DE1070300B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Elektronenröhren mit äußeren Anoden, bei welchen Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einem die Anode umgebenden Behälter durch diese beim Röhrenbetrieb zur Verdampfung gebracht und die an der Anode erzeugte Dampf-Flüssigkeits-Emulsion nach einem mit einen Kondensator in Verbindung stehenden Sammelraum geleitet wird.

Bei dieser Anoden-Siedekühlvorrichtung läßt sich die Speisung mit Kühlflüssigkeit mit einer das sekundlich verdampfte Volumen weit überschreitenden, z. B. das Zehnfache von diesem betragenden Liefermenge durchführen, und die Flüssigkeit strömt dabei dauernd an dem die Anode mit Abstand umschließenden Behälter unter Mitnahme von Dampf über, und der Flüssigkeitsüberschuß kann durch eine Überlaufleitung gesammelt und zur Kühlung des an den Behälter angeschlossenen Flüssigkeitskreislaufes benutzt werden.

Die Erfindung bezweckt, bei einer eine Elektronenröhre mit äußerer Anode durch Flüssigkeitsverdampfung kühlenden Vorrichtung durch eine besondere Ausbildung und Ergänzung des die Anode umgebenden Flüssigkeitsbehälters in diesem eine unmittelbare und dabei auch rasch und möglichst vollständig erfolgende Trennung von Dampf und Flüssigkeit zu erreichen und hierdurch nicht nur den Wirkungsgrad der Siedekühlung zu erhöhen, sondern auch eine Verringerung des Volumens des Flüssigkeitsbehälters zu ermöglichen.

Diese Vervollkommnung einer Anoden-Siedekühlvorrichtung der eingangs gekennzeichneten Art wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Flüssigkeitsbehälter von zwei gleichachsigen von ihm und voneinander je durch einen Zwischenraum getrennten Mänteln und an seinem Boden mit der Flüssigkeitszuleitung verbunden ist sowie an seinem oberen Ende einen den Flüssigkeitsspiegel in ihm konstant haltenden, in den Raum zwischen ihm und dem nächsten Mantel ausmündenden Überlauf aufweist, während der äußere Mantel mit einem konischen Halsring der Röhre über den offenen oberen Enden des Flüssigkeitsbehälters und des inneren Mantels einen Dampfsammeiraum begrenzt und von den beiden von diesem abzweigenden, zwischen den zwei koaxialen Mänteln bzw. zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und dem inneren Mantel liegenden Ringräumen der äußere unter Anschluß an einen Kondensator als Abzugskanal für den Dampf und der innere unter Ergänzung durch einen an seinem Boden vorgesehenen Auslaß zur Ableitung nicht nur der aus dem Flüssigkeitsbehälter übertretenden, sondern auch der aus dem Dampf ausgeschiedenen Flüssigkeit dient.

Der Flüssigkeitsbehälter kann an seiner Innen-

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Vorrichtung zum Kühlen einer Elektronenröhre mit äußerer Anode

Anmelder:

Compagnie Franqaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C. demente, Patentanwalt, Deggendorf, Krankenhausstr. 26

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 10. Januar 1952

Charles Beurtheret, St.-Germain-en-Laye (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

fläche mit Leitblechen versehen sein, welche durch ihre Formgebung die entstehende Dampf-Flüssigkeits-Emulsion zu einer schraubenlinigen Strömung veranlassen, welche die Trennung von Dampf und Flüssigkeit begünstigt. Die Wandung des inneren Mantels kann am oberen Ende nach einwärts gebogen sein und das benachbarte Ende der Wandung des Flüssigkeitsbehälters überragen, so daß der innere Mantel einen Ringflansch aufweist, welcher die aus der Emulsion abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen an einer Aufwärtsbewegung hindert.

Ferner bietet die Anoden-Kühlvorrichtung nach der Erfindung elektrisch die Möglichkeit, in der Leitung für die Flüssigkeitsspeisnng des die Anode umgebenden Behälters und in der Leitung für die Flüssigkeitsabführung aus dem Raum zwischen dem Behälter und dem inneren Mantel je eine als Induktanz des Anodenstromkreises der Röhre wirksame Rohrschlange vorzusehen. Auch kann die als Abzugskanal für den Dampf dienende Kondensatoranschlußleitung gleichzeitig zur Abführung der aus dem Behälter überlaufenden und der aus dem Dampf ausgeschiedenen Flüssigkeit dienen und dabei der innere Mantel in Fortfall kommen.

Der Einbau des erfindungsgemäß ausgebildeten Anoden-Siedekühlers in das ganze Kühlsystem einer Elektronenröhre mit äußerer Anode kann vorteilhaft in der Weise erfolgen, daß der Ringraum zwischen den beiden Mänteln durch eine isolierende Leitung von großem Querschnitt mit dem Kondensator verbunden

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ist und in ein aus diesem das Kondensat über eine Abfiußleitung empfangendes Sammelgefäß auch eine von der Leitung mit großem Querschnitt abzweigende und dieser etwaige Abscheidungsflüssigkeit aus dem Dampf entnehmende Leitung einmündet, während eine motorisch angetriebene Pumpe die Flüssigkeit ^aus diesem Sammelgefäß und die aus dem Ringräum zwischen dem inneren Mantel und der Flüssigkeitsbehälterwand ablaufende Flüssigkeit nach dem Flüssigkeitsbehälter an der Anode fördert.

Die Zeichnung veranschaulicht die Anoden-Kühlvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungform in

Abb. 1 in rein schematischer Darstellung, während Abb. 2 die Anordnung der in Abb. 1 wiedergegebenen Vorrichtung in einer Gesamtkühlanlage für die Außenanode einer Elektronenröhre zeigt.

Gemäß Abb. 1 ist der die Außenanode 1 einer Elektronenröhre 2 mit Abstand umgebende Behälter 40, der das durch die wärmestrahlenden Höcker oder Rippen 4 der Anode 1 beim Röhrenbetrieb zur Verdampfung gelangende Wasser 6 enthält und zylindrisch in seiner oberen und kegelig in seiner unteren Hälfte geformt ist, von zwei zu ihm gleichachsigen, von ihm und A^rOneinander je durch einen Zwischenraum getrennten Mänteln 41 und 42 umgeben und an seinem Boden mit der Wasserzuleitung 7 verbunden sowie an seinem oberen Ende mit einem den Flüssigkeitsspiegel 6 in ihm konstant haltenden, in den Raum zwischen ihm und dem nächsten Mantel 41 ausmündenden Überlauf versehen, während ein den Röhrenglaskolben 2 umgebender und von der Anode 1 ausgehender konischer Halsring 16 durch die Flanschenverbindung 17 dampf- und flüssigkeitsdicht auf den oberen Rand des äußeren Mantels 42 aufgesetzt ist, der das Gewicht der ganzen Elektronenröhre 1, 2, 4 trägt und zusammen mit dem konischen Ring 16 den Raum über den offenen Enden des inneren Mantels 41 und des Wasserbehälters 40 nach oben abschließt.

Die Innenfläche der Wandung des Wasserbehälters 40 trägt am oberen Ende Leitbleche 43, deren Profil und Form derart bestimmt ist, daß der Dampf, der sich aus der an der Anode 1, 4 beim Betrieb der Elektronenröhre 2 bildenden Emulsion von Dampf und Wasser löst, einer schraubenlinigen Bahn um den Halsring 16 (vgl. den Pfeil 44) folgen muß. Die Leitbleche 43 weisen zweckmäßig einen senkrechten unteren Teil auf, um zu vermeiden, daß das Wasser im Inneren des Behälters 40 umläuft und so durch Fliehkraftwirkung von den wärmestrahlenden Höckern oder Rippen 4 entfernt wird, während der obere Teil der Leitbleche 43 zur Senkrechten geneigt ist, wodurch der Dampf zu einer kreisenden Bewegung gezwungen wird, bei welcher die von ihm mitgerissenen schweren Flüssigkeitsteilchen durch die Fliehkraft an die mittlere Mantelwand 41 geworfen werden, wo sie nach abwärts zu fließen suchen und durch den schwach nach innen gebogenen oberen Ringflansch 46 des über den Wasserbehälter 40 hinausragenden mittleren Mantels 41 an einer Aufwärtsbewegung gehindert werden.

Auf diese Weise wird die aus dem Dampf ausgeschiedene Flüssigkeit veranlaßt, ihren Weg zwischen den Wandungen des Behälters 40 und des inneren Mantels 41 nach unten zu nehmen, wie dies der Pfeil 45 andeutet. Der Dampf anderseits stößt gegen den oberen Ringflansch 46 des mittleren Mantels 41 und verfolgt weiter seine aufsteigende schraubenlinige Strömungsbahn und gelangt dabei in der Höhe des Glaskolbens der Elektronenröhre 2 in den durch den

nach außen gewölbten oberen Endteil des Halsriiigcs 16 begrenzten Sammelraum und weiterhin in den Zwischenraum 5 zwischen den zwei Mantelwänden 41 und 42. Auch auf diesem Teil des Strömungsweges des Dampfes findet eine Ausscheidung der von diesem mitgeführten Flüssigkeitsteilchen durch Fliehkraftwirkung statt, und die hier abgetrennte Flüssigkeit sammelt sich am Boden der durch die beiden Mantelwände 41 und 42 begrenzten Ringkammer und fließt ίο aus dieser durch die öffnung 42' nach der auch die Flüssigkeit aus dem Ringraum zwischen den Wandungen des Wasserbehälters 40 und des inneren Mantels 41 aufnehmenden Entleerungsleitung 10 ab. Eine elektrisch isolierende Leitung 9 führt den Dampf aus dem von den beiden Mantelwänden 41 und 42 begrenzten Ringraum 5 nach dem Kondensator, während die Flüssigkeitsentleerungsleitung 10 gleichzeitig als Flüssigkeitsüberlauf wirksam ist.

Für die Umlenkung des Dampfes am oberen Ende der Wandung des mittleren Mantels 41 kann statt des nach der Achse der Elektronenröhre hin gebogenen Ringflansches 46 auch irgendeine andere geeignet geformte Leit- und Prallfläche vorgesehen sein. Auch das Querschnittsprofil des Röhrenhaisringes 16 kann eine vom Beispiel nach Abb. 1 abweichende Gestaltung aufweisen, und der Wasserbehälter 40 und die dazu konzentrischen Mäntel 41, 42 können, wenn nötig, auch so bemessen sein, daß sie zur gleichzeitigen Kühlung von mehreren in das Wasser tauchenden Elektronenröhren verwendbar sind.

Der Einbau einer nach Abb. 1 ausgebildeten Vorrichtung in das ganze Kühlsystem einer Elektronenröhre ist in Abb. 2 veranschaulicht, gemäß welcher in den die Anode 1 der Röhre 2 umschließenden Behälter 40 Kühlflüssigkeit, z. B. destilliertes oder natürliches , Wasser, von einer höher gelegenen Speisewanne 50 aus eingeführt wird, in welcher der Flüssigkeitsspiegel in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 40 durch in an sich bekannter. Weise gesteuerten Schwimmer 51 geregelt wird. Die den Be hälter 40 mit der Wanne 50 verbindende Leitung enthält zwischen dem in den Behälter 40 einmündenden Rohr 7 und dem vom Boden der Wanne 50 ausgehenden elektrisch isolierenden und daher geerdeten Rohr 52 eine Rohrschlange 53, die gleichzeitig als die eine der beiden Wicklungen wirksam ist, welche die mit der Elektronenröhre 2 verbundene Induktanz bilden.

Der durch die Heizwirkung der Anode 1 beim Röhrenbetrieb entwickelte Dampf wird aus dem äußeren Mantel 42 durch das einen großen Querschnitt aufweisende, isolierende Rohr 9 und das sich an dieses über einen Rohrkrümmer anschließende Rohr 9' einem Kondensator 54 zugeleitet, bei dem die Dampfeintrittsstelle ober- oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 in dem Behälter 40 liegen kann und der das Kondensat durch ein Rohr 55 von kleinem Querschnitt in ein Sammelgefäß 56 abgibt. Durch ein Rohr 57 steht das Gefäß 56 auch mit dem tiefsten Punkt des die Röhre 9 und 9' überbrückenden Rohrkrümmers in Verbindung, so daß es das in diesem sich ablagernde Destillat ebenfalls sammelt. Das vom Boden des mittleren Mantels 41 abzweigende, einen geringen Querschnitt aufweisende Rohr 10 führt das in diesem Mantel aus dem Dampf ausgeschiedene Wasser einer Rohrschlange 55' zu, welche gleichzeitig im Zusammenwirken mit der Rohrschlange 53 die zweite Wicklung der Induktanz des Anodenstromkreises der Elektronenröhre 2 bildet.

An die Rohrschlange 53' schließt sich ein elektrisch isolierendes, geerdetes Rohr 58 an. welches das Wasser

Claims (6)

nach einer von einem Motor 60 angetriebenen Pumpe leitet, die es nach dem höher gelegenen Speisebehälter 50 zurückbefördert. Die Länge der elektrisch isolierenden Rohrstücke 52 und 58 kann gering sein, da sie nicht der Hochfrequenzkomponente der Anodenspannung ausgesetzt sind. Das Destillatsammeigefäß ist an die Pumpe 59 durch ein Rohr 61 angeschlossen, das in den Innenraum des Gefäßes 56 über ein Schwimmerventil 62 ausmündet, das den Wasserübertritt vom Gefäß 56 nach dem Rohr 61 derart steuert, daß die Rohre 55 und 57 stets in destilliertes Wasser im Gefäß 56 tauchen. Patentansprüche: 15

1. Vorrichtung zum Kühlen einer Elektronenröhre mit äußerer Anode durch von dieser beim Arbeiten der Röhre bewirkte Verdampfung einer Flüssigkeit in einem die Anode umgebenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (40) von zwei gleichachsigen von ihm und voneinander je durch einen Zwischenraum getrennten Mänteln (41 und 42) umgeben und an seinem Boden mit der Flüssigkeitszuleitung (7) verbunden ist sowie an seinem oberen Ende einen den Flüssigkeitsspiegel (6) in ihm konstant haltenden, in den Raum zwischen ihm und dem nächsten Mantel (41) ausmündenden Überlauf aufweist, während der äußere Mantel (42) mit einem konischen Halsring (16) der Röhre (2) über den offenen oberen Enden des Flüssigkeitsbehälters (40) und des inneren Mantels (41) einen Dampfsammelraum begrenzt und von den beiden von diesem abzweigenden, zwischen den zwei koaxialen Mänteln (41, 42) bzw. zwischen dem Flüssigkeitsbehälter (40) und dem inneren Mantel (41) liegenden Ringräumen der äußere unter Anschluß (9) an einen Kondensator als Abzugskanal für den Dampf und der innere unter Ergänzung durch einen an seinem Boden vorgesehenen Auslaß (10) zur Ableitung nicht nur der aus dem Flüssigkeitsbehälter (40) übertretenden, sondern auch der aus dem Dampf ausgeschiedenen Flüssigkeit dient (Abb. 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (40) an seiner Innenfläche mit durch ihre Formgebung die entstehende Dampf-Flüssigkeits-Emulsion zu einer schraubenlinigen Strömung veranlassenden Leitblechen (43) versehen ist (Abb. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des inneren

Mantels (41) am oberen Ende (46) nach einwärts gebogen ist und das benachbarte Ende der Wandung des Flüssigkeitsbehälters (40) überragt (Abb. 1).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) für die Flüssigkeitsspeisung des die Anode (1) umgebenden Behälters (40) und die Leitung (10) für die Flüssigkeitsabführung aus dem Raum zwischen dem Behälter (40) und dem inneren Mantel (41) je eine als Induktanz des Anodenstromkreises der Röhre (1, 2) wirksame Rohrschlange (53 bzw. 53') enthalten (Abb. 2).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen den beiden Mänteln (41, 42) durch eine isolierende Leitung (9, 9') von großem Querschnitt mit dem Kondensator (54) verbunden ist und in ein aus diesem das Kondensat über eine Abflußleitung (55) empfangendes Sammelgefäß (56) auch eine von der Leitung (9, 9') mit großem Querschnitt abzweigende und dieser etwaige Abscheidungsflüssigkeit aus dem Dampf entnehmende Leitung (57) einmündet, während eine motorisch angetriebene Pumpe (59, 60) die Flüssigkeit aus diesem Sammelgefäß (56) und die aus dem Ringraum zwischen dem inneren Mantel (41) und der Flüssigkeitsbehälterwand (40) ablaufende Flüssigkeit nach dem Flüssigkeitsbehälter (40) an der Anode (1) fördert (Abb. 2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Abzugskanal für den Dampf vorgesehene Kondensatoranschlußleitung (9) unter Fortfall des inneren Mantels (41) auch zur Abführung der aus dem Behälter (40) überlaufenden und der aus dem Dampf ausgeschiedenen Flüssigkeit dient (Abb. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 280 836, 284117, 461, 632 817, 645 892, 650 177, 639 336, 254 946, 346, 697 721, 397 218, 547 090, 546 156, 541 780, 598026, 562 318, 588 273, 613 204, 657 794, 658 586, 518;

österreichische Patentschriften Nr. 122 941, 87 501, 028;

schweizerische Patentschriften Nr. 117 881,
811, 112 698, 266 219;

USA.-Patentschriften Nr. 2110 774, 1903 945,
924 368;

französische Patentschrift Nr. 777 077;

Schrift »25 Jahre Telefunken«, 1928, S. 138.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

@ 90» 687/327 11.59