DD237948A5

DD237948A5 - Projektionsfernsehbildroehre

Info

Publication number: DD237948A5
Application number: DD85276814A
Authority: DD
Inventors: Albert Comberg; Heinrich Oepen; Alwin Knops; Dieter Waedow
Original assignee: N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,Nl
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1986-07-30
Also published as: ES543605A0; EP0162972B1; JPS60262337A; KR920010664B1; ES8608732A1; EP0162972A1; DE3474484D1; KR860000778A; US4651047A; JPH067460B2

Abstract

Projektionsfernsehbildroehre mit einer evakuierten Huelle (1) mit einem Bildfenster (4), das an der Innenseite mit einem Bildschirm (5) versehen ist und vor dem auf der Aussenseite ein lichtdurchlaessiges zweites Fenster (6) angeordnet ist, wobei durch den Raum (7) zwischen dem Bildfenster (4) und dem zweiten Fenster (6) von mindestens einer Einstroemungsoeffnung zu mindestens einer Ausstroemungsoeffnung eine Kuehlfluessigkeit stroemt. Wenn in einer derartigen Projektionsfernsehbildroehre in Hoehe der Fenster (4, 6) und um den genannten Raum (7) herum ein Kuehlmantel (8) angeordnet ist, der mit mindestens einem Kanal (9) und einer Pumpe (16) mit Pumpstutzen (17, 18) versehen ist, die die Kuehlfluessigkeit von der Ausstroemungs- zu der (den) Einstroemungsoeffnung bzw. -oeffnungen des genannten Raumes (7) fuehren, wird eine wirksame Kuehlung bei einer Leistung bis 40 W erhalten, ohne aeussere Rohre und ohne Waermeaustauscher. Durch den erzwungenen Kreislauf der Kuehlfluessigkeit gibt es einen guten Temperaturausgleich, wodurch weniger Spannungen in dem Glas der Bildroehre auftreten. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsfernsehbildröhre mit einer evakuierten Hülle mit einem Bildfenster, das an der Innenseite mit einem Bildschirm versehen ist und vor dem auf der Außenseite ein lichtdurchlässiges zweites Fenster angeordnet ist, wobei durch den Raum zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster von mindestens einer Einströmungsöffnung zu mindestens einer Ausströmungsöffnung eine Kühlflüssigkeit strömt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Bildröhre ist aus der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 8003360 bekannt. Mit Hilfe eines Elektronenstrahles wird an dem Bildschirm, der meistens eine Phosphorschicht oder ein Muster unterschiedlicher Phosphore aufweist, ein Raster beschrieben. Durch den Elektronenbeschuß nimmt die Temperatur des Phosphors zu, wodurch der Lichtertrag des Bildschirms abnimmt („thermal quenching"). Diese Erscheinung tritt insbesondere bei Bildröhren für Projektionsfernsehen auf, wobei zum Erhalten der erforderlichen großen Leuchtdichten der Bildschirm durch Elkronenstrahlen mit großen Strahlströmen abgetastet wird. Zugleich nimmt die Temperatur des Bildfensters zu und es entsteht ein Temperaturgradient an dem Bildfenster. Dieser Gradient verursacht eine mechanische Spannung in dem z. B. aus Glas bestehenden Bildfenster. Bei hohem Elektronenstrahlstrom und folglich hoherthermischer Belastung kann dies zu einem Bruch des Bildfensters führen. Um diese mechanischen Spannungen in dem Bildfenster durch Temperaturunterschiede („thermal stress") zu verringern und die Verringerung des Lichtertrags zu vermeiden, ist es aus der bereits genannten niederländischen Patentanmeldung 8003360 bekannt, das Bildfenster und den damit verbundenen Bildschirm zu kühlen. Der mit Kühlflüssigkeit gefüllte Raum zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster ist bei einer ersten beschriebenen Asuführungsform oben, unten und seitlich von einem als Distanzglied dienenden und als Wärmestrahler wirkenden metallenen Kühlkörper umgeben. Durch den Temperaturanstieg des Bildfensters bewegt sich die durch das Bildfenster angewärmte Kühlflüssigkeit am Bildfenster entlang nach oben und am zweiten Fenster entlang nach unten, wodurch auch die Wärme von der Mitte des Bildfensters über den Kühlkörper abgeführt wird. Bei geringer Belastung, beispielsweise weniger als 5 W, wird die Wärme hauptsächlich durch Leitung zu dem zweiten Fenster abgeführt. Bei höherer Belastung tritt die oben beschriebene Flüssigkeitsströmung auf, mit einer damit einhergehenden, aber wenig wirksamen zusätzlichen Kühlung durch den Kühlkörper. Außerdem ist eine Ausführungsform beschrieben worden, bei der die Kühlflüssigkeit außerhalb des Raumes einer Kühlung ausgesetzt wird. Dazu wird die Kühlflüssigkeit von der Oberseite des Raumes durch Rohre oder Schläuche und durch eine Kühlkammer der Unterseite des Raumes zugeführt, und zwar durch Strömung infolge von Temperaturunterschieden in der Kühlflüssigkeit. Ein Nachteil einer derartigen Röhre besteht darin, daß bei Ersatz der Röhre in einem Projektor die Kühlflüssigkeit entfernt werden muß und die Schläuche bzw. Rohre von der Bildröhre gelöst werden müssen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, ausgehend von dem obenstehend beschriebenen Stand der Technik, eine Projektionsbildröhre mit einem wirksameren Kühlsystem zu schaffen, so daß sich eine wirksame Kühlung bei einer Leistung bis 40W ergibt.

Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, eine Bildröhre mit einer im wesentlichen homogenen Temperaturverteilung über den Bildschirm zu schaffen.

Die Erfindung hat ferner noch die Aufgabe, eine Bildröhre mit einer Kühlung ohne zusätzliche Rohre und einzelne Wärmeaustauscher zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgaben weist eine Bildröhre der eingangs beschriebenen Art nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß in Höhe der Fenster und um den genannten Raum herum ein Kühlmantel angeordnet ist, der mit mindestens einem Kanal und einer Pumpe mit Pumpstutzen versehen ist, die die Kühlflüssigkeit von der Ausströmungs- zu der Einströmungsöffnung bzw. -Öffnungen des genannten Raumes führen.

Die Umwälzung der Kühlflüssigkeit und damit der größte Teil des Wärmeabtransports vom Ort der Wärmeerzeugung, also vom Bildschirm, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Bildröhre durch erzwungene Konvektion mittels der Pumpe. Der Vorrat an Kühlflüssigkeit ist so zu bemessen, daß deren Wärmekapazität ausreicht, um kurzfristige Temperaturschwankungen infolge wechselnder Belastung des Bildschirms zu dämpfen. Bei dieser Kühlung strömt die Kühlflüssigkeit im allgemeinen laminar an dem warmen Bildfenster entlang und nimmt dort Wärme auf. Die Kühlflüssigkeit wird daraufhin mit der Pumpe von der (den) Ausströmungsöffnung bzw. -Öffnungen durch den Kanal in dem Kühlmantel gefördert, wo die Kühlflüssigkeit ihre Wärme an den Kühlmantel abgibt. Durch den Kreislauf der Flüssigkeit wird eine bessere und homogenere Temperaturregulierung als bei den bekannten Kühlsystemen mit einer einfachen Kühlkammer erzielt. Dadurch wird die Spannung in dem Glas der Bildröhre weiter verringert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bildröhre besteht darin, daß keine äußeren Rohre und Schläuche zur Verbindung mit einem Wärmeaustauscher und der Pumpe notwendig sind, wodurch eine wesentlich einfachere Montage der Röhre in einer (Projektions)-Anordnung zum Wiedergeben von Bildern möglich ist.

Die Kühlung bei einer erfindungsgemäßen Bildröhre ist wesentlich wirksamer als die in dem ersten Ausführungsbeispiel der bereits genannten niederländischen Patentanmeldung 8003360 beschriebene Kühlung, weil die Kühlflüssigkeit zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster hauptsächlich in nur einer Richtung gepumpt und in dem Kühlmantel gekühlt wird. Die Pumpe kann irgendwo in dem Kanal zwischen Ausströmungsöffnung und Einströmungsöffnung angeordnet sein. Vorzugsweise ist einer der Pumpstutzen an einer Ein- oder Ausströmungsöffnung oder -Öffnungen angeschlossen, wobei der andere Pumpstutzen in den Kanal mündet.

Um das Auftreten von Turbulenzen und den damit verbundenen Brechungsindexschwankungen noch sicherer zu vermeiden, ist bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Ein- oder Ausströmungsöffnung oder-Öffnungen in einem im wesentlichen gleitenden Übergang in eine sich anfangs erweiternde Kammer übergeht bzw. übergehen, wobei die Kammer an einen der Pumpstutzen angeschlossen ist.

Wenigstens die Außenwand des Kühlmantels besteht vorzugsweise aus Metall und ist gegebenenfalls mit Kühlrippen versehen. Es ist möglich, die Rippen forciert mit Luft zu kühlen.

—Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildröhre weist das Kennzeichen auf, daß der genannte Raum, durch den die Kühlflüssigkeit hindurchströmt, durch zwei parallel zu der Strömungsrichtung in dem Raum sich erstreckende Abdichtungen, z. B. Glas- oder Metallstreifen, zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster begrenzt ist. Wenn zwei Streifen an den zwei Seiten des Bildfensters verwendet werden, können sie zugleich als Distanzelemente zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster wirksam sein.

Auch ist es möglich, daß das zweite Fenster das erste Element des optischen Linsensystems der Bildwiedergabeanordnung ist. Wenn das Bildfenster mit einer Glas-Emaille am Konus der Röhre befestigt ist, ist es vorteilhaft, die derart gebildete Klebnaht in der Wand des Kanals anzuordnen. Dadurch wird auch diese wärmeempfindliche Stelle von der Kühlflüssigkeit umströmt, wodurch das Auftreten von Wärmespannungen vermieden wird.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Bildröhre nach der Erfindung; Fig. 2: eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht senkrecht zur Ansicht nach Fig. 1 und Fig.3: eine Vorderansicht der Röhre nach den Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Bildröhre nach der Erfindung dargestellt. Diese Bildröhre enthält eine Hülle 1, die aus einem Hals 2 und einem Konus 3 besteht und mit einem Bildfenster 4 abgeschlossen ist. Auf der Innenseite dieses Bildfensters ist ein Bildschirm 5 angeordnet. Im wesentlichen parallel zu der Außenseite des Bildfensters 4 ist ein lichtdurchlässiges zweites Fenster 6 vorgesehen. Um das Röhrenende in Höhe der Fenster 4 und 6 und des zwischen denselben liegenden Raumes 7 ist ein Kühlmantel 8 vorgesehen. Dieser Kühlmantel enthält einen Kanal 9, der durch eine Außenwand 10 des Kühlmantels, den Seitenrand 11 des zweiten Fensters 6, einen Glasstreifen 12 (siehe Fig. 2), den Rand des Bildfensters 4, den Rand des Konus 14 und die Rückwand 15 des Kühlmantels begrenzt wird. Etwaige Ausdehnungsunterschiede zwischen der Außenwand 10 und dem Röhrenende können durch die biegsame Rückwand 15 des Kühlmantels ausgeglichen werden. Im Kühlmantel 8 ist eine Pumpe 16 mit einem Motor M und einem Pumpenteil P mit zwei Stutzen 17 und 18 angeordnet. Der Pumpenstutzen 18 ist über ein Rohr 19 mit einer sich erweiternden Kammer 20 verbunden, die sich an die Eintrittsöffnung 21 des Raumes 7 anschließt. Dieser Übergang soll möglichst gleitend oder fließend sein, um Turbulenzen und damit verbundene Brechungsindexschwankungen in der Kühlflüssigkeit im Raum 7 zu vermeiden. Die Außenwand 10 des Kühlmantels 8 ist zickzackförmig ausgebildet, wodurch Kühlrippen gebildet werden. Die Außenwand 10 des Kühlmantels 8 ist zickzackförmig ausgebildet, wodurch Kühlrippen gebildet werden. Die Außenwand 10 besteht zweckmäßigerweise aus Aluminium oder einem Werkstoff mit ähnlich großer Wärmeleitfähigkeit. Als Dichtmasse 22 wird vorzugsweise Silikonkautschuk verwendet, da er eine große Plastizität über einen weiten Temperaturbereich besitzt. Der Raum 7, der Kanal 9 und die Pumpe 16 sind mit Kühlflüssigkeit gefüllt (beispielsweise Wasser oder ein Äthylenglykol-Wasser-Gemisch mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und einem höheren Siedepunkt als Wasser). Die in dem Bildschirm erzeugte Wärme wird über das Bildfenster von der Kühlflüssigkeit aufgenommen. Die warme Kühlflüssigkeit wird von der Pumpe aus dem Raum 7 in den Kanal 9 gefördert. Dort gibt die Kühlflüssigkeit die darin aufgenommene Wärme teilweise an der Wand 10 und der Rückwand 15 des Kühlmantels ab und wird

— O — Cd I

durch die Pumpe wieder in den Raum 7 gefördert. Die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit ist durch Pfeile angegeben; selbstverständlich läßt sich die Pumprichtung auch umkehren. Die Röhre hat weiterhin einen Röhrensockel 23 mit Anschlußstiften 24.

In Fig. 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht senkrecht zur Ansicht nach Fig. 1 dargestellt. Die Bezugszeichen entsprechend denen bei Fig. 1.

In Fig.3 ist eine Vorderansicht der Röhre nach den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Bezugszeichen entsprechen wieder denen bei Fig. 1. In Fig.3 sind die Lage der Abdichtungen und die durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtungen besonders deutlich zu erkennen. Der Kühlmantel 8 ist hier kreisförmig dargestellt, er kann aber auch, wie das Bildfenster, im wesentlichen rechteckig

Es ist auch möglich, die Kühlflüssigkeit einzufärben, um auf diese Weise eine Filterung des vom Bildfenster 4 ausgehenden Lichtes vorzunehmen.

Der Kanal 9 kann auch aus zwei Teilkanälen bestehen.

Da die Flüssigkeitsströmung durch eine Pumpe bewirkt wird, brauchen die Bildröhren in einer Bildwiedergabeanordnung nicht horizontal (Bildfenster vertikal) angeordnet zu werden, sie können auch mehr oder weniger vertikal (Bildfenster horizontal) angeordnet und betrieben werden.

Ein Kühlsystem für eine Projektionsfernsehbildröhre ist auch in der europäischen Patentanmeldung (PHN 11041)

beschrieben.

Claims

-ι-

Erfindungsanspruch:

1. Projektionsfernsehbildröhre mit einer evakuierten Hülle mit einem Bildfenster, das an der Innenseite mit einem Bildschirm versehen ist und vordem auf der Außenseite ein lichtdurchlässiges zweites Fensterangeordnet ist, wobei durch den Raum zwischen dem Bildfenster und dem zweiten Fenster von mindestens einer Einströmungsöffnung zu mindestens einer Ausströmungsöffnung eine Kühlflüssigkeit strömt, gekennzeichnet dadurch, daß in Höhe der Fenster und um den genannten Raum herum ein Kühlmantel angeordnet ist, der mit mindestens einem Kanal und einer Pumpe mit Pumpstutzen versehen ist, die die Kühlflüssigkeit von der (den) Ausströmungs- zu der (den) Einströmungsöffnung bzw. -öffnungen des genannten Raumes führen.
2. Bildröhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß einer der Pumpstutzen an einer Ein- oder Ausströmungsöffnung oder -öffnungen angeschlossen ist und der andere Pumpstutzen in den Kanal mündet.
3. Bildröhre nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Ein- oder Ausströmungsöffnung oder -öffnungen in einem im wesentlichen gleitenden Übergang in eine sich anfangs erweiternde Kammer übergeht bzw. übergehen, wobei die Kammer an einen der Pumpstutzen angeschlossen ist.
4. Bildröhre nach den Punkten 1,2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Kühlmantel im wesentlichen aus Metall besteht und gegebenenfalls mit Kühlrippen versehen ist.
5. Bildröhre nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Raum an zwei Seiten durch zwei zur Flüssigkeitsströmung im Raum parallele, zwischen den beiden Fenstern angeordnete Abdichtungen begrenzt ist.
6. Bildröhre nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das Bildfenster mit einer Glas-Emaille am Konus der Röhre befestigt ist, wobei die derart gebildete Klebnaht in der Wand des Kanals angeordnet ist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen