DE1952973A1

DE1952973A1 - Mit ionisiertem Gasstrom arbeitender elektrischer Generator

Info

Publication number: DE1952973A1
Application number: DE19691952973
Authority: DE
Inventors: Feli Noel
Original assignee: Tunzini Sames SA
Current assignee: Tunzini Sames SA
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-21
Publication date: 1970-04-30
Also published as: FR1589618A; CH499917A; SE358269B; DE1952973B2; BE740526A; US3578997A; DE1952973C3; GB1237982A

Description

Mit ionisierfesra Gasstrom arbeitender Generator

DAe foigenöe; Erfindung betrifft Vepbieaissrungen in Generatoren

Kur Erzeugung eines io&isierfeen Xsüffe stromes, we lohe ©ins Äusötrötaleitung für ein g&aförsaigfes Ströiauagsaifcfcel aufweisen, aovfie iia Strössungssipn des gasförsaigsa StrSüa«ngsrislfet©is eine aus einer Spitr«© besteheude loiian&bg&foavörrieh&iaag uüd einer «, die öA« Inncmviand der genannten Lsitung bildet,

ölektrode Vorsu.gsweisö als Rohr ausgebildet :Li.i*c_f reiches eia^n konvergi&K'snden- divöygisrsnäea Absetoitt aufweist j, αβκι ai«h ©in Isoli©r-s?ohr

geri Geneigtor^n v©i*yi..igert sich bei d©r Entspannung

fiel· Luft bis jsur Erreichung von Ober-sehallgasshwinäigkeiten i© Xfi-aJ-ierrothr dii» 'festpor&tur ßöte afc&rk, und Im ällg«a;sinen auf ciRfeii Wert νου SO⁰C und aalbsjfe ^on IQO⁰C uates'Sialb der Anfangs-, t «»werfet ur

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FELICI Gas 21

Als Folge dieser Temperaturverringerung wird die Ausströmleitung des Generatore beträchtlich abgekühlt und ihre Betriebsfähigkeit beeinträchtigt% und zwar infolge der Kondensation von atmosphärischer Feuchtigkeit am Aussenumfang des Isolierrohres, wodurch die Oberflächenleitfähigkeit desselben merklich erhöht wird und eine spürbare Absenkung des effektiv verfügbaren Stroms und dsr verfügbaren Spannung eintritt. Beispj&sweise verliert ein Generator, welcher in der Stunde unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen 12nr Luft verbraucht, und bei einem Druck von 3,5Bar einen Strom von 11 Mikroampere bei 65 kV abgibt? cmter Ausbildung eines Aussenwiderstands von 6OOO M-ft-, bei einer sehr feuchten Witterung die Hälfte seiner Spannung infolge von Str*s^siströmen an der Äussenf lache des Isolierrolires, öle eic Folge der Kondensation darstellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen zu schaffen, durch welche diese Nachteile vermieden werden, indem Hinrichtungen vörgcise&en *^;laa, durch welche jegliche Kondensation auf dar AussenfIäehe des Isolierrohrs des Generators verhindert wirdβ

Gemäss einer Ausftährtangsfora der Erfindung bestehen die Einrichtungen zur Verhinderungi einer Kondensation in einer thermischen Isolierung, die ausreichend stark bemessen ist und die das Isolierrohr des Generators umgibt·

Oemäss einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung; bestehen die Einrichtungen zur Verhinderung der Kondensation in einer Vorrichtung zur Umwälzung eines Spülstrosis längs ti**- Atsssenwand des Isolierrohrs des Generators»

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O«Bluse einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung bestehen die Einrichtungen zur Verhinderung der Kondensation in einer direkten oder indirekten Heizvorrichtung TUr mindestens die AuesenflKohe des Ieollerahschnittes des Ströraungskanals.

Die Merkaale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anachlieasenden Beschreibung eines AusfUhrungsbeiepiels in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Ss zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemassen Gene«« rat or.

Figur 2,^,4 und 5 Schnitte durch-weitere AuafUhrungsformen der Erfindung, und

Figur 6 eine Bndansioht dee in Fig. 5 dargestellten Generator« gemüse der Linie 6-6.

Oemlea Fig. 1 «eist der Generator einen Abströmkanal 1 auf, welcher aus einer Zuführung 2 für Druckluft, einem Aneohlusenippel 3, einer Kammer 4, einer konverglerendendlvergierenden Dttae 5 und einem aneohlieeaend angeordneten Isolierrohr 6 besteht, sowie» eines leitenden., als MUndungsst(Ick ausgebildeten Ladungsiianmler 7* auf welchem unter Zwischenschaltung einer Schraube β ein Isoliermantel 9 befestigt ist, der einen Ringraum IQ bildet, welcher Über radiale Kanäle 11 alt dem innoren des Rohrs 6 in Verbindung steht und welcher an seinem freien, dem HUndungestUok des Samalers 7 entgegengesetzten Ende zur Atmosphäre offen ist.

Die IAlBe 5 stellt die Gegenelektrode für die lonieationsnadel 12 dar, die in einem Isollei^alter 13 befestigt ist* Die Düse

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ist mit einer Gleiuhspannungsqueile mit einer Spannung von einigen kV Über einen Widerstand 14, eine Haltemuffe : 15 und ein Kabel 16 mit Steckverbindung 17 verbunden.

D&r Generator arbeitet in folgender Weise: Die von der Spitze der Nadel 12 in den Luft- oder Gasstrom abgegebenen Ionen zirkulieren mit grosser Geschwindigkeit in der Düse 5, an welche sich das Rohr 6 anschliesst, wobei sich ihre potentielle Energie erhöht, so dass der Ladungssammler 7 auf ein erhöhtes Potential gebracht wird.

Ein Teil des Oasstroms tritt durch die radialen Kanäle 11 aus und dieser Austritt wird durch eine geringfügig konvergierende Formgebung dee Ladungssammlers 7 erleichtert« Der ausgetretene Gasstrom epUlfc ständig die Außenfläche des Rohres 6 und vorhindert auf diese Weise Jegliche Bildung von Kondensationsprodukten. Auf diese Weise tritt selbst wenn sich das Rohr auf einer sehr niedrigen Temperatur befindet keinerlei Betriebsstörung auf Grund einer Kondensation und der Ausbildung von Streuetröraen an der Aussanfläche des Rohres 6 ein. Wie ersichtlich, kann die SpUlluft selbst keinerlei Kondensation hervorrufen/, da sie von einer Luft abgezweigt wird, die selbst komprimiert worden ist und infolgedessen vor ihrer Verwendung zumindestens teilweise entfeuchtet 1st.

Xc der Anordnung gemäss Fig. 2 ist eine analoge Ausführung des Generators dargestellt» wobei die gleichen Bezugszahlen für die gleichen Teile verwendet sind, und der Unterschied zur vorausgehenden Figur im wesentlichen darin besteht, dass der Acschlussnippel 3 für die Luftzuführung 2 in die Kammer ftIr den Widerstand 14 mündet und die Halterung 1? für die Nadel

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12 mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen versehen ist, welche eine Umwälzung des Kreises ermöglichen. In dieser AusfUhrungsform wird der Ringraum IO fUr die Spülung durch einen Mantel 22 gebildet« welcher auf einem stromaufwärts des Isolierrohrs 6 liegenden Abschnitt verschraubt ist und mit der Kammer 4 durch radiale Kanäle 23 in Verbindung steht. Die SpUlluft wird daher in diesem Falle stromaufwärts von der DUse 5 und dem Rohr 6 abgenommen und tritt parallel zum Hauptstrahl aus.

Diese AusfUhrungsform hat den Nachteil, dass sie mehr Luft erfordert als zum Betrieb des Generators tatsächlich erforderlich ist* jedoch kann der Ausgang des Generators von jeglicher Anordnung freigehalten werden« die wie der Ladungssammler 7 gemäss Fig. 1 einen lfcichten Überdruck erzeugt·

Xn Fig. 2 ist ein Generat; or mit einer DUse 5 und einem Xsolierrohr 6 dargestellt, welches jedoch von einem dicken Mantel aus Kunststoffschaum 30 umhüllt wird, der in einem Behälter 31 eingeschlossen ist, wobei die Kunststoffschaumschlcht ausreicht, um eine thormische Isolation zu erzeugen, so dass an der Aussenf lache d«s Behälters keine merkliche Temperaturerniedrigung auftritt, die eine Kondensation verursachen könnte.

Gemäss Fig. 4 ist ein elektrischer Widerstand 40 um das Bohr 6 gewickelt und in einer Isolie.tnasse 4l eingebettet. Wie ersichtlich», besitzt die Isoliennasse eine Dicke, die gegen den stromabwärts liegenden Genoratorausgang ansteigt« da in diesem Bereich das zu isolierende Potential am grössten ist.

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Der Widerstand 40 wird durch in die Isoliermasse eingebettete Leitungen 42 und 43 mit Steckerhülsen 44 und 45 verbunden« die jeweils an die Kontaktafcifte eines Steckers 46 Pfeiles angeschlossen werden können.

Geraäss der in den Fig. 5 unö. 6 dargestellten AusfUhrungsform des Generators ist die Luft zuführung bei 2 und die HochspannungszufUhrung bei 16 dargestellt. Dieser Generator wird durch Streben 50 und eine Halterung 51 in einest Mantel 52 gehalten* der sich nach hinten erstreckt und an seinem hinteren Ende einen elektrischen Widerstand 53« sowie einen Ventilator 54 trägt, durch »/eichen die Luft im Richtungssinn dos Pfeils F gefördert wire? und zwar zuerst zum Widerstand 53 und anschließend in den Eingkanal 55 zwi«5sä®ß dem Generator 6 und dem Mantel 52.

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Claims

FEUCI Cas 21 21. Oktober I969

P>t»nt ans? r tic h e

[l.yMlfc ionisiertem Gasstrom arbeitender elektrischer Generator, mit einem Abströmkanal für das gasförmige Strömungsmittel, mit einem aus einer Spitze bestehenden Xonensammlez} an den sich in StrÖtnungsrichtung des Strömungsmittels eine Gegenelektrode anschllesst, die mindestens zum Teil aus der Innenwand einer konvergierenden- divergierenden Düse besteht« wobei stromabwärts ein Isolierrohr angeordnet ißt, dadurch gekennzeichnet» dass Einrichtungen vorgesehen sind, die einer Kondensation entgegenwirken, um jegliche Kondensation auf der Auasenseite des genannten Isolierrohre zu vermelden«

2. Elektrischer Generator nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen, die einer Kondensation entgegenwirken, aus einer ausreichend bemessenen thermischen Isolation bestehen» die um das Isolierrohr des Generatort angeordnet ist.

3« Elektrischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen, welche einer Kondensation entgegenwirken, aus einer Gasspülvorrichtung bestehen, die längs der Aussenwand des genant.ten Isolierrohre angeordnet ist.

k. Elektrischer Generator nsoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen, die einer Kondensation entgegenwirken, aus einer dlreltrten oder indirekten Heisvorrichtung bestehen, die für Bindestens einen Teil des Generators vorgesehen ist« welcher die Aussenwand des leollerrohrs einschliesst.

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5. Elektrischer Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolation aus einem ringförmigen Mantel besteht« welcher das Isolierrohr umgibt und ein Wärmeisoliermittel enthält;«

6. Elektrischer Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spüleinrichtung einen ringförmigen Mantel aufweist, welcher in einem gewissen Abstand das Isolierrohr des Generators umgibt;, sowie eine Zufuhreinrichtung von SpUlluf t, die im Ringraum zwischen dem Rohr und dem ringförmigen Mantel angeordnet ist.

7· Elektrischer Generator na2h Anspruch 6, daduroh gekennzeichnet, dass die Luftzufuhreinrichtung aus Abzweigkanälen für die Generatorluft besieht.

8. Elektrischer Generator nash Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass sie die abzweigenden Kanäle stromaufwärts des Isolierrohrs befinden und ausreichend klein bemessen sind, um eine Luft ent spanning hervorzurufen.

9. Elektrischer Generator naah Anspruch 6, dadurach gekennzeichnet, dass die Luftzuruhreinrichtung aus Abzweigkanälen besteht, die stromabwärts des Isolierrohrs angeordnet sind.

10. Elektrischer Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus einem elektrischen Widerstand besteht.

11. Elektrischer Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet* dass der elektrische Widerstand in einem Isoiiermantel eingebettet ist, der das Isolierrohr umgibt.

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FELICI Cas 21

12. Elektrischer Generator nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der elektrische Widerstand in einer Kammer befindet» die stromaufwärts eines Ringkanals zwischen einem ringförmigen Mantel und dem Isolierrohr mündet.

15. Elektrischer Generator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Luftumwälzung ein Hilfsgebiäse aufweist.

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