DE975138C - Vorrichtung zur Siedekuehlung einer Elektronenroehre mit aeusserer Anode - Google Patents

Description

Gemäß dem Patent 974683 wird eine praktisch bestens befriedigende Vorrichtung zur Siedekühlung einer Elektronenröhre mit äußerer, mit der Kühlung dienenden Vorsprüngen aufweisender Anode durch eine sich in einem umschließenden Mantel an dieser entlangbewegende und durch sie im Betrieb der Röhre zur Verdampfung gelangende 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 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.

Bei dieser Anodenkühlvorrichtung gelten für die Ausgestaltung und Anordnung der Höcker des mit der Anode vereinigten Wärmeabieiters, um dessen

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Wirksamkeit auf ein Höchstmaß zu bringen, die folgenden durch theoretische Überlegungen und praktische Versuche gewonnenen Richtlinien:

1. Die Seiten der Hocker müssen große Oberflächen im Vergleich mit den Abmessungen der entstehenden Dampf blasen aufweisen;

2. die Höhe der Hocker ist so zu bemessen, daß deren Enden auch bei stärkster Verdampfungswirkung des Wärmestrahlers in unvexdampfte Flüssigkeit getaucht bleiben;

3. das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der Hocker an deren Fuß und der Höhe der Hocker muß hinreichend groß sein, um einen möglichst geringen Widerstand gegen die Fortpflanzung des großen Wärmeflusses zu erreichen, der sich aus der sehr kräftigen spezifischen Strahlungsfähigkeit der Anodenoberfläche ergibt;

4. der zwischen den Höckern frei gelassene Raum muß gleich dem Mehrfachen des Volumens der Hocker unter gleichzeitiger Wahrung des Minimums an Zwischenraum zwischen den Füßen der Hocker sein.

Diesen verschiedenen Bedingungen wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung zur Siedekühlung einer Elektronenröhre der eingangs beschriebenen Bauart in vorteilhafter Weise dadurch genügt, daß bei der Anode die Hocker aus je einem Pyramiden- oder kegelstumpfförmigen Fußteil mit einer zwischen den unmittelbar nebeneinanderliegenden Höckern einen weit offenen Flächenwinkel ergebenden Schräge und aus einem sich anschließenden, angenähert parallelepipedischen oder zylindrischen Körper gebildet sind. Die Verjüngung der Fußteile der Hocker kann vorzugsweise so gewählt werden, daß die aneinanderstoßenden Schrägflächen zweier benachbarter Hocker einen Winkel von etwa 90⁰ einschließen, und die Höhe des Kopfteiles des Höckers wird zweckmäßig größer als die Höhe des Fußteiles bemessen.

Erfindungsgemäß wird, wie die Praxis gezeigt hat, nicht nur eine außerordentlich rasche Weiterleitung der von der Anode erzeugten Wärmemenge in mit stark verbreitenden Füßen vom- Anodenmantel ausgehenden Höckern erzielt, sondern gleichzeitig auch eine dauernde Bespülung der äußeren Höckerenden mit Flüssigkeit infolge der hierfür genügenden Höhe der Hocker gewährleistet. Ferner wird durch den großen öffnungswinkel zwischen den einander schneidenden Schrägflächen der pyramiden- oder kegelstumpfförmigen Höckerfüße auf einfache Weise die Voraussetzung dafür geschaffen, daß an den Grundflächen] der Hocker das Kühlwasser stets in flüssigem Zustand zuströmt und seine Verdampfung an diesen Stellen der Anode vermieden wird, was auch eine geregelte Führung der Kühlflüssigkeit zur Folge hat, tue zwischen den Schrägflächen ankommt, während der Dampf durch die zwischen den prismatischen oder zylindrischen Kopfteilen der Hocker entweicht.

Die Zeichnung veranschaulicht im Teilquerschnitt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anode einer Elektronenröhre für die Anodenkühlvorrichtung nach dem Patent 974683 bei- j spielsweise in einer Ausführungsform. Die Zylinderwand 1 dieser Anode ist mit übereinander angeordneten Ringreihen von unmittelbar nebeneinanderliegenden Höckern 2 versehen, die von Reihe zu Reihe gegeneinander versetzt sind und mit der Anodenwand aus einem Stück gefertigt sein können. Jeder Hocker 2 besteht aus einem von der Anoden wandung 1 ausgehenden pyramiden- odef kegelstumpfförmigen Fußteil 3 und einem sich an diesen anschließenden angenähert oder praktisch parallelepipedischen Kopfteil 5. Die Schrägflächen der Fußteile 3 je zweier unmittelbar benachbarter Hocker 2 schließen einen, weit offenen Winkel 4, z. B. von 90⁰, ein, und die Höhe des Kopfteiles 5 ist etwas größer als die Höhe des Fußteiles 3 der Hocker.

Das Verhältnis der Breite bzw. des Durchmessers ι der Grundfläche des pyramiden- bzw. kegelstumpfförmigen Höckerfußteiles zur Bogenentfernung p der Grundflächenmitten wird zweckmäßig kleiner als 1 und größer als 0,6 gewählt und das Verhältnis der Höckerhöhe k -zu der Entfernung p größer als 0,5 und kleiner als 2 bei einem unter Atmosphärendruck arbeitenden Wärmestrahler angenommen. Die Entfernung^ kann dabei je nach der Größe der Anode zwischen 1 und 4 cm betragen. Diese Verhältnisse gelten sowohl mit Bezug auf den Abstand der waagerecht neben- wie der senkrecht übereinanderliegenden Hocker.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung kann eine nach dem Patent 974683 zu einem Wärmestrahler ausgestaltete und durch Flüssigkeitsverdampfung gekühlte Elektronenröhrenanode nach der Erfindung dadurch erfahren, daß die Hocker, damit mindestens ein Teil von ihnen bei allen Betriebs- und Wärmeableitungsverhältnissen der Röhre in sich im flüssigen Zustand befindendes ioo Wasser taucht, eine um so größere Höhe erhalten, je näher sie dem Flüssigkeitsspiegel des Wassers in dem die Anode umgebenden Mantel sind. Die daraus sich ergebende Kegelstumpfform der die freien Enden der Hocker einhüllenden Fläche hat die günstige Wirkung, daß sie die Erzielung sehr hoher Werte der Wärmeabführung und Wärmezerstreuung ermöglicht, was insbesondere auch ein Arbeiten der Röhre bei kurzzeitiger Überlastung gestattet, in denen an der Grundfläche der Hocker eine mit dem Leidenf rostschen Phänomen verbundene Erhitzung zulässig ist. Nach dem Aufhören der Überlastung tritt dann der normale Wärmeableitungsvorgang dadurch in diesen Zonen wieder ein, daß die Enden der Hocker infolge des Andauerns ihrer Berührung mit dem Wasser genügend kalt bleiben.

Wenn die Hocker an der Anode in nicht symmetrischen Schraubenliniieni angeordneit sind, kann in der Gesamtheit der Wassermasse im Mantel eine Drehwirkung entstehen, die Fliehkräfte hervorrufen kann, welche ein Loslösen des Wassers vom Anodenkörper veranlassen und dadurch das einwandfreie Arbeiten der Kühlvorrichtung beeinträchtigen. Das Auftreten dieser Fliehkräfte kann in einfacher Weise dadurch verhindert werden, daß

in den Raum zwischen der als Wärmestrahler ausgestalteten Anode und der Innenfläche des das Kühlwasser enthaltenden Mantels mehrere Scheidewände in praktisch radialen Ebenen eingebaut werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. 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, bei der 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, nach Patent 974683, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anode die Hocker je aus einem pyramiden- oder kegel stumpfförmigen Fußteil mit einer zwischen den unmittelbar nebeneinanderliegenden Höckern einen weit offenen Flächenwinkel ergebenden Schräge und aus einem sich anschließenden, angenähert parallelepipedischen oder zylindrischen Kopfteil gebildet sind.
2. 2. Vorrichtung zur Siedekühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode nach Patent 974683, dadurch gekennzeichnet, daß bei der durch kurze und dicke Hocker zu einem Wärmestrahler geformten Anode die Hocker eine um so größere Höhe aufweisen, je näher sie dem Flüssigkeitsspiegel in dem die Anode umschließenden Mantel, sind.
3. 3. Vorrichtung zur Siedekühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode nach Patent 974683, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen der als Wärmestrahler ausgebildeten Anode und dem diese umgebenden Mantel radiale Scheidewände eingebaut sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Belgische Patentschrift Nr. 504253.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungeni

   ©«09 660/361 10.56 (109 651/2 8.61)