DE2417311A1 - Current collector for homopolar motor - with liquid metal contact medium has pressure regulating means using restrictors - Google Patents

Current collector for homopolar motor - with liquid metal contact medium has pressure regulating means using restrictors

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K31/00Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors
    • H02K31/04Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors with at least one liquid-contact collector

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Abstract

The application is primarily to very heavy current low speed homopolar motors, for example as used in ship propulsion. The liquid metal is forced into the gap between rotating and stationary members of the contact assembly by means of a pump. The fluid enters at the top of the assembly and flows in parallel paths round both sides of the rotor, leaving at the bottom to return, via a cleaner and cooler, to the pump. To counteract the increase in pressure of the liquid between top and bottom due to column height, pressure reducing restrictions may be placed in the gap.

Description

Elektrischer Flüssigkeitskontakt bei einer als Motor arbeitenden elektrischen Unipolarmaschine mit horizontaler Welle Bei elektrischen Unipolarmaschinen werden bekanntlich zur Übertragung der hohen Ströme von den rotierenden auf die stehenden Teile Flüssigkeitskontakte verwendet, um kleine Stromübergangsyerluste zu erhalten und Wartungsaufwand weitgehend auszuschalten. Einige der bekannten Ausführungsformen von elektrischen Flüssigkeitskontakten sind in der Zeitschrift "2lektrotechnik und Maschinenbau"+ 1972, insbesondere auf den Seiten 441/442 beschrieben. Die einfachste Ausführungsform besteht darin, an den rotierenden Teilen der Unipolarmaschine offene Ringkanäle vorzusehen, in denen die metallische Flüssigkeit im Betrieb durch Fliehkraft gehalten wird, wobei Kontakte des feststehenden Teils in dieses eintauchen. Die Verwendung eines derartigen Flüssigkeitskontaktes empfiehlt sich aber nur bei Betrieb der Unipolarmaschine als Generator, d.h.Electrical fluid contact with an electrical one working as a motor Unipolar machine with horizontal shaft For electrical unipolar machines known to transfer high currents from the rotating to the stationary Parts of liquid contacts used to obtain small current transfer losses and maintenance costs to be largely eliminated. Some of the known embodiments of electrical fluid contacts are in the magazine "2lektrotechnik und Maschinenbau "+ 1972, especially on pages 441/442. The simplest Embodiment is to open on the rotating parts of the unipolar machine Provide ring channels, in which the metallic liquid in operation by centrifugal force is held, with contacts of the fixed part dipping into this. the However, the use of such a liquid contact is only recommended during operation the unipolar machine as a generator, i.e.

mit einer konstanten Drehzahl.at a constant speed.

Ein anderer, bekannter, dort ebenfalls beschriebener Flüssigkeitskontakt arbeitet nach dem Düsenprinzip. Über diese Düse wird mittels einer Pumpe die metallische-Flüssigkeit unter Druck in den Spalt zwischen dem rotierenden und dem stehenden Teil an einer Stelle eingeführt und nach Abführung aus dem Spalt unter Zwischenschaltung eines Kühlers der Pumpe im Kreislauf wieder zugeführt. Die metallische Flüssigkeit wird also ständig in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt. Es zeigte sich aber, daß die bei der Einspritzung in den Spalt durch die Düse stark beschleunigte metallische Flüssigkeit beim Aufprallen auf die gegenüberliegenden Wände des stehenden Teils fein verstäubt wird und leicht oxidiert, wodurch eine allmähliche Verschlechterung der in dem geschlossenen Kreislauf umlaufenden metallischen Flüssigkeit eintritt.Another known liquid contact also described there works according to the nozzle principle. The metallic liquid is dispensed through this nozzle by means of a pump under pressure in the gap between the rotating and the stationary part on one Place introduced and after discharge from the gap with the interposition of a The cooler is fed back to the pump in the circuit. The metallic liquid will so constantly circulated in a closed cycle. But it turned out that the metal, which is strongly accelerated during injection into the gap through the nozzle liquid when hitting the opposite walls of the standing part is finely dusted and easily oxidized, creating a gradual Deterioration of the metallic liquid circulating in the closed circuit entry.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flüssigkeitskontakte einer Unipolarmaschine so auszubilden, daß diese auch als Motor betrieben werden kann, d.h. mit wechselnden Drehzahlen und Drehrichtungen, wobei das Flüssigmetall in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt werden soll.The present invention is based on the object of the liquid contacts to train a unipolar machine so that it can also be operated as a motor can, i.e. with changing speeds and directions of rotation, whereby the liquid metal should be circulated in a closed circuit.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von elektrischen Flüssigkeitskontakten bei einer als Motor arbeitenden elektrischen Unipolarmaschine mit horizontaler Welle zur Ubertragung von hohen Strömen von rotierenden, ringförmigen Teilen auf gegenüberliegende, ebenfalls ringförmige, stehende Teile mit Hilfe von metallischer, elektrisch leitender Flüssigkeit (Flüssigmetall),-die mittels einer Pumpe in den Spalt an einer Stelle eingeführt und nach Abführung aus dem Spalt unter Zwischenschaltung eines Kühlers der Pumpe im Kreislauf wieder zugeführt wird. Gemäß der Erfindung ist der Ringspalt zwischen dem stehenden und dem rotierenden Teil an den Seiten mit Mitteln zur Abdichtung gegen einen Flüssigkeitsaustritt versehen und die metallische Flüssigkeit wird dem Ringspalt an angenähert der höchsten Stelle zugeführt und nach Durchströmen von jeweils angenähert einer Hälfte des Ringspaltes in Umfangsrichtung an angenähert der untersten Stelle wieder abgezogen.To solve this problem, the invention is based on electrical Liquid contacts in an electrical unipolar machine operating as a motor with horizontal shaft for the transmission of high currents of rotating, ring-shaped Divide into opposing, also ring-shaped, standing parts with the help of metallic, electrically conductive liquid (liquid metal), - which by means of a Pump introduced into the gap at one point and after discharge from the gap below Interposition of a cooler is fed back to the pump in the circuit. According to of the invention is the annular gap between the stationary and the rotating part provided on the sides with means for sealing against a leakage of liquid and the metallic liquid approaches the annular gap at the highest point and after flowing through approximately one half of the annular gap subtracted again in the circumferential direction at approximately the lowest point.

Der Ringspalt ist also als geschlossener, seitlich gegen einen Flüssigkeitsaustritt abgedichteter Spalt ausgebildet, durch den das Flüssigmetall in Umfangsrichtung strömt. Dabei füllt das durch die Pumpe unter Druck eingepreßte Flüssigmetall den vorhandenen Raum voll aus, so daß gefährliche Fliehkraftnderungen durch Schwankungen in der Verteilung des Flüssigmetalls nicht auftreten können. Da die seitliche Abdichtung mit besonderen Mitteln - unabhängig von der Fliehkraft der Flüssigkeit im Spalt - vorgenommen wird, sind diese auch unabhängig von der jeweiligen Drehzahl und Drehrichtung der Unipolarmaschine und auch bei Stillstand wirksam. Man erhält auf diese Weise bei allen Betriebszuständen der als Motor arbeitenden Unipolarmaschine einen zur Vermeidung großer Verluste notwendigen gleichmäßigen Stromübergang längs des gesamten Umfangs des Ringspaltes.The annular gap is therefore as a closed, laterally against a liquid outlet sealed gap formed through which the liquid metal in the circumferential direction flows. The liquid metal injected under pressure by the pump fills the available space, so that dangerous changes in centrifugal force due to fluctuations in the distribution of the liquid metal cannot occur. There the lateral sealing with special means - independent of the centrifugal force the liquid in the gap - is made, these are also independent of the respective speed and direction of rotation of the unipolar machine and also at standstill effective. In this way, in all operating states, the one working as a motor is obtained Unipolar machine a uniform necessary to avoid large losses Current transition along the entire circumference of the annular gap.

Werden nun Unipolarmaschinen als langsam laufende Motoren großer Leistung eingesetzt, z.B. für Schiffsantriebe, so ergeben sich für die rotierenden Teile der Maschine Durchmesser in der Größenordnung von mehreren Metern. Dies hat zur Folge, daß bei horizontaler Welle der Unipolarmaschine durch das Eigengewicht des Flüssigmetalls erhebliche Druckdifferenzen zwischen den oberen und unteren Bereichen des mit Flüssigmetall gefüllten Ringspaltes auftreten, zumal die als Flüssigmetall verwendbaren bekannten Stoffe, wie z.B. Quecksilber oder Gallium-Indium-Legierungen, ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht haben. Durch diese zusätzliche Druckdifferenz kann unter Umständen der Einsatz von einfachen Dichtungsmitteln, wie z.B. der bekannten Gummilippendichtungen erschwert werden, weil für diese bei den handelsüblichen Ausführungen die Druckdifferenz auf beiden Seiten der Abdichtlippen den Wert von ca 0,4 at nicht überschreiten soll. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sind gemäß der weiteren Erfindung bei dem elektrischen Flüssigkeitskontakt längs des Ringspaltes Durchflußwiderstände vorgesehen, derart, daß die Zunahme des statischen Druckes durch zugleich auftretende oder abwechselnd folgende Durchflußwiderstände jeweils weitgehend abgebaut wird. Dadurch wird erreicht, daß, unabhängig vom Durchmesser des rotierenden Teils und damit vom statischen Druck, auf die Dichtungen stets nur ein niedriger und weitgehend konstanter Druck ausgeübt wird, so daß als Mittel zur seitlichen Abdichtung des Ringspaltes einfache Anordnungen mit geringster Reibung und großer Lebensdauer und Zuverlässigkeit benutzt werden können.Unipolar machines are now being used as slow-running, high-performance motors used, e.g. for ship propulsion, results in the rotating parts the machine diameter on the order of several meters. This has to Consequence that with a horizontal shaft of the unipolar machine by the weight of the Liquid metal significant pressure differences between the upper and lower areas of the annular gap filled with liquid metal occur, especially as the liquid metal known substances that can be used, such as mercury or gallium-indium alloys, have a relatively high specific weight. Because of this additional pressure difference Under certain circumstances, the use of simple sealants, such as the well-known Rubber lip seals are made more difficult because for these in the commercial versions the pressure difference on both sides of the sealing lips does not have a value of approx. 0.4 at should exceed. In order to avoid these difficulties, according to the further Invention in the electrical fluid contact along the annular gap flow resistances provided in such a way that the increase in static pressure by occurring at the same time or alternately following flow resistances are largely reduced in each case. This ensures that, regardless of the diameter of the rotating part and so the static pressure on the seals is always only a low and largely constant pressure is applied so that as a means of sealing the side of the Annular gap with simple arrangements least friction and great Lifetime and reliability can be used.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildungsform des Ringspaltes zur Erzielung wechselnder Durchflußwiderstände besteht darin, daß längs des Ringspaltes am stehenden Teil abwechselnd Kammern mit großer Weite und Engspalte angeordnet sind. Man hat es dann in der Hand, durch geeignete Bemessung der Länge und der Weite der Engspalte die getfünschten Durchflußwiderstände zu erzielen. Man kann aber auch den Ringspalt mit kontinuierlich veränderlicher Weite ausbilden, derart, daß die Spaltweite in Bereichen mit von der horizontalen wenig abweichenden Tangentenrichtungen groß und in Bereichen mit mehr oder weniger senkrechten Tangentenrichtungen eng ausgeführt ist.A particularly advantageous embodiment of the annular gap to achieve this changing flow resistances consists in that along the annular gap on the standing Part alternating chambers with large width and narrow gaps are arranged. One has it is then in hand, by appropriately measuring the length and width of the narrow gap to achieve the specified flow resistances. But you can also use the annular gap train with continuously variable width, such that the gap width in Areas with tangent directions that deviate little from the horizontal are large and executed closely in areas with more or less perpendicular tangent directions is.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention is still based on the in FIGS. 1 and 2 illustrated embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch dargestellt einen Teil eines Ringspaltes im Radialschnitt und den angedeuteten Kreislauf der einen Flüssigkeitskontakt bildenden metallischen Flüssigkeit, in Fig. 2 ist der im Ringspalt herrschende Druck aufgetragen.Fig. 1 shows schematically a part of an annular gap in radial section and the indicated cycle of the fluid contact forming metallic liquid, in Fig. 2 the pressure prevailing in the annular gap is plotted.

Die in Fig. 1 zum Teil im Schema dargestellte elektrische Unipolarmaschine soll als Motor mit veränderlichen Drehzahlen und auch umkehrbarer Drehrichtung, z.B. bei einem Schiffsantrieb, eingesetzt werden. Sie besteht im wesentlichen aus mehreren, auf einer horizontalen Welle 1 isoliert angeordneten Ringscheiben 2, die in einem von insbesondere supraleitenden Spulen erzeugten magnetischen Feld rotieren. Durch dieses magnetisch Feld wird in jeder rotierenden Ringscheibe 2 eine Spannung induziert, die bei geschlossenen Außenkreis einen Strom hervorruft, der jeweils bei einem radial innenliegenden Flüssigkeitskontakt ein- und bei dem radial außenliegenden Flüssigkeitskontakt 3 austritt. An diesen Stellen ist die Ringscheibe 2 jeweils von einem gegenüberstehenden, ebenfalls ringförmigen, stehendem Te'l 1 4 umgeben, derart, daß dazwischen der Ringspalt 5 gebildet wird.The electrical unipolar machine shown in part in the diagram in FIG. 1 should be used as a motor with variable speeds and also reversible direction of rotation, e.g. in a ship propulsion system. It essentially consists of several, isolated on a horizontal shaft 1 arranged annular disks 2, the rotate in a magnetic field generated in particular by superconducting coils. This magnetic field creates a voltage in each rotating ring disk 2 induced, which causes a current when the external circuit is closed, each in the case of a radially inner liquid contact and in the case of the radially outer one Fluid contact 3 emerges. In these places is the washer 2 each from an opposing, likewise ring-shaped, standing part 1 4 surrounded in such a way that the annular gap 5 is formed between them.

Das bei dem Flüssigkeitskontakt 3 zur Stromübertragung dienende Flüssigmetall, z.B. Quecksilber, wird dem Ringspalt 5 über im stehenden Teil 4 angeordnete Kanäle 6 an der angenähert höchsten Stelle des Ringspaltes 5 zugeführt und läuft dann innerhalb des Ringspaltes 5 Yn Umfangsrichtung entlang. Zwischen den beiden Kanälen 6 wird mittels eines Engspaltes 7 eine Aufteilung der beiden Flüssigmetallströme erzielt. Nach Durchströmen von jeweils angenähert einer Hälft des Ringkanals 5 in Umfangsrichtung fließt das Flüssigmetall durch Kanäle 8, die an angenähert der untersten Stelle des Ringkanals 5 angeordnet und wiederum durch einen Engspalt 9 getrennt sind, ab.The liquid metal used for power transmission at the liquid contact 3, e.g. mercury, is fed to the annular gap 5 via channels arranged in the standing part 4 6 is supplied to the approximately highest point of the annular gap 5 and then runs within of the annular gap 5 Yn along the circumferential direction. Between the two channels 6 is achieved a division of the two liquid metal flows by means of a narrow gap 7. After flowing through approximately one half of the annular channel 5 in the circumferential direction the liquid metal flows through channels 8, which are at approximately the lowest point of the annular channel 5 and are in turn separated by a narrow gap 9, from.

In einer Rohrleitung 10 wird das Flüssigmetall zunächst einem Reiniger 11 zugeführt, in dem Verunreinigungen auf chemische oder mechanische Weise ausgeschieden werden. Dann gelangt das Flüssigmetall zu einem Kühler ,2, in dem es von der durch die elektrischen und Reibungsverluste aufgetretenden Erwärmung rückgekühlt wird. Schließlich gelangt es zur Pumpe 3, die es wieder über die Kanäle 6 in den Ringspalt 5 fördert. Das Flüssigmetall wird also in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt, wobei es zweckmäßig ist, die je Zeiteinheit umgewälzte Flüssigmetallmenge konstant zu halten, um auch im ungünstigsten Belastungsfall die Verluste sicher und ohne Temperaturerhöhung abführen zu können.In a pipe 10, the liquid metal is first a cleaner 11, in which impurities are excreted chemically or mechanically will. Then the liquid metal reaches a cooler, 2, in which it is passed through from the the electrical and frictional heat generated is cooled back. Finally it reaches the pump 3, which it again through the channels 6 into the annular gap 5 promotes. The liquid metal is thus circulated in a closed circuit, it is expedient to keep the amount of liquid metal circulated per unit of time constant to keep the losses safely and without even in the most unfavorable load case To be able to dissipate temperature increase.

Das Flüssigmetall füllt bei dem Durchströmen des Ringkanals 5 diesen vollkommen aus und ist durch seitlich am Ringkanal angeordnete Dichtungen, z.B. Gummilippendichtungen, an einem seitlichen Austreten gehindert (diese seitlichen Dichtungen sind auf dem in Fig. 1 gezeigten Radialschnitt des Ringkanals nicht dargestellt). Um bei einer elektrischen Unipolarmaschine auch bei niedrigen Drehzahlen eine große Leistung erzielen zu können, müssen die rotierenden Ringscheiben 2 einen sehr großen-Durchmesser erhalten, z.B. von 3 oder 4 m. Entsprechend groß ist dann auch der Durchmesser des Ringspaltes 5, der den radial außenliegenden Flüssigkeitskontakt 3 bildet. Da nun das verwendete Flüssigmetall ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht hat, ergeben sich bei derartig großen Durchmessern des Ringspaltes 5 durch das Eigengewicht des Flüssigmetalls Druckdifferenzen zwischen dem oberen Bereich, wo das Flüssigmetall eingeführt wird und dem unteren Bereich, wo es austritt. Diese Druckdifferenzen ergeben eine zusätzliche Beanspruchung der seitlichen Dichtungen. Um diesen statischen Druck auszugleichen, sind im Ringspalt 5 wechselnde Durchflußwiderstände vorgesehen. Diese bestehen aus Ansätzen 14 am rotierenden Teil, wodurch im Ringspalt 5 jeweils Engspalte 15 gebildet werden. Dazwischen liegen Kammern 16 von der normalen Weite des Ringspaltes 5.The liquid metal fills the ring channel 5 as it flows through it completely and is secured by seals arranged on the side of the ring channel, e.g. Rubber lip seals, prevented from leaking out from the side (these lateral Seals are not shown on the radial section of the annular channel shown in FIG. 1). To with an electric unipolar machine even at low speeds To achieve a great performance, the rotating ring disks 2 must have a very large diameter obtained, e.g. of 3 or 4 m. It is then correspondingly large also the diameter of the annular gap 5, which is the radially outer fluid contact 3 forms. Since the liquid metal used now has a relatively high specific Has weight, result from such large diameters of the annular gap 5 by the dead weight of the liquid metal pressure differences between the upper area, where the liquid metal is introduced and the lower area where it exits. These Differences in pressure result in additional stress on the side seals. In order to compensate for this static pressure, there are changing flow resistances in the annular gap 5 intended. These consist of lugs 14 on the rotating part, which in the annular gap 5 narrow gaps 15 are formed in each case. In between there are chambers 16 of the normal Width of the annular gap 5.

In den Kammern 16 ist infolge der großen Querschnitte die mittlere Durchflußgeschwindigkeit des Flüssigmetalls klein und seine Wandreibung vernachlässigbar. Da das Flüssigmetall von oben in den Ringspalt eingeführt und diese nach unten hin durchströmt, ist also am unteren Ende der Kammer 16 der Druck des Flüssigmetalls gegenüber seinem Wert am oberen Ende um einen Druck Ap erhöht, der gleich der Höhendifferenz zwischen dem oberen und unteren Kammerende multipliziert mit dem spezifischen Gewicht des Flüssigmetalls ist. Da jedoch auf jede Kammer 16 ein Engspalt 15 folgt, tritt dort bei einer gegebenen Durchflußmenge des Flüssigmetalls ein bestimmter Druckabfallnp auf, wobei für die Engspalte 15 wegen ihrer kleinen Länge die in ihm auftretende Druckzunahme durch die Höhendifferenz zwischen Anfang und Ende des Engspaltes 15 vernachlässigbar ist. Bei entsprechender Bemessung der Weite der Engspalte 15 und einer gegebenen Durchtrittsmenge an Flüssigmetall kann dieser Druckabfall4p5 gleich der Druckzunahme Ap in der jeweiligen Kammer gemacht werden. Auf diese Weise ist es möglich, durch entsprechende Ausführung der Engspalte 15 und Wahl der Durchflußmenge die Druckzunahme in jeder Kammer 16 durch den folgenden Engspalt 15 wieder abzubauen, so daß sich nur relativ kleine Druckschwankungen Ap ausbilden, wie Fig. 2 zeigt. Dabei läßt sich der Wert dp mit steigender Kammer- und Engspaltzahl beliebig verringern. Da auf den seitlichen Dichtungen am Ringspalt 5 jeweils der Gesamtdruck pO + dp/2 lastet, schwankt-dieser nur um die kleinen Beträge typ/2 und ist am Eintritt des Flüssigmetalls oben im Ringspalt und am Austritt unten gleich pO Die seitlichen Dichtungen des Ringspaltes 5 sind daher nur durch den Druck pO + Ap/2 belastet, so daß eine zuverlässige Abdichtung, z.B.In the chambers 16 is due to the large cross-sections, the middle The flow rate of the liquid metal is small and its wall friction is negligible. Since the liquid metal is introduced into the annular gap from above and this downwards flows through, so is the pressure of the liquid metal at the lower end of the chamber 16 compared to its value at the upper end is increased by a pressure Ap which is equal to the height difference between the upper and lower chamber ends multiplied by the specific weight of the liquid metal. However, since each chamber 16 is followed by a narrow gap 15, occurs there at a given flow rate of the liquid metal a certain pressure drop np on, with the narrow gap 15 occurring in it because of its small length Pressure increase due to the difference in height between the beginning and the end of the narrow gap 15 is negligible. With an appropriate dimensioning of the width of the narrow gaps 15 and for a given amount of passage of liquid metal, this pressure drop can be equal to 4p5 the pressure increase Ap can be made in the respective chamber. To this way it is possible by appropriately designing the narrow gaps 15 and choosing the flow rate to reduce the pressure increase in each chamber 16 through the following narrow gap 15, so that only relatively small pressure fluctuations Ap develop, as FIG. 2 shows. The value dp can be reduced as required as the number of chambers and narrow gaps increases. Since the total pressure pO + dp / 2 weighs down, it fluctuates only by the small amounts type / 2 and is at the entry of the Liquid metal at the top in the annular gap and at the bottom at the exit equal to the side Seals of the annular gap 5 are therefore only loaded by the pressure pO + Ap / 2, so that a reliable seal, e.g.

auch mit Gummilippendichtungen bei hoher Lebensdauer der Dichtungen möglich ist.also with rubber lip seals with a long service life of the seals is possible.

Um die durch das Eigengewicht gegebenen Druckzunahmen in den Kammern 16 und die in den Engspalten 15 auftretenden Druckabfälle einander möglichst anzugleichen, empfiehlt es sich, die Länge der Engspalte 15 in Bereichen des Ringspaltes 5 mit weitgehend horizontaler Tangente kürzer und/oder mit größerer Weite auszuführen, während sie in Bereichen mit weitgehend vertikaler Tangente länger und/oder enger ausgeführt werden.About the pressure increases in the chambers caused by the dead weight 16 and to equalize the pressure drops occurring in the narrow gaps 15 as much as possible, it is recommended that the length of the narrow gap 15 in areas of the annular gap 5 with to make a largely horizontal tangent shorter and / or larger, while they are longer and / or narrower in areas with a largely vertical tangent are executed.

6 Ansprüche -2 Figuren6 claims -2 figures

Claims (6)

Patentansprüche 1. Elektrischer Flüssigkeitskontakt bei einer als Motor arbeitenden elektrischen Unipolarmaschine mit horizontäler Welle zur Ubertragung von hohen Strömen von rotierenden, ringförmigen Teilen auf- gegenüberliegende, ebenfalls ringförmige, stehende Teile mit Hilfe von metallischer, elektrisch leitender Flüssigkeit (Flüssigmetall), die mittels einer Pumpe in den Spalt an einer Stelle eingeführt und nach Abführung aus dem Spalt unter Zwischenschaltung eines Kühlers der Pumpe im Kreislauf wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (5) zwischen dem stehenden (4-) und dem rotierenden Teil (2) an den Seiten mit Mitteln. zur Abdichtung gegen einen Flüssigkeitsaustritt versehen ist, und daß die metallische Flüssigkeit dem Ringspalt (5) an angenähert der höchsten Stelle zugeführt und nach Durchströmen von jeweils angenähert einer Hälfte des Ringspaltes (5) in Umfangsrichtung an angenähert der untersten Stelle wieder abgezogen wird. Claims 1. Electrical fluid contact in one as Motor working electrical unipolar machine with horizontal shaft for transmission of high currents from rotating, ring-shaped parts on opposite sides, too ring-shaped, standing parts with the help of metallic, electrically conductive liquid (Liquid metal), which is introduced into the gap at one point by means of a pump and after discharge from the gap with the interposition of a cooler of the pump is fed back in the circuit, characterized in that the annular gap (5) between the standing (4-) and the rotating part (2) on the sides with means. is provided for sealing against a leakage of liquid, and that the metallic Liquid is supplied to the annular gap (5) at approximately the highest point and afterwards Flow through approximately one half of the annular gap (5) in the circumferential direction is withdrawn again at approximately the lowest point. 2. Elektrischer Flüssigkeitskontakt nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß längs des Ringspaltes (5) wechselnde Durchflußwiderstände vorgesehen sind, derart, daß die Zunahme des statischen'Druckes durch zugleich auftretende oder abwechselnd folgende Durchflußwiderstände weitgehend aufgehoben wird.2. Electrical fluid contact according to claim 1, characterized in that that alternating flow resistances are provided along the annular gap (5) in such a way that that the increase of the static'Druckes by occurring simultaneously or alternately the following flow resistances are largely eliminated. 3. Elektrischer Flüssigkeitskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Ringspaltes (5) am stehenden Teil (4) abwechselnd Kammern (16) mit großer Weite und Engspalte (15) angeordnet sind.3. Electrical fluid contact according to claim 1, characterized in that that along the annular gap (5) on the standing part (4) alternately with chambers (16) large width and narrow gap (15) are arranged. 4. Elektrischer Flüssigkeitskontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Engspalte (ins) in Bereichen des Ringspaltes (5) mit weitgehend horizontaler Tangente am Umfang des rotierenden Teiles kürzer und in Bereichen mit weitgehend vertikaler Tangente länger ausgeführt sind.4. Electrical fluid contact according to claim 2, characterized in that that the narrow gap (ins) in areas of the annular gap (5) with largely horizontal Tangent on the circumference of the rotating part shorter and in areas with largely vertical tangent are made longer. 5. Elektrischer Flüssigkeitskontakt nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Engspalte (15) in Bereichen des Ringspaltes (5) mit weitgehend horizontaler Tangente am Umfang des rotierenden Teiles mit größerer Weite ausgeführt sind als in Bereichen mit weitgehend vertikaler Tangente.5. Electrical fluid contact according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the narrow gaps (15) in areas of the annular gap (5) with largely horizontal tangent on the circumference of the rotating part with a larger width are than in areas with a largely vertical tangent. 6. Elektrischer Flüssigkeitskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (5) mit kontinuierlich veränderlicher Weite ausgebildet ist, derart, daß die Spaltweite in Bereichen mit von der horizontalen wenig abweichenden Tangentenrichtungen groß und in Bereichen mit mehr oder weniger senkrechten Tangentenrichtungen eng ausgeführt ist.6. Electrical fluid contact according to claim 1, characterized in that that the annular gap (5) is designed with a continuously variable width, in such a way that that the gap width in areas with tangent directions that deviate little from the horizontal large and narrow in areas with more or less perpendicular tangent directions is executed. LeerseiteBlank page
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0273134A2 (en) * 1986-12-08 1988-07-06 General Electric Company Improved liquid metal collector for acyclic generator

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EP0273134A3 (en) * 1986-12-08 1988-07-20 General Electric Company Improved liquid metal collector for acyclic generator

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