專(zhuān)利名稱：提高效率的流體發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
提高效率的流體發(fā)動(dòng)機(jī)蓋伊·西爾弗吳俊龍相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)涉及且要求2008年9月22日提交的題為“Fluid Engine with Enhanced Efficiency”的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)12/235，395的優(yōu)先權(quán)，且該美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)以引用方式并入本文。本申請(qǐng)還涉及2004年10月12日提交的題為“Method and System for Generation of Electrical and Mechanical Power using Sterling Engine ^ inciples)”的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)10/963,274。這兩個(gè)申請(qǐng)?zhí)卮艘砸梅绞秸w并入。對(duì)于美國(guó)的指定，本申請(qǐng)是前述的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/235，395號(hào)的延續(xù)。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及能量轉(zhuǎn)換裝置。具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)流體運(yùn)動(dòng)有效地將機(jī)械能傳動(dòng)成有用功的發(fā)動(dòng)機(jī)。2.相關(guān)技術(shù)討論熱力發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)將引起流體在不同的溫度的區(qū)之間流動(dòng)的熱能轉(zhuǎn)換成有用功而操作。典型的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)使用熱能以驅(qū)動(dòng)活塞組的協(xié)調(diào)的且往復(fù)的運(yùn)動(dòng)或渦輪葉片組的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；钊蛉~片的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)器或發(fā)生器。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)操作的移動(dòng)部件被包圍在外殼中且機(jī)械地連接到 (例如，通過(guò)軸)外部部件以驅(qū)動(dòng)外部機(jī)器。翼(wing)和翼面(airfoil)利用它們的形狀的優(yōu)勢(shì)以在它們?cè)诹黧w(例如，空氣)中的運(yùn)動(dòng)中獲得空氣動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)。從許多來(lái)源中存在許多可用的翼和翼面設(shè)計(jì)，來(lái)源包括在線的UIUC翼面數(shù)據(jù)庫(kù)和許多更新式的翼面。國(guó)家航空咨詢委員會(huì)(NACA)，其設(shè)計(jì)并測(cè)試了各種翼設(shè)計(jì)且將結(jié)果發(fā)布在系統(tǒng)化的一組表中。這些結(jié)果現(xiàn)在仍有效，其可使用在為許多應(yīng)用設(shè)計(jì)翼中。表基于翼面對(duì)于其流經(jīng)的流體的迎角(angle of attack)提供了翼面的升阻系數(shù)(lift and drag coefficient)。使用這些系數(shù)，升力和阻力(drag force)可使用下列等式計(jì)算1)升力=去(^2乂2)阻力=乂其中，C1是升力系數(shù)，Cd是阻力系數(shù)，P是流體的密度，V是翼面相對(duì)于流體的速度，且A是翼面的面積。升力對(duì)于阻力的比(L/D比)用來(lái)比較翼面或葉片設(shè)計(jì)的效率。升力對(duì)于阻力的比(L/D比)被用作對(duì)于翼面或葉片設(shè)計(jì)利用具體的流體特性以具體的迎角產(chǎn)生升力的效率的測(cè)量。所需要的用來(lái)驅(qū)動(dòng)具有排量為Q的泵的最小輸入功率Pin、流體壓力Ppres和理論壓頭Ht由Pin = QPpres = Qp gHT給出。歐拉渦輪機(jī)關(guān)系可被用來(lái)確定由旋轉(zhuǎn)的葉片的組產(chǎn)生
4的壓頭；壓頭由下式給出
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼，其包括內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間被分為彼此連接的第一部分和第二部分；工作流體和流體結(jié)構(gòu)，所述工作流體填充所述內(nèi)部空間，所述流體結(jié)構(gòu)在操作期間維持所述工作流體在所述第一部分和所述第二部分之間流動(dòng)；以及葉片的組和輸出結(jié)構(gòu)，所述葉片的組定位在所述內(nèi)部空間內(nèi)，在流體流的循環(huán)路徑中， 從而連接所述輸出結(jié)構(gòu)以使所述葉片的組在所述輸出結(jié)構(gòu)物上產(chǎn)生扭矩，使所述輸出結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片的組是升阻比大于1的空氣動(dòng)力葉片， 且升力被用來(lái)產(chǎn)生扭矩。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述輸出結(jié)構(gòu)包括軸，且所述葉片的組被連接到所述軸。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述輸出結(jié)構(gòu)包括所述外殼，并且所述葉片的組被連接到所述外殼。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片的組是可調(diào)節(jié)的，從而控制在所述輸出結(jié)構(gòu)上的扭矩。
6.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼，其包括內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間具有中心部分和連接到所述中心部分的一個(gè)或多個(gè)延伸室；工作流體，其填充所述內(nèi)部空間，在操作期間，所述工作流體經(jīng)過(guò)中心部分流入所述延伸室；以及空氣動(dòng)力葉片的組，其在所述延伸室內(nèi)，且所述空氣動(dòng)力葉片的組的升力被指向以在所述延伸室上產(chǎn)生扭矩，因此使所述外殼旋轉(zhuǎn)，且其中，所述外殼的旋轉(zhuǎn)在所述工作流體上產(chǎn)生離心力，所述離心力使所述工作流體移動(dòng)通過(guò)所述延伸室。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，至少一個(gè)延伸室包括在所述延伸室的與到所述中心部分的連接相對(duì)的一端處的噴嘴，所述工作流體流動(dòng)通過(guò)所述噴嘴。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)噴嘴將所述工作流體指向葉片的第二個(gè)組。
9.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼，其包括內(nèi)部空間；工作流體和流體結(jié)構(gòu)，所述工作流體填充所述內(nèi)部空間，所述流體結(jié)構(gòu)在操作期間使所述工作流體具有螺旋狀流體流動(dòng)；以及螺旋狀葉片的組和輸出結(jié)構(gòu)，所述螺旋狀葉片的組定位在所述內(nèi)部空間內(nèi)，在流體流的循環(huán)路徑中，從而連接所述輸出結(jié)構(gòu)以使所述葉片的組在所述輸出結(jié)構(gòu)物上產(chǎn)生扭矩， 因此使所述輸出結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述外殼是管狀的，且其中，所述輸出結(jié)構(gòu)包括所述外殼，并且所述螺旋狀葉片的組被連接到所述外殼。
11.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼，其包括內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間被分為彼此連接的第一部分和第二部分；工作流體，其填充所述內(nèi)部空間；流體結(jié)構(gòu)，其在操作期間相對(duì)于所述外殼是靜止的且使用所述工作流體的角速度以提高所述工作流體在所述第一部分和所述第二部分之間的流動(dòng)；以及一個(gè)或多個(gè)葉片，其在所述工作流體的流內(nèi)在所述外殼上產(chǎn)生輸出力。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流體結(jié)構(gòu)包括推進(jìn)器。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流體結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)散器。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，在操作期間，溫度差在所述第一部分和所述第二部分之間產(chǎn)生以使溫度。
15.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼，其包圍工作流體，所述外殼從動(dòng)力源接收熱能； 第一區(qū)，其在所述外殼內(nèi)，且被連接以接收熱能；第二區(qū)，其在所述外殼內(nèi)，且使熱消散離開(kāi)所述外殼，以在操作期間使溫度差在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)之間產(chǎn)生；以及在所述外殼內(nèi)的空氣動(dòng)力葉片的組和輸出結(jié)構(gòu)，所述空氣動(dòng)力葉片的組中的每個(gè)具有大于1的升阻比，其中，通過(guò)所述工作流體的運(yùn)動(dòng)從所述空氣動(dòng)力葉片的組產(chǎn)生的升力將所述輸出結(jié)構(gòu)設(shè)置成旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述空氣動(dòng)力葉片的組是可調(diào)節(jié)的，從而控制由所述空氣動(dòng)力葉片的組產(chǎn)生的升力。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)使用帶翼型形狀的截面的最佳地定位的升阻比葉片傳遞流體中的動(dòng)力來(lái)提供扭矩。流體可為液體或氣體。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)配置、流體密度、流體壓力和流體溫度的多種考慮因素是設(shè)計(jì)參量，該設(shè)計(jì)參量可被調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)高的性能。所產(chǎn)生的流體流動(dòng)可被用來(lái)驅(qū)動(dòng)例如輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F02C1/10GK102216590SQ200980146241
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者吳俊龍, 蓋伊·西爾弗 申請(qǐng)人:吳俊龍, 蓋伊·西爾弗