核能飛機發動機的製作方法

2023-06-02 22:13:31

專利名稱：核能飛機發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機，具體講是涉及一種利用核反應產生的巨大熱量使 水蒸發，形成推力的核能飛機發動機，屬於核工業技術領域。
背景技術：
目前，隨著社會經濟和科學技術的不斷發展，交通運輸越來越發達，飛機、 汽車越來越普及。這些交通工具在方便人們生活的同時，也消耗了大量的石油 能源，產生的廢氣對環境也造成了很大的汙染。現在的油價也越來越貴，運輸 成本也越來越大，人們急需一種新型的節約能源的發動機，來替代目前越來越 少的石油。
目前的發動機，基本結構是由汽缸、活塞、連杆、曲軸等部件組成，利用 燃料燃燒產生的能量推動活塞、連杆、曲軸對外做功，這些發動機離不開燃料， 要消耗大量的石油。現在也有使用核動力的，主要用於軍事上，比如核動力航 母、軍艦、潛艇等，核動力裝置由於其存在較大的安全風險，並且受其能量傳 輸過程的限制，體積做得都是非常的大，安全措施也較多，成本較大，而且所 使用的原料(濃縮鈾等)也不是很豐富，廢料對環境的汙染更是難以估量。

發明內容
為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種節約能源、環保安全 的核能飛機發動機，利用核反應產生的巨大能量，將水汽化，形成推力。 為實現上述目的，本發明是通過以下的技術方案來實現的 一種核能飛機發動機，其特徵在於包括加速器系統和發動機系統，所述的
發動機系統包括外殼21、支架22、渦輪轉子23、渦輪軸24、橢圓形軸25、管 子26、進氣扇葉28、齒輪組29和傳動軸30;所述的支架22分前端部和後端部， 中間形成第l空腔；所述的進氣扇葉28安裝於支架22的後端部，扇葉軸27為 中空，管子26從扇葉軸27中間穿過，並從扇葉軸27的前端伸出，扇葉軸27 的前端伸出支架22，扇葉軸27的後端裝有齒輪組29，通過齒輪組29傳動帶動
傳動軸30轉動，對外輸出功率；所述的橢圓形軸25，其兩端設有安裝孔，所述
的扇葉軸27的前端和渦輪軸24的後端分別通過安裝孔安裝在橢圓形軸25上； 所述的渦輪轉子23與渦輪軸24固連，渦輪軸24安裝在支架22的前端部；所 述的支架22的後端部在扇葉軸27的外圍形成第2空腔，在第2空腔的前端， 朝向橢圓形軸25的方向，設有進水孔32，第2空腔連接外部水源，在第2空腔 外部的支架22上，設有通氣孔31，所述的通氣孔31連接進氣扇葉28所處的空 間和第1空腔；所述的管子26連接加速器系統的加速管6上的小管子13。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的進水孔32為多個，其出口朝向 為橢圓形軸25的中心點。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的橢圓形軸25內設有供散熱水流 動的孔徑，扇葉軸27上也設有孔徑，第2空腔內的水通過扇葉軸27上的孔徑 給橢圓形軸25提供循環散熱水。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的渦輪軸24為中空，管子40從 渦輪軸24中間穿過，並從渦輪軸24的前端伸出，渦輪軸24的前端伸出支架22， 支架22在渦輪轉子23的後部部分形成燕尾形，在支架22的燕尾形的底部，設 有朝向管子40出口方向的進水孔41;在第2空腔上還設有朝向橢圓形軸25中 心點的進氣孔42，在燕尾形的上下兩邊設有通向渦輪轉子23的孔徑43。。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的加速管6為耐高壓非金屬不導 電的材料製成。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的進水孔，其中噴出的水霧中增 加黑色或深色染色劑。
前述的核能飛機發動機，其特徵在於在所述的的支架的內壁設有中子反射層。
本發明的有益效果是本發明利用被加速的帶電粒子束撞擊水分子，氫離 子與撞擊到水分子中的氫元素後產生核聚變，核聚變產生的巨大能量使得周圍 的水汽化、膨脹，和壓縮空氣一起推動渦輪轉動，從而產生動力。本發明結構 相對簡單，體積小，消耗能源非常少，易於控制，可用在飛機、火箭或其他的 運輸工具上，甚至可以用在汽車上，環保經濟。


圖1是本發明的核能飛機發動機的加速器系統的原理圖； 圖2是本發明實施例1的發動機的結構圖； 圖3為圖2中A向視圖； 圖4為本發明的進氣扇葉的正面圖； 圖5是本發明實施例2的發動機的結構圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明作具體的介紹。
圖1是本發明的核能飛機發動機的加速器系統的原理圖。如圖所示，本發 明的加速器系統，包括變壓器l、 2、 3、 7、 8、 9、 10，全橋整流器ll，加速 管6，真空管14，變壓器l、 2、 3、 7、 8、 9、 10的變壓比為1: 200。 220V交 流電經過變壓器l、 2、 3升壓，可以達到17.6億V。在現有技術中，17.6億V 交流電不容易被整流，如果用高壓矽堆用晶片實現，要達到如此高的電壓，高 壓矽堆用晶片要高達176萬個，而且極易擊穿絕緣材料。本發明利用變壓器原 理與高壓矽堆組合製成超高壓整流器，圖中變壓器7、 8組成變壓器組5，變壓
器9、 10組成變壓器組4。變壓器組5與全橋整流器11組成超高壓整流器。加 速管6外面分段繞有分段線圈，分段線圈的兩端分別接變壓器和全橋整流器11 的輸出，其接法保證每個分段線圈產生的磁場方向一致。在加速管6的外面用 真空管14封閉。
220V交流電被一次升壓後，達到44000V，經全橋整流器11整流，其負極 接末節分段線圈；經第2次升壓後，達到880萬V，輸出接變壓器7、 8的大線 圈。當變壓器7的大線圈電壓為負極，並與小線圈中的負極電壓相等時，小線 圈中不產生感應電壓，，只有負極電壓，大線圈中負極電壓從一端流向另一端。 當大線圈中為正極電壓時，會對小線圈做功。為了不浪費電能，把這段線路接 到加速管6上的分段線圈上。分段線圈要比變壓器線圈細。變壓器8也是同樣 的道理，只是整流出正極，在此就不贅述。
從加速管6的進氣端12注入適量的氫氣和其它質量較輕的氣體的混合氣體 (這樣可以更好地控制核聚變反應，可以不設下面提到的偏轉，直接引出)，在
加速管6中，氫氣被高壓電電離，形成帶電粒子束。帶電粒子束在分段線圈的 磁場作用下，不斷地被加速，直至達到非常高的速度。在加速管6的末端偏轉 處設置小管子13，用於控制帶電粒子束的能量，進而控制氫核聚變產生的巨大
能量。加速管6中不能進入空氣，空氣品質大，會阻礙氫在短距離中的加速。 加速管6外面用真空管14封閉，這樣，就不會有空氣靠近加速管6，空氣不會 被加速，不會對加速器系統造成影響。 實施例l
圖2是本發明實施例1的發動機的結構圖。如圖所示，本發明的發動機系 統包括外殼21、支架22、渦輪轉子23、渦輪軸24、橢圓形軸25、管子26、進 氣扇葉28、齒輪組29和傳動軸30。支架22分前端部和後端部，中間形成第1 空腔。進氣扇葉28安裝於支架22的後端部，扇葉軸27為中空，管子26從扇 葉軸27中間穿過，並從扇葉軸27的前端伸出，扇葉軸27的前端伸出支架22， 扇葉軸27的後端裝有齒輪組29,通過齒輪組29傳動帶動傳動軸30轉動，對外 輸出功率。橢圓形軸25的兩端設有安裝孔，扇葉軸27的前端和渦輪軸24的後 端分別通過安裝孔安裝在橢圓形軸25上。渦輪轉子23與渦輪軸24固連，渦輪 軸24安裝在支架22的前端部。支架22的後端部在扇葉軸27的外圍形成第2 空腔，在第2空腔的前端，朝向橢圓形軸25中心點的方向，設有進水孔32，第 2空腔連接外部水源，在第2空腔外部的支架22上，設有通氣孔31，通氣孔31 連接進氣扇葉28所處的空間和第1空腔。管子26連接加速器系統的加速管6 上的小管子13。
經加速器系統加速的帶電粒子束從管子26進入發動機系統，從管子26的 前端射出。水經第2空腔一支架22上的進水孔32—第1空腔，射向橢圓形軸 25的中心點，高速帶電粒子束撞擊水分子，氫離子撞擊到水分子中的氫元素後 形成核聚變反應。也可以在進水孔32的邊上增設進氣孔，噴出氫氣，氫離子與 氫氣產生核聚變反應，在進水孔中噴出水霧。氫核聚變反應會產生巨大的能量， 將剩餘的水加熱、蒸發，蒸發的水使得第1空腔內的壓力急劇增加。同時，進 氣扇葉28轉動，產生的壓縮空氣經通氣孔31進入第1空腔。壓縮空氣在水蒸 氣的作用下，壓力進一步增大，迅速地經渦輪轉子23向外排除，產生推動力，
並推動渦輪轉子23轉動。渦輪轉子23轉動帶動渦輪軸24轉動，並經橢圓形軸 25帶動扇葉軸27轉動。扇葉軸27安裝在進氣扇葉28上，帶動進氣扇葉28轉 動。在扇葉軸27的後端裝有齒輪組29，扇葉軸27的轉動經齒輪組29傳動，帶 動傳動軸30轉動，同時對外做功。傳動軸30可以外接發電機或其它負載。
噴進的水中可以增加黑色或其他深色染色劑，以增加熱量吸收效果，易於 蒸發。進水孔32可以是對稱的2個，也可以是多個，以增加進水效果。橢圓形 軸25內設可有供散熱水流動的孔徑，同時，扇葉軸27上也設有孔徑，第2空 腔內的水通過扇葉軸27上的孔徑給橢圓形軸25提供循環散熱水，以防止橢圓 形軸25過熱。加速管6用穿磁性好、耐高壓非金屬不導電的材料製成。 實施例2
本實施例是在上述實施例的基礎上進一步的改進，基本結構同上述實施例， 在支架前端和渦輪軸上做了改進。
圖5是本發明實施例2的發動機的結構圖。如圖所示，在本實施例中，渦 輪軸24為中空，管子40從渦輪軸24中間穿過，並從渦輪軸24的前端伸出， 渦輪軸24的前端伸出支架22，支架22在渦輪轉子23的後部部分形成燕尾形， 在支架22的燕尾形的底部，設有朝向管子40出口方向的進水孔41。管子40和 和管子26同軸。在第2空腔朝向橢圓形軸25的中心設有進氣孔42，進水孔32 中噴出水霧。在燕尾形的上下兩邊，設有通向渦輪轉子的孔徑43，蒸發的水蒸 氣通過孔徑壓迫渦輪轉子後端的外軸，減輕渦輪轉子的後坐力。
這樣，高速帶電粒子束進入第1空腔後，與氫氣撞擊，發生核聚變反應， 產生的高溫將水霧蒸發，與壓縮空氣共同作用，從渦輪轉子排出，產生推動力。
另外，在第1空腔中未能撞擊氫氣、還具有巨大能量的帶電粒子束以及撞 擊產生的帶有巨大能量的氫原子進入管子40中，從出口射出。從進水孔41中 射出的水，被帶電粒子束或氫原子撞擊，在燕尾形支架中發生同第1空腔內的 氫核聚變，進一步增加動力，並且從分利用帶電粒子束。
為防止核聚變中產生中子對外界產生汙染或傷及無辜，在支架的內壁上設 有中子反射層。為了控制核聚變的能量，可以用包含某些物質的水溶液代替純 水。由於水溶液中水分子要少，因此撞擊的機率要小，更易控制。
圖3為圖2中A向視圖，示意了渦輪轉子前的進氣通道的形狀。圖4為本 發明的進氣扇葉的正面圖。
本發明結構簡單，體積小，可以應用於飛機、火箭上，甚至是汽車上，易 於控制，在軍事等領域有很大的用處。
上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採取等同替換或等效變換的方式 所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1、核能飛機發動機，其特徵在於包括加速器系統和發動機系統，所述的發動機系統包括外殼(21)、支架(22)、渦輪轉子(23)、渦輪軸(24)、橢圓形軸(25)、管子(26)、進氣扇葉(28)、齒輪組(29)和傳動軸(30)；所述的支架(22)分前端部和後端部，中間形成第1空腔；所述的進氣扇葉(28)安裝於支架(22)的後端部，扇葉軸(27)為中空，管子(26)從扇葉軸(27)中間穿過，並從扇葉軸(27)的前端伸出，扇葉軸(27)的前端伸出支架(22)，扇葉軸(27)的後端裝有齒輪組(29)，通過齒輪組(29)傳動帶動傳動軸(30)轉動，對外輸出功率；所述的橢圓形軸(25)，其兩端設有安裝孔，所述的扇葉軸(27)的前端和渦輪軸(24)的後端分別通過安裝孔安裝在橢圓形軸(25)上；所述的渦輪轉子(23)與渦輪軸(24)固連，渦輪軸(24)安裝在支架(22)的前端部；所述的支架(22)的後端部在扇葉軸(27)的外圍形成第2空腔，在第2空腔的前端，朝向橢圓形軸(25)的方向，設有進水孔(32)，第2空腔連接外部水源，在第2空腔外部的支架(22)上，設有通氣孔(31)，所述的通氣孔(31)連接進氣扇葉(28)所處的空間和第1空腔；所述的管子(26)連接加速器系統的加速管(6)上的小管子(13)。
2、 根據權利要求1所述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的進水孔(32) 為多個，其出口朝向為橢圓形軸(25)的中心點。
3、 根據權利要求1所述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的橢圓形軸(25) 內設有供散熱水流動的孔徑，扇葉軸(27)上也設有孔徑，第2空腔內的水通 過扇葉軸(27)上的孔徑給橢圓形軸(25)提供循環散熱水。
4、 根據權利要求1所述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的渦輪軸(24) 為中空，管子(40)從渦輪軸(24)中間穿過，並從渦輪軸(24)的前端伸出， 渦輪軸(24)的前端伸出支架(22)，支架(22)在渦輪轉子(23)的後部部分 形成燕尾形，在支架(22)的燕尾形的底部，設有朝向管子(40)出口方向的 進水孔(41);在第2空腔上還設有朝向橢圓形軸(25)中心點的進氣孔(42)， 在燕尾形的上下兩邊設有通向渦輪轉子(23)的孔徑(43)。
5、 根據權利要求1所述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的加速管(6) 為耐高壓非金屬不導電的材料製成。
6、 根據權利要求1所述的核能飛機發動機，其特徵在於所述的進水孔，其 中噴出的水霧中增加黑色或深色染色劑。
7、 根據權利要求1—6中任一項所述的核能飛機發動機，其特徵在於在所 述的的支架(22)的內壁設有中子反射層。
全文摘要
本發明涉及一種核能飛機發動機，包括加速器系統和發動機系統，發動機系統的支架分前端部和後端部，中間形成第1空腔；進氣扇葉安裝於後端部，扇葉軸中空，管子從中穿過並從前端伸出，扇葉軸前端伸出支架；扇葉軸和渦輪軸通過安裝孔安裝在橢圓形軸上；渦輪軸與渦輪轉子固連安裝在支架的前端部；支架的後端部在扇葉軸的外圍形成第2空腔，連接外部水源並設有進水孔，在第2空腔外部的支架上，設有通氣孔，連接進氣空間和第1空腔；管子連接加速器系統的加速管上的小管子。本發明利用核聚變產生的巨大能量使得水汽化、膨脹，和壓縮空氣一起推動渦輪轉動，從而產生動力。結構簡單，體積小，消耗能源非常少，可用在飛機或其他的運輸工具上，環保經濟。
文檔編號F01K7/16GK101353971SQ20081002034
公開日2009年1月28日 申請日期2008年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者徐勤雲 申請人:徐勤雲