DE1513754A1 - Electrical circulating device using dielectric media - Google Patents
Electrical circulating device using dielectric mediaInfo
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Description
"Dielektrische Medien verwendendes, elektrisches umlaufendes GeräC. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Geräte mit einem Paar im Verhältnis zueinander drehbarer Teile, wie etwa einem Stator und einem Rotor, wobei die in einem Ab- stand voneinander liegenden Oberflächen der entsprechenden Teile einen Trennraum dazwischen bilden, der mit einem dielektrischen Medium gefüllt ist."Dielectric Media-use, electric circulating GeräC. The invention relates to electrical devices having a pair relative to each other rotatable parts such as a stator and a rotor, wherein in a distance-from each other, forming a separation space intervening surfaces of the respective parts which is filled with a dielectric medium.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Gerät der genannten Art, das elektrostatlsche Generatoren und Motoren umfasst, und worin einer der Im Verhältnis zueinander drehbaren Teile, der Rotorteil einen umlaufenden Ladungsträger darstellt. In den letzten Jahren und weitgehend als Ergebnis der früheren Arbeiten des Anmelders auf diesem Gebiet wurden elektrostatische Generatoren, die umlaufende Ladungsträger verwenden, entwickelt, die in der Lage sind, viele Kilowatt Leistung mit Spannungswerten von Hunderten von Kilovolt abzugeben, während sie gleichzeitig eine äusserst kompakte Grösse aufweisen; derartige Generatoren haben jetzt die Tendenz, die üblicheren elektromagnetischen Generatoren abzulösen, die in der Vergangenheit fast ausschliesolich verwendet wurden, und zwar in einer ständig zunehmenden Anzahl von Anwendungsgebieten.The invention relates in particular to a device of the aforesaid Kind of that electrostatic generators and motors includes, and wherein one of the parts rotatable in relation to each other, the rotor part a rotating part Represents charge carriers. In recent years, and largely as a result of earlier ones Applicant's work in this area has been electrostatic generators, which use rotating load carriers, which are capable of many kilowatts Delivering power with voltages of hundreds of kilovolts while simultaneously have an extremely compact size; such generators now have a tendency to to replace the more common electromagnetic generators that were used in the past were used almost exclusively, and in an ever increasing number of application areas.
In der Betriebstheorie derartiger elektrostatischer Generatoren, genauso wie mit anderen Geräten der genannten Art, bei denen ein elektrisches Feld durch ein dielektrisches Medium hindurch vorhanden ist, wird gezeigt, dass die spezifische Leistung der Maschine, d.h. die Leistung, die je Einheitsvolumen vorhanden Ist, proportional dem Produkt der dielektrischen Konstante des verwendeten Mediums ist, multipliziert mit der Feldstärke, die durch das Medium zur Anwendung gebracht wird, ins Quadrat erhoben. Mathematisdh ist die spezifische Leistung - K x£E 2 , wobei £ die dielektrische Konstante und E die angewendete Feldstärke ist.In the operating theory of such electrostatic generators, as well as with other devices of the type mentioned, in which an electric field is present through a dielectric medium, it is shown that the specific power of the machine, ie the power that is available per unit volume, is proportional is the product of the dielectric constant of the medium used, multiplied by the field strength applied by the medium, squared. Mathematisdh is the specific power - K x £ E 2 , where £ is the dielectric constant and E is the applied field strength.
Da die maximal zuläsbige Foldstärke E direkt von der dielektrischen
Stärke oder Starrheit des verwendeten Mediums
toren von der Umlaufträgerart, deren Leistung gegenUber der üblicher Maschinen dieser Art erheblich erhöht ist, und zwar infolge der Verwendung einer Polarflüssigkeit von hoher Resistivität und dielektrischen Merkmalen als dielektrisches Medlum in der Maschine. Eine weitere Zielsetzung ist, solche Maschinen zu schaffen, die wahlweise entweder von der Art leitender Ladungsträger oder -isolierender Ladungsträger sind; ferner strebt die Erfindung an, die Lehren der vorstehend erwähnten gleichzeitiglaufenden Patentanmeldungen mit den Anforderungen einer elektrostatischen Umlaufträgermaschine in Einklang zu bringen, um eine verbesserte praktisch arbeitende Maschine erhöhter Leistung zu schaffen, die ein flüssiges dielektrisches Medium veLrwendet.gates of the circulating carrier type, their performance compared to the usual Machines of this type is significantly increased as a result of the use of a Polar liquid of high resistivity and dielectric properties as a dielectric medium in the machine. Another objective is such To create machines that are either of the conductive type or -isolating charge carriers; the invention also seeks the teachings of the aforementioned concurrent patent applications with the requirements an electrostatic rotary carrier machine to bring an improved practically working machine of increased power to create a liquid dielectric Medium used.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeiapiele.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description of several shown in the accompanying schematic drawings Implementation examples.
Fig. 1 ist eine Standarddarstellung in einem Querschnitt eines vierpoligen elektrostatiaohen Generators der leitenden Ladungsträgerart mit einem äusseren Stator und inneren Rotor nach der Erfindung, Fis. 2 zeigt einen Generator ähnlicher Art, jedoch mitj einem inneren Stator und äusseren Rotor$ Fig, 3 ist eine erläuternde graphische Darstellung, Fig. 4 ist eine Ansicht, die im allgemeinen Fig. 1 und 2 ähnlich ist, aber eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeigt, angewendet an einem vierpoligen Generator mit leitenden Ladungsträgern, und Fig. 5 zeigt die Erfindung in einer Ausführungsform, die ähnlich der der Fig. 4 ist, aber .-i-igei#.,endet auf einen Generator mit isoliertem Träger.Fig. 1 is a standard representation in cross section of a four-pole electrostatic generator of the conductive charge carrier type with an outer stator and inner rotor according to the invention, FIG. Figure 2 shows a generator of a similar type, but with an inner stator and outer rotor. Figure 3 is an explanatory diagram, Figure 4 is a view generally similar to Figures 1 and 2, but showing a modified embodiment of the invention , applied to a four-pole generator with conductive charge carriers, and FIG. 5 shows the invention in an embodiment which is similar to that of FIG. 4, but.-i-igei #., terminates in a generator with an insulated carrier.
Die frühere Entdeckung des Anmelders, die im einzelnen in der vorstehend erwähnten, gleichzeitig laufenden Anmeldung beschrieben ist, wird zunächst erläuternd zusammengefasste Es ist festgestellt worden, dass, wenn eine Polarflüssigkeit In die Mitte einer von drei Lbteilungen eingebracht wird, die durch geeignete permeabilitätsselektive MembrLnen getrennt sind und einem elektrischen Feld über Elektroden ausgesetzt wird, die in den Seitenabteilungen untergebracht sind, die genannte Polarflüssigkeit ständig durch ein Verfahren gereinigt wird, das verwandt, aber dennoch verschieden von der Elektrodialyse Ist, und auf diese Weise-in einen Zustand äusserst hoher Resistivität und dielektrischer Eigenschaften gebracht und ständig darin gehtzlten werden kann.Applicants' prior discovery, detailed in the above mentioned, simultaneous application is described, is first explanatory In summary, it has been found that when a polar liquid is In the middle of one of three divisions is introduced, which are permeability-selective by suitable Membranes are separated and exposed to an electric field via electrodes, which are housed in the side compartments, the said polar liquid constantly is purified by a process related to but nonetheless different from that Electrodialysis is, and in this way, in a state of extremely high resistivity and dielectric properties and can be constantly revised in it.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Hinweis auf die beigefügten 4-deichnungen beschrieben.The present invention will now be described with reference to the accompanying 4-dikes described.
In Fig. 1 ist ein elektrostatischer vierpoliger Generator der Töpler-Art beschrieben, dli. mit leitenden Ladungsträgern von verbesserter Bauart in Übereinstimmung mit der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform weist der Generator einen inneren Rotor und äusseren Stator auf. Der Generator hat demgemäss einen ringförmigen zylindrischen Stator 2 und einen im allgemeinen zylindrischen Rotor 4, der koaxial innerhalb des Stators zur Drehung darin im Uhrzeigersinne, wie durch den Pfeil f angezeigt, untergebracht ist. Jeder beliebige nicht gezeigte Elektromotor kann vorgesehen werden, um den Rotor in Drehung zu halten. Ein ringförmiger Raum 6 ist zwischen den benachbarten Oberflächen des Stators 2 und des Rotors 4 vorhanden.In Fig. 1 , an electrostatic four-pole generator of the Töpler type is described, dli. with conductive charge carriers of improved design in accordance with the invention. In this embodiment, the generator has an inner rotor and an outer stator. The generator accordingly has an annular cylindrical stator 2 and a generally cylindrical rotor 4 housed coaxially within the stator for clockwise rotation therein as indicated by arrow f. Any electric motor not shown can be provided to keep the rotor rotating. An annular space 6 is provided between the adjacent surfaces of the stator 2 and the rotor 4.
An der Innenoberfläche des ringförmigen Stators 2 befinden sich vier halbdurchlässige oder permeabilitätsselektive Membranen 8, lo, 12, 14. Jede Membran oder Diaphragma hat einen Hauptwandungsteil in Form eines zylindrischen Segmentes, das koaxial zu dem Stator liegt und in der botenförmigen Ausdehnung etwas kleiner als ein Viertel eines Kreisumfanges und in einem radialen Abstand von der Innenoberfläche des Stators 2, um mit dieser Oberfläche eine Kammer 16, 18, 2o, 22 zu bilden. Der teilweise zylindrische Wandungsteil der Membran ist auf beiden Seiten durch kurze Seitenwandteile wie etwa 24, 26 verlängert, die sich radial erstrecken und mit dem teilweise zylindrischen Wandteil durch abgerundete Eckabschnitte verbunden sind. Die radialen Seitenwände 24, 26 sind mit ihren freien Enden in Schlitze eingeführt, die an der Innenoberfläche des Stators entlang Erzeugenden desselben ausgebildet sind, und diese freien Enden*können weiterhin in ihrer Stellung mit einem geeigneten isolierenden Klebstoff festgelegt sein, wie etwa einem Epoxydharz. An ihren axialen Enden sind die Kammern 16, 18, 2o, 22 durch nicht gezeigte Endwandungen begrenzt, die an der Statoroberfläche in einer im allgemeinen ähnlichen Art und Weise befestigt werden können wie die Seitenwandungen, um jede der vier Statorkammern fest abzudichten.On the inner surface of the ring-shaped stator 2 there are four semi-permeable or permeability-selective membranes 8, lo, 12, 14. Each membrane or diaphragm has a main wall part in the form of a cylindrical segment, which is coaxial with the stator and slightly smaller than a messenger-shaped extension Quarter of a circumference and at a radial distance from the inner surface of the stator 2 in order to form a chamber 16, 18, 20, 22 with this surface. The partially cylindrical wall part of the membrane is extended on both sides by short side wall parts such as 24, 26 , which extend radially and are connected to the partially cylindrical wall part by rounded corner sections. The radial side walls 24, 26 have their free ends inserted into slots formed on the inner surface of the stator along generatrices thereof, and these free ends * may further be secured in place with a suitable insulating adhesive, such as an epoxy resin. At their axial ends, the chambers 16, 18, 20, 22 are bounded by end walls, not shown, which can be attached to the stator surface in a generally similar manner as the side walls to tightly seal each of the four stator chambers.
An der Aussenoberfläche des Rotors 4 sind vier halbdurchlässige oder permeabilitätsselektive Membranen 28.. 3oj, .32.9 34 angeordnet. Jede Membran hat einen halbzylindrischen Hauptwandungs-Abschnitt, der etwas kleiner ist als ein Viertel eines Kreisumfangs in der winkelmässigen Erstreckung und radial von der Rotoroberfläche entfernt, um die vier Kammern 36, 38, 4o, 42 damit zu bilden. Die Membran hat weiterhin Seitenwandungsteile, die sich radial erstrecken und mit ihren freien Enden in Schlitze in Richtung der Erzeugenden, die in der Rotoroberfläche ausge bildet sindj eingeführt und darin festgeklebt sind. Die Rotorkammern sind axial durch nicht gezeigte Endwände abgeschlossen$ wodurch Jede der Kammern flüssigkeitadicht abgedichtet ist. Innerhalb der vier Statorkammern 16, 181 2o, 22 befinden sich entsprechende Elektroden 44, 46o 48s 50, und in den Rotorkammern 36, 38s 4o$ 42 befinden sich entsprechende Elektroden 52, 543 561 58. Die Elektroden können aus jedem beliebigen geeigneten korrosionsfesten und elektrisch leitenden Material hergestellt sein.Four semi-permeable or permeability-selective membranes 28 ... 3oj, .32.9 34 are arranged on the outer surface of the rotor 4. Each diaphragm has a semi-cylindrical main wall section which is slightly smaller than a quarter of a circumference in the angular extent and radially removed from the rotor surface in order to form the four chambers 36, 38, 40, 42 therewith. The diaphragm also has side wall parts which extend radially and are inserted with their free ends into slots in the direction of the generatrices which are formed in the rotor surface and are glued therein. The rotor chambers are axially closed by end walls (not shown), whereby each of the chambers is sealed in a liquid-tight manner. Corresponding electrodes 44, 46o 48s 50 are located within the four stator chambers 16, 181 2o, 22 and corresponding electrodes 52, 543 561 58 are located within the rotor chambers 36, 38s 40, 58. The electrodes can be of any suitable corrosion resistant and electrical be made conductive material.
Die diametral entgegengesetzten Statorelektroden 44 und 48 sind durch einen Leiter 6o miteinander verbunden und sind parallel mit einer Hochspannungsausgangsklemme 62 des Generators, der hier von positiver Polarität Ist, verbunden. Das andere Paar diametral entgegengesetzter Statorelektroden 46 und 5o ist durch einen-Leiter 64 verbunden und parallel mit einer Endklemme 66, die eine der beiden Ausgangsklemmen darstellt, hier die negative Klemme einer Hilfeerregerquelle E und deren andere Endklemme 0 geerdet ist.The diametrically opposed stator electrodes 44 and 48 are connected to one another by a conductor 6o and are connected in parallel to a high-voltage output terminal 62 of the generator, which is here of positive polarity. The other pair of diametrically opposed stator electrodes 46 and 50 is connected by a conductor 64 and is grounded in parallel with an end terminal 66, which is one of the two output terminals, here the negative terminal of an auxiliary excitation source E and the other end terminal 0 of which is grounded.
Der Generator weist eine Kommutationsachalteranordnung auf, die mit vier'Kollektorsegmenten 68, 70, 72, 74 gezeigt ist, von denen jedes sich bogenförmig Über 450 erstreckt, angeordnet auf einem gemeinsamen Umfang, wobei alle vier Segmente körperlich mit dem Rotor 4 zusammen umlaufen können.The generator has a commutation switch arrangement, which is shown with four collector segments 68, 70, 72, 74, each of which extends arcuately over 450, arranged on a common circumference, wherein all four segments can physically rotate together with the rotor 4.
diametral gegenüberliegende Paar von Segmenten 68 und 72 ist durch einen Leiter 8o quer verbunden und mit beiden Rotorelektroden 52, 56 eines ersten diametral entgegengeseV.,ten Paares verbunden. Das andere diametral entgegengesetzbe Paar der Kommutatorsegmente 70 und 74 ist in ähnlicher Weise durch einen Leiter 82 quer verbunden und mit dem restlichen Paar von Rotorelektroden 54 und 58. Durch Reibung an den vier Kollektorsegmenten angreifend sind zwei stationäre Bürsten 76, 78 vorhanden, die in einem um goo verschobenen Verhältnis um den Stator herum angeordnet sind. Die Bürste 76 ist durch einen Leiter 84 und einen Leiter 6o mit der Generatorausgangsklemme 62 verbunden und die Bürste 78 durch einen Leiter 86 mit der geerdeten Endklemme 0. diametrically opposed pair of segments 68 and 72 are transversely connected by a conductor 8o and connected to both rotor electrodes 52, 56 of a first diametrically opposed, th pair. The other diametrically entgegengesetzbe pair of commutator segments 70 and 74 is similarly transversely connected by a conductor 82 and attacking the remaining pair of rotor electrodes 54 and 58. By friction in the four commutator segments are two stationary brushes 76, 78 exist in a are arranged around the stator in a shifted ratio. The brush 76 is connected to the generator output terminal 62 by a conductor 84 and a conductor 6o and the brush 78 is connected by a conductor 86 to the grounded end terminal 0.
Der ringförmige Raum 6 und die acht Kammern, die die vier Statorkammern 16 - 22 und die vier Rotorkammern 36 bis 42 einschliessen, werden über nicht gezeigte verschliessbare Püllöffnungen mit Mengen einer geeigneten Polarflüssigkeit gefUllt, die wünschenswerterweise anfänglich die gleiche im Raum 6 und in den Kammern sein kann. Eine solche Flüssigkeit kann beispielsweise Nitrobenzol handelsüblicher Art sein. Das Gerät arbeitet wie folgt: Jeglicher Punkt des ringförmigen Flüssigkeitskörpers, der in dem Raum 6 enthalten ist, wird während gewisser Teile einer jeden Umdrehung des Rotors 4 einem intensiven elektrischen Feld ausgesetzt, das wie später erläutert wird, zwischen einer der vier Statormembranen 8 - 14, die sich kontinuierlich auf einer Spannung + U oder - U befinden und einer der vier Rotormembranen 28 - 34, die sich auf veränderlichen Kripannungen zwischen 0 bis + U befinden, erzeugt wird. Unter der Einwirkung dieses Feldes werden jegliehe verunreinigende Ionen" die in der Flüssigkeit in dem ringförmigen Raum 6 vorhanden sind$ veranlasst, durch die perineabilitätsselektiven Membranen in die am nächsten gelegene der Statorkammern 16 - 22 oder in die nächstgelegene der Rotorkammern _36 - 4-2, je nach dem Vorzeichen des Ions zu wandern und bleiben in der Kammer eingeschlossen. Die j,rt und Weise, in der die entsprechenden Membranen gewählt werden sollen.. um eine solche .Wanderung zu gestatten, wird später besprochen.The annular space 6 and the eight chambers, the four stator chambers 16 - include 22 and four rotor chambers 36 and 42 are filled via not shown closable Püllöffnungen with amounts of a suitable polar liquid which is desirably initially the same in the space 6 and in the chambers can be. Such a liquid can be commercially available nitrobenzene, for example. The device operates as follows: Any point of the annular body of liquid contained in the chamber 6 of each revolution of the rotor 4 is exposed to an intense electric field during certain parts that will be explained later, between one of the four Statormembranen 8 - 14 , which are continuously at a voltage + U or - U and one of the four rotor diaphragms 28 - 34, which are located at variable voltages between 0 and + U , is generated. Under the influence of this field jegliehe impurity ions are made "the present in the liquid in the annular space 6 are $, by the perineabilitätsselektiven membranes in the closest to the stator chambers 16-22 or in the nearest of the rotor chambers _36 - 4-2, migrate according to the sign of the ion and remain trapped in the chamber. The j, rt, and manner in which the appropriate membranes should be chosen ... to permit such migration will be discussed later.
Innerhalb eines kurzen Zeitraumes, z.D. einigen Sekunden, n#ichdem die Haschine in Betriei) gesetzt viorden ist, ninjn.t dit7# Flüssigkeit in dem ringfürmigen Raum 6 einen Zustand äusserst hoher Reinheit un und ihre Resistivität nimmt einen entsprechend hohen dert in der Grössenordnung von 1 C, - - 12 10 bis LO Ghni-Zentimeter #1.n, woraufhin die Flüssigkeit als erstlUassiver Isolator wirkt. Gleichzeitig bleibt oder wird die in den Stator- und Rotorkammern enthaltene Flüssigkeit ein guter Leiter. Zu diesem Zeitpunkt und später kann die beschriebene Maschine als das genaue Äquivalent vom arbeitsmässigen Standpunkt eines üblichen elektrostatischen Generators der Leitungsfürderklasse (Toeplermaschine) angesehen werden, wobei die Membranen 8 - 14 die l'unktion der-sogenannten Induktorelektroden üLernehmen, bestehend aus mett#1lischen Segmenten in dem üblichen Toepler-Generator und die Membranen 28 - _3)1 wirken als die sogenannten LadungsfUrderer oder Trägerelektroden (die ebenfalls aus mettllischen Segmenten in der üblichen Maschine bestehen. Jede der permeabilitätsselektiven Membranen ist nun elektriAch leitend, da sie auf einer ihrer Seitenoberflächen von einer leitenden Flüssigkeit berührt wird und demgemäss eine gleichvoltige Oberfläche des elektrischen Feldes darstellt. Vorzugsweise sind die Seitenteile einer jeden Meinbran einschliesslich der abgerundeten Abschnitte, die den teilweise zylindrischen Wandabschnitt mit den radialen Seitenwandungen verbinden, so ausgebildet, dass sie eine gleichmässige Verteilung der Kraftflusslinien des elektrisehen Feldes schaffen, wie schematisch bei 83 gezeigt. Während die Arbeitsweise der Maschine beim Erzeugeh der elektrischen Kraft ähnlich der eines üblichen Toepler-Generators ist, wird sie hier der Vollständigkeit halber kurz beschrieben.Within a short period of time, e.g. a few seconds, after the machine has been put into operation, the liquid in the annular space 6 reaches a state of extremely high purity and its resistivity takes a correspondingly high level of order of magnitude 1 C, - - 12 10 to LO Ghni-Centimeter # 1.n, whereupon the liquid acts as the first passive insulator. At the same time, the liquid contained in the stator and rotor chambers remains or becomes a good conductor. At this stage and later, the machine described can be used as the exact equivalent of the work regular position of a conventional electrostatic generator of Leitungsfürderklasse (Toeplermaschine) are considered, the membranes 8 - 14 the l'unction the-so-called inductor electrodes üLernehmen consisting of mett # 1lischen segments in the usual Toepler generator and the membranes 28 - _3) 1 act as the so-called charge conveyors or carrier electrodes (which also consist of metallic segments in the usual machine. Each of the permeability-selective membranes is now electrically conductive because it is The side parts of each Meinbran, including the rounded sections that connect the partially cylindrical wall section with the radial side walls, are preferably designed in such a way that s they create a uniform distribution of the lines of force flow of the electric field, as shown schematically at 83 . While the operation of the machine when generating the electrical power is similar to that of a conventional Toepler generator, it is briefly described here for the sake of completeness.
Wenn der Zeitpunkt im Arbeitszyklus in Betracht gezogen wird, der der Stellung gemäss Fig. 1 entspricht, und wenn angenommen wird, dass der Rotor 4 in der Richtung umläuft" die vom Pfeil f gezeigt wird$ ergibt sich, dass beide Meinbranen 3o und 34, die als Ladungsträger wirken$ sich auf einer Spannung 0 befinden, wegen des Angreifens der Bürste 78 an dem Kollektorsegment 74 und dass die Mombraneti sich gerade einem übereinstimmenden Verhältnis mit den ätatormembranen lo und 14 nähern, die die Induktoren darstellen» und die sich auf einer Spannung von-U befinden. Demgemänn nimmt die gegenseitige Kapazitanz der Ladungsförderer und' Induktoren zu, und die Ladungsträger nehmen eine zunehmende positive Ladung durch elektrostatische Induktionen an. Wenn 0-der Rotor 4 sich über die 45 Stellung hinausbewegt, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die positive Ladung, die von'beiden Trägern 3o und 34 aufgenommen wird, maximal. Zu diesem Zeitpunkt trennt sich die Bürste 78 vom Segment 74, so dass beide Ladungsträger von Erde isoliert sind. Sie behalten daher die aufgenommene Ladung bei, und da die gegenseitige Kapazitanz der Träger 3o, 34 und Induktoren lo, 14 sich nun zu verringern beginnt, steigt die Spannung beider 0 Träger. Während der Rotor sich von einer Stellung von 9o über die gezeigte Stellung hinaus bewegt, erreichen beide Träger 3o, 34 die Spannung +U, In diesem Zeitpunkt greift die Bürste 76 am*Segment 74 an, so dass die elektrische Ladung, die sIch auf beiden Trägern 3o, 34 befindet, nun durch die Bürste 76 und den Leiter 84 abgeleitet wird und über den Leiter 6o zur Generatorausgangsklemme 62 geleitet wird. Es ist klar, dass der gerade im Zusammenhang mit den Ladungeträg-ern 3o, 34 beschriebene Arbeitszyklus zweiml In Abständen von 18o0 je Umdrehung des Rotors wieder auftritt, und dann ein identischer Arbeitszyklus fUr die beiden anderen Ladungsträger 28 und 32 ebenfalls zweimal je Rotorumlauf auftritt, in einem abwechselnden Verhältnis mit den Zyklen der Träger 3o, 34. So wird an.der Generatorausgangsklemme 62 ein praktisch kontinuierlicher elektrischer Strom gesammelt mit einer Leistungsabgabe, die wesentlich h73her ist als die des Erregers E, dessen einzige Funktion im Dauerzustand ist, Verluste auszugleichen.If the point in time in the working cycle is taken into account, which corresponds to the position according to FIG. 1 , and if it is assumed that the rotor 4 rotates in the direction "which is shown by the arrow f $ it results that both Meinbranen 3o and 34, which act as charge carriers are at a voltage of 0 , because of the attack by the brush 78 on the collector segment 74 and that the Mombraneti are just approaching a matching ratio with the actuator membranes lo and 14, which represent the inductors and which are at a voltage are by-U. Demgemänn takes the mutual capacitance of the charge conveyor and 'inductors increases and the carrier to take an increasing positive charge by electrostatic induction in. If 0 the rotor 4 is moved beyond the 45 position, as shown in Fig. 1 is, the positive charge that is absorbed by the two carriers 3o and 34 is maximum. At this point in time, the brush 78 separates from the segment 74, so that b Both charge carriers are isolated from earth. Therefore, they retain the charge received, and since the mutual capacitance of the carrier 3o, 34 and inductors lo, 14 now begins to decrease, the voltage of both 0 carrier increases. While the rotor moves from a position of 9o beyond the position shown, both carriers 3o, 34 reach the voltage + U. At this point in time, the brush 76 acts on the segment 74, so that the electrical charge that is on both Carriers 3o, 34 is located, is now diverted by the brush 76 and the conductor 84 and is conducted via the conductor 6o to the generator output terminal 62 . It is clear that the working cycle just described in connection with the charge carriers 3o, 34 occurs twice at intervals of 1800 per revolution of the rotor, and then an identical working cycle for the other two charge carriers 28 and 32 also occurs twice per revolution of the rotor, in an alternating relationship with the cycles of the carriers 3o, 34. Thus a practically continuous electrical current is collected at the generator output terminal 62 with a power output which is considerably higher than that of the exciter E, whose only function in the steady state is to compensate for losses.
Die oben beschriebene Arbeitsweise wird klarer durch eine Betrachtung des Diagramms nach Fig. _3, das einen vollen Maschinenzyklus, d.h. eine Rotorumdrehung darstellt. Die Spannungsschwankungen der Induktoren wQrden zur Vereinfachung ausser Betracht gelassen. Die Abszissen zeigen die Werte der Rotorwinkelkoordinate von 0 bis 36o 0 C an. Der Ursprung der Winkelkoordinaten wird als der Zeitpunkt gewählt, zu dem die Verbindungselektrode 52 des Rotors mit der Statorelektrode 50 in Übereinstimmung stent, d.h. in einer Winkelstellung von 450 vor der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Die Kurve in vollen Linien zeigt die Spannungsschwankungen eines oder des andern der beiden Ladungsträger, die von den Rotormembranen _38 und _32 dargestellt werden.The method of operation described above becomes clearer by considering the diagram according to FIG. 3, which shows a full machine cycle, ie one revolution of the rotor. The voltage fluctuations of the inductors are disregarded for the sake of simplicity. The abscissas show the values of the rotor angle coordinate from 0 to 36o 0 C. The origin of the coordinate angle is chosen as the date on which the connection electrode 52 of the rotor with the stator electrode 50 in accordance stent, position that is shown in an angular position of 450 of the front in FIG. 1. The curve in full lines shows the voltage fluctuations of one or the other of the two charge carriers represented by the rotor diaphragms _38 and _32.
Die gestricheite Kurve bezieht sich in gleicher Art und Weise auf
das andere PaE-r der Membranen 3o, 34. Der Schaltvorgang, der von der Kommutatorgruppe
ausgeführt wird, geht In einer zyklischen Art und Weise vor sich, die aus einer
Betrachtung der folgenden Tabelle klür wird.
Fig. 2 veranschaulicht weiter ein zusätzliches Merkmal nach der Erfindung. Einsatzelemente wie etwa 88" go werden in die Zwischenräume eingefügt, die zwischen den Umfangsenden' der benachbarten Statormembranen 44, 46, 48, 5o ausgebildet sind, und zwischen den Umfangenden der benachbarten Rotormembranen 28, 3o, 322 34 um sich ständig gegenüberliegende Stator- und Rotoroberflächen zu schaffen, und dadurch die Fliessbedingungen für die Flüssigkeit in dem ringfürmigen Zwisohenraum 6 zu verbessernd Die Einsatzstücke 88, 9o sind aus einem geeigneten nicht korrodierbaren festen Material hergestellt$ desseti dielektrische Konstante sich derjenigen der Flüssigkeit im Raurh 6 nähert. Das Feldmuster, das zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden ist.. wird daher im wesentlichen unbeeinflusst gelassen.Figure 2 further illustrates an additional feature of the invention. Insert elements such as 88 "go are inserted into the spaces formed between the peripheral ends' of the adjacent stator diaphragms 44, 46, 48, 50 and between the peripheral ends of the adjacent rotor diaphragms 28, 30, 322, 34 around constantly opposed stator and stator diaphragms To create rotor surfaces, and thereby to improve the flow conditions for the liquid in the annular intermediate space 6 The inserts 88, 9o are made of a suitable non-corrodible solid material whose dielectric constant approximates that of the liquid in the cavity 6. The field pattern that between the stator and the rotor is present .. is therefore left essentially unaffected.
Die Abwandlungen der Erfindung, wie sie in Fig. 4 und 5 gezeigt sind, weichen von denjenigen, die vorstehend beschrieben wurden, nur dadurch ab, dass nur einer der beiden im Verhältnis zueinander drehbaren Teile des Generators, insbesondere der Stator mit flüssigkeitsenthaltenden Kammern und dazugehörigen permeabilitätsselektiven Membranen vorsehen Ist.The modifications of the invention, as shown in FIGS. 4 and 5 , differ from those that have been described above, only in that only one of the two relatively rotatable parts of the generator, in particular the stator with liquid-containing chambers and associated Provide permeability-selective membranes.
In Fig, 4'#Lat ein Toeplerartiger vierpoliger-Generator'dargestellt, der einen inneren Stator 2 und einen äusseren ringfömigen Rotor 4 aufweist, der koaxial mit dem Stator verbunden ist und zur Drehung im Verhältnis dazu durch nicht gezeigte Motoreinrichtungen angetrieben wird. Der Stator 2 ist im allgemeinen zylindrisch mit vier Einschnitten-16, 18, 223 die in seinem Umfang ausgeschnitten sind" um vier Kammern zu bilden, die gleichmässig um den umfing in einem Abstand stehen, wobei jeder Ausschnitt im wesentlichen weniger als go 0 in der bogenförmigen Ausdehnung ist. Während dJe vier Ausschnitte mit flachen Bodenwandungen gezeigt sind, können diese, falls erwünschts bogenförmig sein. Die äusseren Seiten der Ausschnitte sind mit Hilfe permeabilitätsselektiver halbdurchlässiger Membranen 8, lo, lZ, 14 abgedichtet, deren Randkante die Kanten der festen geborrenen Teile des Stators zwischen diesen Ausschnitten überlappend und L-bdichtend daran befestigt sind, #;jie etwa mit Epol-.,yhai,zverbindungen. Die Membranen 8 - 14 sind vorzugsweise, wie gezeigt, in eine teilweise zylindrische Form gebogen, um der *ausseren Oberfläche des Stij.tors einen Im wesentlichen glatten zylindrischen Gesz,tiltumriss zu verleihen. Iii den Kammern 16, 18, 2o, 22 montiert befinden sich die entsprechenden Kollektorelektroden 46, 43, 50. Die entgegengesetzten Elektroden 44 und 43 werden durch einen Leiter 6o kreuzverbunden und durch eine Le*.'tun#-p 62 mit der Lusgangsklemme des Generators verbunden, unü die entgegengesetzten Elektroden 216 und 50 sind durch einen Leiter 64 und mit einer Klemme der Erregerquelle mit einer Spannung -V verbunden, die gleich Gdc,r vers(31ilc#dc-r von -U sein kann. Die andere Endklemme der Erregerquelle E ist bei 0 geerdet, genauso wie eine Eniklemme eines Ladungs- oder Empfängergerätes 7, dessen z,ri(lei#e Endklemme mit der G#_#nerz#torausgangsklemme verbunist.A Toepler-like four-pole generator is shown in FIG. 4 ', which has an inner stator 2 and an outer annular rotor 4 which is connected coaxially to the stator and is driven to rotate in relation thereto by motor means not shown. The stator 2 is generally cylindrical with four cuts-16, 18, 223 cut out in its periphery to form four chambers evenly spaced around the periphery, each cutout being substantially less than go 0 in the While the four cutouts are shown with flat bottom walls, these can be arcuate if desired. The outer sides of the cutouts are sealed with the aid of permeability-selective semipermeable membranes 8, lo, lZ, 14, the marginal edges of which are the edges of the solid torched parts of the stator between the cutouts overlapping and L-bdichtend attached thereto #; jie about with Epol -, yhai, zverbindungen the membranes 8 - 14 are preferably, as shown, bent in a partially cylindrical shape, outer to the * surface.. of the stij.tors an essentially smooth cylindrical shape to give tilt contour.III the chambers 16, 18, 20, 22 are mounted h the respective collector electrodes 46, 43, 50. The opposite electrodes 44 and 43 are cross-connected by a conductor 6o and connected to the output terminal of the generator by a Le *. 'tun # -p 62, and the opposite electrodes 216 and 50 are through a conductor 64 and connected to a terminal of the excitation source with a voltage -V, which can be r verse (31ilc # dc-r -U equal Gdc. The other end terminal of the excitation source E is grounded at 0 , just like an Eniklemme of a charging or receiving device 7, whose z, ri (lei # e end terminal is connected to the G # _ # nerz # gate output terminal.
Dcr r-Lngf',-*rriiire Rotor 4 umfasst ein zylindrisches Gehäuse mit vier 1.ed;enden Elektrodenteilen 134, die Fun seiner äusseren Oberfl,-che befesti#,t sind, ur.,4 Ladungsträger zu bilden. Die TrägereLektroder. ha'Gen '-,Ile die Form eines Streifens bus leitender.- Mzaterial -jz.ri -.esentlicher L-Unge in RIchtung ,u den Erzeugenden des Rotors, senkrecht zur Ebene der Zeichnung, und wie gezeigt eine teilweise zylindrische Form mit einer bogenförmigen Ausdehnung, die etwm geringer ist als 90 0. Die Seitenränder eines jeden Streifens können abgerundet und radial nach aussen mit einem Flansch zur verbesserten Gleichmässigkeit der elektrischen Feldilluster versehen sein wie gezeigt. Die Ladungsträgerelektroden-streifen sind in jeder beliebigen geeigneten Art und '#ieise an dem äusseren Rotorgehäuse befestigt, z.B. mit Epo..,-.yharzverbindunZen. Der ringförinige Zwischenraum 6 zwischen dem Rotor und Stator wird zu Beginn mit einer geeigneten Polarflüssigkeit wie etwa Nitrobenzol gefüllt. Jede der vier Statorkammern 16 - 22 wird ebenso mit einer Flüssigkeit gefüllt, die wünschenswerterweise anfänglich die gleiche ist -wie die in den rIngförmigen Raum 6 eingeführte. Nicht gezeigte verschliessbare Öffnungen können zur Erleichterung des Einflillvorganges vorgesehen werden. Kommutatoreinrichtungen gehören zu den Rotorelektroden 128 - 132 und sind nicht gezeigt, da sie gleich der Kommutatoreinriolitung sein können, die In Fig. 1 und 2 gezeigt ist. So kann die Kommutatorgruppe vier Kollektorsegmente aufweisen, die sich Uber 45 0 Bogen erstrecken und körperlieh mit dem Rotor 4 drehbar sind$ wobei ein Paar entgegengesetzter Segmente mit einem ersten Paar entgegengesetzter _. Trägerelektroden verbunden Ist, wie etwa 128 und 132, während das andere Paar der Segmente mit dem anderen Paar der Trägerelektroden 13o und 134 verbunden ist. Die öe,.",mente können durüh zwei stationäre Lürsten ergriffen werden, die in go 0 verschobenem Verhältnis ari#;eordnet un-1, mit der Generatorausgangsklemme 62 und Erde wie in Fig. 2 verbunden sind. Andere ##eeignete Kommutierungsanordnungen können verwendet werden.The rotor 4 comprises a cylindrical housing with four electrode parts 134 which are attached to its outer surface in order to form 4 charge carriers. The carrier electrode. ha'Gen '-, Ile the shape of a strip of bus conductive.- Mzaterial -jz.ri -.Material L-Unge in the direction, u the generatrix of the rotor, perpendicular to the plane of the drawing, and as shown a partially cylindrical shape with a arcuate extension, which is somewhat less than 90 0. The side edges of each strip can be rounded and radially outwardly provided with a flange for improved uniformity of the electric field pattern, as shown. The charge carrier electrode strips are attached to the outer rotor housing in any suitable manner, for example with epoxy resin connections. The annular space 6 between the rotor and stator is initially filled with a suitable polar liquid such as nitrobenzene. Each of the four stator chambers 16-22 is also filled with a liquid which is desirably initially the same is -As introduced into the annular space. 6 Closable openings (not shown) can be provided to facilitate the filling process. Commutating among the rotor electrodes 128 to 132 and are not shown as they can be equal to the Kommutatoreinriolitung shown in Fig. 1 and 2. Thus, the commutator may comprise four commutator segments, the Uber 45 extend 0 bow and are rotatable with the rotor body lent $ 4 wherein a pair of opposed segments with a first pair of opposed _. Support electrodes is connected, such as 128 and 132, while the other pair of segments is connected to the other pair of support electrodes 13o and 134. . OEE, "elements can durüh two stationary Lürsten be taken shifted in go 0 ratio ari #; used eordnet un-1, are connected to the generator output terminal 62 and earth as shown in Figure 2 Others ## eeignete Kommutierungsanordnungen can.. will.
Die Membranen lo und 14 bestehen 2.us kuthodischei.,i Icnenaustauschmaterial, d.h. einem für Kationen (positive Ionen) durchlässigem, während die Membranen 8 und 12 aus anodischem Ionenaustauschermaterial hergestellt sind, das für Anionen durchlässig ist.The membranes 10 and 14 are made of anodic ion exchange material, ie one that is permeable to cations (positive ions), while the membranes 8 and 12 are made of anodic ion exchange material that is permeable to anions.
Im Betrieb des Generators nach Fig. 4 ist darauf hinzuweisen, dass an den Membranen lo und 14, deren zusammengehörende Elektroden 46 und 50 mit einer negativen Spannung -V verbunden sind, ein einwärts gerichtetes (zentripetales) elektrisches Feld besteht, während benachbarte Membranen 8 und 12, deren dazugehörige Elektroden 44 und 48 mit der positiven Ausgangsspannung +U verbunden sind, ein nach auswärts gerichtetes zentrifugales Feld vorhanden ist. Wenn jegliche positive verunreinigende Ionen (Kationen) in der Flüssigkeit In dem Raum 6 in einem Bereich nahe entweder der negativen Membran lo oder 14 vorhanden sind, ererden diese positiven Ionen einwärts entlang deriraftlinien des zentripetalen Feldes getrieben, und da die Membranen lo und 14 kathodische gemacht sind, d.h. durch positive Ionen durchdringbar, werden die genannten verunreinigenden Kationen durch die Membranen in die Kammern 13 Lind '.-2 geleitet und bleiben in den Kammern einCeschlossen, -..,o sie die Ionenkonzentration der Flüssigkeit in diesen Krximern erhöhen.In the operation of the generator according to FIG. 4, it should be pointed out that an inwardly directed (centripetal) electrical field exists at the membranes lo and 14, the electrodes 46 and 50 of which belong together are connected to a negative voltage -V, while adjacent membranes 8 and 12, the associated electrodes 44 and 48 of which are connected to the positive output voltage + U, an outwardly directed centrifugal field is present. If any positive contaminating ions (cations) are present in the liquid in the space 6 in an area near either the negative membrane lo or 14, these positive ions will be driven inwardly along the centripetal field lines, and as the membranes lo and 14 are made cathodic are, ie can be penetrated by positive ions, the mentioned contaminating cations are conducted through the membranes into the chambers 13 and 2 and remain enclosed in the chambers, - .., o they increase the ion concentration of the liquid in these Crximern.
Gleichzeitig werien Jegliche negativen verunreinigenden Ionen (Anionen), die in der Flüssigkeit im Raum 6 in einem Bereich neben einer der positiven Membranen 8 und 12 vorhanden sind, einwärts entlang den Kraftlinien des Zentrifugalen Feldes getrieben (da negative Ladungen der Richtung des Feldes entgegenwandern) undda die Membranen 3 und 12 anodisch gemacht sind, d.h. durch negative Ionen durchdringdringbar, werden die jE-ei-iz-,iin#Geti verunreini##enden Anionen durch die Membranen 'Ln die Iramrr.#er lu und -'lo geleitet, wo sie eingefangen bleiben und die Ionenkenzentration der Flüssigkeit in diesen Kammern erhihen.At the same time, any negative contaminating ions (anions) present in the liquid in space 6 in an area next to one of the positive membranes 8 and 12 are propelled inward along the lines of force of the centrifugal field (as negative charges migrate against the direction of the field) and there The membranes 3 and 12 are made anodic, ie can be penetrated by negative ions, the jE-ei-iz-, iin # Geti contaminating ## end anions are passed through the membranes' Ln the Iramrr. # er lu and -'lo where they remain trapped and increase the ionic concentration of the liquid in these chambers.
Wenn danach jeglIche verunreinigende Kationen Im Raum 6 In Betracht gezogen werden, die neben den 1-ositiven Meribranen 8 und 12 lieZen, wei#.#-'#en solche positiven Ionen #_lle zurückgewiesen u.,.j rad."Lz-,1 --,--eh aussen getrieben und huben die Neigung, sich auf der des Rotors 4 #"bzusetzen, wobei einige von ihnen möglicherweise i;-.# der Flüssigkeit im Raum suspendiert blei*-"eii. der Drehwig des Rotors 4, der teilweise die Flüssigkeit im Raum, 6 mit sich nimmt, werden diese Zurückgestossenen Kationen prompt in Stellungen neben den negativen Membranen lo und 14 gebracht, wo sie von den Kraftlinlen der Zentripetalfelder z#ufgenommen werden und die kathodischen Membranen lo und 14 in die Kammern 18 und 22 durchlaufen.If afterwards any contaminating cations in space 6 are taken into account, which lie next to the 1-positive meribrances 8 and 12, #. # - '# en such positive ions #_lle rejected u.,. J rad. "Lz-, 1 -, - eh driven outwards and lift the tendency to sit on top of that of the rotor 4 # ", some of them possibly i; -. # Of the liquid in the space suspended * -" eii. The rotation of the rotor 4 , which partially takes the liquid in space 6 with it, these repulsed cations are promptly brought into positions next to the negative membranes lo and 14, where they are picked up by the force lines of the centripetal fields and the cathodic membranes lo and 14 into the chambers 18 and 22 run through.
Verunreinigende jinioneii neben den negativen Membranen lo und 14 werden in einer genau gleichen Art und Weise gehandhabt wie die Kationen in der Nähe der positiven Merr,-branen 8 und 121, um mit der Drehung des Rotors mitgenommen züi werden und schliesslich in die Kammern 16 und 2o einzutreten und dort gefangen zu bleiben.Contaminant jinioneii next to the negative membranes lo and 14 are handled in exactly the same way as the cations in the vicinity of the positive membranes 8 and 121, in order to be carried along with the rotation of the rotor and finally into the chambers 16 and 2o to enter and remain imprisoned there.
So w--,Lrd die Flüssigkeit in dem ringförmigen Raum 6 schnell vor. verunreinigenden Ionen jeden Vorzeichens gereinigt und nimmt einen hohen Resistivitätswert kurz nach dem ersten Anlillufen der Maschine an, während die Flüssigkeit i-I den Statorkni#,imern 16 - 22 gleichzeitig hochgradig leitend wird. D--Le reine 'dirkung ist die gleiche wie bei der Ausführungsforn der Erfindung, wie sie unter Hinweis i-,uf F.1.g. 1 und 2 beschrieben wurde, worin die Reinigungskamriern in de.,-. beiden gegeneinander drehenden Teilen 2 und 4 der Maschine an,--rcrdnet sind. Der hochgradig reine, hochgradig resistive, hochdielektrische Zustand der Flüssigkeit in dem Zwischenraum 6 wird, permanent durch die gesamte Lebensdauer der Maschine durch einen kontinuierlichen Reinigungsprozess der oben gena7iten Art aufrechterhalten. Fig.- 5 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung an einer elektrostatischen Maschine der isolierten Trägerausführung, anstatt an den leitenden Trägerausführungen, wie in den vorangegangenen Figuren dargestellt. Der allgemeine Aufbau der Maschine ist ähnlich dem der Maschine nach Fig. 11 gezeigt, und entsprechende Bestandteile wurden mit den gleichen Bezugszeichen wie in dieser Figur bezeichnet. Der Unterschied liegt In der Tatsache, dass die leitenden Ladungsträger, wie etwa die gebogenen Streifen 128, 13oj 132, CD 134 in Fig. 4 hier weggelassen sind und stattdessen die vier stationären Ionisierungselektroden 2283 2_3oj 232, 234 vorgesehen sind, jede in der Form eines länglichen leitenden Streifens, der sich parallel zu den Erzeugenden des Rotors 4 erstreckt und eine scharfe Kante hat, die auf die äussere Oberfläche des Rotors zu gerichtet und eine kurze radiale Strecke von der genannten äusseren Oberfläche entfernt ist. Ein Paar entgegengesetzter ionisierender Elektroden 228 und 232 ist wie gezeigt mit der Generatorausgangsklemme 62 verbunden, und das andere Paar 23o und 2311 ist mit Erde verbunden. Bei der im' allgemeinen üb- lichen Arbeitsweise einer solchen Maschine dienen die Ionisierunf-selektroden 228 bis '-'1_3)k., die im Zusammenwirken mit den Unduktorelektroden arbeiten, die hier gemäss der Erfindung als die permeabilitätsselektiven Membranen 8 bis 111 vorgesehen sind, dazu, Ladungen auf dem Isolierumfang des Rotors abzulagern und wieder zu entnehmen, der in diesem Falle einen isolierten Ladungsträger oder Förderer dar. stellt, Tuobei die leitenden LadungstrEi,-#ger oder Förderer, dfe in den in Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Maschinen verwendet werden., ersetzt werden. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung der Arbeitsweise eines elektrostatischen Generators der isolierten Förderausführung kr-mn u.a. in dem franz. Patent Nr. 1 051 43o und in Roger 1"lorels US-Patent Nr. 2 785 32o gefunden werden.So w -, the liquid in the annular space 6 quickly. impurity ions 16 cleaned every sign and becomes a high resistivity value shortly after the first Anlillufen of the machine, while the liquid iI the Statorkni # imern, - 22 is highly conductive at the same time. D - The pure direction is the same as in the embodiment of the invention, as described in reference to F.1.g. 1 and 2 was described, wherein the cleaning chambers in de., -. two mutually rotating parts 2 and 4 of the machine - are rcrdnet. The extremely pure, highly resistive, highly dielectric state of the liquid in the intermediate space 6 is permanently maintained for the entire service life of the machine by means of a continuous cleaning process of the type mentioned above. Fig. 5 illustrates the application of the invention to an electrostatic machine of the insulated support type, rather than the conductive support type shown in the previous figures. The general construction of the machine is shown similar to that of the machine of Fig. 11 and corresponding components have been given the same reference numerals as in this figure. The difference lies in the fact that the conductive charge carriers such as the curved strips 128, 13oj 132, CD 134 in FIG. 4 are omitted here and the four stationary ionization electrodes 2283 2_3oj 232, 234 are provided instead, each in the form of one elongated conductive strip which extends parallel to the generatrices of the rotor 4 and has a sharp edge which is directed towards the outer surface of the rotor and is a short radial distance away from said outer surface. One pair of opposing ionizing electrodes 228 and 232 are connected to generator output terminal 62 as shown, and the other pair 23o and 2311 are connected to ground. In the generally usual mode of operation of such a machine, the ionizing electrodes 228 to '-'1_3) k., Which work in cooperation with the unductor electrodes, which are provided here according to the invention as the permeability-selective membranes 8 to 111, are used. to deposit charges on the Isolierumfang of the rotor and to remove again, which is in this case an insulated carrier or conveyor is, Tuobei the conductive LadungstrEi, -. # ger or conveyor dfe in the results shown in Figures 1, 2 and 4. Machines are used., To be replaced. A more detailed description of the operation of an electrostatic generator of the insulated conveyor design kr-mn among others in the French. Be found Pat. No. 1,051 43o and Roger 1 "lorels US Pat. No. 2,785 32o.
Soweit der Hauptrunkt der Erfindung betroffen ist, i,.rbeitet die in Fig. 5 gezeigte Anordnung einschliesslich der Kammern 16 - 22 und der permeabilitätsselektiven Membranen 8 - 14 in einer ähnlichen'Art und Weise der Fig. 4, um die Polarflüssigkeit, die sich in dem ringförmigen Raum 6 befindet, in einen Zustand sehr hoher Reinheit, Resistivität und dielektrischer Eigenschaften zu bringen und die Flüäsigkeit ständig in diesem Zustand zu halten.As far as the Hauptrunkt the invention is concerned, i, .rbeitet in Fig arrangement shown in Figure 5, including the chambers. 16 - 22 and the permselective membranes 8 - 14 in a ähnlichen'Art and manner of Figure 4, to the polar liquid itself. located in the annular space 6 in a state of very high purity, resistivity and dielectric properties and to keep the liquid constantly in this state.
Aus Vorstehendem Ist klar, dass die Erfindung zufriedenstellend das
Problein gelöst hat, eine umlaufende elektrostatische Maschine zu bauen, die eine
Flüssigkeit anstatt eines Gases als dielektrisches Mecilum zwischen den gegenseitig
umlaufenden Teilen verwendet. Der Austausch einer Flüssigkeit für ein gasförmiges
Medium erhöht oft die spezifische abgegebene Leistung der Maschine in einem Verhältnis,
das dem Verhältnis der dielektrischen Konstante von Polarflüssigkeiten (2o zu loo)
zurdielektrischen Konstante eines Gases (Einheit) entspricht. dährend das Vorhandensein
einer Flüssigkeit zwischen dem Stator und Rotor in einer
Als zusätzliche Beispiele von Polarflüssigkeiten, die als das dielektrische Medium in dem Zwischenraum 6 verwendet werden können und auch in den Ionenfangkammern, können Nitrotoluol., Nitromethan, Athylalkohol, Azeton und Acetonitril genannt werden, aber diese Liste Ist nicht erschöpfend. Jede beliebige polare organische Flüssigkeit, die einen niederen natürlichen Ionisierungsfaktor hat (und im reinen Zustand eine entsprechend hohe Resistivität) kann verwendet werden. Die Flüssigkeit in jeder der Ionensainmelkammern -*-st nicht notwendigerweise die gleiche wie die dielektriscilc- Flüssigkeit in dem ringförmigen Raum, sondern k#-nn lede beliebige saure oder basische Lösung sein, z.B. eine Lüsung einer geeigneten Zusammensetzung in einem Usungsinittel, die die verwendete dielektrische Flüssigkeit darstellt.As additional examples of polar liquids that can be used as the dielectric medium in the space 6 and also in the ion trap chambers, nitrotoluene, nitromethane, ethyl alcohol, acetone and acetonitrile can be mentioned, but this list is not exhaustive. Any polar organic liquid that has a low natural ionization factor (and a correspondingly high resistivity in the pure state) can be used. The liquid in each of the ion pooling chambers is not necessarily the same as the dielectric liquid in the annular space, but can be any acidic or basic solution, for example a solution of a suitable composition in a solvent which is used represents dielectric fluid.
Claims (1)
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Family Applications (1)
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