DE1197170B - Einrichtung zur Zufuehrung von Saatmaterial beim MHD-Generator - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Zuführung von Saatmaterial beim MHD-Generator Beim magnetohydrodynamischen Generator, im folgenden kurz MHD-Generator genannt, wird bekanntlich elektrische Energie aus einem thermisch erzeugten rasch strömenden Plasma gewonnen, das ein transversales, äußeres, homogenes Magnetfeld durchströmt. Durch das Magnetfeld des senkrecht zur Plasmaströmung und zum äußeren Magnetfeld abnehmbaren elektrischen Stromes muß das Plasma gegen das äußere Magnetfeld anlaufen. Die erforderlichen hohen Gasgeschwindigkeiten werden durch Expansion des Plasmas erreicht. Um genügend hohe Leitfähigkeit zu erreichen und nach der Expansion zu erhalten, gibt man dem Arbeitsgas leicht ionisierende Stoffe zu: sogenanntes Saatmaterial. Es eignen sich dafür besondere Atome der Alkalireihe.
• Bisher bekannte Verfahren des offenen Kreislaufes spritzen das Saatmaterial flüssig in die Brennkammer oder in bestimmter Menge in den Strom des Arbeitsgases ein. Es wird z. B. Kalium oder Kalischmierseife verwendet. Bei anderen Verfahren wird ein Pulver als Suspension im Brennstoff transportiert. Bei allen diesen bekannten Verfahren wird durch hohe Viskosität des Saatmaterials bzw. des transportierenden Stoffes nur eine mangelhafte Verteilung des Saatmaterials erreicht. Daraus folgt die Bildung eines inhomogenen Plasmas. Bei der Suspension von Saatmaterial im Brennstoff kommt es zu temporären Verstopfungen der Leitungen und Durchsatzmesser und somit zu Druckschwankungen, insbesondere lassen sich dann- die Durchsatzmengen schwer messen und somit nur schlecht regeln. Um diese geschilderten Nachteile zu vermindern, werden die Saatmaterialien auch bei hoher Temperatur eingespritzt. Es ergeben sich dann aber verfahrenstechnische Schwierigkeiten, und es ist zu ihrer Bewältigung ein entsprechend großer Aufwand erforderlich.
• Eine ohne die geschilderten Nachteile arbeitende Einrichtung zur Zuführung von Saatmaterial in fester Form in die Verbrennungszuluft von MHD-Generatoren ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung, an die ein von der Luft durchströmter Wirbeltrichter zur innigen Vermischung von Luft und pulverförmigem Saatmaterial angeschlossen ist. Es ist zweckmäßig, daß die Dosiervorrichtung ein Mahlwerk mit einstellbarer Geschwindigkeit ist.
• Die Wirbelung wird dabei vorteilhaft durch tangentiales Anblasen eines trichterartigen Gebildes erzeugt. Für Druckausgleich mit dem Saatmaterialvorratsbehälter muß gesorgt werden. Als Transportgas kann mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff verwendet werden. Auch bei einem sogenannten halboffenen Kreislauf, bei dem die Verbrennungsgase wie beim offenen Kreislauf entweichen, aber das Saatmaterial wenigstens zum Teil zurückgewonnen werden kann, ist eine erneute Zuführung und Ergänzung der Verluste an Saatmaterial vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durchzuführen. Die Leitfähigkeit des Plasmas kann durch dosierte Zugabe von Saatmaterial zum Sauerstoffstrom innerhalb eines möglichen Arbeitsbereiches beliebig und unabhängig von anderen Parametern eingestellt werden. Solche Parameter sind z. B. Gasdruck und Gasgeschwindigkeit. Der Sauerstoffstrom wird vorteilhaft zusammen mit dem Brennstoff, z. B. Dieselöl, einer Ringdüse zur Verbrennung zugeführt. Das Mundstück der Ringdüse kann zur Nachverwirbelung mit verdrallten Leitrippen versehen sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. In F i g. 1 ist 1 ein Mahlwerk, das bei 2 einstellbar angetrieben wird und so eine dosierbare Menge an Saatmaterial 3 pulverisiert liefert, z. B. 150 g Kaliumkarbonat pro Minute. Vom Hauptsauerstoffstrom 4 mit z. B. 1,5 Nm3 je Minute Durchsatz wird in einem Wirbeltrichter 5 des Mahlwerkes das Saatmaterial feinverteilt aufgenommen. Die günstige Korngröße liegt in der Größenordnung von 10 1, oder feiner. 6 ist eine Druck ausgleichsleitung. Der Sauerstoffstrom erreicht dann eine Ringdüse 7 mit 5 bis 6 atü gegen 1 atü Brennkammerdruck hinter der Düse. Dieser Ringdüse, die in ihrem Mundstück verdrallt angeordnete Leitrippen tragen kann, wird in einer anderen Leitung 8 als Brennmaterial, z. B. Dieselöl, mit einem Druck von 1,2 bis 1,3 atü zugeführt. Die Verbrennung erfolgt dann in der dahinterliegenden Brennkammer 9 und ergibt ein gleichmäßig mit Saatmaterial injiziertes Plasma, das dann durch die Düse 10 expandiert. 11 sind Stellvorrichtungen für Druck bzw. Drehzahl. 12 ist eine Stellnadur zusätzlichen Regulierung der Brennstoffzufuhr.; P`ig2 . zeigt den Wirbeltrichter im Schnitt C-C vdn F i g.'! 1. Die Wirbelbildung wird hier durch tangentiales Anblasen erhalten.
• Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung bei geringem Aufwand ein gut homogenes Plasma erzielt wird. Falls das Saatmaterial bereit!# in Pulverform vorliegt, kann statt eines Mahlwerkes eine reine Dosiervorrichtung verwendet werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Zuführung von Saatmaterial in fester Form in die Verbrennungszuluft von MHD-Generatoren, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Dosiervorrichtung, an die ein von der Luft durchströmter Wirbeltrichter zur innigen Vermischung von Luft und pulverförmigem Saatmaterial angeschlossen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung ein Mahlwerk mit einstellbarer Geschwindigkeit ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1111275; Zeitschrift »The Engineer« vom 15. 12. 1961, S. 988; Zeitschrift »Transactions of the ASME«.