30 2020-01-07 Power Generation Technologies Development Fund L.P. Toroidal boundary layer gas turbine
GB0902792D0 (en) * 2009-02-20 2009-04-08 Hammerbeck John P R Variable flow compressor
US20110048022A1 (en) * 2009-08-29 2011-03-03 General Electric Company System and method for combustion dynamics control of gas turbine
US20130014511A1 (en) * 2011-01-04 2013-01-17 Michael Gurin Highly integrated inside-out ramjet
US8770929B2 (en) * 2011-05-27 2014-07-08 General Electric Company Supersonic compressor rotor and method of compressing a fluid
WO2012171094A1 (en) 2011-06-16 2012-12-20 Socpra Sciences Et Génie, S.E.C. Combustion systems and combustion system components for rotary ramjet engines
US9297277B2 (en) 2011-09-30 2016-03-29 General Electric Company Power plant
WO2014138035A1 (en) 2013-03-04 2014-09-12 Echogen Power Systems, L.L.C. Heat engine systems with high net power supercritical carbon dioxide circuits
DE102013206992A1 (de) * 2013-04-18 2014-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Bereitstellung negativer Regelleistung durch eine Gasturbine
US9909597B2 (en) 2013-10-15 2018-03-06 Dresser-Rand Company Supersonic compressor with separator
US10570777B2 (en) 2014-11-03 2020-02-25 Echogen Power Systems, Llc Active thrust management of a turbopump within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system
CN104963788B (zh) * 2015-07-03 2017-02-22 湖南华园科技有限公司 一种航空、航天、航海于一体的混合发动机
US20170241336A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 Russell B. Jones Process for retrofitting an industrial gas turbine engine for increased power and efficiency
US10883388B2 (en) 2018-06-27 2021-01-05 Echogen Power Systems Llc Systems and methods for generating electricity via a pumped thermal energy storage system
US11435120B2 (en) 2020-05-05 2022-09-06 Echogen Power Systems (Delaware), Inc. Split expansion heat pump cycle
CN112177796B (zh) * 2020-09-18 2021-08-03 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置
KR20230117402A (ko) 2020-12-09 2023-08-08 수퍼크리티컬 스토리지 컴퍼니, 인크. 3 저장조 전기 열 에너지 저장 시스템
US12066027B2 (en) 2022-08-11 2024-08-20 Next Gen Compression Llc Variable geometry supersonic compressor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709895A (en) * 1949-07-22 1955-06-07 Wadsworth W Mount Jet thrust burner power generator

Family Cites Families (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3118277A (en) 1964-01-21 Ramjet gas turbine
GB188103561A (zh) 1881-08-16
US898753A (en) 1907-07-08 1908-09-15 William Franklin Lees Elastic-fluid turbine.
US1287049A (en) 1917-12-08 1918-12-10 Benjamin G Kramer Rotary explosion-engine.
FR627121A (fr) 1927-01-06 1927-09-27 Turbine à combustibles liquides ou gazeux à réaction sur l'air
DE554906C (de) 1928-05-26 1932-11-02 Albert Fono Dr Ing Luftstrahlmotor fuer Hochflug
GB366450A (en) 1929-07-31 1932-02-04 Frank Atherton Howard An improved internal combustion turbine and turbopropeller
GB370209A (en) 1931-04-28 1932-04-07 Hermann Gees Improvements in illuminated signs
SU31718A1 (ru) 1931-05-30 1933-08-31 Б.К. Штавеман Реактивна турбина внутреннего горени
US1945608A (en) 1931-11-06 1934-02-06 Hulda Nordstrom Constant pressure reaction gas turbine
GB400894A (en) 1932-07-07 1933-11-02 Milo Ab Improvements in gas turbine aggregates
US2115338A (en) 1932-12-15 1938-04-26 Milo Ab Gas turbine system
US2243467A (en) 1937-02-13 1941-05-27 Jendrassik George Process and equipment for gas turbines
US2180168A (en) 1938-06-07 1939-11-14 Gen Electric Gas turbine driven generator arrangement
US2220066A (en) 1938-07-27 1940-11-05 Jr Edward S Cornell Liquid fuel burner unit
US2395403A (en) 1939-03-06 1946-02-26 Daniel And Florence Guggenheim Rotatable combustion apparatus for aircraft
FR863484A (fr) 1939-11-08 1941-04-02 Moteur à fusées
US2410538A (en) 1939-11-22 1946-11-05 Walton George William Prime mover
NL62547C (zh) 1941-11-07 1900-01-01
US2425904A (en) 1941-11-29 1947-08-19 James B Vernon Turbine
US2430398A (en) 1942-09-03 1947-11-04 Armstrong Siddeley Motors Ltd Jet-propulsion internal-combustion turbine plant
GB581217A (en) 1944-06-20 1946-10-04 Fairey Aviat Co Ltd Improvements in or relating to power plants for helicopters
US2448972A (en) 1944-10-20 1948-09-07 Edward W Gizara Internal-combusstion engine
US2486990A (en) 1945-01-04 1949-11-01 Franklin Inst Of The State Of Jet propulsion motor
GB644568A (en) 1945-03-24 1950-10-11 Cem Comp Electro Mec Fairing for high speed devices
US2474685A (en) 1945-04-12 1949-06-28 Stewart Warner Corp Jet propulsion apparatus
US2444742A (en) 1945-05-22 1948-07-06 Lutjen Martin Gas turbine
US2499863A (en) 1945-06-21 1950-03-07 Elmer J Hart Rotary jet-propelled motor
US2509359A (en) 1945-06-28 1950-05-30 Margolis Isadore Rotary jet engine
US2446266A (en) 1946-02-23 1948-08-03 Thomas L Cummings Jet propelled helicopter rotor
US2481235A (en) 1946-06-18 1949-09-06 Ralph G Parr Rotary jet-actuated motor
US2523655A (en) 1946-07-26 1950-09-26 Daniel And Florence Guggenheim Rotating combustion chamber
US2465856A (en) 1946-11-12 1949-03-29 Harold E Emigh Jet propeller engine
US2594629A (en) 1947-03-29 1952-04-29 Exner Hellmuth Alfredo Arturo Jet-reaction motor, including gas nozzle generating steam
CH267495A (de) 1947-07-24 1950-03-31 Trust Vadolt Verfahren zum Betrieb von Wärmekraftmaschinen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
US2603947A (en) 1947-12-13 1952-07-22 Kenneth C Howard Continuous combustion type rotating combustion products generator
US2590109A (en) 1948-03-08 1952-03-25 Lindenbaum Bernard Heater based on utilization of jet propulsion units
US2628473A (en) 1948-05-03 1953-02-17 Frye Jack Stationary power plant having radially and axially displaced jet engines
GB645641A (en) 1948-07-26 1950-11-08 Wadsworth Walton Mount Improvements in or relating to the production of power
US2579049A (en) 1949-02-04 1951-12-18 Nathan C Price Rotating combustion products generator and turbine of the continuous combustion type
US2690809A (en) 1950-08-17 1954-10-05 Byron J Kerry Jet-operated rotary lifting device
US2592938A (en) 1950-12-11 1952-04-15 William K Mcnaught Jet engine with compressor driven by rotating jets which exhaust into thrust augmenting duct
US2710067A (en) 1951-02-28 1955-06-07 Jet Helicopter Corp Two-stage power jets and increased flame propagation for helicopters
US2633701A (en) 1951-05-28 1953-04-07 Urban A Moores Rotary ram jet propelled motor
US2709889A (en) 1951-06-22 1955-06-07 Wadsworth W Mount Gas turbine using revolving ram jet burners
FR1047868A (fr) 1951-07-04 1953-12-17 Procédé et dispositif pour la polymérisation d'agglutinants à base de résines synthétiques se prêtant au durcissement, en particulier pour la fixation de semellesde chaussure
US3009319A (en) 1955-06-29 1961-11-21 Gregory D Filipenco Turbojet engine
US2895259A (en) 1956-07-02 1959-07-21 Ram Jet Wind Inc Orchard fan driven by ram-jet engines
US2850873A (en) 1957-08-16 1958-09-09 United Aircraft Corp By-pass ramjet
US3001364A (en) 1958-07-18 1961-09-26 Lee R Woodworth Method of gas stabilizing a supersonic inlet
US3027118A (en) 1959-01-28 1962-03-27 English Electric Co Ltd Ram jet propelled aircraft
US2994195A (en) 1959-04-02 1961-08-01 James M Carswell Jet reaction prime mover
US3200588A (en) 1963-02-26 1965-08-17 Friedrich C Math Jet reaction motor
GB1041444A (en) 1964-03-06 1966-09-07 Rolls Royce Gas generator
GB1003740A (en) 1964-06-08 1965-09-08 Rolls Royce Helicopter rotor
FR1407868A (fr) 1964-06-27 1965-08-06 Moteur rotatif
US3321911A (en) 1965-02-12 1967-05-30 Myles Tommie Lynn Gas turbine engine with rotating combustion chamber
US3371718A (en) 1966-09-07 1968-03-05 Henry S. Bacon Rotary jet reaction motors
US3541787A (en) 1967-10-30 1970-11-24 Mario Romoli Self-compressed continuous circular internal combustion engine
US3543520A (en) 1968-08-23 1970-12-01 Garrett Corp Augmented ramjet engine
US3557551A (en) 1968-09-26 1971-01-26 Gordon Keith Colin Campbell Gas turbine engine with rotating combustion chamber
US3811275A (en) 1969-04-02 1974-05-21 A Mastrobuono Rotary turbine engine
US3680308A (en) 1970-06-29 1972-08-01 Ward A St John Internal combustion turbine engine
US3727401A (en) 1971-03-19 1973-04-17 J Fincher Rotary turbine engine
US3971209A (en) 1972-02-09 1976-07-27 Chair Rory Somerset De Gas generators
US4024705A (en) 1974-01-14 1977-05-24 Hedrick Lewis W Rotary jet reaction turbine
US3937009A (en) 1974-09-24 1976-02-10 Howard Coleman Torque-jet engine
US4208590A (en) * 1978-01-06 1980-06-17 Blomquist Cecil R Jet electric generator
US4272953A (en) 1978-10-26 1981-06-16 Rice Ivan G Reheat gas turbine combined with steam turbine
GB2045870A (en) 1979-03-23 1980-11-05 Clarkson G T Ram jet powered rotors
US4577460A (en) * 1980-10-10 1986-03-25 Wirsching Wayne S Method and apparatus for generating energy
DE3144347A1 (de) 1981-11-07 1983-08-04 Hans P. 5100 Aachen Carjell Verbrennungskraftmaschine
GB2113769A (en) 1982-01-15 1983-08-10 George Thompson Clarkson Ram jet motors
GB2165310B (en) 1984-10-03 1988-07-13 Taha Khalil Aldoss Using ramjets as prime movers in nonaeronautical applications
US4821512A (en) 1987-05-05 1989-04-18 United Technologies Corporation Piloting igniter for supersonic combustor
DE3804605A1 (de) 1988-02-12 1989-08-24 Siemens Ag Verfahren und anlage zur abhitzedampferzeugung
EP0383862A1 (de) 1988-08-01 1990-08-29 TOBLER, Max Rotierender brennraum mit wasserinjektion- und kühlung für eine turbine
US4969326A (en) 1988-08-15 1990-11-13 General Electric Company Hoop shroud for the low pressure stage of a compressor
EP0370209A1 (en) 1988-10-06 1990-05-30 The Boeing Company Engine for low-speed to hypersonic vehicles
US5058826A (en) 1990-01-29 1991-10-22 General Electric Company Scramjet engine having a low pressure combustion cycle
US5161368A (en) 1991-05-20 1992-11-10 Alphonse Pomerleau Stationary reactor and rotary motor
WO1993015312A1 (en) 1992-01-24 1993-08-05 Joseph Walter Stone Rotary jet engine
GB2267733A (en) 1992-05-13 1993-12-15 Gen Electric Abrasion protective and thermal dissipative coating for jet engine component leading edges.
US5709076A (en) * 1992-09-14 1998-01-20 Lawlor; Shawn P. Method and apparatus for power generation using rotating ramjet which compresses inlet air and expands exhaust gas against stationary peripheral wall
US5372005A (en) * 1992-09-14 1994-12-13 Lawler; Shawn P. Method and apparatus for power generation
US5289995A (en) 1992-12-14 1994-03-01 The Boeing Company Supersonic aircraft
US5282356A (en) 1993-01-07 1994-02-01 Abell Irwin R Flywheel engine
US5419117A (en) 1993-07-30 1995-05-30 The Boeing Company Turbo jet/RAM jet propulsion system
US5408824A (en) 1993-12-15 1995-04-25 Schlote; Andrew Rotary heat engine
US5636509A (en) 1995-10-20 1997-06-10 Abell; Irwin R. Flywheel engine improvements
IL119335A0 (en) 1996-10-01 1998-02-08 Technion Res & Dev Foundation Orbiting engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709895A (en) * 1949-07-22 1955-06-07 Wadsworth W Mount Jet thrust burner power generator

Also Published As

Publication number Publication date
US6334299B1 (en) 2002-01-01
TR199901342T2 (xx) 1999-10-21
EA001856B1 (ru) 2001-08-27
NO992945L (no) 1999-08-10
PL334067A1 (en) 2000-01-31
WO1998027330A1 (en) 1998-06-25
US6298653B1 (en) 2001-10-09
EE9900244A (et) 1999-12-15
KR20000057608A (ko) 2000-09-25
EA199900545A1 (ru) 1999-12-29
NO992945D0 (no) 1999-06-16
US6434924B1 (en) 2002-08-20
AU6237298A (en) 1998-07-15
NZ336117A (en) 2001-02-23
HUP9904124A3 (en) 2001-04-28
CN1240499A (zh) 2000-01-05
IL130409A0 (en) 2000-06-01
AU721469B2 (en) 2000-07-06
BR9713944A (pt) 2000-03-21
GEP20002218B (en) 2000-08-25
SK80199A3 (en) 2000-05-16
EP0958452A1 (en) 1999-11-24
CA2274709A1 (en) 1998-06-25
HUP9904124A2 (hu) 2000-04-28
EP0958452A4 (en) 2000-02-23
JP2001506340A (ja) 2001-05-15

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