DE1126015B - Magnetogasdynamischer elektrischer Generator - Google Patents

Magnetogasdynamischer elektrischer Generator

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DE1126015B
DE1126015B DEA36804A DEA0036804A DE1126015B DE 1126015 B DE1126015 B DE 1126015B DE A36804 A DEA36804 A DE A36804A DE A0036804 A DEA0036804 A DE A0036804A DE 1126015 B DE1126015 B DE 1126015B
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DEA36804A
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Richard John Rosa
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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

  • Magnetogasdynamischer elektrischer Generator Gegenstand derErfindung ist ein magnetogasdynamischer elektrischer Generator und im besonderen ein solcher, der sich für die Erzeugung großer Energiemengen bei hoher Spannung eignet.
  • Allgemein ausgedrückt, erzeugen magnetogasdynamische elektrische Generatoren (kurz MGD-Generatoren genannt) elektrische Leistung durch die Bewegung eines elekrisch leitenden 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 induziert 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 Anlagen zu einer Rückgewinnungseinrichtung mit Pumpen geleitet, die das Gas zur Quelle zurückführen.
  • Es können verschiedene Gase verwendet werden, beispielsweise einfachLuft oder auch inerteGase, wie Helium oder Argon. Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, können die Gase auf eine hohe Temperatur erhitzt oder mit einer Substanz vermischt werden, die bei der Betriebstemperatur des Generators 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 Atomen, welches Gemisch der Einfachheit halber als »Plasma« bezeichnet wird.
  • Die Erfindung sieht einen magnetogasdynamischen Generator zum Erzeugen von Elektrizität aus einer Strömung eines elektrisch leitenden Gases vor mit Mitteln zum Erzeugen eines durch das Gas unter einem Winkel verlaufenden Magnetflusses und mit einzelnen getrennten Elektroden, die mit der Gasströmunc, in Verbindung stehen und die durch die Gasströmung in bezug auf das Feld erzeugte Elektrizität leiten. Gemäß der Erfindung sind in der Nähe der genannten einzelnen getrennten Elektroden Schlußelektroden angeordnet, welche die von den einzelnen Elektroden gesammelte, durch die Strömung in bezug auf das Feld erzeugte Elektrizität aufnehmen.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem ma-netogasdynamischen Generator mit einander gegenüberstehenden Gruppen von Elektroden und diesen zugeordneten Elektrodenanschlüssen, die mit einem Belastungsstromkreis verbunden sind. Gewisse gegenüberstehende Elektroden sind elektrisch miteinander verbunden, wobei die Anschluß- oder Endelektroden im Generator wahlweise längs Ebenen gleichen Potentials so angeordnet sind, daß die Ausgangsleistung des gesamten Generators einem einzigen Belastungsstromkreis zugeführt wird. Durch Verwendung von einzelnen getrennten Elektroden wird ein Kreislauf des Hallstromes im Generator verhindert. Im Generator wird jedoch das Hallfeld zur Erzeugung großer Energiemengen bei hoher Spannung ausgenutzt.
  • Die Erflndung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines MGD-Generators, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen MGD-Generator, Fig. 3 einen Querschnitt durch den neuartigen MGD-Generator nach der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine Darstellung einer Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten MGD-Generators in Form eines der Fig. 3 ähnlichen Querschnittes und Fig. 5 eine graphische Darstellung der Spannungsbedingungen im erfindungsgemäßen MGD-Generator. Zum Verständnis der Erfindung werden die allgemeinen Grundzüge erläutert, nach denen der MGD-Generator arbeitet. Zu diesem Zweck ist in Fig. 1 ein solcher Generator schematisch dargestellt. Der Generator weist einen sich verengenden, 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 Einlaß, weshalb das Plasma sich durch den Kanal in Richtung des Pfeiles 4 mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Durch geeignete Wahl des Druckunterschiedes und der Form des Kanals kann bewirkt werden, daß das Plasma den Kanal mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit durchströmt, welche Gleichmäßigkeit für das Arbeiten des Generators erwünscht, jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Der Kanal ist außen von einem fortlaufenden elektrischen Leiter in Form einer Wendel 5 umgeben, durch den ein Gleichstrom aus irgendeiner herkömmlichen Gleichstromquelle oder aus dem Generator selbst geleitet wird. Der durch die Drahtwendel fließende elektrische Strom erzeugt im Kanal einen Magnetfluß, der senkrecht zur Richtung der Plasmaströmung und zur Ebene des Papiers liegt.
  • Im Kanal sind in Abständen einander gegenüberstehende Elektroden 6 und 7 angeordnet. Diese Elektroden können längs des Kanals parallel zur Richtung der Plasmaströmung verlaufen und einander gegenüberstehend so angeordnet sein, daß deren Trennlinie senkrecht zur Richtung der. Plasmabewegung und des Magnetflusses liegt. Das sich mit hoher Geschwindigkeit durch das Magnetfeld bewegende elektrisch leitende Plasma erzeugt in einer Richtung eine EMK zwischen den Elektroden, wie durch die Pfeile 8 angedeutet. Die Elektroden 6 und 7 stehen über den Leiter 9 mit einem Belastungsstromkreis in Verbindung, durch den unter der Einwirkung der zwischen den Elektroden induzierten EMK ein elektrischer Strom fließt.
  • Da Elektronen leichter als Ionen sind und deshalb beweglicher, so führen sie im allgemeinen den größten Anteil des Stromes im MGD-Generator. Da die Kräfte des Magnetfeldes auf die Stromträger ausgeübt werden, so werden natürlich die Elektronen bei deren Bewegung im Feld von den Kräften am meisten beeinflußt.
  • Der zwischen den Elektroden induzierte Elektronenstrom ist proportional dem Produkt aus der Geschwindigkeit des Plasmas und dem Magnetfeld. Das Magnetfeld wirkt auf den Strom ein und erzeugt eine Kraft, die die Bewegung der Elektronen längs des Kanals mit dem Rest des Plasmas zu verzögern sucht. Die Ionen andererseits, deren Masse viel größer ist als die der Elektronen, werden bei der Bewegung im Magnetfeld nur von 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. Dieses Längsfeld wird häufig »Hallfeld« genannt, da die auftretenden Erscheinungen denen gleichen, die die Ursache für den sogenannten »Halleffekt« sind, der vor einiger Zeit in festen Leitern beobachtet wurde. Das zum »Hallfeld« gehörende Potential kann »Hallpotential« genannt werden.
  • Die auf die Elektronen einwirkenden Kräfte werden von den Elektronen auf den Rest der Plasmapartikeln durch Zusammenstoß übertragen. Weiterhin wird die Bewegung der Plasmapartikeln durch Zusammenstoß mit den Ionen verzögert, die, obwohl sie mit dem Rest des Plasmas stromabgeführt werden, vom elektrischen Feld festgehalten werden, das zwischen diesen und den Elektronen auf der Stromaufseite besteht. Bei der überwindung der Kräfte infolge der Zusammenstöße mit den Ionen und den Elektronen ist das Plasma wirksam, wie in einer Einrichtung zum Erzeugen von Energie zu erwarten ist.
  • In einem MGD-Generator von der in Fig. 1 dargestellten Ausführung fördert das Hallpotential den Längsumlauf des Stromes im Innern des Generators. Dies erfolgt, da das Hallpotential durch die Elektroden kurzgeschlossen wird. Wird dieses Kurzschließen verhindert, so steigt das Hallpotential bis zu einem endlichen Wert an, da im Generator Gleichgewichtsbedingungen geschaffen werden. Die eine Möglichkeit, einen Kurzschluß zu verhindern, besteht darin, die Verwendung fortlaufender Elektroden zu vermeiden, beispielsweise wenn einzelne voneinander elektrisch isolierte Elektroden benutzt werden, wie nunmehr an Hand der Fig. 2 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. Der Kanal ist von einein fortlaufenden Leiter in Form einer Wicklung 23 umgeben, durch die ein Strom aus einer herkömmlichen Stromquelle oder aus dem Generator selbst geleitet wird. Der in der Wicklung fließende Strom erzeugt einen den Kanal senkrecht zur Papierebene durchziehenden Magnetfluß. Die Form und Anordnung der Wicklung wird später ausführlich beschrieben.
  • Am oberen und unteren Teil des Kanals sind mehrere einzelne Elektroden 30 bis 45 und 50 bis 65 vorgesehen. In der Nähe des Einlasses und des Auslasses des Kanals sind je zwei einander gegenüberstehende Schlußelektroden angeordnet, von denen je eine bei 70 und 71 dargestellt ist. Diese Schlußelektroden 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 folgenden bis zu den Elektroden 45 und 65 miteinander verbunden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Enden von je zwei miteinander verbundenen Elektroden in einer Ebene liegen, die schräg zur Richtung des den Kanal durchströmenden Plasmas liegt. Die Schräglage dieser Ebenen und die der Schlußelektroden 70 und 71 wird später ausführlich erläutert.
  • Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß der Kanal einen allgemein rechteckigen Querschnitt aufweisen kann und daß die Schlußelektrode 71 mit der Schlußelektrode 71a an der gegenüberliegenden Wand des Kanals elektrisch verbunden ist. Gleich den Elektroden 30 bis 45 und 50 bis 65 sind alle Schlußelektroden vom Kanal elektrisch isoliert.
  • Da das Hallpotential in der Längsrichtung des Kanals besteht, so treten die Elektronen aus der Plasmaströmung in die Schlußelektrode 70 und in die dieser gegenüberstehenden Elektrode (nicht dargestellt), fließen durch den Belastungsstromkreis zu den Schlußelektroden71 und 71a und treten von diesen Elektroden aus wieder in den Plasmastrom ein. Auf Grund dieser Elektronenbewegung können die auf der Stromaufseite liegenden Elektroden als Anoden und die auf der Stromabseite liegenden Elektroden als Kathoden angesehen werden. Die Einzelclektroden 50 bis 65 dienen als Anoden und die Elektroden 30 bis 45 als Kathoden. Im Hinblick auf die einzelnen Elektroden werden Elektronen von den Elektroden (Kathoden) 30 bis 45 emittiert und aus der Gasströmung von den Elektroden (Anoden) 50 bis 65 empfangen. In Übereinstimmung mit den vorstehenden Bezeichnungen soll das Magnetfeld senkrecht zur Richtung der Plasmaströmung und senkrecht zur Papierebene erzeugt werden. Entsprechend der herkömmlichen Schreibweise ist das Magnetfeld in Fig. 2 mit Pluszeichen versehen, womit ausgedrückt wird, daß die Flußlinien (Kraftlinien) in die Papierebene hineingerichtet sind.
  • Die Elektroden können aus vielen verschiedenen Materialien, Metallen und Nichtmetallen, beispielsweise aus Graphit, Kupfer, nichtrostendem Stahl, Wolfram usw., hergestellt werden. Je nach der Temperatur des Plasmas können die Elektroden gekühlt werden, wobei durch das Innere der Elektroden ein Kühlmittel in Umlauf gesetzt wird (nicht dargestellt). Allgemein ausgedrückt, werden die Anoden bis unter dieElektronenemissionstemperaturen abgekühlt, während die Kathoden mit einer Temperatur arbeiten, die zur Aufrechterhaltung einer beständigen Elektronenemission ausreicht.
  • Die Bewegung des elektrisch leitenden Plasmas an je zwei gegenüberstehenden Elektroden vorbei erzeugt im Plasma ein Potentialgefälle zwischen diesen Elektroden, das proportional dem Produkt aus der Gasgeschwindigkeit und der Stärke des Magnetfeldes ist. Unter der Einwirkung dieses Potentials fließt zwischen den Elektroden ein Strom. Ohne Einschränkung sei angenommen, daß die Geschwindigkeit 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 erzeugte Spannungsgefälle im wesentlichen gleich; da jedoch das Hallpotential längs des Kanals vorhanden ist, so ist das mittlere Potential des letzten Elektrodenpaares positiver als das des ersten Elektrodenpaares. Daher ist das mittlere Potential von irgendeinem gegebenen Paar gegenüberstehender Elektroden positiver als das mittlere Potential von gegenüberstehenden Elektroden, die auf der Stromaufseite liegen.
  • Diese Tatsache ist in Fig. 5 dargestellt, die in graphischer Form die Potentialdifferenz in der Plasmaströmung zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von gegenüberstehenden Elektroden zeigt. Beispielsweise zeigt der Balken A die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 33 und 50, wobei die Nummern der hier betrachteten Elektroden an den Enden des Balkens angegeben sind. Ebenso zeigen die Balken B bis D die Potentialdifferenz zwischen den gegenüberstehenden Elektroden 34 und 51 und 35 und 52 sowie 36 und 53. Obwohl die Potentialdifferenz zwischen gegenüberstehenden Elektroden nahezu konstant ist, wird darauf hingewiesen, daß das Potential der aufeinanderfolgenden Elektroden längs jeder Seite des Kanals zwangläufig vom Einlaß zum Auslaß hin ansteigt. Der waagerechte 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 Spannungsgefälle zeigt das Hallpotential längs des Kanals.
  • Durch geeignete Bemessung der Abstände der Elektroden voneinander längs des Kanals kann erzielt werden, daß das Potential der gestaffelt gegenüberstehenden Elektroden dasselbe bleibt. In diesem Falle ist das Potential der Elektrode 53 gleich dem Potential der Elektrode 33. Da diese Elektroden das gleiche Potential aufweisen, so können sie durch einen Leiter 33 a miteinander verbunden werden. Ebenso können die Elektroden 34 und 54 durch einen Leiter 34a und alle übrigen Elektroden an den gegenüberliegenden Seiten des Kanals diagonal miteinander verbunden werden.
  • In der Plasmaströmung des Kanals ist jede Ebene, die die elektrisch miteinander verbundenen Elektroden enthält, eine Ebene konstanten Potentials. Eine solche Ebene konstanten Potentials ist in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie G dargestellt. Diese Linie durchschneidet die verschiedenen Balken A bis D und zeigt an, daß an Stelle zwischen den Gruppen gegenüberstehender Elektroden ein konstanter Potentialwert besteht. Im Falle der Balken A und D weisen die Elektroden 33 und 53 selbst das gleiche konstante Potential auf, wie bereits erwähnt. Im Falle der Balken B und C liegen die Stellen konstanten Potentials im Plasma zwischen den zugehörigen gegenüberstehenden Elektroden. Hieraus ist zu ersehen, daß längs des Kanals mehrere Ebenen konstanten Potentials vorhanden sind.
  • Ferner ist einzusehen, daß die Schlußelekroden 70 und 71 wegen ihrer Schräglage in bezug auf den Kanal entsprechend der Schräglage der elektrisch miteinander verbundenen Elektroden gleichfalls in Ebenen konstanten Potentials liegen. Das Potential der Schlußelektrode 71 ist jedoch höher als das Potential der Schlußelektrode 70, da das Hallpotential längs des Kanals verläuft, sowie höher als das zwischen gegenüberstehenden Elektroden erzeugte PotentiaL Wird an die Schlußelektroden eine Belastung angeschlossen, so kann, wie bereits erläutert, diese Potentialdifferenz dazu benutzt werden, einen Strom durch die Belastung fließen zu lassen.
  • Das an der Schlußelektrode 70 liegende konstante Potential ist in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie H dargestellt. Das Potential der Elektroden 30, 31 und 32 liegt über dem Potential H, so daß Elektronen aus den einzelnen Elektroden zur Schlußelektrode geleitet werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die von je zwei gegenüberstehenden Elektroden erzeugte Energie sich zu der Energie aller anderen Elektrodenpaare addiert und den Schlußelektroden 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 Belastungskreise vorgesehen werden, um die Ausgangsleistungen gesonderter Teile des Generators miteinander zu vereinigen. Dadurch werden zusätzliche Leiter erforderlich und bei Versorgung einer einzigen Belastung auch besondere Kreise wie Spannungsteiler sowie Mittel zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom, damit die Leistungen miteinander vereinigt und einer einzelnen Belastung zugeführt werden können.
  • Die senkrechte Entfernung y in bezug auf den Ab- stand x zwischen den elektrisch miteinander verbundenen Elektroden (Fig. 2) kann nach der folgenden Formel berechnet werden: wobei w = Elektronenzyklotronfrequenz in Radian/sec, t # mittlere freie Zeit in Sekunden, e = elektrischer Wirkungsgrad des Generators, Ey = Spannungsgefälle zwischen gegenüberstehenden Elektroden in Volt/in, u = makroskopische Plasmageschwindigkeit (m/sec), B = magnetische Feldstärke (Weber/m2).
  • Die Abmessungen x und y sind in Fig. 2 dargestellt. Erhöht sich y infolge der Erweiterung des Kanals, so erhöht sich notwendigerweise die Abmessung x proportional; wie in Fig. 2 dargestellt, ist das Ausmaß der Erhöhung sehr gering. Wenn gewünscht, 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 0- der Schlußelektroden, der zugleich der Winkel der Ebenen konstanten Potentials ist, wie bereits beschrieben, kann nach der folgenden Formel berechnet werden: Der Winkel 6) ist in Fig. 2 gleichfalls eingezeichriet.
  • Aus Fig.-" ist zu ersehen, daß die Schlußelektrode 70 der zwischen den Elektroden 30, 31 und 32 und der gegenüberliegenden Seite des Kanals liegenden Ebene konstanten Potentials folgt. Ferner ist zu ersehen, daß an der gegenüberliegenden Seite des Kanals keine Elektroden vorgesehen sind, da die Wirkung des Generators an der Ebene der Schlußelektrode enden soll, weshalb links von der Schlußelektrode 70 keine weiteren Elektroden erforderlich sind. Ebenso brauchen rechts von der Schlußelektrode 71 keine weiteren Elektroden vorgesehen zu werden.
  • Bekanntlich wird die Arbeit eines jeden Generators durch Wirbel- oder vagabundierende Ströme beeinträchtigt. Bei MGD-Generatoren erhöhen Wirbelströme den Druckabfall am Generator, der für eine gegebene Ausgangsleistung aufrechterhalten werden muß. Es ist deshalb erwünscht, wenn irgend möglich, Wirbelstromverluste auszuschalten oder aering zu halten. Wie in Fig. 2 dargestellt, können Wirbelströme am Eingang und Ausgang des Generators dadurch klein gehalten werden, daß das Magnetfeld, soweit möglich, längs der Ebenen gleichen Potentials der Schlußelektroden 70 und 71 begrenzt wird. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Enden der Magnetwicklung 23 schräg angeordnet, so daß deren Lage der der Schlußelektroden 70 und 71 entspricht. Auf diese Weise werden keine Potentialflächen erzeugt, die sich in eine außerhalb des Magnetfeldes liegende Region hinein erstrecken (doch innerhalb der Plasmaströmung liegen), weshalb in dieser Region kein elektrisches Feld besteht, das Wirbelströme verursachen könnte.
  • Fig. 3 zeigt jeweils eine Reihe von Elektroden arr oberen und unteren Teil des Generatorkanals. E,# versteht sich jedoch, daß an Stelle einer Reihe vor 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 Fig. 4 sind daher zwei Reihen von Elektroden 78 und 78 a und 79 und 79 a irn oberen und unteren Teil des Kanals dargestellt. Diese können parallel geschaltet werden, da deren Ausgangsleistungen miteinander vereinigt und durch einen gemeinsamen Leiter 80 geleitet werden.
  • Die an Hand von Fig. 2 und 3 beschriebenen Schlußelektroden bestehen aus langgestreckten elektrisch leitenden Stäben, die an den Seitenwandungen des Generatorkanals angebracht sind, wie besonders in 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 Fig. 4 dargestellt. Nach dieser Figur sind die Elektroden 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 zusammen als eine einzige Schlußelektrode. Ebenso können die Einzelelektroden 81 a bis 84 a an den entsprechenden Stellen der gegenüberliegenden Wandung des Kanals vorgesehen und miteinander elektrisch verbunden werden, so daß sie als eine einzige Schlußelektrode dienen.
  • Zwischen den direkt gegenüberliegenden Elektroden 81 und 81 a verlaufen in Fig. 4 gestrichelte Linien 87, die andeuten sollen, daß es möglich ist, eine ununterbrochen verlaufende Stabelektrode zu verwenden, die sich ganz über die Breite des Kanals hinweg erstreckt und demselben Zweck dient wie die Einzelelektroden 81 und 81 a. Elektroden wie die in Fig. 4 dargestellten, die in die Plasmaströmung hineinragen, schaffen einen direkteren Pfad für den Strom aus dem Plasma, behindern in gewissem Ausmaß diePlasmaströmung und unterliegen derErosion. Ganz gleich, welche Form bei den Schlußelektroden verwendet wird, sie werden im Kanal so angeordnet, daß sie in Ebenen konstanten Potentials liegen und einen Stromfluß vom Generator aus zum Belastungsstromkreis ermöglichen.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung ,sform der Erfindung ist zu ersehen, daß eine neuartige Form eines MGD-Generators geschaffen wurde, die große Mengen elektrischer Energie mit einem hohen Potential erzeugen kann. Der Generator ist durch einen äußerst einfachen Aufbau gekennzeichnet -, der ein zuverlässiges Arbeiten verbürgt, wobei das in einem solchen Generator herrschende Hallpotential mit Vorteil ausgenutzt wird. Anstatt daß das Hallpotential das Arbeiten des Generators behindert, trägt es tatsächlich zur Wirksamkeit bei.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRUCHE: 1. Magnetogasdynamischer elektrischer Generator zum Erzeugen von Elektrizität aus einer Strömung eines elektrisch leitenden Gases mit Mitteln zum Erzeugen eines durch das Gas unter einem Winkel verlaufenden Magnetflusses und mit einzelnen Elektrodenmitteln, die mit der Gasströmung in Verbindung stehen und die durch die Gasströmung in bezug auf das Feld erzeugte Elektrizität leiten, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der genannten einzelnen Elektrodenmittel (30 bis 65) Schlußelektrodenmittel (70, 71) angeordnet sind, welche die von den einzelnen Elektroden gesammelte, durch die Strömung in bezug auf das Feld erzeugte Elektrizität aufnehmen.
  2. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußelektrodenmittel (70, 71) aus auf Abstand stehenden Elektroden bestehen, die in zum Magnetfluß parallelen und zur Richtung des Gasbewegung schräg verlaufenden Ebenen liegen, und daß die einzelnen Elektrodenmittel (30 bis 65) aus elektrisch miteinander verbundenen Elektroden bestehen, die in zum Fluß parallelen und zur Gasbewegung schräg verlaufenden Ebenen liegen, wobei die einzelnen Elektroden auf zum Fluß senkrechten Achsen liegen. 3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld in dem zwischen den genannten Schlußelektroden liegenden Bezirk konzentriert ist. 4. Generator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Schlußelektroden aus fortlaufenden Stäben (71, 71a) eines elektrisch leitenden Materials bestehen und in zur Richtung der Gasbewegung parallelen Ebenen liegen. 5. Generator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Schlußelek-Z, troden aus elektrisch leitenden Gliedern (81 bis 84, 81.a bis 84a) bestehen, die sich quer in die Gasströmung hinein erstrecken. 6. Generator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektroden an gegenüberliegenden Wandungen eines Kanals zum Führen der Gasströmung angeordnet sind und daß die genannten Schlußelektroden am Einlaß und am Auslaß des genannten Kanals angeordnet sind und von benachbarten einzelnen Elektroden Strom aufnehmen. 7. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal einen rechteckigen Querschnitt aufweist und daß die genannten einzelnen Elektroden in Abständen längs der oberen und der unteren Wandung des Kanals angeordnet sind. 8. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Schlußelektroden an den Seitenwandungen des genannten Kanals angeordnet sind. 9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Magnetfeldes eine elektrisch leitende Wicklung (23) vorgesehen ist, von der Teile in Schräglage und Anordnung den genannten Schlußelektrodenmitteln entsprechen.
DEA36804A 1960-05-31 1961-02-24 Magnetogasdynamischer elektrischer Generator Pending DE1126015B (de)

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Cited By (5)

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DE1263156B (de) * 1962-05-19 1968-03-14 Commissariat Energie Atomique Verfahren und Vorrichtung zur direkten Umwandlung der Energie eines ionisierten Gasstromes in elektrische Energie

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