DE1118235B - Siedekuehlvorrichtung fuer starker Hitze unterworfene Koerper, insbesondere Elektronenroehrenanoden - Google Patents

Description

• Siedekühlvorrichtung für starker Hitze unterworfene Körper, insbesondere Elektronenröbrenanoden Für Körper, die starker Hitze unterworfen sind, insbesondere für Elektronenröhrenanoden, ist eine Siedekühlvorrichtung bekannt, bei der ein durch dicke, massive Rippen oder Höcker von großer Fußstärke im Verhältnis zur Bodenbreite der dazwischenliegenden Kanäle und von großer Oberfläche im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden Dampfblasen gebildeter Wärmeableiter mit dem zu kühlenden Körper vereinigt und von einem die zu verdampfende Flüssigkeit enthaltenden Mantel umschlossen ist.
• Man hat für diese Siedekühlvorrichtung schon vorgeschlagen, die Aufrechterhaltung der Stabilität :des erforderlichen kontinuierlichen Wärmegefälles zwischen dem zu kühlenden Körper und den freien Enden der rippen- oder höckerförmigen Vorsprünge dadurch zu erleichtern, daß die Vorsprünge an den freien Enden eine besondere, ihre örtliche Kühlwirkung steigernde und dadurch einem Sieden der Flüssigkeit an ihnen entgegenwirkende Ausbildung, beispielsweise durch entsprechende, einen zusätzlichen örtlichen Wärmeaustausch mit der umgebenden Flüssigkeit veranlassende Verlängerungen; erhalten.
• Ferner kann man die Wirkung einer mit massiven dicken Rippen oder kurzen dicken Höckern als wärmeableitende Vorsprünge des zu kühlenden Körpers arbeitenden Kühlvorrichtung, bei der in den durch die Vorsprünge begrenzten, einseitig offenen Kanälen eine rasche Strömung einer an Dampf reichen Flüssigkeits-Dampf-Emulsion und eine kräftige Wirbelung der n-fit den massiven Rippen oder Höckern in Berührung befindlichen Flüssigkeit erzeugt wird, durch die Anordnung einer die Rippen oder Höcker innerhalb des Flüssigkeitsbehälters umgebenden Lenkwand verbessern, durch welche der aufsteigende Emulsions- und Flüssigkeitsstrom von dem absinkenden Strom getrennt wird, die aber, selbst wenn sie in unmittelbarer Berührung mit den Enden der massiven Rippen oder Höckern ist, nur einen geringen, praktisch vernachlässigbaren Beitrag zum Wärmeaustausch zu liefern vermag.
• Auch wenn diese Lenk- und Trennwand verdickt und als Abschiuß von parallelen, in einer großen Metallmasse ausgesparten, durch massive Seitenwände begrenzten Kanälen ausgebildet wird, um, wenn möglich, zu erreichen, daß den Kanälen von allen Seiten Wärme für die Erzielung des Siedevorganges zugeführt wird, hat sich als Ergebnis systematisch durchgeführter Versuche gezeigt, daß die Wärmeableiter dieser Form zwar bei nicht übermäßig großen abzuführenden Wärmemengen befriedigend arbeiten, aber in den höheren Leistungsbereichen sich in ihrer Wirkung durch Verstopfung der ringsum geschlossenen Flüssigkeitskanäle und durch Abdrängen vom Dampf nach unten sowie durch die Erscheinung des Leidenfrostschen Phänomens in den Kanälen verschlechtern.
• Die Erfindung bezweckt, die Vorteile der beiden geschilderten bekannten Ausführungen von Wärmeleitern mit einseitig offenen und mit ringsum geschlossenen Flüssigkeitskanälen zu vereinen und gleichzeitig ihre bei hohen Wärmeabführleistungen auftretenden Mängel zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kontinuität der seitlichen dicken Wand, welche die parallelen, entweder durch die vom zu kühlenden Körper ausgehenden massiven, kräftigen, rippen- oder höckerförmigen Vorsprünge begrenzten oder in einer mit dem zu kühlenden Körper vereinigten großen Metallmasse ausgesparten Kanäle quer zu ihrer Längsrichtung nach außen abschließt, durch in ihr in fortlaufender Folge oder in unregelmäßiger Verteilung vorgesehene Löcher unterbrochen ist, welche Flüssigkeit seitwärts hindurchströmen lassen und den Austritt eines Teiles des sich entwickelnden Dampfes gestatten. Auf diese Weise erhalten die Kanäle, bei denen, wie die Praxis zeigt, die Verdampfung sich im wesentlichen an der der Wärmequelle benachbarten Seite vollzieht, einen hinreichenden Querschnitt auf, um stets ein Verstopfen zu vermeiden. Auch zeigen sie keine Neigung zu einem diskontinuierlichen Arbeiten. Ferner hat der Flüssigkeitsdurchgang durch die seitlichen Öffnungen der sonst ringsum geschlossenen Kanäle eine sehr wirksame Kühlung der äußeren Teile des Wärmeleiters zur Folge. Gleichzeitig wird eine dauernde Stabilisierung des thermischen Gefälles längs der Nutzfläche der Kanäle erreicht und das ganze Wärmeableitergebilde ist vor dem Auftreten des Leidenfrostschen Phänomens bis zu den höchsten Leistungsbereichen zuverlässig geschützt.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Siedekühlvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise in drei Ausführungsformen in Fig. 1 im Achsschnitt und in Fig. 2 und 3 im Querschnitt.
• Fig. 1 zeigt einen z. B. mit der außenliegenden Anode 1 einer Elektronenröhre verbundenen Wärmeableiter, der durch radiale, massive und dicke höcker- oder rippenförmige Vorsprünge 2 der Anodenwand 1 gebildet und von einer zylindrischen Metallwand 6 umschlossen ist. Die Enden 3 der Vorsprünge 2 sind mit der Zylinderwand 6 verschweißt, welche kreisförmige Einschnitte 4 aufweist, durch welche die thermisch ungünstige Kontinuität des seitlichen Abschlusses der senkrechten Kanäle 5 unterbrochen ist.
• Fig. 2 läßt die Anwendung der Erfindung bei einem Wärmeleiter erkennen, der durch eine wesentlich verdickte Anodenwand 1 und in dieser ausgesparte, z. B. durch Formkerne beim Gießen der Anode erzeugte parallele Kanäle 5 gebildet ist. Die Kanäle sind ringsum bis auf seitliche Öffnungen 7 geschlossen, welche die Form von runden Löchern oder von zueinander parallelen Einschnitten aufweisen oder auch durch einen einzigen schraubenlinigen, fortlaufend in den Anodenkörper 1 eingefrästen Einschnitt von einer geeigneten Ganghöhe ersetzt sein können. An der Außenfläche kann die der Zylinderwand 6 in Fig. 1 entsprechende zylindrische Schicht 6 des Anodenkörpers 1 nach Fig. 2 mit einer flächenvergrößernden Rändelung 8 versehen sein.
• Nach Fig. 3 ist der Anodenkörper 1 mit radialen, massiven höcker- oder rippenförmigen Vörsprüngen 2 ausgestattet, an deren äußere Enden 3 eine dicke zylindrische Blechwand 6 aus thermisch gut leitendem Metall angeschweißt ist, welche eine Vielzahl von Löchern 7 aufweist und bei beliebig geformten Vorsprüngen, z. B. sowohl bei radialen, parallelen Rippen als auch bei schachbrettartig angeordneten pyramidenförmigen Höckern vorgesehen sein kann.
• Die Siedekühlvorrichtung nach der Erfindung kann durch eine den Wärmeableiter in einem bestimmten Abstand umgebende Lenkwand ergänzt sein, wie sie beispielsweise in Fig. 2 durch die Zylinderwand 9 angedeutet ist. Diese Lenkwand, welche die aufsteigende Emulsionsströmung an der Umfläche des Wärmeableiters von der absteigenden Flüssigkeitsströmung an der Innenfläche des Flüssigkeitsbehälters trennt, hat ihre günstigste Lage in etwa 5 bis 10 mm Abstand von den radialen Enden der Rippen oder Höcker 6 und wird zweckmäßig am Flüssigkeitsbehälter statt an der Anode abgestützt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Siedekühlvorrichtung für starker Hitze unterworfene Körper, insbesondere Elektronenröhrenanoden, bei der mit dem zu kühlenden Körper ein aus massiven, dicken höcker- oder rippenförmigen Vorsprüngen bestehender, Kanäle für die zu verdampfende Flüssigkeit darbietender Wärmeableiter vereinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ringsum geschlossene Wandung der Kanäle (5) eine oder mehrere Öffnungen (4 oder 7) an den vom zu kühlenden Körper abgewendeten Enden der Kanäle (5) aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (4 oder 7) in einem die massiven, dicken rippen- oder höckerförmigen Vorsprünge (2) des zu kühlenden Körpers (1) dicht umfassenden Mantel (6) gebildet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) in einer mit dem zu kühlenden Körper (1) ein Stück bildenden _ und die Kanäle (5) aufnehmenden Metallmasse (6) ausgespart sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeableiter (1, 6) in einem Abstand von 5 bis 10 mm von einer die aufsteigende und die absteigende Emulsions- und Flüssigkeitsströmung trennenden Lenkwand (9) umgeben ist,