DE4109664C2 - Elektronenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bei Elektronenstrahlröhren als Leistungsverstärker in Satelliten muß die insbeson­ dere im Kollektor anfallende Verlustwärme in Form von Strahlung in den Weltraum abgegeben werden. In rundfunktechnische Mitteilungen Band 15 (1971), Heft 4, Seite 141 bis 148 sind Anordnungen zur Kühlung von Leistungsröhrung in Fernseh­ rundfunksatelliten, insbesondere unter Einsatz von Heatpipes beschrieben.

In der US 3,448,313 ist eine Elektronenstrahlröhre mit strahlungsgekühltem Kollek­ tor beschrieben, bei welcher das kollektorseitige Röhrenende durch ein infrarot­ durchlässiges Fenster abgeschlossen ist.

Aus der EP 0 376 827 ist eine Elektronenstrahlröhre bekannt, bei welcher sich Kühl­ rippen bezüglich der Strahlachse radial vom Kollektor nach außen erstrecken. Die DE 31 38 883 C2 gibt an, zur Erhöhung des Wärmeabstrahlvermögens bei einem Kollektor aus Kupfer eine Beschichtung aufzubringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gerichtete Wärmeabgabe des Kol­ lektors einer Elektronenstrahlröhre zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung an.

Die strahlungsarme Ausführung der dem ankommenden Elektronenstrahl zuge­ wandten Oberfläche reduziert auf einfache Weise wirkungsvoll die zu der Röhre bzw. zu dem diese enthaltenden Satelliten vom Kollektor zurückgestrahlte Wärme­ leistung und verstärkt die Richtwirkung der Wärmeabstrahlung.

Auch die bevorzugte trichterförmige, d. h. kegelstumpfmantelförmige Form der wärmeab­ strahlenden Fortsätze bewirkt eine gerichtete Abstrahlung der Wärme überwiegend in Richtung des in den Elektronenkollektor einlaufenden Elektronen­ strahls.

Elektronenstrahlröhren für den Satelliteneinsatz wie z. B. Wanderfeldröhren, werden zweckmäßig so in einem Satelliten eingebaut, daß ihr Elektronenkollektor, der sich durch Aufnahme der hochbeschleunigten Elektronen er­ wärmt, aus der Außenwandung des Satelliten herausragt, so daß die Wärme in den Weltraum abgestrahlt wird. Die Wär­ meabgabe wird dabei wesentlich verbessert, wenn die Ab­ strahlung möglichst von dem Satelliten hinweg gerichtet ist.

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Die Figur zeigt einen auf einen Elektronenkollektor 8 ei­ ner Satelliten-Wanderfeldröhre aufgebrachten Kühlkörper 6 aus einem Metall, das einerseits möglichst leicht ist und andererseits eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit be­ sitzt. Der Kühlkörper 6 weist zwei trichterförmige, d. h. kegelstumpfmantelförmige Fortsätze 1 und 2 auf, die sich in Richtung 5 des in den Kollektor 8 einlaufenden Elektro­ nenstrahls erweitern und einen unterschiedlichen Öffnungs­ winkel α aufweisen. In Elektronenstrahlrichtung 5 werden die Öffnungswinkel α kleiner, d. h. der Kegelstumpfmantel 1 besitzt einen kleineren Öffnungswinkel α als der davorlie­ gende Kegelstumpfmantel 2.

Ein weiterer ringscheibenförmiger Kühlfortsatz 3 ist an dem, dem ankommenden Elektronenstrahl zugewandten Ende des Kühlkörpers 6 angeordnet. Dieser Kühlring 3 kann aber ebenso ein Kegelstumpfmantel sein mit einem Öffnungswinkel α, der größer ist als der des Kühlfortsatzes 2 aber zweck­ mäßig etwas kleiner ist als 90 Winkelgrade.

Die äußeren Umfänge der Fortsätze 1, 2 und 3 sind zweck­ mäßig so gewählt, daß die Einhüllende eine Schale, insbe­ sondere annähernd eine Kugelschale bildet. Der Kollektor 8 mit dem Kühlträger 6 ist im wesentlichen rotationssymme­ trisch zu der Röhrenlängsachse 4 ausgebildet. Die Kühl­ fortsätze 1, 2 und 3 können gegebenenfalls auch direkt an der Außenfläche des Kollektors 8 angeordnet oder befestigt sein.

Im allgemeinen wird es aber zweckmäßig sein, wenn die Fortsätze 1, 2 und 3 Teil eines Kühlkörpers 6 sind, der gut wärmeleitend auf dem Kollektor 8 befestigt ist.

Alle Oberflächen der Fortsätze 1, 2 und 3 mit Ausnahme der, dem ankommenden Elektronenstrahl 5 zugewandten Ober­ fläche 7 des dem ankommenden Elektronenstrahl 5 am näch­ sten liegenden Fortsatzes 3, weisen eine hohe Wärmeemis­ sion (E_r < 0,9) auf. Die dem ankommenden Elektronenstrahl 5 zugewandte Oberfläche 7 des Fortsatzes hingegen ist ge­ ring wärmeemittierend (E_r < 0,05) ausgebildet. Diese Wär­ meemissionseigenschaften werden zweckmäßig durch entspre­ chende Behandlung und/oder Beschichtung erreicht.

Der Elektronenkollektor 8 besteht bevorzugt aus gut wärme­ leitendem Kupfer bzw. einer Kupferlegierung. Der Kühlkör­ per 6 mit den Fortsätzen 1, 2 und 3 besteht aus gut wärme­ leitendem Metall. Er soll möglichst geringes Gewicht auf­ weisen und kann z. B. aus Aluminium bzw. einer Lichtmetal­ legierung bestehen. Die Fortsätze 1, 2 und 3 können z. B. auch aus Kupfer mit geringem Querschnitt be­ stehen. In diesem Falle wird es zweckmäßig sein, zusätzli­ che Verstrebungen zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der trichterförmigen Fortsätze 1, 2 und 3 vorzusehen.

Claims (11)

1. Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenkollektor, der wenigstens einen groß­ flächigen Fortsatz zur Wärmeabstrahlung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich eine dem ankommenden Elektronenstrahl (5) zugekehrte Oberfläche (7) des in Elektronenstrahlrichtung ersten Fortsatzes (3) schlecht wärmeabstrahlend, hingegen alle weiteren Oberflächen des oder der Fortsätze (1, 2, 3) gut wärmeab­ strahlend ausgebildet sind.

2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schlecht wärmeabstrahlend ausgebildete Oberfläche eine Beschichtung aufweist.

3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlecht wärmeabstrahlend ausgebildete Oberfläche ein Emissionsvermögen mit E_r < 0,05 besitzt.

4. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß ein oder mehrere trichterförmige Fortsätze vorgesehen sind, die sich in Elektronenstrahlrichtung erweitern und mit ihrer kleineren Öffnung an dem Kol­ lektor direkt oder indirekt befestigt sind.

5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nungswinkel der mehreren Fortsätze unterschiedlich sind und in Elektronenstrahl­ richtung kleiner werden.

6. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fortsätze (1, 2, 3) Teil eines auf dem Elektronenkollektor (8) befestig­ ten Kühlkörpers (6) sind.

7. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl­ körper (6) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und auf den Elektronenkollektor (8), der insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, gut wärmeleitend aufgebracht ist.

8. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fortsätze (1, 2, 3) direkt auf der Oberfläche des Kollektors (8) befe­ stigt oder einstückig mit diesem ausgebildet sind.

9. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Fort­ sätze (1, 2, 3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen.

10. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fortsätze (1, 2, 3) mittels zusätzlicher Streben mechanisch versteift und/oder abgestützt sind.

11. Elektronenstrahlröhren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Wanderfeldröhre mit einem in den Weltraum wärmeab­ strahlenden Elektronenkollektor.