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Elektrostatischer Generator Nach Patent 9o9 ooo wird eine elektrostatische
Maschine, die sehr hohe Spannungen bei einer im Vergleich zu den gebräuchlichen
Bandgeneratoren viel größeren Leistung zu erzeugen vermag und dabei eine viel einfachere
und kräftigere Bauart als diese bekannten Maschinen aufweist, dadurch geschaffen,
daß mehrere je aus einem Läufer mit einem oder mehreren leitenden Elektrizitätsträgern
und aus einem Ständer mit einem oder mehreren induzierenden Erregerpolen bestehende
elektrostatische Maschineneinheiten derart in Nebeneinanderanordnung zu einem Generator
vereinigt werden, daß der oder die leitenden Elektrizitätsträger an mit feststehenden
Bürsten zusammenarbeitende leitende Sektoren und diese Bürsten bei den einzelnen
Einheiten je an einen Ausgangs- bz«-. Eingangspol der Einheit angeschlossen sind,
und der Ausgangspol bei jeder Einheit mit dem Eingangspol der folgenden Einheit
in Verbindung steht, sowie der Eingangspol der ersten und der Ausgangspol der letzten
Einheit die Klemmen des ganzen Generators bilden, während für die Erregung bei der
ersten Einheit eine äußere Spannungsquelle und bei der oder den anderen Einheiten
mindestens eine der übrigen Einheiten als Spannungsquelle dient.
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Die Gesamtheit dieser Maschineneinheiten kann dabei in ein dicht abgeschlossenes
Metallgehäuse
eingebaut sein, das die Möglichkeit bietet, die Einheiten
in einem eingefüllten strömungsfähigen Mittel hoher dielektrischer Durchschlagsfestigkeit,
z. B. in einem unter hohem Druck stehenden Gas, arbeiten zu lassen. Ein derartiges
Gehäuse führt jedoch bei den Generatoren, welche hohe Ausgangsspannungen liefern,
zu Isolierungsschwierigkeiten, welche die Ausführung der ganzen Maschine umständlich
machen und deren Raumbeanspruchung vergrößern.
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Man kann diesen Mängeln eines metallischen Gehäuses zwar dadurch abhelfen,
daß man für die Maschine ein mindestens teilweise aus Isolierstoff bestehendes Gehäuse
vorsieht, aber die Verwirklichung eines derartigen Isolierstoffgehäuses ist mit
anderen Übelständen verbunden. Wenn man nämlich dieses Gehäuse aus einer plastischen
Masse formt, wird es sehr teuer, und wenn es aus imprägnierten oder nichtimprägnierten
Schichten von Papier oder Pappe oder ähnlichem Werkstöff aufgebaut ist, so hält
es, wie die Erfahrung gezeigt hat, nicht die für ein einwandfreies Arbeiten der
Maschine erforderlichen hohen Drücke in der Größenordnung von 15 bis 3o Atm. aus,
was ein schwerwiegendes Hindernis für die Erzielung der durch die Reihenkopplung
der Einheiten bezweckten sehr hohen Spannungen ist.
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Nach der Erfindung werden alle diese Schwierigkeiten bei einem nach
dem Patent gog ooo aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Generatoreinheiten
gebildeten elektrostatischen Generator dadurch in einfacher Weise vermieden, daß
die Generatoreinheiten je einzeln oder in je einen Bruchteil ihrer Gesamtzahl umfassenden
Gruppen in ein dicht abgeschlossenes, mit einem Gas unter einem Druck in der Größenordnung
von 15 bis 3o Atm. gefülltes metallisches Gehäuse eingebaut sowie die aus diesen
Gehäusen über Dichtungen austretenden Wellen der Läufer der einzelnen Einheiten
oder der Gruppen von Einheiten gleichachsig miteinander durch isolierende Kupplungen
verbunden sind und die Gesamtheit dieser Metallgehäuse in einem aus Isolierstoff
bestehenden und ein Gas mit einem Druck von weniger als etwa io Atm. enthaltenden
abgedichteten Gehäuse eingeschlossen ist.
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Bei einem derart ausgebildeten elektrostatischen Generator kann jede
Maschineneinheit oder jede Einheitengruppe für sich in einem Dielektrikum von hoher
elektrischer Durchschlagsfestigkeit arbeiten, das die Abgabe einer hohen Spannung,
z. B. in der Größenordnung von Zoo bis 5oo kV, ermöglicht, ohne daß die Erzielung
einer hinreichenden mechanischen Festigkeit ihrer Gehäuse, da diese aus Metall bestehen,
bei den für die Erzielung dieser sehr hohen Spannungen notwendigen großen Drücken
irgendwelche Schwierigkeiten bereitet. Anderseits hat das allen Generatoreinheiten
gemeinsame Gehäuse aus Isolierstoff nur einen weit geringeren Druck auszuhalten,
der zur Isolierung des ganzen Generators gegenüber. der Erde oder der zwecks Benutzung
der Maschine zum Herantreten an diese gezwungenen Person genügt. - Während die einzelnen
Metallgehäuse beispielsweise mit Wasserstoff unter einem Druck von 2o Atm. gefüllt
sein können, kann das sie alle umschließende Isolierstoffgehäuse z. B. unreinen
Stickstoff unter einem Druck von nur 5 Atm. oder Stickstoff in Mischung mit Tetrachlorkohlenstoff
oder auch mit Freon unter einem Druck von nur 2 bis 3 Atm. enthalten. Dieses äußere
Gehäuse kann daher ohne weiteres durch ein Rohr aus Papier oder Pappe gebildet sein,
das man unschwer so ausführen kann, daß es, einem Druck bis zu io Atm. widersteht.
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Die Zeichnung veranschaulicht den elektrostatischen Generator nach
der Erfindung an Hand eines senkrechten Schnittes beispielsweise in einer Ausführungsform,
bei welcher die einzelnen Maschineneinheiten und ihre elektrischen Verbindungen
in genau der gleichen Weise, wie im Patent gog ooo angegeben, ausgebildet und daher
nicht näher im einzelnen wiedergegeben sind. Diese elektrostatischen Generatoreinheiten
sind einzeln oder in Gruppen, z. B. in Paaren, je in ein abgedichtetes Aluminiumgehäuse
toi von Zylinderform eingeschlossen, das mit Wasserstoff unter einem Druck von 2o
Atm. gefüllt ist. Die Wellen 2o2 der Läufer dieser Einheiten oder Gruppen von Einheiten
gehen durch die Wandung der Metallgehäuse toi über Dichtungsbuchsen 2o3 bekannter
Bauart hindurch, welche das Entweichen von Gas aus den Gehäusen toi unter der Wirkung
des in diesen herrschenden Druckes verhindern und beispielsweise mit einem Ölbad
arbeiten: Die Wellen 202 sind miteinander und mit der Welle 204 des Antriebsmotors
2o5 durch isolierende Kupplungen 2o6 verbunden, und die senkrecht übereinander angeordneten
Metallgehäuse toi sind unter Zwischenfügung von isolierenden Kränzen oder Zylindern
207'an dem Gehäuse des Motors 2o5 und aneinander abgestützt. Die elektrische Verbindung
zwischen den in die einzelnen Metallgehäuse toi eingeschlossenen Generatoreinheiten
ist durch in Rohren verlegte Leiter 2o8 hergestellt, welche die Wandung der Gehäuse
toi dicht durchqueren. Ein Leiter Zog schließt die äußere Erregerspannungsquelle
an die erste oder die ersten Maschineneinheiten am unteren Ende des Generators an,
während die am oberen Ende des Generators gelegene letzte Einheit mit dem isolierten
Generatorpol 21o durch eine Leitung 2i i verbunden ist.
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Die Gesamtheit der Metallgehäuse toi, der Abstützzylinder 2o7 und
des Antriebsmotors 2o5 ist von einem starren zylindrischen, elektrisch isolierenden
Rohr 2i2 umschlossen, das aus aufeinandergelegten Papierschichten geformt ist. Das
Rohr 212, ist dicht auf eine Grundplatte aufgesetzt, die aus einer vollen -Metallscheibe
213 besteht und von dem Leiter Zog dicht durchsetzt ist und auf welcher der
Antriebsmotor 2o5 ruht. Ein an der Metallscheibe 213 mittels Schraubbolzen befestigter
Ring 214 klemmt über eine dazwischengefügte Dichtung 216 das untere Ende des Rohres
212 an eine innere, von der Scheibe 213 hochragende Muffe 2i5.
Das
obere Ende des Isolierstoffrohres 212 ist durch einen Deckel abgeschlossen, der
durch eine der Metallscheibe 2213 ähnliche Scheibe 217 gebildet ist, auf
welche ein Ring 2i8 aufgeschraubt ist, der über eine Dichtungszwischenlage 22o auf
das obere Ende des Rohres 2i2 drückt und dieses an einen elektrisch isolierenden,
den oberen Rand des letzten Metallgehäuses toi umfassenden Ringkörper 219 preßt.
Die Ausgangsleitung 211 ist elektrisch mit der Scheibe 217 verbunden, an welche
der den isolierten Pol 21o der Maschine darstellende Hohlring angeschweißt ist.
Die das ganze Rohr 212 tragende Metallscheibe 213 ruht auf einem geerdeten Sockel
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