DE955171C

DE955171C - Strahlrohranordnung fuer Fluessigkeitsstrahlstromrichter

Info

Publication number: DE955171C
Application number: DEL17475A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hellmuth Boehm
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-12-19
Filing date: 1953-12-19
Publication date: 1956-12-27

Description

AUSGEGEBEN AM 27. DEZEMBER 1956

L 17475 VIII c12ig

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkegel für Flüssigkeitsstrahlstromrichtergefäße.

Es sind Flüssigkeitsstrahlstromrichter bekannt, bei denen durch eine rotierende Zentrifuge ein Flüssigkeitsstrahl durch Düsen gegen feste Kontakte gespritzt wird. Der Strahlaustritt erfolgt dabei in horizontaler Richtung, um bei beispielsweise ausgerundeten festen Elektroden sicher nach unten und außen abgelenkt werden zu können (s. etwa . Patentschriften 884 222 und 873 114).

Es ist weiterhin bekannt, die Düsen schräg anzuordnen und die festen Kontakte schräg von unten anzuspritzen. Hierbei hat sich gezeigt, daß erst bei genügender Ausladung der Zentrifuge die Zentrifugalkraft ausreichend genug ist, um den Strahl bei solchen Anordnungen noch nach außen zu schleudern.

Bei allen diesen, bekannten Anordnungen ist die Ausstoßdüse eine kleine Öffnung in der Zentrifuge, an die sich eine Kammer für die Flüssigkeit anschließt, in die wiederum das schräg nach) unten gerichtete Förderrohr mündet. Durch letzteres Rohr steigt die Flüssigkeit vermöge der Zentrifugalkraft aus dem am Boden des Gefäßes befindlichen Flüssigkeitssumpf auf, sammelt sich in der Kammer und as wird dann durch die Düse ausgespritzt. Diese Form hat sich jedoch in mancher Beziehung als unzweckmäßig erwiesen. In der Kammer tritt für den Flüssigkeitsstrahl eine Verminderung der Strahlgeschwindigkeit'auf; dadurch wird die Flüssigkeit

nicht immer genügend stark nach außen geschleudert, und der »Kontaktdruck« des Flüssigkeitsstrahles gegen die festen Kontaktsegmente läßt nach. Um die Strahlgeschwindigkeit trotzdem groß genug zu halten, ist die erwähnte breite Ausladung der Zentrifuge notwendig.

Dieser letztgenannte Nachteil ist entscheidend und tritt bei allen vollkommen ohne jede Düse ausgeführten Strahlanordnungen auf. ίο Es ist ferner bekannt, gerade horizontale Strahlarme mit plötzlicher. Düsenbildung und streifender Kontaktgabe bei' ausgerundeten festen Kontakten vorzusehen. Letzteres hat aber auch den Nachteil unregelmäßiger Kontaktgabe und geringen Kontaktdruckes.

Es ist weiterhin bekannt, den Strahl gegen senkrechte Kontakte zu spritzen. Das hat den Nachteil, daß der Strahl zu leicht zerspritzt und zu Rückzündungen Anlaß gibt. Es ist dabei unmöglich, den ao zerspritzten Strahl nach der Kontaktgabe nach außen zu führen.

Ferner sind nach hinten gebogene Strahlrohre bei senkrechten Kontakten bekannt. Diese sind aber überhaupt nur zu verwenden, wenn die festen Kontaktflächen nicht auf einer gemeinsamen Zylinderflache liegen (schweizerische Patentschrift 225 052). Dann ist aber der Abstand zwischen Strahlrohrmündung· und Kontakt nicht konstant, was aus elektrischen Gründen wegen des veränderlichen Übergangswiderstandes abzulehnen ist.

Demgegenüber schlägt nun die Erfindung vor, die Ausspritzdüse als allmählich sich verjüngendes Strahlrohr mit gerader, relativ steiler Achse auszubilden, die in Richtung auf die senkrecht zur Rotationsachse stehenden Kontaktflächen des festen Kontaktes weist.

Relativ steil bedeutet hierbei, daß der Winkel zwischen Strahlrohrachse und Rotationsachse kleiner als etwa 45 ° sein soll.

Eine solche Zentrifuge spritzt die Flüssigkeit mit einer hohen Geschwindigkeit aus, welche gegebenenfalls über den Wert ω · γ hinausgehen kann. Hierbei ist ω die Winkelgeschwindigkeit der Zentrifuge und γ der Abstand der Düsenaustrittsöffnung von der Rotationsachse. Diese Erhöhung der Geschwindigkeit kommt dadurch zustande, daß aus Gründen des Kontinuitätsprinzips die Flüssigkeitsgeschwindigkeit bei Rohrverengungen gesteigert wird. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei möglichst glatter Flache im Innern des Strahlrohres durchweg laminare Strömung im Strahlrohr gewährleistet ist. Aus der dadurch gewonnenen· Geschwindigkeitserhöhung des Strahles gegenüber den bekannten Ausführungen ergibt sich auch der weitere Vorteil, daß in an sich bekannter Weise ein größerer Abstand der Düse von der festen Elektrode, gegen die der Strahl gespritzt wird, vorgesehen werden kann, wodurch es möglich ist, ein Gefäß gegebener Größe für höhere Kommutierungsspannungen zu benutzen.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 stellt 1 einen Zentrifugalkegel dar, welcher in einem Flüssigkeitssumpf 2 rotiert.

Der Antrieb erfolgt durch einen nicht gezeichneten Motor über die Welle 3. 4 stellt ein Strahlrohr im Schnitt dar, mit einer gedachten Achse 5. Der Innenraum des Strahlrohres 4 verjüngt sich nach oben zu und endet schließlich in einer Düse 6, aus der ein, wie oben schon ausgeführt, durch die Zentrifugalkraft und die dynamische Druckzunahme beschleunigter Flüssigkeitsstrahl ausgespritzt wird. Der Flüssigkeitsstrahl wird gerade gegen den festen Kontakt 7 gespritzt. Um keinen unsymmetrischen Trägheitstenor zu erzeugen, ist noch ein zweites Rohr 8, welches einen Strahl zur Zeit der Darstellung gegen die Elektrode 9 spritzt, vorgesehen.

Zur Erzielung einer Überlappung können gemäß Fig. 2 zwei Strahlrohre 4_a und 4₆ nebeneinander vorgesehen sein. Auch kann man durch solche Strahlrohre die Schwierigkeit überwinden, welche lückende Elektrodenströme, bei denen die Lücke größer ist als der Abstand der beiden Strahlen voneinander, bereiten. Ferner kann in allgemein bekannter Weise, wie im einfachsten Falle auch schon durch die beiden symmetrischen Rohre 4 und 8 gemaß Fig. 1 durch Vermehrung der Elektrodensysteme, also gegebenenfalls auch die Anbringung noch weiterer Strahlrohre, die in einem Gefäß zu beherrschende Leistung erhöht werden.

Die Elektroden 7 und 9 haben zweckmäßig eine horizontale Begrenzungsfläche an der Seite, welche von der Flüssigkeit angespritzt wird. Dadurch wird unter anderem erreicht, daß der in das Flüssigkeitsgefäß zurückfallende Flüssigkeitsstrahl so umgelenkt wird, daß keine zusätzlichen, unvorhergesehenen elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Der größere Abstand der Ausspritzdüse von den Elektroden sowie die Abrundung der Oberfläche erleichtert auch die Auflösung des Strahles in einzelne Tropfen, so daß die Spannungssicherheit gegen Rückzündungen sehr groß wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 soll sich die jeweils angespritzte feste Elektrode 7 dicht oberhalb der Düse befinden, um eine Breitquetschung des Strahles zu erzielen. Das Strahlrohr ist in seiner äußeren Form abgeflacht, so daß der ablaufende Flüssigkeitstropfen bzw. -strahl mit dem leitenden Strahlrohr zusätzlichen Kontakt gibt. Dadurch wird die Überlastbarkeit des Stromrichters weiter gesteigert bzw. werden der Übergangswiderstand und damit die Stromrichterverluste vermindert.

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlrohranordnung bei Flüssigkeitsstrahlstromrichtern mit einem Zentrifugalkegel zur Förderung der gegen feste Kontakte gespritzten Kontaktflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspritzdüse als allmählich iao sich verjüngendes Strahlrohr mit gerader, relativ steller Achse ausgebildet ist und in Richtung auf die senkrecht zur Rotationsachse stehenden Kontaktflächen der festen Kontakte weist.

2. Zentrifugalkegel nach Anspruch 1, dadurch ias gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Strahl-

rohres glatt und ohne scharfe Kanten ausgebildet ist.

3. Zentrifugalkegel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Überlappung jeweils mehrere Strahlrohre nebeneinander auf der gleichen Seite der Rotationsachse angebracht sind.

4. Zentrifugalkegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr an der Oberfläche abgerundet ist.

5. Zentrifugalkegel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei geringem Abstand der Düse von der gerade angespritzten festen Elektrode die Oberfläche des Strahlrohres abgeflacht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 841 778; schweizerische Patentschriften Nr. 225 052, 246549, 292566;

USA.-Patentschrift Nr. 2 609 461; britische Patentschrift Nr. 191 701; französiscEe Patentschrift Nr. 874 458.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 509 698/373 3.56 (609 723 12.56)