JPS6225870A - 交流マグネトハイドロダイナミツクゼネレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、交流マグネトハイドロダイナミックゼネレ
ータに関するものであり、特に交流出力を生じさせる狭
いチャンネルによって接続、すなわち連結された一対の
音響共鳴燃焼チャンバを使用する装置に関するものであ
る。

米国特許第３１８５８７１号明細書には、交流マグネト
ハイドロダイナミックゼネレータが記載され、これは対
をなすチューブ形状機関パイプ（ｏｒｇａｎ　ｐｉｐｅ
）共鳴器、および交互に点火される燃焼チャンバを使用
し、一対の磁極片を通る１方向および逆方向のイオン化
ガス、すなわちプラズマの交番流れを提供し、交流電流
を生じさせるようにしたものである。その基礎作用にお
いて、この発明の装置は前記先行米国特許のものと類似
しており、その教示するところをこの発明の開示を補う
ことができるよう折りに触れ説明する。

この発明のシステムは前記先行米国特許のものに実質的
な改良を加えたものである。前記先行米国特許のシステ
ムにおいて、パイプ共鳴器、燃焼チャンバおよび接続プ
ラズマダクトは機関パイプの性質のものである。この状
況において、プラズマは機関パイプに沿った定在音響波
の速度パターンをもつということができ、その速度は均
一ではな（、アンチノードのピーク速度とノードの最少
速度間の定在波にわたって変化する。この結果、プラズ
マの速度パターンのクロスパス（ｃｒｏｓｓ　ｐａｔｈ
ｓ）は異なった速度をもつ。これはピックアップ電極間
の不規則電圧出力を生じさせる。さらに、その機関パイ
プ形状は高い調波含有量をもち、これは望ましい正弦波
出力が得られるよう厳格にフィルタ処理せねばならない
という欠点を有する。この発明のシステムは、ヘルムホ
ルツ共鳴器を形成する一対の一括不変共鳴チャンバを使
用することによってこのような欠点を克服するようにし
たものである。これら２つのヘルムホルツ共鳴器は短く
狭い首状チャンネルによって互いに接続され、首状チャ
ンネルに磁極片が配置され、電気出力電流を生じさせる
ことができる。前記先行　　　−米国特許のシステムと
同様、プラズマは各チャンバに順次交互に推進される。

しかしながら、チャンバおよび短い接続チャンネルの性
質上、プラズマはガスのスラグとして均一に移動する集
中マスの状態で短く狭いチャンネルを通り、２つのチャ
ンバ間に最初に１方向に、そして次に逆方向に送られる
。磁極片間を移動する高い集中度のプラズママスにより
、出力電極間に高いレベルの出力を生じさせることがで
き、出力の高調波を伴うスプリアス電流が生じる傾向は
最少限にとどめられる。したがって、この発明のシステ
ムによれば、前記先行米国特許のシステムよりも著しく
小さい高調波含有量をもつ実質的に高いレベルの出力を
生じさせることが可能である。

前記先行米国特許明細書に記載されているように、プラ
ズマのイオン化を増大させるには、燃焼ガスにカリウム
粉末などの物質を散在させることが望ましい。しかしな
がら、ある種類のレギュラーグレードガソリンなどの燃
料はイオン化を促進する不純物をもっており、隣接燃焼
チャンバに生じる衝撃波が明らかにイオン化を増大させ
るのは特に重要である。この発明のシステムの衝撃波の
発生はそれが生じさせるイオン化だけでなく、ガスを高
速一体マスの状態で接続電流をとツクオフチャンネルに
通し、チャンバ間に均一に推進させるという点できわめ
て重要である。

したがって、この発明の目的は、前記先行技術の同様の
システムよりも実質的に高い出力および小さい高調波含
有量をもつ改良された交流マグネトハイドロダイナミッ
クゼネレータを提供することにある。

この発明の他の目的は、燃焼チャンバとしてヘルムホル
ツ共鳴器を使用し、これら共鳴器を電力を生じさせる狭
く短いチャンネルによって接続した改良された交流マグ
ネトハイドロダイナミックゼネレータを提供することに
ある。

この発明の他の目的は、一対の隣接燃焼チャンバにプラ
ズマを生じさせ、これを均一結合マスの状態でチャンバ
間に推進させるようにした交流マグネトハイドロダイナ
ミックゼネレータを提供することにある。

以下、この発明の詳細な説明する。

図において、一対の円筒状燃焼チャンバ（１０）、（１
２）はヘルムホルツ共鳴器を形成し、短（狭いチャンネ
ル、すなわちダクト（１４）によって接続され、チャン
ネル（１４）は２つのチャンバ間の首部分を形成する。

チャンバおよび接続首部分については、これを適当なセ
ラミックなどの高温材料の一体鋳造で一体形成してもよ
い。さらに、チャンバ（ｌＯ〉および（１２）はＶ形状
吸気パイプ（２０）によって接続されている。したがっ
て、“Ｖ”の半径（ｒａｄｉｕｓ）によって渦巻きポン
プ作用が生じ、これによってエアがエア人口（２４）を
通り、吸気バイブ（２０）内に吸引され、燃料は燃料入
口ダクト（２３ａ　）、（２３ｂ）を通り、吸気パイプ
の各脚部分に導入され、燃焼チャンバ（１０）および（
１２）にそれぞれ供給される。また、チャンバ（１０）
および（１２）内の燃料混合物を初期点火するためのス
パークプラグ（２７ａ）および（２７ｂ）が設けられ、
共鳴作用の確率後、燃料混合物をターンオフすることが
できる。

一対の磁極片（２８ａ　）および（２８ｂ　）が首部分
（１４）の両側に配置され、これはこの首部分を通る磁
束を提供する。さらに、複数の対をなす電極（３０ａ　
）〜（３０ｆ　’）が首部分（１４）の両側に装備され
ている。これら電極はプラチナなどの耐久材料で形成さ
れ、首部分（１４）の壁に固定されたがいしく３２）を
貫通し、ダクトの内部にのびる。各対をなす電極（３０
ａ）〜（３０ｆ　）は関連トランスフォーマの関連主要
巻線（３６ａ　）〜（３６ｆ　）　（第３図および第４
図に１つだけ示されている）の両側に接続されている。

燃焼チャンバ（１０）および（１２）は共鳴圧力サージ
ングによって１８０°の位相関係をもって自動的に点火
され、これは２つのチャンバの燃料エア混合物を同期様
式で周期的に爆発させる。燃料はレギュラーグレードガ
ソリンであってもよく、これにカリウム粉末などの物質
を散在させ、燃焼ガスのイオン化含有量を増大させても
よい。燃焼チャンバ（ｌＯ）および（１２）は燃焼ガス
を生じさせるヘルムホルツ共鳴器を形成し、そのキャビ
ティは機械的振動回路のスプリングの性質の作用をなし
、首部分（１４）およびチャンバの燃焼ガスは音響共鳴
のためのマスを提供する。このような共鳴回路の作用は
１９５５年にＪ　ｏｈｎ　Ｗｙｌｉｅ　＆　５ｏｎｓ、
　Ｉｎｃ。

によって発行された文献５ｏｎｉｃｓ　ｂｙ　Ｈｕｅｔ
ｅｒ　＆Ｂｏｌｔの第３２５頁および第３２６頁に記載
されている。この文献に記載されているように、各チャ
ンバの容積はコンプリアンス（Ｃｍ）を表わし、これに
よって電流のキャパシタンスを類推することができ、各
チャンバの移動ガスはマス（Ｍ）を表わし、これは電気
インダクタンス（Ｌ）と相似し、減衰（Ｒ）は電気抵抗
（Ｒ）を類推することができる。ヘルムホルツ共鳴器の
音響インピーダンス（Ｚ）は次のとおりである。

Ｚ＝Ｒ＋Ｊ（０Ｍ−１／ωＣ）（１） ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍこ
の等式において、（ω＝２πｆ）であり、ここで、（ｆ
）は共鳴振動数であり、（Ｒｍ）は共鳴器からの音響放
射および首部分（１４）のマグネトハイドロダイナミッ
ク変換によって生じる減衰を表わす。共鳴振動数では、
リアクタンス（０Ｍ）および（１／ωＣ）が互いに相殺
され、減衰（Ｒｍ）だけが回路のインピーダンスとして
残される。この共鳴の最少インピーダンスにより、首部
分（１４）の高い振幅の振動が得られる。したがって、
共鳴器のクォリティファクタ（Ｑ）が高いとき、低い減
衰（Ｒ）および高いマス（Ｍ）でこの状態が達成され、
クォリティファクタは次のとおり決定される。

Ｑ＝ωＭ／Ｒｍ　　　　　　　（２） 各チャンバ（１０）および（１２）の爆発により爆発衝
撃波が生じることに注意すべきである。この衝撃波がイ
オン化ガスの一体マスをチャンバ（１０）から首部分（
１４）に通し、チャンバ（１２）に推進させ、次の半サ
イクルでチャンバ（１２）から首部分に通し、チャンバ
（ｌＯ）に推進させる。衝撃波はガスのイオン化を増大
させ、磁極片間の首部分（１４）を通るガスのマスの高
速衝撃流れを生じさせ、これは装置の電気出力を著しく
増大させる。比較的平坦である首部分（１４）の構造に
より、磁極片（２８ａ）および（２８ｂ　）間の小さい
空間を得ることができ、これによって首部分の磁束の影
響を最少限にとどめることができる。

この接続ヘルムホルツ首部分（１４）のため、２つのチ
ャンバは必然的に互いに１８０°の位相ずれをもって点
火または爆発する。したがって、首部分（１４）のガス
に影響する２つのチャンバ間の超音波状態のための大き
い絶対圧力変化度が周期的に表われる。したがって、首
部分の流体ダイナミックスに強い衝撃波が生じ、これが
首部分のガススラグのイオン化を促進する。

吸気パイプ（２０）のエネルギの分散を最少限にとどめ
るため、このパイプの脚部分の長さはチャンバ（ｌＯ）
および（１２）によって形成されるヘルムホルツ共鳴器
の共鳴振動数の１／４の波長に選定される。したがって
、グラフ線（２２）によって示された定在波パターンが
パイプ（２０）の２つの脚部分にセットアツプされ、パ
イプが周囲大気に接続されるターン半径位置に低いイン
ピーダンスが表われ、パイプと２つの燃焼チャンバ間の
インターフェイスに高いインピーダンスが表われる。こ
れは燃焼チャンバ内に生じる音響エネルギに対する高い
インピーダンスを生じさせ、吸気パイプ内のエネルギの
分散を最少限にとどめる。

特に前述したところを除き、この発明のゼネレータの作
用は米国特許第３１８５８７１号明細書に記載されてい
るものと同様である。

この発明には前記実施例の他に種々の変形例が考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好ましい実施例の斜視図、第２図は
好ましい実施例の断面図、 第３図は好ましい実施例の平面図、 第４図は電極およびビックオフトランスフォーマのため
の電気接続を示す説明図である。 （ｌＯ）、（１２）・・・・・・・・・・・・・・・燃
焼チャンバ（１４）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・チャンネル（２０）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・吸気パイプ（２８ａ
　）、（２８ｂ　）・・・・・・・・・磁極片（３０ａ
）〜（３０ｂ　）・・・・・・・・・電極特許出願人　
アルバート　シイ、ボーディン代　　　理　　　人　　
新　　　実　　　健　　　部外１名 −Ｆ、＋Ｇ１．３

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）接続された一対の燃焼チャンバと、 前記各チャンバへの燃焼混合物の吸気をなすための機構
   と、 前記各チャンバのための排気をなすための機構とを備え
   、 前記チャンバは前記各チャンバの燃料混合物が１８０°
   の位相関係をもって交互に点火されるよう音響接続され
   、さらに、 前記チャンバ間にガスを送るためのチャンネルを形成す
   る狭い首部分と、 前記チャンネルを横切る磁束が生じるよう前記チャンネ
   ルに沿って配置された磁極片機構と、 前記チャンネルから交流を取り出すための機構とを備え
   、イオン化ガスの一体マスを前記チャンネルに通し、前
   記チャンバ間に順次交互に逆方向に推進することにより
   、前記交流を生じさせるようにしたことを特徴とするマ
   グネトハイドロダイナミック交流ゼネレータ。
2. （２）前記首部分は平坦な側面の比較的短いチャンネル
   からなり、前記磁極片機構は前記チャンネルの両側に対
   向関係をもって配置された一対の磁極片からなる特許請
   求の範囲第（１）項に記載のゼネレータ。
3. （３）前記チャンバへの燃焼混合物の吸気をなすための
   機構は両端が前記各チャンバに接続されたＶ形状パイプ
   からなり、前記各チャンバに燃料を吸気し、両方のチャ
   ンバにエアを吸気することができる特許請求の範囲第（
   １）項に記載のゼネレータ。
4. （４）前記Ｖ形状パイプは一対の脚部分を有し、各脚部
   分は前記チャンバの音響共鳴周波数の１／４の波長と等
   しい長さをもつ特許請求の範囲第（３）項に記載のゼネ
   レータ。
5. （５）前記接続チャンネルから交流を取り出すための機
   構は前記チャンネル内に装備された複数の電極からなり
   、前記各電極は前記チャンネルの両側で対をなすよう配
   置され、トランスフォーマ巻線が前記各対の電極間に接
   続されている特許請求の範囲第（１）項に記載のゼネレ
   ータ。
6. （６）ヘルムホルツ共鳴器を形成する一対の燃焼チャン
   バを形成し、 狭い首部分分からなる比較的短いチャンネルによって前
   記チャンバを接続し、 前記チャンルを横切る磁束を生じさせ、 前記各チャンバに燃焼混合物を供給し、 前記各チャンバの燃焼混合物を１８０°の位相関係をも
   って交互に点火し、前記チャンバのイオン化燃焼ガスの
   共鳴衝撃波を形成することができるよう前記チャンバを
   接続ヘルムホルツキャビティとして共鳴させ、前記イオ
   ン化ガスを均一の凝集力のあるマスの状態で前記チャン
   ネルに通し、最初に前記チャンバ間を１方向に推進し、
   次いで前記チャンバ間を逆方向に推進することを特徴と
   するマグネトハイドロダイナミックによって交流を生じ
   させる方法。