DE1964265A1 - Best before generator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht alch auf einen MHD-Generator zur Erzeugung von Strom, vorzugsweise für die Versorgung Ύοη Bordnetzen in Luft- und Raumfahrzeugen.The invention relates to a alch MHD-generator for production of electricity, preferably for the supply Ύοη wiring systems in aircraft and spacecraft.
Generell werden bisher Generatoren mit sich bewegenden und speziell gelagerten Teilen verwendet» die einem verhältnismäßig schnellen Verschleiß unterworfen »ind, dauernder Wartung bedürfen und außerdem mit einem ungünstigen Verhältnis von Leistung und Gewicht behaftet sind.In general, generators with moving and specially mounted parts have been used "which are subject to relatively rapid wear and tear" and require constant maintenance and also with an unfavorable ratio are affected by performance and weight.
Veiterhin ist schon ein MHD-Wechselstromgenerator vorgeschlagen worden, der wesentlich herabgesetzte EnergieVerluste und ein günstigeres Verhältnis von Leistung zu Gewicht aufweist, was dadurch erreicht wird, daß ein fließendes leitendes Medium wechselweise in zwei Kanäle geleitet wird, welche sich in einem Magnetfeld supraleitender Spulen befinden· Da dieser Generator in einer linearen Anordnung ausgeführt ist, treten bei ihm noch gewisse Wirbelstromverluste auf, besondere an sein·» Eingang und Ausgang. An diesen Stell·» tritt nämlich das leitfähig· strömend· Material au» dom magnetfeldfreien Baum plätzlich in den vom Magnetfeld durchsetzten Arbeitsraum •In» Dl··· Wirbelstromverluste können je jiach der Geschwindigkeit dos leitfähieen Mediums so groß sein, daß οin· erhebliche Verminderung des Wirkungsgrades auftritt·Furthermore, an MHD alternator has already been proposed which significantly reduces energy losses and has a more favorable ratio of power to weight, which is achieved by the fact that a flowing conductive medium is alternately conducted into two channels, which are located in a magnetic field of superconducting coils · Since this Generator is designed in a linear arrangement, there are still certain eddy current losses, special ones his · »entrance and exit. This is where · »occurs the conductive · flowing · material is free of magnetic fields Baum suddenly moves into the work area permeated by the magnetic field • In »Dl · ·· eddy current losses can be so great, depending on the speed of the conductive medium, that they are considerable Reduction in efficiency occurs
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BADBATH
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! ■ r ! ■ r 2/Κθ2 / Κθ
Aufgabe dor Erfindung ±3t es, einen !MHD-Generator zu schaffen, der nicht mehr linear aufgebaut iet, um dadurch die Wirbelstromverluste zu beseitigen und so einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen.The object of the invention is to create an MHD generator that is no longer constructed linearly in order to eliminate eddy current losses and thus achieve optimum efficiency.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein leitendes Medium -beispielsweise Gras, Dampf oder Flüssigkeit - Innerhalb eines Magnetfeldes in einer Wirbelkammer durch ein zweites, treiben» des. Medium in Rotation versetzt wird· Hierbei kann die Wirbelkammer mit mehreren tangential an ihrem Umfange angeordneten Einblasrohren für das treibende Medium ausgestattet seir Vorzugsweise wird die Wirbelkammer aus einem leitenden Mantel und isolierenden Grund— und Deckflächen bestehen·This object is achieved in that a conductive medium - for example grass, steam or liquid - within a Magnetic field in a vortex chamber is set in rotation by a second, driving medium The vortex chamber will preferably consist of a conductive jacket and insulating base and top surfaces.
Durch diese Haßnahmen wird nun ein Aggregat geewliaf", .*n, das frei von Wirbelstromverlusten ist, einen optimalen Wirkungsgrad besitzt und in der weiteren Ausgestaltung durch die mehrfache Anordnung von EinlaJQrohrcr, nur mehr geringe Verwirbelungon und daher einen gleichmäßigen ä. ^.ibungsarmen Stromfluß aufweist.Through these hatreds, an aggregate is now geewliaf ",. * N, that is free of eddy current losses, has an optimal degree of efficiency and in the further embodiment, due to the multiple arrangement of inlet tubes, only has low turbulence and therefore a uniform, low-friction current flow.
Weiterhin wird -vorgeschlagen, daß die Deckfläche eine Form ψ aufweist - vorzugsweise eine Zeltdachform — die nur den Austritt des Treibmediums gestattet. Hierdurch wird ein Austritt von Anteilen de· Arbeitsmediums gleichzeitig mit dem Treibraedium verhindert.It is also proposed that the top surface has a shape ψ - preferably a tent roof shape - which only allows the propellant medium to escape. This prevents parts of the working medium from escaping at the same time as the driving medium.
Bin weitere» AusfUhrungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß zwei oder mehrere Wirbelkamraern in beliebiger räumlicher Stellung zueinander angeordnet sind und eine» gemeinsamen Treibgasolnlauf besitzen, dem ein Leitungssystem zur Versorgung der Wirbelkammern zugeordnet ist und daß am Ausgang dor )£$ belkammern ein senkrecht zur Strömungsrichtung de» Troifef : •tehende» Magnetfeld aufgebaut let. Duron diese erfindui% mäße Ausgestaltung wird ein KehrphasenstroioeenoratorBin more »exemplary embodiment of the invention provides that two or more Wirbelkamraern in any spatial position are arranged to each other and have a" common Treibgasolnlauf, which is assigned a pipeline system for supplying the swirl chambers and that belkammern at the output dor) £ $ a perpendicular to the flow direction de »Troifef : • standing» magnetic field built up let. This inventive embodiment becomes a reversed phase orator
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fen, besonders zuin Einsatz als Wechselstromaggregat.especially for use as an alternating current generator.
Die IDrfindung ist nachfolgend beschrieben und gezeichnet, so daß auch hieraus weitere Vorteile und Maßnahmen entnehmbar sind* Es zeigernThe invention is described and drawn below, so that further advantages and measures can be inferred from this as well * Show it
Fig. 1 einen Teilschnitt einer Draufsieht·auf eine Ausführungsform der Erfindung in schematischer Dar-· 1 . stellung,Fig. 1 shows a partial section of an elevation Looks · to an embodiment of the invention in a schematic representation · 1. position,
Fig. Z einen Schnitt entlang der Linie X-X gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt einer Draufsicht auf eine zweite j Ausführungsform der Erfindung in schematiecher Dar- Z shows a section along the line XX according to FIG. 1, FIG. 3 shows a partial section of a plan view of a second embodiment of the invention in a schematic diagram.
! stellung,
I
Fijg. 4 einen Teilschnitt der Anordnung gem. Fig. 3 entlang! position,
I.
Fig. 4 along a partial section of the arrangement according to FIG
dex* Linie IX.-II,
Fig. 5 einen Teilschnitt einer Wirbelkammer, bei der derdex * line IX.-II,
Fig. 5 is a partial section of a vortex chamber in which the
Auslaß durch eine MHD-Sperre gebildet wird, Fig. 6 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 5 An. Pfeilrichtung A gesehen.The outlet is formed by an MHD lock, FIG. 6 shows the top view of the arrangement according to FIG. Direction of arrow A seen.
Als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Wirbelkammer 10 gemäß Fig. 1 und 2 einen leitenden Mantel aus beispielsweise Kupfer auf und deren Grundfläche 12 sowie deren Deckfläche I3 bestehen aus isolierendem Material· Die Wirbelkammer 10 ist vorzugsweise zylindrisch, ausgeführt und mit einem tangential zu ihrem Umfang angeordneten Einlaßrohr lh für das Treibmedium versehen. Die Deckfläche 13 weist außerdem eine spezielle Ausgestaltung auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel zeltdachfürmig hochgezogen ist, wodurch erreicht wird, daß das Austreten des Treibmediums begünstigt wird, während das leitende Medium in der Wirbelkammer 10 verbleibt.As a first embodiment of the invention, the vortex chamber 10 according to FIGS. 1 and 2 has a conductive jacket made of, for example, copper and its base 12 and its top surface I3 consist of insulating material.The vortex chamber 10 is preferably cylindrical, designed and with a tangential to its periphery arranged inlet pipe lh provided for the propellant medium. The top surface 13 also has a special design which, in the exemplary embodiment shown, is raised in the shape of a tent roof, which promotes the escape of the propellant medium while the conductive medium remains in the vortex chamber 10.
Selbstverständlich können auch mehrere tangential zum Umfang angeordnete Einlaßrohre lh angeordnet sein, wie dies in derOf course, a plurality of inlet pipes lh arranged tangentially to the circumference can also be arranged, as is the case in FIG
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Fig. 1 gestrichelt gezeichnet if>t. Die Of fnungsquerschn.it te dieser Einlaßrohre Ik können in diesen Fällen kleiner gehalten werden. Durch diese Ausgestaltung wird die Verwirbelung des leitenden Mediums geringer, der Stromfluß gleichmäßiger und die Reibung nicht unbeträchtlich durch einen sich bildenden Gasfilm zwischen Arbeitsmedium und Wirbelkainmerwand 11 vermindert. Die zylindrische Umfangewand 11 der Wirbelkammer 10 ist aus solchem Material gefertigt, das es zuläßt, daß diese Wand 11 als erste Elektrode Verwendung findet. Die zweite Elektrode 21 ist axial zur Wirbelkammer 10, also gewissermaßen stehend, angeordnet. Das mit hoher Geschwindigkeit durch die tangential angeordneten Rohre \k eintretende Treibmedium, beispielsweise Helium oder Natriumdampf, versetzt das in der Wirbelkammer 10 befindliche Arbeitsmedium, z. B. flüssiges Natrium-Kalium-Gemisch, in Rotation. Dadurch, daß sich die gesamte Anordnung in einem Magnetfeld 100 befindet, das senkrecht zur Strömungsrichtung des Arbeitsmediums steht, wird zwischen den Elektroden 11 und 21 eine Spannung induziert, die in an sich bekannter Weise proportional dem Produkt aus Magnetfeld 100 und Geschwindigkeit 1st. Über einen Lastwiderstand 20 kann ein Strom Σ fließen. Die Generator-Spannung bzw. Leistung läßt sich dadurch regeln, daß die Menge des Treibgases beispielsweise durch Schieber 30, 3I variabel einstellbar ist oder bei gleichbleibender Durchflußmenge die Strömungsgeschwindigkeit verändert wird.Fig. 1 shown in dashed lines if> t. The opening cross sections of these inlet pipes Ik can be kept smaller in these cases. As a result of this configuration, the turbulence of the conductive medium is reduced, the current flow is more uniform and the friction is not negligibly reduced by a gas film that forms between the working medium and the wall 11 of the vortex chamber. The cylindrical peripheral wall 11 of the vortex chamber 10 is made of such a material that it allows this wall 11 to be used as a first electrode. The second electrode 21 is arranged axially to the vortex chamber 10, that is to say in a standing position. The propellant medium, for example helium or sodium vapor, entering at high speed through the tangentially arranged tubes \ k , displaces the working medium located in the vortex chamber 10, e.g. B. liquid sodium-potassium mixture, in rotation. Because the entire arrangement is in a magnetic field 100 which is perpendicular to the direction of flow of the working medium, a voltage is induced between electrodes 11 and 21 which, in a manner known per se, is proportional to the product of magnetic field 100 and speed. A current Σ can flow through a load resistor 20. The generator voltage or power can be regulated by the fact that the amount of propellant gas can be variably adjusted, for example by means of slide 30, 3I, or the flow rate is changed while the flow rate remains the same.
Ein zweites Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Flg. 3 und k sieht vor, daß der erfindungsgemäße MHD-Generator als Mehrphasenetromgenerator (Wechselstrom) ausgebildet wird· Hierzu werden beispielsweise zwei Wirbelkammern 110 nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Diese Kammern besitzen einen gemeinsamen Treibgas einlauf 1^0, der von einem Leitungssystem 1*H gespeist wird, von den. Je ein Kanal 11*t einer Wirbelkammer 110 zugeordnet ist. Ein Regelsystem 1^2, 1*»3 - beispielsweise ein Fluidic - regelt die Versorgung und die Reihenfolge derA second exemplary embodiment according to Flg. 3 and k provides that the MHD generator according to the invention is designed as a polyphase electricity generator (alternating current). For this purpose, for example, two vortex chambers 110 are arranged next to one another in one plane. These chambers have a common propellant inlet 1 ^ 0, which is fed by a line system 1 * H, from the. One channel 11 * t each is assigned to a vortex chamber 110. A control system 1 ^ 2, 1 * »3 - for example a Fluidic - regulates the supply and the order of the
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Beschickung dor Wirbelkammern 110 mit Treibgas. Die weitere Funktionsweise ist dieselbe wie beim vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel·Charging of the vortex chambers 110 with propellant gas. The other The way it works is the same as the first one described above Embodiment ·
Ist jeder Auslaß nun :"iit einem S teuer eingang verbunden» so wird durch, diese ausgestaltenden Maßnahmen eine Rückkoppelung erreicht, die eine Selbststeuerung'des Generators ermöglicht. Das Magnetfeld 100 kann mit Hilfe von supraleitenden Spulen erzeugt werden.If every outlet is now: "connected to an expensive entrance" then is a feedback through these shaping measures achieved, which allows a self-control'des generator. The magnetic field 100 can be generated with the aid of superconducting coils.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 sieht vor, daß am Ausgang der Wirbelkammer das leitende Arbeitsmedium durch ein Magnetfeld 200, welches senkrecht zur Strömungorichtuiig des abströmenden Treibgases steht, durch An-. legen einer Spannung U an den Elektroden 121, 111 des Aus— gangskanales in bekannter Weise durch die JxB-Kraft zurückgehalten wird.Another embodiment according to FIGS. 5 and 6 provides that the conductive working medium at the exit of the vortex chamber by a magnetic field 200 which is perpendicular to the flow direction of the outflowing propellant gas is due to. apply a voltage U to the electrodes 121, 111 of the output gang canal held back in a known manner by the JxB force will.
- Patentansprüche -- patent claims -
109826/0786109826/0786
Claims (9)
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DE19691964265 DE1964265A1 (en) | 1969-12-22 | 1969-12-22 | Best before generator |
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GB (1) | GB1271167A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (4)
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CN113775496A (en) * | 2021-03-01 | 2021-12-10 | 陈晓彬 | Electromagnetic fluid vortex power device |
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1969
- 1969-12-22 DE DE19691964265 patent/DE1964265A1/en active Pending
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1970
- 1970-11-30 GB GB5678370A patent/GB1271167A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0283632A1 (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | ANSALDO SOCIETA per AZIONI | Boiling liquid metal magnetohydrodynamic conversion system |
Also Published As
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GB1271167A (en) | 1972-04-19 |
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