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CN107191229A - 旋转喷射器、发电系统和电动机、及其制造和使用方法 - Google Patents

旋转喷射器、发电系统和电动机、及其制造和使用方法 Download PDF

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CN107191229A
CN107191229A CN201710144421.5A CN201710144421A CN107191229A CN 107191229 A CN107191229 A CN 107191229A CN 201710144421 A CN201710144421 A CN 201710144421A CN 107191229 A CN107191229 A CN 107191229A
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Abstract

本文公开了一种旋转式装置（例如，旋转喷射器）、发电系统、及其制造和使用的方法。所述旋转喷射器包括中心轴线或轴，其配置用于接收至少一种流体的入口，以及数个与所述入口流体连通的径向臂，其配置用于围绕所述中心轴线或轴转动。每个径向臂具有位于其末端的喷嘴和位于所述入口和喷嘴之间的弧度。所述径向臂至少部分地从所述中心轴线或轴呈放射状地伸出，并配置用于当所述流体进入所述入口并通过所述径向臂时，或者当旋转力施加到所述中心轴线或轴时转动。每个喷嘴可以具有开口，其朝向远离所述径向臂的转动的方向或者朝向平行于所述中心轴线或轴的方向。

Description

旋转喷射器、发电系统和电动机、及其制造和使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求分别于2016年3月14日、2016年4月8日、和2016年5月12日提交的美国临时专利申请62/389,963、62/390,756、和62/391,841号的权益，其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本发明通常涉及旋转式装置、发电和电驱动装置(例如，电动机)领域。更具体地，本发明的实施方式涉及一种新的旋转式流体输送器(例如，“旋转喷射器”)、包括该旋转式流体输送器的发电系统和电动机、及其制造和使用方法。
背景技术
大多数常规发电涉及引擎和马达。然而，这些技术通常需要可燃材料(例如，燃料、油和/或煤)和昂贵的设备(例如，在购买价格和维护费用方面)。此外，这种材料和设备可能占用多空间，需要使用大量土地或不动产并增加成本。而且，这些技术可能导致空气和噪音污染以及全球变暖。因此，需要更高效和更可靠的技术来推进车辆并产生能量和/或电力。
本“背景技术”部分仅用于提供背景信息。本“背景技术”部分中的陈述不是对本“背景技术”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景技术”部分中的任何部分都不能视为承认本申请的任何部分(包括本“背景技术”部分)构成本公开的现有技术。
发明内容
本发明涉及一种新的旋转式装置(例如，旋转喷射器)、包括该旋转式装置的发电系统和电动机、及其制造和使用方法。本旋转喷射器有利地产生或使用旋转的驱动力来产生电(在一些情况下，不需要可燃材料)并高效地输送或移动诸如空气或水这样的流体。本旋转喷射器还有利地使用自放大旋转运动或移动，其可以增大所述装置的净推力。因此，与诸如引擎这样的传统发电设备相比，本旋转喷射器可以更高效且具有更少的磨损，并且可以因这样的磨损而具有更少和更便宜的部件。
一方面，本发明涉及一种旋转式装置，其包括中心轴线或轴，其配置用于接收至少一种流体的入口，以及数个与所述入口流体连通的径向臂，其配置用于围绕所述中心轴线或轴转动。每个径向臂具有位于其末端的喷嘴和位于所述入口和喷嘴之间的弧度。所述径向臂至少部分地从所述中心轴线或轴呈放射状地伸出，并当所述流体进入所述入口并通过所述径 向臂时，和/或当旋转力施加到所述中心轴线或轴时转动。每个喷嘴具有朝向远离所述径向臂转动的方向的开口。在本发明的示例性实施方式中，所述流体流过所述喷嘴的角度可以垂直于或者大体上垂直于所述中心轴线或轴和/或当所述流体从所述入口进入所述径向臂时所述流体的角度。所述流体可以包括空气、蒸汽、水、燃烧或燃爆气体、化学反应气体、冷媒、或者制冷剂。
在本发明的各种实施方式中，所述旋转式装置(例如，旋转喷射器)包括截下的大号的喇叭口状形结构。在示例性的实施方式中，所述旋转喷射器进一步包括至少一个在所述径向臂上的空气动力学表面。所述空气动力学表面配置用于减少所述径向臂的空气阻力。在示例性的实施方式中，每个所述径向臂都包括弯曲的管状臂。所述径向臂彼此之间可以被360°/n相等地隔开，其中n等于所述径向臂的数量。
在一些实施方式中，所述入口可以包括数个开口。所述数个开口中的每一个可以连接到对应的和/或单一的旋转臂。或者，所述入口可以具有单个开口，与所有的径向臂流体连通。在这种可供选择的实施方式中，所述装置可以进一步包括将所述入口流体地连通到所述径向臂(例如，其上的入口)的岐管。在一些实施方式中，所述入口可以沿着所述径向臂围绕所述中心轴线或轴转动。在进一步的实施方式中，所述中心轴线或轴被空隙或间隙围绕。所述空隙或间隙可以位于所述中心轴线或轴与所述入口或岐管(例如，其内表面)之间。
在本发明的一些实施方式中，所述装置可以包括机械功单元，其可以配置用于从所述中心轴线或轴接收旋转动能或者旋转力。在此种实施方式中，所述机械功单元可以包括发电机或者引擎。例如，在发电系统中(比如包括本旋转喷射器的液压，气或风能发电机)，所述机械功单元包括电力发电机。或者，所述机械功单元可以配置用于施加所述旋转力到所述中心轴线或轴。因此，在进一步的实施方式中，所述装置可以包括马达，其配置用于提供或产生所述施加到所述中心轴线或轴的旋转力。
在附加的或者供选择的实施方式中，所述装置可以包括流体输送器(例如，其配置用于将所述流体从邻近或贴近所述入口的位置移动到邻近或贴近所述喷嘴的位置)。包括本发明的装置的示例性流体输送器可以包括泵，空气压缩机，真空清洁器，水泵，涡轮增压器，引擎，或者喷水推进式运载工具。所述流体输送器还可以包括用于马达或者引擎的平台或者基础，所述马达或引擎用于基于车辆运输(例如，诸如汽车，客车，卡车等的地面运输；诸如船或艇舰的水路运输；诸如飞机，无人机等的空中运输)。
本发明的另一方面涉及一种转换能量的方法，其包括在入口接收流动的流体，使所述流体从所述入口通过数个径向臂，并通过位于每个所述径向臂的末端的喷嘴排出所述流体从 而转动所述径向臂。所述转动的径向臂施加旋转力到连接于所述入口和所述径向臂中至少一者上的中心轴线或轴，并且所述旋转力被转换为机械功或电能。每个喷嘴具有朝向远离所述径向臂转动的方向的开口。在示例性的实施方式中，所述流体从与所述旋转推力和/或旋转力的方向相反的方向离开所述喷嘴，和/或该方向的角度垂直于或者大体上垂直于所述中心轴线或轴。
在各种实施方式中，所述方法进一步包括反应、加热或者燃烧一种或多种物质以形成至少部分的所述流动的流体。所述流体可以因此包括空气、蒸汽、水、燃烧或燃爆气体、化学反应气体、冷媒、或者制冷剂。
本发明进一步涉及一种输送流体的方法，其包括施加旋转力到中心轴线或轴，所述中心轴线或轴有效地连接到数个至少部分地从所述中心轴线或轴呈放射状地伸出的径向臂，将所述流体吸入到与所述数个臂流体连通的入口中，所述数个臂配置用于当所述旋转力施加到所述中心轴线或轴上时接收所述流动的流体，并且通过位于每个臂末端的喷嘴排出所述流体。每个喷嘴具有朝向远离所述径向臂转动的方向的开口。此种方法作为一种用于水泵，空气压缩机，真空清洁器等的平台或基础是有用的。
在所述输送流体的方法的示例性实施方式中，所述流体可以包括空气或水，并且所述方法包括移动运载工具，连接多所述运载工具或者在其中的马达施加所述旋转力到所述中心轴线或轴。所述入口可以(i)浸入所述水中或者(ii)朝向所述运载工具的推进方向。
本旋转喷射器可以适用于发电(例如，液压能，气[燃烧]能，或者风能)，流体输送装置(例如，真空泵，真空清洁器，水泵，空气压缩机或者喷水器)或者其他机械驱动的应用(例如，研磨或者使用空气或水喷射推进的各种类型的运载工具，比如汽车，船，舰，飞机，无人机等)。因此，所述新的旋转喷射器可以结合到传统发电系统，流体输送装置，以及机械驱动应用中，而不需要大量的设计更改或者过多的成本。而且，本发明可以提供连续的能量供应而没有重大的污染或者环境影响。
与传统的流体输送器或者能量转换器相比，本旋转喷射器的优势在于相对简单。具有少至一个活动部件使本发明相对容易维护并易于修建。本旋转喷射器具有成本与功能的卓越平衡，并且基于相对简单的设计，其表现相当好并且成本相对较低或者最低。本旋转喷射器可以使用广泛地和/或天然可得的流体(例如，空气，蒸汽，水，以及其他气体和液体)来运转。本发明的这些以及其他优势将通过下文对各种实施例的详细描述而变得显而易见。
附图说明
图1A是根据本发明的一个或多个实施例的示例性旋转装置(例如,旋转喷射器)的横 截面图。
图1B是图1A的示例性旋转装置的俯视图。
图2A是根据本发明的一个或多个实施例的另一示例性旋转装置(例如,旋转喷射器)的横截面图。
图2B是图2A的示例性旋转装置的俯视图。
图3A是根据本发明的一个或多个实施例的旋转喷射器原型的前视图。
图3B是图3A的旋转喷射器原型的透视图。
图4A-B是根据本发明的一个或多个实施例的又一示例性旋转喷射器的横截面图。
图4C是图4A-B的示例性旋转喷射器的仰视图。
图5是根据本发明的一个或多个实施例的示例性旋转喷射器的一部分的剖面平面图。
图6是根据本发明的一个或多个实施例的又一示例性旋转喷射器的横截面图。
图7A是根据本发明的一个或多个实施例的又一示例性旋转喷射器的横截面图。
图7B是图7A的示例性旋转喷射器的俯视图。
图8A-C是各种具有示例性旋转喷射器的能量转换器的横截面图，其中图8A是根据本发明的一个或多个实施例的液压发电机的横截面图，图8B是根据本发明的其它实施例的基于气体的发电机的横截面图，而图8C是根据本发明的一个或多个另外的实施例的风能发电机的横截面图。
图9为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性真空泵的部分。
图10为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性真空吸尘器的部分。
图11为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性水泵。
图12为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性空气压缩机。
图13为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性涡轮增压器。
图14为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性基于旋转喷射的发动机。
图15为横截面图，其示出了根据本发明的实施例的示例性喷水式推进运载工具(例如，船)。
图16为横截面图，其示出了根据本发明的实施例的另一示例性喷水式推进运载工具(例如，汽车)。
图17为横截面图，其示出了用于图16的喷水式推进运载工具的示例性电离销。
图18为横截面图，其示出了根据本发明的一个或多个实施例的另一示例性基于旋转喷射的发动机。
具体实施方式
下文将对本发明的各个实施例进行详细介绍，其示例将通过附图举例阐明。虽然本发明将结合下文的实施例进行描述，应当理解的是，这些说明并不是为了将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明旨在涵盖那些可能包括在本发明的主旨和范围内的替换、修改和等同物。而且，在下文的详细说明中，对许多具体细节进行了阐明以便于对本发明的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不采用这些具体细节来实施。在其他实例中，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件、和材料以免本发明的相关方面被不必要地掩盖。
因此，本发明的实施例的技术方案将结合下文的实施例的附图进行全面和清楚地描述。应当理解的是，这些描述并不是为了将本发明限制在这些实施例中。基于本发明已描述的实施例，本领域的技术人员能够在不做出创造性贡献的情况下获得其他实施例，而这些都在本发明所获取的法律保护范围之内。
而且，本文公开的所有的特征、措施或处理(除非特征和/或处理相互排斥)能够以任意方式结合并结合成任何可能的组合。除非另有说明，本说明书、权利要求书、摘要、和附图中公开的特征能够被其他等效特征或具有相似目标、目的和/或功能的特征替代。每一特征通常仅是本文公开的发明的一种实施例。
本发明的实施例涉及一种旋转装置(例如，旋转喷射器)及其制造和使用方法。本旋转喷射器可以有利地用于发电系统、马达、能量转换器、和/或流体输送器。与传统的能量/电力生成系统和电动机相比，本旋转喷射器有利于更简单并且更容易制造和修理，因为其可以具有少至一个移动部件(例如，组合的轴/杆和径向臂)，并且可以使用便宜、成熟和广泛可得的材料和技术。本旋转喷射器有利于利用一种“自放大”旋转运动来生成旋转的驱动力和/或减少旋转和其它机械阻力，并增大净推力。因此，与传统发电设备相比，本旋转喷射器可以在环境方面更清洁，更高效并遭受更少的磨损，并且可以因这样的磨损而具有更少和更便宜的部件。
一种示例性旋转喷射器
图1A-1B示出了根据本发明的实施例的示例性旋转装置(例如，旋转喷射器)100。旋转喷射器100通常包括中心轴或轴101，构造成接收至少一种流体(例如，可流动流体)的入口(例如，流体入口)105，从入口105径向延伸的多个径向臂(例如，旋转臂)110a-d，以 及在每个旋转臂110a-d的远端处的喷嘴115a-d。径向臂110a-d在入口105和喷嘴115a-d之间具有弧形，并且径向臂110a-d构造成当流体进入入口105并且通过臂110a-d时，或者当旋转力施加到中心轴线或轴101时旋转。例如，每个旋转臂110a-b为弯曲的或圆形的并且为管状的或大体上为管状的。此外，每个喷嘴115a-d具有背离径向臂110a-d的旋转方向的开口。
图1A是示例性旋转喷射器100的横截面图。中心轴线或轴101沿着旋转喷射器100的中心轴放置并因此可以为径向臂110a-d定义旋转轴。在一些实施例中，中心轴线或轴101贯穿旋转喷射器100的歧管部分130的下级或朝后表面。在其它实施例中，中心轴线或轴101可以贯穿入口105中的开口106。在进一步的实施例中，中心轴线或轴101贯穿开口106和歧管130二者。
入口105接收至少一种流体并通过歧管130将该流体提供给数个径向臂110a-b。在示例性的实施例中，入口105，歧管130和臂110a-d是整体的(例如，一集成件)，并且入口105径向绕中心轴线或轴105沿着臂110a-d旋转。入口105可以包括单一的导管或通道。歧管130有效地将入口105中的导管或通道分配到数个径向臂110a-b的开口中。或者，入口105可以是固定的，并且歧管130和径向臂110a-b固定到中心轴线或轴105上并沿其旋转。中心轴线或轴101可以通过常规技术连接、固定和/或紧固到入口105、歧管130和/或径向臂110a-d。此外，入口105的开口106上可以盖有盖(未示出)。
图1A示出了径向臂110a和110b，其自歧管130伸出并绕中心轴线或轴旋转或转动。流体(例如，水或空气)通过歧管130汇集径向臂110a-b。径向臂110a-a可以通过螺栓、架子或螺丝焊接和/或连接到歧管130，或者与歧管130一体成型。入口105和径向臂110a-b的大小可以根据特定的旋转速率而优化，并且可以由本领域的技术人员来确定其大小(例如，用于特定的用途)。优选地，旋转喷射器100具有偶数个径向臂110a-b(例如，2、4、6、8等)。然而，径向臂110a-b的数量可以是3、5、9、或者其它任何能够等分360并获得整数或规则分数的数字。均匀隔开、完全相同的径向臂(例如，110a110d，图1B)可以提高旋转喷射器100的效率和平衡。
在示例性的实施例中，每个旋转臂110a-b包括喷嘴115a-d(参见，例如，图1B)。旋转臂110a上的喷嘴115a没有在图1A中示出，因为其朝向背离观察者(图1A是从箭头方向观看图1B沿着A-A'线的横截面图)。喷嘴115a-d配置用于排出流体并提供使径向臂110a-d绕中心轴线或轴101旋转的旋转推力和/或力。在当前旋转喷射器中，旋转的径向臂110a-b的离心效应有利地为涌出喷嘴115a-b的流体提供附加的力或速度，进一步地增大旋 转臂115a-b和/或中心轴线或轴105上的推力或力，并且减少流体进入入口105的阻力，通过“自放大”机制积极地加强了通过装置100的流体流动。
在各个实施方式中，装置100可以在径向臂110a-b上或上方包括空气动力学表面120a-b。空气动力学表面120a-b配置用于减少径向臂110a-b在转动期间的空气阻力。空气动力学表面120a-b可以包括具有圆形或其他为空气动力学功能所优化的形状的盘或片。空气动力学表面120a可以与空气动力学表面120b相同或不同。例如，空气动力学表面120a-b可以具有能够最小化空气阻力的相对光滑或者成角度的形状。盘或片120a-b可以附着或连接到歧管130和/或臂110a-d并可以覆盖臂110a-d之间的空间(例如，以便形成盘)，或者与歧管130和/或臂110a-d一体成型。在一些实施方式中，空气动力学表面120a-b覆盖全部的径向臂110a-b，包括喷嘴115a-b。在其他实施方式中，空气动力学表面120a-b可以只覆盖径向臂110a-b的一部分。空气动力学表面120a-b的大小可以变化，这取决于径向臂110a-b的大小和/或最小化空气阻力的期望。
在示例性的实施方式中，在入口105的开口106中接收流体。如图1B所示，入口105为单一的导管。流体穿过径向臂110a-d并使径向臂110a-d绕中心轴线或轴101转动，然后作为推力从喷嘴115a-d排出。曲线形的径向臂110a-d(例如，从歧管130到喷嘴115)减少了径向臂110a-d在进入径向臂110a-d的流体上的反作用力或回压。
通常，喷嘴115a-d可以具有各种形状，包括但不限于，圆形、椭圆形、弧形、收缩形、外扩形、以及其中的组合等。每个喷嘴115a-d可以永久性地或者可拆卸地连接到相应的旋转臂110a-d或者与旋转臂110a-d一体成型。喷嘴115a-d可以通过各种方法附于旋转臂110a-d，包括但不限于，焊接、收缩连接、粘合、螺丝/螺纹接合，和/或压力连接。
每个喷嘴115a-d配置用于从相应的臂110a-d排出流体并提供使径向臂110a-d绕中心轴线或轴101旋转的旋转推力和/或力。例如，喷嘴115a-d越小，排出喷嘴的流体所施加或受到的力越大。喷嘴115a-d可以相对于与相应的旋转臂110a-d从入口105和/或歧管130伸出的线具有大约45°至大约120°的角，以便提供转动的推力和/或力。位于每个旋转臂110a-d末端的喷嘴115a-d具有背离旋转臂110a-d的旋转方向的开口。在各种实施方式中，喷嘴115a-d的开口或出口面向或指向垂直于一想象的直线，该直线位于中心轴线或轴101与喷嘴115a-d的开口之间，因此提供转动的推力和/或力。
旋转臂110a-d的转动所产生的离心力使流体加速流向臂110a-d，这使流体从喷嘴115a-d的排出加快。离开喷嘴115a-d的流体起推进剂的作用，其反过来导致和/或加速了臂110a-d绕中心轴线或轴101的转动，增大了流体传输和/或能量转换的量并且积极地增强了径向臂110a-d的旋转速度。
当每个喷嘴115a-d的方向垂直或者大体上垂直于对应的旋转臂时(例如，60-120°的角且在一个实例中，大约为90°),根据牛顿力学施加于旋转臂110a-d上的力和旋转速度最大，如下文更详细地讨论的一样。转动所产生的离心力会使流体加速流向臂110a-d，这使作为推进剂的流体的排出加速。流体/推进剂上的离心力随旋转速度的增加而增加，这反过来增加了转动力/推力以及传输的流体和/或转换的能量的量。随着转动推力/力的增加，径向臂110a-d的转动速度也增加。这是一种自放大的、可控的连锁反应(或正强化)，其使得推力达到超音速并超过许多倍，但没有额外燃料消耗和/或昂贵机械部件的负担。因此，流体从喷嘴115a-d的排出具有可观的动态能量。然而，当入口105中的流体施加一正的背向力在临近入口105的流体上时所述连锁反应/正强化达到极限，但已经不在装置100中了，尽管如此，连锁反应或正强化用于减少阻碍径向臂110a-d旋转力。
用于确定当前旋转喷射器所传输的能量的关键原理和/或力可以包括(1)角动能，(2)惯性矩，(3)扭矩，(4)伯努利原理，以及(5)离心力。不利地影响使用本旋转喷射器转换能量的关键力可能包括空气动力阻力，摩擦力，和向心力。在旋转环境中，离心力场由具有最高势能的旋转中心自创建的。旋转环境中的粒子会向离心力的施加处逼近并在其影响下获得动能。作为对比，行星地球上的物体处于重力场中，从高处释放的物体会获得动能并加速落向地球表面。当粒子从旋转系统和离心力场离开时，所述粒子达到其最高速度，这与传统的水涡轮机相反，其排出的水只剩下非常少的动能。在本发明中，喷嘴可以指向垂直于到转动中心的假象线的方向。转动速度可以基于牛顿运动定律而增大。因为旋转速度的增大，随后进入入口的粒子可以被更强的离心力场影响，并且获得比先前粒子更高的速度。这被认为是自放大作用和连锁反应。反作用力随着旋转速度的增大而增大，直到达到平衡点和速度。
图2A是根据本发明的一个或多个实施例的另一示例性旋转喷射器的横截面图。类似于图1A-B的旋转喷射器100，旋转喷射器200包括中心轴线或轴201，其配置用于接收至少一种流体的入口或导管205，数个从所述入口或导管205放射状地伸出的径向臂210a-b，以及位于每个旋转臂210a-b末端的喷嘴215。然而，图2A的每个径向臂210a-b在末端(例如，临近喷嘴)具有各自的更大或膨胀区域216a-b。膨胀区域216a-b在径向臂210a-b的末端提供更多质量，其可以增大施加到从喷嘴排出的流体上的离心力。
在旋转喷射器200中，径向臂210a-b具有连接到入口或导管305的第一端。径向臂210a-b的第一端具有相对大的宽度或厚度。径向臂210a-b从岐管伸出的角度大约为0°至30°(在旋转平面上)并且为大约60°至90°(在至少部分由中心轴线或轴201所定义的 平面上)。这些角度也适用于图1A-B的旋转喷射器。径向臂210a-b上与第一端相对的第二或末端包括相对地宽或膨胀区域216a-b并在喷嘴215a-b终止。
图2B是图2A的示例性旋转喷射器的平面视图。径向臂210a-d的膨胀区域216a-d具有比连接到岐管230的径向臂210a-d的端部更大的直径。膨胀区域216a-d可以具有球状体或长球状体的形状，如图2B所示。膨胀区域的形状可以为椭圆形或圆形的。或者，膨胀区域216a-d可以包括各种其他三维形状，诸如立方体，矩形棱柱，矩形长方体等，但不仅限于此。每个径向臂210a-d具有位于其的末端的喷嘴215a-d。旋转喷射器200可以优化在径向臂210a-d的末端的流体动力学并最小化流体流经径向臂210a-d的阻力。
在一些实施方式中，本旋转喷射器可以包括四阶段的反应过程。第一阶段可以从流体摄入径向臂210a-d的第一端(例如，曲线)开始，其中来自入口中的流体压力的能量被转换为旋转喷射器中的离心力。在一些实施方式中，第二阶段可以包括流体由于离心力而经过旋转臂210a-d并加速。流体可以在此阶段达到比较高的速度。在一些实施方式中，第二阶段可以与第一阶段重叠。第三阶段可以包括改变流体流动的方向(例如，在径向臂210a-d的第一端与末端之间)，从而流体可以从特定的方向从喷嘴离开。在一些实施方式中，在旋转平面和/或包括整个中心轴线或轴201的平面中的一者或者二者上，流体流动的方向可以改变60-90°。第三阶段可以包括在容器中存储流体。在各种实施方式中，第三阶段可以与第二阶段重叠。第四阶段可以包括从旋转臂210a-d末端处的喷嘴215a-d排出流体。
图3A-B绘出了示例性旋转喷射器300的原型。类似于图1A-B和2A-B的旋转喷射器100和200，旋转喷射器300包括中心轴线或轴301，其配置用于接收至少一种流体的入口305，数个从入口305放射状地伸出的径向臂310a-f，以及位于每个旋转臂310a-f末端处的喷嘴315a-f。然而，空气动力学表面未示出。
图3A是具有六个径向臂310a-f的示例性旋转喷射器300的前视图。入口305包括包含数个开口306(为了方便起见在图3B中示为楔形)的碟或盘。在原型装置300中，开口306的数量等于径向臂310a-f的数量，但本发明不限于此。每个开口306对应唯一的旋转臂310a-f。每个开口306可以为圆形，但其可以具有不同的形状，比如三角形或椭圆形。开口306可以具有的其他形状包括梯形或其他四边形或多边形，但开口306的形状并不限于此。
在示例性的实施方式中，径向臂310a-f具有一个或多个在入口305与喷嘴315a-f之间的弧。例如，每个径向臂可以包括两个90°的弯管或筒，其中的第一个连接到相应的开口306并且其中的90°弯曲从中心轴线或轴301和入口305呈放射状地或者大体上放射状地伸出，并且其中的第二个连接到第一管或筒(由虚线示出)并且与其他第二管或筒共面或大体上共面。第二个90°弯管或筒所在的平面与中心轴线或轴301正交。
在各种实施方式中，径向臂310a-f配置用于当流体从入口305通过径向臂310a-f时旋转。图3A的旋转喷射器v可以优化流体动力学并最小化流体流动的阻力。例如，可以通过维持径向臂310a-f与流体的温度一致来优化流体的路径。当被空气动力学表面覆盖时(参见，例如，图1A)，径向臂310a-f的温度可以通过使径向臂310a-f隔热，或者加热径向臂310a-f来维持。
图3B是图3A的示例性旋转喷射器300的透视图。如图3B所示，旋转喷射器300连接在包括支柱321和底座320的支架上。支柱321连接到中心轴线或轴301上，并且其高度足以使旋转喷射器300在中心轴线或轴301周围转动。中心轴线或轴301以及到支柱321的连接没有在图3B中示出，因为中心轴线或轴301和该连接在径向臂310c后面。在一个实施方式中，中心轴线或轴301通过旋转连接器连接到支柱321，使得旋转喷射器300能够绕支柱321圆周转动并面向任何方向(例如，北[N],南[S],东[E],西[W],东北NE,东南SE,西北NW,西南SW,北北东NNE,东北东ENE,东南东ESE,南南东SSE,南南西SSW,西南西WSW,西北西WNW,北北西NNW等)。所述底座可以具有任何尺寸，任何质量或重量，以及能够使旋转臂和(可选地)支柱321上的旋转喷射器300的转动稳定的形状。
在图3A-B示出的原型中，中心轴线或轴301是固定的，并不旋转。因此，入口305和中心轴线或轴301之间可以有轴承(未示出)或润滑剂。旋转喷射器300原型可以用作流体(例如，空气)输送器，但是更普遍地，其展现为本发明功能的证明。
图4A是根据本发明的一个或多个实施例的另一示例性旋转喷射器的横截面图。类似于图1A-B和2-B的旋转喷射器100和200，旋转喷射器400包括中心轴线或轴401，其配置用于接收至少一种流体的入口或导管405，数个从所述入口或导管405呈放射状地伸出的径向臂410a-b，以及位于每个旋转臂410a-b末端的喷嘴415。然而，图4A的旋转喷射器相对于中心轴线或轴401成一角度地接收流体。
图4A中的示例性旋转喷射器400的主视图示出了两个径向臂410a-b。然而，旋转喷射器400沿着A-A'线的横截面(图4B)示出了中心轴线或轴421附近的八个局部的臂410a-h(显示为楔形)，但本发明不仅限于此。入口或导管405可以为在与岐管430的接口处具有角度或弯曲(例如，90°的)的圆筒形或管状结构。入口或导管405可以包括开口406，开口406相对于中心轴线或轴421是成角度的(例如，垂直的)。轴承426将入口或导管405连接到中心轴线或轴421以允许中心轴线或轴421的转动而入口405和岐管430不转动。轴承427将固定的岐管430连接到径向臂410a-b，其能够根据施加在中心轴线或轴421上的转 动力而转动。
在旋转喷射器400中，径向臂410a-h在岐管430与喷嘴415之间具有一个或多个弧度。例如，径向臂410a-h可以包含至少一个弯曲的内壁和一个弯曲的外壁，每个具有大约30°到90°的弧度，但具有不同的半径。连接到入口或导管405的径向臂410a-h的第一端可以以大约0°到大约30°的角度从岐管伸出并具有比较大的宽度或厚度。径向臂410a-h的相对的第二端可以具有较窄的宽度或厚度。径向臂410a-h从中心轴线或轴421呈放射状或大体上呈放射状地伸出。径向臂410a-b转动时，由于施加到流体上的离心力，从入口或导管405通过径向臂410a-b的流体可以放大使流体从开口415a-h排出的力。
在示例性的实施方式中，喷嘴415直接向外指(例如，平行于中心轴线或轴421)。因此，当旋转喷射器400被马达驱动时，离心力将流体(例如，水)推出，并将额外的流体引入入口或导管405。图4A的旋转喷射器400可以优化流体动力学并最小化流体流动的阻力。
图4C是图4A的示例性旋转喷射器沿着B-B′线的视图。图4A-B的旋转喷射器具有圆锥形且向外展开(例如，喇叭或大号的喇叭口状)的结构420，并且径向臂410a-h的末端为环形或圆形。通常，结构420末端有数个喷嘴415a-h。结构420可以包含诸如塑料、橡胶、金属等的材料。另外，结构420可以包含具有内壁和外壁的双层壁(例如，具有中空的、环形的横截面)，其中末端416除了设置有喷嘴415a-h之外的地方可以是密封的。流体经过双层壁结构420从岐管430(图4A)传送到喷嘴415a-h。自各种实施方式中，双层壁结构420被分为径向臂410a-h。而且，喷嘴415可以沿着结构420的环形等距隔开或分布，并在结构420的内壁与外壁之间，但本发明并不做如此限制。结构420可以优化在径向臂410a-h的末端的流体动力学并最小化流体通过径向臂410a-h的流动的阻力。
图5是根据本发明的一个或多个实施例的示例性旋转喷射器的部件或一部分的平面图。旋转喷射器500大体上类似于图4A-B中的旋转喷射器，除了径向臂510a-f包括沿着该截切的、外扩的、圆锥形的和/或喇叭/大号的喇叭口状的结构(例如，图4B的结构420)的弯曲或弧度之外，即为风扇形或螺旋形。在示例性的实施方式中，喷嘴515b-e位于径向臂沿着旋转喷射器500的外周长的末端上。图5示出了六个径向臂510a-f中的部分或全部，但是旋转喷射器500实际上包括6个径向臂510和6相应的喷嘴515。旋转喷射器500配置用于响应于在入口(未示出)接收流体及其穿过入口，并从喷嘴515排出而转动，如描述于此的那样。
图6是根据本发明的一个或多个实施例的另一示例性旋转喷射器600的的一部分的 横截面图。类似于图1A-B，2A-B和4A的旋转喷射器100、200和400，旋转喷射器600包括中心轴线或轴621，其配置用于接收至少一种流体的入口或导管605，从所述中心轴线或轴621呈放射状地伸出的径向臂610(方便起见仅示出了一个径向臂610a)，以及位于每个旋转臂610末端的喷嘴615。
入口或导管605可以是与岐管630流体连通的圆筒形或管状结构。岐管630与入口605的方向可以成90°角。入口或导管605可以包括连接器606，连接器606垂直于中心轴线或轴621。轴承626将入口或导管605连接到中心轴线或轴621以允许中心轴线或轴621在入口保持固定时转动。轴承627将固定的岐管630连接到径向臂610，其能够根据施加在中心轴线或轴621上的转动力而转动。
在旋转喷射器600中，径向臂610可以在岐管630与喷嘴615之间具有一个或多个弧度，类似于图4A的径向臂410a-h。在各种实施方式中，当径向臂610转动时，使流体穿过入口或导管605、岐管630和径向臂610所必须的力小于径向臂610没有转动时这样做所必须的力。
在示例性的实施方式中，喷嘴615具有狭缝或开口616，其从与中心轴线或轴621平行或大体上平行的方向排出流体。通常，狭缝616位于喷嘴615的远端上或中，远离径向臂610。狭缝或开口616可以位于喷嘴615的外表面中或上，距离中心轴线或轴621最远处，如图6所示。或者，狭缝或开口616可以位于喷嘴615的内表面上。在图6的旋转喷射器600的一个实施方式中，通过风扇驱动流体(例如，空气)穿过入口605并在径向臂610转动时通过狭缝616射出(例如，通过马达将转动力施加到径向臂610所附着或连接的轴或杆621上)。因此，流体(例如，空气)与无叶片风扇类似地循环通过室内或室外环境。
图7A是根据本发明的一个或多个实施例的又一示例性旋转喷射器700的横截面图。类似于图1A-B、2A-B、4A和5的旋转喷射器100、200、400、以及500，旋转喷射器700包括中心轴线或轴721，其配置用于接收至少一种流体的入口或导管705，数个从所述入口或导管721呈放射状地伸出的径向臂710a-b，以及位于每个旋转臂710a-b末端的喷嘴715。
如图7A所示，示例性的旋转喷射器700可以具有两个径向臂710a-b，尽管旋转喷射器700可以具有更多径向臂(例如，4、6、8、9、10、12、或者其它任何能够等分360并获得整数或规则分数的整数)。入口或导管705可以是与岐管730流体连通的圆筒或管，其相对于入口或导管705成90°角。入口或导管705可以包括连接器706，连接器706垂直于中心轴线或轴721。岐管730可以在其中包括孔隙或开口709。轴承726a-b连接岐管730和径向臂710a-b。
在示例性的实施方式中，连接器706在中心轴线或轴721周围将径向臂710a-b彼此连接。连接器706可以包括或者由诸如硬塑料(例如，诸如环氧树脂的热固性聚合物)、金属、陶瓷等刚性的、高分子材料组成，但不限于此。连接器706可以包括数个辐条或杆，或者可以是或者包括其中具有数个开口的碟或盘。连接器706通常配置用于允许空气或其他流体沿着中心轴线或轴721通过旋转喷射器700的中心。
旋转喷射器700沿着C-C'线的横截面示出了中心轴线或轴721，其被中心轴线或轴721与岐管730之间的孔隙或开口709环绕。孔隙709允许空气流经旋转喷射器700的中心，这可以增大旋转喷射器700的推动或转动力。此外，孔隙709允许旋转喷射器700外面的周围空气与从喷嘴715排出的流体混合，这可以减少装置背后的反向气流或涡流，并且稀释从喷嘴715排出的、浓度在环境方面不理想的流体(例如，水)的污染物或其他成份。
在示例性的实施方式中，喷嘴715可以直接向外指并平行于中心轴线或轴721，在此种情况下径向臂710a-b根据施加在中心轴线或轴721上的转动力而旋转。或者，喷嘴715可以垂直或者大体上垂直于中心轴线或轴721，在此种情况下径向臂710a-b根据流体穿过入口705和径向臂710a-b而转动，反过来产生施加到中心轴线或轴721上的转动力。
图8A-C是根据本发明的实施方式的各种在其中具有示例性旋转喷射器的示例性能量转换器的横截面图。类似于图1A-B、2A-2B和3A-B的旋转喷射器100、200和300，图8A-C的旋转喷射器800a-c通常包括具有盖801的中心轴线或轴821，其配置用于接收至少一种流体的入口805，数个从所述入口805呈放射状地伸出的径向臂810a-b，以及位于每个旋转臂810a-b末端的喷嘴815(旋转臂810b上的喷嘴没有示出，因为其面对远离观察者的方向)。尽管仅示出了两个径向臂810a-b，图8A-C中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
图8A示出了根据本发明的一个或多个实施例的在其中具有本旋转喷射器的液压动力发电机800a的横截面图。旋转喷射器还包括导管807a，接头或适配器808，壳体809，以及机械功单元830。
导管807a通常配置用于传输在室温下(例如，20-25°)为液相的流体，诸如水，并且可以具为圆筒或管状。或者，导管807a可以具有椭圆、方形、矩形、或其他多边形的横截面。此外，导管807a可以包括或者由塑料组成。例如，所述塑料可以包括，但不限于，聚氨酯、尼龙、乙烯基聚合物(例如，PVC)、聚乙烯、聚丙烯、或者这些的任何结合(例如，与玻璃、金属、或其他塑料)。或者，导管807a可以包括玻璃、陶瓷、瓷器、混凝土、橡胶、玻璃纤维、金属、和/或其结合。导管807a具有用于促进液相流体流动的尺寸和角度 或其他设置，并且导管的材料可以具有足以经受较高内压力(例如，至少一个大气压，比如1.1-100大气压，或者其中任何值或值的范围)的厚度和/或抗张强度。而且，液压发电机800a可以包括用于控制在入口805所接收的流体(例如，水)的流动的阀(未示出)。
在示例性的实施方式中，接头808可以具有促进导管807a和壳体809之间连接的形状。接头808可以包括各种类型的材料。例如，所述材料可以包括塑料、陶瓷、混凝土、橡胶、玻璃纤维、金属、或者其结合。而且，接头808可以被照常地连接到导管807a和壳体809，例如使用压力和/或热缩接头，粘合剂，胶带或其他环绕的密封材料，或者其结合(例如，彼此或与其他密封材料，比如垫圈或O形环)。
在各种实施方式中，壳体809包围或大体上包围入口805，轴承826和827，中心轴线或轴821的上部，径向臂810a-b，以及喷嘴815。如图8A所示，壳体809连接到接头808，但是在一些选择性的实施方式中，壳体809可以直接连接到导管807a。壳体809可以为椭圆，圆形，矩形，或其他规则或不规则多边形，其适合于包围入口805，径向臂810a-b，以及喷嘴815。壳体809的大小可以根据入口805，径向臂810a-b，以及喷嘴815的大小而变化。通常，壳体809包括开口825，其形状设置成允许和/或优化流体(例如，水)在其从喷嘴815排出之后的继续流动。在图8A的实例800a中，开口825是圆周的(例如，环形)。
液压发电机800a中的机械功单元830包括发电机，其配置用于(i)从中心轴线或轴821接收转动力，并(ii)产生电或电功率。然而，在其他应用中，机械功单元830可以包括引擎、泵、涡轮机或其他能够用转动力驱动的机械装置。
图8B是包括根据本发明的另一实施方式的示例性旋转喷射器的基于气体的发电机800b的横截面图。如图8B所示，导管807b配置用于接收气相的流体。在一些实施方式中，所述流体为室温或环境温度(例如，20-25℃)下的气相，但是在其他实施方式中，所述流体为高温(例如，大于100℃，比如150-1500℃，或其中任何温度或温度范围)下的气相。导管807b连接到壳体809的方式与图8A中连接到导管807a和壳体809的方式相同或相似。导管807b和壳体809可以与图8A的导管807a和壳体809类似。导管807b和壳体809可以直接连接，如图8B所示。在一些选择性的实施方式中，导管807b和壳体809可以经由接头(图8B中未示出)连接。
导管807b可以由与图8A中的导管807a相同的材料制造。然而，图8B的导管807b更倾向于为塑料或金属。通常，导管807b中的内压力小于图8A的导管807a中的(例如，在1-10个大气压范围内，或者其中的任何压力或压力范围)。因此，导管807b的厚度可以小于导管807a的厚度。导管807b所接收的流体可以来自于燃烧室，化学反应器(其中产生 气态副产品)，蒸汽发生器，汽轮机等。
所述气相流体(其可以被加热)通过入口805被提供给径向臂810a-b。为了控制提供给旋转喷射器的气体量，可以包括阀(未示出)。径向臂810a-b的转动或旋转促使气体沿着径向臂810a-b并通过喷嘴815和开口825将所述气体作为废气排出。开口825可以由单个环形的开口组成，在这种情况下壳体809包括两个盘、罩或盖，其可以通过一个或多个桥、带或其他连接(未示出)接入预设的位置。或者，开口825可以由数个开口组成(例如，为了增大壳体809的机械强度)。
径向臂810a-b和中心杆801永久性地或可逆地连接到入口805，这样中心轴线或轴801当径向臂810a-b旋转时旋转，从而使用中心轴线或轴801产生转动力。发电机830从中心轴线或轴821接收所述旋转力并有效地将所接收的能量转换为电。
图8C是包括根据本发明的一个或多个实施方式的示例性旋转喷射器的风能发电机800c的横截面图。如图8C所示，漏斗或收集器807c配置用于接收并集中进入的风以便在漏斗或收集器807c颈部产生空气压力。空气穿过入口805从漏斗或收集器807c到径向臂810a-b。来自漏斗807c的空气接收于入口805，然后穿过径向臂810a-b，并通过径向臂810a-b的转动或旋转从喷嘴815和壳体的开口825排出。径向臂810a-b如本文所描述的那样转动，导致入口806前的空气压力立即减小，转而减小了漏斗或收集器807c颈部的空气压力并促使在漏斗或收集器807c中收集更多空气。
漏斗或收集器807c可以为漏斗、圆锥形、或碗状。或者，漏斗807c的横截面可以为圆形、椭圆形或多边形。此外，漏斗807c可以包括或者由塑料、玻璃、陶瓷、橡胶、玻璃纤维、金属、或其结合组成，但是塑料因其较低的密度(例如，单位体积的重量)和低透水性(例如，相对于流体穿过旋转喷射器800)而为有益的。较高张力强度的材料可以是有益的，但是当其相对易于弯曲时(例如，0.2-2mm厚的聚乙烯或聚丙烯薄片)框架或加固件808可以为漏斗或收集器807c提供机械强度和/或刚性。框架或加固件808可以包括或者由坚固或刚性的塑料、玻璃纤维、金属、或者其结合组成，并且可以包括单个构件(例如，圆筒、圆锥形、或者n面的多边形管或壁状结构)或者数个构件(例如，包括数个水平的和/或成角度的被数个交叉梁支撑的梁的多边形框架，该交叉梁连接到临近所述水平的或成角度的梁中的一个)。漏斗807c具有能够促进空气的流动及其在入口805处集中的大小和形状。在一些实施方式中，风能发电机800c也可以包括用于控制提供到入口805的空气量和/或流量的阀(未示出)。
在示例性的实施方式中，漏斗807c可以直接连接到壳体809。在一些实施方式中，可以使用接头(未示出)连接漏斗807c和壳体809,其包围或大体上包围入口805,中心轴线或轴821的上部,径向臂810a-b,以及喷嘴815。
以与图8B大体上相同或类似的方式，空气流过径向臂810a-b并离开开口825，使得径向臂810a-b转动并产生转动力。以与图8B大体上相同或类似的方式，使用中心轴线或轴821将转动力传递到机械功单元830。如图8C所示，机械功单元830可以包括发电机，其配置用于(i)从中心轴线或轴821接收转动力并(ii)将所接收的能量转换为电能。
图9是包括根据本发明的一个或多个实施方式的示例性旋转喷射器的示例性真空泵900的横截面图。类似于图1A-B、3A-B和8A-C的旋转喷射器，真空泵900中的旋转喷射器通常包括具有盖901的中心轴线或轴921，其配置用于接收至少一种气相流体的入口905，数个从入口905放射状地伸出的径向臂910a-b，以及位于每个旋转臂910a-b末端处的喷嘴915。旋转臂910b的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂910a-b，图9中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
如图9所示，真空泵900可以包括真空腔940和阀941。真空腔940通常是密封的或者通过其他方式配置用于阻止流体(比如空气和其他气体)进入腔940。在各种实施方式中，真空腔940具有可闭锁的门或气密性密封盖(未示出)以便设置其中的物体并从其中取出物体或物品。例如，真空腔940和真空泵900可以配置用于在真空腔中产生或形成从0.001微托至0.5大气压(或者任何值或其中值的范围)的压力。
在示例性的实施方式中，真空腔940的横截面可以为矩形。或者，真空腔940的横截面可以为方形或其他多边形。此外，如本文所描述的，真空腔940可以包括或者由金属，玻璃，陶瓷或其(例如，与塑料或橡胶)结合组成，并且可以具有双层壁结构(例如，为了提高所述腔的真空密封性)。真空腔900具有配置成用于容纳应放入真空中的物体和/物品的大小，并可以进一步装备一个或多个用于将期望的气体引入真空腔940的气体入口和/或阀(未示出)(例如，为了减轻真空或者将腔内的氧气替换为化学惰性气体，比如氮气或氩气)。
在各种实施方式中，阀941控制从真空腔940排出的空气和气体的流速。阀941设置在真空腔940和入口905之间。真空腔940和阀941可以连接到壳体909，其连接方式与图8A-C的导管或漏斗807a-c连接到壳体809的方式相同或类似。
壳体909可以与图8A-C的壳体809相同或相似，除了其仅有单个排气口925。如图9所示，壳体909和真空腔940和阀941可以经由接头908连接。然而，在一些实施方式中，壳体909可以直接连接到真空腔940和/或阀941。
马达930转动中心轴线或轴921，其转动径向臂910a-b并可选地转动入口905。旋转的径向臂910a-b在阀941打开时将流体(例如，空气，气体，挥发性液体等)从真空腔940抽出，从而在真空腔940中产生真空。吸入径向臂910a-b的流体随后通过喷嘴和壳体909的开口925排出。当真空腔940中的真空压力达到期望或预设值时，阀941关闭，并且中心轴线或轴921可以从马达930脱离(或者马达930关闭)。
图10是包括根据本发明的一个或多个实施方式的示例性旋转喷射器的示例性真空清洁器1000的部分横截面图。类似于图1A-B、3A-B、8A-C和5的旋转喷射器，真空清洁器中的旋转喷射器通常包括具有盖1001的中心轴线或轴1021，其配置用于接收至少一种流体的入口1005，数个从入口1005放射状地伸出的径向臂1010a-b，以及位于每个旋转臂1010a-b末端处的喷嘴1015。旋转臂1010b上的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂1010a-b，图10中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
如图10所示，真空清洁器1000可以包括灰尘入口1040，其配置用于接收空气和悬浮粒子并通过旋转喷射器入口1005将所述空气和粒子传输到径向臂1010a-b。在示例性的实施方式中，灰尘入口1040的横截面可以为矩形。或者，灰尘入口1040的横截面可以为圆形，椭圆形，方形或其他多边形。此外，灰尘入口1040可以包括本文所描述的塑料，金属，玻璃，陶瓷，或其结合，或者由它们组成。在示例性的实施方式中，灰尘入口1040的大小配置成用于(i)当灰尘入口1040放置在一物体(比如地面)上时在其中产生真空并且(ii)促使空气流入灰尘入口1040并进入旋转喷射器入口1005。在一些实施方式中，灰尘入口1040可以包括阀，导管或其他用于控制提供给旋转喷射器的空气量的机械装置。
灰尘入口1040可以通过与图8A-C的导管或漏斗807a-c连接到壳体809相同或类似的方式连接到壳体1009。壳体1009可以类似于图8A-C的壳体809，除了壳体1009包括集尘器1050，如图10所示，并且其通常更小(例如，其大小使平均或低于平均大小和力气的人能够控制真空清洁器1000)。空气和悬浮在空气中的粒子通过喷嘴1015排出并进入集尘器1050。在示例性的实施方式中，集尘器1050可以为圆柱形或其横截面为方形或矩形。或者，集尘器1050的横截面可以为其他多边形和/或不规则形状。在各种实施方式中，集尘器1050可以包括本文所描述的塑料，金属，玻璃，陶瓷，玻璃纤维，橡胶或其结合，或者由它们组成。在示例性的实施方式中，集尘器1050具有足以收集从空气中过滤的灰尘或污垢的大小。集尘器1050通常包括过滤器1051。通常，空气穿过过滤器1051并从筛或网1052离开。如图10所示，壳体1009可以直接连接到灰尘入口1040。在一些实施方式中，壳体1009和灰尘入口1040可以经由接头(未示出)连接。在示例性的实施方式中，集尘器1050是可移除的(例如，为了倒出污垢或尘粒和/或清洁过滤器1051)。此外，真空清洁器10000可以具有一个以上的集尘器1050(例如，在马达1030对面、连接到壳体1009的第二集尘器)。
在示例性的实施方式中，马达1030转动臂1010a-b和入口1005，而空气由于径向臂1010a-b的转动通过灰尘入口1040和旋转喷射器入口1005吸入。空气和悬浮的灰尘或污垢粒子随后通过喷嘴1015排出并进入连接于壳体1009的集尘器1050中。壳体1009和集尘器1050之间的出口1025的宽度(例如，沿着垂直于页面的轴的尺寸)为大约从出口1025的高度H到集尘器1050的宽度。马达1030转动中心轴线或轴1021，其转动径向臂1010a-b并可选地转动入口1005。旋转的径向臂1010a-b将空气吸入旋转喷射器入口1005，从而在灰尘入口1040的空间里产生真空。吸入径向臂1010a-b的空气随后通过喷嘴1015排出并进入集尘器1050。
图11是包括根据本发明的一个或多个实施方式的本旋转喷射器的示例性水泵1100的横截面图。类似于图1A-B、3A-B、8A-C和10的旋转喷射器，水泵1100中的旋转喷射器通常包括具有盖1101的中心轴线或轴1121，其配置用于接收至少一种流体的入口1105，数个从入口1105呈放射状地伸出的径向臂1110a-b，以及位于每个旋转臂1110a-b末端的喷嘴1015。旋转臂1110b上的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂1110a-b，图11中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
如图11所示，水泵1100可以包括配置用于将水输送到入口1105的导管1140。在示例性的实施方式中，导管1140可以是圆柱形的或管状的。或者，导管1140可以具有椭圆、方形、矩形、或其他多边形的横截面。导管1140可以包括本文所描述的塑料，金属，玻璃，陶瓷，瓷器，混凝土，橡胶，玻璃纤维，或其结合，或者由它们组成。导管1140具有足以促进液相流体(比如水)的流动的大小。在示例性的实施方式中，水泵1100可以包括阀(未示出)，其用于控制从导管1140输送到旋转喷射器(例如，入口1105)流体的量。
导管1140可以通过与图8A-C的导管或漏斗807a-c连接到壳体809大体上相同或类似的方式连接到壳体1009。壳体1109可以与图8A-C的壳体809大体上相同或相似，只是出口1125位于壳体1109的末端。如图11所示，壳体1109可以直接连接到导管1140。在一些实施方式中，壳体1109和导管1140可以经由接头(未示出)连接。
马达1130转动中心轴线或轴1121，其转动径向臂1110a-b并可选地转动入口1005。旋转的径向臂1110a-b将水从导管1140吸或抽到出口1125(其可以是另一个导管)。马达1130可以是电动的，气或油驱动的，机械的等。
图12是包括根据本发明的一个或多个实施方式的旋转喷射器的示例性空气压缩机1200的横截面图。类似于图1A-B、3A-B、8A-C和10的旋转喷射器，空气压缩机1200中的旋转喷射器通常包括具有盖1201的中心轴线或轴1221，其配置用于接收至少一种流体的入口1205，数个从入口1205呈放射状地伸出的径向臂1210a-b，以及位于每个旋转臂1210a-b末端的喷嘴1215。旋转臂1210b上的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂1210a-b，图12中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
空气压缩机1200可以包括导管1240。导管1240通常配置用于接收空气并将空气通过入口1205提供给径向臂1210a-b。所述导管类似于图8A的导管807a。在一些实施方式中，导管1240可以包括过滤器1241，其配置用于使原本要进入导管1240的固相粒子减到最少或消除。通常，过滤器1241的孔径大约为0.1？？m-10mm，任何值或其范围。在各种实施方式中，所述过滤器可以通过导管1240或管件(未示出)中的槽插入或移除。导管1240通过与图8A-C的导管或漏斗807a-c的连接方式大体上相同或类似的方式连接到壳体1209。壳体1209类似于图8A-C的壳体809，只是壳体1209包括闭合的圆周端1228，并连接到压缩空气罐1250，如图12所示。
在示例性的实施方式中，通过转动径向臂1210a-b，空气经由入口1205从导管1240吸入径向臂1210a-b。径向臂1210a-b连接到由马达1230转动的中心轴线或轴1221。马达1230可以是电动的，燃料驱动的，机械的等。径向臂1210a-b的转动或旋转促使空气沿着径向臂1210a-b。来自径向臂1210a-b的空气随后通过喷嘴1215排出并通过壳体1209中的开口1225进入压缩空气罐1250。在各种实施方式中，压缩空气罐1250可以是矩形或圆柱形的。或者，压缩空气罐1250可以具有椭圆、方形、或其他多边形的横截面。空气压缩机1200可以包括一个或多个阀1255和1256。阀1255在压缩空气罐1250的第一面上以便控制或调节提供到压缩空气罐1250的空气量。阀1256在压缩空气罐1250的第二面上以便控制或调节从压缩空气罐1250排出或释放的空气量。
图13是包括根据本发明的一个或多个实施方式的示例性旋转喷射器的示例性涡轮增压器1300的横截面图。涡轮增压器1300通常包括气或风能量转换单元1330和空气压缩机单元1331。气或风能量转换单元1330包括配置用于接收流动的空气的第一入口1305，数个从中心轴线或轴1321呈放射状地伸出的第一径向臂1310a-b，以及位于每个旋转臂1310a-b 末端的第一组喷嘴1315。空气压缩机1331包括第二入口1305'，其配置用于接收穿过和/或传递于所述气或风能量转换单元1330的流动的空气，数个从第二入口1305'呈放射状地伸出的第二径向臂1310a-b'，以及位于每个径向臂1310a-b'末端的第二组喷嘴1315'。第二入口1305'可以进一步配置用于接收一些或者大体上全部的从气或风能量转换单元1330排出的流体。气或风能量转换单元1330和空气压缩机1331二者可以包括共同的中心轴线或轴1321和盖1301。旋转臂1310b和1310b'上的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管每个旋转喷射器中仅示出了两个径向臂1310a-b和1310a'-b'，图13中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
通常，气或风能量转换单元1330将流动的气体或空气的势能转换为机械能。气或风能量转换单元1330包括第一漏斗或收集器1340，其配置用于通过第一入口1305接收流动的气体(例如，来自燃料燃烧室的热废气)。在示例性的实施方式中，第一漏斗或收集器1340可以是圆锥形，圆柱形或管状的。或者，第一漏斗或收集器1340可以具有椭圆、方形、矩形、或其他多边形的横截面。第一漏斗或收集器1340可以包括本文所描述的塑料，金属，玻璃，陶瓷，橡胶，玻璃纤维，或其结合，或者由它们组成。在示例性的实施方式中，第一漏斗或收集器1340可以包括防粘聚合物或陶瓷涂层(以便转移或帮助除去碎片，燃烧过的燃料粒子[例如，碳]等)。第一漏斗或收集器1340具有适于放入运载工具(诸如飞机或喷气机等)的引擎室的大小。此外，第一漏斗或收集器1340具有用于促进气相流体的流动及其在入口1305处集中或压缩的的尺寸。在一些实施方式中，涡轮增压器1300可以包括用于控制输送到旋转喷射器的空气量的阀(未示出)。
第一漏斗或收集器1340可以通过与图8A-C的导管或漏斗807a-c连接到壳体809大体上相同或类似的方式连接到壳体1309。壳体1309可以类似于图8A-C的壳体809，只是壳体1309需要是耐热的。如图13所示，壳体1309可以直接连接到第一漏斗或收集器1340。在一些实施方式中，壳体1309和第一漏斗或收集器1340可以经由接头(未示出)连接。
从第一漏斗或收集器1340接收的热废气通过第一入口1305提供到第一径向臂1310a-b，导致第一径向臂1310a-b绕中心轴线或轴1321转动，如本文所描述的。第一径向臂1310a-b的转动或旋转促使废气沿着径向臂1310a-b(例如，通过离心力)，并且废气通过喷嘴1315和第一壳体1309的开口1325排出。开口1325的形状大体上是弯曲的并与中心轴线或轴1321平行以优化推力或转动力。
在空气压缩机1331的示例性实施方式中，第二漏斗或收集器1350配置用于(i)接收穿过或传递于气或风能量转换装置1330中的空气以及可选地从第一壳体1309的第一开口1325接收空气并(ii)通过第二入口1305'将空气(以及废气，如果有)提供到第二组径向臂1310a-b'。第二漏斗或收集器1350'的形状大体上与第一漏斗或收集器1350相同或相似。或者，第二漏斗或收集器1350'具有向外展开的或弯曲的横截面形状，如图13所示。第二漏斗或收集器1350'的横截面可以是圆形、椭圆、方形、矩形、或其他多边形的。在示例性的实施方式中，第二漏斗或收集器1350'具有足以促进空气在入口1305'处的收集和/或集中的大小。在示例性的实施方式中，所述大小可以不同于(例如，小于)气或风能量转换装置1330的第一漏斗或收集器1350的大小。然而，所述大小可以与第一漏斗或收集器1350大体上相同或相似。或者，所述大小可以不同于第一漏斗或收集器1350。
空气或空气/废气混合物通过第二入口1305'提供到第二径向臂1310a'-b'，导致第二径向臂1310a'-b'绕中心轴线或轴1321转动，如本文所描述的。第二径向臂1310a'-b'的转动或旋转促使所述空气或空气/废气混合物沿着第二径向臂1310a'-b'，并且空气或空气/废气混合物通过第二喷嘴1330'和第二壳体1309'的第二开口1325'排出。在示例性的实施方式中，径向臂1310a'-b'和/或壳体1309'大小可以不同于(例如，小于)气或风能量转换装置1330中的径向臂1310a-b和/或壳体1309的大小。
气或风能量转换装置1330中的径向臂1310a-b的转动使中心轴线或轴1321转动，中心轴线或轴1321转动空气或气体压缩机1331的径向臂1310a'-b'，并且空气或气体压缩机1331将空气吸入引擎室，集中入口1305'处的空气，并将空气从第二出口1325'排出，从而将引擎室中的空气用作为推进剂。
本涡轮增压器1300可以用在(例如，人控制的)无人机中。通常，对应无人机，如果电池和/或引擎太大，无人机可能无法起飞或飞行。然而，如果电池相对较小，导致飞行时间可能不理想地少，并且如果引擎相对较小，其可能无法运载较大负载(例如，一个或多个人类乘客和/或驾驶员)。本涡轮增压器1300提供了用于最大化从给定能量产生的功的有效机制，有利于实现比常规无人机引擎技术更大的负载和/或更长的飞行时间。
图14是包括两个根据本发明的一个或多个实施方式的旋转喷射器的示例性的基于旋转喷射器的引擎1400的横截面图。引擎1400可以包括空气压缩机1430，至少一个燃烧室1420，和推进装置1431。空气压缩机1430可以包括漏斗或空气收集器1440，其配置用于接收压缩空气的入口1405，数个位于连接到漏斗或空气收集器1440的壳体1409中的径向臂1410a-b，如本文所描述的。径向臂1410a-b从中心轴线或轴1421呈放射状地伸出，并且喷嘴1415位于每个旋转臂1410a-b的末端。漏斗或空气收集器1440配置用于接收空气并使空气通过漏斗到入口1405。漏斗或收集器1440可以通过与图8B-C的导管或漏斗807b-c连接 到壳体809大体上相同或类似的方式连接到壳体1409。推进装置1431包括配置用于从燃烧室1420接收废气的入口1405'，连接到入口1405'的壳体1409'，数个从中心轴线或轴1421呈放射状地伸出的的径向臂1410a-b'，以及位于每个旋转臂1410a-b'末端的喷嘴1415'。
类似于图1A-B，3A-B，8A-C和13的旋转喷射器，引擎1400通常包括具有盖1401的中心轴线或轴1421。旋转臂1410b和1410b'上的喷嘴1415和1415'未示出，因为其背离观察者。尽管每个空气压缩机1430和推进装置1431中仅示出了两个径向臂，图14中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。引擎1400可以用作或用于喷气机引擎或其他推进引擎，其能够有利地结合空气压缩机和流体能量转换单元。
燃烧室1420中的燃料燃烧或燃爆沿着燃烧室1420中的空气扩展并进入排气空间1422，并经过入口1405'。热废气\空气混合物转动径向臂1410a'-b'并驱动杆1421，其转而转动径向臂1410a-b，通过入口1405吸入更多空气并在壳体1409中压缩更多空气。
燃料(例如，硝酸铵粉末，氨气，肼，诸如丙烷的碳基材料，天然气，汽油，柴油或航空燃料，纤维粉末等)可以使用进料线，阀，注入口等(未示出)中的至少一者注入到燃烧室1420中。燃烧室1420可以包括数个类似于其他图中的径向臂那样围绕杆1421呈放射状设置的燃烧室，燃料在其中点燃以便进一步增大空气的温度和压力。关于燃烧室1420的更多细节，参见分别于2015年6月17日和2016年2月18日提交的14/508,898和15/046,965号美国专利申请(代理人案号分别为LEE-004和LEE-005)，其相关部分通过参考并入本文。
在各种实施方式中，第一壳体1409包围或大体上包围着第一入口1405，轴承1426和1427(其允许杆1421在固定的壳体1409中转动)，中心轴线或轴1421的上部，数个第一径向臂1410a-b，以及数个第一喷嘴1415。如图14所示，第一壳体1409可以直接连接到漏斗或收集器1440。第一壳体1409可以为椭圆，圆形，矩形，或其他规则或不规则多边形，其适合于包围第一入口1405，第一径向臂1410a-b，以及第一喷嘴1415。第一壳体1409的大小可以根据第一入口1405，第一径向臂1410a-b，以及第一喷嘴1415的大小而变化。通常，壳体1409包括开口1425，其形状设置成允许和/或优化空气在其从喷嘴1415排出之后的流动和压缩。压缩空气进入燃烧室1420中。壳体1409，燃烧室1420，和排气空间1422向推进装置1431中的第二入口1405'弯曲，如图14所示。在示例性的实施方式中，燃烧室1420是静态的。
在示例性的实施方式中，通过转动径向臂1410a-b，空气经由入口1405从漏斗或空气收集器1440吸入径向臂1410a-b。径向臂1410a-b连接于中心轴线或轴1421。来自径向臂1410a-b的转动或旋转的空气以高于大气压的压力(例如，从2至1000大气压或更高，或者其中任何值或值的范围)到达燃烧室1420。在室1420中的燃烧或爆炸的燃料沿着室1420和排气空间中的空气膨胀，并以更高的压力(例如，从20至10,000大气压或更高，或者其中任何值或值的范围)通过入口1405'。通过推进装置1431的排气转动径向臂1410a'-b'并驱动轴1421,其转而转动径向臂1410a-b，吸入并压缩更多的空气到壳体1409中。随后，推进装置1431中的废气/空气混合物通过喷嘴1415'和壳体1409'上的一个或多个开口排出。
燃料通过阀，注入口等(未示出)提供到燃烧室1420。数个第二径向臂1410a'-b'可以与数个第一径向臂1410a-b类似或者大体上相同。由于进入第二入口1405'的废气/空气混合物可能非常热，数个第二径向臂1410a'-b'可以不同于第一径向臂1410a-b(例如，能够抵抗或经受高温，比如在500-1500℃范围内，或者其中的任何值或值的范围)。第二壳体1409'可以与第一壳体1409大体上相同或类似，但不限于此，并且可以更大或更小(并且通常也是抗热和/或耐热的)。本引擎1400可以有利于去除对外部压缩机的需要。
图15是包括根据本发明的一个或多个实施方式的本旋转喷射器的示例性喷水推进式运载工具(例如，船)1500的横截面图。类似于图1A-B、3A-B、8A-C和9-13的旋转喷射器，喷水推进式运载工具1500中的旋转喷射器通常包括中心轴线或轴1521，其配置用于接收至少一种流体(例如，水)的入口1505，其可以连接到壳体1509，数个从入口1505呈放射状地伸出的径向臂1510a-b，以及位于每个旋转臂1510a-b末端处的喷嘴915。旋转臂1510b上的喷嘴未示出，因其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂1510a-b，图15中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
喷水推进式运载工具1500可以包括管道1540，其配置用于接收流体(例如，水)并通过入口1505将水传输到径向臂1510a-b。在示例性的实施方式中，管道1540可以具有柱状的，管状的或其他拉长状的形状，其具有浸入水中的第一端和连接到壳体1509的第二端。管道1540和壳体1509之间的连接可以与图8A-C的导管或漏斗840与壳体809之间的连接大体上相同或类似。壳体1509与图8A-C的壳体809大体上相同或类似。此外，管道1540可以包括本文所描述的塑料，金属，陶瓷，橡胶，或其结合，或者由它们组成。在示例性的实施方式中，管道1540具有足以促进水的流动和/或传输的尺寸。
喷水推进式运载工具1500包括转动中心轴线或轴1501的马达1530以便产生推进运载工具1500的转动力并提供使水通过管道1540的吸力。马达1530转动中心轴线或轴1521， 导致径向臂1510a-b如本文所描述的那样绕中心轴线或轴1521转动，从而通过管道1540抽水。在示例性的实施方式中，马达1530可以是电动的，内燃驱动的，机械的等。转动或旋转的径向臂1510a-b促使水沿着径向臂1310a-b(例如，通过离心力)，并且水随后通过喷嘴1515和壳体1509的开口1525排出。在示例性的实施方式中，壳体1509的开口1525朝向与船行进的方向相反的方向。在可选的实施方式中，喷嘴1515可以指向与中轴线或杆1521平行的方向，和/或直接通过开口1509排出或喷出水(例如，不接触壳体1509)。在进一步的替代方案中，不具有壳体1509。排出的水用作船1500的推进力。
通常，液体的密度高于气体。例如，在20℃时，水的密度约为999.2kg/m3，而(在1大气压下)相同温度的空气的密度约为1.2kg/m3。离心力等于m·w2·r，其中m为通过径向臂的材料的质量，w为径向臂的转动速度或速率，且r为转动半径。因此，水可以比气体更高效地产生推进力。类似的系统可以应用在潜水艇中。然而，整个旋转喷射器浸没在水下，并且所述管道的入口可以在潜水艇的前面或下侧。
图16是包括根据本发明的实施方式的本旋转喷射器的另一个示例性喷水推进式运载工具(例如，车辆)1600的横截面图。类似于图1A-B、3A-B、8A-C和9-15的旋转喷射器，喷水推进式运载工具1600中的旋转喷射器通常包括中心轴线或轴1621，其配置用于接收至少一种流体(水)的入口1605，并将所述流体提供到从轴1621呈放射状地伸出的径向臂1610a-b，以及位于每个旋转臂1610a-b末端处的喷嘴915。
如图16所示，喷水推进式运载工具1600为车辆。在替代性的实施方式中，喷水推进式运载工具1600可以包括其他类型的地上运载工具。喷水推进式运载工具1600可以包括用于旋转喷射器的壳体1640和水箱1650。壳体1640围绕或封装本旋转喷射器和马达1630。壳体1640可以为便于覆盖这类物件的各种形状和尺寸。在示例性的实施方式中，壳体1640可以连接到车辆1600的顶部。或者，壳体1640可以连接到车辆的另一部位，比如躯干或后嵌板。壳体1640是可垂直倾斜的(例如，为了增大或减小相对地面的摩擦力)并且水平方向是可反转的，这取决于运载工具1600是否计划前进或相反。壳体1640到运载工具1600的连接可以是螺栓连接或焊接。
在示例性的实施方式中，水从水箱1650经由通道或管提供到旋转喷射器。通道或管可以如图3A，5和6所示的那样连接到入口1605。水箱1650通常配置用于容纳较大体积的水(例如，从100至1000L，或者其中任何值或值的范围)。通常，水箱1650储存在运载工具的躯干部位中。或者，水箱可以储存在运载工具的其他部位(例如，客舱下方)。如图16所示，水箱1650大体上是立方体形状的。或者，水箱1650可以是柱状的或非规则形状的， 或者其他具有一个或多个多边形横截面的形状。水箱1650的尺寸可以根据存储在水箱1650中的流体的量而变化。
在示例性的实施方式中，水通过入口1605提供到径向臂1610a-b，导致径向臂1610a-b绕中心轴线或轴1621转动，如本文所描述的。径向臂1610a-b的转动或旋转通过离心力促使水沿着径向臂1610a-b，且水随后通过喷嘴1615和壳体1609的开口1625排出。径向臂1610a-b的转动或旋转还将更多水从箱1650吸入入口1605，从而有效地去除了对将水从箱1650传输到入口1605的泵的需求。在示例性的实施方式中，壳体1609的开口1625朝向与运载工具行进方向的相反的方向。
水可以以浮质或喷雾的形式从喷嘴1615和壳体1640的开口1625排出，从而提供推力但不会过度的损害运载工具1600，运载工具1600在其上行进的道路，或周围的环境。开口1625可以朝向与运载工具1600行进方向相反的方向。排出流体的方向是可调节的。例如，水可以向运载工具的后端喷射出喷嘴1615，并向前推进运载工具。或者，壳体1640，旋转喷射器和/或中心轴1621可以水平和/或垂直转动，使得水向运载工具1600的后端喷射出喷嘴1615和壳体1640的开口1625并允许运载工具向相反的方向行进，或者辅助运载工具1600更高效地制动(例如，通过使旋转喷射器和/或开口1625指向上方)或者更高效地加速或维持速度(例如，通过使旋转喷射器和/或开口1625指向下方)。
在示例性的实施方式中，马达1630转动中心轴线或轴1601以便转动径向臂1610a-b。用于的马达1630的能量可以从位于运载工具中其他部位的的电池提供。而且，运载工具1600可以进一步包括传统的电动、内燃机或混合引擎。因此，本旋转喷射器可以有利于提高燃料效率和/或电池续航。此外，通过混合排出的水蒸气和来自运载工具的废气和/或现存的污染和/或空气中的污染物，本旋转喷射器可以有利于减少或最小化空气中的污染。
图17为横截面图，其示出了用于图16的喷水式推进运载工具的示例性电离或气化装置1700。在一种实施方式中，电离或气化装置1700可以是高电压电离销1700。高电压(例如，至少20V以及高至1000V，或者其中任何值或值的范围)可以经由连接在入口处的电离针1707提供到图16的入口1605或者沿着径向臂1610a-b提供以便使水充电和/或蒸发为雾状或浮质喷气，从而有利于产生更大的推力并可能地进一步减少空气中的污染。电离针1707可以通过垫片1706连接到从发电机1708产生的预定电压。而且，可以将少量的空气清新剂加入图16的水箱1650，从而有利于最小化和/或去除各种气味。
图18是包括根据本发明的一个或多个实施方式的本旋转喷射器的另一个示例性的基于旋转喷射器的引擎1800的横截面图。得益于重量轻，设计简单，以及在空气中转动时低 阻力，本发明可以很容易地应用于航空工业，为航空运载工具产生高效而便宜的推进力。
类似于图1A-B、3A-B、8A-C和-16的旋转喷射器，引擎1800中的旋转喷射器通常包括具有盖1801的中心轴线或轴1821，其配置用于接收至少一种流体的第一入口1805，数个从入口1821呈放射状地伸出的第一径向臂1810a-b，以及位于每个旋转臂1810a-b末端的第一组喷嘴1815。旋转臂1810b上的喷嘴未示出，因为其背离观察者。尽管仅示出了两个径向臂1810a-b，图18中的旋转喷射器并不限于此(例如，旋转喷射器可以具有n个径向臂，其中n为整数且360/n为整数或规则分数)。
旋转喷射器1800可以包括漏斗或收集器1840，其配置用于接收流体(例如，空气和/或燃料)并通过第一入口1805将所述流体(例如，空气和/或燃料)提供给第一组径向臂1810a-b。第一组径向臂1810a-b有效地将空气压缩到第一壳体1809中，其将空气提供给一个或多个燃烧室1816。燃料被提供到燃烧室1816以用于在其中燃烧或爆燃。所述流体可以包括可供选择的燃料(例如，硝酸铵粉末，氨气，肼等)，诸如丙烷，甲烷，天然气，汽油，柴油或喷气燃料，纤维粉末等也可以用在本装置中。
在示例性的实施方式中，漏斗或收集器1840与图9的漏斗或收集器900大体上相同或类似，并以相同或类似的方式连接到也类似于图9的壳体909壳体1809。壳体1809从喷嘴1815向第二入口1805'弯曲，并可以包括燃烧室1816。
随后，来自燃烧室1816的热废气(例如，燃烧或燃爆气体)和剩余的空气通过第二入口1805'提供到第二组径向臂1810a'-b'。热废气/空气混合物转动径向臂1810a'-b'和附着或连接到其上的中心轴线或轴1821，并通过第二组喷嘴1815'和第二壳体1809'上的一个或多个开口1825a'-b'排出。第二壳体1809'与图13的壳体1309'大体上相同或类似。
引擎1800还包括基于水的推进装置1850，其类似于针对图16所描述的。水通过管道1840'提供到装置1850的入口/岐管1860。壳体(未示出)圆周环绕轴承1828和入口/岐管1860以便确保水从管道1840'到第三组径向臂1830a-b的水密闭传输。中心轴1821的转动使径向臂1830a-b转动，促使水通过径向臂1830a-b并将更多水吸入岐管1860。水随后从喷嘴1835排出(可选地，在水蒸发和/或电离之后)有利于提高引擎的净推力。
典型地，在蒸汽机，内燃机，和喷射推进引擎中，温度和压力至关重要。为了提高温度，燃烧也是关键部分。然而，在冷喷射推进中(如在本发明的各种没有内部燃烧室的实施方式中)，使用水(其密度比气体大3个数量级)时推进速度也可以很容易地到达音速。因此，本发明不需要燃烧来到达推力，从而有利于去除至少一种全球变暖的原因。
本发明相对简单且制造便宜。此外，制造本发明时可以不需要精密组件。本旋转喷射器有利地提供了许多现代能量产生装置/系统，机械工具和引擎的更简便设计和制造。本旋转喷射器有利地提供了基于流体连锁反应的、更轻且更高效的新产品。更多产品可以基于本旋转喷射器和流体链式反应而开发。并且，本发明有利于产生效率较高和/后性能改进的各种能量转换系统和流体传输。本旋转喷射器对环境友好，并适合用于发电工业，流体传输，运载工具等。
转换能量和传输流体的示例性方法
根据本发明的一个或多个实施方式的转换能量的示例性方法通常包括在入口接收流体流动，转动数个流动的流体通过的径向臂，通过位于每个径向臂末端的喷嘴排出所述流体，并将所述转动的推力和/或力转换为机械功或电能。所述入口可绕中心轴线或轴转动。所述径向臂从所述入口接收所述流动的流体，并当所述流体进入入口时和/或当转动力施加到中心轴线或轴上时转动。每个喷嘴具有朝向远离所述径向臂转动的方向的开口，从而在所述径向臂转动时在所述中心轴线或轴上产生转动的推力和/或力。
在示例性的实施方式中，在所述入口处接收流体(例如，液体或气体，诸如蒸汽，空气，水，其混合物等)。风，来自容器(例如，坝后面)的水，来自燃烧室的气体，或来自锅炉的蒸汽用来提供势能，热和/或动能。在转换能量的方法时，流体通过入口，穿过径向臂(从旋转臂的离心力获得额外的动能)，并从喷嘴排出或喷出，作为用于所述径向臂和/或包含所述径向臂的旋转喷射器的推进力。在各种实施方式中，喷嘴的方向垂直于连接喷嘴和中心轴线或轴的假象直线。或者，喷嘴的方向平行于中心轴线或轴。
根据牛顿第二和第三运动定律，当反作用力作用或施加到转动的径向臂上时，中心轴线或轴和/或径向臂的转动速度提高。因此，转动速度的提高导致离心力增大。径向臂中的流体由于更大的离心力而向外冲出。当推力增大时，中心轴线或轴和/或径向臂的转动速度提高可以提高。因此，力的连锁反应使得径向臂的转动能够到达更高的转动速度而没有输入额外能量的负担。此连锁反应是可控的。所以，此流体流动连锁反应，具有“自放大”的转动速度，为电能的高效产生或者电或机械能的转换提供了更灵活的解决方案。
根据本发明的一个或多个实施方式的传输流体的示例性方法通常包括施加旋转力到中心轴线或轴，通过入口将所述流体吸入数个围绕所述中心轴线或轴径向转动的径向臂中，并通过位于每个径向臂末端的喷嘴排出所述流体。所述数个径向臂从所述入口接收所述流体，并配置用于当旋转力施加到所述中心轴线或轴上时转动。每个喷嘴可以具有朝向远离所述径向臂转动的方向的开口。或者，所述喷嘴可以从平行于所述中心轴线或轴的方向排出所述流体。
当通过马达驱动所述中心轴线或轴时，所述流体将会从所述入口流动，通过所述径向臂，并通过所述喷嘴排出，使得本装置将流体传输到不同的位置或环境。当马达工作在较高速度时，所述离心力变得较大，增大了来自排出的流体的推力。当所述喷嘴朝向远离径向臂的转动方向时，所述推进力促进所述转动并提高所述转动的速度或速率。因此，传输所述流体的效率提高了，并且有利地使用了少于传统机械(例如，没有使用这样的连锁反应)的能量来传输所述流体。
总结/概要
本发明提供旋转喷射器和引擎，其能够有利地结合到传统的发电系统和/或流体传输器而不需要特别的设计更改或过多的费用。此外，本旋转喷射器和引擎可以使用与传统引擎中所使用的材料和部件类似的材料和部件来制造，并且因此制造成本可以大体上等于(或少于)传统引擎的制造成本。而且，本旋转喷射器和引擎可以更高效并具有少于传统燃烧引擎的磨损。
此外，本旋转喷射器和引擎有利地比传统的火箭引擎更简单且更易于制造和维修，因为可以没有载荷，燃料和氧化剂舱可以位于包括燃烧室的壳体外部(其也可以提高本发明的安全性)，并且效率也可以大幅提高。例如，由于包含燃烧/爆燃室的壳体中的重量减少，摩擦力得以减少，并且发动机内部大气的稠密度得以降低，进一步地减小了本发动机中的转动阻力。因此，本发动机和方法能够贡献相对高比例的朝向的转力矩的推力。
基于图示和说明的目的提供了前述的本发明具体实施方式的描述。其不是穷尽性的或意图将本发明限制在这些已公开的确切形式。所选择和描述的实施例是为了最好地解释本发明的原则及其实际应用。其应理解为本发明的范围由附于本文的权利要求及其等同物界定。

Claims (22)

1.一种旋转式装置，包括：
a.中心轴线或轴；
b.配置用于接收至少一种流体的入口；以及
c.数个与所述入口流体连通的径向臂，其配置用于围绕所述中心轴线或轴转动，每个旋转臂具有位于其末端的喷嘴以及位于所述入口和所述喷嘴之间的弧度，所述径向臂至少部分地从所述中心轴线或轴呈放射状地伸出，并配置用于当所述流体进入所述入口并通过所述径向臂时和/或当转动力施加到所述中心轴线或轴上时转动。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一种流体包括空气、蒸汽、水、燃烧或燃爆气体、化学反应气体、冷媒、或者制冷剂。
3.如权利要求1所述的装置，进一步包括至少一个所述径向臂上的空气动力学表面，其配置用于减少所述径向臂的空气阻力。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述入口包括数个开口，其中所述数个开口中的每一个连接到对应的和/或单一的径向臂，并且所述入口配置用于沿着所述径向臂围绕所述中心轴线或轴放射状地转动。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述入口具有单个开口，并且所述装置进一步包括连接在所述入口与每个所述径向臂之间的岐管。
6.如权利要求1所述的装置，进一步包括在所述中心轴线或轴与所述入口之间的空隙或开口。
7.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述径向臂包括弯曲的管状臂。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述径向臂彼此之间被360°/n相等地隔开，其中n等于所述径向臂的数量。
9.如权利要求1所述的装置，其中，通过所述喷嘴的所述流体的流动朝向垂直于或者大体上垂直于(i)所述中心轴线或轴的角度和/或(ii)当所述流体从所述入口进入所述径向臂时所述流体的角度。
10.如权利要求9所述的装置，其中，每个所述喷嘴具有朝向远离所述径向臂的转动的方向的开口，并且所述机械功单元包括配置用于从所述中心轴线或轴接收所述转动的能量或力的发电机或引擎。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述数个径向臂为逐渐向外扩展的锥形。
12.如权利要求1所述的装置，进一步包括机械功单元，其配置用于(i) 从所述中心轴线或轴接收转动的能量或力，或者(ii) 施加旋转力到所述中心轴线或轴。
13.一种水力、燃气或风能发电机，包括如权利要求12所述的装置。
14.如权利要求12所述的装置，其中，所述机械功单元包括马达，所述马达配置用于施加所述旋转力到所述中心轴线或轴，或者提供或产生施加到所述中心轴线或轴的所述旋转力，并且每个所述喷嘴可选地具有朝向平行于所述中心轴线或轴的方向的开口。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述装置包括能量转换器或者流体输送器。
16.包括如权利要求12所述的装置的泵、空气压缩机、真空清洁器、水泵、涡轮增压器、引擎、以及喷水推进式运载工具。
17.一种转换能量的方法，包括：
a.在入口中接收流动的流体，所述入口与数个径向臂流体连通；
b.使所述流体从所述入口通过所述数个径向臂，所述数个径向臂中的每一个具有位于其末端的喷嘴，并且每个所述喷嘴具有朝向远离所述径向臂的转动的方向的开口；
c.通过所述喷嘴排出所述流体来转动所述径向臂，所述径向臂施加旋转力到所述中心轴线或轴；以及
d.将所述旋转力转换为机械功或者电能。
18.如权利要求17所述的方法，其中，通过所述喷嘴排出所述流体的方向垂直于或者大体上垂直于(i)所述中心轴线或轴的角度和/或(ii)当所述流体从所述入口进入所述径向臂时所述流体的角度。
19.如权利要求17所述的装置，进一步包括反应、加热或者燃烧一种或多种物质以形成至少部分的所述流动的流体。
20.如权利要求17所述的装置，其中，所述流动的流体包括空气、蒸汽、水、燃烧或燃爆气体、化学反应气体、冷媒、或者制冷剂。
21.一种传输流体的方法，包括：
a.将旋转力施加到中心轴线或轴，所述中心轴线或轴工作地连接到数个至少b.部分地从所述中心轴线或轴呈放射状地伸出的径向臂；
将所述流体吸入与所述数个臂流体连通的入口，所述数个臂配置用于当所述旋转力施加到所述中心轴线或轴时从所述入口接收所述流动的流体；以及
c.通过位于每个臂末端的喷嘴排出所述流体。
22.一种包括如权利要求21所述的方法的推进运载工具的方法，其中，所述流体包括空气或者水，所述运载工具中的马达施加所述旋转力到所述中心轴线或轴，并且所述入口(i)浸入在所述水中或者(ii)朝向所述运载工具的推进方向。
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