DE1013753B

DE1013753B - Hochfrequenz-Belastungswiderstand mit Wasserfilmkuehlung

Info

Publication number: DE1013753B
Application number: DET6484A
Authority: DE
Inventors: Walter Bauer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-07-22
Filing date: 1952-07-22
Publication date: 1957-08-14

Description

Hochfrequenz-Belastungswiderstand mit Wasserfilmkühlung Die Erfindung betrifft einen kapazitäts- und induktivitätsarm gewickelten Hochfrequenz-Belastungswiderstand mit Wasserfilmkühlung.
Die Notwendigkeit der Kühlung von Widerständen, wie sie insbesondere in Hochfrequenzsendern größerer Leistung, z. B. als künstliche Antennen, benutzt werden, hat zur Ausbildung von verschiedenen Formen mit Flüssigkeiten gekühlter Widerstände geführt. Ein bekannter flüssigkeitsgekühlter Widerstand besteht aus einem Isolierrohr aus Keramik, auf dem der Widerstandsdraht als einfache Drahtwendel, hifilar oder auch kreuzweise, aufgewickelt ist und auf seiner ganzen Länge aufliegt. Dieses Isolierrohr ist von einem zweiten umgeben, das nur einen kleinen Abstand (etwa 1,0 bis 1,5 mm) von der Widerstandswicklung hat. Das äußere Isolierrohr ist durch metallische, meist gleichartige Kopfstücke mit dem inneren an den Enden verbunden und abgedichtet. Die Kühlflüssigkeit streicht mit großer Geschwindigkeit an der Oberfläche des zylindrischen Widerstandes entlang und führt die Verlustwärme ab (sogenannte Wasserfilmkühlung).
Häufig sind elektrische Abgriffe an solchen Widerständen erforderlich, um z. B. einen Kompensationskondensator anzuschließen. Diese Aufgabe ist insofern schwierig, als normale galvanische Anschlüsse durch den Spalt für die Kühlflüssigkeit hindurchgeführt werden müßten. Die Metallteile dieser Anschlüsse hätten aber Unstetigkeiten in der Wasserströmung zur Folge; insbesondere würden sie die Bildung von Luftblasen im Kühlwasser begünstigen, die wegen der Gefahr von elektrischen Durchschlägen sehr unerwünscht sind. Die Lösung dieser Aufgabe wird auch nicht dadurch erleichtert, daß ein aus einem Längswiderstand und einem Querkondensator bestehendes Filterglied bekannt ist, bei welchem die Widerstandsschicht auf ihrer ganzen Länge als die eine Kondensatorbelegung dient.
Gemäß der Erfindung wird an wenigstens einer zwischen den Enden eines kapazitäts- und induktivitätsarm gewickelten Hochfrequenz-Belastungswiderstandes mit Wasserfilmkühlung liegenden Stelle ein Abgriff in Gestalt eines Metallringes an einem den Widerstand mit einem vom Kühlwasser durchflossenen Zwischenraum umgebenden Isolierrohr angeordnet.
Dabei ist ein den Wasserfilm durchsetzender galvanischer Abgriff und somit auch jegliche Störung der Kühlwasserströmung und die mit ihr zusammenhängende Luftblasenbildung vermieden. Der Abgriff wirkt vielmehr kapazitiv durch den Wasserfilm hindurch, und dieser setzt der Hochfrequenz wegen der hohen Dielektrizitätskonstante des Wassers und der kleinen Spaltbreite einen vernachlässigbar kleinen Widerstand entgegen. Der Metallring stellt die eine Belegung eines Koppelkondensators dar. Die andere Belegung kann ein Metallring gleicher Breite auf dem Widerstandskörper sein, an den der Widerstandsabgriff metallisch angeschlossen ist, oder sie kann, insbesondere bei kurzen Wellen, die Wicklung des Belastungswiderstandes selbst sein, die dann nicht unterbrochen. zu werden braucht.
Der Scheinwiderstand des Koppelkondensators muß klein sein gegenüber dem Wirkwiderstand der Drahtwicklung. Die Breite des Metallringes an der Innenseite des äußeren Isolierrohres, der auch aus einem Metallbelag bestehen kann, bestimmt die Größe der Koppelkapazität. Parallel zu ihr liegt noch ein Wirkwiderstand entsprechend dem Leitwert des Kühlwassers, und dieser setzt den Scheinwiderstand des Koppelkondensators noch weiter herab.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Belastungswiderstandes nach der Erfindung beispielsweise. dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen solchen Belastungswiderstand; Fig.2 und 3 zeigen Ersatzschaltbilder für zwei Schaltungsmöglichkeiten der kapazitiven Ankopplung. In Fig. 1 ist 1 der Widerstandsträger, auf den die kreuzgewickelten Widerstandsdrähte 2 aufgebracht sind. Das äußere Isolierrohr ist mit 3 bezeichnet. Es besteht z. B. aus Glas oder Keramik. Zwischen seiner Innenseite und der Widerstandswicklung befindet sich nur ein schmaler Spalt 4 von etwa 1 bis 1,5 mm Breite, durch den das Wasser als dünner Film mit großer Geschwindigkeit hindurchfließt. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein Ring oder eine Manschette 5 aus Metall gegenüber der Mitte des Widerstandes. Das Isolierrohr 3 besteht hier aus zwei Abschnitten, die mit der Manschette verkittet sind. Es kann aber auch aus einem durchgehenden Keramikhohlzylinder bestehen, der an seiner Innenfläche ringförmige Metallbeläge trägt. Die Anschlösse an das obere und untere Ende des Belastungswiderstandes werden durch die Metallkappen 6 und 7 gebildet.
Fig.2 zeigt die Ersatzschaltung für parallel geschaltete Teilwiderstände C-A und C-B und den Fall, daß die Hochfrequenzspannung in der Mitte des Widerstandes kapazitiv angelegt wird. Mit Hilfe dieser Schaltung kann z. B. der restliche induktive Blindwiderstand der Drahtwicklung durch die Koppelkapazität des Metallringes 5 kompensiert werden.
Fig. 3 zeigt das Ersatzschaltbild einer Anordnung, bei der eine Kompensation des induktiven Blindwiderstandes der Drahtwicklung für eine verhältnismäßig große Frequenzbandbreite erreicht wird. Es geschieht dies durch einen an den Koppelkondensator im Punkte C angeschlossenen äußeren Kompensationskondensator B. In diesem Falle wird die Hochfrequenzspannung galvanisch an den Punkt A angelegt, während der Punkt B geerdet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kapazitäts- und induktivitätsarm gewickelter, vorzugsweise kreuzgewickelter Hochfrequenz-Belastungswiderstand mit Wasserfilmkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer zwischen den Enden des Widerstandes (4) liegenden Stelle ein Abgriff in. Gestalt eines Metallringes (5) an einem den Widerstand mit einem vom Kühlwasser durchflossenen Zwischenraum umgebenden Isolierrohr (3) angeordnet ist. z. Belastungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring an der Innenseite des Isolierrohres angebracht und vorzugsweise als Metallisierung ausgebildet ist. 3. Belastungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (5) das Verbindungsstück zwischen zwei Abschnitten des Isolierrohres (3) bildet und mit ihnen verkittet ist. 4. Belastungswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Metallring (5) als Gegenbelegung ein am Widerstand angebrachter Metallring gleicher Breite gegenübersteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 731551.