[发明专利]等离子能量转换器以及实现其的电磁反应器

说明书

发明领域

本发明涉及一种主要涉及等离子物理领域的方法和装置以及，特别是，用于等离子约束的系统，其提供运行包含核聚变反应的高温反应的条件。本发明还可以用于原油的等离子分离和其他高温反应的活化。 

背景技术

高温等离子体的约束是可控热核聚变的一个关键问题。目前有两种约束方法。第一种方法是惯性，例如，依靠激光器引发反应(参见，例如，美国专利No.6,418,177；Stauffer et al.；July 9，2002；Int.Cl.H05H 1/22，US Cl.376/152)。第二种方法是基于由磁场引起的高温等离子体的约束(Cf.美国专利NO.6,664,740；Rostoker et al.Al of December 16，2003，IPC G2 1 D 7/00，USCl.315/111.41)。在很小的空间内聚集大量的能量和一个供给工作体的复杂系统是第一种方法的主要问题。具有强不稳定性的抑制是磁场约束等离子体系统中的主要问题。所有的不稳定性都具有气动来源并且与磁化的等离子体中的许多波动形式有关系。因此在实践中它们是不可避免的。 

美国专利No.7,119,491(Rostoker et al.of October 10，200；IPC H01J7/24，USCl.315/111.21)所描述的装置是与所提出的技术解决方案的最接近的类似方案。该已知的装置包含工作室，该室具有放置于等离子约束和加热系统的电磁场中的工作介质。其还包含在工作室中激发工作介质等离子状态的系统。等离子约束和加热系统的电磁基础是电磁体，其具有位于环面轴附近的螺杆部件并产生脉冲环形磁场。 

等离子体的有限的稳定性和聚变反应时间太短是已知装置的缺点。这个缺点具有气动来源并且与磁化的等离子体中的许多波动形式相关。因此，实际上它们是无法避免的。 

发明内容

本发明的一个目的是增强等离子体的稳定性和延长反应时间。 

这个目的的实现是鉴于以下事实，即等离子体约束和加热电磁系统包括至少两个具有相反电荷并且相互相反旋转的电磁涡旋反应器(vortex reactor)，其涡旋场位于工作室中。 

所述工作室可以被制成为具有进口和出口通道的流通部件，该进口和出口通道由包括机械能转换器、冷却盒、接收器和压缩机的外部轮廓体(contour)相互连接。 

所述工作室可在工作室中包含液相。 

所述工作室可在工作室中包含固相。 

本发明的目的的实现还鉴于以下事实，即每个电磁涡旋反应器的工作介质等离子状态激发系统包含高压SHF(超高频)涡旋电磁场的集中器，其轴与反应器涡旋场的轴重合。 

该SHF旋转电磁场的集中器可以被制成为波导环谐振器的形式，该谐振器与位于反应器涡旋场轴的区域中的工作介质相通。 

该电磁涡旋反应器可包含传递初始电荷至反应器涡旋场轴的区域的系统。 

该电磁涡旋反应器可包含对反应器涡旋场轴的区域中的工作介质进行预离子化的系统。 

该电磁涡旋反应器可包含传递初始磁矩至反应器涡旋场轴的区域的系统。 

附图说明

图1是等离子能量转换器的结构图。 

图2是具有相反电荷和对向(opposite oriented)旋转的两个电磁涡旋反应器的相对位置。 

图3是电场和磁场的结构，以及反应器中SHF电磁场的状态之一的波印亭(Poiting)矢量。 

图4是场的布置和总能流的方向。 

图5是电磁场涡旋反应器的框图，具有SHF涡旋电磁场的集中器的剖视图。 

图6是电磁涡旋反应器的波导部分的总图。 

具体实施方式

如图1所示结构图的等离子能量转换器包括被布置在输入通道(5)和输出通道(6)之间的具有涡旋区(3)和(4)的第一电磁涡旋反应器(1)和第二电磁涡旋反应器(2)。工作介质(7)充满输入通道(5)。输出通道(6)与具有输出轴(9)的机械能转换器(8)连接。机械能转换器(8)的输出通过冷却盒(10)、接收器(11)和压缩器(12)连接到输入通道(5)。 

图2示出了两个电磁涡旋反应器(3)和(4)的相对位置，其特征在于它们的涡旋区(3)和(4)的相反电荷，以及对向的旋转方向，比如它们的自旋。