DE2006624A1 - Verdampfungskühlanlage, insbesondere für Elektronenröhren - Google Patents

Description

17 x 6-03 AT: 13.02.1970 OT: 03.09.1970 200662^ F/g, f.

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ORIGINAL INSPECTED 6,2.1970 J.H.Treherne-2-1 - 6 - Patentansprüche

1. ) Verdampfungskühlanlage, insbesondere für Elektronenröhren mit

einem Boiler und einem umlaufenden Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel dem Boiler (3) über einen Vorrate- behälter (5) mit einem Überlaufauslaß (8) zugeführt wird, der das Buheniveau (7) des Kühlmittels im Boiler (3) bestimmt, und daß das Kühlmittel durch einen Einlaß (11,12) auf oder über das Niveau (7) des Überlaufauslasses (8) in den Vorratsbehälter (5) geführt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß

ein Speiserohr (12) ist und so angeordnet ist, daß die Geschwind!gkeit des Einfließens des Kühlmittels im Vorratsbehälter (5) geringer ist als die Geschwindigkeit im Speiserohr (12).

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr (12) in den Vorratsbehälter (5) unterhalb des Niveaus (7) des Überlaufauslasses (8) eintritt und über diesem Niveau ein Ende mit größerem Querschnitt aufweist.

*t. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr (12) in den Behälter (5) unterhalb des Überlaufauslasses (8) eintritt und in einen Zerstäuberkopf (21) ausläuft, dessen Ausgange· öffnungen etwa auf dem Niveau des Überlaufauslasses (8) liegen und so eine Wirbelbildung im Vorratsbehälter (5) verringern bzw unterdrücken.

5* Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel in den Vorratsbehälter (5) über ein Wehr geführt wird, dessen Kante (11) Über dem Niveau des Überlaufauelaeeee liegt.

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6. Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Wehr aus einer Ablenkplatte (1O) im Vorratsbehälter besteht, wobei ein Wehrteil so bemessen ist, daß er die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels über der Wehrkante (11) unter die Eingangsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Wehrteil Terringert.

7· Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel aus dem Vorratsbehälter (5) in den Boiler (3) bei einer Tiefe unter dem Niveau (7) des Überlaufauslasses (8) geführt wird, wae während des normalen Betriebes der Anlage zum Beseitigen der Pulsation und Wirbelbildung des Kühlmittels im Vorratsbehälter (5) ausreicht.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (9) Biit Einrichtungen (19$23) zum Beschränken der Strömungsgeschwindigkeit und somit zum Verhindern von Bewegungen des Kühlmittels im Boiler (3) und des Rückflusses zum Vorratsbehälter (5) versehen ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (9) im Boiler (3) am Ende eine Wiedereintrittsöffnung besitzt.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedereintritteöffnung v.on einer Zerstäubungsdüse (19) abgeschlossen ist.

11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaufauslaß durch ein vertikales Bohr (6) mit großem Hundstück (8) versehen ist, das ein glattes und ungehindertes Überlaufen gestattet.

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einer Unterbrechung, die ein Anhalten dee Fließens des Speisewassers zum Behälter 5 einschließt, das Wasser im Boiler und im Vorratsbehälter nicht durch das Rohr 12 abfließen kann. Der Wasserstand im Boiler wird deshalb während der Sperrzeit nicht wesentlieh verringert und es verbleibt ausreichend Wasser, djamit die An lage unmittelbar darauf wieder ohne Nachfüllen von Boiler und Vorratsbehälter in Betrieb genommen werden kann.

Das Speiserohr wird durch die Pumpe 15 mit Wasser beliefert. Der Ablenker 10 dient zum Verringern der Fließgeschwindigkeit bei 12 und auch zum Glätten einer durch die Pumpenwirkung bedingten Pulsation, sowie zum Verringern von Wirbelbildungen im Hauptwasser im Vorratsbehälter. Das Verbindungsrohr 9 ist glockenförmig ausgeführt k oder in anderer Weise mit einem vergrößerten Mündungeteil versehen,

um ein ruhiges und unbeschränktes Überfließen zu ermöglichen.

Es ist wichtig, daß das in den Boiler fließende Wasser nicht in Bewegung gebracht wird. Der Rückfluß von Heißwasser aus dem Boiler in den Vorratsbehälter soll so weit wie möglich verhindert werden· Hierzu endet die verbindung in die Öffnung eines Wiedereintrittsrohres, das durch eine Sprühdüse 19 abgedeckt sein kann, so daß sich ein niedriger Entladungskoeffizienz aus dem Verbindungsrohr ergibt. Formeln für die Abmessungen der Mündung des Rohres 6 und des Wehrteils des Vorratsbehälter können entsprechenden Handbüchern entnommen werden.

" Die Boilerspeiseanlage, die entsprechend der Strömungsgeschwindig-

keit im Speiserohr 12 bemessen ist, wie auch Größe und Verluste der Elektronensammelelektrode, ergeben eine Boilerwasserspeisung, aus der Bewegung und Wirbelbildung leicht beseitigt werden können, wobei der Wasserstand im Boiler während des normalen Arbeitens konstant gehalten wird und einer Verzögerung beim Anlassen nach einer Unterbrechung des elektrischen Teils der Klystronanlage vorgebeugt wird·

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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird das Kühlmittel über ein durch eine Ablenkplatte 10 gebildetes Wehr in den Vorratsbehälter geleitet. Diese Anordnung ist mit einem rechteckförmigen Vorratsbehälter üblich, aber es gibt auch andere Möglichkeiten. Im einfachsten Fall würde die Bedingung, daß der Einlaß des Vorratsbehälters über dem Niveau des Überlaufabflusses liegt, dadurch erfüllt, daß sich der Eingang des Speiserohres 12 oben am Behälter und über dem Niveau der Tülle 8 des Überlaufrohres befindet. Die Ablenkplatte 10 kann dann wegfallen. Diese vereinfachte Einrichtung kann jedoch nicht in allen Fällen genügende Geschwindigkeitsverminderung und Freiheit von Pulsation der Eingangsströmung gewährleisten. Es werden deshalb andere Anordnungen bevorzugt.

In Figur 2 wird das Speiserohr 12 in den Behälter 5 verlängert und läuft als Standrohr 20 mit einer Sprühdüse 21 mit Eandöffnungen etwa in Höhe des Niveaus des Überlaufauslasses aus dem Vorratsbehälter aus. In Figur 3 wird eine ähnliche Standrohranordnung verwendet, aber anstelle der Sprühdüse 21 ist das Standrohr etwas langer und läuft in ein Mundstück 22 mit großem Querschnitt aus, dessen Band über dem Niveau des Überlaufauslasses aus dem Vorratsbehälter liegt.

Figur 3 zeigt ebenfalls eine weitere Anordnung für das Verbindungsrohr 9· Anstelle einer Sprühdüse 21 im Boiler zum Verringern von Bewegung und Rückfluß enthält das Verbindungsrohr 19 Hemmglieder in Form ringförmiger Ablenkplatten 23·

11 Patentanspruch· 1 Zeichnung, 3

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Claims (19)

1. Gemäß der Erfindung wird in der Boilerspeiseanlage das zu verdampfende Kühlmittel einem Vorratsbehälter aus einer Leitung mit einem Überlaufauslaß zugeführt, der das Buheniveau des Kühlmittels im Boiler bestimmt und wo das Kühlmittel dem Behälter durch eine Einlaßöffnung bei oder über dem Niveau der Überlaufauslaßöffnung zuge führt wird.
2. Zusätzlich zur Notwendigkeit, daß Wasser während einer vorübergehenden Stillsetzung nicht aus dem Boiler fließt, sollen sich im Bereich des Boilers, in den das Kühlmittel zum Ersetzen des Ver dampfungsverlustes gebracht wird, keine Wirbel bilden. Die Wirbel bildung der Einlaßöffnung des Kühlmittels zum Boiler bewirkt, daß heißes Kühlmittel vom Boiler zurück zum Voratsbehälter fließt. In der Praxis wurde festgestellt, daß ein verhältnismäßig kleiner * Rückfluß aus dem Boiler den Hauptteil des Kühlmittels in der An lage in unzulässiger Weise aufheizen kann. Bei den zu beschreiben den Ausführungen werden Wirbelbildungen und Bückflüsse des Kühlmittels möglichst klein gehalten.
3. Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden mit Hilfe der Zeichnungen fceschrieben. In diesen zeigen:
4. Figur 1 die Darstellung einer bevorzugten Kühlanlage nach der ' Erfindung und die
5. Figuren 2 und 3 die Darstellung anderer Anordnungen für den Kühlmittelvorratsbehälter nach Figur 1.
6. Das Klystron 1 nach Figur 1 besitzt an einem Ende eine Elektronensammelelektrode 2, die sich in einem Boiler 3 befindet, der auf einem Flansch 4 des Klystrons aufliegt und mit (nicht dargestellten) Schrauben an diesem befestigt ist. Der Boiler 3 wird aua dem rechteck förmi ge n Vorratsbehälter 5 mit Wasser gefüllt, das die Sammelelektrode 2 bedeckt. Der Vorratsbehälter 5 iet alt «in·» Ausflußrohr 6 verbunden und wird mit mehr Wasser gefüllt, ale »um Füllen des Boilers notwendig ist. Der Stand des ruhenden Wasser· - das ist
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8. der Wasserstand vor dem Füllen des Boilers - wird, wie bei 7 angezeigt, somit auf den Stand der Tülle 8 des tiberlaufrohres 6 gehalten. Ein Verbindungsrohr 9 zwischen Vorratsbehälter und Boiler befindet sich unter dem Niveau des Überlaufauslasses. Eine Ablenkplatte 10 verlauft zwischen gegenüberliegenden Wänden des Vorrats behälter und parallel zu einer dritten Wand. Sie bildet so ein Wehr mit der Überlaufkante 11, über die aus dem Zuführrohr 12 Wasser zum Vorratsbehälter fließt. Die Kante 11 des Wehrs befindet sich oberhalb des Überlaufs. Der Vorratsbehälter ist über eine Öffnung 13 zur Atmosphäre offen.
9. Die übrigen Teile der Kühlanlage sind für sich bekannt. Aus dem Reservoir 1*t wird durch eine Pumpe 15 über Wasserkühlanordnungen, die nicht besonders dargestellt sind, Wasser in den Körper 1 des Klystrons geleitet, aus dem es durch das Speiserohr des Vorratsbehälters 5 herausfließt. Wie bereits erwähnt, ist für die Kühlung des Klystrons 1 mehr Wasser nötig als zum Ersetzen der Verluste im Boiler. Die Überflüssige Flüssigkeit wird durch das Überlaufrohr in das Reservoir 1*t zurückgeführt.
10. Während des Betriebes des Klystrons erfolgt das Kühlen der Sammelelektrode 2 durch Verdampfen des Kühlmittels im Boiler. Der Dampf strömt aus dem Boiler durch das Dampfrohr 16 zu einem Kondensator 17, Ton dem das Kondensat über eine Rückführleitung 18 in das Reservoir zurückgeführt wird. Der Dampfdruck oberhalb dem Flüssigkeitsniveau liegt normalerweise etwas über dem Atmosphärendruck. Es kann aber auch bei höherem Druck gearbeitet werden, wobei die Öffnung 12 im Vorratsbehälter mit einer Druckluftquelle verbunden ist, deren Druck gleich dem des gewünschten Dampfdruckes ist.
11. In der Zeichnung werden nur die wichtigsten Teile der Kühlanlage neben dem Boiler und dem Vorratsbehälter gezeigt. In der Praxis gibt es außerdem verschiedene Sperren, Überwacher und andere Anordnungen, die aber die Erfindung nicht betreffen. Die Wehr- und Überlaufanordnung im Vorratsbehälter 5 stellt sicher, daß im Fall
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13. BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.: F 28 f, 23/00
    FOIp, 3/22
    HOIj, 7/24 DEUTSCHES 4$Ψ «NS PATENTAMT Deutsche Kl.: 17 f, 6/03
    14 1,3/22
    21g, 13/11
14. Aktenzeichen: P 20 06 624.4 Anmeldetag: 13. Februar 1970
15. Offenlegungstag: 3. September 1970
16. Ausstellungspriorität: —
17. Unionspriorität Datum: Land: Aktenzeichen:
18. Bezeichnung:
19. 19. Februar 1969

    Großbritannien

    8944-69

    Verdampfungskühlanlage, insbesondere für Elektronenröhren

    Zusatz zu: —

    Ausscheidung aus: —

    Anmelder: International Standard Electric Corp., New York, N.Y. (V. St. A.)

    Vertreter:

    Thul, Dipl.-Phys. L., Patentanwalt, 7000 Stuttgart-Feuerbach

    Als Erfinder benannt: Treherne, Thomas Harvey, Brixham;

    Coote, Ewart Peter, Preston; South Devon (Großbritannien)

    Benachrichtigung gemäß Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 d. Ges. v. 4.9.1967 (BGBl. I S. 960): —

    O 8.70 009 836/1901