DE974683C - Vorrichtung zur Siedekuehlung einer Elektronenroehre mit aeusserer Anode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Kühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode, wie sie bei Rundfunksendern, Gleichrichtern, Hochfrequenzwechselstromerzeugern oder für ähnliche technischindustrielle Zwecke Verwendung finden.

Bekanntlich müssen diese für die Lieferung großer Leistungen bestimmten Elektronenröhren durch künstliche Mittel gekühlt werden, da die Wärmeabstrahlung und die Wärmeleitung des umgebenden strömungsfähigen Mediums nicht zur Verhinderung einer übermäßigen Überhitzung genügen. Zur Kühlung derartiger Hochleistungselektronenröhren mit außenliegender Anode sind bisher praktisch zwei Verfahren im Gebrauch.

Das eine Verfahren besteht darin, in einem die Elektronenröhre und insbesondere die Anode umgebenden Wassermantel einen sehr schnellen Flüssigkeitsumlauf aufrechtzuerhalten, um die Bildung von Dampf und das Auftreten des Leidenfrostschen Phänomens zu vermeiden, weil diese mit Recht gefürchteten physikalischen Vorgänge meist die Zerstörung der Röhre infolge Durchlöcherung der Anodenwand verursachen. Da nur eine geringe Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels aus Sicherheitsgründen zulässig ist, muß das Volumen des umlaufenden Kühlmittels beträchtlich sein und dieses außerdem zur Verhinderung der Entstehung von Ablagerungen an den zu kühlenden Wänden

destilliert werden. Die Zufuhr und der Umlauf dieses großen, in der Regel aus Wasser bestehenden Flüssigkeitsvolumens erfordert Leitungen von erheblichem Querschnitt, welche zu schwierig zu lösenden Problemen wegen der Notwendigkeit der Isolierung der Anode gegenüber der Erde Veranlassung geben. Wenn diese Bedingung durch eine Verlängerung der Bahn des Wassers mit Hilfe von isolierenden Rohrschlangen erfüllt wird, ergeben sich nämlich ganz beträchtliche Ladeverluste, und außerdem werden Umlaufpumpen hoher Leistungbenötigt. Ferner müssen Steuerungsmittel vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Röhren unter Spannung bleiben, wenn der Kühlmittelumlauf zum Stillstand kommt oder sich verlangsamt.

Diese Mangel der Wasserkühlung der außenliegenden Anoden von Elektronenröhren werden auch dadurch nicht behoben, daß man, wie bereits bekannt, für das Wasser einen die Anode schraubenlinig umgebenden Führungskanal vorsieht oder die Wandung der Anode mit äußeren parallelen Längsrippen und mit sie achsparallel durchsetzenden und von Luft durchströmten Längsbohrungen ausbildet, da es auch durch diese Maßnahmen nicht gelingt, die Notwendigkeit des Arbeitens mit einem großen Volumen destillierter Kühlflüssigkeit und damit die Hauptursache der bei der Wasserkühlung von Röhrenanoden auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden.

Gemäß dem zweiten Kühlverfahren, das in den letzten zwei Jahrzehnten mehr und mehr Verbreitung gefunden hat, wird die Kühlung von Hochleistungs-Elektronenröhren mit äußerer Anode mit Hilfe von durch Druck mit großer Geschwindigkeit in Bewegung gesetzter Luft bewirkt, die man zwischen schmalen Kühlrippen hindurchstreichen läßt, die von der Anode in der Form von dünnen, parallel zur Anodenachse gerichteten, gegebenenfalls in schrägstehende Lappen unterteilten Lamellen oder als mehrere in Abständen übereinander angeordnete Kränze von radialen Streifen oder auch als quer zur Anodenachse liegende, durch Zwischenräume getrennte Scheiben abstehen. Diese Kühlweise läßt sich bei Röhren anwenden, deren Verlustleistung zur Zeit auf höchstens etwa 40 Kilowatt beschränkt ist. Dabei ist es aber schwierig, ein einigermaßen ruhiges Arbeiten dieser Luftkühlung zu erreichen. Da die Kapazität zwischen Anode und Erde beträchtlich erhöht ist, wird die Grenze der hohen Frequenzen, welche man mit bestimmten Anordnungen verstärken kann, beträchtlich erniedrigt. Aus diesen Gründen weist auch diese Luftkühlung, wenn sie auch unbestreitbare Vorteile gegenüber der Wasserkühlung besitzt, noch erhebliche Verwirklichungs- und Anwendungsschwierigkeiten auf und ist auf verhältnismäßig wenig hohe Leistungen beschränkt.

Es ist auch schon bekannt, zur Kühlung der außenliegenden Anoden von Elektronenröhren die mit der Verdampfung von A¥asser verbundene beträchtliche Wärmeabsorption auszunutzen und den Dampf zu kondensieren, so daß der Kühlmittelkreislauf geschlossen ist und das Flüssigkeitsniveau um die Anoden gleichbleibt. Dieses Verfahren hat jedoch bis jetzt noch zu keiner technischindustriell brauchbaren Verwirklichung geführt und daher noch keinen Eingang in die Praxis gefunden, was auf die praktischen Schwierigkeiten zurückzuführen ist, welche die Erzielung des notwendigen Betrages von Wärmeabsorption und die Aufrechterhaltung der Konstanz des Flüssigkeitsniveaus an der Anode durch Kondensation gerade bei der Kühlung der heißen Röhrenanoden bereiten.

Diese Schwierigkeiten können nicht einfach dadurch beseitigt werden, daß man, wie dies bei dem bisher bekanntgewordenen Vorschlag zur Ausführung einer mit Wasserverdampfung und Wärmeabsorption arbeitenden Anodenkühlung der Fall ist, die außenliegende Anode der Elektronenröhre, wie sie ist, in den sie umschließenden, das zu verdampfende Wasser enthaltenden Mantel taucht, da sich dabei um die Anodenoberfläche eine thermisch isolierende Dampfhülle bildet, wodurch die Ausnutzung der mit der Wasserverdampfung verbundenen Wärmeabsorption für die Kühlung der heißen Anode verhindert und diese allmählich zerstört wird. Ebensowenig kann hier Abhilfe lediglich durch die Ausbildung des die Anode umgebenden Mantels mit einer Vielzahl von Umlaufrohren oder durch Anordnung eines den Dampf sammelnden Hilfsbehälter zwischen dem Mantel und dem Kondenser geschaffen werden, da auch hierdurch die Erzeugung einer genügenden Absorptionswärmemenge und die Konstanz des Flüssigkeitsspiegels an der Anode nicht gewährleistet sind.

Die durch Ausnutzung der hohen latenten Verdampfungswärme gegenüber der reinen Flüssigkeitskühlung erzielbare Steigerung der pro Einheit der zu kühlenden Fläche abgeführten Wärmemenge hängt nämlich von der Übertemperatur der an die Kühlflüssigkeit angrenzenden Wandung über der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit ab, und die Untersuchung dieser Abhängigkeit zeigt, daß die Wärmeabführung mit der Übertemperatur zunächst schnell ansteigt, dann aber schon bei verhältnismäßig geringen Übertemperaturen ein Maximum erreicht und bei weiterer Übertemperaturzunahme sehr stark abfällt, was durch die Bildung von wärmeisolierenden Dampfschichten auf der Oberfläche der zu kühlenden Wandung auf Grund des Leidenfrostschen Phänomens bedingt ist.

Ferner hat die Tatsache, daß die Anodenverlustleistung, d. h. die der Anode zugeführte Leistung praktisch unabhängig von der Temperatur der verdampfungsgekühlten Außenanode der Elektronen- "5 röhre ist, zur Folge, daß ein stabiler Betriebszustand mit dauernder Gleichheit der zu- und der abgeführten Leistung nur bei Übertemperaturen möglich ist, bei denen die durch Kühlung abgeführte Leistung mit der Übertemperatur der Oberfläche der zu kühlenden Anodenwandung steigt. Ist jedoch infolge zu hoher Verlustleistung der Anode die Übertemperatur der Wandung größer als die dem erwähnten Maximum der Wärmeabfuhr entsprechende Übertemperatur geworden, so· ist ein instabiler Zustand eingetreten, da dann die Wärme-

abfuhr infolge ihres nach Überschreiten des Maximums eingetretenen Abfalls kleiner als die Wärmezufuhr geworden ist und die Übertemperatur und mit ihr der Überschuß der Wärmezufuhr über die Wärmeabfuhr weiter steigt, was wieder eine weitere Zunahme der Übertemperatur und ein weiteres Sinken der Wärmeabfuhr bei infolge der Eigenart der Röhre konstant bleibender Wärmezufuhr bedingt und schließlich zur Zerstörung der Röhre

ίο durch Überhitzen führt.

Es ist zur Anwendung der Verdampfungskühlung bei außenliegenden Anoden von Elektronenröhren auch schon bekannt, die Kühlung durch Kapillarwirkung mittels eines in sie tauchenden, als Docht wirksamen Gewebes zur Berührung mit der durch Rippen vergrößerten Anodenoberfläche zu bringen und den durch die heiße Anode erzeugten Dampf abzusaugen und zu kondensieren sowie das Kondensat in den Flüssigkeitsbehälter zurückzuführen.

Mittels eines derartigen Dochtes läßt sich aber naturgemäß nur eine sehr beschränkte Wärmeabführung je Flächeneinheit und daher niemals eine praktisch hinreichende Kühlung der Außenanode einer Elektronenröhre erzielen.

Eine weitere bekannte Art der Ausnutzung der latenten Verdampfungswärme einer Flüssigkeit zur Anodenkühlung besteht darin, daß die Anode wärmeleitend mit einem evakuierten Hohlkörper verbunden ist, der in seinem unteren Teil mit einer Flüssigkeit gefüllt und in seinem oberen, mit Rippen oder Höckern versehenen Teil von einem Kühlmittel umspült ist, so daß die Flüssigkeit in seiner einen Hälfte durch die heiße Anode verdampft und in seiner oberen Hälfte der Dampf in Rückflußkondensat umgewandelt wird. Auch durch diesen im geschlossenen Behälter sich vollziehenden Kreislauf von Flüssigkeitsverdampfung und Dampfkondensierung läßt sich unmöglich die rasche und kräftige Wärmeabführung erreichen, wie sie erforderlich ist, um beim Siedekühlen einer außenliegenden Röhrenanode die Gefahr ihrer Zerstörung durch die Wirkung des Leidenfrostschen Phänomens zu vermeiden.

Nach der Erfindung wird nun eine für das Problem der Siedekühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode eine praktisch voll befriedigende Lösung darstellende Vorrichtung mit Hife von zur Kühlung dienenden, an der Anode vorgesehenen Vorsprüngen und einer sich an dieser in einem umschließenden Mantel entlangbewegenden und durch sie beim Betrieb der Röhre zur Verdampfung gelangenden Flüssigkeit dadurch geschaffen, daß die das Verdampfen der Flüssigkeit hervorrufende Anodenoberfläche mit massiven Rippen oder Höckern versehen ist, deren Fußstärke gegenüber der Bodenbreite der von den Rippen oder Höckern begrenzten Kanäle so groß gehalten ist, und daß die Oberflächen der einzelnen Vorsprünge im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden Dampfbläschen so groß sind, daß ein mit der Anodenoberfläche in Berührung stehendes Flüssigkeitshäutchen an allen Punkten der Anode dauernd erneuert wird.

Durch diese Ausgestaltung einer Siedekühlvorrichtung für Elektronenröhren mit äußerer Anode wird, wie die Praxis bestätigt hat, eine rasche Wegführung der entstehenden Dampfblasen von der Anodenoberfläche erreicht und die Ausbildung von flächenhaft ausgedehnten und ein wärmeisolierendes Häutchen auf der zu kühlenden Anode ergebenden Dampfblasen wirksam verhindert. Überraschend ist bei diesem Vorgang, abgesehen von der zunächst nicht zu erwartenden Steigerung der abgeführten Leistung, vor allem, daß durch die erfindungsgemäß ausgebildeten und bemessenen Rippen oder Vorsprünge auf der Anode im strikten Gegensatz zu den bei der Luft- und bei der Wasserkühlung gebräuchlichen Rippen und Ansätzen die wirksame Fläche wesentlich verringert und trotzdem eine Steigerung der Wärmeabgabe erzielt wird. Wirksam sind nämlich bei der Verdampfungskühlung vor allem die hocherhitzten Flächenteile, und das sind bei der nach der Erfindung gestalteten Anode lediglich die dünnen Wandungsteile zwischen den Höckern oder Rippen, während die äußeren Teile dieser Erhöhungen einschließlich eines großen Teiles ihrer Flanken nicht oder nur ganz unwesentlich zur Wärmeabfuhr beitragen.

Diese rippen- oder höckerförmigen Vorsprünge der Anode haben auf Grund ihrer erfindungsgemäß bestimmten Bemessung zur Folge, daß sich die Blasen im wesentlichen nur an den dünnsten und daher heißesten Stellen der Anodenwandung ausbilden. Diese Blasen können sich nun aber wegen der Vorsprünge nicht flach über die Oberfläche der Anode verbreiten und dadurch wärmeisolierend wirken, vielmehr nehmen sie infolge zunehmender Sättigung und gegebenenfalls Überhitzung stark an Größe zu und müssen sich dabei radial nach außen entlang den Flanken der Vorsprünge ausdehnen. Dadurch kommen sie in verstärktem Maße in den Bereich der infolge der aufsteigenden Blasen vorbeiströmenden Kühlflüssigkeit, die sie sogartig von der Anodenwandung abreißt. Dabei wird die Flüssigkeit radial und durch den Auftrieb der Blase und die aufwärts gerichtete Strömung schräg nach oben zurückgedrängt und gleichzeitig ein kräftiges Nachströmen der Flüssigkeit von unten hervorgerufen. Selbst wenn hierbei zunächst nur ein äußerer Teil der gebildeten Blase abgelöst wird, so wird doch der an der dünnsten Stelle der Anodenwandung noch gebliebene Teil der Blase durch die an die Stelle der zunächst abgelösten Blasenteile drängende Kühlflüssigkeit zerschlagen, weil dieses Nachdrängen der Kühlflüssigkeit in einem schnellen Wechsel zwischen Bilden und Abreißen der Blasen und mit verhältnismäßig großer Energie erfolgt. Auf diese Weise werden auch die dünnsten Stellen der Wandung immer wieder mit Frischwasser unter Bildung eines sich dauernd erneuernden Flüssigkeitshäutchens versorgt, und der Vorgang der Blasenbildung und ihrer Ablösung beginnt von neuem.

Durch die Formgebung der Anodenoberfläche nach der Erfindung wird somit ein Wechselspiel

erzwungen, das eine relativ hohe Übertemperatur und damit eine starke Blasenbildung an den dünneren Teilen der Anodenwandung gestattet. Da nun die pro Flächeneinheit abgeführte Wärmemenge sehr stark mit der Übertemperatur steigt und die Temperatur an den dünnen Wandungsteilen durch die Vorsprünge erhöht wird, ist die an diesen dünnen Stellen abgeführte Wärmemenge stärker gestiegen, als der durch die Ansätze bedingten Verkleinerung der wirksamen, d. h. bis zur stärkeren Verdampfung der Kühlflüssigkeit erhitzten dünnen Wandungsteile entspricht, und demgemäß ist die abgeführte Gesamtleistung trotz der Verringerung der wirksamen Fläche erhöht, und zwar, wie Versuche gezeigt haben, ganz erheblich über das bei sonst gleichen, aber glatten Anoden erzielbare Maximum.

Ein weiterer Vorteil der gegenüber der Bodenbreite der Zwischenräume großen Fußstärke und der die Bläschenabmessungen wesentlich überschreitenden Oberfläche der Rippen oder Hocker der Anode besteht darin, daß auf der inneren Oberfläche der Wandung der Anode eine vergleichmäßigte Temperaturverteilung erzielt und ferner eine Pufferung der durch den erwähnten Wechsel zwischen Bildung und Ablösung der Blasen bedingten Temperaturschwankungen erzwungen wird. Die an der Innenfläche der Anodenwandung auftretenden Temperaturen sind daher unter den Vor-Sprüngen und an den Kanalböden nicht wesentlich voneinander verschieden, so daß auch eine Erhitzung der Anodenwandung bis zur Aussendung von Sekundärelektronen nicht eintreten kann. Durch den die Anode mit Abstand umgebenden Mantel wird schließlich die Sogwirkung und damit das Ablösen der Blasen unterstützt, was eine zusätzliche Steigerung der abgeführten Leistung bedeutet. Für die praktische Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung können die massiven Hocker großer Fußstärke aus einem Stapel von Ringen mit kurzen und dicken Zähnen bestehen, die auf der Anode aufgebracht sind und mit ihr in dichter thermischer Berührung stehen, oder sie können auf länglichen Leisten angeordnet sein, die in der Art von Faßdauben auf der Anode gehalten sind oder diese in fortlaufender schraubenliniger Bahn umfassen.

Eine derartige Anordnung ist im folgenden der

Einfachheit halber als »Wärmestrahler« bzw. »Strahler« bezeichnet, obwohl sie die Wärme in Wirklichkeit nicht durch Strahlung, sondern durch Ableitung an die umgebende Flüssigkeit abgibt.

Zur gelenkten Abführung des entwickelten Dampfes kann die erfindungsgemäß ausgestaltete Anode an ihrem über dem Flüssigkeitsraum des Mantels liegenden Ende in einen vorzugsweise konischen Fortsatz übergehen, der die innere Begrenzungswand eines Dampfsammeiraumes bildet und als Leitfläche für den Dampf nach dem Auslaß wirkt. Dabei kann zwischen diesem Fortsatz der Anode und dem diese umschließenden Mantel ein Dichtungsring eingefügt sein, der auf einer Ringschulter des oberen Endes des Mantels aufliegt und auf dem der Fortsatz der Anode und damit die Röhre aufruht, so daß das Gewicht der Röhre den Dichtungsring zusammenpreßt.

Zur leichteren Abscheidung von mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen aus dem Dampf können erfindungsgemäß in dem die Anode umgebenden Mantel über dem Flüssigkeitsspiegel in dem Weg des Dampfes Widerstandswände vorgesehen sein, welche die Bahn des Dampfes vergrößern und diesen zur Richtungsumkehr veranlassen. Ferner kann zur Begünstigung der Thermosiphonwirkung im Mantel eine die Rippen oder Hocker umschließende zylindrische Wand vorgesehen sein, welche mit Abstand vom flüssigkeitsgefüllten Mantel angeordnet ist. In elektrischer Hinsicht bietet die Vorrichtung nach der Erfindung die Möglichkeit, den auf das Anodenpotential gebrachten, metallischen Kühlmittelmantel von dem übrigen Teil des Flüssigkeitsumlaufes durch tief in seinen Innenraum eindringende und dadurch die Entweichungswege in Flüssigkeit und Dampf verlängernde isolierende Rohrleitungen elektrisch zu trennen.

Eine bei Hochleistungsröhren für kurze Wellen vorteilhafte Ausführungsform der Siedekühlvorrichtung nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Wandung der Anode oberhalb der Hocker oder Rippen in eine diese mit Abstand umgebende und zur Anode parallele Verlängerung übergeht und durch diese mit dem das flüssige Kühlmittel enthaltenden Mantel in Verbindung steht, während zwischen der durch die freien Enden der Rippen und Hocker bestimmten Anodenumfläche und der Innenfläche der Anodenverlängerung mit Abstand von diesen beiden Flächen ein mit einem Rohrstutzen für die Kühlflüssigkeitszufuhr versehener und am oberen Ende offener Zwischenmantel angeordnet ist und der Dampfauslaß und der Flüssigkeitsüberlauf voneinander getrennt sind.

Die Zeichnung veranschaulicht die Kühlvorrichtung nach der Erfindung und deren Bestandteile beispielsweise in mehreren Ausführungen.

Abb. ι zeigt in einem Achsschnitt die Vereinigung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronenröhrenanode und eines Wassermantels zu einer Kühlvorrichtung;

Abb. 2, 3 a, 3 b, 4, 5 a, 5 b, 6, 7 und 9 lassen je no in Einzeldarstellung verschiedene Bauformen des durch die Rippen oder Hocker an dem Anodenkörper gebildeten und mit diesem verbundenen Wärmestrahlers erkennen, und aus

Abb. 8a und 8b ist ein Verfahren zur vorteilhaften Herstellung eines derartigen Wärmestrahlers ersichtlich;

Abb. 10, 11 und 12 geben schematisch drei Ausführungsformen des Wassermantels für die Kühlung von nach Abb. 1 bis 9 ausgestalteten Röhrenanöden wieder;

Abb. 13 und 14 zeigen in Einzeldarstellung die Abdichtung zwischen der Röhre und dem Kühlmittelmantel ;

Abb. 15 und 16 bringen zwei Weiterbildungen der Kühlvorrichtung nach der Erfindung.

Gemäß Abb. ι trägt die außenliegende Anode 2. einer nicht näher dargestellten Elektronenröhre einen dicken Wärmestrahler 21, und die mittlere Dicke dieses Gesamtbildes beträgt ein Mehrfaches der für gewöhnlich bei Röhrenanoden angewendeten Dickenabmessung. Die Anode 22 ist samt dem Strahler 21 mit Abstand von einem Mantel umgeben, der mit Wasser gefüllt ist und in welchem die Anode beim normalen Betrieb der Röhre als Tauchsieder wirkt. Der Strahler 21 ist an der Anode 22 in üblicher Weise, z. B. mittels einer durch Verschweißung bei niederer Temperatur erzeugten Zwischenschicht 23, befestigt und besteht in der Hauptsache aus massiven Längsrippen 24 von einer weit unterhalb der entsprechenden Abmessung der gebräuchlichen gerippten Wärmestrahler luftgekühlter Röhren liegenden radialen Breite. Diese Rippen weisen vorzugsweise eine breite Grundfläche in der Nähe der Anode und von dieser aus einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Die Fußstärke der Rippen ist gegenüber der Bodenbreite der von ihnen begrenzten Kanäle 35 so groß gehalten und der die Oberfläche der einzelnen Rippen bestimmende Rippenquerschnitt im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden Dampfbläschen so bemessen, daß ein mit der Anodenoberfläche in Berührung stehendes Flüssigkeitshäutchen dauernd erneuert wird. Diese Form der Rippen 21 begünstigt die Abführung der sich an ihnen bildenden Dampfbläschen über die Kanäle 35. Die Rippen können beispielsweise durch Fräsen aus einem massiven Rohkörper oder durch Guß mit einer etwa erforderlichen Nachbearbeitung erzeugt sein.

Das den Mantel 5 füllende Wasser, in das die Anode 22 mit dem Wärmestrahler 21 taucht, wird dauernd auf einem konstanten Spiegel 26 gehalten, bei welchem der Strahler 21 stets vollständig vom Wasser benetzt ist. Der Mantel 5 kann ganz oder +0 teilweise aus lichtdurchlässigem Werkstoff, z. B. hitzebeständigem Glas, bestehen, so daß er die Beobachtung der einwandfreien Wirkungsweise der Kühlvorrichtung zu verfolgen gestattet. Die Gesamtheit von Strahler 21 und Wassermantels bildet einen Kocher, in welchem die von der Anode 22 abgegebene Wärme das Wasser zum Sieden bringt. Dabei wird durch die besondere, nach der Erfindung den Kühloberflächen erteilte Form ein leichtes Freiwerden der Dampfbläschen und eine starke Wirbelbildung der Emulsion von Wasser und Dampf um die Rippen 24 erreicht.

Die Speisung des Mantels 5 mit Wasser dient erimdungsgemäß nur dem Zweck, den durch Verdampfung entstehenden Wasserverlust auszugleichen. Die Wasserzufuhr kann daher sowohl über das obere wie über das untere Ende des Mantels 5 erfolgen. Gemäß Abb. 1 wird sie beispielsweise am Boden des Mantels 5 durch ein Zuleitungsrohr 27 bewirkt. Der obere Teil des Mantels 5 geht in einen Dampfsammler 28 über, der einen nach oben gerichteten Rohrstutzen 29 ausmündet, der dazu dient, einerseits den Wasserdampf, welchen man nach der Kondensation wieder benutzt, abzuführen und anderseits die Trennung des Dampfes und des von diesem auf Grund seiner großen Geschwindigkeit beim Verlassen des Sammlers 28 mitgerissenen Wassers durch Schwergewichtswirkung zu ermöglichen. Zur Aufrechterhaltung des Wasserspiegels 26 bei Dauerspeisung des Mantels S kann dieser mit einem Überlaufrohr 30 versehen sein, das sich bei Speisung des Mantels 5 durch unmittelbaren Anschluß an einen Wasserbehälter mit konstantem Spiegel erübrigt.

An dem oberen Teil des Dampfsammlers 28 ist eine ringförmige Schulter 37 vorgesehen, auf weleher die Röhre dadurch abgestützt ist, daß auf ihr der mit der Anode 22 vereinigte Strahler 21 mit einem Flansch des konischen Fortsatzes 36 seines oberen Endes unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes aufruht. Zwei an diesem Flansch angebrachte Ringe 38 dienen zum Einhaken von thermisch isolierten Griffen, mittels deren die Röhre zusammen mit dem Strahler 21 rasch aus ihrem Wassermantel 5 im Falle einer schlechten Wirkungsweise herausgehoben werden kann. Ist die Röhre nicht mehr brauchbar, so kann der Strahler bei einer anderen Röhre weiterbenutzt werden. Wenn der Wärmeaustausch bei atmosphärischem Druck stattfindet, gewährleistet das einfache Gewicht der Röhre die erforderliche Dichtungswirkung zwischen der Ringschulter 37 des Sammlers 28 und dem Ringflansch des Fortsatzes 36 des Strahlers 21.

Läßt man die Kühlvorrichtung nach der Erfindung mit einem den Atmosphärendruck überschreitenden Druck arbeiten, so kann man die dichte Verbindung des Wassermantels 5 und des mit der Anode 22 vereinigten Strahlers 21 entweder durch eine rasch herstellbare und ebenso schnell wieder lösbare Verriegelung der Ringschulter 37 und des Ringflansches des Strahlers 21 oder vorzugsweise auch durch Ausbildung der Gesamtheit des Mantels 5 und des Strahlers 21 als Druckkocher mit an sich bekannten und daher in Abb. 1 nicht näher dargestellten Mitteln erreichen. In beiden Fällen kann die Auswechslung einer schadhaften Röhre sehr rasch und bequem erfolgen, da hierfür weder ein Anhalten noch ein Einschalten irgendeiner Pumpe oder eines Ventilators erforderlich ist.

Das im Mantel 5 zur Kühlung dienende Wasser muß destilliert und gegebenenfalls entgast sein. Der Strahler 21, der z. B. aus Kupfer oder Aluminium bestehen kann, ist an seiner Oberfläche vorzugsweise so behandelt, daß diese gegen die Korrosionswirkung des siedenden Wassers geschützt ist, was durch Verchromung oder Vergoldung oder sonstwie geschehen kann, um die Bildung eines Oxydhäutchens zu vermeiden, das die Güte des Wärmekontaktes zwischen Strahler und Wasser herabsetzt. Der Strahler 21 wird zweckmäßig periodisch gereinigt, wozu er samt der Röhre aus dem Wassermantel 5 herausgehoben wird. Wie Versuche gezeigt haben, liegt der maximale Temperaturunterschied zwischen dem Strahler 21 und dem siedenden Wasser des Mantels S beim Betrieb der Röhre in der Nähe von io° C,

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was vollständig ungenügend ist, um das gefürchtete Leidenfrostsche Phänomen auftreten zu lassen.

Wie Abb. 2 im Abschnitt zeigt, kann der mit der Anode zu verbindende Strahler 21 erfindungsgemaß auch so ausgebildet sein, daß seine Vorsprünge im Querschnitt die Form von schrägen, zu seiner Achse senkrechten Pyramiden haben, die beispielsweise dadurch erhalten sind, daß man mit einem Drehstahl quer zu den Längsrippen des Strahlers nach Abb. 1 Furchen ausfräst, so daß die obere Fläche 31 der entstehenden Vorsprünge ungefähr waagerecht liegt und die untere Fläche 33 geneigt ist. Abb. 3 a zeigt in Abwicklung einen Teil der Oberfläche dieses Strahlers. Die Fußstärke der Vorsprünge ist gegenüber der Bodenbreite der zwischen ihnen gebildeten Kanäle so groß gewählt und die Oberfläche der einzelnen Vorsprünge im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden Dampfbläschen so groß angenommen, daß ähnlich wie bei der Anodenausführung nach Abb. 1 auch bei der mit Vorsprüngen gemäß Abb. 2 versehenen Anodenoberfläche die dauernde Erneuerung eines mit ihr in Berührung stehenden Flüssigkeitshäutchens stattfindet. Das Freiwerden der Dampfbläschen von der Oberfläche des Strahlers ist dabei durch Auftriebswirkung an den senkrechten Kanten 32 der Vorsprünge und an deren schrägen Flächen 33 durch eine wirbelnde Auftriebbewegung begünstigt, die durch die von den unmittelbar darunterliegenden Rippen kommenden Bläschen hervorgerufen wird. Das Loslösen und die Abführung der Dampfbläschen von dem Strahler vollzieht sich daher mit großer Leichtigkeit, und außerdem ergibt sich auch eine erhebliche Steigerung der Durcheinanderwirbelung der Emulsion von Wasser und Dampf, welche erfmdungsgemäß zur dauernden Erneuerung eines in Berührung mit dem Strahler bleibenden Wasserhäutchens ausgenutzt wird.

Abb. 3 b zeigt eine Abänderung des Strahlers nach Abb. 2 und 3 a, bei der die schachbrettartig angeordneten Pyramiden 31, 32, 33 mit ihren rechteckigen Grundflächen schräg zur Achse des Strahlers liegen, so daß die zwischen den Rippen in senkrechter Richtung verlaufenden Kanäle Zickzackform annehmen, was die Durcheinanderwirbelung der Emulsion aus Wasser und Dampf noch weiter gegenüber der Strahlerbauart nach Abb. 3 a verstärkt. Die durch die pyramidenförmigen Vorsprünge nach Abb. 2 und 3 a bzw. nach Abb. 3 b erzielbare Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Wasser und Strahler gegenüber der Anodenfläche hängt nur von der Form der Pyramiden ab, da eine Verringerung ihrer Abmessungen durch eine Vergrößerung ihrer Zahl ausgeglichen werden kann. Ein Mittelweg zwischen diesen Faktoren läßt sich dadurch finden, daß man den Preis des Ausgangswerkstoffes und die Kosten der Bearbeitung in Betracht zieht. Die Einzelflächen müssen jedoch groß im Vergleich zu den Abmessungen der Dampfbläschen bleiben. Der Strahler nach der Erfindung beansprucht somit um so weniger Raum, je kleiner die Dampfbläschen bei der Gasentwicklung sind, mit der er seiner Ausgestaltung nach zusammenarbeiten soll, d. h., je höher der Betriebsdruck in dem Wassermantel ist.

Abb. 4 zeigt im Querschnitt eine Weiterbildung des Strahlers nach der Erfindung, welche gestattet, an der Grundfläche der an der Anode vorzusehenden Vorsprünge das Wasser in flüssigem Zustand zuzuführen. Zu diesem Zweck sind gemäß Abb. 4 die Böden der Längskanäle 39, die von den radial von der Anode 22 abstehenden und mit dieser durch eine Schweißschicht 23 vereinigten parallelen Rippen 24 begrenzt sind, je mit einer thermisch isolierenden Auskleidung 40 bedeckt, welche die Vermeidung der Verdampfung des Wassers bezweckt, solange dieses die Kanäle 39 nicht verlassen hat. Daraus ergibt sich eine geregelte Führung des Wassers, das durch die Kanäle 39 ankommt, während der Dampf durch die Kanäle 34 zwischen den Rippenkanten 32 nach außen entweicht.

Der mit der Anode zu einem Gesamtkörper zu verbindende, erfindungsgemäß ausgestaltete Strahler kann aus getrennten, beispielsweise gleichen Teilen zusammengesetzt sein, die in Aufeinanderstapelung einen Mantel darstellen, welchen man an der glatten Anode der Elektronenröhre nach irgendeinem an sich bekannten Verfahren befestigt. Abb. 5 a und 5 b zeigen zwei Beispiele von derartigen, zum Aufbau eines Strahlers geeigneten Teilen in der Form von Kreisringen mit abstehenden Ansätzen. Der aus Abb. S a ersichtliche Ring 8 α mit Ansätzen 32, 33 von trapezförmigem Querschnitt wird durch Pressen oder Gießen billig hergestellt, und der in Abb. 5 b wiedergegebene noch billigere Ring 8 b mit den im Querschnitt länglich rechteckigen Ansätzen 31, 32, 33 läßt sich einfach aus einem dicken Blech durch Biegen und Stanzen erzeugen. Abb. 8 a zeigt beispielsweise einen Strahler, der durch Aufeinanderschichten und Aneinanderpressen von nach Abb. 5 a geformten Ringen 8 α gebildet ist, die auf den Anodenkörper 22 mit Druck aufgeschoben sind, und in ähnlicher W^Teise können auch Ringe von der Form des aus Abb. 5 b ersichtlichen Ringes 8 b auf eine glatte Anode aufgebracht sein (Abb. 8b). Durch gegenseitige Verschiebung der radialen Ansätze 32, 33 je zweier aufeinanderfolgender Ringe kann man eine versetzt-schachbrettartige Anordnung aller Ansätze, wie sie Abb. 9 zeigt, bei einem aus den Ringen 8 a oder 8b zusammengesetzten Strahler erzielen. Die Ringe können beim Zusammenbau des Strahlers auch durch thermisches Aufschrumpfen auf die Anode oder auf einen Zwischenzylinder aufgebracht werden.

Eine weitere Herstellungsmöglichkeit für den Strahler besteht gemäß Abb. 7 darin, daß man von einem einzigen bandförmig fortlaufenden Körper z. B. einer mit Ansätzen 31, 32, 33 versehenen Leiste von entsprechendem Profil ausgeht und diese schraubenlinig um den Anodenkörper windet. Man kann mit dieser nach einer Schraubenlinie gebogenen Leiste einen der Ausführung nach Abb. 8 ähnlichen Strahler erhalten, bei welchem der thermische Kontakt zwischen Leiste und

Anode durch die Elastizität des schraubenlinigen Gebildes selbst gewährleistet ist. Ferner kann man den Strahler auch durch Zusammenfügen von gleichen glatten oder gezahnten länglichen Teilen der aus Abb. 6 ersichtlichen Formgebung erzielen, die aus einem gezogenen Stab geeigneten Profils herausgearbeitet sind. Der Zusammenbau dieser mit Höckern 31, 32, 33 versehenen Teile kann wie bei den Dauben eines Fasses durch Bandagieren geschehen.

Um das Gewicht des strahlenden Gebildes zu verringern, kann man für seine Herstellung ein Leichtmetall, z. B. Aluminium, verwenden, das eine genügend hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, um die Übertragung der notwendigen Kalorien zu gewährleisten. Dabei ist es günstig, an der wärmeübertragenden Kontaktfläche des Strahlers eine Auskleidung in Kupfer oder Silber vorzusehen, welche dem Gesamtgebilde die gewünschten thermischen Eigenschaften verleiht.

Abb. 10 und 11 stellen im einzelnen zwei Ausführungsformen des das Kühlmittel und die Anode 22 mit dem Strahler 21 aufnehmenden Mantels S dar, die durch Widerstände oder durch Fliehkraftwirkung einen wesentlichen Teil des durch den Dampf beim Sieden mitgerissenen Wassers abzuscheiden gestatten. Gemäß Abb. 10 dringt die das flüssige Kühlmittel zuführende, isolierende Speiseleitung 2¹J, die einen geringen Durchmesser aufweist, tief in das Innere des Mantels S ein, an dessen Bodenteil sie mit Hilfe einer Dichtungsmuffe befestigt ist. Das gleiche gilt für das am oberen Ende des Mantels 5 vorgesehene isolierende Rohr 29, aus dem der Dampf austritt. Man kann so die Länge des isolierenden Rohres außerhalb des Mantels 5 auf das noch für eine wirksame Isolierung in der Luft genügende Mindestmaß verringern und dabei im Innern des Mantels 5 Rohrstücke von einer für die Isolierung in der Flüssigkeit oder dem Dampf hinreichenden Länge anordnen.

Gemäß Abb. 10 wird sich an dem oberen Teil der Innenfläche des Mantels 5 Dampf entwickeln, der mit der Flüssigkeit eine Emulsion bildet und eine ziemlich beträchtliche Flüssigkeitsmenge bei seinem Entweichen aus dem Flüssigkeitsspiegel 42 durch das Rohr 29 mit sich führt. Um die Trennung der mitgerissenen Flüssigkeit vom Dampf zu erreichen, ist nach Abb. 10 die Länge des Dampfweges durch Einschaltung mehrerer Widerstandswände 43, 44 vergrößert, die beispielsweise mit dem konischen Fortsatz 36 des Strahlers 21 bzw. mit dem oberen Ende des Mantels 5 verbunden sein können.

Der in den Zwischenraum zwischen der Ringwand 43 und dem Strahlerfortsatz 36 eintretende Dampf wird, wie sein in Abb. 10 gestrichelt angedeuteter Weg zeigt, zu einer mehrfachen Richtungsumkehr durch die Wände 43, 44 gezwungen, bevor er den Mantel 5 durch das Rohr 29 verläßt. Zum gleichen Zweck kann an Stelle der Wände 43, 44 jede andere Anordnung von Widerständen, welche sich dem einfachen geraden Anstieg und Abgang des Dampfes widersetzen und diesen zu Umwegen zwingen, ebenfalls benutzt werden. Auch kann die Abscheidung des vom Dampf mitgeführten Wassers statt durch Hemmnisse in der Dampfbahn auch durch Fliehkraftwirkung erreicht werden, wofür die aus Abb. 11 ersichtliche Ausführungsform des Mantels geeignet ist, bei welcher der ansteigende Dampf durch eine Leitung 45 geführt wird, die spiralig sich um den oberen Teil des Mantels herumwindet und in das Dampfaustrittsrohr 29 ausmündet. Die durch die austretende Fliehkraft abgetrennte Flüssigkeit fällt in den die Anode 22 und den Strahler 21 umgebenden Mantel zurück, dem frische Flüssigkeit durch das Rohr 27 zugeführt wird.

Abb. 12 veranschaulicht schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung für die gemeinsame Kühlung der Anoden von mehreren, z. B. drei Elektronenröhren, die mit ihren Strahlern 21a, 21 b und 21 c in einen gemeinsamen Mantel 5 von entsprechend großen Abmessungen tauchen, der mit kaltem Wasser durch die isolierenden Zuleitungen 27 α und 27 b gespeist wird und aus dem der Dampf über den Dampfsammler 26 durch die isolierenden Leitungen 29 α· und 29 b abgeführt wird.

Abb. 13 und 14 lassen zwei vorteilhafte Arten der Abdichtung zwischen Mantel und Röhre erkennen, durch die gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zwischen dem mit der Röhre verbundenen konischen Fortsatz 36 des Strahlers und dem diesen umschließenden Mantel hergestellt wird. Gemäß Abb. 13 folgt bei dem Querschnittsprofil des Strahlerfortsatzes 36 auf einen nach außen gebogenen Teil AB ein geradliniger, beispielsweise unter 45° zur Senkrechten geneigter Teil BC, der den elektrischen Kontakt mit einem ebenfalls schrägstehenden Ringflansch des Mantels 5 herstellt. Der obere Teil CDE des Strahlfortsatzes 36 ist nach außen umgebördelt, so daß das Ende DE senkrecht zum Dichtungsring 36 steht, der auf einem waagerechten Ringflansch des Mantels 5 sitzt, an den sich der Schrägflansch anschließt. Der untere Teil AB des Strahlerfortsatzes 36 hat die Aufgabe, den Dampf, der durch die Dichtung zu entweichen sucht, an dieser in der Richtung des Pfeiles 46 vorbeizulenken und nach dem vom Dampfsammelraum über dem Flüssigkeitsspiegel 42 des Mantels 5 ausgehenden Austrittsrohr 29 zu leiten.

Wenn bei der Kühlvorrichtung nach Abb. 13 zum Röhrenwechsel nach Herausziehen der benutzten Röhre aus dem Mantel 5 in diesen die neue Röhre eingesetzt wird, kann der Fall eintreten, daß das umgebördelte Ende DE des konischen Fortsatzes 36 des Strahlers dieser frischen Röhre nicht genau auf die gleiche Stelle des nicht erneuerten Dichtungsringes 37 zu liegen kommt, an dem die vorhergehende Röhre eine Furche ausgehöhlt haben kann, was ein Entweichen von Dampf über die Dichtung zur Folge haben kann. Daher empfiehlt sich, bei der Kühlvorrichtung nach Abb. 13, vor dem Einsetzen einer neuen Röhre einen Austausch des Dichtungsringes 37 durchzuführen. Diese Maßnähme kann ziemlich langwierig sein, weil sie nicht

nur die Entfernung des alten Dichtungsringes, sondern auch das genaue Auflegen und Verpassen des neuen Dichtungsringes erfordert.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit kann die in Abb. 13 wiedergegebene Kühlvorrichtung derart gemäß Abb. 14 vervollkommnet werden, daß eine selbsttätige Auswechselung des Dichtungsringes 37' gleichzeitig mit dem Ersatz der Röhre stattfindet. Zu diesem Zweck ist nach Abb. 14 der Dichtungsring 37' fest an dem konischen Fortsatz 36 des Strahlers der Röhre gehalten, der hierfür, wenn nötig, ein gegenüber Abb. 13 etwas geändertes Ouerschnittsprofil erhalten kann. Nach Abb. 14 ist der umgebördelte Endteil CDE des Profils des Strahlerfortsatzes 36, der sich an den auf den gebogenen Anfangsteil AB folgenden, den elektrischen Kontakt mit dem Mantel 5 herstellenden geradlinigen Teil BC anschließt, zu einem Halbkreis erweitert, so daß am Fortsatz 36 eine umlaufende Nut gebildet ist, in welcher der Dichtungsring 37' eingeklebt und dadurch an der Röhre befestigt ist. Wenn diese in den Mantel 5 eingesetzt ist, stützt sie sich mit dem Dichtungsring auf dem schrägen Endflansch des Mantels 5 ab, der daher in den Dichtungsring eingedrückt wird.

Wie Abb. 15 zeigt, kann bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlvorrichtung die Durcheinanderwirbelung der aus Dampf und Wasser bestehenden Emulsion dadurch verstärkt werden, daß mit Hilfe einer den Strahler innerhalb des Mantels mit Abstand umgebenden zylindrischen Wandung die Thermosiphonwirkung begünstigt wird, die sich zwischen dem heißeren Dampf und dem weniger warmen Wasser zu entwickeln sucht. Gemäß Abb. 15 ruht der einen Strahler 21 mit Rippen tragende Anodenkörper 22 mit Hilfe des konischen Strahlerfortsatzes 36 unter Zwischenfügung einer Dichtung auf dem Ringflansch 37 des oberen Endes des Mantels 5, der an seinem Boden über einen Rohrstutzen 27 mit Flüssigkeit gespeist wird. Der Dampf wird durch das einen großen Querschnitt aufweisende Rohr 29 gesammelt, und gegebenenfalls werden auf seiner Bahn Wirbelungen mit Hilfe irgendeines geeigneten Mittels, z. B. durch Einfügung mehrerer Widerstandswände, erzeugt. Innerhalb des Mantels 5 ist konzentrisch zur Anode 22 eine diese mit Abstand umgebende Wand 47 von z. B. zylindrischer Gestalt vorgesehen, die am Mantel 5 oder am Strahler befestigt sein kann und um welche die Emulsion aus Dampf und Wasser in der Richtung des Pfeiles 48 herumströmt, während der Pfeil 47' den aus dem Wasserspiegel 42 herausführenden Weg des Dampfes allein angibt.

Die Dichte der Emulsion aus Wasser und Dampf nimmt in der Nähe des Anodenkörpers 22 und des Strahlers 21 ab, wo die Dampfbildung erfolgt, wodurch der Dampf zwischen dem auf der Anode 22 sitzenden Strahler 21 und der Zylinderwand 47 nach oben gezogen wird. Es tritt so an dem unteren Teil des Anodenkörpers 22 und des Strahlers 21 eine Ansaugung von Flüssigkeit auf, welche zwischen die Zylinderwand 47 und den Strahler 21 das Wasser oder die dichtere Emulsion unter Verlust eines Teiles Dampf zwischen der Zylinderwand 47 und dem Mantel 5 einzuziehen sucht. In der Pfeilrichtung 47' entweicht der Dampf aus dem Mantel 5 durch das über dem Flüssigkeitsspiegel 42 liegende Rohr 29.

Die zylindrische Wand 47 steuert bei der Vorrichtung nach Abb. 15 die Bewegung der Flüssigkeit und der aus Dampf und Wasser bestehenden Emulsion derart, daß sie sich in der Längsrichtung gemäß Pfeil 48 vollzieht, und gestattet eine Drehung mit nach außen gerichteter radialer Geschwindigkeit in dem Raum zwischen dem Strahler 21 und der Zylinderwand 47. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit nach dem Strahler 21 durch die Fliehkraftwirkung zurückgeführt. Diese Gestaltung der Bahn der Flüssigkeit hat ferner zur Wirkung, daß eine Erhitzung der ganzen Masse der Flüssigkeit auf nahezu 100⁰C gewährleistet ist, was die Abführung der Kalorien durch Bläschenbildung begünstigt, indem dadurch die Bildung von großen, in der ganzen Flüssigkeitsmasse entstehenden Dampfbläschen ermöglicht und das Sieden der Flüssigkeit in der ganzen Masse der Mantel füllung sogar an deren Oberfläche begünstigt wird.

Abb. 16 zeigt die Ausführung der Siedekühlvorrichtung nach der Erfindung bei einer Anode 22, die abweichend von den meist üblichen Anodenformen als am einen Ende geschlossener und am anderen Ende in eine zweimal rechtwinklig umgebogene Verlängerung übergehender Zylinder ausgebildet ist, zu dessen Zylinderfläche die Fläche des zweiten abgewinkelten Teiles 22 α seiner Verlängerung parallel ist. Diese Anodenform wird insbesondere in Hochleistungsröhren für kurze Wellen verwendet, da sie gestattet, die Abstände zwisehen den verschiedenen Elektroden ebenso wie deren Abmessungen zu verringern. Der Anodenkörper 22 ist gemäß Abb. 16 mittels eines konischen Zwischenteils 22 b, der an einen von der Anode ausgehenden Ringflansch 70 angeschweißt ist, mit dem Röhrenkolben 65 verbunden, von dem nur ein Teil in Abb. 16 wiedergegeben ist. Der innere zylindrische Teil 22 der Anode ist von einem ersten Mantel 66 umgeben, der an seinem unteren Teil durch einen Rohrstutzen 27 von geringem Querschnitt von einem Kühlmittelbehälter aus gespeist wird.

Die Kühlmittelzufuhr zum Mantel 66 wird so bemessen und geregelt, daß die Flüssigkeit dauernd an dem oberen Rand 42 des Mantels 66 trotz der durch die Nähe der Oberfläche des Anodenkörpers hervorgerufenen Verdampfung von Flüssigkeit überläuft und in der Form von Tröpfchen 67 nach dem unteren Teil eines zweiten Mantels 68 herabfällt. Aus dem Mantel 68 wird dann die Flüssigkeit durch ein Rohr von geringem Querschnitt 69 abgeführt und zum Speisebehälter zurückgeleitet. Auf dem inneren zylindrischen Teil 22 der Anode kann ein erfindungsgemäß z. B. nach Abb. 8. ausgebildeter Strahler angebracht sein. Der entstehende Dampf entweicht an dem oberen Teil des Anoden-

Zylinders 22 aus dem mit dem Überlaufrand 42 des Mantels 66 zusammenfallenden Flüssigkeitsspiegel. Die Trennung von Flüssigkeit und Dampf vollzieht sich leicht in dem äußeren Mantel 68, aus dem der Dampf mittels eines Rohres 29 von großem Querschnitt zusammengefaßt und nach einem gegebenenfalls einen Kondensator speisenden Sammler geleitet wird, während ein Teil des Kühlmittels in der Form von nichtverdampfter Flüssigkeit gesammelt und nach dem Speisebehälter geleitet wird.

Der innere Behälter 66 allein wird mit einem konstanten Flüssigkeitsspiegel 42 gespeist, was entweder mit Hilfe eines höher gelegenen Hauptbehälters oder von einem nicht überhöhten Behälter aus mittels einer Umlaufpumpe von sehr schwacher Leistung oder unter Anwendung einer durch Dampf injektorartig erzeugten Saug- oder Mitnahmewirkung erreicht wird. Im allgemeinen kann die Anordnung für die Kühlmittelspeisung so getroffen werden, daß das durch das Rohr 69 aus dem Mantel 68 abströmende Wasser in einen niedriger als der Mantel 66 liegenden Behälter geleitet und die Konstanz des Flüssigkeitsspiegels 42 in dem Mantel 66 durch eine Pumpe aufrechterhalten wird, während der im Rohr 29 gesammelte Dampf in einem Hilfskondensoc kondensiert werden kann. In der Bahn der Emulsion von Wasser und Dampf können mehrere Widerstände zwischen dem oberen Rand 42 des inneren Mantels 66 und dem Boden des äußeren Mantels 68 zur Erleichterung der Abscheidung des Wassers aus der Emulsion vorgesehen sein. Der Mantel 68 bildet mit der Hülle 65 der Röhre dadurch eine dichte Gesamtheit, daß der Ringflansch 70 auf einem Schulterteil des äußeren Mantels 68 unter Zwischenfügung irgendeines geeigneten Dichtungskörpers aufruht und dabei die Abdichtung durch Schwergewichtswirkung infolge der Abstützung der Röhre 65 auf dem Mantel mittels des Ringflansches 70 gewährleistet ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Siedekühlung einer Elektronenröhre mit äußerer, mit der Kühlung dienenden Vorsprüngen versehener Anode durch eine sich in einem umschließenden Mantel an dieser entlangbewegende und durch sie im Betrieb der Röhre zur Verdampfung gelangende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verdampfen der Flüssigkeit hervorrufende Anodenoberfläche mit massiven Rippen oder Höckern versehen ist, deren Fußstärke gegenüber der Bodenbreite der von den Rippen oder Höckern begrenzten Kanäle so groß gehalten ist, und daß die Oberflächen der einzelnen Vorsprünge so groß im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden Dampfbläschen sind, daß ein mit der Anodenoberfläche in Berührung stehendes Flüssigkeitshäutchen an allen Punkten der Anode dauernd erneuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker aus einem Stapel von Ringen (8 a oder 8b) mit kurzen und dicken Zähnen (31, 32, 33) bestehen, die auf der Anode (22) aufgebracht sind und mit ihr in dichter thermischer Berührung stehen (Abb. 5 a, 8 a oder 5 b, 8 b).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker (31, 32, 33) auf länglichen Leisten angeordnet sind, die in der Art der Dauben eines Fasses miteinander vereinigt und auf der Anode (22) gehalten sind oder in fortlaufender schraubenliniger Bahn den Anodenkörper (22) umfassen (Abb. 6 oder 7).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Anode (22) vorgesehenen Rippen oder Höcker (21) von einer zylindrischen Wand (47) umschlossen sind, die gleichachsig zur Anode (22) und mit Abstand vom flüssigkeitsgefüllten Mantel (5) derart angeordnet ist, daß sie die Thermosiphonwirkung in diesem begünstigt (Abb. 16).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode an ihrem über dem Flüssigkeitsraum des Mantels (5) liegenden Ende in einen vorzugsweise konischen, die innere Begrenzungswand des Dampfsammeiraumes (28) und eine Leitfläche für den Dampf nach dem Auslaß (29) bildenden Fortsatz (36) übergeht (Abb. 1 und 2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantel (5) und dem konischen Fortsatz (36) der Anode ein Dichtungsring (37 bzw. 37') eingefügt ist, der auf einer Ringschulter des oberen Endes des Mantels (5) aufliegt und auf dem der Fortsatz (36) der Anode (22) und damit die Röhre aufruht (Abb. 13 und 14).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (S) über dem Flüssigkeitsspiegel (42) in dem Weg des Dampfes Widerstandswände (43, 44) vorgesehen sind, welche die Bahn des Dampfes vergrößern und diesen zur Richtungsumkehr veranlassen (Abb. 10).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Anodenpotential gebrachte Kühlmittelmantel (5) von dem übrigen Teil des Kühlmittelumlaufes durch isolierende Rohrleitungen (27, 29) elektrisch getrennt ist, die tief in den Innenraum des metallischen Mantels (5) eindringen und die Entweichungswege in der Flüssigkeit und dem Dampf entsprechend verlängern (Abb. 10).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Anode (22) oberhalb der Höcker oder Rippen in eine diese mit Abstand umgebende und zur Anode (22) selbst parallele Verlängerung (22 a) übergeht und durch diese Verlängerung (22 a) mit dem das flüssige Kühlmittel enthaltenden Mantel (68) in Verbindung steht,

109 542/15

während zwischen der durch die freien Enden der Höcker oder Rippen bestimmten Anodenumfläche und der Innenfläche der Anodenverlängerung {2,2.0) mit Abstand von diesen beiden Flächen ein mit einem Rohrstutzen für die Kühlflüssigkeitszufuhr versehener und am oberen Ende offener Zwischenmantel (66) angeordnet ist (Abb. 16), dem ein dauernder Strom von frischer Kühlflüssigkeit zugeleitet wird (27), die nach dem Überlauf in den äußeren Mantel durch eine vom Dampfauslaß (29) getrennte besondere Leitung (69) abgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 160351, 169566, 251346, 254946, 280836, 284117, 397218, 496461, 541780, 546156, 547090, 598626, 632 821, 639 336, 645 892, 648 190, 650 177, 697721, 718 031, 747341; ao

österreichische Patentschriften Nr. 87 501, 122 941;

schweizerische Patentschriften Nr. 117 881, 235 639. 237258, 257215;

französische Patentschrift Nr. jyy 077; britische Patentschriften Nr. 418920, 430129,

497 359;

USA.-Patentschriften Nr. 1 903 945, 1 923 521,, 1924368, 2 110 774, 2 362 911, 2440245;

Druckschrift »25 Jahre Telefunken«, 1928, S. 138;

Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. IV, S. 10 (Anmeldung A 80273 VIII c/2 ig);

deutsche Patentanmeldung A 5595 VIIIc/2ig (bekanntgemacht am 1. 2. 1940) [jetzt Patent Nr. 879130].

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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