JPH08144931A - Power generating system - Google Patents
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は発電システムに関し、と
くにクリーンな発電システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation system, and more particularly to a clean power generation system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ガソリンエンジンまたはディーゼ
ルエンジンまたは原子力により駆動される発電システム
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だけでなく、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, in a power generation system driven by a gasoline engine, a diesel engine, or nuclear power, not only a large amount of energy such as gasoline, light oil, heavy oil, and LP gas is consumed, but also a large amount of pollution is emitted. And was rapidly destroying the global environment.
【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
エネルギーや原子力を不要とし、公害を全く発生しな
い、地球に優しい発電システム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 power generation system that does not require conventional petroleum-based energy or nuclear power and does not generate any pollution.
【０００４】[0004]
【本発明の構成】上記目的はプラズマエンジンと、プラ
ズマエンジンに放電信号を供給する放電電源と、プラズ
マエンジンにより駆動される発電機とを備え、プラズマ
エンジンが放電手段を有するプラズマ形成部と、ノズル
手段と、ノズル手段を介してプラズマ形成部に連通する
作動室を有するロータリハウジングと、作動室に回転可
能に収納されたロータ手段とを備え、プラズマ形成部と
作動室に放電用作動媒体が予め定められた気圧で封入さ
れていてプラズマ形成部が放電によるプラズマで高圧の
作動ガスを発生させ、この作動ガスでロータ手段を駆動
するように構成することによって達成される。The above object of the present invention is to provide a plasma engine, a discharge power source for supplying a discharge signal to the plasma engine, a generator driven by the plasma engine, the plasma engine having a discharge means, and a nozzle. Means, a rotary housing having a working chamber communicating with the plasma forming portion via the nozzle means, and a rotor means rotatably housed in the working chamber, and a discharge working medium is previously stored in the plasma forming portion and the working chamber. This is achieved by the structure in which the plasma forming unit is sealed at a predetermined atmospheric pressure and the working plasma is generated by discharge to generate a high-pressure working gas, and the working means drives the rotor means.
【０００５】[0005]
【作用】この発明の発電システムはプラズマエンジン
と、プラズマエンジンに放電信号を供給する放電電源
と、プラズマエンジンにより駆動される発電機とを備
え、プラズマエンジンがプラズマ形成部に放電用作動媒
体を封入して放電によるプラズマで高圧の作動ガスを発
生させ、高圧ガスによりロータ手段に駆動力を与え、そ
の駆動力により発電機を駆動するようにする。The power generation system of the present invention comprises a plasma engine, a discharge power supply for supplying a discharge signal to the plasma engine, and a generator driven by the plasma engine, and the plasma engine encloses the discharge working medium in the plasma forming portion. Then, a high-pressure working gas is generated by plasma generated by the discharge, a driving force is applied to the rotor means by the high-pressure gas, and the generator is driven by the driving force.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明による発電システムの望ましい
実施例につき図面を参照しながら説明する。発電システ
ム１はバッテリー装置２と、直流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３と、交流発電機４
と、交流電力により駆動される負荷５と、交流電力を適
当な電圧値に抑制してバッテリー装置２に直流電力を供
給してバッテリー装置２の過充電を防止するソリッド・
ステート整流器６と、放電パルスにより駆動されるプラ
ズマエンジン１０と、プラズマエンジン１０の出力を減
速して発電機４を駆動する減速機９とを備える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of a power generation system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The power generation system 1 includes a battery device 2, a pulse discharge power source 3 that converts a DC voltage to generate a high voltage pulse, and an AC generator 4.
A load 5 driven by AC power, and a solid-type battery for suppressing AC power to an appropriate voltage value and supplying DC power to the battery unit 2 to prevent overcharging of the battery unit 2.
A state rectifier 6, a plasma engine 10 driven by a discharge pulse, and a speed reducer 9 that decelerates the output of the plasma engine 10 to drive the generator 4 are provided.
【０００７】交流発電機４の出力電力は負荷５に供給さ
れるとともに、その一部はソリッド・ステート整流器６
を介してバッテリー装置２に供給される。メインスイッ
チ８はパルス放電電源３をオン・オフするためのもので
ある。本発明によれば、交流発電機４の出力電力の一部
が整流器６を介してバッテリー装置２に充電され、充電
された電力がパルス放電電源３で放電パルスに変換さ
れ、この放電パルスによりプラズマエンジン１０を駆動
することによりクリーンな発電を達成するものである。The output power of the AC generator 4 is supplied to the load 5, and a part of it is supplied to the solid state rectifier 6
Is supplied to the battery device 2 via the. The main switch 8 is for turning on / off the pulse discharge power supply 3. According to the present invention, a part of the output power of the AC generator 4 is charged into the battery device 2 via the rectifier 6, and the charged power is converted into a discharge pulse by the pulse discharge power supply 3, and the discharge pulse causes plasma to be generated. By driving the engine 10, clean power generation is achieved.
【０００８】[0008]
【実施例】図２、３はプラズマエンジン１０の具体例を
示す。プラズマエンジン１０はロータリハウジング１２
とタービンロータ１４とを備える。ロータリハウジング
１２はセンタハウジング１２ａおよびサイドハウジング
１２ｂ、１２ｂ’からなる。実際の構造においてサイド
ハウジング１２ｂ、１２ｂ’はセンタハウジング１２ａ
から分離して、これらをコネクティングロッドにより締
め付けても良い。ロータリハウジング１２の中央部には
作動室１６が形成され、作動室１６内にタービンロータ
１４が回転可能に収納されている。ロータリハウジング
１２は作動室１６の外側にこれと同心的に形成された環
状放電室１８を有する。2 and 3 show a concrete example of a plasma engine 10. The plasma engine 10 has a rotary housing 12
And a turbine rotor 14. The rotary housing 12 includes a center housing 12a and side housings 12b and 12b '. In the actual structure, the side housings 12b and 12b 'are the center housing 12a.
These may be separated from each other and tightened with a connecting rod. A working chamber 16 is formed in the center of the rotary housing 12, and the turbine rotor 14 is rotatably housed in the working chamber 16. The rotary housing 12 has an annular discharge chamber 18 concentrically formed outside the working chamber 16.
【０００９】環状放電室１８はプラズマ形成部２０とし
て機能する。環状放電室１８および作動室１６にはロー
タリハウジング１２を排気真空後に放電用作動媒体が封
入してある。放電室１８は電極２２、２２’からなる放
電手段１９を備える。放電手段１９はパルス放電電源か
らなる放電電源２１に接続されて周期的に放電パルスか
らなる放電信号を供給される。ロータリハウジング１２
は作動室１６と放電室１８との間に環状のセパレータ２
３を備える。セパレータ２３は作動室１６と放電室１８
と同心的となるようにサイドハウジング１２ｂ、１２
ｂ’の環状溝２５に保持されていて、軸方向に延びる傾
斜スロットからなる複数のノズル手段２３ａを有する。
作動室１６はノズル手段２３ａを介して放電室１８と連
通していてタービンロータ１４は高圧の作動ガスにより
駆動される。The annular discharge chamber 18 functions as a plasma forming section 20. The annular discharge chamber 18 and the working chamber 16 are filled with a working medium for discharge after the rotary housing 12 is evacuated and evacuated. The discharge chamber 18 comprises a discharge means 19 consisting of electrodes 22, 22 '. The discharge means 19 is connected to a discharge power supply 21 which is a pulse discharge power supply and is periodically supplied with a discharge signal which is a discharge pulse. Rotary housing 12
Is an annular separator 2 between the working chamber 16 and the discharge chamber 18.
3 is provided. The separator 23 includes a working chamber 16 and a discharge chamber 18.
Side housings 12b, 12 to be concentric with
It has a plurality of nozzle means 23a which are held in the annular groove 25 of b'and consist of inclined slots extending in the axial direction.
The working chamber 16 communicates with the discharge chamber 18 via the nozzle means 23a, and the turbine rotor 14 is driven by a high-pressure working gas.
【００１０】タービンロータ１４は接線方向Ｐに対して
予め定められた角度（望ましくは４５度）で軸方向に延
びる複数のブレード１４ａを有し、ブレード１４ａの間
には受圧面を有するキャビティ１４ａ’が形成されてい
る。セパレータ２３のノズル手段２３ａを構成する傾斜
スロットの各々はタービンロータ１４のキャビティ１４
ａ’の中心線に対して鋭角βをなすように傾斜してい
る。このことにより放電室１８で発生した高圧作動ガス
が複数のノズル手段２３ａから高速で噴出するときにタ
ービンロータ１４の複数のキャビティ１４ａ’の受圧面
に効率的に衝動力を与える。タービンロータ１４はうす
肉のラジアルウォール１４ｂと凹部２６、２６’を有
し、凹部２６、２６’はサイドハウジング１２ｂ、１２
ｂ’とともに低圧部を形成する。望ましくは低圧部２
６、２６’の容積は放電室１８の容積よりも大きくする
と良い。サイドハウジング１２ｂ、１２ｂ’にはタービ
ンロータ１４のキャビティ１４ａ’と低圧部２６、２
６’とを連通させるためのガス案内路２７、２７’が形
成してある。キャビティ１４ａ’に開口しているガス案
内路２７、２７’の端部はセパレータ２３の隣接したノ
ズル２３ａの中間部に位置している。このため、放電室
１８からノズル手段２３ａを介してタービンロータ１４
のキャビティ１４ａ’に噴出した高圧作動ガスはガス案
内路２７、２７’を介して低圧部２６、２６’に流入す
る。低圧部２６、２６’は連通孔１４ｃにより互いに連
通するとともにパイプ２９ａおよびブロワー２９ｂを介
して冷却部２９に連通している。低圧部２６、２６’と
冷却部２９の合計容積は作動室１６および放電室１８の
合計容積の５倍程に設定する。作動室１６から低圧部２
６、２６’へ導入されたガスは減圧され、さらにブロワ
ー２９ｂにより冷却部２９へ導入され、そこで水冷式の
冷却手段３１により冷却減圧される。タービンロータ１
４は出力軸２８に連結されていてベアリング３０、３２
により回転可能に支持されている。符号３４、３６は作
動室２０を密閉するためのカバー部材であり、これらは
ネジ３８、４０によりロータリハウジング１２の外壁に
適当なシール材を介して固定されている。カバー部材３
６は出力軸２８をシールするための密閉シール４２を保
持している。The turbine rotor 14 has a plurality of blades 14a extending in the axial direction at a predetermined angle (preferably 45 degrees) with respect to the tangential direction P, and a cavity 14a 'having a pressure receiving surface between the blades 14a. Are formed. Each of the tilted slots forming the nozzle means 23 a of the separator 23 is formed in the cavity 14 of the turbine rotor 14.
It is inclined so as to form an acute angle β with respect to the center line of a ′. As a result, when the high-pressure working gas generated in the discharge chamber 18 is ejected from the plurality of nozzle means 23a at high speed, an impulse force is efficiently applied to the pressure receiving surfaces of the plurality of cavities 14a 'of the turbine rotor 14. The turbine rotor 14 has a thin radial wall 14b and recesses 26, 26 ', and the recesses 26, 26' are side housings 12b, 12 '.
It forms a low pressure part with b '. Desirably the low pressure section 2
The volume of 6, 26 ′ is preferably larger than the volume of the discharge chamber 18. The side housings 12b, 12b 'include the cavity 14a' of the turbine rotor 14 and the low pressure portions 26, 2
Gas guide passages 27, 27 'are formed for communicating with 6'. The end portions of the gas guide passages 27, 27 ′ that open to the cavity 14 a ′ are located at the intermediate portions of the adjacent nozzles 23 a of the separator 23. Therefore, the turbine rotor 14 is discharged from the discharge chamber 18 via the nozzle means 23a.
The high-pressure working gas ejected into the cavity 14a 'of the above flows into the low-pressure portions 26, 26' through the gas guide passages 27, 27 '. The low-pressure parts 26 and 26 'communicate with each other through the communication hole 14c, and also communicate with the cooling part 29 through the pipe 29a and the blower 29b. The total volume of the low pressure parts 26, 26 'and the cooling part 29 is set to about 5 times the total volume of the working chamber 16 and the discharge chamber 18. From the working chamber 16 to the low pressure section 2
The gas introduced into 6, 26 'is depressurized, further introduced into the cooling unit 29 by the blower 29b, and cooled and depressurized by the water cooling type cooling means 31 there. Turbine rotor 1
4 is connected to the output shaft 28 and has bearings 30, 32
It is rotatably supported by. Reference numerals 34 and 36 denote cover members for sealing the working chamber 20, and these are fixed to the outer wall of the rotary housing 12 by screws 38 and 40 via a suitable seal material. Cover member 3
6 holds a hermetic seal 42 for sealing the output shaft 28.
【００１１】図２、３においてロータリハウジング１２
のサイドハウジング１２ｂ、１２ｂ’にはそれぞれ複数
の陽極２２と複数の陰極２２’とが放電室１８の両サイ
ドにおいて対向するように配置されている。図２におい
ては一対の電極２２、２２’のみが示され、他の電極は
簡略のため図示されていない。両電極２２、２２’はサ
イドハウジング１２ｂ、１２ｂ’に対してシールされた
後それぞれナット４４、４６で固定されていて放電電源
２１からプラズマ発生用の放電パルスが放電信号として
供給される。このように放電室１８はプラズマにより高
圧の作動ガスを発生させる。図２より明らかなように、
複数の陽極２２と複数の陰極２２’とはそれぞれロータ
リハウジング１２において対照的な位置に配置されてい
る。2 and 3, the rotary housing 12
A plurality of anodes 22 and a plurality of cathodes 22 ′ are respectively arranged in the side housings 12 b and 12 b ′ so as to face each other on both sides of the discharge chamber 18. In FIG. 2, only a pair of electrodes 22, 22 'is shown, and the other electrodes are not shown for simplicity. Both electrodes 22, 22 'are sealed to the side housings 12b, 12b' and then fixed by nuts 44, 46, respectively, and a discharge pulse for plasma generation is supplied from the discharge power source 21 as a discharge signal. In this way, the discharge chamber 18 generates high-pressure working gas by the plasma. As is clear from FIG.
The plurality of anodes 22 and the plurality of cathodes 22 ′ are arranged at symmetrical positions in the rotary housing 12, respectively.
【００１２】作動室１６、放電室１８、低圧部２６、２
６’および冷却部２９には排気真空後にバルブ手段３３
を介して放電用作動媒体が望ましくは１気圧±５％で封
入されている。放電室１８に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４８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、放電室１８の放電時の温度と圧
力が増加してプラズマエンジン１０の効率が上昇する。
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
０．７ＭｅＶ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。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９
９を混合した溶液を放電室１８に塗布して乾燥したの
ち、６００℃において窒素中で１時間加熱すると、テク
ネシウム９９が放電室１８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
時間加熱することによって密封放射線源ライナー７２が
得られる。この密封放射線源をライナー４８を放電室１
８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。放射線源ライナー４８はセパレータ２３の外周に形
成しても良い。Working chamber 16, discharge chamber 18, low pressure section 26, 2
6'and the cooling unit 29 have valve means 33 after exhaust vacuum.
The working medium for discharge is preferably sealed at 1 atm ± 5%. The discharge chamber 18 has a radiation source liner 48 made of tritium or polonium for promoting the initial ionization of the working medium and increasing the current density or ion density to further increase the temperature and pressure of the discharge gas and increase the efficiency. . When the current density or ion density of the discharge working medium increases, the temperature and pressure of the discharge chamber 18 during discharge increase, and the efficiency of the plasma engine 10 increases.
Other methods may be used instead of tritium and polonium. That is, the radiation source may include a radiation source that emits only β-rays having a half-life of more than 10 years, a radioactivity of 100 Bq to 1000 Bq, and an energy of 0.7 MeV or less. Si-based alkoxide-alcohol solution, that is, sol-gel solution, is a single powder of technesium 9
After the solution in which 9 is mixed is applied to the discharge chamber 18 and dried, and then heated at 600 ° C. in nitrogen for 1 hour, the technesium 99 is evenly distributed in the discharge chamber 18. Next, a Si-based sol-gel solution not mixed with technesium 99 is applied to the surface of technesium, and the sol is adjusted to 1 at 600 ° C. in vacuum.
The sealed radiation source liner 72 is obtained by heating for a time. The liner 48 is used as the sealed radiation source in the discharge chamber 1.
By forming it in No. 8, stable instantaneous discharge characteristics can be obtained. The radiation source liner 48 may be formed on the outer periphery of the separator 23.
【００１３】次にこの発明のプラズマエンジンで使用さ
れる放電用作動媒体を例示する。Next, a working medium for discharge used in the plasma engine of the present invention will be exemplified.
【００１４】（１）作動媒体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。始動用ガスはキセ
ノン、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。(1) As the working medium, a discharge gas consisting of one of metal vapors of mercury vapor and sodium vapor and a starting gas is used. The starting gas is made of xenon, helium or argon, and the filling pressure of helium or argon with respect to the total filling pressure is preferably 50% or less. In this way, not only the starting voltage of the discharge gas can be lowered, but also a stable and fast discharge of the working fluid can be instantaneously performed.
【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
プラズマ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容積１ｃｍ３当り０．２〜５０
マイクロキュリーの範囲が望ましい。(2) The discharge gas is helium, argon,
In addition to at least one inert gas selected from xenon and neon, a radiation source such as α rays, β rays, γ rays, and χ rays or a radiation source made of krypton 85 may be included.
The krypton (Kr) 85 causes the working fluid to be electronically excited by radiation to improve the starting characteristics and the instantaneous discharge characteristics to improve the efficiency of the plasma engine. The amount of krypton 85 enclosed is 0.2 to 50 per 1 cm 3 in volume for safety reasons.
A range of microcurie is desirable.
【００１６】（３）放電用ガスは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。(3) The discharge gas is preferably a rare gas mixture of helium 36%, neon 26%, argon 17%, krypton 13% and xenon 8% by volume.
It may be enclosed at about 1 to 10 atm, preferably within 1 atm ± 5%.
【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。(4) The discharge gas has a volume ratio of 40 to 60%.
Of argon, 30 to 40% of xenon, 6 to 8% of neon and other noble gases may be used.
【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しても良い。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。(5) The discharge gas may be composed of a predetermined amount of mercury, a rare gas and hydrogen gas. The discharge voltage rises sharply until the amount of hydrogen to be filled is 5 × 10 −4 in terms of the filling molar ratio of mercury and rare gas, and even if the amount of hydrogen is further increased, the rise of the discharge voltage is slight. That is, the amount of hydrogen is 5 × 10
The hydrogen gas whose discharge voltage changes critically at −4 may be directly enclosed in the working chamber together with the xenon gas.
【００１９】（６）放電用ガスは重水素、三重水素ある
いは水素ガスから選ばれた少なくとも一種または二種に
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重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。(6) The discharge gas may be formed of a mixture of at least one or two selected from deuterium, tritium or hydrogen gas, and at least one rare gas selected from helium and neon. good. When helium or neon is mixed in this discharge gas, recombination occurs due to triple collision between two free hydrogen atoms or deuterium atoms and helium or neon atoms. High efficiency can be obtained without reduction.
【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。(7) As a working medium, a carbon lattice structure having 60 to 200 carbon atoms in a single substance or in at least one gas selected from the above rare gases, preferably C 60.
A mixture of C 70 and C 70 may be used. Since the ionization potential of C 60 is 7.5 eV, which is significantly lower than that of Xe (12.1 eV), there is an advantage that the energy cost per pulse discharge is significantly reduced.
【００２１】（８）作動媒体はフッ素（Ｆ２）とフッ素
化合物（ＮＦ３、ＳＦ６）およびＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ等の希ガスの混合ガスを使用しても良い。(8) The working medium is fluorine (F 2 ) and a fluorine compound (NF 3 , SF 6 ) and He, Ne, Ar, K.
A mixed gas of a rare gas such as r may be used.
【００２２】（９）作動媒体は塩素（Ｃｌ２）ガスまた
は塩素化合物（ＨＣｌ、ＢＣｌ２、ＣＣｌ４）とＨｅ、
Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガスを使用しても良い。(9) The working medium is chlorine (Cl 2 ) gas or chlorine compounds (HCl, BCl 2 , CCl 4 ) and He,
You may use the mixed gas of rare gas, such as Ne and Ar.
【００２３】（１０）作動媒体は臭素（Ｂｒ２）または
臭化水素（ＨＢｒ２）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの
混合ガスを使用しても良い。(10) The working medium may be a mixed gas of bromine (Br 2 ) or hydrogen bromide (HBr 2 ) and a rare gas such as He, Ne and Ar.
【００２４】（１１）作動媒体は沃素（Ｉ２）または沃
化水素（ＨＩ）とＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスの混合ガ
スを使用しても良い。(11) The working medium may be a mixed gas of iodine (I 2 ) or hydrogen iodide (HI) and a rare gas such as He, Ne and Ar.
【００２５】陰極２２’は一例として作動媒体に電子励
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。したがって図示されてはいないが
陰極２２’は放電を安定させるためにヒータで高温にな
るように加熱しても良い。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１
０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い。
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２０００〜２５０
０°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。The cathode 22 'is, for example, made of thorium-containing tungsten for causing electronic excitation in the working medium and promoting ionization. As another example, the cathode 22 'may be a powder of tungsten material, at least one alkaline earth oxide selected from barium oxide, strontium oxide, and calcium oxide, and at least one selected from zirconium oxide and scandium oxide. It may be formed from a sintered electrode body of a mixture with a thermionic emission material containing a mixture of one kind. Zirconium oxide and scandium oxide improve the rate of increase in electric conductivity of the cathode 22 'when the temperature of the cathode 22' becomes high. Therefore, although not shown, the cathode 22 'may be heated to a high temperature by a heater in order to stabilize the discharge. As another example, the cathode 22 'is
For example, it may be composed of a sintered electrode body obtained by mixing a base metal powder made of nickel with an emitter made of a thermoelectron emitting substance such as barium oxide, strontium oxide, and calcium oxide, and firing the mixture. At this time, the weight ratio of the emitter 1 to the base metal powder 100 is 1
A mixing ratio of 0 is chosen. This sintered electrode body is high in length, has a large amount of emitter content, and is strong against vibration and shock.
As another example, the cathode 22 ′ is embedded in a hole formed by processing a ribbon type hot cathode with a tantalum tip, which is a material having a high ductility, so that the amount of lacking surface in ion bombardment is higher than that of a brittle material such as tungsten. A small electrode body is formed. 2000-250 by applying current to ribbon type hot cathode
When a potential difference is applied in a certain direction at the time when the temperature reaches 0 ° K, thermoelectrons are emitted from the tantalum chip in the direction of lower potential.
【００２６】プラズマエンジン１０の放電電源３の１例
を図４に示し、図５は図４の各種波形を示す。図４にお
いて、パルス放電電源３は発電機４の出力に接続された
整流器６により充電されるバッテリ等の直流電源２と、
リアクトルＬを介して直流電源２に接続されたサイリス
タ等の第１スイッチ手段ＳＣＲ１と、スイッチ手段ＳＣ
Ｒ１の出力側に接続された第１コンデンサＣ１と、第２
スイッチ手段ＳＣＲ２と、高圧トリガトランス８４とを
備える。高圧トリガトランス８４の１次巻線の一端は第
２スイッチ手段ＳＣＲ２の出力側に接続され、他端は接
地されている。１次巻線の両端はダイオードＤ１により
接続されている。トランス８４の２次巻線の一端は接地
され、他端はダイオードＤ２を介して高電圧小電流の放
電トリガ電流がプラズマエンジン１０の陽極２２に供給
される。陽極２２に小電圧大電流のメイン放電電流を供
給するために、第２コンデンサＣ２がダイオードＤ４を
介して接続され、ダイオードＤ４とコンデンサＣ２との
接続点がダイオードＤ３を介してスイッチ手段ＳＣＲ１
とＳＣＲ２との間に接続されている。第２コンデンサＣ
２の一端は接地され、他端はダイオードＤ４を介して陽
極２２に接続されている。陰極２２’は接地されてい
る。An example of the discharge power source 3 of the plasma engine 10 is shown in FIG. 4, and FIG. 5 shows various waveforms in FIG. In FIG. 4, a pulse discharge power supply 3 is a DC power supply 2 such as a battery which is charged by a rectifier 6 connected to the output of a generator 4,
First switch means SCR1 such as a thyristor connected to the DC power supply 2 via the reactor L, and switch means SC
A first capacitor C1 connected to the output side of R1 and a second capacitor C1
The switch means SCR2 and the high voltage trigger transformer 84 are provided. One end of the primary winding of the high voltage trigger transformer 84 is connected to the output side of the second switch means SCR2, and the other end is grounded. Both ends of the primary winding are connected by a diode D1. One end of the secondary winding of the transformer 84 is grounded, and the other end of the secondary winding is supplied with a discharge trigger current of high voltage and small current to the anode 22 of the plasma engine 10 through the diode D2. The second capacitor C2 is connected via the diode D4 to supply the main discharge current of a small voltage and a large current to the anode 22, and the connection point of the diode D4 and the capacitor C2 is connected via the diode D3 to the switch means SCR1.
And SCR2. Second capacitor C
One end of 2 is grounded, and the other end is connected to the anode 22 via the diode D4. The cathode 22 'is grounded.
【００２７】図４において、第１スイッチ手段ＳＣＲ１
がトリガ信号Ｔｒｇ１によりＯＮすると、バッテリ２の
電圧は第１、第２コンデンサＣ１、Ｃ２により３００Ｖ
程度まで充電される。このとき、第２スイッチ手段ＳＣ
Ｒ２をトリガ信号Ｔｒｇ２でＯＮさせると、第１コンデ
ンサＣ１に充電されていた電荷が高圧トリガトランス８
４の１次側に電流ｉ４となって流れる。図５において符
号Ｂは第２スイッチ手段ＳＣＲ２がＯＮして第１コンデ
ンサＣ１が放電開始するタイミングを示す。高圧トラン
ス８４の１次側にはピーク値３００Ｖの電圧がパルスと
して加わり、高圧トランス８４の２次側にはトランスの
巻数比により約４０ｋＶのパルス電圧υ３が発生して、
この高電圧パルスが陽極２２に供給される。図５におい
て符号Ｃは電極間に加わる高圧パルスυ３を示し、符号
Ｄは放電ピーク時の電圧レベルを示す。プラズマエンジ
ン１０内の気体がプラズマ化して導電率が急に上昇する
と電圧υ３は放電現象の負性抵抗により約１００Ｖ位ま
で急激に下降する。このとき、第２コンデンサＣ２に充
電されていた約３００Ｖの電圧υ２を放電電圧が下まわ
った時より第２コンデンサＣ２から大電流（ｉ５のピー
ク参照）が陽極２２に供給されてさらに放電電圧が下が
り、やがてＣ２の電荷が全て放出されると電流ｉ５は停
止して放電は終了する。図５において、符号Ｅはプラズ
マエンジン１０の気体がプラズマ化して第２コンデンサ
Ｃ２が大電流放電する状態を示し、符号Ｆは放電終了の
タイミングを示す。放電が終了した後、第１スイッチ手
段ＳＣＲ１をトリガ信号Ｔｒｇ１でＯＮさせる。このと
き、電流ｉ１が正弦波状に流れて第１、第２コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２を充電する。リアクタＬのインダクタンスに
よるリアクション電圧により、第１、第２コンデンサＣ
１、Ｃ２は直流電源８２よりも高い電圧、すなわち、約
３００Ｖまで充電され、電流ｉ１が停止したとき、第
１、第２コンデンサＣ１、Ｃ２の充電は終了して次の放
電トリガの待機状態となる。図４において符号Ｇは第１
スイッチ手段ＳＣＲ１がＯＮして電流ｉ１により、第
１、２コンデンサＣ１、Ｃ２を充電する状態を示す。こ
のように高圧トランス８４は高電圧小電流の放電トリガ
電源として作用し、第２コンデンサＣ２は低電圧大電流
のメイン放電電源として作用する。メイン放電電源は１
個の１２Ｖのバッテリで瞬間的に１０００〜３０００Ａ
までの大電流を流せるため、プラズマエンジン１０の気
体の膨張圧は高くなってプラズマエンジン１０の出力が
増大する。In FIG. 4, the first switch means SCR1
Is turned on by the trigger signal Trg1, the voltage of the battery 2 is 300 V due to the first and second capacitors C1 and C2.
It is charged to the extent. At this time, the second switch means SC
When R2 is turned on by the trigger signal Trg2, the electric charge charged in the first capacitor C1 is changed to the high voltage trigger transformer 8
A current i4 flows to the primary side of the No. 4 circuit. In FIG. 5, reference symbol B indicates the timing when the second switch means SCR2 is turned on and the first capacitor C1 starts discharging. A voltage with a peak value of 300 V is applied as a pulse to the primary side of the high voltage transformer 84, and a pulse voltage υ3 of about 40 kV is generated on the secondary side of the high voltage transformer 84 due to the turns ratio of the transformer.
This high voltage pulse is supplied to the anode 22. In FIG. 5, reference character C indicates a high voltage pulse υ3 applied between the electrodes, and reference character D indicates a voltage level at the discharge peak. When the gas in the plasma engine 10 is turned into plasma and the conductivity suddenly rises, the voltage υ3 sharply drops to about 100 V due to the negative resistance of the discharge phenomenon. At this time, a larger current (see the peak of i5) is supplied from the second capacitor C2 to the anode 22 than when the discharge voltage is lower than the voltage υ2 of about 300 V charged in the second capacitor C2, and the discharge voltage is further increased. When the electric charge of C2 drops and all the electric charge of C2 is discharged, the current i5 stops and the discharge ends. In FIG. 5, reference symbol E indicates a state in which the gas of the plasma engine 10 is turned into plasma and the second capacitor C2 is discharged with a large current, and reference symbol F indicates the timing at which the discharge ends. After the discharge is completed, the first switch means SCR1 is turned on by the trigger signal Trg1. At this time, the current i1 flows in a sine wave shape to charge the first and second capacitors C1 and C2. By the reaction voltage due to the inductance of the reactor L, the first and second capacitors C
1, C2 is charged to a voltage higher than that of the DC power supply 82, that is, about 300 V, and when the current i1 is stopped, the charging of the first and second capacitors C1 and C2 is completed and the next discharge trigger standby state is set. Become. In FIG. 4, reference numeral G is the first
The state in which the switch means SCR1 is turned on and the first and second capacitors C1 and C2 are charged by the current i1 is shown. Thus, the high voltage transformer 84 acts as a high voltage, small current discharge trigger power source, and the second capacitor C2 acts as a low voltage, large current main discharge power source. Main discharge power supply is 1
Instantly 1000-3000A with 12V battery
Since a large current of up to 10 can flow, the expansion pressure of the gas in the plasma engine 10 increases and the output of the plasma engine 10 increases.
【００２８】上記構成において、複数の陽極２２および
複数の陰極２２’間には図５の高電圧パルスυ３が印加
されて放電室１８の作動媒体が放電を開始する。このと
き作動媒体がプラズマ化して第２コンデンサＣ２（図４
参照）が大電流放電し、放電室１８での高圧の作動ガス
が生成される。このとき、高圧の作動ガスはセパレータ
２３の複数のノズル手段２３ａを介して高速でタービン
ロータ１４のキャビティ１４ａ’に噴出して衝動力によ
りタービンロータ１４をＲ方向に回転させる。キャビテ
ィ１４ａ’に噴出して高圧ガスはロータリハウジング１
２のガス案内路２７、２７’を介して低圧部２６、２
６’に流入し、さらにパイプ２９ａおよびブロワー２９
ｂを介して冷却部２９に導入されて冷却減圧される。こ
のように、放電室１８の作動ガスが周期的に膨張する毎
に高圧ガスはブレード１４ａに衝突したあと低圧部２
６、２６’に流入する。放電パルスが終了したあとは放
電室１８と低圧部２６、２６’とはガス案内路２７、２
７’を介して同一の気圧となる。放電のタイミングは所
望のプラズマエンジンの回転数を得るために１秒間に数
回から数１００回まで変化させても良い。プラズマエン
ジンの回転数が増えても放電時のガス圧は高いため、高
速回転時にも大きなトルクが得られる。In the above structure, the high voltage pulse υ3 of FIG. 5 is applied between the plurality of anodes 22 and the plurality of cathodes 22 ', and the working medium in the discharge chamber 18 starts discharging. At this time, the working medium is turned into plasma and the second capacitor C2 (see FIG.
Discharges a large amount of electric current, and a high-pressure working gas is generated in the discharge chamber 18. At this time, the high-pressure working gas is jetted into the cavity 14a 'of the turbine rotor 14 at high speed through the plurality of nozzle means 23a of the separator 23 to rotate the turbine rotor 14 in the R direction by the impulse force. The high-pressure gas ejected into the cavity 14a ′ is supplied to the rotary housing 1
Low pressure parts 26, 2 via the gas guide paths 27, 27 'of 2.
6 ′, and further pipe 29a and blower 29
It is introduced into the cooling unit 29 through b and is cooled and decompressed. Thus, the high-pressure gas collides with the blade 14a every time the working gas in the discharge chamber 18 expands periodically, and then the low-pressure part 2
It flows into 6, 26 '. After the discharge pulse is completed, the discharge chamber 18 and the low pressure parts 26, 26 'are connected to the gas guide paths 27, 2'.
The pressure is the same through 7 '. The discharge timing may be changed from several times to several hundreds of times per second in order to obtain a desired number of revolutions of the plasma engine. Even if the number of revolutions of the plasma engine increases, the gas pressure during discharge is high, so that a large torque can be obtained even at high speed revolutions.
【００２９】図６は本発明によるプラズマエンジン１
０’の変形例とパルス放電電源９２とを示す。変形例に
おいて、プラズマエンジン１０’はタービンロータ（図
示せず）を内蔵するロータリハウジング１２’を備え、
ロータリハウジング１２’は主電極手段２２”、２
２’’’の中間において高圧室（図示せず）に設けられ
たトリガ電極手段９０を有する。トリガ電極手段９０の
先端はロータリハウジングの放電室に露出して高圧室の
作動媒体のイオン化を促進する。トリガ電極手段９０は
プラズマエンジンのセンタハウジングを非磁性材料より
構成したものにおいてセンタハウジングの周囲にコイル
状に巻きつけて高周波電圧を供給しても良い。パルス放
電電源９２は整流器６を介して発電機４により充電され
るバッテリ装置９４と、電源電圧を３００Ｖに昇圧する
昇圧コンバータ９６と、トリガ信号Ｔｒｇ３によりＯＮ
されて電流ｉ５を流す第１スイッチ手段ＳＣＲ３と、リ
アクタＬと、第１スイッチ手段ＳＣＲ３がＯＮしたとき
に電圧υ４で充電される第１コンデンサＣ３とを備え
る。第１コンデンサＣ３の一端は接地され、他端は電極
手段２２’’’に接続されている。直流電源９４の正極
側はリアクトルＬ２と第２、第３スイッチ手段ＳＣＲ
４、ＳＣＲ５を介して高圧トランス９８の１次側に接続
される。第２、第３スイッチ手段ＳＣＲ４、ＳＣＲ５の
間にはトリガ用放電パルスを発生させる第２コンデンサ
Ｃ４が２０Ｖ程度の電圧υ５で充電される。高圧トラン
ス９８の２次巻線はトリガ電極９０に接続されていてト
リガ電極９０に約４０ｋＶの電圧υ６をトリガ信号とし
て供給し、放電室の作動媒体のイオン化を促進する。FIG. 6 shows a plasma engine 1 according to the present invention.
The modification of 0'and the pulse discharge power supply 92 are shown. In a modification, the plasma engine 10 'comprises a rotary housing 12' containing a turbine rotor (not shown),
The rotary housing 12 'has main electrode means 22 ", 2
It has a trigger electrode means 90 provided in a high pressure chamber (not shown) in the middle of 2 ″. The tip of the trigger electrode means 90 is exposed to the discharge chamber of the rotary housing to promote ionization of the working medium in the high pressure chamber. The trigger electrode means 90 may be one in which the center housing of the plasma engine is made of a non-magnetic material and may be wound in a coil around the center housing to supply a high frequency voltage. The pulse discharge power supply 92 is turned on by a battery device 94 charged by the generator 4 via the rectifier 6, a boost converter 96 for boosting the power supply voltage to 300 V, and a trigger signal Trg3.
It is provided with a first switch means SCR3 that is made to flow a current i5, a reactor L, and a first capacitor C3 that is charged with a voltage υ4 when the first switch means SCR3 is turned on. One end of the first capacitor C3 is grounded and the other end is connected to the electrode means 22 '''. The positive electrode side of the DC power supply 94 is connected to the reactor L2 and the second and third switch means SCR.
4, connected to the primary side of the high-voltage transformer 98 via SCR5. A second capacitor C4 for generating a trigger discharge pulse is charged between the second and third switch means SCR4, SCR5 with a voltage υ5 of about 20V. The secondary winding of the high-voltage transformer 98 is connected to the trigger electrode 90 and supplies the trigger electrode 90 with a voltage υ6 of about 40 kV as a trigger signal to promote ionization of the working medium in the discharge chamber.
【００３０】図６、図７において、昇圧コンバータ９６
からの直流電圧により第１コンデンサＣ３が約３００Ｖ
の電圧υ４に充電され、バッテリ装置９４からの電圧に
より第２コンデンサＣ４が２０Ｖ程度の電圧υ５に充電
される。第３スイツチ手段ＳＣＲ５がトリガ信号Ｔｒｇ
５によりＯＮされると第２コンデンサＣ４に充電されて
いた電荷により電流ｉ８が高圧トランス９８の１次巻線
を流れる。このとき高圧トランス９８の２次側にはトラ
ンス巻数比により約４０ｋＶのパルス電圧υ６が発生す
る。図７において、符号Ｈは第１スイッチ手段ＳＣＲ３
がＯＮして高圧パルスがプラズマエンジン１０’の電極
２２”、２２’’’間に加わる状態を示す。したがっ
て、エンジン１０’内の気体はイオン化し、ロータリハ
ウジング１２’のガスの導電率が上昇し、第１コンデン
サＣ３が放電を開始し、放電の負性抵抗により第１コン
デンサＣ３は大電流放電をし、電流ｉ６が流れる。図７
において符号Ｊは気体がイオン化（プラズマ化）して第
１コンデンサＣ３が放電するタイミングを示す。電流ｉ
６が停止して放電が完全に停止したときに、第１、第２
スイッチ手段ＳＣＲ３、ＳＣＲ４をトリガ信号Ｔｒｇ
３、Ｔｒｇ４にてＯＮさせる。リアクタＬ１、Ｌ２のリ
アクションによリ、昇圧コンバータの電圧２００Ｖによ
り第１コンデンサＣ３は３００Ｖ、第２コンデンサＣ４
は２０Ｖに充電されて次の放電トリガの待機状態とな
る。図７において、符号Ｋは第１スイツチ手段ＳＣＲ３
をＯＮして第１コンデンサＣ３が充電されるタイミング
を示し、符号Ｍは第２スイッチ手段ＳＣＲ４をＯＮして
第２コンデンサＣ４が充電されるタイミングを示す。こ
のように、第２コンデンサＣ４および高圧トランス９８
は大電圧小電流の放電トリガ電源として作用し、第１コ
ンデンサＣ３は小電圧大電流のメイン放電電源として作
用する。なお、放電室のほぼ中央部においてロータリハ
ウジング１２’に支持されたトリガ電極９０に高電圧パ
ルスが印加されることにより作動媒体のイオン化が促進
されて放電が発生しやすくなる。6 and 7, the boost converter 96
The first capacitor C3 is about 300V due to the DC voltage from
Of the battery device 94, and the second capacitor C4 is charged to a voltage υ5 of about 20V by the voltage from the battery device 94. The third switch means SCR5 causes the trigger signal Trg
When turned on by 5, the current i8 flows through the primary winding of the high voltage transformer 98 due to the electric charge stored in the second capacitor C4. At this time, a pulse voltage υ6 of about 40 kV is generated on the secondary side of the high voltage transformer 98 depending on the transformer turns ratio. In FIG. 7, the symbol H indicates the first switch means SCR3.
Is turned on and a high-pressure pulse is applied between the electrodes 22 "and 22 '" of the plasma engine 10'. Therefore, the gas in the engine 10 'is ionized and the conductivity of the gas in the rotary housing 12' increases. Then, the first capacitor C3 starts discharging, the negative resistance of the discharging causes the first capacitor C3 to discharge a large current, and the current i6 flows.
In the figure, the symbol J indicates the timing at which the gas is ionized (plasmaized) and the first capacitor C3 is discharged. Current i
When 6 stops and the discharge is completely stopped, the first, second
The switch means SCR3 and SCR4 are used as a trigger signal Trg.
3. Turn on at Trg4. Due to the reaction of the reactors L1 and L2, the voltage of the boost converter is 200V, the first capacitor C3 is 300V, and the second capacitor C4 is
Is charged to 20 V and is in a standby state for the next discharge trigger. In FIG. 7, reference numeral K is the first switch means SCR3.
Is turned on to indicate that the first capacitor C3 is charged, and reference character M indicates the timing when the second switch means SCR4 is turned on to charge the second capacitor C4. Thus, the second capacitor C4 and the high voltage transformer 98
Acts as a discharge trigger power source for large voltage and small current, and the first capacitor C3 acts as main discharge power source for small voltage and large current. It should be noted that by applying a high voltage pulse to the trigger electrode 90 supported by the rotary housing 12 ′ in the substantially central portion of the discharge chamber, ionization of the working medium is promoted and discharge easily occurs.
【００３１】図８、９はプラズマエンジン１０１の変形
例を示す。プラズマエンジン１０１は作動室１０２ａを
有するロータリハウジング１０２と、作動室１０２ａに
回転可能に収納されたロータ１０３とを備える。ロータ
１０３は外周に複数の受圧面１０３ａと凹部１０３ｂと
を有し、回転軸１０４により支持されている。ロータ１
０３は連通孔１０３ｃを有する。ロータ１０３の外周に
は適宜間隔で複数のキャビティ１０３ｄが形成され、こ
れらのキャビティ１０３ｄは仕切壁１０３ｅにより分離
されている。ロータリハウジング１０２の側壁にはロー
タ１０３の外周の高圧ガスを低圧部１０３ｂに導入して
減圧するためのガス案内路１０２ｂを有する。ハウジン
グ１０２は作動室１０２ａの接線方向に延びていてロー
タ１０３の受圧面１０３ａに対向して開口する第１、第
２ノズル手段１０２ｃ、１０２ｃ’を有する。ノズル手
段１０２ｃ、１０２ｃ’の入口側には作動室１０２ａ内
の高圧ガスの脈動を防止するためのバッフルプレート１
０２ｄ、１０２ｄ’が配置されている。ロータリハウジ
ング１０２には第１、第２ノズル手段１０２ｃ、１０２
ｃ’の入口側にプラズマ形成部１０５、１０５’が設け
られている。プラズマ形成部１０５、１０５’はプラズ
マ発生用主電極手段１０５ａ、１０５ａ’およびトリガ
電極手段１０５ｂ、１０５ｂ’を有する放電室１０５
ｃ、１０５ｃ’を備える。これら電極手段は放電電源１
０６により、図６の回路例と同様に駆動される。放電室
１０５ｃ、１０５ｃ’は絶縁コーティング後に作動媒体
のイオン化を促すための放射線源ライナー１０５ｄ、１
０５ｄ’がコーティングされている。低圧部１０３ｂは
パイプ１０８ａおよびブロワー１０８ｂを介して冷却部
１０８に連通しており、冷却部１０８は水冷式の冷却手
段１０９を有する。冷却部１０８は注入バルブ１０７お
よびブロワー１０８ｂを有し、このバルブはプラズマ形
成部１０５、１０５’、ノズル手段１０３ｄ、１０３
ｄ’、作動室１０２ａ、低圧部１０３ｂおよび冷却部１
０８を排気真空後に大気圧±５％で望ましくはクリプト
ン８５を少量含む放電用作動媒体が封入される。図８に
おいて、ベアリングおよびロータリハウジング１０２を
密封するためのシール手段およびカバー部材は簡略化の
ために省略されている。8 and 9 show modifications of the plasma engine 101. The plasma engine 101 includes a rotary housing 102 having a working chamber 102a and a rotor 103 rotatably housed in the working chamber 102a. The rotor 103 has a plurality of pressure receiving surfaces 103a and recesses 103b on the outer circumference, and is supported by a rotating shaft 104. Rotor 1
Reference numeral 03 has a communication hole 103c. A plurality of cavities 103d are formed at appropriate intervals on the outer circumference of the rotor 103, and these cavities 103d are separated by a partition wall 103e. The side wall of the rotary housing 102 has a gas guide passage 102b for introducing high pressure gas on the outer periphery of the rotor 103 into the low pressure portion 103b to reduce the pressure. The housing 102 has first and second nozzle means 102c, 102c 'extending in the tangential direction of the working chamber 102a and opening facing the pressure receiving surface 103a of the rotor 103. A baffle plate 1 for preventing pulsation of high-pressure gas in the working chamber 102a is provided on the inlet side of the nozzle means 102c, 102c '.
02d and 102d 'are arranged. The rotary housing 102 has first and second nozzle means 102c, 102.
Plasma forming units 105 and 105 ′ are provided on the inlet side of c ′. The plasma forming section 105, 105 'is a discharge chamber 105 having plasma generating main electrode means 105a, 105a' and trigger electrode means 105b, 105b '.
c, 105c '. These electrode means are the discharge power source 1
It is driven by 06 similarly to the circuit example of FIG. The discharge chambers 105c, 105c 'are provided with a radiation source liner 105d, 1 for promoting ionization of the working medium after the insulating coating.
05d 'is coated. The low-pressure section 103b communicates with the cooling section 108 via the pipe 108a and the blower 108b, and the cooling section 108 has a water-cooling type cooling means 109. The cooling unit 108 has an injection valve 107 and a blower 108b, which are plasma forming units 105 and 105 'and nozzle means 103d and 103.
d ', working chamber 102a, low pressure portion 103b and cooling portion 1
After evacuating 08, the working medium for discharge is sealed at atmospheric pressure ± 5%, preferably containing a small amount of krypton 85. In FIG. 8, the sealing means and the cover member for sealing the bearing and the rotary housing 102 are omitted for simplification.
【００３２】実際の使用において、放電電源１０６は図
６、７の実施態様と同様で、放電パルスが主電極手段１
０５ａ、１０５ａ’に供給される。このとき、トリガパ
ルスがトリガ電極１０５ｂ、１０５ｂ’に印加されて、
プラズマ形成部１０５、１０５’でアーク放電によるプ
ラズマが発生して、放電室１０５ｃ、１０５ｃ’の作動
媒体は高圧ガスとなって膨張する。高圧ガスの衝撃波は
バッフルプレート１０２ｄ、１０２ｄ’により緩和さ
れ、次いでノズル手段１０２ｃ、１０２ｃ’から高圧ガ
スの噴流はロータ１０３の受圧面１０３ａに激突し、ロ
ータ１０３を回転して出力軸１０４を駆動する。キャビ
ティ１０３ｄに流入した高圧ガスはガス案内路１０２ｂ
を介して低圧部１０３ｂに流入する。低圧部１０３ｂの
ガスは冷却部１０８に導入されて冷却減圧される。ロー
タ１０３の回転方向Ｒにおいてガス案内路１０２ｂを通
過してキャビティ１０３ｄのガス圧は減圧されて低圧と
なる。そのため、放電終了後には放電室１０５ｃ、１０
５ｃ’の作動媒体は低圧に維持されている。この状態で
放電パルスが主電極手段１０５ａ、１０５ａ’とトリガ
電極１０５ｂ、１０５ｂ’に供給されると放電室１０５
ｃ、１０５ｃ’でアーク放電によるプラズマが発生す
る。In actual use, the discharge power supply 106 is similar to the embodiment of FIGS.
05a, 105a '. At this time, the trigger pulse is applied to the trigger electrodes 105b and 105b ′,
Plasma due to arc discharge is generated in the plasma forming units 105 and 105 ′, and the working medium in the discharge chambers 105c and 105c ′ becomes high-pressure gas and expands. The shock wave of the high-pressure gas is relaxed by the baffle plates 102d and 102d ′, and then the jet of high-pressure gas from the nozzle means 102c and 102c ′ collides with the pressure receiving surface 103a of the rotor 103 to rotate the rotor 103 and drive the output shaft 104. . The high-pressure gas that has flowed into the cavity 103d is in the gas guide path 102b.
Through the low pressure portion 103b. The gas in the low-pressure section 103b is introduced into the cooling section 108 to be cooled and decompressed. In the rotation direction R of the rotor 103, the gas pressure in the cavity 103d passes through the gas guide passage 102b and is reduced to a low pressure. Therefore, after the discharge ends, the discharge chambers 105c, 10c
The working medium of 5c 'is maintained at a low pressure. In this state, when the discharge pulse is supplied to the main electrode means 105a, 105a 'and the trigger electrodes 105b, 105b', the discharge chamber 105
Plasma is generated by arc discharge at c and 105c '.
【００３３】図１０〜１２はプラズマエンジン１１０の
他の変形例を示す。プラズマエンジン１１０は作動室１
１２ａを有するロータリハウジング１１２と、作動室１
１２ａ内に偏心的に回転可能に配置されたロータ１１４
とを有する。ロータ１１４は出力軸１１６を駆動する。
ロータ１１４は複数の可動ベーン１１４ａを有し、可動
ベーン１１４ａはロータ１１４のスリット１１４ｂ内に
て擢動し、作動室１１２ａの内面に係合する。ロータリ
ハウジング１１２は作動室１１２ａに対して同軸上にお
いて反対側に形成されたプラズマ形成部１１８と低圧部
１２０とを備える。ロータリハウジング１１２はラジア
ル・パーティション１１２ｂを備え、ラジアル・パーテ
ィション１１２ｂは導入口１１２ｃと排出口１１２ｄを
有する。ロータリハウジング１１２はラジアル・パーテ
ィション１１２ｂから軸方向に延びるアキシャル・パー
ティション１１２ｅを有する。アキシャル・パーティシ
ョン１１２ｅはプラズマ形成部１１８と低圧部１２０と
を分離し、チェックバルブ１２２を備えた連通口１１２
ｆを有する。低圧部１２０は半円状の低圧室１２０ａを
有する。図示していないが、低圧部１２０にウォータジ
ャケットその他の適切な冷却手段を設けて高圧ガスを冷
却しても良い。プラズマ形成部１１８は半円状の放電室
１１８ａと、放電電源（図示せず）に接続された主電極
手段１２４、１２６およびトリガ電極手段１２８からな
る放電手段１２５とを備える。10 to 12 show another modification of the plasma engine 110. Plasma engine 110 is working chamber 1
Rotary housing 112 having 12a and working chamber 1
Rotor 114 eccentrically and rotatably arranged in 12a
Have and. The rotor 114 drives the output shaft 116.
The rotor 114 has a plurality of movable vanes 114a, and the movable vanes 114a slide in the slits 114b of the rotor 114 and engage with the inner surface of the working chamber 112a. The rotary housing 112 includes a plasma forming portion 118 and a low pressure portion 120 that are coaxially formed on the opposite side of the working chamber 112a. The rotary housing 112 has a radial partition 112b, and the radial partition 112b has an inlet 112c and an outlet 112d. The rotary housing 112 has an axial partition 112e extending axially from the radial partition 112b. The axial partition 112e separates the plasma forming portion 118 and the low pressure portion 120, and has a communication port 112 equipped with a check valve 122.
have f. The low-pressure section 120 has a semicircular low-pressure chamber 120a. Although not shown, the low pressure section 120 may be provided with a water jacket or other suitable cooling means to cool the high pressure gas. The plasma forming unit 118 includes a semicircular discharge chamber 118a and a discharge means 125 including main electrode means 124 and 126 and a trigger electrode means 128 connected to a discharge power source (not shown).
【００３４】上記構成において、作動室１１２ａ、放電
室１１８ａおよび低圧室１２０ａは排気真空後に１気圧
±５％で前述したような作動媒体が封入される。この状
態において、主電極手段１２４、１２６に放電パルスが
供給され、同時にトリガ電極１２８に高電圧のトリガパ
ルスが印加されると、放電室１１８ａの作動媒体がイオ
ン化されると同時に放電によりプラズマが発生して高圧
の作動ガスが発生する。高圧の作動ガスは導入口１１２
ｃを介して作動室１１２ａに流入する。作動ガスは隣接
する可動ベーン１１４ａ間で膨張しながらロータ１１４
を図１１において時計方向に回転させる。この間に放電
室１１８ａのチェックバルブ１２２は連通口１１２ｆを
密閉する（図１０、１２参照）。仕事を完了した後、作
動ガスは排出口１１２ｄを介して低圧室１２０ａに排出
される。放電室１１８ａの放電が終了すると、チェック
バルブ１２２が開いて低圧室１２０ａの作動ガスは放電
室１１８ａに流入する。この後最初の工程に移行する。
このようにプラズマ形成部１１８の放電室１１８ａにお
いて放電電源からの放電パルスにより周期的にプラズマ
が発生して、高圧ガスがロータ１１４の可動ベーン１１
４ａに作用してロータ１１４を回転させる。高圧ガスは
連通口１１２ｆを介して低圧室１２０ａから放電室１１
８ａに循環されて次の工程におけるプラズマ発生用に利
用される。ロータリハウジング１１２は作動室１１２ａ
と同軸状にプラズマ形成部１１８と低圧部１２０とを備
えているためエンジンの構造が簡単となり、大幅な製造
コストダウンが図れる。In the above structure, the working chamber 112a, the discharge chamber 118a and the low pressure chamber 120a are filled with the working medium as described above at 1 atm ± 5% after the evacuation. In this state, when a discharge pulse is supplied to the main electrode means 124, 126 and a high-voltage trigger pulse is simultaneously applied to the trigger electrode 128, the working medium in the discharge chamber 118a is ionized and at the same time plasma is generated by discharge. As a result, high-pressure working gas is generated. The high pressure working gas is introduced through the inlet 112.
It flows into the working chamber 112a via c. The working gas expands between the adjacent movable vanes 114a and expands between the rotors 114a.
Is rotated clockwise in FIG. During this time, the check valve 122 of the discharge chamber 118a seals the communication port 112f (see FIGS. 10 and 12). After the work is completed, the working gas is discharged into the low pressure chamber 120a through the discharge port 112d. When the discharge of the discharge chamber 118a is completed, the check valve 122 opens and the working gas of the low pressure chamber 120a flows into the discharge chamber 118a. After this, the process shifts to the first step.
In this manner, plasma is periodically generated in the discharge chamber 118a of the plasma forming unit 118 by the discharge pulse from the discharge power source, and the high pressure gas causes the movable vanes 11 of the rotor 114 to move.
4a to rotate the rotor 114. The high pressure gas flows from the low pressure chamber 120a to the discharge chamber 11 through the communication port 112f.
It is circulated to 8a and used for plasma generation in the next step. The rotary housing 112 has a working chamber 112a.
Since the plasma forming portion 118 and the low pressure portion 120 are coaxially provided, the structure of the engine is simplified, and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【００３５】図１３〜１５はプラズマエンジン１３０の
他の変形例を示す。プラズマエンジン１３０は作動室１
３３を有するロータリハウジング１３２と、作動室１３
３内に回転可能に配置されたタービンロータ１３４とを
有する。タービンロータ１３４は低圧部１３５を形成す
るための凹部１３４ｂを有し、低圧部１３５は連通口１
３４ｃを介して互いに連通する。タービンロータ１３４
は出力軸１３６を駆動する。タービンロータ１３４は接
線方向に対して予め定められた角度で軸方向に延びる複
数のブレード１３４ａを有し、ブレード１３４ａは受圧
面を有するキャビティ１３４ａ’が形成されている。ロ
ータリハウジング１３２はセンタハウジング１３２ａお
よびサイドハウジング１３２ｂ，１３２ｃを有し、セン
タハウジング１３２ａの中央部にはセントラルウォール
１３２ｄを有する。作動室１３３はサイドハウジング１
３２ｂとセントラルウォール１３２ｄ間に形成されてい
る。カバー部材１３７とサイドハウジング１３２ｂとの
間には作動室１３３を密閉するためのシールが配置され
る。サイドハウジング１３２ｂとセントラルウォール１
３２ｄにはタービンロータ１３４のキャビティ１３４
ａ’と低圧部１３５とを連通させるためのガス案内路１
３８、１４０がそれぞれ形成されている。ロータリハウ
ジング１３２は作動室１３３と放電室１４４との間で出
力軸１３６と平行に延びる複数のガス供給路１３２ｅを
有し、ガス供給路１３２ｅはそれぞれノズル１３２ｅ’
を有する。ガス供給路１３２ｅは断面が円形または楕円
形その他の適当な形状を有し、ノズル１３２ｅ’の断面
積よりも大きくすると良い。ガス案内路１３８、１４０
の一端はノズル１３２ｅ’の中間部に開口する。ロータ
リハウジング１３２は作動室１３３と反対側に形成され
たプラズマ形成部１４２を備える。プラズマ形成部１４
２はセントラルウォール１３２ｄとサイドハウジング１
３２ｃ間に形成された放電室１４４と、主電極１４６、
１４８およびトリガ電極１５０からなる放電手段１５２
とを備える。前述したように、主電極には３００〜５０
０ＶＤＣの放電パルスが供給され、トリガ電極１５０に
は約４０ｋＶＤＣのトリガパルスが供給される。セント
ラルウォール１３２ｄは低圧部１３５と放電室１４４と
を選択的に開閉するためのチェックバルブ１５６を備え
た連通口１５４を有する。チェックバルブ１５６はネジ
１５８によりセントラルウオール１３２ｄに固定され
る。図示していないが、低圧部１３５の一部にウォータ
ジャケット、ヒートパイプその他の適切な冷却手段を設
けて高圧ガスを冷却しても良い。13 to 15 show another modification of the plasma engine 130. Plasma engine 130 is working chamber 1
Rotary housing 132 having 33, and working chamber 13
3 and a turbine rotor 134 rotatably arranged in The turbine rotor 134 has a concave portion 134b for forming the low pressure portion 135, and the low pressure portion 135 has the communication port 1
34c communicate with each other. Turbine rotor 134
Drives the output shaft 136. The turbine rotor 134 has a plurality of blades 134a extending in the axial direction at a predetermined angle with respect to the tangential direction, and the blades 134a have a cavity 134a 'having a pressure receiving surface. The rotary housing 132 has a center housing 132a and side housings 132b and 132c, and a central wall 132d at the center of the center housing 132a. Working chamber 133 is side housing 1
It is formed between 32b and the central wall 132d. A seal for sealing the working chamber 133 is arranged between the cover member 137 and the side housing 132b. Side housing 132b and central wall 1
32d includes a cavity 134 of the turbine rotor 134.
Gas guide path 1 for connecting a ′ and the low pressure section 135
38 and 140 are formed respectively. The rotary housing 132 has a plurality of gas supply passages 132e extending in parallel with the output shaft 136 between the working chamber 133 and the discharge chamber 144, and each gas supply passage 132e is a nozzle 132e '.
Have. The gas supply passage 132e has a circular or elliptical cross section or other suitable shape, and is preferably larger than the cross sectional area of the nozzle 132e '. Gas guide path 138, 140
Has one end open to the middle of the nozzle 132e '. The rotary housing 132 includes a plasma forming portion 142 formed on the side opposite to the working chamber 133. Plasma forming unit 14
2 is a central wall 132d and a side housing 1
A discharge chamber 144 formed between 32c and a main electrode 146,
Discharging means 152 consisting of 148 and trigger electrode 150
With. As described above, the main electrode has 300 to 50
A discharge pulse of 0 VDC is supplied, and a trigger pulse of about 40 kVDC is supplied to the trigger electrode 150. The central wall 132d has a communication port 154 provided with a check valve 156 for selectively opening and closing the low pressure portion 135 and the discharge chamber 144. The check valve 156 is fixed to the central wall 132d with a screw 158. Although not shown, a part of the low pressure part 135 may be provided with a water jacket, a heat pipe or other suitable cooling means to cool the high pressure gas.
【００３６】上記構成において、作動室１３３、低圧部
１３５および放電室１４４は排気真空後に１気圧±５％
で前述したような作動媒体が封入される。この状態にお
いて、主電極手段１４６、１４８に放電電源から３００
〜５００ＶＤＣの放電パルスが供給され、同時にトリガ
電極１５０に４０ＫＶＤＣの高電圧のトリガパルスが印
加されると、放電室１４４の作動媒体がイオン化される
と同時に放電によりプラズマが発生して高圧の作動ガス
が発生する。高圧の作動ガスは複数のノズル１３２ｅ’
を介して作動室１３３に噴出する。このとき、ノズルか
ら噴出する作動ガスはタービンロータ１３４のキャビテ
ィ１３４ａ’の受圧面に衝動力を与え、タービンロータ
１３４を図１３において反時計方向に回転させる。この
間に放電室１４４のチェックバルブ１５６は連通口１５
４を密閉する（図１２、１４参照）。仕事を完了した
後、チェックバルブ１５６が開いて低圧部１３５の作動
ガスは連通口１５４を介して放電室１４４に流入する。
この後最初の工程に移行する。このようにプラズマ形成
部１４２の放電室１４４において放電電源からの放電パ
ルスにより周期的にプラズマが発生して、高圧ガスがタ
ービンロータ１３４の受圧面に衝突してタービンロータ
１３４を回転させる。高圧ガスは連通口１５４を介して
低圧部１３５から放電室１４４に循環されて次の工程に
おけるプラズマ発生用に利用される。ロータリハウジン
グ１３２は作動室１３３と同軸上にプラズマ形成部１４
２を備えているためエンジンの構造が簡単となり、大幅
な製造コストダウンが図れる。In the above structure, the working chamber 133, the low pressure portion 135 and the discharge chamber 144 have a pressure of 1 atm ± 5% after evacuation.
The working medium as described in 1 above is enclosed. In this state, the main electrode means 146 and 148 are connected to the discharge power source 300
When a discharge pulse of up to 500 VDC is supplied and a high-voltage trigger pulse of 40 KVDC is applied to the trigger electrode 150 at the same time, the working medium in the discharge chamber 144 is ionized and at the same time plasma is generated by the discharge to generate a high-pressure working gas. Occurs. The high pressure working gas has a plurality of nozzles 132e '.
And is ejected into the working chamber 133 via the. At this time, the working gas ejected from the nozzle gives an impulse force to the pressure receiving surface of the cavity 134a 'of the turbine rotor 134, causing the turbine rotor 134 to rotate counterclockwise in FIG. During this time, the check valve 156 of the discharge chamber 144 is connected to the communication port 15
4 is sealed (see FIGS. 12 and 14). After the work is completed, the check valve 156 is opened and the working gas of the low pressure portion 135 flows into the discharge chamber 144 through the communication port 154.
After this, the process shifts to the first step. In this way, plasma is periodically generated in the discharge chamber 144 of the plasma forming unit 142 by the discharge pulse from the discharge power source, and the high pressure gas collides with the pressure receiving surface of the turbine rotor 134 to rotate the turbine rotor 134. The high-pressure gas is circulated from the low-pressure portion 135 to the discharge chamber 144 through the communication port 154 and used for plasma generation in the next process. The rotary housing 132 is coaxial with the working chamber 133, and the plasma forming unit 14 is provided.
Since the engine is equipped with 2, the structure of the engine is simplified and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【００３７】以上の実施例において、発電システムのプ
ラズマエンジンのプラズマ形成部および低圧部はロータ
リハウジングに一体的に形成されたものとして説明され
たが、これらはロータリハウジングから分離独立して形
成しても良い。プラズマ形成部およびロータリハウジン
グの外周には図示してないが空冷フィンまたは冷却水ジ
ャケットを設けても良い。なお、放電手段は高周波方式
またはマイクロ波方式を採用しても良い。実施例におい
て、ロータリハウジングおよびセパレータは磁器、強化
ガラスまたはセラミック等の絶縁材から構成しても良い
が、これら部材は金属から形成しても良い。この場合、
これら部材において、電極手段を絶縁材によって金属部
材に支持し、さらに電極手段の近辺および放電方向に沿
って金属表面に溶射によるガラスまたはセラミック等の
絶縁コーティングをすると良い。こうすることによっ
て、電極手段の放電時に電流が金属部材に流れることを
防いで作動媒体の放電を効果的に行わせることができ
る。In the above embodiments, the plasma forming portion and the low pressure portion of the plasma engine of the power generation system have been described as being integrally formed in the rotary housing, but they are formed separately from the rotary housing. Is also good. Although not shown, air cooling fins or cooling water jackets may be provided on the outer periphery of the plasma forming portion and the rotary housing. The discharging means may employ a high frequency method or a microwave method. In the embodiment, the rotary housing and the separator may be made of an insulating material such as porcelain, tempered glass or ceramic, but these members may be made of metal. in this case,
In these members, the electrode means may be supported on the metal member by an insulating material, and further, an insulating coating such as glass or ceramic may be formed on the metal surface by thermal spraying in the vicinity of the electrode means and along the discharge direction. By doing so, it is possible to prevent a current from flowing through the metal member when the electrode means is discharged, and to effectively discharge the working medium.
【００３８】本発明では発電システムのプラズマエンジ
ンにおいてロータリハウジングの作動室にロータ手段を
回転可能に収納し、プラズマ形成部に放電用作動媒体を
封入して放電によるプラズマで高圧の作動ガスを発生さ
せ、これによりロータ手段を駆動するようにしたので、
ランニングコストの低いクリーンな発電システムを提供
することができる。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回転毎に大きなトルクが発生し、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ロータリハウ
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プラズマエンジンを長時間駆動する
ことができる。プラズマエンジンからは排ガス等の公害
が全くないため、発電システムによる地球環境破壊を完
全に防止でき、実用上の効果が極めて大きい。In the present invention, in the plasma engine of the power generation system, the rotor means is rotatably housed in the working chamber of the rotary housing, and the discharge forming working medium is sealed in the plasma forming part to generate a high pressure working gas by the plasma generated by the discharge. , So that the rotor means is driven,
It is possible to provide a clean power generation system with low running costs. The plasma engine is small and has high output, has a simple structure, has a small number of parts, is lightweight, generates little noise, generates a large torque per revolution, has little vibration, and has a significantly low manufacturing cost and maintenance cost. . Moreover, since the working fluid can be used permanently, once the working fluid is contained in the rotary housing, the plasma engine can be driven for a long time without supplying any additional fuel from the outside. Since the plasma engine has no pollution such as exhaust gas, it is possible to completely prevent the destruction of the global environment by the power generation system, and it is extremely effective in practical use.
【図１】 本発明の望ましい実施例によるプラズマエン
ジン駆動乗り物のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a plasma engine driven vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
【図２】 図１のプラズマエンジンの一例の断面図であ
る。2 is a cross-sectional view of an example of the plasma engine of FIG.
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図４】 図２のプラズマエンジンのためのパルス放電
電源の一例を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing an example of a pulsed discharge power supply for the plasma engine of FIG.
【図５】 図４の回路の各種波形図である。5 is a diagram of various waveforms of the circuit of FIG.
【図６】 プラズマエンジンの変形例と、そのためのパ
ルス放電電源の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a modified example of a plasma engine and an example of a pulse discharge power supply therefor.
【図７】 図６の回路の各種波形図である。FIG. 7 is various waveform diagrams of the circuit of FIG.
【図８】 プラズマエンジンの他の望ましい例の断面図
である。FIG. 8 is a cross-sectional view of another desirable example of the plasma engine.
【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って示した断面図で
ある。9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
【図１０】 プラズマエンジン他の変形例の断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view of another modification of the plasma engine.
【図１１】 図１０のＸＩ−ＸＩ線の断面図である。11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.
【図１２】 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線の断面図であ
る。12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.
【図１３】 本発明の他の望ましい実施例によるプラズ
マエンジンの断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a plasma engine according to another exemplary embodiment of the present invention.
【図１４】 図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線の断面図であ
る。14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
【図１５】 図１２のＸＶ−ＸＶ線の断面図である。15 is a sectional view taken along line XV-XV in FIG.
２ バッテリ装置 ３ 放電電源 ４ 発電機 ６ 整流器 １０ プラズマエンジン １２ ロータリハウジング １４ タービンロータ １６ 作動室 １８ 放電室 １９ 放電手段 ２０ プラズマ形成部 ２２、２２’ 電極手段 ２３ セパレータ ２６、２６’ ガス案内路 ２７、２７’ 低圧部 ２８ 出力軸 ２９ 冷却部 ３４ カバー部材 ３６ カバー部材 ４８ 放射源ライナー ９２ パルス放電電源 １０２ ロータリハウジング １０３ ロータ １０４ 出力軸 １０５ プラズマ形成部 １０６ 放電電源 １１２ ロータリハウジング １１２ａ 作動室 １１４ ロータ １１８ プラズマ形成部 １２０ 低圧部 １３０ プラズマエンジン １３２ ロータリハウジング １３４ タービンロータ １４２ プラズマ形成部 １４４ 放電室 １５２ 放電手段 １５６ チェックバルブ 2 Battery Device 3 Discharge Power Supply 4 Generator 6 Rectifier 10 Plasma Engine 12 Rotary Housing 14 Turbine Rotor 16 Working Chamber 18 Discharge Chamber 19 Discharging Means 20 Plasma Forming Part 22, 22 'Electrode Means 23 Separator 26, 26' Gas Guideway 27, 27 'Low-pressure part 28 Output shaft 29 Cooling part 34 Cover member 36 Cover member 48 Radiation source liner 92 Pulse discharge power supply 102 Rotary housing 103 Rotor 104 Output shaft 105 Plasma forming part 106 Discharge power supply 112 Rotary housing 112a Working chamber 114 Rotor 118 Plasma forming Part 120 Low-pressure part 130 Plasma engine 132 Rotary housing 134 Turbine rotor 142 Plasma forming part 144 Discharge chamber 152 Discharge means 156 Check valve
Claims (9)
に放電信号を供給する放電電源と、プラズマエンジンに
より駆動される発電機とからなり、プラズマエンジンが
周期的にアーク放電を生じさせる放電手段を有するプラ
ズマ形成部と、プラズマ形成部に連通するノズル手段と
ノズル手段に連通する作動室を有するロータリハウジン
グと、作動室に回転可能に収納されたロータ手段とを備
え、プラズマ形成部と作動室に放電用作動媒体が予め定
められた気圧で封入されていてプラズマ形成部が周期的
な放電によるプラズマで高圧の作動ガスを周期的に発生
させ、この作動ガスを周期的にノズル手段からロータ手
段に作用させる発電システム。1. Plasma formation comprising a plasma engine, a discharge power supply for supplying a discharge signal to the plasma engine, and a generator driven by the plasma engine, the plasma engine having discharge means for periodically causing arc discharge. Part, a rotary housing having a nozzle means communicating with the plasma forming part and a working chamber communicating with the nozzle means, and a rotor means rotatably accommodated in the working chamber, and the discharge forming operation is performed in the plasma forming part and the working chamber. Power generation in which the medium is sealed at a predetermined atmospheric pressure, and the plasma forming unit periodically generates a high-pressure working gas by plasma generated by periodic discharge, and the working gas is caused to periodically act on the rotor unit from the nozzle unit. system.
がさらに低圧部と、作動室の一部と低圧部とを連通させ
るガス案内手段とを有し、高圧ガスがノズル手段からロ
ータ手段に作用しながら低圧部に排出される発電システ
ム。2. The rotary housing according to claim 1, further comprising a low pressure portion and a gas guide means for communicating a part of the working chamber with the low pressure portion, and the high pressure gas acts on the rotor means from the nozzle means. A power generation system that is discharged to the low voltage section.
の接線方向に対して予め定められた角度で延びるように
ロータリハウジングに形成されていて、ノズル手段の入
口側にプラズマ形成部が配置されている発電システム。3. The nozzle means according to claim 1, wherein the nozzle means is formed in the rotary housing so as to extend at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the working chamber, and the plasma forming portion is arranged on the inlet side of the nozzle means. Power generation system.
が作動室と反対側に形成されたプラズマ形成部を備えて
おり、ロータ手段が作動室に偏心的に配置されていて、
ロータ手段が複数の可動ベーンを有する発電システム。4. The rotary housing according to claim 3, wherein the rotary housing comprises a plasma forming portion formed on the side opposite to the working chamber, and the rotor means is eccentrically arranged in the working chamber.
A power generation system in which the rotor means has a plurality of movable vanes.
が同軸上において作動室と反対側に形成されたプラズマ
形成部とプラズマ形成部から作動室に連通するノズル手
段を備え、ロータ手段が複数の受圧面を有するタービン
ロータからなる発電システム。5. The rotary housing according to claim 3, further comprising a plasma forming portion coaxially formed on the side opposite to the working chamber, and nozzle means communicating with the working chamber from the plasma forming portion, wherein the rotor means has a plurality of pressure receiving surfaces. A power generation system including a turbine rotor having:
に接続された電極手段からなり、放電電源が高電圧小電
流の放電電流を電極手段に供給する第１電源と低電圧大
電流のメイン放電電流を電極手段に供給する第２電源と
を備えたパルス放電電源からなる発電システム。6. The first power supply for supplying a discharge current of a high voltage and a small current to the electrode means and the main body of a low voltage and a large current according to claim 1, wherein the discharge means comprises an electrode means connected to a discharge power supply. A power generation system comprising a pulse discharge power supply having a second power supply for supplying a discharge current to the electrode means.
のイオン化を促すトリガ手段を備え、パルス放電電源が
トリガ手段にトリガ信号を供給するためのトリガ信号発
生手段を備えている発電システム。7. The power generation system according to claim 6, wherein the discharge means includes trigger means for promoting ionization of the working medium, and the pulse discharge power supply includes trigger signal generation means for supplying a trigger signal to the trigger means.
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種の希ガスを含む放電用ガスから
なる発電システム。8. The power generation system according to claim 1, wherein the working medium for discharge is a discharge gas containing at least one rare gas selected from helium, argon, neon, xenon, and krypton.
さらに、発電機により充電されるバッテリ手段を備え、
放電電源がバッテリ手段に接続されている発電システ
ム。9. The plasma engine according to claim 1, further comprising battery means charged by a generator,
A power generation system in which a discharge power source is connected to a battery means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31898394A JPH08144931A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Power generating system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31898394A JPH08144931A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Power generating system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144931A true JPH08144931A (en) | 1996-06-04 |
Family
ID=18105185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31898394A Pending JPH08144931A (en) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | Power generating system |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH08144931A (en) |
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