旋转脉冲爆震发动机，包括其的发电系统，及其制造和使用方法技术方案

本文公开了一种发动机、发电系统、及其制造和使用的方法。所述发动机包括：配置用于引爆燃料并围绕从所述爆震和/或燃烧室伸出的中心转轴旋转的爆震和/或燃烧室、配置用于提供所述燃料到所述室的燃料供应入口、配置用于供应空气到所述室的空气供应通道、至少两个从所述室径向伸出的旋转臂并配置用于排出由引爆所述室中燃料产生的气体和提供旋转推力和/或力、以及配置用于接收至少一部分所述旋转推力和/或力的机械功单元。每个所述旋转臂具有在其末端的排气喷嘴，所述排气喷嘴处于或具有配置用于提供所述旋转推力和/或力的角度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转脉冲爆震发动机，包括其的发电系统，及其制造和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2015年6月8日的62/172,560号、申请日为2015年10月21日的62/285,174号美国临时专利申请和申请日为2016年2月18日的15/046,965号美国专利申请的权益，其中的每一个通过引用并入本文，犹如在本文进行完整阐述一样。
本专利技术通常涉及的领域为爆震和/或燃烧发动机。更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种新的旋转脉冲爆震和/或燃烧发动机，包括其的发电系统、及其制造和使用方法。
技术介绍
传统的煤和油燃烧仍然作为主要能量来源来发电和驱动汽车以及现代喷气机。然而，这些技术导致空气污染和全球变暖。在传统的喷射发动机中，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。来自燃烧反应的热产物于是驱动与该压缩机共轴的涡轮机。所述热产物通过喷嘴聚集并加速喷出喷嘴，从而产生向前的动力。喷射发动机的净推力是发动机内压力和动量交换的结果。这些交换中的部分产生向前的力，但是部分产生向后的或反向的力。主要的向后的力取决于用于驱动涡轮机的能量。因此，能量的一部分为了喷射发动机的推力被遗弃。脉冲喷射发动机，脉冲爆震发动机，和其它类似类型的发动机具有至少大体上简单且有效的内燃机。这类发动机在过去的70年受到注意。通常，在传统的脉冲发动机和爆震发动机中，一根管从燃烧室伸出，其引起反作用冲击波。脉冲喷射发动机现今被用于无人驾驶飞机，飞行控制线模式的飞行器，无线电控制的飞行器，雾发生器，工业干燥和家庭加热设备。脉冲爆震发动机(PDE)标志着一种朝向非连续的喷射发动机新方案，并至少在非常高的速度下，相比于涡轮扇喷射发动机可能具有更高的燃料效率。目前，普惠和通用电气公司具有活跃的脉冲爆震发动机研究计划。大部分脉冲爆震发动机研究计划早在设计阶段就使用脉冲喷射发动机来测试各种创意。波音公司拥有专有的脉冲喷射发动机技术，称为脉冲喷射器推力增强器(PETA)。因为噪音和振动，这些发动机相对难以整合到商用载人飞机的设计中，尽管它们适合于规模较小的无人驾驶车辆。尽管脉冲爆震发动机已经被考虑用于提供推进力超过70年，还没有投入大量生产的实用脉冲爆震发动机。通常，涡轮发动机已经被用于推进交通工具(例如，喷气式飞机)还被用于产生工业电力和中心电力。典型地，涡轮发动机包括顺序设置的压缩器、燃烧室、以及涡轮。流入的空气在压缩机中被压缩至高压，并在高速和高压下送入燃烧室中，在燃烧室中空气与燃料混合并燃烧以产生热的、已增压的气体流，该气体流进入涡轮机部段并在其中膨胀和驱动涡轮机。该涡轮机将气体的能量(例如，焓)转换为驱动压缩机以及(可选地)其它耦合至该气体涡轮机的装置的机械功。图1A示出了一种传统的涡轮发动机100，其通常被用在飞机中和用于发电。图1A的燃气涡轮发动机100包括用于增加(例如，从进气口112)流入的气体的压力和温度的压缩机部段114(其可以具有多级)；具有多个位于发动机周边附近的燃烧室的燃烧部段或室116，燃料在其中被点燃以进一步增加流入的气体的温度和压力；以及涡轮机部段118，热的、已增压的气体在涡轮机部段中传递至排气口120以驱动涡轮机的转子并产生机械能以使涡轮机的中心轴旋转并发电和/或产生推力。尽管最近的技术进步使得能够利用更小、更轻的燃气涡轮机，这比其他类型发动机(例如，内燃机)效率更高且污染更少，但燃气涡轮机的效率仍然能够被提高。例如，常规的以天然气为燃料的涡轮发电机仅能将25％至35％之间的天然气热值转换为可用的电。此外，常规发动机携带有沉重的燃料和氧化剂负载。而且，常规发动机一般要求特定类型的燃料。因此，需要效率更高和/或适应性更强的涡轮技术来推进交通工具以及产生能量和/或电。图1B示出了一种常规的火箭发动机130，包括翅片132、鼻锥135、有效载荷或有效载荷系统140、制导系统145、燃料箱150、氧化剂箱160、分别从燃料箱150和氧化剂箱160输送燃料和氧化剂的泵165、以及具有喷口175的燃烧室170。燃烧室170中的燃料利用氧化剂燃烧产生推力以将(例如，有效载荷系统/存储区域140中的)有效载荷移动一长段距离。然而，燃料和氧化剂必须存储于火箭外壳之内，且燃料和氧化剂的重量需要更多的燃料和氧化剂(例如，以便移动燃料和氧化剂)，并降低了发动机的效率。本“
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技术实现思路
本专利技术涉及一种新的爆震和/或燃烧发动机，包括其的发电系统、及其制造和使用方法。本专利技术提供一种发动机，其有利地使用脉冲爆震来为马达产生旋转的驱动力。因此，该发动机相比于比传统内燃机可以具有更高的效率而磨损更小，而且因更小的磨损而具有更少的部件。而且，该发动机能够有效地利用爆震气体来驱动涡轮单元，其可以连接到从该发动机伸出的排气管道，从而可以增大净推力。一方面，本专利技术涉及一种发动机，所述发动机包括：配置用于引爆燃料并围绕从爆震和/或燃烧室伸出的中心转轴旋转的所述爆震和/或燃烧室、配置用于提供所述燃料到所述室的燃料供应入口、配置用于供应空气到所述爆震和/或燃烧室的空气供应通道、至少两个从所述爆震和/或燃烧室径向伸出的旋转臂、以及配置用于接收至少一部分所述旋转推力和/或力的机械功单元。所述旋转臂配置用于排出由引爆所述室中燃料产生的气体并提供旋转推力和/或力。每个所述旋转臂具有在其末端的排气喷嘴。所述排气喷嘴处于或具有配置用于提供所述旋转推力和/或力的角度。在本专利技术的示例性实施例中，所述发动机进一步包括一壳体，其大体上包围所述爆震和/或燃烧室和所述旋转臂。所述壳体包括至少一个从其伸出的排气管道。所述爆震和/或燃烧室可以包括内壁和外壁。所述内壁可以包括多个开口(其可以是间接开口)以在所述爆震和/或燃烧室内提供来自爆震气体的气流(例如，交叉气流、反向气流和/或旋转气流)。在本专利技术的各种实施例中，所述发动机包括阀(例如，一个或多个单向阀)，其位于(a)所述空气供应通道和所述燃料入口中的至少一者与(b)所述爆震和/或燃烧室之间。在本专利技术的一些实施例中，所述发动机可以包括点火装置，其用于将爆震和/或燃烧室中的燃料点燃或引爆。在本专利技术的示例性实施例中，每个所述旋转臂包括圆柱状或弯曲的管状臂。此外，每个所述旋转臂可以进一步包括金属片或箔，其附加或连接到每个所述旋转臂的上和下表面。所述金属片或箔的形状可以优化空气动力学功能和/或最小化空气阻力(例如，形成一个或多个翅片或形成螺旋桨的结构)。而且，每个所述旋转臂可以是隔热的，以避免和/或最小化能量损失。在各种实施例中，所述旋转臂彼此之间可以被360°/n相等地隔开，其中n等于所述径向臂的数量。例如，所述发动机可以包括至少四个旋转臂。在进一步的实施例中，所述喷嘴具有开口，该开口相对于一假象直线或角度成大约90°，该直线在旋转轴和喷嘴开口之间，该角度为相应的旋转臂从爆震和/或燃烧室伸出的角度。所述发动机也可以包括与所述旋转臂数量相等的若干个所述爆震和/或燃烧室。在本专利技术的一些实施例中，所述发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机，包括：a.爆震和/或燃烧室，配置用于引爆燃料并围绕从所述爆震和/或燃烧室伸出的中心转轴旋转；b.燃料供应入口，配置用于提供所述燃料到所述爆震和/或燃烧室；c.空气供应通道，配置用于供应空气到所述爆震和/或燃烧室；d.至少两个从所述爆震和/或燃烧室径向伸出的旋转臂并配置用于排出由引爆所述爆震和/或燃烧室中燃料产生的爆震气体和提供旋转推力和/或力，每个所述旋转臂具有在其末端的排气喷嘴，所述排气喷嘴处于或具有配置用于提供所述旋转推力和/或力的角度；以及e.机械功单元，配置用于接收至少一部分所述旋转推力和/或力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.08 US 62/172,560;2015.10.21 US 62/285,174;1.一种发动机，包括：a.爆震和/或燃烧室，配置用于引爆燃料并围绕从所述爆震和/或燃烧室伸出的中心转轴旋转；b.燃料供应入口，配置用于提供所述燃料到所述爆震和/或燃烧室；c.空气供应通道，配置用于供应空气到所述爆震和/或燃烧室；d.至少两个从所述爆震和/或燃烧室径向伸出的旋转臂并配置用于排出由引爆所述爆震和/或燃烧室中燃料产生的爆震气体和提供旋转推力和/或力，每个所述旋转臂具有在其末端的排气喷嘴，所述排气喷嘴处于或具有配置用于提供所述旋转推力和/或力的角度；以及e.机械功单元，配置用于接收至少一部分所述旋转推力和/或力。2.如权利要求1所述的发动机，其中，每个所述旋转臂包括圆柱状或弯曲的管状臂。3.如权利要求1所述的发动机，其中，每个所述旋转臂进一步包括一个或多个金属片、金属箔、或陶瓷结构，配置用于优化空气动力学功能。4.如权利要求1所述的发动机，其中，所述旋转臂彼此之间被360°/n相等地隔开，其中n等于所述旋转臂的数量。5.如权利要求1所述的发动机，其中，所述喷嘴具有开口,其与所述爆震和/或燃烧室到所述旋转臂中相应的一个的角度或者所述旋转轴到所述喷嘴开口之间的假想直线成大约90°。6.如权利要求1所述的发动机，进一步包括阀，其位于a.所述空气供应通道和所述燃料入口中的至少一者与b.所述爆震和/或燃烧室之间。7.如权利要求1所述的发动机，进一步包括点火装置，配置用于点燃或引爆所述爆震和/或燃烧室中的燃料。8.如权利要求1所述的发动机，其中，所述机械功单元包括发电机、马达、泵、或者涡轮机。9.如权利要求1所述的发动机，进一步包括实质上包围所述爆震和/或燃烧室和所述旋转臂的壳体，所述壳体包括至少一个从其伸出的排气管道。10.如权利要求9所述的发动机，进一步包括涡轮单元，其包括一个或多个被所述爆震气体旋转的涡轮风扇。11.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟德，
申请(专利权)人：李伟德，
类型：发明
国别省市：美国,US