内爆震引擎、包含内爆震引擎之复合式引擎及其制造与使用方法技术

本发明专利技术揭露了整合有爆震或脉冲引擎技术（例如一内爆震引擎）之复合式内爆震气体涡轮引擎、以及其制造与使用方法。该内爆震引擎包括一爆震腔室，其中系具有一燃料点引器；在该爆震腔室的一端部处之一定子，其具有至少一第一开口以接收燃料；与该定子相邻之一转子；以及一能量转换机构，其系配置以将从点燃或引爆燃料所产生的能量转换为机械能。该爆震腔室与燃料点引器系配置以点燃或引爆该爆震腔室中的一燃料。定子或爆震腔室中任一系具有一第二开口以排放爆震气体。转子中具有一或多个第三开口，其系配置以于转子旋转时与至少该第一开口重迭。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】内爆震引擎、包含内爆震引擎之复合式引擎及其制造与使 用方法 相关申请案之互相引用 本申请案主张在2012年7月24日与在2012年11月30日所申请之美国临时专利申 请案第61/741，661号与第61/797, 161号之优先权，其系藉由引用形式而整体并入本文。
本专利技术一般是与气体润轮机
有关。更具体而言，本专利技术之具体实施例是 与一种新颖的内爆震引擎、包含该内爆震引擎之复合式引擎(例如复合式内爆震-气体润 轮引擎）W及其制造和使用方法有关。
技术介绍
润轮引擎是已用于推进车辆(例如喷射流)，W及用于产生工业电力与中也发电。 一般而言，气体润轮机是由依序配置的压缩机、燃烧室、W及润轮机所组成。流入的空气是 于压缩机中被压缩为高压，并W高速与高压馈送至燃烧室中，其中空气系与燃料混合，并经 燃烧W产生热的、加压气流，该气流系进入到润轮机区段中，气体系于该处膨胀并驱动润轮 机。润轮机将气体的能量(例如烙）转化为机械功，用W驱动压缩机和禪接至该气体润轮机 的可选的其他装置。 最近的技术进展已经能够生产比大部分汽车所使用之汽油燃烧引擎重量更轻且 更便宜的小型气体润轮引擎。该种润轮引擎也会产生较少的污染。两种传统的气体润轮引 擎的图式系绘示于图1与图2中。[000引图1绘示了一种传统的气体润轮引擎10,其一般系用于发电。图1的气体润轮引 擎10包括压缩机区段14 (其具有多个阶段）W增加流入的空气(例如在空气进气口 12处） 的压力与温度；燃烧区段或腔室16,其具有位于引擎周边附近的多个燃烧腔室，燃料是在 其中被点燃W进一步增加流入的空气的温度与压力；W及润轮机区段18,热的、加压空气 或排放气体20系传送至其中W驱动润轮机的转子并产生机械能，W使润轮机的中也轴旋 转并广生动力。 图2说明了一种用于飞行器推进之传统润扇润轮引擎50。该传统润扇润轮引擎 50包括在引擎50前方处的大型风扇52,其加速流入的空气并使其通入低压压缩机60和/ 或高压压缩机62,而进入沿着引擎50的外部通过之风扇导管80中。润扇引擎50的压缩 机60与62、燃烧腔室70W及高压与低压润轮机区段72、74系W类似于图1之气体润轮引 擎10类似的方式作业。润扇引擎50的运作与气体润轮引擎10的不同处在于，"旁通流量 (bypassflow)"(由风扇52进行加速并通过风扇导管80的空气）系对引擎所产生的总推 力有贡献。 几乎所有的传统喷射引擎和大部分的火箭引擎都会在燃料爆燃(亦即燃料的快 速、次音速之燃烧)时运作。在传统气体润轮机与润扇引擎的燃烧腔室中之燃料燃烧会对润 轮机叶片产生作用力并产生机械功率。在该类引擎中，燃烧腔室系开放系统，且燃料的燃烧 是不间断的。燃烧腔室中的点燃来源(点引器)会在引擎启动时点火，但然后停止，因为在引 擎运转时，燃料与来自压缩机的加压空气系持续馈送至燃烧腔室中，因而可维持燃料的点 燃。[000引虽然最近的技术进展已经能够使用比其他引擎类型(例如燃烧引擎）更有效率且 更低污染之更小、更轻的气体润轮机，但气体润轮机的效率则可再被提升。举例而言，传统 的天然气点火之润轮发电机系仅能将介于25%至35%之天然气热值转化为可用电力。因此， 为能推进车辆及产生电力，对于更有效率的气体润轮机技术仍存有需求。 此"
技术介绍
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技术介绍
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技术介绍
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技术介绍
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技术介绍
"）即构成本专利技术之现有技术。
技术实现思路
本专利技术是关于一种新颖的内爆震引擎，进一步整合有一爆震或脉冲引擎技术(例 如该内爆震引擎）的新颖复合式气体润轮引擎W及其制造与使用方法。因此，本专利技术提供 了一种复合式气体润轮引擎系统，其系利用双重动力来源(单位为m/s或m/V)，即气体润轮 (或润扇）冲力与脉冲式引擎冲力。该复合式气体润轮引擎可适用作为飞行器、船与地面车 辆之一动力系统。复合式气体润轮技术也可适用于其他应用，例如有效率的发电或机械驱 动系统。 一方面，本专利技术系与内爆震引擎有关，其包括内有燃料点引器的爆震腔室、在该爆 震腔室的一端部处之的定子、与该定子相邻的转子W及配置W将从点燃或引爆燃料所产生 的能量转换为机械能的能量转换机构。该爆震腔室与燃料点引器系配置W点燃或引爆该爆 震腔室中的燃料。该第一定子具有至少一个第一开口W接收该燃料。定子或爆震腔室中任 一系具有一第二开口，W排放爆震气体。转子中具有一或多个第H开口，其系配置用于在转 子旋转时与至少该第一开口重迭。 本专利技术之内爆震引擎的各种具体实施例进一步包括了进气腔室，其具有（i)燃料 进气口，其系间歇性连通于该第一开口，及（ii)排放口，其系间歇性连通于该第二开口。该 进气腔室与该定子系密封地围绕该转子，并使该转子旋转于该进气腔室与该定子之间。此 夕F，本专利技术之内爆震引擎系进一步包括驱动机构，其系配置W接收该机械能。该驱动机构系 包括，例如，（1)连接至该能量转换机构的一或多个杆件，及（2)自该一或多个杆件中至少 其一接收该机械能的曲轴。曲轴系能驱动齿轮或轮轴，该齿轮或轮轴接着驱动一或多个轴 杆或皮带。本专利技术之内爆震引擎的其他具体实施例系进一步包括一定时齿轮，其系配置W (i)自该驱动机构接收该机械能，及（ii)直接或间接旋转该转子。 在某些具体实施例中，爆震腔室系包括汽缸与汽缸罩，且该能量转换机构包括连 结至该杆件的活塞，该活塞系配置W可滑动地匹配于该汽缸内。该汽缸罩中具有第一与第 二开口。优选地，润滑剂和/或表面涂层系位于转子与其外壳之间(例如进气腔室和定子)， 例如在转子的表面上。该表面涂层和/或润滑剂一般可减少转子与定子之间的摩擦。举例 而言，该表面涂层系包括氮化娃或由氮化娃组成，其系进一步作用W机械性保护转子。 在某些具体实施例中，本专利技术之内爆震引擎进一步包括第二定子与第二转子。该 第二开口系位于该第二定子中，且该第二定子系位于该爆震腔室的一相对端部处。该第二 转子中一般系具有一或多个第四开口，其系配置用于与该第二开口重迭。 本专利技术的另一方面是关于一种复合式内爆震润轮引擎，其包括内爆震引擎；轴杆； 一或多个旋转风扇，其可旋转地固定至该轴杆、在该第一定子与第一转子的上游处；W及一 或多个润轮风扇，其可旋转地固定至该轴杆、在该内爆震引擎的下游处。润轮风扇与轴杆一 般系配置W驱动该等旋转风扇的空气压缩功能。 在进一步之构想中，本专利技术也关于一种转换能量的方法，包括经由在定子中的至 少一第一开口注入燃料至爆震腔室中，该定子系位于该爆震腔室的一端部处；点燃或引爆 该爆震腔室中的燃料；经由在该定子或该爆震腔室中的第二开口而排放爆震气体；在一或 多个轴杆、轮轴或齿轮处将从点燃或引爆该燃料所产生的能量转换为机械能；W及旋转与 该定子相邻的转子。该转子中具有一或多个第H开口，其系配置W于该转子旋转时与至少 该第一开口重迭，否则则在该等第H开口未与该第一开口重迭时密封该第一开口。 本专利技术藉由将脉冲式爆震的组件整合至一般的润轮引擎设计中而增进了现有润 扇与气体润轮引擎的性能，产生了一种新颖的复合式气体润轮引擎。相较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内爆震引擎，包括：a)  爆震腔室，其中具有燃料点引器，该爆震腔室与该燃料点引器系配置以点燃或引爆在该爆震腔室中的燃料；b)  第一定子，其位于该爆震腔室的第一端部处，该第一定子具有至少一第一开口以容置该燃料，该第一定子或该爆震腔室系具有第二开口以排放爆震气体；c)  第一转子，系与该第一定子相邻，该第一转子中具有一或多个第三开口，其系配置以于该转子旋转时与至少该第一开口重迭；以及d)  能量转换机构，其系配置以将点燃或引爆该燃料而产生的能量转换为机械能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰特·WT·李，
申请(专利权)人：布兰特·WT·李，
类型：发明
国别省市：美国;US