專利名稱：旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)。更具體地說，本發(fā)明涉及以超音 速排放氣態(tài)推力物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
通過射流的反作用力來產(chǎn)生動力已經(jīng)久已為人公知。例如，
Goddard的美國專利No. 2，637，166公開了 一種渦輪機(jī)，其中使用高速 流體的反用作力來實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)。Howard的美國專利No. 2，603，947公開了一種用于在連續(xù)燃燒式發(fā)電機(jī)中旋轉(zhuǎn)的沖壓噴氣發(fā) 動機(jī)裝置。Goddard的美國專利No. 2，544，420 乂>開了 一種用來在推進(jìn) 設(shè)備中提供旋轉(zhuǎn)動力的燃燒室，例如提供驅(qū)動螺旋槳軸的旋轉(zhuǎn)動力。 Hart的美國專利No. 2,499,863公開了 一種旋轉(zhuǎn)式噴氣推進(jìn)馬達(dá)。
近來，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)在旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了改進(jìn)， 為此他已經(jīng)獲得了于1995年4月25日授權(quán)的美國專利No. 5，408，824 、 于1996年10月1日授權(quán)的美國專利No. 5,560,196以及于2003年12 月30日授權(quán)的美國專利No. 6,668,539，這些專利的全文通過援引并入 本申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種超音速旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)，其具有轉(zhuǎn)子，所 述轉(zhuǎn)子使氣態(tài)的冷卻物質(zhì)經(jīng)過推力排放通道的邊界壁，以維持該壁的 溫度低于該壁在其他情形下將經(jīng)受的溫度。在本發(fā)明的一個方面中， 提供了一種旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸線，所述轉(zhuǎn)子適 于并且構(gòu)造成繞所述轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)；多個推力物質(zhì)通道；以及多個冷 卻通道。各所述推力物質(zhì)通道均包括會聚區(qū)域、發(fā)散區(qū)域以及出口。
另外，各所述推力物質(zhì)通道至少部分由透氣壁定界。各所述推力物質(zhì) 通道的所述出口適于并且構(gòu)造成通過在所述轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生繞所述轉(zhuǎn)子軸 線的轉(zhuǎn)矩的方式，將氣態(tài)流體排放到位于所述轉(zhuǎn)子外部的排出環(huán)境中。
會聚區(qū)域之間。各所述冷卻通道與相應(yīng)的一個推力物質(zhì)通道經(jīng)由至少 部分定界該相應(yīng)推力物質(zhì)通道的所述透氣壁而流體連通。
在本發(fā)明的另一方面中， 一種方法包括提供轉(zhuǎn)子的步驟。所述轉(zhuǎn) 子包括軸線、多個推力物質(zhì)通道、多個冷卻通道以及至少一個透氣壁， 所述至少一個透氣壁將所述推力物質(zhì)通道中的至少一個與所述多個冷 卻通道中的至少一個隔開。該方法還包括以如下方式使氣態(tài)推力物質(zhì)
通過所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟該方式使得所述氣態(tài)推力物質(zhì) 相對于所述轉(zhuǎn)子以超音速從所述轉(zhuǎn)子排出，并且這種排出在所述轉(zhuǎn)子 上產(chǎn)生繞所述軸線的轉(zhuǎn)矩。所述氣態(tài)推力物質(zhì)在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)具有平均 靜態(tài)溫度。該方法還包括以如下方式使氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿著所述轉(zhuǎn)子的 冷卻通道行進(jìn)的步驟該方式使得所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)的至少一些穿過 所述轉(zhuǎn)子的所述至少一個透氣壁，并且進(jìn)入至少一個所述推力物質(zhì)通 道。所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)在所述冷卻通道中的平均靜態(tài)溫度低于所述氣 態(tài)推力物質(zhì)的平均靜態(tài)溫度。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)和特征，但是通過參考接 下來的附圖以及對優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可以更完整且更徹底地 理解本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子的優(yōu)選實(shí)施方式的 透視圖，其示出了轉(zhuǎn)子的前側(cè)、頂側(cè)及右側(cè)。
圖2是圖1中所示轉(zhuǎn)子的透視圖，其示出了轉(zhuǎn)子的后側(cè)、頂側(cè)和 右側(cè)。
圖3是圖1和圖2中所示轉(zhuǎn)子的俯視圖。 圖4是圖1至圖3中所示轉(zhuǎn)子的主視圖。
圖5是圖1至圖4中所示轉(zhuǎn)子的剖視圖，其沿圖4中所示的線5-5 剖開。
圖6是圖1至圖5中所示轉(zhuǎn)子的透視圖，其示出了轉(zhuǎn)子的后側(cè)、 頂側(cè)和左側(cè)，其中移除了后主體部以顯示轉(zhuǎn)子內(nèi)部的細(xì)節(jié)。
圖7是圖1至圖6中所示轉(zhuǎn)子的透氣管組件和進(jìn)氣增壓部的透視圖。
圖8是圖7中所示管組件的俯視圖。
圖9是圖7和圖8中所示管組件的主視圖。
圖IO是圖1至圖6中所示轉(zhuǎn)子的管組件的支路的透視圖，并且圖 中具有剖開的細(xì)節(jié)，以顯示管組件的支路的噴嘴的內(nèi)部。
說明書文字部分中的附圖標(biāo)記表示所有附圖中所示的對應(yīng)項(xiàng)目。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子20的優(yōu)選實(shí)施方式整體上示于圖1至圖5。轉(zhuǎn) 子20構(gòu)造成適于以產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞軸線A旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的方式，從多 個推力物質(zhì)通道22排出高速的氣態(tài)推力物質(zhì)。
轉(zhuǎn)子20優(yōu)選包括前主體部24、后主體部26、管組件28、密封環(huán) 30以及箍緊環(huán)32。前主體部24和后主體部26優(yōu)選地由堅實(shí)的鈦10-2-3 機(jī)加工而成。前主體部24和后主體部26構(gòu)成了轉(zhuǎn)子20的主體的一大 部分，并且支撐管組件28。后主體部26包括與轉(zhuǎn)子軸線對齊的軸接 頭34、多個繞轉(zhuǎn)子軸線呈圓周布置的通孔36、以及與轉(zhuǎn)子軸線對齊并 與軸接頭相對的圓形凹部38。在后主體部26中還形成有多個槽或溝 道，這些槽或溝道與前主體部24中的槽或溝道一起形成了流體通道， 并且提供用于管組件28的空間。前主體部24包括多個繞轉(zhuǎn)子軸線呈 圓周布置的帶螺紋的盲孔40以及與轉(zhuǎn)子軸線對齊的圓形突起42。前 主體部24和后主體部26彼此緊固，使得前主體部的圓形突起42位于 后主體部的凹部38中。另外，螺栓(未示出)延伸穿過后主體部26 的通孔36，并且與前主體部24中的帶螺紋的盲孔40螺紋接合。此外， 前主體部24和后主體部26繞著其外周彼此焊接到一起。
管組件28優(yōu)選地包括進(jìn)氣增壓部46和七個相同的支路44。管組 件28的各部件能夠透氣。優(yōu)選地，管組件28的各部件由燒結(jié)的鈥 6-2-4-2形成，并且具有大約80%的燒結(jié)密度。各支路44大致為管狀， 且優(yōu)選地包括噴嘴48、彎曲部50以及直部52，其與進(jìn)氣增壓部46 一起形成轉(zhuǎn)子20的一個推力物質(zhì)通道22。噴嘴48和彎曲部50優(yōu)選 地形成在一起成為單一件，而直部52和進(jìn)氣增壓部46則為分開的構(gòu) 件。各支路44的噴嘴48構(gòu)造成使得推力物質(zhì)通道22在噴嘴內(nèi)的部分 的橫截面積先減小然后再由此向下游增大。這樣，噴嘴48是會聚-發(fā) 散噴嘴，其適于在可壓縮流從其經(jīng)過時使可壓縮流從亞音速加速到超 音速。優(yōu)選地，經(jīng)由現(xiàn)有技術(shù)中公知的任意標(biāo)準(zhǔn)方法，將噴嘴48的發(fā) 散區(qū)域的壁的孔隙率制造成小于各相應(yīng)支路44的其余部分的孔隙率。 噴嘴48的外部優(yōu)選地包括多個大致環(huán)形的肋狀突起54，肋狀突起54 之間形成空隙。類似地，彎曲部50的外部包括部分包繞推力物質(zhì)通道 22的肋狀突起54。彎曲部50優(yōu)選地使推力物質(zhì)通道22的方向轉(zhuǎn)向大 約90度，更優(yōu)選地轉(zhuǎn)向87.5度。直部52將彎曲部50的上游端結(jié)合 至進(jìn)氣增壓部46。直部52和彎曲部50優(yōu)選地通過套筒接頭彼此連接。 直部52的外部優(yōu)選地包括筆直延伸的多個肋狀突起54。進(jìn)氣增壓部 46呈杯狀，且具有多個用于管組件28的支路44的開口。進(jìn)氣增壓部 46的外部也優(yōu)選地包括彼此平行、且繞進(jìn)氣增壓部沿周向隔開的肋狀 突起54。進(jìn)氣增壓部46的閉合的后端的外部優(yōu)選地包括環(huán)形的肋狀 突起54。
密封環(huán)30優(yōu)選地由堅實(shí)的鈦10-2-3形成，并且以如下方式連接 至前主體部24:該方式使得密封環(huán)環(huán)繞進(jìn)氣增壓部46的開口端，并 且位于進(jìn)氣增壓部46的開口端的前方。從圖1和圖5中可以看到，密 封環(huán)30的內(nèi)表面的后部優(yōu)選地倒角，以產(chǎn)生延伸通過密封環(huán)、并且在 進(jìn)氣增壓部46和轉(zhuǎn)子20的前主體部24的周圍壁之間延伸的流體通 道。
箍緊環(huán)32優(yōu)選地由碳纖維復(fù)合材料制成，并且環(huán)繞轉(zhuǎn)子20的前 主體部24。箍緊環(huán)32構(gòu)造成在任意具體旋轉(zhuǎn)速度下的徑向擴(kuò)張都小
于轉(zhuǎn)子20的前主體部24在同樣的旋轉(zhuǎn)速度、沒有箍緊環(huán)的情況下的 徑向擴(kuò)張。這樣，箍緊環(huán)32構(gòu)造成用來抵消在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中如果沒 有箍緊環(huán)轉(zhuǎn)子20的前主體部24中的徑向拉應(yīng)力中的一些。
轉(zhuǎn)子20優(yōu)選地還包括用于其各個噴嘴48的噴嘴板56和噴嘴護(hù)罩 58。各個噴嘴56和噴嘴護(hù)罩58優(yōu)選地均由燒結(jié)的鈦6-2-4-2形成，并 且具有大約80%的燒結(jié)密度，從而使得各個噴嘴板和各個噴嘴護(hù)罩能 夠透氣。各個噴嘴板56圍繞相應(yīng)噴嘴48的推力物質(zhì)出口，并且優(yōu)選 地焊接到其上，并且焊接至轉(zhuǎn)子20的前主體部24和后主體部26。各 噴嘴護(hù)罩58優(yōu)選包裹在相應(yīng)噴嘴板56的徑向最外部上，并且覆蓋相 應(yīng)噴嘴48的徑向最外端邊緣。各噴嘴護(hù)罩58優(yōu)選地焊接至相應(yīng)的噴 嘴板56,并且焊接至轉(zhuǎn)子20的前主體部24和后主體部26。
如上所述組裝的轉(zhuǎn)子20包括多個推力物質(zhì)通道22，各推力物質(zhì) 通道22通過密封環(huán)30延伸入轉(zhuǎn)子，并且延伸入進(jìn)氣增壓部46，然后 分叉延伸入轉(zhuǎn)子的多個管狀支路44，最終通過噴嘴48從轉(zhuǎn)子中引出。 轉(zhuǎn)子20的管組件28的各部件通過他們的肋狀突起54支撐，轉(zhuǎn)子的前 主體部24和后主體部26大致圍繞所述肋狀突起54并與之接合。多個 冷卻通道60也延伸穿過轉(zhuǎn)子20。各冷卻通道60延伸穿過密封環(huán)30, 然后通過經(jīng)過所述密封環(huán)和進(jìn)氣增壓部的最前緣之間的環(huán)狀間隙，在 進(jìn)氣增壓部和轉(zhuǎn)子20的前主體部24之間徑向地延伸進(jìn)入進(jìn)氣增壓部 46的肋狀突起54之間的空間。冷卻通道60然后分叉，各支路在管組 件28的支路44的相應(yīng)直部52的肋狀突起54之間的空隙中行進(jìn)。冷 卻通道60然后進(jìn)入部分圍繞管組件28的支路44的相應(yīng)彎曲部50和 噴嘴48延伸、并且在其肋狀突起中的空隙之間延伸的空腔。通過經(jīng)過 管組件28的透氣材料并且進(jìn)入排出物質(zhì)通道22;或者通過穿過噴嘴 板56和噴嘴護(hù)罩58的透氣材料直接進(jìn)入徑向環(huán)繞轉(zhuǎn)子20的排出環(huán)境 中，氣態(tài)冷卻物質(zhì)可以離開冷卻通道60。
在操作時，加壓的氣態(tài)推力物質(zhì)和氣態(tài)冷卻物質(zhì)通過位于轉(zhuǎn)子前 方的密封環(huán)30被強(qiáng)制送入轉(zhuǎn)子20中。這一點(diǎn)優(yōu)選地通過兩個固定的 圓柱形管(未示出)來實(shí)現(xiàn)，這兩個固定的圓柱形管環(huán)套地取向且彼
此隔開；氣態(tài)推力物質(zhì)經(jīng)過最內(nèi)管，氣態(tài)的冷卻物質(zhì)經(jīng)過兩管之間的 徑向空間。外部固定管的外徑優(yōu)選地略小于密封環(huán)30的內(nèi)徑，并且外
部固定管優(yōu)選地在未達(dá)到密封環(huán)的倒角的位置終止。內(nèi)固定管的外徑: 優(yōu)選地略小于進(jìn)氣增壓部46的內(nèi)徑，并且內(nèi)固定管優(yōu)選地稍許延伸到 進(jìn)氣增壓部中。這樣，氣態(tài)推力物質(zhì)和氣態(tài)冷卻物質(zhì)整體上分別通入 推力物質(zhì)通道22和冷卻通道60中。穿過轉(zhuǎn)子20的氣態(tài)推力物質(zhì)優(yōu)選 具有大約45磅/平方英寸(psia)的靜壓，但是以總壓為大約60psia 的速度經(jīng)過轉(zhuǎn)子。穿過轉(zhuǎn)子20的氣態(tài)冷卻物質(zhì)當(dāng)在冷卻通道60中時 優(yōu)選具有大約55psia的總壓，靜壓最多僅小幾psi;并且具有比氣態(tài) 推力物質(zhì)低的靜態(tài)溫度。由于流體的靜壓差， 一些氣態(tài)冷卻物質(zhì)從冷 卻通道60穿過管組件28的透氣壁，進(jìn)入推力物質(zhì)通道22。另外，一 些氣態(tài)冷卻物質(zhì)從冷卻通道60穿過透氣的噴嘴板56和噴嘴護(hù)罩58 進(jìn)入排出環(huán)境中。這樣，穿過轉(zhuǎn)子20的冷卻通道60的冷卻物質(zhì)將管 組件28維持在比氣態(tài)推力物質(zhì)的溫度低得可以接受的溫度，并且防止 轉(zhuǎn)子20的前主體部24和后主體部26達(dá)到將會有損其強(qiáng)度的溫度。
經(jīng)過轉(zhuǎn)子20的氣態(tài)推力物質(zhì)經(jīng)由管組件28的噴嘴48加速至超音 速，并且相對于轉(zhuǎn)子優(yōu)選地以2.0至4.0、更優(yōu)選2.7至3.2的馬赫數(shù) 離開噴嘴進(jìn)入排出環(huán)境。應(yīng)當(dāng)理解的是，各噴嘴48的發(fā)散區(qū)域與管組 件28的相應(yīng)支路44的其余部分相比降低了的孔隙率限制了冷卻物質(zhì) 穿過噴嘴的發(fā)散區(qū)域的壁進(jìn)入推力物質(zhì)通道22的流動，從而防止這種 流動不利地影響在噴嘴的發(fā)散區(qū)域中的推力物質(zhì)流的邊界層。轉(zhuǎn)子優(yōu) 選地由可旋轉(zhuǎn)的軸(未示出)支撐，并且經(jīng)由轉(zhuǎn)子的后主體部26的軸 接頭34固定至該旋轉(zhuǎn)軸。通過從轉(zhuǎn)子20中排出氣態(tài)推力物質(zhì)而產(chǎn)生 的合成轉(zhuǎn)矩優(yōu)選以40000至60000轉(zhuǎn)/分鐘(RPM )的速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn) 子。然后轉(zhuǎn)矩經(jīng)所述軸傳遞至發(fā)電機(jī)或者其他能量轉(zhuǎn)換裝置，在此被 轉(zhuǎn)換為有用的能量。
雖然已經(jīng)參考了具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前 面所述，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述說明中包含的或者附圖中所示的所有對 象應(yīng)當(dāng)解釋為示意性的而非限制性的；在不脫離由所附權(quán)利要求書所
限定的本發(fā)明的范圍的情況下本發(fā)明可以有各種改型和變體。因此， 應(yīng)當(dāng)理解其他可能的變體和改型。
另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在權(quán)利要求書中或者是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施方式的上述說明中介紹構(gòu)件時，術(shù)語"包括"、"具有" 都是開放式 的，其意味著還可能有除了所列構(gòu)件之外的其他構(gòu)件。類似地，術(shù)語 "部分"應(yīng)當(dāng)理解成意味著符合要求的某些或所有項(xiàng)目或構(gòu)件。
權(quán)利要求
1、一種旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸線，所述轉(zhuǎn)子適于并且構(gòu)造成繞所述轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)；多個推力物質(zhì)通道，各推力物質(zhì)通道均包括會聚區(qū)域、發(fā)散區(qū)域以及出口，各推力物質(zhì)通道至少部分被透氣壁定界，各推力物質(zhì)通道的所述出口適于并且構(gòu)造成通過在所述轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生繞所述轉(zhuǎn)子軸線的轉(zhuǎn)矩的方式，將氣態(tài)流體排放到位于所述轉(zhuǎn)子外部的排出環(huán)境中；各所述推力物質(zhì)通道的所述發(fā)散區(qū)域位于相應(yīng)推力物質(zhì)通道的出口和會聚區(qū)域之間；以及多個冷卻通道，各冷卻通道與相應(yīng)的一個推力物質(zhì)通道經(jīng)由至少部分地定界該相應(yīng)推力物質(zhì)通道的所述透氣壁而流體連通。
2、 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子還包括位于各推力 物質(zhì)通道和各冷卻通道中的氣態(tài)流體，所述推力物質(zhì)通道中的所述氣 態(tài)流體具有 一最小總壓，所述冷卻通道中的所述氣態(tài)流體具有 一最大 總壓，所述最小總壓大于所述最大總壓。
3、 如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述推力物質(zhì)通道中的所述 氣態(tài)流體具有一最大靜態(tài)溫度，所述冷卻通道中的所述氣態(tài)流體具有 一最大靜態(tài)溫度，所述推力物質(zhì)通道中的所述氣態(tài)流體的所述最大靜態(tài)溫度高于所述冷卻通道中的所述氣態(tài)流體的所述最大靜態(tài)溫度。
4、 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子還包括進(jìn)氣增壓部， 所述進(jìn)氣增壓部與位于所述轉(zhuǎn)子外部的進(jìn)氣環(huán)境流體連通，并且形成 各推力物質(zhì)通道的合為一體的上游部。
5、 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子，其中，各透氣壁由燒結(jié)金屬形成。
6、 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子，其中，各透氣壁呈管狀并且包括多 個肋，所述肋以在所述肋間形成空隙的方式向外突起；所述冷卻通道 具有包括各透氣壁的所述肋之間的空隙的組合起來的容積。
7、 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子，其中，各推力物質(zhì)通道完全由透氣 壁定界。
8、 如權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子，其中，各冷卻通道通過至少一個透 氣壁與排出環(huán)境直接流體連通。
9、 一種方法，包括提供轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括軸線、多個推力物質(zhì)通道、多個冷卻通道以及至少一個透氣壁，所述至少一個透氣壁將所述推力物質(zhì)通道中 的至少一個與所述多個冷卻通道中的至少一個隔開；以如下方式使氣態(tài)推力物質(zhì)通過所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道該方 式使得氣態(tài)推力物質(zhì)相對于所述轉(zhuǎn)子以超音速從所述轉(zhuǎn)子排出，并且 這種排出在所述轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生繞所述軸線的轉(zhuǎn)矩；所述氣態(tài)推力物質(zhì)在 所述轉(zhuǎn)子內(nèi)具有平均靜態(tài)溫度；以如下方式使氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿著所述轉(zhuǎn)子的冷卻通道行進(jìn)使得 所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)的至少一些穿過所述轉(zhuǎn)子的所述至少一個透氣壁， 并且進(jìn)入至少一個所述推力物質(zhì)通道；所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)在所述冷卻
10、如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài);力物質(zhì)經(jīng)過第一入口進(jìn)入所述轉(zhuǎn)子。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，使所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿所述轉(zhuǎn)子的冷卻通道行進(jìn)的步驟包括使所有的氣態(tài)冷卻物質(zhì)經(jīng)過第二入 口進(jìn)入所述轉(zhuǎn)子。
12、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿所 述轉(zhuǎn)子的冷卻通道行進(jìn)的步驟還以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)冷卻 物質(zhì)的至少一些在不進(jìn)入所述推力物質(zhì)通道的情況下離開所述轉(zhuǎn)子。
13、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，提供轉(zhuǎn)子的步驟以下述方 式進(jìn)行，使得各推力物質(zhì)通道的至少一部分由透氣的、且外部上形 成有多個肋狀突起的管狀構(gòu)件形成，并且，所述透氣壁是所述管狀構(gòu) 件的部分，并且每個所述冷卻通道在至少一個所述管狀構(gòu)件的肋狀突 起之間延伸。
14、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，提供所述轉(zhuǎn)子的步驟包括 將材料塊彼此燒結(jié)從而形成所述透氣壁。
15、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述轉(zhuǎn)子相對 于地5求繞所述軸線以40000 RPM至60000 RPM的速度旋轉(zhuǎn)。
16、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)推力 物質(zhì)在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)具有平均總壓；并且，使所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿所述 轉(zhuǎn)子的冷卻通道行進(jìn)的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)冷卻物質(zhì) 在所述冷卻通道內(nèi)具有小于所述氣態(tài)推力物質(zhì)的平均總壓的平均總 壓。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)推力 物質(zhì)的總壓超過50 psia。
18、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟還以下述方式進(jìn)行，使得所述超音速 具有2.0至4.0的馬赫數(shù)。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述超音速具 有2.7至3.2的馬赫數(shù)。如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述氣態(tài)推力物質(zhì)通過 所述轉(zhuǎn)子的推力物質(zhì)通道的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)推力 物質(zhì)具有通過所述轉(zhuǎn)子的質(zhì)量流量；并且，使所述氣態(tài)冷卻物質(zhì)沿所 述轉(zhuǎn)子的冷卻通道行進(jìn)的步驟以下述方式進(jìn)行，使得所述氣態(tài)冷卻物 質(zhì)的通過所述轉(zhuǎn)子的質(zhì)量流量小于所述氣態(tài)推力物質(zhì)的質(zhì)量流量的 5%。
全文摘要
一種超音速旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括旋轉(zhuǎn)軸線，轉(zhuǎn)子適于且構(gòu)造成繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；多個推力物質(zhì)通道；以及多個冷卻通道。各推力物質(zhì)通道至少部分由透氣壁定界。各推力物質(zhì)通道的出口適于且構(gòu)造成通過在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生繞轉(zhuǎn)子軸線的轉(zhuǎn)矩的方式，將氣態(tài)流體排放到位于轉(zhuǎn)子外部的排出環(huán)境中。各冷卻通道與相應(yīng)的一個推力物質(zhì)通道經(jīng)由至少部分定界相應(yīng)推力物質(zhì)通道的透氣壁而流體連通。
文檔編號F02K99/00GK101389849SQ200780006672
公開日2009年3月18日 申請日期2007年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月3日
發(fā)明者A·D·施洛特 申請人:創(chuàng)新能量公司