技术领域
[0001] 本
发明所涉及的领域:技术领域为在
核聚变过程或使用
氧的燃烧过程中利用常规
燃料或利用氢压缩任何气体并且将
热能转化为机械能或
电能。
背景技术
[0002]
现有技术状态:关于气体压缩,存在用于
活塞和热
力或电力发动机的选择性驱替的活塞式
压缩机和用于
连杆-
曲柄、螺杆式压缩机、液体活塞、
叶片(根部)以及径向离心或轴向类型以及向心式
气体压缩机的传动装置(1986年10月18日提交的P8602668,1988年1月7日提交的ES2002041A6
公报)。关于热能转化为机械能或电能,现有技术使用内燃发动机、往复活塞和连杆-曲柄系统、喷气式发动机、
火箭发动机和燃气
涡轮发动机或来自稍后的常规燃料或核聚变的
蒸汽。
[0003] 在本
说明书所为之撰写的PCT
请求中,要求以下西班牙
专利的
优先权日:2013年12月17日提交的标题为“Celeste impulse engine”的201301160;2014年1月27日提交的标题为“Celeste impulse engine,drive motor propellant ceramic circular and omnidirectional”的201400068;2014年2月17日提交的标题为“Circular drive motor with neutralization system of flue gas”的201400114。
[0004] 在这些引用的国家专利之中,已起草对现有技术的相关报告和书面意见。OEPM的和分别在2014年5月9日、2014年10月31日和2014年11月26日公开的这些报告和书面意见收集了与本项目有关并与热能转
化成机械能有关的现有技术。
发明内容
[0005] 技术问题:在
往复式发动机和喷气式发动机中的
涡轮机中,
氧化剂的实验
温度和/或压缩比施加了限制;需要增加产量的上述参数的很高的值是不允许的,因为它们破坏机构。发动机缺乏驱动车辆的定向能力。另一问题是现有技术的发动机由于向大气中持续排放微粒物质而污染环境。在核聚变中,它们作为热能的用途正在调查,并且已出现两个问题:用于实现聚变的
能量转移和过程的
稳定性。
[0006] 提出的方案:对于内燃发动机而言,(图1、2、3和4)通过简化与火焰
接触的机构、将这些限制为在内部由具有支持数百个
大气压所需的厚度的耐火陶瓷(41)和
镀层
钢板(40)保护的球形腔室(4)来实现比现有技术高的温度。利用
牛顿第三定律,即作用和反作用,通过排气
喷嘴射流(39)使热气体以高超音速离开
燃烧室。球形腔室呈圆形,使得反作用推力与该圆的半径相切,从而在圆的轴(2)上产生旋转运动和转矩。为了实现在任意方向上的推
动能力,安装
角动量的补偿旋转惯性
质量(43)并且推进系统(32)能根据预定向量引导燃烧气体的输出。如果它是航空器,则
飞轮的旋转补偿角动量。为此,在共用轴上安装两个等球形轮,从而支持一者在另一者上的旋转。
蜗杆和螺旋
齿轮系统允许改造竖直轴球轮和因此与
马达的
水平对称平面有关的推进反应。
[0007] 基于作用-反作用的原理的推进系统需要将大量氧化剂喷射到腔室中以获得高推力和高热效率,这需要以高或很高的压力喷射氧化剂。一种解决方案在于结合压缩机惯性活塞、方法和机构,其用以利用向心
加速度来通过
气缸(10)内的活塞(9)压缩氧化剂(空气),与
活塞式压缩机相似,但不使用
曲轴和连杆-曲柄传动。该气体压缩程序可应用于需要旋转系统内的高压力或极高压力或大量压缩气体的任何其它工业活动。
[0008] 避免了微粒物质造成的大气污染,通过内部
热交换器(21)使来自燃烧的水蒸气冷凝。水掉落至发动机的底部并
吸附这些粒子。这些粒子被储存在罐(23)中,直至通过设备的维护而被取走。
[0009] 在将氢用于核聚变过程的发动机中,(图5、6、7、8、9和10),执行核聚变过程的燃烧室(49)呈球形并在内部由具有耐受数千个大气压所需的厚度的耐火陶瓷(80)和镀层钢板(81)保护。这些腔室呈圆形布置并使用作用-反作用原理,从而在高压球体中产生动力蒸汽。该蒸汽通过很快地加热液体(Hg)而产生,所述液体充满球体并由于球体的旋转、液体的
密度和“静液柱”
转弯半径所引起的离心加速度而承受高压力。经由差压机构(64)将具有小长形氢气泡(91)的胶囊(79)导入该液体中,在所述胶囊上施加恒定的
磁场(87)和可变
电场,同时施加RF(射频)(72),两者彼此垂直,从而将胶囊内部的氢转化为具有感抗特性的
等离子体。该过程由于数百万个带电微粒在等离子体中以相同方向但不同半径旋转而发生。该几何形状产生百万分之一亨利的互感系数“L”。
频率为数百万Hz且
电流为数千安的RF源的功率峰值(72)通过对气泡的阻抗(L.ω)的焦
耳效应并通过利用每次改变电场的方向时产生质子旋转的反向扩大“截面”来转移封装的氢的聚变开始时的能量,所述方向改变迫使质子沿它们的旋转切线离开,一些旋转切线位于同一路径但相反的方向上。该过程是周期性的和脉冲的。氢的聚变热破坏胶囊(86)并使球体内部的液体
蒸发。该蒸汽离开具有通过差压开闭的关闭机构(82)的球体
推进器(74)。对蒸汽的排出的反作用维持球体的回转圆和旋
转轴中的转矩,从而将热能转化为机械能。液体蒸气在圆形热交换器(65)内冷凝并返回球体以用于新循环。
[0010] 本发明的技术优势:对于内燃发动机而言,可以提高热性能,提供使用具有该定向能力的发动机驱动车辆的可能性,并消除其中一部分有毒的未燃燃料的粒子(污染物)造成的污染。
[0011] 该气体压缩机惯性活塞针对任何类型的气体或气体与液体的混合物提供性能和压缩比方面的优势,以及改进的旋转系统内的高压力和高体积
排量方面的优势,并且可以使用各种材料(包括液体)的活塞。
[0012] 核聚变的过程将焦耳效应用于聚变的能量转移并且不需要用于牵制等离子体的额外成本,因为它是脉动过程,还具有实现了将热能直接转化为机械能的增加的优点。
[0013] 本发明的详细说明:本发明涉及一种用于利用常规燃料包括氢将热能转化为机械能的新颖工艺、一种压缩气体及其多相混合物的新方法、一种新核聚变工艺和执行上述程序所需的设备。
[0014] 圆形推进喷射式压缩发动机:(图1、2、3和4)。采用常规(气体或液体)燃料工作,具有支承在轴向
轴承(19)上的竖直中
心轴杆(2)并设置有用于切向效力的
径向轴承(20)。
机械臂(3)与该轴杆相结合地固定并且在这些机械臂的端部处安装有球形镀层耐火陶瓷燃烧室(4)。螺线管装置(5)和控制系统(31)将化学计量的燃料和氧化剂喷射到腔室(4)中。燃料通过中心轴杆(2)的一端经
旋转接头(1)供给,所述中心轴杆为了这些效果在轴向上是空心的。氧化剂(空气)经
过滤器和消声器(18)在轴的另一端提供。在喷射到燃烧室内之前,燃烧空气由气缸(10)内的往复活塞(9)压缩至高压。氧化剂(空气)通过位于轴(8)的一端处的旋转
阀(17)和进气
门(12)渗透到这些气缸内。活塞在安装在气缸(10)内侧的中央部中的直
线轴承(13)的引导下横向于所述中心轴杆移动(水平移动)。使活塞往复运动的力等于其质量与质心
向心加速度关于中心轴杆的转弯半径的乘积。为此,轴(8)通过轴向轴承和径向轴承抵靠在圆形平台(6)和(7)上。这些平台将中心轴杆的旋转传递到呈圆形线形式分布的轴,同时各轴自转。后一种旋转运动根据不同的制造方式可以在低速发动机中连续执行或对于高速发动机而言间歇地执行,并且在这种情况下,它可以是机械的或
电子机械的。在连续模式中,轴(8)通过
链轮(14)的作用进行缓慢自转,所述链轮与减速系统(42)齿轮连接,所述减速系统又与固定在支承结构上的圆形
齿条(15)接合。在机械类型的
间歇模式中,各轴(8)形成一组两个部分,上部包围气缸和被驱动部件并且下部是导电的,直线轴承属于开放型并利用槽安装在与直线槽重合的下母面上,被保持在气缸的中央。与活塞的下部和中央部连接的杆(99)可通过两个槽滑动。当活塞到达其
压缩行程的终端并且此时离心场的强度最大且杆作用在
弹簧上以使
离合器闸瓦与两个轴接合(100)时,将下部轴的旋转传递到转动半圈的具有气缸的上部轴,刚好直至杆由于离心场的强度沿反方向推动而停止
挤压弹簧为止。当活塞位移完成新的压缩时,该循环重复。在电子机械间歇模式中,不需要齿条(15)并且
电动机附接在圆形平台上。该电动机借助于蜗杆和链轮(14)将旋转传递至
副轴(8)。气缸的各基部中的
位置检测器检测活塞位置并在活塞到达其行程终端时为电动机提供操作指令。在气缸完成半圈转动时,限制
开关停止发动机,发动机保持静止,直至相对基部的位置检测器重新起动。
[0015] 在任何替换制造系统中,活塞在气缸内往复运动,同时在离中心轴杆基部最远的基部上压缩空气,紧邻中心轴杆的最近点将空气抽送到气缸内。对于给定尺寸和质量的活塞而言,体积排量与中心轴杆的
角速度成正比且空气的压缩与角速度的平方成正比,这也可以实现高压缩比。系统支持多于一级的压缩,从而将彼此上下安装的两个或更多个气缸横向地安置在同一轴上并继而维持它们之间的相同相对位置。如此地实现多级,即通过将来自第一级的压缩气体的排气口与直接上一级的进气口连接,以此类推直至最后的排气口与输出旋转接头连接来实现。
[0016] 在高压和高温下的压缩的燃烧空气(绝
热压缩效应)经旋转接头(37)引导,其与燃料成化学计量比地控制注入而被注入到燃烧室(4)中。燃烧的高温使腔室内的压力迅速上升。这引起图3的排气喷嘴(39)排出气体。气体离开时是热的,因为气体离开喷射反作用发动机时不存在温度限制,原因在于不需要涡轮来驱动压缩机。这连同氧化剂的上升的压力一起允许增加推力并因此提高热性能。在高温下推进的气体不是直接排入大气中。在它们通过
中间冷却器环(21)在发动机内冷却之前,使来自燃烧的水蒸气冷凝并使来自内燃发动机的固体粒子(污染物)随同来自冷凝的蒸汽的水滑动至发动机的底部(23)。在定期维护时将它们除去。
[0017] 发动机起动需要辅助电动机来达到设计角速度。这由马达(27)和齿轮(28)执行。不可冷凝的气体经催化剂消声器和过压打开闸门(30)排出。所产生的动力经中心轴杆传递到
小齿轮(46)以用于相应用途。
[0018] 对于静止发电和其它用途而言,马达-压缩机将由金属支承件(26)和抗震底座(45)锚固在地面上。对于车辆中的用途而言,需要通过球轮补偿仅沿一个方向旋转时产生的角动量且因此得到的角动量始终最接近零。对于该系统而言,实施旋转惯性质量
块(43),其由轴承轴向滚柱(44)支承在滑轨上,所述滑轨一体形成在球体(3)的支承臂中。惯性质量块绕中心轴杆(2)自由旋转。在起动之前,组件的角动量为零。在起动时,系统包括两个旋转质量块,一个是马达且另一个自由搁置在前一个上。角动量的守恒原理将使自由惯性质量块(43)与马达中心轴杆(2)和球体(4)相反地旋转,使得得到的角动量保持为零。
[0019] 在车辆中,可以使用马达作为操作元件并通过能改变排气喷嘴射流(39)的球体电动机(32)进行车辆的转向操纵,所述排气喷嘴射流在球体从圆周的确定圆弧通过时具有径向分量和切向分量。径向分量的力产生相对于
旋转轴(2)的横向力和因此总体上的方向向量。
[0020] 对于航空运输而言,同一轴上的两个球轮和推进器彼此上下旋转并保持得到的角动量为零。这种情况下,共用轴由被支承在轴承上的半圆形结构支承。该结构在金属导向件上滑动,这允许
修改其关于车辆的水平面的垂直度。该修改利用电动机执行。该电动机驱动蜗杆。该组件被固定在车辆结构上并且涡轮被固定在
螺旋齿条上,所述螺旋齿条附接在半圆形结构上。导入控制面板中的方向向量将对蜗杆的电动机和球体电动机产生同时旋转的指令,根据控制面板的指令,蜗杆将使电动机轴倾斜并时球体的电动机旋转,使得横向于轴的推力分量在垂直于中心轴杆的方向上具有适合的值。
[0021] 辅助电动机(27)是可逆的并且可当在热发动机不能提供轴杆(46)需要的功率时用作发动机起动机,或在热力推进器(39)超过轴杆(46)的需求时用作发
电机。为此,存在向中心轴杆的
控制器发送转速的转速计(34)并且存在设计用于在这些转速维持在狭窄的操纵余地内的
软件。当功率需求下降时,中心轴杆加速并且电动机(27)也加速;其
转子压倒
定子的旋转磁场并发电,从而对
电池充电。当转速计指示速度下降时,存在热发动机不能提供需求动力(46)的迹象;然后,电动机(27)开始作为辅助发动机做功,消耗电池电力,并且帮助维持中心轴杆的恒定转速,与混合发动机相似。
[0022] 在核聚变过程中利用氢做功的圆形推进喷射式压缩发动机:(图5、6、7、8、9和10)。它具有由径向轴承(50)和径向轴承(51)支承的竖直的中心轴杆(47)。圆柱形的支承件(53)和完全封闭的结构为锚
固件提供了
轴承盖。金属臂与中心轴杆结合。在它们的端部(49)支承空心球体的这些臂除被锚固在中心轴杆(47)上之外还抵靠在圆形滚柱(52)上。球体的内壁由耐火陶瓷(80)保护且球体由厚度足以耐受数千大气压的压力的钢或
铸铁(81)包封。上述陶瓷和铁保护层两者由全都液压地互连的小型管道(60)和(83)的网络穿孔。在球体内安装有直
流线圈(61)。这些线圈封闭它们的与细小管道的端部交叉的磁通,所述细小管道在它们最接近中心轴杆的点穿过球体。这些管道(88)与位于中心轴杆(47)的顶部的罐(57)液压地连接。该罐被完全封闭和电绝缘且其容纳
导电性良好的高密度和高流动性液体(Hg或任何其它具有相同特征的液体)。罐和液体随同中心轴杆一起旋转。液体与高频率和高峰值强度的RF源(70)连接,所述RF源仅用来自中央控制器(72)的指令激活并且仅激活很短的时间。第二罐(56)与前一罐(57)同心并连同其一起安装,从上方电绝缘,容纳液体(Hg),接地(71)并与小型管道(60)和(83)的网络液压地连接。这些管道向内穿透
覆盖球体的金属和陶瓷。液体将球体(49)的内部、管道(58)、(59)和(60)以及罐(56)和(57)完全充填至它们的液位,从而在发动机停止时存在遍及零电位的液体的电连接,或它在RF源未被激活时工作。在图10所示的胶囊中准备燃料。这些胶囊各自都呈圆锥形并一个细小毛细管(93)在其轴向轴中穿孔,所述毛细管以百万分之一克的级别被充填氢和氘。位于胶囊的最小基部上的毛细管的端部由金属末端(90)(钢)封闭且相对端由插塞(89)封闭。在球体内部,液体压力使插塞断裂并且液体与毛细管内部的氢直接接触,从而压靠在另一端上。胶囊(88)的较大基部由高密度的绝缘材料制成,从而引起胶囊的较大基部比较小基部重。胶囊(92)的其余部分由电绝缘性良好、低密度并且不透氢分子的材料制成。
[0023] 燃料胶囊经由与枪械的子弹蜂窝结构(combs bullets)相似的“胶囊蜂窝结构(peine de cápsulas)”(85)的系统组成的供给器(75)导入各燃烧室中。此外,供给器具有
液压缸(77),该液压缸具有对应的
柱塞(78)的双动
控制阀(76)。液压缸通过差压工作。与球体的液体接触的柱塞表面小于保留在缸内的表面。如果球体的液体的压力上升,则柱塞收起,而如果两端的压力相等,则柱塞伸出。当柱塞收起时,其将胶囊装载在其端部处所具有的空腔中。当柱塞伸出时,它将该胶囊(79)存放在球体的液体中。
离心力推动胶囊蜂窝结构(80),因此胶囊在柱塞收起时被逐一导入柱塞的空腔中。燃料胶囊一旦导入球体(79)的液体中便朝最接近旋转轴的部分移动,因为它们密度低于液体并且整个组件承受强离心加速度,胶囊如图9所示被“包埋”。胶囊在其金属末端(90)与从罐57供给的毛细管液体(88)物理和电气接触的状态下被包埋。在胶囊被包埋的同时,细小管道(88)中的液体与球体的液体之间的电气连接被中断,因为胶囊具有绝缘壁,从而将胶囊内的小压缩氢气泡留在两个
电极之间,一个电极是安置在管道(88)中的小基部的钢末端(90)且另一电极是球体的液体(Hg)。电气连接的中断是由控制器(72)接收的将RF能量作为脉冲和生长发送到罐(57)的液体(Hg)的
信号。电极(90)经回路液体(58)和管道(88)接收该RF能量。该RF能量在胶囊的两个电极之间引起
电弧。该电弧使氢
离子化,从而将其转化为等离子体,并且RF的
脉冲电场和电磁体的恒定磁场的组合作用将该等离子体转化为感抗(电感“L”的值很小,但阻抗XL对于RF源的交流电流的高频率而言是很大的值)。此时,高RF的峰值通过满足以下而引起氢核的聚变:从高
压实度泡核并针对所需的时间推导的劳逊判据;来自使高强度电流从
电阻-电感元件通过的焦耳效应的热能;质子和氘核在电场的方向改变时被迫形成的旋转方向的改变所引起的氢核的截面的显著扩大。
[0024] 球体具有用于蒸汽和热液体高速离开的推进器(74)。这些推进器具有与通过差压开闭的开闭器(82)。当管道外部和球体内部的
流体压力相等时,表面差压产生关闭开闭器的差压(图8)。如果球体内部发生压力的快速上升,则压差打开开闭器(图7)。在发生快速升温时,液体在与很小的点接触时蒸发,但经历核聚变产生的极高温度。该蒸发不意味着液体体积的增大或气泡的能量损失,因为液体高于其
临界点并且从液体到蒸气的转化在零
焓下进行,但它涉及液体自身及其蒸汽的膨胀和气泡在核聚变时的膨胀引起的球体中的内部压力的上升。
[0025] 压力的上升打开开闭器并且蒸气和液体以高线性速度经其离开,同时新液体经通过旋转组件的离心力升压的管道(其穿过球体)(83)和(88)进入球体。该新液体用作内部冷却元件,蒸发并经开闭器再次离开,直至聚变时产生的热能全都转化为蒸汽和推进器中的反作用推力。核聚变包括立方毫米级别的尺寸点,但温度为约2000万K。通过在球体的内部膨胀,气泡的热能在很高的压力下膨胀但在其表面的所有点完全相同,由于液体和其周围的蒸气,球体内液体或蒸气
定位成与旋转轴等距的两个不同点之间不可能存在差压。与聚变相关的能量(和温度)被分配到该表面上且其单位面积的值增大并随离聚变原点的距离的平方衰减。这意味着当气泡在膨胀时达到立方厘米级别的尺寸时,其表面温度将为200000K的级别,并且在达到立方分米时可通过球体内经受连续冷却处理的陶瓷壁
支撑温度。设备的机械稳定性需要确保喷射到胶囊中的氢的量、球体的内部尺寸和其冷却能力之间的平衡。
[0026] 热蒸气和液体以两个速度分量经排气喷嘴离开,一个是与聚变相关的热能的切向导数,所述热能是发动机推力的来源并且随温度衰减,且一个是与其倾向于跟随旋转系统的弯曲路径的惯性质量相关的径向导数。该速度分量用于在由铁管形成的环形交换器(63)中冷却热蒸气和液体,所述铁管的内部被保护以防止氧化并且
冷却水在其内循环。该组管道占据发动机的整个圆形周边和内部。冷凝和冷却后的蒸气滑移至发动机的底部,在此它们被储存(64)并且
泵系统(65)将它们提升到上部罐(56)和(57)。
[0027] 初始起动需要辅助起动器(54),其将旋转系统设定为其达到球体内部的工作压力所需的设计速度。该组件用作大型飞轮,这意味着其旋转时的稳定性高。计算机控制系统(72)和特定软件控制运转。可获得的能量由链轮(66)和
传动轴(67)使用。
[0028] 设计用于核聚变的圆形推进喷射式压缩发动机可用于通过在图10所示的燃料胶囊的内部准备的氢(95)和氧(94)的化学计量混合物的常规燃料来将热能转化为机械能和/或电能。这种情况下导电液体是盐水,并且如上所述,该盐水将到达上部存放层次(56)和(57)并且将充满管道(58)和(59)以及球体(60)和(83)的内孔。与前一区段中的工作相似,辅助发动机使该机构具有达到比水的临界点高的球体内部的压力所需的转数设计。一旦达到这些转速,燃料胶囊的供给器的控制阀便释放供给缸(77)的柱塞(78),该柱塞通过差压移动到球体的液体(盐水)中,从而将胶囊(79)存放在该液体中。由于其相对于盐水的低密度和向心加速度,胶囊将在液体中移动以便到达管道(88),胶囊将保持被包埋(86)在该管道中。此时,罐(56)和(57)之间的电气连接被中断。当控制器检测到罐(56)和(57)之间的电气连接的中断时,其通过将罐(57)连接(70)而发出脉冲高
电压。该脉冲通过毛细管(88)到达胶囊的与液体接触的电极(96)并由于相对的电极(97)经球体的液体接地而跳过电极之间的电弧,从而提供氢-氧反应和混合物的燃烧的激活能量。对于高于其临界点的水,其在球体内变成蒸汽,但其在火焰上的密度或压力不变,其体积也不变且不吸收状态变化所产生的焓,且因此火焰不会冷却。球体内部的压力上升由氢和氧的气泡在沉没燃烧时的剧烈膨胀产生;其变成水的
过热蒸汽和
热膨胀。该压力上升打开作为球体(74)的喷射推进器的开闭器(82),从而留下高温和高速的水和蒸汽,产生推力,并且将热能转化为机械能。
[0029] 推进器外部的水蒸气在环形交换器(63)中冷凝并作为液态水滑移到发动机储器(64)的底部。泵系统提升罐的水位并且这些罐将水供给到球体(56)和(57)以开始新的循环。
附图说明
[0030] 为了该说明,我们使用了出于说明的目的示出且非限制性的附图的顺序标号。
[0031] 图1表示使用常规燃料的电动机-压缩机和针对车辆的可能应用的截面图。起动必须由辅助电动机(27)完成,所述辅助电机通过齿轮(28)使轴杆(2)达到它们与设计一致的转速。液压型旋转接头(1)供给燃料。燃料经在轴杆(2)上轴向地钻出的管道和在支承臂(3)中钻出的管道输送到喷射器(5)。在旋转接头的同时,在轴杆(2)的底部供应用于燃烧的空气并配备有过滤消声器(18)。该空气经过轴杆(2)的管道并与
气动和低压型旋转接头(17)连接。通过在轴(8)
中轴向地钻出的管道,空气到达进气门(12)和气缸(10)。这些气缸一体形成在轴(8)中,并且在它们中,轴杆(2)和轴(8)的旋转的组合作用通过水平地反复移动的活塞(9)的径向推力压缩用于燃烧的空气,所述活塞由直线轴承(13)支承在气缸(10)内。经压缩的热空气经排气门(11)和用于高压和高温的气动型旋转接头(37)到达喷射器控制器(5),其以与燃料的化学计量比进入燃烧室(4)。球体电动机(32)沿径向或切向并且在包含球体的旋转的平面内引导燃烧气体的输出。平台(6)和(7)为气缸的轴(8)提供支承并使它们绕轴杆(2)循环旋转。
螺母(16)将链轮(14)保持在轴(8)的端部上。热交换器(21)通过使所产生的水蒸气冷凝(30)以在
发动机罩内的燃烧气体向外部离开之前将它冷却。来自蒸汽的热水落入发动机内的罐(23),从而将燃烧发动机中产生的微粒(污染物)吸入其液滴中。记录(25)允许发动机的定期清洁。随轴杆(2)自由同心转动并搁靠在止推轴承(44)上的惯性质量块(43)补偿该组件的旋转的角动量。基部(26)为轴杆(2)的止推轴承(19)提供支承并且封闭的筒状
外壳(24)将径向型轴承(20)支承在适当位置。支承件(45)将发动机与车辆底盘连接。齿轮(29)和(46)输出所产生的动力。面板(31)借助于
计算机系统和特定软件控制运转并从以下部件接收信号:转速计(34)、rpm中心轴杆、内部温度的
温度计(38)、球体的发动机控制器(32)、辅助电动机(27),并通过摩擦环(35)和管道(33)的动力控制喷射器(5)旋转。
[0032] 图2示出机械和间歇模式下的轴(8)的旋转驱动的细节。杆(99)旋拧到活塞的中心并推动且其端部压紧圆形离合器(100),从而使轴的底部与顶部接合。
[0033] 图3表示发动机在由钢质外壳(40)形成的燃烧室的高度处的平面剖视图,所述外壳在内部涂覆有耐火陶瓷(41)。燃烧气体经排气喷嘴(39)离开。
[0034] 图4表示发动机压缩机气缸的平面剖视图。链轮(14)通过与减速组件接合而将旋转传递到气缸的轴,所述减速组件由蜗杆和使轮(14)与蜗杆接合的齿轮(42)形成。该组件的直径较大的轮接合在固定于圆形支承结构上的金属齿条(15)中。
[0035] 图5是使用氢作为燃料的电动机-压缩机和可能的发电应用的截面图。罐(56)和(57)容纳汞。该流体充填将罐与球体(49)连接的管道(58)和(59),以及它们各自的球体和内部通路(60)。电动机(54)和齿轮(55)执行起动,直至轴杆(47)达到设计速度。臂(48)附接在轴杆上。这些臂在它们的端部处支承球体(49)。中心轴杆的轴向轴承(51)、上述轴(52)的径向轴承(50)和圆柱形滚柱支持旋转效力。所有轴承都被支承在圆柱形的金属体(53)上。该圆柱形的金属体密封发动机。热交换器(63)冷却发动机运转时产生的汞蒸气并且液态汞流到罐(64)中,泵将其从该罐提升到罐(56)和(57)。每个球体都具有通过摩擦环(62)与控制器(72)连接的直流线圈(61)。控制面板经由计算机和特定软件控制运转,为此控制面板除其它参数外已接收内部温度的温度计信号(69)、线圈(61)、液体泵(65)、起动马达(54)的工作和轴杆旋转输出功率(67)的转速计信号(68)。RF源(70)由控制器启动。抗震底座(73)将发动机支承在地面上。
[0036] 图6表示球体的轮的高度处的水平面截面图。排气喷嘴(74)排出速度和温度很高的汞蒸气和液体。各球体在排气喷嘴的相对侧结合了燃料供给器(75)。
[0037] 图7表示球体和燃料推进发动机的打开的供给器的平面剖视图。螺线管(76)利用双差压作用的柱塞(78)控制液压缸(77)的致动。柱塞的端部处的腔室(79)将容纳H2和D的小胶囊收纳在充填有压力极高的液体的球体内。球体由钢质外壳(81)形成,所述外壳具有通过充填有流体的细直径管道(83)形成的钻孔。球体的内侧具有耐火陶瓷的涂层(80)。排气喷嘴包括筒状本体,液压开闭器(82)可在该筒状本体内向内滑动,所述液压开闭器由电子阀(84)控制并通过差压工作。
[0038] 图8表示球体、燃料供给器和排气喷嘴的关闭的开闭器的平面剖视图。燃料供给器具有胶囊蜂窝结构(85),其终止于棘爪弹簧中以逐一装载到柱塞的腔室内。当胶囊已被存放在球体内时,其通过自身的低密度朝最接近旋转轴的点移动。
[0039] 图9是包埋的胶囊在核聚变的前一刻的伸展。胶囊(86)中断与RF源(70)连接的汞管道(88)和接地的汞球体之间的物理和电气连接。胶囊内的H2和D与线圈的磁场的线(87)交叉。
[0040] 图10表示容纳于薄毛细管(91)内的H2和D的胶囊的竖向剖视图。金属末端(90)的电极封闭最薄的轴端且插塞(89)封闭另一端。本体材料(92)是电绝缘体且其质心紧邻直径较大的端部(93)。
[0041] 图11表示H2和O2的胶囊的竖直平面剖视图,所述胶囊可用于针对核聚变设计和建造的同一发动机中,以盐水代替汞并使用单个RF电压脉冲。O2和H2导入由隔板(98)隔开的胶囊(94)和(95)中,因此有两个空间。两个金属电极(96)和(97)封闭上述两个空间。
具体实施方式
[0042] 可行的制造方法的说明
[0043] 使用常规燃料的圆形推进喷射式压缩发动机的制造:在陶瓷工厂中,球体的内侧在组合模具中由耐火陶瓷制成,具有喷射燃料、氧化剂和气体的输出所需的孔。在
铸造时,球体的钢质外盖由两块钢部件制成。该钢质外盖通过钢螺钉封闭在陶瓷部件上。在钢质外盖上,在适当位置形成钻孔和
螺纹,以便一方面连接燃料喷射器(5)和氧化剂,而另一方面连接排气喷嘴和推进取向的电动机。同时,中心轴杆(2)由圆锥形构型的钢制成并且一旦被加工好,它便接受表面硬化
热处理。此外,形成用于向喷射器(5)供给燃料和氧化剂的加工成的轴向和横向钻孔。球体(3)的臂由轧钢制成并通过与轴杆同心的钢圈与中心轴杆接合并使用螺钉
锁定在其上。将
垫圈形的轨道安置在臂上,针对锚定螺圈将其内径和其外径调节为适合轴向轴承支承件(44)。
[0044] 圆形平台(6)和(7)由轧钢板制成并通过针对轴和轴承
套管支承件钻孔来进行加工。对平台进行用于调节轴向轴承的机械
研磨并进行螺纹钻孔以用于与中心轴杆的机械连接。同时,副轴(8)形成为具有用于氧化剂的输入和输出以及旋转接头(17)和(37)的接合的轴向和径向孔;并且在相应区域中形成横向钻孔以支承气缸(10)。在轴的下端处加工用于螺母(16)的螺纹。将该螺母附接到链轮(14)上。可以在市场上购买适当长度的气缸(10),因为它们的生产是标准的并且仅需内部研磨以完美配合活塞(9)的头部。活塞由钢制成并且它们的外表面接受渗
碳处理。直径大于中央本体的活塞的端部是可移除的并通过螺钉固定在中央本体上。这些端部结合了与气缸的内表面滑动配合的部段。不同的齿轮(14)和(42)和圆形齿条(15)是标准制造的并且通过加工来针对轴的直径调节中心孔口。整个设备的底盘(24)由轧钢或
铸铁制成并具有三个部分:下部、中部和上部。在中部中,安装有热交换器(21)环且其由
不锈钢管以及发动机的冷却水的输入和输出接头(22)构成。在设备的基部,通过金属支承件安装有圆形齿条(15),并且
机械加工用于进气的孔(18)。此外,在基部有:清洁检修孔盖(25)、用于来自燃烧的水的孔口(36)、将径向轴承(20)固定在中心轴杆的基部上和用于加工轴向轴承座(19)的孔。在设备的上部本体或底盘有:固定催化剂(30)所需的孔、起动马达(27)的消声器托架和通向中心轴杆(2)的上部径向轴承的通路。
[0045] 装配开始将基部(26)锚固在底座(45)上并且将进气道、消声器和过滤器(18)安置在基部上。然后,安装下部本体底盘(24)和止推轴承(19)。然后使径向轴承在中心轴杆的下端处接合。该轴杆位于止推轴承(19)上,从而留下穿过通过滑动配合与进气道(18)接合的轴杆的空气入口。一旦该工序完成,就从中心轴杆的顶部将下平台(7)以其锚固钢圈插入中心轴杆中。将带有活塞和气门的各气缸安置在其相应副轴(8)的横向孔内并且将该组件固定在下平台(7)上,其中该组件抵靠在轴向轴承上并通过固定在平台上的径向轴承维持垂直度。在平台(7)下方,使用螺母(16)将齿轮(14)固定在轴(8)上并且将旋转接头固定在空气入口(17)上。将轴承和减速机蜗杆固定在该平台上(42)。此后,使齿轮(14)和齿条(15)接合。利用用于气动回路的标准元件将轴杆(2)的空气入口与旋转接头(7)结合。然后,通过将螺钉紧固在中心轴杆(2)的钢圈上来组装上平台(6)。将轴(8)的头部的径向轴承组装在上述平台上。将旋转接头的压缩空气排出部安装在轴的上端上。然后,在排出阀(11)与轴(8)的上端的旋转接头排出部之间形成气动连接。一旦该过程完成,则必须使用紧固钢圈将支承球体的臂组装在中心轴杆(2)上。该钢圈从轴杆的顶部导入,下滑至它就位为止,从而搁靠在轴杆的台阶上,并且使用螺钉将钢圈固定在轴杆上。将用于氧化剂和燃料的标准制造的喷射机构(5)组装在臂上。接下来,将球体(4)固定在臂的端部上并借助于耐高压和高温的软管完成喷射器的气动连接,从而允许球体在其垂直轴线上的一定旋转和引导推进器的马达(32)。然后,将轴向止推轴承(44)装配在臂的滑轨上,并且在臂上提供设置有允许与中心轴杆(2)同心的自由旋转的径向轴承的组件(43)的角动量的质量补偿。一旦该组合完成,就进行喷射器(5)、发动机(32)和室内
温度控制器(38)的线连接。需要与控制器电连接的旋转元件连接到摩擦环(35)。在该组合阶段,组装设备的中间本体,通过螺钉和标准制造的耐高温的合成扁平
垫片将其附接到设备的基部的本体上。该中间本体在环形热交换器(21)的内侧带有用于与外部冷却回路(22)液压连接的配件。接下来,执行电气摩擦环的输出连接并通过螺钉和
密封件将上部本体安装在中间本体上,从而关闭发动机。该上部本体具有以下标准制造的包埋元件(30);不可冷凝的气体出口的消声器,N2O2中的2NO分离的催化剂,和通过过压打开以排出所产生的气体的打开闸门。此外,上部本体加入了用于中心轴杆(2)的上部径向轴承的托架套管的接合和起动机的接合的孔。该起动机及其传动装置(28)组装有用于动力输出的带齿小齿轮(29)。最后,将旋转接头(1)组装在轴杆(2)的上端上。旋转接头对于
汽车和航空器而言属于标准制造。
电缆经安装的电缆密封套从马达(33)的内部退出并连接到操作控制器(31),以此操作完成发动机的制造和组装。
[0046] 在核聚变过程中使用氢的圆形推进喷射式压缩发动机的制造。在陶瓷工厂中,制造球体(49),对于陶瓷耐火炉而言,它与市场相似。将球体铸造成两个半部(80)。在它们上,形成:所有用于液体循环的钻孔,输出为自外向内;用于直流线圈(61)以及管道(59)和(58)的接合的孔;用于燃料胶囊(86)的座和用于排气喷嘴(74)的凹部以及用于燃料胶囊的供给缸的柱塞(78)的凹部。陶瓷部件的外盖由铸铁模塑和熔融而成。这些铁盖分为两个半部(81)制造并借助于钻具机械加工,所述钻具形成内管道(60)、(83)和(88)的网络的连续性,用于钢圈(61)以及管道(58)和(59)的凹部的连续性。排气喷嘴(74)经用于与支承件的外部本体接合的螺孔组装在其中一个半部中。在该半部中,利用研磨对穿孔钻孔进行机械加工;将排气喷嘴的圆锥形柱塞(82)装配在该钻孔上。排气喷嘴分三部分制造:本体、柱塞和导向件。本体借助于螺钉组装在球面上并且在另一端机械加工用于液压控制阀(84)的接合的螺孔,并且在基部的圆形周边中存在螺孔,以通过螺钉确保柱塞(82)的移动导向。在该柱塞中加工用于配合在球体的锥体上的上部圆锥形表面,然后在本体的内表面中适贴地加工其用于可滑动地配合的圆柱形表面。然后在轴的轴向上预先形成一凹部,在此导向件联接并保持液压圆形封罩闭合。导向件利用螺钉固定在本体的基部中的螺孔内。在柱塞上设置与轴线方向一致的圆形凹窝,在此将安置封闭液压导向件的圆形封罩。导向件通过螺钉固定在基部本体中的螺孔内螺孔上。在柱塞中,钻出了用于气体退出的四个穿设的出口孔,其路径在轴向上。一旦该作业完成,则调节球体的两个半部,并通过压力螺钉拦截器将其一体地结合。排气喷嘴的本体借助于铁螺钉组装在球体的金属外部上。柱塞被调节在本体的圆筒形内表面上并使用通过螺钉固定在本体中的导向件封闭。在球体的与排气喷嘴相对的一侧,燃料供给器(75)通过铁表面上的固定螺钉组装在球体上。燃料供给器包括长方体形式的金属本体。该金属本体具有胶囊蜂窝结构(85)和液体(Hg)的输入/输出配件。利用集中在缸内的柱塞完成燃料供给器在球体上的组装。同时,中心轴杆(47)分两部分制造:通过公-母螺钉结合的主体和头部。一旦已机械加工用于调节止推轴承(51)和径向轴承(50)的不同直径,则对主体进行表面硬化热处理,并且然后为两个独立的液压回路(58)和(59)形成同心的轴向孔和径向孔。调节摩擦环(62)。在主体中对其与轴杆的头部的接合部加工螺孔。该头部由同一种钢材制成且直径大于主体。将其机械加工成在其最高端容纳:液体(Hg)的罐(56)和(57),液压回路的伸出部的同心孔口,装配在主体轴杆上的齿轮(66)和螺钉的组件。
液罐(56)和(57)呈圆筒形并由铁制成。在最大的罐(56)的外周中加工非贯通的螺孔,并且在该罐的上部封闭盖上也机械加工具有调节压盖的一个孔口。直径较小的罐(57)通过瓷或合成涂层与较大的液体(Hg)罐电绝缘。较小的罐在其顶部通过螺钉同心地组装在另一罐上。对较小的罐的上盖执行钻削并组装隔板高电压电绝缘体。球体(48)的金属支承臂由高品质和机械强度足够的轧钢制成。它们的外端在球体的金属外壳的外部尺寸的半球中机械加工,而在该端的底部,机械加工具有负斜度和恒定
曲率的平面。用于臂的钢板被制造并
焊接在一起,其与上述倾斜平面的曲率一致。然后,钢板接受机械加工和
抛光研磨处理并对弯曲部的外平坦面进行表面
渗碳处理。它们以内平坦面通过焊接固定,从而封闭倾斜平面的圆周。底盘或发动机外壳(53)由钢制成并制成四个部分,即基部、中间本体、上部本体和封壳。由焊接钢板制成并呈平坦圆形的基部被机械加工以形成用于支承径向轴承(50)的圆形支承件并在其中央形成穿孔。在与该穿孔同心的内表面中,机械加工轴向轴承(51)的座的表面。在基部的底部处,形成用于钢管的用于高程泵的密封通过的钻孔。具有圆形和倾斜的向下斜度的中间本体由钢板制成,其不同部分通过电焊结合,从而形成截锥体。在倾斜平面的内侧,与内部
母线一致地并在其高度的中心固定呈梯形的支承件(52)。这些支承件已在它们的基部机械加工用于圆柱形滚柱的座和位于顶部的通孔。上部本体由钢板制成,从而提供延续中间本体的圆形弯曲部的覆盖结构。一旦将不同部分焊接在一起,便机械加工内部螺孔并通过钢支承件固定一组钢管(63)。这些管道占据圆的内周,从而形成一体形成在上部本体中的热交换器。封闭件是被机械加工成具有用于给上部径向轴承套管提供支承的中央孔口和用于利用螺钉组装起动机(54)的孔。在完成其它作业的同时,圆形推进喷射式压缩发动机将被安装在其上的台座(land)通过构建
钢筋混凝土台板来准备,其金属部分将接地并且在圆形周边中预先形成并联安装的深电极网格。
钢筋混凝土底座在极板上就位并且这些极板立置在实地上。组装从将发动机底盘的基部锚固在混凝土台板上开始。该锚固借助于焊接在基部的铁制品上的
螺栓执行,所述基部焊接在地面上。然后安装轴向轴承(51)。在该轴向轴承上,轴杆(47)的主体被放置在适当位置,并且在径向轴承的调节之后,其在轴的主体上保持垂直。下一步骤是利用垫片通过遍布其圆形周边的一些孔口和螺钉将中间本体底盘固定在基部上。将滚柱(52)安装在适当位置。从上方导入支承臂(48),直至倾斜的圆形轨道搁靠在滚柱(52)上并然后组装。通过与轴杆同心并与其一体地结合的钢圈将臂组装在中心轴杆上。同时通过固定臂、钢圈和轴杆自身的螺钉执行该结合,所述轴杆被贯穿直径横向地钻孔且在
螺钉头部在自锁螺母和锁紧螺母中的另一侧终止。球体(49)被组装在支承臂的端部并且液压回路(58)和(59)通过高压钢质配件连接。钢圈(61)的
电路通过
屏蔽导体连接到摩擦环(62)并被保护以防高温。然后安装上部半体。该上部半体结合了周边热交换器(63)。上部半体通过螺钉和垫片在其圆形周边周围固定在下部半体上。然后,安装封闭发动机的
机体的圆板,并且在其上安装轴杆(47)的径向轴承的调节套管。通过螺钉将该封壳在上部半体的圆形周边和垫片周围附接在上部半体上。综上所述,它被旋拧到轴杆的主要部分轴杆头部中,在马达顺
时针旋转的情况下为左手螺纹,反之亦然。组装齿轮(66)并且将液罐(Hg)(56)和(57)固定在轴杆的头部上。组装带中心轴杆的起动马达(54)和机械传动装置(55)。该组装以
液压泵经铁管与罐的连接(65)并以摩擦环(62)尤其与控制中心(72)、起动机(54)和罐(56)和(57)的液位信号、室内温度
传感器(69)和中心轴杆(68)的回转部的电连接结束。