Энергетическая установка
Изобретение относится к области энергетики и направлено на использование в качестве топлива бытовых и/или промышленных отходов. Энергетическая установка содержит камеру сгорания топлива, из которой ионизированный газ подается в канал магнитогидродинамического генератора, находящийся в зоне магнитного поля. Энергетическая установка может быть выполнена многоканальной с каналами, расположенными радиально по отношению к оси сопла. Технический результат заключается в повышении производительности и уменьшения расходов на уничтожение отходов.
1 н.з.п. ф-лы.
Энергетическая установка относится к области электротехники и предназначена для переработки бытовых и промышленных отходов путем их сжигания и получения электроэнергии. Энергетическая установка может использоваться в крупных населенных пунктах и на ряде промышленных объектов.
Известна установка, перерабатывающая бытовые отходы за счет сгорания их в камере с помощью электрической дуги [1], но в ней не предусмотрено получение электроэнергии.
Наиболее близким аналогом является установка, где отходы перерабатываются в камере сгорания путем гидролиза, а электрическая энергия вырабатывается в энергетическом блоке, состоящим из котла, турбины и электрогенератора [2]. Недостатком такой установки является сложность устройства камеры сгорания и энергетического блока.
Предлагаемая энергетическая установка решает задачу устранения указанных недостатков.
Указанная задача решается тем, что в предлагаемой энергетической установке, содержится магнитогидродинамический генератор в которой имеется входной люк для ввода отходов, являющихся топливом, и которая создает ионизированный газ который поступает в канал, расположенный в зоне магнитного поля, создаваемого полюсной системой.
Структурная схема энергетической установки приведено на фиг.1. В ней содержится три блока, разделенные контурными линиями. Блок I - камера сгорания, блок II - камера магнитогидродинамического генератора, блок III преобразователь постоянного тока в переменный.
Принцип действия установки следующий. Камера сгорания I имеет входное отверстие 1 для загрузки отходов и отверстие 2 для вывода шлака, а также отсек 3, где скапливаются ионизированные газы. Отсек 3 выполнен виде сопла, благодаря которому, перед входом в блок 4 нарастает скорость движения ионизированного газа. Канал блока II также имеет форму сопла 4, но расширяющегося к выходу, за счет чего скорость газа падает и кинетическая энергия ионизированного газа превращается в электрическую, что обеспечивается наличием полюсной системы 5 создающий магнитный поток в канале II.
На клеммах генератора 6 возникает электродвижущая сила постоянного поля низкого напряжения. Использовать электрическую энергию при таких параметрах затруднительно, поэтому магнитодинамический генератор дополняется блоком III, преобразующим постоянный ток в переменный нужных параметров, подаваемый на клеммы 7.
Недостаток изображенной одноканальной энергетической установки состоит в том, что при низком выходном напряжении, порядка 1-ЗВ, для получения значительных мощностей, от канала к преобразователю требуется отводить токи измеряемые сотнями кА.
Усовершенствование энергетической установки предусматривает устранение этого недостатка за счет использования многоканального магнитодинамического генератора, причем каналы направлены радиально относительно оси генератора. Кроме того, предложена возможность заменить полюсную систему постоянными магнитами.
Устройство и принцип действия генератора поясняются фиг.2 где дан эскиз поперечного сечения генератора и фиг.3 эскиз продольного сечения генератора.
Магнитодинамический генератор такой установки заключен в цилиндрическую оболочку 8, в которой между постоянными магнитами 9, расположены каналы 10. Ионизированный газ подается в полость 11. На фиг.2 указаны направления векторов: Ф - вектор потока индукции, i - вектор тока в каналах, F - вектор силы, препятствующей проникновению газа по каналам.
Сама конструкция магнитодинамической машины описана в [3].
На фиг.3 показано пунктиром направление газа, входящего в полость 11, и далее продвигающегося в каналы 10, число которых на фиг.2 равно двенадцати. На фиг.3 показаны электроды 12, от которых отводится постоянный ток. Благодаря увеличению числа каналов, результирующая электродвижущая сила возрастает кратно числу каналов, а ток в канале уменьшается обратно пропорционально кратности числа каналов, что упрощает съем тока с электродов 12. при заданной мощности генератора.
Использование постоянных магнитов 9 позволяет упростить полюсную систему и увеличить значение индукции в каналах.
Технико-экономическая эффективность предложенной энергетической установке обусловлена тем, что в ней обеспечивается повышенная производительность в заданных габаритах, а следовательно уменьшаются расходы на утилизацию бытовых и промышленных отходов.
Литература:
1. Патент GB 2289324, А, от 15.11.1995 г.
2. Патент RU 2143086, с 1 от 28.04.1998 г.
3. Курбасов А.С.«Электрические машины с радиальным перемещением подвижной массы», «Электричество», 
1. 2009 г.
Энергетическая установка с магнитогидродинамическим генератором (МГД), содержащая камеру сгорания бытовых и промышленных отходов, обеспечивающую подачу ионизированного газа в канал генератора, находящийся в зоне магнитного поля, создаваемого полюсной системой, отличающаяся тем, что она снабжена отсеком скопления ионизированного газа, который имеет форму сопла со входом, обеспечивающим нарастание скорости движения ионизированного газа, и с расширяющимся выходом, обеспечивающим падение скорости ионизированного газа, поступающего в область полюсной системы МГД генератора, который снабжен блоком, преобразующим постоянный ток в переменный.
