JPH07224676A - Plasma engine driven vehicle - Google Patents

Plasma engine driven vehicle

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Publication number
JPH07224676A
JPH07224676A JP6035166A JP3516694A JPH07224676A JP H07224676 A JPH07224676 A JP H07224676A JP 6035166 A JP6035166 A JP 6035166A JP 3516694 A JP3516694 A JP 3516694A JP H07224676 A JPH07224676 A JP H07224676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
chamber
plasma
plasma engine
working
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6035166A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hatanaka
武史 畑中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Original Assignee
ALEX SOGO KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by ALEX SOGO KENKYUSHO KK filed Critical ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Priority to JP6035166A priority Critical patent/JPH07224676A/en
Publication of JPH07224676A publication Critical patent/JPH07224676A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PURPOSE:To provide a plasma engine driven vehicle that is able to dispense with the use of any fuel of petroleum energy or the like and very low in running cost and that discharges no pollutive matter at all. CONSTITUTION:A plasma engine driving a vehicle, seals a working fluid, consisting of discharging gas being permanently usable, in an operating chamber 12a of a housing 12, setting up two main electrode means 16a and 16b in a discharging chamber, and feeds these main electrode means with high voltage from a pulse discharge power source 18, thereby making it discharge in the working fluid, and thus driving force is imparted to a piston 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は乗り物に関し、とくに次
世代エンジンとしてのプラズマエンジンにより駆動され
る乗り物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle, and more particularly to a vehicle driven by a plasma engine as a next-generation engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジンにより駆動される車輌、
船舶、航空機等のモーターヴィークルまたは乗り物にお
いてはガソリン、軽油、重油、LPガス等のエネルギー
を大量に消費するために運転コストが高く、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, a vehicle driven by an engine,
Motor vehicles or vehicles such as ships and aircraft consume a large amount of energy such as gasoline, light oil, heavy oil, and LP gas, so the operating cost is high, and the pollution of a large amount of pollutants is emitted to rapidly destroy the global environment. Was.

【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、運転コストが極めて低く公害を
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, has a very low operating cost and does not generate any pollution.

【0004】[0004]

【本発明の構成】本発明の乗り物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、
エンジンの出力の一部を蓄積するバッテリーとを備え、
プラズマエンジンが放電用ガスからなる作動媒体を封入
した円弧状部分を有する作動室と作動室に連通する放電
室とを有するハウジングと、作動室に回転可能に収納さ
れていて受圧面を有するロータリーピストンと、バッテ
リーの電圧を変換して高電圧パルスを発生するパルス放
電電源と、パルス放電電源からの高電圧パルスにより作
動媒体にアーク放電を発生させて膨張させることにより
ロータリーピストンの受圧面に駆動力を与える放電手段
とを備えることにより上記目的が達成される。
The vehicle of the present invention comprises a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device,
With a battery that stores a part of the output of the engine,
A plasma engine has a housing having a working chamber having an arc-shaped portion enclosing a working medium made of a discharge gas, a discharge chamber communicating with the working chamber, and a rotary piston rotatably housed in the working chamber and having a pressure receiving surface. And a pulse discharge power supply that converts the voltage of the battery to generate a high voltage pulse, and a high voltage pulse from the pulse discharge power supply causes arc discharge in the working medium to expand and drive force on the pressure receiving surface of the rotary piston. The above-mentioned object is achieved by the provision of a discharge means for providing.

【0005】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、エンジン
の出力の一部を蓄積するバッテリーとを備え、プラズマ
エンジンが放電用ガスを含む作動媒体を封入した円弧状
部分を有する作動室と作動室に連通していて膨張室とし
て作用する放電室とを有するロータハウジングと、作動
室に回転可能に収納されていて受圧面を有するタービン
ロータと、バッテリーの電圧を変換して高電圧パルスを
発生するパルス放電電源と、高電圧パルスにより作動媒
体にアーク放電によるプラズマを発生させて膨張させる
ことによりタービンロータの受圧面に駆動力を与えるた
めの放電手段とを有するように構成することによっても
達成される。その場合、乗り物本体としては車輌の車
体、船体あるいは航空機機体とすることができる。
The above object is provided with a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, and the plasma engine encloses a working medium containing a discharge gas. A rotor housing having a working chamber having an arcuate portion and a discharge chamber communicating with the working chamber and acting as an expansion chamber, a turbine rotor rotatably housed in the working chamber and having a pressure receiving surface, and a battery voltage A pulse discharge power source for converting the above to generate a high voltage pulse, and a discharge means for giving a driving force to the pressure receiving surface of the turbine rotor by generating plasma by arc discharge in the working medium by the high voltage pulse and expanding the plasma. It is also achieved by being configured to have. In that case, the vehicle body may be a vehicle body, a hull, or an aircraft body.

【0006】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、エ
ンジンの出力の一部を蓄積するバッテリーとを備え、プ
ラズマエンジンが放電用ガスを含む作動媒体を封入した
円弧状部分を有する作動室と作動室に連通する放電室と
放電室を区画するセグメント部とを有するロータハウジ
ングと、作動室に回転可能に収納されていて外周がハウ
ジングのセグメント部に近接しているタービンロータ
と、バッテリー電圧を変換して高電圧パルスを発生する
パルス放電電源と、放電室に配置されていて高電圧パル
スに応答して放電室の作動媒体にプラズマを発生させる
ことにより作動媒体を瞬時に膨張させてタービンロータ
に駆動力を与えるための電極手段とを有するように構成
することによっても達成される。
Further, the above object is provided with a vehicle main body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, and the plasma engine provides a working medium containing discharge gas. A rotor housing having a working chamber having an enclosed arc-shaped portion, a discharge chamber communicating with the working chamber, and a segment portion defining the discharge chamber; and a rotor housing rotatably housed in the working chamber and having an outer periphery close to the segment portion of the housing. By generating a plasma in the working medium of the discharge chamber, which is arranged in the discharge chamber and responds to the high voltage pulse. And an electrode means for instantaneously expanding the working medium to provide a driving force to the turbine rotor. It is made.

【0007】[0007]

【作用】この発明の乗り物において、放電室の主電極手
段に高電圧パルスを供給すると、放電室および作動室の
作動流体中で放電によるプラズマが発生して作動流体の
膨張圧力およびローレンツ力によりピストンに駆動力を
与える。
In the vehicle of the present invention, when a high voltage pulse is supplied to the main electrode means of the discharge chamber, plasma is generated in the working fluid of the discharge chamber and the working chamber by discharge, and the expansion pressure and Lorentz force of the working fluid cause the piston to move. Give driving force to.

【0008】[0008]

【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、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1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
を推進するための推進装置とを有する。車輌1はプラズ
マエンジン3を有し、その出力軸3aは作動ギア4を介
して前輪2aを駆動する。出力軸3aには発電機5が連
結されて、エンジン3の出力エネルギーの一部をバッテ
リー6に蓄積してバッテリー6の寿命を延長する。バッ
テリー6の出力電圧はパルス放電電源7により高電圧パ
ルスに変換されてエンジン3に供給され、エンジン3は
後述の如く駆動される。エンジン3が駆動されると出力
軸3aの動力は作動ギア4を介して前輪2aに伝達さ
れ、車体2は推進される。このときエンジン3の出力エ
ネルギーの一部はバッテリー6に蓄積され、エンジン3
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. Here, vehicles are vehicles such as automobiles, trucks, buses, motorcycles, bicycles, trains, and tracked vehicles.
It means ships such as passenger ships, tankers, cargo ships, submarines, and aircraft such as helicopters, airplanes, rockets, shuttles, and flying vehicles. In FIG. 1, a vehicle 1 is shown as a block diagram of a vehicle, which is, for example, an automobile. The vehicle 1 includes a vehicle body 2, front wheels 2a, and rear wheels 2b.
And a propulsion device for propulsion. The vehicle 1 has a plasma engine 3 whose output shaft 3 a drives front wheels 2 a via an operating gear 4. A generator 5 is connected to the output shaft 3a, and a part of the output energy of the engine 3 is stored in the battery 6 to extend the life of the battery 6. The output voltage of the battery 6 is converted into a high voltage pulse by the pulse discharge power supply 7 and supplied to the engine 3, and the engine 3 is driven as described later. When the engine 3 is driven, the power of the output shaft 3a is transmitted to the front wheels 2a via the operating gear 4, and the vehicle body 2 is propelled. At this time, a part of the output energy of the engine 3 is accumulated in the battery 6,
Is reused to drive.

【0009】図2、3は図1の乗り物1に用いられる第
1例のプラズマエンジン3の概略図を示す。エンジン3
は円筒状作動室12aを有するハウジング12と、作動
室12aに同心的に回転可能に収納されていて出力軸1
0aに支持されたロータリーピストン14を備える。ハ
ウジング12は放電用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エンジン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
12bを有する。放電用媒体の電流密度またはイオン密
度が増大すると、作動室内の放電時の温度と圧力が増加
してエンジン効率が上昇する。ライナー12b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〜1000B
q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。この放射線源は数
ミリメートルのセラミックまたは石英球を、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99を混合した溶液に浸し、引
き上げて乾燥したのち、600℃において窒素中で1時
間過熱すると、テクネシウム99が球面にむらなく分布
する。次にテクネシウム99を混合しないSi系ゾルゲ
ル溶液に球を浸し、これを真空中で1000℃において
1時間過熱することによって密封放射線源が得られる。
この密封放射線源をロータリーピストン14に干渉しな
いようにハウジング12の側壁に形成した孔部(図示せ
ず)に埋め込むと安定した瞬時放電特性が得られる。こ
の放射線源をハウジング12にコーティングしてライナ
ー12bとして利用しても良い。図2、3の構造におい
て、作動室12aに隣接してハウジング12の側壁の凹
部には4つの放電室15a、15bが形成され、これら
放電室15a、15bは軸方向において対面するととも
に作動室12aに連通している。ハウジング12は冷却
フィン(図示せず)とウォータジャケット(図示せず)
とを備えても良く、ウォータージャケットは外部の冷却
装置に接続してハウジング12の冷却効果を上げてもよ
い。ロータリーピストンは円弧状作動室12aに近接ま
たは係合する複数のピストン部14aを有する。作動室
12aの両側の放電室15a、15bのそれぞれに主電
極手段16a、16bが対向するように配置されてい
る。これら主電極手段16a、16b間にロータリーピ
ストン14が挟まれるように配置されている。放電室を
環状に形成して、この中に環状の主電極手段を配置して
高電圧大電流のパルスを印加するとレールガンに似た大
きな回転出力が得られる。作動室12aには排気真空後
に放電用作動媒体11が封入される。作動媒体11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。第1例として、始動用ガスは1〜50気圧のキセノ
ンと、0.066〜2気圧のヘリウムからなり、総封入
圧に対するヘリウムの封入圧は50%以下であるのが望
ましい。第2例として、始動用ガスは1〜50気圧のキ
セノンと、0.066〜2気圧のアルゴンからなり、総
封入圧に対するアルゴンの封入圧は50%以下であるの
が望ましい。第1、第2例によれば、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。第3例におい
て、放電用ガスは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
してエンジン効率を改善する。クリプトン85の封入量
は安全性の面から作動室内容積1cm3当り0.2〜5
0マイクロキュリーの範囲が望ましい。第4例として放
電用ガスは放電時の異常な温度上昇を防ぐために望まし
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。第5例とし
て、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。第6例として、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され
る。水銀の蒸発による膨張圧力を推進するためには定電
力制御するので、放電電圧が上昇すると放電電流が低下
する。このとき、パルス放電電源が小型化でき、エンジ
ン寿命も長くなる。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で放電電圧は臨
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。第7例として、放電用ガスは重
水素あるいは水素ガスから選ばれた少なくとも一種にヘ
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
ン原子との間の三体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。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。
2 and 3 show schematic views of a first example of a plasma engine 3 used in the vehicle 1 of FIG. Engine 3
Is a housing 12 having a cylindrical working chamber 12a, and is rotatably housed concentrically in the working chamber 12a.
The rotary piston 14 is supported by 0a. The housing 12 includes a radiation source liner 12b made of tritium or polonium for promoting initial ionization of the discharge medium and increasing current density or ion density to further increase temperature and pressure of the discharge gas and increase engine efficiency. . When the current density or ion density of the discharge medium increases, the temperature and pressure at the time of discharge in the working chamber increase, and engine efficiency rises. Other methods may be used instead of the liner 12b. That is, the radiation source has a half-life of over 10 years and a radioactivity of 100Bq to 1000B.
You may comprise from the radiation source which radiate | emits only the beta ray which is q and whose energy is 0.7 MeV or less. This radiation source was prepared by immersing a ceramic or quartz ball of several millimeters in a Si-based alkoxide-alcohol solution, that is, a solution of sol-gel solution mixed with technesium 99 as a simple substance powder, and after pulling it up and drying, it was exposed to nitrogen at 600 ° C. When heated over time, the technesium 99 is evenly distributed on the spherical surface. Next, a sealed radiation source is obtained by immersing the sphere in a Si-based sol-gel solution which is not mixed with technesium 99 and heating it in a vacuum at 1000 ° C. for 1 hour.
If this sealed radiation source is embedded in a hole (not shown) formed in the side wall of the housing 12 so as not to interfere with the rotary piston 14, a stable instantaneous discharge characteristic can be obtained. This radiation source may be coated on the housing 12 and used as the liner 12b. In the structure of FIGS. 2 and 3, four discharge chambers 15a and 15b are formed in the recess of the side wall of the housing 12 adjacent to the working chamber 12a, and these discharge chambers 15a and 15b face each other in the axial direction and the working chamber 12a. Is in communication with. The housing 12 includes a cooling fin (not shown) and a water jacket (not shown).
The water jacket may be connected to an external cooling device to enhance the cooling effect of the housing 12. The rotary piston has a plurality of piston portions 14a that are close to or engage with the arcuate working chamber 12a. The main electrode means 16a and 16b are arranged so as to face the discharge chambers 15a and 15b on both sides of the working chamber 12a. The rotary piston 14 is arranged so as to be sandwiched between the main electrode means 16a and 16b. When the discharge chamber is formed in an annular shape, and an annular main electrode means is disposed in this and a high voltage and high current pulse is applied, a large rotary output similar to a rail gun is obtained. The discharge working medium 11 is sealed in the working chamber 12a after the evacuation is completed. As the working medium 11, a discharge gas composed of any one metal vapor of mercury vapor and sodium vapor and a starting gas is used. As a first example, the starting gas is made of xenon at 1 to 50 atm and helium at 0.066 to 2 atm, and the helium filling pressure with respect to the total filling pressure is preferably 50% or less. As a second example, the starting gas is composed of xenon at 1 to 50 atm and argon at 0.066 to 2 atm, and it is preferable that the filling pressure of argon with respect to the total filling pressure is 50% or less. According to the first and second examples, not only the starting voltage of the discharge gas can be lowered but also the discharge of the working fluid can be instantaneously performed at high speed and stably. In the third example, the discharge gas may include a radiation source such as α-rays, β-rays, γ-rays, and χ-rays or a radiation source made of krypton 85. The krypton (Kr) 85 causes the working fluid to be electronically excited by radiation to improve the starting characteristics and the instantaneous discharge characteristics and improve the engine efficiency. The amount of krypton 85 enclosed is 0.2 to 5 per 1 cm 3 of working chamber volume in terms of safety.
A range of 0 microcurie is desirable. As a fourth example, the discharge gas is preferably a rare mixed gas of 36% helium, 26% neon, 17% argon, 13% krypton and 8% xenon in volume ratio in order to prevent an abnormal temperature rise during discharge. It may be sealed at 1 to 10 atm, preferably within 1 atm ± 5%. As a fifth example, the discharge gas is 40 to 60% by volume of argon,
It may be formed from 30 to 40% xenon, 6 to 8% neon, and other noble gases. As a sixth example, the discharge gas is composed of a predetermined amount of mercury, a rare gas, and a hydrogen gas. Since constant power control is performed to promote the expansion pressure due to evaporation of mercury, the discharge current decreases as the discharge voltage increases. At this time, the pulse discharge power supply can be downsized and the engine life is extended. The discharge voltage drastically rises until the amount of hydrogen to be enclosed is 5 × 10 −4 in terms of the mole ratio of mercury and rare gas enclosed, and even if the amount of hydrogen is further increased, the increase of the discharge voltage is slight. That is, the hydrogen gas, which has a hydrogen amount of 5 × 10 −4 and the discharge voltage changes critically, may be directly enclosed in the working chamber together with the xenon gas. As a seventh example, the discharge gas may be formed of a mixture of deuterium or at least one selected from hydrogen gas and at least one rare gas selected from helium and neon. When helium or neon is mixed in this discharge gas, recombination occurs due to a three-body collision between two free hydrogen atoms or deuterium atoms and helium or neon atoms.
High efficiency can be obtained without decreasing the density of deuterium molecules. As the working medium, a carbon lattice structure having 60 to 200 carbon atoms in at least one gas selected from the above rare gases, preferably a mixture of C 60 and C 70 may be used. The ionization potential of C 60 is 7.5 eV, and Xe
Since it is significantly lower than that of (12.1 eV), there is an advantage that the energy cost per pulse discharge is significantly reduced.

【0010】陽極手段16aおよび陰極手段16bは作
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、陰極手段16bは望ましく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手段16bが高温に
なったとき陰極手段16bの電気伝導率上昇の割合が良
くなる。ゆえに放電が安定する。陰極がタングステン材
料を含む場合、作動流体にはさらに臭素、よう素、塩素
などの有機ハロゲン化物を微量混入してもよい。このハ
ロゲンは高温の作動室12aに付着したタングステン分
子と結合して、蒸発しやすいハロゲン化タングステンに
なる。このとき作動室12aの温度がある程度高いと、
ハロゲン化タングステンは作動室より蒸発して陰極16
b近くに移動し、その高温によりハロゲンとタングステ
ンに分解する。このタングステン分子は陰極16bに付
着して陰極16bの長寿命化が図れる。第2例として陰
極手段16b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10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
に対して強くなるため、自動車、船舶、航空機、ブルド
ーザー等にエンジンが採用された場合に実用的である。
第3例として、陰極手段16b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2000〜2
500°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ケップから
熱電子が放出する。
The anode means 16a and the cathode means 16b are made of thorium-containing tungsten for causing electronic excitation in the working medium and promoting ionization. As another example, the cathode means 16b is preferably selected from a powder of tungsten material, at least one alkaline earth oxide selected from barium oxide, strontium oxide, and calcium oxide, and zirconium oxide and scandium oxide. It may also be formed from a sintered electrode body of a mixture with a thermionic emission material containing at least one mixture. Zirconium oxide and scandium oxide increase the rate of increase in the electrical conductivity of the cathode means 16b when the temperature of the cathode means 16b becomes high. Therefore, the discharge is stable. When the cathode contains a tungsten material, the working fluid may further contain a small amount of an organic halide such as bromine, iodine or chlorine. This halogen is combined with the tungsten molecules adhering to the high temperature working chamber 12a to become tungsten halide which is easily evaporated. At this time, if the temperature of the working chamber 12a is high to some extent,
The tungsten halide evaporates from the working chamber and becomes a cathode 16.
It moves near b and decomposes into halogen and tungsten due to its high temperature. The tungsten molecules are attached to the cathode 16b to extend the life of the cathode 16b. As a second example, the cathode means 16b is a sintered electrode body obtained by mixing and firing a base metal powder made of nickel, for example, with an emitter made of a thermoelectron emitting substance of alkaline earth metal, for example, barium oxide, strontium oxide, or calcium oxide. You may comprise from. At this time, the mixing ratio of the emitter 10 to the base metal powder 100 is selected by weight ratio. This sintered electrode body is long and has a large amount of emitter content, and moreover, it is resistant to vibration and shock, and is therefore practical when an engine is adopted in an automobile, a ship, an aircraft, a bulldozer or the like.
As a third example, the cathode means 16b embeds a tantalum chip, which is a material with high ductility, in a hole processed into a ribbon-type hot cathode, so that the amount of missing surface is smaller than that of a brittle material such as tungsten against ion bombardment. A small electrode body is formed. Applying an electric current to the ribbon type hot cathode 2000 ~ 2
When a potential difference is applied in a fixed direction at the time when the temperature reaches 500 ° K, thermoelectrons are emitted from the tantalum cap in the direction of lower potential.

【0011】図3の原理図に示すように主電極手段16
a、16bには20〜60KVで数MHz〜数+MH
z、好ましくは約13MHzの高周波電流パルスを数μ
(マイクロ)〜数+μ秒の短時間で供給するためのパル
ス放電電源18が接続されている。1回の放電当り40
KVの3パルスを供給すると1回の放電で十分なプラズ
マが発生してガス圧の膨張による回転力を生ずるため、
1回の放電時間は数μ秒の短時間で良く、入力エネルギ
ーも非常に小さくて済む。そのため、作動流体の温度も
異常に上昇はしない。陰極16bのそれぞれには始動抵
抗を介して始動電極(図示せず)が接続されても良い。
始動電極は隣接する主電極手段16bとの間に局部放電
を起こし、放出された多数の電子が始動用ガスとして封
入されているアルゴンまたはその他の不活性ガスの原子
に衝突して電離を起こし、作動室12a内の導電性が良
くなって主電極間16a、16bの主放電によるプラズ
マに移行する。
As shown in the principle diagram of FIG. 3, the main electrode means 16
a to 16b, 20 to 60 KV, several MHz to several + MH
z, preferably about 13 MHz high frequency current pulse of several μ
A pulse discharge power supply 18 for supplying in a short time of (micro) to several + μ seconds is connected. 40 per discharge
When three pulses of KV are supplied, sufficient plasma is generated by one discharge and a rotational force is generated by expansion of gas pressure.
A single discharge time may be as short as several microseconds, and the input energy may be very small. Therefore, the temperature of the working fluid does not rise abnormally. A starting electrode (not shown) may be connected to each of the cathodes 16b via a starting resistor.
The starting electrode causes a local discharge between the adjacent main electrode means 16b, and a large number of emitted electrons collide with atoms of argon or other inert gas enclosed as a starting gas to cause ionization, The conductivity in the working chamber 12a is improved, and the plasma is transferred by the main discharge between the main electrodes 16a and 16b.

【0012】ハウジング12およびロータリーピストン
14はいずれもセラミック等の絶縁材料か金属から構成
される。また、ハウジング12がアルミ等の金属からな
る場合は電極手段16a、16bとハウジング12の放
電室15a、15bとの間で絶縁部材13a、13bを
配置しても良い。ピストン部14aはリーディング面1
4aaとトレーリング面14abを有し、少なくともト
レーリング面14abには主電極手段16a、16b間
の放電距離を短縮して主放電によるプラズマの発生を容
易にするための導電性層が形成される。またピストン部
はアルミ等の導体から構成しても良い。
Both the housing 12 and the rotary piston 14 are made of an insulating material such as ceramic or metal. When the housing 12 is made of metal such as aluminum, the insulating members 13a and 13b may be arranged between the electrode means 16a and 16b and the discharge chambers 15a and 15b of the housing 12. Piston part 14a is the leading surface 1
4aa and a trailing surface 14ab, and at least a trailing surface 14ab is formed with a conductive layer for shortening the discharge distance between the main electrode means 16a and 16b to facilitate generation of plasma by the main discharge. . The piston part may be made of a conductor such as aluminum.

【0013】図3において、パルス放電電源18から高
電圧パルスが供給されると、主電極間16a、16bと
の間の始動用ガスに放電が起き、ついで水銀蒸気が発生
して主電極間で主放電によるプラズマ26が発生する。
このとき、放電室15a、15bおよびピストン部14
aで区画された作動室12aの作動流体が急激に膨張し
てピストン部に右方向の回転力を与える。しかも、放電
室15a、15bおよび作動室12a間で発生したプラ
ズマ26中を流れる電流28と、これに伴う磁界30に
よるローレンツ力32によってピストン部14aに回転
力が与えられる。このようにピストン部14aには作動
流体の膨張圧力とローレンツ力とによる回転力が同時に
与えられる。ロータリーピストン14の回転速度は1回
転当りのパルスの周波数および出力電流によって定ま
る。図2において、電流による磁界30は閉回路の内側
に発生し、これによる電磁力は閉回路の外側に向かって
作用する。すなわち、電流路は自分で発生した磁界と相
互作用してできるだけ外側(図において右側方向)に拡
がろうとする。この時、ピストン部14aは複数の放電
室15a、15bの主電極手段16a、16bによって
大きな運動エネルギーで時計方向の回転力を受ける。放
電用ガスとしてヘリウムガスを含む作動流体中でプラズ
マが発生すると、ヘリウムは例えば100,000,0
00°F(約50,000,000℃)の温度になって
作動流体の圧力は急激に上昇するが数μ秒の極めて短時
間であるため、温度の異常上昇が防止される。パルス放
電電源がOFFになると、作動流体の圧力は急降下す
る。このようにパルス放電電源のON/OFFによっ
て、作動流体の圧力を周期的に上昇させるとともにロー
タリーピストン14にローレンツ力を与えて回転させ
る。
In FIG. 3, when a high voltage pulse is supplied from the pulse discharge power source 18, a discharge is generated in the starting gas between the main electrodes 16a and 16b, and then mercury vapor is generated to generate a gap between the main electrodes. Plasma 26 is generated by the main discharge.
At this time, the discharge chambers 15a and 15b and the piston portion 14
The working fluid in the working chamber 12a partitioned by a rapidly expands to give a rightward rotational force to the piston portion. In addition, a rotational force is applied to the piston portion 14a by the electric current 28 flowing in the plasma 26 generated between the discharge chambers 15a and 15b and the working chamber 12a and the Lorentz force 32 by the magnetic field 30 accompanying the electric current 28. In this way, the piston portion 14a is simultaneously given the rotational force by the expansion pressure of the working fluid and the Lorentz force. The rotation speed of the rotary piston 14 is determined by the pulse frequency per rotation and the output current. In FIG. 2, the magnetic field 30 due to the current is generated inside the closed circuit, and the electromagnetic force caused thereby acts toward the outside of the closed circuit. In other words, the current path interacts with the magnetic field generated by itself and tries to expand outward (to the right in the figure) as much as possible. At this time, the piston portion 14a receives a clockwise rotational force with large kinetic energy by the main electrode means 16a, 16b of the plurality of discharge chambers 15a, 15b. When plasma is generated in a working fluid containing helium gas as a discharge gas, helium will be discharged to 100,000, for example.
At a temperature of 00 ° F (about 50,000,000 ° C), the pressure of the working fluid rapidly rises, but since it is an extremely short time of several microseconds, an abnormal rise in temperature is prevented. When the pulse discharge power supply is turned off, the pressure of the working fluid drops sharply. As described above, by turning ON / OFF the pulse discharge power supply, the pressure of the working fluid is periodically increased and the Lorentz force is applied to the rotary piston 14 to rotate it.

【0014】図4、5はプラズマエンジン3’の第2例
を示し、図2、3と類似の部品にはシングル・アポスト
ロフィ(’)を符号に付ける。図4、5の例において、
プラズマエンジン3’の円筒状ハウジング12’の作動
室12aにはロータリーピストン14’が回転可能に配
置してある。この実施例において放電室は作動室12
a’と一体となっている。ロータリーピストン14’は
第1、第2ロータエレメント14’−1、14’−2と
中央部の仕切円板14’−3とを有する第1、第2ロー
タエレメント14’−1、14’−2はそれぞれ回転方
向にカーブしている曲面14’−1aと受圧面14’−
1bおよび曲面14’−2aと受圧面14’−2bとを
有し、第1、第2ロータエレメント14’−1、14’
−2は互いに対して90°位相が外れるように配置され
ている。仕切円板14’−3は作動室12a’を第1、
第2放電室12a’−1、12a’−2に区画する役目
を有し、仕切円板14’−3の外形は作動室12a’の
内径より0.02〜0.1mmの隙間を有する値に選定
される。第1放電室12a’−1には回転軸を中心に対
照的に配置された陽極16a’−1と陽極16a’−1
に対して90°の位相角で配置された陰極16b’−1
とを有する。第2放電室12a’−2の主電極16a’
−2は主電極16a’−1に対して望ましくは45°位
相がずれた位置に配置される。電極手段16a’−1、
16b’−1および16a’−2はパルス放電電源に接
続される。
4 and 5 show a second example of the plasma engine 3 ', and parts similar to those of FIGS. 2 and 3 are designated by a single apostrophe ('). In the example of FIGS.
A rotary piston 14 'is rotatably arranged in the working chamber 12a of the cylindrical housing 12' of the plasma engine 3 '. In this embodiment, the discharge chamber is the working chamber 12
It is integrated with a '. The rotary piston 14 'has first and second rotor elements 14'-1, 14'-2 and a central partition disk 14'-3, and first and second rotor elements 14'-1, 14'-. Reference numeral 2 denotes a curved surface 14'-1a and a pressure receiving surface 14'- which are respectively curved in the rotational direction.
1b and curved surface 14'-2a and pressure receiving surface 14'-2b, and the 1st, 2nd rotor element 14'-1, 14 '
-2 is arranged so as to be 90 degrees out of phase with each other. The partition disk 14'-3 defines the working chamber 12a 'as the first,
A value having a role of partitioning into the second discharge chambers 12a'-1 and 12a'-2, and the outer shape of the partition disk 14'-3 having a clearance of 0.02 to 0.1 mm from the inner diameter of the working chamber 12a '. Is selected. In the first discharge chamber 12a'-1, an anode 16a'-1 and an anode 16a'-1 which are symmetrically arranged around the rotation axis are provided.
The cathode 16b′-1 arranged at a phase angle of 90 ° with respect to
Have and. Main electrode 16a 'of the second discharge chamber 12a'-2
-2 is preferably arranged at a position shifted by 45 ° from the main electrode 16a'-1. Electrode means 16a'-1,
16b'-1 and 16a'-2 are connected to a pulse discharge power supply.

【0015】図4、5の構成において、電極手段16
a’−1、16b’−1に高電圧パルスが供給される
と、放電室12a’−1の放電用ガス11’が放電して
プラズマが生じ、作動流体が急激に膨張して受圧面1
4’−1bに時計方向の回転力を与える。次に放電室1
2a’−2の電極手段に高電圧パルスが供給されると、
放電室12a’−2の作動流体が膨張して受圧面14’
−2aに時計方向の回転力を与える。このように第1、
第2電室12a’−1、12a’−2の電極手段に順次
高電圧パルスが与えられ、ロータリーピストン14’は
バランサがなくても滑らかに回転される。放電室12
a’−1、12a’−2の電極手段は同時にON、OF
Fされても良い。
4 and 5, the electrode means 16 is used.
When a high voltage pulse is supplied to a'-1 and 16b'-1, the discharge gas 11 'in the discharge chamber 12a'-1 is discharged to generate plasma, the working fluid expands rapidly, and the pressure receiving surface 1
A clockwise rotation force is applied to 4'-1b. Next, discharge chamber 1
When a high voltage pulse is supplied to the electrode means of 2a'-2,
The working fluid in the discharge chamber 12a'-2 expands and the pressure receiving surface 14 '
-2a is given a clockwise rotational force. Like this,
High voltage pulses are sequentially applied to the electrode means of the second electric chambers 12a'-1 and 12a'-2, and the rotary piston 14 'is smoothly rotated without a balancer. Discharge chamber 12
The electrode means of a'-1, 12a'-2 are simultaneously turned ON and OF
It may be F.

【0016】図6は図4、5の変形からなる第3例を示
し、図4、5と類似部品については符号にダブル・アポ
ストロフィ(”)を付す。図6に置いて、エンジン3”
のロータリーピストン14”は図4の構造と同様に第
1、第2ロータエレメント14”−1と仕切円板14”
−3とを有し、ロータエレメントの各々はうず巻状また
は扇形の形状を有する。第1作動室12a”−1および
第2作動室(図示せず)にはそれぞれ可動シャッター部
材19が配置されて第1、第2放電室を形成している。
可動シャッター部材19はロータリーピストン14”の
最大外径部14”−1aが通過する直前にはハウジング
12”のリセス12a”−3に収納され、ロータリーピ
ストン14”の最大外径部14”−1aが可動シャッタ
ー部材19を通過した直後に図示しないバネ手段等によ
りシャッター部材19は図6の位置となる。仕切円板1
4”−3の反対側にはロータエレメントがロータエレメ
ント14”−1と180°位相がずれるように配置され
ており、さらに、第2作動室の可動シャッター部材も第
1作動室12a”−1のシャッター部材19と対称的な
位置に配置される。
FIG. 6 shows a third example which is a modification of FIGS. 4 and 5, and parts similar to those of FIGS. 4 and 5 are designated by a double apostrophe ("). The engine 3" is placed in FIG.
The rotary piston 14 "has a first and second rotor elements 14" -1 and a partition disk 14 "similar to the structure of FIG.
-3 and each of the rotor elements has a spiral or fan shape. A movable shutter member 19 is arranged in each of the first working chamber 12a ″ -1 and the second working chamber (not shown) to form first and second discharge chambers.
The movable shutter member 19 is housed in the recess 12a "-3 of the housing 12" immediately before the maximum outer diameter portion 14 "-1a of the rotary piston 14" passes, and the maximum outer diameter portion 14 "-1a of the rotary piston 14" is stored. Immediately after passing through the movable shutter member 19, the shutter member 19 is brought to the position shown in FIG. Partition disk 1
The rotor element is arranged on the opposite side of 4 "-3 so as to be 180 degrees out of phase with the rotor element 14" -1. Further, the movable shutter member of the second working chamber is also arranged in the first working chamber 12a "-1. The shutter member 19 is arranged symmetrically with the shutter member 19.

【0017】図6の構成において、電極手段16a”−
1、16b”−1に高電圧パルスが供給されると、受圧
面14”−1bとシャッター部材19との間の作動流体
にプラズマが生じて膨張し、その圧力が受圧面14”−
1bに作用してロータリーピストン14”は反時計方向
の回転力を受ける。このとき、仕切円板14”−3の反
対側にも受圧面を有するロータエレメント(図示せず)
と可動シャッター部材(図示せず)とが配置され、可動
シャッター部材の位置に電極手段が配置してあるので、
第1、第2ロータエレメントは同時に回転力を受ける。
したがって、バランサを設けることなくロータリーピス
トン14”の円滑な回転が得られる。図6において、ロ
ータエレメントは1個の受圧面を有するものとして示さ
れているが、図4、5に示すごとく、ロータエレメント
の受圧面は複数個設けても良く、その場合、シャッター
部材は第1、第2作動室において、受圧面に対応して複
数個配置される。しかも、電極手段はシャッター部材に
対応して設けられる。
In the structure of FIG. 6, the electrode means 16a "-
When a high-voltage pulse is supplied to 1, 16b ″ -1, plasma is generated in the working fluid between the pressure receiving surface 14 ″ -1b and the shutter member 19 to expand, and the pressure is increased.
The rotary piston 14 ″ receives a counterclockwise rotational force acting on 1 b. At this time, a rotor element (not shown) also having a pressure receiving surface on the opposite side of the partition disk 14 ″ -3.
And a movable shutter member (not shown) are arranged, and the electrode means is arranged at the position of the movable shutter member.
The first and second rotor elements simultaneously receive rotational force.
Therefore, smooth rotation of the rotary piston 14 ″ can be obtained without providing a balancer. In FIG. 6, the rotor element is shown as having one pressure receiving surface, but as shown in FIGS. A plurality of pressure receiving surfaces of the element may be provided, in which case a plurality of shutter members are arranged in the first and second working chambers so as to correspond to the pressure receiving surfaces. It is provided.

【0018】図7、8は第4例のプラズマエンジン40
を示す。プラズマエンジン40は放電用ガスを封入した
円弧状作動室42aを有するハウジング42と、作動室
42a内に回転可能に収納された偏心ロータリーピスト
ン44を備える。また、放電用ガスは水銀蒸気またはナ
トリウム蒸気とからなる金属蒸気とアルゴンまたはネオ
ン−アルゴン混合ガスから構成しても良い。ロータリー
ピストン44は出力軸44bに支持されたロータ44a
を有する。ロータ44aは複数の放射状に延びるラジア
ル部44cとラジアル部44c内にそれぞれ摺動可能に
配置されていて円弧状作動室42aと係合するベーンか
らなる可動部材44dとを有する。ラジアル部44cに
は主電極間の放電によるプラズマの発生を容易にするた
めの導電層44c’が設けられていて、それぞれ受圧面
を有する。ラジアル部44c内にはスプリング部材を配
置して可動部材44dを半径方向に押圧させても良い。
作動室42aは複数の可変容量のセグメント室42a−
1〜42a−6を有し、その内の1つのセグメント室4
2a−2は放電室として機能する。放電室42a−2に
は作動流体中で周期的に放電によるプラズマを発生させ
るためのトリウム含有タングステンからなる主電極手段
48a、48bが配置されている。陽極48aはハウジ
ング42の側壁に設けられる。陰極48bはハウジング
42の側壁の円弧状溝42b内にセラミック封入材で固
定され、その表面には熱電子放射物質が塗られても良
い。なお、陰極48bはタングステン粉末と熱電子放射
物質とからなる焼結電極体から構成しても良い。陰極4
8bは導線48b’を介して高周波パルス放電電源(図
示せず)に接続されている。膨張室42a−2にはさら
にタングステンコイルからなる予備陰極50が配置され
ており、主陰極48bの寿命がなくなったときに導線5
0’を介して高周波パルス放電電源に接続されるため、
エンジンの長寿命化が図れる。予備陰極50は主陰極4
8bのように円弧状に形成しても良い。各々のセグメン
ト室には放電用ガスからなる作動流体が前述した圧力で
封入されており、図7の位置からロータリーピストン4
4が時計方向に約30°回転したときにはセグメント室
42a−1の作動流体の放電によるプラズマが発生して
複数の可動部材44dに回転力が与えられる。
7 and 8 show a plasma engine 40 of a fourth example.
Indicates. The plasma engine 40 includes a housing 42 having an arcuate working chamber 42a in which a discharge gas is sealed, and an eccentric rotary piston 44 rotatably housed in the working chamber 42a. The discharge gas may be composed of a metal vapor composed of mercury vapor or sodium vapor and argon or a neon-argon mixed gas. The rotary piston 44 is a rotor 44a supported by an output shaft 44b.
Have. The rotor 44a has a plurality of radially extending radial portions 44c and a movable member 44d that is slidably disposed in each of the radial portions 44c and that is a vane that engages with the arcuate working chamber 42a. The radial portion 44c is provided with a conductive layer 44c 'for facilitating generation of plasma due to discharge between the main electrodes, and each has a pressure receiving surface. A spring member may be arranged in the radial portion 44c to press the movable member 44d in the radial direction.
The working chamber 42a includes a plurality of variable capacity segment chambers 42a-
1 to 42a-6, one of which is a segment chamber 4
2a-2 functions as a discharge chamber. In the discharge chamber 42a-2, main electrode means 48a, 48b made of thorium-containing tungsten for periodically generating plasma in the working fluid by discharge are arranged. The anode 48 a is provided on the side wall of the housing 42. The cathode 48b may be fixed in the arc-shaped groove 42b of the side wall of the housing 42 with a ceramic encapsulant, and the surface thereof may be coated with thermionic emission material. The cathode 48b may be composed of a sintered electrode body made of tungsten powder and thermionic emission material. Cathode 4
8b is connected to a high frequency pulse discharge power supply (not shown) via a conductor 48b '. A spare cathode 50 made of a tungsten coil is further arranged in the expansion chamber 42a-2, and the lead wire 5 is provided when the life of the main cathode 48b is exhausted.
Since it is connected to the high frequency pulse discharge power supply through 0 ',
The life of the engine can be extended. The spare cathode 50 is the main cathode 4.
It may be formed in an arc shape like 8b. A working fluid consisting of a discharge gas is sealed in each of the segment chambers at the pressure described above.
When 4 rotates clockwise by about 30 °, plasma is generated by the discharge of the working fluid in the segment chamber 42a-1, and a rotational force is applied to the plurality of movable members 44d.

【0019】図7の構成において、隣接したベーン44
dに囲まれた空間が主電極48a、48bに来るたびに
主電極48a、48bに高電圧パルスが供給され、ロー
タリーピストン44は1回転中6回の駆動力を受ける。
このとき、陰極48bが過熱されると、電極より熱電子
がたくさん放出される。主電極間は一様な電界になって
いて、これで熱電子は加速・移動し、途中で膨張室46
内の水銀やアルゴンの気体原子に衝突する。この衝突に
よって気体原子から電子が飛びだし電離が起こり、電子
の数がますます増えて放電によるプラズマが発生する。
このとき、放電室46内の水銀蒸気およびガス圧が高く
なって、ベーン44dに時計方向の回転力を与える。な
お、主電極間48a、48b間で生じたプラズマ中を流
れる電流による磁束でベーン44dにローレンツ力が作
用して回転力が増大する。電極手段48a、48bおよ
び予備電極50はハウジングの側面ではなく、外周に配
置しても良い。ベーン部材はローラ部材に代えても良
い。
In the configuration of FIG. 7, adjacent vanes 44
A high voltage pulse is supplied to the main electrodes 48a and 48b every time the space surrounded by d reaches the main electrodes 48a and 48b, and the rotary piston 44 receives the driving force six times during one rotation.
At this time, when the cathode 48b is overheated, a lot of thermoelectrons are emitted from the electrode. There is a uniform electric field between the main electrodes, which accelerates and moves the thermoelectrons, and the expansion chamber 46
Collide with mercury and argon gas atoms inside. Due to this collision, electrons are ejected from the gas atom and ionization occurs, the number of electrons further increases, and plasma due to discharge is generated.
At this time, the mercury vapor and gas pressures in the discharge chamber 46 increase, and the vane 44d is given a rotational force in the clockwise direction. The Lorentz force acts on the vane 44d by the magnetic flux generated by the current flowing in the plasma generated between the main electrodes 48a and 48b, and the rotational force increases. The electrode means 48a, 48b and the preliminary electrode 50 may be arranged not on the side surface of the housing but on the outer circumference. The vane member may be replaced with a roller member.

【0020】図9、10はプラズマエンジン60の第5
例を示す。プラズマエンジン60はバンケル型ロータリ
ーエンジンからなる。ロータリーエンジンは作動流体を
封入した中央部が少し狭くなった楕円形のトロコイド曲
線の作動室62aを有するセラミック等の絶縁材料から
なるハウジング62と、作動室62aに係合しながら偏
心的に回転する各辺が膨らみを持った三角形のピストン
64とを備える。ハウジング62はウォータージャケッ
ト(図示せず)を備えても良いし、このウォータージャ
ケットは各部の冷却手段に接続して冷却効率を上げても
良い。ハウジング62には作動室の上死点TDC近辺に
放電室72、72’が形成され、放電室72にはトリウ
ム含有タングステンからなる一対の1次側リーディング
主電極手段65、67と、トリウム含有タングステンか
らなる一対の1次側トレーリング主電極手段66、68
がそれぞれ上死点TDCの回転方向前側と後側とに配置
してある。主電極65、66はそれぞれ陽極を構成し、
一方、主電極67、68は陰極を構成する。図9、10
に図示されていないが、2次側リーディングおよび2次
側トレーリング主電極手段が回転軸に対して対照的な位
置においてハウジング62に配置されている。電極手段
65、66、67、68はそれぞれリード線65a、6
6a、67a、68aを介して図示されないパルス放電
電源に接続されている。陰極67、68はニッケル等の
基体金属粉末と熱電子放射物質との焼結電極体から構成
しても良い。また、陰極67、68はトリウム含有タン
グステン棒とこれに隣接する始動電極により構成しても
良い。ロータリーピストン64の形状は公知のペリトロ
コイド内包絡線の形状となっており、ロータリセス64
aとアペックスシール64bとを備えていて、偏心の回
転運動をする。ロータリセス64aには導電層64a’
が形成されていて主電極間66、68間の放電が容易と
なっている。ロータリーピストン64は上死点において
放電室72が最小容積となる。作動室62aの作動流体
は1気圧±5%の水銀またはナトリウム蒸気とアルゴン
またはネオン−アルゴン混合ガスから構成しても良い。
これら作動流体にクリプトン、ヘリウムまたはキノセン
あるいは微量の水素または重水素を混入しても良い。
9 and 10 show the fifth plasma engine 60.
Here is an example: The plasma engine 60 is a Wankel type rotary engine. The rotary engine is eccentrically rotated while engaging with a housing 62 made of an insulating material such as ceramic having an elliptical trochoid curve working chamber 62a in which a working fluid is enclosed and having a slightly narrow central portion, and engaging with the working chamber 62a. And a triangular piston 64 having a bulge on each side. The housing 62 may be provided with a water jacket (not shown), and this water jacket may be connected to a cooling means of each part to improve cooling efficiency. Discharge chambers 72 and 72 'are formed in the housing 62 near the top dead center TDC of the working chamber. In the discharge chamber 72, a pair of primary side leading main electrode means 65 and 67 made of thorium-containing tungsten and thorium-containing tungsten are provided. A pair of primary side trailing main electrode means 66, 68
Are respectively arranged on the front side and the rear side in the rotation direction of the top dead center TDC. The main electrodes 65 and 66 each constitute an anode,
On the other hand, the main electrodes 67 and 68 form a cathode. 9 and 10
Although not shown in the figure, the secondary leading and secondary trailing main electrode means are disposed in the housing 62 at positions symmetrical to the axis of rotation. The electrode means 65, 66, 67, 68 are lead wires 65a, 6 respectively.
It is connected to a pulse discharge power source (not shown) via 6a, 67a and 68a. The cathodes 67 and 68 may be composed of a sintered electrode body made of a base metal powder such as nickel and a thermionic emission material. Further, the cathodes 67 and 68 may be composed of a thorium-containing tungsten rod and a starting electrode adjacent thereto. The rotary piston 64 has a known peritrochoid envelope shape, and
It is provided with a and an apex seal 64b, and performs an eccentric rotational movement. The conductive layer 64a 'is provided in the rotary recess 64a.
Is formed to facilitate the discharge between the main electrodes 66 and 68. The discharge chamber 72 of the rotary piston 64 has the minimum volume at the top dead center. The working fluid in the working chamber 62a may be composed of mercury or sodium vapor at 1 atm ± 5% and argon or a neon-argon mixed gas.
Krypton, helium or quinocene or a trace amount of hydrogen or deuterium may be mixed in these working fluids.

【0021】図11〜16は図9、10のロータリーエ
ンジンの作動を示すダイヤグラムを示す。図11は辺A
Bの中央が1次側主電極手段65、67、66、68付
近にきた状態を示し、このとき、これら電極手段がON
されるため、放電室72の作動流体が膨張してその圧力
とローレンツ力とが辺ABに作用し、時計方向の回転力
をロータリーピストン64に与える。図12において、
辺ACが2次側主電極手段65’、67’、66’、6
8’付近にくるとこれら電極手段がONされる。このと
き、放電室72´の作動流体が膨張してその圧力とロー
レンツ力とが辺ACに作用して時計方向の回転力をロー
タリーピストン64に与える。図13において、辺BC
が1次側電極手段65、67、66、68付近にくる
と、1次側電極手段がONとなり、辺BCに前述したよ
うに回転力が与えられる。図14〜16に示すように、
辺AB、ACおよびBCがそれぞれ2次側電極手段、1
次側電極手段および2次側電極手段の付近にくると、こ
れら電極手段が交互にONされて、これら各辺に順次回
転力が与えられる。このように、ハウジング62の1次
側および2次側上死点TDC、TDC’にそれぞれ1次
側および2次側主電極手段65、67、66、68およ
び65’、67’、66’、68’を設けて、これら1
次側および2次側上死点にロータリーピストン64の各
辺がきたときに1次側および2次側主電極手段を交互に
ONするようにしたことにより、ロータリーピストン6
4の1回転中に6回の回転力が与えられる。この結果、
ロータリーピストンは慣性力の変動がないため、円滑な
回転が得られ、振動もなく最高回転数も相当大きくな
る。
11 to 16 are diagrams showing the operation of the rotary engine of FIGS. FIG. 11 shows side A
The state where the center of B has come near the primary side main electrode means 65, 67, 66, 68, and at this time, these electrode means are turned on
Therefore, the working fluid in the discharge chamber 72 expands, the pressure and the Lorentz force act on the side AB, and the rotary force is applied to the rotary piston 64 in the clockwise direction. In FIG.
The side AC is the secondary side main electrode means 65 ', 67', 66 ', 6
When it comes to the vicinity of 8 ', these electrode means are turned on. At this time, the working fluid in the discharge chamber 72 ′ expands, and the pressure and Lorentz force act on the side AC to give a rotary force in the clockwise direction to the rotary piston 64. In FIG. 13, side BC
Is near the primary side electrode means 65, 67, 66, 68, the primary side electrode means is turned on, and the rotational force is applied to the side BC as described above. As shown in FIGS.
Sides AB, AC and BC are secondary side electrode means, 1 respectively
When it comes close to the secondary electrode means and the secondary electrode means, these electrode means are alternately turned on, and a rotational force is sequentially applied to each of these sides. Thus, the primary and secondary side main electrode means 65, 67, 66, 68 and 65 ', 67', 66 ', at the primary and secondary top dead centers TDC, TDC' of the housing 62, respectively. 68 ', and these 1
When each side of the rotary piston 64 reaches the top dead center of the secondary side and the secondary side, the primary side and the secondary side main electrode means are alternately turned on.
The rotation force of 6 times is given in one rotation of 4. As a result,
Since the rotary piston does not fluctuate in inertial force, smooth rotation can be obtained, vibration does not occur, and the maximum rotation speed becomes considerably large.

【0022】図17〜19は第6例のプラズマエンジン
80を示す。プラズマエンジン80は前述したような作
動流体81を封入した円弧状作動室82aを有するハウ
ジング82と、作動室82aに同心的に回転可能に収納
されたロータリーピストン84とを備えても良い。ハウ
ジング82は図示されないウォータージャケットを備え
る。ロータリーピストン84はロータ84aと半径方向
に延びて円状作動室82aと係合または隣接する一対の
ピストン部84bとを備える。作動室82aにはハウジ
ング82の側壁に形成したガイド溝82bを介して周期
的に作動室82a内に出入りして放電室85を形成する
二又の可動シャッター部材86が配置される。可動シャ
ッター部材86は円弧状作動室82aに近接または係合
する外縁86aとロータ84aに近接または係合する内
縁86bとを有する。
17 to 19 show a plasma engine 80 of a sixth example. The plasma engine 80 may include a housing 82 having an arcuate working chamber 82a in which the working fluid 81 is enclosed and a rotary piston 84 concentrically rotatably housed in the working chamber 82a. The housing 82 includes a water jacket (not shown). The rotary piston 84 includes a rotor 84a and a pair of piston portions 84b extending in the radial direction and engaged with or adjacent to the circular working chamber 82a. In the working chamber 82a, a bifurcated movable shutter member 86 that periodically moves into and out of the working chamber 82a through a guide groove 82b formed in a side wall of the housing 82 to form a discharge chamber 85 is arranged. The movable shutter member 86 has an outer edge 86a that approaches or engages the arcuate working chamber 82a and an inner edge 86b that approaches or engages the rotor 84a.

【0023】図18に示すように、可動シャッター部材
86は出力軸88上で軸方向に摺動可能なボス部86c
を備え、シャッター駆動手段87により駆動されえる。
シャッター駆動手段87はボス部86cに設けられたカ
ムピン86dを有する。駆動手段87はさらに出力軸8
8に形成された予め定められた形状のカム溝88aを備
え、このカム溝88aにカムピン86dが係合してい
る。出力軸88の回転につれてシャッター部材86は後
述の如く軸方向に往復動する。ハウジング82にはシャ
ッターカバー92が連結されており、この中に真空排気
後アルゴン等の不活性ガスが封入されていて外部への不
活性ガスの漏れが防止される。カバー92とシャッター
部材86との間にバネ部材90が設置されていて、シャ
ッター部材86を軸方向に押圧している。
As shown in FIG. 18, the movable shutter member 86 has a boss portion 86c slidable on the output shaft 88 in the axial direction.
And can be driven by the shutter drive means 87.
The shutter driving means 87 has a cam pin 86d provided on the boss portion 86c. The driving means 87 further includes the output shaft 8
8 has a predetermined shape of cam groove 88a, and the cam pin 86d is engaged with the cam groove 88a. As the output shaft 88 rotates, the shutter member 86 reciprocates in the axial direction as described later. A shutter cover 92 is connected to the housing 82, and after evacuation, an inert gas such as argon is enclosed in the housing to prevent the inert gas from leaking to the outside. A spring member 90 is installed between the cover 92 and the shutter member 86 and presses the shutter member 86 in the axial direction.

【0024】放電室85を挟むようにハウジング82は
それぞれトリウム含有タングステンからなる陽極94と
陰極96とを備える。陽極94と陰極96は高周波パル
ス放電電源(図示せず)に接続されている。主電極9
4、96はハウジングの側壁ではなくて外周部に収納孔
を形成してその中にピストン部84bに干渉しないよう
に配置しても良い。ロータリーピストンが絶縁材料から
なる場合はピストン部84bの放電室側の導電層84
b’をコーティングしてロータリーピストンの上死点に
おける放電を容易にすることができる。
The housing 82 is provided with an anode 94 and a cathode 96 each made of thorium-containing tungsten so as to sandwich the discharge chamber 85. The anode 94 and the cathode 96 are connected to a high frequency pulse discharge power supply (not shown). Main electrode 9
The housings 4 and 96 may be formed not at the side wall of the housing but at the outer peripheral portion of the housing so as not to interfere with the piston portion 84b. When the rotary piston is made of an insulating material, the conductive layer 84 on the discharge chamber side of the piston portion 84b
b'can be coated to facilitate discharge at the top dead center of the rotary piston.

【0025】図19は図18のシャッター部86のタイ
ミング(シャッター開閉時期)を表わすダイヤグタムで
ある。図19において、シャッター部材86は完全に閉
じた状態にあり、ピストン84bは上死点(=TDC)
に位置している。このとき、電極手段に高電圧パルスが
供給されて、放電室85の作動流体に放電が生じてプラ
ズマが発生し、放電室85の圧力が上昇してロータリー
ピストン84は時計方向に回転する。ピストン部84b
が上死点から55°の回転角まで移動してきたときにシ
ャッター部材86は開き始め、105°の回転角まで完
全に開度状態となる。そのため、ピストン部86bはシ
ャッター部材86を通過した後、10°移相する間にシ
ャッター部材86が瞬時に閉じる。ピストン部86bが
さらに20°移送する間に放電室85の気圧は他の作業
室82aよりも低くなって放電が起きやすい状態となっ
ている。このとき、電極手段に高電圧パルスが供給され
て放電によるプラズマで放電室85の作動流体が膨張し
てロータリーピストン84に回転力を与える。このよう
に、ロータリーピストン84は1回転中に2回の膨張圧
力とローレンツ力との影響を受ける。図18の出力軸8
8のカム溝88aはシャッター部86を図19のタイミ
ングで駆動する形状に加工される。シャッター部材86
の駆動手段はその他のリンク機構を利用して回転を直進
運動に変更しても良い。
FIG. 19 is a diagram showing the timing (shutter opening / closing timing) of the shutter section 86 of FIG. In FIG. 19, the shutter member 86 is completely closed, and the piston 84b is at the top dead center (= TDC).
Is located in. At this time, a high voltage pulse is supplied to the electrode means, discharge is generated in the working fluid in the discharge chamber 85, plasma is generated, the pressure in the discharge chamber 85 rises, and the rotary piston 84 rotates clockwise. Piston part 84b
The shutter member 86 starts to open when is moved from the top dead center to the rotation angle of 55 °, and is completely opened up to the rotation angle of 105 °. Therefore, after the piston portion 86b passes through the shutter member 86, the shutter member 86 is instantly closed during the phase shift of 10 °. While the piston portion 86b is further moved by 20 °, the atmospheric pressure of the discharge chamber 85 is lower than that of the other working chamber 82a, and the discharge is likely to occur. At this time, a high-voltage pulse is supplied to the electrode means, and the working fluid in the discharge chamber 85 expands due to the plasma generated by the discharge, giving a rotary force to the rotary piston 84. As described above, the rotary piston 84 is affected by the expansion pressure and the Lorentz force twice during one rotation. Output shaft 8 of FIG.
The cam groove 88a of No. 8 is processed into a shape that drives the shutter portion 86 at the timing shown in FIG. Shutter member 86
The driving means may use another link mechanism to change the rotation into a linear movement.

【0026】図20、21は本発明による第7実施例の
プラズマエンジン97を示す。プラズマエンジン97は
円弧状部分を有する作動室98aおよび作動室98aと
連通する円弧状放電室98bとを有するロータハウジン
グ98と、作動室98aに回転可能に配置されていて出
力軸99に支持されたタービンロータからなるロータリ
ーピストン100とを備えたタービンアッセムブリから
なる。ロータハウジング98はロータリーピストン10
0の外周に近接していて低圧部またはガス収縮部を構成
するセグメント部98cを備え、セグメント部98cに
よって放電室98bが区画されている。変形例におい
て、セグメント部98cをとって隣接した放電室98b
を連通させて環状にしても良い。ハウジング98は図に
おいて一体として示されているが、焼結金属、鋳造、ア
ルミダイカストまたは機械加工により、サイドハウジン
グとセンタハウジングとから構成しても良い。ロータリ
ーピストン100は接線Lに対して鋭角のほぼ45°の
角度で傾斜するように外周方向に一定の間隔で形成され
たキャビティを有する複数のタービンブレード100a
を有する。このように、タービンブレード100aの各
々はロータリーピストンの回転軸を通る半径線に対して
予め定められた角度をもった受圧面を有する。ロータリ
ーピストン100は焼結金属、アルミダイカストまたは
機械加工により形成される。ロータリーピストン100
とハウジング98との間にはサイドシール101が配置
してある。放電室98bは作動室98aより径大となっ
ていて、膨張室として機能する。さらに、放電室98b
の軸方向両端にはロータリーピストン100bの端部か
ら所定のギャップを有するように陽極102および陰極
103がハウジングの側壁に配置されている。符号10
4、105はセラミック封止材料等の絶縁剤を示す。ハ
ウジング98はロータリーピストンの環状凹部100c
に突入しているボス部98dを備え、出力軸99はボス
部98dのベアリング106、107により回転可能に
支持される。この構成により、エンジン97はうすくて
極めてコンパクトな構造となる。作動室98aおよび放
電室98bには第1実施例において述べた作動媒体10
8が望ましくは1気圧±5%で封入されている。電極手
段102、103はトリウム含有タングステンまたは耐
熱製材料と熱電子放射材料から構成しても良い。
20 and 21 show a plasma engine 97 of a seventh embodiment according to the present invention. The plasma engine 97 has a rotor housing 98 having an operating chamber 98a having an arcuate portion and an arcuate discharge chamber 98b communicating with the operating chamber 98a, and is rotatably disposed in the operating chamber 98a and supported by the output shaft 99. A turbine assembly including a rotary piston 100 including a turbine rotor. The rotor housing 98 is the rotary piston 10.
A segment portion 98c which is close to the outer periphery of 0 and constitutes a low pressure portion or a gas contraction portion is provided, and the discharge chamber 98b is partitioned by the segment portion 98c. In a modification, the discharge chamber 98b adjacent to the segment 98c is taken.
May be connected to form a ring. Although the housing 98 is shown as one piece in the figure, it may be composed of a side housing and a center housing by sintered metal, casting, aluminum die casting or machining. The rotary piston 100 has a plurality of turbine blades 100a having cavities formed at regular intervals in the outer circumferential direction so as to incline at an acute angle of about 45 ° with respect to the tangent line L.
Have. As described above, each of the turbine blades 100a has a pressure receiving surface having a predetermined angle with respect to a radial line passing through the rotation axis of the rotary piston. The rotary piston 100 is formed by sintered metal, aluminum die casting, or machining. Rotary piston 100
A side seal 101 is arranged between the housing and the housing 98. The discharge chamber 98b has a larger diameter than the working chamber 98a and functions as an expansion chamber. Furthermore, the discharge chamber 98b
An anode 102 and a cathode 103 are arranged on the side wall of the housing so as to have a predetermined gap from the end of the rotary piston 100b at both ends in the axial direction. Code 10
Reference numerals 4 and 105 denote insulating agents such as ceramic sealing materials. The housing 98 is an annular recess 100c of the rotary piston.
The output shaft 99 is rotatably supported by the bearings 106 and 107 of the boss 98d. With this configuration, the engine 97 has a thin and extremely compact structure. The working medium 98 described in the first embodiment is provided in the working chamber 98a and the discharge chamber 98b.
8 is preferably sealed at 1 atm ± 5%. The electrode means 102, 103 may be made of thorium-containing tungsten or a heat-resistant material and a thermionic emission material.

【0027】複数の対の電極手段102、103は高電
圧パルス放電電源(図示せず)に接続され、周期的に数
μ〜数+μ秒の20〜40KVの高電圧パルスが供給さ
れる。そのとき、電極手段102、103とタービンロ
ータ100の側壁100bとの間で局部放電が起き、つ
いで、電極102、103間の主放電によるプラズマが
発生する。その結果、セグメント部98cにより区画さ
れた放電室98bの作動媒体108が急激に膨張し、そ
の膨張圧力が図20で矢印で示すごとくタービンロータ
100のキャビティとブレード100aに作用して反時
計方向にタービンロータ100に駆動力を与える。キャ
ビティに流入した作動媒体108が電極手段102、1
03から外れてハウジングのセグメント部98c近辺に
くると、作動媒体は収縮する。放電室98bおよび作動
室98aの空間の体積はタービンロータ100が回転し
ても増加しないため放電室および作動室の圧力はタービ
ンロータが回転してもあまり低下せず、タービンロータ
100には常に大きな押圧力が作用して大きな出力がと
れる。作動媒体108は周期的に膨張と収縮が繰り返さ
れる。放電室108は第1、第2の円弧状膨張室からな
っていてタービンロータ100の外周の大部分にまたが
っているため放電室98bの作動媒体108がプラズマ
により膨張したときタービンロータ100には第1、第
2の膨張室から強力な駆動力を与えるため大きなトルク
が得られる。上記実施例において述べた方式でタービン
ロータを第1、第2のロータエレメントと中間の仕切板
とにより構成し、第1、第2のタービンブレードの角度
を反対方向に配置し、仕切板で区画された第1、第2放
電室にそれぞれ電極手段を配置することにより、正逆可
能なエンジンが得られる。
The plurality of pairs of electrode means 102 and 103 are connected to a high voltage pulse discharge power source (not shown), and periodically supplied with a high voltage pulse of 20 to 40 KV for several μ to several + μ seconds. At that time, a local discharge occurs between the electrode means 102, 103 and the side wall 100b of the turbine rotor 100, and then a plasma is generated by the main discharge between the electrodes 102, 103. As a result, the working medium 108 in the discharge chamber 98b partitioned by the segment portion 98c expands rapidly, and the expansion pressure acts on the cavity of the turbine rotor 100 and the blade 100a as indicated by the arrow in FIG. Driving force is applied to the turbine rotor 100. The working medium 108 flowing into the cavity is connected to the electrode means 102, 1
When it comes off from 03 and comes near the segment part 98c of the housing, the working medium contracts. Since the volumes of the spaces of the discharge chamber 98b and the working chamber 98a do not increase even if the turbine rotor 100 rotates, the pressures of the discharge chamber and the working chamber do not decrease much even when the turbine rotor rotates, and the turbine rotor 100 always has a large pressure. A large output can be obtained due to the pressing force. The working medium 108 is repeatedly expanded and contracted periodically. The discharge chamber 108 is composed of first and second arc-shaped expansion chambers and extends over most of the outer circumference of the turbine rotor 100. Therefore, when the working medium 108 in the discharge chamber 98b is expanded by plasma, Since a strong driving force is applied from the first and second expansion chambers, a large torque can be obtained. According to the method described in the above embodiment, the turbine rotor is constituted by the first and second rotor elements and the intermediate partition plate, the angles of the first and second turbine blades are arranged in the opposite directions, and the partition plate is defined. By arranging the electrode means in each of the first and second discharge chambers, a reversible engine can be obtained.

【0028】図22は本発明による第8例の放射線源を
含む放電用ガスからなる作動流体を利用したプラズマエ
ンジン駆動乗り物を示す。図20において、プラズマエ
ンジン110はセラミック等の絶縁材料からなり、ウォ
ータージャケット(図示せず)を有し、円筒状シリンダ
からなるハウジング112と、ピストン114と、シリ
ンダに固定されてシリンダ上部を密閉して円筒状作動室
115を形成するボロンナイト材料からなる絶縁剤から
なるシリンダヘッド116とを備える。シリンダ112
は放電室118aを有する放電部118とピストン可動
部120とを有する。放電部118はシリンダ112内
において、作動室115を囲むように配置されたトリウ
ム含有タングステンからなる円筒陽極からなる電極手段
122と、シリンダヘッド116に支持されていて円筒
陽極122と同軸上のトリウム含有タングステンからな
る円柱陰極からなる電極手段124とを備える。電極1
22、124はパルス放電電源125に接続されてい
て、スイッチ手段127により断続的に高電圧パルスが
供給される。他の例として、陰極124はタングステン
材料からなり、その表面にはトリウム、バリウムストロ
ンチウムおよびカルシウムのうちの少なくとも1つを主
体とする酸化物からなる熱電子放射物質が塗られても良
い。
FIG. 22 shows a vehicle driven by a plasma engine using a working fluid consisting of a discharge gas containing a radiation source according to an eighth embodiment of the present invention. In FIG. 20, the plasma engine 110 is made of an insulating material such as ceramics, has a water jacket (not shown), and has a housing 112 made of a cylindrical cylinder, a piston 114, and a cylinder 114. And a cylinder head 116 made of an insulating material made of a boronite material to form a cylindrical working chamber 115. Cylinder 112
Has a discharge part 118 having a discharge chamber 118a and a piston movable part 120. In the cylinder 112, the discharge part 118 is an electrode means 122 made of a cylindrical anode made of thorium-containing tungsten and arranged so as to surround the working chamber 115, and a thorium-containing electrode coaxially supported by the cylinder head 116. And electrode means 124 made of a cylindrical cathode made of tungsten. Electrode 1
22 and 124 are connected to a pulse discharge power supply 125, and a high voltage pulse is intermittently supplied by a switch means 127. As another example, the cathode 124 may be made of a tungsten material, and the surface thereof may be coated with a thermoelectron emitting material made of an oxide mainly containing at least one of thorium, barium strontium and calcium.

【0029】作動室115には排気真空後に水銀蒸気お
よびナトリウム蒸気のうちの1つの金属蒸気と、アルゴ
ンまたはネオン−アルゴン混合ガスの不活性ガスとクリ
プトン85の放射線源からなる作動流体が封入される。
金属蒸気は主放電を発生しやすくするものであり、希ガ
スからなる不活性ガスは始動用ガスとして作用する。こ
れら作動流体にクリプトン85を混入すると始動電圧が
低下するとともに安定した瞬時放電によるプラズマ発生
が可能となる。
The working chamber 115 is filled with one working metal vapor of mercury vapor and sodium vapor, an inert gas of argon or a neon-argon mixed gas, and a radiation source of krypton 85 after the evacuation is completed. .
The metal vapor facilitates the generation of main discharge, and the inert gas consisting of a rare gas acts as a starting gas. When krypton 85 is mixed into these working fluids, the starting voltage is lowered and stable instantaneous discharge of plasma is enabled.

【0030】パルス放電電源125は20〜40KVの
高電圧パルスを数μ秒の短時間で供給するように構成す
ると良い。1回の主放電で充分な作動流体の圧力上昇が
あるため、放電時間は短時間で良く、入力エネルギーも
非常に小さくて済む。そのため、作動流体の温度も異常
には上昇しない。
The pulse discharge power source 125 is preferably configured to supply a high voltage pulse of 20 to 40 KV in a short time of several microseconds. Since the pressure of the working fluid is sufficiently increased by one main discharge, the discharge time can be short and the input energy can be very small. Therefore, the temperature of the working fluid does not rise abnormally.

【0031】図22に戻って、シリンダヘッド116の
内側には両電極間で放電を容易にするために半径方向に
延びる環状トリガ電極116aを備える。トリガ電極1
16aと陽極122または陰極124のいずれかのギャ
ップは0.1〜2mmに設定されていて放電がしやすく
なっている。円柱陰極124は導電性のパイプからな
る。シリンダヘッド116は不活性ガスを封入するため
の充填用パイプ128を有し、充填用チューブ128は
バルブ130を備えていて、排気真空後に予め定められ
た気圧(望ましくは1気圧±5%)で金属蒸気と不活性
ガスの混合物からなる作動流体を作動室115に充填す
る。
Returning to FIG. 22, an annular trigger electrode 116a extending in the radial direction is provided inside the cylinder head 116 to facilitate discharge between both electrodes. Trigger electrode 1
The gap between 16a and either the anode 122 or the cathode 124 is set to 0.1 to 2 mm to facilitate discharge. The cylindrical cathode 124 is made of a conductive pipe. The cylinder head 116 has a filling pipe 128 for enclosing an inert gas, and the filling tube 128 is provided with a valve 130, and at a predetermined atmospheric pressure (preferably 1 atmospheric pressure ± 5%) after exhaust evacuation. A working fluid composed of a mixture of metal vapor and an inert gas is filled in the working chamber 115.

【0032】ピストン114はアルミ等の導電動性材料
からなり、ピストン114の上死点において、ピストン
の上面は陽極122と陰極124とに近接して両電極間
の主放電がしやすくなるようなトリガ電極として作用す
る。ピストン114がセラミックからなるときは、その
上面にトリガ電極が形成されても良い。
The piston 114 is made of a conductive material such as aluminum. At the top dead center of the piston 114, the upper surface of the piston is close to the anode 122 and the cathode 124 so that the main discharge between both electrodes is easy to occur. Acts as a trigger electrode. When the piston 114 is made of ceramic, a trigger electrode may be formed on the upper surface thereof.

【0033】上記構成において、スイッチ手段127が
閉じられると、電極手段122、124には高電圧パル
スが供給される。このとき、主放電が生じて矢印Aで示
す如く、放射状に電流Aが流れて、このとき生ずる電磁
力Bによってピストン114は駆動される。電極手段1
22、124間で生ずる主放電により不活性ガスは膨張
するため、ピストンにはこの圧力が加えられて加速され
る。放電室118a内の金属蒸気が主放電により膨張し
て圧力が増加してピストン114の駆動力を増大する。
In the above structure, when the switch means 127 is closed, a high voltage pulse is supplied to the electrode means 122 and 124. At this time, a main discharge occurs and a current A flows radially as shown by arrow A, and the piston 114 is driven by the electromagnetic force B generated at this time. Electrode means 1
Since the main discharge generated between 22 and 124 expands the inert gas, this pressure is applied to the piston to accelerate it. The metal vapor in the discharge chamber 118a expands due to the main discharge to increase the pressure and increase the driving force of the piston 114.

【0034】図23は図22のエンジンの変形例を示
す。図23の変形例では主電極手段が作動室を囲むよう
にシリンダ112の内壁に配置され、互いに離された半
円状の主電極132、134を備える。主電極134に
隣接して始動電極136が配置される。始動電極136
は主電極134との間でグロー放電を生じさせ、主放電
を容易にする役目を有する。主電極134はタングステ
ン電極からなり、タングステン電極の内側には前述した
熱電子放射物質を塗っても良い。
FIG. 23 shows a modification of the engine shown in FIG. In the modification of FIG. 23, the main electrode means is provided on the inner wall of the cylinder 112 so as to surround the working chamber, and includes semicircular main electrodes 132 and 134 which are separated from each other. A starting electrode 136 is disposed adjacent to the main electrode 134. Starting electrode 136
Has a role of causing glow discharge with the main electrode 134 and facilitating the main discharge. The main electrode 134 is composed of a tungsten electrode, and the inside of the tungsten electrode may be coated with the above-mentioned thermionic emission material.

【0035】図24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8を介してプラズマエンジ
ンの3の出力軸3aに連結されていて、エンジン3の動
力により駆動される。エンジン3の出力の一部はバッテ
リー6に蓄積されるため、バッテリー6の寿命が長くな
る。プラズマエンジン3は公害も排出せず、又、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. 24 shows that the vehicle according to the second embodiment of the present invention comprises 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 2 a ′ is connected to the output shaft 3 a of the plasma engine 3 via the speed reducer 8 and is driven by the power of the engine 3. Since a part of the output of the engine 3 is stored in the battery 6, the life of the battery 6 is extended. The plasma engine 3 does not emit pollution and does not generate a foul odor such as oil, so that 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.

【0036】図25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”はプロペラからなる推進装置2a”により
推進される。エンジン3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. 25 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 the other parts are designated by a double apostrophe ("). The aircraft 1 "is equipped with a fuselage 2", which is propelled by a propeller propeller 2a ". The engine 3 is lightweight and does not generate noise, and it is necessary to provide a fuel tank on the main wing. And a comfortable and safe aircraft is provided.

【0037】以上の実施例において、放電室は作動室内
に形成されたものとして説明したが、共通の放電室を作
動室から独立させ、放電室の膨張圧力を作動室に伝達さ
れるように構成しても良い。
In the above embodiments, the discharge chamber has been described as being formed in the working chamber, but the common discharge chamber is independent of the working chamber, and the expansion pressure of the discharge chamber is transmitted to the working chamber. You may.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明では密閉したハウジング内の作動
室に排気真空後1気圧±5%で放電ガスからなる作動流
体を封入し、この中にピストンを配置して放電室に設け
た電極手段に高電圧パルスを供給して作動流体中で放電
によるプラズマを発生させ、このとき生ずる膨張圧力お
よびローレンツ力によりピストンに駆動力を与えるよう
にしたプラズマエンジンにより乗り物を推進させるよう
にしたので、石油類エネルギーを不要にした地球に優し
い乗り物を提供することができる。とくにロータリーエ
ンジンからなる乗り物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回転毎に複数のトルクが発生するので振も、作動流体
は永久的に使用可能なため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エン
ジンを長時間駆動することができるため、乗り物の長時
間運転が可能となる。さらに、電極手段には予備電極手
段を設けることによりエンジンの寿命を20,000〜
40,000時間にわたって長期に運転することができ
る。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。なお、本発明の乗り物によればロケットやシャト
ル等の宇宙機器には大量の燃料の使用が不要となり、産
業上ならびに経済上の効果が大きい。
According to the present invention, the working fluid consisting of the discharge gas is sealed in the working chamber in the closed housing at 1 atm ± 5% after the evacuation of the vacuum, and the piston is arranged in the working fluid to provide the electrode means provided in the discharge chamber. A high-voltage pulse is supplied to the vehicle to generate a plasma due to discharge in the working fluid, and the vehicle is propelled by a plasma engine configured to apply a driving force to the piston by the expansion pressure and Lorentz force generated at this time. It is possible to provide earth-friendly vehicles that do not require energy of a kind. In particular, a vehicle consisting of a rotary engine is small in size and can provide high output, its structure is simple, the number of parts is small, it is lightweight, and there is little noise.
Since multiple torques are generated for each rotation, the working fluid can be used permanently, so once the working fluid is contained in the housing, the engine can be driven for a long time without supplying any additional fuel from the outside. Therefore, the vehicle can be operated for a long time. Furthermore, by providing a spare electrode means in the electrode means, the life of the engine can be increased from 20,000 to
It can be operated for a long time for 40,000 hours. Since there is no pollution such as exhaust gas from the engine, it is possible to completely prevent the destruction of the global environment and it is extremely effective in practical use. In addition, according to the vehicle of the present invention, it is not necessary to use a large amount of fuel for space equipment such as rockets and shuttles, and the industrial and economic effects are great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1実施例による乗り物のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の乗り物に用いられるプラズマエンジ
ンの第1例の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a first example of a plasma engine used in the vehicle of FIG.

【図3】 図2の構造の原理図である。FIG. 3 is a principle diagram of the structure of FIG.

【図4】 第1実施例の乗り物に用いられるプラズマ
エンジンの第2例の概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a second example of the plasma engine used in the vehicle of the first embodiment.

【図5】 図4のエンジンの概略断面図である。5 is a schematic cross-sectional view of the engine of FIG.

【図6】 図4、5の変形である第3例である。FIG. 6 is a third example which is a modification of FIGS.

【図7】 プラズマエンジンの第4例の概略断面図で
ある。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a fourth example of the plasma engine.

【図8】 図7の他の概略断面図である。FIG. 8 is another schematic cross-sectional view of FIG.

【図9】 プラズマエンジンの第6例の一部断面図で
ある。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a sixth example of the plasma engine.

【図10】 図9の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of FIG.

【図11】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第2の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
11 is a diagram showing a second positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure of FIG.

【図12】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第3の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
FIG. 12 is a diagram showing a third positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure of FIG.

【図13】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第4の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
13 is a diagram showing a fourth positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure of FIG.

【図14】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第5の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
FIG. 14 is a diagram showing a fifth positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure shown in FIG.

【図15】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第6の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
FIG. 15 is a diagram showing a sixth positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure shown in FIG.

【図16】 図9の構造のエンジンにおける主電極手
段とロータリーピストンとの第7の位置関係を示すダイ
ヤグラムである。
16 is a diagram showing a seventh positional relationship between the main electrode means and the rotary piston in the engine having the structure of FIG. 9. FIG.

【図17】 第5例のプラズマエンジンの概略図であ
る。
FIG. 17 is a schematic view of a plasma engine of a fifth example.

【図18】 図17の概略断面図である。FIG. 18 is a schematic sectional view of FIG.

【図19】 図17のシャッター部材とロータリーピ
ストンとのタイミングを示すダイヤグラムである。
FIG. 19 is a diagram showing the timing of the shutter member and the rotary piston of FIG.

【図20】 第6例のプラズマエンジンの部分断面図
である。
FIG. 20 is a partial sectional view of a plasma engine of a sixth example.

【図21】 図20の21−21線の断面図を示す。FIG. 21 is a sectional view taken along line 21-21 of FIG.

【図22】 第7例のプラズマエンジンの概略図であ
る。
FIG. 22 is a schematic view of a plasma engine of a seventh example.

【図23】 図22のエンジンの変形例を示す。FIG. 23 shows a modification of the engine of FIG.

【図24】 本発明の第2実施例による船舶のブロッ
ク図を示す。
FIG. 24 shows a block diagram of a ship according to a second embodiment of the present invention.

【図25】 本発明の第3実施例による航空機のブロ
ック図を示す。
FIG. 25 shows a block diagram of an aircraft according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車輌 1’ 船舶 1” 航空機 2 車体 2’ 船体 2” 機体 3 プラズマエンジン駆動乗り物 4 差動ギア 5 発電機 6 バッテリー 7 パルス放電電源 8 減速機 12、12’、12” ハウジング 12a、12a’、12a” 作動室 14 ロータリーピストン 16a、16b、 主電極手段 16a’−1、16a’−2、16b’−1、16b’
−2 主電極手段 18 パルス放電電源 24 始動抵抗 42 ハウジング 42a 作動室 44 ロータリーピストン 46 膨張室 48a、48b 主電極手段 50 予備電極手段 62 ケーシング 62a 作動室 64 ロータリーピストン 66、68 電極手段 72 膨張室 82 ケーシング 82a 作動室 84 ロータリーピストン 86 シャッター部材 87 シャッター駆動手段 88 出力軸 98 ハウジング 98a 作動室 98b 放電室 99 出力軸 100 タービンロータ 102 陽極 108 作動媒体 112 シリンダー 114 ピストン 122 円筒電極 124 円柱電極 125 パルス放電電源 132、136 半円状電極
1 Vehicle 1'Vessel 1 "Aircraft 2 Body 2'Hull 2" Aircraft 3 Plasma engine driven vehicle 4 Differential gear 5 Generator 6 Battery 7 Pulse discharge power supply 8 Reducer 12, 12 ', 12 "Housing 12a, 12a', 12a "working chamber 14 rotary piston 16a, 16b, main electrode means 16a'-1, 16a'-2, 16b'-1, 16b '
-2 main electrode means 18 pulse discharge power supply 24 starting resistance 42 housing 42a working chamber 44 rotary piston 46 expansion chambers 48a, 48b main electrode means 50 preliminary electrode means 62 casing 62a working chamber 64 rotary piston 66, 68 electrode means 72 expansion chamber 82 Casing 82a Working chamber 84 Rotary piston 86 Shutter member 87 Shutter drive means 88 Output shaft 98 Housing 98a Working chamber 98b Discharge chamber 99 Output shaft 100 Turbine rotor 102 Anode 108 Working medium 112 Cylinder 114 Piston 122 Cylindrical electrode 124 Cylindrical electrode 125 Pulsed discharge power supply 132, 136 semicircular electrodes

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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、エンジンの出力の一
部を蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジンが
放電用ガスからなる作動媒体を封入した円弧状部分を有
する作動室を有するハウジングと、作動室に連通する放
電室と、作動室に回転可能に収納されていて受圧面を有
するロータリーピストンと、バッテリーの電圧を変換し
て高電圧パルスを発生するパルス放電電源と、放電室に
おいてパルス放電電源からの高電圧パルスにより作動媒
体にアーク放電を発生させて膨張させることによりロー
タリーピストンの受圧面に駆動力を与える放電手段とか
らなるプラズマエンジン駆動乗り物。
1. A circle provided with a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, the plasma engine enclosing a working medium made of a discharge gas. A housing having a working chamber with an arcuate portion, a discharge chamber communicating with the working chamber, a rotary piston rotatably housed in the working chamber and having a pressure receiving surface, and a high voltage pulse generated by converting the battery voltage. Vehicle driven by a plasma engine, which includes a pulse discharge power supply for generating a discharge voltage and a discharge means for applying a driving force to the pressure receiving surface of the rotary piston by causing arc discharge in the working medium by a high voltage pulse from the pulse discharge power supply in the discharge chamber to expand the working medium. .
【請求項2】 請求項1において、ロータリーピストン
が作動室に同心的に配置されているプラズマエンジン駆
動乗り物。
2. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the rotary piston is concentrically arranged in the working chamber.
【請求項3】 請求項1において、ロータリーピストン
が作動室に偏心的に配置されているプラズマエンジン駆
動乗り物。
3. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the rotary piston is eccentrically arranged in the working chamber.
【請求項4】 請求項1において、作動媒体がヘリウ
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種の希ガスからなる放電用ガスを含むプ
ラズマエンジン駆動乗り物。
4. The vehicle for driving a plasma engine according to claim 1, wherein the working medium contains a discharge gas including at least one rare gas selected from helium, argon, neon, xenon, and krypton.
【請求項5】 請求項4において、放電用ガスが重水素
と水素ガスから選ばれた少なくとも一種のガスと希ガス
の中から選ばれた少なくとも一種のガスとの混合物から
なるプラズマエンジン駆動乗り物。
5. The vehicle according to claim 4, wherein the discharge gas is a mixture of at least one gas selected from deuterium and hydrogen gas and at least one gas selected from rare gases.
【請求項6】 請求項4において、希ガスが1〜50気
圧のキセノンと、0.066〜2気圧のヘリウムまたは
アルゴンからなり、総封入圧に対するヘリウムまたはア
ルゴンの封入圧が50%以下であるプラズマエンジン駆
動乗り物。
6. The method according to claim 4, wherein the rare gas is xenon at 1 to 50 atm and helium or argon at 0.066 to 2 atm, and the helium or argon inclusion pressure is 50% or less of the total inclusion pressure. Plasma engine driven vehicle.
【請求項7】 請求項4において、放電用ガスが水銀蒸
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
気を含むプラズマエンジン駆動乗り物。
7. The plasma engine driven vehicle according to claim 4, wherein the discharge gas contains a metal vapor of any one of mercury vapor and sodium vapor.
【請求項8】 請求項1において、作動媒体が炭素原子
が60〜200の炭素格子構造体を含むプラズマエンジ
ン駆動乗り物。
8. The plasma engine driven vehicle of claim 1, wherein the working medium comprises a carbon lattice structure having 60 to 200 carbon atoms.
【請求項9】 請求項1において、作動室が放射線によ
る電子励起を行わせることにより作動媒体の瞬時放電を
行わせるための放射線源を含むプラズマエンジン駆動乗
り物。
9. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the working chamber includes a radiation source for instantaneously discharging a working medium by causing electronic excitation by radiation.
【請求項10】 請求項9において、放射線源が作動室
の内容積1cm3当り0.2〜50マイクロキューリー
のクリプトン(Kr)85からなるプラズマエンジン駆
動乗り物。
10. The plasma engine driven vehicle according to claim 9, wherein the radiation source is krypton (Kr) 85 of 0.2 to 50 microcurie per cm 3 of the working chamber.
【請求項11】 請求項9において、放射線源が半減期
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β線核種からなるプラズマエンジン駆動乗り物。
11. The radiation source according to claim 9, wherein the radiation source has a half-life of more than 10 years and a radioactivity of 100 Bq to 1000 Bq.
And a vehicle driven by a plasma engine consisting of β-ray nuclides that emit only β-rays with an energy of 0.7 MeV or less.
【請求項12】 請求項9において、ハウジングがライ
ナーを備え、ライナーが放射線源からなるプラズマエン
ジン駆動乗り物。
12. The plasma engine driven vehicle of claim 9, wherein the housing comprises a liner, the liner comprising a radiation source.
【請求項13】 請求項1において、放電手段が基体金
属粉末にアルカリ土類金属系の熱電子放射材料を混合し
て成形された焼結電極体を含む陰極と陽極からなるプラ
ズマエンジン駆動乗り物。
13. A vehicle driven by a plasma engine according to claim 1, wherein the discharging means comprises a cathode and an anode including a sintered electrode body formed by mixing a base metal powder with an alkaline earth metal-based thermionic emission material.
【請求項14】 請求項1において、放電手段がトリウ
ム含有タングステンからなる電極手段を含むプラズマエ
ンジン駆動乗り物。
14. The plasma engine driven vehicle of claim 1, wherein the discharge means includes electrode means comprising thorium-containing tungsten.
【請求項15】 請求項1において、放電手段がタング
ステン、モリブデン、クロームのうちの少なくとも1種
の耐熱性金属と熱電子放射物質からなる陰極と陽極を有
するプラズマエンジン駆動乗り物。
15. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the discharge means has a cathode and an anode made of at least one refractory metal selected from tungsten, molybdenum, and chrome, and a thermionic emission material.
【請求項16】 請求項15において、さらに予備電極
手段を備えているプラズマエンジン駆動乗り物。
16. The plasma engine driven vehicle of claim 15 further comprising auxiliary electrode means.
【請求項17】 請求項15において、さらに局部放電
を起こすための始動電極を備えているプラズマエンジン
駆動乗り物。
17. The plasma engine driven vehicle of claim 15, further comprising a starting electrode for causing a local discharge.
【請求項18】 請求項2において、放電室が作動室に
隣接してハウジングの側壁の凹部に形成されており、放
電手段が放電室に配置された複数の主電極からなり、作
動媒体のプラズマが発生したとき、ロータリーピストン
が作動媒体の膨張圧力とローレンツ力とによる回転力を
受けるプラズマエンジン駆動乗り物。
18. The plasma of a working medium according to claim 2, wherein the discharge chamber is formed in a concave portion of a side wall of the housing adjacent to the working chamber, and the discharging means includes a plurality of main electrodes arranged in the discharge chamber. A vehicle driven by a plasma engine, in which the rotary piston receives a rotational force due to the expansion pressure of the working medium and the Lorentz force when the engine is activated.
【請求項19】 請求項2において、ロータリーピスト
ンが少なくとも1つのロータエレメントからなり、ロー
タエレメントが少なくとも1つの受圧面を有するプラズ
マエンジン駆動乗り物。
19. The plasma engine driven vehicle of claim 2, wherein the rotary piston comprises at least one rotor element, the rotor element having at least one pressure receiving surface.
【請求項20】 請求項2において、ロータエレメント
が複数の受圧面を有し、放電手段がハウジングの予め定
められた位置に配置されていて放電室の作動媒体を放電
によるプラズマ膨張させて複数の受圧面に駆動力を与え
るプラズマエンジン駆動乗り物。
20. The rotor element according to claim 2, wherein the rotor element has a plurality of pressure receiving surfaces, and the discharge means is disposed at a predetermined position of the housing, and the working medium in the discharge chamber is plasma-expanded by discharge to generate a plurality of discharge fluid. A plasma engine driven vehicle that provides driving force to the pressure receiving surface.
【請求項21】 請求項2において、作動室が円筒状作
動室からなり、ロータリーピストンが互いに予め定めら
れた位相角で配置された第1、第2のロータエレメント
とこれらロータエレメント間に形成された仕切円板から
なり、仕切円板により作動室が第1、第2放電室に区画
され、第1、第2放電室にそれぞれ主電極手段が配置さ
れているプラズマエンジン駆動乗り物。
21. The working chamber of claim 2, wherein the working chamber comprises a cylindrical working chamber, and rotary pistons are formed between the first and second rotor elements arranged at predetermined phase angles with each other and between these rotor elements. A vehicle driven by a plasma engine in which the working chamber is divided into a first discharge chamber and a second discharge chamber by the partition disc, and the main electrode means is arranged in each of the first and second discharge chambers.
【請求項22】 請求項2において、ハウジングがロー
タリーピストンの受圧面に近接して作動室内に周期的に
出入りするシャッター部材を備え、放電室がシャッター
部材により区画されているプラズマエンジン駆動乗り
物。
22. The vehicle driven by a plasma engine according to claim 2, wherein the housing includes a shutter member which comes close to the pressure receiving surface of the rotary piston and periodically enters and leaves the working chamber, and the discharge chamber is partitioned by the shutter member.
【請求項23】 請求項22において、ロータリーピス
トンがそれぞれ少なくとも1つの受圧面を有する第1、
第2のロータエレメントと中間の仕切板からなり、作動
室が仕切板により第1、第2放電室に区画されているプ
ラズマエンジン駆動乗り物。
23. The first structure according to claim 22, wherein each of the rotary pistons has at least one pressure receiving surface.
A vehicle driven by a plasma engine, comprising a second rotor element and an intermediate partition plate, and a working chamber partitioned by the partition plate into first and second discharge chambers.
【請求項24】 請求項3において、ロータリーピスト
ンが作動室と係合する可動部材を有するプラズマエンジ
ン駆動乗り物。
24. The plasma engine driven vehicle according to claim 3, wherein the rotary piston has a movable member that engages with the working chamber.
【請求項25】 請求項24において、作動室が複数の
可変容量のセグメント室を有し、放電室がセグメント室
の比較的小容量のセグメント室に形成されているプラズ
マエンジン駆動乗り物。
25. The plasma engine driven vehicle according to claim 24, wherein the working chamber has a plurality of variable-capacity segment chambers, and the discharge chamber is formed in a relatively small-capacity segment chamber.
【請求項26】 請求項1において、ロータリーピスト
ンが主電極手段間の放電距離を短縮して主電極手段によ
る放電を容易にするための導電部を有するプラズマエン
ジン駆動乗り物。
26. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the rotary piston has a conductive portion for shortening the discharge distance between the main electrode means to facilitate discharge by the main electrode means.
【請求項27】 請求項1において、作動室と放電室と
が一体となっているプラズマエンジン駆動乗り物。
27. The plasma engine driven vehicle according to claim 1, wherein the working chamber and the discharge chamber are integrated.
【請求項28】 請求項27において、作動室が1次側
および2次側上死点を含むトロコイド曲線を有し、ロー
タリーピストンがペリトロコイド内包絡線を有するプラ
ズマエンジン駆動乗り物。
28. The plasma engine driven vehicle of claim 27, wherein the working chamber has a trochoidal curve including primary and secondary top dead centers and the rotary piston has a peritrochoid inner envelope.
【請求項29】 請求項28において、放電室が作動室
において1次側および2次側上死点にそれぞれ形成さ
れ、放電手段が放電室に設けられた1次側主電極および
2次側主電極からなり、ロータリーピストンの各辺が1
次側および2次側上死点にきたときに1次側および2次
側主電極が交互にONされるプラズマエンジン駆動乗り
物。
29. The primary side main electrode and the secondary side main electrode according to claim 28, wherein the discharge chamber is formed at the primary side and the secondary side top dead center in the working chamber, and the discharge means is provided in the discharge chamber. It consists of electrodes, and each side of the rotary piston is 1
A plasma engine-driven vehicle in which the primary and secondary main electrodes are alternately turned on when the secondary and secondary top dead centers are reached.
【請求項30】 請求項2において、ロータリーピスト
ンが少なくとも1つの半径方向に延びるピストン部を有
し、さらに、作動室内に周期的に出入りする可動シャッ
ター部材と、可動シャッター部材を周期的に駆動する駆
動手段とを有するプラズマエンジン駆動乗り物。
30. The rotary piston according to claim 2, wherein the rotary piston has at least one piston portion extending in the radial direction, and further, the movable shutter member that periodically enters and leaves the working chamber, and the movable shutter member is periodically driven. A plasma engine driven vehicle having a drive means.
【請求項31】 請求項30において、シャッター部材
とピストン部との間に放電室が形成され、放電手段が放
電室に面してハウジングに配置されているプラズマエン
ジン駆動乗り物。
31. The plasma engine driven vehicle according to claim 30, wherein a discharge chamber is formed between the shutter member and the piston portion, and the discharge means is disposed in the housing facing the discharge chamber.
【請求項32】 請求項1において、ハウジングがロー
タハウジングからなり、ロータリーピストンが複数のブ
レードを有するタービンロータからなるプラズマエンジ
ン駆動乗り物。
32. The plasma engine driven vehicle of claim 1, wherein the housing comprises a rotor housing and the rotary piston comprises a turbine rotor having a plurality of blades.
【請求項33】 請求項32において、ロータハウジン
グがタービンロータの外周に近接していて低圧部を形成
するセグメント部を有し、放電室が昇圧部として作用
し、放電室の作動媒体が膨張たしときに作動媒体を昇圧
部から低圧部に指向させることによりタービンロータの
ブレードに駆動力を与えるプラズマエンジン駆動乗り
物。
33. The rotor housing according to claim 32, wherein the rotor housing has a segment portion that is close to the outer periphery of the turbine rotor and forms a low pressure portion, the discharge chamber acts as a booster portion, and the working medium in the discharge chamber expands. A vehicle driven by a plasma engine that applies a driving force to the blades of the turbine rotor by directing the working medium from the boosting section to the low pressure section.
【請求項34】 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、エンジンの出力の
一部を蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジン
が放電用ガスを含む作動媒体を封入した円弧状部分を有
する作動室と作動室に連通していて膨張室として作用す
る放電室とを有するロータハウジングと、作動室に回転
可能に収納されていて複数の受圧面を有するタービンロ
ータと、バッテリーの電圧を変換して高電圧パルスを発
生するパルス放電電源と、高電圧パルスにより作動媒体
にアーク放電によるプラズマを発生させて膨張させるこ
とによりタービンロータの受圧面に駆動力を与えるため
の放電手段とからなるプラズマエンジン駆動乗り物。
34. A vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, wherein the plasma engine encloses a working medium containing discharge gas. A rotor housing having a working chamber having an arcuate portion and a discharge chamber communicating with the working chamber and acting as an expansion chamber; a turbine rotor rotatably housed in the working chamber and having a plurality of pressure receiving surfaces; and a battery A pulse discharge power supply for converting a voltage to generate a high voltage pulse; and a discharge means for applying a driving force to a pressure receiving surface of a turbine rotor by generating plasma by arc discharge in a working medium by the high voltage pulse and expanding the plasma. Plasma engine driven vehicle consisting of.
【請求項35】 推進装置を有する車体と、推進装置を
駆動するプラズマエンジンと、エンジンの出力の一部を
蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジンが不活
性ガスを含む放電用ガスからなる作動流体を封入した円
弧状部分を有する作動室と作動室と連通する放電室とを
有するハウジングと、作動室に回転可能に収納されたロ
ータリーピストンと、放電室に配置されていて作動流体
を放電させて膨張させることによりロータリーピストン
に動力を与える主電極手段と、バッテリーの電圧を変換
して高電圧パルスを主電極手段に供給するためのパルス
放電電源とを備え、作動室が放射線による電子励起を放
電用ガスに行わせるための放射線源を含むプラズマエン
ジン駆動乗り物。
35. A working fluid comprising a vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, the plasma engine being a discharge gas containing an inert gas. A housing having a working chamber having an arcuate portion enclosing the discharge chamber and a discharge chamber communicating with the working chamber, a rotary piston rotatably housed in the working chamber, and discharging the working fluid disposed in the discharge chamber. Equipped with a main electrode means for powering the rotary piston by expansion and a pulse discharge power supply for converting the voltage of the battery and supplying a high voltage pulse to the main electrode means, and the working chamber discharges electronic excitation by radiation A plasma engine driven vehicle including a radiation source for causing a working gas to perform.
【請求項36】 推進装置を有する車体と、推進装置を
駆動するプラズマエンジンと、エンジンの出力の一部を
蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジンが水銀
蒸気と不活性ガスからなる作動流体を封入した円弧状部
分を有する作動室と作動室と連通する放電室とを有する
ハウジングと、作動室に回転可能に収納されたロータリ
ーピストンと、放電室に配置されていて作動流体中で放
電によるプラズマを生じさせることによりロータリーピ
ストンに駆動力を与える主電極手段と、バッテリーの電
圧を変換して高電圧パルスを主電極手段に供給するため
のパルス放電電源とからなるプラズマエンジン駆動乗り
物。
36. A vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, the plasma engine enclosing a working fluid consisting of mercury vapor and an inert gas. A housing having a working chamber having an arcuate portion and a discharge chamber communicating with the working chamber, a rotary piston rotatably housed in the working chamber, and plasma generated by discharge in the working fluid disposed in the discharge chamber. A plasma engine driven vehicle comprising a main electrode means for generating a driving force to a rotary piston when generated and a pulse discharge power supply for converting a voltage of a battery to supply a high voltage pulse to the main electrode means.
【請求項37】 推進装置を有する船体と、推進装置を
駆動するプラズマエンジンと、エンジンの出力の一部を
蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジンが不活
性ガスを含む放電用ガスからなる作動流体を封入した円
弧状部分を有する作動室と放電室とを有するハウジング
と、作動室に回転可能に収納されたロータリーピストン
と、放電室に配置されていて作動流体中で放電によるプ
ラズマを生じさせることによりロータリーピストンに動
力を与える主電極手段と、バッテリーの電圧を変換して
高電圧パルスを主電極手段に供給するためのパルス放電
電源とからなるプラズマエンジン駆動乗り物。
37. A working fluid comprising: a hull having a propulsion device; a plasma engine for driving the propulsion device; and a battery for accumulating a part of the output of the engine, the plasma engine being a discharge gas containing an inert gas. A housing having a working chamber having an arcuate portion enclosing the discharge chamber, a discharge chamber, a rotary piston rotatably housed in the working chamber, and plasma generated by discharge in the working fluid disposed in the discharge chamber A vehicle driven by a plasma engine, which comprises main electrode means for powering the rotary piston by means of the above, and a pulse discharge power source for converting the voltage of the battery and supplying high voltage pulses to the main electrode means.
【請求項38】 推進装置を有する航空機機体と、推進
装置を駆動するプラズマエンジンと、エンジンの出力の
一部を蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジン
が不活性ガスを含む放電用ガスからなる作動流体を封入
した円弧状部分を有する作動室と作動室と連通する放電
室とを有するハウジングと、作動室に回転可能に収納さ
れたロータリーピストンと、放電室に配置されていて作
動流体中で放電によるプラズマを生じさせることにより
ロータリーピストンに駆動力を与える主電極手段と、バ
ッテリーの電圧を変換して高電圧パルスを主電極手段に
供給するためのパルス放電電源とからなるプラズマエン
ジン駆動乗り物。
38. An aircraft fuselage having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, wherein the plasma engine is composed of a discharge gas containing an inert gas. A housing having a working chamber having an arc-shaped portion enclosing a fluid and a discharge chamber communicating with the working chamber, a rotary piston rotatably accommodated in the working chamber, and a discharge in the working fluid disposed in the discharge chamber A vehicle driven by a plasma engine, which comprises a main electrode means for giving a driving force to a rotary piston by generating plasma by the above, and a pulse discharge power source for converting a voltage of a battery to supply a high voltage pulse to the main electrode means.
【請求項39】 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、エンジンの出力の
一部を蓄積するバッテリーとを備え、プラズマエンジン
が放電用ガスを含む作動媒体を封入した円弧状部分を有
する作動室と作動室に連通する放電室と放電室を区画す
るセグメント部とを有するロータハウジングと、作動室
に回転可能に収納されていて外周がハウジングのセグメ
ント部に近接しているタービンロータと、バッテリー電
圧を変換して高電圧パルスを発生するパルス放電電源
と、放電室に配置されていて高電圧パルスに応答して放
電室の作動媒体にプラズマを発生させることにより作動
媒体を瞬時に膨張させてタービンロータに駆動力を与え
るための電極手段とからなるプラズマエンジン駆動乗り
物。
39. A vehicle body having a propulsion device, a plasma engine for driving the propulsion device, and a battery for accumulating a part of the output of the engine, wherein the plasma engine encloses a working medium containing a discharge gas. A rotor housing having a working chamber having an arcuate portion, a discharge chamber communicating with the working chamber, and a segment portion partitioning the discharge chamber; and a rotor housing rotatably housed in the working chamber and having an outer periphery close to the segment portion of the housing. A turbine rotor, a pulse discharge power supply that converts a battery voltage to generate a high voltage pulse, and a working medium that is disposed in the discharge chamber and generates plasma in the working medium in the discharge chamber in response to the high voltage pulse A plasma engine driven vehicle comprising: electrode means for instantly expanding and applying a driving force to a turbine rotor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101993188A (en) * 2009-08-21 2011-03-30 株式会社Lg化学 Apparatus for manufacturing glass
JP2013506544A (en) * 2009-09-30 2013-02-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Gas concentrator

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