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Elektrostatischer Umformer zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom
Zusatz zum Patent 658 gor Das Hauptpatent 658 gor betrifft einen elektrostatischen
Umformer mit periodisch veränderlicher Kapazität zur Umformung von Gleichstrom in
Wechselstrom, bestehend aus einem Ständer und einem Läufer, die an ihren wirksamen
Kapazitätsflächen mit Zähnen versehen sind. Nach dem Hauptpatent sind zwischen den
Oberflächen von Ständer und Läufer Gase mit einer höheren Dielektrizitätskonstante
als die Luft vorgesehen. Die vorliegende Erfindung schlägt hierfür eine Reihe von
Gasen' und Dämpfen vor, deren Dielektrizitätskonstante höher als 2, also erheblich
höher ist als die der atmosphärischen Luft. Es handelt sich dabei um Stoffe, wie
z. B. Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol und höhere' Homologe. Ferner um
Äther, wie z. B. Methyl- oder Äthyläther, organische Säuren, wie z. B. Ameisensäure
und Essigsäure, Halogen-Alkyle, wie z. I). Methylenchlorid, oder um Derivate der
im vorstehenden erwähnten organischen Verbindungen. Ferner kommen Ammioniakderivate,
wie Methyl- und Äthylamin, in Frage. Weitere geeignete dampf- oder gasförmige Stoffe
mit hoher Dielektrizitätskonstante und hoher Durchschlagsfestigkeit sind aus den
einschlägigen Handbüchern, wie z. B. L an do 1 t-B ö r n s t e i n , zu ersehen.
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Es ist vorteilhaft, diese Gase im Sättigungszustand zu verwenden,
wobei Druckverhältnisse zur Verwendung kommen können, die
unter
oder über atmosphärischem -Druck liegen. Damit im Betriebszustand keine Kondensation
der Gase erfolgen kann, liegt zweckmäßig die Temperatur im Gasraum etwas über der
Kondensationstemperatur des angewendeten Gases oder Dampfes bei dein jeweiligen
Druck. Zur Konstanthaltung dieser Temperatur ist es zweckmäßig, die Maschine mit
einem Schutz gegen Wärmeabstrahlung zu versehen, womit Einrichtungen verbunden sein
können, welche die Konstanthaltung der Betriebstemperatur ermöglichen. Diese Einrichtungen
sind zweckmäßig mit einer selbsttätigen Regelung verbunden, wobei die Temperatur
unter oder über der atmosphärischen Temperatur bzw. unter oder über einer Temperatur
von o° C liegen kann.
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Unter den genannten Gasen befinden sich solche, die unter Umständen
die Metallteile der Maschine angreifen. Um dieses zu vermeiden, werden alle Metallteile
der Maschine, die mit dein Gas in Berührung kommen, und soweit sie davon angegriffen
werden könnten, mit einer Schutzschicht überzogen, die z. B. aus einem Lack bestehen
kann. Für die als Kondensatorbelag wirkenden Teile der 11aschine wird dabei zweckmäßig
eine Lackart mit möglichst hoher Dielektrizitätskonstante und von solcher Dicke
gewählt, daß diese Schicht einen wirksamen Schutz gegen ein Durchschlagen der Maschine
bei ihren Betriebsspannungen gewährleistet. Für diesen Zweck eignen sich Schichten
aus Zellulose ader Zellulosederivaten, die nach einem Zerstäubungsverfahren in allerdünnsten,
sofort austrocknenden Schichten aufgebracht `-erden.
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Zur Erhöhung der Leistung der Maschine können die Gase mit höherem
als atmosphärischem Druck angewendet werden, womit eine Erhöhung ihrer Durchschlagsfestigkeit
verbunden ist. Eine Erhöhung des Druckes in der Maschine hat auch den Vorteil, daß
keine atmosphärische Luft in die Maschine eintreten kann. Gasverluste durch Austreten
von Gas aus der Maschine beim Überdruck müssen natürlich ergänzt werden. Hierzu
können entsprechende, selbsttätig sich regelnde Einrichtungen vorgesehen sein, z.
B. Gasbehälter, die das Gas entweder als reines Gas oder auch teilweise noch im
flüssigen Zustand enthalten können. Auch diese Behälter werden zweckmäßig, notwendigenfalls
unter Anwendung der schon genannten Einrichtung, auf einer konstanten Temperatur
gehalten.
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Zur besseren Abdichtung der Maschine nach außen an den Lagerstellen
des Läufers werden zweckmäßig labvrinthartige Einrichtungen verwendet. Achsenenden,
die nicht zur äußeren Ankupplung der Maschine dienen, können durch deckelartige
Einrichtungen weitestgehend abgedichtet werden. Die Schmierung dieser Lagerstellen
erfolgt dann am besten durch eine Pumpe, «-elche das Schmiermittel zu dem Teil der
Lagerstelle schafft, welcher an der Überdruckseite liegt. Es kann die Schmiereinrichtung
auch in dein unter Überdruck stehenden Raum sich hefinden, beispielsweise innerhalb
der Maschine angeordnet sein. Durch diesen Überdruck wird sodann das Schmiermittel
durch das ganze Lager hindurchgedrückt und an der Austrittsstelle wieder gesammelt.
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Bei der Auswahl des Gases ist auch dessen Durchschlagsfestigkeit zu
berücksichtigen, da unter Umständen mit einem Gas von etwas geringerer Dielektrizitätskonstante,
jedoch entsprechend höherer Durchschlagsfestigkeit eine höhere Maschinenleistung
erzielt «-erden kann, wenn die anzulegende Spannung, die sich quadratisch auf die
Leistung auswirkt. im Verhältnis höher gewählt werden kann, als der Leistungsverlust
durch die verminderte Dielektrizitätskonstante beträgt.
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Ein weiterer Gesichtspunkt für die Auswahl des Gases ergibt sich durch
die durch das Gas bedingten Reibungsverluste innerhalb der Maschine. Für diese Verluste
gibt die Zähigkeit des jeweiligen Gases einen Maßstab, indem Gase mit geringerer
Zähigkeit entsprechend verminderte Leistungsverluste mit sich bringen.
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Bei der Wahl des Gases ist ferner auf die zur Anwendung kommende "
Periodenzahl Rücksicht zu nehmen, weil die Eigenschaften der Gase und Dämpfe nicht
für alle Frequenzen die gleichen sind. Außerdem ist auch Rücksicht auf die Höhe
der durch die Hvsteresis erzeugten Verluste zu nehmen, die zu einer Erwärmung der
Maschine führen.
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Vor der Inbetriebnahme muß die -Maschine von fremden Gasen frei sein
und kann zu diesem Zweck mit einer Pumpe versehen sein, oder es wird eine Anordnung
vorgesehen, die eine gründliche Spülung des -Maschineninnern ermöglicht.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nicht die im Hauptpatent
658 toi erwähnte und beanspruchte Verwendung eines gasförmigen Stoffes mit hoher
Dielektrizitätskonstante, wie z. B. Schwefeloxyd und Ammoniak.