DE1068281B - Vorrichtung zur Verdampfungskühlung - Google Patents
Vorrichtung zur VerdampfungskühlungInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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Description
DEUTSCHES
Es ist bekannt, im Betrieb sich erwärmende Gegenstände (z. B. die Anoden von hochbelasteten Elektronenröhren)
dadurch zu kühlen, daß sie in eine Flüssigkeit (z. B. Wasser) eingetaucht werden, die
durch die Wärme zum Sieden gebracht wird. Dieses an sich sehr vorteilhafte Kühlverfahren läßt sich bei
glatter Oberfläche des zu kühlenden Gegenstandes nicht ohne weiteres anwenden. Sobald nämlich die
Oberflächentemperatur einen gewissen Wert erreicht, entsteht zwischen der Oberfläche und der Flüssigkeit
eine schlecht wärmeleitende Dampfschicht, die den weiteren Wärmeübergang vom Gegenstand auf die
Flüssigkeit nahezu vollständig unterbindet. Diese Erscheinung wird meist zur Beschädigung des zu kühlenden
Gegenstandes wegen Übertemperatur führen.
Es ist bekannt, diese unerwünschte Erscheinung dadurch fernzuhalten, daß die Oberfläche des zu kühlenden
Gegenstandes mit dicken Höckern oder Rippen versehen wird. Diese Maßnahme ist am Beispiel einer
Elektronenröhre in Fig. 1 gezeigt, die einen Querschnitt durch deren kreiszylinderförmige Anode darstellt.
Die mit der Flüssigkeit in Berührung stehende Außenseite der Anode A ist mit dicken Höckern H
versehen. Es läßt sich zeigen, daß die günstige Wirkungsweise dieser Anordnung darauf beruht, daß die
Oberfläche dicht beieinander liegende Zonen von ausgeprägt verschiedenen Temperaturen aufweist. Die
Temperatur an der Spitze der Höcker (Stelle α der Fig. 1) ist nämlich merklich geringer als die Temperatur
zwischen den Höckern (Stelle fr). Es stehen daher die Höckerspitzen auch dann noch mit Flüssigkeit
in Berührung, wenn an den Stellen b Dampfblasenbildung einsetzt. Die entstehenden Dampfblasen
werden nun laufend durch die aufsteigende Flüssigkeitsströmung entfernt, welche durch die im wesentliehen
in der Umgebung der Stelle α erfolgende ungestörte Erwärmung der Flüssigkeit verursacht wird.
Die Erfindung ermöglicht die Erreichung desselben Ziels mit wesentlich geringerem Aufwand an Material
und Herstellungsarbeit für die Ausgestaltung der zu kühlenden Oberfläche und mit noch verbesserter
Kühlwirkung bei geringerem Platzbedarf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verdampfungskühlung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des zu kühlenden Gegenstandes teilweise von einer Schicht
bedeckt ist, welche eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material, aus dem der Gegenstand besteht,
wobei die bedeckten und die unbedeckten Teile der Oberfläche in mindestens einer Richtung Dimensionen
aufweisen, die klein sind gegenüber den Dirnensionen des Gegenstandes.
Die Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Elektronenröhre, deren aus Kupfer bestehende kreiszylinderförmige
Anode A teilweise (nämlich an den Vorrichtung zur Verdampfungskühlung
Anmelder:
»PATELHOLD«
»PATELHOLD«
Patentverwertungs- & Elektro-
Holding A.-G.,
Glarus (Schweiz)
Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
München 23, Dunantstr. 6
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Mai 1958
Schweiz vom 22. Mai 1958
Dr. phil. Gysbert Jacob Ekkers, Wettingen (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
schraffierten Stellen a) von einer Schicht aus Email
bedeckt ist, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer ist als diejenige des Kupfers. Die bedeckten Flächenelemente
sind in regelmäßigem Muster angeordnet, und die Abmessungen jedes Elementes und auch der unbedeckten
Elemente b sind klein im Vergleich mit den Abmessungen der zu kühlenden Anode. Die Dicke der Emailschicht
braucht nicht größer zu sein als wenige hundertstel Millimeter.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht ebenfalls darauf, daß die zu kühlende
Oberfläche dicht beieinander liegende Zonen von ausgeprägt verschiedenen Temperaturen aufweist. Die
Temperatur ist nämlich an den bedeckten Teilen α der Oberfläche merklich geringer als an den unbedeckten
Teilen b, so daß sich wiederum die schon beschriebene Flüssigkeitsströmung ausbildet, welche die an den
Stellen b entstehenden Dampfblasen entfernt.
Die schon erwähnte Ersparnis an Material und an Arbeitsaufwand gegenüber der bekannten Vorrichtung
sowie der verringerte Platzbedarf sind evident. Die verbesserte Kühlwirkung wird dadurch erklärlich,
daß die Zonen a, welche die Aufwärtsströmung der Flüssigkeit erzeugen, in derselben Zylinderfläche
liegen wie die Zonen b, von denen die Dampfblasen zu entfernen sind. Bei der bekannten Vorrichtung
(Fig. 1) liegen die Zonen α weiter von der Achse des Zylinders A entfernt als die Zonen b. Die Aufwärts-
909 647/265
strömung ist demgemäß schlecht ausgenützt, weil sie beim Radius rb natürlich wesentlich schwächer ist als
beim Radius ra.
Für die Gestaltung des Musters, nach welchem die bedeckten Flächenelemente auf der zu kühlenden
Oberfläche anzuordnen sind, bestehen im Rahmen des Erfindungskennzeichens viele Möglichkeiten. Es können
an Stelle des in Fig. 2 gezeigten Schachbrettmusters schmale Streifen gemäß Fig. 3 vorgesehen
werden oder auch schmale Schlangenlinien gemäß Fig. 4, deren »Amplitude« d/2 mit Vorteil höchstens
gleich der halben Breite der unbedeckten Zonen b gehalten ist.
Für Gegenstände aus Kupfer eignen sich als Materialien für die bedeckende Schicht außer dem schon
genannten Email beispielsweise auch Nickel, das durch Auflöten, Aufspritzen, Aufdampfen oder galvanisch,
sowie Keramik, die durch Aufspritzen und Einsintern aufgebracht werden kann.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Verdampfungskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des zu
kühlenden Gegenstandes teilweise von einer Schicht bedeckt ist, welche eine geringere Wärmeleitfähigkeit
aufweist als das Material, aus dem der Gegenstand besteht, wobei die bedeckten und
die unbedeckten Teile der Oberfläche in mindestens einer Richtung Dimensionen aufweisen, die
klein sind gegenüber den Dimensionen des Gegenstandes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Email besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bedeckten und die unbedeckten
Teile der Oberfläche Schlangenlinien bilden, deren Amplitude höchstens gleich der halben
Breite der unbedeckten Teile sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Q 909 647/265 10.59
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1068281B true DE1068281B (de) | 1959-11-05 |
Family
ID=593642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1068281D Pending DE1068281B (de) | Vorrichtung zur Verdampfungskühlung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1068281B (de) |
-
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