DE1088621B - Kuehlgefaess fuer Elektronenroehren mit Verdampfungskuehlung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Kühlgefäße für Elektronenröhren mit Verdampfungskühlung.

Infolge ihrer Masse sind die bekannten Kühlgefäße für Elektronenröhren, bisher aus einer leichten Aluminiumlegierung angefertigt, um ihr Gewicht möglichst klein zu halten, während die Hauptanode einer Elektronenröhre mit Verdampfungskühlung gewöhnlich aus Kupfer hergestellt ist, weil sie ein guter Wärmeleiter sein soll. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Aluminiumlegierung des Kühlgefäßes und das Kupfer der Anode und außerdem das Kupfer der röhrenförmigen Schlange, wenn ein innerer Wärmeaustausch Anwendung findet, gleichzeitig mit der Flüssigkeit im Kühlgefäß in Berührung stehen. Dies hat zur Folge, daß eine elektrolytische Reaktion zwischen den unterschiedlichen Metallen stattfinden kann und im Fall von Wasser stets stattfindet, was zu einer elektrölytischen Zersetzung an der Innenfläche des Kühlgefäßes führt.

Es sind bereits Versuche bekannt, diese elektrolytische Zersetzung dadurch zur vermeiden, daß ein nichtmetallischer Schutzüberzug aus Firnis oder Lack an der Innenfläche des Kühlgefäßes aufgebracht wird; aber das günstigste nach diesem Verfahren erreichte Ergebnis ist eine Lebensdauer des Kühlgefäßes von nur ungefähr 2000 Stunden. Dieses Verfahren hat sich hauptsächlich als nicht einwandfrei wegen der Schwierigkeit erwiesen, einen völlig undurchlässigen Lackoder Firnisüberzug wirtschaftlich herzustellen. Unabhängig von dem Verfahren, das man zur Aufbringung des Lack- oder Firnisüberzuges anwendet, besteht eine Neigung, daß Gasporen zurückbleiben, durch die die Flüssigkeit die Innenfläche der Gefäßlegierung erreicht; wenn dieses eintritt, entsteht eine elektrolytische Zersetzung, durch die sich der Lack- oder Firnisüberzug von der Oberfläche ablöst und weitere Teile der Oberfläche freigelegt werden.

Es ist klar, daß diese elektrolytische Zersetzung dadurch vermieden werden kann, daß das Kühlgefäß und die möglicherweise vorhandene Kühlschlange aus demselben Metall (Kupfer oder einem anderen Metall) wie die Anode hergestellt werden. Im Falle von Kupfer ist die Dicke der Gefäßwand, die zur Herstellung eines nicht porösen Boilers notwendig ist, so groß, daß das Gewicht und die Kosten für eine Herstellung nicht tragbar sind. Andere Metalle, z. B. Monelmetall und rostfreier Stahl, die nicht der elektrolytischen Korrosion unterworfen sind, sind wegen ihres Gewichtes und der Kosten ungeeignet.

Ein Ziel der Erfindung ist ein Kühlgefäß für eine Elektronenröhre, das nicht unter dem Nachteil einer elektrolytischen Zersetzung leidet und außerdem verschiedene andere Vorteile gegenüber den Kühlgefäßen aus einer Aluminiumlegierungoder einem anderenMetallaufweist.

Kühlgefäß für Elektronenröhren
mit Verdampfungskühlung

Anmelder:
Siemens Edison Swan Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. Juli 1958

Philip Ernest Cane, Enfield, Middlesex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Das Kühlgefäß einer Elektronenröhre mit Verdampfungskühlung wird gemäß der Erfindung von einem isolierenden Behälter gebildet, der aus mit Harz gebundenem Faserglas besteht.

Neben der Eigenschaft, daß dieser Behälter keine elektrolytische Zersetzung zeigt, hat er die Vorteile, daß er billig herzustellen ist und ein geringes Gewicht aufweist. Infolge der guten elektrischen Isolationseigenschaften des Faserglases braucht das Kühlgefäß nicht von einer besonderen isolierten Halterung getragen zu werden, die z. B. bei den bislang verwendeten metallischen Kühlgefäßen notwendig ist, die während des Betriebs der Röhre auf dem Betriebspotential der Anode gehalten werden. Dieses letzte Merkmal stellt daher einen bestimmten Vorteil gegenüber den bekannten Röhren mit metallischen Kühlgefäßen besonders im Hinblick auf die hohen Betriebsspannungen dar, die oft bei diesen Röhren Anwendung finden.

Bei der Ausführung der Erfindung, für die ein bekanntes Faserglas verwendbar ist, können die Abmessungen des Kühlgefäßes annähernd gleich denen der bisherigen Kühlgefäße aus einer Aluminiumlegierung gewählt werden. Der Faserglasbehälter kann unter Verwendung einer Spindel angefertigt werden, die dieselbe Größe und Form wie der gewünschte Innenraum des Kühlgefäßes aufweist; hierauf werden mehrere Schichten Faserglas, das mit einem Epoxy- oder einem anderen geeigneten Bindeharz behandelt ist, aufgebracht, bis die gewünschte Dicke der Gefäßwand erreicht ist. Eine angemessene Härtung des Harzes er-

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folgt dann dadurch, daß man es eine Zeitlang sich selbst überläßt, falls sich das Harz selbst härtet, oder daß man es einer angemessenen Wärmebehandlung unterzieht.

Falls der Faserglasbehälter für eine umfangreiche Röhre mit einem beträchtlichen Gewicht verwendet werden soll und die Röhre gehaltert werden muß, können ein oder mehrere metallische Versteifungskörper in einem passenden Abschnitt des Kühlgefäßes während der Fertigung eingebettet werden.

Zwei Beispiele für Röhren mit Faserglasbehältern gemäß der Erfindung werden nun an Hand der Figuren beschrieben.

Fig. 1 ist eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Faserglasbehälters mit einer Elektronenröhre, deren Anode in Verbindung mit einem nicht gezeigten Wärmeaustauscher gekühlt wird, der sich außerhalb des Kühlgefäßes befindet;

Fig. 2 ist eine teilweise wegeschnittene perspektivische Ansicht eines Faserglasbehälters mit einer Elektronenröhre, deren Anode in Verbindung mit einem Wärmeaustauscher gekühlt wird, der sich innerhalb des Kühlgefäßes befindet.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enthält ein im allgemeinen zylindrisch geformter Behälter 1, der bei Atmosphärendruck betrieben wird und gemäß der Erfindung aus einem mit Harz gebundenen Faserglas besteht, einen Kammerabschnitt 1 α zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit 2 und einen aus einem Stück bestehenden Montageabschnitt 1 b, auf dem der Behälter 1 aufrecht angebracht wird. Das obere Ende des Kammerabschnitts 1 α ist mit einem nach außen vorspringenden Rand 3 ausgebildet, an dem ein Röhrenhaltekörper 4 befestigt ist, der einen Deckel für den Behälter 1 bildet. Dieser Körper 4, der ebenfalls aus einem mit Harz gebundenen Faserglas hergestellt und von einer eingebetteten metallischen Versteifung 5 verstärkt ist, weist in der Mitte einen vertieften kreisrunden Abschnitt 4 α auf, der eine öffnung bildet, die von einem ringförmigen Flansche begrenzt ist, auf dem eine Elektronenröhre 7 gehaltert ist. Die Röhre 7 ist zu diesem Zweck an einem Punkt zwischen einer Vakuumhülse 7 a und einer Kupferanode 7 & mit einem Flansch 8 aus Kupfer versehen, der mit dem Flansch 6 in Berührung steht. Wenn die Röhre 7 auf diese Weise aufgebaut ist, erstreckt sich ihre Kupferanode 7 & in den Kammerabschnitt 1 α des Behälters 1 hinein und ist in diesem in der Kühlflüssigkeit 2 eingetaucht.

Wenn außen am Kühlgefäß 1 ein nicht gezeigter Wärmeaustauscher vorgesehen ist, von dem der im Behalter 1 während des Betriebs der Röhre erzeugte Dampf kondensiert wird, strömt dieser Dampf über eine Dampfauslaßleitung 9 an der Oberseite eines seitlich herausragenden Abschnitts 1 c des Kammerabschnitts Iß in den Wärmeaustauscher hinein; das Kondensat läuft von dem Wärmeaustauscher aus über eine Einlaßleitung 10 zum Boden des Abschnitts 1 α zurück. Der vorspringende Abschnitt Ic des Kammerabschnitts 1 α ist mit einem Fenster 11 versehen, durch das der Spiegel der Kühlflüssigkeit 2 beobachtet werden kann.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, enthält ein Behälter 12 aus Faserglas, der in diesem Fall unter einem gewissen Innendruck oberhalb des Luftdrucks betrieben wird, einen im allgemeinen rechteckigen Kammerab- 6g schnitt 12 a und einen zylindrischen Montageteil 12 b. Das obere Ende des Kammerabschnitts 12 a ist mit einem nach außen vorspringenden Rand 13 ausgebildet, an dem ein Deckel 14 für den Kammerabschnitt 12 a befestigt ist; eine Dichtung 15 aus Gummi oder einem anderen Werkstoff ist zwischen dem Rand 13 und dem Deckel 14 vorgesehen. Wie in Fig. 1 weist der Deckel 14 nach Fig. 2 einen in der Mitte vertieften kreisförmigen Abschnitt 16 auf, der eine Öffnung bildet, die von einem ringförmigen Flansch 17 begrenzt wird, auf dem die Elektronenröhre 18 gehaltert wird; die Röhre 18 ist in diesem Falle wie die Röhre 7 nach Fig. 1 in einem kreisförmigen Kupferflansch 19 zwischen einer Vakuumhülle 18 a und einer Kupferanode 18 & eingepaßt. Wegen der erhöhten Betriebsinnendruckes des Behälters 12, der über dem äußeren Luftdruck liegt, befindet sich zwischen den Flanschen 17 und 19 in diesem Fall ein Gummidichtungsring 17', wobei Klemmen 20 die Röhre 18 an ihrem Platz festhalten. Innerhalb des Kammerabschnitts 12 a ist ein die Anode 18 b umgebender zylindrischer Kupferschirm 21 vorgesehen, der seinerseits von einer röhrenförmigen Kupferschlange 22 umgeben wird. Der Kammerabschnit 12 a soll mit Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit bis ungefähr an den oberen Rand des Schirms 21 gefüllt werden, während durch die röhrenförmige Schlange 22, die einen inneren Wärmeaustauscher bildet, eine weitere Kühlflüssigkeit, z. B. ebenfalls Wasser, hindurchgeleitet wird. Durch einen Einlaß 23 und einen ähnlichen hinter der Röhre 18 nach Fig. 2 verborgenen Auslaß besteht für die Kühlflüssigkeit ein Zugang zur Schlange 22. Infolge der Erwärmung der Kühlflüssigkeit in Berührung mit der Anode 18 b steigen während des Betriebs Dampf und heiße Flüssigkeit innerhalb des Schirms 21 hoch; dadurch setzt eine Zirkulation ein, durch die die heiße Flüssigkeit außerhalb des Schirms 21 abwärts befördert wird, wobei sie in Berührung mit der röhrenförmigen Schlange 22 abgekühlt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kühlgefäß für eine Elektronenröhre mit Verdampfungskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Kühlgefäß von einem isolierenden Behälter gebildet wird, der aus mit Harz gebundenem Faserglas besteht.

2. Kühlgefäß für eine Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des isolierenden Behälters in an sich bekannter Weise die Elektronenröhre haltert, während in an sich bekannter Weise die Anode in das Innere des Behälters hineinragt.

3. Kühlgefäß für eine Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel ebenfalls aus mit Harz gebundenem Faserglas besteht, in dem eine metallische Verstärkung eingebettet ist.

4. Kühlgefäß für eine Elektronenröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel in an sich bekannter Weise einen in der Mitte vertieften Abschnitt aufweist, der eine öffnung bildet, die von einem ringförmigen Flansch begrenzt wird, und daß die Röhre einen Montageflansch aufweist, von dem sie auf dem ringförmigen Flansch gehalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 034 283;
französische Patentschrift Nr. 1 132 439;
französische Zusatzpatentschrift Nr. 62 199
(Zusatz zur Patentschrift Nr. 1 042 632).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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