專利名稱:核反應器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及核設備領域,具體是一種核反應器。
背景技術:
現(xiàn)有的核反應方法存在無法人為控制利用核聚變反應,只能利用核聚變反應 作為毀滅性武器,利用核聚變能簡直成為一種夢想,其它的一些方法理論上似 乎可行,但實際應用中都未能實現(xiàn)。核裂變反應也存在核燃料只能用重元素, 放射污染嚴重,核廢料難以處理,核安全問題解決難度大,核設施復雜,造價 太高,技術復雜,核原料緊缺,原料成本太高,設備運行、維護成本太高,生 產(chǎn)成本太高??傊F(xiàn)有技術對核反應的認識和實現(xiàn)核反應以及利用核反應都剛 剛起步,對原子的結構認識也不夠全面,對核反應的認識不夠全面?,F(xiàn)有的核 反應堆都是核裂變反應堆,只能用重元素,放射污染嚴重,核廢料難以處理, 核安全問題解決難度大,核設施復雜,造價太高,技術復雜,核原料緊缺,原 料成本太高,設備運行、維護成本太高,生產(chǎn)成本太高。核聚變反應裝置還處 于試驗階段,能否試驗成功還未知。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種核反應器,它采用全新的核反應方法,方法 簡單,用它可以實現(xiàn)各種核反應。使用安全,沒有任何的核污染,可以使用任 意一種元素作為核燃料,可以直接用空氣作為核燃料。可以生產(chǎn)各種元素,包 括各種貴重元素及稀有元素,可以生產(chǎn)多種新材料。核能可以直接轉(zhuǎn)化為動能 和熱能。方法簡單、安全,設備結構簡單,燃料隨處可得,可以徹底解決能源、 資源問題。
本實用新型所述的核反應方法首先利用從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流使燃 料和空氣自動從渦流中心區(qū)吸入渦流中,使燃料和空氣在從渦流中心到渦流外 圍的運動過程中受渦流影響混合均勻,同時使混合氣壓力增加,在圓周運動離 心力的作用下進入另一個旋轉(zhuǎn)軸與圓周運動旋轉(zhuǎn)軸有交叉角度的從中心到外圍 轉(zhuǎn)速遞減的渦流中燃燒,渦流使燃料和空氣進一步混合均勻,并且可以使燃料 在渦流中心燃燒,在渦流中心產(chǎn)生一個高溫高壓環(huán)境,從而使燃料燃燒更加充
分;同時高溫高壓可以產(chǎn)生高壓氣體,利用高壓氣體的壓力形成一個具有一定 方向和角度的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的螺旋推進的噴射氣流,噴射氣流具有更 快的噴射速度和噴射推力,利用推力可以進一步推動圓周運動,使圓周運動速 度進一步加快,使從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流的轉(zhuǎn)速更快,使從渦流中心進 入渦流中的物質(zhì)分子受到一個來自渦流的巨大旋轉(zhuǎn)加速度,使分子在從渦流中 心到渦流外圍的運動中,受旋轉(zhuǎn)加速度的影響越來越大,當轉(zhuǎn)速快到一定程度 時,使分子分離成原子,并且使原子形成等離子態(tài);利用圓周運動的離心力和 慣性沖擊力使高速運動的等離子快速進入從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流中心, 等離子受到渦流中燃料燃燒產(chǎn)生的高溫環(huán)境影響,同時受到來自兩個圓周運動 的旋轉(zhuǎn)軸相互垂直的扭力影響,使原子結構被扭力切割破壞,使原子發(fā)生核反 應釋放能量;原子釋放的能量轉(zhuǎn)化為更大的推力,進一步推動圓周運動,使圓 周運動速度更高,使核反應強度更高,使各種元素的原子都可以發(fā)生核反應, 最終可以實現(xiàn)氫原子的核裂變反應,甚至可以實現(xiàn)量子化為能量的反應。利用 噴射氣流產(chǎn)生的推力推動圓周運動,使核反應產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為扭力動能;改 變噴射氣流的噴射角度產(chǎn)生一個沿圓周運動旋轉(zhuǎn)軸線方向推進的從中心到外圍 轉(zhuǎn)速遞減的螺旋推進的噴射氣流,利用噴射氣流產(chǎn)生的推力以及圓周運動產(chǎn)生 的扭力使核反應產(chǎn)生的能量同時轉(zhuǎn)化為推力動能和扭力動能;從中心到外圍轉(zhuǎn) 速遞減的渦流使核反應產(chǎn)生的能量集中在渦流中心,使渦流中心產(chǎn)生超高溫高 壓環(huán)境,利用這個環(huán)境生產(chǎn)多種元素和多種材料;利用高溫使核反應產(chǎn)生的能 量直接轉(zhuǎn)化為熱能。
利用圓半徑越長圓周長越長的特點,當圓內(nèi)各點都圍繞圓心做相同轉(zhuǎn)速的 圓周運動時,離圓心越遠的點的圓周運動的線速度越高,在離心力的共同作用 下使從圓心到圓外圍的運動形成一個具有加速度的拋物線運動,使從圓中心區(qū) 進入這個圓周運動的場中的氣體在離心力的作用下向圓外圍的運動過程中,受 氣體粒子之間的相互摩擦以及運動加速度的共同作用下形成一個從中心到外圍 轉(zhuǎn)速遞增的渦流氣旋,這個渦流氣旋可以產(chǎn)生一個向渦流外圍的力,這個力具 有加速度,這個力可以提高渦流外圍的氣體壓力,同時使氣流具有更快的運動 速度,同時這個渦流可以使渦流中的各個粒子之間都具有相對運動,從而使燃
料和氣體混合均勻。
當圓內(nèi)各點作圓周運動時,受到的阻力從圓中心到圓外圍遞增時,就會使 進入這個圓周運動的場中的氣體形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流氣旋, 氣流需要同時沿著圓周運動的旋轉(zhuǎn)軸方向做推進運動才能使這個渦流氣旋形成 并且維持存在,就像水的漩渦運動、龍巻風的氣流運動有些相似,渦流氣旋的 中心具有更快的推進速度,推進速度也是從中心到外圍遞減,這就形成一個錐 形鋒面,使氣流具有更快的推進速度和更大的推力。這個渦流氣旋可以使新進 入的燃料混合氣自動進入渦流中心,燃料在渦流中心燃燒產(chǎn)生熱能,能量會向 外傳遞,它的傳遞速度存在一個減速度,這是由于能量傳遞過程中的能量損耗 造成的,這就使熱能從渦流中心到渦流外圍的傳遞速度存在一個減速度,使熱 能更加快了渦流氣旋從中心到外圍的轉(zhuǎn)速遞減,相對加快了渦流中心的轉(zhuǎn)速, 使能量更多的集中在渦流中心,使渦流中心形成更高的溫度和壓力,同時降低 了渦流氣旋外圍的溫度和壓力。
渦流氣旋中的每一個點之間都存在相對運動,渦流氣旋對渦流氣旋中的物 體存在一個切割、分離的力,本實用新型所述的實現(xiàn)同時利用核反應方法利用 了這個原理,對原子施加一個具有巨大加速度的旋轉(zhuǎn)扭力會打亂原子自身場的 平衡,使原子形成等離子態(tài),等離子受渦流氣旋切割、分離、同時受高溫高壓 影響就會發(fā)生核反應。這種方法中核反應需要的溫度和壓力可以大大降低,很 容易實現(xiàn)核聚變反應的條件,轉(zhuǎn)速再高可以實現(xiàn)氫原子的核裂變反應,氫原子 的核裂變反應條件比聚變反應條件還要高。具備以下條件更易實現(xiàn)核反應高 溫、高壓、對原子施加巨大加速度的加速旋轉(zhuǎn)、高速碰撞、切割、分離。
本實用新型公開的核反應器,可以實現(xiàn)各種核反應,可以實現(xiàn)氫原子的核 裂變反應。用途廣泛,可直接作為發(fā)動機,也可作為熱工設備。它結構簡單, 重量輕、造價低、維護費用低、使用壽命長,作為發(fā)動機具有轉(zhuǎn)速極高、噴射 速度極高、噴射推力極大、燃料完全免費、可利用空氣中的各種元素作為燃料 等優(yōu)點。作為熱工設備具有可以生產(chǎn)各種元素,可以生產(chǎn)黃金等貴重、稀有元 素,用垃圾即可生產(chǎn)黃金,可謂點石成金,可以生產(chǎn)很多種材料、很多新的未 知元素、未知的新材料,生產(chǎn)很多現(xiàn)有技術無法生產(chǎn)的材料。它也可以使用常
規(guī)燃料,作為常規(guī)動力使用??梢杂盟l(fā)電、供熱、作為動力。它可以用于各 種領域,取代現(xiàn)有的一切類型的核反應裝置。使用常規(guī)燃料時,它可以更直接 的把熱能轉(zhuǎn)化為動能,減少了多余環(huán)節(jié)帶來的能量損耗,同時它的燃料燃燒更 加充分,所以排放更加環(huán)保,更加節(jié)約能源、降低排放,它的能量利用率可以
達到90%以上。它也可以使用核燃料,沒有核污染,可以實現(xiàn)核能的廣泛利用, 讓能源變得無比廉價,可以提供取之不盡的免費能量??梢灾苯幼尶諝庵械母?種元素發(fā)生核反應,核燃料范圍極廣,可以使用任何一種元素作為核燃料。作 為核反應器,還可以用它處理垃圾,同時可以用它合成元素,生產(chǎn)黃金等貴重 元素以及稀有元素,徹底解決資源問題和能源問題。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的,通過以下技術方案實現(xiàn)核反應器,包括殼 體、點火系、啟動系和燃料系,殼體上安裝磁力軸承,磁力軸承上安裝飛輪軸, 飛輪軸上安裝飛輪,飛輪上設置氣體混合室,氣體混合室中部開設進氣孔,飛 輪外周安裝氣缸,氣體混合室外周開設出氣口,氣缸底部開設進氣口,進氣口 與出氣口連通,氣缸內(nèi)安裝點火器,氣缸噴氣方向與飛輪半徑間夾角為①1。進 氣口內(nèi)設有進氣通道,進氣通道一端開口與飛輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,進氣通道另 一端開口與氣缸內(nèi)腔橫截面切線方向相同,氣缸內(nèi)設置燃燒室和噴氣室,燃燒 室的出氣部位橫截面積小于進氣口面積,噴氣室進氣部位橫截面面積小于燃燒 室最大橫截面面積。氣缸內(nèi)腔中心軸線為曲線。氣缸底部上壁開設上進氣口, 氣體混合室外周下壁開設下出氣口,上進氣口和下出氣口連通。氣缸底部下壁 開設下進氣口,氣體混合室外周上壁開設上出氣口,下進氣口和上出氣口連通。 氣體混合室側壁開設側出氣口,氣缸底部側壁開設側進氣口,側出氣口和側進 氣口連通。氣缸是推力氣缸,推力氣缸噴氣方向與飛輪所在的垂直于飛輪軸的 平面的夾角為①2。殼體內(nèi)安裝進氣控制裝置,進氣控制裝置與進氣孔處于相對 應位置。
本實用新型的優(yōu)點在于采用全新的核反應方法,方法簡單;可以實現(xiàn)各 種核反應,并且可以實現(xiàn)核聚變反應;可以實現(xiàn)量子化為能量的反應;安全可 靠,沒有任何的核污染;可以使用任意一種元素作為核燃料;可以直接用空氣 作為核燃料,徹底解決能源、資源危機;可以生產(chǎn)各種元素,包括各種貴重元 素及稀有元素;可以生產(chǎn)多種新材料;核能可以直接轉(zhuǎn)化為動能和熱能。本實
用新型具有結構簡單;安全可靠;燃料成本低等特點。
附圖1是本實用新型實施例之一的主視結構示意圖;附圖2是附圖1的俯 視圖;附圖3是附圖2中A-A剖面放大結構示意圖;附圖4是本實用新型實施 例之二的主視結構示意圖;附圖5是本實用新型實施例之三的俯視結構示意圖; 附圖6是本實用新型實施例之四的俯視結構示意圖;附圖7是本實用新型雙面 氣缸結構核反應器的主視結構示意圖;附圖8是本實用新型核反應器實現(xiàn)推力 輸出結構的主視結構示意圖。附圖9是本實用新型核反應器與發(fā)電機制造為一 體結構的主視結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的主體結構是核反應器包括殼體23、點火系、啟動系和燃料系, 殼體23也是核反應器的機殼和機座,核反應器作為熱工設備使用時殼體23也 可以制成料倉或直接用料倉來代替殼體23。殼體23上可以加保溫層來減少能量 損耗同時起到消音作用,殼體23內(nèi)可以設置支架等用來穩(wěn)定內(nèi)部結構等,可以 在殼體23上設置核反應器的很多輔助設施,殼體23可以留出檢修口,不用時 檢修口密封。可以利用殼體23來消除噪音以及屏蔽核輻射等,也可以利用殼體 23來采集熱量,使核反應器輸出熱能。
殼體23上開設排氣口 24,殼體23上安裝磁力軸承25,磁力軸承25上安 裝飛輪軸3。因為核反應器需要高速旋轉(zhuǎn)才能實現(xiàn)核反應,所以本實用新型所使 用的軸承必須能夠承受高速旋轉(zhuǎn), 一般采用磁力軸承25。磁力軸承25的結構有 多種,核反應器可以采用一種簡單的磁力軸承25,它由內(nèi)外兩個永磁體構成, 它的轉(zhuǎn)速相對低一些。磁力軸承25上安裝飛輪軸3,飛輪軸3通過磁力軸承25 即可實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。磁力軸承25可以做的直徑很大,甚至可以大于飛輪15直 徑,可以提高它的轉(zhuǎn)速承受能力,它的具體尺寸可以根據(jù)實際需要來安排。飛 輪軸3可以用空心軸,飛輪軸3的直徑可以與飛輪15直徑相等或大于飛輪15 直徑,這樣可大大提高飛輪軸3的承受能力,可以將磁力軸承25與飛輪15直 接制造在一起,這時的磁力軸承15也同時起到飛輪軸3和飛輪15的作用,磁 力軸承2S、飛輪軸3、飛輪15可以安裝制造為一體,這比較適用于發(fā)電,磁力 軸承25的外部磁體同時可作為發(fā)電機的發(fā)電磁場。磁力軸承25的轉(zhuǎn)速承受能 力決定了核反應器所能達到的轉(zhuǎn)速,也決定了核反應的強度,轉(zhuǎn)速也決定了核 反應器可以使什么樣的元素或粒子發(fā)生什么樣的核反應。
在此提出一種利用永磁力和電磁力同時隨轉(zhuǎn)速提高磁力增加的永磁力加電 磁力的磁力軸承25,它可以大大提高轉(zhuǎn)速。它有內(nèi)部的永磁體、電磁體、電磁 體冷卻系統(tǒng)和外部的永磁體、電磁體、電磁體冷卻系統(tǒng)共同構成,內(nèi)部電磁體 及冷卻系統(tǒng)有發(fā)電系統(tǒng),外部電磁體及冷卻系統(tǒng)也有發(fā)電系統(tǒng),外部發(fā)電系統(tǒng) 可以同時作為核反應器的啟動裝置。各電磁體都有專用電路,電路中設置整流 器使電流方向保持不變,使電磁體磁場保持不變,可使用二極管整流,核反應 器只要旋轉(zhuǎn)電磁體就會通電,核反應器停轉(zhuǎn)后它就自動斷電了。斷電后兩個永 磁體之間的磁場可以使磁力軸承25的內(nèi)外磁體不會接觸,避免接觸摩擦造成相 互損傷。磁力軸承25內(nèi)外永磁體可以設計成兩個套在一起的環(huán)形結構。每個電 磁體都可以設一個發(fā)電線圈和一套冷卻系統(tǒng),只要核反應器轉(zhuǎn)動,就會使發(fā)電 線圈發(fā)電,電流使電磁體以及它們的冷卻系統(tǒng)自動工作。核反應器轉(zhuǎn)速越高電 流越大,各電磁體的磁場越強,冷卻系統(tǒng)的功率也越大。電磁體的冷卻系統(tǒng)可 以裝在飛輪軸3上,冷卻系統(tǒng)可以用液氦冷卻,可以大大提高電磁體線圈的導 電性能,使電磁體線圈達到超導狀態(tài),使電磁體的磁場更強,可以大大提高磁 力軸承25的轉(zhuǎn)速指數(shù)。
發(fā)電線圈系統(tǒng)可以同時作為起動機也作為對外輸出電能的發(fā)電機,可以在 飛輪軸3上安裝桶狀永磁體,用它作為發(fā)電機、起動機的外圍磁場。線圈外設 兩條電路, 一條對外輸出電能, 一條作為啟動電路,在該電路中設置轉(zhuǎn)換電流 方向的裝置,可采用多種改變電流方向的方法,可采用變頻器、逆變器等,根 據(jù)旋轉(zhuǎn)使電流改變方向,使起動機工作。設置一個桶狀永磁體固定在線圈上, 線圈上的桶狀永磁體內(nèi)設置一個磁力軸承23的電磁體的發(fā)電線圈,該發(fā)電線圈 與飛輪15同步旋轉(zhuǎn),飛輪15只要旋轉(zhuǎn)線圈就可以自動發(fā)電使磁力軸承23的電 磁體形成磁場,同時可以使冷卻系統(tǒng)自動工作。
核反應器還可以采用一種簡單的磁力軸承25,它由內(nèi)部的強永磁體與外部 的強永磁體構成,只在不與飛輪軸3連接的永磁體內(nèi)設置電磁體,電磁體有一
條專用電路同時有一套冷卻系統(tǒng),也可將冷卻系統(tǒng)取消,飛輪15只要旋轉(zhuǎn)電磁 體就要通電產(chǎn)生強磁場。飛輪15停轉(zhuǎn)后它就可以斷電了。斷電后兩個強永磁體 之間的磁場可以使電磁軸承25的內(nèi)外磁體不會接觸,避免接觸摩擦造成相互損 傷。
飛輪軸3上安裝飛輪15,飛輪15上設置氣體混合室4,氣體混合室4中部 開設進氣孔2。殼體23內(nèi)安裝輸氣管22,輸氣管22的出口位于飛輪15邊緣以 內(nèi),也可以不用輸氣管22,直接在殼體23上開設進氣口即可。也可以采用其它 供氣方式,例如可以將飛輪軸3設置為空心軸,在空心軸中的空腔內(nèi)設置輸氣 管道,向氣體混合室4內(nèi)供氣,這種供氣方式容易影響整體結構, 一般不采用。 燃料系的結構有多種,常用的方法為殼體23上安裝燃料管20,燃料管20末端 位于進氣孔2附近。液體燃料可以在燃料管20出料口加霧化噴嘴,可以用燃料 泵將燃料加壓輸送,氣體燃料直接將燃料管20設置在進氣孔2處即可,燃料可 以借助氣體自身壓力自動輸送,固體燃料可以用氣流輸送也可以直接在進氣孔2 上方設置漏斗狀燃料口。控制燃料流量即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速、功率調(diào)節(jié),可以設置控 制閥,控制閥與油門控制裝置連接實現(xiàn)控制。燃料系也可以通過飛輪軸3輸送 燃料,將飛輪軸3設置為空心軸,在空心軸中的空腔內(nèi)設置燃料管道,向氣體 混合室4內(nèi)提供燃料,這種結構容易影響整體性能,不常采用。燃料系的作用 一般只用來實現(xiàn)點火,當核反應器實現(xiàn)核反應后即可關閉燃料供給,核反應器 可直接用空氣中的各種元素作為核燃料。為了防止廢氣進入核反應器,可以在 殼體23上安裝隔離罩21,隔離罩21靠近飛輪15邊緣以內(nèi)區(qū)域,隔離罩21靠 近飛輪15但不能與飛輪15接觸。氣體混合室4外周開設出氣口。氣體混合室4 進氣部位直徑小于出氣部位直徑。氣體混合室4的中心軸線與飛輪15中心軸線 在一條直線上,進氣孔2的中心與飛輪15中心軸線在一條直線上。氣體混合室 4內(nèi)腔的中心區(qū)厚一些,邊緣薄一些,這樣可以進一步提高氣體混合室4邊緣的 氣體壓力。氣體混合室4可以與飛輪15制作成一體,也可以制作成分體的。可 以將飛輪15設計成空心的,利用空心部位作為氣體混合室4。
飛輪15外周安裝氣缸,為了盡可能高的利用空間提高動力,飛輪15外周 可以盡量安裝多個氣缸。氣缸底部密封,氣缸內(nèi)腔橫截面呈圓形,氣缸底部開
設進氣口,迸氣口與氣體混合室4的出氣口連通。進氣口內(nèi)設有進氣通道18, 進氣通道18 —端開口朝向飛輪15的旋轉(zhuǎn)方向同時向氣體混合室4傾斜擴張開 口,進氣通道18另一端開口朝向氣缸內(nèi)腔橫截面切線方向,氣缸內(nèi)設置燃燒室 11和噴氣室12,噴氣室12進氣部位橫截面直徑小于燃燒室11橫截面直徑,噴 氣室12噴氣方向與飛輪15半徑成夾角①1, (Dl為非零角,Ol的最佳值范圍 在55.62° —68.76°之間。
燃燒室11與噴氣室12之間有縮小的噴氣口,噴氣室12開口擴張,噴氣室 12內(nèi)腔向噴氣方向內(nèi)徑逐漸加大,噴氣室12開口逐漸擴張可以更好的提高噴氣 速度,提高能量利用率,它構成氣缸的噴氣部位。進氣通道18沿氣缸橫截面切 線方向開口在燃燒室11頂部,燃燒室11與噴氣室12之間有縮小的噴射口 。
燃燒室11內(nèi)安裝點火器10,點火器10可以采用火花塞,也可以用兩個電 極或一個電極來代替點火器用一個電極時可以利用氣缸作為另一個電極,來 實現(xiàn)點火。用兩個電極時可以將兩個電極離開一定距離安裝在氣缸內(nèi),這比較 適用于小型核反應器。氣缸上下兩側邊沿設置基座9。氣缸內(nèi)壁要制作的線條流 暢,形成流線狀,特別是噴射口處更要線條流暢,使氣流運動順暢,減輕磨損。 為了利于混合氣體在氣缸內(nèi)形成渦流,在氣缸底部可以安裝圓錐體8。氣缸內(nèi)壁 上可以開設旋轉(zhuǎn)方向與氣缸內(nèi)渦流氣旋旋轉(zhuǎn)前進方向相反的螺紋,螺紋深度和 寬度可以根據(jù)氣缸的大小比例尺寸來確定,螺紋前進角度為55.62°時最好。反 向螺紋可以加劇渦流氣旋外圍的轉(zhuǎn)速遞減,可以提高渦流氣旋中心的相對轉(zhuǎn)速, 同時在缸壁與渦流氣旋之間形成一層激波,更好地把來自渦流氣旋的能量與缸 壁隔離,可起到保護缸壁的作用,同時可減輕缸壁磨損。如果把螺紋取消,基 本也不影響氣缸工作,只是增加了缸壁的溫度,增加了缸壁的燒損,同時增加 了缸壁對外的能量散失,同時也相對降低了氣缸內(nèi)渦流氣旋的從中心到外圍的 轉(zhuǎn)速遞減,使渦流氣旋的轉(zhuǎn)速相對降低,進而影響氣缸的噴氣速度,影響核反 應器實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn),影響整個核反應器的性能。為了更好的散熱,氣缸外壁可 以設置螺紋或散熱片。為避免核反應器高速旋轉(zhuǎn)造成的氣流速度太快對氣體混 合室4內(nèi)壁以及進氣通道18內(nèi)壁的摩擦造成的溫度太高,可以在它們內(nèi)壁上設 置跟氣流方向呈傾斜角度的橫向螺紋,螺紋會在內(nèi)壁表面產(chǎn)生一層激波,可以
大大減輕磨擦生熱。
燃燒室11上部的圓錐體8可以規(guī)范渦流氣旋中心的旋轉(zhuǎn),有利于渦流形成。 燃燒室11頂部圓錐體8的表面可以設有螺紋方向與氣缸內(nèi)的渦流氣旋旋轉(zhuǎn)前進 方向相同的螺紋。圓錐體8的作用不是必不可少的,沒有它照樣可以形成渦流, 所以也可以不設,簡化結構。
氣缸可以用各種缸體材料,通常情況下,使用一般的發(fā)動機缸體材料即可, 缸體可以采用鑄造工藝一次成型;也可以使用耐溫高強陶瓷氣缸,這樣大大提 高氣缸使用壽命,氣缸可以用陶瓷材料一次性燒制而成。對條件要求高的,缸 體外部可以再包裹金屬或碳纖維等高強材料來加強缸壁強度。也可以在氣缸外 套一個桶狀套來固定氣缸,桶狀套用高強材料,上下分別設置基座9,把下部的 基座9與飛輪15緊固在一起。氣缸也可在鑄造時直接鑄造上基座9。陶瓷等不 易安裝點火器10的氣缸安裝點火器10時可以用氣缸外套的桶狀套作為點火器 IO基座。為了增加氣缸與飛輪15的緊固性提高氣缸強度,也可以將氣缸與飛輪 15直接鑄造在一起,也可以將氣體混合室4、氣缸、飛輪15直接制造成一個整 體。也可用陶瓷材料一次性燒制成型,陶瓷氣缸的使用壽命更長。
為了更好的利用動力,氣缸的出氣端與飛輪15邊緣可以并齊,為避免氣缸 噴出的高溫氣體對飛輪15邊緣的燒損,可以將飛輪15邊緣受到高溫氣體噴射 的部分去掉,在飛輪15邊緣形成一個缺口。
本實用新型的氣缸可以采用多種形式,常用的氣缸有第一氣缸13、第二氣 缸14和第三氣缸19等。第一氣缸13內(nèi)腔的中軸線為圓弧線,第一氣缸13的 出氣端與飛輪15并齊的話,第一氣缸13內(nèi)腔中心軸線的弧度可以跟飛輪15邊 沿的弧度相同,第一氣缸13兩個弧邊相等或不相等可以根據(jù)具體情況選擇,內(nèi) 弧邊稍短一些有利于能量利用和提高扭力,兩個弧邊在氣缸噴氣端的連線與飛 輪15切線的夾角為①3,①3可以選用55.62° 。第一氣缸13內(nèi)腔中心軸線的弧 度可以選擇多種弧度,安裝時調(diào)整第一氣缸13的噴射角度,使噴氣方向與飛輪 15半徑呈一定的傾斜角度,這樣可以更好的利用缸內(nèi)高壓氣體的噴射推力的反 作用力來化解離心力,使核反應器更好的實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。安裝時只需以第一氣 缸13頂部中心軸線為軸心扭轉(zhuǎn)第一氣缸13即可調(diào)整氣缸的噴氣方向與飛輪15
所在的垂直于飛輪軸3的平面的角度,即可實現(xiàn)核反應器功能的變化。
第二氣缸14內(nèi)腔的中軸線是非圓弧彎曲線,以燃燒室11的噴氣口部位為 夾角的交點,構成氣缸內(nèi)腔中心軸線的彎曲線結構,使氣缸內(nèi)腔中心軸線從燃 燒室11的噴氣口部位開始彎曲。安裝時以噴氣室12內(nèi)腔中心軸線為準,使燃燒 室11內(nèi)腔中心軸線與飛輪15半徑平行,使噴氣室12內(nèi)腔中心軸線與飛輪15 半徑呈一定的傾斜角度即可。安裝時只需以第二氣缸14頂部中心軸線為軸心扭 轉(zhuǎn)第二氣缸14即可調(diào)整氣缸的噴氣方向與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平 面的角度,即可實現(xiàn)核反應器功能的變化。這種氣缸彎曲線機構的方案也有利 于缸內(nèi)渦流形成,同時利用噴射推力的反作用力來幫助飛輪15化解離心力,同 時有利于簡化安裝,降低成本,但是它比第一氣缸13效果稍差一些。
第三氣缸19內(nèi)腔的中心軸線是直線,這使氣缸整個形成一個直的圓柱體, 這種結構氣缸制造工藝相對簡單一些,但是使用效果最不理想,不利于在氣缸 內(nèi)形成渦流,也不利于簡化安裝,特別是使核反應器即可輸出扭力也可輸出推 力時使安裝結構變得相對復雜。
使用中,氣缸的內(nèi)腔的中心軸線多采用曲線。
氣缸還有多種幾何結構,可以是上下一樣粗的桶狀結構;可以是噴氣口稍 微收縮的結構;可以是噴口擴張的擴張開口結構;可以是上部為一樣粗的桶狀 然后在噴氣口處再擴張的結構;可以是在燃燒室11頂部設置一個渦流產(chǎn)生室, 渦流產(chǎn)生室與燃燒室11之間有縮小的燃燒室進氣口,該結構可以降低回火,效果 也不是很明顯,實際效果不明顯。這幾種結構都不利于維持缸內(nèi)燃燒,也不利 于缸內(nèi)渦流形成。
燃燒室11噴氣口面積小于進氣口面積為好,噴氣口面積小于進氣口面積有 利于提高燃燒室ll壓力,但是過小容易造成回火,同時提高了燃燒室ll與外 部的壓力差,使能量利用率降低,造成能量損耗,可以根據(jù)不同的需要選用不 同的噴氣口與進氣口的面積比例大小。噴氣口面積大于進氣口面積,容易造成 點火困難同時也不利于維持燃燒,甚至根本就實現(xiàn)不了點火D噴氣口面積等于 進氣口面積,基本上也可以點火和維持燃燒,只是缸內(nèi)壓力會受到影響,點火 稍微困難一些,還是以噴氣口面積稍微小于進氣口面積為好。本核反應器需要
很高的核反應器轉(zhuǎn)速才能實現(xiàn)核反應器點火以及維持燃燒工作。要調(diào)節(jié)好噴氣 口面積的比例尺寸,可以參照沖壓發(fā)動機的噴氣口與進氣口的面積比例尺寸,
流是做旋轉(zhuǎn)推進運動的渦旋氣流,可以提高氣流在缸內(nèi)的滯留時間,更好的維 持燃燒。進氣口面積與噴氣口面積的最佳比例范圍為1: 0.618—1: 1。進氣口
面積與燃燒室11最大橫截面積的最佳比例范圍是0.382——0.618: 1。當燃燒室 11進氣口面積大于燃燒室11噴氣口面積時,將點火器10的點火端安裝在氣缸
燃燒室ll噴氣口附近,可以更加容易點火,同時更好的避免點火時的回火,點
火器IO用常規(guī)火花塞即可。
氣缸的噴氣端與飛輪15并齊為最佳,氣缸內(nèi)腔中心軸線的長度可以是飛輪 15半徑的0.618倍,氣缸內(nèi)腔橫截面的直徑可以是氣缸內(nèi)腔中心軸線長度的 0.382倍,噴氣室12內(nèi)腔中心軸線的長度可以是氣缸內(nèi)腔中心軸線的0.382倍, 這樣可以使氣缸與飛輪15的大小比例協(xié)調(diào),也使氣缸自身的粗度與長度比例協(xié) 調(diào)。在氣缸長度不變的情況下,氣缸的噴氣端與飛輪15并齊的話,加大或縮小 飛輪15半徑,核反應器也能轉(zhuǎn)起來,不過它的協(xié)調(diào)性會降低,性能會降低???以根據(jù)不同需要選用不同的各種比例尺寸,包括氣缸內(nèi)腔中心軸線的長度與 飛輪15半徑的比例、氣缸內(nèi)腔最大橫截面的直徑與氣缸內(nèi)腔中心軸線長度的比 例、噴氣室12內(nèi)腔中心軸線的長度與氣缸內(nèi)腔中心軸線總長度的比例;內(nèi)腔中 心軸線彎曲的,彎曲角的兩個邊的長度也可以選擇不同的長度比例,這些比例 以選擇黃金分割比例為最佳方案。
氣缸噴氣方向與飛輪15半徑呈大于零度的傾斜角度都可以使核反應器轉(zhuǎn)起 來。氣缸噴氣方向與飛輪15半徑間角度(D1的最佳范圍是55.62° —68.76° , 這種安裝方案可以幫助核反應器克服一部分離心力,用以抵消大部分核反應器 高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力,可以實現(xiàn)核反應器的高速旋轉(zhuǎn),不必擔心核反應 器被離心力分離,可以降低對飛輪15材料的要求。調(diào)整氣缸的噴氣方向與飛輪 15半徑的角度,即可改變核反應器對轉(zhuǎn)速的適應能力。
氣缸噴氣方向與飛輪15半徑以及飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平面構 成噴射角度,改變噴射角度即可改變核反應器的性能。氣缸的噴氣方向與飛輪
15所在的垂直于飛輪軸3的平面平行時,核反應器只能輸出扭力,氣缸的噴氣 方向與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平面呈傾斜角度時,核反應器即可輸出 扭力也可輸出推力。調(diào)整氣缸的噴氣方向與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平 面的角度,即可實現(xiàn)核反應器功能的變化。氣缸的噴氣方向受氣缸噴氣部位內(nèi) 腔中心軸線的影響,基本上與氣缸噴氣部位內(nèi)腔中心軸線平行,安裝時可以以 噴氣部位內(nèi)腔中心軸線為準來調(diào)整氣缸噴氣方向。
為了保證渦流的形成,進氣口設在氣缸內(nèi)腔橫截面切線方向上,進氣通道 18沿氣缸橫截面切線方向開口在燃燒室11頂部,以便空氣以切線方向沖進氣缸。 氣缸的進氣口橫截面可以選用各種形狀,圓形、方形、三角形、多角形、弧邊 形、不規(guī)則型等均可,最好的形狀是長方形,長方形的長邊與氣缸中心軸線平 行,這樣有利于氣缸內(nèi)形成渦流。同時進氣通道18內(nèi)腔向氣體混合室4方向逐 漸開口擴張,可以進一步提高進氣壓力。
氣缸上的進氣通道18開口方向與核反應器工作時的飛輪15旋轉(zhuǎn)方向同向 最好,有利于氣體順利進入氣缸,這是因為氣體混合室4內(nèi)的氣體的旋轉(zhuǎn)前進 速度低于氣體混合室4壁的前進速度,核反應器轉(zhuǎn)速越高越能體現(xiàn)這一點,可 以利用這一點使進氣更好的沿氣缸內(nèi)腔橫截面切線方向進入,更好的利用慣性 沖擊力來促進缸內(nèi)渦流的形成,可以更好的提高氣缸內(nèi)渦流的旋轉(zhuǎn)速度,飛輪 15轉(zhuǎn)速越高越有利于氣缸內(nèi)形成渦流,越可以提高氣缸內(nèi)渦流的旋轉(zhuǎn)速度。
安裝時使進氣通道18開口方向朝向核反應器工作時的旋轉(zhuǎn)方向,同時使進 氣通道18開口方向向氣體混合室4傾斜,開口在氣體混合室4側壁上即可,傾 斜角度要盡量小,使進氣通道18順暢,形成流線型,可以使氣流非常順暢的進 入氣缸。進氣通道18開口擴張,使氣流更容易進入進氣通道18,更好的提高進 氣壓力,同時可以更好地避免回火。
氣缸上的點火器10連接點火系,點火系包括電源、開關、高壓變壓器、電 路等,電源可以設置發(fā)電機,發(fā)電機由核反應器帶動發(fā)電給電源電瓶充電,也 可以直接利用外部電源,從而省去發(fā)電機與電瓶等設施。點火系各個部件整合 在點火裝置中,可以在飛輪軸3上設置點火裝置,點火器10與點火裝置連接, 點火電路通過飛輪軸3上的電刷與外部點火電路接通。在電刷與飛輪軸3之間設絕緣材料層,連接電刷的高壓線沿飛輪軸3到達飛輪15表面再連接各個氣缸 點火器10。高壓線的另一個電刷設置在電磁體控制的離合器上,兩個電刷共同 構成離合電刷,電磁鐵的斷電與通電使兩個電刷離、合,離合電刷可以避免核 反應器高速旋轉(zhuǎn)對電刷的磨損。點火裝置也可以不采用離合電刷,將離合器取 消,使兩個電刷之間留有一定間隙,構成分離電刷,利用高壓電直接擊穿電刷 間隙區(qū),實現(xiàn)電路接通,同樣可以避免造成電刷相互之間的摩擦,可以更加簡 化電刷的安裝結構。也可以在飛輪中心設軸桿,電刷固定在軸桿上,這個方案 效果不理想,使用較少。為了簡化安裝,同時避免高壓電路損壞等一系列問題, 可以將高壓電路以及電刷裝置取消掉,只需在飛輪15上方靠近點火器10的部 位安裝一個或多個電極,最好是安裝一圈高壓電極,電極連接點火電路,可以 更好地實現(xiàn)點火。安裝點火器10時使點火器10的接線柱靠近電極,留出一定 間隙,高壓電會擊穿間隙,實現(xiàn)電路連接,安裝一個或多個電極時,隨著飛輪 15旋轉(zhuǎn),氣缸上的點火器10會運動到電極下面,與高壓電實現(xiàn)電路連接,實現(xiàn) 點火。本方案為實現(xiàn)核反應器點火的最佳方案。
點火系也可以不采用上述方案中的點火裝置,而是做成微型點火裝置直接 安裝在每個氣缸的點火器10旁,這種方法技術要求高,成本高,不如上述方案 效果好。
采用磁力軸承25的核反應器由于沒有接觸面與殼體23連接,為了實現(xiàn)電 路連接,需要加一個接地電極,可以在飛輪軸3上設一個分離電刷,使高壓電 負極與飛輪軸3實現(xiàn)連接,使點火電路形成回路。
啟動系包括電源、開關、電路、起動機、傳動裝置等,核反應器使用時, 需要借助啟動系裝置啟動,獲取初始旋轉(zhuǎn)速度,啟動裝置可以直接安裝在飛輪 軸3上,啟動裝置借助外部電力帶動飛輪軸3旋轉(zhuǎn),從而為核反應器提供初始 轉(zhuǎn)速。啟動系裝置也可以是在核反應器外連接啟動電機,啟動電機與飛輪軸3 連接,為核反應器提供初始轉(zhuǎn)速。起動機用一般的起動機,需要使用離合裝置 使起動機在核反應器啟動以后與核反應器分離。
為了簡化結構,可以將點火系裝置和啟動系裝置制造在一起,可以在飛輪 軸3上安裝點火啟動裝置1。也可以在磁力軸承外部磁體上安裝點火啟動裝置1。
點火啟動裝置l也可以同時發(fā)電,使用時,開啟點火啟動裝置l,借助外部電力
將飛輪15旋轉(zhuǎn),燃料和空氣由進氣孔2進入氣體混合室4混合后,燃料混合氣 經(jīng)出氣口和進氣口進入氣缸,由于離心力和慣性作用,混合氣體在氣缸內(nèi)形成 高速高壓渦流,點火啟動裝置控制點火器10點然混合氣體,氣體膨脹噴出氣流, 氣流推動飛輪15旋轉(zhuǎn),然后可以關閉點火啟動裝置l中的啟動功能,實現(xiàn)自我 高速旋轉(zhuǎn),輸出動力,同時關閉點火啟動裝置l的點火電路,避免點火器10燒
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為了提高整個裝置的強度,提高抗離心力能力,可以安裝緊固板7,緊固板 7中心開孔,不影響氣體混合室4進氣,它的邊緣到達氣缸部位,蓋在氣缸上方, 氣缸上方設有基座9,將緊固板7與各個氣缸的基座9緊固在一起即可,可以大 大提高強度,同時不影響散熱。制作時可以將氣體混合室4加高,進氣孔邊緣 與緊固板7緊固在一起,這樣有利于進一步提高強度。緊固板7邊緣再加支撐 板,可以進一步提高強度,支撐板與緊固板7可以制造成一體的,將支撐板與 飛輪15連接在一起即可,這樣就形成一個整體,使整個裝置更牢固。
本實用新型實施例之一的結構是飛輪15外周安裝氣缸,氣缸底部上壁開 設上進氣口6,氣體混合室4外周下壁開設下出氣口 5,上進氣口6和下出氣口 5連通。本實施例整體結構牢固,可以將氣體混合室4和飛輪15緊固在一起, 整體強度高,可以更好地實現(xiàn)核反應器高速旋轉(zhuǎn)。為增加整體強度,在飛輪15 表面上制造一個高起的凸臺17,將氣體混合室4安裝在凸臺17上,使氣體混合 室4的邊緣蓋過氣缸進氣口,將氣缸上的進氣通道18開口向飛輪15面上方傾 斜并且開口在氣體混合室4即可,將氣體混合室4與氣缸緊固在一起,同時使 氣缸與飛輪15緊固在一起,將氣體混合室4邊緣加大,形成一塊特殊緊固筋板, 蓋在氣缸上,將緊固筋板邊緣再連接上支撐板,再將支撐板與飛輪15緊固在一 起,這樣就可以將氣缸緊緊地夾在飛輪15和氣體混合室4之間了,緊固筋板和 支撐板都要加厚,它們可以制成一體的,也可以與氣體混合室4制成一體的, 這種結構可以大大提高整個核反應器的強度,可以更好地克服離心力。
實施例之二的結構是飛輪15中心設置氣體混合室4,氣缸底部下壁開設 下進氣口 61,氣體混合室4外周上壁開設上出氣口 51,下進氣口 61和上出氣
口 51連通。本實施例安裝簡單。
實施例之三的結構是氣體混合室4側壁開設側出氣口 52,氣缸底部側面 開設側進氣口 62。根據(jù)飛輪15旋轉(zhuǎn)需要,可以在氣缸底部正側或者反側開設進 氣口。本實施例安裝相對復雜,效果不很理想。進氣通道18與飛輪15表面平 行并向氣體混合室4拐彎開口。為了進一步提高進氣壓力,進氣通道18內(nèi)腔可 以向氣體混合室4方向逐漸開口擴張。本實施例存在的缺點是進氣通道18占用 一部分空間,減少了氣缸的安裝數(shù)量,使用效果不理想。
為了增加核反應器所提供的動力,可以在飛輪15上下兩面各安裝一個氣體 混合室4,飛輪15上下兩面分別安裝氣缸。對于雙面飛輪的形式,還可以采用 雙面氣缸共用一個氣體混合室4的結構,其具體結構為飛輪15上下兩面分別 安裝上部氣缸40和下部氣缸16,上部氣缸40底部下壁開設下進氣口 61 ,下部 氣缸16底部上壁開設上進氣口6,飛輪15中心位置安裝氣體混合室4,氣體混 合室4外周上壁和下壁分別開設上出氣口 51和下出氣口 5,下進氣口 61和上出 氣口51相通,上進氣口6和下出氣口5相通。也可以在一個飛輪軸3上安裝多 個飛輪15。其它結構與單個飛輪15結構相同。這幾個方案一般都不使用,基本 都用不著,因為核反應器轉(zhuǎn)速極高,隨轉(zhuǎn)速的提高它的功率也同步提高,它的 功率可以很大,功率范圍可以很寬,即使是很小的核反應器照樣可以輸出極大 的功率。
本核反應器由于轉(zhuǎn)速太高,無法直接安裝在大多數(shù)需要動力的設備上,需 要安裝在發(fā)電機上,利用發(fā)電機發(fā)出高頻電流,再將電能轉(zhuǎn)化為動能即可。發(fā) 電機可以使用磁力軸承25,也可以與核反應器共用磁力軸承25。由于轉(zhuǎn)速太高, 發(fā)電機中連接發(fā)電線圈的電刷承受不了高轉(zhuǎn)速,發(fā)電機可以采用外部磁場隨飛 輪軸3旋轉(zhuǎn),發(fā)電線圈固定在磁場里邊的結構。
核反應器可以與發(fā)電機制造為一體,其具體結構是飛輪軸3的直徑可以 大于或等于飛輪15直徑,飛輪軸3制作成桶狀永磁體。飛輪軸3作為發(fā)電機、 起動機的外磁場,殼體23上設置支架31,支架31伸入飛輪軸3內(nèi)腔,支架31 上安裝第一永磁體30,支架31上安裝第一線圈28,飛輪旋轉(zhuǎn)可以帶動飛輪軸3 即桶狀永磁體旋轉(zhuǎn)使第一線圈28發(fā)電,可對外輸出電能。向發(fā)電線圈供電同時
轉(zhuǎn)換電流方向即可使飛輪軸3旋轉(zhuǎn),即可啟動核反應器。飛輪軸3和第一永磁 體30共同構成磁力軸承,同時將發(fā)電機、起動機組裝在了一起。要調(diào)整好桶狀 永磁體和第一永磁體30的幾何結構,調(diào)整好它們的磁場。
本實施例中,為提高整體強度,可以將飛輪軸3和飛輪15制作成一個整體。 將磁力軸承25跟飛輪15、飛輪軸3、發(fā)電機、起動裝置組裝在了一起。本方案 是本實用新型最常用的方案。
本實施例中,為了提高磁場強度,可以在飛輪軸3內(nèi)安裝第二線圈29,在 第二線圈29內(nèi)設置電磁體,第二線圈29發(fā)電供給電磁體。
本實用新型的核反應器可以實現(xiàn)推力輸出,同時也可輸出扭力,可以構成 即可輸出扭力也可輸出推力的核反應器飛輪15上安裝推力氣缸36,推力氣缸 36噴氣方向與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平面的夾角為①2,①2為非零 角,角度太大會妨礙核反應器的轉(zhuǎn)速,角度小要求更高的飛輪轉(zhuǎn)速,才可以輸 出更大的推力,①2的最佳值范圍是10°——34.38° 。角度越小使核反應器 轉(zhuǎn)速越容易提高,形成的螺旋推進的噴氣具有更高的轉(zhuǎn)速,可以使它的推力更 大、推進速度更高。推力氣缸36可以采用第一氣缸13或第二氣缸14,只需將 第一氣缸13或第二氣缸14以氣缸頂部中心軸線為軸心扭轉(zhuǎn)一定角度,使第一 氣缸13或第二氣缸14噴氣方向與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平面呈大于 零度的角度即可。推力氣缸36也可以采用第三氣缸19,只要調(diào)整好它的噴氣方 向和噴氣角度即可,但是安裝比較麻煩,使用效果也不理想。
即可輸出扭力也可輸出推力的核反應器的飛輪軸3可以直接安裝在飛行器 上,飛輪軸3在飛輪的不同面上產(chǎn)生對飛行器的不同的推力或拉力,飛輪軸3 與螺旋推進的噴氣在飛輪15同一面時,即氣缸的噴氣方向與飛輪軸3的角度小 于卯度時,產(chǎn)生對飛行器的拉力。飛輪軸3與螺旋推進的噴氣不在飛輪15同 一面時,即氣缸的噴氣方向與飛輪軸15的角度大于90度時,產(chǎn)生對飛行器的 推力。
即可輸出扭力也可輸出推力的核反應器可以用于各種航天、航空飛行器, 包括火箭、飛機、飛船。它所噴出的氣流是一個從中心向外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流 氣旋氣流,渦旋氣流鋒面形成一個錐形,錐尖高速旋轉(zhuǎn)。渦漩氣流螺旋推進就
像旋轉(zhuǎn)的子彈一樣具有更快的速度以及推力。同時大大降低了噪音。只要飛輪
15與軸承能夠承受得了,核反應器轉(zhuǎn)速越高,核反應器功率越高。
可輸出扭力及推力的核反應器的具體結構是飛輪15上安裝推力氣缸36 和氣體混合室4。推力氣缸36上開設進氣口,氣體混合室4上開設出氣口,進 氣口與出氣口連通。推力氣缸36的噴射方向朝向飛輪15的斜下方傾斜,推力 氣缸36與飛輪15所在的垂直于飛輪軸3的平面成非零角,最佳角度范圍是 10°——34.38° ,推力氣缸36與飛輪半徑成非零夾角,最佳角度在55.62° — 68.76°之間。
本核反應器即可以使用常規(guī)燃料作為常規(guī)動力的發(fā)動機,也可以使用任何一 種元素作為核燃料,可以直接燃燒空氣,讓空氣中的元素發(fā)生核反應,可以讓 氫元素發(fā)生裂變反應,甚至可以用真空中的量子作為核燃料,這一點在宇宙飛 行中很重要。
當核反應器轉(zhuǎn)速達到可以直接使用空氣作為核燃料時,需要在殼體23內(nèi)安 裝進氣控制裝置26,進氣控制裝置26與進氣孔2處于相對應的位置。進氣控制 裝置26 —般安裝在殼體23內(nèi),也可以安裝到飛輪15上,但是安裝到飛輪15 上容易影響飛輪15整體強度, 一般不采用,進氣控制裝置26上設置伸縮器, 伸縮器上安裝密封板27,伸縮器受操控系統(tǒng)控制,伸縮器要使密封板27上下移 動時保持穩(wěn)定。伸縮器與密封板27之間要安裝磁力軸承25或其它可以承受極 高轉(zhuǎn)速的軸承裝置,使密封板27可以高速旋轉(zhuǎn)。在密封板27上做一個錯臺, 磁力軸承25套在錯臺上即可,這樣磁力軸承25之間的間隙就對密封板27的密 封毫無影響了,磁力軸承25內(nèi)外磁體之間要設計成斜面或弧面或槽狀的,使它 可以承受與磁力軸承25旋轉(zhuǎn)軸平行的力,保證密封板27可以上下移動。當密 封板27向進氣孔2靠近時,核反應器進氣量變小,使核反應強度降低,控制密 封扳27即可控制核反應器的轉(zhuǎn)速和功率,密封板27全部把進氣孔2封死后, 密封板27可以隨著飛輪15高速旋轉(zhuǎn)同時實現(xiàn)核反應器?;稹<摧敵雠ちσ草?出推力的核反應器的密封板27可以套在飛輪軸3上,隨飛輪軸3同步旋轉(zhuǎn),并 且可以沿飛輪軸3上下滑動,與飛輪軸3之間不能有間隙,用密封油使相互之 間既可以來回滑動又可以使相互之間的間隙密封,密封板27上面再裝磁力軸承
25,磁力軸承25連接伸縮器,伸縮器要加大回縮力,使密封板27—旦與進氣 孔2密封后可以再分離,因為高速旋轉(zhuǎn)的核反應器的進氣孔處會產(chǎn)生一個很大 的吸力, 一旦密封板27與進氣孔2接觸后會很難分開,會出現(xiàn)核反應器空中熄 火,為避免發(fā)生這種情況,必須使密封板27與進氣孔2再分離,所以要加大伸 縮器的回縮力,同時進氣孔2也要加固,使進氣孔2不會隨密封板27活動。為 了更好地實現(xiàn)分離,可以將密封板27設計成強磁體,進氣孔2周圍也裝一圈強 磁體,它們在磁場作用下就不會輕易合在一起了。為了防止燃料管20影響到進 氣控制裝置26的使用,燃料管20需要設計成伸縮的或者擺動的結構,核反應 器實現(xiàn)核反應后燃料管20離開進氣孔2,這樣不影響活動密封板27工作。
本實用新型核反應器使用時,首先啟動點火啟動裝置1使核反應器飛輪15 旋轉(zhuǎn),隨著飛輪15旋轉(zhuǎn)達到一定速度后,空氣會自動吸入進氣孔2,燃料管20 開始向進氣孔2輸送燃料,燃料與空氣被自動吸入氣體混合室4,混合氣體在氣 體混合室4中自動形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流氣旋,使氣體混合室4 邊緣的氣體壓力提高,使氣體與燃料混合均勻,在離心力的作用下,燃料混合 氣進入氣缸的燃燒室11,形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流氣旋,點火啟 動裝置1控制點火器10點火使渦流氣旋開始燃燒,渦流氣旋延長了燃料在燃燒 室ll的滯留時間,使燃料與空氣更好的混合均勻,更好的保證了燃料的充分燃 燒。燃燒室11渦流氣旋一旦形成,會在燃燒室11內(nèi)形成一個旋渦,混合氣會 從旋渦全部進入渦流氣旋中心,燃料的不斷加入燃燒釋放熱量更加快了渦流氣 旋中心的轉(zhuǎn)速,使中心到外圍的轉(zhuǎn)速遞減加劇,大大提高了渦流氣旋中心的相 對轉(zhuǎn)速,使能量更多的集中在渦流氣旋中心,燃燒室ll中心區(qū)可以產(chǎn)生出一個 高溫高壓環(huán)境。
高壓氣體從噴氣室12排出,形成推力,推動飛輪15旋轉(zhuǎn)。飛輪15外緣也 形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流氣旋,這同樣可以大大降低核反應器的 噪音。整個核反應器工作起來沒有轟鳴聲,核反應器也沒有振動、抖動等。核 反應器一旦點火即可取消外力助推,實現(xiàn)自我高速旋轉(zhuǎn),輸出動力。同時關閉 點火啟動裝置1中的點火電源。
工作原理氣缸中的渦流中心產(chǎn)生出一條高壓力的桶狀管,渦流氣旋中心相
對于外圍的轉(zhuǎn)速遞減越大,渦流中心區(qū)受到的壓力越大,同時由于飛輪15的高 速旋轉(zhuǎn),使渦流氣旋也沿立面軸高速旋轉(zhuǎn),飛輪15轉(zhuǎn)一圈,渦流氣旋也沿立面 軸轉(zhuǎn)一圈,就好像月球圍著地球旋轉(zhuǎn)一樣,月球公轉(zhuǎn)一圈同時也自轉(zhuǎn)一圈,飛 輪15帶動氣缸旋轉(zhuǎn)就使缸內(nèi)渦流氣旋圍著飛輪軸3公轉(zhuǎn),它公轉(zhuǎn)一周同時也沿 立面軸自轉(zhuǎn)一周,使渦流氣旋同時具有一個渦流氣旋本身具有的平面旋轉(zhuǎn)扭力 和一個公轉(zhuǎn)造成的自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的立面旋轉(zhuǎn)扭力,這兩種力相互作用對原子會產(chǎn) 生分離作用。渦流氣旋中的原子也象月球一樣受到公轉(zhuǎn)一周同時自轉(zhuǎn)一周的旋 轉(zhuǎn)扭力。
當飛輪15轉(zhuǎn)速達到極高速度時,核反應器中的場的立面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與飛輪 轉(zhuǎn)速同步,使來自立面旋轉(zhuǎn)的場的轉(zhuǎn)速很高,原子從進氣孔2進入核反應器的 氣體混合室4后,原子受核反應器中場的影響使原子自身的場被突然加速旋轉(zhuǎn), 這種突然加速的加速度極高,當達到一定程度時會打破原子自身場的平衡,使 原子結構發(fā)生變化,使原子成為等離子體。氣體混合室4在核反應器點火階段 只是起到混合燃料的作用,當核反應器達到一定轉(zhuǎn)速時,氣體混合室4的作用 就成了一個把原子轉(zhuǎn)化為等離子的等離子產(chǎn)生器。轉(zhuǎn)速高低決定了能否將原子 轉(zhuǎn)化為等離子體。
缸體中渦流氣旋中心產(chǎn)生出一個高溫高壓區(qū),轉(zhuǎn)速很高時,渦流氣旋中心區(qū) 的溫度和壓力會很高,當?shù)入x子態(tài)的原子進入氣缸中渦流氣旋中心區(qū)時,會被 渦流氣旋切割,渦流氣旋是一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流氣旋,不同半徑 的圓圈的線速度不同,使相鄰的圓圈之間產(chǎn)生相互摩擦,同時這個渦流氣旋的 旋轉(zhuǎn)軸與氣體混合室4中的渦流氣旋的旋轉(zhuǎn)軸存在一個交叉角度,使等離子態(tài) 的原子被渦流氣旋切割,會使等離子態(tài)的原子分離,出現(xiàn)核反應,平面旋轉(zhuǎn)扭 力與立面旋轉(zhuǎn)扭力的相互切割影響原子使原子發(fā)生核反應,轉(zhuǎn)速夠高的話氫原 子也會發(fā)生核裂變反應。其它的元素同樣也會發(fā)生復雜的各種核反應。
這需要極高的轉(zhuǎn)速,達到一定轉(zhuǎn)速時可以實現(xiàn)核反應,首先可以實現(xiàn)高原子 量原子的核反應,氣態(tài)原子更容易實現(xiàn)核反應。 一旦點燃核反應,核反應器轉(zhuǎn) 速會更高,氣缸中渦流氣旋中心溫度壓力會更高,缸壁所受的溫度和壓力卻沒 有多大變化,隨著轉(zhuǎn)速的進一步提高,核反應會加劇,會使各種元素都發(fā)生核
反應,再加速會實現(xiàn)氫原子的裂變反應,那時核反應器噴出的就是由量子、中 微子、夸克類構成的能量流。
這取決于核反應器的轉(zhuǎn)速,與飛輪15大小無關。與氣缸內(nèi)的高溫高壓條件 也關系不大,不需要很高的溫度和壓力,只要求很高的飛輪15轉(zhuǎn)速。從中心到 外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流氣旋使氣缸壁所受的溫度和壓力始終不會太高。要實現(xiàn)氫 原子的裂變反應對核反應器的轉(zhuǎn)速要求很高,對飛輪15材料的強度以及氣缸的 材料的強度要求很高。用于宇宙航行,帶很少的燃料就可以完成宇宙航行,同 時可以利用宇宙中大量存在的氫原子來添加燃料??梢杂萌魏我环N元素作為核 燃料。
本核反應器轉(zhuǎn)速低一些可以處理垃圾,可以把現(xiàn)有的核廢料都處理掉??梢?用垃圾作為核燃料,同時可以把垃圾轉(zhuǎn)化為有用的元素。調(diào)整核反應器轉(zhuǎn)速可 以相對穩(wěn)定的產(chǎn)出某一些元素??梢杂美圃熨F重元素及稀有元素,可以制 造黃金。可以制造出更多的新元素,可以帶來材料工業(yè)的革命,可以徹底的解 決資源問題。整個過程都是沒有污染的。它的整體結構只是尺寸大了一些,可 以用它生產(chǎn)黃金等貴重元素、稀有元素、生產(chǎn)很多新材料,可以把它作為一種 熱工設備,如新型窯爐、反應爐、熔化爐、轉(zhuǎn)化爐、煅燒爐等,性能要超過現(xiàn) 在所有的設備,產(chǎn)品質(zhì)量也更好。它可以在氣缸中產(chǎn)生超高溫高壓環(huán)境,各種 原料的原子會變成等離子體,會發(fā)生各種復雜的核反應以及高溫物理、化學反 應,會產(chǎn)生各種同位素,以及新元素,它們會反應生成各種新材料。
可以用它生產(chǎn)很多人造寶石,品質(zhì)甚至要超過天然寶石,也可以用它生產(chǎn)人 造鉆石,也可以用它生產(chǎn)水泥,陶瓷熔塊等、生產(chǎn)各種材料。需要燒制的材料 可以制成粉末狀或泥漿狀,可以用氣流輸送或泥漿泵加壓輸送原料,也可以直 接在核反應器進氣孔2設置漏斗將原料直接送進核反應器,可以在漏斗中加一 個電機帶動旋轉(zhuǎn)的螺紋桿,使原料均勻漏下。氣缸燃燒室11渦流氣旋一旦形成, 會在燃燒室11進口處形成一個旋渦,燃料混合氣以及需要燒制的材料會從旋渦 全部進入渦流氣旋中心,氣缸中的渦流氣旋中心區(qū)會產(chǎn)生出一個高溫高壓的環(huán) 境,各種材料會在該區(qū)實現(xiàn)各種高溫反應,會出現(xiàn)結晶等一系列復雜的物理、 化學反應。加大核反應器轉(zhuǎn)速與燃料供給量,可以提高燃燒室ll的高溫高壓環(huán)
境,可以創(chuàng)造超高溫高壓環(huán)境,為各種新材料的生產(chǎn)創(chuàng)造條件。
可以將核反應器的殼體23做成料倉,把核反應器安裝在料倉上方,料倉底 部設成漏斗狀或設置輸送器把產(chǎn)品輸出即可。
例如生產(chǎn)水泥、陶瓷熔塊、氧化鋁等,可以將原料制成粉料或漿料,直接將 原料輸送進核反應器即可,生產(chǎn)其它材料方法也基本大同小異,只需根據(jù)需要 調(diào)整好核反應器大小以及核反應器轉(zhuǎn)速即可。
例如生產(chǎn)人造鉆石,可以供給純凈碳粉。核反應器正常運轉(zhuǎn),碳粉會在氣缸 內(nèi)渦流中心的高溫高壓環(huán)境下出現(xiàn)結晶生成人造鉆石,加大核反應器尺寸大小 可以生產(chǎn)出更大的人造鉆石,品質(zhì)甚至可以超過天然鉆石。要同時控制料倉中 的氧氣含量,可以使隔離罩21靠近核反應器進氣孔2,使隔離罩21與進氣孔2 之間的間隙非常小,使進氣很少進入料倉,氣缸冷卻可以采用水霧噴射,只需 在飛輪15上方設置水霧噴頭即可。料倉出來的材料采用淘洗過濾即可篩選出鉆 石,剩余下腳料可以脫水后重新進入核反應器再次燒制,脫出的水可以再循環(huán) 使用。為了提高鉆石的凈度,給氣缸降溫的水霧最好使用純水。
可以生產(chǎn)氮化硼、氮化碳結晶體、氮化鉑等現(xiàn)在工藝難以生產(chǎn)的材料,可以 生產(chǎn)許多同位素合成的化合物,可以生產(chǎn)很多未知的新元素、新材料??梢园?垃圾變?yōu)辄S金等貴重元素、稀有元素,調(diào)整核反應器的轉(zhuǎn)速即可生產(chǎn)出不同的 元素或材料。不同的轉(zhuǎn)速生產(chǎn)出不同成分比例的原料,再加以提煉即可制造出 需要的物質(zhì)。它可以帶來材料工業(yè)的革命,徹底解決資源問題。
核反應是在缸體內(nèi)進行的,作為動力使用時,可以直接用空氣作為燃料, 沒有任何的核輻射與核污染,它排出的是粒子流,沒有任何的放射性元素,也 沒有有害氣體。同時也很安全,在缸內(nèi)不是核爆炸而是核燃燒,核反應是在渦 流氣旋中心軸線上發(fā)生的,渦流氣旋會把向缸壁的能量沖擊化解掉,噴口噴出 的能量以及各種射線、粒子流也會被飛輪15周圍的渦流氣旋化解掉,再加上殼 體23也可以更好的隔離核輻射。通過供給燃料的多少可以很輕松的調(diào)整核反應 器的轉(zhuǎn)速,控制核反應的強弱,所以不用擔心核安全問題。核反應釋放的能量 都集中在氣缸中的渦流氣旋中心,不用擔心核安全問題,可以隨時調(diào)整核反應 強度。可以讓原子發(fā)生緩慢的核裂變反應,甚至可以讓原子只是釋放能量,而不發(fā)生元素改變,比如可以讓氧元素只是釋放了一小部分能量,它從核反應器 中出來后還是氧元素,只是它的原子質(zhì)量發(fā)生了極小的變化,所以它沒有任何 的核污染、核安全問題。
汽車也可以使用核動力,可以直接用空氣作為核燃料,可以用一個小型核反 應器帶動的發(fā)電機帶動一個電機來帶動汽車運行。可以用氫氣作為點火燃料。 小型汽車也可以直接用氫氣作為常規(guī)動力,氫氣價格也很低廉,頂多也就是現(xiàn) 在汽油價格的十分之一。小型汽車也可以做成電瓶帶動的電動車。
火車也可以使用核動力,可以不用再搞鐵路電氣化,從而節(jié)省鐵路線路的建 設費用。電廠也不用再搞電網(wǎng)了,同時也為低空飛行清除障礙,可以在用電單 位工廠、居民小區(qū)、甚至家庭中安裝一臺核動力發(fā)電機,直接供電即可。輪 船也可以使用核反應器,飛機、火箭、飛船等都可以使用核反應器。核反應器 可以做得很小,隨著技術進步相信可以做出飛輪15直徑10厘米以下的核反應 器,用它即可發(fā)出強大電流帶動萬噸級輪船高速行駛,因為它轉(zhuǎn)速沒有極限, 轉(zhuǎn)速越高功率越大。
本核反應器可以徹底解決能源問題,解決環(huán)境污染。電費可以降到極低,甚 至可以免費,煤炭石油就都不用了,可以用廉價的電能電解水生成氫氣,需要 使用燃燒的可以使用氫氣,氫氧反應又生成水,可以循環(huán)利用水資源。能源基 本上全使用電能即可,能源問題可以徹底解決,溫室氣體不再排放,環(huán)境污染 徹底解決,藍天會更藍,人類會更健康。材料工業(yè)也會產(chǎn)生革命,會制造出更 多的新材料,世界會變得更精彩,稀有資源也可以人工制造,黃金將變得跟鋼 鐵一樣便宜,資源問題可以得到徹底解決。困擾人類的能源、資源問題可以徹 底解決,可以徹底改變?nèi)祟惖纳?。用廉價的電能淡化海水,輸送水源,可以 把沙漠變?yōu)闈竦?、森林、綠洲,可以改變地球的生態(tài)環(huán)境, 一切會更加美好。
本實用新型的技術方案并不限制于本實用新型所述的實施例的范圍內(nèi)。本實用 新型未詳盡描述的技術內(nèi)容均為公知技術。
權利要求1、核反應器,包括殼體(23)、點火系、啟動系和燃料系,其特征在于殼體(23)上安裝磁力軸承(25),磁力軸承(25)上安裝飛輪軸(3),飛輪軸(3)上安裝飛輪(15),飛輪(15)上設置氣體混合室(4),氣體混合室(4)中部開設進氣孔(2),飛輪(15)外周安裝氣缸,氣體混合室(4)外周開設出氣口,氣缸底部開設進氣口,進氣口與出氣口連通,氣缸內(nèi)安裝點火器(10),氣缸噴氣方向與飛輪(15)半徑間夾角為Φ1。
2、 根據(jù)權利要求1所述的核反應器,其特征在于進氣口內(nèi)設有進氣通道 (18),進氣通道(18) —端開口與飛輪(15)的旋轉(zhuǎn)方向相同,進氣通道(18)另一端開口與氣缸內(nèi)腔橫截面切線方向相同,氣缸內(nèi)設置燃燒室(11)和噴氣室 (12),燃燒室(11)的出氣部位橫截面積小于進氣口面積,噴氣室(12)進氣 部位橫截面面積小于燃燒室(11)最大橫截面面積。
3、 根據(jù)權利要求2所述的核反應器,其特征在于氣缸內(nèi)腔中心軸線為曲線。
4、 根據(jù)權利要求1所述的核反應器,其特征在于氣缸底部上壁開設上進 氣口 (6),氣體混合室(4)外周下壁開設下出氣口 (5),上進氣口 (6)和下 出氣口 (5)連通。
5、 根據(jù)權利要求1所述的核反應器,其特征在于氣缸底部下壁開設下進 氣口 (61),氣體混合室(4)外周上壁開設上出氣口 (51),下進氣口 (61)和 上出氣口 (51)連通。
6、 根據(jù)權利要求1所述的核反應器,其特征在于氣體混合室(4)側壁 開設側出氣口 (52),氣缸底部側壁開設側進氣口 (62),側出氣口 (52)和側 進氣口 (62)連通。
7、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6任一項所述的核反應器,其特征在于 氣缸是推力氣缸(36),推力氣缸(36)噴氣方向與飛輪(15)所在的垂直于飛輪軸(3)的平面的夾角為①2。
8、 根據(jù)權利要求1所述的核反應器,其特征在于殼體(23)內(nèi)安裝進氣 控制裝置(26),進氣控制裝置(26)與進氣孔(2)處于相對應位置。
專利摘要本實用新型公開了一種核反應器,包括殼體、點火系、啟動系和燃料系,殼體上安裝磁力軸承,磁力軸承上安裝飛輪軸,飛輪軸上安裝飛輪,飛輪上設置氣體混合室,氣體混合室中部開設進氣孔,飛輪外周安裝氣缸,氣體混合室外周開設出氣口,氣缸底部開設進氣口,進氣口與出氣口連通,氣缸內(nèi)安裝點火器,氣缸噴氣方向與飛輪半徑間夾角為Φ1。它采用全新的核反應方法,可以實現(xiàn)各種核反應,并且可以實現(xiàn)核聚變反應;可以實現(xiàn)量子化為能量的反應;安全可靠,沒有任何的核污染;可以使用任意一種元素作為核燃料;可以生產(chǎn)各種元素和多種新材料;核能可以直接轉(zhuǎn)化為動能和熱能。
文檔編號F02K7/08GK201206510SQ20082000321
公開日2009年3月11日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權日2007年4月18日
發(fā)明者陳久斌 申請人:陳久斌