Пароэлектрический генератор Советский патент 1937 года по МПК H02N3/00 

В ociioBiioii авторском свидетельстве Ле 48753 описан паро-элекгрическиП гслоратор, действие которого основано иа нереносе наром зарядов. Для сообщеиня гтруо iapa .з;1|)ядов зона выхода из соила поддерживается ионизироваииой.

В ионизированной зоне иомсщеиа отрицательно заря;1;еиная сетка. Н11едназначеи,лая для концентрирования положительных ионов, нереносимых струей нара на стенки сосуда, служащего положительным иолюсом генератора.

Яастояи1ее нзобретеиие представляет собой конструктивную ({)орму выполнения такого наро-электрического генератора.

В нзображеииом на чертеже в нродольном разрезе иредлагаемом паро-геператоре по трубке Т иостунает из иароироизводнтеля (котла) ртутный пар. Расширение иара происходит в ряде радиальных дисковых сопел Si, S н т. д. Эти сонла состоят из ряда днсков с ко 1усообразиымп краям). скрепленных друг с другом при ИОМ01НИ болтов, расположенных параллельно оси трубы Т. Между отдельпымп дисками проложены маленькие игайбы толщиною порядка 0/1-1,0 мм. Таким образом, между любымн двумя смежпыми

дисками имеется кольцевая цель в 0,1-1,0 мм.

Как отмечено выше, диски имеют коническую форму. Поэтому, по иаправлению к нериферпи. щель между двумя соседними дисками расширяется, образуя радиальное по отношению к оси симмотрин генератора соило.

Таким образом, каждая пара дисков является радиальным соплом.

Над радиальными соплами вокруг паронодводящей трубы Т помещаются аноды AI, А2 п т. д. (общее число их мо/кет быть 10-20 штук). При помощи урапнительных сопротивлений Ki, RQ и т. д., расположенных вокруг пароподводящей трубы Т, ирисоедпнеиы к флапцу АО.

Иод соилами имеется жидкий катод F. Между катодом F и анодами горит дуга. Благодаря тому, что в цепь каждого анода включено стабилизирующее соиротивление, ток равномерно распределяется меНхду всеми анодами, и дуга горит в виде нолого цилиндра.

Дуговое пространство охвачено со всех сторои экранирующей сеткой (J, состоящей и:; тонких (порядка 0,1 мм) колец.

отстоящих )U)yr от друга на 2-3 мм. Сетка эта выведена наружу нр)г помощи фланца Go.

За сеткой G находится холодильник X.

Вышеописанная конструкция весьма удобна для получения больших мощностей.

Можно предполагать, что удельная мощность, приходящаяся на 1 см- выходной поверхности сопел, будет от 1 W/CMдо 10 W/cм Тогда нри внешнем диаметре дисковых сопел 200-250 мм и нри суммарной длине их 500-600 мм (30 дисков но 20 мм каждый) отдаваемая одним цилиндром мощность будет норядка 5-50 kW.

При внешнем диаметре дисков 1000 мм и общей длине цилиндра 3000 мм мощность, приходящаяся иа одно сопло, будет 1000 kW.

В одном конденсаторе могут быть размещены несколько десятков цилиндров и, таким обра.зом, в относительно небольших габаритах возможно нолучение мощности порядка нескольких десятков тысяч киловатт.

Для вывода основных конструктивных соотношений предлагаемого иаро-электрического генератора обозначим внутренний диаметр дисков буквой d, внешний диаметр- D, толщииу диска - а, толщину щели между дисками о, число дисков- п, нолную высоту сонла 1 (1 ап) и угол заострения дисков - .

Для того, чтобы струя иара при расширеиип не отрывалась от стенок сопла, угол а должен быть ие оольию 10-12,

При этом ,l.

Пусть, например, D 2d. Тогда а (D-d) tg|- 0,ld.

Полиая высота сопел 1 не должна быть слишком малой, так как иначе завихрения, 1 еизбежно образующиеся у крайних дисков, будут чрезмерно ухудшать работу -еиератора.

, Если принять, что 1 D 2d, то

1 2d число дисков п - Q-j-j- 0.

Площадь сечения наронодводящей

трубыСуммарная площадь выходного отверстия всех сопел d 8п. Необходимо, чтобы эта была раз в пять меньше илощади па1)оподводящеГ1 трубы, так как в иротивиом случае в иоследней получатся чрезмерно больнгио скорости иара.

Следовательно, -5 -doii

отсюда о 0,0025 d.

Например, ири d 100 мм о 0,25 мм.

Вышеприведенный расчет показывает, что даже для генераторов малых мощностей нолучаются вполне приемлемые конструктивные размеры.

В иоказанной па чертеже конструкции выходящий из сетки (j заряженный ртутный туман воспринимается неносредственно на плоскую поверхность холодильника. В том случае, если удастся осуществить предлагаемый генератор иа весьма высокое напряжение (порядка 100 kV). у1(ельная мощность на 1 см- MOVKCT достигнуть нескольких десятков, а возможно и сотен ватт.

Примерно такую же В(М ичину будет иметь и остаточная тепловая энерпги ртутного тумана. Так как тенловая нагрузка холодильника иа 1 см- должна быть значительно меньше, то конструкцию его в этом случае придется измеиить.

Неносредственио за сеткой G надо будет расноложнть электрически соединенную с холодильником легко проницаемую сетку, а за этой сеткой поместить ряд змеевиков, ио кото1)ым будет течь охлаждающая вода.

Может оказаться целесообразным пропустить по охлаж,дающему змеевику ток. При этом в зоне горения дуги возпикиет некоторое магнитное поле, которое вызовет вращение дуги, что должно обеспечить более равномерную ионизацию кольцевой зоны между соплами S и сеткой i.

Падение наиряж ения в ртутной дуге зависит от плотности иара, в котором она горит.

При некоторой определенной нлотности надеине в дуге имеет минимальную величину. При изменении этой илотиостн как в стороиу увеличения, так и в стороиу уменьшения надеиие в дуге возрастет.

В изображенной па чертеже конструкции можно так выбрать соотпошение размеров, чтобы в зоне горения дуги (в колъцевом промежутке между соплами и экралирующей сеткой Гг) как раз господство- |М 48753, отличающаяся применением

вало необходимое оптимальное давление. |ряда радиальных по отношению к оса

,, симметрии генератора сопел, образованных

Предмет и а о о р е т е в и я.концентричными с указанной осью дискаФорма выполнения наро-электрическогоми с конусообразпымп краями и окруженгспоратора но авторскому свидетельствуных цилиндрической сеткой.