DE511137C

DE511137C - Elektrodynamische Pumpe

Info

Publication number: DE511137C
Application number: DEA54522D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Waldemar Brueckel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-06-20
Filing date: 1928-06-20
Publication date: 1930-10-27

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH
27. OKTOBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin *)

Elektrodynamische Pumpe Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juni 1928 ab

Es ist bekannt, für den Betrieb von Quecksilberpumpen, wie sie z. B. für Kleinkältemaschinen vorgeschlagen worden sind, das elektrodynamische Prinzip auszunutzen. Die bisher bekannten Verfahren, die alle mit \¥echselstrom arbeiten, da nur bei diesem eine bequeme Erzielung der notwendigen hohen Stromstärke in Quecksilber möglich ist, verwenden zumindest zwei magnetische Wechselflüsse, und zwar entweder derart, daß nach dem Prinzip des Drehstrom-Asynchronmotors durch phasenverschobene Ströme ein mehr oder weniger vollkommenes Drehfeld erzeugt und der flüssige Leiter in Rotation versetzt wird oder derart, daß ebenfalls durch phasenverschobene Ströme ein Wanderfeld erzeugt und der flüssige Leiter dadurch in geradlinige Bewegung versetzt wird. Nach einer dritten Art wird in einem Zusatz-

ao transformator durch einen Wechselfluß ein Wechselstrom erzeugt, der durch einen Quecksilberspalt geleitet wird, wo er der Einwirkung eines zweiten, diesen Spalt durchsetzenden Wechselflusses unterliegt.

Im Gegensatz dazu kommt die vorliegende Erfindung mit Einphasenstrom ohne Hilfsphase und ohne Zusatztransformator aus, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau der Anordnung erreichen läßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Strom, der durch Induktionswirkung eines Wechselflusses erzeugt wird, in einem Quecksilber spalt in das eigene Feld dieses Flusses, wodurch auf den Strom eine Kraftwirkung ausgeübt wird, und zwar in dem Sinne, daß die Verkettung mit dem Fluß kleiner wird, falls sich die im Quecksilber verlaufende Strombahn, der Einwirkung der Kraft folgend, in Bewegung setzt. Bei genau symmetrischer Anordnung würden sich die Kräfte nach beiden Richtungen aufheben, dagegen gelingt es, durch eine unsymmetrische Anordnung in bezug auf die Führung des magnetischen Flusses die Kräfte auf sämtliche möglichen Strombahnen gleichmäßig wirken zu lassen.

Die Wirkungsweise geht aus der Abbildung deutlich hervor. Die Spule 3 wird von einem Wechselstrom durchflossen und erzeugt in dem vorzugsweise lamellierten Eisenkörper 2 einen Wechselfluß, der den zylinderförmigen Spalt 5 in radialer Richtung durchsetzt. Das Quecksilber erfüllt das gebogene Rohr ι und den Ringspalt 5 bis zur Düse. Eine geschlossene Strombahn im Ringspalt ist dann je nach ihrer Lage mit einem mehr oder weniger großen Teil des Flusses verkettet, es wird infolgedessen in ihr eine EMK induziert, die einen Strom in dieser Strombahn zur Folge hat. Dieser Strom befindet sich im Bereich der radial gerichteten magnetischen Feldstärke, er erfährt infolgedessen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Waldemar Brückel in Berlin.

eine Kraftwirkung nach rechts, die das Quecksilber aus dem gekrümmten Rohr ι durch die Düse treibt. Diese Kraftwirkung ist allerdings nicht in jedem Zeitpunkt der Periode nach rechts gerichtet, wenn der Ohmsche Widerstand der Strombahn nicht Null ist, genau wie bei einem Wechselstrommotor das Drehmoment im Verlauf der Periode im allgemeinen zeitweise negativ werden kann. ίο- Für die Wirkung kommt es aber nur auf den zeitlichen Mittelwert der Kraft an, der in jedem Falle nach rechts gerichtet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema wiedergegeben. Bei der dargestellten Einrichtung nimmt der um den Magnetschenkel 4 sich erstrekkende Hohlraum 5 auf dem Schenkel 4 eine unsymmetrische Lage ein in bezug auf die Lage der erregenden Spule 3 auf dem Schenkel 6. Der magnetische Wechselfluß beschreitet je nach dem betrachteten Zeitpunkt der Periode seinen Weg entweder von dem rechten Schenkel über den Luftspalt nach dem linken Schenkel oder umgekehrt. Die Unas symmetrie ist wichtig, denn sie läßt zu, daß sämtliche Strombahnen im Ouecksilberspalt bei einer Verschiebung nach rechts mit einem kleineren Teil des Gesamtflusses verkettet sind. Dies ist aber die Bedingung dafür, daß die Kräfte, die auf die einzelnen Strombahnen ausgeübt werden, untereinander gleichgerichtet sind, so daß sie sich nicht ganz oder teilweise gegenseitig aufheben.

Die Pumpe kann mit Quecksilber betrieben, in an sich bekannter Weise zur Verdichtung von Gasen in Strahlpumpen für den Betrieb von Kleinkältemaschinen, aber auch für jeden anderen Zweck verwendet werden. Statt Quecksilber kann auch irgendein anderes leitendes flüssiges Metall gefördert werden, z. B. für Gießereizwecke. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, daß nach der erfindungsgemäßen Anordnung die empfindliche Wicklung weit außerhalb des Bereichs der hohen Temperatur angebracht werden kann.

Es erweist sich dabei u. U. als zweckmäßig, beispielsweise beim Betrieb von Kleinkältemaschinen, wenn in der Quecksilberpumpe eine gewisse Geschwindigkeit nicht unterschritten wird. Durch geeignete Dimensionierung der Querschnitte läßt es sich erreichen, daß in der Pumpe selbst eine für ihren Wirkungsgrad günstige Geschwindigkeit erzielt wird, ohne daß in der Düse eine stärkere Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit mehr nötig wäre. Zur Vermeidung von zusätzlichen Verlusten in der Rohrleitung ist ein möglichst kurzer Weg zwischen Pumpe und Düse nötig; erfindungsgemäß wird dies durch einen engen Zusammenbau zwischen Pumpe und Düse erreicht, wie in der Abbildung ersichtlich.

Bei manchen Konstruktionen ist es vorteilhaft, nicht die ganze Strombahn im Quecksilber verlaufen zu lassen, da dieses einen verhältnismäßig hohen spezifischen Widerstand hat, sondern teilweise durch ein Metall höherer Leitfähigkeit zu führen. Auch dann unterliegt der Strom im Quecksilber der Einwirkung des Flusses, durch den er selbst er- 7< > zeugt wird.

Claims

Patentansprüche:

ι . Elektrodynamische Pumpe, bei der flüssiges Metall, vorzugsweise Quecksilber, auf elektrodynamischem Wege unter Druck oder in Bewegung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige metallische Leiter den in bezug auf das Magnetsystem und den Kraftlinienverlauf unsymmetrisch angeordneten Luftspalt eines mit Wechselstrom erregten magnetischen Kreises erfüllt, so daß auf den als Sekundärspule wirkenden, den induzierten Strom führenden flüssigen Leiter unter Einwirkung des ihn durchsetzenden primären Wechselfeldes elektrodynamische Kräfte ausgeübt werden.
2. Elektrodynamische Pumpe nach An-Spruch ι in Anwendung zum Betrieb von Strahlpumpen, insbesondere für Kleinkältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpe und Düse möglichst eng zusammengebaut und die Querschnitte so gewählt sind, daß eine doppelte Umsetzung, Geschwindigkeit in Druck und Druck in Geschwindigkeit, vermieden wird.
3. Elektrodynamische Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Strombahn in einem festen Metall höherer Leitfähigkeit als der des flüssigen Metalls verlaufen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen