Dispositif pour le refroidissement de l'anode d'un tube électronique à grande puissance. La présente invention a pour objet un dis positif pour le refroidissement de l'anode d'un tube électronique à grande puissance, par vaporisation d'un liquide.
Dans les dispositifs de ce genre, où le liquide utilisé est de l'eau brute ou partielle- ment détartrée, la plus grande partie des tartres se dépose sous forme de boues au fond de la chemise, qui contient le fluide réfrigé rant à. vaporiser et dans laquelle plongent l'anode et son radiateur, mais l'expérience a montré qu'une faible proportion de ces tartres se dépose sur le radiateur lui-même, et il est évident qu'il est avantageux de réduire le plus possible la quantité de tartre: qui se dé pose sur les ailettes du radiateur.
La. présente invention vise à éviter cet inconvénient et, à cet, effet, le dispositif qui en fait l'objet est caractérisé en ce qu'un man- (-bon ouvert., en liaison thermique avec l'eau bouillant au contact du radiateur anodique, et < les déflecteurs à l'intérieur de la chemise d'eau, font suivre. à.
l'eau une longue tra.jec- l oire de réchauffement., de telle sorte qu'à l'extrémité ouverte dudit manchon l'eau at teigne une température telle qu'elle aban- donne la plus grande partie des sels miné raux qu'elle contient, avant. d'atteindre le ra diateur où elle est vaporisée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif selon l'invention. La f'ig.1 en représente une vue partielle, montrant en coupe axiale la chemise dans la quelle baigne l'anode à refroidir.
La fig. 2 en est une vue d'ensemble.
La fig. 1 montre une coupe selon. un plan diamétral de la chemise 1 contenant le fluide réfrigérant dont le niveau est fixé automa tiquement, en 30, par exemple grâce aux moyens indiqués sur la fig.2 et qui seront décrits plus loin. Le liquide réfrigérant que l'on désire distiller, de l'eau par exemple, arrive après avoir traversé un épurateur phy sique connu en soi, par le conduit d'alimen tation 2 de faible diamètre, .à la partie supé rieure -de la chemise. Un manchon conique, de préférence métallique, 31, ouvert. à ses deux extrémités, entoure le radiateur 32 solidaire de l'anode.
Se trouvant au voisinage immé diat du radiateur et étant réalisé en une substance bonne conductrice de la chaleur, le manchon est porté à une température plus élevée que celle de la. chemise 1 et voisine de 100 C. L'eau brute arrivant par 2 se ré chauffe donc au contact de cette surface mé tallique, qui, dans certains cas, peut porter des ailettes telles 33 pour augmenter la sur face de contact. liquide-manchon. Un jeu de chicanes par déflecteur hélicoïdal 34, dont on ne voit que la section, impose à l'eau un long trajet, ainsi qu'il est représenté par les flèches 35. Lorsque le liquide arrive au point le plus bas du manchon 31, il a, dépassé la température moyenne à laquelle se produisent les dépôts de tartre (80 C).
Les boues et dé pôts solides sont donc abandonnés par l'eau lorsque celle-ci est encore entre la chemise 1 et le manchon 31; ils se rassemblent donc dans le fond -de celle-ci. Une soupape 36 est prévue à la. partie inférieure de celle-ci de façon à permettre l'évacuation des boues. Il est bien entendu que tout autre dispositif pouvant jouer le même rôle pourrait rem placer la. soupape 36, notamment un robinet.
Afin de pouvoir contrôler la quantité de tartre déposée .au fond de la chemise, il est prévu d'adjoindre, à la partie inférieure de celle-ci, un manchon en verre 36' obturé par la. soupape 36. L'on peut ainsi vérifier à. chaque instant la quantité de tartre déposée, et, par conséquent, effectuer la vidange au moment le plus favorable.
Par suite de l'évaporation sur le radia teur 32, l'eau décantée est attirée vers le ra diateur 32 et remonte suivant la flèche 37, baignant. le radiateur au contact duquel elle se vaporise.
La partie inférieure du manchon 31 est occupée par un filtre mécanique 37' que le liquide doit traverser avant d'atteindre le ra diateur. Ce filtre est. essentiellement destiné à éviter que les remous se produisant autour du radiateur, par suite de la turbulence de l'émulsion eau-vapeur au voisinage de celui-ci, ne soient transmis au liquide occupant la. partie inférieure de la chemise 1 et notaiu- ment au liquide en train de décanter au fond de ladite chemise.
La. vapeur, entraînant un peu de liquide, est canalisée vers le collecteur 3. Afin d'éli miner l'eau entraînée, la trajectoire de la va peur est artificiellement allongée par un manchon 22 jouant le rôle de séparateur à chicanes. La. chemise 1 est, réalisée en deux parties réunies par un joint rapide 38 étanche à la. vapeur.
La partie supérieure 39 est cons tituée par une bague cylindrique, raccordée, en 22', avec un prolongement 22" du sépara teur de vapeur 2'?. Cette bague porte à sa partie supérieure une collerette 51, qui est soudée de façon étanche à la collerette 52 sur montant le radiateur Ô2. Cette bague 39 se trouve donc mécaniquement solidaire de l'en- semble de l'installation.
La partie inférieure .10 de la chemise 1, dans laquelle se dépose le tartre, peut, au contraire, et sans que l'oii ait besoin de mani puler le tube, être déplacée très facilement vers le bas, en entraînant le manchon conique 31 qui en est solidaire, .afin de le nettoyer, ainsi que le radiateur 32. Le manchon 31 peut être simplement posé sur une collerette interne 53, prévue à cet effet. à la partie supé rieure de 40.
La fig. 2 représente de façon schématique les moyens d'alimentation en eau brute avec mise en réserve du distillat, et. les dispositifs de sécurité permettant l'utilisation d'un tel mode de réfrigération des anodes de tubes de puissance.
On reconnaît en 1 la chemise contenant, le liquide dans lequel baigne l'anode du tube à refroidir, en 22 le séparateur à chicanes liquide-vapeur ne laissant s'échapper par la conduite 3 que la vapeur. Celle-ci alimente le tuyau 2j, un ou deux condenseurs, tel 5, et le liquide distillé est recueilli, à la sortie de 5, dans un bac d'utilisation 41 d'où il peut être retiré par le jeu du robinet. 42.
L'alimentation à niveau constant de la chemise 1 est assurée, à basse pression, à par tir d'un réservoir général 20' combiné à un épurateur physique connu en soi et alimenté, à partir de la distribution générale d'eau dis ponible, par un robinet à. flotteur de façon que l'alimentation en eau du dispositif de refroidissement se fasse à une pression infé rieure à celle de la distribution générale d'eau. Le réservoir 20' peut être commun aux différents tubes de l'installation, par l'inter médiaire du conduit 19, et d'un dispositif à niveau constant comportant essentiellement le serpentin d'isolement 43 et le pointeau 44 fer inant ledit serpentin. Le flotteur 17' com mandant l'ouverture du pointeau se trouve dans une cuve de faible capacité 1? commu niquant avec la chemise 1.
Une canalisation d'égalisation de pression 16' assure l'établisse nient dans la cuve 12 d'une pression égale à celle de la vapeur dans la chemise 1. Ainsi qu'il apparaît, le trop-plein du bac à distillat 41 alimente, par l'intermédiaire de la conduite 45, le dispositif de sécurité à con tact 46; il est. bien évident qu'un dispositif de sécurité d'un autre type conviendrait égale ment. La. conduite 45 est destinée à réintro duire dans le circuit de réfrigération l'eau distillée du bac 41. En principe, le dispositif de réfrigération fonctionne en circuit fermé, l'eau distillée étant utilisée à nouveau dans la chemise 1.
Le réservoir 20' contenant de l'eau brute est uniquement destiné à délivrer la quantité d'eau brute nécessaire pour com penser les pertes en fluide réfrigérant qui se produisent lorsque l'on retire de l'eau distillée (lu dispositif par le robinet 42. La pression qui règne en 46 est maintenue égale à la pression dans la chemise 1 par la. conduite 16" d'éga lisation de pression. La chemise 1 et le dis positif de sécurité communiquent par le con duit 47 de faible section, comportant une fraction isolante 48 de longueur réduite.
Il se produit une faible circulation constante d'eau distillée entre le dispositif de sécurité 46 et la. chemise 1 de façon que le tube iso lant 48 soit toujours plein d'eau distillée, con dition nécessaire pour qu'un tube de faible longueur assure l'isolement entre la. chemise 1 et. le dispositif de sécurité qui doit être main tenu au potentiel de la masse. Cette circula tion est. entretenue en réinjectant, par exem ple par la conduite 16", dans le dispositif de sécurité 46, une petite quantité d'eau distillée, par exemple celle qui se condense par refroi dissement naturel dans le tuyau 23 de montée de la vapeur. Une collerette 51, disposée à la ,jonction des conduites 23 et 16", assure l'écoulement de la petite quantité d'eau dis tillée clans la. canalisation 16".
De la sorte, on peut assurer une liaison entre le dispositif de sécurité 46 et la chemise d'eau 1 par l'intermédiaire des conduites 47 et 48, de faible section et de longueur relativement faible, de faon que le circuit hydraulique ainsi constitué ait une inertie très faible. Cette condition est nécessaire si l'on désire que le dispositif de sécurité présente une faible constante de temps. L'utilisation du distillat dans le dispositif de sécurité constitue également un avantage de la forme d'exécution décrite du dispositif, en ce sens qu'elle permet d'obtenir facilement le maintien au potentiel de la masse du dis positif de sécurité.
Lors de la mise en route de l'installation, il faut prévoir de remplir la, partie des canalisations correspondant à 46, 47 et 48 à l'aide de liquide distillé. On a figuré en 49 le trop-plein du dispositif de sécurité. .
On a figuré en 50 un récipient permettant de vider la chemise 1 en vue de l'élimination des boues et du nettoyage.
Device for cooling the anode of a high power electron tube. The present invention relates to a positive device for cooling the anode of a high-power electron tube, by vaporization of a liquid.
In devices of this type, where the liquid used is raw or partially descaled water, most of the scale is deposited in the form of sludge at the bottom of the jacket, which contains the refrigerant fluid. vaporize and in which immerse the anode and its radiator, but experience has shown that a small proportion of these scales is deposited on the radiator itself, and it is obvious that it is advantageous to reduce the amount of scale: which settles on the radiator fins.
The present invention aims to avoid this drawback and, to this end, the device which is the subject thereof is characterized in that a man- (-bon open., In thermal bond with the boiling water in contact with the. anode radiator, and <the baffles inside the water jacket, follow.
water a long heating path, so that at the open end of said sleeve the water reaches a temperature such that it gives up most of the mineral salts which 'it contains, before. reach the radiator where it is vaporized.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention. Fig.1 represents a partial view, showing in axial section the jacket in which bathes the anode to be cooled.
Fig. 2 is an overview.
Fig. 1 shows a cut according to. a diametral plane of the jacket 1 containing the refrigerant fluid, the level of which is fixed automatically, at 30, for example by means of the means indicated in FIG. 2 and which will be described later. The coolant that is to be distilled, water for example, arrives after passing through a physical purifier known per se, through the supply duct 2 of small diameter,. To the upper part of the shirt. A conical, preferably metallic, sleeve 31, open. at its two ends, surrounds the radiator 32 integral with the anode.
Being in the immediate vicinity of the radiator and being made of a substance which is a good conductor of heat, the sleeve is brought to a temperature higher than that of the. jacket 1 and close to 100 C. The raw water arriving through 2 is therefore reheated in contact with this metallic surface, which, in certain cases, can carry fins such as 33 to increase the contact surface. liquid-sleeve. A set of baffles by helical deflector 34, of which only the section can be seen, imposes a long journey on the water, as is represented by the arrows 35. When the liquid arrives at the lowest point of the sleeve 31, it has exceeded the average temperature at which scale deposits occur (80 C).
The sludge and solid deposits are therefore abandoned by the water when the latter is still between the jacket 1 and the sleeve 31; they therefore gather in the back of it. A valve 36 is provided at. lower part of the latter so as to allow the evacuation of sludge. It is understood that any other device capable of playing the same role could replace the. valve 36, in particular a tap.
In order to be able to control the amount of scale deposited at the bottom of the jacket, provision is made to add, to the lower part of the latter, a glass sleeve 36 'closed by the. valve 36. We can thus check at. each moment the quantity of scale deposited, and, consequently, perform the emptying at the most favorable moment.
As a result of the evaporation on the radiator 32, the settled water is attracted towards the radiator 32 and rises according to the arrow 37, bathing. the radiator in contact with which it vaporizes.
The lower part of the sleeve 31 is occupied by a mechanical filter 37 'which the liquid must pass through before reaching the radiator. This filter is. essentially intended to prevent the eddies occurring around the radiator, as a result of the turbulence of the water-vapor emulsion in the vicinity thereof, from being transmitted to the liquid occupying the. lower part of the jacket 1 and in particular to the liquid settling at the bottom of said jacket.
The vapor, entraining a little liquid, is channeled towards the collector 3. In order to eliminate the entrained water, the path of the vapor is artificially lengthened by a sleeve 22 acting as a baffle separator. The liner 1 is made in two parts joined by a quick seal 38 tight to the. steam.
The upper part 39 is constituted by a cylindrical ring, connected, at 22 ', with an extension 22 "of the steam separator 2'. This ring carries at its upper part a flange 51, which is sealed to the flange 52 on the mounting of the radiator Ô2. This ring 39 is therefore mechanically secured to the entire installation.
The lower part .10 of the jacket 1, in which the tartar is deposited, can, on the contrary, and without the oi having to handle the tube, be moved very easily downwards, by driving the conical sleeve 31 which is integral with it, in order to clean it, as well as the radiator 32. The sleeve 31 can simply be placed on an internal flange 53, provided for this purpose. to the top 40.
Fig. 2 schematically represents the raw water supply means with storage of the distillate, and. the safety devices allowing the use of such a method of cooling the anodes of power tubes.
One recognizes in 1 the jacket containing the liquid in which bathes the anode of the tube to be cooled, in 22 the liquid-vapor baffle separator allowing only vapor to escape through line 3. This feeds the pipe 2j, one or two condensers, such as 5, and the distilled liquid is collected, at the outlet of 5, in a use tank 41 from which it can be withdrawn by the valve set. 42.
The constant level supply of the jacket 1 is ensured, at low pressure, by firing from a general tank 20 'combined with a physical purifier known per se and supplied, from the general distribution of available water, by a tap at. float so that the water supply to the cooling device is at a lower pressure than that of the general water distribution. The reservoir 20 'can be common to the various tubes of the installation, via the conduit 19, and a constant level device essentially comprising the isolation coil 43 and the needle 44 iron inant said coil. The float 17 'controlling the opening of the needle is located in a low capacity tank 1? communicating with the shirt 1.
A pressure equalization pipe 16 'ensures the establishment in the tank 12 of a pressure equal to that of the steam in the jacket 1. As it appears, the overflow of the distillate tank 41 supplies, via the conduit 45, the contact safety device 46; he is. Obviously, a safety device of another type would also be suitable. Line 45 is intended to reintroduce the distilled water from tank 41 into the refrigeration circuit. In principle, the refrigeration device operates in a closed circuit, the distilled water being used again in jacket 1.
The tank 20 'containing raw water is only intended to deliver the quantity of raw water necessary to compensate for the losses of refrigerant fluid which occur when distilled water is withdrawn (read the device through the tap 42 . The pressure prevailing at 46 is kept equal to the pressure in the jacket 1 by the pressure equalization pipe 16 ". The jacket 1 and the safety device communicate through the pipe 47 of small section, comprising an insulating fraction 48 of reduced length.
There is a constant weak circulation of distilled water between the safety device 46 and 1a. jacket 1 so that the insulating tube 48 is always full of distilled water, condition necessary for a tube of short length to provide insulation between the. shirt 1 and. the safety device which must be held at the potential of the mass. This circulation is. maintained by reinjecting, for example through the pipe 16 ", into the safety device 46, a small quantity of distilled water, for example that which condenses by natural cooling in the pipe 23 for raising the steam. 51, disposed at the junction of pipes 23 and 16 ", ensures the flow of the small amount of water distilled clans. 16 "pipe.
In this way, it is possible to ensure a connection between the safety device 46 and the water jacket 1 by means of the pipes 47 and 48, of small section and of relatively short length, so that the hydraulic circuit thus formed has very low inertia. This condition is necessary if it is desired that the safety device has a low time constant. The use of the distillate in the safety device also constitutes an advantage of the embodiment described of the device, in that it makes it possible to easily obtain the maintenance at the potential of the mass of the safety device.
When starting up the installation, provision must be made to fill the part of the pipes corresponding to 46, 47 and 48 with distilled liquid. The safety device overflow is shown at 49. .
50 shows a container for emptying the jacket 1 for the removal of sludge and cleaning.