JPH07224676A

JPH07224676A - プラズマエンジン駆動乗り物

Info

Publication number: JPH07224676A
Application number: JP6035166A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hatanaka; 武史畑中
Original assignee: ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Current assignee: ALEX SOGO KENKYUSHO KK
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【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、しかも全く公害物質を排
出しないプラズマエンジン駆動乗り物を提供する。【構成】乗り物を駆動するプラズマエンジンはハウジ
ング１２の作動室１２ａに永久的に使用可能な放電用ガ
スからなる作動流体を封入し、放電室に主電極手段１６
ａ、１６ｂを配置し、主電極手段にパルス放電電源１８
からの高電圧を供給することにより作動流体中で放電さ
せ、これによりピストン１４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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】図２の構造の原理図である。

【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。

【図５】図４のエンジンの概略断面図である。

【図６】図４、５の変形である第３例である。

【図７】プラズマエンジンの第４例の概略断面図で
ある。

【図８】図７の他の概略断面図である。

【図９】プラズマエンジンの第６例の一部断面図で
ある。

【図１０】図９の概略平面図である。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１７】第５例のプラズマエンジンの概略図であ
る。

【図１８】図１７の概略断面図である。

【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。

【図２０】第６例のプラズマエンジンの部分断面図
である。

【図２１】図２０の２１−２１線の断面図を示す。

【図２２】第７例のプラズマエンジンの概略図であ
る。

【図２３】図２２のエンジンの変形例を示す。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。