JP6689863B2 - 回転流体内に渦空洞を生成するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
Claims (23)
- 回転流体内に渦空洞を生成するための装置であって、容器を備え、
前記容器は、
当該容器の内部に回転可能に取り付けられた回転可能フェース面を有する第1スピナーと、
前記第1スピナーから離れており、当該容器の内部に回転可能に取り付けられた回転可能フェース面を有する第2スピナーと、
当該容器の内部と流体連通する少なくとも1つの流体注入口と、当該容器の内部と流体連通する少なくとも1つの流体排出孔と、を有し、流体が当該容器内に注入されて当該容器から排出され得るというように構成された流体循環システムと、
前記第1スピナー及び前記第2スピナーを回転するように構成された少なくとも1つのモータと、
前記少なくとも1つのモータと電気通信し、前記流体が当該容器内に注入されて回転流体である時、当該回転流体の前記第1スピナーの位置での局所的な接線方向流と合致するように前記第1スピナーの回転速度を調整すると共に当該回転流体の前記第2スピナーの位置での局所的な接線方向流と合致するように前記第2スピナーの回転速度を調整するコントローラと、
を有しており、
前記第2スピナーの回転可能フェース面は、前記第1スピナーの回転可能フェース面と同軸であって互いに対向しており、
前記コントローラは、更に、前記流体が前記容器内に注入される時、
前記流体内の渦空洞が、前記第1及び第2スピナーの間に延在し、前記第1スピナーの回転可能フェース面上に着座する第1端と前記第2スピナーの回転可能フェース面上に着座する第2端とを有し、
前記渦空洞の壁は、実質的にリップルがない
というように前記第1及び第2スピナーを回転するように構成されている
ことを特徴とする装置。 - 前記少なくとも1つの排出孔は、前記第1及び第2スピナーと同軸である
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 流体ポンプと前記少なくとも1つの流体注入口と前記少なくとも1つの排出孔とに流体結合された管ネットワークを更に備え、
前記容器から前記少なくとも1つの排出孔を介して排出された前記回転流体は、前記少なくとも1つの流体注入口を介して前記容器内に再循環される
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1及び第2スピナーの少なくとも一方の前記回転可能フェース面は、更に、前記渦空洞を支持するのに十分な幅を有する固体リムによって取り囲まれた中央開口を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1及び第2スピナーの前記少なくとも一方は、中空管であり、
前記固体リムによって取り囲まれた前記中央開口を有する前記回転可能フェース面は、前記中空管の一端である
ことを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 前記中空管は、その周に沿って延びるスリットを有する内側壁と、可動蓋と、前記可動蓋と通信する駆動部と、を更に有しており、
前記駆動部は、前記中央開口を閉鎖する第1位置と前記中央開口を閉鎖しない第2位置との間で前記可動蓋を駆動するように構成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのモータは、2つのモータを有しており、
当該2つのモータは、前記第1スピナーに結合された第1モータと、前記第2スピナーに結合された第2モータと、を有する
たことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1及び第2スピナーは、各々、更に、当該第1及び第2スピナーの底面に接続されそこから離れるように延びる複数のフィンを有しており、
前記複数のフィンは、前記回転流体の回転方向に対して略垂直な方向を向いている
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記容器の側壁回りに周方向に配置され、回転流体が前記容器内に接線方向に注入されるように位置決めされた複数の流体注入口を更に備え、
前記容器は、前記第1スピナーの付近に第1端を有し、第2スピナーの付近に第2端を有し、
前記少なくとも1つの排出孔は、前記容器の前記第2端に位置して前記第2スピナーから離れた1つの排出孔を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記容器の前記第1端に位置して前記第1スピナーから離れた別の1つの排出孔を更に有している
ことを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 前記容器は、少なくとも1つの開口を有する分離壁を有しており、
前記分離壁は、前記容器の内部を、第1チャンバと第2チャンバとに分離しており、
前記第1及び第2スピナーは、前記第1チャンバ内に位置決めされており、
前記第2スピナーは、前記分離壁に取り付けられており、前記分離壁の前記少なくとも1つの開口から離れており、
前記少なくとも1つの流体注入口は、前記第1チャンバと流体連通しており、
前記少なくとも1つの排出孔は、前記第2チャンバと流体連通しており、
前記少なくとも1つの開口は、前記分離壁内に位置決めされて、前記回転流体が前記第1チャンバから前記第2チャンバまで排出されることを許容している
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第2チャンバの底部に取り付けられた複数のフラップを更に備え、
当該複数のフラップは、前記第2チャンバ内を流れる前記回転流体が隔壁チャンバと接触して遅くなる、というような隔壁チャンバを形成する
ことを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの排出孔内に取り付けられた複数のフラップを更に備え、
当該複数のフラップは、前記少なくとも1つの排出孔内に流入する流体が隔壁チャンバと接触して遅くなる、というような隔壁チャンバを形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記容器は、更に、前記回転流体を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 流体を収容するためのプラズマ圧縮チャンバであって、当該プラズマ圧縮チャンバの内部空間を規定する外壁と、当該プラズマ圧縮チャンバの当該内部空間へのアクセスを提供する開口と、を有するプラズマ圧縮チャンバと、
少なくとも1つの流体注入口と、前記少なくとも1つの流体注入口から離れた少なくとも1つの流体排出孔と、を有する流体循環システムと、
プラズマを生成するように構成され、生成されたプラズマが前記プラズマ圧縮チャンバに出力され得るように前記内部空間と前記開口を介して流体連通する出力部を有する、少なくとも1つのプラズマ生成器と、
渦空洞生成装置と、
を備え、
前記渦空洞生成装置は、
前記プラズマ圧縮チャンバの内部に回転可能に取り付けられた回転可能フェース面を有する第1スピナーと、
前記第1スピナーから離れており、前記プラズマ圧縮チャンバの内部に回転可能に取り付けられた回転可能フェース面を有する第2スピナーと、
前記第1スピナー及び前記第2スピナーを回転するように構成された少なくとも1つのモータと、
前記少なくとも1つのモータと電気通信し、前記流体が当該プラズマ圧縮チャンバ内に注入されて回転流体である時、当該回転流体の前記第1スピナーの位置での局所的な接線方向流と合致するように前記第1スピナーの回転速度を調整すると共に当該回転流体の前記第2スピナーの位置での局所的な接線方向流と合致するように前記第2スピナーの回転速度を調整するコントローラと、
を有しており、
前記流体循環システムは、前記流体を前記少なくとも1つの流体注入口を介して注入すると共に前記少なくとも1つの流体排出孔を介して排出することで前記プラズマ圧縮チャンバ内に循環させるように構成されており、
前記第2スピナーの回転可能フェース面は、前記第1スピナーの回転可能フェース面と同軸であって互いに対向しており、
前記コントローラは、更に、前記流体が前記プラズマ圧縮チャンバ内に注入される時、
前記流体内の渦空洞が、前記第1及び第2スピナーの間に延在し、前記第1スピナーの回転可能フェース面上に着座する第1端と前記第2スピナーの回転可能フェース面上に着座する第2端とを有し、
前記渦空洞の壁は、実質的にリップルがない
というように前記第1及び第2スピナーを回転するように構成されており、
前記第1及び第2スピナーの少なくとも一方は、前記渦空洞を支持するのに十分な幅を有する固体リムによって取り囲まれた中央開口を有しており、
前記中央開口は、前記プラズマ生成器によって出力されるプラズマが前記渦空洞に入るように、前記プラズマ生成器の前記出力部及び前記プラズマ圧縮チャンバの開口と整列されており、
圧力波を前記回転流体内に生成するよう構成された圧力波生成器
を更に備え、
生成された圧力波は、前記渦空洞を崩壊させ、その中に捉えられたプラズマを圧縮する
ことを特徴とするプラズマ圧縮システム。 - 前記少なくとも1つの排出孔は、前記第1及び第2スピナーと同軸である
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 前記中央開口を有する前記少なくとも一方のスピナーは、中空管であり、
前記固体リムによって取り囲まれた前記中央開口を有する前記回転可能フェース面は、前記中空管の一端である
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 前記中空管は、その周に沿って延びるスリットを有する内側壁と、可動蓋と、前記可動蓋と通信する駆動部と、を更に有しており、
前記駆動部は、前記中央開口を閉鎖する第1位置と前記中央開口を閉鎖しない第2位置との間で前記可動蓋を駆動するように構成されている
ことを特徴とする請求項17に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのモータは、予め決定された回転速度で前記第1及び第2スピナーを回転するように動作可能である
を更に備えたことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのモータは、2つのモータを有しており、
当該2つのモータは、前記第1スピナーに結合された第1モータと、前記第2スピナーに結合された第2モータと、を有する
たことを特徴とする請求項19に記載の装置。 - 前記第1及び第2スピナーは、各々、更に、当該第1及び第2スピナーの底面に接続されそこから離れるように延びる複数のフィンを有しており、
前記複数のフィンは、前記回転流体の回転方向に対して略垂直な方向を向いている
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 前記プラズマ圧縮チャンバは、前記回転流体を有している
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - プラズマ圧縮システムにおいて渦空洞を生成する方法であって、
プラズマ圧縮チャンバ内に第1スピナーを設け、前記第1スピナーから離れて前記プラズマ圧縮チャンバ内に第2スピナーを設ける工程と、
前記第1及び第2スピナーの間に渦空洞を形成するのに十分な角運動量でプラズマ圧縮チャンバ内において流体を循環させる工程と、
前記第1スピナーの回転速度が当該第1スピナーの位置での前記循環流体の局所的な接線方向流と合致し、前記第2スピナーの回転速度が前記第2スピナーの位置での前記循環流体の局所的な接線方向流と合致し、前記渦空洞の壁には実質的にリップルがなく、前記渦空洞の第1端が前記第1スピナーの回転可能フェース面に着座し、前記渦空洞の反対側の第2端が前記第2スピナーの回転可能フェース面に着座する、というような速度で、前記第1及び第2スピナーの回転可能フェース面を回転させる工程と、
を備え、
前記第1及び第2スピナーは、各々、前記プラズマ圧縮チャンバの内部に取り付けられた回転可能フェース面を有し、それらは互いに同軸であって対向している
ことを特徴とする方法。
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