DE685559C - Gas- oder Dampfentladungsgefaess zur Erzeugung von elektrischen Spannungen - Google Patents
Gas- oder Dampfentladungsgefaess zur Erzeugung von elektrischen SpannungenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines 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
- H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gas- oder Dampfentladungsgefäß, bei welchem zwecks
Erzeugung elektrischer Spannungen Ladungsträger durch ein Magnetfeld hindurchgetrieben
werden. Die Entnahme des Stromes wird bei derartigen bekannten Anordnungen so vorgenommen, daß zu beiden Seiten des
Magnetfeldes, durch welches die Ladungsträger getrieben werden, Stromentnahmeelektroden
angeordnet werden. Die Ladungsträger werden dabei mit Hilfe eines Gasstromes durch ein den Raum zwischen den Stromentnahmeelektroden
durchsetzendes Magnetfeld hindurchgetrieben. Die innere EMK des Generators
ergibt sich aus folgender Formel:
E = B-I-V io-sVolt.
Darin bedeutet E die elektromotorische Kraft, B die Feldstärke des Magnetfeldes, welches
den Raum zwischen den Stromabnahmeelektroden durchsetzt, in Gauß,, / dien Abstand der
Stromabnahmeelektroden in cm, ν die Geschwindigkeit der Ladungsträger in cm/s.
Bei dieser bekannten Anordnung ist es
Bei dieser bekannten Anordnung ist es
zweckmäßig, wenn das Produkt B-v- io~s
größer, vorzugsweise sehr viel größer gewählt
wird als -j + ß. Darin bedeuten α die Summe
des Anoden- und Kathodenfalls (in Volt) der zwischen den Stromentnahmeelektroden übergehenden
Entladung und β die Längsstärke dieser Entladung in Volt/cm. Die Geschwindigkeit
der Ladungsträger v läßt sich durch Einstellung eines genügend hohen, die Ladungsträger
durch das Magnetfeld hindurchtreibenden Gases oder Dampfes einstellen. Die Gas- bzw. Dampfgeschwindigkeit kann
nach den Gesetzen der Thermodynamik, insbesondere, soweit sie bei dem Turbinenbau
Anwendung finden, errechnet werden. Bei dieser Bemessung des Produktes B · ν erreicht
man, daß die entstehende elektromotorische Kraft nur zu einem geringen Bruchteil in der
zwischen den Stromentnahmeelektroden übergehenden Entladung verbraucht wird, d. h.
der Wirkungsgrad einer derartigen Anordnung ist um so größer, je mehr das Produkt
B · ν den Wert -j + β übersteigt.
Außerdem wird der Vorteil erzielt, daß in das durch das Magnetfeld strömende Gas
keine Ladungsträger eingebracht oder durch besondere Mittel erzeugt werden müssen, weil
die induzierte Spannung selbst zur Ionisation genügt.
Die Erfindung betrifft nun eine besonders zweckmäßige Weiterbildung eines derartigen
Gas- oder Dampfentladungsgefäßes zur Erzeugung elektrischer Spannungen, bei dem Ladungsträger durch ein Magnetfeld geführt
werden und Stromabnahmeelektroden zur Abnahme eines quer zur S trömungs richtung des
Gases fließenden Stromes vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist bei gegebenem Gasdruck
" i Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Belmont, Mass., V. St. A.,
und Dr. phil. Max Steenbeck in Berlin-Siemensstadt.
und Gasart im Entladungsgefäß der Quer- Quecksilberdämpfe verwendet werden und
schnitt der zwischen den Stromabnahmeelelst.. der Druck in der Größenordnung von ι mm Hg
troden übergehenden Entladung durch Benies-Λ'-liegt, besitzt β den Wert von etwa 2 Volt/cm,
sung dieser Stromabnahmeelektroden ;dffart|i fieser Wert steigt mit steigendem Druck bis
''^ v,auf retwa io bis 20 Volt/cm bei Atmosphären
gewählt,
daß -J-
etwa von gleicher Groß
oder größer als β ist, wobei α den Kathoden-s
und Anodenfall an den Stromabnahmeelektroden in Volt, / den Abstand der Strom-
abnahmeelektroden in cm und β die Längsfeldstärke der Entladung zwischen den Stromabnahmeelektroden
in Volt/cm darstellen. Durch diese Bemessung der Gesamtanordnung
erreicht man auch bei einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit des durch
das Magnetfeld strömenden Gases einen guten Wirkungsgrad bei der Erzeugung des elektrischen Stromes, da die Werte von α
und ß, also der Kathoden- und Anodenfall und die Längsfeldstärke der Entladung in besonders
zweckmäßiger Weise aufeinander abgestimmt sind.
Im folgenden sind noch die Mittel angegeben, mit denen man die Werte α und β weitgehend
beeinflussen kann, um die Abstimmung von α und β leicht durchführen zu
können.
Zur Verminderung des Wertes <x empfiehlt
es sich, wenigstens die als Kathode wirkende Stromentnahmeelektrode als Glühkathode auszubilden.
Man kann an Stelle einer Glühkathode auch eine als Elektronenquelle dienende
Hilfsentladung benutzen. Die Anodenfläche muß zur Kleinhaltung des Anodenfalles
in an sich bekannter Weise eine genügend große Oberfläche besitzen oder selbst glühen.
Man kann den Wert α auch dadurch niedrig halten, daß man dafür sorgt, daß die Bedingungen
für das Bestehen eines Niedervolt-
4.0 bogens erfüllt sind, d.h. daß man in bekannter Weise die Stromdichte und Kathodenemission
genügend hoch hält, den Gasdruck auf einige Millimeter Quecksilbersäule einstellt und als
Gas reine Edelgase oder Metalldämpfe, insbesondere Quecksilberdämpfe, verwendet.
Der Wert α läßt sich ohne Verwendung von Glühkathoden auf etwa 20 Volt, bei Verwendung
einer Glühkathode auf etwa 10 Volt halten und bei Innehaltung der Bedingungen der
Niedervoltbogen auf etwa 3 Volt herabsetzen. Der Wert β ist angenähert im umgekehrten
Verhältnis proportional der kleinsten Abmessung der zwischen den Stromentnahmeelektroden
übergehenden Entladung quer zur Entladungsrichtung. Er hängt ferner ab von dem Gasdruck, der Gasart. Wenn die Abmessung
des von Ladungsträgern durchströmten Raumes in Richtung des magnetischen Feldes
etwa ι cm beträgt, als Gas, Edelgas oder -ifi druck. Da β bei geringen Drücken wieder an-
■Steigt, empfiehlt es sich, den Druck nicht kleiner
als 0,1 mm Hg zu wählen. Zur Kleinhaltung von β empfiehlt es sich also, den
Querschnitt der zwischen den zur Stromentnahme dienenden Elektroden übergehenden
Entladung in den angegebenen Grenzen klein zu halten.
Wenn man α = 5 Volt setzt, den Abstand
zwischen den Stromentnahmeelektroden gleich cm, ß = 0,4 Volt/cm, J3 = 10000 Gauß, so 7^
ergibt sich, daß die Geschwindigkeit ν größer als 50 m/s sein soll. Zur Erreichung hoher
Wirkungsgrade wird man sie zweckmäßig in der Größenordnung von 500 m/s und darüber
wählen.
Es empfiehlt sich, bei Anordnungen der erwähnten Art das das Magnetfeld verlassende
Gas in bereits vorgeschlagener Weise im Kreislauf durch das Magnetfeld hindurchzuführen,
weil auf diese Weise die Ionenverluste vermieden werden und auch die kinetische
Energie des austretenden Gases nutzbar gemacht werden kann.
Claims (2)
1. Gas- oder Dampf entladungsgefäß zur Erzeugung von elektrischen Spannungen,
bei dem Ladungsträger durch ein Magnetfeld geführt werden und Stromabnahmeelektroden
zur Abnahme eines quer zur Strömungsrichtung des Gases fließenden Stromes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebenem
Gasdruck und Gasart im Entladungsgefäß der Querschnitt der zwischen den Stromabnahmeelektroden
übergehenden Entladung durch Bemessung dieser Stromabnahmeelektroden
derart gewählt ist,
daß γ etwa von gleicher Größe oder größer
als β ist, wobei α den Kathoden- und Anodenfall an den Stromabnahmeelektroden
in Volt, / den Abstand der Stromabnahmeelektroden in cm und β die Längsfeldstärke
der Entladung zwischen den Stromabnahmeelektroden in Volt/cm darstellen.
■ .
2. Gas- oder Dampf entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belastung vorzugsweise selbsttätig so eingestellt wird, daß die Entladung
zwischen den Stromabnahmeelektroden als Niedervoltbogen brennt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES109052D DE685559C (de) | 1933-04-14 | 1933-04-14 | Gas- oder Dampfentladungsgefaess zur Erzeugung von elektrischen Spannungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES109052D DE685559C (de) | 1933-04-14 | 1933-04-14 | Gas- oder Dampfentladungsgefaess zur Erzeugung von elektrischen Spannungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE685559C true DE685559C (de) | 1939-12-21 |
Family
ID=7529245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES109052D Expired DE685559C (de) | 1933-04-14 | 1933-04-14 | Gas- oder Dampfentladungsgefaess zur Erzeugung von elektrischen Spannungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE685559C (de) |
-
1933
- 1933-04-14 DE DES109052D patent/DE685559C/de not_active Expired
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