УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЖИДКОЛ1ЕТАЛЛИЧЕСКИХ Советский патент 1970 года по МПК H02K44/08 

Изобретение относится к устройствам, работа которых основана на взаимодействии между потоком проводницей рабочей среды и магнитным полем, и может быть использовано в жидкометаллических магпитогидродинамических (МГД) геиераторах с прямоугольными каналами, работающих на слоистых потоках-потоках дискретных порций жидкого металла, приводимых в движение разделяющими их порциями сжатого газа или пара. В мощных генераторах формирование высокоскоростного слоистого потока должно проводиться при сохранении кинетической энергии, используемой при этом струи л идкого металла, что возможно только ири направлении ее без торможения поочередно в два выходных канала.

Известные устройства, осуществляющие подобную коммутацию, используют попеременное торможение иотока жидкого металла электромагнитной силой, создаваемой при взаимодействии индуцированного в движущемся металле тока с внешиим магнитным нолем, такие устройства не способны коммутировать потоки значительной мощности.

Целью изобретения является обеспечение надежной коммутации жидкометаллич еского потока в пределах частот и моц1ностей, требуемых при МГД-преобразовании энергии.

Согласно изобретению, указаиндя цель достигается путе: 1 зведеиия в жпд 0стный коммутатор электродов для поДвс.|а.,1Г качающейся струе продольного иеремеЛного электрического тока-и электромагицтпвй системы, создающей в канале коммутатора поперечное постоянное-магнитпое поле. -

Под действием амперовых сил струя жидкого металла колеблется междудвумя крайними

иоложениями, устойчивыми вследствие максимального использования «эффекта Коанда, с частотой питающего электрического тока.

Па фиг. 1 дана иринципиальная схема

устройства; на фиг. 2 - вариант выиолиения устройства, совмещенного с питающим трансформатором переменного тока.

Боковые стенкн рабочего канала / устройства спрофилироваиы с учетом исиользовапия

«эффекта Коанда в струе жидкого металла, вытекающего из струйного сопла 2. Выходом устройства служат два одинаковых канала 3 (слоистого потока, иа которые канал делится клиновым электродом 4, служащим для подвода к струе переменного тока. Второй электрод 5 установлен на выходе струйного сопла. Между выходными каналами и струйным соилом обе боковые стенкн имеют отверстия 5 для организации выхода газа или пара, подаго тока служат для создания в ооласти разветвления постоянного магнитного поля.

В варианте конструкции, нредставленном на фиг. 2, магнитная система 9 устройства используется одновременно для возбуждения постоянного магнитного поля и трансформации подаваемого на электроды 4, 5 переменного тока. Для этого в устройство введена первичная обмотка переменного тока 10 и вторичная обмотка питающего тока, состоящая из одного или НеСКОЛЬКИ.К витков ШИНЬ

11, охватывающих стержень магинтопровода. Вдоль струи жидкого металла, вытекающей из сопла 2, между электродами 4 и 5 протекает переменный электрический ток. В зависимости от направления тока, взаимодействующего с постоянным магнитным полем катущек 5, в струе возникают объемные электродинамические силы переменного иаправления, отклоняющие струю то к одной, то к другой боковой стенке рабочего канала /. При этом обе стенки имеют такой профиль, что в обтекающей его струе возникают гидродинамические силы, прижимающие ее к данной стенке («эффект Коанда). Таким образом, струя металла направляется в один из выходных каналов 3, одновременно перекрывая собой имеющиеся в этой стенке отверстия 6. В этот момент через такие же отверстия противоположной стенки в другой выходной канал поступает газ или пар, давление которого равнд давлению жидкого металла. В связи с высокой электропроводностью жидкого металла падение напряжения в струе при прохождении требуемого рабочего тока очень мало, поэтому для питания устройства необходим понижающий трансформатор. В предлагаемом варианте конструкции устройства магнитопровод содерл ит замкнутый контур, по которому замыкается переменный магнитный поток, возбуждаемый первичной обмоткой переменного тока трансформатора, совмещенного с данным устройством. Этот магнитный поток наводит электродвижущую силу во вторичной обмотке, которая в простейшем случае имеет один виток, состоящий из струи жидкого металла и шины 11, замыкающей электроды 4 и 5. При необходимости увеличения напряжения щипа может делать несколько витков вокруг стерн ня магнитопровода.

Описанная конструкция устройства отличается компактностью и уменьшенным весом активных материалов.

Предмет изобретения

1.Устройство для формирования жидкометаллических поршневых потоков, содержащее два выходных рабочих канала, например, прямоугольпого сечения, предназначенных для создания в них жидкометаллических поршневых потоков, разделенных объемами газообразной среды, причем поршни в каналах взаимно сдвинуты на длину норшня; трубоподвод для л идкого металла, плавно разветвляющийся и переходящий в два выходных канала; трубопроводы для газа, соединенные с областью разветвления трубопровода для жидкого металла на рабочие каналы при помощи ряда отверстий, расположенных по противоположным сторонам области вблизи плоскости разветвления, и схему, создающую в области разветвления магнитное поле, перпендикулярное плоскости разветвления, отличающееся тем, что, с целью повышения предельной мощности жидкометаллического потока, перебрасываемого из канала в канал, выше и ниже разветвления установлены электроды, осуществляющие контакт с потоком жидкого металла и соединенные со схемой, обеспечивающей протекание через электроды и поток металла в области разветвления электрического тока, взаимодействие которого с магнитным полем приводит к возйикновению

электромагнитной силы, перебрасывающей поток из канала в канал.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения переключения жидкометаллических потоков, магнитное поле, перпендикулярное плоскости разветвления, постоянно по величине, а ток, подводимый к электродам, изменяется с частотой, равной желательной частоте образования порщневых потоков.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения веса п габаритов устройства, питание электродов осуществляют от трансформатора, в качестве сердечника которого использован магпитопровод электромагнита, создающего магнитное поле.