DE1428305A1 - Verdampfer- und UEberhitzerelement - Google Patents

Description

PATENTANWALT
DR. TINO HAI BACH < / 9 ρ ο f) C

DIPLOMPHYSIKER I 4 Z 0 O U 3

MÜNCHEN

10. Jan. 1963

MÜNCHEN 23

VJKTOR-SCHEFFEL-STRASSE IO TELEFON 33 56 94

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L . H./gti

United States AOJOMIC ENBHGY COMMISSION, Washington D. C, USA

Verdampfer- und Überhitzerelement

Die Erfindung betrifft Strömungsmittel-Verdampfer- und Uberhitzerelemente und im besonderen Flussigkeits-Verdampferund Überhitzerelemente speziell für Diffusionspumpen.

Durch die Erfindung werden Vorrichtungen geschaffen, mit deren Hilfe flüssigkeiten nahezu augenblicklich ohne Siedestoß ("eruptive boiling") verdampft werden können;.desweiteren auch eine Vorrichtung zur Kollimation und Überhitzung des entstehenden Dampfstroms bzw. zur Kollimation und Überhitzung von anderweitig erzeugtem und zugeführtem Dampf. Beispielsweise kann die Erfindung bei Diffusionspumpen Anwendung finden; hierbei soll die Pumpflüssigkeit sowohl schnell erhitzt und zu einem gebündelten ("collimated")

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Strom verdampft und sodann der Dampf beim Austritt aus den Diffusionspumpen-Düsen weiter gebündelt und überhitzt werden. Dies wird gemäß der Erfindung durch wärmeerzeugende Vorrichtungen bzw. Stoffe erreicht, welche mehrere vorzugsweise parallele, längliche leere Kanäle bilden, wobei wenigstens einem Teil dieser Leerräume Wärme im Wege der Dissipation zugeführt wird und wobei die Abmessungen, die Wärmezufuhr, der Durchsatz sowie andere Variable in bestimmten Beziehungen zueinander stehen. Vorzugsweise bestehen die Oberflächen aus einem wärmeleitenden Metall, und wenigstens ein Abstand in Querschnittrichtung zwischen den Wänden ist genügend klein gewählt, um jede Blasenbildung, bevor die Flüssigkeit in der Verschiebungsrichtung ("direction of displacement") verdampft ist, auszuschließen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Spiralen aus dünnen, flachen, gewellten Bändern aus beständigem Metall von wenigstens 1/8 Zoll Breite vorgesehen, wobei die einzelnen «indungen durch Glasband isoliert sind, und wobei die gesamte Spirale in solcher Weise einstückig mit dem Diffusionspumpen-Aufbau oder mit ihm verbunden ausgeführt ist, daß die gesamte ,Apparatur in einfacher Weise zusammengebaut und bei Verwendung mit maximalem Wirkungsgrad betrieben werden kann. . :-.,--.

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Diffusionspumpen arbeiten in der Weise, daß sie große Volumina bei niedrigen Drücken nach dem Prinzip des Impulsaustausches pumpen. Im wesentlichen läßt man einen Pumpdampfstrom aus Pumpdüsen an einer Öffnung vorbei, welche mit der zu evakuierenden Kammer verbunden ist, austreten. Dieser halbwegs einheitlich gleichgerichtete Dampfstrom trifft unter Impulsübertragung auf die Gasmoleküle, welche aus der Öffnung von der zu evakuierenden Kammer aus- ™ treten, üblicherweise erzeugt man einen kontinuierlichen Dampfstrom, indem man eine Vorratsmenge einer verhältnismäßig wenig flüchtigen Flüssigkeit, üblicherweise Quecksilber oder ein schweres 01, zum Sieden bringt. Da die Siedeerhitzung in dem Vorratsbehälter normalerweise durch Wärmeaustausch mit einer eingetauchten herkömmlichen Widerstandsheizvorrichtung oder anderweitige Heizvorrichtungen außerhalb der Pumpe erfolgt, geht das Sieden stoßweise vor sich. Die in dieser Weise erzeugten Dämpfe g gelangen dann bei einem Druck von einigen wenigen Millimetern Quecksilber in ein üblicherweise zylindrisches Standrohr bzw. in diesem aufwärts. Sodann läßt man den Dampf aus Düsen in Form eines oder mehrerer gerichteter Dampfströme bzw. -strahlen austreten. Diese Dampfströme fließen an der mit der zu evakuierenden Kammer verbundenen öffnung vorbei und treffen dabei auf ihrem Weg auf (Jasmoleküle, welche aus dieser Öffnung austreten; sie "stoßen" oder "führen" diese Gasmoleküle in einen Bereich,

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von wo sie mittels einer weiteren Düsenstufe oder -serie der Diffusionspumpe, sowie gegebenenfalls mittels einer herkömmlichen Vorvakuumpumpe, weiter aus dem System herausgepumpt werden können. Der entspannte Dampf wird kondensiert, in einem Behälter gesammelt und rückgeführt oder mit dem Flüssigkeitsvorrat in der Verdampferkammer vermischt.

Für viele Anwendungsfälle sind zwar derartige Diffusionspumpen herkömmlicher Bauart ausreichend; im heraufkommenden Raumzeitalter besteht jedoch ein ständig zunehmender Bedarf nach Pumpen, die zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Ultrahoch-Vakua, d. h. von Drücken unterhalb

10 mm Hg, geeignet sind. Zur Erzielung dieser Ultrahoch-Vakua wird eine möglichst hohe Pumpgeschwindigkeit bei gleichzeitig möglichst geringer Gegenströmungs-Verunreinigung aus der Pumpe zurück in die zu evakuierende Kammer erwünscht. Für das Pumpen leichter Gase wie beispielsweise Wasserstoff oder Helium ist der derzeit mit Diffusionspumpen erzielbare Ho-Faktor auf Werte von weniger als 0,15 begrenzt; der Ho-Faktor ist definiert als das Verhältnis der Geschwindigkeit der Gasentfernung mit einer gegebenen Diffusionspumpe zu der Geschwindigkeit, wie sie sich ergäbe, wenn die Pumpe durch ein vollkommenes Vakuum ersetzt würde.

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Eines der Haupthindernisse bei der Verbesserung der Pumpenleistung rührt von dem stoßweisen Sieden ("eruptive boiling") der Pumpflüssigkeit her. Beispielsweise besitzt der erzeugte Dampf einen ungleichmäßigen, veränderlichen Druck. Dies bewirkt, daß der Impuls der Pumpdampfpartikel in den Düsentströmen ganz beträchtlich

leichteren

schwankt. Die und langsameren Dampfteilchen haben das Bestreben, in die zu evakuierende Kammer einzutreten. Sie werden auch leichter in diese Kammer hinein abgelenkt.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß der thermische Wirkungsgrad bei der Verwendung herkömmlicher Heizvorrichtungen niedrig ist, und zwar nicht nur für Diffusionspumpen, sondern auch für andere Apparaturen, bei welchen eine Flüssigkeit erhitzt oder Dampf erzeugt werden muß. Ein Teil der Wärmeenergie wird benötigt, um die Flüssigkeit gerade auf der Siedetemperatur zu halten.

Ein weiterer Nachteil des stoßweisen Siedens ("eruptive boiling") besteht darin, daß zur Erhitzung der Flüssigkeit auf ihren Siedepunkt sowie auch zur Abkühlung der Flüssigkeit und zur Beendigung der Verdampfung eine verhältnismäßig lange Zeit erforderlich ist. Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise bei Diffusionspumpen für genau kontrollierte Thermonuklear-Forschungen ist es

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erwünscht, daß man die Dampferzeugung in sehr kurzen Zeitintervallen ingangsetzen und ^abbrechen kann.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich beim stoßweisen Sieden ("eruptive boiling") unter niedrigem Druck bei Bildung eines Lecks oder wenn der unter dem Druck stehende Dampf in anderer Weise plötzlich auf.Atmosphärendruck erhöht wird. Flüssigkeits- und Festteilchen werden mit dem Dämpfen mitgeführt und bei Diffusionspumpen kann dies zur Verklebung ("tarring") der Düsen sowie zur Bildung von Heißstellen ("hot spots") führen -, was eine Verschmutzung der Pumpflüssigkeiten und anderer Pumpenstoffe als Folge chemischer Zersetzung oder sonstiger Vorgänge bewirkt. Bei der Verdampfung von Flüssigkeiten, wie beispielsweise in Diffusionspumpen, ist häufig auch eine überhitzung und Bündelung ("collimation") erwünscht. Die Geschwindigkeit einer Diffusionspumpe steht in direkter Beziehung zu dem Impuls der aus den Düsen austretenden Dampfströme der Pumpenflüssigkeit. Zur Erzielung hoher Pumpgeschwindigkeiten ist es daher erwünscht, daß man den Dampf längs eines verengten Durchlasses erhitzen kann, um ihm eine gleichgerichtete Geschwindigkeit zu erteilen.

Durch die Erfindung wird ein Flüssigkeits-Verdampfer- und Strömungsmittel-lTberhitzerelement geschaffen, bei

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welchem die genannten Schwierigkeiten vermieden und die erwähnten Probleme gelöst sind. Allgemein weist die Erfindung einen Aufbau auf, welcher mehrere, längliche, leere Räume zum Durchtritt eines Flüssigkeits- oder Dampfstroms bildet, die im ganzen gesehen in einer parallelen Richtung oder aber in verschiedenen Richtungen je nach besonderen Anwendungsfällen enden; dieser Aufbau ist in Kombination mit Heizvorrichtungen vorgesehen. Nach einer bevor- (J zugten Ausführungsform besteht der Aufbau wenigstens teilweise aus einem wärmeleitenden Metall, das zur elektrisehen Widerstandsheizung dient und von der zu verdampfenden Flüssigkeit benetzt wird. Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform der Erfindung kann ein Metallkörper mit mehreren parallelen Bohrungen von kleinem Durchmesser vorgesehen sein, deren Innenoberflächen mit Bauteilen, welche Wärme aus einer anderen Wärmequelle im V/ege der Wärmeleitung an die Innenoberflächen zuführen oder Wärme im Wege der elektrischen Widerstandsheizung erzeugen. Bei dielektrischer Heizung braucht jedoch das Material kein Metall zu sein. Die verschiedenen Abmessungen, die Energiezufuhr, der Durchsatz sowie andere Paktoren stellen Veränderliche dar, die sämtlich zur Erzielung zufriedenstellender oder optimaler Ergebnisse nach den im folgenden näher auseinandergesetzten Kriterien miteinander in Beziehung stehen.

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Das Element gemäß der Erfindung ist für viele Anwendungszwecke geeignet; besonders vorteilhaft ist es jedoch bei baulicher Vereinigung mit einer Diffusionspumpe, wie weiter unten im einzelnen noch beschrieben wird. Gemäß einer Ausführung, die hinsichtlich ihrer Billigkeit, ihrer Einfachheit und anderer Faktoren besonders vorteilhaft ist, weist das Heiz- und Verdampferelement gemäß der Erfindung ein verhältnismäßig flaches und breites, spiralig gewickeltes Band aus einem elektrischen Widerstandsheizungsmaterial, beispielsweise aus Niehrom—Metall auf, das vorzugsweise in Richtung quer zur Längsrichtung gewellt ist. Die jeweils aufeinanderfolgenden Windungen sind voneinander vorzugsweise durch ein isolierendes Band, beispielsweise ein Glasband von annähernd der gleichen Breite, isoliert. Alternativ, besonders bei Verwendung eines nicht-gewellten Metallbandes, kann jeweils in Abständen entlang dem Metallband eine isolierende Kordel gesondert einige Male um das Metallband geschlungen sein; beide Ausführungsformen sind einfach und billig herzustellen. Je nach der Ausführung kann die Spirale mit Hilfe besonderen. Haiterungsvorrichtungen befestigt sein, derart, daß bei Anbringung elektrischer Zuleitungen an den beiden Enden des Metallbandes und bei Erregung der Zuleitungen eine Widerstandsheizung des Metallbandes stattfindet.

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Im Betrieb ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Verdampferelements gemäß der Erfindung vorgesehen, daß eine Flüssigkeit bzw. ein Strömungsmittel zunächst die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Wicklungen des Metalls und/oder Isoliermaterials einnimmt. Falls die zwischen den Querwellungen und dem umgewickelten Isolator gebildeten "Kanäle" Abmessungen innerhalb gewisser Grenzen besitzen und dem Widerstands-Heizelement Λ Energie zugeführt wird, so setzt - wie weiter unten noch beschrieben wird - fast augenblicklich eine' eruptionsfreie ("non-eruptive") Verdampfung der in diesen Kanälen befindlichen Flüssigkeit ein und in Verschiebungsrichtung itiirection of displacement") treten gerichtete Dampfströme aus. Gleichzeitig wird die in einem darunter befindlichen Reservoir enthaltene Flüssigkeit nicht übermäßig erhitzt; beispielsweise stieg die Temperatur eines Vorratsbehälters nicht über 100 G an, während Dampf mit einer Temperatur von 300 C aus diesem Vorrat erzeugt wurde. Die durch die genannten Kanäle geleiteten Dämpfe werden bei geeigneter Wärme-'regulierung auch kollimiert und überhitzt, mit entsprechender Erhöhung des Drucks und der Geschwindigkeit. Ferner kann die Erhitzung sehr schnell unterbrochen werden, häufig innerhalb einer Sekunde, falls das Heizband hinreichend dünn ist, so daß nur sehr wenig Wärmeenergie darin gespeichert ist.

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Ein weiterer Vorteil des Heizelements besteht darin, daß in dem die erzeugten Dämpfe verwendenden System, beispielsweise in den Diffusionspumpendüsen, keinerlei Heizverschmutzungen ("heating tarring") auftreten, falls die Dampfkammer plötzlich mit der Atmosphäre verbunden wird. Infolge des begrenzten Heizbereiches wird eine chemische Beeinträchtigung von in die Kanäle zugeführten Strömungsmitteln, beispielsweise Pumpölen, weitgehend herabgesetzt. In der Praxis hat sich ergeben, daß die Umwandlung und Nutzbarmachung elektrischer Energie bei Anwendung auf Flüssigkeiten mit einem um etwa 50 fo höheren Wirkungsgrad als bei herkömmlichen Heizvorrichtungen erfolgt. Beispielsweise erzeugte eine Heizvorrichtung von 2 1/2 Zoll Durchmesser bei Betrieb mit einem Öl der Formel m-bis (m-phenoxyphenoxy)-Benzol einen Dampfstrom von 30O⁰C bei Speisung mit 15 Ampere und 1100 Watt. Das Öl verdampfte mit einer Geschwindigkeit von 1 Kubikzentimeter Flüssigkeit/Sekunde. Unter Zugrundelegung der physikalischen Konstanten dieses Ols läßt sich errechnen, daß zur Erhitzung und Verdampfung mit dieser Geschwindigkeit etwa 800 Watt erforderlich sind. Somit weist eine Heizvorrichtung dieser Größe einen Wirkungsgrad von etwa 73 $ auf.

Wie bereitβ erwähnt, ist das Grundelement der Erfindung

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besonders vorteilhaft zur Verwendung in Verbindung mit Diffusionspumpenanlagen geeignet, wo es sowohl mit dem Aufbau der Dampferzeugungskammer als auch mit den Pumpendüsen baulich kombiniert werden kann. So kann beispielsweise gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform die beschriebene Verdampferwicklung fest innerhalb der Verdampferkammer angeordnet sein, wobei ihre "Kanäle" ia wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der in der Verdampferkammer enthaltenen Flüssigkeit liegen und in diese eintauchen, derart, daß sie über den Flüssigkeitsspiegel · herausstellt. Ferner können vorteilhaft weitere kleinere Spiralheizvorrichtungen gemäß der Erfindung innerhalb der Pumpendüse mit Hilfe geeigneter Flansche oder dergleichen angeordnet werden.

Die Unterbringung des Heizelements innerhalb der Flüssigkeit s-Verdampfungskammer und die bauliche Vereinigung mit dieser ermöglicht den Bau von Pumpen mit einer verhältnismäßig kleinen Höhe oberhalb des FlüssigkeitsspiegelB, da die Gefahr eines Siedeausbruchs und des Hinaufspritzens in die Düsen und die Pumpenaustrittsleitung praktisch eliminiert ist. Außerdem besitzt der gebündelte Sprühstrahl ("collimated spray") einen kleinen Divergenzwinkel, so daß die einzelnen 'Pumpenstufen enger aneinander gerückt werden können und damit die Gesamtbauhöhe der Pumpen verkleinert werden kann.

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Indem die beschriebenen Probleme und Schwierigkeiten der bekannten Vorrichtungen vermieden bzw. gelöst werden, lassen sich höhere Pumpgeschwindigkeiten und -Volumina erzielen. Es ist nunmehr möglich, bei Verwendung von Diffusionspumpen mit den Verdampervorrichtungen gemäß der Erfindung für die leichteren Gase Ho-Faktoren von wenigstens 0,85 und bis an 1,0 heran zu erreichen.

Ein Ziel der Erfindung besteht somit in der Schaffung von Vorrichtungen und Verfahren zur Verdampfung von Flüssigkeiten und Überhitzung von Strömungsmitteln unter Erzeugung gebündelter Dampfstrahlen hoher Geschwindigkeit, unter Ausschluß von stoßweisem oder sprudelndem Sieden ("eruptive boiling"). Weiter bezweckt die Erfindung die Erzeugung großer Dampfmengen mit im wesentlichen einheitlich gleichgerichteter Geschwindigkeit über einen großen Querschnitt. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Vorrichtungen und Verfahren zur Überhitzung und Bündelung ("collimating") von Dämpfen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen zur Erhitzung und Verdampfung von Flüssigkeiten mit verbessertem Wirkungsgrad, d. h. die Erzielung eines besseren Wirkungsgrades für die Umwandlung elektrischer Energie in heiße Dämpfe. Weiter soll durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, mittels

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welcher kontinuierlich stets neue Flüssigkeitsmengen innerhalb eines Behälters mit gleichbleibender Geschwindigkeit verdampft werden können, wobei die Temperatur des zurückbleibenden Hauptteils der Flüssigkeit sich nur möglichst wenig erhöht. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen zur Verdampfung von Flüssigkeiten innerhalb eines Reservoirs, wobei die Verdampfung .fast unmittelbar nach Einschaltung bzw. Abschaltung der Wärmequelle beginnt bzw. aufhört. .

Weiter soll durch die vorliegende Erfindung eine Diffusionspumpe unter Einschluß von Heizvorrichtungen mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften zur Verdampfung von Pump-Strömungsmitteln und/oder zur Überhitzung

und Bündelung von Pumpdämpfen, welche aus den Diffus/werden sionspumpendüsen austreten, geschaffen. Weiter soll eine Diffusionspumpe geschaffen werden, welche einen kurzen Abstand zwischen dem Pumpflüssigkeitsreservoir und der ersten Düsenstufe besitzt. Schließlich soll eine Diffusionspumpe geschaffen werden, bei welcher die einzelnen Pumpdüsen-Stufen naher aneinander liegen als bei den herkömmlichen Bauarten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Bauteils mit engen Durchlässen, durch welche Flüssigkeit oder Dampf in Verbindung mit Heizvorrichtungen

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strömt, derart, daß eine eruptionsfreie Verdampfung ("non-eruptive vaporization") oder aber Überhitzung und Bündelung ("collimating") während der Erhitzung erfolgt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines derartigen Heizelementes, das aus verhältnismäßig dünnen und breiten Bändern aus einem Jiderstandsheiz-Material besteht, wobei die Bänder so gewickelt sind, daß jede V/icklung einen Abstand von den benachbarten Wicklungen aufweist. V/eiter soll ein derartiges Heizelement geschaffen werden, bei welchem die einzelnen Wicklungen des Widerstandsheizmaterials durch ein Isoliermaterial wie beispielsweise Glas oder eine Kordel isoliert sind. Weiter soll ein spiralig gewickeltes Widerstandsheizelement geschaffen werden, bei welchem das Widerstands-. heizmaterial in einer Richtung senkrecht zur Wicklungs-

gwellt
ebene ist.

Mn weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Diffusionspumpe, welche ein oder mehrere Heizelemente gemäß der Erfindung enthält. Weiter soll eine Diffusionspumpe dieser Art geschaffen werden, bei welcher ein spiralig gewickeltes Widerstandsheizelement der genannten Art fest so angeordnet ist, daß es rechtwinkelig zu der Pumpflussigkeit, welche kontinuierlich verdampft werden soll und in welche es teilweise eintaucht, verläuft,;, ferner können derartige gewickelte

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Widerstandsheizelemente gemäß der Erfindung innerhalb jeder Pumpendüse angeordnet sein, wobei die Kanäle des Heizelements koaxial zu der gewünschten Strömungsrichtung des Dampfes verlaufen. Schließlich soll durch die Erfindung ein Aufbau für eine Diffusionspumpe mit einer oder mehreren derartigen Heizvorrichtungen gemäß der Erfindung geschaffen werden, der einfach in der Herstellung und Anwendung ist, derart, daß sich hinsichtlich aller Faktoren wie Herstellungskosten, % Wirkungsgrad, Einfachheit der Herstellung und der Demontage usw., optimale Bedingungen ergeben.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in dieser zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Teildaratellung einer bevorzugten Ausführun^sfonn des Verdampferund jberhitzerelements gemäß eier Erfindung,

einen
Fig. 2 ei·» Querschnitt in perspektivischer Darstellung iurch einen Teil der bevorzugten Ausführungsform des Heizelements ^emäß der Erfindung, wobei dessen unterer Teil in eine Flüssigkeit eintaucht,

Fig. 3 in Seitenansicht eine herkömmliche Diffusionspumpe teilweise in Schnittdarstellung und teilweise mit weggebrochenen Teilen, in Kombination mit bevorzugten Ausführungsformen deu Heizelements gemäß der Erfindung,

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Fig. 4 in geschnittener Seitenansicht die oberste Düse der Diffusionspumpe gemäß Fig. 3 in Kombination mit einer bevorzugten Ausführungsform des Heizelements gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung der

Verdampferkammer der Diffusionspumpe gemäß Fig. 3, mit teilweise weggebrochenen Teilen, in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform des Heizelements gemäß der Erfindung,

Fig. 6 in Teilquerschnittsdarstellung die Verdampfungskammer der Diffusionspumpe gemäß Fig. 3,

Fig. 7 eine andere bevorzugte Ausführungsform des

Verdampfer- und Überhitzerelements gemäß der Erfindung.

In den Figuren 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verdampfer- und uberhitzerelements gemäß der Erfindung dargestellt; dieses Element 11 weist ein in Form einer Spirale gewickeltes, verhältnismäßig dünnes und breites Heizband 12 mit Wellung quer zu seiner Längsrichtung auf. Jede der Wicklungen des Bandes 12 ist vorzugsweise von den benachbarten Wicklungen mittels eines isolierenden Bandes 13 von im ganzen gleicher Breite und Länge isoliert, das zusammen mit dem Heizband gewidelt ist und jeweils an den Scheitelstellen der einzelnen Wellungen anliegt, derart, daß Leerräume oder lilngliche Kanäle 14 quer zur Ebene der

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flachen Wicklung gebildet werden. Beim Betrieb des Heizbandes 12, beispielsweise mittels elektrischer Widerstandsheizung oder durch Wärmeleitung von einer anderen nicht dargestellten Vorrichtung, werden Flüssigkeiten und Dämpfe, welche durch die Kanäle 14 strömen, durch Wärmeleitung erhitzt.

Falls das Clement zur Verdampfung einer leitenden Flüssig- λ keit dienen soll, muß zur Vermeidung eines Kurzschlusses der einzelnen Wicklungen in der Flüssigkeit das Metallband gegenüber der Flüssigkeit elektrisch isoliert werden. Dies kann am besten in der rfeise geschehen, daß man das Band mit einer dünnen Keramik- oder Glasschicht überzieht.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise dieser bevorzugten Ausführungsform eines Verdampfer- und Heizelements gemäß der Erfindung bei der Verdampfung von Flüssigkeiten anhand der Fig. 2 näher erläutert werden; die Spiralwicklung ™

wird zu diesem Zweck in den oberen Teil einer Flüssigkeitsmenge, die verdampft werden soll, eingetaucht, vorzugsweise so, daß die länglichen Kanäle 14 im wesentlichen rechtwinkelig zu der Flüssigkeitsoberfläche 18 verlaufen. Die Breite der Wicklung 11 und die Eintauchtiefe hängen davon ab, welche Energiemenge der Flüssigkeit zugeführt werden soll und welche Eigenschaften für den Dampf gewünscht werden. Normalerweise ist für das Heizband 12 jedes in

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herkömmlichen Widerstandsheizvorrichtungen verwendete Metall, beispielsweise eine Nichrom-Metallegierung, geeignet, derart, daß bei Anbringung elektrischer Zuleitungen an den beiden Enden des Bandes und Einschaltung eines elektrischen Stroms das Metall sich erwärmt und die Wärme ihrerseits durch Leitung auf die innerhalb den einzelnen Leerräumen bzw. Längskanälen 14 befindliche Flüssigkeit übertragen wird. Wenngleich die genaue Theorie bzw. der Mechanismus der Wirkungsweise noch nicht ganz bekannt ist, so darf doch wenigstens als Teilursache für die beobachtete Wirkung die Tatsache vermutet werden, daß die Flüssigkeit das Metall benetzt, d. h. daß an der Flüssigkeitsoberfläche, wo das Heizelement nach oben aus der Flüssigkeit herausragt, der Flüssigkeitsmeniskus von der Mitte der einzelnen Leerräume aus nach oben gekrümmt ist und an der Metalloberfläche nach oben steigt, und zwar als Folge einer Kapillarwirkung und von Oberflachenspannungskräften, die im Gleichgewicht mit dem atmosphärischen Druck oder anderweitigen Kräften stehen, von denen bekannt ist oder angenommen werden darf, daß sie einen derartigen Effekt bewirken.

Da die Flüssigkeit das Metallband benetzt und an ihm emporsteigt, ist dieser nach oben herausragende Teil der Flüssigkeitsoberfläche dünn über das Metall verteilt und wird somit schnell auf den Verdampfungspunkt erhitzt.

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Da durch den kontinuierlich nachsteigenden Film der verdampfenden Flüssigkeit immer mehr Dampf erzeugt wird, wird er nach oben in die Verschiebungs- bzw. Bewegungsrichtung ("direction of displacement") gedrängt. Zwar darf man annehmen, daß die Abmessungen im wesentlichen nicht kritisch sind und die optimalen t/erte der Veränderlichen, beispielsweise der Heizgeschwindigkeit usw., fir die verschiedenen Flüssigkeiten und Metalle nicht bestimmt wurden, so Desteht in der Praxis doch ein «lindestwert für den yuerschnitts-Durchmesser, der von der Dichte der zu verdampfenden Flüssigkeit abhängt, da oei sehr kleinen Durchmessern nur eine ungenügenae Flüssigkeitsmenge an der Unterseite eintreten kann, um die verdampfe Flüssigkeit zu ersetzen.

.v'ie bereits erwähnt, ist die Länge der Längskanäle durch die gewünschte Heizgeschwindigkeit, den gewünschten Überhitzungsgrad und die gewünschte Bündelung ues Dampfes bestimmt Falls "bei hoher Leistungszufuhr das Element zu tief eintaucht, so wird ausreichend Wärme in die Flüssigkeit übertragen, daß diese zum eruptiven Sieden gebracht wird. Gleichfalls in Abhängigkeit von der Heizgeschwindigkeit muß ein ausreichender Teil der Vorrichtung über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragen, um eine Bündelung ("collimation") und Überhitzung zu gewährleisten und die Möglichkeit zu schaffen, daß die Flüssigkeit ähilh an den V/andungen nach

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oben kriecht. Wird die Oberseite des Heizelements gemäß der Erfindung genügend nahe an die Flüssigkeitsoberfläche gebracht, so können sich anstelle oder zusammen mit dem Dampf schnellbewegliche Flussigkeitstropfen bilden.

Bei hohen Leistungszufuhren - bezogen auf die Größe der Vorrichtung - ergibt sich eine hohe Geschwindigkeit der Wärmezunähme und Wärmedissipation bei der Dampfbildung und/oder Überhitzung und Bündelung ("collimation"). Es wurde festgestellt, daß überraschenderweise selbst bei solchen Eingangsleistungen, die normalerweise bei herkömmlichen Heizvorrichtungen eine plötzliche oder eruptive Erhitzung bewirken wurden, kein eruptives Sieden ("eruptive boiling") auftritt. Bei diesen hohen Eingangsleistungen sind zwar die verschiedenen Variablen kritischer, jedoch ist keine Optimalisierungsformel bekannt. Man darf jedoch annehmen, daß der Querschnittsdurchmesser der Kanäle vermutlich auf kleinere Werte begrenzt sein muß, da eine gewisse Erhitzung unterhalb der Oberfläche bei hohen Durchsatzgeschwindigkeiten unvermeidlich ist und kleinere V/erte des Durchmessers verhindern, daß, wenn sich die Dämpfe bilden oder von der Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen, große Blasen gebildet werden, welche bewirken würden, daß darüber befindliche Flüssigkeit nach oben und aus dem Kanal heraus gedrängt oder gespritzt würde, bevor die vollständige Verdampfung erfolgt.

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In der Praxis können sämtliche bekannten beständigen Metalle

Dampfund Strömungsmittel mit niedrigem Ba»ddruck Verwendung finden. Im folgenden werden die in der Praxis geeigneten Maximal- und Minimalwerte bzw. -bereiche für die einzelnen Veränderlichen angegeben, die in einem Element für hohen Durchsatz mit beliebigem Durchmesser zum Einbau in Diffusionspumpen angewandt werden können: Der Querschnittsdurchmesser der Kanäle sollte im Bereich zwischen 1/32" bis 1/4" liegen, die Länge der Kanäle im Bereich von 1/8" bis 3"; der Maximalwert der Leistungszufuhr sollte auf 5 Watt/Quadratzoll Heizfläche begrenzt werden.

In Fällen, wo das Element lediglich als Überhitzer- und Kollimator (Bündelungs-)Vorrichtung für an seinem einen Ende zugeführte Dämpfe dient, sind wiederum die gleichen Faktoren für die Abmessungen maßgebend, um eine geeignete Erwärmung der Dämpfe im Wege der Konvektion und/oder Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung zu gewährleisten und auch um die Kollimation bei der durch die Durchsatzgeschwindigkeit und die Heizgeschwindigkeit bestimmten Geschwindigkeit sicherzustellen.

Fig. 3 zeigt im ganzen eine herkömmliche dreistufige Diffusionspumpe 21 in Verbindung mit zwei gewickelten Verdampferelementen 22 gemäß der Erfindung im unteren Teil der Pumpe sowie mit einer weiteren Ausführungsform

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der Erfindung in der obersten Düse 44.

In Fig. 3 weist die Pumpe 21 ein zylindrisches Gehäuse 23 mit Flanschen 24 bzw. 26 am oberen bzw. am unteren Ende auf. Mittels Schrauben 27 durch den unteren Flansch 26 ist das Gehäuse 23 starr mit einer Grundplatte 28 verbunden. Eine Metallringdichtung 29 dient zur hermetischen Abdichtung zwischen dem Gehäuse 25 und der Grundplatte 28. In dem oberen Flanschring 24 sind Öffnungen 31 für Schrauben zur Befestigung der Pumpe 21 entweder an einem (nicht dargestellten) zu evakuierenden Gefäß oder an einer herkömmlichen (ebenfalls nicht dargestellten) V_akuumfalle vorgesehen. Mit dem genannten Gefäß bzw. aer Vakuumfalle steht die Pumpe über eine große Öffnung 32 in Verbindung. Eine Auslaßleitung 33 führt von der Diffusionspumpe 21 zu einer (nicht dargestellten) herkömmlichen Vorvakuum- und Rückfahrpumpe. Zur Kühlung der Innenoberfläche 36 des Gehäuses 23 ist dieses von V/asserkühlschlangen 34 umgeben. Im unteren Teil der Pumpe 21 befindet sich ein Vorrat 37 an flüssigem 01. Aus dem Clvorrat 37 führt in'dem Gehäuse 23 koaxial mit diesem ein Standrohr 38 mit drei Pumpstufen nach oben. Die beiden unteren Stufen der Pumpe 21 sind gleichartig ausgebildet; jede weist Öffnungen 39 sowie glockenförmige Leitflächen 41 auf, welche die Dampfströme außerhalb des Standrohres 38 leiten. Von der Grundplatte 28 führt ein Längsbolzen

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durch da« Standrohr 38 hindurch nach oben zu einer wassergekühlten Kappe 43. Diese Schraube 42 hält das Standrohr 38 starr innerhalb der Pumpe 21.

Die mit Wasserkühlschlangen 45 versehene Kappe 43 überdeckt die oberste Jüse 44 der Pumpe 21. Diese Kappe 43 ragt über axe Kappe 47 hervor, um eine Rückströmung des Dampfes

zu verhindern. Innerhalb der inneren Kappe 47 ist eine ^i

Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die anhand von Fig. 4 beschrieben wird, welche Einzelheiten eier oberen Düsenstufe zeigt.

Wie in Fig. 4 ersichtlich, ist zwischen der inneren Kappe 47 und einem konischen Flansch 49 am oberen Ende des Standrohrs 38 eine konische Wicklung 48 vorgesehen. Diese konisene Wicklung besteht aus einem isolierenden Band ?1, vorzugsweise Glas, und einem gewellten Metallband tj2, wie weiter oben beschrieben. Sowohl die unterste Wicklung 53 als r.uch die oberste Wicklung 54 der Wicklung 48 bestehen aus dem isolierenden Band, um die "Wicklung 48 gegen das Standrohr 38 bzw. die innere Kappe 47 zu isolieren, iline Reihe von Clips 56, deren Oberseiten isoliert sind, dienen dazu, die Wicklung 48 innerhalb der inneren Kappe 47 zu halten und diese in Abstand von dem konischen Flansch 49 zu halten. Weitere Oliphalter 57 dienen ebenfalls zur Halterung der Kappe 47. Die in

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dieser Figur teilweise dargestellte Schraube 42, welche die Standröhre innerhalb der Pumpe hält, führt durch die

isolierte

innere Kappe 47 hindurch. Wie ersichtlich führen/elektrische Zuleitungen 58 längs des Bolzens 42 in die Kappe 47 und sind mit der obersten bzw. der untersten Wicklung des Metallbandes 52 verbunden, um dem Element 48 Energie zuzuführen.

Wie aus den Pig. 3 und 5 sowie 6 ersichtlich, sind im unteren Teil des Standrohrs 38 auf der Grundplatte 28 zwei Verdampfer- und Überhitzerelemente 22 gemäß der Erfindung koaxial angeordnet. Es sind zwei f/icklungen anstelle einer vorgesehen, da infolge der elektrischen Energiekapazität des Metallbandes zwei kleineren Wicklungen mehr Energie als einer großen zugeführt werden kann und somit mehr Wärme erzeugt werden kann. Diese Wicklungen von etwa 1 Zoll Breite/tauchen mit etwa ihrer halben Breite in den Ölvorrat 37 ein.

Wie im einzelnen aus Fig. 5 (in welcher der Ölvorrat . weggelassen ist) ersichtlich, bestehen diese Heizelemente 22 in der oben beschriebenen Weise aus Metallband 62 und einem isolierenden Band 63. An ihrem Innen- und Außenumfang sind die Wicklungen von Metallbändern 64, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, umschlossen. Über den Umfang der beiden Heizelemente 61 verteilt sind sowohl

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• an ihrer Ober- als auch an ihrer Unterseite Stäbe 66 aus einem isolierenden Stoff, vorzugsweise aus Glas vorgesehen. Mittel Schrauben 67 sind diese Stäbe 66 fest mit Planschen 68 an den Metallbändern 64 verbunden. Wegen einer noch nicht aufgeklärten Kraft, welche während aes Betriebs die Elemente nach oben zu bewegen sucht, sind die oberen Stäbe dort, wo sie die ülemente berühren, abgeflacht, um eine bessere starre Halterung der Elemente zu gewährleisten.

Die äußeren Windungen jeder Spirale 22 bestehen aus dem Metallband 62 und stehen mit den Metallbändern 64 in Berührung. Mit den Metallbändern b4 sind dünne elektrische Leiterplatten 651 beispielsweise nach Art der in Fig. 6 gezeigten, verbunden; sie verlaufen unterhalb den Elementen 61 zu αem Mittelteil aer Grundplatte 28, wo sie mit durch die Grundplatte 28 führenden elektrischen Anschlüssen 69 verbunden sind. Diese Anschlüsse 69 sind gegenüber der Grundplatte 28 durch Abdichtungen isoliert. Die Anschlüsse 69 können mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Stromquelle verbunden werden, um die zur Erhitzung der Elemente 22 erforderliche elektrische Energie zuführen zu können.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind an den Planschen 68 der Metallbänder 64 mehrere Clips 72 zur Befestigung

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der Elemente 61 innerhalb der Pumpe vorgesehen. Isolier-Abstandsstücke 73 halten die Clips 72 in Abstand von der Grundplatte 28. Durch die Clips 72, die Abstandsstücke 73 sowie in der Grundplatte 28 vorgesehene isolierende Dichtungen 75 sind Schrauben 74 hindurchgeführt.

In Fig. 5 ist ein Teil des Standrohrs 38 dargestellt, wobei Schlitze 76 erkennbar sind, welche eine ungehinderte Strömung der Flüssigkeit in das Standrohr 38 hinein gestatten. Ferner zeigt Fig. 5 auch einen Teil des Schraubbolzens 42, v/elcher durch die Grundplatte 28 führt.

Im folgenden wird die ,/irkungsweise der I-umpe anhand von Fig. 3 besehrieben. Die Diffusionspumpe 21 wird zunächst mittels des Flansches 24 über einer mit der zu evakuierenden Kammer in Verbindung stehenden öffnung hermetisch verschlossen. Eine (nicht dargestellte) Vorvakuumpumpe, welche mit der Diffusionspumpe 21 über aie Auslaßleitung 33-in Verbindung steht, setzt zunächst den Druck in der Vakuumkammer und in der Diffusionspumpe auf einen niedrigen Wert herab. Sodann wird dem Clement 48 innerhalb der obersten Düse 44 elektrische Energie zugeführt. Wenige Augenblicke später, sobald die oberste Düse 44 ihre Betriebstemperatur erreicht hat, wird den beiden in den Flüssigkeitsvorrat 37 eintauchenden Verdampfer-

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Elementen 22 Energie zugeführt. Hierbei wird in der oben beschriebenen weise durch die x/lemente 22 Dampf in dem Standrohr 38 erzeugt.

In dem Maße, als sich der Druck innerhalb des Standrohrs 38 aufbaut, tritt ein Teil des Dampfes in das Element 48 in der obersten Düse 44 der Pumpe ein, wo er weiter überhitzt und kollimiert wird. Der Dampf verläßt das Element 48 in einem kollimierten Strom in Richtung auf das Gehäuse 23 der Pumpe 21. Dieser Dampf trifft auf die durch die Einlaßöffnung 32 aus der zu evakuierenden Kammer austretenden Gasmoleküle und erteilt ihnen einen Impuls in Richtung weg von der Öffnung 32. Die Moleküle werden sodann durch die aus den Offnungen 39 austretenden und durch die Leitflächen 41 gelenkten Dampfströme der beiden unteren Stufen weiter abgepumpt. Das Gas, das sich nunmehr im unteren Teil aer Pumpe befindet, kann sodann durch die herkömmliche Pumpe durch die Auslaßleitung 33 abgesaugt werden. 'Der auf die gekühlte Innenoberfläche 3b des Gehäuses 23 auftreffende Öldampf kühlt sich ab und wird kondensiert. Das Kondenzöl läuft in den Vorrat 37 zurück, wo es erneut in den Kreislauf eingeführt wird.

Falls erwünscnt, kann die Leistungszufuhr zu dem obersten Düsenelement 48 abgeschaltet werden, sobald die Pumpe ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Dieses Element

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liefert dann nur die Kollimationswirkung gemäß der Erfindung.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die anhand der bevorzugten Ausführungsform beschriebene grundsätzliche Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch mit anderen Ausführungsformen von Heizvorrichtungen nutzbar .gemacht werden kann; die beschriebene bevorzugte Ausführungsform wurde wenigstens teilweise wegen ihrer einfachen und billigen Herstellung und ihren guten Betriebseigenschaften gewählt. Jedoch soll ihr keine einschränkende Bedeutung für die Erfindung zukommen. Grundsätzlich ist jede Vorrichtung geeignet, welche die erforderlichen Wärmeleitungs- oder Widerstandsheizungs-Vorrichtungen aufweist und mehrere parallele, wenigstens längs einer Richtung längliche Leerkanäle bildet. Falls keine Kollimation gewünscht wird, können die Längskanäle gebogen oder unregelmäßig geformt sein. Die gesamte Vorrichtung kann einstückig, beispielsweise als metallisches G-uß- oder Preß teil, ausgebildet sein oder es können auch volle Metallblöcke Verwendung finden, in welchen mehrere Öffnungen eingearbeitet werden, beispielsweise durch Einbohren kleiner Öffnungen in kleinen Abständen voneinander über die gesamte Breite des Metallblocks. Zur Anpassung an besondere Anwendungszwecke können besondere Maßnahmen gewählt werden.

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von Metallband ist in Pig. 7 gezeigt. Das Verdampferelement 81 ist von der Halterungsvorrichtung getrennt; in der bevorzugten Ausführungsform weist es eine Spirale aus einem Metallband 82 auf. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform das Metallband nicht gewellt und die benachbarten Windungen sind statt durch ein isolierendes Band mittels isolierender Schnüre oder Kordeln 83 voneinander isoliert. Die Kordeln

83 werden um jede Windung des Bandes geschlungen, derart, daß jeweils zwischen den benachbarten Windungen der Wicklung 82 und den isolierenden Kordeln 83 längliche Leerkanäle

84 gebildet werden.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beruht ebenfalls auf den eingangs erläuterten Grundsätzen und verläuft im wesentlichen wie für die Ausführungsform mit dem gewählten Band beschrieben wurde.

Die Erfindung ist vorstehend anhand verschiedener bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, denen jedoch keine einschränkende Bedeutung zukommen soll. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können in mannigfacher Weise abgewandelt werden, wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.

Patentansprüche; 909850/0080

Claims (18)

Patentansprüche

1. Verdampfer- und Überhitzerelement, gekennzeichnet durch ein Bauteil mit mehreren kontinuierlichen gekrümmten Oberflächen (12, 13, Fig. 1 und 2; 51, 52 Fig. 4; 62, 63, Fig. 5; 82, Fig. 7), welche leere Kanäle (14, Fib. 1 und 2; 84, Fig. 7) bilden und jeweils wenigstens teilweise aus einem wärmeleitenden Material bestehen, sowie durch Vorrichtungen zur 'wärmezufuhr an diesen Material.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Element in einen Flüssigkeitsvorratsbehr'lter eintaucht, wobei die Kanäle im wesentlichen rechtwinkelig zu der Flüssigkeitsoberfläche verlaufen und aus ihr herausragen.

3. Element nach Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es mehrere Lagen aus Metallband aufweist, wobei die einzelnen Lagen (12, Fig. 1 und 2; 52, Fig. 4; 62, Fig. 5; 82, Fig. 7) voneinander durch Isoliermaterial (13, Fig. 1 und 2; 51, Fig. 4; 63, Fig. 5; 83, Fig. 7); getrennt und in Abstand gehalten werden und miteinander Längskanäle bilden«

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4. Element nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch Anschlußvorrichtungen zur Zufuhr elektrischer Energie an das Metallband.

5· Eleffent nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Spirale von abwechselnd aufeinanderfolgenden, aneinander anliegenden Windungen aus einem dünnen gewellten Metallband (12, Fig. 1 und 2; 52, Fig. 4; 62, Fig. 5) und einem glatten Band aus einem isolierenden Material (13i Fig. 1 und 2; 51» Fig. 4; 63, Fig. 5) aufweist.

6. Element nach Ansprüchen 5 und 2, dadurch gekennzeichnet , daQ die einzelnen «indungen der Spirale im wesentlichen rechtwinklig zu der FlüssigkeitsoberflHche angeordnet sind und aus dieser herausragen .

7. Element nach einem oder mehreren der Anspräche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet _t daß das Metallband aus Nichrom-Ketall besteht.

8. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 his 7» dadurch gekennzeichnet , daß das isolierende Bar:d aus Glasmaterial besteht.

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9. Element nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprache 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder eine Breite iia Bereich von 1/8" bis 3" besitzen.

10. Element nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den gewellten Metallband und dem isolierenden Band gebildeten Kanäle (14, J?ig. 1 und 2) einen ^uerschnittsdurehmesser im Bereich von 1/32» bis 1/4" besitzen.

11. Diffusionspumpe unter Verwendung eines Verdampferund Jberhitzerelements nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, insbesondere nach den Ansprächen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Verdampfer- und ^f)berhitzerele&ent in Verbindung mit dem Betriebsflüsaigkeitsvorrat (37t Pig. 3) so angeordnet ist, daß die Kanäle des Clements in wesentlichen rechtwinkelig zu der Oberfläche des Betriebsflüssigkeitsvorrats verlaufen und über diese Plussigjeeiteoberfläche nach oben heraueragen.

12. DiffusionapuBpe mit mehreren in Reihe bzw. stufenweise hintereinander arbeitenden liampfstrahlleitdüsen,

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unter Verwendung eines Verdampfer- und Überhitzerelemente nach einem oder mehreren der Anspräche 3 bis 10, dadurch gekennzeichne t , daß wenigstens innerhalb einer dieaer Dampfstrahlleitdiisen (47, Pig. 3) abwechselnd aneinandergrenzende Schichten aus dünnem, gewelltem Metallbund (52, Tig. 4) und aua einem flachen isolierenden Bandmaterial (51, Fig. 4) so in^eordnet sind, daß die »ellungen des Llotallbandes (52) im .vesentlichen parallel zu · der gew inachten atrömuntiarichtung des Dampfes verlaufen, und da3 /orriciitungan zur Zufuhr elektrischer Jner_t;ie an las Metallband (52) vorgesehen sind.

13. Diffusionspumpe mit einem V'orrnt an einer zu verdampfenden Flüssigkeit sowie mit mehreren in Reihe bzw. stufenweise hintereinander betriebenen Dampfatrahllüitd.iaen, iie mit dem flüssi^kaitsvorrat in Verbindung stehen, unter Verwendung von Verdampfer- und Überhitzerelementen nach einem oder mehreren eier vornergehenden Anspräche 1 bis 10, gekenn zeich net durch einen ersten Satz (22, Pig. 3) von abwechselnd aneinandergrenzenden Schichten aus einem dünnen, gewellten Metallband (62, Fig. 5) und einem flachen isolierenden Band (63, Pig. 5)t welche im wesentliche^^ rechtwinkelig zur Oberfläche des Pllasigkeitsvorrats in diese eintauchen und nach

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oben über die Flüssigkeitsoberfläche hervorragen, sowie durch einen zweiten Satz von abwechselnd aufeinander folgenden aneinander grenzenden Schichten aus einem d innen, gewellten Metallband (52, PIg. 4) und einem flachen isoliersnden Band (51)» der innerhalb wenigstens einer (47* Fig· 3) der Barapfsörahlleitdiaen angeordnet ist, wobei die //eilungen des Hetallbands des zweiten Satzes im wesentliche;! parallel aur «jew inschten otrömungorichtung des Dampfes angeordnet sind.

14. Diffusionspumpe nach einem oder mehreren aer vorhergehenden Ansprache 11 "bis 13, g e k e η η sei c h — net durch wenigstens eine ringförrii^e Spirale (22, Fig. 3 und 5) von abwechselnd aufeinanderfolgenden aneinander,;renzenden Windungen aus einen dünnen gewellten Metallband und nua isolierenden; Band, in Verbindung mit dem Verdampfungsfl^rissigkeitsvorrat, wobei die Windungen im ^wesentlichen, rechtwinkelig zu der riüssiykeitsoberfläche angeordnet sind and -Iber diese nach oben hervorragen, durch innere und i-ußere Metall-

/die bänder (64, Fig. 5), welciie Ringspirale bzw. -Spiralen

(22) an ihrem Umfang umgeben und in-elektrischem Kontakt mit dem Metallband stehen, durch isolierende Stäbe (66), welche in radialer Sichtung oberhalb und unterhalb der Spirale verlaufen und an den ge-

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nannten inneren und liußeren Ketallbändern, mit welchen sie starr verbunden uind, enden, sowie durch Anschlußrorrichtunken zur Zufuhr elektrischer Lner^ie an dae Metallband.

15· Diffusionspunpe nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, da2 die genannten inneren und äußeren Bänder (64) aus rostfreiem Stahl und daß die Isolatorstäbe aus Glne bestehen.

16. Diffusionspumpe nach Anspruch 14, dadurch g e kennzeichnet , daß die Bänder der genannten Spirale bzw. Spiralen (22, Fig. 3) eine Breite von etwa 1" besitzen und etwa mit ihrer halben Breite in die Flüssigkeit eintauchen·

17· Diffusionspumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Terdacipfungsflüssigkeit ein öl mit der Forael »-bis («-phenoxyphenoxy)-Benzol ist.

18. Diffusionspumpe nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen vertikales, stirneeitig offenes zylindrisches Gehäuse (23, Fig 3), mit dessem unteren Teil eine querverlaufende Gasauslaßleitung

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(33) in. Verbindung steht, durch eine Vorrichtung

(34) zur Kühlung der Innenoberfläche dieses Gehäuses, durch eine die untere Stirnseite des Gehäuses hermetisch dicht abschließende Grundplatte (28), durch eine Vorratsiaenge an der zu verdampfenden Flüssigkeit

(37) im unteren Teil des Geh&usezylinders (23), durch ein in den Gehäuse konzentrisch von dem Flüssigkeitsvorrat nach oben verlaufendes Standrohr

(38) mit mehreren in Reihe hintereinander arbeitenden Dampfdüsen, deren oberste (47) einen ernten Satz (48, Fig. 3 und Pig, 4) von abwechselnd aufeinanderfolgenden aneirianderliegenden Schichten aus einem dünnen, gewellten Metallband (52, Fig. 4) und einem glatten isolierenden Band (51) im Wege des Dampfstrahls in solcher Anordnung aufweist, daß die Teilungen des Metallbanaes im wesentlichen parallel zu der gewünschten Dampfströmungsriehtung gerichtet sind, sowie durch einen zweiten Satz (22) von abwechselnd aufeinanderfolgenden aneinandez'liegenden Schichten aus einem dünnen, gewellten Tuetallband und einem isolierenden Band, welcher im wesentlichen rechtwinkelig zur Flüssigkeitsoberfläche in diese eintaucht und über sie nach oben herausragt, sowie durch Vorrichtungen zur Zufuhr elektrischer Energie an das Metallband.

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