DE1564965C - Vorrichtung zur Erzeugung eines Strahles von elektrisch geladenen mehrfach beschleunigten Flüssigmetalltropfen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeu- Polarität den Beschleuniger verlassen. Die Nettogung eines Strahles von elektrisch geladenen Flüssig- Aufladungsanhäufung des beschleunigten Materials metalltropfen mit einem Behälter für das flüssige soll vernachlässigbar sein. Es soll weiterhin die Mög-Metall, einer röhrenartigen, mit dem Behälter in lichkeit bestehen, die Quelle für die aufgeladenen Verbindung stehenden Einrichtung zur Erzeugung s Tröpfchen und die Beschleunigungskammer im der Flüssigmetalltropfen, mehreren auf einer einer wesentlichen bei Umgebungs- bzw. Raumtemperagemeinsamen Achse nebeneinander angeordneten türen arbeiten zu lassen.

Beschleunigungselektroden, zwischen denen elek- Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden trische Felder vorhanden sind, die die Flüssigmetall- Aufgabe ist die Vorrichtung erfindungsgemäß datropfen mehrfach beschleunigen, von denen die erste io durch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs-Elektrode der Austrittsöffnung für die Flüssigmetall- elektroden an eine Wechselspannungsquelle angetropfen in der röhrenartigen Einrichtung unmittelbar schlossen sind, die eine geerdete und zwei entgegenbenachbart ist. gesetzt gepolte Anschlußklemmen aufweist, daß

Die Erzeugung von aufgeladener, partikelförmiger einander unmittelbar benachbarte Beschleunigungs-Materie ist Gegenstand ■ vielfältiger neuerer For- 15 elektroden jeweils mit den beiden entgegengesetzt

schungsbemühungen (s. dazu »Quest for Heavy Par- gepolten Anschlußklemmen der Wechselspannungs-

ticle Electric Propulsion«:, R. E. Hunt er, Advanced quelle verbunden sind, daß der Abstand der Be-

Propulsion Concepts, Gordon and Breach, 1963, schleunigungselektroden voneinander mit zunehmen-

Bd. 1, S. 19, und die im Anschluß an diesen Artikel dem Abstand von der röhrenförmigen Einrichtung angegebenen Hinweise). Die bisher auf diesem Ge- 20 entsprechend der Geschwindigkeitszunahme derFlüs-

biet vorliegenden Ergebnisse haben jedoch noch sigmetalltropfen zunimmt und daß die röhrenför-

viele zu überwindende Hindernisse übriggelassen. mige Einrichtung geerdet ist.

Bei bekannten Teilchenbeschleunigern (vgl.zumBei- Bei der vorliegenden Vorrichtung sind die Bespiel USA.-Patentschriften 3 122 882 und 3 173 246) schleunigungselektroden in einer Linie angeordnet, werden kolloidale Partikeln in einem elektrostati- 25 wobei der Abstand zwischen den Elektroden von der sehen Feld beschleunigt, die jeweils nur eine Polari- ersten zu der letzten. Elektrode jeweils wächst. Die tat aufweisen, was zur Folge hat, daß nur Partikeln ersten, dritten, fünften Elektroden usw. und die zweimit einer einzigen Polarität den Beschleuniger ver- ten, vierten Elektroden usw. sind jeweils zusammenlassen, geschlossen, wobei eine Wechselspannungsquelle

Wenn ein elektrisches Gleichstromfeld verwendet 30 zur Erregung der Elektroden verwendet wird, indem wird, um aufgeladene, partikelförmige Materie zu die eine Polarität der Quelle an einen zu einer gebeschleunigen, ist eine Netto-Aufladungsanhäufung meinsamen Gruppe zusammengefaßten Satz von in dem beschleunigten Material, bezogen auf das Be- Elektroden und die andere Polarität der Kraftquelle schleunigungsfeld, die! Folge. Jeder Versuch, dieses an den zweiten Satz von zu einer gemeinsamen Spannungsdifferential zu neutralisieren, hat die Hin- 35 Gruppe zusammengefaßten Elektroden angeschloszufügung von zusätzlichen Bauelementen zu der Be- sen sind. Im Betrieb bewegen sich elektrische Felder schleunigungsanlage und die Verminderung des Ge- wechselnder Polarität entlang der durch die Eleksamtwirkungsgrades der Anlage zur Folge (s. »Elec- troden bestimmten Linie. Das Feld ist ähnlich den trie Propulsion«, Ernst Stuhlinger, Electrical elektrischen Feldern, welche in Linearbeschleuni-Engineering, Bd. 82, 1963, S. 459). 40 gung erzeugt werden (s. dazu »Particle Accelerators«,

Eine weitere Schwierigkeit bei der Anwendung Livingstone und B le wee t, Mc. Graw Hill

eines nicht zeitabhängigen Feldes zur Beschleunigung [1962], Kapitel 10). Die Flüssigmetalltröpfchen wer-

von aufgeladenen Partikeln liegt in der Erzeugung den mittels einer der ersten benachbarten röhren-

von Gleichstromfeldern hoher Intensität. förmigen Einrichtung in Form einer Düse gebildet.

Inv der deutschen Patentschrift 705 879 ist ein 45 Wenn die Elektrode an die Kraftquelle angeschlossen

Ionenbeschleuniger beschrieben, bei dem die auf- ist, erfolgt durch Influenzwirkung eine Aufladung

geladenen Teilchen ebenfalls jeweils nur eine Polari- des sich gerade bildenden Tröpfchens, wobei diese

tat aufweisen. Ladung von zur Elektrode entgegengesetzter Polari-

Bei den bekannten^ mit Ionen oder Plasma arbei- tat ist. Die Tröpfchen werden dann in Richtung auf tenden Beschleunigern bringt die Bildung von Ionen- 50 die die Auflädung bewirkende Elektrode hin be- oder Plasmaquellen schwierige technische Probleme schleunigt und von da aus weiter durch das elekmit sich, da diese Quellen gewöhnlich unter extremen trische Wanderfeld. Wenn die erste Gruppe von Temperaturbedingungen arbeiten und eine ausrei- Tröpfchen die erste Elektrode passiert, wechselt die chende Abschirmung erfordern, wenn Kernstrahlung Polarität der Quelle, so daß das Feld zwischen jeverwendet wird, um die aufgeladene Masse zu er- 55 weils benachbarten Elektroden umgekehrt wird, zeugen. Weiterhin muß.! bei Systemen, die zur Be- Diese erste Tröpfchengruppe wird dann von der schleunigung von Ionen konstruiert sind, das elek- zweiten Elektrode angezogen, während die erste Elektrische Feld die Ionen auf eine höhere Geschwindig- trode sowohl diese erste Gruppe abstößt und eine keit beschleunigen, als es bei schweren Partikeln der Ladung entgegengesetzter Polarität in einer zweiten Fall ist, um den gleichen Schub zu erzeugen, und 60 Gruppe von sich an der Düse bildenden Tröpfchen zwar als Folge der verhältnismäßig geringen Masse bewirkt. Die zweite Gruppe von Tröpfchen wird dann der Ionen. in Richtung auf die erste Elektrode hin beschleunigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Der Abstand zwischen benachbarten Elektroden wird

eingangs bezeichnete Vorrichtung so zu gestalten, durch die Frequenz und Amplitude der Wechsel-

daß bei der Verwendung als Schuberzeuger die Not- 65 stromquelle und das Verhältnis Ladung zu Masse,

wendigkeit entfällt, die Ladung der beschleunigten d. h. durch die spezifische. Ladung der Tröpfchen,

Partikeln zu neutralisieren, was in der Regel dann bestimmt, so daß auf die Tröpfchen eine in einer

erforderlich ist, wenn nur Teilchen einer einzigen Richtung wirkende Kraft ausgeübt wird. Der Ab-

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stand zwischen den Elektroden wächst an, um das schriebenen Vorrichtung die als NaK bekannte

Anwachsen der Geschwindigkeit der Tröpfchen zu eutektische Legierung von Natrium und Kalium ist,

kompensieren. Auf diese Weise emittiert die letzte wird in dem Behälter 30 aufbewahrt. Das NaK wird

Elektrode einen angetriebenen Strahl bzw. ein ange- dem Rohrstutzen 18 bei der Öffnung 28 über eine

triebenes Bündel von aufgeladenen Flüssigmetall- 5 biegsame Leitung 32 zugeführt,

tropfen, wobei aufeinanderfolgende Entladungsstöße An den Rohrstutzen 18 ist mechanisch der Um-

jeweils Tröpfchen entgegengesetzter Polarität ent- former 33 gekuppelt, um an die Erregerkontakte 36

halten. des Umformers 33 angelegte elektrische Ultraschall-

Durch die Verwendung von Tröpfchen, welche energie in mechanische Schwingungen des Rohreine größere Masse als Ionen haben, wird die Ge- io Stutzens umzuformen. Eine auf diese Weise dem schwindigkeit, auf welche die aufgeladenen Teilchen Rohrstutzen 18 erteilte Ultraschallschwingung trägt beschleunigt werden müssen, um einen vorgegebenen dazu bei, Tröpfchen von gleichmäßigerem Durch-Schub zu erzeugen, bedeutsam verringert. messer an der Mündung 16 zu erzeugen.

Sofern die Tröpfchen einmal auf eine ausreichende Die elektrische Energie, welche benötigt wird, um

Geschwindigkeit beschleunigt sind, kann die kine- 15 eine Aufladung der Tröpfchen zu bewirken und die

tische Energie der Tröpfchen außer der Schuberzeu- Tröpfchen zu beschleunigen, wird an die Anschluß-

gung auch für andere Zwecke verwendet werden. klemmen 22 eines Aufwärtstransformators 20, d. h.

Ein derartiger Verwendungszweck liegt darin, ein eines Transformators mit einem Ubersetzungsverhält-

sehr hohes Gleichspannungspotential zu erzeugen, nis > 1, angelegt. Die Sekundärwicklung des Trans-

was in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch 20 formators 20 weist einen Mittelabgriff 25 auf, wel-

erfolgt, daß ein elektrostatisches Feld senkrecht zu eher geerdet ist. Die Entaahmeklemmen 24 des

dem von der letzten Beschleunigungselektrode her- Transformators 20 sind über Strombegrenzungs-

kommenden Tropfenstrahl vorhanden ist, welches widerstände 26 an die Elektrodentragstangen 14 bzw.

den Strahl durchsetzt und aufeinanderfolgende, un- 15 angeschlossen. Der Rohrstutzen 18 ist ebenfalls

gleichnamig aufgeladene Tropfen voneinander trennt, 25 geerdet, so daß er und die Masse des NaK auf einem

so daß zwei auseinanderstrebende Strahlen gleich- konstanten Potential gehalten wird,

namig aufgeladener Tropfen aus dem elektrostati- Wenn Erregerspannung den Anschlußklemmen 22

sehen Feld heraustreten, und daß eine erste Behälter- des Transformators 20 zugeführt wird, bewirkt die

anordnung vorgesehen ist, die die Tropfen des einen der Mündung 16 benachbarte Elektrode 8 eine Auf-

der auseinanderstrebenden Strahlen aufnehmen, wäh- 30 ladung der an der Mündung 16 gebildeten bzw. sich

rend eine zweite, von der ersten Behälteranordnung bildenden Flüssigmetalltröpfchen. Die Polarität die-

elektrisch isolierte Behälteranordnung vorgesehen ist, ser Aufladung ist der Polarität der Elektrode 8 ent-

die die Tropfen des anderen auseinanderstrebenden gegengesetzt.

Strahls aufnehmen. Unter der Voraussetzung, daß die Elektrodentrag-

Die kinetische Energie der Tröpfchen wird dazu 35 stange 14 durch den Transformator 20 positiv erregt verwendet, die Abstoßungskraft zu überwinden, wird, sind die Elektroden 8 und 10, bezogen auf welche durch die in gleicher Weise aufgeladenen Be- Masse, ebenfalls positiv. Zur gleichen Zeit sind die hälter ausgeübt wird. Wenn die Tröpfchen in den Elektroden 9 und 11, bezogen auf Masse, negativ. Behältern aufgefangen bzw. gesammelt werden, sam- Die Elektrode 8, welche der Mündung 16 am nächmein sich Ladungen entgegengesetzter Polarität in 40 sten liegt, wirkt während der Tröpfchenbildung so, den entsprechenden Behältern an, und ein beträcht- daß positive Ladungen von der Mündung 16 abgeliches stabiles Spannungsdifferential baut sich zwi- stoßen und Elektronen zu der Mündung 16 hingeschen den beiden Behältern auf. . zogen werden. Solange die Elektrode 8 positiv ist,

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher werden Tröpfchen mit einer negativen Nettoladung

erläutert, welche in schematischer beispielhafter 45 gebildet. Diese Ladung bewirkt dann, daß das gebil-

Weise die Anwendung der vorliegenden Vorrichtung dete Tröpfchen von der negativ aufgeladenen Mün-

zur Gleichspannungserzeugung wiedergibt. dung 16 abgestoßen und zur Elektrode 8 infolge der

Entsprechend der Zeichnung bestehen die Elek- Anziehungskraft entgegengesetzter Ladungen ange-

troden 8, 9, 10 und 11 aus Metallröhren, welche, ein zogen wird. Während eines Halbzyklus der an die

Toroid bildend, zu einem Kreis gebogen sind. Die 50 Anschlußklemmen 22 angelegten Wechselspannung

Elektroden 8, 9, 10 und 11 werden durch Befesti- werden mehrere solcher Tröpfchen gebildet. Diese

gungsarme 12 und 13 an ihrem Platz gehalten. Die negativ aufgeladenen Tröpfchen werden als eine

Metallarme 12 und 13 sind an Elektrodentragstangen Gruppe von der Elektrode 8 angezogen.

14 bzw. 15 befestigt, welche ebenfalls aus Metall Wenn die an den Transformator 20 angelegte

bestehen. Die Arme 12 und 13 sind derart justiert, 55 Erregerspannung die Phase wechselt, bricht das durch

daß die Mittelpunkte aller toroidförmigen Elektro- die Elektroden 8, 9, 10 und 11 gebildete Feld zu-

den 8, 9, 10 und 11 in einer geraden Linie liegen, sammen, und der Impuls dieser ersten Gruppe von

welche senkrecht zur Ebene des Toroids verläuft. negativ aufgeladenen Tröpfchen trägt die Gruppe

Die Elektroden 8, 9, 10 und 11 sind mit immer grö- durch die Öffnung der toroidförmigen Elektrode 8.

ßer werdenden Zwischenräumen voneinander an- 60 Die Elektrode 8 nimmt dann ein negatives Potential

geordnet, aus Gründen und in einer Weise, auf die an und stößt diese erste Gruppe von aufgeladenen

später noch eingegangen wird. Teilchen von sich ab, wobei die Elektrode 8 zur

Auf der durch die Mittelpunkte der toroidförmi- gleichen Zeit eine positive Ladung in den jetzt an

gen Elektroden 8, 9,10 und 11 verlaufenden geraden der Mündung 16 sich bildenden Tröpfchen bewirkt.

Linie liegt weiterhin Auslaßöffnung 16 einer röhren- .65 Die Elektrode 9 ist zu diesem Zeitpunkt positiv und

förmigen Einrichtung in Form eines Rohrstutzens 18, zieht die erste Gruppe von sich zwischen den Elek-

wo die Tröpfchen aus flüssigem Metall gebildet wer- troden8 und 9 bewegenden Tröpfchen an. Da die

den. Das flüssige Metall, welches in der hier be- Tröpfchen zwischen den Elektroden beschleunigt

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werden, tritt eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Masse, was einen maximalen Wert Spitze—Spitze Tröpfchen ein. Der Abstand der Elektroden 8, 9, 10 von 8460 V zwischen den Elektroden ergibt. Die und 11 voneinander ist derart, daß das dadurch er- Frequenz der an den Transformator 20 angelegten zeugte elektrische Feld eine gleichgerichtete Be- Spannung betrug für den oben angegebenen Elekschleunigungskraft auf die zwischen den Elektroden S trodenabstand und den angelegten Spannungswert wandernden bzw. sich bewegenden aufgeladenen 15 Perioden pro Sekunde. Die Tröpfchengröße lag Tröpfchen ausübt. Das Feld ist, während die Polari- in der Ordnung von 0,5 mm im Durchmesser. Die tat der Elektroden 8, 9, 10 und 11 sich ändert, ver- von dem Umwandler 33 herrührende Ultraschallnachlässigbar, und die Tröpfchen treten durch die erregung war auf eine Frequenz von 20 000 Perioden Mittelpunkte der Elektroden 8, 9, 10 und 11 hin- io pro Sekunde festgesetzt. Bei diesen Werten der durch. Der Effekt ist eine in einer Richtung auf die Systemparameter wurden aus fünf bis zehn Tröpf-Tröpfchen wirkende Kraft, indem ein elektrisches chen je Halbzyklus bestehende Gruppen auf eine Feld simuliert wird, welches von der Mündung 16 Geschwindigkeit beschleunigt, welche an der zweientlang den Elektroden 8, 9, 10 und 11 mit der glei- ten Elektrode 9 etwa 5,913 m/Sek. betrug. Daraus chen Geschwindigkeit wie die Tröpfchen wandert, 15 läßt sich ableiten, daß die Endgeschwindigkeit anwobei die vergrößerten Zwischenräume zwischen den nähernd 18,288 m/Sek. betrug.
Elektroden 8, 9, 10 und 11 entlang der Bewegungs- Nach Kompensierung der Anfangsgeschwindigkeit, bzw. Fluglinie das durch die Beschleunigung der welche von der Kraft abhängt, die durch den zwi-Tröpfchen hervorgerufene Anwachsen derGeschwin- sehen der unter Atmosphärendruck stehenden NaKr digkeit der Tröpfchen kompensiert. 20 Quelle und dem Unterdruck innerhalb des glocken-

Das durch die Elektroden 8, 9,10 und 11 erzeugte förmigen Gefäßes herrschenden Druckunterschied

elektrische Feld ist dem wandernden Feld ähnlich, erzeugt wird, betrug die effektive Beschleunigung auf

welches in Linearbeschleunigern, wie eingangs er- die Tröpfchen unter der kombinierten Wirkung des

wähnt, verwendet wird. Wenn das Feld jedoch durch elektrischen Feldes und der Schwerkraft auf dem

eine Wechselstromquelle erregt wird, ist es peri- as Wege von der Mündung 16 zu der Elektrode 9

odisch oszillierend, bezogen auf die Zeit an jedem 563,88 m/Sek.².

Punkt zwischen den Elektroden. Der Abstand zwi- Wenn die Vorrichtung als ein Schuberzeuger verschen den Elektroden8, 9, 10 und 11 ist in Bezie- wendet wird, z.B. als eine Vortriebsmaschine für hung zu der Frequenz und Amplitude der an den ein Raumfahrzeug, würde die auf die Tröpfchen ausTransformator angelegten Erregerspannung und dem 30 geübte Kraft in der entgegengesetzten Richtung auf Verhältnis von Masse zu Ladung der Flüssigmetall- die gesamte Vorrichtung zur Anwendung kommen, tröpfchen gesetzt bzw. davon abhängig, um die in Auf der Grundlage der obigen Ergebnisse betrüge einer Richtung auf die Tröpfchen wirkende Kraft zu der Schub pro Zeiteinheit etwa 8 ■ 10~⁶ · 0,454 kg erzeugen. pro Tröpfchen pro Sekunde, und jedes Tröpfchen

Die Mündung 16, bei welcher die Tröpfchen ge- 35 würde eine kinetische Endenergie von l-10-⁶mkp bildet werden, die Elektroden 8, 9, 10 und U, die haben. Bei der Anwendung für Raumfahrtszwecke Elektrodenbefestigungsarme 12 und 13 und die könnte das glockenförmige Gefäß natürlich am Bounteren Teile der Elektrodentragstangen sind in den geöffnet sein oder völlig fehlen. Wie bereits ereinem glockenförmigen Gefäß 39 untergebracht, wel- wähnt, würde keine Notwendigkeit bestehen, die dies durch eine Vakuumpumpe 38 evakuiert ist. Es ₄₀ Ladung auf den Tröpfchen zu neutralisieren, wenn ist herausgefunden worden, daß ein Druck von 10~^s sie aus der Vorrichtung ausgestoßen werden, da die bis 10~⁵ Torr für ein erfolgreiches Arbeiten der Vor- folgende Gruppe von Tröpfchen die entgegengesetzte richtung geeignet ist. Der Zweck des Vakuums liegt Ladung aufweisen würde und die Ladung auf der darin, eine Bogenentladung zwischen den Elektroden ersten Gruppe neutralisieren würde. Darin liegt ein und zwischen Tröpfchen und Elektroden zu verhin- 45 wesentlicher Vorteil gegenüber Ionenmaschinen, bei dem. Strombegrenzungswiderstände 26 liegen mit denen das Treibmittel eine Ladung von einer Polariden Entnahmeklemmen 24 des Transformators in tat hat. Durch Beschleunigung der Tröpfchen über Reihe, um den Stromfluß zu verringern, wenn Licht- einen längeren Weg könnte natürlich eine größere bogenbildung auftritt. Kraft erzeugt werden, wodurch der Schwerkraft-

Bei der in der Figur dargestellten Ausführungs- 50 anteil auf einen vemachlässigbareh Betrag reduziert

form sind zufriedenstellende Ergebnisse mit folgen- würde, so daß die Vorrichtung in beliebigen Lagen,

den Parametern erhalten worden, welche, wie an- bezogen auf die Senkrechtstellung, arbeiten könnte,

gegeben, festgesetzt wurden: Der Mittelpunkt des Entsprechend einer weiteren Anwendungsform der

Toroids der ersten Elektrode 8 liegt 12,7 mm direkt Erfindung kann das Bündel bzw. der Strahl in zwei

unter der Mündung 16; der Abstand zwischen den 55 Strahlen homogener Ladung getrennt werden, indem

Elektroden 8 und 9 beträgt 43,18 mm; der Abstand ein elektrisches Feld senkrecht zur Bewegungsrich-

zwischen den Elektroden 9 und 10 beträgt 76,2 mm; tung des Strahles und den Strahl durchsetzend auf-

der Abstand zwischen den Elektroden 10 und 11 be- gebaut wird. Für diesen Zweck sind Ablenkplatten

trägt 104,3 mm. Bei diesem speziellen Versuch wurde 40 und 41 vorgesehen. Die Platte 40 ist durch eine

die Beschleunigung nach fotografischen Zeitdehn- 60 Batterie 43 auf ein, bezogen auf Erde, positives Po-

methoden gemessen. Die Kamera beobachtete nur tential unter Spannung gesetzt; die Platte 41 ist

die Elektrode 8, die Elektrode 9 und die Mündung 16. durch eine Batterie auf ein, bezogen auf Erde, nega-

Der Rohrstutzen 18 besteht aus einer Injektions- tives Potential unter Vorspannung gesetzt. Aus dem

kanüle mit einer Länge von 12,7 mm und einem In- Feld zwischen den Platten 40 und 41 werden zwei

nendurchmesser von 0,2794 mm und hat einen recht- 65 Strahlen von jeweils einheitlich aufgeladenen Flüs-

eckigen bzw. quadratischen Querschnitt an der Mün- sigmetalltröpfchen heraustreten. Der die positiv auf-

dung 16. Die Sekundärspannung des Transformators geladenen Tröpfchen enthaltende Strahl wird in

20 hat einen Effektivwert von 3000 V, bezogen auf einem Behälter oder Sammelgefäß 44 aufgefangen.

Iq gleicher Weise wird der die negativ aufgeladenen Tröpfchen enthaltende Strahl in einem Behälter oder Sammelgefäß 46 aufgefangen. Einführungsleitungen 48 verbinden die Hochspannungsentnahmeklemmen SO durch das Glockengefäß mit den Sammelgefäßen44 und 46. Die zwischen den Klemmen 50 aufgebaute Spannung wird nur durch die kinetische Energie der Tröpfchen begrenzt, die benötigt wird, die Abstoßungskraft der entsprechenden Sammelgefäße 44 und 46 zu überwinden.

Es wird weiter darauf hingewiesen, daß mehrere Äquivalente möglich sind, welche das simulierte, oben beschriebene elektrische Wanderfeld erzeugen können. Ein derartiges System besteht darin, die Masseanschlüsse der Mittelanzapfung 25 des Transformators20 zu entfernen und einen Sekundäranschluß des Transformators 20 an die Elektrodentragstange 14 anzuschließen. Der andere Sekundäranschluß des Transformators 20 könnte dann an die Elektrodentragstange 15 und gleichfalls an die Düse _ao 18 angeschlossen werden. Andere Äquivalente zur Erzeugung des Wanderfeldes schließen eine mehrphasige Kraftquelle mit einem gemeinsamen Anschluß ein, welcher an die Düse angeschlossen und geerdet ist, während die aufeinanderfolgenden Phasen an die aufeinanderfolgenden Elektroden 8, 9, 10 und 11 angeschlossen sind. Der Abstand zwischen den Elektroden kann sich für eine derartige Anordnung natürlich ändern. Die Anzahl der Elektroden ist nicht auf die oben beschriebene Anzahl beschränkt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Strahles von elektrisch geladenen Flüssigmetalltropfen mit einem Behälter für das flüssige Metall, einer röhrenartigen, mit dem Behälter in Verbindung stehenden Einrichtung zur Erzeugung der Flüssigmetalltropfen, mehreren auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordneten Beschleunigungselektroden, zwischen denen elektrische Felder vorhanden sind, die die Flüssigmetalltropfen mehrfach beschleunigen, und von denen die erste Elektrode der Austrittsöffnung für die Flüssigmetalltropfen in der röhrenartigen Einrichtung unmittelbar benachbart ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungselektroden (8, 9, 10, 11) an eine Wechselspannungsquelle (20) angeschlossen sind, die eine geerdete und zwei entgegengesetzt gepolte Anschlußklemmen (24, 25, 26) aufweist, daß einander unmittelbar benachbarte Beschleunigungselektroden jeweils mit den beiden entgegengesetzt gepolten Anschlußklemmen der Wechselspannungsquelle (20) verbunden sind, daß der Abstand der Beschleunigungselektroden voneinander mit zunehmendem Abstand von der röhrenförmigen Einrichtung (18) entsprechend der Geschwindigkeitszunahme der Flüssigmetalltropfen zunimmt und daß die röhrenförmige Einrichtung (18) geerdet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrostatisches Feld senkrecht zu dem von der letzten Beschleunigungselektrode (11) herkommenden Tropfenstrahl vorhanden ist, welches den Strahl durchsetzt und aufeinanderfolgende, ungleichnamig aufgeladene Tropfen voneinander trennt, so daß zwei auseinanderstrebende Strahlen gleichnamig aufgeladener Tropfen aus dem elektrostatischen Feld heraustreten, und daß eine erste Behälteranordnung (44) vorgesehen ist, die die Tropfen des einen der auseinanderstrebenden Strahlen aufnehmen, während eine zweite von der ersten Behälteranordnung elektrisch isolierte Behälteranordnung (46) vorgesehen ist, die die Tropfen des anderen auseinanderstrebenden Strahls aufnehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung für die Tropfenerzeugung mit einem Ultraschallumwandler (33) gekuppelt ist, der in der Anordnung Ultraschallschwingungen induziert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Beschleunigungselektroden (8,9,10,11) eine Ebene definiert, auf der der Tropfenstrahl senkrecht steht, der durch die von den Elektroden umgrenzte Fläche hindurch verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909537/158