CH370837A - Magnetohydrodynamischer Generator, zur direkten Erzeugung von Wechselstrom - Google Patents

Description

      Magnetohydrodynamischer    Generator, zur direkten Erzeugung von Wechselstrom    Unter dem Begriff      Magnetohydrodynamischer     Generator  wird, bekanntlich eine Einrichtung zur  direkten Umwandlung von Wärmeleistung in elek  trische Leistung verstanden. Die Einrichtungen, auf  welche sich     im    Hinblick auf die Erzeugung hoher  elektrischer Leistungen das Interesse zur Zeit konzen  triert, umfassen     (Fig.   <B>1)</B> einen Kanal K von beispiels  weise quadratischem Querschnitt, der von ionisiertem  Gas durchströmt wird. Durch das eine Paar<I>a,<B>b</B></I> der  Seitenwände hindurch wird, quer zur Strömungsrich  tung v des Gases ein magnetisches Feld H gelegt.

   Die  übrigen Wände c und<B>d</B> sind mit<B>je</B> einer Elektrode  <B>Ei</B>     bzw.   <B>E,</B> versehen, welche dem Gas ausgesetzt ist.  Zwischen diesen beiden Elektroden entsteht beim  Betrieb des     Generators    eine Gleichspannung<B>E,</B> deren  Höhe unter anderem von der Strömungsgeschwindig  keit des Gases und von der magnetischen Feldstärke  abhängt. Untersuchungen liessen erkennen,     dass    mit  derartigen Einrichtungen bei Kanallängen von der  Grössenordnung<B>10</B> m, Kanalquerschnitten von der  Grössenordnung<B>1</B> M2, Strömungsgeschwindigkeiten  des Gases (z. B.

   Luft von rund 20000 K) in der  Grössenordnung<B>1000</B> m/s und Magnetfeldern in der  Grössenordnung<B>10000</B>     Gs    elektrische Leistungen von  mehr als<B>100</B> MW bei Spannungen in der Grössen  ordnung<B>1000</B> V erzielbar sind.  



  Die bekannten Einrichtungen sind zur Erzeugung  von Gleichstrom entworfen worden. Bei der Ver  wendung solcher Einrichtungen in Kraftwerken zur  Speisung des vorhandenen     Verteilnetzes    ist daher  eine Umformung in Wechselstrom notwendig. In An  betracht der verhältnismässig grossen Leistungen bei  verhältnismässig niedrigen Spannungen ist der     Um-          forinprozess    mit beträchtlichen Schwierigkeiten ver  bunden und bedingt einen relativ grossen, Aufwand.  



  Der erfindungsgemässe Generator erzeugt nun  direkt Wechselstrom. Er kann also auf kürzestem    Wege direkt mit einem Hochspannungstransformator  verbunden werden, so     dass    der Hochstromkreis nur  geringe Ausdehnung aufzuweisen braucht. Schalt  kontakte oder     Kommutatoren    im Hochstromkreis  fallen dabei völlig weg.  



  Es erscheint     naheliegend,    eine Einrichtung gemäss       Fig.   <B>1</B> dadurch zur Erzeugung von Wechselstrom  auszunützen,     dass    ein Magnetfeld H von zeitlich     sinus-          förmigveränderlicher    Stärke appliziert wird. Infolge  der zeitlich veränderlichen Beeinflussung der Gas  strömung durch das pulsierende Magnetfeld entstehen  jedoch in der Längsrichtung des Kanals periodische  Druckwellen, so     dass    dieses Verfahren aus gaskine  tischen Gründen nicht     in    Betracht kommt.  



  Der     Erfindlungsgedanke    sieht demgegenüber vor,  ein Magnetfeld anzuwenden, das zwar seine Richtung  mit der gewünschten Frequenz ändert, das aber zur  Vermeidung der störenden Druckwellen. im Gasstrom       stetsdieselbe    Stärke aufweist. Demgemäss sind, beim  erfindungsgemässen Generator die Mittel zur Erzeu  gung des Magnetfeldes so ausgebildet,     dass    sie zur  Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes geeignet  sind.  



  Die     Fig.    2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines  solchen     Gene#rators,    der zur Erzeugung von dreipha  sigem Wechselstrom geeignet ist. Die Mittel zur Er  zeugung des um die Längsachse des Kanals rotie  renden magnetischen Drehfeldes umfassen den     Stator     <B><I>S</I></B> mit den drei Polköpfen     Pl,    P2, P.. Die<B>Polköpfe</B>  tragen Erregerwicklungen, welche aus der     Drehstrom-          quelle   <B>Q</B> gespeist werden.

   Der sechseckige Kanal K  enthält zwischen den, Magnetpolen die drei Elektroden       Eji   <B><I>E2,</I> E.,</B> an welchen eine erzeugte     Drehstrom-          leistung    in Dreieckschaltung abgenommen wird. Es  kann selbstverständlich auch ein     Stator    mit sechs  Polköpfen, vorgesehen werden, wobei jeweils die      Erregerwicklungen von einander diametral gegenüber  liegenden Polköpfen aus<B>je</B> einer Phase der     Dreh-          stromquelle    gespeist werden.  



  Die     Fig.   <B>3</B> zeigt die Polköpfe und Elektroden in  einer für die Erzielung günstiger magnetischer und  elektrischer Eigenschaften zweckmässigen Gestalt. Die  inneren Begrenzungslinien der     Polkopfflächen    und der  Elektroden stehen an ihren Schnittpunkten senkrecht  aufeinander. Diese Bedingung kann durch eine Krüm  mung der Elektroden, durch eine Krümmung der  dem Gasstrom zugewendeten Polflächen oder auch,  wie es die Figur zeigt, durch eine Krümmung aller  Flächen, erfüllt werden. Die ausserhalb der Elektroden  zwischen     den    Polköpfen auftretenden Streufelder las  sen sich in an sich bekannter Weise durch     Kurz-          schlusswindungen    unterdrücken.

   Im vorliegenden Fall  können diese     Kurzschlusswindungen    durch die radial  gestellten, Zuleitungen Z" Z2,     Z,3    gebildet werden, die  sich dazu wenigstens angenähert über die gesamte  Länge des     Stators    erstrecken, müssen.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Magnetohyd-rodynamischer Generator zur direk ten Erzeugung von Wechselstrom, der einen von ioni siertem. Gas durchströmten Kanal mit Elektroden zur Stromabnahme und Mittel zur Erzeugung eines quer zur Strömungsrichtung des Gases verlaufenden Magnetfeldes umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Dreh feldes ausgebildet sind. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Generator nach Patentanspruch, dadurch<B>ge-</B> kennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des magnetischen Drehfeldes einen Stator mit mindestens drei Polköpfen umfassen. 2.

   Generator nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden sich<B>je</B> zwischen zwei Polköpfen befinden. <B>3.</B> Generator nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch<B>ge-</B> kennzeichnet, dass die inneren Begrenzungslinien der Polkopfflächen und der Elektroden an ihren Schnitt punkten aufeinander senkrecht stehen. 4. Generator nach Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass ausserhalb des Kanals zwischen den Polköpfen sich Kurzschlusswindungen gegen magne tische Streufelder befinden.

   <B>5.</B> Generator nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zuleitungen zu den Elektroden als Kurzschlusswindungen ausgebildet sind.