專利名稱：氣體自激電離能量發(fā)生器及應(yīng)用方法和產(chǎn)品的制作方法
○本發(fā)明屬能源技術(shù)領(lǐng)域。
○本發(fā)明主要參考下列資料?！镀胀ㄎ锢韺W(xué)》上海高等工業(yè)學(xué)校，程守珠，江之永改編人民教育出版社 1978年《無(wú)機(jī)化學(xué)》 北京師范大學(xué)華中師范學(xué)院南京師范學(xué)院高等教育出版社 1981年《物理化學(xué)》 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編人民教育出版社 1979年《焊接技術(shù)手冊(cè)》王文翰 主編河南科學(xué)技術(shù)出版社 1999年○本發(fā)明的目的以最少的電能投入，使受電場(chǎng)控制的氣態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生自激放電，從而電離原子最大限度地獲取電子能量，并以電離能發(fā)生器為核心技術(shù)利用其特殊功能，以各種方法和產(chǎn)品應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?！鸨景l(fā)明的內(nèi)容。
人類尋找新能源的努力從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)，但盡管付出了巨大的代價(jià)，卻始終無(wú)法徹底擺脫能源危機(jī)的陰影。其實(shí)，一個(gè)焊接技術(shù)使用的小東西——等離子弧噴咀，早已為我們送來(lái)了希望之光，它能產(chǎn)生5×104℃的等離子體，約為太陽(yáng)表面溫度的8倍，不過(guò)還沒(méi)人將其轉(zhuǎn)用于并發(fā)新能源的努力之中。
一、氣體自激放電與電離能量的取得許多人對(duì)等離子弧并不陌生，噴咀口部為正極，錐形鎢棒探入管內(nèi)為負(fù)極，離子氣源可根據(jù)要求選用各種氣體及空氣、水蒸汽等氣態(tài)物質(zhì)。通電后氣體介質(zhì)被擊穿，兩極間出現(xiàn)強(qiáng)大電弧，因噴咀具有冷壓縮、熱壓縮、電磁收縮約束作用，從而產(chǎn)生超高溫的等離子氣流。噴咀內(nèi)所發(fā)生的一切，說(shuō)到底是氣體放電。空氣原本并不導(dǎo)電，但是在高壓電流的沖擊下，氣體原子被電離，其電子成為導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，就會(huì)出現(xiàn)電弧并伴隨高溫。嚴(yán)格地說(shuō)，作為焊接技術(shù)等離子弧技術(shù)在工藝思想上主要側(cè)重于氣體被激放電，為追求弧柱挺度、切割力，通常使用較大電流輸入電源能量，通過(guò)放電通道作用于工件，這就不可避免地消耗大量電能。
本發(fā)明所要利用的是氣體的自激放電，除擊穿瞬間需要高壓電流之外，我們追求以最小的電耗產(chǎn)生最大限度地氣體自身放電，促使大量氣體的放電，成為新的能量來(lái)源。
應(yīng)特別指出，這個(gè)最小電耗的電能可以采用太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能等可持續(xù)再生的能源提供，而放電物質(zhì)則可以采用空氣、水蒸汽等一切氣態(tài)物質(zhì)(甚至工業(yè)廢氣)，這就使能量來(lái)源真正建立在無(wú)危機(jī)的基礎(chǔ)之上。還應(yīng)指出，本發(fā)明中，電源輸入的電子及其能量并沒(méi)有消失，無(wú)論自激放電的多與少，電源電能始終是被疊加上氣體自身釋放的電子及其能量，并統(tǒng)合于產(chǎn)出的等離子氣體中。
1、自激放電的結(jié)果M(2n-1)增量模式。
自激放電的奧秘是當(dāng)氣體受到電場(chǎng)控制時(shí)，外來(lái)電能輸入的打擊電子具有恰當(dāng)?shù)哪芰?ev電子伏特)，使它在撞擊電離一個(gè)氣體原子時(shí)，既激發(fā)出一個(gè)電子，又不被該原子或其它原子俘獲，而這兩個(gè)電子被電場(chǎng)加速，繼續(xù)打擊其它原子，使其又釋放出相同數(shù)量的電子，如此重復(fù)電子打擊群急驟增大，終于造成“電子雪崩”。其特征是氣體受激原子自身釋放的電子去激發(fā)(打擊、推出)氣體中其它原子的電子；極為重要的是，這些被打擊出來(lái)的電子自身都具有一定的能量。
這很容易使人聯(lián)想到一則古印度國(guó)王與術(shù)士下棋的故事，術(shù)士請(qǐng)求的獎(jiǎng)勵(lì)是在棋盤的64格中第1格放1粒米，第2格2粒，第3格4粒，按這樣的增量模式增加到64格，即有(264-1)粒米，計(jì)算后的結(jié)果令國(guó)王大吃一驚，這些米幾乎可以排滿地球。自激放電的電子增量也遵循這一模式，其結(jié)果(2n-1)個(gè)電子，如果無(wú)條件繼續(xù)下去的話。
再看能量，衡量電子能量的單位用ev、1ev等于1個(gè)電子電荷經(jīng)過(guò)1伏電位差時(shí)電場(chǎng)力所作的功，因此，1ev＝1.6×10-19庫(kù)(焦耳)，其中1.6×10-19是1個(gè)電子的電量。當(dāng)某電子經(jīng)過(guò)的電位差大于1伏時(shí)，就會(huì)相應(yīng)具有如13.6ev、380ev……NEV這樣的能量，反過(guò)來(lái)說(shuō)要使1個(gè)電子具有NEV的能量，那么它受到的電壓就不能低于N伏。這是1個(gè)電子可能具有的能量。電子在核外運(yùn)動(dòng)具有一定的動(dòng)能和勢(shì)能，它同樣等于相應(yīng)的ev或焦耳，從能源量的角度來(lái)說(shuō)，利用自激放電的方法，我們可以從氣態(tài)物質(zhì)中至少獲取(2n-1)個(gè)核外電子的ev。這意味著只要地球上還存在著大氣層與江河湖海，只要固體物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，人類可以獲得的能量是無(wú)限的。當(dāng)然，我們?cè)诰唧w條件下單位時(shí)間內(nèi)獲取的能量是有限的。
2、最小輸入電能；V與I及相關(guān)因素。
氣體自激放電必須在電場(chǎng)中進(jìn)行，電勢(shì)差即電壓V必須保證所有打擊電子必須具備不被俘獲的ev，顯然，V是關(guān)鍵，它決定著自激放電能否進(jìn)行，又決定著為建立和保持電場(chǎng)外來(lái)電能輸入的多少。而電流I卻不然，從(2n-1)模式可以看出，那怕是打擊子只有1個(gè)，理論上的自激放電也可以進(jìn)行。電流是可以調(diào)整的，我們不可能當(dāng)真使用1個(gè)電子，但就是采用極少的M個(gè)電子，在自激放電中就會(huì)有M(2n-1)個(gè)電子的產(chǎn)生。
那么電壓在多少才恰到好處呢？從理論上說(shuō)，金屬電極發(fā)射電子的電壓約為3-5伏，這對(duì)打擊電子來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槭箽鈶B(tài)物質(zhì)的原子電離的電離能是由核外電子所處的軌道層次能級(jí)決定的，不同的原子又各不相同，如氫原子的第I電離能為13.598ev；氧原子的第I電離能為14.534ev，第VI電離能為138.116ev；氮原子的第I電離能為14.535ev，第VI電離能為552.075ev；碳原子的第I電離能為11.260ev，第VI電離能為489.981ev。
假定打擊電子是攻擊氫原子的核外電子，那么它的能量必須大于13.6ev，否則受擊電子脫軌而打擊電子被俘，同樣，打擊碳原子第VI層次的電子就不能低于490ev否則自激放電就無(wú)法進(jìn)行。所需電壓的多少已經(jīng)一目了然了，同時(shí)又可以看出，打擊最外層電子，所需能量最小。
電場(chǎng)電壓是兩極之間的電位差，而電場(chǎng)兩極間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1個(gè)原子的線度，帶電粒子在電場(chǎng)中相同位置所受電場(chǎng)作用是相同的，而不同的位置又不是不同的，要保持兩極間任何一點(diǎn)的電子都具有不俘獲的能量，就必須具體考慮兩極電壓降相應(yīng)提高輸入電壓。但同時(shí)還要考慮溫度這一有利因素，高溫環(huán)境中，氣態(tài)物質(zhì)已吸收了相當(dāng)?shù)哪芰?，原子中電子運(yùn)動(dòng)加劇能量增加，在沒(méi)有打擊電子沖擊的情況下，就可能自行脫軌，而在欲脫未脫時(shí)，只需打擊電子輕微擾動(dòng)，即可激出電子。從這個(gè)角度看打擊電子又不需要太大的ev，因而電壓不需要大幅提高，在前述等離子弧噴咀中恰恰表現(xiàn)出高溫條件，因此，擊穿點(diǎn)燃造成的電弧高溫，為自激放電提供了極好環(huán)境，而自激放電能量聚集同樣產(chǎn)生高溫，使高溫條件得以保持?？梢?jiàn)，在氣體被高壓擊穿之后，立即調(diào)為低壓放電是可行的，同時(shí)，可以減少電源電流，因?yàn)闅怏w自身已經(jīng)放電了。這就決定了除擊穿瞬間外，自激放電過(guò)程中不需要高電壓大電流，很少的外部電能投入可以取得較大的自激放電效果。
即使某種能量發(fā)生器，兩極介質(zhì)較厚需要保持500伏電壓，而電流可以控制在0.01安，那么它的功率僅為5瓦。而0.01安電流即為0.01庫(kù)侖電量(1庫(kù)＝3×109電量單位)，也就是說(shuō)外電源提供了M＝3×107個(gè)打擊電子，即3千萬(wàn)個(gè)打擊電子/秒，而自激放電電效果在不考慮其它因素的情況下，應(yīng)當(dāng)是(3×107)(2n-1)個(gè)電子的產(chǎn)生。
當(dāng)然M(2n-1)個(gè)電子不可能同時(shí)產(chǎn)生，這就要考慮打擊電子在單位時(shí)間內(nèi)最大限度可以打擊多少次。電子常溫下的運(yùn)行速度105mS-1超高溫下其速度應(yīng)接近光速即3×108mS-1，我們?nèi)?07mS-1，而氣態(tài)分子間距約為10-9m(分子線度的10倍)即每米有109個(gè)間隔，那么電子在每秒的運(yùn)動(dòng)中應(yīng)有1016次打擊分子中原子的機(jī)會(huì)(加壓生產(chǎn)時(shí)機(jī)會(huì)更大)。而上例即應(yīng)有(3×107)(216-1)個(gè)電子的產(chǎn)生，約為6×1023個(gè)電子。應(yīng)當(dāng)指出，這是打擊電子的功勞，此外還有高溫下原子自行電離，離子與中性原子的碰撞，這就是說(shuō)，其它電子的參與打擊，使實(shí)際打擊機(jī)會(huì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上述數(shù)字，由于不準(zhǔn)量的關(guān)系，我們無(wú)法測(cè)量實(shí)際數(shù)字，但我們可以判斷上述數(shù)字為保守的。
由此可見(jiàn)，我們要充分利用這個(gè)打擊能力，就應(yīng)該充分的提供氣態(tài)物質(zhì)，這根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)(6.02×1023/摩)很容易計(jì)算，大流量非常必要。
但在實(shí)際結(jié)果與理論會(huì)有很大差別，這是由于不利于放電的因素存在，同熱機(jī)一樣這里有個(gè)效率問(wèn)題。首先是打擊電子可能碰到的是電子或已經(jīng)放電的離子，這樣要無(wú)功而走，其次由于壓縮作用等離子體最外層冷壓縮區(qū)溫度僅千余度于放電不利；再次由于電磁收縮作用，電子流向無(wú)碰撞通道前進(jìn)(電弧)，這就要損失很多打擊機(jī)會(huì)。由此又可以看出，高電壓大電流，會(huì)使電子直線高速前進(jìn)反而不利且增加外電消耗。因此，對(duì)等離子弧噴咀要進(jìn)行改造，電極應(yīng)多只，或無(wú)尖銳，形成無(wú)數(shù)條微小電弧，并利用其相互斥力，將電子擊散，使電子在飛向正極的過(guò)程中，四處沖撞，而進(jìn)氣方向則應(yīng)垂直于正負(fù)極間電流方向，最大限度地產(chǎn)生我們所需要的電子能量。所有改造后面詳述。
3、被擊出的電子的能量作為基本粒子，在原子內(nèi)部電子有自己的質(zhì)量(9.11×10-31kg)，并以105-7mS-1在核外高速運(yùn)行，其能量是動(dòng)能和勢(shì)能的總和。一但能量大于核的電磁引力(8.32×10-8牛，這是以氫原子為例)，它就會(huì)擺脫束縛取得自由，原子損失了電子具有的質(zhì)量和能量顯示正電成為正離子。
很明顯核外電子所處的能級(jí)，就標(biāo)志著它的能量大小，離核越遠(yuǎn)(r越大)能級(jí)越高能量越大。這個(gè)能量由動(dòng)能、勢(shì)能的代數(shù)和寫出。它表明最外層的電子運(yùn)動(dòng)速度最高與核之間的勢(shì)能最大(由主量子數(shù)n與角量子數(shù)L決定具體數(shù)值)。但應(yīng)指出這個(gè)代數(shù)和是指在原子系統(tǒng)內(nèi)能量總和，電子一但被打擊電子撞出外層軌道，其勢(shì)能為零，因?yàn)樗呀?jīng)脫離了原子系統(tǒng)進(jìn)和宏觀世界，此時(shí)它的能量表現(xiàn)就是質(zhì)量與速度決定的動(dòng)能(這類似于擲鏈球，用力旋轉(zhuǎn)鏈球就會(huì)具有動(dòng)能和勢(shì)能，突然松手它就會(huì)飛出很遠(yuǎn))這個(gè)動(dòng)能就是我們所能獲得能量。
例如某原子被激發(fā)出1個(gè)電子，假定速度為106米/秒。
則 因1焦＝1牛·米所以4.5×10-19千克·米≈4.5×10-18焦這個(gè)能量似乎很小，但結(jié)合上述打擊能力來(lái)看，就很可觀了。這個(gè)能量應(yīng)針對(duì)不同原子來(lái)計(jì)算，原子的半徑越大，核對(duì)電子的吸引力越弱，也就越容易被打擊電子撞出，相應(yīng)的電場(chǎng)賦于打擊電子的能量也可以減至最低，這正符合我們最小最大放電方法原則，同時(shí)可以看出實(shí)施這個(gè)原則，我們應(yīng)盡量獲取最外層、次外層電子，并一定維持高溫。
電子一但脫離原子，就會(huì)立即受到電場(chǎng)驅(qū)使，參與打擊集群，瞬間眾多電子的加盟，雪崩式的發(fā)展，就會(huì)表現(xiàn)出熱、光、電、磁、聲等各種能量形式和等離子狀態(tài)，并在三種作用的約束下聚集，一個(gè)人造小太陽(yáng)產(chǎn)生了。
那么，電子原來(lái)的勢(shì)能哪里去了？它只有兩個(gè)去向，一部分轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為原子內(nèi)其它電子的勢(shì)能(電子脫軌后，其它電子的躍遷，重新分布，其原因在此)。總之，能量守恒定律告訴我們這一部分能量不可能消失只能轉(zhuǎn)化，(當(dāng)然，部分勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為電磁皮或熱輻射)，原子由于能量失衡而“發(fā)燒”了。然而事情接蹤而來(lái)，一但成為正離子它就不可避免地受電場(chǎng)作用，向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，也具有帶正電的ev，同樣要碰撞其它中性粒子，使其電離釋放電子，因此正離子也在參與打擊，但由于它的質(zhì)量是電子的1840倍，其速度洽很慢，但能量并不小，無(wú)論如何這一分部能量也全部包含在高溫等離子體中，使其溫度空前提高。
還應(yīng)注意，高變頻率有利于電離。在電場(chǎng)中，原子的極化馳豫時(shí)間約為10-4秒，假如采用10-3秒變換一次電流方向(電極)，那么，原子就會(huì)在電場(chǎng)內(nèi)不停轉(zhuǎn)折，并且，吸引力受到干擾溫度升高電子脫軌傾向增加，這與高溫環(huán)境有異曲同工之妙。同樣，電子和離子也會(huì)在電場(chǎng)內(nèi)時(shí)時(shí)換向來(lái)回沖撞，就會(huì)大大強(qiáng)化打擊效果，可能減少外電能量投入。變頻裝置可由現(xiàn)有技術(shù)解決。
4、最后，需要特別強(qiáng)調(diào)指出碰撞瞬間的物理現(xiàn)象。
打擊電子與被擊電子的碰撞，毫無(wú)疑問(wèn)是彈性碰撞。因?yàn)閮烧哔|(zhì)量相同速度相近，電荷一樣，碰撞時(shí)不可能產(chǎn)生突體接觸，只會(huì)在庫(kù)侖斥力的作用下各自改變方向，斥力給予雙方的作用力是相同的，此時(shí)無(wú)所謂能量傳遞。被擊電子脫軌其自身能量是前提條件，但在碰撞瞬間，兩個(gè)相聚的負(fù)電荷分散了一個(gè)正電荷的吸引力，或者說(shuō)一個(gè)正電荷的引力無(wú)法同時(shí)吸引兩個(gè)負(fù)電荷，吸引力被削弱，而恰恰此時(shí)負(fù)電苛間庫(kù)侖斥力瞬間發(fā)生作用，被擊電子減輕了束縛順利飛出，與打擊電子同在電場(chǎng)作用下打擊其它原子。
這就是打擊電子既撞出一個(gè)電子，而又不被俘獲的實(shí)質(zhì)。
綜上所述我們可以得出這樣的結(jié)論原子系統(tǒng)內(nèi)部能量減少會(huì)使原子外部能量增加；在自激放電過(guò)程中，打擊電子可以分散削弱核對(duì)受擊電子的吸引力，將其撞出原子，從而獲得電子攜帶的能量及離子能量；由于打擊電子不被俘獲，電子群以M(2n-1)模式增加，在高溫變頻的環(huán)境條件下，可以實(shí)現(xiàn)最小的外部電能投入獲得最大限度地氣體自激放電能量。這個(gè)方案的明顯特征是低電壓、高變頻、小電流、大氣量、束離子、超高溫。
二、氣體自激電離能量發(fā)生器從原理上來(lái)說(shuō)，等離子弧噴咀已經(jīng)是一只現(xiàn)成的、包含一切基本要求的電離能量發(fā)生器。它所產(chǎn)生的5×104℃等離子體中，已經(jīng)包含一部分氣體自激放電的能量，但是被大量的外電能量遮蓋了，因?yàn)樗捎玫牟皇且宰约し烹姙橹鞯脑?，所以它是在消耗能量而不是生產(chǎn)能量，不能高效率地達(dá)到獲取電子能量的目的，因此我們要對(duì)它進(jìn)行充分改造。改造后的電離能量發(fā)生器見(jiàn)示意

圖1。
1、負(fù)極(鎢或其它金屬如銅) 2、電極滑套3、外壁(增強(qiáng)陶瓷)及進(jìn)氣孔 4、內(nèi)壁及微孔5、中空部分(毛細(xì)補(bǔ)墊) 6、微孔(用于列陣發(fā)生器)7、環(huán)形正極與等離子弧噴咀相比，發(fā)生器主要保留了聚能作用，而改變了結(jié)構(gòu)。
1、電極本發(fā)生器的負(fù)電極較短，這是為了相對(duì)擴(kuò)大放電高溫區(qū)間及氣體逗留時(shí)間，以利于充分自激放電。(由于高壓擊穿僅是瞬間，不必?fù)?dān)心電耗增加，對(duì)于不便采用高電壓裝置的產(chǎn)品，允許采用電極滑動(dòng)前伸的點(diǎn)火方式)。
電極的形狀除單支尖銳鎢棒外，可以采用多支電極、球面電極、環(huán)形電級(jí)、燈絲狀電極、平板電極，這要根據(jù)具體的產(chǎn)品需要選擇。我們的目的是保持最大的高發(fā)射面積追求轟擊效果，使氣態(tài)物質(zhì)剛進(jìn)入發(fā)生器就立即遭受千萬(wàn)個(gè)電子的打擊，開(kāi)始自激放電。千萬(wàn)不能認(rèn)為，只要使電弧變得強(qiáng)大就行，電弧是電子集中流向正極的結(jié)果，我們需要的是金蛇獨(dú)舞類似于雨夜的雷電，歧弧越多越好，直至電弧不甚明顯變成一個(gè)數(shù)萬(wàn)度的光柱，這才是自激放電的最佳狀態(tài)，它說(shuō)明打擊電子的沖撞是全方位的，自激放電自然是充分的，這才能達(dá)到“最小、最大”目的。但無(wú)論使用何種電極都要特別注意總電壓、電流的控制，并保持電場(chǎng)的穩(wěn)定。在對(duì)本發(fā)明的繼續(xù)開(kāi)發(fā)中，電極應(yīng)當(dāng)是一個(gè)重要課題。
2、容積本發(fā)生器容積相對(duì)加大，意在增加內(nèi)容提供充沛氣量產(chǎn)生自激放電。發(fā)生器的直徑根據(jù)需要可以是幾十微米，也可以是幾米、幾十米。
3、復(fù)壁結(jié)構(gòu)及橫向進(jìn)氣(滑動(dòng)氣膜隔熱保護(hù))如圖1所示發(fā)生器的壁分為兩層，增加了一層布滿微孔的內(nèi)壁，它有兩個(gè)作用首先它制導(dǎo)氣體從垂直于正負(fù)極方向由微孔噴出橫向匯聚于放電區(qū)，再折向出口，氣體全部經(jīng)歷了放電過(guò)程(不似等離子弧噴咀有一小部分冷氣附壁流出)，這種方式有利于電源電子及自激電子對(duì)氣體的全方位打擊，強(qiáng)化放電效果。其次，冷氣(空氣或水蒸汽)由復(fù)壁內(nèi)透孔而出，會(huì)吸取復(fù)壁內(nèi)的熱量冷卻內(nèi)壁，但其前進(jìn)要受到放電區(qū)高溫膨脹氣體的阻礙，因此會(huì)在微孔附近擠壓成冷氣膜，既保護(hù)內(nèi)壁又吸收熱量，同時(shí)又包裹住超高溫等離子體；待氣膜被后續(xù)冷氣頂入放電區(qū)它已充分吸收了能量，電子的動(dòng)能勢(shì)能已達(dá)理想狀態(tài)，此時(shí)，接受打擊恰到好處，而后續(xù)冷氣又形成了新的氣膜。
注意復(fù)壁內(nèi)的氣壓必須大于發(fā)生器內(nèi)壓力，防止倒流。
這種方法可以稱為“滑動(dòng)氣膜隔熱保護(hù)技術(shù)”，后面應(yīng)用發(fā)明要多處用到。
4、材料。(高溫成型玻璃纖維增強(qiáng)陶瓷技術(shù))發(fā)生器可以采用現(xiàn)有技術(shù)的各種材料制做內(nèi)外壁，但最好還是采用玻璃纖維增強(qiáng)的陶瓷材料(也可以是碳纖維、硼纖維、金屬絲等增強(qiáng)材料)。因?yàn)椋瑑?nèi)壁需要密布微孔已如同篩網(wǎng)，一般材料加工麻煩更難保證強(qiáng)度，如果孔距排列不等，大小不一，就會(huì)造成冷氣布膜不勻灼毀發(fā)生器。而增強(qiáng)陶瓷質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、成本低，并且是高溫一次成型，纖維網(wǎng)狀(多層)增強(qiáng)可極大地提高陶瓷抗拉強(qiáng)度(無(wú)堿玻纖可達(dá)3000Mpa)，克服易碎缺陷成為理想材料，這在后面應(yīng)用發(fā)明中也要多處用到。同時(shí)，這種材料由于輕質(zhì)高強(qiáng)，廉價(jià)易做，可以廣泛代替金屬材料、有機(jī)材料，硅酸鹽類的其它材料用于各個(gè)方面，幾乎一切固體形狀的工業(yè)產(chǎn)品。
高溫成型玻璃纖維增強(qiáng)陶瓷的方法是以陶瓷粒粉(或制瓷原料)為基體材料，以玻璃纖維筋網(wǎng)為增強(qiáng)材料，將陶瓷基料熔融后(外融內(nèi)軟的顆?；蛉咳刍娜蹪{)迅速送入已預(yù)先布好玻纖筋網(wǎng)的模具內(nèi)用各種方式加壓，使筋網(wǎng)各界面與織熱基材充分粘合，構(gòu)成材料內(nèi)部一層至多層(包括表現(xiàn)嵌貼)增強(qiáng)復(fù)合層。經(jīng)均勻冷卻降溫后，即可成為任意外形內(nèi)腔、內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密或相對(duì)松散的產(chǎn)品。(致密結(jié)構(gòu)采用熔漿。不同空隙率的松散結(jié)構(gòu)采用融化顆粒，施加不同的壓力而成。)如發(fā)生器內(nèi)壁，可以使用針型模具，一次注料即可成型，包括環(huán)形金屬正極，導(dǎo)線可同時(shí)預(yù)先植入。
陶瓷材料的制備，可以采用以空氣等離子體為熱源的高溫熔爐，其溫度應(yīng)控制在1700℃左右，以難熔成分為主的材料可提高到2100℃左右。熔爐結(jié)構(gòu)在后面的發(fā)明中記述。
玻纖筋網(wǎng)為多支細(xì)纖加熱絞制成線束，縱橫扎結(jié)或編織成網(wǎng)、布毯。玻纖接觸織熱基料后，表面產(chǎn)生微融，這反而使各界面的粘合更加緊密。采用微米級(jí)的玻纖可以制成超薄型的增強(qiáng)陶瓷。
這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品方案，本人已提出了實(shí)用新型申請(qǐng)(01205064.4)。
5、毛細(xì)襯墊。
以玻纖或其它纖維制成，置于復(fù)壁之間，用于直接注水的發(fā)生器。當(dāng)外部供水注入復(fù)壁時(shí)，首先被襯墊含蓄，在高壓擊穿后(空氣或殘余廢氣)發(fā)生器內(nèi)溫度驟升，水由內(nèi)壁吸熱成為蒸汽，變成無(wú)色透明的氣態(tài)物質(zhì)，其分子間距運(yùn)動(dòng)特征與其它氣體相同，同樣可以產(chǎn)生自激放電。(液體或金屬間距極小，并且通常直接導(dǎo)電，沒(méi)有電子任意沖撞的空間不能用作自激放電。)并且水分子是極性分子，特別適合在高變頻電場(chǎng)反復(fù)轉(zhuǎn)折極化，從而削弱結(jié)合力有利于電離。直接注水省略了生產(chǎn)蒸汽的環(huán)節(jié)和壓氣設(shè)備及消耗，在應(yīng)用上有極大方便，但注意不能直接使用硬水、海水。
6、形狀發(fā)生器可以根據(jù)需要制成各種外形，如管形、圓形、橢圓、方形……，尤其是聯(lián)結(jié)多個(gè)發(fā)生器形成列陣，如口琴式、蜂窩式、長(zhǎng)廊式、管道式、半球式等等可任意設(shè)計(jì)，以構(gòu)成局部的超高溫和能量集中的等離子氣流。
對(duì)等離子弧噴咀作上述改造后，發(fā)生器可以在許多領(lǐng)域發(fā)揮作用。這些作用歸納起來(lái)體現(xiàn)在兩個(gè)方面首先，為我們提供了利用自激放電獲取能量的新手段；其次，它可以電離一切氣態(tài)物質(zhì)，(包括由液態(tài)或固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的物質(zhì))這為未來(lái)的化工生產(chǎn)提供了等離子態(tài)分解與合成的新手段。當(dāng)然，其強(qiáng)光也可以利用。
三、發(fā)生器在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用方法及產(chǎn)品本人提出8個(gè)方面的應(yīng)用方法與產(chǎn)品(裝置)，分別是高速飛行器；綜合電站；海水淡化；分解水制氫；工業(yè)熔爐；發(fā)動(dòng)機(jī)及汽墊；電激氣爆發(fā)射裝置；日閑能源系統(tǒng)。
方案中側(cè)重于說(shuō)明應(yīng)用的新方法，而發(fā)生器則已經(jīng)構(gòu)成產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵部件，由于它的出現(xiàn)才引起現(xiàn)用技術(shù)的變化。方案中對(duì)現(xiàn)有技術(shù)及現(xiàn)有技術(shù)可以解決或經(jīng)過(guò)努力可以解決的部分均不再詳談。
1、高速飛行器本發(fā)明所指的高速飛行器包括飛機(jī)、航天飛行器、運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈等飛行物，其特征是在大氣層內(nèi)飛行時(shí)，均采用超高溫空氣等離子體推進(jìn)，以最大限度地減少燃料荷求得高速。本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)及高速飛行器外殼，垂直起降及噴氣調(diào)向等部分，其余艙(部)及功能和控制系統(tǒng)均為現(xiàn)有技術(shù)或由現(xiàn)有技術(shù)解決。應(yīng)當(dāng)指出高速飛行器可以是巨型飛機(jī)，也可以是納米飛行器。
飛行器在飛行過(guò)程中，全部或部分是在大氣層中進(jìn)行，燃料荷載是沉重負(fù)擔(dān)，如波音飛機(jī)燃料占總重的50％，運(yùn)輸火箭就更不用說(shuō)了。但是采用電離能量發(fā)生器之后，這種情況將徹底改變，因?yàn)轱w行器可以從大氣中取得能量，這就是說(shuō)在攜帶相同燃料的情況下，可以飛得更快、更遠(yuǎn)，時(shí)間更長(zhǎng)，或者說(shuō)運(yùn)載相同的荷載僅需攜帶很少的燃料。當(dāng)然，高速度自然會(huì)帶來(lái)高摩擦，這又要用滑動(dòng)氣膜保護(hù)來(lái)解決，而輕質(zhì)高強(qiáng)的殼體自然是增強(qiáng)陶瓷為首選材料。
A、空氣等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行兩項(xiàng)改造，見(jiàn)示意圖2。
1、推力風(fēng)扇 2、壓氣機(jī)3、冷氣中心
4、能量發(fā)生器5、渦輪 6、能量發(fā)生器列陣7、列陣?yán)錃饪偣? 8、氣膜冷氣通道a、燃燒室。在燃燒室增設(shè)數(shù)支空氣電離能量發(fā)生器，壓氣機(jī)提供空氣經(jīng)發(fā)生器電離成高溫等離子體與室內(nèi)燃?xì)鈴?qiáng)制摻混產(chǎn)生膨脹氣流，驅(qū)動(dòng)渦輪，扭轉(zhuǎn)前部壓氣機(jī)及發(fā)電機(jī)作功，尾氣進(jìn)入排氣管。要注意摻混后的燃?xì)鉁囟炔坏贸^(guò)渦輪承受溫度。這實(shí)際上是一部燃?xì)廨啓C(jī)，特征是安裝了發(fā)生器，它的主要功能是提供壓氣供電所需的全部動(dòng)力。燃燒室內(nèi)噴射的少量燃料可視為提供發(fā)生器外來(lái)電能的能源。
b、超高溫噴氣列陣。這是對(duì)排氣管的改造，將管壁改成環(huán)狀列陣。
列陣由發(fā)生器排列組成，功能是將超高溫等離子體橫切噴入發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣之中，摻混后的噴氣迅速成為極度膨脹數(shù)萬(wàn)度高溫的等離子體，然后與發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇送到的(或沖壓進(jìn)氣而來(lái)的)冷氣流匯合成為強(qiáng)勁的推動(dòng)氣流噴向飛行器外部。
很明顯，高溫膨脹的氣體勢(shì)必產(chǎn)生很高的壓力，因此，各處冷氣的壓力必須大于膨脹壓力，尤其是發(fā)生器唇邊及發(fā)生器之間必須留足冷氣微孔噴口，以便形成滑動(dòng)氣膜，使列陣得到保護(hù)。這樣，就形成橫向的等離子氣流包裹住縱向的等離子氣流，并用高壓小流量冷氣將列陣承受的熱量全部推入氣柱之中從而產(chǎn)生強(qiáng)大推力?？梢钥闯觯瑝毫C(jī)的功能十分重要，并且，應(yīng)當(dāng)在壓氣機(jī)最后一級(jí)設(shè)冷氣分配中心，通過(guò)電磁閥控制配送各處高壓冷氣及發(fā)生器放電氣體，送入燃燒室內(nèi)發(fā)生器及尾部列陣的冷氣，應(yīng)從總管分出支管，單個(gè)送達(dá)。這在現(xiàn)有技術(shù)中不難解決。
B、殼體。大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)必然賦于飛行器極高的速度，這就難以避免空氣摩擦問(wèn)題，我們?nèi)匀徊捎没けＷo(hù)技術(shù)，即在增強(qiáng)陶瓷復(fù)壁外層布滿微孔，高壓小流量冷氣噴出后，在外部空氣的擠壓下形成氣膜，這樣殼體摩擦就轉(zhuǎn)變?yōu)槔錃馀c空氣摩擦，而熱量全部留給外部空氣，飛行器本身并不接觸摩擦高溫。
重返大氣層的航天飛行器(飛機(jī)、飛船)更應(yīng)該采用這種技術(shù)，利用強(qiáng)大的大氣阻力，沖壓進(jìn)氣，通過(guò)配氣系統(tǒng)，使飛行器表面包裹氣膜，尤其是劇烈摩擦部位更要高壓充分供氣，這樣變阻力為壓力用冷氣推空氣，飛行器速度越大，則阻力越大，沖入的冷氣壓力也越大，空氣推離外殼也就越遠(yuǎn)，這是因風(fēng)吹火。但外殼仍應(yīng)使用耐高溫的硅陶瓷。
還可以在飛行器(如微型核導(dǎo))相應(yīng)設(shè)置(如頭尾部)發(fā)生器或列陣，可于瞬間噴出空氣等離子汽流產(chǎn)生角推力，靈活調(diào)整控制飛行方向及時(shí)繞過(guò)障礙物或欄截導(dǎo)彈，保證飛行器自身安全。同樣，在飛機(jī)的翼下尾部設(shè)置列陣，依靠發(fā)生器的高溫加熱空氣，噴向地面，即可實(shí)現(xiàn)垂直起降，飛行中列陣旋為水平，成為助推炎箭。
機(jī)身應(yīng)盡量采用增強(qiáng)陶瓷，要知道陶瓷的密度約為2.2，而鋁的密度為2.7，并且陶瓷有極高的強(qiáng)度。用增強(qiáng)陶瓷在高溫成型的同時(shí)，就可以預(yù)留各種孔徑、管網(wǎng)，各種設(shè)備位置及預(yù)埋裸體導(dǎo)線等，生產(chǎn)過(guò)程大為簡(jiǎn)化。
輕質(zhì)高強(qiáng)機(jī)體，空氣離子推進(jìn)，微孔氣膜保護(hù)，靈活垂直超降，這就是今后飛行器的主要特征。
2、綜合發(fā)電站這項(xiàng)發(fā)明比較簡(jiǎn)單，其方法就是用電離能量發(fā)生器，取代各種燃料的鍋爐，其實(shí)質(zhì)就是能源的改變，其革命性的意義已無(wú)需多談。
列陣產(chǎn)生的高溫等離子體應(yīng)當(dāng)首先用于磁流體發(fā)電，這方面現(xiàn)有技術(shù)已逐步成熟，我們只需要將超高溫的等離子體與空氣或水蒸汽強(qiáng)制摻混，調(diào)節(jié)到磁流體發(fā)電要求的溫度即可。釋放電磁能之后，燃?xì)馑俣群蜏囟纫廊粯O高，此時(shí)可引入燃?xì)廨啓C(jī)，利用其膨脹勢(shì)能發(fā)電，尾氣進(jìn)入換熱器產(chǎn)生蒸汽再推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。這是一種梯級(jí)利用能量的綜合發(fā)電方式。顯然，這種電站應(yīng)該規(guī)模較大。
地面、水面電站最好采用水的電離方法，因?yàn)榉烹姾笊傻娜匀皇撬诃h(huán)境保護(hù)十分有利。在嚴(yán)重缺水地區(qū)可以采用空氣，但在排氣系統(tǒng)必須安裝分解氧化氮的裝置(如鉑網(wǎng)催化，使氮氧化物在300℃左右時(shí)分解，這方面汽車的三元催化器技術(shù)可以移植)。
當(dāng)然，直接使用發(fā)生器產(chǎn)生的高溫氣流加熱冷氣或水蒸汽，來(lái)驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，汽輪機(jī)發(fā)電也是可行的。并且可以制成小型移動(dòng)電站，用于各個(gè)場(chǎng)所(如野外、船舶等)。
在中國(guó)每一個(gè)縣都應(yīng)該有一個(gè)綜合電站，構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的能源中心。
3、海水淡化鍋爐人類面臨嚴(yán)得的水危機(jī)，雖然自然界為人類準(zhǔn)備了超極水庫(kù)，人類卻望洋興嘆，大海的水是咸的！而改變它的最大困難是能耗的代價(jià)。本發(fā)明利用電離能量發(fā)生器的超高溫功能，對(duì)海水進(jìn)行高溫處理，一切都變得簡(jiǎn)單起來(lái)。實(shí)際上我們是對(duì)海水進(jìn)行分解，首先將海水加熱到100℃左右，高壓水蒸汽用于發(fā)電，冷凝后即成為生產(chǎn)生活用水，經(jīng)衛(wèi)生處理可以食用，鹽分受熱結(jié)晶，取出后作為鹽化工企業(yè)原料。見(jiàn)示意圖3。
1、發(fā)生器(水) 2、水蒸汽3、蒸汽出口 4、聯(lián)軸器電磁鐵5、磁粉盒 6、絞龍7、海水 8、晶鹽擠出口9、上水管這種鍋爐也可以稱為絞龍式高溫固液分離器。
如圖所示，發(fā)生器產(chǎn)生的水等離子體，直接送入海水之中使其蒸發(fā)，高密度鹽質(zhì)海水將向下部沉積，并在底部受熱面結(jié)晶，隨即被絞龍推出，鹽晶在出口被擠壓成鹽柱，起密封容器作用，絞龍的動(dòng)力由磁粉聯(lián)軸器傳動(dòng)。絞龍及蒸發(fā)器最好由增強(qiáng)陶瓷制成，聯(lián)軸器部分因要傳遞磁力，應(yīng)由耐腐蝕金屬板嵌入陶瓷。
海水中的鹽毫無(wú)疑問(wèn)是寶貴的化工原料，但是，大量淡化海水鹽的產(chǎn)量將會(huì)極大，當(dāng)沿海地區(qū)極大規(guī)模建立起淡化工業(yè)之后，完全可以使用鹽筑路、修堤，當(dāng)然其底部及兩側(cè)應(yīng)由增強(qiáng)陶瓷包裹；更可以仿造巖鹽用做建筑物的墻體，框架也采用增強(qiáng)陶瓷，因?yàn)辂}在常溫下是結(jié)晶狀態(tài)，而陶瓷是耐腐蝕的。其損壞修補(bǔ)，無(wú)非是澆上鹽水蒸發(fā)這對(duì)減輕災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)破壞極為有利，當(dāng)然路面應(yīng)鋪瀝青等防水材料，墻體應(yīng)噴薄膜隔絕水分侵?jǐn)_。同樣，由于能源問(wèn)題的解決，向內(nèi)陸地區(qū)大量輸水也成為可能，并且在技術(shù)上沒(méi)有太大的困難。甚至可以考慮直接將海水送到缺水地區(qū)特定區(qū)域，如青海湖等咸水湖，淡化處理后使當(dāng)?shù)丶把赝径嫉玫酱罅康乃望}，我們有大海，我們有能源技術(shù)，我們就可以解決水的危機(jī)。
4、分解水制氫本發(fā)明是利用電離能量發(fā)生器的電離功能，使水的氫氧原子失去電子電離并離子分流，然后在冰冷負(fù)電極取得電子復(fù)合，生成氫氣、氧氣，由后工序加壓深冷分離。其特征是在高溫水等離子體的前鋒設(shè)集電正極和復(fù)合負(fù)極(冰極)。
當(dāng)水蒸氣在發(fā)生器內(nèi)生成等離子體后，其構(gòu)成是帶負(fù)電的電子與帶正電的氫氧離子，因高溫保持等離子態(tài)(可控制在2500℃左右)，到達(dá)電極區(qū)時(shí)等離子體分離，電子將通過(guò)正極經(jīng)分解塔外導(dǎo)線流向電源，而氫氧離子則在負(fù)極(冰極)奪取電源提供的電子，各自復(fù)合并生成氣態(tài)，隨即進(jìn)入負(fù)極管道流向壓縮機(jī)進(jìn)口(分解塔及管道間設(shè)防爆膜)，加壓深冷后，即可得到液氧，從而氫氧徹底分解。見(jiàn)示意圖4。
1、發(fā)生器列陣區(qū) 2、正極區(qū)間(環(huán)形集電)3、液氮制冷區(qū)(頂部為陶瓷)4、冰極(液氮冷卻)5、混合氣出口6、保溫墊這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是冰極效率，它必須在提供電子的同時(shí)，瞬間使氫、氧氣降至常溫，失去化合成水的溫度，因此，探入塔內(nèi)(或塔頂)負(fù)極致冷器應(yīng)伸入正離子區(qū)，使氫氧離子碰撞負(fù)極之前先行大幅度降溫，它們因同為正離子不能結(jié)合，再使其前進(jìn)一步后分別奪得電子?？焖俳禍胤矫?，我國(guó)的非晶態(tài)金屬生產(chǎn)有成熟技術(shù)可以借鑒，其技術(shù)關(guān)鍵是瞬間移走大量熱能，冷速率可達(dá)106℃/s。
液氮吸熱后應(yīng)加壓放熱，深冷液化重復(fù)使用，當(dāng)然使用液氧也是可以的。
5、工業(yè)熔爐本項(xiàng)發(fā)明是利用電離能量發(fā)生器的超高溫和電離功能處理各種物質(zhì)，可分為固體熔化爐、氣體反應(yīng)爐、氣固混合爐，可以變形為移動(dòng)爐或高溫熔槽。其特征是利用發(fā)生器列陣(或單支)向心或同向噴射等離的子氣流，造成圓柱形高溫區(qū)間，使推入的物料熔化，或電離成單質(zhì)離子的氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行摻混，取出冷卻后即形成新的物質(zhì)。見(jiàn)示意圖5。
1、輸料絞龍2、冷氣旋風(fēng)區(qū)3、高溫氣出口 4、發(fā)生器向心列陣5、耐高溫爐襯 6、熔漿出口7、爐底注出口均需襯耐高溫材料對(duì)于固體物料首先要進(jìn)行預(yù)處理，如清洗、篩分、粉碎、配料、混合，經(jīng)絞龍擠入爐內(nèi)，由高溫區(qū)間下落，至熔爐下部已經(jīng)熔融成液態(tài)，至出口流出，這個(gè)過(guò)程是連續(xù)的，高溫爐內(nèi)氣體引入換熱器回收熱能。
應(yīng)注意配置列陣產(chǎn)生的總熱量，并通過(guò)壓力調(diào)整，物料投放，使吸放熱平衡，溫度不能超過(guò)現(xiàn)有耐火材料的能力，(如不超過(guò)1700℃)并使?fàn)t內(nèi)氣相、液相平衡(控制出口流量)從而無(wú)間歇出爐。
氣體反應(yīng)爐主要用于化學(xué)工業(yè)，經(jīng)過(guò)比例配制的氣體(或固體液體氣化后的氣體)，首先在發(fā)生器放電分離，生成單質(zhì)原子的正離子和電子，在等離子態(tài)強(qiáng)制摻混(向心匯聚或逆流對(duì)射進(jìn)入爐內(nèi))在冷卻過(guò)程中，電子向正離子靠攏，此時(shí)是擴(kuò)容降溫過(guò)程，保持各化合物的生成溫度，在催化劑的作用下，即可生成質(zhì)地均勻的化合物。熱量要進(jìn)行回收利用。
如水、空氣、一氧化碳按比例定量，分別在各個(gè)發(fā)生器先行電離，在爐內(nèi)摻混，冷卻后卻可生成碳酸氫銨或尿素。這是取得而不是消耗能量的生產(chǎn)方式。
氣固混合爐則是上述兩種爐型的結(jié)合，即各種特定成份的氣體經(jīng)發(fā)生器電離后，攜高溫與固體物料在爐內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。移動(dòng)熔爐或熔槽可以移動(dòng)澆鑄產(chǎn)品。
本發(fā)明中的增強(qiáng)陶瓷，即可選用固體熔化爐制取基體材料。
6、發(fā)動(dòng)機(jī)及氣墊系統(tǒng)本發(fā)明所指發(fā)動(dòng)機(jī)是地面、水面、水下各種工具的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括汽車、機(jī)車、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、船舶、潛水艇等，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成大型、中型、小型、微型、納米型。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)是發(fā)生器與渦輪機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)，實(shí)際上它是取消噴管列陣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，只不過(guò)增加了渦輪級(jí)數(shù)，使用水則不需要壓氣機(jī)。凡使用空氣等離子體的必須安裝氧化氮催化器，水面、水下船艇當(dāng)然使用水等離子體。發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體及車船，各種機(jī)械最好使用輕質(zhì)高強(qiáng)的增強(qiáng)陶瓷材料。
本發(fā)明所指的氣墊系統(tǒng)是由等離子發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，壓入車船底部的空氣墊層，這已是成熟技術(shù)，所不同的是本發(fā)明將發(fā)動(dòng)機(jī)直接設(shè)在車船四角或需要增加設(shè)置的位置(如中部)，并用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)，車船頭部設(shè)噴管，溝通壓氣機(jī)取得高壓空氣，隨時(shí)噴射以調(diào)整方向和抵抗側(cè)風(fēng)或氣浪沖擊保持平穩(wěn)。當(dāng)然各處發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)停、輸出壓力流量均應(yīng)由計(jì)算機(jī)控制。氣墊車輛可以組成列車?？梢栽鰪?qiáng)陶瓷為裝甲，制成氣墊坦克、運(yùn)兵車、自行火炮、直升機(jī)、艦艇、潛艇。
7、電激氣爆發(fā)射裝置本發(fā)明利用電離能量發(fā)生器，瞬間產(chǎn)生的高溫膨脹勢(shì)能，推動(dòng)一定質(zhì)量的物質(zhì)作拋射運(yùn)動(dòng)，主要用于兵器，如火炮、槍械、導(dǎo)彈、魚雷的發(fā)射(生產(chǎn)活動(dòng)中可用于射錨、射釘、漁炮、重物過(guò)江)。導(dǎo)彈、魚雷發(fā)射可以增程，行進(jìn)中點(diǎn)火可以隱匿彈道。當(dāng)然，發(fā)射裝置要與直升機(jī)、車、艦發(fā)動(dòng)機(jī)或高能電池組合取得發(fā)生器的外來(lái)電能。見(jiàn)示意圖6。
注意火、炮、槍械彈藥均不需藥桶即無(wú)殼彈。
1、發(fā)生器 2、卡環(huán)(液壓松緊)3、發(fā)射管 4、彈體5、陶瓷隔熱層 6、吸熱氣化塑料發(fā)生器代替了炮膛，裝彈后，液壓卡環(huán)向后鎖緊彈尾，密封發(fā)生器，通電后發(fā)生器內(nèi)氣體瞬間電離成等離子體急劇膨脹產(chǎn)生高壓，此時(shí)卡環(huán)尖然泄壓松開(kāi)，則彈頭(導(dǎo)彈、魚雷等被發(fā)射物)將以極高初速射出。
離子氣源以使用水為最好(使用空氣發(fā)生器內(nèi)物質(zhì)密度太低)，裝彈密封后，應(yīng)立即向發(fā)生器內(nèi)霧狀噴水(供水管應(yīng)有止回閥)，待高壓擊穿后，發(fā)生器內(nèi)原存空氣迅速電離同時(shí)水吸熱變成蒸汽開(kāi)始自激放電，內(nèi)壁微孔不斷補(bǔ)充氣源，發(fā)生器內(nèi)壓力劇增。另外卡環(huán)以下的彈尾設(shè)一層耐熱陶瓷片，由于其導(dǎo)熱慢，可以避免高溫迅速傳入彈體引發(fā)爆炸，瓷片之外包裹一層塑料固體，在擊穿瞬間迅速吸熱氣化，進(jìn)一步增加放電物質(zhì)。
由于發(fā)生器內(nèi)壓力極高，內(nèi)外壁陶瓷均應(yīng)多層布筋超級(jí)增強(qiáng)。發(fā)射管則采用導(dǎo)熱快的金屬制做，外裹熱管吸熱降溫，也可以用現(xiàn)有技術(shù)即裸露降溫。或用薄型增強(qiáng)陶瓷發(fā)射管，發(fā)射后用發(fā)動(dòng)機(jī)引來(lái)的高壓冷氣吹風(fēng)降溫。
要注意，裝彈、密封、電離、松環(huán)、降溫均應(yīng)由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，此外填裝系統(tǒng)，雙向穩(wěn)定系統(tǒng)等等均參照現(xiàn)有技術(shù)。
槍械類采用微型水發(fā)生器，需要高能電池提供電源。槍體全部由增強(qiáng)陶瓷制成。由于射程較近，槍管不需太長(zhǎng)，與發(fā)生器聯(lián)接處可設(shè)置氣孔，彈丸極高速穿出槍管會(huì)使管內(nèi)氣體高速流動(dòng)，外部氣壓沖進(jìn)槍管可以降溫。也可以考慮利用發(fā)射的反作用力，讓發(fā)生器適當(dāng)反座壓縮一個(gè)活塞，壓縮空氣經(jīng)側(cè)管沖入發(fā)射后的槍管吹風(fēng)降溫，為節(jié)約電池能耗，可以滑動(dòng)電極點(diǎn)火，擊穿后受膨脹壓力推動(dòng)，電極連同活塞后座壓縮，高壓空氣進(jìn)發(fā)生器，松環(huán)后高壓空氣直沖槍管。這些復(fù)退動(dòng)作，裝彈槍機(jī)等均應(yīng)由現(xiàn)有技術(shù)改造解決。
8、日常能源系統(tǒng)本發(fā)明利用電離能量發(fā)生器產(chǎn)生的熱能和光能，用于日常生活、生產(chǎn)、辦公、公共場(chǎng)所。與前述發(fā)生器不同，這種發(fā)生器用耐高溫玻璃做成復(fù)壁“燈罩”。并與導(dǎo)熱管道，光導(dǎo)纖維構(gòu)成系統(tǒng)，發(fā)生器的材料，結(jié)構(gòu)可以參考高壓水銀燈的設(shè)計(jì)。
玻璃器壁用于透光。自激放電的溫度已達(dá)萬(wàn)度大大超過(guò)太陽(yáng)的亮度，這些光通過(guò)光纜即可輸送到任何場(chǎng)所，包括室內(nèi)各處，街道公園以及不見(jiàn)陽(yáng)光的地下建筑。以房間為例，再也不需要燈管，強(qiáng)烈的光線照射在漫反射的天花板，墻壁就會(huì)蓬壁生輝，并且這些光是發(fā)生器的“副產(chǎn)品”。至于如何將光線聚焦反射送入光纜，傳輸、折向照射乃至改變顏色，現(xiàn)有技術(shù)可以輕易解決，不再多談。
離子氣源應(yīng)使用水蒸氣，由負(fù)極附近“燈座”處供應(yīng)，當(dāng)然，先要擊穿空氣升溫，吏水蒸汽迅速自激放電?！盁粽帧敝睆较鄬?duì)較大以容納膨脹的等離子體，并使出口處電極產(chǎn)生的“冷”蒸汽附壁下流進(jìn)入復(fù)壁從微孔射出形成氣膜，以保護(hù)“燈罩”。等離子氣流在出口外與空氣混合，可調(diào)制成800℃左右的燃?xì)?，?jīng)耐熱保溫瓷管作為熱源，送入熱交換器產(chǎn)生熱水，或送入燃?xì)馐娇照{(diào)機(jī)，或廚房灶具及一切需要熱能的地方。但在廢氣出口應(yīng)使用催化器。
對(duì)本發(fā)明的有益效果已不用多說(shuō)了，從根本上說(shuō)，我的發(fā)明是糾正了一個(gè)能量交換的認(rèn)識(shí)局限，即原子的電離必須要投入相應(yīng)的能量，使電子勢(shì)能達(dá)到足以抵消電磁引力的地步，電離才能夠?qū)崿F(xiàn)，這對(duì)依靠熱能及其它能量激發(fā)原子無(wú)疑是正確的，但是突然有一個(gè)電子打擊受擊電子，發(fā)生庫(kù)侖斥力并分散電磁引力的時(shí)候，就出現(xiàn)了特殊情況，由此就會(huì)產(chǎn)生本發(fā)明所表述的變化。
本發(fā)明的二次開(kāi)發(fā)還有巨大的空間，尚需完善改進(jìn)提高，同志者，盡可努力！
權(quán)利要求
1.一種利用氣體自激放電原理從空氣、水蒸汽及其它氣態(tài)物質(zhì)中獲取原子電離能量的電離能量發(fā)生器，其特征是一端開(kāi)放的容器由復(fù)壁與正負(fù)電極構(gòu)成，復(fù)壁之間中空(蒸汽放電要置入毛細(xì)襯墊)冷氣經(jīng)密布微孔的內(nèi)壁進(jìn)入，被瞬間高壓擊穿后用低電壓、高變頻、小電流、大氣量、超高溫的方法，使氣態(tài)物質(zhì)急劇自激放電產(chǎn)生萬(wàn)度級(jí)高溫的等離子體的發(fā)生器。
2.如要求1所述的發(fā)生器采用一種“滑動(dòng)氣膜隔熱保護(hù)方法”，其特征是，利用復(fù)壁結(jié)構(gòu)令受熱面密布微孔，持繼向復(fù)壁輸入相對(duì)低溫的高壓氣態(tài)物質(zhì)(或利用毛細(xì)襯墊含蓄液態(tài)物質(zhì))，冷氣自微孔噴出后，形成氣膜，推開(kāi)高溫物質(zhì)，并吸收受熱面熱量，從而避免高溫?fù)p傷。
3.如要求1所述的發(fā)生器其材料采用一種用玻璃纖維增強(qiáng)陶瓷的方法，其特征是以陶瓷為基本材料，以波纖筋網(wǎng)為增強(qiáng)材料，用1700-2100℃高溫熔融基體材料，將其注入布滿筋網(wǎng)和預(yù)植件的模具中一次成型，基體材料與玻纖各界面充分粘合，經(jīng)均勻降溫冷凝成基體內(nèi)部具有一層或多層復(fù)合層(含表面嵌貼)的復(fù)合材料，極大地提高陶瓷抗拉強(qiáng)度克服易碎缺陷。
4.如要求1、2、3所述的發(fā)生器和方法，可用于制造高速飛行器(飛機(jī)、航天飛機(jī)、運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈等)的發(fā)動(dòng)機(jī)和殼體及垂直起降和調(diào)向；可用于綜合電站，經(jīng)磁流體發(fā)電，并再經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)，汽輪機(jī)梯級(jí)利用生產(chǎn)電能；可用于海水淡化，用淡化鍋爐生產(chǎn)淡水及海鹽；可用于制造高溫固體熔爐及化學(xué)反應(yīng)爐；可用于制造電激爆發(fā)射裝置、生產(chǎn)定向拋擲器械和兵器；可用于各種地面(水面)水中交通工具，制造發(fā)動(dòng)機(jī)或產(chǎn)生氣墊及交通工具、各類專用機(jī)械和艦艇、戰(zhàn)車殼體。
5.如要求1、2、3所述的發(fā)生器和方法，可用于電離水的氫氧原子，經(jīng)正負(fù)離子分流處理在冰冷負(fù)極復(fù)合原子生成氫氣氧氣；可用于電離各種氣體的原子形成單質(zhì)離子，在催化劑的作用下，合成新的物質(zhì)。
6.如要求1、2、3所述的發(fā)生器和方法，可用于日常能源系統(tǒng)其強(qiáng)光經(jīng)光纜傳輸?shù)礁鞣N建筑室內(nèi)及各種公共場(chǎng)所或生產(chǎn)場(chǎng)地；熱能可用于燃?xì)饪照{(diào)、熱水器、炊具。
全文摘要
電離能量發(fā)生器利用氣體自激放電的原理，從氣態(tài)物質(zhì)中獲取電子能量?？僧a(chǎn)生萬(wàn)度級(jí)的高溫等離子體，使空氣和水成為新的能源。發(fā)生器的高溫能量及電離作用與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合?？捎糜诟咚亠w行器、綜合發(fā)電站、海水淡化、分解水制氫、工業(yè)熔爐、發(fā)動(dòng)機(jī)及氣墊、電激爆發(fā)射裝置、日用能源系統(tǒng)等各個(gè)方面，其中多項(xiàng)用途發(fā)明可用于國(guó)防事業(yè)。
文檔編號(hào)H05H1/24GK1433251SQ0210223
公開(kāi)日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月5日
發(fā)明者羅五來(lái) 申請(qǐng)人:羅五來(lái)