JPH07247809A

JPH07247809A - 建設機械

Info

Publication number: JPH07247809A
Application number: JP7371494A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hatanaka; 武史畑中
Original assignee: ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Current assignee: ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】石油系エネルギー等の燃料の使用を不要と
し、運転コストが極めて低く、しかも全く騒音や公害物
質を排出しないプラズマエンジンを有する建設機械を提
供することを目的とする。【構成】建設機械のプラズマエンジンにおいてロータ
ハウジング（１２）の昇圧部（１２ｂ）および低圧部
（１２ｃ’）と作動室（１２ａ）に永久的に使用可能な
放電用作動媒体を封入して作動室に複数の受圧面を有す
るタービンロータ（１６）を配置し、昇圧部（１２ｂ）
の電極手段（２０、２２）に高電圧パルスを供給するこ
とにより作動媒体にアーク放電によるプラズマを発生さ
せて作動媒体を瞬時に膨張させ、これによりタービンロ
ータに駆動力を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建設機械に関し、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
れる建設機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼル・エンジンまたはガソ
リンエンジンにより駆動されるブルドーザーや油圧ショ
ベル等の建設機械においてはガソリン、軽油、重油、Ｌ
Ｐガス等のエネルギーを大量に消費するだけでなく、大
きな騒音や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。

【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、騒音や排出ガス等の公害を全く
発生しない、地球に優しい建設機械を提供することを目
的とする。

【０００４】

【本発明の構成】上記目的は建設機械本体と本体を駆動
するための動力伝達装置と、動力伝達装置に連結された
プラズマエンジンと、プラズマエンジンの出力の一部を
蓄積するバッテリー手段と、バッテリー手段の直流電圧
を高電圧パルスに変換するパルス放電電源とを備え、プ
ラズマエンジンがプラズマエンジンにおいて放電用作動
媒体を封入した昇圧部および低圧部とこれらに連通する
作動室とを有するロータリーハウジングと、作動室に回
転可能に収納されていて昇圧部と低圧部とに露出してい
る複数のブレード手段を有するタービンロータと、昇圧
部に配置されていてパルス放電電源からの高電圧パルス
により瞬時的に昇圧部の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
タのブレード手段に駆動力を与える電極手段とからなる
ように構成することによって達成される。

【０００５】

【作用】この発明の建設機械において、プラズマエンジ
ンの昇圧部および低圧部とこれらと連通する作動室を備
えたロータハウジングに放電用作動媒体を封入して、電
気エネルギーを高圧のガス圧に直接変換し、この高圧ガ
スにより直接タービンロータに駆動力を与えることによ
り高出力を得る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明による建設機械の望ましい実施
例につき図面を参照しながら説明する。建設機械４はブ
ルドーザー、トラクター、スクレーパ、掘削器、積込機
械、運搬機械、基礎工事用機械、せん孔機械、トンネル
掘進器、モータグレーダ、路盤用機械、締固め機械、骨
材生産機械、コンクリート機械、補装機械、道路維持機
械および除雪機械からなる。図１において建設機械１は
一例としてショベル系掘削機からなるものとして示さ
れ、上部旋回装置２と下部走行体３とを有する本体４
と、フロントアタッチメント５とを備え、フロントアタ
ッチメント５を交換することにより、種々の作業を行う
ことができる。

【０００７】本体４はバッテリー装置６と、直流電圧を
交流電圧パルスに変換するパルス放電電源７と、高電圧
パルスにより駆動されるプラズマエンジン１０とを備え
る。バッテリー装置６は発電機ＧＥを介してプラズマエ
ンジンの出力の一部を蓄積する。本体４はさらにプラズ
マエンジン１０と動力伝達装置１１とを備える。動力伝
達装置１１はプラズマエンジン１０の動力により駆動さ
れて上部旋回装置２、下部走行体３およびフロントアタ
ッチメント５を駆動するための圧油を作る油圧ポンプ１
１ａと、圧油を制御するコントロール弁１１ｂと、フロ
ントアタッチメント用の旋回油圧モータ１１ｃと、コン
トロール弁１１ｂに接続されたフロントアタッチメント
用のアクチュエータ１１ｃと、下部走行体３を駆動する
ための走行油圧モータ１１ｅとを備える。アクチュエー
タ１１ｄはブームアクチュエータ、アームアクチュエー
タおよびバケットアクチュエータからなり、それぞれ圧
油により駆動されるシリンダから構成しても良い。

【０００８】図２、３は本発明による望ましい実施例の
プラズマエンジン１０を示す。プラズマエンジン１０は
円弧状部分を有する作動室１２ａおよび作動室１２ａに
隣接していて昇圧部として作用する円弧状放電室１２ｂ
と低圧部１２ｃ’とを有するロータハウジング１２と、
作動室１２ａに回転可能に配置されていて出力軸１４に
支持されたタービンロータ１６からなる。ロータハウジ
ング１２はセンターハウジング１２−１およびサイドハ
ウジング１２−２、１２−３からなり、互いにネジで締
め付けられている。ロータハウジング１２はタービンロ
ータ１６の外周に近接している第１、第２低圧部（ガス
収縮部）１２ｃ’と、セグメント部１２ｃによって区画
されている第１および第２昇圧部１２ｂとに連通する。
ロータハウジング１２は強化ガラスやセラミック等の絶
縁材からなるサイドハウジングとセンタハウジングとか
ら構成してもよい。

【０００９】タービンロータ１６は望ましくはアルミニ
ウムや銅等の導体からなり、後述のように主電極間の放
電距離を短縮して局部放電を生じさせるためのトリガ電
極として作用する。タービンロータ１６がセラミック等
の絶縁体からなるときはブレード手段の各々の表面に導
電層をコーティングその他の方法により形成しても良
い。このタービンロータ１６は接線Ｌに対して鋭角のα
度、すなわち、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１６ａ’を有
する複数のブレード１６ａを有する。このように、ブレ
ード１６ａの各々はタービンロータ１６の回転軸を通る
半径線に対して予め定められた角度（α゜）を有する複
数の受圧面を有する。タービンロータ１６のブレード１
６ａは昇圧部１２ｂと低圧部１２ｃ’とに露出する部分
に分かれる。すなわち、タービンロータ１６の回転中に
ブレード１６ａは昇圧部１２ｂと低圧部１２ｃ’を交互
に通過する。

【００１０】タービンロータ１６はブレード１６ａの代
わりにタービンロータ１６にブレードと同様な角度で複
数のスライド溝を形成して、これらスライド溝にベーン
を配置しても良い。このとき、作動室１２ａはベーンが
スライド溝から飛び出さないように部分的に円筒状にす
れば良い。ここではブレードおよびベーンを総称してブ
レード手段と称する。図２、３において、タービンロー
タ１６のブレード手段はタービンロータ１６の外周に形
成されたものとして示されているが、ブレード手段はタ
ービンロータ１６の側面に適当な形状で構成しても良
い。この場合、ロータハウジング１２のセグメント部と
昇圧部とはタービンロータ１６の側面のブレード手段に
対応して形成すれば良い。タービンロータ１６は焼結金
属またはアルミダイカストにより形成されてコストダウ
ンが図れる。タービンロータ１６とロータハウジング１
２との間には膨張した作動ガスの漏れを防ぐためのサイ
ドシール１８が配置してある。

【００１１】昇圧部１２ｂは部分的にタービンロータ１
６の外径より大きくなっていて、ここに作動媒体が封入
されていて、放電時にガス膨張部として機能する。低圧
部１２ｃ’においてタービンロータ１６の両側面１６ｂ
はサイドハウジングの側面１２−２ａ、１２−３ａに密
接するように配置されている。そのため、低圧部１２
ｃ’に位置するタービンロータ１６のキャビティ１６
ａ’の圧力は低く、したがって、昇圧部１２ｂの圧力が
増大したとき、タービンロータ１６のキャビティ１６
ａ’の高い圧力のガスはロータハウジング１２の低圧部
１２ｃ’の方向に移行しようとする。その結果、タービ
ンロータ１６は図３において反時計方向Ｒに回転する。
昇圧部１２ｂの軸方向両端には局部放電を起こすために
タービンロータ１６の端部から所定のギャップＧを有す
るように陽極２０および陰極２２がロータハウジング１
２の側壁、すなわち、サイドハウジング１２−２、１２
−３の円弧状溝部２５、２７に配置されている。符号２
４、２６はセラミック封止材料等の絶縁剤を示す。ロー
タハウジング１２はタービンロータ１６の環状凹部１６
ｃに突入しているボス部１２ｄ、１２ｄ’を備え、出力
軸１４はボス部１２ｄのベアリング２８、３０により回
転可能に支持される。出力軸１４の端部はボス部１２
ｄ’のベアリング３１により支持される。この構成によ
り、プラズマエンジン１０はうすくて極めてコンパクト
な構造となる。

【００１２】作動室１２ａおよび昇圧部１２ｂならびに
低圧部１２ｃ’には作動媒体３２が望ましくは１気圧±
５％で封入されている。昇圧部１２ｂは作動媒体の初期
イオン化を促進して電流密度またはイオン密度を高める
ことにより放電用ガスの温度と圧力をより高めて効率を
上げるためのトリチウムまたはポロニウムからなる放射
線源ライナー１３を有する。放電用作動媒体の電流密度
またはイオン密度が増大すると、昇圧部の放電時の温度
と圧力が増加してエンジン効率が上昇する。トリチウ
ム、ポロニウムの代わりに他の方法を用いても良い。す
なわち、放射線源は半減期が１０年を越え、放射能量が
１００Ｂｑ〜１０００Ｂｑでかつエネルギーが０．７Ｍ
ｅＶ以下のβ線のみを放射する放射線源から構成しても
良い。Ｓｉ系のアルコキシド−アルコール溶液、すなわ
ちゾルゲル溶液に単体粉末のテクネシウム９９を混合し
た溶液を昇圧部１２ｂに塗布して乾燥したのち、６００
℃において窒素中で１時間過熱すると、テクネシウム９
９が昇圧部１２ｂにむらなく分布する。次にテクネシウ
ム９９を混合しないＳｉ系ゾルゲル溶液をテクネシウム
の表面に塗布して真空中で６００℃において１時間過熱
することによって密封放射線源ライナー１３が得られ
る。この密封放射線源をライナー１３を昇圧部１２ｂに
形成することにより安定した瞬時放電特性が得られる。

【００１３】次にこの発明の建設機械用プラズマエンジ
ン１０で使用される作動媒体を例示する。

【００１４】（１）作動媒体３２として水銀蒸気および
ナトリウム蒸気のうちのいずれか１つの金属蒸気と始動
用ガスからなる放電用ガスが用いられる。始動用ガスは
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は５０％以下であるのが望ま
しい。このようにすると、放電用ガスの始動電圧を低下
させるだけでなく、瞬時に高速で安定した作動流体の放
電を行わせることができる。

【００１５】（２）放電用ガスはヘリウム、アルゴン、
キセノン、ネオンの中から選ばれた少なくとも一種の不
活性ガスの他にα線、β線、γ線、χ線等の放射線源ま
たはクリプトン８５からなる放射線源を含んでも良い。
クリプトン（Ｋｒ）８５は作動流体に放射線による電子
励起を生じさせて、始動特性、瞬時放電特性を改善して
エンジンの効率を改善する。クリプトン８５の封入量は
安全性の面から昇圧部内容積１ｃｍ^３当り０．２〜５０
マイクロキュリーの範囲が望ましい。

【００１６】（３）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。

【００１７】（４）放電用ガスは体積比で４０〜６０％
のアルゴンと、３０〜４０％のキセノンと、６〜８％の
ネオンとその他の希ガスから形成しても良い。

【００１８】（５）放電用ガスは所定量の水銀と希ガス
および水素ガスから構成される。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で放電電圧が臨界的に変化する水素ガス
はキセノンガスとともに作動室に直接封入しても良い。

【００１９】（６）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。

【００２０】（７）作動媒体として、単体でまたは上記
の希ガスから選ばれた少なくとも一種のガスに炭素原子
が６０〜２００の炭素格子構造体で、望ましくはＣ_６０
とＣ_７０との混合物を利用しても良い。Ｃ_６０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。

【００２１】（８）作動媒体はフッ素（Ｆ_２）とフッ素
化合物（ＮＦ_３、ＳＦ_６）およびＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ等の希ガスの混合ガスを使用。

【００２２】（９）作動媒体は塩素（Ｃｌ_２）ガスまた
は塩素化合物（ＨＣｌ、ＢＣｌ_２、Ｃｌ_４）とＨｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガスを使用。

【００２３】（１０）作動媒体は臭素（Ｂｒ_２）または
臭化水素（ＨＢｒ_２）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの
混合ガスを使用。

【００２４】（１１）作動媒体は沃素（Ｉ_２）または沃
化水素（ＨＩ）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガ
スを使用。

【００２５】陽極２０および陰極２２からなる電極手段
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２２はタングステン材料の粉末と酸化バリウ
ム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウムの中から選ば
れた少なくとも一種のアルカリ土類酸化物と、酸化ジル
コニウム、酸化スカンジウムの中から選ばれた少なくと
も一種の混合物を含む熱電子放射物質との混合物の焼結
電極体から形成されても良い。酸化ジルコニウム、酸化
スカンジウムは陰極２２が高温になったとき陰極２２の
電気伝導率上昇の割合が良くなる。ゆえに放電が安定す
る。他の例として陰極２２は、例えばニッケルからなる
基体金属粉末にアルカリ土類金属系、例えば酸化バリウ
ム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウムの熱電子放射
物質からなるエミッターを混合して焼成した焼結電極体
から構成しても良い。このとき、重量比で基体金属粉末
１００に対してエミッター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、ブルドーザー等
にプラズマエンジンが採用された場合に実用的である。
他の例として、陰極２２は延性に富んだ材料であるタン
タルチップをリボン型熱陰極に加工した穴に埋め込むこ
とにより、イオン衝撃に対してタングステンなどの脆性
材料に比較して表面の欠落量が小さい電極体が形成され
る。リボン型熱陰極に電流を流して２０００〜２５００
゜Ｋになった時点である一定方向に電位差を付加する
と、電位の低い方向に向かってタンタルチップから熱電
子が放出する。

【００２６】プラズマエンジン１０のパルス放電電源３
８を図４に示し、図５は図４の各種波形を示す。パルス
放電電源３８は高圧直流電源４２を備え、電源４２の出
力には出力変成器４６の２つの１次巻線４６ａ、４６ｂ
と、補助スイッチＳＷ１、ＳＷ２が逆並列となるように
接続される。図４において、出力変成器４６中の黒丸記
号は巻線の巻方向を示している。出力変成器４６の２つ
の二次巻線４６ｃ、４６ｄは内部で直列接続され、その
接続点および他端２点の計３点が外部へ引き出され、ダ
イオードＤ１、Ｄ２によって全波整流回路を構成し、コ
ンデンサＣ１を充電する。

【００２７】図５は図４の回路図の作用を説明するため
の波形図である。外部からの制御信号によって補助スイ
ッチＳＷ１とＳＷ２を交互に動作させると、一次巻線に
は正負の電圧が交互に印加される。正の電圧が印加され
たときはＤ１が導通し、一次巻線４６ａと二次巻線４６
ｃの間の漏れインピーダンスを介してコンデンサＣ１が
共振充電される。その後、外部からの制御信号によって
高速スイッチ４８が導通すると、Ｃ１の電荷は放電され
て電極２０、２２からなる放電手段２３に流れる。

【００２８】負の電圧が一次巻線に印加されたときは、
Ｄ２が導通して一次巻線４６と二次巻線４６ｄの間の漏
れインピーダンスを介してコンデンサＣ１が共振充電さ
れる。放電の過程は前述の通りである。以上のようにす
ると、高速スイッチの放電後休止時間Ｔの後、次の放電
が開始されるように補助スイッチの制御信号を与える
と、高速スイッチの絶縁回復が不安定になることは完全
に防止できる。補助スイッチの動作周波数は放電手段の
動作周波数の２分の１で良い。このように、高速スイッ
チのオフ時に補助スイッチを通電させて直流電源からコ
ンデンサに出力変成器の漏れインダクタンスを介して共
振充電を行い、補助スイッチのオフ時に高速スイッチを
通電させて、パルス放電を行う。このため、補助スイッ
チを通電させるタイミングを高速スイッチの通電から充
分遅らせることにより、高速スイッチの陽極−陰極管の
絶縁が回復するまで充電の休止時間を取ることができ、
スイッチ素子の破壊を防止できる。補助スイッチとして
はゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）が好適であ
る。

【００２９】図４の回路図に示すように電極２０、２２
に２０〜４０ＫＶの電流パルスを数μ（マイクロ）〜数
＋μ秒の短時間で供給すると１回のアーク放電で十分な
ガス圧の膨張が生じてタービンロータに充分な回転力を
与えるため、１回の放電時間は数μ秒の短時間で良く、
タービンロータ駆動のための入力エネルギーも非常に小
さくて済み、エンジンの効率が高くなる。なお、作動流
体の温度も異常に上昇はしない。

【００３０】複数の対の電極手段２０、２２が図４の高
電圧パルス放電電源３８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２０、２２とタービンロータ１６の
側壁１６ｂとの間で局部放電が起き、ついで、電極２
０、２２間でアーク放電によるプラズマに移行する。そ
の結果、セグメント部１２ｃにより区画された昇圧部１
２ｂの作動媒体３２が急激に膨張し、その膨張圧力が図
３で矢印で示すごとくタービンロータ１６のキャビティ
１６ａ’とブレード１６ａに作用して反時計方向Ｒにタ
ービンロータ１６に駆動力を与える。すなわち、高圧ガ
スは、キャビティ１６ａ’に流入して低圧部１２ｃ’に
逃げようとしてタービンロータ１６に回転力を与える。
低圧部１２ｃ’で作動媒体３２は収縮する。昇圧部１２
ｂ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１６の外周の大部分にまたがっていて空間の容積
は変わらないため、昇圧部１２ｂの作動媒体３２がアー
ク放電によるプラズマにより膨張したとき、昇圧部１２
ｂのガス圧は極めて大きくなってタービンロータ１６の
大部分の受圧面に強力な駆動力を与える。このように、
１つの高電圧パルス当りの出力が大きくとれるため、エ
ンジンの効率が良い。タービンロータ１６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、正逆可能なプラズマエンジンが得ら
れる。

【００３１】図６は他の１例によるパルス放電電源３
８’を示す。直流充電電源４１により電極手段２３に並
列に接続された大容量コンデンサＣｏが低電圧充電され
る。電極手段２３に直列接続されたスイッチング素子４
９、例えばＧＴＯ（ＧａｔｅＴｕｒｎＯｆｆＳＣ
Ｒ）に短形パルス信号（図７ａ）を入力すると、そのパ
ルス時間幅の間だけＧＴＯが閉回路となるから大容量コ
ンデンサＣｏの充電電荷（図７ｄ）が放電手段２３に流
れ込む（図７ｇ）。一方、大容量コンデンサＣｏに並列
接続された共振充電回路４３、４５のそれぞれの共振充
電用コンデンサＣ２、Ｃ３も同時に共振充電され（図７
ｅ、ｆ）、大容量コンデンサＣｏの充電電圧の約２倍ま
で充電される。ここで、ＧＴＯが閉回路となっている時
間内に、共振充電回路４３、４５のそれぞれのコンデン
サＣ１、Ｃ２にそれぞれ直列接続したスイッチング素
子、例えばＳＣＲ１、ＳＣＲ２にゲート信号（図７ｂ、
ｃ）を加えると、コンデンサＣ２、Ｃ３に蓄えられた電
荷が放電手段２３に供給される（図７ｈ、ｉ）。したが
って、電極手段２３の放電電流波形は図７ｊのようにな
り、波形制御が可能となる。このように、放電電流波形
を任意に代えることにより作動媒体の膨張圧力を制御し
てエンジンのトルクを任意に制御して常に最適な出力を
得ることができる。パルス放電電源の共振充電回路の数
を増やせば放電電源の制御時間はさらに精密になる。ま
た、共振充電回路の最終段と電極手段との間に放電コイ
ルを並列接続すれば放電パルスの電圧をさらに高めるこ
とができる。

【００３２】以上の実施例において、建設機械のプラズ
マエンジンにおいてロータハウジングの昇圧部は一部作
動室と共通するように形成されたものとして説明した
が、共通の昇圧部を作動室から独立させ、昇圧部の膨張
圧力を作動室に伝達させるように構成しても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明の建設機械のプラズマエンジンで
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、この中に受
圧面を有するタービンロータ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タービンロータに駆動力を与える
ようにしたので、石油類エネルギーを不要にして長寿命
のプラズマエンジンを提供することができる。とくに建
設機械用のプラズマエンジンは小型で高出力が得られ、
構造が簡単で部品点数が少なく、軽量で騒音の発生も少
なく、１回転毎に複数のトルクが発生するので振動が少
なく、製造コストとメンテコストが著しく低い。しか
も、作動流体は永久的に使用可能なためハウジング内に
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。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。エンジンからは騒音や排
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の望ましい実施例による建設機械のブ
ロック図である。

【図２】図１のプラズマエンジンの部分断面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。

【図４】図１のプラズマエンジンのためのパルス放電
電源の１例を示す回路図である。

【図５】図４の回路の各種波形図である。

【図６】パルス放電電源の他の例を示す回路図であ
る。

【図７】図６の回路の各種波形図である。

【符号の説明】

２上部旋回装置３下部走行体４本体５フロントアタッチメント６バッテリー装置７パルス放電電源１０プラズマエンジン１２ロータハウジング１２ａ作動室１３ライナー１４出力軸１５ライナー１６タービンロータ１８サイドシール２０電極２２電極３２作動媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建設機械本体と本体を駆動するための動
力伝達装置と、動力伝達装置に連結されたプラズマエン
ジンと、プラズマエンジンの出力の一部を蓄積するバッ
テリー手段と、バッテリー手段の直流電圧を高電圧パル
スに変換するパルス放電電源とを備え、プラズマエンジ
ンが放電用作動媒体を封入した昇圧部および低圧部とこ
れらに連通する作動室とを有するロータリーハウジング
と、作動室に回転可能に収納されていて昇圧部と低圧部
とに露出している複数のブレード手段を有するタービン
ロータと、昇圧部に配置されていてパルス放電電源から
の高電圧パルスにより瞬時昇圧部の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昇
圧部に露出している複数のブレード手段に駆動力を与え
る電極手段とからなる建設機械。
【請求項２】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建
設機械。
【請求項３】請求項２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
気を含む建設機械。
【請求項４】請求項２において、作動室の内容積１ｃ
ｍ^３当り０．２〜５０マイクロキューリーのクリプトン
（Ｋｒ）８５からなる放射線源を含む建設機械。
【請求項５】請求項１において、電極手段が基体金属
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建設機
械。
【請求項６】請求項１において、電極手段が昇圧部に
配置されたトリウム含有タングステンからなる電極手段
を含む建設機械。
【請求項７】請求項１において、電極手段がタングス
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
る建設機械。
【請求項８】請求項１において、昇圧部が膨張室とし
て機能し、ロータハウジングが昇圧部と低圧部とを区画
する円弧状セグメント部を有する建設機械。
【請求項９】請求項８において、タービンロータが導
体部を有し、タービンロータと電極手段との間で局部放
電を発生させるための予め定められたギャップを有する
建設機械。
【請求項１０】請求項１において、昇圧部および低圧
部がそれぞれ第１、第２昇圧部および第１、第２低圧部
からなり、第１、第２昇圧部および第１、第２低圧部が
ロータハウジングにおいてそれぞれ半径方向において対
称的に配置されている建設機械。
【請求項１１】請求項１において、低圧部がセグメン
ト部とロータハウジングの側壁とにより形成されている
建設機械。