发动机、生物质粉体能量转换和/或生成系统、混合发动机、及其制造和使用方法与流程

本申请要求申请日为2014年10月7日的14/508,898号美国专利申请、和申请日为2014年3月28日的61/967,872号、申请日为2014年4月16日的61/995,635号、以及申请日为2014年4月22日的61/995,842号美国临时专利申请的优先权，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。

技术领域

本发明通常涉及机械能生成领域。更具体地，本发明的实施例涉及一种新颖的发动机、生物质粉体能量转换和/或生成系统、包括它们的混合发动机(例如，混合涡轮发动机)、及其制造和使用方法。

背景技术：

近来，开发替代燃料以减少对化石燃料的依赖已经受到全国和全世界的关注。现有的将生物质材料转换为能量的技术通常结果是液体或气体燃料，并且一般是通过复杂且昂贵的处理获取的。因此，有必要提供更有效的燃烧生物质粉体和/或燃料的方法，尤其是那些直接燃烧这样的粉体或燃料的方法。

此外，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源和中心发电。典型地，涡轮发动机由顺序设置的压缩机、燃烧室、以及涡轮机组成。流入的空气在压缩机中被压缩至高压并高速且高压地送入燃烧室中，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)转换为用于驱动压缩机以及(可选地)其它耦合至该气体涡轮机的装置的机械功。

图1A示出了一种常规的燃气涡轮发动机10，其通常被用于发电。图1A的燃气涡轮机10包括用于增加(例如，从进气口12)流入的气体的压力和温度的压缩机部段14(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16，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18，热的、已增压的气体在涡轮机部段中传递至排气口20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。

几乎所有常规的喷气式发动机和大部分的火箭发动机的运转均基于燃料的爆燃，即燃料的快速但慢于音速的燃烧。常规的燃气涡轮机和涡轮风扇发动机的燃烧室中的燃料的燃烧在涡轮风扇上施加力并产生机械能。在此种发动机中，其燃烧室是开放系统并且其燃料的燃烧是持续不断的。燃烧室中的点火源(点火器)当发动机启动时点火，但是之后就关闭，因为在发动机运转的同时来自压缩机的燃料和已增压的空气被不断地送入燃烧室中，且燃料的点火因此被保持。

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，需要效率更高的涡轮机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30，包括翅片32、鼻锥35、有效载荷或有效载荷系统40、制导系统45、燃料箱50、氧化剂箱60、分别从燃料箱50和氧化剂箱60输送燃料和氧化剂的泵65、以及具有喷口75的燃烧室70。燃烧室70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40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“背景讨论”部分仅用于提供背景信息。本“背景讨论”部分中的陈述不是对本“背景讨论”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景讨论”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“背景讨论”部分)构成本公开的现有技术。

技术实现要素：

本发明涉及一种新颖的发动机、生物质粉体能量转换和/或生成系统、包括它们的新颖的混合涡轮发动机、及其制造和使用方法。本发明提供一种如同发电机一样有利地使用转动的驱动力的发动机。因此，该发动机可以具有更高的效率而磨损更小，和/或因这样的磨损而具有更少的部件。而且，该发动机有利于利用可替代形式的燃料，比如生物质粉体。本发明的生物质粉体能力转换和/或生成系统和混合涡轮技术能够适用于其他应用，比如电力或机械驱动系统的生产。

一方面，本发明涉及一种发动机，其包括：具有内壁和外壁的壳体；从所述壳体伸出的中枢转轴；至少一个燃料和空气供给通道，具有从所述转轴放射状地伸出的第一部分和与所述第一部分流体连通的第二部分的；至少两个推进舱，每一个推进舱配置为从所述燃料和空气供给通道接收燃料和空气、燃烧或引爆所述燃料、并围绕所述中枢转轴转动；以及至少一个从所述壳体伸出的排气道。典型地，所述燃料和空气供给通道具有多个第一部分，其中相邻的第一部分之间彼此以相等的角度隔开。

在本发明的各种实施例中，可以通过包围壳体的外壁的绝缘层使壳体绝缘。壳体的内壁可以包括多个开口以提供最适宜的空气流。在本发明的一些实施例中，发动机可以包括从中枢转轴接收旋转力或机械能量的发电机。

在本发明的各种实施例中，燃料和空气供给通道可以具有用于燃料和空气供给的单一导管或通路。或者，燃料和空气供给通道具有至少两个用于燃料和空气供给的导管或通道。当燃料和空气供给通道包括两个导管或通道时，第一导管或通道可以提供燃料而第二导管或通道可以提供空气。在一些实施例中，每一个推进舱具有位于燃料和空气供给通道出口的下游的点火器。

本发明的另一方面涉及一种混合涡轮发动机，其包括本文所描述的示例性发动机。此外，在发动机的上游和/或下游位置，该混合涡轮发动机可以具有压缩机，以及一个或多个可旋转地固定在所述轴上的涡轮风扇。而且，在壳体的上游位置，该压缩机可以具有一个或多个可旋转地固定在该轴上的旋转式风扇。

本发明的进一步涉及一种具有配置为存储生物质粉体的存储箱的生物质粉体能量转换和/或生成系统，该存储箱具有在其中的空气导管和配置为转移来自存储箱的收集区的生物质粉体旋转式散布装置。所述空气导管具有在其中的多个孔。所述生物质粉体能量转换和/或生成系统进一步包括散布器和至少一个具有多个转动的推进舱的壳体。所述散布器配置为从所述存储箱接收所述生物质粉体并将所述生物质粉体散布在空气中。例如，散布器可以具有配置为将空气中的生物质粉体的悬浮体提供到燃料供给导管的抽吸器，其可以将所述悬浮体输送至所述壳体。所述推进舱配置为从所述燃料供给导管接收所述生物质粉体悬浮体。

在所述生物质粉体能量转换和/或生成系统的各种实施例中，所述生物质粉体能量转换和/或生成系统具有至少一个位于所述壳体下游的风扇。此外，所述存储箱可以具有配置为探测所述存储箱中的生物质粉体的含量的传感器。在本发明的一些实施例中，所述旋转式散布装置可以包括螺旋钻。此外，所述散布器可以具有一个或多个由其穿过或经过的配置为将所述生物质粉体加热或变干的加热盘管。而且，所述散布器可以在其底部具有流化装置。

在所述生物质粉体能量转换和/或生成系统的进一步或其它实施例中，所述空气导管可以具有穿过所述存储箱的箱壁的第一分段，以将空气通过所述孔提供给所述存储箱中的生物质粉体。此外，所述空气导管在具有多个孔或开口所述存储箱中可以具有u形或s形分段。而且，所述空气导管可以具有穿过存储箱的同一箱壁或不同箱壁的第三分段，其将过量空气输送至存储箱外。在所述生物质粉体能量转换和/或生成系统的一些实施例中，所述壳体可以包括壁、燃料喷口、点火器、以及排气道。所述的系统还可以具有位于所述燃料喷口中的带电电极。

本发明的又一方面，所述混合涡轮发动机可以包括上文讨论的生物质粉体能量转换和/或生成系统、压缩机、以及一个或多个可旋转地固定在位于所述发动机上游的所述轴上的涡轮风扇。所述压缩机可以包括一个或多个可旋转地固定在位于壳体上游的所述轴上的旋转式风扇。

本发明的另一方面涉及一种转换能量的方法，包括：通过位于从中枢转轴放射状地伸出的燃料和空气供给通道中的至少一个第一开口将燃料引入壳体(例如，用于燃烧和/或爆燃室)；点燃或引爆燃烧和/或爆燃室中的燃料；转动所述中枢转轴；以及通过位于所述壳体的内壁上的至少一个开口和位于所述壳体的外壁上的至少一个排气孔或口排出燃烧和/或爆燃气体。在各种实施例中，所述转换能量的方法可以包括将排气从所述至少一个排气孔或口导向涡轮单元。所述方法还可以包括提供压缩空气给所述壳体。而且，所述方法进一步可以包括转动所述涡轮单元中的至少一个风扇，并在空气被提供到所述壳体之前压缩所述空气。

本发明的进一步的方面涉及一种将生物质粉体转换为机械能的方法，其包括：使用旋转式散布装置将所述生物质粉体从存储箱引入散布器；使用散布器将所述生物质粉体散布或悬浮在空气中；将空气中的的生物质粉体的悬浮体吸入抽吸器；将所述生物质粉体和空气的悬浮体从所述抽吸器提供给具有内壁和外壁的壳体；在所述壳体中的至少一个推进舱(或燃烧器)中燃烧所述生物质粉体；以及通过位于所述外壁上的排气道将气体排出到至少一个涡轮风扇。所述推进舱连接于所述壳体内的中枢转轴。

所述方法的各种实施例进一步包括将所述散布器中的所述生物质粉体加热以将水分从所述生物质粉体去除。在所述方法的一些实施例中，所述壳体的内壁(例如，用于燃烧室)可以包括开口，其使得能够生成交叉流、反向流和/或旋流，这些流动在所述壳体内分别生成湍流。在一个示例中，所述方法还包括通过使外部空气在内壁和外壁之间穿过来冷却内壁。所述方法的进一步或其他实施例可以进一步包括通过使所述粉体在所述抽吸器和所述壳体(例如，所述燃烧和/或爆燃室)之间穿过并利用供给通道中的带电的针来电离所述粉体。

本发明可以通过像马达一样使用来自放射状布置的一个或多个燃烧室的转动的驱动力来改善现有发动机的性能。该新颖的混合涡轮发动机与现有涡轮技术相比可以具有更高的效率，并因此具有更少燃料消耗量和/或更大的发电量。

此外，该新颖的发动机可以比常规发动机效率更高，因为本发动机可以通过一个或多个沿着中心轴杆的通道提供燃料和氧化剂。本发动机还可以通用于比驱动马达的燃料更多种类的燃料。本技术可以使用大量的燃料源，包括天然气、合成气、煤成氢气、石油燃料产品(例如，汽油、煤油、喷气燃料、柴油燃料、等)、硝酸铵、一氧化二氮、硝基甲烷、乙醇、生物燃料(例如，生物质粉体，比如锯末或木粉)、以及其他燃料。在一些方面，本发动机中燃烧或引爆的材料包括生物质粉体。通常，生物质粉体包括各种各样的物质，诸如农场的农业残渣(例如，稻秸和麦秸、玉米秸秆、外皮、穗轴和须、各种各样的作物残茬)、林产品(例如，来自打磨和木工的硬木和软木剩余物[例如，粉尘或粉末])、以及草(例如，(南美)大草原和(北美)大草原的草)。其他形式的生物质粉体可以包括食物产品、动物废弃物、有机废弃物、以及不可回收的塑料材料。本生物质粉体能量转换和/或生成系统有利于促进将干生物质粉体提供给用于商业或工业应用的发动机的发展、通过减少对环境的二氧化碳影响产生更清洁的空气、提供更低的处理成本、更简单的粉体材料的传输、存储、及其可用性。

本涡轮发动机可以适合于发电或其他机械驱动的应用(例如，地面交通工具)。例如，本发明有利地提供了一种能够用于常规发电的混合涡轮发动机。所述涡轮机的旋转轴可以用于驱动发电机。因此，所述新颖的涡轮机可以与常规发电系统相结合而不需要特别的设计改变或过度的费用。此外，所述新颖的混合涡轮机可以使用与常规涡轮机中所使用的相似的材料和部件来制造，并因此可以与常规涡轮机的制造成本大体上相同。

相对于常规的火箭发动机，本发动机和方法的优势在于其制造和维修更简单也更容易，由于没有有效载荷，燃料和氧化剂箱可以位于包含燃烧室的同一壳体之外(这同样可以提高本发明的安全性)，并可以极大地提高效率。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。本发明的这些以及其他优势将通过下文对优选实施例的详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1A是一种常规燃气涡轮发动机的剖视图。

图1B是一种常规火箭发动机的剖视图。

图2A是根据本发明的一种示例性发动机的剖视图。

图2B是根据本发明图2A的示例性发动机的俯视图，示出了至少一个排气口。

图3A是根据本发明的另一种具有至少两个排气口的示例性发动机的剖视图。

图3B是根据本发明图3A的具有至少两个排气口的示例性发动机图。

图4A示出了根据本发明的一种示例性共轴燃料和氧化剂/空气供给通道，且图4B示出了一种示例性燃料和空气通道与推进舱的连接件。

图5示出了根据本发明的一种示例性燃烧室。

图6A-E示出了根据本发明的一种示例性生物质粉体能量生成系统。

图7示出了根据本发明的生物质粉体能量生成系统的一种示例性燃烧和/或爆震室空气供给。

图8示出了用于该示例性生物质粉体能量生成系统中的燃烧和/或爆震室的一种示例性粉体燃料喷口。

图9A-B是根据本发明的使用共轴轴承的示例性固定-转动通道接口的剖视图。

图10是根据本发明的一种转换能量的示例性方法的流程图。

图11是根据本发明的一种将生物质粉体转换为机械能的示例性方法的流程图。

图12示出了根据本发明的一种示例性能量和/或机械功生成系统。

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各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发动机、生物质粉体能量转换和/或生成系统、混合涡轮发动机、及其制造和使用方法。该发动机有利地具有从中枢轴和/或轴线放射状地伸出的燃料和空气供给通道，以及位于该燃料和空气供给通道的端部的推进舱，从而如马达一样提供转动的驱动力。此外，该发动机能够高效率地将生物质粉体转换为能量。因此，该发动机和系统具有比常规发动机和系统更易于制造和维护的优势，能够使用非常低成本且丰富的可再生(“绿色”)燃料源，并且以高效的方式燃烧或引爆该燃料源。

一种示例性发动机

图2A-2B示出了根据本发明的一种示例性发动机100。发动机100通常包括壳体110、具有一个或多个转动臂(例如，第一和第二转动臂122和124)的中枢转轴120、至少一个燃料和空气供给通道130、至少两(2)个推进舱140和145、以及至少一个排气道155。推进舱140和145通过类似火箭发动机的方式推出推力材料来将其自身向前推，但其中推进舱140和145位于固定的位置(例如，中枢转轴120周围的固定轨道)。其可以与图4B中的燃烧器或图5中的燃烧室/喷口一样简单，或者与火箭发动机(例如，如图1B所示，但不具有燃料存储)或喷气式发动机(例如，如图1A所示)一样复杂。发动机100使用推进舱140和145来转动中枢转轴120并产生旋转力，该旋转力驱动马达或为其供电，用于航空器和/或其他交通工具、用于发电、或者用于其他创造或产生旋转力的发动机能够被用于的任何目的。

图2A示出了发动机100的一种实施例。图2A是图2B中发动机100沿A-A'平面的剖视图。在示例性的实施例中，壳体110具有外壁104和至少一个通向排气道或口155的开口106。外壁104的周长可以根据推进舱140、145的尺寸和转动臂122、124的长度而变化。通常，壳体110为圆形或环形，配置为容许推进舱140、145的转动。

在一些实施例中，壳体110可以具有绝缘层105，其位于壳体110的外壁上。典型地，绝缘层105为热-绝缘材料。其他各种绝缘材料也可以被用于该绝缘层，诸如聚氨脂泡沫、发泡聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、玻璃纤维、和/或软木。

如图2A所示，中枢转轴120具有中心轴121，其具有从转轴120伸出的转动臂122和124。在一些实施例中，中枢转轴120从壳体110的朝后的表面114伸出，而在其他实施例中，中枢转轴120从壳体110的朝前的和朝后的表面112和114二者伸出。中枢转轴120可以被关联或连接至共轴杆或缆126的一端，且杆或缆126可以具有一个或多个位于(例如，杆或缆126的)另一端的齿轮或风扇。发动机100包括配置为从中枢转轴120接收旋转力(或其他形式的机械能)的发电机150。发电机150通常间接地接收的其他形式的机械能；例如，中枢转轴120可以驱动带状物，该带状物转而驱动发电机150中的机轮。或者，中枢转轴120可以驱动机轮或其他机构，机轮或其他机构转而驱动活塞、凸轮、或其他能够产生功、动力、或电的机构。

燃料和空气供给和/或分配通道130有利于将燃料和氧化剂从燃料储存箱(未示出)和氧化剂引入口(例如，空气引入口或进口；未示出)分别提供给推进舱140和145。虽然空气是最廉价和最常见的氧化剂，其他氧化剂，诸如臭氧、过氧化氢、一氧化二氮、氧化一氮、等等，也可以被使用或加入。燃料和空气供给和/或分配通道130具有自转轴120放射状地伸出的第一部分(例如，第一和第二臂122和124之一内的115、116)，以及与第一部分115、116流体连通的第二部分(例如，在转轴120附近)。第二部分可以具有至少一个用于燃料和空气供给的开口131。在一些实施例中，燃料和空气供给通道130包括一个提供燃料和空气的导管或通道。或者，燃料和空气供给通道130包括至少两个导管或通道(参见，例如，图3A-B)。当燃料和空气供给通道130包括两个导管或通道时，第一导管或通道可以提供燃料，而第二导管或通道可以提供空气。或者，燃料和空气供给和/或分配通道130可以包括不同的导管，用于沿着中心轴120和转动臂122和124中每一者传输燃料和/或氧化剂(例如，空气)。

在示例性的实施例中，发动机100包括至少两个推进舱140和145(例如，类似火箭的发动机)。优选地，发动机100具有偶数个推进舱和相同数量的臂(例如，2、4、6、8、等等)。然而，推进舱的数量和臂的数量可以为3、5、9、等等(例如，任何能够等分360以获得整数或规则分数的数字)。推进舱140和145中每一者的一边或面(例如，面向中心杆120的一边或面)与(i)转动臂122或124和(ii)燃料和空气供给通道130连接。取决于推进舱的数量，转动臂的数量可以变化。推进舱的数量与转动臂的数量之比通常(但并不限制)为1:1。例如，可以将多个推进舱(例如，2或更多)放置和/或附着于每一转动臂的末端。推进舱可以通过多种方法连接到转动臂，方法包括(但不限于)焊接。每一推进舱配置为燃烧或引爆燃料，并围绕中枢转轴120转动。

转动臂122和124中每一者可以具有在其上的一个或多个翅片117、118，且推进舱140和145中每一者可以具有在其上的一个或多个翅片142a-b、147a-b。转动臂122和124可以穿过对应的翅片117、118，而翅片142a和142b可以分别位于推进舱140相对的上和下表面，且翅片147a和147b可以分别位于推进舱145相对的上和下表面，翅片可以相对于垂直或水平面(例如，沿着推进舱的长轴或沿着转动臂)成一角度或可以是弧形的(例如，沿着由臂和/或推进舱的转动路径定义的圆弧)。

图2B是图2A中发动机100沿A-A'平面的俯视图。发动机100包括至少一个从壳体110伸出的排气道(孔或口)155。排气道155配置为从远离后表面114的方向直接从壳体110排气141(例如，到涡轮单元；见图2A)。

因此，具有至少两个推进舱(例如，燃烧器或火箭)、燃料和空气供给或分配通道、以及(具有至少一个转动臂)沿着中心轴的杆的该发动机被统一连接在一起并形成一个活动的单元。优选地，本推进舱、臂、和杆朝同一方向转动，且本发动机往同一方向提供动力。因此，与大多数常规发动机相比，本系统的效率可以相对较高。而且，本发动机可以具有更小的磨损，也可以相对更容易建造、维护、和保养。

图3A-3B示出了根据本发明的另一种示例性发动机200，具有至少两个可以表现对该发动机的稳定性(例如，平衡)的改进的排气道255、256。发动机200通常包括壳体210、具有一个或多个转动臂(例如，第一和第二转动臂222、224)的中枢转轴220、至少一个燃料和空气供给通道230、至少两个推进舱240和245、以及至少两个排气道255、256。

图3A示出了本发动机200的一种实施例，其中图3A是图3B中发动机200沿B-B'平面的剖视图。本发动机200有利于通过提供旋转力来驱动马达。所述双排气设计可以为航空器和其他交通工具提供额外的稳定性。

在示例性的实施例中，壳体210具有包括多个开口206的内壁203，以及外壁202。内壁203上的多个开口206提供交叉流、反向流和/或旋流，从而在壳体210内生成湍流。优选地，壳体210为圆形或环形，在壳体210的内壁203中具有配置为允许推进舱240、245转动的空间204。在一些实施例中，壳体210可以具有位于壳体210的外壁202上的绝缘层205(例如，热-绝缘材料)。绝缘层205的材料与在本文别处描述的一样。

在各种实施例中，中枢转轴220从壳体210伸出。在一些实施例中，中枢转轴220从壳体210的朝后的表面214伸出，而在其他实施例中，中枢转轴220从壳体210的朝前和朝后的表面212和214二者伸出。中枢转轴220可以被关联或连接至共轴杆或缆226的一端，且杆或缆226可以具有一个或多个位于另一端(例如，杆或缆226的另一端)的齿轮或风扇。

如已经描述的图2A-B中的发动机100，燃料和空气供给和/或分配通道230有利于将燃料和氧化剂(例如，从燃料存储箱)提供给推进舱240和245。类似地，与对图2A-B的讨论一样，燃料和空气供给通道230可以具有开口221和一个或两个导管或通路(例如，223和229)。燃料和空气供给和/或分配通道230具有自转轴220放射状地伸出的第一部分(例如，第一和第二臂222和224之一或二者内的215、216)，以及与第一部分215、216流体连通的第二部分(例如，在转轴220附近)。燃料和空气供给通道230的第二部分可以具有开口225，用于沿着环形的路径235和237将燃料和/或空气提供给推进舱240和245。例如，燃料和空气供给通道230的第二部分可以将氧化剂(例如，空气、氧气、富氧空气、等等)传送给推进舱240和245以促进燃料的更多和/或更充分燃烧。可选地，路径235和237可以向推进舱240和245传送第二燃料(例如，点火剂或辅助点火燃料)，或者向推进舱240和245提供冷却水。

在各种实施例中，燃料和空气供给通道230的第二部分可以包括轴承227，其配置为维持向壳体210密闭供给空气、燃料或这二者。并且，当其他部件保持固定的时候，轴承227允许一些部件转动。优选地，如图3A所示，至少有五组呈环形或环形截面的位于中心杆220周围的轴承227。轴承227通常放置在中心杆220的周围，在中心杆220和紧邻的部分或部件之间(例如，燃料和空气供给通道230的一个或多个导管、壳体210的前和/或后表面212和214、或者壳体210的其他表面)。

在示例性的实施例中，发动机200包括至少两个推进舱240、245(例如，类似火箭的发动机)。优选地，发动机200具有偶数个推进舱，但是推进舱的数量可以是3、4、5、6、8、或任何其他整数，当其乘以整数或小数位数确定的分数时，等于360。推进舱和臂也可以按照有规律的模式相对于穿过至少部分推进舱和/或臂的水平面彼此偏置(例如，交替的燃烧器/臂组合可以位于图3A中穿过发动机200的水平B-B'平面之上或之下)。推进舱240和245中每一者的一边或面(例如，面向中心杆230的一边或面)与(i)转动臂222或224和(ii)燃料和空气供给通道230连接。取决于推进舱的数量，转动臂的数量可以变化。每一推进舱配置为燃烧或引爆燃料，并围绕中枢转轴220转动。优选地，推进舱包括点火器(见图4B)。该点火器可以在用于燃料和空气混合221、225的出口或开口的下游，并点燃从燃料和空气供给通道230给入推进舱240的燃料。

图3B是图3A中发动机200沿A-A'平面的俯视图。在示例性的实施例中，壳体210具有内壁203和外壁202。优选地，壳体210的内壁203具有多个开口206，其通向至少两个排气道或口255、256。开口206的数量可以是2、3、4、5、6、8、或任何其他整数，当其乘以整数或小数位数确定的分数时，等于360。此外，开口206可以位于沿着壳体210的内壁203的任何位置。然而，沿着内壁中心的位置(如图所示)可以是优选的。而且，开口206可以是均匀分布的或集中的(例如，在排气管道或口255、256的入口之前或之后)。

外壁203、206的周长可以根据推进舱240、245的尺寸和转动臂222、224的长度而变化。发动机200包括至少两个从壳体210伸出的排气道(孔或口)255、256。排气道255、256配置为从远离后表面214的方向直接从壳体210排气241(例如，到涡轮单元；未示出)。

在一些实施例中，反射器(未示出)可以位于排气管道或口255、256的末端，以将来自壳体210的推力引导至涡轮单元或从朝后的方向引导。随后，该排气可以被传输或引导至发动机的一位置或级，在该处排气能够做功(例如，在涡轮单元中[未示出]，其可以包括一个或多个涡轮风扇)。与图2A-B的实施例相似，转动臂222和224中每一者可以具有在其上的一个或多个翅片217、218，且推进舱240和245中每一者可以具有在其上的一个或多个翅片242a-b、247a-b。转动臂222和224可以穿过对应的翅片217、218，而翅片242a和242b可以分别位于推进舱240相对的上和下表面，且翅片247a和247b可以分别位于推进舱245相对的上和下表面，翅片可以相对于垂直或水平面(例如，沿着推进舱的长轴或沿着转动臂)成一角度或可以是弧形的(例如，沿着由臂和/或推进舱的转动路径定义的圆弧)。

图4A是共轴燃料和空气供给和/或分配通道225'-230'的截面图，其有利于将燃料(例如，通过通道230')和氧化剂(例如，空气，通过通道235')提供给推进舱。共轴燃料和空气供给通道可以具有两个单独的导管或通路(例如，223'和235')，其分别来自通道230'和225'。从共轴燃料和空气供给通道放射状地伸出、界定通道223'和235'的臂与通道230'和225'流体连通。图4A示出的实施例的优势在于容易制造且价格便宜，而图3A-B示出的实施例可以更加坚固和/或耐用。或者，例如，当氧化剂为气态时(例如，空气或氧气)，臂223'和235'可以包括一贯穿通道225'或230'的管或管道，管或管道在通道225'或230'之内的部分具有开孔，以使气态的氧化剂容易地进入臂223'和235'。

图4B示出了根据本发明的一实施例中燃料和空气供给通道130与推进舱140'或145'的连接。每一个推进舱可以包括点火装置，比如辅助点火器或其他点火器142。

点火器142可以位于燃料和空气供给通道130的出口141的下游(例如，用于将燃料和空气混合物引入推进舱140的开口)，并点燃从燃料和空气供给通道130引入推进舱140或145的燃料。点火器142可以包括本领域中各种形式的点火装置，包括但不限于辅助点火器。或者，点火器142可以包括电气点火器(例如，1火花发电机或火花塞)。优选地，辅助点火器142通过辅助点火燃料管135连接至推进舱，该燃料管可以是燃料和空气供给通道130的一部分或在其旁边。

因此，该发动机或系统包括具有喷口(未示出)的燃烧器(例如，燃烧室)，该喷口用于将燃料引入推进舱。燃料喷口将燃料混合物喷成雾状，且点火装置点燃推进舱中的该燃料混合物或喷雾。因此，火焰从喷口膨胀并为推进舱提供推力，其通过转动臂驱动中枢转轴和/或通过发动机提供力和/或为发动机提供力。所以，推进舱沿预先确定的方向转动并驱动转动臂，转动臂旋转中枢(轴)转轴并驱动任何连接、紧固或附于其上的风扇。

一种示例性推进舱

图5示出了根据本发明的另一种示例性燃烧室300。图5的燃烧室300包括多个部段和至少两个空气流动通路。示例300包括燃料和压缩空气进口部段310、燃烧部段320和330、以及推动和/或排气部段340。图5中没有示出连接至排气部段340的喷口。入口部段310包括点火系统312以在发动机启动的时候点燃燃料和空气混合物。结合图6(A)-(E)、7和8对用于燃烧部段330和推力和/或排气部段340的示例性部件进行了更详细的描述。

很快，外围的空气流通路306，即流入的空气303的一部分进入燃料存储部段320并在空气(其穿过发动机300时可以被加热)进入排气装置时排出推力。流入的空气303同样地进入燃烧部段330和排气部段340。引入发动机300的总空气量的大约20-30％有助于燃烧。通常，“稀释的”空气303占引入发动机300的总空气量的大约70-80％并提供来自发动机的推力。

一种示例性混合涡轮发动机

一种示例性混合涡轮发动机通常包括上文描述的图2A-3B中的示例性发动机、以及压缩机、涡轮机、一个或多个涡轮风扇、以及壳体单元(参见，例如，图1中压缩机、涡轮机、涡轮风扇、和/或涡轮发动机壳体单元的例子)。优选地，所述混合涡轮发动机的设计能够在很宽的尺寸范围内建造(例如，直径在大约3英寸至大约15英尺范围内的发动机，或在该取值范围中的任何值或范围)。此外，所述混合涡轮发动机可以具有若干应用，包括无人驾驶交通工具(例如，空、水、和地面无人交通工具)以及空、水、和地面客运交通工具(例如，商业航空器)。并且，所述混合涡轮发动机可以被用于产生能量或电、机械功(例如，在重工业中，移动巨大质量或驱动大型泵)、等等。

在一些实施例中，所述压缩机包括一个或多个可旋转地固定在位于或来自所述壳体的上游的发动机轴上的旋转式风扇(例如，涡轮风扇)。所述压缩机从位于所述发动机前端的开口吸入空气、以相对的高压压缩所述空气、并推动压缩空气穿过发动机，为压缩机提供旋压力。

优选地，风扇可以可旋转地固定在位于发动机的上游或下游位置的发动机轴上。通常，推进舱大体上可以为鱼雷形或桶形。例如或替代性地，所述壳体大体上可以是一端或两端为截锥形的圆柱体。一个或多个涡轮风扇可以具有沿着其长度变化的截面积，以便当空气排入排气部段时最大限度地增加推力。

通常，从所述一个或多个风扇流入的空气中的一些或大部分经过所述压缩机和图2A-3B所示的发动机的壳体到达所述混合涡轮发动机的排气部段，并在那里通过喷口提供推力。此种空气可以通过壳体加热，其可以提供额外的推力。

一种生物质粉体能量转换和/或生成系统

图6A-B示出了一种根据本发明的示例性生物质粉体能量转换或生成系统400。图6A-B的系统通常包括存储箱401、散布器(包括抽吸器)410、以及至少一个燃烧室420a(图6B)或一组燃烧器420b(图6C)。此外，系统400的发动机可以包括至少一个风扇430a、430b(例如，涡轮式风扇)。因此，所述生物质粉体能量生成系统400通常包含三个主要部分：粉体存储单元或箱401、分配或分散粉气混合物的分配器410、以及燃烧室420a/420b。该生物质粉体能量生成系统400可以进一步包括喷射器、一个或多个燃料和空气导管、以及涡轮风扇430a和430b。

在各种实施例中，存储箱401配置为存储生物质粉体。通常，粉状的、固态易燃材料的积极应用受到限制。生物质粉碎技术使得能够以相对合理的产率来生产微米级粉体。有研究指出木粉具有相对更高的挥发分含量(例如，60-70％)和更低的热值(17-18MJ/kg)。因此，生物质粉体可以在燃烧室中燃烧或引爆。

典型地，存储箱401具有配置为探测存储箱401中的生物质粉体的含量的传感器(未示出)和配置为允许生物质粉体被加入或引入存储箱401的开口(未示出)。通常，存储箱401为大容量箱，配置为用于长时间、连续运转。例如，存储箱401的体积可以为大约40L至大约3000m³(例如，100L至2500m³、250L至1000m³或在该范围中的任何其它值或值的范围)。

存储箱401具有穿过其内部的空气导管402(例如，空气管)和配置为转移来自存储箱401的生物质粉体的旋转式散布装置403。此外，空气导管402在存储箱401之内的部分在空气导管上具有多个孔。空气导管402因此可以包括穿过存储箱401的箱壁并通过在箱内的孔将空气提供给存储箱401中的生物质粉体的第一分段、位于存储箱中且为u形或s形的第二分段(在箱内部分至少具有一些孔)、以及穿过存储箱401的同一箱壁或不同箱壁的第三分段，配置为将过量空气输送至存储箱401外。导管402中的空气可以被加热(例如，通过来自燃烧室的排气、或可以自然地加热压缩空气的压缩机)。

在一些实施例中，存储箱401包括旋转式散布装置403，旋转式散布装置可以包括螺旋钻，并可以水平放置(例如，位于、沿着或靠近存储箱的底部)。例如，旋转式散布装置403可以位于存储箱401的底部表面上的槽或井中。存储箱401和/或旋转式散布装置403可以具有连接于散布器410的上部的出口。存储箱401可以具有倾斜的内表面，配置为允许重力将生物质粉体推向螺旋钻/散布装置403。螺旋钻403可以响应于自发动机控制器(未示出)生成的信号而将粉体散布到散布器410。

参阅图6A，散布器410配置为通过位于散布器410的上部的开口接收生物质粉体，然后使生物质粉体悬浮在空中。例如，散布器410可以包括穿过位于或靠近散布器410底部的开口的管414。管414配置为将(加热的)空气引入散布器410并使生物质粉体悬浮在其中。由于上部(例如，水平的)管或导管412中的空气流动的结果，抽吸器(例如，管412和415，其可以形成T形连接)将粉体和空气吸入管412。抽吸器将空气中的生物质粉体的悬浮体(进一步被流过管412的空气稀释)提供给燃料供给导管425，并因此，提供给燃烧室420a(图6B)。散布器410可以包括一个或多个配置为将悬浮在其中的生物质粉体加热和/或变干的加热盘管(未示出)。例如，发动机排出的气体可以通过类似于存储箱401中的导管402的方式被引导穿过散布器410中的导管以为加热盘管提供热量。为了使可燃/可爆粉尘浓度最小并使燃点最低，生物质粉体的含水量应当为4％或更低。并且，散布器410可以具有位于或在散布器410的底部部分413的流化器(例如，包括将空气提供给散布器的管414)，在该底部部分当不存在所述流化器时生物质粉体可以沉淀。

图6B示出了一种示例性的燃烧室420a。生物质粉体能量生成系统400具有至少一个燃烧室420a。或者，系统400可以具有多个燃烧室420a(参见燃烧系统420b，图6(C))。室420a配置为从燃料供给导管425接收燃料和空气悬浮体。典型地，燃料供给导管425是空气导管412的一部分或其延长，并可以包括针或阀428以将燃料和空气悬浮体引入燃烧室420a。每一个燃烧室420a可以包括内壁和外壁421，422、用于将额外的空气引到和/或引入在其中具有推进舱的室(例如，在内壁421之内)的空气喷口424、以及排气道(未示出)。典型地，燃烧室420a的外壁421是固体的，且燃烧室420a的内壁422具有多个使空气能够流入燃烧室420a内部开口423，推进舱位于燃烧室内部并在其中发生燃烧或爆燃。在一些实施例中，外壁421可以不具有除了位于室420a的排气端之外的其他外部开口。

参阅图6C，燃烧系统420b可以包括从用于中枢转轴(未示出)的开口427放射状伸出的多个燃烧室420a。每一个燃烧室420a可以具有附于其上的空气和燃料供给单元(例如，与图6(B)中示出的相同或类似)。或者，燃烧系统420b可以具有一个燃料和空气供给单元，其包括将燃料和空气输送到每个燃烧室420a的多个供给导管425。在一个示例中，燃料和空气供给单元可以为环形或大体上为环形，且被放射状地放置在中枢转轴周围。在另一个示例中，燃料和空气供给单元可以被放置在中枢转轴的一边(例如，在中枢轴上方或下方、和/或左边或右边)，并且供给导管能够被放射状地或大体上放射状地分配给每个燃烧室420a。

系统400可以包括至少一个风扇430a(图6D)和/或430b(图6E)。图6D的风扇430a可以包括齿轮431和多个叶片432。齿轮431可以与位于穿过开口427的中枢(转)轴(其可以进一步在燃烧系统420b的相对的一面或端连接至图6E的风扇430b)的末端的配件紧密配合。图6E的风扇430b可以包括涡轮风扇。涡轮风扇430b具有由中枢(转)轴驱动的转轴436，以及转动式风扇435。风扇430b可以包括轴流式涡轮风扇或径流式涡轮风扇，二者均可从市场购买到。通常，一旦确定了应用并计算出能量需求，涡轮单元的大小和特征就可以被选择和/或设计。

图7示出了进一步的示例性燃烧室500的部段和与其连接的一个或多个空气供给通道，其中，燃烧室的内壁522具有多个孔523，这些孔用于在燃烧室中生成交叉流、反向流和/或旋流。当通过空气导管526将空气提供给在内壁522之内的燃烧/爆燃腔时，此种流动在室500内造成湍流。来自空气导管526且没有流入在内壁522之内的燃烧/爆燃腔的空气能够冷却室500，并且当其从在内壁522之内的燃烧/爆燃腔吸收热量时，其能够膨胀并提供额外的推力。通过一个或多个附加的和/或直接的空气导管525a-b能够为室500内提供额外的空气流动。示例性的燃烧室500有利于将空气分配到室中的燃烧和/或爆燃位置或其附近，燃烧室可以具有各种外形尺寸以及燃料/空气工作范围。

参阅图8，用于燃烧室的燃料喷口的针状物或阀428(另见图6)可以包括位于燃料供给管道412的一端615的带电电极(例如，针630，与图6(B)的针428相同或相似)。与针630电气连接的感应线圈640从附近的电压发生器(未示出)接收预先确定的电压，并且在燃料供给导管412内的针630的末端可以常规地固定于燃料供给导管412的(电气绝缘的)内表面。此外，针状物或阀428可以包括燃料散度控制装置629。

生物质粉体和空气混合物因通过导管412的气流615而从管415提供给空气导管412。弹簧或线圈640的弹簧常数可以为，当通过导管412的气流615的压力大于燃烧室或腔内的压力和弹簧或线圈640的张力时能够使针状物或阀428打开，并当燃烧室或腔内的压力大约等于或大于通过导管412的气流615的压力时能够使针状物或阀关闭。以这种方式，燃料能够被安全地提供给燃烧室，没有不受控制的燃料燃烧或爆燃。

相同的电荷(例如，正或负)被施加于燃烧室壁和针630。当生物质粉体(例如，锯末)流过针630时，变为带有与燃烧室壁相同的电荷。因此，生物质粉体微粒继续悬浮在燃烧室中，并且有利地不粘住或粘附在燃烧室的内壁上。

示例性的室420a的性能中的关键因素是涡轮风扇430a，如图6D所示。例如，在常规的涡轮发动机中，输送至涡轮风扇430a的微粒(例如，未燃的燃料，未完全和/或低效率燃烧的燃料，和/或其他可能进入发动机的微粒)能够导致涡轮叶片432的破坏和/或涡轮叶片的内表面的磨损。本燃烧室有利于实现燃料的完全燃烧，并因此，通过排气至涡轮风扇实现最大燃料效率和最小的微粒输送量，从而使得能够将风扇设计为增加或最大化利用来自离开燃烧/爆燃室的排出气体的推力。

图9A是根据本发明的使用共轴轴承127的示例性固定-转动通道接口的剖视图。燃料和空气通道130位于旋转式中心轴120中。一种常规的高速、包括位于外壳160内的多个滚珠128的共轴轴承127紧密地安装在位于旋转式中心轴120上的法兰120'和将燃料和空气混合物从燃料供给系统供应或提供给旋转式中心轴120的固定轴150之间。

图9B是根据本发明的使用多个共轴轴承227a-b的示例性固定-转动通道接口的剖视图。固定式中心轴220″将燃料和氧化剂中的一者提供给旋转式中心轴220″′。一种常规的高速、空气密封的共轴轴承227b紧密地安装在位于旋转式中心轴220″′上的法兰和固定式轴220″之间。第二种常规的高速、空气密封的共轴轴承227a紧密地安装在位于旋转式外部通道外壳/轴228′上的法兰和固定式外部通道外壳/轴228″之间。以这种方式，在本引擎的固定式供给导管和旋转式供给导管之间的接口处没有燃料或氧化剂损失。

另一种示例性混合涡轮发动机

在各种实施例中，另一种示例性混合涡轮发动机通常包括如上文结合图6(A)-(E)、7和8所描述的燃烧系统，除了涡轮发动机的其他常规部件(压缩机、涡轮机、一个或多个涡轮风扇、和/或壳体单元，例如如图1所示)之外，该系统还包括存储箱、散布器、以及至少一个外壳。或者，可以根据发动机的应用采用所述壳体和/或燃烧室的各种设计。

在一些实施例中，所述压缩机包括一个或多个可旋转地固定在位于壳体的上游的中心轴上的旋转式风扇。所述压缩机从位于所述发动机前端的开口吸入空气并推动压缩空气穿过壳体和/或燃烧室，来自壳体或/或燃烧室的排气驱动涡轮风扇，并为压缩机中的旋转式风扇提供转动或旋压力。

或者，(旋转式和涡轮)风扇可以可旋转地固定在位于发动机的上游或下游位置的发动机轴上。通常，推进舱大体上可以为鱼雷形或桶形，且一端或两端为截锥形。例如，推进舱大体上可以为圆柱形，其半径沿着圆柱的轴朝向圆柱的中部渐增。

一种转换能量的示例性方法

图10的流程图700示出了一种将(例如，以生物质粉体形式)存储的化学能转换为机械能的示例性方法的步骤。该示例性方法通常包括将燃料和空气混合物进入燃烧室、使用燃烧室中的推进舱点燃或引爆所述燃料、使用燃烧室中的辅助点火器和/或火花塞点燃所述燃料、以及通过至少一个位于燃烧室的室壁上的开口和至少一个排气孔或口排出气体。尽管此方法中的示例性燃料为生物质粉体，其他燃料也可以适用于该方法。通常，此方法使用本申请中其他位置描述的设备来实施。

在步骤710，燃料和空气被引入一个或多个大体上如本文所描述的燃烧室。在该方法的各种实施例中，燃料通过燃料和空气供给导管引入燃烧室。当有多于一个燃烧室时，每个燃烧室可以具有其自己的燃料和空气供给导管。燃料和空气供给和/或分别导管和/或通道从燃料存储箱和氧化剂入口提供燃料和氧化剂。燃料和空气或氧化剂通道和/或导管可以沿着中心轴和/或转动臂从中枢轴伸出至各自的推进舱。

在步骤720，通过推进舱(例如，燃烧器)将燃料在室中点燃或引爆。优选地，使用点火器点燃推进舱，该点火器点燃从燃料和空气供给导管供入推进舱的燃料。通常，经由针状物或阀将燃料引入推进舱，这使得燃料混合物被喷入或喷成雾状进入推进舱。因此，火焰在步骤730从推进舱排气口膨胀并为发动机提供推力。

在步骤730，通过位于所述燃烧室的内壁上的至少一个开口和至少一个排气孔或口将来自推进舱的燃烧和/或爆燃气体排出。所述排气孔或口可以贯穿所述燃烧室的外壁。随后，使用反射器可以将排气从所述排气孔或口沿着远离所述燃烧室的后表面的方向引导至涡轮单元。或者，可以直接将推力从所述燃烧室(例如，燃烧系统420b，图6(B))引导至所述涡轮单元，并且随后将所述排气传输或引导至所述发动机的一位置或级，在该处排气能够做功(例如，在涡轮单元中，其可以包括一个或多个涡轮风扇)。

在步骤740，所述方法的示例性实施例中，推进舱可以连接或附着在从所述中枢转轴伸出的转动臂上，推进舱通过转动该臂转动和/或驱动该中枢轴，和/或其通过发动机提供力或为发动机提供力。随后，所述推进舱内的燃料的点燃或引爆使得所述推进舱向前转动并驱动所述转动臂，旋转所述中枢转轴并提供用于动力或机械功的旋转力。例如，当所述发动机包括从所述中枢轴接收旋转力的发电机时，所述中枢转轴可以转动或驱动所述发电机中的机轮，机轮转而驱动带状物、活塞、凸轮、或其他能够产生功、动力、或电的机构。在一个实施例中，在步骤750，通过本文描述的来自燃烧室的排气来使一个或多个涡轮风扇旋转。此种涡轮风扇可以连接或附着于相同或不同的中枢轴(例如，与所述中枢轴共轴或在同一条直线上的轴)，并且在步骤755，连接到所述涡轮风扇的所述轴(其可以穿过所述燃烧室的中心)可以驱动压缩风扇。在附加的或替代的实施例中，在步骤760，位于连接或附着于所述中枢轴的所述燃烧室的前面的压缩风扇可以被转动(例如，不需用来自涡轮风扇的帮助)。随后，(例如，在空气与燃料或燃料和空气悬浮物混合之前)压缩空气被提供给燃烧室。

一种将生物质转换为机械能量的示例性方法

图11的流程图800示出了一种将生物质粉体转换为机械能量的示例性方法的步骤。该方法通常包括：将生物质粉体从存储箱或室引入散布器；使所述生物质粉体散布或悬浮在散布器内的空气中；(例如，使用抽吸器)将来自所述散布器的生物质粉体和空气的悬浮体分配或提供给燃烧室；在所述燃烧室中的至少一个推进舱内燃烧和/或引爆所述生物质粉体；以及通过所述燃烧室的室壁上的排气道将气体(例如，燃烧气体)排出到至少一个涡轮风扇。通常，涡轮风扇配置为做机械功，或驱动做机械功的转轴或将机械能量转移到其他做机械功的装置。

在步骤810，生物质粉体被引入、加入和/或存储在存储箱或室中。通常，所述生物质粉体经由所述箱或室上的开口被引入所述箱或室中。可选地，可以在存储箱或室中将所述生物质粉体加热和/或变干。因此，存储箱可以具有穿过其内部且具有孔的空气导管(例如，空气管)，该空气导管允许热的和/或干燥的空气越过和/或穿过所述存储箱中的生物质粉体，从而加热所述生物质粉体和/或使其变干。旋转式散布装置(例如，螺旋钻)可以将所述生物质粉体从所述存储箱的收集区传输至散布器。响应于自发动机控制器生成的信号，可以使用所述旋转式散布装置将所述生物质粉体引入所述散布器。在步骤820，所述生物质粉体被从所述存储箱引入散布器，并且所述生物质粉体被散布或悬浮在所述散布器内的空气中。随后，空气中的所述生物质粉体的悬浮体(例如，粉体和空气混合物)可以被吸入所述散布器内的抽吸器中。在所述方法的一些实施例中，使用加热盘管加热所述散布器中的生物质粉体，这可以将水分从所述生物质粉体去除，结果是生物质粉体变得更干燥(例如，具有更低的含水量)，和/或所述生物质粉体的温度升高，这可以促进所述燃料的燃烧/爆燃。在一个实施例中，所述方法进一步包括通过位于所述散布器底部的开口提供空气来产生所述生物质粉体的流化层。

在步骤830，来自所述散布器的所述生物质粉体和空气的悬浮体被散布到供给导管，其将所述生物质粉体和空气的悬浮体提供到所述燃烧室，与本文描述的相同。可以在所述供给导管的出口或喷口的尖或端部使用散度控制装置和/或带电针(其可以电离所述粉体)提供所述生物质粉体的散度控制和/或散布。可以施加相同的电压(例如，正或负)到所述燃烧室壁，以减少或防止粉体在所述室壁累积。

在步骤840，所述生物质粉体在所述燃烧室内的至少一个推进舱中被点燃、燃烧和/或引爆。所述燃烧室内的推进舱从所述燃料供给导管接收所述悬浮体。在一些实施例中，所述燃烧室具有内壁和外壁，其中所述内壁具有多个配置为允许空气进入所述燃烧室的内室并在所述室内生成交叉流、反向流和/或旋流(例如，湍流)的开口或孔。在所述方法的一些实施例中，通过使外部空气在所述内壁和外壁之间穿过来使所述室的内壁冷却。因此，所述双层室壁有利于将空气分配给所述室并冷却所述内室壁。此外，从所述内壁吸收了热量的空气可以提供额外的来自所述发动机的推力。然而，当所述燃烧室不需要被冷却时，单层壁的室也可是足够的。

在步骤850，燃烧和/或爆燃气体被排出或被引导穿过所述室的(外)壁上的排气道以提供来自所述发动机的推力。在一个实施例中，在步骤860，所述燃烧和/或爆燃气体驱动至少一个风扇(例如，涡轮风扇)。如本文所描述的，在步骤865，所述涡轮风扇转动中枢轴，其能够转动连接或附着于所述中枢轴的压缩风扇。可替代地或额外地，多个推进舱可以经由一个或多个从中枢轴伸出的臂连接于所述中枢转轴，并且在步骤870，连接于所述臂的所述推进舱转动所述中枢轴。在步骤875，所述中枢轴转动连接或附着于所述中枢轴的压缩风扇，如本文所描述的，这能够将压缩空气传送给所述发动机。

通常，生物质粉体具有比其他燃料(诸如加热用油、煤油、和汽油)更低的热值，并且可能需要更大体积的燃料来达到发动机燃烧具有更高热值的燃料所实现的发动机温度。通常，所述燃烧室中的气相温度的升高会可观地加速燃烧过程。为了确保充足的粉体截留用于更长时间的燃烧并在所述燃烧室中保持高温，本系统有利地提供了更大的室和/或各种形状(例如，L、U和/或S形)的空气导管；有效的空气供给和/或来自所述室的内壁上的开口并在所述室中生成交叉流、反向流和/或旋流的湍流；用于所述室壁的冷却空气；以及用于转换和/或生成能量的可替代燃料的供给。

一种示例性能量和/或机械功生成系统

图12示出了根据本发明的一种示例性能量和/或机械功生成系统900。图12的系统900通常包括旋转式发动机910、发电机950、第一压缩机960、涡轮机970、以及第二压缩机980。发动机910可以包括如本文所描述的示例性发动机(例如，图2A-B的发动机100或者图3A-B的发动机200)。发动机910可以经由燃料供给管/管道932从燃料供给导管930接收燃料或燃料和空气混合物934，并经由氧化剂供给管/管道922从氧化剂(例如，空气)供给导管920接收压缩空气924。发动机910的壳体在中心轴(例如，杆或轴)912的周围大体呈辐射对称状。发动机910中的推进舱或燃料燃烧器(未示出)燃烧燃料，其围绕中心轴912转动并驱动转轴940，该转轴驱动第一机轮或齿轮942(例如，连接或附着于轴940，或与其为一个整体)并向发电机950提供旋转力。发电机产生电或电功率954，并将其从发电机950沿着电缆(例如，电线或缆)传输。例如，电或电功率954可以被存储在电池中(未示出)

反过来，第一机轮或齿轮942驱动与其连接或啮合的带状物或链944，并且带状物或链944转动第二机轮或齿轮946，该带状物或链也与第二机轮或齿轮连接或啮合。能够预想到有许多适于将旋转力从轴940传递到发动机(例如，压缩机960)的替代性驱动机械装置，诸如直接式齿轮到齿轮机械装置、曲轴和活塞系统(在此情况下，轴940配置为曲轴)、等等。第二机轮或齿轮946所连接或附着的，或与之形成一个整体的第二转轴948，向第一压缩机960提供旋转力。然而，任何能够因旋转力而做功的机器，或相反，将旋转力转换为不同形式的能量的机器都可以被用于系统900以代替压缩机960。外部空气962可以被吸入压缩机960并经由压缩空气管或导管964分配给系统900中的其他部件(例如，氧化剂供给导管924和/或燃料供给子系统，诸如图6A中的管或导管412)。

发动机910也通过一个或多个排气道916提供高速和/或高压排气914，每个排气道可以被可操作地连接于涡轮机970。排气914驱动涡轮机970中的一个或多个旋转式风扇或其他旋转式物体以从系统900获取额外的机械功。在图12示出的示例中，涡轮机驱动第二压缩机980，其从入口982吸入外部空气并经由管或导管984将压缩空气986提供给系统900中的或系统900之外的其他部件(例如，如本文所描述的，氧化剂供给管道924和/或燃料供给子系统)。在一个示例中，压缩机980还可以转移来自排气914并进入涡轮机970的热量并将温或热的压缩空气986提供给燃料供给子系统以将所述生物质燃料加热和/或变干。并且，涡轮机970可以驱动其他机器(例如，第二发电机)以产生其他形式的能量或做其他种类的机械功。利用过后的排气974通过出口、管、管道或导管972离开涡轮机970。利用过后的排气974也可以提供给燃料供给子系统以将所述生物质燃料加热和/或变干。

总结/概要

本发明提供一种像马达一样有利地使用旋转的驱动力的发动机。因此，本发动机效率更高而磨损更小。而且，本发动机可以有利地利用可替代形式的燃料，比如生物质粉体。本发明的生物质粉体能力转换和/或生成系统和混合涡轮技术可以适合于其他应用，比如电力或机械驱动系统的有效生产。

基于图示和说明的目的提供了前述的本发明具体实施例的描述。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。