JP3529827B2 - Power generator - Google Patents

Power generator

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JP3529827B2
JP3529827B2 JP03781894A JP3781894A JP3529827B2 JP 3529827 B2 JP3529827 B2 JP 3529827B2 JP 03781894 A JP03781894 A JP 03781894A JP 3781894 A JP3781894 A JP 3781894A JP 3529827 B2 JP3529827 B2 JP 3529827B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発電装置に関するもの
であり、特にMHD(Magneto Hidro Dynamics)発電の改
良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator, and more particularly to improvement of MHD (Magneto Hidro Dynamics) power generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電方法の一つとして、MHD(Magneto
Hidro Dynamics)発電が知られている。ここでMHD発
電とは、磁界中に導電性を有する流体を運動させて発電
を行うものである。MHD発電は、構造が簡単であり、
かつタービン等の様な機械的運動をする部分がないの
で、装置の大容量化と高効率化が期待される。そのため
近年、MHD発電の研究が盛んに行われており、各種の
発明や研究成果が発表されている(特開平4−1278
66号、特開平5−91715号他)。
2. Description of the Related Art As one of power generation methods, MHD (Magneto
Hidro Dynamics) Power generation is known. Here, the MHD power generation is to generate power by moving a fluid having conductivity in a magnetic field. MHD power generation has a simple structure,
In addition, since there is no part that does mechanical movement such as a turbine, it is expected that the capacity and efficiency of the device will be increased. Therefore, in recent years, MHD power generation has been actively researched, and various inventions and research results have been announced (Japanese Patent Laid-Open No. 4-1278).
66, JP-A-5-91715 and others).

【0003】MHD発電装置の概要について説明する
と、次の通りである。図5は、従来技術のMHD発電装
置の概略を示す説明図である。MHD発電装置は、大き
く分けて、電離気体(プラズマ)発生部100と、MH
D発電部101によって構成される。電離気体発生部1
00では、燃焼装置と熱交換器(いずれも図示せず)が
内蔵されている。そして燃焼装置には、LNG等の燃焼
ガスが供給されて燃焼される。また熱交換器には、アル
ゴン、ヘリウム等の稀ガス等からなる作動流体が通過さ
れ、当該作動流体は、加熱されて、電離気体(プラズ
マ)状態に至る。
The outline of the MHD power generator is as follows. FIG. 5: is explanatory drawing which shows the outline of the MHD generator of a prior art. The MHD power generator is roughly divided into an ionized gas (plasma) generation unit 100 and an MH.
It is configured by the D power generation unit 101. Ionized gas generator 1
In 00, a combustion device and a heat exchanger (neither is shown) are built in. Then, the combustion device is supplied with combustion gas such as LNG and burned. Further, a working fluid composed of a rare gas such as argon or helium is passed through the heat exchanger, and the working fluid is heated to reach an ionized gas (plasma) state.

【0004】そして電離気体となった作動流体は、電離
気体発生部100を出てMHD発電部101に供給され
る。MHD発電部101の構造は、作動流体が通過する
流路であり、またMHD発電部101では、流路に電磁
石によって強力な磁界が形成されている。そして当該流
路には、電気を取り出すための捕捉電極が設けられてい
る。前記した作動流体は、MHD発電部101を通過す
る際に磁界を横切り、その際、作動流体中に電圧が誘起
される。そして作動流体中に誘起された電圧は、捕捉電
極によって取りだされ、捕捉電極間に電圧が発生する。
Then, the working fluid that has become the ionized gas exits the ionized gas generation section 100 and is supplied to the MHD power generation section 101. The structure of the MHD power generation unit 101 is a flow path through which the working fluid passes, and in the MHD power generation unit 101, a strong magnetic field is formed in the flow path by an electromagnet. And the capture electrode for taking out electricity is provided in the said flow path. When the working fluid described above crosses the magnetic field when passing through the MHD power generation unit 101, a voltage is induced in the working fluid. Then, the voltage induced in the working fluid is taken out by the trapping electrodes, and a voltage is generated between the trapping electrodes.

【0005】尚MHD発電部101を出た作動流体は、
廃熱利用の為に熱交換器103に入り、熱交換がなされ
る。そして当該熱交換器103によって取り出された熱
によって、新たに蒸気等を発生させ、蒸気タービン等に
よって発電が行われる。また熱交換器103を出た作動
流体は、再度電離気体(プラズマ)発生部100に戻さ
れて加熱される。
The working fluid discharged from the MHD power generator 101 is
In order to utilize the waste heat, it enters the heat exchanger 103 and heat is exchanged. Then, by the heat extracted by the heat exchanger 103, steam or the like is newly generated, and power is generated by the steam turbine or the like. The working fluid that has exited the heat exchanger 103 is returned to the ionized gas (plasma) generating unit 100 and is heated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】MHD発電は、発電理
論としては既に確立しており、上述のように発電装置の
概略についても研究が進んでいる。しかしながら、MH
D発電はまだ開発途上の技術であり、実用化には至って
いないのが実情である。
The MHD power generation has already been established as a power generation theory, and research on the outline of the power generation device is proceeding as described above. However, MH
The D power generation is still a developing technology and has not been put into practical use.

【0007】MHD発電の実用化を阻む技術的困難は、
主として次の様なものである。即ちMHD発電によって
大電力を発生させるためには、作動流体として電離気体
(プラズマ)を利用することが不可欠である。ところが
電離気体を作るには、2000K以上の高温を発生させ
る必要があり、安定した電離気体の供給は困難である。
さらにMHD発電は、流路内に高温の電離気体を高速で
通過させる必要がある。そして流路内に設けられた捕捉
電極に電離気体を接触させる必要がある。そのため捕捉
電極は流路内で高温に晒され、短時間のうちに融解して
しまう。本発明は、MHD発電の上記した技術的困難の
解決を目的とするものであり、電離気体の安定した供給
が可能であり、また捕捉電極の融解等も防止することが
できる発電装置の提供を目的とする。
The technical difficulties that prevent the practical application of MHD power generation are:
It is mainly as follows. That is, in order to generate a large amount of power by MHD power generation, it is essential to use an ionized gas (plasma) as a working fluid. However, in order to produce an ionized gas, it is necessary to generate a high temperature of 2000 K or higher, and it is difficult to stably supply the ionized gas.
Furthermore, MHD power generation requires high-temperature ionized gas to pass through the flow path at high speed. Then, it is necessary to bring the ionized gas into contact with the capture electrode provided in the channel. Therefore, the capture electrode is exposed to high temperature in the flow channel and melts in a short time. The present invention is intended to solve the above-mentioned technical difficulties of MHD power generation, and provides a power generation device capable of supplying ionized gas in a stable manner and preventing melting of a trapping electrode. To aim.

【0008】加えて、従来技術の問題点には次の様なも
のがある。即ち従来技術の発電装置では、熱を無駄なく
利用するために、MHD発電の後段に蒸気タービン等に
よる機械的発電部が設けられているものの、熱の回収
は、専ら熱交換器によって行われている。
In addition, there are the following problems in the prior art. That is, in the conventional power generation device, a mechanical power generation unit such as a steam turbine is provided in the subsequent stage of MHD power generation in order to use the heat without waste, but the heat is exclusively recovered by the heat exchanger. There is.

【0009】先述の図5の例で説明すると、アルゴン等
の作動流体を熱交換器103に通過させ、当該部分で熱
交換を行って水蒸気を発生させる。そしてこの水蒸気に
よって別途のタービンを回転させるものである。このた
め従来技術の発電装置によると、熱交換器103部分で
の熱損失は避けられないと言う不満があった。本発明
は、これらの欠点も併せて解消するものであり、熱交換
器を経ることなくMHD発電と機械的発電を行うことが
できる発電装置を提供することを目的とする。
Explaining in the example of FIG. 5 described above, a working fluid such as argon is passed through the heat exchanger 103, and heat exchange is performed in the portion to generate steam. Then, this steam rotates a separate turbine. Therefore, according to the conventional power generator, there has been a complaint that heat loss at the heat exchanger 103 is unavoidable. The present invention solves these drawbacks together, and an object of the present invention is to provide a power generation device capable of performing MHD power generation and mechanical power generation without passing through a heat exchanger.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そして上記した目的を達
成するための本発明の特徴は、流体流路と、磁石と、捕
捉電極を備え、磁石によって生じる磁界中に流体を通過
させ、捕捉電極間に電圧を発生させる発電装置におい
て、多相のアーク発生電極を備え、かつ当該多相のアー
ク発生電極の周囲には水が存在し、前記アーク発生電極
間にアーク放電を発生させて高温の気体を製造し、当該
高温の気体を前記磁界中に通過させて発電する発電装置
にある。ここで多相のアーク発生電極とは、複数の電極
によって構成され、それぞれに多相交流電源の各相電圧
を印加して各電極間に複数のアーク放電を発生させるも
のである。アーク発生電極の周囲に存在する水は、液体
状である場合もあり、また気体状である場合もある。
A feature of the present invention for achieving the above-mentioned object is to provide a fluid flow path, a magnet, and a trapping electrode, which allows a fluid to pass through a magnetic field generated by the magnet, In a power generation device that generates a voltage between them, a multi-phase arc generating electrode is provided, and water is present around the multi-phase arc generating electrode, and an arc discharge is generated between the arc generating electrodes to generate a high temperature. A power generation device that produces gas and passes the hot gas through the magnetic field to generate electricity. Here, the multi-phase arc generating electrode is composed of a plurality of electrodes, and each phase voltage of a multi-phase AC power source is applied to each of the electrodes to generate a plurality of arc discharges between the electrodes. The water existing around the arc generating electrode may be in a liquid state or a gas state.

【0011】また上記した発明の好ましい態様を示す発
明は、流体流路は環状につながり、流体流路内には水が
存在し、且つアーク発生電極は流体流路内に配置されて
いることを特徴とする発電装置である。
In the invention showing a preferred embodiment of the above-mentioned invention, the fluid flow passage is connected in an annular shape, water exists in the fluid flow passage, and the arc generating electrode is arranged in the fluid flow passage. It is a characteristic power generator.

【0012】またアーク発生電極間のアーク放電部近傍
には、燃焼ガスが供給されていることが好ましい。
Combustion gas is preferably supplied near the arc discharge portion between the arc generating electrodes.

【0013】さらに燃焼ガスに代わって、又は燃焼ガス
に加えて稀ガスをアーク放電部近傍に供給する構成も可
能である。
Further, instead of the combustion gas or in addition to the combustion gas, a rare gas may be supplied near the arc discharge section.

【0014】また同様の目的を達成するためのもう一つ
の発明は、流体流路と、磁石と、捕捉電極を備え、磁石
によって生じる磁界中に流体を通過させ、捕捉電極間に
電圧を発生させるMHD発電部と、タービンによる機械
的発電部を備えた発電装置であって、MHD発電部は多
相のアーク発生電極を備え、かつ当該多相のアーク発生
電極の周囲には水が存在し、MHD発電部の流体流路
は、機械的発電部のタービンに接続されており、MHD
発電部では前記アーク発生電極間にアーク放電を発生さ
せて高温の気体を製造し、当該高温の気体を前記MHD
発電部の磁界中に通過させて発電すると共に、MHD発
電部を出た流体は、機械的発電部のタービンに導入され
て発電されることを特徴とする発電装置である。
Another aspect of the present invention for achieving the same object is to include a fluid flow path, a magnet, and a trapping electrode, wherein a fluid is passed through a magnetic field generated by the magnet and a voltage is generated between the trapping electrodes. A power generator comprising an MHD power generation unit and a mechanical power generation unit using a turbine, wherein the MHD power generation unit includes a multi-phase arc generation electrode, and water is present around the multi-phase arc generation electrode, The fluid flow path of the MHD power generation unit is connected to the turbine of the mechanical power generation unit.
In the power generation section, an arc discharge is generated between the arc generating electrodes to produce a high temperature gas, and the high temperature gas is mixed with the MHD.
The power generation device is characterized in that the fluid that has passed through the magnetic field of the power generation unit generates power and that the fluid that has flowed out of the MHD power generation unit is introduced into the turbine of the mechanical power generation unit to generate power.

【0015】上記した発明で採用するMHD発電部の流
体流路と機械的発電部のタービンは、直接かつ環状に接
続されていて一連の流体流路が構成されていると共に、
該流体流路内には水が存在し、且つ流体流路内に多相の
アーク発生電極が配置されていることが望ましい。
The fluid flow path of the MHD power generation section and the turbine of the mechanical power generation section employed in the above-described invention are directly and annularly connected to form a series of fluid flow paths, and
It is desirable that water be present in the fluid channel and that a multi-phase arc generating electrode be disposed in the fluid channel.

【0016】上記した構成に加えて一連の流体流路の一
部或いはその周囲には、熱交換器が配され、一連の流体
流路の熱によって、熱交換器内の熱媒体を気化し、当該
熱媒体によってタービンを回転させて発電することが望
ましい。
In addition to the above-mentioned structure, a heat exchanger is arranged at or around a part of the series of fluid passages, and the heat medium in the heat exchanger is vaporized by the heat of the series of fluid passages. It is desirable to rotate a turbine by the heat medium to generate electricity.

【0017】[0017]

【作用】本発明の発電装置は、MHD発電の原理を応用
したものであり、電離気体(プラズマ)の発生にアーク
放電を利用したものである。即ち本発明の発電装置で
は、多相のアーク発生電極を備え、かつ当該多相のアー
ク発生電極の周囲には水が存在する。
The power generator of the present invention applies the principle of MHD power generation, and utilizes arc discharge to generate ionized gas (plasma). That is, in the power generator of the present invention, the multi-phase arc generating electrode is provided, and water is present around the multi-phase arc generating electrode.

【0018】本発明の発電装置で採用するアーク発生電
極は、特に多相のものを採用するため、アーク発生電極
の間にアーク放電を発生させると、電極の間は1000
0Kもの高温が発生する。また本発明の発電装置では、
多相のアーク発生電極の周囲には水が存在するので、当
該水は、瞬時に蒸発し、さらに一部は電離状態に至る。
また水の一部は、水性ガスとなって、H2 およびO2
分離し、激しく燃焼する。
Since the arc generating electrodes used in the power generator of the present invention are of a multi-phase type, when arc discharge is generated between the arc generating electrodes, the distance between the electrodes is 1000.
A high temperature of 0K occurs. In the power generator of the present invention,
Since water is present around the multi-phase arc generating electrode, the water instantly evaporates and a part of the water reaches an ionized state.
Further, a part of the water becomes water gas and is separated into H 2 and O 2 and burns violently.

【0019】そしてこれらによって発生する高温の気体
が磁界中を通過し、発電が行われる。高温の気体が磁界
中を通過する際には、高温の気体と共に周囲の水或いは
水蒸気も移動し、当該水等が捕捉電極に接触し、捕捉電
極を冷却する。そのため、捕捉電極の融解は防止され
る。
Then, the high temperature gas generated by these passes through the magnetic field to generate electricity. When the high-temperature gas passes through the magnetic field, the surrounding water or water vapor moves together with the high-temperature gas, and the water or the like comes into contact with the capture electrode to cool the capture electrode. Therefore, melting of the capture electrode is prevented.

【0020】請求項2記載の発電装置では、アーク発生
電極は流体流路内に配置されており、流体流路内には水
が存在するので、流体流路内の水は、直接的に加熱され
て磁界に供給される。本発明の発電装置では、流体流路
が環状につながっており、磁界を通過した高温気体は、
周囲の水となって回収され、再度多相のアーク発生電極
に戻る。
In the power generator according to the second aspect, the arc generating electrode is arranged in the fluid flow path, and water exists in the fluid flow path. Therefore, the water in the fluid flow path is directly heated. Is supplied to the magnetic field. In the power generator of the present invention, the fluid flow paths are connected in an annular shape, and the high temperature gas that has passed through the magnetic field is
It becomes the surrounding water and is collected, and returns to the multi-phase arc generating electrode again.

【0021】請求項3記載の発電装置では、アーク発生
電極間のアーク放電部近傍には、燃焼ガスが供給されて
いるので、流路内で燃焼ガスは激しく燃焼し、周囲の雰
囲気温度を上昇させる。そのため電離気体の発生は、さ
らに促進される。
In the power generator of the third aspect, since the combustion gas is supplied in the vicinity of the arc discharge portion between the arc generating electrodes, the combustion gas burns violently in the flow path, and the ambient atmospheric temperature rises. Let Therefore, the generation of ionized gas is further promoted.

【0022】請求項4記載の発電装置では、アーク発生
電極間のアーク放電部近傍には、稀ガスが供給されるの
で、稀ガスが電離気体化してMHD発電が行われる。
In the power generator according to the fourth aspect, since the rare gas is supplied in the vicinity of the arc discharge portion between the arc generating electrodes, the rare gas is ionized and gasified to perform MHD power generation.

【0023】請求項5記載の発電装置では、MHD発電
部に加えてタービンによる機械的発電部を備える。そし
てMHD発電部は多相のアーク発生電極を備え、かつ当
該多相のアーク発生電極の周囲には水が存在する。その
ためアーク発生電極の間にアーク放電を発生させると、
電極の間は10000Kもの高温が発生して周囲の水が
瞬時に蒸発し、さらに一部は電離状態に至り、電離気体
が磁界を横切って発電が行われる。この時電離気体の磁
界通過と共に、周囲の水も移動するので、捕捉電極は冷
却される。本発明の発電装置では、MHD発電部の流体
流路は、機械的発電部のタービンに接続されているの
で、MHD発電部を出た気体状あるいは液体状の流体
は、機械的発電部のタービンに導入され、再度発電に寄
与される。
According to a fifth aspect of the power generation apparatus, in addition to the MHD power generation section, a mechanical power generation section using a turbine is provided. The MHD power generation unit includes a multi-phase arc generating electrode, and water is present around the multi-phase arc generating electrode. Therefore, when arc discharge is generated between the arc generating electrodes,
A high temperature of 10000K is generated between the electrodes, the surrounding water is instantly evaporated, and a part of the water is ionized, and the ionized gas crosses the magnetic field to generate electricity. At this time, since the surrounding water moves as the ionized gas passes through the magnetic field, the trapping electrode is cooled. In the power generator of the present invention, since the fluid flow path of the MHD power generation unit is connected to the turbine of the mechanical power generation unit, the gaseous or liquid fluid that exits the MHD power generation unit is the turbine of the mechanical power generation unit. Will be introduced to and contributed to power generation again.

【0024】請求項7記載の発電装置では、流体流路内
の一部或いはその周囲に熱交換器が配され、一連の流体
流路の熱によって、熱交換器内の熱媒体を気化し、当該
熱媒体によってタービンを回転させて発電するので、熱
の有効利用がさらに促進される。
In the power generator according to claim 7, a heat exchanger is arranged in a part of the fluid passage or in the periphery thereof, and the heat medium in the heat exchanger is vaporized by the heat of the series of fluid passages. Since the turbine is rotated by the heat medium to generate electricity, effective utilization of heat is further promoted.

【0025】[0025]

【実施例】以下さらに本発明の具体的実施例について説
明する。図1は、本発明の具体的実施例における発電装
置の概略を示す説明図である。図2は、図1の発電装置
の要部の断面図であり、図2(a)はアーク発生電極の
周辺部を示し、図2(b)は、図2(a)のA−A断面
を示す。図3は、図2(a)のB−B断面図を示す。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a power generator according to a specific embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of a main part of the power generator of FIG. 1, FIG. 2 (a) shows a peripheral portion of the arc generating electrode, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 (a). Indicates. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【0026】図1において、1は本発明の具体的実施例
の発電装置を示す。本実施例の発電装置1は、環状の流
体流路2の中にMHD発電部3と機械的発電部6が連続
して設けられ、これらが二組つながれて全体が環状に構
成されたものである。
In FIG. 1, reference numeral 1 shows a power generator according to a specific embodiment of the present invention. The power generation device 1 of the present embodiment is configured such that an MHD power generation unit 3 and a mechanical power generation unit 6 are continuously provided in an annular fluid flow path 2, and two sets of these are connected to each other to form an annular shape. is there.

【0027】順次説明すると、流体流路2は、相当の圧
力と温度に耐えうる剛性を備えた管によって構成される
ものである。流体流路2には、随所に水を補給するため
の補給管4が設けられている。そして流体流路2内に
は、水または水蒸気が存在し、水または水蒸気は、図1
の流体流路2内を時計回りに流動する。尚本実施例にお
いて、水と言う場合は、液体の水と水蒸気状の水の双方
をさすものとし、特に必要が有る場合は、「液体の
水」、「水蒸気」と言い分ける事とする。
The fluid flow path 2 is composed of a tube having a rigidity capable of withstanding a considerable pressure and temperature. The fluid flow path 2 is provided with a replenishment pipe 4 for replenishing water everywhere. Then, water or water vapor exists in the fluid channel 2, and the water or water vapor is
Flows in the fluid flow path 2 in the clockwise direction. In this embodiment, the term "water" refers to both liquid water and water in the form of water vapor, and is called "liquid water" or "water vapor" if there is a particular need.

【0028】MHD発電部3は、電離気体発生部と、こ
れに続く発電部によって構成されている。電離気体発生
部は、6本のアーク発生電極8と1つの燃料ガス供給管
9によって成るものである。アーク発生電極8はカーボ
ン等の非消耗性電極で作られている。そして6本のアー
ク発生電極8は、図2(b)の様に流体流路2の周囲か
ら中心に向かって等間隔に挿入され、流体の進行方向に
向かって一定の角度をもって傾斜しており、先端同志は
流体流路2の中心部に円を形成して配置されている。そ
して図示しない電極繰り出し装置が設けられており、ア
ーク発生電極8の流体流路2への突出量が調節可能であ
る。即ちアーク発生電極8は非消耗性電極で作られては
いるものの、極めて高い温度にさらされるために、時間
の経過とともに、一部が溶融したり燃焼して短くなるこ
とは避けられない。アーク発生電極8が燃焼等によって
短くなった場合には、アーク発生電極8を繰り出して、
電極間の間隔を維持する。
The MHD power generation unit 3 is composed of an ionized gas generation unit and a power generation unit that follows it. The ionized gas generation part is composed of six arc generation electrodes 8 and one fuel gas supply pipe 9. The arc generating electrode 8 is made of a non-consumable electrode such as carbon. Then, the six arc generating electrodes 8 are inserted at equal intervals from the periphery of the fluid channel 2 toward the center as shown in FIG. 2 (b), and are inclined at a constant angle in the traveling direction of the fluid. , The tips are arranged to form a circle in the center of the fluid flow path 2. An electrode feeding device (not shown) is provided, and the amount of protrusion of the arc generating electrode 8 into the fluid flow path 2 can be adjusted. That is, although the arc generating electrode 8 is made of a non-consumable electrode, it is inevitable that part of it melts or burns and becomes short over time because it is exposed to extremely high temperatures. When the arc generating electrode 8 is shortened due to combustion or the like, the arc generating electrode 8 is extended,
Maintain spacing between electrodes.

【0029】アーク発生電極8の結線状態を説明する
と、本実施例で採用するアーク発生電極8は、電気的に
は3本を一組として図2(b)のように、星形結線の三
相電源7の各相に接続されている。そして各アーク発生
電極8には、各相電圧が印加されていて、それぞれの先
端間にアーク放電が発生するようになっている。
The connection state of the arc generating electrodes 8 will be described. The arc generating electrodes 8 employed in this embodiment are electrically connected to each other, and as shown in FIG. It is connected to each phase of the phase power supply 7. Each phase voltage is applied to each arc generating electrode 8 so that arc discharge is generated between the respective tips.

【0030】一方燃料ガス供給管9は、外管11と中管
12を有する二重管状になっている。燃料ガス供給管9
は流体流路2の周囲から挿入され、その先端はアーク発
生電極8の先端によって構成される円の中心に向かって
開口されている。そして燃料ガス供給管9の外管11
は、水素ガスや、メタンガス、エタンガス等の可燃性ガ
ス供給源に接続されている。外管11から供給される可
燃性ガスの種類は特に限定されるものではないが、中で
も水素ガスは、燃焼した結果水が生成されるので、本実
施例の発電装置1への採用が望ましい。燃料ガス供給管
9の中管12は、空気供給源あるいは酸素供給源に接続
されている。中管12から供給する気体は、空気および
酸素のいずれでも可能であるが、両者の中では空気、特
に加熱された空気が推奨される。この理由は、酸素を直
接供給すると、アーク発生電極8が燃焼して消耗するた
めである。
On the other hand, the fuel gas supply pipe 9 has a double pipe shape having an outer pipe 11 and a middle pipe 12. Fuel gas supply pipe 9
Is inserted from around the fluid flow path 2, and its tip is opened toward the center of the circle formed by the tip of the arc generating electrode 8. And the outer pipe 11 of the fuel gas supply pipe 9
Is connected to a source of combustible gas such as hydrogen gas, methane gas or ethane gas. The type of the flammable gas supplied from the outer pipe 11 is not particularly limited, but hydrogen gas among them produces water as a result of combustion, and thus is preferably used in the power generator 1 of this embodiment. The middle pipe 12 of the fuel gas supply pipe 9 is connected to an air supply source or an oxygen supply source. The gas supplied from the middle tube 12 may be either air or oxygen, but among them, air, particularly heated air is recommended. The reason for this is that when oxygen is directly supplied, the arc generating electrode 8 burns and is consumed.

【0031】MHD発電部3の発電部は、流体流路2の
周囲に6個の磁石15が配され、その磁石15の間に捕
捉電極17が設けられたものである。MHD発電部3の
発電部に相当する部位の流体流路2は、磁石15によっ
て磁界が形成されている。ここで磁石15は、図3の様
に2個が一組となって流体流路2の周囲に設けられてお
り、磁力線は、流体流路2を垂直方向に横切る。MHD
発電部3で使用する磁石15は、永久磁石でも良いが、
磁力はできるだけ強力であることが望ましく、電磁石あ
るいは超伝導磁石の採用が推奨される。
In the power generation section of the MHD power generation section 3, six magnets 15 are arranged around the fluid flow path 2 and a trapping electrode 17 is provided between the magnets 15. A magnetic field is formed by the magnet 15 in the fluid flow path 2 in a portion corresponding to the power generation section of the MHD power generation section 3. Here, as shown in FIG. 3, two magnets 15 are provided around the fluid flow path 2 as a set, and the lines of magnetic force cross the fluid flow path 2 in the vertical direction. MHD
The magnet 15 used in the power generation unit 3 may be a permanent magnet,
It is desirable that the magnetic force be as strong as possible, and the use of electromagnets or superconducting magnets is recommended.

【0032】MHD発電部3の下流側は、機械的発電部
6につながっている。より具体的には、MHD発電部3
の下流側は、タービン18の流体入口に直接連続してい
る。そしてタービン18の出力軸は、図示しない発電機
に接続されている。またタービン18の流体出口はもう
一つのMHD発電部3に連続している。そしてMHD発
電部3の下流は、さらにもう一つのタービン18の流体
入口に連続され、当該タービン18の出力は、最初に説
明したMHD発電部3に続いている。
The downstream side of the MHD power generation section 3 is connected to the mechanical power generation section 6. More specifically, the MHD power generation unit 3
The downstream side of is directly connected to the fluid inlet of the turbine 18. The output shaft of the turbine 18 is connected to a generator (not shown). Further, the fluid outlet of the turbine 18 is continuous with another MHD power generation unit 3. The downstream side of the MHD power generation unit 3 is connected to the fluid inlet of another turbine 18, and the output of the turbine 18 continues to the MHD power generation unit 3 described first.

【0033】MHD発電部3の下流側と、タービン18
の流体入口側の間にはフロン発電用熱交換器19が設け
られている。フロン発電用熱交換器19は、フロンを熱
媒体として熱交換を行うものである。またフロン発電用
熱交換器19は、タービン20に接続されており、さら
にタービン20の出力軸は図示しない発電機に機械的に
接続されている。
The downstream side of the MHD power generation section 3 and the turbine 18
A heat exchanger 19 for chlorofluorocarbon power generation is provided between the fluid inlet sides. The chlorofluorocarbon heat exchanger 19 performs heat exchange using chlorofluorocarbon as a heat medium. The CFC power generation heat exchanger 19 is connected to a turbine 20, and the output shaft of the turbine 20 is mechanically connected to a generator (not shown).

【0034】次に本実施例の発電装置1の作用について
説明する。本実施例の発電装置1を稼働する際は、図2
(b)に示す三相交流の電源7から、アーク発生電極8
に通電し、アーク発生電極8の相互間にアーク放電を発
生させる。またアーク発生電極8への通電と共に、燃料
ガス供給管9から、燃料ガスと空気をアーク放電に向か
って放出する。尚、本実施例で採用する様な三相交流の
電源からアーク発生電極8に通電する場合は、アーク放
電は、アーク発生電極8への通電と同時に発生する。そ
のため発電装置1の起動は容易であり、自動化も可能で
ある。本実施例の発電装置1では、アーク発生電極8に
三相交流が通電されるので、各相の合計電流は、常に0
となり、アース線は不要であって、アーク放電は対極を
必要としない非移行性のものとなる。従ってアーク発生
電極8の周囲にある水は、アーク放電によって直接的に
加熱される。即ち本実施例の発電装置1によると、水は
極めて高い効率で加熱される。
Next, the operation of the power generator 1 of this embodiment will be described. When operating the power generator 1 of the present embodiment, FIG.
From the three-phase AC power source 7 shown in (b), the arc generating electrode 8
To generate an arc discharge between the arc generating electrodes 8. In addition to energization of the arc generating electrode 8, fuel gas and air are discharged from the fuel gas supply pipe 9 toward the arc discharge. When the arc generating electrode 8 is energized from a three-phase alternating current power source as used in this embodiment, arc discharge is generated at the same time as energizing the arc generating electrode 8. Therefore, the power generator 1 can be started easily and can be automated. In the power generator 1 of this embodiment, since the three-phase alternating current is applied to the arc generating electrode 8, the total current of each phase is always 0.
Therefore, the ground wire is unnecessary, and the arc discharge is non-migrating without requiring the counter electrode. Therefore, the water around the arc generating electrode 8 is directly heated by the arc discharge. That is, according to the power generator 1 of this embodiment, water is heated with extremely high efficiency.

【0035】またアーク放電の温度は、4000Kから
10000Kにも達し、周囲の水は直ちに蒸発し、さら
に水性ガスとなって水素ガスと酸素ガスに分離する。一
方ここで特記すべきは、本実施例で採用するような、三
相交流を電源とする6本の電極から発生されるアーク放
電によって加熱された水は、通常の電気分解による場合
に比べて数段多量に水素ガスと酸素ガスに分離する。こ
の理由は、アーク発生電極8によって水に相当の電流と
電圧がかかっているので、周囲の水は、分解能力を高め
ているのに加えて、水はアーク放電によって極めて高い
温度に晒されるので、両者の相乗効果によって水が多量
に分解するものと考えられる。
The temperature of the arc discharge reaches 4000 K to 10000 K, the surrounding water evaporates immediately and becomes water gas, which is separated into hydrogen gas and oxygen gas. On the other hand, it should be noted here that the water heated by the arc discharge generated from the six electrodes using the three-phase alternating current as the power source, which is adopted in the present embodiment, is more than that generated by the usual electrolysis. Separated in several steps into hydrogen gas and oxygen gas. The reason for this is that since a considerable current and voltage are applied to the water by the arc generating electrode 8, the surrounding water has an increased decomposition ability and the water is exposed to an extremely high temperature by the arc discharge. It is considered that a large amount of water is decomposed by the synergistic effect of both.

【0036】またアーク放電によって多量の紫外線や光
波動が発生するので、これらの作用によっても水の分解
が促進されるものと予想される。さらに本実施例では、
三相交流によってアーク放電を発生させるので、アーク
発生電極8の先端に回転磁界が発生し、電磁振動が誘発
されるので、当該電磁振動によっても水の分解が促進さ
れていると推測される。加えて、電流によって発生する
ジュール熱や、アーク放電によって液体状の水が急激に
加熱される際に、水の急激な熱膨張が起こり、雷鳴に似
た激しい爆鳴が発生する。そしてその結果同時に激しい
衝撃波が発生する。この衝撃波についても水の分解に寄
与しているものと予想される。
Further, since a large amount of ultraviolet rays and light waves are generated by the arc discharge, it is expected that the decomposition of water is also promoted by these actions. Furthermore, in this embodiment,
Since the arc discharge is generated by the three-phase alternating current, a rotating magnetic field is generated at the tip of the arc generating electrode 8 and electromagnetic vibration is induced. Therefore, it is presumed that the electromagnetic vibration also accelerates the decomposition of water. In addition, when the liquid water is rapidly heated by the Joule heat generated by the electric current or the arc discharge, a rapid thermal expansion of the water occurs and a violent detonation similar to thunder is generated. And as a result, a violent shock wave is generated at the same time. This shock wave is also expected to contribute to the decomposition of water.

【0037】そして上記の作用によって発生した水素ガ
スと酸素ガスの一部は、燃焼し、さらにこの燃焼に加え
て、燃料ガス供給管9から放出された燃焼ガスは、供給
空気中の酸素と結合して燃焼する。従ってアーク発生電
極8の先端部およびその下流側では、極めて大きな熱量
が発生する。そして当該熱を受けて水蒸気は電離気体化
する。その一方、アーク発生電極8の周辺には水が存在
するので、アーク発生電極8自身は冷却され、溶融は少
ない。
A part of the hydrogen gas and the oxygen gas generated by the above-mentioned action is combusted, and in addition to this combustion, the combustion gas released from the fuel gas supply pipe 9 is combined with oxygen in the supply air. And burn. Therefore, an extremely large amount of heat is generated at the tip of the arc generating electrode 8 and its downstream side. Then, the steam is ionized and gasified by receiving the heat. On the other hand, since water exists around the arc-generating electrode 8, the arc-generating electrode 8 itself is cooled and less melted.

【0038】電離気体化した水蒸気10は、図2(a)
および図3の様に流体流路2の中心部を高速で流れる。
そして電離気体化した水蒸気10は、磁石15によって
形成された磁界を横切り、電荷の分離を生じて起電力が
働く。そしてこの起電力は、捕捉電極17によって取り
出され、捕捉電極17間に電圧を発生させる。
The vaporized water vapor 10 is shown in FIG.
And as shown in FIG. 3, it flows at high speed in the central portion of the fluid flow path 2.
Then, the ionized gasified water vapor 10 traverses the magnetic field formed by the magnet 15 to cause separation of electric charges, and an electromotive force works. Then, this electromotive force is taken out by the trapping electrode 17, and a voltage is generated between the trapping electrodes 17.

【0039】そしてここで特記するべきは、本実施例の
発電装置1では、流体流路2内に水が存在するので、電
離気体化した水蒸気10の移動に伴って、周囲の水(液
状)或いは電離気体化に至らない水蒸気が移動する。即
ち本実施例の発電装置1では、図3の様に電離気体状態
であって高温高速で流れる気体の周囲に、温度の低い気
体或いは液体の層13が存在する。そのため、流体流路
2の中心部は、高温であるにもかかわらず、周辺部の温
度は、比較的低いものとなる。従って捕捉電極17の温
度上昇は抑制され、捕捉電極17の溶解は防止される。
It should be noted here that in the power generator 1 of the present embodiment, since water exists in the fluid flow path 2, the surrounding water (liquid) is accompanied by the movement of the ionized gasified steam 10. Alternatively, water vapor that does not lead to ionization gasification moves. That is, in the power generator 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the gas or liquid layer 13 having a low temperature exists around the gas that is in the ionized gas state and flows at high temperature and high speed. Therefore, the temperature of the peripheral portion is relatively low, even though the central portion of the fluid flow path 2 has a high temperature. Therefore, the temperature rise of the capture electrode 17 is suppressed, and the capture electrode 17 is prevented from melting.

【0040】電離気体化した水蒸気は、MHD発電部3
を通過する際に発電に要するエネルギーを奪われる。ま
た電離気体化した水蒸気は、アーク発生電極8から離れ
るに従い、周辺の水蒸気または液体の水と交じり合い、
次第に均質化する。即ち電離気体化した水蒸気と、通常
の水蒸気および液体状の水の間で円滑に熱交換が行わ
れ、多量の水蒸気が発生する。そしてMHD発電部3を
出てしばらくすると、流体流路2内の流体は、水蒸気で
満たされる。この水蒸気は、タービン18に入り、ター
ビン18を回転させる。前述の様にタービン18は、図
示しない発電機に接続されており、当該発電機によって
発電が行われる。
The ionized gasified water vapor is used in the MHD power generation unit 3
The energy required for power generation is lost when passing through. Further, the ionized gasified water vapor mixes with the surrounding water vapor or liquid water as it moves away from the arc generating electrode 8,
Homogenize gradually. That is, heat exchange is smoothly performed between the ionized gasified water vapor and the ordinary water vapor and liquid water, and a large amount of water vapor is generated. After leaving the MHD power generation unit 3 for a while, the fluid in the fluid channel 2 is filled with water vapor. This steam enters the turbine 18 and rotates the turbine 18. As described above, the turbine 18 is connected to a power generator (not shown), and power is generated by the power generator.

【0041】タービン18を出た水蒸気の多くは液化
し、もう一つのMHD発電部3に入る。以下は前記と同
様の工程を繰り返し、発電が行われる。
Most of the steam exiting the turbine 18 is liquefied and enters the other MHD power generator 3. After that, the same steps as described above are repeated to generate power.

【0042】また上記した発電とは別に、本実施例の発
電装置1では、MHD発電部3の下流側と、タービン1
8の入力側の間にはフロン発電用熱交換器19が設けら
れている。フロン発電用熱交換器19では、フロンが気
化され、さらに圧力が高められる。そしてフロンガスは
フロン発電用熱交換器19からタービン20に供給さ
れ、当該タービン20によっても発電が行われる。
In addition to the above-described power generation, in the power generator 1 of this embodiment, the turbine 1 and the downstream side of the MHD power generator 3 are connected.
A fluorocarbon heat exchanger 19 is provided between the input sides of the eight. In the heat exchanger 19 for CFC power generation, CFC is vaporized and the pressure is further increased. The chlorofluorocarbon gas is supplied from the chlorofluorocarbon heat exchanger 19 to the turbine 20, and the turbine 20 also generates electric power.

【0043】以上の実施例は、燃料ガス供給管9を具備
する構成を採用し、燃料ガス供給管9からガスを供給し
て流体流路2内で燃焼させる構成を示した。この構成
は、大量の発熱を効率よく得られるので推奨される構成
であるが、燃料ガス供給管9を略して単にアーク発生電
極のアーク放電だけによっても、本発明の実現は可能で
ある。単にアーク発生電極のアーク放電だけによって本
発明の発電装置を構成する場合は、流体流路2を流れる
水の一部が、アーク放電の激しい加熱と衝撃によって燃
焼し、エネルギーを発生させる可能性がある。
The above embodiments have shown the configuration in which the fuel gas supply pipe 9 is provided and the gas is supplied from the fuel gas supply pipe 9 to burn in the fluid passage 2. This structure is recommended because it can efficiently generate a large amount of heat, but the present invention can be realized by omitting the fuel gas supply pipe 9 and merely by performing arc discharge of the arc generating electrode. When the power generator of the present invention is configured only by the arc discharge of the arc generating electrode, there is a possibility that a part of the water flowing in the fluid flow path 2 is burned by the intense heating and impact of the arc discharge to generate energy. is there.

【0044】また上記の実施例では、アーク発生電極
は、6本のものを採用し、これに三相交流を印加した。
この他アーク発生電極間の数は、例えば三相交流を使用
する場合は、3の倍数だけ増加または減少することがで
きる。電源については、本実施例で採用した三相に限ら
ず六相やそれ以上の交流も採用可能である。実施例の作
用の説明において、図3は、電離状態の水蒸気10が直
接捕捉電極17と接触している構成を例示した。このよ
うに電離状態の作動流体に直接捕捉電極17と接触させ
る構成は、MHD発電の常識的な態様である。しかしな
がら、本実施例の発電装置1では、例外的に電離状態の
水蒸気10と捕捉電極17が離れていても、電力の取り
出しは可能である。即ち本実施例の発電装置1では、流
体流路2内に水が存在するので、当該水が導体の役割を
果たす。
In the above embodiment, six arc generating electrodes were adopted, and three-phase alternating current was applied to them.
In addition, the number between the arc generating electrodes can be increased or decreased by a multiple of 3, for example, when three-phase alternating current is used. The power supply is not limited to the three phases used in this embodiment, and six-phase or more alternating currents can be used. In the description of the operation of the embodiment, FIG. 3 illustrates the configuration in which the water vapor 10 in the ionized state is in direct contact with the capture electrode 17. Such a configuration in which the working fluid in the ionized state is brought into direct contact with the capture electrode 17 is a common sense mode of MHD power generation. However, in the power generator 1 of the present embodiment, even if the water vapor 10 in the ionized state and the trapping electrode 17 are exceptionally separated from each other, the power can be taken out. That is, in the power generator 1 of this embodiment, since water exists in the fluid flow path 2, the water serves as a conductor.

【0045】以上の実施例では、流体流路2内での水の
相状態、即ち水が液体であるか気体であるか、あるいは
電離気体であるかについては、燃焼ガスの量や、アーク
放電の電流量等によって異なる。従って上述の説明は、
あくまでも理想的な状態を示しているに過ぎず、状況に
よっては、上述の説明と異なる場合もある。例えばター
ビン18に蒸気と液体の水が混入したり、アーク発生電
極間の周辺がほぼ水蒸気で満たされた状態となる場合も
ある。
In the above embodiments, the phase state of water in the fluid passage 2, that is, whether the water is liquid or gas or ionized gas, is determined by the amount of combustion gas and arc discharge. It depends on the current amount of Therefore, the above explanation
It merely shows an ideal state, and may differ from the above description depending on the situation. For example, the turbine 18 may be mixed with steam and liquid water, or the area between the arc generating electrodes may be almost filled with water vapor.

【0046】先の実施例では、2つのタービン18はそ
れぞれ別個のものとして説明したが、同一の駆動軸に2
つのタービン18が連なった二連構成のものでも良い。
またフロン発電用のタービン20が、上記のターピン1
8と連接されたものであっても差し支えない。
In the above embodiment, the two turbines 18 are described as being separate, but two turbines 18 are provided on the same drive shaft.
A double structure in which one turbine 18 is connected may be used.
Further, the turbine 20 for CFC power generation is based on the above-mentioned turpin 1
It does not matter if it is connected to 8.

【0047】先の実施例の発電装置1は、水を加熱する
ことによって、水蒸気を発生させ、さらに当該水蒸気を
電離気体化してMHD発電を行うものを説明した。しか
しながら、本発明の発電装置は、水蒸気を電離気体化し
てMHD発電を行うものに限定されるものではなく、他
の流体を電離気体化してMHD発電を行う構成も可能で
ある。次に本発明の変形実施例として、稀ガスを電離気
体化してMHD発電を行う構成を説明する。尚変形実施
例の構成の内、先の実施例と同一の部材は、同一の番号
を付することによって、重複した説明を省略することと
する。
The power generator 1 of the previous embodiment has been described as one in which water is heated to generate steam, and the steam is ionized and gasified to perform MHD power generation. However, the power generation device of the present invention is not limited to the one that performs the MHD power generation by ionizing the steam to the MHD power generation, and may be configured to perform the MHD power generation by ionizing the other fluid into the gas. Next, as a modified embodiment of the present invention, a configuration will be described in which rare gas is ionized and gasified to perform MHD power generation. In the configuration of the modified embodiment, the same members as those in the previous embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.

【0048】図4は、本発明の変形実施例の発電装置3
0の要部を示す断面図である。図4は、先の実施例の図
2(a)に相当する部位を示すものである。本実施例の
発電装置30では、ガス供給管32は、単層の管であ
る。そして当該ガス供給管32からは、アルゴン、ヘリ
ウム等の稀ガスが供給される。また本実施例の発電装置
30では、ガス供給管32の他に、シーズ供給管33が
設けられている。そしてシーズ供給管には、細線化され
た金属カリウム、あるいは金属セシウムを含有する合金
35が挿通されている。そして当該線は、順次繰り出さ
れ、アーク放電中に順次供給される。
FIG. 4 shows a power generator 3 according to a modified embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the principal part of 0. FIG. 4 shows a portion corresponding to FIG. 2A of the previous embodiment. In the power generation device 30 of this embodiment, the gas supply pipe 32 is a single-layer pipe. A rare gas such as argon or helium is supplied from the gas supply pipe 32. Further, in the power generation device 30 of the present embodiment, a seeds supply pipe 33 is provided in addition to the gas supply pipe 32. An alloy 35 containing thin metal potassium or metal cesium is inserted through the seed supply pipe. Then, the wire is sequentially drawn out and sequentially supplied during the arc discharge.

【0049】本実施例の発電装置30では、アーク放電
に向かって、ガス供給管32から稀ガスが噴射される。
すると稀ガスは、加熱されて昇温し、電離気体化する。
ここで稀ガスは、先の実施例の水蒸気に比べて容易に電
離気体化するので、電離気体の発生は円滑である。また
同時にシーズ供給管33から供給される合金35が溶融
し、更に気化して稀ガス中に分散される。そしてカリウ
ム等のシーズ材を含有した電離気体化した稀ガスは、下
流に流れ、磁界を通過してMHD発電が行われる。本実
施例の発電装置30においても、稀ガスの移動と共に周
囲の水も移動するので、捕捉電極17は、冷却される。
In the power generator 30 of this embodiment, the rare gas is injected from the gas supply pipe 32 toward the arc discharge.
Then, the rare gas is heated to raise the temperature and is ionized and gasified.
Here, since the rare gas is easily ionized and gasified as compared with the water vapor of the previous embodiment, the ionized gas is smoothly generated. At the same time, the alloy 35 supplied from the seed supply pipe 33 is melted, further vaporized, and dispersed in the rare gas. Then, the ionized gasified rare gas containing a seed material such as potassium flows downstream, passes through the magnetic field, and MHD power generation is performed. Also in the power generator 30 of the present embodiment, since the surrounding water also moves with the movement of the rare gas, the capture electrode 17 is cooled.

【0050】本実施例の発電装置30では、ガス供給管
32から稀ガスだけを供給したが、勿論、稀ガスと共
に、燃焼ガスおよび酸素も供給し、燃焼ガスの燃焼によ
って、発生熱量を補う構成も可能である。また本実施例
の発電装置30では、シーズ材の供給を、細線化された
金属カリウム、あるいは金属セシウムを含有する合金3
5によって行った。本実施例の様な構成を採用した理由
は、次の通りである。まずシーズ材を細線化した理由に
ついては、シーズ材の供給を容易にするためである。
In the power generator 30 of this embodiment, only the rare gas is supplied from the gas supply pipe 32, but of course, the combustion gas and oxygen are also supplied together with the rare gas, and the amount of heat generated is supplemented by the combustion of the combustion gas. Is also possible. In addition, in the power generation device 30 of the present embodiment, the seed material is supplied by the alloy 3 containing fine metal potassium or metal cesium.
Performed by 5. The reason for adopting the configuration as in this embodiment is as follows. First, the reason for thinning the sheath material is to facilitate the supply of the sheath material.

【0051】またシーズ材を合金化した理由は、カリウ
ム等の単体の場合は、反応性が高く、供給量の制御が困
難であることによる。しかしながら、シーズ材の供給
は、例えば粉状金属セシウム等を直接アーク放電に供給
することによっても可能である。またアーク発生電極を
シーズ材を含む合金で製造し、アーク発生電極の熱融解
に伴って、少しづつシーズ材を供給する方策も可能であ
る。さらにアーク発生電極の周囲をシーズ材等によって
被覆し、アーク放電による熱によって、シーズ材を融解
する方法も考えられる。本実施例で採用したようなシー
ズ材の供給は、もちろん先の実施例の発電装置1にも適
用可能である。
The reason for alloying the seed material is that the simple substance such as potassium has high reactivity and it is difficult to control the supply amount. However, the seed material can also be supplied by directly supplying powdered metal cesium or the like to the arc discharge. It is also possible to manufacture the arc generating electrode with an alloy containing a sheath material and supply the sheath material little by little as the arc generating electrode melts by heat. Further, a method in which the circumference of the arc generating electrode is covered with a sheath material or the like and the sheath material is melted by the heat generated by the arc discharge may be considered. The supply of the seed material as used in this embodiment is of course applicable to the power generation device 1 of the previous embodiment.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の発電装置では、多相のアーク発
生電極を備え、かつ当該多相のアーク発生電極の周囲に
は水が存在する。そして本発明の発電装置で採用するア
ーク電極は、特に多相のものを採用するため、アーク発
生電極の間にアーク放電を発生させると、電極の間には
極めて高い温度が発生する。そしてアーク発生電極の周
囲の水は、瞬時に蒸発し、さらに一部は電離状態に至
る。
In the power generator of the present invention, the multi-phase arc generating electrode is provided, and water is present around the multi-phase arc generating electrode. Since the arc electrode used in the power generator of the present invention is of a multi-phase type, when an arc discharge is generated between the arc generating electrodes, an extremely high temperature is generated between the electrodes. Then, the water around the arc generating electrode is instantly evaporated, and a part of the water reaches the ionized state.

【0053】本発明の発電装置では、こうして発生され
る高温の気体が磁界中を通過し、発電が行われる。そし
て本発明の発電装置では、高温の気体が磁界中を通過す
る際には、高温の気体と共に周囲の水或いは水蒸気も移
動し、捕捉電極に接触し、捕捉電極を冷却する。そのた
め、本発明の発電装置では、捕捉電極の融解は防止され
る効果がある。。また従来では3000K以上の高温状
態を作ることは困難であったが、本発明によるとこれが
容易であり、プラズマ状態のガスを円滑に発生させるこ
とができ、作動流体の電離が格段に促進される効果があ
る。従って本発明は、MHD発電の最も困難であった技
術的課題を解決するものであり、MHD発電の実用化に
大きく寄与する優れた効果がある。
In the power generator of the present invention, the high temperature gas thus generated passes through the magnetic field to generate power. Then, in the power generator of the present invention, when the high temperature gas passes through the magnetic field, the surrounding water or water vapor moves together with the high temperature gas, contacts the capture electrode, and cools the capture electrode. Therefore, the power generator of the present invention has an effect of preventing melting of the trapping electrode. . Further, in the past, it was difficult to make a high temperature state of 3000 K or more, but according to the present invention, this is easy, a gas in a plasma state can be smoothly generated, and ionization of a working fluid is significantly promoted. effective. Therefore, the present invention solves the most difficult technical problem of MHD power generation, and has an excellent effect that greatly contributes to the practical application of MHD power generation.

【0054】請求項2記載の発電装置では、アーク発生
電極は流体流路内に配置されており、流体流路内には水
が存在するので、流体流路内の水は、直接的に加熱され
て磁界に供給される。従って本発明の発電装置では、極
めて高い効率で、水が加熱される。加えて流体流路が環
状につながっており、磁界を通過した高温気体は、周囲
の水となって回収され、再度多相のアーク発生電極に戻
る。このように請求項2記載の発電装置は、流路内を水
あるいは水蒸気が循環することによって発電が行われ、
水の持つ保有する熱は、全て還元されて有効に再利用さ
れる。そのため請求項2記載の発電装置は、エネルギー
を無駄なく電力に変換することができる効果がある。ま
た請求項2記載の発電装置は、流体流路内に水を閉じ込
めて再利用し、原則として、排水を排出しないので、環
境を破壊することがない効果がある。
In the power generator according to the second aspect, the arc generating electrode is arranged in the fluid passage, and water exists in the fluid passage. Therefore, the water in the fluid passage is directly heated. Is supplied to the magnetic field. Therefore, in the power generator of the present invention, water is heated with extremely high efficiency. In addition, the fluid flow path is connected in an annular shape, and the high-temperature gas that has passed through the magnetic field is collected as surrounding water and returns to the multiphase arc generating electrode again. Thus, in the power generator according to the second aspect, power is generated by circulating water or steam in the flow path,
All the heat possessed by water is reduced and effectively reused. Therefore, the power generator according to claim 2 has an effect of being able to convert energy into electric power without waste. In the power generator according to the second aspect, water is confined and reused in the fluid flow path, and in principle, drainage is not discharged, so there is an effect that the environment is not destroyed.

【0055】請求項3記載の発電装置では、アーク発生
電極間のアーク放電部近傍には、燃焼ガスが供給されて
いるので、流路内で燃焼ガスは激しく燃焼し、周囲の雰
囲気温度は極めて高いものとなる。そのため電離気体の
発生は円滑かつ多量である。従って請求項3記載の発電
装置は、大出力の電力を発生させることができる効果が
ある。
In the power generator according to the third aspect of the present invention, since the combustion gas is supplied in the vicinity of the arc discharge portion between the arc generating electrodes, the combustion gas burns violently in the flow path, and the ambient atmospheric temperature is extremely high. It will be expensive. Therefore, the generation of ionized gas is smooth and large. Therefore, the power generation device according to claim 3 has an effect of being able to generate a large output power.

【0056】請求項4記載の発電装置では、稀ガスが電
離気体化してMHD発電を行うものであるため、より低
い温度で発電装置を稼働することができる効果がある。
In the power generator according to the fourth aspect, since the rare gas is ionized and gasified to perform MHD power generation, there is an effect that the power generator can be operated at a lower temperature.

【0057】請求項5記載の発電装置では、MHD発電
部に加えてタービンによる機械的発電部を備えるので、
熱の有効利用が可能であり、発電効率が高い効果が有
る。
In the power generator according to the fifth aspect of the present invention, since a mechanical power generation unit using a turbine is provided in addition to the MHD power generation unit,
Effective use of heat is possible, and there is an effect of high power generation efficiency.

【0058】請求項6記載の発電装置では、MHD発電
部の流体流路と機械的発電部のタービンは、直接かつ環
状に接続されていて一連の流体流路が構成されていると
共に、該流体流路内には水が存在し、流体流路を水が流
れることによって直接的に発電が行われる。従って請求
項6記載の発電装置によると、熱交換器は不要であり、
従来避けられなかった熱交換器の熱損失は、皆無となる
効果がある。そのため請求項6記載の発電装置は、発電
効率が高い優れた効果がある。
In the power generator of the sixth aspect, the fluid flow passage of the MHD power generation unit and the turbine of the mechanical power generation unit are directly and annularly connected to form a series of fluid flow passages, and Water exists in the flow channel, and water flows in the fluid flow channel to directly generate power. Therefore, according to the power generator of claim 6, the heat exchanger is unnecessary,
The heat loss of the heat exchanger, which has been inevitable in the past, has the effect of completely eliminating it. Therefore, the power generator according to claim 6 has an excellent effect of high power generation efficiency.

【0059】請求項7記載の発電装置では、流体流路内
の一部或いはその周囲に熱交換器が配され、一連の流体
流路の熱によって、熱交換器内の熱媒体を気化し、当該
熱媒体によってタービンを回転させて発電するので、熱
の有効利用がさらに促進される効果がある。
In the power generator according to claim 7, a heat exchanger is arranged in a part of or in the periphery of the fluid passage, and the heat medium in the heat exchanger is vaporized by the heat of the series of fluid passages. Since the turbine is rotated by the heat medium to generate electricity, there is an effect that the effective use of heat is further promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の具体的実施例における発電装置の概略
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a power generator according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】図1の発電装置の要部の断面図であり、(a)
はアーク発生電極の周辺部の断面図を示し、(b)は、
(a)のA−A断面図を示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the power generator of FIG. 1, (a)
Shows a cross-sectional view of the peripheral portion of the arc generating electrode, and (b) shows
The (A) sectional view on the AA line is shown.

【図3】図2(a)のB−B断面図を示す。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図4】本発明の変形実施例の発電装置の要部を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a power generator according to a modified example of the present invention.

【図5】従来技術のMHD発電装置の概略を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of a conventional MHD power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発電装置 2 流体流路 3 MHD発電部 6 機械的発電部 7 三相電源 8 アーク発生電極 9 燃料ガス供給管 15 磁石 17 捕捉電極 18 タービン 19 フロン発電用熱交換器 20 タービン 30 発電装置 32 ガス供給管 33 シーズ供給管 35 合金 1 generator 2 fluid flow paths 3 MHD power generation unit 6 Mechanical power generation unit 7 Three-phase power supply 8 arc generating electrodes 9 Fuel gas supply pipe 15 magnets 17 Capture electrode 18 turbine 19 Freon heat exchanger 20 turbine 30 power generator 32 gas supply pipe 33 seeds supply pipe 35 alloy

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流体流路と、磁石と、捕捉電極を備え、
磁石によって生じる磁界中に流体を通過させ、捕捉電極
間に電圧を発生させる発電装置において、多相のアーク
発生電極を備え、かつ当該多相のアーク発生電極の周囲
には水が存在し、前記アーク発生電極間にアーク放電を
発生させて高温の気体を製造し、当該高温の気体を前記
磁界中に通過させて発電する事を特徴とする発電装置。
1. A fluid flow path, a magnet, and a trapping electrode,
In a power generator that allows a fluid to pass through a magnetic field generated by a magnet to generate a voltage between capture electrodes, a multiphase arc generating electrode is provided, and water is present around the multiphase arc generating electrode, and A power generation device, characterized in that an arc discharge is generated between arc generating electrodes to produce a high temperature gas, and the high temperature gas is passed through the magnetic field to generate electric power.
【請求項2】 流体流路は環状につながり、流体流路内
には水が存在し、且つアーク発生電極は流体流路内に配
置されていることを特徴とする請求項1記載の発電装
置。
2. The power generator according to claim 1, wherein the fluid passages are connected in an annular shape, water is present in the fluid passages, and the arc generating electrodes are arranged in the fluid passages. .
【請求項3】 アーク発生電極間のアーク放電部近傍に
は、燃焼ガスが供給されていることを特徴とする請求項
1乃至2のいずれかに記載の発電装置。
3. The power generator according to claim 1, wherein combustion gas is supplied near the arc discharge portion between the arc generating electrodes.
【請求項4】 アーク発生電極間のアーク放電部近傍に
は、稀ガスが供給されていることを特徴とする請求項1
乃至3のいずれか一つに記載の発電装置。
4. A rare gas is supplied in the vicinity of the arc discharge portion between the arc generating electrodes.
The power generator according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 流体流路と、磁石と、捕捉電極を備え、
磁石によって生じる磁界中に流体を通過させ、捕捉電極
間に電圧を発生させるMHD発電部と、タービンによる
機械的発電部を備えた発電装置であって、MHD発電部
は多相のアーク発生電極を備え、かつ当該多相のアーク
発生電極の周囲には水が存在し、MHD発電部の流体流
路は、機械的発電部のタービンに接続されており、MH
D発電部では前記アーク発生電極間にアーク放電を発生
させて高温の気体を製造し、当該高温の気体を前記MH
D発電部の磁界中に通過させて発電すると共に、MHD
発電部を出た流体は、機械的発電部のタービンに導入さ
れて発電されることを特徴とする発電装置。
5. A fluid flow path, a magnet, and a capture electrode are provided,
A power generator comprising an MHD power generation unit that allows a fluid to pass through a magnetic field generated by a magnet and generates a voltage between capture electrodes, and a mechanical power generation unit that uses a turbine. The MHD power generation unit includes a multi-phase arc generation electrode. Water is present around the multi-phase arc generating electrode, and the fluid flow path of the MHD power generation unit is connected to the turbine of the mechanical power generation unit.
In the D power generation section, an arc discharge is generated between the arc generating electrodes to produce a high temperature gas, and the high temperature gas is mixed with the MH.
Power is generated by passing it through the magnetic field of the D power generation unit, and MHD
The power generation device is characterized in that the fluid discharged from the power generation unit is introduced into the turbine of the mechanical power generation unit to generate power.
【請求項6】 MHD発電部の流体流路と機械的発電部
のタービンは、直接かつ環状に接続されていて一連の流
体流路が構成されていると共に、該流体流路内には水が
存在し、且つ流体流路内に多相のアーク発生電極が配置
されていることを特徴とする請求項5記載の発電装置。
6. The fluid flow path of the MHD power generation section and the turbine of the mechanical power generation section are directly and annularly connected to form a series of fluid flow paths, and water is contained in the fluid flow paths. The power generator according to claim 5, wherein a multi-phase arc generating electrode that is present and is arranged in the fluid flow path.
【請求項7】 一連の流体流路の一部或いはその周囲に
は、熱交換器が配され、一連の流体流路の熱によって、
熱交換器内の熱媒体を気化し、当該熱媒体によってター
ビンを回転させて発電することを特徴とする請求項6記
載の発電装置。
7. A heat exchanger is arranged at or around a part of the series of fluid passages, and the heat of the series of fluid passages is provided by the heat of the series of fluid passages.
The power generator according to claim 6, wherein the heat medium in the heat exchanger is vaporized, and the turbine is rotated by the heat medium to generate electricity.
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