本技术方案涉及一种粒子加压重组设备,特别是一种重组核聚变装置。
背景技术:
1、众所周知,对粒子加压加速就能产生能量对外做功,这类技术的研究对于航天航空、军工、核能源、医疗等多个产业都有重要的意义,也是技术攻克的重点难点。现有核聚变装置(如托卡马克核聚变装置)存在以下不足:1、生产和使用成本非常高,主要体现在(1)达到核聚变反应的条件对设备的要求较高,以及对加工精度、装备精度的高要求使得生产成本高;(2)设备复杂过大,难以小型化,不利于产业化全面推广;2、与本专利最为接近的现有技术是2023年公开的一种带电粒子势能压缩装置(中国专利202322967430.8),该设备粒子生成器内,电子撞击气体分子的行程很短,碰撞概率低、电离效果不佳,离子源产生有限导致能量输出降低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种具有产生电离效果更好、结构更简单,要求更低,更加小型化、效率更高、维护更容易等特点的重组核聚变装置。其具体方案如下。
2、重组核聚变装置,包括带电粒子注射装置(注射装置),注射装置输出端连接到反应装置,其特征是,所述的反应装置由两个对向设置的喷射装置组成,两喷射装置之间通过圆柱状的反应壁连接,反应壁圆周上开有输出孔。
3、所述的喷射装置包括壳体,壳体内部由压缩腔、导流腔与扩散腔组成,压缩腔呈锥状、空间向导流腔缩小,扩散腔呈锥状、空间远离导流腔扩大;所述的压缩腔口部由锥状的堵头封堵,堵头尖部延伸至压缩腔内,压缩腔口部的侧壁上开有切向孔并与注射装置连接。
4、所述的壳体外侧套装有磁管套。
5、所述的磁管套为管状、环状磁体或电磁线圈。
6、所述的磁管套可以绕轴线中心线旋转圆周运动。
7、所述的压缩腔两侧设有分布小孔或网状的增压罩,增压罩为导电材料,其尖部指向导流腔,靠堵头一侧的增压罩套装在堵头内侧锥面上或与堵头留有间隙。所述的增压罩较厚时,罩体上的孔起气流导流作用。
8、所述的压缩腔或导流腔内部设有螺旋导流片。
9、所述的扩散腔内设有导流装置,导流装置的一端固定在导流腔与扩散腔连接处,另一端朝向扩散腔扩大的一方。所述的导流装置前部呈圆锥状后部呈圆管状,所述的导流装置为导流丝或导流网罩。
10、所述的导流腔与扩散腔连接处设有堵压环,导流装置端部固定在堵压环上。
11、所述的堵头外侧设有永磁体。
12、所述的扩散腔内设有中和罩或中和罩设于扩散腔内导流装置后方。
13、所述的中和罩包括圆弧状的环形网圈或环形网圈边沿布置多个放电头,环形网圈中间形成入射通道。
14、所述的扩散腔末端设有线圈组,线圈组包括射频线圈。
15、所述的线圈组还包括次级线圈、屏蔽线圈,所述的线圈组从反应腔向两侧依次为射频线圈、次级线圈、屏蔽线圈。
16、所述的线圈组为两组,对向的分布在反应腔左右两侧(扩散腔),线圈组中间为入射通道,线圈组之间形成反应腔。
17、所述的注射装置包括动力气缸、目标气缸,目标气缸通过供气管道将气体输送到离子生成器,离子生成器的输出端再将气体输送至壳体的切向孔,所述的供气管道上设有调节阀。
18、所述的离子生成器包括反应管,反应管内依次设有导环、绝缘环、放电壁,导环外侧设有带网孔的离子吸收罩并连接到正极线,导环内壁设有正极环;绝缘环的中心设有磁棒,绝缘环外壁设有磁套,磁棒与磁套磁场方向相反,磁棒与磁套组成径向磁场单元;放电壁内侧设有放电尖、外侧连接到负极线与地线,反应管靠正极线一侧设有输出接头,反应管靠负极线一端设有输入接头。所述的离子吸收罩为多层。所述的径向磁场单元为单组或多组,当径向磁场单元多组线性排列时,相邻端头间连接有绝缘层,磁棒与磁棒、磁套与磁套相邻端头磁极相同,且磁棒与磁套组成径向磁场。所述的放电壁内侧设有多层放电环、每层放电环端部设有多个放电尖。所述的磁套为管状磁体或线圈。
19、所述的动力气缸输出端设一动力管,动力管输送气体经文丘里管及特斯拉阀后再进入喷射装置,离子生成器的输出端连接到文丘里管较细的中段。
20、所述的文丘里管后方通过切向管与喷射装置连通。
21、所述的切向管沿外壳圆周方向间隔设置有多个,并连接在切向孔上。
22、所述的离子生成器的输出端加装一离子分离器,所述的离子分离器包括两端呈锥状的锥盒,锥盒设于环形磁体内;锥盒中部开有输入孔,与离子生成器的输出端切向连通;锥盒的锥尖处设有离子输出孔,与喷射装置中的壳体连通;锥盒的内壁设有两个环形网罩对称环绕着左右锥尖的内壁,环形网罩从锥盒内部分离腔中分隔出环形气腔,环形气腔上开有气体输出孔。
23、为了节约资源,所述的气体输出孔通过回流管连通到目标气缸,回流管上按气体流动方向依次设有接地网罩、目标气体回收压缩机与调节阀。
24、为了节约资源,所述反应璧上输出孔为多个,输出孔通过循环管连通到动力气缸,循环管上按气体流动方向依次设有能量做功设备(或磁流体发电设备)、中和网罩、动力气体回收压缩机与调节阀。
25、所述的导流装置朝向扩散腔的一方涂有绝缘材料,所述的环形网圈为导电材料且外层涂有绝缘材料。
26、为了进一步节约场地和磁场,可将重组核聚变装置多组线性串连起来(相邻喷射装置的压缩腔去掉堵头融合在一起),线性排列或环形排列,达到节约磁场、节约电能的效果。
1.重组核聚变装置,包括注射装置,注射装置输出端连接到反应装置,其特征是,所述的反应装置由两个对向设置的喷射装置组成,两喷射装置之间通过反应壁连接,反应壁上开有输出孔;所述的喷射装置包括壳体,壳体内部由压缩腔、导流腔与扩散腔组成,压缩腔呈锥状、空间向导流腔缩小,扩散腔呈锥状、空间远离导流腔扩大;所述的压缩腔口部由锥状的堵头封堵,堵头尖部延伸至压缩腔内,压缩腔口部的侧壁上开有切向孔并与带电粒子注射装置连接;所述的壳体外侧套装有磁管套;所述的带电粒子注射装置,包括目标气缸,目标气缸通过供气管道将气体输送到离子生成器输入端,离子生成器的输出端再将气体输送至反应装置。
2.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的注射装置还包括动力气缸,动力气缸输出端设一动力管,动力管输送气体经文丘里管后再进入反应装置,离子生成器的输出端连接到文丘里管较细的中段。
3.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的压缩腔设有分布小孔或网状的增压罩,增压罩为导电材料,其尖部指向导流腔。
4.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的压缩腔或导流腔内部设有螺旋导流片。
5.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的扩散腔内设有中和罩,所述的中和罩包括圆弧状的环形网圈、以及环形网圈沿边布置多个放电头,环形网圈中间形成入射通道。
6.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的扩散腔末端设有线圈组,线圈组包括射频线圈,两线圈组之间为反应腔。
7.根据权利要求6所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的线圈组还包括次级线圈、屏蔽线圈;所述的线圈组从反应腔向两侧依次为射频线圈、次级线圈、屏蔽线圈;所述的线圈组中间组成入射通道。
8.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的扩散腔内设有导流装置,导流装置的一端固定在导流腔与扩散腔连接处,另一端朝向扩散腔扩大的一方,导流装置前部呈圆锥状后部呈圆管状,所述的导流装置为导流丝或导流网罩。
9.根据权利要求1所述的重组核聚变装置,其特征是,所述的堵头外侧设有永磁体。