CH403041A - Magnetohydrodynamischer Generator - Google Patents

Magnetohydrodynamischer Generator

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CH403041A
CH403041A CH242661A CH242661A CH403041A CH 403041 A CH403041 A CH 403041A CH 242661 A CH242661 A CH 242661A CH 242661 A CH242661 A CH 242661A CH 403041 A CH403041 A CH 403041A
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CH
Switzerland
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electrodes
channel
magnetohydrodynamic generator
generator according
potential
Prior art date
Application number
CH242661A
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English (en)
Inventor
John Rosa Richard
Original Assignee
Avco Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/08Magnetohydrodynamic [MHD] generators

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description


      Magnetohydrodynamischer    Generator    Allgemein ausgedrückt, erzeugen     magnetohydro-          dynamische    Generatoren (im folgenden     MHD-Gene-          ratoren    genannt) elektrische Leistung durch die  Bewegung eines elektrisch leitenden, flüssigen oder  gasförmigen Mediums in bezug auf ein Magnetfeld.  Das benutzte Medium besteht im     allgemeinen    aus  einem elektrisch leitenden und heissen Hochdruckgas.  Aus der Gasquelle strömt das Medium durch den  Generator und erzeugt auf     Grund    der Bewegung  in bezug auf das Magnetfeld eine     EMK        zwischen     gegenüberstehenden Elektroden im Generator.

   Das  Gas wird in einen Behälter oder einfach in die  Umgebungsluft entlassen oder in komplizierten An  lagen zu einer Rückgewinnungseinrichtung mit Pum  pen geleitet, die das Gas zur Quelle     zurückführen.     



  Es können verschiedene Gase verwendet werden,  beispielsweise einfach     Luft    oder auch     inerte    Gase wie  Helium oder Argon. Um die elektrische Leitfähigkeit  zu erhöhen, können die Gase auf eine hohe Tem  peratur erhitzt oder mit einer Substanz vermischt  werden, die bei der Betriebstemperatur des     Genera-          tors    leicht eine Ionisation bewirkt. Als     Beimischung     kann Natrium, Pottasche,     Zäsium    oder     ein    anderer       Alkalimetalldampf    verwendet werden.

   Ganz gleich,  welches Gas und welche Beimischung verwendet wird,  die resultierenden Gase bestehen aus einem Gemisch  von Elektronen, positiven Ionen und neutralen Ato  men, welches Gemisch der Einfachheit halber als   Plasma  bezeichnet wird.  



  Die Erfindung bezweckt als Hauptaufgabe die  Schaffung eines verbesserten elektrischen Generators,  der eine Leistung mit hoher Spannung erzeugen  kann.  



  Die     Erfindung    betrifft einen     magnetohydrodyna-          mischen    Generator zur Erzeugung von elektrischer  Energie mittels eines durch einen Kanal hindurch  strömenden, elektrisch leitenden Gases, mit     Mitteln       zum Erzeugen eines magnetischen Flusses. durch den  Kanal in einem Winkel zur     Richtung    der Gasströ  mung, und     mit    im Kanal angeordneten     Einzelelek-          troden,    die mit dem Gasstrom in Berührung stehen.  



  Der erfindungsgemässe Generator ist dadurch ge  kennzeichnet, dass im Kanal Endelektroden vor und  hinter den Einzelelektroden angeordnet sind, dass die  Einzelelektroden an gegenüberliegenden Seiten des  Kanals vorgesehen sind, dass schräg gegenüberlie  gende Einzelelektroden elektrisch miteinander ver  bunden sind, um den durch die Bewegung des Gas  stroms relativ zum Magnetfeld erzeugten elektri  schen Strom zu leiten, das Ganze derart, dass die  Endelektroden den durch die Einzelelektroden flie  ssenden Strom empfangen.  



  Anhand der Zeichnung werden nachstehend Aus  führungsbeispiele der Erfindung     näher    erläutert. Es  zeigen:       Fig.l    eine schematische Darstellung eines be  kannten     MHD-Generators,          Fig.    2 einen     Längsschnitt    durch eine     Ausführungs-          form    eines     MHD-Generators    nach der     Erfindung,          Fig.    3 einen Querschnitt durch den     MHD-Genera-          tor    nach der     Linie    3-3 in der     Fig.    2,

         Fig.4    eine Darstellung einer Abwandlung des  in der     Fig.    2 dargestellten     MHD-Generators    in Form  eines der     Fig.    3 ähnlichen Querschnittes     und    die       Fig.5    eine     graphische    Darstellung der Span  nungsbedingungen im vorliegenden     MHD-Generator.     Zum Verständnis der     Erfindung    werden die all  gemeinen Grundzüge erläutert, nach denen ein       MHD-Generator    arbeitet. Zu     diesem    Zweck ist in  der     Fig.    1 ein solcher bekannter Generator schema  tisch dargestellt.

   Der Generator weist einen sich ver  engenden,     allgemein        mit    1 bezeichneten Kanal auf,  in den ein heisses, unter hohem Druck stehendes und  elektrisch leitendes Plasma eingelassen wird, wie      durch den Pfeil bei 2 angedeutet, aus welchem Kanal  das Plasma in Richtung des Pfeiles 3 austritt. Der  Druck am     Auslass    des Kanals ist niedriger als am  Eimass, weshalb das Plasma sich durch den Kanal in  Richtung des Pfeiles 4 mit hoher Geschwindigkeit  bewegt.

   Durch geeignete Wahl des Druckunterschie  des und der Form des Kanals kann bewirkt werden,  dass das Plasma den Kanal mit     im    wesentlichen gleich  bleibender Geschwindigkeit durchströmt, welche  Gleichmässigkeit für das Arbeiten des Generators  erwünscht, jedoch nicht     unbedingt    erforderlich ist.  Aussen am Kanal ist ein fortlaufender elektrischer  Leiter in     Form    einer Spule 5 vorgesehen, durch den  ein Gleichstrom aus irgendeiner herkömmlichen  Gleichstromquelle oder aus dem Generator selbst  geleitet wird. Der durch die Spule fliessende elektri  sche Strom erzeugt im Kanal einen     Magnetfluss,    der  senkrecht zur Richtung der Plasmaströmung und zur       Ebene    des Papiers liegt.  



  Im Kanal sind einander gegenüberstehende Elek  troden 6 und 7 angeordnet. Diese Elektroden verlau  fen im Innern des Kanals parallel zur     Richtung    der  Plasmaströmung und senkrecht zur     Richtung    des  Magnetflusses. Das sich mit hoher Geschwindigkeit  durch das Magnetfeld bewegende elektrisch leitende  Plasma erzeugt eine     EMK    zwischen den Elektroden,  wie durch die Pfeile 8 angedeutet. Die Elektroden 6  und 7 stehen über den Leiter 9 mit einem Belastungs  kreis in Verbindung, durch den unter der Einwir  kung der zwischen den Elektroden entstehenden       EMK    ein elektrischer Strom fliesst.  



  Da Elektronen leichter als Ionen sind und des  halb beweglicher, so führen sie im allgemeinen den  grössten Anteil des Stromes im     MHD-Generator.    Da  das Magnetfeld auf die bewegten Ladungsträger  Kräfte ausübt, so werden natürlich die Elektronen  von diesen Kräften am meisten     beeinflusst.     



  Der zwischen den Elektroden erzeugte Elektro  nenstrom ist     proportional    dem Produkt aus der Ge  schwindigkeit des Plasmas und der Stärke des Ma  gnetfeldes. Das Magnetfeld wirkt auf den Strom ein  und erzeugt eine Kraft, die die Bewegung der Elek  tronen längs des Kanals mit dem Rest des Plasmas  zu verzögern sucht. Die Ionen anderseits, deren  Masse viel grösser ist als die der Elektronen, werden  bei der Bewegung im Magnetfeld nur von relativ  kleinen Kräften     beeinflusst    und werden mit dem  Plasma stromabwärts     fortgetragen.    Hierbei     erfolgt     eine Trennung der Ladungen, die zur Erzeugung  eines elektrischen Feldes längs des Kanals führt.

   Die  ses Längsfeld wird häufig      Hall-Feld     genannt, da  die auftretenden Erscheinungen denen gleichen, die  die Ursache für den sogenannten  Hall Effekt  sind.  Das zum      Hall-Feld     gehörende Potential kann        Hall-Potential     genannt werden.  



  Die auf die Elektronen einwirkenden     Kräfte    wer  den von den Elektronen auf den Rest der     Plasma-          partikel    durch Zusammenstoss     übertragen.    Weiterhin  wird die Bewegung der Plasmapartikel durch Zu  sammenstoss     mit    den Ionen     verzögert,    die, obwohl    sie mit dem Rest des Plasmas in der Strömungs  richtung weggeführt werden, vom elektrischen Feld  verzögert werden, das zwischen diesen und den Elek  tronen, die stromaufwärts liegen, besteht.  



  In einem     MHD-Generator    von der in der     Fig.    1  dargestellten Ausführung erzeugt das Hall-Potential  einen Ausgleichsstrom im Innern des Generators in  dessen Längsrichtung. Dies erfolgt, da sich das     Hall-          Potential    über die Elektroden ausgleichen kann.  Wird dieser     Ausgleichskurzstrom    verhindert, so steigt  das Hall-Potential bis zu einem endlichen Wert an,  da im Generator Gleichgewichtsbedingungen ge  schaffen werden. Die eine Möglichkeit, einen Kurz  schluss zu verhindern, besteht darin, die Verwendung  ununterbrochener Elektroden zu vermeiden.

   Bei dem  Ausführungsbeispiel der Erfindung nach     Fig.2    wer  den einzelne, voneinander elektrisch isolierte     Elek-          trodenpaare    benutzt, wie nunmehr anhand der     Fig.    2       näher    beschrieben wird.  



  Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, weist der  Generator einen allgemein mit 20 bezeichneten Kanal  auf, in den ein heisses, unter hohem Druck stehendes  und elektrisch leitendes Plasma eingelassen wird, wie  durch den Pfeil 21 angedeutet, das den Kanal in  Richtung des Pfeiles 22 verlässt. Aussen am Kanal  ist ein     fortlaufender    Leiter in Form einer Spule 23  vorgesehen, durch die ein Strom aus einer herkömm  lichen Stromquelle oder aus dem Generator selbst ge  leitet wird. Der in der Wicklung fliessende Strom  erzeugt einen den Kanal senkrecht zur Papierebene  durchziehenden     Magnetfluss.    Die     Form    und Anord  nung der Wicklung wird später ausführlich beschrie  ben.  



  Am oberen und unteren Teil des Kanals sind  mehrere einzelne Elektroden 30-45 und 50-65 vor  gesehen. In der Nähe des Einlasses und des     Aus-          lasses    des Kanals sind je zwei     einander    gegenüber  stehende Endelektroden angeordnet, von denen je  eine bei 70 und 71 dargestellt ist. Diese     Endelektro-          den    sind über den Leiter 72 mit der Belastung 73  verbunden.  



  Zuerst wird darauf hingewiesen, dass gewisse  diagonal gegenüberstehende Elektroden miteinander  elektrisch verbunden sind. Beispielsweise ist die obere  Elektrode 30 über den Leiter 74 mit der unteren  Elektrode 50 elektrisch verbunden. In derselben  Weise sind die Elektroden 31 und 51 und die folgen  den bis zu den Elektroden 45 und 65 miteinander  verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass die  Enden von je zwei miteinander verbundenen Elektro  den in einer Ebene liegen, die schräg zur Richtung  des den Kanal durchströmenden Plasmas liegt.

   Die  Schräglage dieser Ebenen und die der Endelektroden  70 und 71 wird später ausführlich     erläutert.       Aus der     Fig.    3 ist zu ersehen, dass der Kanal einen  allgemein rechteckigen Querschnitt aufweisen kann,  und dass die Endelektrode 70 mit der     Endelektrode     71 an der gegenüberliegenden Wand des Kanals  über die Last elektrisch verbunden ist. Gleich den      Elektroden 30-45 und 50-65 sind alle-     Endelektro-          den    von der Kanalwand elektrisch isoliert.

     Infolge des Hall-Potentials, das in der Längsrich  tung des Kanals besteht, treten Elektronen aus der  Plasmaströmung in die Endelektrode 70 und in die  dieser gegenüberliegende Endelektrode (nicht darge  stellt) ein, fliessen durch den Belastungskreis zu den  Endelektroden 71 und 71a und treten von diesen  Elektroden aus wieder in den Plasmastrom ein. Auf  Grund dieser Elektronenbewegung können die am  Anfang des Kanals liegenden Endelektroden als  Anoden und die am Kanalende liegenden     End-          elektroden    als     Kathoden    angesehen werden.

   In die  sem Sinne dienen die Einzelelektroden 50-65 eben  falls als Anoden und die Elektroden     30-4.5    eben  falls als Kathoden, da die Elektronen von den Elek  troden (Kathoden)     30-4.5    emittiert und aus der  Gasströmung von den Elektroden (Anoden) 50 bis  65 empfangen werden. Das Magnetfeld wird dabei  senkrecht zur Richtung der Plasmaströmung und  senkrecht zur Papierebene erzeugt. Entsprechend der  herkömmlichen Schreibweise ist das Magnetfeld in  der     Fig.2    mit einem eingekreisten Pluszeichen ver  sehen, womit ausgedrückt wird, dass die     Flusslinien     (Kraftlinien) in die Papierebene hinein gerichtet sind.  



  Die Elektroden können aus vielen verschiedenen  Materialien, Metallen und Nichtmetallen beispiels  weise aus Graphit, Kupfer, nichtrostendem     Stahl,     Wolfram usw. hergestellt werden. Je nach der Tem  peratur des Plasmas können die Elektroden gekühlt  werden, wobei durch das Innere der Elektroden ein  Kühlmittel in Umlauf gesetzt wird (nicht dargestellt).  Dabei werden die Anoden bis unter die Elektronen  emissionstemperaturen abgekühlt, während die Ka  thoden     reit    einer Temperatur arbeiten, die zur Auf  rechterhaltung einer beständigen     Elektronenemission     ausreicht.  



  Die Bewegung des elektrisch leitenden Plasmas  an je zwei gegenüberstehenden Elektroden vorbei  erzeugt im Plasma ein Potentialgefälle zwischen die  sen Elektroden, das proportional dem Produkt aus  der Gasgeschwindigkeit und der Stärke des Magnet  feldes ist. Unter der Einwirkung dieses Potentials  fliesst zwischen den Elektroden ein Strom.     Ohne    Ein  schränkung sei     angenommen,    dass die Geschwindig  keit des Plasmas und die Stärke des     Magnetfeldes     über die Länge des Kanals hinweg konstant bleibt.

    Unter diesen Bedingungen ist das quer zum Kanal  zwischen je zwei gegenüberstehenden-Elektroden er  zeugte Spannungsgefälle im wesentlichen gleich; da  jedoch das Hall-Potential längs des Kanals vorhan  den ist, ist das mittlere Potential des letzten     Elek-          trodenpaares    positiver als das des ersten Elektroden  paares.

   Daher ist- das mittlere Potential von irgend  einem Paar gegenüberstehender     Elektroden    positi  ver als das mittlere Potential     vön    -=gegenüberstehen  den Elektroden, die bezüglich dem     erwähnten    Paar  weiter     stromaufwärts        liegen.      Diese Tatsache ist     in    der     Fig.5        dargestellt,

      die  in graphischer     Form    die     Potentialdifferenz    in der    Plasmaströmung zwischen aufeinanderfolgenden Paa  ren von gegenüberstehenden Elektroden     zeigt.    Bei  spielsweise zeigt der Balken A die     Potentialdifferenz     zwischen den Elektroden 33 und 50,     wobei    die Num  mern der hier betrachteten Elektroden an den Enden  des Balkens angegeben sind. Ebenso zeigen die Bal  ken     B-D    die     Potentialdifferenz    zwischen den gegen  überstehenden Elektroden 34-51 und 35-52 sowie  36-53.

   Obwohl die Potentialdifferenz     zwischen    ge  genüberstehenden Elektroden nahezu konstant ist,  wird darauf hingewiesen, dass das Potential der auf  einanderfolgenden Elektroden längs jeder Seite des  Kanals     zwangläufig    vom     Einlass    zum     Auslass        hin    an  steigt. Der waagrechte Abstand der Balken zeigt den  Abstand der Elektroden -längs des Kanals. Das mit  den gestrichelten Linien E und F längs. der oberen  und unteren Enden der Balken     dargestellte    Span  nungsgefälle zeigt das Hall-Potential längs des  Kanals.  



  Durch geeignete Bemessung der Abstände der  Elektroden voneinander     und:    deren Anordnung längs  des Kanals kann erzielt werden, dass das     Potential     der gestaffelt gegenüberstehenden Elektroden das  selbe bleibt. In diesem Falle ist das Potential der  Elektrode 53 gleich dem Potential der Elektrode  33. Da diese Elektroden das gleiche Potential auf  weisen, so können sie durch einen Leiter 33a     mit-          ,einander    verbunden werden. Ebenso können die Elek  troden 34 und 54 durch einen     Leiter    34a und alle  übrigen Elektroden - an den     gegenüberliegenden    Sei  ten des Kanals diagonal miteinander verbunden wer  den.  



  In der     Plamaströmung    des Kanals ist jede Ebene,  die die elektrisch miteinander verbundenen Elektro  den. enthält, eine Ebene konstanten Potentials. Eine  solche Ebene konstanten Potentials ist in der     Fig.    5  durch die gestrichelte     Linie    G dargestellt. Diese Linie  durchschneidet die verschiedenen Balken     A-D    und  zeigt an, dass an Stellen zwischen den     Gruppen    ge  genüberstehender Elektroden ein     konstanter    Poten  tialwert besteht.

   Im     Falle    der     Balken   <I>A</I> und<I>D</I> weisen  die Elektroden 33 und 53 selbst das gleiche kon  stante Potential auf, wie bereits     erwähnt.    Im Falle  der Balken B und C     liegen    die Stellen konstanten  Potentials im Plasma zwischen den zugehörigen ge  genüberstehenden Elektroden. Hieraus ist zu erse  hen, dass längs _des Kanals mehrere Ebenen kon  stanten Potentials vorhanden sind.  



  Ferner ist -einzusehen, dass die Endelektroden 70  und 71 - wegen ihrer Schräglage in bezug auf den       Kanal    entsprechend der Schräglage der elektrisch mit  einander verbundenen Elektroden     gleichfalls    in Ebe  nen konstanten Potentials liegen. Das Potential der  Endelektrode 71 ist jedoch höher als das Potential  der.     Endelektrode    70, da das Hall-Potential längs des  Kanals verläuft, sowie höher als das zwischen gegen  überstehenden Elektroden erzeugte Potential.     Wird     an die Endelektroden eine Belastung angeschlossen,  so kann, wie bereits erläutert, die     Potentialdifferenz         dazu benutzt werden, einen Strom durch die Bela  stung zu ziehen.  



  Das an der Endelektrode 70 liegende konstante  Potential ist in der     Fig.5    durch die gestrichelte       Linie    H dargestellt. Das Potential der Elektroden  30, 31 und 32     liegt    über dem Potential H, und es  werden Elektronen aus den     einzelnen    Elektroden zur  Endelektrode geleitet. Es wird darauf     hingewiesen,     dass die erzeugte Energie aller     Elektrodenpaare          addiert    und den     Endelektroden    zugeführt wird.

   Daher  kann ein Generator der beschriebenen     Art    nicht nur  Energie     mit    hoher Spannung erzeugen, sondern auch  erhebliche Mengen von Energie einer gemeinsamen  Belastung zuführen. Bei anderen Generatoren     mit     einer Vielzahl von Elektroden müssen mehrere Bela  stungskreise vorgesehen werden, um die Ausgangs  leistungen gesonderter Teile des Generators mitein  ander zu vereinigen.

   Dadurch werden zusätzliche Lei  ter     erforderlich    und bei Versorgung einer     einzigen     Belastung auch besondere Kreise wie Spannungs  teiler, sowie Mittel zum     Umwandeln    von Gleich  strom in Wechselstrom, damit die Leistungen mit  einander vereinigt und einer einzelnen Belastung       zugeführt    werden können.  



  Der senkrechte Abstand      y     und der waagrechte  Abstand  x      zwischen    den     elektrisch        miteinander     verbundenen Einzelelektroden     (Fig.    2) kann nach der  folgenden Formel berechnet werden:

    
EMI0004.0021     
    wobei  w =     Elektronenzyklotronfrequenz        Radian/sec     t = mittlere freie     Zeit    der Elektronen in Sekunden  e
EMI0004.0025  
   =  elektrischer Wirkungsgrad  des     Gene-          rators          Ey    =     Spannungsgefälle    zwischen gegenüberstehenden  Elektroden Voltmeter  u =     makroskopische    Plasmageschwindigkeit       (meter/sec)     B =     magnet.        Feldstärke        (Weber/meter2)     ist.  



  Die Abmessungen  x  und      y     sind in der     Fig.    2  dargestellt. Erhöht sich y infolge der     Erweiterung    des       Kanals,    so erhöht sich notwendigerweise die Abmes  sung x proportional; wie in der     Fig.    2 dargestellt, ist  das Ausmass der Erhöhung sehr     gering.    Wenn ge  wünscht, kann die     Feldstärke    so eingeregelt werden,  dass diese dimensionalen Schwankungen     kompensiert     werden, wodurch die     Potentialdifferenzen    zwischen  den Elektroden im wesentlichen konstant gehalten  werden können.  



  Der Winkel<I>0 der</I> Endelektroden, der     zugleich     der Winkel der Ebenen konstanten Potentials ist,  kann nach der folgenden Formel berechnet werden:  0 =     tangens-1        (y/x)        -_    (2)    Der Winkel O ist in die     Fig.2    gleichfalls einge  zeichnet.  



  Aus der     Fig.    2 ist zu ersehen, dass die     Endelek-          trode    70 der zwischen den     Elektroden    30, 31 und  32 und der gegenüberliegenden Seite des Kanals lie  genden Ebene konstanten Potentials folgt.  



       Bekanntlich    wird die Arbeit eines jeden     Genera-          tors    durch Wirbel- oder vagabundierende Ströme  beeinträchtigt. Bei     MHD-Generatoren    erhöhen Wir  belströme den Druckabfall am Generator, der für  eine gegebene Ausgangsleistung aufrechterhalten  werden muss. Es ist deshalb     erwünscht,    wenn irgend  möglich     Wirbelstromverluste    auszuschalten oder ge  ring zu halten.

   Wie in der     Fig.    2 dargestellt, können  Wirbelströme am Eingang und Ausgang des     Gene-          rators    dadurch klein gehalten werden, dass das Ma  gnetfeld soweit möglich längs der Ebenen gleichen  Potentials der Endelektroden 70 und 71 begrenzt  wird. Wie aus der     Fig.2    zu ersehen ist, sind die  Enden der Magnetwicklung 23 schräg angeordnet,  so dass deren Lage der der     Endelektroden    70 und  71 entspricht.

   Auf diese Weise werden keine Poten  tialflächen erzeugt, die sich in eine ausserhalb des  Magnetfeldes liegende Region     hineinerstrecken    (doch  innerhalb der Plasmaströmung liegen), weshalb .in  dieser Region kein elektrisches Feld besteht, das  Wirbelströme     verursachen    könnte.  



  Die     Fig.    3 zeigt einzelne Reihen von Elektroden  am oberen und unteren Teil des     Generatorkanals.     Es versteht sich jedoch, dass anstelle einzelner Reihen  von Elektroden mehrere Reihen verwendet werden  können. Dadurch wird die Arbeit des Generators       verbessert    und der Fluss des Stromes wirksamer über  die ganze Breite des Kanals hinweg     verteilt.    In der       Fig.4    sind daher zwei Reihen von Elektroden 78  bis 78a und 79-79a im oberen und unteren Teil  des Kanals dargestellt. Diese können parallel geschal  tet werden, da deren     Ausgangsleistungen    miteinan  der vereinigt und durch     einen    gemeinsamen Leiter  80 geleitet werden.  



  Die anhand der     Fig.    2 und 3 beschriebenen     End-          elektroden    bestehen aus     langgestreckten,        elektrisch    lei  tenden Stäben, die an den Seitenwandungen des       Generatorkanals    angebracht sind, wie besonders in  der     Fig.3    dargestellt. Da jedoch über die ganze  Breite des Kanals hinweg eine Ebene konstanten  Potentials besteht, ist es möglich, die     Elektrodenstäbe     durch mehrere Elektroden zu ersetzen, wie in der       Fig.4    dargestellt.

   Nach     dieser    Figur sind die Elek  troden 81, 82, 83 und 84 in die Seitenwandung 85  des Kanals eingesetzt und durch einen Leiter 86       miteinander    verbunden. Diese Elektroden erstrecken  sich in die Plasmaströmung hinein und liegen längs  einer Ebene konstanten Potentials und dienen zu  sammen als eine     einzige    Endelektrode. Ebenso  können die Einzelelektroden     81a-84a    an den ent  sprechenden Stellen der gegenüberliegenden Wan  dung des Kanals vorgesehen werden und     miteinan-          der    elektrisch verbunden werden, so dass sie als     eine     einzige     Endelektrode    dienen.

        Zwischen den direkt gegenüberliegenden Elek  troden 81 und 81a verlaufen in der     Fig.4    gestri  chelte Linien 87, die andeuten sollen, dass es mög  lich ist, eine ununterbrochen verlaufende     Stabelek-          trode    zu verwenden, die sich ganz über die Breite  des Kanals     hinwegerstreckt    und demselben Zweck  dient, wie die Einzelelektroden 81 und 81a. Elektro  den wie die in der     Fig.4    dargestellten, die in die  Plasmaströmung hineinragen, schaffen einen direk  teren Pfad für den Strom aus dem Plasma, behin  dern in gewissem Ausmass die Plasmaströmung und       unterlieg:    n der Erosion.

   Ganz gleich, welche Form  bei den Endelektroden verwendet wird, sie werden  im Kanal so angeordnet, dass sie in Ebenen kon  stanten Potentials liegen und einen     Stromfluss    vom  Generator aus zum     Belasiungskreis    ermöglichen.  



  Aus der vorstehenden Beschreibung einer bevor  zugten Ausführungsform der Erfindung ist zu er  sehen, dass eine neuartige Form eines     MHD-Gene-          rators    geschaffen wurde, die grosse Mengen elektri  scher Energie mit einem hohen Potential erzeugen kann.  Der Generator ist durch einen äusserst einfachen Auf  bau gekennzeichnet, der ein zuverlässiges Arbeiten ver  bürgt, wobei das in einem solchen Generator herr  schende Hall-Potential mit     Vorteil        ausgenutzt        wird.     Anstatt dass das Hall-Potential das Arbeiten des  Generators behindert, trägt es tatsächlich zur Wirk  samkeit bei.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Magnetohydrodynamischer Generator zur Erzeu gung von elektrischer Energie mittels eines durch einen Kanal hindurchströmenden, elektrisch leitenden Gases, mit Mitteln zum Erzeugen eines magnetischen Flusses durch den Kanal in einem Winkel zur Rich tung der Gasströmung, und mit im Kanal angeord neten Einzelelektroden, die mit dem Gasstrom in Berührung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass im Kanal Endelektroden (70, 71) vor und hinter den Einzelelektroden (30-65) angeordnet sind, dass die Einzelelektroden an gegenüberliegenden Seiten des Kanals vorgesehen sind, dass schräg gegenüberlie gende Einzelelektroden elektrisch miteinander ver bunden sind, um den durch die Bewegung des Gas stroms relativ zum Magnetfeld erzeugten elektrischen Strom zu leiten,
    das Ganze derart, dass die End- elektroden den durch die Einzelelektroden fliessen den Strom empfangen. UNTERANSPRÜCHE 1. Magnetohydrodynamischer Generator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Endelektroden (70, 71) aus in Abstand voneinander angeordneten Elektroden gebildet sind, die in zum Magnetfluss parallelen Ebenen und in einem Winkel zur Gasbewegungsrichtung liegen,
    und d'ass Paare von Einzelelektroden elektrisch miteinander verbun den sind und diese Paare in zum Magnetfluss paral lelen Ebenen und in einem Winkel zur Gasbewe- jungsrichtung liegen. 2. Magnetohydrodynamischer Generator nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass min eestens der grössere Teil des Magnetfeldes sich im Gebiet zwischen den Endelektroden befindet.
    3. Magnetohydrodynamischer Generator nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endelektroden verlängerte Stangen (71, 71a) sind, die aus elektrisch leitfähigem Material bestehen und die in zur Gasbewegungsrichtung parallelen Ebenen liegen. 4. Magnetohydrodynamischer Generator nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endelektroden elektrisch leitfähige Teile (81-84, 81a-84a) aufweisen, die sich quer in den Gasstrom hinein erstrecken.
    5. Magnetohydrodynamischer Generator nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal rechteckigen Querschnitt aufweist, dass die Einzelelektroden mit Zwischenräumen längs der obe ren und unteren Wandung des Kanals angeordnet sind. 6. Magnetohydrodynamischer Generator nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endelektroden in den Seitenwänden des Kanals an geordnet sind.
    7. Magnetohydrodynamischer Generator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Spule (23) vorgesehen ist, um das Ma gnetfeld zu erzeugen, und dass Teile dieser Spule den Endelektroden in. Winkelstellung und Anordnung entsprechen.
CH242661A 1960-05-31 1961-02-28 Magnetohydrodynamischer Generator CH403041A (de)

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GB970052A (en) 1964-09-16
US3148291A (en) 1964-09-08

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