Канал фарадеевского магнитогидродинамического генератора Советский патент 1991 года по МПК H02K44/12 

Изобретение относится к магнитогидродинамическим (МГД)- устройствам и касается усовершенствования канала МГД-тенератора со сплошными электро дами, который может найти применение .в качестве источника электрозиергии в траиспортньк установках..

Известна конструкция канала МГДгенератора, состоящая из корпуса, образованного четырьмя стенками: двумя электрддными и двумя боковыми, на которых заподлицо крепятся электродные вставки и металлические охлаждаемые модули

; Недостатком этого канала является ;сложность конструкщш и пониженная

выходная мощность из-за большого числа уплотнений, необходимых для герметизации канала, а также из-за шунтирования тока по боковым стенкам, на которых осаждается легкоионизируемая присадка, вводимая в рабочее тело для повьшения проводимости.

Известна конструкция канала МГД-генератора, содержащая кожух, в котором размещены две электродные стенки и примыкающие к ним две боковые стенки из керамики типа окиси алюминия, пространство между внутренней поверхностью кожуха и стенками канала заполнено керамическими блоками. Недостатком этой конструкции является снижение выходной мощности из-за токов утечки через горячий пограничньш слой на боковых стенках и сложность конструкции ввиду большого количества стыковочных цоверхностей, в которых должна обесцечиваться герметичность канала. Известен, также канал магнитогидродинамического генератора, содержаР1ий корпус и электроды. Электроды в данной конструкции выполнены в виде пластин, выдвинутых к центру канала, что позволяет уменьшить отрицательную роль пограничного слоя на электродах. Недостатком этой конструкции является пониженная выходная мощность из-за внутренних шунтирующих цепей по изоляционным установкам, непосредственно примыкающим к горячим электродам, а также конструктивная сложность, связанная с большим числом уплотнений, необходимых для герметиза ции канала. Целью изобретения является повышение надежности работы и уменьшение электрических потерь за счет снижения шунтирующего действия стенок канала. Цель достигается тем, что в канал фарадеевского магнитогидродинамического генератора, содержащем корпус и взаимно изолированные горячие электроды, расположенные вдоль канала и отстоящие друг от друга на расстояни равном характерному расчетному диаме ру ядра потока, корпус канала выполнен в виде сплошной трубы с системой наружного охлаждения, а электрод закреплены консольно в державках со стороны выхода канала и установле с зазорами относительно внутренней п верхности трубы, не меньшими толщины пограничного слоя рабочего потока, при этом электроды выполнены с профи лированными аэродинамическими насадк ми со стороны входа канала. На фиг. 1 приведен канал, продоль ный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Канал содержит корпус, выполненны в виде профилированной металлической трубы 1 с. каналами охлаждения 2 и патрубками 3 и 4 для подвода и отвод хладагента, а также электроды, выпол ненные в виде стержней 5 и 6, консол но закрепленных вне канала в державках 7 с помощью кинематических зажимов 8. Стержни 5 и 6 отделены от внутренних стенок трубы 1 зазорами, равными или npeBbiniaiopfliMn толщину расчетного пограничного слоя на стенках. Зажимы 8 выполнены, например, в виде шарниров, которые могут перемещаться по осевым и радиальным направляющим, благодаря чему стержни 5 и 6 имеют радиальный, осевой и угловой ход. Зажимы выполняют также функции токоотводов. Стержни 5 и 6 могут быть снабжены каналами охпаждения 9. Па концах стержней помещены жаростойкие насадки 10 и 11 для тепловой защиты стержней и обеспечения хорошей аэродинамики потока на входе. В стержнях могут быть выполнены отверстия 12 для уноса пограничного слоя с внутренних поверхностей и улучшения условий протека-ния рабочего тока, а также для предотвращения отрыва пограничного слоя. Стержни 5 и 6 могут иметь различную форму поперечного сечения. Катодный стержень 5 (эмиттер электронов) рационально выполнить с плоской внутренней поверхностью (фиг. 2), а анодный стержень 6 рационально выполнить с вогнутой внутренней поверхностью (фиг. 2). В рабочем состоянии канал помещается в магнитную систему, создающую магнитное поле, нормальное плоскости фиг. 1. Через канал движется поток электропроводного газа. При взаимодействии электропроводного газа и магнитного поля на электродах наводится ЭДС, под действием которой в канале и его внешний цепи течет рабочий ток. Наводимая в канале ЭДС не шунтируется внутренней стенкой трубы t, поскольку электроды отделены от нее зазором. В данной конструкции канала создана дополнительная степень свободы при оптимизации рабочих режимов за счет независимого изменения по длине поперечного сечения канала определяемого профилем трубы 1 и расстояния между электродами. С помощью кинематических зажимов 8 электродные стерясни 5 и 6 могут быть установлены в оптимальное пЬложение, обеспечивающее максимальную выходную мощность за счет снижеиия вредного влияния пограничного слоя газа и. отыскания оптимальных алект- рогазодинамических параметров в

КАПАЛ ЛАРАДЕЕВСКОГО МАГИИТО- •ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащий корпус и взаимно изолированные.горячие электроды, расположенные вдоль канала и отстоярще один от другого на расстоянии, равном характерному расчетному диаметру ядра рабочего потока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и уменьпшния электрических потерь за счет снижения гчунтирующего действия стенок канала, корпус канала вьтолнен в виде сплошной трубы с системой наружного охлаждения, а электроды закреплены консольно в державках со стороны выхода канала и установлены с зазорами относительно внутренней поверхности трубы, не меньшими толщины пограничного слоя >& рабочего потока, при этом электроды выполнены с-профилированными аэроди~ намическими насадками со стороны входа канала.3 ^