Kontaktstromrichter mit einem in einem Vakuum oder Schutzgas enthaltenden Gefäss rotierenden Quecksilberstrahl. Die üblichen Kontaktstromrichter be sitzen Kontakte aus festem Material. Man hat zwar das Material so gewählt und ausserdem besondere Schaltungen so getroffen, dass an den Kontakten eine Funkenbildung verhin dert oder soweit wie möglich verringert wird. Jedoch lässt sieh mitunter eine Funkenbildung nicht. völlig beseitigen, und dies hat zur Folge, dass sich die Kontakte sehr schnell abnutzen und entweder nachgestellt oder ausgewechselt werden müssen.
Man hat in anderem Zusammenhang schon Vorschläge über Kontakte gemacht, die sieh selbst regenerieren. Ein solcher Kontakt ist beispielsweise das flüssige Quecksilber im Va kuum oder in einer Schutzgashülle. Auch bei starker Funkenbildung fliesst, das metallisch reine Quecksilber immer wieder am Boden des Gefässes zusammen. Ein Vorschlag dieser Art betrifft eine Quecksilberzentrifuge, bei der das Quecksilber durch eine Zentrifuge an die Elektroden geschleudert wird und so mit je nach der jeweiligen Stellung der Zen- i rifuge die Stromverbindung herstellt.
Bei einem andern Vorschlag wird eine Quecksil berröhre hin- und herbewegt und das Queck silber je nach der Richtung der Beschleuni gung auf die eine oder andere Seite der Röhre gedrückt. Der Schaltvorgang findet auch in diesem Falle im Vakuum statt, so dass das Quecksilber sich nicht abnutzt und metallisch rein bleibt. Bei der ersterwähnten Quecksilberzentrifuge dagegen kann eine Va kuumausführung nicht vorgesehen werden, weil unvermeidlich nach und nach Luft ent lang der Zentrifugenwelle in das Gefäss ein dringt.
Man könnte zwar das Gefäss mit einem Schutzgas, beispielsweise mit Wasserstoffgas füllen, jedoch muss dann im Innern des Ge fässes dauernd für die Aufrechterhaltung eines gewissen Überdruckes gesorgt werden, weil das Schutzgas ebenfalls an der Einfüh rung der Zentrifugenwelle nach und nach entweicht. Das Gefäss mit Wasserstoffgasfül- lung ohne innern überdruck zu betreiben, ist nicht zulässig, weil keine Gewähr dafür vor handen ist, dass nicht etwa atmosphärische Luft eindringt und sich dann Knallgas bildet. Die Erfindung betrifft einen Kontakt stromrichter mit einem in einem, Vakuum oder Schutzgas enthaltenden Gefäss rotieren den Quecksilberstrahl.
Die oben geschilderten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss da durch vermieden, dass wenigstens der Rotor des Antriebsmotors mit in das Gefäss herme tisch eingeschlossen ist. Für den Fall, dass man nur den Rotor des Antriebsmotors in das Gefäss einschliesst, während der Stator ausser halb des Gefässes angebracht ist, eignet sich besonders ein Kurzschlussankermotor als An triebsmotor.
Einige Ausführungsbeispiele von Baufor men nach der Erfindung sowie die dazugehö- senden Schaltungen sind in der Zeichnung Fig. 1 bis 7 schematisch dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt schematisch den Quer schnitt durch einen Kontaktstromrichter einer ersten Ausführungsform gemäss der Erfin dung. Das Gefäss 1 enthält im Innern den Rotor 2 eines Drehstrommotors, dessen Lager 3, 4 ebenfalls innerhalb des Gefässes unter gebracht sind. Der betreffende Teil des Ge fässes 1 ist konzentrisch mit von dem Stator 5 des Antriebsmotors umgeben.
Die Wand des Gefässes liegt somit im Luftspalt des Motors und wird zweckmässig verhältnismässig dünn und aus einem Material von guter magnetischer Leitfähigkeit und grossem Ohm- sehen Widerstand hergestellt, beispielsweise Ferrite, so da.ss das magnetische Drehfeld des Motors nur unwesentlich ,geschwächt wird.
In der Zeichnung sind schematisch zwei Elek troden 6 und 7 dargestellt, die vakuumdicht in das Gefäss eingeschmolzen sind und inner halb desselben mit nach unten ragenden Kon taktblechen in Verbindung stehen. 8 ist der eigentliche Innenraum des Gefässes, 9 die Zen trifuge, die das Quecksilber 10 am Boden des Gefässes aufnimmt und durch zwei rohr- förmige Düsen ,auf die Kontaktbleehe spritzt. Die Anzahl der Elektroden, der Kontaktbleche und der Düsen kann natürlich je nach der gewünschten Phasenzahl vergrössert werden.
Eine andere Alusführungsform des Strom richters ist in der Fig. 2 schematisch darge stellt. 1 ist wiederum das Gefäss, auf dessen Boden das Quecksilber 10 liegt. 20 ist der Rotor des Antmiebsmotors mit. den Düsen. Dieser besitzt aber jetzt. kein Lager, sondern schwimmt auf dem Quecksilber. Die Führung der Zentrifuge zur Zentrierung kann durch Leitschienen erfolgen, ohne dass dadurch eine Lagerung benötigt wird. Unterhalb des va kuumdichten Eisengefässes 1 ist ein Spulen system 21 angeordnet, das ähnlich dem Stator eines Drehstrommotors ausgeführt ist und den polarisierten Rotor 20 mitnimmt.
Der Auftrieb des Schwimmkörpers muss in diesem Fall grösser sein als die magnetische Zugkraft des Antriebssystems 21, so dass eine Anzie hung des Rotors und sein Untertauchen im Quecksilber 10, wobei es zur Berührung mit der C@efässwandun- kommen kann, verhindert wird.
Die Geräte können in der bisher beschrie benen Ausführung sowohl zur Gleichrichtung a.ls auch zur Wechselrichtung benutzt werden. Eine Z\ echselrichteranordnung in zweiphasi ger Mitt.elpunktschaltung ist in der Fig. 3 dargestellt. 1 ist wieder das Gefäss, das insge samt vier Elektroden enthält. Die Elektroden 6 und 7 bzw. 6' und 7' liegen einander dia metral gegenüber. In der Mitte der Anord nung befindet sieh die rotierende Zentrifuge mit zwei diametral angeordneten Düsen. Ausserdem ist eine Gleiebstromquelle, z. B. eine Batterie 30, vorhanden, die an den Mit telpunkt einer Transformatorwicklung 31 an geschlossen ist.
Die beiden Enden der Wick lung sind mit den Elektroden 6' und 7 ver bunden. In der gezeichneten Stellung der Zentrifuge verbindet dem Quecksilberstrabl die Elektroden 6' und 7' und legt dadurch das positive Potential der Gleichstromquelle an den linken Endpunkt der Transformator wicklung. Nach einer Drehung um 90 ver bindet. der Quecksilberstrahl die Elektroden 6 und 7 und legt dadurch den rechten End punkt der Transformatorwieklung an posi tives Potential.
Bei dreiphasiger Schaltung kann eine An ordnung gemäss der Fig. q gewählt werden. Die rotierende, mit zwei Düsen versehene Zentrifuge befindet sieh innerhalb einer Kon taktanordnung, die auf einem Bereich von <B>1800</B> die drei\ Anodenleitungen Al, r12, A3, auf den restlichen 180 mit einem Kontakt versehen ist, der an den Pluspol der Gleich stromquelle angeschlossen ist. Bei den beiden bisher beschriebenen Schaltungen ist die Um laufzahl halb so gross wie die Frequenz.
Bei einer Anordnung gemäss der Fig. 5 dagegen ist die Umlaufzahl gleich der Fre quenz. Das Gefäss 1 ist schematisch im Quer schnitt gezeichnet. Es ist zunächst angenom men, dass nur zwei Anoden A1 und 112 vor handen sind. Die Gleichstromquelle 50 ist zwischen das Gefäss 1 und den Mittelpunkt der Primärwicklung eines Transformators 51 'Yesehaltet. Parallel zur Sekundärwicklung ist ein Glättungskondensator 52 vorgesehen. Die rotierende Zentrifuge 53 besitzt in diesem Fall nur eine Düse.
Die Fig. 6 zeigt ferner eine Schaltung für sechsphasigen Gleich-, Wechsel- oder Umrich- terbetrieb. Die rotierende Zentrifuge 60 be sitzt nur eine Düse. Im Gehäuse 61 befinden sich regelmässig verteilt sechs nicht bezeich nete Anoden, deren jede mit einem Verbin dungspunkt der in Polygon geschalteten Transformatorwicklungen 62 verbunden ist. Dieser Transformator besitzt ausserdem eine Diagonalwicklung 63, an deren Mitte der zweite Gleichstrompol angeschlossen ist.
Je nach der Energierichtung ist die gezeichnete Poly gonwieklung eine Primär- oder eine Se kundärwicklung.
Eine mehrpolige Ausführung ist, wenn man nicht zwei Geräte verwenden will, tech nisch sehr schwierig zu verwirklichen. Die Fig. 7 zeigt deshalb eine Schaltung in sechs- phasiger Ausführung mit zwei sekundären Wicklungen am Transformator. Dabei ist nur eine Zentrifuge notwendig, und zwar werden durch den Quecksilberstrahl die Punkte 70, 7l. bzw. 72, 73 usw. miteinander verbunden, wie aus der darunter gezeichneten räumlichen Anordnung der Kontakte hervorgeht. Die Drehzahl des Motors ist bei dieser Anordnung ebenfalls nur halb so gross wie die Netzfre quenz. Die beiden Polaritäten werden an zwei einander gegenüberliegenden Punkten der innern und äussern Sekundärwicklung abge nommen.
Die gezeichneten Transformatoren sind durch eine primäre dreiphasige Dreieck- oder Sternwicklung ergänzt zu denken.
Um innerhalb des Vakuumgefässes keine stromführenden Wicklungen zu haben, die zum Motor gehören, kann der Drehstrom bei Wechselrichterbetrieb mit Wechselstrom, der dem Ausgang des Wechselrichters entnommen werden kann, dessen Frequenz aber auf jeden Fall ein ganzes Vielfaches der Wechselrichter frequenz betragen muss, betrieben werden. Das Anlassen ist dann gegebenenfalls mit Kondensatoren und entsprechend dimen sionierten Schwingungskreisen möglich.
Der Antrieb kann natürlich auch durch einen Permanentmagneten, der durch einen Gleich strommotor bewegt wird, bewirkt werden. Dieser Magnet nimmt einen mit der Zentri fuge verbundenen Anker in einem Drehfeld mit, welcher dem eines Drehstrommotors ähnlich ist.
Sämtliche Schaltungen können für Gleich wie für Wechselrichterbetrieb verwendet wer den; man hat nur jeweils eine andere Ener gierichtung.