DE1488462A1 - Vorrichtung zum Speisen eines magnethydrodynamischen Generators - Google Patents

Vorrichtung zum Speisen eines magnethydrodynamischen Generators

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DE1488462A1
DE1488462A1 DE19651488462 DE1488462A DE1488462A1 DE 1488462 A1 DE1488462 A1 DE 1488462A1 DE 19651488462 DE19651488462 DE 19651488462 DE 1488462 A DE1488462 A DE 1488462A DE 1488462 A1 DE1488462 A1 DE 1488462A1
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Claude Karr
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • 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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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Speisen eines magnethydrodynamischen Generators Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Speisen eines magnethydrodynamischen Generators mit leitenden Strömungsmedium.
  • Die magnethydrodynamischen (MHD-)Generatoren, die benutzt werden, um mechanische Energie eines in Bewegung befindlichen Strömungsmediums in elektrische Energie umzuwandeln, bestehen im wesentlichen aus einem Energieumwandlungskanal,- dem ein leitendes Strömungsmedium zugeführt wird, welches der Einwirkung eines senkrecht zur Strömungsrichtung des Strömungsmediums ausgerichteten Magnetfeldes unterworfen wird; die aus der Bewegung der elektrischen Ladungen des Strömungemediume in dem Magnetfeld sich ergebende elektromotorische Kraft wird von zwei Elektroden abgenommen, die in dem Umwandlungskanal in Berührung mit dem Strömungsmedium angeordnet sind.
  • Die Erfindung ist speziell bei magnethydrodynamischen Generatoren anwendbar, bei denen das leitende Strömungsmedium eine Mischung aus einem heißen, durch Verbrennung gebildeten Trägergas, und einem geringen Anteil leicht ionisierbarer Elemente, meist Alkali- oder Erdalkalimetalle, besteht.
  • Es ist bekannt, daß das Einspeisen einer Gasströmung, die in der Richtung ihrer Strömung "temperaturmoduliert" ist, d.h. die in dieser Richtung sich aus einer Folge von abwechselnd "heißen" und "kalten" Zonen zusammensetzt (wobei die Temperatur der heißen Zonen etwa 3000oK* und die der kalten Zorlnen etwa 2000°K ist), unter sonst gleichen Bedingungen, insbesondere bei einer gleichen mittleren Temperatur der Gasströmung, die spezifische Leistung eines solchen magnethydrodynamischen Umwandlungskanal ganz wesentlich erhöht.
    brennung intermittierend elektrisch aufgeheizt. Die Nachteile dieser Maßnahme liegen in dem großen Aufwand elektrischer Heizleistung und dem Auftreten von Druck- und Geschwindigkeitswellen in der Beheizungszone; diese Wellen stören den Durchfluß des gasförmigen Strömungsmediums Lind beschleunigen das Vermischen der heißen und kalten Zonen.
  • Ein zweiter Vorschlag besteht darin, einen Brenner mit akustischer Resonanz zu verwenden, der mit einem brennbaren Gas und Luft gespeist wird und eine periodische Modulation der Durchsätze an Brennstoff und verbrennungsförderndem Gas bewirkt, die in eine Brennkammer in Form einer Folge von Zonen eintreten, die abwechselnd Brenngemischzonen und im wesentlichen aus Luft bestehende Zonen sind. Man hat angenommen, daß diese Modulation. in der Zufuhr ihrerseits eine periodische Modulation der Temperatur am Ausgang der Brennkammer ergibt, in der die Verbrennung unter weiterer Zufuhr von Sauerstoff durchgeführt wird. Man läßt aber hierbei auf einen kalten Strömungs-"Abschnitt", in dem praktisch keine Verbrennung erfolgt, einen heißen "Abschnitt" folgen, dessen "Geschwindigkeitsprofil; d.h. die Geschwindigkeitsverteilung in der Richtung der Strömung, ein hohes Maximum im mittleren Bereich dieses Abschnittes zeigt, so daß sich ein schnelles Durchmischen der heißen und kalten Abschnitte ergibt. Andererseits muß man zum vorteilhaften Ausnutzen der Sauerstoffeinspeisung in der zweiten Stufe und zum Erzielen einer sehr hohen Zonentemperatur am Eingang zu dieser zweiten Stufe Zonen schaffen, die sehr reich an Brennstoff sind und deren Zusammensetzung dann praktisch an der Grenze der Zündfähigkeit liegt, wodurch sich ein sehr instabiler Betrieb ergibt.
  • Ein dritter Vorschlag besteht darin, Brennstoff pulsierend in einen Luftstrom einzuführen, der reich an Sauerstoff ist. Diese Lösung erscheint jedoch kaum wirksam, denn unter diesen Bedingungen ist die .Änderung der Verbrennungstemperatur eine Funktion der Anreicherung mit Brennstoff und verhältnismäßig klein (200 bis 3000K maximal).
  • Es ist auch bereits ein pulsierendes Einführen von Sauerstoff in eine Mischung aus Luft und Brennstoff vorgeschlagen worden; wegen der großen Zuführmengen an Sauerstoff, die pulsierend eingeführt werden müssen, um genügend hohe Flammentemperaturen zu erhalten, ergeben sich bei diesem plötzlichen Einblasen von Sauerstoff erhebliche Störungen hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes, welche nachteilig für die Stabilität der Flamme und für das Aufrechterhalten der Trennung der heißen und kalten Zonen sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in dem Strömungsmedium aufeinanderfolgende heiße und kalte Zonen zu schaffen, ohne eine Modulation der Strömungsgeschwindigkeit oder des Druckes des Strömungsmediums in der Brennkammer hervorzurufen, und so eine spätere schnelle Vermischung dieser Zonen zu vermeiden.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speisung eines magnethydrodynamischen Generators, die Mittel zum Speisen einer (ersten) Zuleitung für eine (erste) Brennstoffmischung und eine Brennkammer umfaßt, welche diese Mischung aufnimmt und den magnethydrodynamischen Generator speist; die erfindungsgemäße Vorrichtung dieser Art ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Speisung einer zweiten Zuleitung mit einer zweiten brennbaren Mischung abweichender Zusammensetzung und ein rotierendes Umschaltorgan aufweist, welches jede der beiden Zuleitungen abwechselnd mit der Brennkammer in der Weise verbindet, daß der niagnethydrodynamische Generator durch einen hinsichtlich seiner Temperatur modulierten Gasstrom gespeist wird.
  • Vorzugsweise haben die beiden gasförmigen Mischungen nicht nur unterschiedliche Zusammensetzungen, insbesondere unterschiedliche Anteile an verbrennungsförderndem Gas relativ zu dem eigentlichen Brennstoff, isondern auch unterschiedliche Einführungstemperaturen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung Mittel, die in Strömungsrichtung vor dem rotierenden Umschalt-Organ angeordnet sind und die beiden brennbaren Mischungen auf unterschiedliche Temperaturen erhitzen; die Zuleitungen münden an einer ersten Fläche einer rotierenden Scheibe, die eine größere Anzahl von Durchlässen aufweist, die abwechselnd auf zwei konzentrischen Kränzen angeordnet sind, welche vor den Auslaßöffnungen der beiden Zuleitungen vorbeigeführt werden.
  • Die Erfindung gestattet es, die Störungen in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit und dem Druck in den Grenzbereichen zwischen den heißen und kalten Zonen zu vermeiden, wie sie durch die Verbrennung von Gasen unterschiedlicher Zusammensetzungen und Temperaturen bedingt sein können. Wenn man in den beiden Gaszuleitungen zu der Brennkammer Drosseln oder Blenden vörsieht, die einen engsten Querschnitt aufweisen, in dem sich die Schallgeschwindigkeit einstellt, oder irgendeine andere äquivalente Einrichtung, ist es möglich die Drücke in den Einführleitungen der Gase derart zu wählen, daß die Strömung$geschwindigkeiten aus beiden Zeitungen stammenden Verbrennungegaae einander gleich sind.
  • Man legt zunächst die Temperatur für die heißen Zonen fest, die vorzugsweise möglichst hoch gewählt wird, indem man ei*ptimales Verhältnis zwischen der Brennetoffkon$entrttion in der zur Erzeugung der heißen Zonen bestimmten Gasmischung und den geeigneten Werten der Vorheiztemperatur sowie dem Gehalt an die Verbrennung förderndem Stoff ermittelt. Es ist natürlich möglich, die gleiche Wirkung mit unterschiedlichen Wertegruppen der Vorheiztemperatur und des Gehaltes an die Verbrennung fördernden Stoff (insbesondere Sauerstoff) zu erreichen; eine Erhöhung des Gehaltes an die Verbrennung förderndem Stoff kann eine Verringerung der Vorheiztemperatur ausgleichen, und umgekehrt.
  • Die Temperatur der kalten Zone wird derart gewählt, daß ihre Temperaturdifferenz gegenüber der der heißen Zonen zumindest 300°K beträgt, vorzugsweise jedoch 500 bis 1000°K. Diese Temperatur wird dadurch erhalten, daß man eine gewisse Konzentration an Brennstoff und einen geeigneten Gehalt an die Verbrennung förderndem Stoff wählt. Gegebenenfalls kann man auch eine Vorerhitzung anwenden.
  • Bei gegebenen Bedingungen zur Schaffung der Temperatur der kalten Zone wurde beobachtet, daß man durch geeignete Auswahl bestimmter Wertegruppen der Vorheiztemperatur und des Gehaltes an die Verbrennung fördernden Stoff für die heiße Zone (die aus den unterschiedlichen möglichen Wertegruppen ausgewählt werden, welche zum Erzielen der gewünschten Temperatur notwendig sind), die Störungen erzeugenden unterschiedlichen Drücke in den Grenzbereichen zwischen den heißen und kalten Zonen vermeiden kann. Unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung veranschaulichten speziellen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung bestimmte Vorrichtung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein allgemeines Anordnungsschema einer Ausführungsform der Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig.1A eine Ansicht auf die Stirnfläche der Umschaltscheibe aus Fig. 1; Fig. 2 die Mittel zur Abdichtung zwischen der Scheibe und den Rohrleitungen sowie die Mittel., mit denen man verhindert, das vor der Umschaltscheibe eine Mischung der Gasströmungen aus den Zuführleitungen eintritt; Fig.2a eine Anordnung von Abdichtungs-Kreisrippen auf einer Fläche der Umschaltscheibe; Fig. 3 eine abweichende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der eine vollständige Trennung zwischen den gasförmigen Strömungen durch die Umschaltscheibe selbst gewährleistet ist; Fig.3A eine Aufsicht auf die Fläche der Umschaltscheibe (von der Ausflußseite her gesehen), welche die Anordnung der Durchlässe erkennen läßt; Fig. 4 eine Ausführungsform, bei der die engsten Drosselquerschnitte, in denen Schaltgeschwindigkeit auftritt, nur zweimal vorhanden sind, und zwar jeweils' .an den Apslaßenden der zu der Umschaltscheibe führenden Zuleitungen; Fig. 4A eine Ansicht auf die Fläche der Umschaltscheibe des gleichen Ausführungsbeispiels, aus der die Anordnung der Durchlässe ersichtlich ist.
  • Bei der,Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie schematisch in der Fig. 1 veranschaulicht ist, werden die Zuleitungen 1 und 2 mit Luft unter Druck gespeist und die Luft der Leitung 1 wird an der mit 3 bezeichneten Stelle mit Sauerstoff angereichert. Diese gasförmige Mischung in der Leitung 1 wird durch eine Heizung 4 vorgeheizt, während die Luft in der Leitung 2 auf Umgebungstemperatur bleibt. Durch die Einführleitungen 5 und 6 wird ein gasförmiger Brennstoff in die Leitungen 1 und 2 jeweils getrennt eingeführt; die Einfülpmengen bzw. Durchsätze sind regelbar.
  • Die Austrittsöffnungen 9 und 10 der beiden Gaszuleitungen 1 und 2 stehen in Berührung mit der Umschaltscheibe 7, die um ihre Achse 8 gedreht wird. Die beiden Austrittsöffnungen der Leitungen liegen vollständig@in einem gleichen Zentriwinkel dC der Scheibe 7 (vgl. Fig. 1A) und erstrecken sich in Umfangsrichtung beide von dem einen bis zum anderen Radius, welche diesen Zentriwinkel cS.begmzen.
  • Die Durchlässe 11 und 12 in der Scheibe 7 sind als Durchflußdrosseln mit einem engsten Querschnitt ausgebildet, in dem sich die Schallgeschwindigkeit einstellt; sie führen durch die gesamte Dicke der Scheibe 7 hindurch und sind auf zwei unterschiedliche Kränze verteilt, von denen jeder die gleiche Anzahl Durchlässe aufweist, und die jeweils den Austrittsöffnungen der beiden Zuleitungen entsprechen. Das Verhältnis der Querschnitte der Durchlässe zu denen der heitungs-Austrittsöffnungen ist sehr klein.
  • Die Verteilung oder Anordnung der Durchlässe in der
    laß gegenüberliegt, aber auch nur jeweils eine, und daß zwei Durchlässe eines gleichen Kranzes niemals gleichzeitig in Verbindung mit einer gleichen Zuleitung kommen können. Dies bedingt, daß zwei in einenDurchlaßkranz der Scheiben aufeinanderfolgende Durchlässe einen Winkelabstand voneinander haben, der gleiche dem Doppelten des vorher erwähnten Winkels ac ist, und daß die Durchlässe 11, die in dem einen der Kränze vorgesehen sind, ihrerseits um den Winkel vc gegenüber den Durchlässen12 des anderen Kranzes versetzt sein müssen.
  • An der anderen Seite der drehbaren Scheibe, die der Seite gegenüberliegt, an der die Zuleitungen münden, und jeweils den Auslaßöffnungen 9 und 10 dieser Zeitungen gegenüber, sind Eintrittsöffnungen einer gegabelten Verbindungsleitung angeordnet, deren beide Zeitungszweige in dem Verbindungsrohr 13 zusammenlaufen und in dieses Rohr abwechselnd die Gase aus der einen oder der anderen der Gaszuleitungen hineinführen. An der mit 14 bezeichneten Stelle erfolgt die Alkalizugabe zu der gasförmigen Mischung, bevor diese in die Brennkammer 16 eintritt, in der sie durch eine rixigförmige Zündflamme 15 entzündet wird und aus der die Brenngase-dann in den Eznergieumwandlungskanal 17 geleitet werden, der zwischen den Polen 18 eines Elektromagneten liegt. Wegen der Drehung der Scheibe 7 werden der Brennkammer 16 abwechselnd Gase von unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Zusammensetzungen zugeführt, so daß sich an der mit 15 bezeichneten Stelle aufeinanderfolgende heiße und kalte Zonen der Strömung ausbilden, wobye die heißen Zonen eine Temperatur von etwa 3000°g und die kalten Zonen eine Temperatur von etwa 2000°g haben. Es gibt jedoch bei dieser Art der Einspeisung der Gase keine Druck- oder Geschwindigkeitsstörungen an den Grenzen zwischen einer heißen und einer kalten Zone, weil bei der Auslegung der Umschaltscheibe die oben angegebenen Bedingungen berücksichtigt wurden.
  • Die Fig. 2 zeigt eine Umschaltvorrichtung einer entsprechend der Fig. 1 ausgeführten Vorrichtung, bei der die Umschaltscheibe 7 in ein Gehäuse 19 eingeschlossen ist, an dem die unterschiedlichen Elemente gehalten oder befestigt sind und das auf einem Sockel 20 ruht. Mit 21 ist der die Antriebswelle 8 der Scheibe 7 antreibende Motor bezeichnet.
  • Dieser Motor kann ein Elektromotor bekannter Ausführung sein, der eine gute Stabilität der Drehzahl aufweist. Beiderseits der Scheibe 7 angeordnete Graphit-Dichtungsringscheiben 22 und 23, die an den Gasleitungsmündungen sitzen, gewährleisten gleichzeitig die Abdichtung an den Berührungsstellen der Gasleitungen mit der Scheibe 7 und die Schmierung der Scheibe. Federn 24 drücken diese Dichtungen an die Scheibe 7 an, wozu
    ren Ende auf fest mit den entsprechenden Zeitungsrohren verbundene Bunde 25 drücken. Die Fig. 2A zeigt die Form der Dichtungsringscheiben 22 und 23, die in Form von Kränzen mit der Welle 8 der Scheibe 7 koaxialen Ringen ausgebildet sind.
  • Die Vorrichtung weist eine Schwingklappe 26 auf, welche im Bereich der Vereinigungsstelle der beiden Zweige 28 und 27 des Verbindungsrohres hinter der Scheibe 7 angeordnet ist und abwechselnd den einen oder den anderen Zweig abschließt. Das Gas aus der Rohrleitung 1 strömt nach seinem Durchgang durch einen der Durchlässe 11 durch den Zeitungszweig 27 in die Brennkammer, wobei es die Schwingklappe 26 auf die Austrittsöffnung des Zeitungszweiges 28.aridrückt, in dem sich dann das von dem vorherigen Spiel zurückgebliebene Restgas befindet, das drurch die Rohrleitung 2 eingeströmt war. Man vermeidet auf diese Weise, daß sich diese Restgase mit der Gasströmung vermischen können, die durch die Zeitung 1 zugeführt wird. Bet. dem Ausführungsbeispiel gemaß Fig. 3 ist das gegabelte Ynrbindungsrohr weggelassen, ebenso wie die Schwingklappe; dies wurde dadurch möglich, daß die Durchlässe innerhalb der Scheibe 7 außer ihrer Ausbildung als engste Strömungsquerschnitte für Schallgeschwindigkeit noch besonders geführt wurden. Diese Durchlässe verbinden die Zuleitungen 1 und 2 mit dem einzigen Yarbindungerohr 13. Die Abdichtung und die Schmierung sind wie bei dem vorher beschriebenen Beispiel ausgeführt.
  • Die Fig:3A zeigt die Scheibe 7 von ihrer Ausströmungsseite. In dieser Figur sind mit gestrichelten Linien die Eintrittsöffnungen der Durchlässe in der Scheibe dargestellt, wie sie auf zwei konzentrischen Kränzen liegen, so daß sie sich vor den Austrittsöfnnungen der beiden Zuleitungen bewegen können, wenn die Umschaltscheibe 7 gedreht wird. Die Austrittsöffnungen der Durchlässe der Scheibe sind dagegen mit vollen Strichen dargestellt; sie haben einen Winkelabstand oC gegeneinander und sind auf einem gleichen Kranz angeordnet, der zwischen den beiden Kränzen der Eintrittsöffnungen liegt; diese Austrittsöffnungen bewegen sich daher bei der Drehung der Scheibe vor der Eintrittsöffnung des anschließenden Verbindungsrohres zur Brennkammer.
  • Nach dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 4 und 4a veranschaulicht ist, liegen die engen Schallgeschwindigkeitg-Querschnitte nicht innerhalb der Seheibe, sondern es sind nur zwei solche Querschnitte vorgesehen, die an den Ausströmenden der beiden Zuleitungen 1 und 2 liegen.
  • Die Fig. 4A zeigt eine Ansicht auf die Scheibe 7, aus der die Anordnung der Durchlässe sowie der als engste Schallgeschwindigkeits-Querschnitts-Öffnungen ausgebildeten Enden der Zuleitungen 1 und 2 zu ersehen ist (die Abdichtungs-Ringscheiben, welche an die Scheibe angedrückt werden, sind nicht dargestellt).
  • Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, ist das Verhältnis der Breite der engsten Schallgeschwindigkeits-Durchflußquerschnitte oder der äquivalenten Einrichtugen zu der Breite der ihnen gegenüberliegenden Öffnungen vorzugsweise genügend klein gewählt, um eine einwandfreie Abgrenzung zwischen den beiden Gaszonen unterschiedlicher Art zu erhalten. Andererseits muß die Anordnung der Durchlässe in der Scheibe derart sein, daß die beiden Zuleitungen nicht gleichzeitig in Verbindung mit dem hinter der Scheibe liegenden Verbindungsrohr kommen, aber stets eine Zuleitung mit diesem Verbindungsrohr verbunden ist.
  • Die Probleme der Abdichtung und der Schmierung an den Berührungsstellen zwischen der Scheibe undden Mündungen der Zuleitungen sowie des Verbindungsrohres können - wie dies oben beschrieben wurde - gleichzeitig dadurch gelöst werden,_daß man an den Enden der Rohre oder Zeitungen Dichtungsringe vorsieht, die aus hartem Graphit bestehen und die Form von fest angeordneten Ringscheiben haben, die unmittelbar an der rotierenden Scheibe anliegen und an diese Scheibe mit einem konstanten sowie einstellbarem Druck angepreßt werden (beispielsweise durch Federn). Diese Mündungsdichtungen nutzen sich durch die Reibung ab und ihre axiale Dicke nimmt entsprechend der Betriebsdauer ab. Man kann den Graphit hier durch irgendein anderes geeignetes Dichtungsmaterial ersetzen, beispielsweise durch Molybdänbisulfid, das in dünnen Schichten auf Metallteile aufgebracht wird, zwischen denen man gleichzeitig eine gute Abdichtung und eine Schmierung erzielen will.
  • Das Problem des Einführens des Brennstoffes kann in unterschiedlicher Weise gelöst werden.
  • Wenn es sich um einen gasförmigen Brennstoff handelt (Methan, Propan, Naturgas usw.) kann man beispidsweise, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, diesen gasförmigen Brennstoff zusammen mit dem die Verbrennung fördernden Gas in jede der Zuleitungen mit geeignetem Mengendurchsatz einführen, um so in diesen beiden Zuleitungen zwei Gasmischungen zu erhalten, deren Konzentration an Brennstoff vorher festgelegt ist.
  • Wenn man einen flüssigen Brennstoff verwendet, wie beispielsweise Leuchtpetroleum, spritzt man diesen in feiner Verteilung hinter der Umschaltscheibe 7 in die pulsierenden Gasströme ƒ..n, wozu man beispielsweise einen Zwilli ng-Injektor mit zwei Zerstäuberdüsen verwendet, dessen Düsen in je einen Zweig des Verbindungsrohres zur Brennkammer eingebaut etind und derart gesteuert werden, daß sie den Brennstoff in jeden Zweig jeweils in Phase mit der gasförmigen Strömung einspritzen, die aus der entsprechenden, vor der Verteilerscheibe gelegenen Zuleitung kommt, wobei die eingespritzten Mengen derart gewählt werden, daß man die gewünschten oder als günstig festgelegten Brennstoffkonzentrationen in den zwei Gasströmungen erhält.
  • Man kann auch bei der Verwendung eines flüssigen Brennstoffes eine Einspritzvorrichtung für stetiges Einspritzen des Brennstoffes in die Brennkammer vorsehen und in einem der Zweige der Verbindungsrohrleitung eine weitere pulsierend
    mit dem Gasdurchsatz aus dem entsprechenden, vor der Scheibe liegenden Zuleitungsrohr stehen,.so daß man eine zusätzliche Brennstoffanreicherung der aus dieser Zuleitung kommenden Gas-"Abschnitte" gegenüber dem Gas aus der anderen Zuleitung erzielt, dem dann nur der Brennstoff von der stetig arbeiten- den Einspritzvorrichtung in der Brennkammer zugeführt wird.
  • Die wichtigsten Parameter für das Arbeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die folgenden: a} Die Temperatur T1 der heißen Zone, welche im allgemeinen in der Nähe des Maximalwertes gewählt wird, den man mit dem verwendeten Brennstoff erreichen kann (bei Leuchtpetroleum etwa in der Größenordnung von 3 200oKelvin); die Temperatur der kalten Zone T2; die Temperaturen T01, T02 der Gase in den entsprechenden Zuleitungen 1 und 2; die entsprechenden Konzentrationen r1 und r2 an Brennstoff und die Verhältnisse des Gehalts an Stickstoff und Sauerstoff in den Gasen der Zuleitungen, nämlich: Diese Parameter werden in einem Probebetrieb festgelegt, wie dies bereits oben angegeben wurde und derart bestimmt, daß Störungen durch Druckdifferenzen an den Grenzberekhen zwischen den heißen und den kalten Zonen vermieden werden.
  • Man wählt beispielsweise, wenn man als Brennstoff ein Leuchtpetroleum der allgemeinen Formel C10 4 H20,8 verwendet: b) Der Massendurchsatz in dem Kanal, der von den Anfangsdrücken P01 und P02 in den Zuleitungsrohren und den Abmessungen der engsten Sa(chllgeschwindigkeits-Querschnitte abhängt.
  • Dieser Massendurchsatz ist durch die thermische Energie bedingt, die von dem magnethydrodynamischen Generator umgeformt werden soll. P01 und P02 werden einander angepaßt, um genau gleiche Strömungsgeschwindigkeiten der Zonen zu erzielen.
  • c) Die Temperatur-"Wellenlänge", die gleich dem Abstand zwischen den Fronten zweier aufeinanderfolgender heißer oder kalter Zonen ist.
  • Diese Länge wird vorzugsweise derart gewählt, daß sich innerhalb des Luftspaltes des Elektromagneten zumindest zwei ganze Wellenlängen befinden, die Luftspaltlänge ihrerseits ist durch den gewünschten Wirkungsgrad des magnethydrodynamischen Generators bestimmt.
  • Die Temperatur-"Wellenlänge" und die Strömungsgeschwindigkeit der Gase in dem Energieumforr:iungskanal bestimm,Zen die Frequenz der Aufeinanderfolge der heißen und kalten Zonen (im allgemeinen von 100 bis 1000 Hz) und infolgedessen die Winkelgeschwindigkeit der Umschaltscheibe. Diese ist natürlich ihrerseits durch die Auswirkung der Zentrifugalkräfte und der Reibungskräfte an den Abdi-chtungen begrenzt.

Claims (7)

  1. Patentansprüche-11#'Vorrichtung zum Speisen eines magnethydrodynamischen Genera-@ , tors, die Mittel zur Speisung einer (ersten) Zuleitung mit einer (ersten) brennbaren Mischung und eine Brennkammer aufweist, der diese Mischung zugeführt wird, und die ihrerseits den magnethydrodynamischen Generator speist, g e k e n n -z e i c h n e t durch Mittel zur Speisung einer zweiten Zuleitung (2) mit einer zweiten brennbaren Mischung unterschiedlicher Zusammensetzung und ein drehbares Umschalt-Organ (7), das abwechselnd jede der Zuleitungen (1, 2) mit der Brennkammer (16) derart verbindet, daß der magnethydrodynamische Generator (Kanal 17) durch einen in seiner Temperatur modulierten Gasstrom gespeist wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch Mittel, die vor dem drehbaren Umschalt-Organ (7) angeordnet sind und in der Zage sind, die beiden Brenngasmischungen auf unterschiedliche Temperaturen zu bringen.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dabi die beiden Zuleitungen (1, 2 ) an einer ersten Stirnfläche einer drehbaren Scheibe (7) münden, durch die mehrere Durchlässe (11, 12) hindurchführen, die in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd auf einem von zwei konzentrischen Kränzen angeordnet sind, welche an den Austrittsöffnungen (9,10) der beiden Zuleitungen vorübergeführt werden.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß /mit die Durchlässe (11, 12) die Zuleitungen (1, 2) je einem von zwei leitungeweigen (27,- 28) in Verbindung bringen, die sich zu einem Verbindungsrohr (13) vereinigen, um die Brennkammer (16) zu speisen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Schwingklappe (26), die an der Zusammenführungsstelle der beiden Zeitungszweige (27, 28) angeordnet ist und unter der Wirkung der pulsierenden Gasströmungen in einem dieser Zweige jeweils den anderen Zweig an seiner EinmündungssteMe abschließt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (1, 2) eine Enddichtung (23) aufweisen, die durch elastische Mittel (24) an die Scheibe (7) angedrückt wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die an der Scheibe (7) anliegenden Enden der Zuleitungen (1, 2) und Verbindungsleitungen (27, 28) aus einem schmierfähigen Material bestehen. B. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlänse (11, 12) der Scheibe (7) auf der zweiten Seite der Scheibe in Öffnungen münden, die auf einem gleichen Kranz liegen und die Zuleitungen (1, 2) mit einem einzigen Verbindungsrohr (13) zur Spesung der Brennkammer (16) in Verbindung bringen.
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FR1447143A (fr) 1966-07-29

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