DE1589714C - Siedekühl-Vorrichtung zur Kühlung von Entladungsröhren - Google Patents

Description

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fällt, während der Dampf wieder nach oben auf- Nähe und vorzugsweise unterhalb des normalen steigt. Flüssigkeitsspiegels in das Siedegefäß zurückführt.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die bekannten Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs-

siedegekühlten Röhrenanordnungen, wie sie oben er- form der Erfindung ist vorgesehen, daß ein zusätzwähnt sind, nicht so zufriedenstellend kühlen, wie es 5 licher Flüssigkeitsseparator, der aus einem perfoerwünscht ist, und daß bei der Erhöhung der Leistung rierten Zylinder besteht, in der Mündung des Ausin einem gegebenen Siedegefäß über einen gewissen laßrohres angebracht ist.

Punkt ein deutlicher und plötzlicher Abfall in der Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß

Wirksamkeit der Kühlung eintritt, so daß ein schnei- zusätzliche Flügel, Schaufeln oder Rippen in einem ler und schädlicher Anstieg der Röhrentemperatur io Ring um die Achse des Auslaßrohres im Bereich eintreten kann. seines Eingangs angeois§inet sind und daß die Flügel,

Es ist anzunehmen, daß die Ursache des erwähn- Schaufeln oder Rippen in bezug auf ihre radialen ten Nachteils teilweise in der mangelhaften Wirksam- Richtungen so geneigt sind, daß der Flüssigkeit und keit des Siedegefäß-Auslaßrohres zum Ableiten des dem Dampf auf ihrem Weg zu dem Auslaßrohr eine Dampfes liegt, welche nämlich verringert wird, wenn 15 zusätzliche Wirbel- oder Drehbewegung erteilt wird, eine bestimmte Röhrenleistung überschritten wird. Schließlich zeichnet sich eine weitere vorteilhafte

Wenn die Flüssigkeit in den Kühlkanälen des erwärm- Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß ein ten Bauteiles der Röhre siedet, werden beträchtliche mit offenen Enden versehener perforierter Ablenkzy-Mengen an Dampf und feinverteilter Flüssigkeit aus linder vorgesehen ist, dessen Durchmesser etwas geden Kanälen ausgestoßen, und es wird eine mehr oder ao ringer ist als der innere Durchmesser des Siedeweniger kugelförmige Flüssigkeitsmasse in der Mün- gefäßes, der sich über den oberen Teil des Siedegedung und nahe dem Inneren des Auslaßrohres fein- fäßes aus dem Bereich des Flüssigkeitspegels desverteilt in der Schwebe gehalten. Außerdem wird eine selben erstreckt, welcher die. nach außen durch die Flüssigkeitsschicht über der inneren Fläche des Aus- Perforationen in den Zwischenraum zwischen dem laßrohres nahe dem Siedegefäß gebildet. Dadurch 35 Zylinder und dem Siedegefäßmantel geschleuderte wird das Auslaßrohr teilweise blockiert, so daß eine Flüssigkeit sammelt und sie dem Flüssigkeitskörper starke Verringerung der Ableitung von Dampf und in dem Siedegefäß zuleitet.

außerdem ein Druckanstieg in dem Siedegefäß und Ein weiterer nennenswerter Vorteil, der mit der

folglich ein Absinken des Pegels darin eintreten, und Vorrichtung nach der Erfindung erzielt wird, besteht zwar derart, daß eine Überhitzung der Röhre erfolgt. 30 darin, daß in den diskreten Strahlen des Kühlme-Das Vorhandensein der Flüssigkeit in dem Auslaß- diums besonders hohe Strömungsgeschwindigkeiten rohr verringert natürlich auch sehr stark dessen Iso- erreicht werden, welche eine sehr wirksame Kühlung lator-Wirkung und erhöht die Anfälligkeit für einen der Röhre bewirken. Außerdem ist die Vorrichtung elektrischen Durchschlag beträchtlich. besonders einfach zu fertigen, und sie besitzt ein sehr

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine 35 geringes Gewicht.

Siedekühl-Vorrichtung der eingangs genannten Art Weiterhin wirkt sich bei dieser Vorrichtung als

zu schaffen, welche gewährleistet, daß keine An- sehr vorteilhaft aus, daß die Flüssigkeits-Dampfsammlung von Kühlflüssigkeit im flüssigen Aggregat- emulsion nach der Ablenkung sowohl eine Radialzustand in der Öffnung des Auslaßrohres auftreten als auch eine Zirkular-Komponente aufweist. Dakann, damit die Röhre ohne Risiko der Überhitzung 40 durch wird die Trennung von Flüssigkeit und Dampf mit besonders hoher Leistung betrieben werden wirksam unterstützt,
kann. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt
vor, daß die Anode Kühlkanäle aufweist, daß im Be- F i g. I einen vereinfachten Schnitt einer dampfgereich jedes nach oben aus dem Kühlkanal austreten- 45 kühlten Röhrenanordnung, bei der das Siedegefäß in den Dampf-Flüssigkeits-Strahls winkelförmig ange- Form eines Bauteiles der Röhre ausgebildet ist,
ordnete Ablenkflügel angeordnet sind, durch die die F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Zahn-

Richtung des Strahls in bezug auf die Röhrenachse kranzes im vergrößerten Maßstab und
eine Wirbel- oder Drehbewegungskomponente erhält, F i g. 3 eine Teilansicht der zusätzlich ange-

und daß die einzelnen Ablenkflügel als Zähne eines 50 brachten Wirbelflügel oder -schaufeln,
einteiligen ringförmigen Zahnkranzes ausgebildet sind. Fig. 1 zeigt den Anodenaufbau einer bekannten

Ein wesentlicher, durch diese Vorrichtung erziel- dampfgekühlten Röhre, z. B. einer Tetrode. Der barer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Wirkungs- innere Aufbau und die Elektroden außer der Anode grad der Kühlung auch bei besonders hoher Röhren- der Röhre sind nicht Teil der Erfindung und werden leistung nicht beeinträchtigt wird, so daß keine 55 nicht gezeigt, da sie von irgendeiner bekannten Bau-Überhitzungsgefahr besteht. art sein können. Die Anode I weist zylindrische mit

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Er- offenen Enden versehene Bohrungen als Kühlfindung ist vorgesehen, daß die Ablenkflügel dreieck- kanäle 2 auf, die in einem Ring um die Röhrenachse förmig sind. angeordnet sind. Mit der Bezugszahl 3 ist das abge-

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der 60 dichtete Evakuierungs- oder Absaugende unter der Erfindung sieht vor, daß der Zahnkranz an dem Schutzüberdeckung 4 der Anode bezeichnet. Die oberen Ende der erwärmten Anode des Röhren- Anode bildet einen Teil der evakuierten Umhüllung aufbaues angebracht ist und diesen umschließt. der Röhre, wie auch der keramische zylindrische

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs- Teil 5 und ein Teil des Flanschteiles 6. Ein Siedeform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Abfluß 65 gefäßmantel 7, der die Anode umschließt, ist wasserum die Mündung des Dampf-Auslaßrohres vorge- und dampfdicht auf dem äußeren Teil des Flanschsehen ist und daß der Abfluß ein Rückleitungsrohr teiles 6 aufgesetzt. Der Mantel weist in seinem aufweist, welches das gesammelte Wasser in die unteren Teil ein Wassereinlaßrohr 8 und in der Mitte

oben ein Auslaßrohr 9 aus Glas für den Dampf auf. Das Siedegefäß ist teilweise mit Wasser gefüllt; der normale Wasserspiegel, wenn die Röhre in Betrieb ist. ist durch die -Linie W angedeutet. Die unteren Enden der Kühlkanäle 2 sind nahe dem unteren Teil 5 des Siedegefäßes in einer Stellung angeordnet, daß ein freier Zugang des Wassers geschaffen ist, und die oberen Enden der Bohrung befinden sich ein wenig oberhalb des normalen Wasserspiegels W. Beim Betrieb siedet das Wasser in den Kanälen 2, der Dampf und das Wasser werden aus iljren oberen Enden ausgestoßen, und der Dampf strömt durch das Auslaßrohr aus und wird in einem nicht dargestellten Kondensator kondensiert und zu dem Einlaßrohr 8 zurückgeleitet.

Der bisher beschriebene Teil der Vorrichtung ist von bekannter Bauart. Bei hohen Röhrenleistungen, wenn große Mengen an Wasser und Dampf aus den oberen Enden der Kanäle 2 ausgestoßen werden, besteht die Gefahr einer Wasserbildung in und nahe der Mündung des Auslaßrohres 9 mit den bereits erwähnten Nachteilen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist ein Zahnkranz 10 als Wirbelring so angeordnet, daß er das obere Teil der Anode über den oberen Enden der Kanäle 2 umschließt. Der Ring ist mit zahnförmigen Ablenkflügeln 11 versehen, die in geeigneter Weise geneigt sind in bezug auf die direkten Flugbahnlinien von den Ausstoßenden der Kanäle 2, so daß das ausgestoßene Wasser und der Dampf auf diese Zähne oder Flügel auftrifft, welche ihm eine starke Wirbel- oder Dreh-Bewegungskomponente um das Siedegefäß erteilen. Eine geeignete Ausführungsform des Zahnkranzes 10 ist der perspektivischen Ansicht der F i g. 2 gezeigt, welche einen größeren Maßstab hat als die Fig. 1. Es wird angenommen, daß die zentrifugale Trennung zwischen Wasser und Dampf auf Grund der Wirkung des Zahnkranzes 10 auftritt. Ob dieses die richtige Theorie des Betriebes ist oder nicht, Versuche haben erwiesen, daß ein großer Teil des Wassers, welches sonst mehr oder weniger direkt in die Mündung des Auslaßrohres strömen würde, nach außen in Richtung auf die Siedegefäßwand abgeleitet wird. Bei praktischen Versuchen mit der Vorrichtung, wie sie beschrieben wurde, hat sich herausgestellt, daß die Röhrenleistung, die aufrechterhalten werden konnte bevor eine ernsthafte Störung oder Verstopfung in dem Auslaßrohr und eine ernsthafte Absenkung des Wasserpegels auftritt, durch Anbringung des Zahnkranzes 10 etwa verdoppelt werden konnte.

Der Zahnkranz braucht nicht in der dargestellten Stellung angeordnet zu sein und braucht auch nicht von der Anode getragen zu werden. Er könnte von der Siedegefäßschale oder -wandung getragen werden. In der Zeichnung sind eine Anzahl kleinerer oder zusätzlicher Verbesserungen gezeigt, die jeweils oder die alle vorgesehen sein könnten, falls es erforderlich ist. Eine besteht in einem Separator in der Form eines mit offenen Enden versehenen perforierten Zylinders

12 mit kleinerem Durchmesser als das Auslaßrohr, der in dessen Mündung so angebracht ist, daß ein Zwischenraum 13 zwischen dem Zylinder und dem Auslaßrohr verbleibt. Der in das Auslaßrohr eintretende Dampf befindet sich in Wirbelung, und folglich wird das von ihm mitgeführte Wasser durch die Zentrifugalkraft hinausgeschleudert. Dieses durch die Löcher des Zylinders 12 in den Zwischenraum

13 geschleuderte Wasser wird von dem Dampf abgeschirmt und kann über einen Abfluß 14 zurückfließen, der eine weitere Verbesserung darstellt. Dieser Abfluß 14 ist unter dem oberen Ende der Siedegefäßwandung um das Auslaßrohr angeordnet, um das Wasser zu sammeln, welches von der inneren Wand des Auslaßrohres herabläuft. Dieses Wasser wird dem Hauptwasserbehälter des Siedegefäßes durch ein herabhängendes Rohr 15 zugeleitet, welches ein wenig unterhalb des Wasserspiegels W endet. Eine dritte Verbesserung besteht in einer Anzahl von Wirbelflügeln oder -schaufeln bzw. -rippen 16, die unter der Oberseite des Siedegefäßes angebracht sind, beispielsweise, wie dargestellt, an der Unterseite des Abflusses 14. Diese Rippen oder Flügel sind so geformt und angeordnet, daß sie den Wasser- und Dampfteilchen, welche den Zahnkranz 10 passiert haben, eine zusätzliche Wirbel- oder Drehbewegung erteilen. Die Rippen oder Flügel sind im Winkel zu den Radii angeordnet und können, wie in F i g. 3 gezeigt, gekrümmt sein in der Art von Turbinenschaufeln. Eine weitere kleinere Verbesserung besteht in einem perforierten, offene Enden aufweisenden, axial angeordneten Ablenkzylinder 17, der im Abstand von der inneren Wand des Siedegefäßes angeordnet ist und sich über dessen oberen Teil erstreckt. Der Zweck dieses Zylinders besteht darin, das Wasser, welches durch seine Perforationen geschleudert wurde, einzufangen und es nach unten durch den Zylinder-Siedegefäß-Zwischenraum zu dem Hauptwasserbehälter zurückzuleiten.

Die bei weitem größte Verbesserung wird durch den Zahnkranz 10 erzielt. Die anderen beschriebenen Verbesserungen sind von relativ geringerer Bedeutung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Patentansprüche: Die Erfindung betrifft eine Siedekühl-Vorrichtung zur Kühlung von Entladungsrohren mit einer beim

1. Siedekühl-Vorrichtung zur Kühlung von Röhrenbetrieb erwärmten und teilweise in eine wäh-Entladungsröhren mit einer beim Röhrenbetrieb rend des Betriebes in einem Siedegefäß verdampfende erwärmten und teilweise in eine während des Be- 5 Kühlflüssigkeit eingetauchten Anode, die von einem triebes in einem Siedegefäß verdampfende Kühl- Siedegefäß umgeben ist, aus dem eine Dampfflüssigkeit eingetauchten Anode, die von einem Flüssigkeits-Emulsion nach oben in einen Zwischen-Siedegefäß umgeben ist, aus dem eine Dampf- raum zwischen der Anode und einem zur Röhren-Flüssigkeits-Emulsion nach oben in einen achse konzentrischen Dampf-Auslaßrohr austritt und Zwischenraum zwischen der Anode und einem io in dem Lenkflächen für die Strömung der Dampfzur Röhrenachse konzentrischen Dampf-Auslaß- Flüssigkeits-Emulsion angeordnet sind.

rohr austritt und in dem Lenkflächen für die Strö- Aus der deutschen Patentschrift 1 026 004 ist eine mung der Dampf-Flüssigkeits-Emulsion angeord- Vorrichtung zur Kühlung von Elektronenröhren mit net sind, dadurch gekennzeichnet, daß außenliegender dickwandiger und in eine im Betrieb die Anode Kühlkanäle (2) aufweist, daß im Be- 15 der Röhre verdampfende Kühlflüssigkeit tauchende reich jedes nach oben aus dem Kühlkanal aus- Anode bekannt, die von einer innerhalb des Flüssigtretenden Dampf-Flüssigkeits-Strahls winkelför- keitsbehälters unter Bildung von zwei konzentrischen mig angeordnete Ablenkflügel (11) angeordnet Ringräumen angeordneten zylindrischen Scheidewand sind, durch die die Richtung des Strahls in bezug koaxial umgeben ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich auf die Röhrenachse eine Wirbel- oder Drehbe- 20 dadurch aus, daß im inneren und äußeren Ringraum wegungskomponente erhält, und daß die einzel- jeweils eine Gruppe von in ihrem unteren Teil zuminnen Ablenkflügel als Zähne eines einteiligen ring- dest angenähert parallel zur Röhrenachse längs der förmigen Zahnkranzes (10) ausgebildet sind. Scheidewand angeordneten Lenkflächen vorgesehen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ist, die in ihrem oberen Teil nach einem Stück einer kennzeichnet, daß die Ablenkflügel (11) dreieck- 35 Schraubenlinie gebogen sind, deren Gangrichtung bei förmig sind. der einen Lenkflächengruppe gegensinnig zu der bei

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- der anderen Lenkflächengruppe vorgesehenen Gangdurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (10) richtung ist.

an dem oberen Ende der erwärmten Anode (1) Durch diese Lenkflächenanordnung soll der Wir-

des Röhrenaufbaues angebracht ist und diesen 30 kungsgrad der Kühlung dadurch verbessert werden,

umschließt. daß in der näheren Umgebung des zu kühlenden

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Bauteils eine aufsteigende Strömungsrichtung und an Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ab- den nach außen gelegenen Wänden eine abwärts gefluß (14) um die Mündung des Dampf-Auslaß- richtete Strömung zustande kommt und aufrechtrohres (9) vorgesehen ist und daß der Abfluß ein ₃₅ erhalten wird. Bei dieser Anordnung findet um die Rückleitungsrohr (15) aufweist, welches das ge- Hocker und Rippen der zu kühlenden Anode herum sammelte Wasser in die Nähe und vorzugsweise eine turbulente Aufwärtsbewegung des Kühlmediums unterhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels in statt.

das Siedegefäß zurückführt. Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- 40 976 958 eine mit Siedekühlung arbeitende elektrische den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entladungsröhre bekannt, deren Anode eine Vielzahl zusätzlicher Flüssigkeitsseparator, der aus einem von oben und unten offenen,- der Kühlmittelführung perforierten Zylinder (12) besteht, in der Mün- dienende Leitbahnen aufweist, wobei diese Leitbahdung des Auslaßrohres (9) angebracht ist. nen als ringsherum geschlossene Kühlkanäle ausge-

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- 45 bildet sind. Bei dieser Anordnung erfolgt eine radial den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu- nach außen gerichtete Umlenkung des Kühlmediums sätzliche Flügel, Schaufeln oder Rippen (16) in am oberen Ende der Kühlkanäle.

einem Ring um die Achse des Auslaßrohres (9) im Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung beBereich seines Eingangs angeordnet sind und daß steht darin, daß der konstruktiv bedingte große die Flügel, Schaufeln oder Rippen (16) in bezug 50 Durchmesser des Siedegefäßes zu erheblichen Kapaauf ihre radialen Richtungen so geneigt sind, daß zitäten der Röhre gegenüber der Erde führt,
der Flüssigkeit und dem Dampf auf ihrem Weg Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift zu dem Auslaßrohr eine zusätzliche Wirbel- oder 1 070 300 eine Vorrichtung zum Kühlen einer Elek-Drehbewegung erteilt wird. tronenröhre mit äußerer Anode bekannt, bei welcher

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 55 einer Flüssigkeits-Dampf-Emulsion eine Rotations-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit und Wirbelbewegung erteilt wird. Die Anordnung offenen Enden versehener perforierter Ablenk- weist eine mit Kühlrippen versehene Anode auf, an zylinder (17) vorgesehen ist, dessen Durchmesser welcher im Betrieb die erhitzte und teilweise veretwas geringer ist als der innere Durchmesser des dampfte Flüssigkeit in turbulenter Bewegung empor-Siedegefäßes, der sich über den oberen Teil des 60 steigt, um anschließend nach unten umgelenkt zu Siedegefäßes aus dem Bereich des Flüssigkeits- werden.

pegels desselben erstreckt, welcher die nach außen Auch bei der aus der deutschen Patentschrift durch, die Perforationen in den Zwischenraum 1069 788 bekannten Anordnung zum Kühlen von zwischen dem Zylinder (17) und dem Siede- Elektronenröhren mit äußeren Anoden werden der gefäßmantel (7) geschleuderte Flüssigkeit sammelt 65 Dampf und das Wasser zunächst gemeinsam nach und sie dem Flüssigkeitskörper in dem Siedegefäß unten umgelenkt, und die Trennung von Dampf zuleitet. und Wasser erfolgt dadurch, daß das Wasser auf Grund der Wirkung der Schwerkraft weiter abwärts