JPH08144933A - Plasma engine-driven vehicle - Google Patents
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は乗り物に関し、とくに車
輌、船舶および航空機等の乗り物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to vehicles, and more particularly to vehicles such as vehicles, ships and aircraft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、エンジンにより駆動される自動
車、自動二輪車、宇宙船、ロケット、船舶、航空機等の
輸送機関からなる乗り物においてはガソリン、軽油、重
油、ＬＰガス等の高価な石油系エネルギーを大量に消費
するだけでなく、大量の汚染物質による公害を排出して
地球環境を急速に破壊していた。2. Description of the Related Art Conventionally, vehicles such as automobiles driven by engines, motorcycles, spacecrafts, rockets, ships and aircrafts use expensive petroleum-based energy such as gasoline, light oil, heavy oil and LP gas. Not only was it consumed in large quantities, but it was also polluting the global environment by emitting pollution from a large amount of pollutants.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の石油系
エネルギーを不要とし、公害を全く発生しない、地球に
優しいプラズマエンジン駆動乗り物を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an earth-friendly plasma engine driven vehicle that does not require conventional petroleum-based energy and emits no pollution.
【０００４】[0004]
【本発明の構成】上記目的はプラズマエンジン駆動乗り
物において、推進装置を有する乗り物本体と、推進装置
を駆動するプラズマエンジンと、直流電圧を供給するバ
ッテリ手段と、直流電圧を放電信号に変換する放電電源
とを備え、プラズマエンジンが放電電源に接続された放
電手段を有するプラズマ形成部とこれに連通する作動室
とを有するロータリハウジングと、作動室に回転可能に
収納されたロータ手段とを備え、プラズマ形成部と作動
室に放電用作動媒体が予め定められた気圧で封入されて
いてプラズマ形成部が放電によるプラズマで高圧の作動
ガスを発生させ、この作動ガスでロータ手段を駆動する
ように構成することによって達成される。SUMMARY OF THE INVENTION In a plasma engine driven vehicle, the above object is to provide a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, battery means for supplying a DC voltage, and a discharge for converting the DC voltage into a discharge signal. A rotary housing having a plasma forming part having a discharge means connected to a discharge power source and a plasma engine having a power source and a working chamber communicating with the plasma forming part; and rotor means rotatably housed in the working chamber, A discharge working medium is enclosed in the plasma forming unit and the working chamber at a predetermined atmospheric pressure, and the plasma forming unit generates a high-pressure working gas by the plasma generated by the discharge, and the working gas drives the rotor means. It is achieved by
【０００５】さらに、上記目的は推進装置を有する乗り
物本体と、推進装置を駆動するプラズマエンジンと、プ
ラズマエンジンにより駆動される発電機と、発電機によ
り充電されるバッテリ手段と、バッテリ手段からの直流
電圧を放電パルスに変換するパルス放電電源とを備え、
プラズマエンジンが放電電源に接続された放電手段を有
するプラズマ形成部とこれに連通する作動室とを有する
ロータリハウジングと、作動室に回転可能に収納された
ロータ手段とを備え、プラズマ形成部と作動室に放電用
作動媒体が予め定められた気圧で封入されていてプラズ
マ形成部が放電によるプラズマで高圧の作動ガスを発生
させ、この作動ガスでロータ手段を駆動するように構成
することによって達成される。Further, the above object is to provide a vehicle main body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, a generator driven by the plasma engine, a battery means charged by the generator, and a direct current from the battery means. With a pulse discharge power supply that converts the voltage into a discharge pulse,
The plasma engine is provided with a rotary housing having a plasma forming portion having discharge means connected to a discharge power source and a working chamber communicating with the plasma forming portion, and rotor means rotatably housed in the working chamber. A working medium for discharge is sealed in a chamber at a predetermined atmospheric pressure, and a plasma forming unit generates a high-pressure working gas by plasma generated by discharge, and the working gas drives the rotor means. It
【０００６】[0006]
【作用】この発明のプラズマエンジン駆動乗り物におい
て、プラズマエンジンのプラズマ形成部に放電用作動媒
体を封入して放電によるプラズマで高圧の作動ガスを発
生させ、高圧ガスによりロータ手段に駆動力を与えるよ
うにする。In the plasma engine driven vehicle of the present invention, the working medium for discharge is sealed in the plasma forming portion of the plasma engine to generate a high pressure working gas by plasma generated by the discharge, and the driving force is applied to the rotor means by the high pressure gas. To
【０００７】[0007]
【実施例】以下、この発明の実施例を添付の図面を参照
して説明する。図１は本発明による望ましい実施例の乗
り物１を示す。ここで乗り物とは自動車、トラック、バ
ス、特殊自動車、クレーン車、フォークリフト、ブルド
ーザー、トラクタ、動力付運搬車、オートバイ、自転
車、電車、無限軌道車等の車輌、客船、タンカー、貨物
船、潜水艦等の船舶、およびヘリコプター、飛行機、ロ
ケット、シャトル、飛翔体等の航空機を意味する。図１
において乗り物１は一例として自動車からなる車輌のブ
ロック図として示されている。車輌１は車体２と、前輪
２ａ、後輪２ｂからなり、車体２を推進するために推進
装置とを有する。車輌１はプラズマエンジン１０を有
し、その出力軸２８はトランスミッション３および差動
ギア４を介して後輪２ｂを駆動する。トランスミッショ
ン３は出力軸２８に接続されたトルクコンバータまたは
ディスククラッチ等のクラッチ手段５と可変シフトギア
ユニット６とを備える。出力軸２８には発電機７が連結
されて、エンジン１０の出力エネルギーの一部をバッテ
リー８に蓄積してバッテリー８の寿命を延長する。バッ
テリー８の出力電圧はパルス放電電源９により放電パル
スに変換されてエンジン１０に供給され、エンジン１０
は後述の如く駆動される。エンジン１０が駆動されると
出力軸２８の動力はトランスミッション３および差動ギ
ア４を介して後輪２ｂに伝達され、車体２は推進され
る。このときエンジン１０の出力エネルギーの一部はバ
ッテリー８に蓄積され、エンジン１０を駆動するために
再利用される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 illustrates a preferred embodiment vehicle 1 in accordance with the present invention. Vehicles here include vehicles such as automobiles, trucks, buses, special vehicles, cranes, forklifts, bulldozers, tractors, powered vehicles, motorcycles, bicycles, trains, tracked vehicles, passenger ships, tankers, cargo ships, submarines, etc. , And aircraft such as helicopters, airplanes, rockets, shuttles, and flying vehicles. FIG.
In FIG. 1, the vehicle 1 is shown as a block diagram of a vehicle including an automobile as an example. The vehicle 1 includes a vehicle body 2, front wheels 2a and rear wheels 2b, and has a propulsion device for propelling the vehicle body 2. The vehicle 1 has a plasma engine 10, and its output shaft 28 drives a rear wheel 2b via a transmission 3 and a differential gear 4. The transmission 3 includes a clutch means 5 such as a torque converter or a disc clutch connected to the output shaft 28, and a variable shift gear unit 6. The generator 7 is connected to the output shaft 28, and a part of the output energy of the engine 10 is stored in the battery 8 to extend the life of the battery 8. The output voltage of the battery 8 is converted into a discharge pulse by the pulse discharge power supply 9 and supplied to the engine 10.
Are driven as described below. When the engine 10 is driven, the power of the output shaft 28 is transmitted to the rear wheels 2b via the transmission 3 and the differential gear 4, and the vehicle body 2 is propelled. At this time, a part of the output energy of the engine 10 is stored in the battery 8 and is reused to drive the engine 10.
【０００８】図２、３はプラズマエンジン１０の具体例
を示す。プラズマエンジン１０はロータリハウジング１
２とタービンロータ１４とを備える。ロータリハウジン
グ１２はセンタハウジング１２ａおよびサイドハウジン
グ１２ｂ、１２ｂ’からなる。実際の構造においてサイ
ドハウジング１２ｂ、１２ｂ’はセンタハウジング１２
ａから分離して、これらをコネクティングロッドにより
締め付けても良い。ロータリハウジング１２の中央部に
は作動室１６が形成され、作動室１６内にタービンロー
タ１４が回転可能に収納されている。ロータリハウジン
グ１２は作動室１６の外側にこれと同心的に形成された
環状放電室１８を有する。2 and 3 show a concrete example of the plasma engine 10. The plasma engine 10 has a rotary housing 1
2 and the turbine rotor 14. The rotary housing 12 includes a center housing 12a and side housings 12b and 12b '. In the actual structure, the side housings 12b and 12b 'are the center housing 12
They may be separated from a and tightened with a connecting rod. A working chamber 16 is formed in the center of the rotary housing 12, and the turbine rotor 14 is rotatably housed in the working chamber 16. The rotary housing 12 has an annular discharge chamber 18 concentrically formed outside the working chamber 16.
【０００９】環状放電室１８はプラズマ形成部２０とし
て機能する。環状放電室１８および作動室１６にはロー
タリハウジング１２を排気真空後に放電用作動媒体が封
入してある。放電室１８は電極２２、２２’からなる放
電手段１９を備える。放電手段１９はパルス放電電源か
らなる放電電源２１に接続されて周期的に放電パルスか
らなる放電信号を供給される。ロータリハウジング１２
は作動室１６と放電室１８との間に環状のセパレータ２
３を備える。セパレータ２３は作動室１６と放電室１８
と同心的となるようにサイドハウジング１２ｂ、１２
ｂ’の環状溝２５に保持されていて、軸方向に延びる傾
斜スロットからなる複数のノズル手段２３ａを有する。
作動室１６はノズル手段２３ａを介して放電室１８と連
通していてタービンロータ１４は高圧の作動ガスにより
駆動される。The annular discharge chamber 18 functions as a plasma forming section 20. The annular discharge chamber 18 and the working chamber 16 are filled with a working medium for discharge after the rotary housing 12 is evacuated and evacuated. The discharge chamber 18 comprises a discharge means 19 consisting of electrodes 22, 22 '. The discharge means 19 is connected to a discharge power supply 21 which is a pulse discharge power supply and is periodically supplied with a discharge signal which is a discharge pulse. Rotary housing 12
Is an annular separator 2 between the working chamber 16 and the discharge chamber 18.
3 is provided. The separator 23 includes a working chamber 16 and a discharge chamber 18.
Side housings 12b, 12 to be concentric with
It has a plurality of nozzle means 23a which are held in the annular groove 25 of b'and consist of inclined slots extending in the axial direction.
The working chamber 16 communicates with the discharge chamber 18 via the nozzle means 23a, and the turbine rotor 14 is driven by a high-pressure working gas.
【００１０】タービンロータ１４は接線方向Ｐに対して
予め定められた角度（望ましくは４５度）で軸方向に延
びる複数のブレード１４ａを有し、ブレード１４ａの間
には受圧面を有するキャビティ１４ａ’が形成されてい
る。セパレータ２３のノズル手段２３ａを構成する傾斜
スロットの各々はタービンロータ１４のキャビティ１４
ａ’の中心線に対して鋭角βをなすように傾斜してい
る。このことにより放電室１８で発生した高圧作動ガス
が複数のノズル手段２３ａから高速で噴出するときにタ
ービンロータ１４の複数のキャビティ１４ａ’の受圧面
に効率的に衝動力を与える。タービンロータ１４はうす
肉のラジアルウォール１４ｂと凹部２６、２６’を有
し、凹部２６、２６’はサイドハウジング１２ｂ、１２
ｂ’とともに低圧部を形成する。望ましくは低圧部２
６、２６’の容積は放電室１８の容積よりも大きくする
と良い。サイドハウジング１２ｂ、１２ｂ’にはタービ
ンロータ１４のキャビティ１４ａ’と低圧部２６、２
６’とを連通させるためのガス案内路２７、２７’が形
成してある。キャビティ１４ａ’に開口しているガス案
内路２７、２７’の端部はセパレータ２３の隣接したノ
ズル２３ａの中間部に位置している。このため、放電室
１８からノズル手段２３ａを介してタービンロータ１４
のキャビティ１４ａ’に噴出した高圧作動ガスはガス案
内路２７、２７’を介して低圧部２６、２６’に流入す
る。低圧部２６、２６’は連通孔１４ｃにより互いに連
通するとともにパイプ２９ａおよびブロワー２９ｂを介
して冷却部２９に連通している。低圧部２６、２６’と
冷却部２９の合計容積は作動室１６および放電室１８の
合計容積の５倍程に設定する。作動室１６から低圧部２
６、２６’へ導入されたガスは減圧され、さらにブロワ
ー２９ｂにより冷却部２９へ導入され、そこで水冷式の
冷却手段３１により冷却減圧される。タービンロータ１
４は出力軸２８に連結されていてベアリング３０、３２
により回転可能に支持されている。符号３４、３６は作
動室２０を密閉するためのカバー部材であり、これらは
ネジ３８、４０によりロータリハウジング１２の外壁に
適当なシール材を介して固定されている。カバー部材３
６は出力軸２８をシールするための密閉シール４２を保
持している。The turbine rotor 14 has a plurality of blades 14a extending in the axial direction at a predetermined angle (preferably 45 degrees) with respect to the tangential direction P, and a cavity 14a 'having a pressure receiving surface between the blades 14a. Are formed. Each of the tilted slots forming the nozzle means 23 a of the separator 23 is formed in the cavity 14 of the turbine rotor 14.
It is inclined so as to form an acute angle β with respect to the center line of a ′. As a result, when the high-pressure working gas generated in the discharge chamber 18 is ejected from the plurality of nozzle means 23a at high speed, an impulse force is efficiently applied to the pressure receiving surfaces of the plurality of cavities 14a 'of the turbine rotor 14. The turbine rotor 14 has a thin radial wall 14b and recesses 26, 26 ', and the recesses 26, 26' are side housings 12b, 12 '.
It forms a low pressure part with b '. Desirably the low pressure section 2
The volume of 6, 26 ′ is preferably larger than the volume of the discharge chamber 18. The side housings 12b, 12b 'include the cavity 14a' of the turbine rotor 14 and the low pressure portions 26, 2
Gas guide passages 27, 27 'are formed for communicating with 6'. The end portions of the gas guide passages 27, 27 ′ that open to the cavity 14 a ′ are located at the intermediate portions of the adjacent nozzles 23 a of the separator 23. Therefore, the turbine rotor 14 is discharged from the discharge chamber 18 via the nozzle means 23a.
The high-pressure working gas ejected into the cavity 14a 'of the above flows into the low-pressure portions 26, 26' through the gas guide passages 27, 27 '. The low-pressure parts 26 and 26 'communicate with each other through the communication hole 14c, and also communicate with the cooling part 29 through the pipe 29a and the blower 29b. The total volume of the low pressure parts 26, 26 'and the cooling part 29 is set to about 5 times the total volume of the working chamber 16 and the discharge chamber 18. From the working chamber 16 to the low pressure section 2
The gas introduced into 6, 26 'is depressurized, further introduced into the cooling unit 29 by the blower 29b, and cooled and depressurized by the water cooling type cooling means 31 there. Turbine rotor 1
4 is connected to the output shaft 28 and has bearings 30, 32
It is rotatably supported by. Reference numerals 34 and 36 denote cover members for sealing the working chamber 20, and these are fixed to the outer wall of the rotary housing 12 by screws 38 and 40 via a suitable seal material. Cover member 3
6 holds a hermetic seal 42 for sealing the output shaft 28.
【００１１】図２、３においてロータリハウジング１２
のサイドハウジング１２ｂ、１２ｂ’にはそれぞれ複数
の陽極２２と複数の陰極２２’とが放電室１８の両サイ
ドにおいて対向するように配置されている。図２におい
ては一対の電極２２、２２’のみが示され、他の電極は
簡略のため図示されていない。両電極２２、２２’はサ
イドハウジング１２ｂ、１２ｂ’に対してシールされた
後それぞれナット４４、４６で固定されていて放電電源
２１からプラズマ発生用の放電パルスが放電信号として
供給される。このように放電室１８はプラズマにより高
圧の作動ガスを発生させる。図２より明らかなように、
複数の陽極２２と複数の陰極２２’とはそれぞれロータ
リハウジング１２において対照的な位置に配置されてい
る。2 and 3, the rotary housing 12
A plurality of anodes 22 and a plurality of cathodes 22 ′ are respectively arranged in the side housings 12 b and 12 b ′ so as to face each other on both sides of the discharge chamber 18. In FIG. 2, only a pair of electrodes 22, 22 'is shown, and the other electrodes are not shown for simplicity. Both electrodes 22, 22 'are sealed to the side housings 12b, 12b' and then fixed by nuts 44, 46, respectively, and a discharge pulse for plasma generation is supplied from the discharge power source 21 as a discharge signal. In this way, the discharge chamber 18 generates high-pressure working gas by the plasma. As is clear from FIG.
The plurality of anodes 22 and the plurality of cathodes 22 ′ are arranged at symmetrical positions in the rotary housing 12, respectively.
【００１２】作動室１６、放電室１８、低圧部２６、２
６’および冷却部２９には排気真空後にバルブ手段３３
を介して放電用作動媒体が望ましくは１気圧±５％で封
入されている。放電室１８には作動媒体の初期イオン化
を促進して電流密度またはイオン密度を高めることによ
り放電用ガスの温度と圧力をより高めて効率を上げるた
めのトリチウムまたはポロニウムからなる放射線源ライ
ナー４８を有する。放電用作動媒体の電流密度またはイ
オン密度が増大すると、放電室１８の放電時の温度と圧
力が増加してプラズマエンジン１０の効率が上昇する。
トリチウム、ポロニウムの代わりに他の方法を用いても
良い。すなわち、放射線源は半減期が１０年を越え、放
射能量が１００Ｂｑ〜１０００Ｂｑでかつエネルギーが
０．７ＭｅＶ以下のβ線のみを放射する放射線源から構
成しても良い。Ｓｉ系のアルコキシド−アルコール溶
液、すなわちゾルゲル溶液に単体粉末のテクネシウム９
９を混合した溶液を放電室１８に塗布して乾燥したの
ち、６００℃において窒素中で１時間加熱すると、テク
ネシウム９９が放電室１８にむらなく分布する。次にテ
クネシウム９９を混合しないＳｉ系ゾルゲル溶液をテク
ネシウムの表面に塗布して真空中で６００℃において１
時間加熱することによって密封放射線源ライナー７２が
得られる。この密封放射線源をライナー４８を放電室１
８に形成することにより安定した瞬時放電特性が得られ
る。放射線源ライナー４８はセパレータ２３の外周に形
成しても良い。Working chamber 16, discharge chamber 18, low pressure section 26, 2
6'and the cooling unit 29 have valve means 33 after exhaust vacuum.
The working medium for discharge is preferably sealed at 1 atm ± 5%. The discharge chamber 18 has a radiation source liner 48 made of tritium or polonium for promoting the initial ionization of the working medium and increasing the current density or ion density to further increase the temperature and pressure of the discharge gas and increase the efficiency. . When the current density or ion density of the discharge working medium increases, the temperature and pressure of the discharge chamber 18 during discharge increase, and the efficiency of the plasma engine 10 increases.
Other methods may be used instead of tritium and polonium. That is, the radiation source may include a radiation source that emits only β-rays having a half-life of more than 10 years, a radioactivity of 100 Bq to 1000 Bq, and an energy of 0.7 MeV or less. Si-based alkoxide-alcohol solution, that is, sol-gel solution, is a single powder of technesium 9
After the solution in which 9 is mixed is applied to the discharge chamber 18 and dried, and then heated at 600 ° C. in nitrogen for 1 hour, the technesium 99 is evenly distributed in the discharge chamber 18. Next, a Si-based sol-gel solution not mixed with technesium 99 is applied to the surface of technesium, and the sol is adjusted to 1 at 600 ° C. in vacuum.
The sealed radiation source liner 72 is obtained by heating for a time. The liner 48 is used as the sealed radiation source in the discharge chamber 1.
By forming it in No. 8, stable instantaneous discharge characteristics can be obtained. The radiation source liner 48 may be formed on the outer periphery of the separator 23.
【００１３】次にこの発明のプラズマエンジンで使用さ
れる放電用作動媒体を例示する。Next, a working medium for discharge used in the plasma engine of the present invention will be exemplified.
【００１４】（１）作動媒体として水銀蒸気およびナト
リウム蒸気のうちのいずれか１つの金属蒸気と始動用ガ
スからなる放電用ガスが用いられる。始動用ガスはキセ
ノン、ヘリウムまたはアルゴンからなり、総封入圧に対
するヘリウムまたはアルゴンの封入圧は５０％以下であ
るのが望ましい。このようにすると、放電用ガスの始動
電圧を低下させるだけでなく、瞬時に高速で安定した作
動流体の放電を行わせることができる。(1) As the working medium, a discharge gas consisting of one of metal vapors of mercury vapor and sodium vapor and a starting gas is used. The starting gas is made of xenon, helium or argon, and the filling pressure of helium or argon with respect to the total filling pressure is preferably 50% or less. In this way, not only the starting voltage of the discharge gas can be lowered, but also a stable and fast discharge of the working fluid can be instantaneously performed.
【００１５】（２）放電用ガスはヘリウム、アルゴン、
キセノン、ネオンの中から選ばれた少なくとも一種の不
活性ガスの他にα線、β線、γ線、χ線等の放射線源ま
たはクリプトン８５からなる放射線源を含んでも良い。
クリプトン（Ｋｒ）８５は作動流体に放射線による電子
励起を生じさせて、始動特性、瞬時放電特性を改善して
プラズマエンジンの効率を改善する。クリプトン８５の
封入量は安全性の面から容積１ｃｍ３当り０．２〜５０
マイクロキュリーの範囲が望ましい。(2) The discharge gas is helium, argon,
In addition to at least one inert gas selected from xenon and neon, a radiation source such as α rays, β rays, γ rays, and χ rays or a radiation source made of krypton 85 may be included.
The krypton (Kr) 85 causes the working fluid to be electronically excited by radiation to improve the starting characteristics and the instantaneous discharge characteristics to improve the efficiency of the plasma engine. The amount of krypton 85 enclosed is 0.2 to 50 per 1 cm 3 in volume for safety reasons.
A range of microcurie is desirable.
【００１６】（３）放電用ガスは望ましくは体積比でヘ
リウム３６％、ネオン２６％、アルゴン１７％、クリプ
トン１３％およびキセノン８％の希混合ガスからなり、
約１〜１０気圧で、好ましくは、１気圧±５％以内とな
るように封入しても良い。(3) The discharge gas is preferably a rare gas mixture of helium 36%, neon 26%, argon 17%, krypton 13% and xenon 8% by volume.
It may be enclosed at about 1 to 10 atm, preferably within 1 atm ± 5%.
【００１７】（４）放電用ガスは体積比で４０〜６０％
のアルゴンと、３０〜４０％のキセノンと、６〜８％の
ネオンとその他の希ガスから形成しても良い。(4) The discharge gas has a volume ratio of 40 to 60%.
Of argon, 30 to 40% of xenon, 6 to 8% of neon and other noble gases may be used.
【００１８】（５）放電用ガスは所定量の水銀と希ガス
および水素ガスから構成しても良い。封入する水素量が
水銀と希ガスとの封入モル比で５×１０−４までは放電
電圧が急激に上昇し、水素量をこれ以上増加しても放電
電圧の上昇はわずかである。つまり、水素量が５×１０
−４で放電電圧が臨界的に変化する水素ガスはキセノン
ガスとともに作動室に直接封入しても良い。(5) The discharge gas may be composed of a predetermined amount of mercury, a rare gas and hydrogen gas. The discharge voltage rises sharply until the amount of hydrogen to be filled is 5 × 10 −4 in terms of the filling molar ratio of mercury and rare gas, and even if the amount of hydrogen is further increased, the rise of the discharge voltage is slight. That is, the amount of hydrogen is 5 × 10
The hydrogen gas whose discharge voltage changes critically at −4 may be directly enclosed in the working chamber together with the xenon gas.
【００１９】（６）放電用ガスは重水素、三重水素ある
いは水素ガスから選ばれた少なくとも一種または二種に
ヘリウム、ネオンの中から選ばれた少なくとも一種の希
ガスとの混合物から形成しても良い。この放電用ガス中
にヘリウムあるいはネオンが混入されていると、二個の
自由水素原子あるいは重水素原子とヘリウムあるいはネ
オン原子との間の三重衝突によって再結合が起こるの
で、重水素分子の密度が低下せず、高効率が得られる。(6) The discharge gas may be formed of a mixture of at least one or two selected from deuterium, tritium or hydrogen gas, and at least one rare gas selected from helium and neon. good. When helium or neon is mixed in this discharge gas, recombination occurs due to triple collision between two free hydrogen atoms or deuterium atoms and helium or neon atoms. High efficiency can be obtained without reduction.
【００２０】（７）作動媒体として、単体でまたは上記
の希ガスから選ばれた少なくとも一種のガスに炭素原子
が６０〜２００の炭素格子構造体で、望ましくはＣ６０
とＣ７０との混合物を利用しても良い。Ｃ６０のイオン
化電位は７．５ｅＶで、Ｘｅ（１２．１ｅＶ）のそれよ
りも大幅に低いため、１回のパルス放電当りのエネルギ
ーコストが大幅に低くなるメリットがある。(7) As a working medium, a carbon lattice structure having 60 to 200 carbon atoms in a single substance or in at least one gas selected from the above rare gases, preferably C 60.
A mixture of C 70 and C 70 may be used. Since the ionization potential of C 60 is 7.5 eV, which is significantly lower than that of Xe (12.1 eV), there is an advantage that the energy cost per pulse discharge is significantly reduced.
【００２１】（８）作動媒体はフッ素（Ｆ２）とフッ素
化合物（ＮＦ３、ＳＦ６）およびＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ等の希ガスの混合ガスを使用しても良い。(8) The working medium is fluorine (F 2 ) and a fluorine compound (NF 3 , SF 6 ) and He, Ne, Ar, K.
A mixed gas of a rare gas such as r may be used.
【００２２】（９）作動媒体は塩素（Ｃｌ２）ガスまた
は塩素化合物（ＨＣｌ、ＢＣｌ２、ＣＣｌ４）とＨｅ、
Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガスを使用しても良い。(9) The working medium is chlorine (Cl 2 ) gas or chlorine compounds (HCl, BCl 2 , CCl 4 ) and He,
You may use the mixed gas of rare gas, such as Ne and Ar.
【００２３】（１０）作動媒体は臭素（Ｂｒ２）または
臭化水素（ＨＢｒ２）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの
混合ガスを使用しても良い。(10) The working medium may be a mixed gas of bromine (Br 2 ) or hydrogen bromide (HBr 2 ) and a rare gas such as He, Ne and Ar.
【００２４】（１１）作動媒体は沃素（Ｉ２）または沃
化水素（ＨＩ）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガ
スを使用しても良い。(11) The working medium may be a mixed gas of iodine (I 2 ) or hydrogen iodide (HI) and a rare gas such as He, Ne and Ar.
【００２５】陰極２２’は一例として作動媒体に電子励
起を生じさせてイオン化を促進させるためのトリウム含
有タングステンからなる。他の例として、陰極２２’は
タングステン材料の粉末と酸化バリウム、酸化ストロン
チウム、酸化カルシウムの中から選ばれた少なくとも一
種のアルカリ土類酸化物と、酸化ジルコニウム、酸化ス
カンジウムの中から選ばれた少なくとも一種の混合物を
含む熱電子放射物質との混合物の焼結電極体から形成さ
れても良い。酸化ジルコニウム、酸化スカンジウムは陰
極２２’が高温になったとき陰極２２’の電気伝導率上
昇の割合が良くなる。したがって図示されてはいないが
陰極２２’は放電を安定させるためにヒータで高温にな
るように加熱しても良い。他の例として陰極２２’は、
例えばニッケルからなる基体金属粉末にアルカリ土類金
属系、例えば酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化
カルシウムの熱電子放射物質からなるエミッターを混合
して焼成した焼結電極体から構成しても良い。このと
き、重量比で基体金属粉末１００に対してエミッター１
０の混合比が選ばれる。この焼結電極体は丈部でエミッ
ター含有量が多く、しかも、振動や衝撃に対して強い。
他の例として、陰極２２’は延性に富んだ材料であるタ
ンタルチップをリボン型熱陰極に加工した穴に埋め込む
ことにより、イオン衝撃に対してタングステンなどの脆
性材料に比較して表面の欠落量が小さい電極体が形成さ
れる。リボン型熱陰極に電流を流して２０００〜２５０
０°Ｋになった時点である一定方向に電位差を付加する
と、電位の低い方向に向かってタンタルチップから熱電
子が放出する。The cathode 22 'is, for example, made of thorium-containing tungsten for causing electronic excitation in the working medium and promoting ionization. As another example, the cathode 22 'may be a powder of tungsten material, at least one alkaline earth oxide selected from barium oxide, strontium oxide, and calcium oxide, and at least one selected from zirconium oxide and scandium oxide. It may be formed from a sintered electrode body of a mixture with a thermionic emission material containing a mixture of one kind. Zirconium oxide and scandium oxide improve the rate of increase in electric conductivity of the cathode 22 'when the temperature of the cathode 22' becomes high. Therefore, although not shown, the cathode 22 'may be heated to a high temperature by a heater in order to stabilize the discharge. As another example, the cathode 22 'is
For example, it may be composed of a sintered electrode body obtained by mixing a base metal powder made of nickel with an emitter made of a thermoelectron emitting substance such as barium oxide, strontium oxide, and calcium oxide, and firing the mixture. At this time, the weight ratio of the emitter 1 to the base metal powder 100 is 1
A mixing ratio of 0 is chosen. This sintered electrode body is high in length, has a large amount of emitter content, and is strong against vibration and shock.
As another example, the cathode 22 ′ is embedded in a hole formed by processing a ribbon type hot cathode with a tantalum tip, which is a material having a high ductility, so that the amount of lacking surface in ion bombardment is higher than that of a brittle material such as tungsten. A small electrode body is formed. 2000-250 by applying current to ribbon type hot cathode
When a potential difference is applied in a certain direction at the time when the temperature reaches 0 ° K, thermoelectrons are emitted from the tantalum chip in the direction of lower potential.
【００２６】プラズマエンジン１０の放電電源９の１例
を図４に示し、図５は図４の各種波形を示す。図４にお
いて、パルス放電電源９は発電機７の出力に接続された
整流器７’により充電されるバッテリ等の直流電源８
と、リアクトルＬを介して直流電源８に接続されたサイ
リスタ等の第１スイッチ手段ＳＣＲ１と、スイッチ手段
ＳＣＲ１の出力側に接続された第１コンデンサＣ１と、
第２スイッチ手段ＳＣＲ２と、高圧トリガトランス８４
とを備える。高圧トリガトランス８４の１次巻線の一端
は第２スイッチ手段ＳＣＲ２の出力側に接続され、他端
は接地されている。１次巻線の両端はダイオードＤ１に
より接続されている。トランス８４の２次巻線の一端は
接地され、他端はダイオードＤ２を介して高電圧小電流
の放電トリガ電流がプラズマエンジン１０の陽極２２に
供給される。陽極２２に小電圧大電流のメイン放電電流
を供給するために、第２コンデンサＣ２がダイオードＤ
４を介して接続され、ダイオードＤ４とコンデンサＣ２
との接続点がダイオードＤ３を介してスイッチ手段ＳＣ
Ｒ１とＳＣＲ２との間に接続されている。第２コンデン
サＣ２の一端は接地され、他端はダイオードＤ４を介し
て陽極２２に接続されている。陰極２２’は接地されて
いる。An example of the discharge power source 9 of the plasma engine 10 is shown in FIG. 4, and FIG. 5 shows various waveforms in FIG. In FIG. 4, a pulse discharge power source 9 is a DC power source 8 such as a battery which is charged by a rectifier 7 ′ connected to the output of the generator 7.
A first switch means SCR1 such as a thyristor connected to the DC power source 8 via the reactor L, and a first capacitor C1 connected to the output side of the switch means SCR1.
Second switch means SCR2 and high voltage trigger transformer 84
With. One end of the primary winding of the high voltage trigger transformer 84 is connected to the output side of the second switch means SCR2, and the other end is grounded. Both ends of the primary winding are connected by a diode D1. One end of the secondary winding of the transformer 84 is grounded, and the other end of the secondary winding is supplied with a discharge trigger current of high voltage and small current to the anode 22 of the plasma engine 10 through the diode D2. In order to supply the main discharge current of a small voltage and a large current to the anode 22, the second capacitor C2 is connected to the diode D.
4 through which a diode D4 and a capacitor C2 are connected.
The connection point with the switch means SC via the diode D3
It is connected between R1 and SCR2. One end of the second capacitor C2 is grounded, and the other end is connected to the anode 22 via the diode D4. The cathode 22 'is grounded.
【００２７】図４において、第１スイッチ手段ＳＣＲ１
がトリガ信号Ｔｒｇ１によりＯＮすると、バッテリ８の
電圧は第１、第２コンデンサＣ１、Ｃ２により３００Ｖ
程度まで充電される。このとき、第２スイッチ手段ＳＣ
Ｒ２をトリガ信号Ｔｒｇ２でＯＮさせると、第１コンデ
ンサＣ１に充電されていた電荷が高圧トリガトランス８
４の１次側に電流ｉ４となって流れる。図５において符
号Ｂは第２スイッチ手段ＳＣＲ２がＯＮして第１コンデ
ンサＣ１が放電開始するタイミングを示す。高圧トラン
ス８４の１次側にはピーク値３００Ｖの電圧がパルスと
して加わり、高圧トランス８４の２次側にはトランスの
巻数比により約４０ｋＶのパルス電圧υ３が発生して、
この高電圧パルスが陽極２２に供給される。図５におい
て符号Ｃは電極間に加わる高圧パルスυ３を示し、符号
Ｄは放電ピーク時の電圧レベルを示す。プラズマエンジ
ン１０内の気体がプラズマ化して導電率が急に上昇する
と電圧υ３は放電現象の負性抵抗により約１００Ｖ位ま
で急激に下降する。このとき、第２コンデンサＣ２に充
電されていた約３００Ｖの電圧υ２を放電電圧が下まわ
った時より第２コンデンサＣ２から大電流（ｉ５のピー
ク参照）が陽極２２に供給されてさらに放電電圧が下が
り、やがてＣ２の電荷が全て放出されると電流ｉ５は停
止して放電は終了する。図５において、符号Ｅはプラズ
マエンジン１０の気体がプラズマ化して第２コンデンサ
Ｃ２が大電流放電する状態を示し、符号Ｆは放電終了の
タイミングを示す。放電が終了した後、第１スイッチ手
段ＳＣＲ１をトリガ信号Ｔｒｇ１でＯＮさせる。このと
き、電流ｉ１が正弦波状に流れて第１、第２コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２を充電する。リアクタＬのインダクタンスに
よるリアクション電圧により、第１、第２コンデンサＣ
１、Ｃ２は直流電源８２よりも高い電圧、すなわち、約
３００Ｖまで充電され、電流ｉ１が停止したとき、第
１、第２コンデンサＣ１、Ｃ２の充電は終了して次の放
電トリガの待機状態となる。図４において符号Ｇは第１
スイッチ手段ＳＣＲ１がＯＮして電流ｉ１により、第
１、２コンデンサＣ１、Ｃ２を充電する状態を示す。こ
のように高圧トランス８４は高電圧小電流の放電トリガ
電源として作用し、第２コンデンサＣ２は低電圧大電流
のメイン放電電源として作用する。メイン放電電源は１
個の１２Ｖのバッテリで瞬間的に１０００〜３０００Ａ
までの大電流を流せるため、プラズマエンジン１０の気
体の膨張圧は高くなってプラズマエンジン１０の出力が
増大する。In FIG. 4, the first switch means SCR1
Is turned on by the trigger signal Trg1, the voltage of the battery 8 is 300 V due to the first and second capacitors C1 and C2.
It is charged to the extent. At this time, the second switch means SC
When R2 is turned on by the trigger signal Trg2, the electric charge charged in the first capacitor C1 is changed to the high voltage trigger transformer 8
A current i4 flows to the primary side of the No. 4 circuit. In FIG. 5, reference symbol B indicates the timing when the second switch means SCR2 is turned on and the first capacitor C1 starts discharging. A voltage with a peak value of 300 V is applied as a pulse to the primary side of the high voltage transformer 84, and a pulse voltage υ3 of about 40 kV is generated on the secondary side of the high voltage transformer 84 due to the turns ratio of the transformer.
This high voltage pulse is supplied to the anode 22. In FIG. 5, reference character C indicates a high voltage pulse υ3 applied between the electrodes, and reference character D indicates a voltage level at the discharge peak. When the gas in the plasma engine 10 is turned into plasma and the conductivity suddenly rises, the voltage υ3 sharply drops to about 100 V due to the negative resistance of the discharge phenomenon. At this time, a larger current (see the peak of i5) is supplied from the second capacitor C2 to the anode 22 than when the discharge voltage is lower than the voltage υ2 of about 300 V charged in the second capacitor C2, and the discharge voltage is further increased. When the electric charge of C2 drops and all the electric charge of C2 is discharged, the current i5 stops and the discharge ends. In FIG. 5, reference symbol E indicates a state in which the gas of the plasma engine 10 is turned into plasma and the second capacitor C2 is discharged with a large current, and reference symbol F indicates the timing at which the discharge ends. After the discharge is completed, the first switch means SCR1 is turned on by the trigger signal Trg1. At this time, the current i1 flows in a sine wave shape to charge the first and second capacitors C1 and C2. By the reaction voltage due to the inductance of the reactor L, the first and second capacitors C
1, C2 is charged to a voltage higher than that of the DC power supply 82, that is, about 300 V, and when the current i1 is stopped, the charging of the first and second capacitors C1 and C2 is completed and the next discharge trigger standby state is set. Become. In FIG. 4, reference numeral G is the first
The state in which the switch means SCR1 is turned on and the first and second capacitors C1 and C2 are charged by the current i1 is shown. Thus, the high voltage transformer 84 acts as a high voltage, small current discharge trigger power source, and the second capacitor C2 acts as a low voltage, large current main discharge power source. Main discharge power supply is 1
Instantly 1000-3000A with 12V battery
Since a large current of up to 10 can flow, the expansion pressure of the gas in the plasma engine 10 increases and the output of the plasma engine 10 increases.
【００２８】上記構成において、複数の陽極２２および
複数の陰極２２’間には図５の高電圧パルスυ３が印加
されて放電室１８の作動媒体が放電を開始する。このと
き作動媒体がプラズマ化して第２コンデンサＣ２（図４
参照）が大電流放電し、放電室１８での高圧の作動ガス
が生成される。このとき、高圧の作動ガスはセパレータ
２３の複数のノズル手段２３ａを介して高速でタービン
ロータ１４のキャビティ１４ａ’に噴出して衝動力によ
りタービンロータ１４をＲ方向に回転させる。キャビテ
ィ１４ａ’に噴出して高圧ガスはロータリハウジング１
２のガス案内路２７、２７’を介して低圧部２６、２
６’に流入し、さらにパイプ２９ａおよびブロワー２９
ｂを介して冷却部２９に導入されて冷却減圧される。こ
のように、放電室１８の作動ガスが周期的に膨張する毎
に高圧ガスはブレード１４ａに衝突したあと低圧部２
６、２６’に流入する。放電パルスが終了したあとは放
電室１８と低圧部２６、２６’とはガス案内路２７、２
７’を介して同一の気圧となる。放電のタイミングは所
望のプラズマエンジンの回転数を得るために１秒間に数
回から数１００回まで変化させても良い。プラズマエン
ジンの回転数が増えても放電時のガス圧は高いため、高
速回転時にも大きなトルクが得られる。In the above structure, the high voltage pulse υ3 of FIG. 5 is applied between the plurality of anodes 22 and the plurality of cathodes 22 ', and the working medium in the discharge chamber 18 starts discharging. At this time, the working medium is turned into plasma and the second capacitor C2 (see FIG.
Discharges a large amount of electric current, and a high-pressure working gas is generated in the discharge chamber 18. At this time, the high-pressure working gas is jetted into the cavity 14a 'of the turbine rotor 14 at high speed through the plurality of nozzle means 23a of the separator 23 to rotate the turbine rotor 14 in the R direction by the impulse force. The high-pressure gas ejected into the cavity 14a ′ is supplied to the rotary housing 1
Low pressure parts 26, 2 via the gas guide paths 27, 27 'of 2.
6 ′, and further pipe 29a and blower 29
It is introduced into the cooling unit 29 through b and is cooled and decompressed. Thus, the high-pressure gas collides with the blade 14a every time the working gas in the discharge chamber 18 expands periodically, and then the low-pressure part 2
It flows into 6, 26 '. After the discharge pulse is completed, the discharge chamber 18 and the low pressure parts 26, 26 'are connected to the gas guide paths 27, 2'.
The pressure is the same through 7 '. The discharge timing may be changed from several times to several hundreds of times per second in order to obtain a desired number of revolutions of the plasma engine. Even if the number of revolutions of the plasma engine increases, the gas pressure during discharge is high, so that a large torque can be obtained even at high speed revolutions.
【００２９】図６は本発明によるプラズマエンジン１
０’の変形例とパルス放電電源９２とを示す。変形例に
おいて、プラズマエンジン１０’はタービンロータ（図
示せず）を内蔵するロータリハウジング１２’を備え、
ロータリハウジング１２’は主電極手段２２”、２
２’’’の中間において高圧室（図示せず）に設けられ
たトリガ電極手段９０を有する。トリガ電極手段９０の
先端はロータリハウジングの放電室に露出して高圧室の
作動媒体のイオン化を促進する。トリガ電極手段９０は
プラズマエンジンのセンタハウジングを非磁性材料より
構成したものにおいてセンタハウジングの周囲にコイル
状に巻きつけて高周波電圧を供給しても良い。パルス放
電電源９２は１２Ｖのバッテリからなる直流電源９４
と、電源電圧を３００Ｖに昇圧する昇圧コンバータ９６
と、トリガ信号Ｔｒｇ３によりＯＮされて電流ｉ５を流
す第１スイッチ手段ＳＣＲ３と、リアクタＬと、第１ス
イッチ手段ＳＣＲ３がＯＮしたときに電圧υ４で充電さ
れる第１コンデンサＣ３とを備える。第１コンデンサＣ
３の一端は接地され、他端は電極手段２２’’’に接続
されている。直流電源９４の正極側はリアクトルＬ２と
第２、第３スイッチ手段ＳＣＲ４、ＳＣＲ５を介して高
圧トランス９８の１次側に接続される。第２、第３スイ
ッチ手段ＳＣＲ４、ＳＣＲ５の間にはトリガ用放電パル
スを発生させる第２コンデンサＣ４が２０Ｖ程度の電圧
υ５で充電される。高圧トランス９８の２次巻線はトリ
ガ電極９０に接続されていてトリガ電極９０に約４０ｋ
Ｖの電圧υ６をトリガ信号として供給し、放電室の作動
媒体のイオン化を促進する。FIG. 6 shows a plasma engine 1 according to the present invention.
The modification of 0'and the pulse discharge power supply 92 are shown. In a modification, the plasma engine 10 'comprises a rotary housing 12' containing a turbine rotor (not shown),
The rotary housing 12 'has main electrode means 22 ", 2
It has a trigger electrode means 90 provided in a high pressure chamber (not shown) in the middle of 2 ″. The tip of the trigger electrode means 90 is exposed to the discharge chamber of the rotary housing to promote ionization of the working medium in the high pressure chamber. The trigger electrode means 90 may be one in which the center housing of the plasma engine is made of a non-magnetic material and may be wound in a coil around the center housing to supply a high frequency voltage. The pulse discharge power source 92 is a DC power source 94 composed of a 12V battery.
And a boost converter 96 for boosting the power supply voltage to 300V
A first switch means SCR3 which is turned on by the trigger signal Trg3 to flow the current i5, a reactor L, and a first capacitor C3 which is charged with the voltage υ4 when the first switch means SCR3 is turned on. First capacitor C
One end of 3 is grounded and the other end is connected to the electrode means 22 '''. The positive side of the DC power supply 94 is connected to the primary side of the high-voltage transformer 98 via the reactor L2 and the second and third switch means SCR4 and SCR5. A second capacitor C4 for generating a trigger discharge pulse is charged between the second and third switch means SCR4, SCR5 with a voltage υ5 of about 20V. The secondary winding of the high-voltage transformer 98 is connected to the trigger electrode 90, and the trigger electrode 90 has about 40 k
The voltage V6 of V is supplied as a trigger signal to promote ionization of the working medium in the discharge chamber.
【００３０】図６、図７において、昇圧コンバータ９６
からの直流電圧により第１コンデンサＣ３が約３００Ｖ
の電圧υ４に充電され、直流電源９４からの電圧により
第２コンデンサＣ４が２０Ｖ程度の電圧υ５に充電され
る。第３スイッチ手段ＳＣＲ５がトリガ信号Ｔｒｇ５に
よりＯＮされると第２コンデンサＣ４に充電されていた
電荷により電流ｉ８が高圧トランス９８の１次巻線を流
れる。このとき高圧トランス９８の２次側にはトランス
巻数比により約４０ｋＶのパルス電圧υ６が発生する。
図７において、符号Ｈは第１スイッチ手段ＳＣＲ３がＯ
Ｎして高圧パルスがプラズマエンジン１０’の電極２
２”、２２’’’間に加わる状態を示す。したがって、
エンジン１０’内の気体はイオン化し、ロータリハウジ
ング１２’のガスの導電率が上昇し、第１コンデンサＣ
３が放電を開始し、放電の負性抵抗により第１コンデン
サＣ３は大電流放電をし、電流ｉ６が流れる。図７にお
いて符号Ｊは気体がイオン化（プラズマ化）して第１コ
ンデンサＣ３が放電するタイミングを示す。電流ｉ６が
停止して放電が完全に停止したときに、第１、第２スイ
ッチ手段ＳＣＲ３、ＳＣＲ４をトリガ信号Ｔｒｇ３、Ｔ
ｒｇ４にてＯＮさせる。リアクタＬ１、Ｌ２のリアクシ
ョンにより、昇圧コンバータの電圧２００Ｖにより第１
コンデンサＣ３は３００Ｖ、第２コンデンサＣ４は２０
Ｖに充電されて次の放電トリガの待機状態となる。図７
において、符号Ｋは第１スイッチ手段ＳＣＲ３をＯＮし
て第１コンデンサＣ３が充電されるタイミングを示し、
符号Ｍは第２スイッチ手段ＳＣＲ４をＯＮして第２コン
デンサＣ４が充電されるタイミングを示す。このよう
に、第２コンデンサＣ４および高圧トランス９８は大電
圧小電流の放電トリガ電源として作用し、第１コンデン
サＣ３は小電圧大電流のメイン放電電源として作用す
る。なお、放電室のほぼ中央部においてロータリハウジ
ング１２’に支持されたトリガ電極９０に高電圧パルス
が印加されることにより作動媒体のイオン化が促進され
て放電が発生しやすくなる。6 and 7, the boost converter 96
The first capacitor C3 is about 300V due to the DC voltage from
Of the DC power supply 94, and the second capacitor C4 is charged to a voltage of ν5 of about 20V. When the third switch means SCR5 is turned on by the trigger signal Trg5, the current i8 flows through the primary winding of the high voltage transformer 98 due to the electric charge stored in the second capacitor C4. At this time, a pulse voltage υ6 of about 40 kV is generated on the secondary side of the high voltage transformer 98 depending on the transformer turns ratio.
In FIG. 7, reference numeral H indicates that the first switch means SCR3 is O.
The high voltage pulse is applied to the electrode 2 of the plasma engine 10 '.
2 "and 22 '" are added to each other.
The gas in the engine 10 'is ionized, the conductivity of the gas in the rotary housing 12' rises, and the first capacitor C
3 starts discharging, the first capacitor C3 discharges a large current due to the negative resistance of the discharging, and the current i6 flows. In FIG. 7, reference symbol J indicates the timing at which the gas is ionized (plasmaized) and the first capacitor C3 is discharged. When the current i6 is stopped and the discharge is completely stopped, the first and second switch means SCR3, SCR4 are triggered by the trigger signals Trg3, Tg.
Turn on at rg4. By the reaction of the reactors L1 and L2, the voltage of the boost converter is 200V.
The capacitor C3 is 300V, the second capacitor C4 is 20V.
It is charged to V and enters a standby state for the next discharge trigger. Figure 7
In the above, reference symbol K indicates the timing at which the first switch means SCR3 is turned on and the first capacitor C3 is charged,
The symbol M indicates the timing at which the second switch means SCR4 is turned on and the second capacitor C4 is charged. In this way, the second capacitor C4 and the high voltage transformer 98 act as a discharge trigger power source for large voltage and small current, and the first capacitor C3 acts as a main discharge power source for small voltage and large current. It should be noted that by applying a high voltage pulse to the trigger electrode 90 supported by the rotary housing 12 ′ in the substantially central portion of the discharge chamber, ionization of the working medium is promoted and discharge easily occurs.
【００３１】図８、９はプラズマエンジン１０１の変形
例を示す。プラズマエンジン１０１は作動室１０２ａを
有するロータリハウジング１０２と、作動室１０２ａに
回転可能に収納されたロータ１０３とを備える。ロータ
１０３は外周に複数の受圧面１０３ａと凹部１０３ｂと
を有し、回転軸１０４により支持されている。ロータ１
０３は連通孔１０３ｃを有する。ロータ１０３の外周に
は適宜間隔で複数のキャビティ１０３ｄが形成され、こ
れらのキャビティ１０３ｄは仕切壁１０３ｅにより分離
されている。ロータリハウジング１０２の側壁にはロー
タ１０３の外周の高圧ガスを低圧部１０３ｂに導入して
減圧するためのガス案内路１０２ｂを有する。ハウジン
グ１０２は作動室１０２ａの接線方向に延びていてロー
タ１０３の受圧面１０３ａに対向して開口する第１、第
２ノズル手段１０２ｃ、１０２ｃ’を有する。ノズル手
段１０２ｃ、１０２ｃ’の入口側には作動室１０２ａ内
の高圧ガスの脈動を防止するためのバッフルプレート１
０２ｄ、１０２ｄ’が配置されている。ロータリハウジ
ング１０２には第１、第２ノズル手段１０２ｃ、１０２
ｃ’の入口側にプラズマ形成部１０５、１０５’が設け
られている。プラズマ形成部１０５、１０５’はプラズ
マ発生用主電極手段１０５ａ、１０５ａ’およびトリガ
電極手段１０５ｂ、１０５ｂ’を有する放電室１０５
ｃ、１０５ｃ’を備える。これら電極手段は放電電源１
０６により、図６の回路例と同様に駆動される。放電室
１０５ｃ、１０５ｃ’は絶縁コーティング後に作動媒体
のイオン化を促すための放射線源ライナー１０５ｄ、１
０５ｄ’がコーティングされている。低圧部１０３ｂは
パイプ１０８ａおよびブロワー１０８ｂを介して冷却部
１０８に連通しており、冷却部１０８は水冷式の冷却手
段１０９を有する。冷却部１０８は注入バルブ１０７お
よびブロワー１０８ｂを有し、このバルブはプラズマ形
成部１０５、１０５’、ノズル手段１０３ｄ、１０３
ｄ’、作動室１０２ａ、低圧部１０３ｂおよび冷却部１
０８を排気真空後に大気圧±５％で望ましくはクリプト
ン８５を少量含む放電用作動媒体が封入される。図８に
おいて、ベアリングおよびロータリハウジング１０２を
密封するためのシール手段およびカバー部材は簡略化の
ために省略されている。8 and 9 show modifications of the plasma engine 101. The plasma engine 101 includes a rotary housing 102 having a working chamber 102a and a rotor 103 rotatably housed in the working chamber 102a. The rotor 103 has a plurality of pressure receiving surfaces 103a and recesses 103b on the outer circumference, and is supported by a rotating shaft 104. Rotor 1
Reference numeral 03 has a communication hole 103c. A plurality of cavities 103d are formed at appropriate intervals on the outer circumference of the rotor 103, and these cavities 103d are separated by a partition wall 103e. The side wall of the rotary housing 102 has a gas guide passage 102b for introducing high pressure gas on the outer periphery of the rotor 103 into the low pressure portion 103b to reduce the pressure. The housing 102 has first and second nozzle means 102c, 102c 'extending in the tangential direction of the working chamber 102a and opening facing the pressure receiving surface 103a of the rotor 103. A baffle plate 1 for preventing pulsation of high-pressure gas in the working chamber 102a is provided on the inlet side of the nozzle means 102c, 102c '.
02d and 102d 'are arranged. The rotary housing 102 has first and second nozzle means 102c, 102.
Plasma forming units 105 and 105 ′ are provided on the inlet side of c ′. The plasma forming section 105, 105 'is a discharge chamber 105 having plasma generating main electrode means 105a, 105a' and trigger electrode means 105b, 105b '.
c, 105c '. These electrode means are the discharge power source 1
It is driven by 06 similarly to the circuit example of FIG. The discharge chambers 105c, 105c 'are provided with a radiation source liner 105d, 1 for promoting ionization of the working medium after the insulating coating.
05d 'is coated. The low-pressure section 103b communicates with the cooling section 108 via the pipe 108a and the blower 108b, and the cooling section 108 has a water-cooling type cooling means 109. The cooling unit 108 has an injection valve 107 and a blower 108b, which are plasma forming units 105 and 105 'and nozzle means 103d and 103.
d ', working chamber 102a, low pressure portion 103b and cooling portion 1
After evacuating 08, the working medium for discharge is sealed at atmospheric pressure ± 5%, preferably containing a small amount of krypton 85. In FIG. 8, the sealing means and the cover member for sealing the bearing and the rotary housing 102 are omitted for simplification.
【００３２】実際の使用において、放電電源１０６は図
６、７の実施態様と同様で、放電パルスが主電極手段１
０５ａ、１０５ａ’に供給される。このとき、トリガパ
ルスがトリガ電極１０５ｂ、１０５ｂ’に印加されて、
プラズマ形成部１０５、１０５’でアーク放電によるプ
ラズマが発生して、放電室１０５ｃ、１０５ｃ’の作動
媒体は高圧ガスとなって膨張する。高圧ガスの衝撃波は
バッフルプレート１０２ｄ、１０２ｄ’により緩和さ
れ、次いでノズル手段１０２ｃ、１０２ｃ’から高圧ガ
スの噴流はロータ１０３の受圧面１０３ａに激突し、ロ
ータ１０３を回転して出力軸１０４を駆動する。キャビ
ティ１０３ｄに流入した高圧ガスはガス案内路１０２ｂ
を介して低圧部１０３ｂに流入する。低圧部１０３ｂの
ガスは冷却部１０８に導入されて冷却減圧される。ロー
タ１０３の回転方向Ｒにおいてガス案内路１０２ｂを通
過してキャビティ１０３ｄのガス圧は減圧されて低圧と
なる。そのため、放電終了後には放電室１０５ｃ、１０
５ｃ’の作動媒体は低圧に維持されている。この状態で
放電パルスが主電極手段１０５ａ、１０５ａ’とトリガ
電極１０５ｂ、１０５ｂ’に供給されると放電室１０５
ｃ、１０５ｃ’でアーク放電によるプラズマが発生す
る。In actual use, the discharge power supply 106 is similar to the embodiment of FIGS.
05a, 105a '. At this time, the trigger pulse is applied to the trigger electrodes 105b and 105b ′,
Plasma due to arc discharge is generated in the plasma forming units 105 and 105 ′, and the working medium in the discharge chambers 105c and 105c ′ becomes high-pressure gas and expands. The shock wave of the high-pressure gas is relaxed by the baffle plates 102d and 102d ′, and then the jet of high-pressure gas from the nozzle means 102c and 102c ′ collides with the pressure receiving surface 103a of the rotor 103 to rotate the rotor 103 and drive the output shaft 104. . The high-pressure gas that has flowed into the cavity 103d is in the gas guide path 102b.
Through the low pressure portion 103b. The gas in the low-pressure section 103b is introduced into the cooling section 108 to be cooled and decompressed. In the rotation direction R of the rotor 103, the gas pressure in the cavity 103d passes through the gas guide passage 102b and is reduced to a low pressure. Therefore, after the discharge ends, the discharge chambers 105c, 10c
The working medium of 5c 'is maintained at a low pressure. In this state, when the discharge pulse is supplied to the main electrode means 105a, 105a 'and the trigger electrodes 105b, 105b', the discharge chamber 105
Plasma is generated by arc discharge at c and 105c '.
【００３３】図１０〜１２はプラズマエンジン１１０の
他の変形例を示す。プラズマエンジン１００は作動室１
１２ａを有するロータリハウジング１１２と、作動室１
１２ａ内に偏心的に回転可能に配置されたロータ１１４
とを有する。ロータ１１４は出力軸１１６を駆動する。
ロータ１１４は複数の可動ベーン１１４ａを有し、可動
ベーン１１４ａはロータ１１４のスリット１１４ｂ内に
て擢動し、作動室１１２ａの内面に係合する。ロータリ
ハウジング１１２は作動室１１２ａと同軸上に形成され
たプラズマ形成部１１８と低圧部１２０とを備える。ロ
ータリハウジング１１２はラジアル・パーティション１
１２ｂを備え、ラジアル・パーティション１１２ｂは導
入口１１２ｃと排出口１１２ｄを有する。ロータリハウ
ジング１１２はラジアル・パーティション１１２ｂから
軸方向に延びるアキシャル・パーティション１１２ｅを
有する。アキシャル・パーティション１１２ｅはプラズ
マ形成部１１８と低圧部１２０とを分離し、チェックバ
ルブ１２２を備えた連通口１１２ｆを有する。低圧部１
２０は半円状の低圧室１２０ａを有する。図示していな
いが、低圧部１２０にウォータジャケットその他の適切
な冷却手段を設けて高圧ガスを冷却しても良い。プラズ
マ形成部１１８は半円状の放電室１１８ａと、放電電源
（図示せず）に接続された主電極手段１２４、１２６お
よびトリガ電極手段１２８からなる放電手段１２５とを
備える。10 to 12 show another modification of the plasma engine 110. Plasma engine 100 is working chamber 1
Rotary housing 112 having 12a and working chamber 1
Rotor 114 eccentrically and rotatably arranged in 12a
Have and. The rotor 114 drives the output shaft 116.
The rotor 114 has a plurality of movable vanes 114a, and the movable vanes 114a slide in the slits 114b of the rotor 114 and engage with the inner surface of the working chamber 112a. The rotary housing 112 includes a plasma forming portion 118 and a low pressure portion 120 which are formed coaxially with the working chamber 112a. The rotary housing 112 is a radial partition 1
12b, the radial partition 112b has an inlet 112c and an outlet 112d. The rotary housing 112 has an axial partition 112e extending axially from the radial partition 112b. The axial partition 112e separates the plasma forming part 118 and the low pressure part 120, and has a communication port 112f equipped with a check valve 122. Low voltage section 1
20 has a semicircular low-pressure chamber 120a. Although not shown, the low pressure section 120 may be provided with a water jacket or other suitable cooling means to cool the high pressure gas. The plasma forming unit 118 includes a semicircular discharge chamber 118a and a discharge means 125 including main electrode means 124 and 126 and a trigger electrode means 128 connected to a discharge power source (not shown).
【００３４】上記構成において、作動室１１２ａ、放電
室１１８ａおよび低圧室１２０ａは排気真空後に１気圧
±５％で前述したような作動媒体が封入される。この状
態において、主電極手段１２４、１２６に放電パルスが
供給され、同時にトリガ電極１２８に高電圧のトリガパ
ルスが印加されると、放電室１１８ａの作動媒体がイオ
ン化されると同時に放電によりプラズマが発生して高圧
の作動ガスが発生する。高圧の作動ガスは導入口１１２
ｃを介して作動室１１２ａに流入する。作動ガスは隣接
する可動ベーン１１４ａ間で膨張しながらロータ１１４
を図１０において時計方向に回転させる。この間に放電
室１１８ａのチェックバルブ１２２は連通口１１２ｆを
密閉する（図１０、１２参照）。仕事を完了した後、作
動ガスは排出口１１２ｄを介して低圧室１２０ａに排出
される。放電室１１８ａの放電が終了すると、チェック
バルブ１２２が開いて低圧室１２０ａの作動ガスは放電
室１１８ａに流入する。この後最初の工程に移行する。
このようにプラズマ形成部１１８の放電室１１８ａにお
いて放電電源からの放電パルスにより周期的にプラズマ
が発生して、高圧ガスがロータ１１４の可動ベーン１１
４ａに作用してロータ１１４を回転させる。高圧ガスは
連通口１１２ｆを介して低圧室１２０ａから放電室１１
８ａに循環されて次の工程におけるプラズマ発生用に利
用される。ロータリハウジング１１２は作動室１１２ａ
と同軸状にプラズマ形成部１１８と低圧部１２０とを備
えているためエンジンの構造が簡単となり、大幅な製造
コストダウンが図れる。In the above structure, the working chamber 112a, the discharge chamber 118a and the low pressure chamber 120a are filled with the working medium as described above at 1 atm ± 5% after the evacuation. In this state, when a discharge pulse is supplied to the main electrode means 124, 126 and a high-voltage trigger pulse is simultaneously applied to the trigger electrode 128, the working medium in the discharge chamber 118a is ionized and at the same time plasma is generated by discharge. As a result, high-pressure working gas is generated. The high pressure working gas is introduced through the inlet 112.
It flows into the working chamber 112a via c. The working gas expands between the adjacent movable vanes 114a and expands between the rotors 114a.
Is rotated clockwise in FIG. During this time, the check valve 122 of the discharge chamber 118a seals the communication port 112f (see FIGS. 10 and 12). After the work is completed, the working gas is discharged into the low pressure chamber 120a through the discharge port 112d. When the discharge of the discharge chamber 118a is completed, the check valve 122 opens and the working gas of the low pressure chamber 120a flows into the discharge chamber 118a. After this, the process shifts to the first step.
In this manner, plasma is periodically generated in the discharge chamber 118a of the plasma forming unit 118 by the discharge pulse from the discharge power source, and the high pressure gas causes the movable vanes 11 of the rotor 114 to move.
4a to rotate the rotor 114. The high pressure gas flows from the low pressure chamber 120a to the discharge chamber 11 through the communication port 112f.
It is circulated to 8a and used for plasma generation in the next step. The rotary housing 112 has a working chamber 112a.
Since the plasma forming portion 118 and the low pressure portion 120 are coaxially provided, the structure of the engine is simplified, and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【００３５】図１３〜１５はガス放電電動機１３０の他
の変形例を示す。ガス放電電動機１３０は作動室１３３
を有する固定子１３２と、作動室１３３内に回転可能に
配置された回転子１３４とを有する。回転子１３４は低
圧部１３５を形成するための凹部１３４ｂを有し、低圧
部１３５は連通口１３４ｃを介して互いに連通する。回
転子１３４は出力軸１３６を駆動する。回転子１３４は
接線方向に対して予め定められた角度で軸方向に延びる
複数のブレード１３４ａを有し、ブレード１３４ａは受
圧面を有するキャビティ１３４ａ’が形成されている。
ハウジング１３２はセンタハウジング１３２ａおよびサ
イドハウジング１３２ｂ，１３２ｃを有し、センタハウ
ジング１３２ａの中央部にはセントラルウォール１３２
ｄを有する。作動室１３３はサイドハウジング１３２ｂ
とセントラルウォール１３２ｄ間に形成されている。カ
バー部材１３７とサイドハウジング１３２ｂとの間には
作動室１３３を密閉するためのシールが配置される。サ
イドハウジング１３２ｂとセントラルウォール１３２ｄ
には回転子１３４のキャビティ１３４ａ’と低圧部１３
５とを連通させるためのガス案内路１３８、１４０がそ
れぞれ形成されている。固定子１３２は作動室１３３と
放電室１４４との間で出力軸１３６と平行に延びる複数
のガス供給路１３２ｅを有し、ガス供給路１３２ｅはそ
れぞれノズル１３２ｅ’を有する。ガス供給路１３２ｅ
は断面が円形または楕円形その他の適当な形状を有し、
ノズル１３２ｅ’の断面積よりも大きくすると良い。ガ
ス案内路１３８、１４０の一端はノズル１３２ｅ’の中
間部に開口する。固定子１３２は作動室１３３と反対側
に形成されたプラズマ形成部１４２を備える。プラズマ
形成部１４２はセントラルウォール１３２ｄとサイドハ
ウジング１３２ｃ間に形成された放電室１４４と、主電
極１４６、１４８およびトリガ電極１５０からなる放電
手段１５２とを備える。前述したように、主電極には３
００〜５００ＶＤＣの放電パルスが供給され、トリガ電
極１５０には約４０ｋＶＤＣのトリガパルスが供給され
る。セントラルウォール１３２ｄは低圧部１３５と放電
室１４４とを選択的に開閉するためのチェックバルブ１
５６を備えた連通口１５４を有する。チェックバルブ１
５６はネジ１５８によりセントラルウォール１３２ｄに
固定される。図示していないが、低圧部１３５の一部に
ウォータジャケット、ヒートパイプその他の適切な冷却
手段を設けて高圧ガスを冷却しても良い。13 to 15 show another modification of the gas discharge motor 130. The gas discharge motor 130 has a working chamber 133.
And a rotor 134 rotatably arranged in the working chamber 133. The rotor 134 has a recess 134b for forming the low pressure portion 135, and the low pressure portions 135 communicate with each other through the communication port 134c. The rotor 134 drives the output shaft 136. The rotor 134 has a plurality of blades 134a extending in the axial direction at a predetermined angle with respect to the tangential direction, and the blades 134a have a cavity 134a 'having a pressure receiving surface.
The housing 132 has a center housing 132a and side housings 132b and 132c, and a central wall 132 is provided at the center of the center housing 132a.
have d. Working chamber 133 is side housing 132b
And the central wall 132d. A seal for sealing the working chamber 133 is arranged between the cover member 137 and the side housing 132b. Side housing 132b and central wall 132d
The cavity 134a 'of the rotor 134 and the low pressure part 13 are
Gas guide passages 138 and 140 for communicating with 5 are formed respectively. The stator 132 has a plurality of gas supply passages 132e extending in parallel with the output shaft 136 between the working chamber 133 and the discharge chamber 144, and each gas supply passage 132e has a nozzle 132e '. Gas supply path 132e
Has a circular or oval cross section or any other suitable shape,
It may be larger than the cross-sectional area of the nozzle 132e '. One end of each of the gas guide passages 138 and 140 opens at an intermediate portion of the nozzle 132e '. The stator 132 includes a plasma forming unit 142 formed on the side opposite to the working chamber 133. The plasma forming unit 142 includes a discharge chamber 144 formed between the central wall 132d and the side housing 132c, and a discharge means 152 including main electrodes 146, 148 and a trigger electrode 150. As mentioned above, there are 3
A discharge pulse of 00 to 500 VDC is supplied, and a trigger pulse of about 40 kVDC is supplied to the trigger electrode 150. The central wall 132d is a check valve 1 for selectively opening and closing the low pressure portion 135 and the discharge chamber 144.
It has a communication port 154 provided with 56. Check valve 1
56 is fixed to the central wall 132d by screws 158. Although not shown, a part of the low pressure part 135 may be provided with a water jacket, a heat pipe or other suitable cooling means to cool the high pressure gas.
【００３６】上記構成において、作動室１３３、低圧部
１３５および放電室１４４は排気真空後に１気圧±５％
で前述したような作動媒体が封入される。この状態にお
いて、主電極手段１４６、１４８に放電電源から３００
〜５００ＶＤＣの放電パルスが供給され、同時にトリガ
電極１５０に４０ＫＶＤＣの高電圧のトリガパルスが印
加されると、放電室１４４の作動媒体がイオン化される
と同時に放電によりプラズマが発生して高圧の作動ガス
が発生する。高圧の作動ガスは複数のノズル１３２ｅ’
を介して作動室１３３に噴出する。このとき、ノズルか
ら噴出する作動ガスはタービンロータ１３４のキャビテ
ィ１３４ａ’の受圧面に衝動力を与え、タービンロータ
１３４を図１３において反時計方向に回転させる。この
間に放電室１４４のチェックバルブ１５６は連通口１５
４を密閉する（図１３、１５参照）。仕事を完了した
後、チェックバルブ１５６が開いて低圧部１３５の作動
ガスは連通口１５４を介して放電室１４４に流入する。
この後最初の工程に移行する。このようにプラズマ形成
部１４２の放電室１４４において放電電源からの放電パ
ルスにより周期的にプラズマが発生して、高圧ガスがタ
ービンロータ１３４の受圧面に衝突してタービンロータ
１３４を回転させる。高圧ガスは連通口１５４を介して
低圧部１３５から放電室１４４に循環されて次の工程に
おけるプラズマ発生用に利用される。ロータリハウジン
グ１３２は作動室１３３と同軸上にプラズマ形成部１４
２を備えているためエンジンの構造が簡単となり、大幅
な製造コストダウンが図れる。In the above structure, the working chamber 133, the low pressure portion 135 and the discharge chamber 144 have a pressure of 1 atm ± 5% after evacuation.
The working medium as described in 1 above is enclosed. In this state, the main electrode means 146 and 148 are connected to the discharge power source 300
When a discharge pulse of up to 500 VDC is supplied and a high-voltage trigger pulse of 40 KVDC is applied to the trigger electrode 150 at the same time, the working medium in the discharge chamber 144 is ionized and at the same time plasma is generated by the discharge to generate a high-pressure working gas. Occurs. The high pressure working gas has a plurality of nozzles 132e '.
And is ejected into the working chamber 133 via the. At this time, the working gas ejected from the nozzle gives an impulse force to the pressure receiving surface of the cavity 134a 'of the turbine rotor 134, causing the turbine rotor 134 to rotate counterclockwise in FIG. During this time, the check valve 156 of the discharge chamber 144 is connected to the communication port 15
4 is sealed (see FIGS. 13 and 15). After the work is completed, the check valve 156 is opened and the working gas of the low pressure portion 135 flows into the discharge chamber 144 through the communication port 154.
After this, the process shifts to the first step. In this way, plasma is periodically generated in the discharge chamber 144 of the plasma forming unit 142 by the discharge pulse from the discharge power source, and the high pressure gas collides with the pressure receiving surface of the turbine rotor 134 to rotate the turbine rotor 134. The high-pressure gas is circulated from the low-pressure portion 135 to the discharge chamber 144 through the communication port 154 and used for plasma generation in the next process. The rotary housing 132 is coaxial with the working chamber 133, and the plasma forming unit 14 is provided.
Since the engine is equipped with 2, the structure of the engine is simplified and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【００３７】図１６は本発明の第２実施例による乗り物
が船舶からなるものとして示され、図１と同一の部品に
は同一符号を付し、その他の部品にはシングル・アポス
トロフィ（’）が付してある。船舶１’は船体２’を備
え、船体２’はプロペラからなる推進装置２ａ’を有す
る。推進装置２ａ’は減速機１７２を介して図１、２ま
たは図８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５の
タイプのプラズマエンジン１７０の出力軸２８に連結さ
れていて、エンジン１７０の動力により駆動される。エ
ンジン１７０の出力の一部により発電機７が駆動され、
発電機７の出力はバッテリー８に蓄積され、バッテリー
８の寿命が長くなる。プラズマエンジン１７０は公害も
排出せず、また、油等の悪臭も発生しないため、クリー
ンで快適な船舶が提供できる。また、エンジンは吸入空
気も排出ガスもない構造のため、これを利用した潜水艦
は外部にエンジン音を発せず、外からその存在をキャッ
チされることはない。FIG. 16 shows that the vehicle according to the second embodiment of the present invention is composed of a ship, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the other parts have a single apostrophe ('). It is attached. The ship 1'includes a hull 2 ', and the hull 2'has a propeller 2a' consisting of a propeller. The propulsion device 2a ′ is connected via a reduction gear 172 to an output shaft 28 of a plasma engine 170 of the type of FIGS. 1, 2 or 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. It is driven by the power of. The generator 7 is driven by a part of the output of the engine 170,
The output of the generator 7 is accumulated in the battery 8 and the life of the battery 8 is extended. Since the plasma engine 170 does not emit pollution and does not generate a bad smell such as oil, a clean and comfortable ship can be provided. Moreover, since the engine has a structure with neither intake air nor exhaust gas, a submarine that uses this does not emit engine noise to the outside and its presence is not caught from outside.
【００３８】図１７は本発明の第３実施例による乗り物
が航空機からなるものとして示され、図１と同一部品に
は同一符号を付し、その他の部品にはダブル・アポスト
ロフィ（”）が付してある。航空機１”は機体２”を備
え、機体２”はプラズマエンジン１７０の出力を減速機
１７２を介してプロペラからなる推進装置２ａ”により
推進される。プラズマヱンジン１７０の出力の一部によ
り発電機７を駆動してバッテリ８が充電される。エンジ
ン１７０は軽量で騒音を発生せず、しかも、主翼に燃料
タンクを設ける必要がなく、快適で安全な航空機が提供
される。FIG. 17 shows that the vehicle according to the third embodiment of the present invention comprises an aircraft. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and other parts are designated by a double apostrophe ("). The aircraft 1 ″ is provided with an airframe 2 ″, and the airframe 2 ″ is propelled by the propulsion device 2a ″ composed of a propeller through the output of the plasma engine 170 via the reduction gear 172. One of the outputs of the plasma engine 170 The unit drives the generator 7 to charge the battery 8. The engine 170 is lightweight, does not generate noise, and does not require a fuel tank on its main wing, and provides a comfortable and safe aircraft.
【００３９】図１８、１９は図１７の航空機１”の変形
例を示し、図１７と同一部品には同一符号を用いる。図
１８、１９において、推進装置は機体１’’’の主翼
１’’’ａに装着された駆動本体１７４に連結された２
重反転（ＣＲ＝カウンターローテーション）プロペラ２
ａ’’’からなる。このプロペラは減速機１７６を介し
てプラズマエンジン１７０に連結され、１４００〜２０
００ｒｐｍで駆動され、マッハ０．８（９８０ｋｍ／
ｈ）の速度で推進される。図１９において駆動本体１７
４はプロペラ２ａ’’’を回転支持するケーシング１７
８を備える。ケーシング１７８内には発電機１８０、第
１減速機１８２、プラズマエンジン１７０および第２減
速機１７６が直列に連結されている。プラズマエンジン
１７０の出力軸はロータハウジングの両端に突出し、一
方の端部は第１減速機１８２を介して発電機１８０を駆
動し、他方の端部は第２減速機１７６を介してプロペラ
２ａ’’’を駆動する。図１７に示したように、発電機
１８０の出力はバッテリー手段に供給され、エンジン１
７０の出力の一部が蓄積されて、バッテリー手段の長寿
命化が図れる。18 and 19 show a modified example of the aircraft 1 "of FIG. 17, and the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. 17. In FIGS. 18 and 19, the propulsion device is the main wing 1'of the airframe 1"'. 2 connected to the drive body 174 mounted on the''a
Double reversal (CR = counter rotation) propeller 2
a '''. This propeller is connected to the plasma engine 170 via a speed reducer 176,
Driven at 00 rpm, Mach 0.8 (980 km /
It is propelled at the speed of h). In FIG. 19, the drive body 17
4 is a casing 17 for rotatably supporting the propeller 2a '''.
8 is provided. Inside the casing 178, the generator 180, the first speed reducer 182, the plasma engine 170, and the second speed reducer 176 are connected in series. The output shaft of the plasma engine 170 projects to both ends of the rotor housing, one end of the plasma engine 170 drives the generator 180 via the first speed reducer 182, and the other end of the plasma engine 170 drives the propeller 2a ′ via the second speed reducer 176. '' Drive. As shown in FIG. 17, the output of the generator 180 is supplied to the battery means,
A part of the output of 70 is accumulated, and the life of the battery means can be extended.
【００４０】以上の実施例において、乗り物のプラズマ
エンジンのプラズマ形成部および低圧部はロータリハウ
ジングに一体的に形成されたものとして説明されたが、
これらはロータリハウジングから分離独立して形成して
も良い。プラズマ形成部およびロータリハウジングの外
周には図示してないが空冷フィンまたは冷却水ジャケッ
トを設けても良い。なお、放電手段は高周波方式または
マイクロ波方式を採用しても良い。実施例において、ロ
ータリハウジングおよびセパレータは磁器、強化ガラス
またはセラミック等の絶縁材から構成しても良いが、こ
れら部材は金属から形成しても良い。この場合、これら
部材において、電極手段を絶縁材によって金属部材に支
持し、さらに電極手段の近辺および放電方向に沿って金
属表面に溶射によるガラスまたはセラミック等の絶縁コ
ーティングをすると良い。こうすることによって、電極
手段の放電時に電流が金属部材に流れることを防いで作
動媒体の放電を効果的に行わせることができる。In the above embodiments, the plasma forming portion and the low pressure portion of the vehicle plasma engine have been described as being integrally formed in the rotary housing.
These may be formed separately from the rotary housing. Although not shown, air cooling fins or cooling water jackets may be provided on the outer periphery of the plasma forming portion and the rotary housing. The discharging means may employ a high frequency method or a microwave method. In the embodiment, the rotary housing and the separator may be made of an insulating material such as porcelain, tempered glass or ceramic, but these members may be made of metal. In this case, in these members, the electrode means may be supported by a metal member by an insulating material, and further, an insulating coating such as glass or ceramics may be sprayed on the metal surface near the electrode means and along the discharge direction. By doing so, it is possible to prevent a current from flowing through the metal member when the electrode means is discharged, and to effectively discharge the working medium.
【００４１】本発明では乗り物のプラズマエンジンにお
いてロータリハウジングの作動室にロータ手段を回転可
能に収納し、プラズマ形成部に放電用作動媒体を封入し
て放電によるプラズマで高圧の作動ガスを発生させ、こ
れによりロータ手段を駆動するようにしたので、ランニ
ングコストの低いクリーンな乗り物を提供することがで
きる。プラズマエンジンは小型で高出力が得られ、構造
が簡単で部品点数が少なく、軽量で騒音の発生も少な
く、１回転毎に大きなトルクが発生し、振動が少なく、
製造コストとメンテコストが著しく低い。しかも、作動
流体は永久的に使用可能なためロータリハウジング内に
作動流体を一旦封じ込めると外部から全く追加燃料を供
給せずにプラズマエンジンを長時間駆動することができ
る。プラズマエンジンからは排ガス等の公害が全くない
ため、地球環境破壊を完全に防止でき、実用上の効果が
極めて大きい。In the present invention, in the plasma engine of the vehicle, the rotor means is rotatably housed in the working chamber of the rotary housing, the working fluid for discharge is sealed in the plasma forming portion, and high-pressure working gas is generated by plasma generated by the discharge. Since the rotor means is driven by this, it is possible to provide a clean vehicle with low running cost. The plasma engine is small, high output, simple structure, few parts, light weight, less noise, big torque per revolution, less vibration.
Manufacturing costs and maintenance costs are extremely low. Moreover, since the working fluid can be used permanently, once the working fluid is contained in the rotary housing, the plasma engine can be driven for a long time without supplying any additional fuel from the outside. Since the plasma engine does not cause any pollution such as exhaust gas, it can completely prevent the destruction of the global environment and is extremely effective in practical use.
【図１】 本発明の望ましい実施例によるプラズマエン
ジン駆動乗り物のプロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a plasma engine driven vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
【図２】 図１のプラズマエンジンの一例の断面図であ
る。2 is a cross-sectional view of an example of the plasma engine of FIG.
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図４】 図２のプラズマエンジンのためのパルス放電
電源の一例を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing an example of a pulsed discharge power supply for the plasma engine of FIG.
【図５】 図４の回路の各種波形図である。5 is a diagram of various waveforms of the circuit of FIG.
【図６】 プラズマエンジンの変形例と、そのためのパ
ルス放電電源の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a modified example of a plasma engine and an example of a pulse discharge power supply therefor.
【図７】 図６の回路の各種波形図である。FIG. 7 is various waveform diagrams of the circuit of FIG.
【図８】 プラズマエンジンの他の望ましい例の断面図
である。FIG. 8 is a cross-sectional view of another desirable example of the plasma engine.
【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って示した断面図で
ある。9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
【図１０】 プラズマエンジン他の変形例の断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view of another modification of the plasma engine.
【図１１】 図１０のＸＩ−ＸＩ線の断面図である。11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.
【図１２】 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線の断面図であ
る。12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.
【図１３】 本発明の他の望ましい実施例によるプラズ
マエンジンの断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a plasma engine according to another exemplary embodiment of the present invention.
【図１４】 図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線の断面図であ
る。14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
【図１５】 図１２のＸＶ−ＸＶ線の断面図である。15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG.
【図１６】 本発明の望ましい実施例のプラズマエンジ
ン駆動船舶のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of a plasma engine driven ship according to a preferred embodiment of the present invention.
【図１７】 本発明の望ましい実施例のプラズマエンジ
ン駆動航空機のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a plasma engine driven aircraft according to a preferred embodiment of the present invention.
【図１８】 図１７の航空機の変形例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a modification of the aircraft shown in FIG.
【図１９】 図１８の駆動本体の一部断面図を示す図で
ある。19 is a diagram showing a partial cross-sectional view of the drive body of FIG.
１ 車輌 ２ 車体 ３ トランスミッション ９ パルス放電電源 １０ プラズマエンジン １２ ロータリハウジング １４ タービンロータ １６ 作動室 １８ 放電室 １９ 放電手段 ２０ プラズマ形成部 ２２、２２’ 電極手段 ２３ セパレータ ２６、２６’ ガス案内路 ２７、２７’ 低圧部 ２８ 出力軸 ２９ 冷却部 ３４ カバー部材 ３６ カバー部材 ４８ 放射源ライナー ９２ パルス放電電源 １０２ ロータリハウジング １０３ ロータ １０４ 出力軸 １０５ プラズマ形成部 １０６ 放電電源 １１２ ロータリハウジング １１２ａ 作動室 １１４ ロータ １１８ プラズマ形成部 １２０ 低圧部 １３０ プラズマエンジン １３２ ロータリハウジング １３４ タービンロータ １４２ プラズマ形成部 １４４ 放電室 １５２ 放電手段 １５６ チェックバルブ １７０ プラズマエンジン １７２ 減速機 １７４ 駆動本体 １７６ 減速機 １８０ 発電機 1 vehicle 2 vehicle body 3 transmission 9 pulse discharge power supply 10 plasma engine 12 rotary housing 14 turbine rotor 16 working chamber 18 discharge chamber 19 discharge means 20 plasma forming part 22, 22 'electrode means 23 separator 26, 26' gas guide path 27, 27 '' Low voltage part 28 Output shaft 29 Cooling part 34 Cover member 36 Cover member 48 Radiation source liner 92 Pulse discharge power supply 102 Rotary housing 103 Rotor 104 Output shaft 105 Plasma forming part 106 Discharge power supply 112 Rotary housing 112a Working chamber 114 Rotor 118 Plasma forming part 120 Low-pressure part 130 Plasma engine 132 Rotary housing 134 Turbine rotor 142 Plasma forming part 144 Discharge chamber 152 Discharging means 156 Check valve 17 0 plasma engine 172 speed reducer 174 drive body 176 speed reducer 180 generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 1/48 9216−2Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H05H 1/48 9216-2G
Claims (9)
置を駆動するプラズマエンジンと、直流電圧を供給する
バッテリ手段と、直流電圧を放電信号に変換する放電電
源とを備え、プラズマエンジンが、放電電源に接続され
た周期的にアーク放電を生じさせる放電手段を有するプ
ラズマ形成部と、プラズマ形成部に連通するノズル手段
とノズル手段に連通する作動室を有するロータリハウジ
ングと、作動室に回転可能に収納されたロータ手段とを
備え、プラズマ形成部と作動室に放電用作動媒体が予め
定められた気圧で封入されていてプラズマ形成部が周期
的な放電によるプラズマで高圧の作動ガスを周期的に発
生させ、この作動ガスを周期的にノズル手段からロータ
手段に作用させる乗り物。1. A plasma engine equipped with a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, a battery means for supplying a DC voltage, and a discharge power supply for converting the DC voltage into a discharge signal. A plasma forming unit connected to a power source and having a discharge unit for periodically generating an arc discharge, a rotary housing having a nozzle unit communicating with the plasma forming unit and a working chamber communicating with the nozzle unit, and being rotatable in the working chamber. And a rotor means housed therein, and a discharge forming working medium is sealed in the plasma forming portion and the working chamber at a predetermined atmospheric pressure, and the plasma forming portion periodically discharges high pressure working gas by plasma generated by periodic discharge. A vehicle in which this working gas is generated and periodically acts on the rotor means from the nozzle means.
がさらに低圧部と、作動室の一部と低圧部とを連通させ
るガス案内手段とを有し、高圧ガスがノズル手段からロ
ータ手段に作用しながら低圧部に排出される乗り物。2. The rotary housing according to claim 1, further comprising a low pressure portion and a gas guide means for communicating a part of the working chamber with the low pressure portion, and the high pressure gas acts on the rotor means from the nozzle means. Vehicles discharged to the low voltage part.
の接線方向に対して予め定められた角度で延びるように
ロータリハウジングに形成されていて、ノズル手段の入
口側にプラズマ形成部が配置されている乗り物。3. The nozzle means according to claim 1, wherein the nozzle means is formed in the rotary housing so as to extend at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the working chamber, and the plasma forming portion is arranged on the inlet side of the nozzle means. A vehicle.
が作動室と反対側に形成されたプラズマ形成部を備えて
おり、ロータ手段が作動室に偏心的に配置されていて、
ロータ手段が複数の可動ベーンを有する乗り物。4. The rotary housing according to claim 3, wherein the rotary housing comprises a plasma forming portion formed on the side opposite to the working chamber, and the rotor means is eccentrically arranged in the working chamber.
A vehicle in which the rotor means has a plurality of movable vanes.
が同軸上において作動室と反対側に形成されたプラズマ
形成部とプラズマ形成部から作動室に連通するノズル手
段を備え、ロータ手段が複数の受圧面を有するタービン
ロータからなる乗り物。5. The rotary housing according to claim 3, further comprising a plasma forming portion coaxially formed on the side opposite to the working chamber, and nozzle means communicating with the working chamber from the plasma forming portion, wherein the rotor means has a plurality of pressure receiving surfaces. A vehicle comprising a turbine rotor having.
に接続された電極手段からなり、放電電源が高電圧小電
流の放電電流を電極手段に供給する第１電源と低電圧大
電流のメイン放電電流を電極手段に供給する第２電源と
を備えたパルス放電電源からなる乗り物。6. The first power supply for supplying a discharge current of a high voltage and a small current to the electrode means and the main body of a low voltage and a large current according to claim 1, wherein the discharge means comprises an electrode means connected to a discharge power supply. A vehicle comprising a pulsed discharge power supply with a second power supply for supplying a discharge current to the electrode means.
イオン化を促すトリガ手段を備え、パルス放電電源がト
リガ手段にトリガ信号を供給するためのトリガ信号発生
手段を備えている乗り物。7. The vehicle according to claim 6, wherein the discharge chamber comprises trigger means for promoting ionization of the working medium, and the pulsed discharge power source comprises trigger signal generation means for supplying a trigger signal to the trigger means.
ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンおよびクリプト
ンのうち少なくとも１種の希ガスを含む放電用ガスから
なる乗り物。8. The vehicle according to claim 1, wherein the working medium for discharging comprises a discharging gas containing at least one rare gas selected from helium, argon, neon, xenon and krypton.
置を駆動するプラズマエンジンと、プラズマエンジンに
より駆動される発電機と、発電機により充電されるバッ
テリ手段と、バッテリ手段からの直流電圧を放電パルス
に変換するパルス放電電源とを備え、プラズマエンジン
が放電電源に接続された放電手段を有するプラズマ形成
部と、ノズル手段と、ノズル手段を介してプラズマ形成
部に連通する作動室とを有するロータリハウジングと、
作動室に回転可能に収納されたロータ手段とを備え、プ
ラズマ形成部と作動室に放電用作動媒体が予め定められ
た気圧で封入されていてプラズマ形成部が放電によるプ
ラズマで高圧の作動ガスを発生させ、この作動ガスでロ
ータ手段を駆動する乗り物。9. A vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, a generator driven by the plasma engine, a battery means charged by the generator, and a DC voltage discharged from the battery means. A rotary equipped with a pulse discharge power supply for converting into a pulse, the plasma engine having a plasma forming portion having discharge means connected to the discharge power source, a nozzle means, and a working chamber communicating with the plasma forming portion via the nozzle means. Housing,
And a rotor means rotatably accommodated in the working chamber, wherein the plasma forming unit and the working chamber are filled with a discharge working medium at a predetermined atmospheric pressure, and the plasma forming unit discharges high-pressure working gas by plasma generated by discharge. A vehicle in which the working gas is generated and drives the rotor means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318984A JPH08144933A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Plasma engine-driven vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318984A JPH08144933A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Plasma engine-driven vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144933A true JPH08144933A (en) | 1996-06-04 |
Family
ID=18105197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6318984A Pending JPH08144933A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Plasma engine-driven vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08144933A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08144929A (en) * | 1994-11-17 | 1996-06-04 | Takeshi Hatanaka | Gas discharge motor and mechanical system therewith |
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| JPH02196136A (en) * | 1988-12-22 | 1990-08-02 | Saram Ahmed | Internal combution engine |
| JPH03151523A (en) * | 1989-11-08 | 1991-06-27 | Jiro Yoshida | Rotary machine |
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-
1994
- 1994-11-17 JP JP6318984A patent/JPH08144933A/en active Pending
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