Магнитогидродинамический генератор



Магнитогидродинамический генератор
Магнитогидродинамический генератор

 


Владельцы патента RU 2409886:

Курбасов Александр Севостьянович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и направлено на усовершенствование электрических машин, используемых в силовой электроэнергетике. Технический результат состоит в повышении производительности за счет возможности повышения температуры ионизированного газа. Магнитогидродинамический (МГД) генератор выполнен с несколькими каналами, расположенными в зоне действия магнитного потока, создаваемого полюсной системой. Сечение каналов выполнено в виде сопла, обращенного к поперечной оси МГД генератора. Каналы при этом расположены по обе стороны поперечной оси МГД генератора и направлены к ней перпендикулярно. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, электрическим машинам, может быть использовано в силовой электроэнергетике, а также в летательных и космических аппаратах.

Магнитогидродинамические одноканальные генераторы известны [1], [2]. Известен также усовершенствованный их вариант, где число каналов больше двух, причем каналы расположены радиально и выполнены сужающимися в направлении оси машины [3], [4]. Этот вариант по патенту №2346378 и следует принять за аналог.

В аналоге каналы расположены радиально по отношению к оси МГД-генератора, а так же сужающимися по отношению к этой оси. Между каналами расположены постоянные магниты. Постоянные магниты теряют намагниченность при температуре свыше 300°, но в аналоге соприкасаются со стенками каналов, что не позволяет значительно поднять температуру ионизированного газа, а следовательно, и увеличить производительность МГД-генератора.

В предлагаемой конструкции этот недостаток устранятся при сохранении ряда преимуществ аналога.

Специфика конструкции и принцип действия предлагаемой конструкции МГД-генератора поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлен поперечный разрез МГД-генератора;

на фиг.2 - продольный его разрез.

На фиг.1 обозначены: корпус МГД-генератора - 1, каналы - 2, ферромагнитные стержни - 3, катушки обмоток возбуждения - 4, ферромагнитные накладки - 5, полость машины, в которую вводится ионизированный газ - 6, полость машины, из которой отводится ионизированный газ - 7, теплоизоляционный прокладки - 8, ось поперечного разреза машины А-А.

На фиг.2 дан продольный разрез МГД-генератора с осью В-В. На фиг.2 дополнительно нанесены следующие элементы конструкции: токосъемные электропроводящие клеммы - 9, их число равно удвоенному числу каналов. Токовая перемычка - 10. Она вынесена за пределы корпуса 1 и служит для того, чтобы обеспечивать последовательное соединение каналов, что позволяет увеличить напряжение на выходе генератора, соответственно сокращая отводимый ток от каналов через клеммы 9.

На фиг.1 показано направление магнитного потока - Ф, создаваемого катушками полюсной системы - 4, замыкающейся благодаря ферромагнитным накладкам - 5. Ферромагнитные стержни 3 формируют каналы 2 и, связанные неферромагнитной панелью на торцах, обеспечивают жесткость конструкции. На фиг.1 и фиг.2 показано направление электромагнитных сил F в каналах 2, возникающих от взаимодействия тока iк и магнитного потока Ф. На фиг.2 показано направление скорости потока ионизированного газа - V в полости бив каналах 2, с выходом его в полость 7.

Принцип действия предлагаемой конструкции МГД-генератора следующий.

На фиг.2 пунктиром показано направление движения ионизированного газа в полости 6 и каналах 2. Причем отмечены: скорость υ1 - скорость входа в канал и скорость υ2 - скорость выхода из канала. Благодаря взаимодействию тока в канале - iк с магнитным потоком Ф возникают силы F, препятствующие продвижению ионизированного газа в каналах. По этой причине скорость υ2 значительно меньше скорости υ1. Скорость υ1 соответствует кинетической энергии ионизированного газа с массой его mr, равной ; скорости υ2 соответствует кинетическая энергия . Разница в кинетических энергиях на входе и выходе из каналов - физическая работа МГД-генератора. При вычете из нее всех потерь в МГД-генераторе, получается электромагнитная мощность МГД-генератора.

Преимущества предложенного МГД-генератора по сравнению с аналогами.

Благодаря теплоизолирующим перегородкам 8 температура ионизированного газа в канале 2 может быть значительно выше, чем температура нагрева обмоток полюсной системы при приемлемых плотностях тока в ее проводниках. Этим увеличивается производительность МГД-генератора в сопоставлении с аналогом. Более того, в предложенном варианте может быть использована полюсная система со сверхпроводниками, что нереализуемо в аналоге. Таким образом, в предложенной конструкции МГД-генератора, по сравнению с аналогом, можно радикально повысить его производительность. МГД-генератор может работать и в режиме двигателя.

Литература

1. Вольдек А.И. «Индукционные магнитодинамические машины с металлическим жидким металлом», 1970 г.

2. Бирзвалк Ю.А. «Основы теории и расчета кондукционных насосов постоянного тока», 1968 г.

3. Курбасов А.С. «Электрические машины с радиальным перемещением подвижной массы». Электричество, №1, 2009 г.

4. «Электрическая машина радиального движения», патент №2346378.

1. Магнитогидродинамический генератор с несколькими каналами, выполненными в виде сопла, и полюсной системой, обеспечивающей магнитный ток в зоне расположения каналов, отличающийся тем, что каналы расположены параллельно сверху и снизу относительно поперечной оси магнитогидродинамического генератора, и суживающиеся их части также направлены к поперечной оси.

2. Магнитогидродинамический генератор по п.1, отличающийся тем, что между каналами и обмоткой полюсной системы расположена теплоизолирующая прокладка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в автономных источниках, работающих в условиях постоянного воздействия силы тяжести, и с успехом применено в промышленности для производства электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в области атомной энергетики, металлургии и других областях техники. .

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к конструированию электродвигателей постоянного тока. .

Изобретение относится к ракетной технике (преимущественно твердотопливной) и смежным с ней отраслям машиностроения, разрабатывающим оборудование, работающее в условиях химически активных многофазных высокотемпературных высокоскоростных потоков плазмы, жидкости и газа, и может быть использовано при создании критических вкладышей твердотопливного плазмогенератора МГД-установки или РДТТ многоразового включения.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для магнитогидродинамического преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива, в частности, угольного.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для магнитогидродинамического преобразования тепловой энергии в установках открытого и закрытого циклов.

Изобретение относится к технике высоких температур, преимущественно к конструкциям, работающим в условиях высокой температуры, больших тепловых потоков и скоростей продуктов сгорания, и может быть использовано для изготовления электродных и изоляционных модулей стенок магнитогидродинамического канала.

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в автономных источниках, работающих в условиях постоянного воздействия силы тяжести, и с успехом применено в промышленности для производства электроэнергии.

Изобретение относится к технической физике, к технологии эксплуатации магнитогазодинамических каналов, как МГД-генераторов, так и МГД-ускорителей, и может быть использовано в электротехнической и авиационно-космической промышленности, а также и в других областях техники.

Изобретение относится к области электротехники и МГД техники и может быть использовано в индукционных электромагнитных насосах для перекачивания жидкометаллических теплоносителей в реакторах на быстрых нейтронах, в химической и металлургической промышленности, а также в магнитогидродинамических машинах и линейных индукционных двигателях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в области атомной энергетики, металлургии и других областях техники. .

Изобретение относится к пульсирующим детонационным двигателям, в которых используется магнитогидродинамическое управление потоком. .

Изобретение относится к нетрадиционным методам получения электрического тока и разработке устройства для осуществления этого процесса. .

Изобретение относится к источникам электрической энергии и может быть использовано на космических летательных аппаратах, входящих в атмосферу с высокой скоростью.

Изобретение относится к производству электрической энергии и может быть использовано в электросиловых установках, осуществляющих преобразование тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к энергетике, а именно к проблемам преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию вращающегося рабочего тела. .

Изобретение относится к источникам тепла, а именно к источникам тепла, обеспечивающим нагрев газа для использования его в магнитогидродинамическом генераторе (МГД-генераторе)
Наверх