DE904222C - Kuehleinrichtung fuer Vakuumgefaesse, insbesondere Vakuumentladungsgefaesse - Google Patents

Kuehleinrichtung fuer Vakuumgefaesse, insbesondere Vakuumentladungsgefaesse

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DE904222C
DE904222C DEA9282D DEA0009282D DE904222C DE 904222 C DE904222 C DE 904222C DE A9282 D DEA9282 D DE A9282D DE A0009282 D DEA0009282 D DE A0009282D DE 904222 C DE904222 C DE 904222C
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DE
Germany
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vessel
hydrogen
vacuum
hydrogen ions
cooling device
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Carl Braband
Dr-Ing Arthur Partzsch
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AEG AG
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AEG AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J19/00Details of vacuum tubes of the types covered by group H01J21/00
    • H01J19/28Non-electron-emitting electrodes; Screens
    • H01J19/32Anodes
    • H01J19/36Cooling of anodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0001Electrodes and electrode systems suitable for discharge tubes or lamps
    • H01J2893/0012Constructional arrangements
    • H01J2893/0027Mitigation of temperature effects

Description

  • Kühleinrichtung für Vakuumgefäße, insbesondere Vakuumentladungsgefäße Es ist bekannt, Vakuumentladungsapparate mit einer Flüssigkeit zu kühlen, die Wasserstoffionen an die angrenzenden, in der Regel aus Metall bestehenden Wände des Vakuumgefäßes abgibt. Man verwendet deshalb für die Herstellung der Gefäßwandung zur Vermeidung der Wasserstoffionendiffusion durch die Wandung hindurch in das Innere des Vakuumentladungsapparates einen Werkstoff, der entweder selbst, wie beispielsweise Chromeisen, für Wasserstoffionen undurchlässig ist oder, wie beilspfelsweise Eisen oder Nickel, für Wasserstoffionen durchlässig ist, jedoch auf seiner an die Kühlflüssigkeit angrenzenden Oberfläche mit einem Wasserstoffionen nicht hindurchlassenden Überzug, beispielsweise Lack, Emaille, Aluminium, Zink oder Chrom, versehen ist. Es ist ferner bekannt, Vakuumentladungsapparate, deren Gefäß-Wandung aus einem für Wasserstoffionen durchlässigen Werkstoff, beispielsweise Eisen oder Nickel, besteht, mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise C51, Schwefel, Kohlenstoff, Toluol, Benzol oder verdünnter Natronlauge, zu kühlen, weil diese Flüssigkeiten die Eigenschaft haben, infolge ihres geringeren Gehaltes an freien Wasserstoffionen praktisch keine Wasserstoffionen an die Gefäßwandung abzugeben.
  • Diese bekannten, flüssigkeitsgekühlten Vakuumentladungsapparate der ersten Art weisen den Nachteil auf, daß die Werkstoffe, die für die Herstellung einer für Wasserstoffionen nicht durchlässigen Vakuumgefäßwandung in Frage kommen, wegen ihres Gehaltes an Chrom oder ähnlichen Metallen einerseits verhältnismäßig teuer und auf der anderen Seite schwer erhältlich und zudem schwer zu verarbeiten, insbesondere schwer miteinander hochvakuumdicht zu verschweißen sind. Die Vakuumentladungsapparate der ersten Art, bei denen auf einer für Wasserstoffionen durchlässigen Gefäßwandung ein undurchlässiger Überzug angebracht ist, haben den Nachteil, daß sie in der Regel nach längerer Betriebsdauer doch Wasserstoffionen hindurchlassen, weil die Überzüge allmählich, zum mindesten an: einzelnen: Stellen, .durch Korrosion Unterbrechungen erhalten, durch die das für Wasserstoffionen durchlässige Material der Gefäßwandung freigelegt und dadurch der Berührung durch die Wasserstoffionen abgebende Kühlflüssigkeit ausgesetzt wird. Diese Gefahr ist bei mit einem Überzug aus Emaille oder Lack versehenen Vakuurnentladungsapparaten nicht wesentlich geringer als bei Metallüberzügen, weil auch solche Überzüge erfahrungsgemäß kleine Poren aufweisen, durch die Wasserstoffionen in das Innere des Materials der Wandung eindringen und in ihnen nach allen Seiten diffundieren. Ein Teil dieser Wasserstoffionen tritt an der Innenseite des Gefäßes aus und vereinigt sich dort zu Wasserstoffmolekülen. Ein anderer Teil tritt auf der der Kühlflüssigkeit zugewandten Seite der Gefäßwandung an den Stellen aus, an denen der Überzug nicht ohne Zwischenraum aufliegt. Solche Stellen lassen sich bei der Herstellung von Emaille- und Lacküberzügen nie ganz vermeiden. Die in die unter dem Überzug gebildeten Hohlräume eindringenden Wasserstoffionen vereinigen sich in den Hohlräumen ebenfalls zu Wasserstoffmotekülen, die nicht wieder in das Material der Gefäßwandung eindringen können. Durch die fortgesetzte Nachlieferung von Wasserstoffionen in diese Hohlräume steigt in ihnen der Druck allmählich immer mehr, so daß schließlich in ähnlicher Weise, wie dies vom Beizen des Eisens her bekannt ist, die den Hohlraum nach der Seite der Kühlflüssigkeit abschließende Schicht des Überzuges unter dem Einfluß des hohen Überdruckes abplatzt. Auf diese Weise wird eine neue Stelle der dem Kühlmittel zugewandten Oberfläche der Wandung des Vakuumgefäßes in Berührung mit dem Kühlmittel gebracht, so daß einerseits die Diffusion von Wasserstoff in das Innere des Vakuumapparates zunimmt und andererseits auch die Gefahr des Abplatzens des schützenden Überzuges auf der der Kühlflüssigkeit zugewandten Seite der Gefäßwandung wächst.
  • Die flüssigkeitsgekühlten Vakuumentladungsapparate der zweiten Art, bei denen als Kühlmittel eine Wasserstoffionen nicht abgebende Flüssigkeit verwendet wird, weisen den Nachteil auf, daß die Kühlflüssigkeit ihrerseits indirekt gekühlt werden muß, weil das üblicherweise zur Kühlung von Vakuumentladungsapparaten benutzte Leitungswasser bekanntlich sehr viel Wasserstoffionen enthält. Es müssen zudem, falls zur indirekten Kühlung von von Wasserstoffionen freien Kühlmitteln ein Wasserstoffionen enthaltendes Kühlmittel, beispielsweise Wasser, verwendet wird, die Wandungen der Rohrleitungen, durch die letzteres Kühlmittel geführt wird, aus einem Werkstoff hergestellt sein, der Wasserstoffionen nicht hindurchläßt, oder es müssen die Rohrwandungen auf ihrer dem letzteren Kühlmittel zugekehrten Seite mit einem Überzug aus einem Wasserstoffionen nicht hindurchlassenden Werkstoff versehen werden. Es treten dann selbstverständlich an dieser Stelle die gleichen Schwierigkeiten auf, die bei der direkten Kühlung an der Vakuumgefäßwandung selbst auftreten.
  • Alle diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für Vakuumgefäße, insbesondere Vakuumentladungsgefäße, beispielsweise Quecksilberdampfgleichrichter, Elektronenröhren und Röntgenröhren, die mit einem Wasserstoffionen abgebenden Kühlmittel, insbesondere Wasser, gekühlt werden und eine vakuumdichte Gefäßwandung aus einem Werkstoff aufweisen, der für Wasserstoffionen durchlässig ist, insbesondere Eisen oder Nickels und bei denen das Kühlmttelgefäß zum mindesten an seiner dem Vakuumgefäß benachbarten Seite wenigstens an einigen Stellen vollständig aus einem Werkstoff besteht, der für Wasserstoffionen durchlässig ist, dadurch vermieden, daß das Kühlmittel sich in einem besonderen Gefäß befindet, das das Vakuumgefäß überall mit einem Zwischenraum sehr geringer Dicke, vorzugsweise von weniger als o,i min, umgibt, und der mit Gas gefüllt ist, in dem sich die durch die angrenzende Wandung des Kühlmittelgefäßes diffundierten Wasserstoffionen zu Molekülen vereinigen. Die Dicke dieses Zwischenraumes kann auch noch bedeutend kleiner als o, i mm, beispielsweise o,ooi mm sein, ohne daß dadurch die Vereinigung der Wasserstoffionen zu Molekülen verhindert würde. Man kann also die Außenwandung des Kühlmittelgefäßes und die Außenwandung des Vakuumgefäßes, obgleich bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung beide aus einem für Wasserstoffionen durchlässigen Werkstoff bestehen und obgleich das Kühlmittel Wasserstoffionen abgibt, unmittelbar aufeinanderlegen, weil bei der praktisch in Frage kommenden Genauigkeit der Oberflächenbearbeitung stets ein ausreichend großer Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen für die Wiedervereinigung der Wasserstoffionen verbleibt.
  • je geringer die Dicke des Zwischenraumes ist, desto kleiner wird der in ihm auftretende Temperatursprung, der um so größer ist, je größer die spezifische Belastung der Wandung des Vakuumgefäßes bzw. Kühlgefäßes ist. Bei den praktisch in Fragekommenden spezifischen Belastungen wird durch einen Zwischenraum von weniger als o, i mm Dicke nur ein Temperatursprung von einigen Graden Celsius auftreten. Zur Erniedrigung des Temperatursprunges wird der Zwischenraum zweckmäßig mit einem Gas hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise mit Wasserstoffgas, gefüllt, das bekanntlich die Wärme fast 7mal besser leitet als Luft. Dadurch wird der Temperatursprung weiter erheblich herabgesetzt. Falls der Zwischenraum mit einem von Luft verschiedenen Gas dauernd gefüllt sein soll, ist es notwendig, ihn gasdicht abzuschließen. Da jedoch dauernd aus dem Kühlmittel Wasserstoffionen durch die Wandung des Kühlmittelgefäßes in den Zwischenraum eindringen, wird der Druck im Zwischenraum durch das sich dort ansammelnde Wasserstoffgas allmählich mehr und mehr steigen. Es ist deshalb unbedingt erforderlich, den gasdicht abgeschlossenen Zwischenraum über ein Sicherheitsventil mit der Atmosphäre zu verbinden, damit die Wandung des Kühlmittelgefäßes oder des Vakuumgefäßes nicht unzulässig durch Überdruck im Zwischenraum beansprucht wird. Nach verhältnismäßig kurzer Zeit wird unabhängig davon, mit welchem Gas der Zwischenraum zunächst gefüllt war, die Füllung des Zwischenraumes nur noch aus Wasserstoffgas bestehen, falls nicht für laufenden oder zeitweiligen Ersatz der Gasfüllung des Zwischenraumes Sorge getragen wird. Die Gasfüllung des Zwischenraumes kann neben Wasserstoffgas auch Ammoniakgas enthalten, dessen Wärmeleitfähigkeit allerdings geringer ist als die des Wasserstoffes, das jedoch in dieser Hinsicht Luft übertrifft.
  • Es besteht unter Umständen die Gefahr, daß die durch die Wandung des Kühlmittelgefäßes hindurchwandernden Wasserstoffionen in dem Werkstoff derselben oder auf seiner Oberfläche Oxyde zu Wasser reduzieren. Es ist deshalb zweckmäßig, den Zwischenraum mit einem Raum zu verbinden, in dem Mittel zum Binden von Wasser bzw. Wasserdampf, vorzugsweise Phosphorpentoxyd, vorgesehen sind, da andernfalls die Gefahr bestehen würde, daß das flüssige Wasser, das Wasserstoffionen abgeben könnte, mit der Außenseite der Wandung des Vakuumgefäßes in Berührung käme.
  • Zur Verminderung des Temperatursprunges am Zwischenraum ist es, wie bereits ausgeführt wurde, zweckmäßig, den Zwischenraum mit Wasserstoff zu füllen. Anstatt Wasserstoffgas zu diesem Zweck einer Vorratsflasche zu entnehmen, kann mit'Vortei.1 auch Wasserstoffgas durch Diffusion in den Zwischenraum eingeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Durchlässigkeit für Wasserstoffionen, die bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung die an den Zwischenraum angrenzende Wandung des Kühlmittelgefäßes mindestens örtlich aufweist, ausgenutzt werden. Zur Vermehrung des Durchtritts von Wasserstoffionen kann die Wasserstoffionenkonzentration auf der an das Kühlmittel angrenzenden Seite der Wandung des Kühlmittelgefäßes beispielsweise durch Elektrolyse mit dem betreffenden Wandungsteil als Kathode erhöht werden. Es können in der an das Kühlmittel einerseits und an den Zwischenraum andererseits angrenzenden Wandung des Kühlmittelgefäßes auch Teile aus einem Werkstoff vorgesehen werden, der, wie beispielsweise Palladium, in besonders hohem Maße für Wasserstoffionen durchlässig ist.
  • Unter Umständen ist es zweckmäßig, diese Mittel zur Einführung von Wasserstoff in den Zwischenraum nicht an bzw. in Wandungsteilen des Zwischenraumes selbst, sondern in der Wandung eines mit ihm in Verbindung stehenden Raumes vorzusehen. Die Wandung des Zwischenraumes bzw. eines mit ihm in Verbindung stehenden Raumes kann beispielsweise örtlich auch aus einem Werkstoff bestehen, der bei erhöhter Temperatur, wie beispielsweise Palladium, in außerordentlich starkem Maße für Wasserstoff durchlässig ist. Dieser Wandungsteil wird während der Erhitzung auf seiner Außenseite mit Wasserstoffgas, beispielsweise mit einer Wasserstoff enthaltenden. Flamme, in Berührung gebracht. Ähnliche Einrichtungen sind zum Ergänzen der Gasfüllung von Röntgenröhren seit langem bekannt.
  • Die Fig. i bis 1a zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für Vakuumgefäße.
  • Fig. i zeigt in sehr stark vergrößertem Maße einen Querschnitt durch einen Teil der Wandung i des Vakuumgefäßes, deren Oberfläche a an den Vakuumraum angrenzt. Als Werkstoff für die Wandung i wird ein von Wasserstoffionen durchlässiges Metall, beispielsweise gewöhnliches Eisen oder Stahl, verwendet. Das Vakuumgefäß ist mit einem Zwischenraum sehr geringer Dicke von einem Kühlmittelgefäß umgeben, dessen Wandung 3 ebenfalls aus einem für Wasserstoffionen durchlässigen Material, beispielsweise Eisen oder Stahl, besteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Kühlmittel eine Flüssigkeit q. verwendet, die Wasserstoffionen enthält und an die Wandung 3 abzugeben imstande ist. Auf die Beschaffenheit der äußeren Begrenzung 5 des Kühlmittelgefäßes kommt es für die Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung nicht an. Man benutzt jedoch zweckmäßig einen Werkstoff, der dem des Wandungsteiles 3 ähnlich ist oder mit ihm völlig übereinstimmt, um Zerstörungen durch Korrosion zu vermeiden. Der Zwischenraum 6 zwischen den Wandungsteilen a und 3 ist selbst dann für den vorliegenden Zweck genügend groß, wenn die beiden Wandungsteile ohne eine Zwischenlage aufeinandergepreßt werden. Die in der Zeichnung stark vergröbert dargestellten Unebenheiten selbst einer sorgfältig bearbeiteten Oberfläche lassen nämlich zwischen .den Wandungsteilen z und 3 in jedem Fall noch einen Zwischenraum bestehen, der die Wiedervereinigung der durch den Wandungsteil3 diffundierten Wasserstoffionen bzw. Atome ermöglicht. Falls die Gefahr besteht, daß die Wandung 3, beispielsweise aus Eisen, durch das Kühlmittel q., beispielsweise Wasser, stark angegriffen wird, kann auf ihrer dem Kühlmittel zugekehrten Seite ein übliches Rostschutzmittel, beispielsweise in Form e!ines@ Anstriches 7 oder eines für Rostschutzzwecke üblichen Metallüberzuges 7, beispielsweise aus Zink, vorgesehen werden. Solche Überzüge sind, wie bekannt, nie vollkommen dicht, so daß stets Wasserstoffionen in das Material der Wandung 3 eindringen, die, falls nicht erfindungsgemäß der Zwischenraum 6 vorgesehen wäre, durch die Wandung i hindurch in den Vakuumraum wandern würden.
  • Fig. z zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung bei einem Vakuumgefäß, dessen Innenraum mit 8 bezeichnet ist. In dieser Figur ist der Zwischenraum 6 mit Rücksicht auf die Darstellung außerordentlich groß gezeichnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, da13 der Zwischenraum 6 gasdicht abgeschlossen ist. Er steht zur Vermeidung eines unzulässig hohen Überdruckes mit der Atmosphäre über ein Sicherheitsventil g in Verbindung. Da nur ein verhältnismäßig geringer innerer Überdruck oder sogar gar kein Überdruck vorhanden zu sein braucht, genügen für diesen Zweck sehr einfache Vorrichtungen, beispielsweise durch Gewichte oder Federn belastete Sicherheitsventile oder die für Fahrrad- und Automobilschläuche benutzten Ventile.
  • In dem mit dem Zwischenraum 6 in Verbindung stehenden Raum io können Substanzen ii vorgesehen werden zur Nachlieferung des Füllgases für den Zwischenraum 6 oder zur Trocknung des dort vorhandenen Gases. Die Wandung des Raumes io kann örtlich auch aus einem Werkstoff bestehen, der Wasserstoff besonders bei erhöhter Temperatur leicht hindurchläßt, wie beispielsweise Palladium. Zur Erhöhung der Wasserstoffionenkonzentration an der äußeren Oberfläche der Wandung 3 des Kühlmittelgefäßes kann im Kühlmittelgefäß eine Hilfselektrode 12 vorgesehen sein, die über die Zuleitung 13 als Anode einer Elektrolyse gegenüber der Gefäßwandung 3 benutzt werden kann. Durch entsprechende Bemessung des Abstandes zwischen den Teilen 12 und 3 bzw. 1.2 und 5 kann erreicht werden, daß die Elektrolyse bevorzugt auf der Außenseite der Wandung 3 unter Abscheidung von Wasserstoff stattfindet. Die Elektrode 12 kann auch auf ihrer anderen Seite mit einer den Stromdurchgang verhindernden oder behindernden Substanz überzogen werden.
  • Bei der Herstellung einer gasdichten Verbindung zwischen den Wandungsteilen i und 3 wird, falls nicht die Schweißnaht aus einem Werkstoff hergestellt wird, der Wasserstoffionen nicht hindurchläßt, eine Wasserstoffionen hindurchlassende Verbindung zwischen den Teilen i und 3 geschaffen, durch die unter Umgehung des Spaltes 6 Wasserstoffionen aus dem Kühlgefäß in das Vakuumgefäß 8 gelangen könnten. Diese Diffusion kann auf einen bedeutungslosen Wert herabgemindert werden, wenn die Oberfläche jeder zwischen den für Wasserstoffionen durchlässigen Teilen des Kühlmitteigefäßes und denen des Vakuumgefäßes bestehenden Verbindung aus für Wasserstoffionen durchl'ä'ssigen Werkstoff, soweit sie nicht an den Vakuumraum angrenzt, groß ist im Vergleich zum mittleren, senkrecht zur Richtung des vom Kühlmittelgefäß zum Vakuumgefäß gerichteten Wasserstoffstromes gemessenen Querschnittes der Verbindung. Diese Oberfläche ist nämlich in der Lage, Wasserstoff abzugeben, so daß nur ein außerordentlich kleiner Betrag des in die Wandung 3 hindurchdiffundierenden Wasserstoffes bis zu der an den Vakuumraum i angrenzenden Oberfläche 2 der Wandung i des Vakuumgefäßes gelangen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig; 3 ist angenommen, daß der Deckel 14 des Vakuumgefäßes mit dem oberen Rand der zylindrischen Wandung i desselben und einem vorzugsweise dünnwandig gehaltenen Fortsatz 16 der Wandung 3 des @ühlmittelgefäßes in einer einzigen Schweißnaht 15 miteinander gasdicht verbunden sind. Auch wenn für die Herstellung der Schweißnaht 15 ein für Wasserstoffionen durchlässiger Werkstoff verwendet wird; gelangt praktisch kein Wasserstoff aus dem Kühlmittel q. in den Vakuumraum 8, weil der Querschnitt des Teiles 16, gemessen senkrecht zur Richtung des Wasserstoffstromes, klein ist im Vergleich zu der an die Atmosphäre bzw. an den Zwischenraum 6 zwischen den Teilen i und 3 bzw. 16 angrenzenden Oberfläche, durch die Wasserstoffionen austreten.
  • Das Kühlgefäß kann nach entsprechend sorgfältiger Bearbeitung der Oberflächen über das Vakuumgefäß geschoben werden, so daß nur ein sehr geringer Zwischenraum verbleibt. Da eine solche sorgfältige Bearbeitung der einander berührenden Oberflächen, besonders wenn es sich um größere Vakuumgefäße handelt, unter Umständen Schwierigkeiten und erhebliche Kosten bereitet, ist es oft zweckmäßiger, die Wandungen i und 3, wie die Fig. q. und 5 zeigen, vor der Herstellung des in der Regel etwa kreisrunden Gefäßes 8 miteinander bei 17 durch Schweißung oder Lötung zu verbinden. Zu diesem Zweck werden zwei im wesentlichen gerade Blechstreifen i und 3 miteinander unter Belassung eines geringen Zwischenraumes 6 fest verbunden. Wird nun dieser aus den beiden Blechteilen hergestellte Körper mittels Biegewalzen gebogen, so tritt dabei eine bleibende Deformation der Teile i und 3 ein, die eine erhebliche Verengung des Zwischenraumes 6 zur Folge hat. Da dieser Biegevorgang bei Temperaturen stattfindet, die unterhalb der Schweißtemperatur liegen, findet jedoch eine Bindung der Wandungsteile i und 3 aneinander an ihrer Berührungsfläche nicht statt. Es verbleibt daher in jedem Fall ein für die Wiedervereinigung der durch die Wandung 3 hindurchdiffundiertenWasserstoffionen ausreichender Zwischenraum 6.
  • Bei diesem Verfahren bedarf es lediglich einer gewissen Vorsicht beim Zusammenschweißen der gemeinschaftlich gebogenenWandungsteilei und 3, da vermieden werden muß, daß an dieser Schweißstelle längs einer Mantellinie des Zylinders nicht nur die beiden Kanten des Bleches i bzw. die beiden Kanten des Bleches 3 miteinander, sondern darüber hinaus auch noch die Bleche i und 3 miteinander verschweißt werden. In den Fig. 6 und g ist angedeutet, wie das unerwünschte Verschweißen der Teile i und 3 vermieden werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 sind die Kanten des Bleches i etwas aufgebogen, so daß an der Schweißstelle ein größerer Zwischenraum 2o entsteht, der die Entstehung einer durchgehenden Verbindung zwischen den Schweißnähten i8 und ig verhindert. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 ist zur Erhöhung der Sicherheit an der Schweißstelle ein schmaler Streifen 21 aus einem Werkstoff eingefügt, der sich mit dem Material der Schweißnähte i8 und ig bei der Schweißtemperatur nicht verbindet oder der für Wasserstoffionen undurchlässig ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach I1 ig. 8 ist angenommen, daß in der Wandung 3 zur Herstellung der Schweißnaht 18 zunächst ein Zwischenraum frei gelassen wird, der nachträglich durch einen entsprechend breiten Streifen 22 ausgefüllt wird, der beispielsweise durch ein Lot 23 dicht in die Wandung 3 des Kühlmittelgefäßes eingefügt werden kann.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist zu dem gleichen Zweck ein Blechstreifen 2.[ vorgesehen, der bei 25 nachträglich dicht mit der Wandung 3 verbunden wird. Da dieser Streifen nur schmal zu sein braucht, hat der an der Schweißstelle in der Wandung 3 des Kühlmittelgefäßes verbleibende Spalt an der Schweißstelle auf die gesamte Kühlwirkung der Kühleinrichtung keinen nennenswerten Einfluß.
  • Das Kühlgefäß kann auch zur Erzielung eines möglichst engen Zwischenraumes 6 so hergestellt werden, daß es sehr stark auf die Außenwandung i des Vakuumgefäßes drückt. Das ganze Kühlgefäß oder mindestens seine Wandung 3 kann zu diesem Zweck längs einer oder mehrerer Mantellinien geschlitzt sein und nach dem Überschieben über das Vakuumgefäß beispielsweise mit Hilfe von Schrauben angepreßt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. io ist angenommen, daß der Mantel 3 des Kühlgefäßes bei 26 einen Längsschlitz aufweist und mit Flanschen 27 versehen ist, die mit Hilfe von Schrauben 28 einander genähert werden können, so daß das Kühlgefäß stramm auf dem Vakuumgefäß aufliegt. Bei der Anordnung nach Fig. i i sind zwei solche Schlitze 26, 29 vorgesehen. Die beiden Hälften 30 und 31 des Kühlgefäßes können mittels Schrauben 28, 32 einander genähert und damit auf das Kühlgefäß i gepreßt werden. Es ist unter Umständen jedoch vorteilhafter, den Mantel 3 des Kühlgefäßes warm auf das Vakuumgefäß i aufzuziehen, wie durch Fig. 12 angedeutet ist.
  • Für die Wirkung des erfindungsgemäßen, zwischen dem Mantel des Kühlmittelgefäßes und des Vakuumgefäßes vorgesehenen Zwischenraumes sowie für die weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für Vakuumgefäße ist es ohne Bedeutung, ob der Wasserstoff im Innern der Wandung des Kühlgefäßes oder des Vakuumgefäßes in atomarer Form oder in Form von Wasserstoffionen, insbesondere als Protonen, wandert. Wesentlich ist lediglich, daß der Wasserstoff in beiden Formen durch Werkstoffe hindurchwandert, durch die er in Molekülform nicht zu wandern imstande ist. Es können deshalb bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung an Stelle des für Wasserstoffionen durchlässigen Werkstoffes auch Werkstoffe benutzt werden, in denen die Wanderung des Wasserstoffes in atomarer Form und nicht in Ionenform erfolgt. Es kommt daher insbesondere im Zusammenhang mit der Ausbildung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung der wissenschaftlichen Streitfrage, ob der Wasserstoff im Eisen und Nickel bei gewöhnlicher Temperatur in der einen oder in der anderen Form wandert, keinerlei Bedeutung zu. Wesentlich ist nur, daß der für die Wanderung verwendete Werkstoff für Wasserstoffionen oder Atome durchlässig, für Wasserstoffgas hingegen undurchlässig sein soll. Mit Rücksicht auf die wissenschaftliche Streitfrage ist im vorstehenden und im folgenden ein solcher Werkstoff kurz als für Wasserstoffionen durchlässig bezeichnet.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kühleinrichtung für Vakuumgefäße, insbesondere Vakuumentladungsgefäße, heispielsweise Ouecksilberdampfgleichrichter, Elektronenröhren und Röntgenröhren, mit einem Wasserstoffionen abgebenden Kühlmittel, insbesondere Wasser, und einer vakuumdichten Gefäßwandung aus einem Werkstoff, der für U'asserstoffionen durchlässig ist, insbesondere Eisen oder Nickel, und einem Kühlmittelgefäß, dessen Wandung mindestens an seiner dem Vakuumgefäß benachbarten Seite wenigstens an einigen Stellen vollständig aus einem Werkstoff besteht, der für Wasserstoffionen durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelgefäß das Vakuumgefäß überall mit einem Zwischenraum sehr geringer Dicke, vorzugsweise weniger als o,i mm, umgibt, der mit Gas gefüllt ist und in dem sich durch die angrenzende Wandung des Kühlmittelgefäßes diffundierte Wasserstoffionen zu Molekülen vereinigen.
  2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum gasdicht abgeschlossen ist und über ein Sicherheitsventil mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
  3. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit einem Wasserstoffgas enthaltenden Gas gefüllt ist. 4.. Kühleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung des Zwischenraumes überwiegend oder vollständig aus Wasserstoffgas besteht. 5. Kühleinrichtung nach Anspruch 3 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung des Zwischenraumes neben Wasserstoffgas Ammoniakgas enthält. 6. Kühleinrichtung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum oder einem mit ihm in Verbindung stehenden Raum Mittel zum Binden von Wasser oder Wasserdampf, vorzugsweise Phosphorpentoxvd, vorgesehen sind. 7. Kühleinrichtung nach Anspruch i oder nach den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum laufenden oder zeitweiligen Ersatz oder zum Austausch der Gasfüllung des Zwischenraumes vorgesehen sind. B. Kühleinrichtung nach Anspruch 7 mit einer Wasserstoffgas enthaltenden Zwischenraumgasfüllung, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff durch die Wandung des Zwischenraumes oder eines mit demselben in Verbindung stehenden Raumes unter Ausnutzung der örtlichen Durchlässigkeit der Wandung für Wasserstoffionen bzw. -atome bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur, beispielsweise im Glühzustand, in den Zwischenraum eingeführt ist. g. Kühleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erhöhung der Wasserstoffiönenkonzentration an der an das Kühlmittel angrenzenden Seite der Wandung des Kühlmittelgefäßes, vorzugsweise an an den Zwischenraum angrenzenden, für Wasserstoffionen durchlässigen Teilen derselben vorgesehen sind. zo. Kühleinrichtung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Kühlmittelgefäßes oder .eines mit dem Zwischenraum in Verbindung stehenden Gefäßes aus elektrisch leitenden, für Wasserstoff mindestens stellenweise durchlässigen Werkstoffen besteht und daß sie an diesen Stellen als Kathode einer Elektrolyse in einer Wasserstoffionen enthaltenden Flüssigkeit benutzt wird. il. Kühleinrichtung nach Anspruch i oder nach den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff abgebende Teil der Oberfläche jeder zwischen den für Wasserstoffionen durchlässigen Teilen des Kühlmittelgefäßes und denen des Vakuumgefäßes bestehenden Verbindung aus für Wasserstoffionen durchlässigen Werkstoffen, der nicht an den Vakuumraum angrenzt, groß im Vergleich zum mittleren, senkrecht zur Richtung des vom Kühlmittelgefäß zum Vakuumgefäß gerichteten Wasserstoffstromes gemessenen Ouerschnittes der Verbindung ist. 12. Kühleinrichtung nach Anspruch i oder den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den für Wasserstoffionen durchlässigen Teilen des Kühlmittelgefäßes und denen des Vakuumgefäßes keine Verbindung aus für Wasserstoffionen durchlässigem Werkstoff besteht. 13. Kühleinrichtung nach Anspruch i oder den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die aneinandergrenzenden gebogenen Teile der Wandung des Vakuumgefäßes und des Kühlgefäßes je ein Blechstreifen aus für Wasserstoffionen durchlässigem Werkstoff verwendet wird und daß diese beiden Streifen zunächst miteinander, vorzugsweise durch Verschweißen oder Verlöten ihrer Längskanten miteinander, fest verbunden und anschließend gemeinschaftlich gebogen werden. 14. Kühleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung der nach dem Biegen aufeinanderstoßenden Kanten des Mantels des Vakuumgefäßes und ebenso die aufeinanderstoßenden Kanten des Mantels des Kühlgefäßes miteinander vakuumdicht bzw. flüssigkeits- und gasdicht verschweißt bzw. verlötet werden unter Vermeidung einer vom Kühlgefäß zum Vakuumgefäß durchgehenden Verschweißung aus für Wasserstoffionen durchlässigem Werkstoff (Fig. 6 bis g'i.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1192751B (de) * 1961-10-20 1965-05-13 Csf Kuehlsystem fuer Hochleistungs-Elektronenroehren
DE1300166B (de) * 1967-04-18 1969-07-31 Siemens Ag Anordnung zum Schutz einer aus Isoliermaterial und Metall aufgebauten Hochvakuum-Elektronenroehre gegen Diffusion stoerender Gase durch die Wandung

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