DE2811349C2 - Elektromagnetische Pumpe für flüssiges Metall - Google Patents
Elektromagnetische Pumpe für flüssiges MetallInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Pumpe für flüssiges Metall mit einem in der Bohrung eines Pumpengehäuses koaxial angeordneten zentralen Kern, wobei zwischen dessen Wandoberfläche und der Wandoberfläche der Bohrung ein ringförmiger Strömungskanal vorgesehen ist, sowie mit einer mehrphasigen Schraubenwicklung, wobei die Spulen jeder Phase sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der Wandoberfläche innerhalb eines gesonderten Paares von sich diametral gegenüberliegenden, schraubenförmigen Schlitzen erstrecken (US-PS 32 51 302).
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wirkungsgrad und Leistungsfaktor der gattungsgemäßen Pumpe zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1.
- Patentanspruch 2 enthält eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung.
- Die erfindungsgemäße elektromagnetische Pumpe und deren Vorteile sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen
- Fig. 1 einen Längsschnitt der Pumpe und
- Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch den Kern der Pumpe in vergrößerter Darstellung.
- Die elektromagnetische Pumpe nach den Fig. 1 und 2 weist ein zylindrisches Gehäuse (2) mit einer Mittelbohrung (3) und einem in dieser koaxial angeordneten zentralen Kern (1) auf, wobei zwischen dessen Wandoberfläche und der Wandoberfläche der Bohrung (3) ein ringförmiger Strömungskanal (4) gebildet wird. Kern (1) und Gehäuse (2) bestehen aus einem ferromagnetischen Stahl, z.B. einem Chromstahl. Die Spulen (5) einer dreiphasigen Schraubenwicklung sind in sechs Schlitzen (6), die mit gleichem Winkelabstand über die Kernoberfläche verlaufen, um den Kern (1) gewickelt.
- Die in Reihe geschalteten Spulen (5) jeder Phase weisen eine Vielzahl von Windungen eines metallummantelten, mineralisolierten, hitzebeständigen Leiters auf, erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der Wandoberfläche des Kerns (1) innerhalb eines gesonderten Paares von sich diametral gegenüberliegenden, schraubenförmigen Schlitzen (6) und stehen in direktem Kontakt mit dem durch den Kanal (4) strömenden flüssigen Metall.
- Ein in Fig. 2 dargestellter Schlitz (6) in der Oberfläche des Kerns (1) enthält beispielsweise neun Windungen eines rechteckigen Kupferleiters (15) mit einer Magnesiumoxidisolierung (16) und einem Edelstahlmantel (14).
- Die Spulen (5) sind über einen Anschlußkasten (7) mit einer elektrischen Energiequelle (9) verbunden.
- Drei Leitbleche bzw. Rippen (10), die sich in Längsrichtung und radial in dem ringförmigen Strömungskanal (4) erstrecken, dienen dem Zweck, eine Kreisströmung des Metalls im Kanal (4) zu unterdrücken und den Kern (1) in dem Pumpengehäuse (2) zu zentrieren.
- Die Pumpe ist in eine Flüssigmetalleitung (11) mit einer Einlaßöffnung (12) und einer Auslaßöffnung (13) eingebaut. Bei Betrieb der Pumpe wird das flüssige Metall durch das von der elektrischen dreiphasigen Schraubenwicklung erzeugte Magnetfeld über den Strömungskanal (4) durch die Leitung (11) gefördert.
- Durch die vorbeschriebene Wicklung der einzelnen Leiter um den Kern entfällt eine Sternverbindung am Ende jeder Dreiphasenwicklung und die Verteilung des Magnetfeldes wird geglättet, wodurch gegenüber den bekannten elektromagnetischen Pumpen eine Verbesserung des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors erreicht wird. Der verwendete metallummantelte, mineralisolierte Leiter ist gegenüber dem flüssigen Metall in hohem Maße korrosionsbeständig, so daß eine besondere Schutzhülse für den Leiter entbehrlich ist. Die sich durch den Fortfall einer Schutzhülse ergebende Reduzierung des Magnetspaltes trägt zu einer weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades der Pumpe bei. Durch die Kühlwirkung des flüssigen Metalls können die Leiter eine hohe Stromdichte führen, ohne daß Überhitzungen auftreten. Die Spulenwicklungen jeder Phase ermöglichen eine ausreichende Stromdichte bei einer relativ geringen Strombelastung, und durch die Ausbildung der Leiter als Rechteckleiter wird eine Erhöhung der Stromführungskapazität der Spulen erzielt.
- Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der vorbeschriebenen elektromagnetischen Pumpe sind mit flüssigem Metall betriebene Kühlsysteme von Schnellbrüter-Kernreaktoren.
Claims (2)
1. Elektromagnetische Pumpe für flüssiges Metall mit einem in der Bohrung eines Pumpengehäuses koaxial angeordneten zentralen Kern, wobei zwischen dessen Wandoberfläche und der Wandoberfläche der Bohrung ein ringförmiger Strömungskanal vorgesehen ist, sowie mit einer mehrphasigen Schraubenwicklung, wobei die Spulen jeder Phase sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der Wandoberfläche innerhalb eines gesonderten Paares von sich diametral gegenüberliegenden, schraubenförmigen Schlitzen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (5) jeder Phase eine Vielzahl von Windungen eines metallummantelten, mineralisolierten Leiters aufweisen und daß die Spulen (5) in direktem Kontakt mit dem flüssigen Metall stehen.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flügel oder Rippen (10) sich in Längsrichtung und radial im ringförmigen Strömungskanal (4) erstrecken.
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