WO2007035124A2 - Plasma vehicle engine - Google Patents
Plasma vehicle engine Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007035124A2 WO2007035124A2 PCT/RU2005/000482 RU2005000482W WO2007035124A2 WO 2007035124 A2 WO2007035124 A2 WO 2007035124A2 RU 2005000482 W RU2005000482 W RU 2005000482W WO 2007035124 A2 WO2007035124 A2 WO 2007035124A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- plasma
- rotor
- engine
- ion
- frequency
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 abstract 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 20
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
- F03H1/0037—Electrostatic ion thrusters
Definitions
- the invention relates to the field of engineering, in particular to engines used on transport devices.
- the fuel mixture from the carburetor is compressed by the piston and ignited, as a result of thermal expansion of the gas, the piston rotates the crankshaft, and the remaining compressed gas is shot into the atmosphere with a big crack.
- noise mufflers and resonator chambers are used. These devices “eat up” up to 40% of engine power, which is why, especially on foreign cars, engines with the highest possible power are installed.
- the combustion temperature in the cylinder does not exceed 2000-2200 C.
- the mechanical system of the piston-cylinder-crankshaft auto-engine has reached its ceiling development, therefore, another, radically different method of converting the chemical energy of the fuel into rotational motion is required.
- the prototype of a plasma engine is a German high-frequency electric jet engine RGG-10 [1, p. 99]. In principle, this is a conventional ion source [2, c.l89], coupled with a neutralizer for the purpose of obtaining high-speed gas flow for a very economical jet movement.
- plasma ion sources without accelerating voltage, in industrial terminology - simply plasmatrons
- a high-frequency current discharge are widely used in technology: for melting and hardening metals, for welding dielectrics, for growing ultrapure crystals, spheroization of powders, for the synthesis of nitric oxide obtaining large flows of hot gas when purging parts of aviation and space technology, etc.
- High-frequency plasmatrons work successfully both at deep vacuum and at high ambient pressures, unlike other ion sources. It should be noted that in plasma processes, in most cases, noiseless operation of the devices is observed, despite the high latency of the processes [3, p. 42].
- FIG.l Here is a diagram of the indicated high-frequency electric jet engine in Fig.l, consisting of an ion source (plasmatron) and neutralizer.
- ion source plasma
- inductor 2 Inside a quartz (glass) or ceramic cylinder 1, when current is switched on to inductor 2, a plasma bunch of a spherical or annular shape, from which the electrons the action of the applied constant electric field of the current source goes to the grid 3.
- the ions accelerate towards the electrode-nozzle 4, slip it due to the increased mass, and create a jet stream of the outflow with a directed flow.
- the magnitude of the applied overclocking voltage is limited only by the resistance to breakdown of the applied insulation of the lead-in conductors.
- neutralizers 5 with electronic emission are used, which are usually installed on the side of the nozzle 4 and are rather well described in [l.s.lll] or [4, p.l44].
- Gas is supplied from the cylinder to the combustion chamber and to the converter. It should be noted that this electric jet engine works with high efficiency, reaching up to 60 - 70%, and this is a very efficient use of the mass of the supplied gas.
- the jet velocity here reaches 10-100 km per second, which, against the maximum speed limit of chemical thermal jet engines to 5 km / s, represents significant technological progress. It is known from theory that the higher the velocity of the jet stream, the lower the mass flow rate of the fuel at the same unit power. However, in such a single form, it is not possible to install this design on a car; engineering improvement is needed.
- the anode circuit of the radio tube (GU 10 B) is fed through a rectifier unit and Tpi from an alternating current generator 8 with a frequency of 400 Hz, which is driven through a mechanical transmission from the rotor axis like a direct current generator on an ordinary car engine.
- the capacitor Ci automatically arises between the parallel-running wires to the inductors 2, since the necessary design its capacity is quite small.
- the rotor is enclosed in a metal casing with grounding, which at the same time serves as a neutralizer for both ion fluxes and exhaust gas into the atmosphere through an ordinary pipe.
- Fig. 4 shows an exemplary mechanical layout of the main units of a plasma motor.
- the basis of the principle of obtaining torque on the rotor is the reactive outflow from the nozzles of two plasmatrons of accelerated ions of gas atoms to high speeds with their subsequent neutralization.
- the electrode ring 4 is a nozzle for the expiration of a high-speed reactive ion stream into the volume of the protective casing (not shown in the figure).
- a high-voltage voltage to the grid is supplied to the rotor through an electric brush device 10.
- a generator 8 (400 Hz.) Is driven from the rotor shaft through a mechanical transmission to power the electric lamp circuit.
- the entire design of the rotor device is mounted on bearings 11.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Плазменный автодвигатель. Plasma motor
Изобретение относится к области машиностроения в частности к двигателям, применяемым на транспортных устройствах.The invention relates to the field of engineering, in particular to engines used on transport devices.
Все автодвигатели, работающие на современном транспорте, основаны на движении поршня в цилиндре с дальнейшим преобразованием поступательного движения во вращательное с помощью коленчатого вала.All auto engines running on modern transport are based on the movement of the piston in the cylinder with a further conversion of translational motion into rotational motion using the crankshaft.
В поршневом двигателе топливная смесь от карбюратора сжимается поршнем и поджигается, в результате теплового расширения газа поршень вращает коленчатый вал, а оставшийся сжатый газ выстреливается в атмосферу с большим треском. Чтобы погасить звуки от выбросов газа применяют глушители шума и рεзонаторные камеры. Данные устройства «cъeдaют» до 40% мощности двигателя, в силу чего, особенно на иномарках, устанавливаются двигатели с максимально завышенной мощностью. Температуры сгорания в цилиндре не превышают 2000-2200 С. Механическая система автодвигателя поршень- цилиндр-коленчатый вал достигла своего потолочного развития, поэтому требуется другой, в корне отличный метод преобразования химической энергии топлива во вращательное движение. Наиболее перспективный на замену поршневого, - двигатель Ванкеля, преобразующий химическую энергию топлива непосредственно во вращательное движение, - не получил широкого распространения ввиду быстрого износа уплотняющих пластин ротора. Другие многочисленные виды предлагаемых конструкций не могут превзойти двигатель Ванкеля по экономичности (по КПД) и поэтому не выходят на широкую дорогу эксплуатации.In a piston engine, the fuel mixture from the carburetor is compressed by the piston and ignited, as a result of thermal expansion of the gas, the piston rotates the crankshaft, and the remaining compressed gas is shot into the atmosphere with a big crack. To suppress sounds from gas emissions, noise mufflers and resonator chambers are used. These devices “eat up” up to 40% of engine power, which is why, especially on foreign cars, engines with the highest possible power are installed. The combustion temperature in the cylinder does not exceed 2000-2200 C. The mechanical system of the piston-cylinder-crankshaft auto-engine has reached its ceiling development, therefore, another, radically different method of converting the chemical energy of the fuel into rotational motion is required. The most promising for replacing the piston one - the Wankel engine, which converts the chemical energy of the fuel directly into rotational motion - was not widely used due to the rapid wear of the rotor sealing plates. Numerous other types of proposed designs cannot surpass the Wankel engine in terms of efficiency (in terms of efficiency) and therefore do not go on a wide road of operation.
Есть возможность исправить существующее положение применением новых принципов движения в автодвигателе, разработанных в связи с развитием космических технологий. Для этого очень разумно использовать плазму, где средняя температура любого процесса порядка 80000C, поскольку, согласно цикла Карно, чем выше температура процесса, тем выше КПД установки.There is an opportunity to rectify the existing situation by applying new principles of motion in an auto engine developed in connection with the development of space technologies. To do this, it is very reasonable to use plasma, where the average temperature of any process is about 8000 0 C, because, according to the Carnot cycle, the higher the process temperature, the higher the efficiency of the installation.
Прототипом плазменного двигателя является высокочастотный электрореактивный двигатель немецкой разработки RГГ-10 [1, c.99]. В принципе это обычный источник ионов [2,c.l89], сочлененный в паре с нейтрализатором для цели получения скоростного газового потока для очень экономичного реактивного движения.The prototype of a plasma engine is a German high-frequency electric jet engine RGG-10 [1, p. 99]. In principle, this is a conventional ion source [2, c.l89], coupled with a neutralizer for the purpose of obtaining high-speed gas flow for a very economical jet movement.
В последние годы плазменные источники ионов (без разгонного напряжения, по промышленной терминологии - просто плазмотроны) на базе высокочастотного токового разряда широко используются в технике: для плавки и закалки металлов, для сварки диэлектриков, для выращивания сверхчистых кристаллов, сфероизации порошков, для синтеза окиси азота, получения больших потоков раскаленного газа при продувке деталей авиационной и космической техники и т.д. Высокочастотные плазмотроны успешно работают и при глубоких разряжениях и при высоких давлениях окружающей среды в отличие от других источников ионов. Надо отметить, что в плазменных процессах, в большинстве случаев, наблюдается бесшумность работы устройств, несмотря на высокую тешюнапряженность процессов [3,c.42].In recent years, plasma ion sources (without accelerating voltage, in industrial terminology - simply plasmatrons) based on a high-frequency current discharge are widely used in technology: for melting and hardening metals, for welding dielectrics, for growing ultrapure crystals, spheroization of powders, for the synthesis of nitric oxide obtaining large flows of hot gas when purging parts of aviation and space technology, etc. High-frequency plasmatrons work successfully both at deep vacuum and at high ambient pressures, unlike other ion sources. It should be noted that in plasma processes, in most cases, noiseless operation of the devices is observed, despite the high latency of the processes [3, p. 42].
Приведем схему указанного высокочастотного электрореактивного двигателя на Fig.l, состоящего из ионного источника (плазмотрона) й нейтрализатора. Внутри кварцевого (стеклянного) или керамического цилиндра 1, при включении тока на индуктор 2, загорается плазменный сгусток шаровой или кольцевой формы, из которого электроны под действием приложенного постоянного электрического поля источника тока уходят на сетку 3. Ионы же разгоняются в сторону электрода-сопла 4, проскакивают её за счёт повышенной массы, и направленным потоком создают реактивную струю истечения. Чем выше приложенное напряжение на сетки электроды, тем быстрее разгоняются ионы, тем больше скорость истечения реактивной струи. Величина приложенного разгонного напряжения ограничивается только стойкостью к пробою применяемой изоляции подводящих проводников. Для компенсации заряда ионной струи применяют нейтрализаторы 5 с электронным испусканием, которые устанавливаются обычно сбоку у сопла 4 и достаточно хорошо описаны в [l.с.lll] или [4,c.l44]. Подача газа осуществляется с баллона в камеру сгорания и на нейтрализатор. Надо отметить, что данный электрореактивный двигатель работает с высоким КПД, достигающим до 60 — 70%, а это очень эффективное использование массы подводимого газа. Скорость истечения реактивной струи здесь достигает 10 — 100 км в секунду, что против максимального ограничения скорости химических тепловых реактивных двигателей 5 км/сек, представляет значительный технический прогресс. Из теории известно, что чем выше скорость истечения реактивной струи, тем меньше расход массы топлива при одинаковой мощности установки. Однако в таком одиночном виде эту конструкцию установить на автомобиль не представляется возможным, нужна инженерная доработка.Here is a diagram of the indicated high-frequency electric jet engine in Fig.l, consisting of an ion source (plasmatron) and neutralizer. Inside a quartz (glass) or ceramic cylinder 1, when current is switched on to inductor 2, a plasma bunch of a spherical or annular shape, from which the electrons the action of the applied constant electric field of the current source goes to the grid 3. The ions accelerate towards the electrode-nozzle 4, slip it due to the increased mass, and create a jet stream of the outflow with a directed flow. The higher the applied voltage on the grid electrodes, the faster the ions accelerate, the greater the rate of flow of the jet. The magnitude of the applied overclocking voltage is limited only by the resistance to breakdown of the applied insulation of the lead-in conductors. To compensate for the charge of the ion stream, neutralizers 5 with electronic emission are used, which are usually installed on the side of the nozzle 4 and are rather well described in [l.s.lll] or [4, p.l44]. Gas is supplied from the cylinder to the combustion chamber and to the converter. It should be noted that this electric jet engine works with high efficiency, reaching up to 60 - 70%, and this is a very efficient use of the mass of the supplied gas. The jet velocity here reaches 10-100 km per second, which, against the maximum speed limit of chemical thermal jet engines to 5 km / s, represents significant technological progress. It is known from theory that the higher the velocity of the jet stream, the lower the mass flow rate of the fuel at the same unit power. However, in such a single form, it is not possible to install this design on a car; engineering improvement is needed.
Чтобы применить данную модель на автомобиле для получения вращающего момента необходимо расположить два высокочастотных ионных источника на подвижном роторе с незначительным конструктивным изменением в соответствии с [5,c.277], согласно Fig.2. Здесь, как и по предыдущему рисунку; 1-квapцeвый цилиндр-корпус, 2- индуктор, 3- анодная сетка, 4-кaтoдный электрод-сопло. Воздух для плазмоида поступает через промежуток 5 между корпусом и воронкой подачи топлива. Такие изменения нужны для раздельной подачи топлива и воздуха в зону плазмоида в земных условиях. Химическая реакция топлива с воздухом (окислителем) дает необходимую тепловую энергию для диссоциации молекул на атомы и ионизацию их, а действие энергии частоты электромагнитного поля индуктора лишь усиливает ионизацию до температуры 10 — 12 тыс. градусов [4,c.275]. В данной конструкции вполне реально применение жидких, газообразных (в том числе и водорода) топлив и пылевидного состава твёрдых частиц угля и ему подобных .To apply this model on a car to obtain torque, it is necessary to place two high-frequency ion sources on a movable rotor with a slight structural change in accordance with [5, p. 277], according to Fig.2. Here, as in the previous figure; 1-quartz cylinder-body, 2- inductor, 3- anode grid, 4-cathode electrode-nozzle. Air for the plasmoid enters through the gap 5 between the housing and the fuel funnel. Such changes are necessary for the separate supply of fuel and air to the plasmoid zone in terrestrial conditions. The chemical reaction of fuel with air (oxidizing agent) provides the necessary thermal energy for the dissociation of molecules into atoms and their ionization, and the action of the frequency energy of the electromagnetic field of the inductor only enhances ionization to a temperature of 10 - 12 thousand degrees [4, p.275]. In this design, it is quite realistic to use liquid, gaseous (including hydrogen) fuels and the dust-like composition of solid coal particles and the like.
При размещении двух высокочастотных ионных источников на роторе для получения вращающего момента в принципе нет особых проблем, делается это по методу известного сегнерова колеса. Нейтрализатором здесь служит кольцевой защитный металлический кожух, охватывающий ротор, однако к вращающимся источникам ионов необходимо подвести и высокочастотную энергию для индуктора, и высоковольтную энергию для электродов от неподвижной электрической схемы, что конструктивно затруднительно. Видимо поэтому высокочастотные источники ионов до сих пор пока не применялись для автодвигателей, несмотря на их высокий КПД. Для лучшего восприятия возможности передачи высокочастотной энергии на ротор рассмотрим электрическую схему получения тока высокой частоты с мощностью, примерно, в 10 кВт., на частоте 5,28 МГц. преобразователя типа BЧГ-6 5,28/60. В последние годы появились полупроводниковые преобразователи (инверторы) постоянного тока в высокочастотный переменный. Однако они пока дороги и не столь надежны, поэтому приводим радиоламповую схему на Fig.З получения тока высокой частоты, наиболее апробированную на практике [5,c.425]. В правой стороне схемы находятся индукторы 2 корпусов ионных источников. Энергия на них передается от радиолампы через обмотки 6 и 7 трансформатора Трг с выходного контура Lз и Ci. Анодный контур радиолампы (ГУ 10 Б) питается через вьшрямительный блок и Трi от генератора 8 переменного тока частотой 400 Гц приводимого в движение через механическую передачу от оси ротора подобно генератору постоянного тока на двигателе обычного автомобиля. Конденсатор Ci автоматически возникает между параллельно идущими проводами на индукторы 2, поскольку необходимая расчётная ёмкость его достаточно мала. Конечно, для общей пожарной безопасности и избавления окружающей среды от высокочастотных радиопомех ротор заключается в металлический кожух с заземлением, одновременно служащий нейтрализатором для обоих ионных потоков и отводом отработанного газа в атмосферу по обычной трубе.When placing two high-frequency ion sources on the rotor to obtain torque, in principle, there are no special problems, this is done according to the method of the well-known Segner wheel. Here, an annular protective metal casing covering the rotor serves as a neutralizer; however, high-frequency energy for the inductor and high-voltage energy for the electrodes from a fixed electrical circuit must be supplied to rotating ion sources, which is structurally difficult. Apparently, therefore, high-frequency ion sources have not yet been applied to auto engines, despite their high efficiency. For a better perception of the possibility of transmitting high-frequency energy to the rotor, we consider an electrical circuit for producing a high-frequency current with a power of about 10 kW., At a frequency of 5.28 MHz. converter type VChG-6 5.28 / 60. In recent years, semiconductor converters (inverters) of direct current to high-frequency alternating current have appeared. However, they are still expensive and not so reliable, therefore, we present the radio tube circuit in Fig. 3 for obtaining a high-frequency current, the most tested in practice [5, p. 425]. On the right side of the circuit are the inductors of 2 ion source housings. Energy is transmitted to them from the radio tube through the windings 6 and 7 of the transformer Trg from the output circuit L3 and Ci. The anode circuit of the radio tube (GU 10 B) is fed through a rectifier unit and Tpi from an alternating current generator 8 with a frequency of 400 Hz, which is driven through a mechanical transmission from the rotor axis like a direct current generator on an ordinary car engine. The capacitor Ci automatically arises between the parallel-running wires to the inductors 2, since the necessary design its capacity is quite small. Of course, for general fire safety and ridding the environment of high-frequency radio interference, the rotor is enclosed in a metal casing with grounding, which at the same time serves as a neutralizer for both ion fluxes and exhaust gas into the atmosphere through an ordinary pipe.
На Fig.4 приведена примерная механическая компоновка основных агрегатов плазменного автодвигателя. Здесь; 1- корпусы ионных источников, 2- индукторы, 4- сошювое устройство, 5-вoздyшный зазор подачи воздуха, 6 - обмотка выходного трансформатора, закрепленная на роторе (Lз), 7-нeпoдвижнaя обмотка выходного трансформатора (L*), 8- генератор тока 400 Гц, 9 - трубки поступления топлива на плазмоид, 10 - электрощеточное устройство передачи разгонного напряжения, 11- подшипники, 12 - трубчатый вал с устройством подачи топлива.Fig. 4 shows an exemplary mechanical layout of the main units of a plasma motor. Here; 1- housing of ion sources, 2- inductors, 4- suction device, 5-air gap of the air supply, 6 - winding of the output transformer mounted on the rotor (L3), 7-stationary winding of the output transformer (L *), 8- current generator 400 Hz, 9 - tubes of fuel supply to the plasmoid, 10 - electro-brush acceleration voltage transmission device, 11 - bearings, 12 - tubular shaft with fuel supply device.
Основой принципа получения вращающего момента на роторе является реактивное истечение из сопел двух плазмотронов ускоренных ионов атомов газов до больших скоростей с последующей их нейтрализацией.The basis of the principle of obtaining torque on the rotor is the reactive outflow from the nozzles of two plasmatrons of accelerated ions of gas atoms to high speeds with their subsequent neutralization.
Работа данной конструкции сравнительно проста. Через трубчатый вал турбины Fig. 4, установленный на подшипниках, подается топливо (жидкое, газообразное и т.д.) и через пустотелые стойки пропускается до ионных источников. Воздух в корпуса ионных источников на плазмоид поступает через зазоры 5 из атмосферы, поток его одновременно служит охладителем стенок корпусов источников ионов. Высокочастотная энергия с электрической схемы (Fig.З) выходит на обмотку 7 (L4) закрепленную на неподвижном корпусе, а с неё трансформируется на вращающуюся вместе с ротором обмотку 6 (Lз), которая укреплена на ферритовом цилиндре оси ротора. Далее, высокочастотный ток распределяется на индукторы 2 (Li, Lз). Кольцо-электрод 4 является соплом истечения скоростного реактивного потока ионов в объем защитного кожуха (на рисунке не показан). Высоковольтное напряжение на сетки поступает на ротор через электрощеточное устройство 10. С вала ротора через механическую передачу приводится во вращение генератор 8 (400 Гц.) для питания электрической ламповой схемы. Вся конструкция роторного устройства укреплена на подшипниках 11.The operation of this design is relatively simple. Through the tubular shaft of the turbine Fig. 4 mounted on bearings, fuel (liquid, gaseous, etc.) is supplied and passed through hollow racks to ion sources. Air enters the plasmoid through the gaps 5 from the atmosphere into the ion source casings; its flow simultaneously serves as a cooler of the walls of the ion source casings. High-frequency energy from the electric circuit (Fig.З) goes to the winding 7 (L4) mounted on a fixed housing, and from it is transformed to a winding 6 (L3) rotating with the rotor, which is mounted on the ferrite cylinder of the rotor axis. Further, the high-frequency current is distributed to the inductors 2 (Li, L3). The electrode ring 4 is a nozzle for the expiration of a high-speed reactive ion stream into the volume of the protective casing (not shown in the figure). A high-voltage voltage to the grid is supplied to the rotor through an electric brush device 10. A generator 8 (400 Hz.) Is driven from the rotor shaft through a mechanical transmission to power the electric lamp circuit. The entire design of the rotor device is mounted on bearings 11.
Применение роторного вращения двух плазменных источников ионов в качестве двигателя позволяет очень рационально и с большим КПД (в пределах 40 — 70%) использовать топливо автомобиля за счет высокой скорости истечения реактивных струй. Подобный легкий, бесшумный и быстроходный, плазменный двигатель пригоден не только для транспорта, но вообще для промышленности, сельского хозяйства и любых индивидуальных механизмов и машин. Он легко заводится простым включением тока от аккумулятора (на первый момент вместо Г-генератора), и может одинаково устойчиво работать и при нестерпимой жаре пустыни, и при жесточайших морозах крайнего Севера. Применение различных газообразных и жидких видов топлива расширяет зону использования предлагаемой конструкции в широких масштабах. Самой тяжелой частью в этом устройстве является силовой трансформатор (по Fig.З - Трi). Однако, при современных электротехнических материалах (пермаллой, феррит, полупроводники), эта проблема вполне решаема на сегодняшний день, не говоря уже о ближайшем будущем.The use of rotary rotation of two plasma ion sources as an engine makes it possible to use automobile fuel very efficiently and with high efficiency (in the range of 40–70%) due to the high velocity of jet jets. Such a light, silent and high-speed, plasma engine is suitable not only for transport, but in general for industry, agriculture and any individual mechanisms and machines. It is easy to start by simply turning on the current from the battery (at first instead of the G-generator), and can work equally stably in the unbearable heat of the desert, and in severe frosts in the far North. The use of various gaseous and liquid fuels expands the area of use of the proposed design on a large scale. The heaviest part in this device is the power transformer (according to Fig.З - Тpi). However, with modern electrotechnical materials (permalloy, ferrite, semiconductors), this problem is completely solvable today, not to mention the near future.
Литература:Literature:
IХришин C.Д, Лесков Л.B., Козлов ЕLП. Электрические ракетные двигатели. M., Машиностроение, 1975.I.Khrishin C.D., Leskov L.B., Kozlov ELP. Electric rocket engines. M., Engineering, 1975.
2.Moлoкoвcкий СИ. Сушков A.Д. Интенсивные электронные и ионные пучки. M. Энергоиздат, 1991.2.Molokovsky SI. Sushkov A.D. Intense electron and ion beams. M. Energy Publishing House, 1991.
3. Использование плазмы в химических процессах. Ред. Л. С. Полак. M., Мир, 1970. 4.Фaвopcкий O.H., Фишгойт B.B., Литовский E.И Основы теории космических электрореактивных двигательных установок. M. Высшая школа. 1978.3. The use of plasma in chemical processes. Ed. L.S. Polak. M., Mir, 1970. 4.Favorsky O.H., Fishgoit B.B., Lithuanian E.I. Fundamentals of the theory of space electric propulsion systems. M. High School. 1978.
5.Высокочастотная электротермия. Ред. A.B. Донской. Л., Машиностроение, 1967. 5. High-frequency electrotherm. Ed. A.B. Donskoy. L., Engineering, 1967.
Claims
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2005/000482 WO2007035124A2 (en) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Plasma vehicle engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2005/000482 WO2007035124A2 (en) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Plasma vehicle engine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007035124A2 true WO2007035124A2 (en) | 2007-03-29 |
WO2007035124A3 WO2007035124A3 (en) | 2007-05-18 |
WO2007035124A8 WO2007035124A8 (en) | 2009-04-09 |
Family
ID=37889277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2005/000482 WO2007035124A2 (en) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Plasma vehicle engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2007035124A2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU25405A1 (en) * | 1923-08-27 | 1932-02-29 | Б.Н. Дмитриев | Jet engine with rotating exhaust pipe |
US3575003A (en) * | 1968-10-29 | 1971-04-13 | Gen Electric | Semisolid propellant and thrustor therefor |
DE2633778C3 (en) * | 1976-07-28 | 1981-12-24 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Ion thruster |
RU2095606C1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-11-10 | Михаил Михайлович Мокров | Engine utilizing energy of heated vapor of fuel |
RU2292474C2 (en) * | 2005-03-29 | 2007-01-27 | Рудольф Клавдиевич Катаргин | Plasma engine for transport facility |
-
2005
- 2005-09-23 WO PCT/RU2005/000482 patent/WO2007035124A2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007035124A3 (en) | 2007-05-18 |
WO2007035124A8 (en) | 2009-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Boulos et al. | Handbook of thermal plasmas | |
US3620008A (en) | Apparatus for removing air pollutants from the exhaust stream of a combustion process | |
WO2011034189A1 (en) | Gas treatment device and internal combustion engine | |
US5321327A (en) | Electric generator with plasma ball | |
US3091920A (en) | Plasma flame hyperthermal exothermic furnace with catalyst and combination thereof with an internal combustion engine | |
RU2633075C1 (en) | Method for creating electric propulsion thrust | |
RU2635951C1 (en) | Method for creating electric propulsion thrust | |
WO2007035124A2 (en) | Plasma vehicle engine | |
RU123463U1 (en) | EXHAUST GAS CLEANING DEVICE | |
RU2387582C2 (en) | Complex for reactive flight | |
RU2292474C2 (en) | Plasma engine for transport facility | |
RU2160414C2 (en) | Fuel burning method and device intended for its embodiment | |
WO2010123391A1 (en) | An apparatus for utilizing flue gases | |
RU2448300C2 (en) | Method for efficient combustion of fuel and device for its realisation | |
RU2277643C1 (en) | Plasma power source | |
RU2490173C1 (en) | Vtol aircraft | |
EP3289211B1 (en) | Method for optimising combustion in combustion devices and device for performing the method | |
RU2406865C2 (en) | Intermittent-cycle jet engine in mode of detonation fuel combustion with additional acceleration of gas volume charges with electromagnetic induction force | |
RU2708218C2 (en) | Method for optimizing combustion in fuel combustion devices and device for carrying out method | |
CN114502845A (en) | Hydrogen Oxygen Pulse Rotary Detonation Combustion Pump | |
JP2025104192A (en) | Combustion System | |
JP2001159372A (en) | Hydrogen combustion engine system, and vehicle and hybrid vehicle driven by the system | |
RU2296876C2 (en) | Method and device for producing thrust | |
GB2517409A (en) | An engine comprising a travelling wave magnetic field generator | |
RU2396447C2 (en) | Electric arc turbo-installation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |