带电粒子加压器

技术领域

本发明涉及一种粒子加压装置，尤其涉及一种带电粒子加压器。

背景技术

众所周知，带电粒子加压装置有多种用途，如动力装置、粒子加速器、核聚变装置等，但目前市面上没有该用途的装置。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术不足而提供一种结构简单、成本低、小型化、且容易控制粒子加压过程的带电粒子加压器，其具体结构为：

带电粒子加压器，其特征在于：包括U型基座，基座内侧固定有架体，所述架体由对称设置的左、右架组成，左、右架均通过各自中心的固定臂分别固定在U型基座内壁两侧，两固定臂上均顺向缠有线圈组，左架或右架之一为中空结构，其内部设有能量输出腔，并通过U型基座侧壁的通孔与外部连通，左、右架均开有环状凹槽，左、右架固定后两环状凹槽对向形成较为封闭的容腔I，动力机构设置在容腔I内，且通过轴承安装在左、右架近中心部。

所述的动力机构包括有，配合容腔I内壁的容器，容器壳四周设有较为封闭的环形气体腔，气体腔的侧面间隔开有对称的进气孔，进气孔外侧均外接有脉冲电源与高压气缸，气体腔内侧间隔开有过气孔，过气孔的另一端通过L型管安装有锥形网罩，容器壳上设有动力结构，容器内部两侧壁固定弧面状的电势递减壁，容器壳侧壁与电势递减壁之间形成电势递减空间，容器四周与两电势递减壁之间形成加压空间，容器导流加压装置设置在该空间内。

容器导流加压装置为间隔旋转分布的多片加压片，加压片两侧与电势递减壁密封贴合，将加压空间分隔成多个加压区，加压片内端部与一中空的分离管外壁固接，分离管四周侧壁间隔开有数个小孔将其内部反应腔与加压区连通，一中空能量输出管固定并穿过容器侧壁与电势递减壁的中心并与反应腔垂直连通，能量输出管位于架体内部的能量输出腔内。

所述的导流加压片以分离管为圆心形旋转分布，加压片呈顺向内凹状，其横截面呈L形或弧形。

所述的能量输出腔内壁设有螺纹槽。

所述的能量输出管外壁设有螺旋片，螺旋片呈螺旋状缠绕在能量输出管外壁，能量输出管的内部通道的两端呈喇叭状，为配合螺旋片旋转时气流流动，所述的能量输出腔内端所在的架体面呈放射状开有多个气流槽。

所述分离管四周开的小孔，小孔两端略大中部略小呈沙漏状，且所有小孔根据容器旋转方向倾斜设置，当小孔倾斜角度与分离管内壁相切时效果最佳，优选的，小孔开设在分离管与加压片相切处。

所述的动力结构指：在容器壳边沿上设有动力凹槽，动力凹槽设有防滑面，以配合外接动力皮带，或设有凸齿，以配合外接动力链条。

所述的电势递减壁至少为一层。

为了使容器内的气体进一步电离，所述的L型管上均增设一气体加压装置。

本装置的U型基座、架体为导磁材料，所述锥形网罩为导电材料，容器及容器内的其余部件采用不导电、不导磁的材料，如陶瓷等，或者为表面涂有不导电、不导磁材料的层状结构。

所述的脉冲电源为高压可调脉冲电源。

所述气缸为高压可调气缸。

所述线圈组可接直流或半波交流电，磁极不变。

通过本装置对核聚变轻元素(如氘)的应用予以说明：先对固定臂上的线圈组进行通电(恒定直流电)，使整个设备形成磁场，并通过皮带轮或链条带动容器旋转，此时容器对磁场进行切割，其旋转方向与电流方向相反。高压气缸内预存有聚变轻元素(如重氢)，聚变轻元素通过高压气缸推动依次经过环形气体腔、L性管内、锥形网罩上，脉冲电源正极通过导线连接到锥形网罩上并进行电流输出，高速气体(重氢)通过锥形网罩被电晕或电离成带(正)电的粒子，由于气体的不断运动和被电离的粒子受磁场的作用使被电离粒子快速分离转移(未电离气体继续惯性运动)，因为容器整体高速旋转，未电离气体分子受离心力作用，会聚集在容器内部的加压空间外围做圆周运动，等待加压器加压与锥形网罩再次接触电离，容器内电离后的带电粒子(如氘核)相对磁场做切割磁感线运动受洛伦兹力与F外力的作用使其向心挤压运动(因容器整体保持外力作用连续做高速旋转圆周运动，F外力的方向和容器圆周运动的方向一致)，通过其受洛伦兹力和F外力的合力作用于周围同种电荷，来传递叠加给容器中心少数(氘)原子核的力，在反应腔内达到中心(氘)原子核间的距离在强相互作用范围内，发生核聚变反应。最后通过能量输出管与能量输出腔输出能量对外接设备做功。

本技术方案有益效果：1、本技术方案可采用多种磁场，如整体匀强磁场或部分变化磁场或整体变化磁场磁极不变；2、由于在能量输出管外壁设有螺旋片且架体内侧面呈放射状开有多个气流槽，当反应腔内的能量物质从内部通道9-2高速喷射出来时，能量输出管跟随容器旋转，螺旋片旋转带动温度较低的常温气体从气流槽进入能量输出腔内，从而在喷射的高温气体四周形成一层较低温的保护层，并且，喷射的高温气体流动会使螺旋片四周产生负压，被动的吸入常温气体，进一步推动容器旋转，内部通道两端呈喇叭状，能够对喷射物质起到加速作用；3、由于设有不止一层的电势递减壁和电势递减空间，能够在电势差很大的情况下防止电压击穿漏电；4、由于在L型管上增设有气体加压装置，该装置设在容器内，工作时朝向锥形网罩加压使未电离气体加压后再次接触锥形导电导流网电离；5、根据实际用途设置能量输出管及能量输出腔的数量，如：当需要能量发电时，在容器两侧对称各开一组，当需要作为推动器或发射器时，在容器一侧开一组即可，密闭容器时，就是氢弹；6、本装置能通过对磁场强度、带电粒子密度、气体流量、脉冲电流强弱、旋转动力大小等可变量进行准确控制从而实现对设备效果的控制。

本装置的设计原理依据：1、轻量元素(氘)要发生核聚变反应要克服核子间的库仑排斥力；2、同种电荷相互排斥；3、带电粒子做相对切割磁感线运动受洛伦兹力的作用；4、电势差的相对性；5、带电粒子做相对切割磁感线运动产生反向磁场作用；6、能量守恒：因匀强磁场中运动电荷受洛伦兹力垂直于运动方向不对运动电荷做功，只改变其运动方向，其中带电粒子做圆周运动半径R＝MV/qB，但实际上是其他能量迫使容器内部带电粒子不停做其他运动(与本来运动方向不同)，说明受到一个与运动方向不垂直的力F外力与F洛伦兹力共同作用(F合力)对其做功(变化磁场中除磁场导致带电粒子运动方向改变，还对其做功)，所以有(高压气体输入容器初始动能+容器外部机械能或输出反馈能+内部气体加压装置输入能+变化磁场时对带电粒子输入能)转化为内部离子挤压能+核聚变释放能＝输出能-反馈能。

本发明具体原理：容器整体(容器及其内部所有物质)相对磁场切割运动，使洛伦兹力与F外力的作用加压带(正)电粒子(氘)(根据原理可设加压区和反应腔，容器导流片数量和形状有若干种方案，如图：①导流片垂直切线直指圆心，数量若干；②导流片顺向运动方向，数量若干；③导流片背向运动方向，数量若干)。容器整体和磁场相对切割运动可采取3种方案，1容器整体运动；2、磁场运动；3、磁场和容器整体都分别反向运动。其原理都一样。

分析一种容器整体运动：

1、高速气体(重氢)通过锥形网罩(脉冲(正)电极椎型电网)被电晕或电离成带(正)电的粒子，由于气体的不断运动和被电离的粒子受磁场的作用使被电离粒子快速分离转移(未电离气体继续惯性运动)，因为容器整体高速运动，未电离气体分子受离心力作用，会聚集在容器加压区内部外围做圆周运动，等待(或等待加压)再与脉冲(正)电极锥形网再次接触电离；

2、容器内电离后的带电粒子(氘)相对磁场做切割磁感线运动，受洛伦兹力与F外力的作用使其向心挤压运动(本来带电粒子在均匀磁场中应是做圆周运动，但本装置使带电粒子在做圆周运动的过程中不停受容器高速旋转圆周运动给力(F外力)的原因，使其一直绕容器运动方向有运动速度，速度是失量，合成就是向心运动，同种电荷又相互排斥，所以向心挤压运动)，其带电离子密度越大，叠加挤压力就越大。通过其受洛伦兹力与F外力作用于周围同种电荷的作用力来传递叠加给容器中心(氘)原子核的力，达到中心(氘)原子核间距离在强相互作用范围内。在这个过程中，其中加压区和反应腔之间有个分离管，其璧上开有链接加压区和反应腔的沙漏形喷孔且与分离管内壁(也就是反应腔外沿)相切，分离管及其作用使挤压能转换为少量带电粒子动能，便于控制反应(其中少量导流加压区离子通过导流沙漏喷孔高速相切反应腔，使其受洛伦兹力与F外力作用的合力挤压离子达到核聚变条件，因F＝qvB锥形磁导体使反应区磁场b相对强很多)。

一定条件下，其容器内部粒子简要受力分析：主要有F外力(方向为容器的旋转方向)、F洛伦兹力＝qvB(垂直于带电粒子的运动方向)、F库仑力＝K*qq′/r^2(强相互作用内能压力未发生核反应前不考虑，反应后会有新的平衡同理只分析一种)和F离心力＝mv^2/r、F万有引力＝G mM/r^2(在圆周运动半直径很大速度相对低的情况下，相对F洛伦兹力F库仑力要小很多数量级可以忽略。

容器整体在磁场中旋转，每个带电粒子都受到与运动方向垂直的力F洛伦兹力＝qvB，因匀强磁场中运动电荷受洛伦兹力垂直于运动方向不对运动电荷做功只改变其运动方向，其中带电粒子做圆周运动半径R＝MV/qB，但实际上是其他能量迫使容器内部带电粒子不停做其他运动(与本来运动方向不同)，说明受到一个与运动方向不垂直的力F外力与F洛伦兹力共同作用(F合力)对其做功，且容器中带电粒子密度越大，带电粒子越多，每个方向上F洛伦兹力、F外力和F库仑力作用力反作用力传递叠加的力也越大，当F洛伦兹力增大，F洛伦兹力与F外力的F合力增大，F库仑力也增大，容器中心核子挤压力也增大，目的是使少量中心原子核发生核聚变反应放出能量，本原理装置也可以加速带电粒子。

实验数据：当在一定匀强磁场、外接动力、额定功率(增加1个大气压)加压装置、额定脉冲电流、去掉能量输出管上的螺旋片时，输入2倍大气压气体，测得输出带电粒子气体气压远大于5倍大气压，重复多次变换输入气压，输出气压均远大于输入气压，气体明显被做了功，此数据说明其他形式的能量转换为了输出带电粒子的动能，证明此装置具有加压带电粒子作用。

设备输出和技术简要：1、根据用途选择能量输出孔洞多少和能量输出管上的螺旋片设置；2、采用电势相对逐渐减小法防止电击穿；3、加压加速带电粒子使其自身磁场和原磁场排斥力增大达到与容器隔离(同向电流相互吸引，异向电流相互排斥)；4、加压少量带电粒子通过控制沙漏孔发生核聚变反应；5、架体中心的锥形磁导体使磁场聚集容器反应腔。

本技术方案是一种清洁能源，运用广泛，可运用在各个领域，如：各种推进器、动力系统、核能发电等，也可作为粒子加速器、军事武器。

附图说明

图1是本发明的主视图结构示意图；

图2是本发明的左视图结构示意图；

图3是本发明图1的A-A剖面结构示意图；

图4是本发明图2的B-B剖面结构示意图；

图5是本发明的分离管剖面结构示意图；

图6是本发明的能量输出管结构示意图；

图7是本发明的加压片结构示意图；

图8是本发明的L型管及锥形网罩结构示意图；

图9是本发明的容器结构示意图；

图10是本发明的架体结构示意图；

图11是本发明的动力机构立体结构示意图；

图12是本发明的动力机构立体结构示意图；

图13是本发明的实施例2主视结构示意图；

图14是本发明的实施例2左视结构示意图；

图15是本发明的图13中C-C剖面结构示意图；

图16是本发明的图14中D-D剖面结构示意图；

图17是本发明的实施例2加压片结构示意图；

图18是本发明的实施例3主视结构示意图；

图19是本发明的实施例3左视结构示意图；

图20是本发明的图18中E-E剖面结构示意图；

图21是本发明的图19中F-F剖面结构示意图；

图22是本发明的实施例3加压片结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参见附图1-附图12，包括U型基座1，基座内侧固定有架体2，所述架体由对称设置的左、右架组成，左、右架均通过各自中心的固定臂2-1分别固定在U型基座内壁两侧，两固定臂上均顺向缠有线圈组2-3，左架或右架之一为中空结构，其内部设有能量输出腔2-2，并通过U型基座侧壁的通孔1-1与外部连通，左、右架均开有环状凹槽，左、右架固定后两环状凹槽对向形成较为封闭的容腔I2-4，动力机构设置在容腔I内，且通过轴承6安装在左、右架近中心部。

所述的动力机构包括有，配合容腔I内壁的容器3，容器壳四周设有较为封闭的环形气体腔3-2，气体腔的侧面间隔开有对称的进气孔3-3，进气孔外侧均外接有脉冲电源10与高压气缸11，气体腔内侧间隔开有过气孔3-4，过气孔的另一端通过L型管安装有锥形网罩5，容器壳上设有动力结构，容器内部两侧壁固定弧面状的电势递减壁3-5，容器壳侧壁与电势递减壁之间形成电势递减空间3-6，容器四周与两电势递减壁之间形成加压空间3-7，容器导流加压装置7设置在该空间内。

容器导流加压装置7为间隔旋转分布的多片加压片7-1，加压片两侧与电势递减壁密封贴合，将加压空间分隔成多个加压区，加压片内端部与一中空的分离管8外壁固接，分离管四周侧壁间隔开有数个小孔8-1将其内部反应腔与加压区连通，一中空能量输出管9固定并穿过容器侧壁与电势递减壁的中心并与反应腔垂直连通，能量输出管位于架体内部的能量输出腔内。

如图3所示，所述的导流加压片以分离管为圆心形旋转分布，加压片形状如图7所示。

所述的能量输出腔内壁设有螺纹槽。

所述的能量输出管9外壁设有螺旋片9-1，螺旋片呈螺旋状缠绕在能量输出管外壁，能量输出管的内部通道9-2的两端呈喇叭状9-3，为配合螺旋片旋转时气流流动，所述的能量输出腔内端所在的架体面呈放射状开有多个气流槽2-5。

所述分离管四周开的小孔8-1，小孔两端略大中部略小呈沙漏状，且所有小孔根据容器旋转方向倾斜设置，当小孔倾斜角度与分离管内壁相切时效果最佳，优选的，小孔开设在分离管与加压片相切处。

所述的动力结构指：在容器壳边沿上设有动力凹槽3-1，动力凹槽3-1设有防滑面，以配合外接动力皮带，或设有凸齿，以配合外接动力链条。

所述的电势递减壁至少为一层。

为了使容器内的气体进一步电离，所述的L型管上均增设一气体加压装置。

本装置的U型基座、架体为导磁材料，所述锥形网罩为导电材料，容器及容器内的其余部件采用不导电、不导磁的材料，如陶瓷等，或者为表面涂有不导电、不导磁材料的层状结构。

所述的脉冲电源为高压可调脉冲电源。

所述气缸为高压可调气缸。

所述线圈组可接直流或半波交流电，磁极不变。

实施例2：参见附图5、6、8、9、10、13、14、15、16、17，包括U型基座1，基座内侧固定有架体2，所述架体由对称设置的左、右架组成，左、右架均通过各自中心的固定臂2-1分别固定在U型基座内壁两侧，两固定臂上均顺向缠有线圈组2-3，左架或右架之一为中空结构，其内部设有能量输出腔2-2，并通过U型基座侧壁的通孔1-1与外部连通，左、右架均开有环状凹槽，左、右架固定后两环状凹槽对向形成较为封闭的容腔I2-4，动力机构设置在容腔I内，且通过轴承6安装在左、右架近中心部。

所述的动力机构包括有，配合容腔I内壁的容器3，容器壳四周设有较为封闭的环形气体腔3-2，气体腔的侧面间隔开有对称的进气孔3-3，进气孔外侧均外接有脉冲电源10与高压气缸11，气体腔内侧间隔开有过气孔3-4，过气孔的另一端通过L型管安装有锥形网罩5，容器壳上设有动力结构，容器内部两侧壁固定弧面状的电势递减壁3-5，容器壳侧壁与电势递减壁之间形成电势递减空间3-6，容器四周与两电势递减壁之间形成加压空间3-7，容器导流加压装置7设置在该空间内。

容器导流加压装置7为间隔旋转分布的多片加压片7-1，加压片两侧与电势递减壁密封贴合，将加压空间分隔成多个加压区，加压片内端部与一中空的分离管8外壁固接，分离管四周侧壁间隔开有数个小孔8-1将其内部反应腔与加压区连通，一中空能量输出管9固定并穿过容器侧壁与电势递减壁的中心并与反应腔垂直连通，能量输出管位于架体内部的能量输出腔内。

如图15所示，所述的导流加压片以分离管为圆心形旋转分布，加压片形状如图17所示。

所述的能量输出腔内壁设有螺纹槽。

所述的能量输出管9外壁设有螺旋片9-1，螺旋片呈螺旋状缠绕在能量输出管外壁，能量输出管的内部通道9-2的两端呈喇叭状9-3，为配合螺旋片旋转时气流流动，所述的能量输出腔内端所在的架体面呈放射状开有多个气流槽2-5。

所述分离管四周开的小孔8-1，小孔两端略大中部略小呈沙漏状，且所有小孔根据容器旋转方向倾斜设置，当小孔倾斜角度与分离管内壁相切时效果最佳，优选的，小孔开设在分离管与加压片相切处。

所述的动力结构指：在容器壳边沿上设有动力凹槽3-1，动力凹槽3-1设有防滑面，以配合外接动力皮带，或设有凸齿，以配合外接动力链条。

所述的电势递减壁至少为一层。

为了使容器内的气体进一步电离，所述的L型管上均增设一气体加压装置。

本装置的U型基座、架体为导磁材料，所述锥形网罩为导电材料，容器及容器内的其余部件采用不导电、不导磁的材料，如陶瓷等，或者为表面涂有不导电、不导磁材料的层状结构。

所述的脉冲电源为高压可调脉冲电源。

所述气缸为高压可调气缸。

所述线圈组可接直流或半波交流电，磁极不变。

实施例3：参见附图5、6、8、9、10、18、19、20、21、22，包括U型基座1，基座内侧固定有架体2，所述架体由对称设置的左、右架组成，左、右架均通过各自中心的固定臂2-1分别固定在U型基座内壁两侧，两固定臂上均顺向缠有线圈组2-3，左架或右架之一为中空结构，其内部设有能量输出腔2-2，并通过U型基座侧壁的通孔1-1与外部连通，左、右架均开有环状凹槽，左、右架固定后两环状凹槽对向形成较为封闭的容腔I2-4，动力机构设置在容腔I内，且通过轴承6安装在左、右架近中心部。

所述的动力机构包括有，配合容腔I内壁的容器3，容器壳四周设有较为封闭的环形气体腔3-2，气体腔的侧面间隔开有对称的进气孔3-3，进气孔外侧均外接有脉冲电源10与高压气缸11，气体腔内侧间隔开有过气孔3-4，过气孔的另一端通过L型管安装有锥形网罩5，容器壳上设有动力结构，容器内部两侧壁固定弧面状的电势递减壁3-5，容器壳侧壁与电势递减壁之间形成电势递减空间3-6，容器四周与两电势递减壁之间形成加压空间3-7，容器导流加压装置7设置在该空间内。

容器导流加压装置7为间隔旋转分布的多片加压片7-1，加压片两侧与电势递减壁密封贴合，将加压空间分隔成多个加压区，加压片内端部与一中空的分离管8外壁固接，分离管四周侧壁间隔开有数个小孔8-1将其内部反应腔与加压区连通，一中空能量输出管9固定并穿过容器侧壁与电势递减壁的中心并与反应腔垂直连通，能量输出管位于架体内部的能量输出腔内。

如图20所示，所述的导流加压片以分离管为圆心形旋转分布，加压片形状如图22所示。

所述的能量输出腔内壁设有螺纹槽。

所述的能量输出管9外壁设有螺旋片9-1，螺旋片呈螺旋状缠绕在能量输出管外壁，能量输出管的内部通道9-2的两端呈喇叭状9-3，为配合螺旋片旋转时气流流动，所述的能量输出腔内端所在的架体面呈放射状开有多个气流槽2-5。

所述分离管四周开的小孔8-1，小孔两端略大中部略小呈沙漏状，且所有小孔根据容器旋转方向倾斜设置，当小孔倾斜角度与分离管内壁相切时效果最佳，优选的，小孔开设在分离管与加压片相切处。

所述的动力结构指：在容器壳边沿上设有动力凹槽3-1，动力凹槽3-1设有防滑面，以配合外接动力皮带，或设有凸齿，以配合外接动力链条。

所述的电势递减壁至少为一层。

为了使容器内的气体进一步电离，所述的L型管上均增设一气体加压装置。

本装置的U型基座、架体为导磁材料，所述锥形网罩为导电材料，容器及容器内的其余部件采用不导电、不导磁的材料，如陶瓷等，或者为表面涂有不导电、不导磁材料的层状结构。

所述的脉冲电源为高压可调脉冲电源。

所述气缸为高压可调气缸。

所述线圈组可接直流或半波交流电，磁极不变。