DE1952973C3

DE1952973C3 - Mit ionisiertem Gasstrom arbeitender elektrischer Generator

Info

Publication number: DE1952973C3
Application number: DE1952973A
Authority: DE
Inventors: Felici Grenoble Noel (Frankreich)
Original assignee: Tunzini Sames SA
Current assignee: Tunzini Sames SA
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-21
Publication date: 1974-01-31
Also published as: FR1589618A; CH499917A; SE358269B; DE1952973B2; BE740526A; US3578997A; DE1952973A1; GB1237982A

Description

SS

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit ionisiertem Gasstrom arbeitenden elektrischen Generator mit einer Ionisationsnadel, an die sich in Strömungsrichtung des Gasstroms als Gegenelektrode mindestens zum Teil die Innenwand einer zunächst konvergierenden, sodann divergierenden Düse anschließt, und mit einem Isolierrohr, durch welches der Gasstrom ausströmt.

In derartigen Generatoren, wie sie beispielsweise durch die französische Patentschrift 1499 127 be-,kannt sind, verringert sich bei der Entspannung der Luft bis zur Erreichung von Überschallgeschwindigkeiten im Isolierrohr die Temperatur sehr stark, im allgemeinen auf einen Wert von etwa 50° C und selbst von 100° C unterhalb der Anfangstemperatur des Gases.

Als Folge dieser Temperaturverringerung wird die Ausströmleitung des Generators 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 der erzielbaren Spannung eintritt. Beispielsweise verliert ein Generator, welcher in der Stunde unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen 12πτ> Luft verbraucht und bei einem Druck von 3,5 Bar einen Strom von 11 Mikroampere bei 65 kV abgibt, unter Ausbildung eines Außenwiderstands von 6000 M-Q, bei einer sehr feuchten Witterung die Hälfte seiner Spannung infolge von Streuströmen an der Außenfläche des Isolierrohres, die eine Folge der Kondensation darstellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kondensation auf der Außenfläche des Isolierrohrs des Generators zu verhindern.

Dies wird bei einem Generator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Isolierrohr mit einer thermischen Isolation oder einer Gasspülvorrichtung umgeben ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine direkte oder indirekte Heizvorrichtung im Bereich des Isolierrohrs vorgesehen. Die Erfindung wird anschließend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein^n erfindungsgemäßen Generator,

F i g. 2, 3,4 und 5 Schnitte durch weitere Ausführungsformen der Erfindung, und

Fig. 6 eine Endansicht des in Fig. 5 dargestellten Generators gemäß der Linie 6-6.

Gemäß F i g. 1 weist der Generator einen Kanal 1 auf, sowie eine Zuführung 2 für Druckluft mit einem Anschlußnippel 3 und eine Kammer 4, in welcher eine lonisationsnadel 12 angeordnet ist, an welche sich als Gegenelektrode die Innenwand einer zunächst konvergierenden und sodann divergierenden Düse 5 anschließt. Nach dem Austritt aus der Düse gelangt der Gasstrom in ein Isolierrohr 6, sowie in einen leitenden, als Mündungsstück ausgebildeten Ladungssammler?, auf welchem mittels einer Schraube 8 ein Isoliermantel 9 befestigt ist, der einen Ringraum 10 bildet, welcher über radiale Kanäle 11 mit dem Inneren des Isolierrohrs 6 in Verbindung steht und welcher an seinem freien, dem Mündungsstück des Ladungssammlers 7 entgegengesetzten Ende zur Atmosphäre offen ist.

Die lonisationsnadel 12 ist in einem Isolierhalter 13 befestigt. Die Düse ist mit einer Gleichspannungsquelle mit einer Spannung von einigen kV über einen Widerstand 14, eine Haltemuffe 15 und ein Kabel 16 mit Steckverbindung 17 verbunden.

Der Generator arbeitet in folgender Weise: Die von der Spitze der lonisationsnadel 12 in den Gasstrom abgegebenen Ionen treten mit großer Geschwindigkeit durch die Düse 5, an welche sich das Isolierrohr 6 anschließt, an dessen Ende der Ladungssammler 7 angeordnet ist, der auf ein erhöhtes Potential gebracht wird.

Ein Teil des Gasstroms tritt durch die radialen Kanäle 11 aus und dieser Austritt wird durch eine geringfügige konvergierende Formgebung des Ladungssammlers 7 erleichtert. Der ausgetretene Gasstrom spült ständig die Außenfläche des Isolierrohres 6 und verhindert auf diese Weise eine Bildung von Kondensaiionsprodukten. Auf diese Weise tritt, selbst wenn sich das Isolierrohr 6 auf einer sehr niedrigen Temperatur befindet, keine Betriebsstörung auf Grund einer Kondensation und der Ausbildung von Streuströmen an der Außenfläche des Isolierrohres δ ein. Wie ersichtlich, kann die Spülluft selbst keinerlei Kondensation hervorrufen, da sie von einer Luft abgezweigt wird, die selbst komprimiert worden ist und infolgedessen vor ihrer Verwendung zumindestens teilweise entfeuchtet ist.

In der Anordnung gemäß F i g. 2 ist eine weitere Ausführung des Generators dargestellt; der Unterschied zur vorausgehenden Figur besteht im wesentlichen darin, daß der Anschlußnippel 3 für dL Luftzuführung 2 in die Kammer 20 für den Widerstand 14 mündet und der Isolierhalter 13 für die lonisationsnadel 12 mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen versehen ist. In dieser Ausführungsform wird der Ringraum 10 für die Gasspülung durch einen Mantel 22 gebildet, weicher auf einem stromaufwärts des Isolierrohres 6 liegenden Abschnitt verschraubt ist und mit der Kammer 4 durch radiale Kanäle 23 in Verbindung steht. Die Spülluft wird daher in diesem Falle stromaufwärts von der Düse S und dem Isolierrohr 6 abgenom'men und tritt parallel zum Gasstrom aus.

Diese Ausführungsform hat zwar den Nachteil, daß sie mehr Luft erfordert als zum Betrieb des Generators tatsächlich erforderiich ist, jedoch kann der Ausgang -des Generators von jeglicher Anordnung freigehalten werden, die wie der Ladungssammler 7 gemäß F i g. 1 einen leichten überdruck erzeugt.

In Fig.3 ist ein Generator mit einer Düse5 und einem Isolierrohr 6 dargestellt, welches jedoch von einem dicken Mantel aus Kunststoffschaum 30 umhüüt wird, der in einem Behälter 31 eingeschlossen ist, wobei die Kunststoffschaumschicht ausreicht um eine solche thermische Isolation zu erzeugen, daß an der Außenfläche des Behälters keine merkliche Temperaturerniedrigung auftritt, die eine Kondensation verursachen könnte.

Gemäß Fig.4 umgibt eine elektrische Heizvorrichtung 40 das Isolierrohr 6 und ist in einer Isoiiermasse 41 eingebettet. Die Isolierrnasss besitzt eine Dicke, die gegen den stromabwärts liegenden Generatorausgang ansteigt, da in diesem Bereich das zu isolierende Potential am größten ist

Die aus einem Widerstand bestehende Heizvorrichtung 40 wird durch in die Isoliermasse eingebettete Leitungen 42 und 43 mit Steckerhülsen 44 und 45 verbunden, die jeweils an die Kontaktstifte eines Stecken·, 46 angeschlossen werden können.

Gernäß der in den F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform des Generators ist die Luftzuführung bei 2 und die Hochspannungszündung bei 16 dargestellt. Dieser Generator wird durch Streben 50 und eine Halterung 51 in einem Mantel 52 gehalten, der sich nach hinten erstreckt und an seinem hinteren Ende einen elektrischen Widerstand 53 sowie einen Ventilator 54 trägt, durch welchen die Luft im Richtungssinn des Pfeils F gefördert wird, und zwar zuerst zum Widerstand 53 und anschließend in den Ringkanal 55 zwischen dem Isolierrohr 56 und dem Mantel 52.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mit ionisiertem Gasstrom arbeitender elektrischer Generator mit einer Ionisationsnadel, an die sich in Strömungsrichtung des Gasstroms als Gegenelektrode mindestens zum Teil die Innenwand einer zunächst konvergierenden, sodann divergierenden Düse anschließt, und mit einem Isolierrohr, durch welches der Gasstrom ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierrohr (6) mit einer thermischen Isolation (30) oder einer Gasspülvorrichtung (9, 11; 22, 23) umgeben ist.

2. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine direkte oder indirekte Heizvorrichtung (40) im Bereich des Isolierrohrs (6).

3. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Gasspülvorrichtung radiale Kanäle (11, 23) aufweist, durch welche ein Teil des Gasstroms auf die Außenwand des Isolierrohrs (6) geleitet wird.

4. Elektrischer Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die radialen Kanäle (23) stromaufwärts des Isolierrohrs (6) befinden uii ausreichend klein bemessen sind, um eine Luftentspannung hervorzurufen.

5. Elektrischer Generate; nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichne», daß lie radialen Kanäle (11) stromabwärts des Isolienohrs (6) angeordnet sind.

6. Elektrischer Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (40) aus einem elektrischen Widerstand besteht.

7. Elektrischer Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand in einem Isoliermantel (41) eingebettet ist, der das Isolierrohr (6) umgibt.

8. Elektrischer Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der elektrische Widerstand (53) in einer Kammer befindet, die stromaufwärts eines Ringkanals (55) zwischen einem ringförmigen Mantel (52) und dem Isolierrohr (56) mündet.

9. Elektrischer Generator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilator (54) Luft zum Widerstand (53) und weiter in den Ringkanal (55) fördert.

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