PL61873B1 - - Google Patents

Description

Elektrody spelniaja powyzszy warunek, jezeli ich przewodnosc elektryczna wynosi niemniej niz 50 — 100 S/m i jezeli posiadaja dobra emisje elektronowa, 15 20 25 30 * podczas gdy przewodnosc plyt scian izolujacych i sepa¬ ratorów elektrod nie powinna przekraczac w stanie czynnym wartosci 1 S/m, poniewaz w przeciwnym wy¬ padku w materialach czesciowo izolacyjnych powstaja prady uplywowe i powoduja spadki potencjalu, ze szko¬ da dla energii wytworzonej droga przemiany magneto¬ hydrodynamicznej.Do wykonania elementu plyty sciany izolujacej albo separatora elektrod dyszy przemiany energii metoda magnetohydrodynamiczna uzywa sie z reguly ksztaltek albo wezownic metalowych oziebianych wewnetrznym pradem wody, lub tez uzywa sie do budowy sciany izo¬ lujacej lub separatora tlenków ogniotrwalych izoluja¬ cych elektrycznie.Przy uzyciu ksztaltek albo wezownic sa one elek¬ trycznie izolowane miedzy soba materialami ceramicz¬ nymi o zmiennej grubosci, podczas gdy ciaglosc obie¬ gów wodnych jest zapewniona przez zlaczki z róznych materialów plastycznych izolujacych.Niedogodnosci tego rozwiazania sa liczne, chociaz pozornie wydaje sie, ze pozwala ono uniknac trudnosci powstajacych przy uzyciu wysokich temperatur (odpor¬ nosc piroskopowa jezeli chodzi o udary cieplne i ero¬ zje). Najistotniejsza wada jest to, ze powierzchnie meta¬ lowe ulegaja w stosunkowo niedlugim czasie dzialaniu korozji, wskutek dzialania na nie zawiesiny alkalicznej, która skrapla sie w zetknieciu z zimnymi scianami; po¬ nadto chodzi tu glównie o zlacza ceramiczne izolujace, które nasiakajac wyzej wymienionymi zawiesinami, tra¬ ca wartosci izolacyjne w okresie od 1 do 5 godzin; po- S1873M-' $1873 jawiaja sie wtedy prady uplywowe w scianach izoluja¬ cych lub w plytach separacyjnych, co powoduje spadki potencjalu.W przypadku, gdy do budowy scian i separatorów uzywa sie tlenków ogniotrwalych izolujacych elektrycz¬ nie, sciany sa ogrzewane przez gazy spalinowe z zawie¬ sinami o wysokiej temperaturze, a wiec posiadaja rów¬ niez wysoka temperature, w zwiazku z czym wystepuja tu równiez powyzej opisane niekorzystne zjawiska.Poniewaz warstwa ograniczajaca strumienie gazów jest mniej goraca w poblizu scian, mozna zastosowac korzystnie niektóre tlenki proste albo zlozone, jak np. tlenek nr8fi^y (Mgfl^ aN° cyrkonian strontu (Sr Zr 03) fwSES^|^ppip temperaturach okolo 2000°C (po¬ minawszy wyparowmnie tlenku magnezu powyzej l700°C), przez dlugi pkres czasu w warunkach przemia- yXJTOJEfl*jfohy ! * iJ< l*™^™^ jezeli przewodnosc elek¬ tryczna tych* tti^jSSHStew nie przekroczy 1 S/m w temp. 1650°—1750°C.Tak wiec konieczne jest aby na powierzchniach czo¬ lowych tlenków ogniotrwalych, narazonych na dzialanie gazów goracych temperatura nie przekroczyla 1650° — 1700°C, gdyz wówczas nie skraplaja sie zawiesiny, któ¬ re przenikalyby do materialów ceramicznych powodujac powstawanie pradów uplywowych.Celem wynalazku bylo opracowanie elementu izolu¬ jacego elektrycznie do dyszy generatora magnetohydro- dynamicznego, który zapewnia utrzymanie temperatury powierzchni ksztaltek ogniotrwalych w granicach do 1650/1700°C dla strumieni cieplnych zawartych w gra¬ nicach od 50 do 400 W/cm2, odpowiednia izolacje elek¬ tryczna elementów skladowych miedzy soba, dobra od¬ pornosc na udary mechaniczne i cieplne.Istota elementu izolujacego wedlug wynalazku, a slu¬ zacego jako sciany albo separatory elektrod dyszy prze¬ miany energii magnetohydrodynamicznej, zawierajacego* obudowe wykonana z materialu dobrze przewodzacego cieplo, wyposazona w kanaly chlodzace i majaca na po¬ wierzchni czolowej znajdujacej sie od strony przeplywu gazów goracych, umocowane przegrody metalowe, po¬ miedzy którymi umocowuje sie ksztaltki ceramiczne izolujace elektrycznie, jest to, ze przegrody metalowe zawieraja izolujaca czesc ceramiczna odprowadzajaca cieplo z ksztaltek poprzez przegrody i tuleje wykonane z ceramiki izolujacej, obejmujace czesci cylindryczne przegród w miejscach gdzie przechodza one przez obu¬ dowe i lacza sie z kanalem chlodzacym, przy czym po¬ miedzy obudowa, a ksztaltkami ceramicznymi znajduje sie plyta z ceramiki izolujacej, oddzielajaca je od obu¬ dowy.Przedmiot wynalazku zostal przedstawiony na zale¬ czonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój elementu izolujacego elektrycznie i termicznie wedlug wynalazku, a fig. 2 — odmiane wykonania elementu wedlug wynalazku.Element izolujacy wedlug wynalazku z fig. 1, w po¬ staci sciany izolujacej, zawiera obudowe 1 z materialu przewodzacego (np. z miedzi), przez która przechodzi kanal 2, sluzacy do przeplywu wody chlodzacej. Prze¬ grody 3, ustawione poprzecznie, wzgledem kanalu 2, za¬ pewniaja bardziej intensywne oziebianie obudowy.Ksztaltki 4 i 4\ pokazane w przekroju poprzecznym, sa izolujacymi elementami ogniotrwalymi wykonanymi z tlenku magnezowego, cyrkonianu strontu lub z cyrko¬ nianu wapnia, zwróconymi do powierzchni czolowej, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05 poddanej dzialaniu goracych gazów i majacymi ksztalt kwadratowy lub prostokatny.Oziebienie tych ksztaltek odbywa sie za posrednic¬ twem przegród metalowych 5 i 5', zawierajacych czesci cylindryczne 6, które przechodza przez obudowe 1 do- wnetrza jej kanalów chlodzacych 2.Calkowite oziebienie ksztaltek przy znacznych stru¬ mieniach cieplnych byloby szczególnie trudne, z uwagi na bardzo mala przewodnosc cieplna izolujacych mate¬ rialów ceramicznych ogniotrwalych i zwiazanych z tym niewielkich ich grubosci.Graniczna wielkoscia dopuszczalnej grubosci ksztal¬ tek wykonanych z cyrkonianu strontu dla dyszy prze¬ myslowej o strumieniu cieplnym rzedu 400 W/cm2 — jest grubosc 0,8 do 1 mm.Czesci cylindryczne 6 sa wyposazone w nakretki do¬ ciskowe 7 zaopatrzone w uszczelki 8 z kauczuku (albo z materialu plastycznego), oraz metalowe podkladki sprezynujace 9, co zapewnia z jednej strony zamoco¬ wanie przegród metalowych 5, 5' do obudowy 1, a z drugiej zas strony — wodoszczelnosc.Wymiary i ksztalty przegród metalowych 5, 5' moga byc rózne. W odmianie wykonania podanym na fig. 1 maja one wysokosc równa wysokosci ksztaltek 4, o przekroju trapezowym, podczas gdy w odmianie wyko¬ nania z fig. 2 wysokosc ich jest mniejsza od wysokosci ksztaltek 4' stykajacych sie ze soba, przy czym górna czesc tych przegród 5' jest zaokraglona.We wszystkich jednak przypadkach maja one prze¬ krój poprzeczny rozszerzajacy sie w kierunku po¬ wierzchni czolowej, tak ze ksztaltki 4 i 4' maja zapew¬ niony doskonaly docisk do obudowy.Wymiary ksztaltek (wysokosc H i bok D) sa uwarun¬ kowane intensywnoscia strumienia cieplnego, który przenika przez sciane.Dla zapewnienia sredniej temperatury goracej po¬ wierzchni czolowej ksztaltki wynoszacej okolo 1650 — 1700°C, jej bok D musi wynosic okolo 16 mm, a wy¬ sokosc okolo H-12 mm.Izolacja elektryczna miedzy róznymi przegrodami metalowymi oziebiajacymi 5 i 5' jest zapewniona z jed¬ nej strony przez plyte 10 z izolujacego materialu cera¬ micznego, stykajaca sie z ksztaltkami 4 i 4' i oddziela¬ jaca je od obudowy chlodzacej 1, a z drugiej stronyr przez tuleje 11, wykonane z ceramiki izolujacej i obej¬ mujace czesci cylindryczne 6 przegród metalowych 5 i 5' w miejscach, gdzie przechodza one przez obudo¬ we 1.Jest oczywistym, ze wynalazek nie ogranicza sie do- odmian wykonania przedstawionych i opisanych powy¬ zej ukladów i ze zakres niniejszego wynalazku obej¬ muje odmiany dotyczace czesci lub calosci opisanych ukladów pod warunkiem, ze beda one równowazne — jak równiez wszystkie odmiany tych ukladów. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Element izolujacy elektrycznie i termicznie dj dyszy magnetohydrodynamicznej przemiany energii slu¬ zacy jako sciaha albo separator elektrod, zawierajacy obudowe wykonana z materialu dobrze przewodzacego cieplo, majaca kanaly chlodzace i umocowane na po¬ wierzchni czolowej, znajdujacej sie od strony przeply¬ wu gazów goracych, przegrody metalowe, pomiedzy61873 którymi umocowuje sie ksztaltki ceramiczne izolujace elektrycznie, znamienny tym, ze przegrody metalowe (5, 5') zawieraja izolujaca czesc ceramiczna (6) odprowa¬ dzajaca cieplo z ksztaltek (4, 4') poprzez przegrody me¬ talowe (5, 5') i tuleje (11) wykonane z ceramiki izolu¬ jacej obejmujace czesci cylindryczne (6) przegród meta¬ lowych (5, 5') w miejscach, gdzie przechodza one przez obudowe (1) i lacza sie z kanalem chlodzacym (2), przy czym pomiedzy obudowa a ksztaltkami (4, 4') ceramicz¬ nymi znajduje sie plyta (10) z ceramiki izolujacej, od¬ dzielajaca je od obudowy.

2. Element wedlug zastrz. I, znamienny tym, ze prze¬ grody metalowe (5, 5') podtrzymujace ksztaltki cera¬ miczne (4, 4') maja przekrój poprzeczny rozszerzajacy sie w kierunku powierzchni czolowej narazonej na dzia¬ lanie gazów goracych.

3. Element wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze izo¬ lujace czesci ceramiczne (6) maja ksztalt cylindryczny. ^x^xvr\s^ FIG. I FIG. 2 PL PL