DEV0005355MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 15. Januar 1953 Bekanntgemacht am 1. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von Körpern zwecks kontinuierlicher Wärmeabführung von denselben, wobei eine Z wischen ■ schicht zwischen dem zu kühlenden Körper und 5 dem Kühlmittel vorhanden ist, zumindest an jenen Stellen der Körperoberfläche, auf die ein Kühl- | mittelstrom auftrifft. Die Zwischenschicht ist mit dem Material der zu kühlenden Körperfläc'hen und ί gleichzeitig mit mindestens einer Materialkompo-,o nente deis auftreffenden Kühlimittelstromes artver- ; wandt. Diese Materiailkomponente gehört gleiich-I zeitig einer Gruppe von Materialien an, die gute i Wärmeleitfähigkeit besitzen.

Bei der Einrichtung zur Durchführung des Kühl-5 Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche des zu kühlenden Körpers, mindestens stellenweise, mit einer Zwischenschicht bedeckt, die sich unter Vermeidung jeder dlie Wärmeleitung beeinträchtigenden Trennschicht in alle Poren und Unebenheiten der zu kühlenden Oberflächen erstreckt und einen guten Wärmekontakt zwischen diesen und dem Kühlmittel herstellt. Hierzu besteht die Zwischenschicht aus einem Material, das demjenigen der zu kühlenden Körperflächen und_; mindestens einer Materialkomponente des Kühlmittels artverwandt ist. Für das Kühlmittel sind Einrichtungen vorhanden, die dasselbe in einem kontinuierlichen Strom auf die Zwischenschicht der zu kühlenden Körperflächen leiten und dort insbesondere jene Materialkomponente des

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Kühlmittels, die diem Material der Zwischenschicht artverwandt ist, in enge Berührung mit derselben bringen. Hierbei bewirkt diese Materialkomponente des Kühlmittels, infolge ihrer Zugehörigkeit zu einer Gruppe von Materialien guter Wärmeleitfähigkeit, in besonderem Maße die Wärmeabführung von den beaufschlagten Körperoberflächen.

Auf den mannigfachsten Gebieten der Technik

ίο stellt sich das Problem, sich im Betrieb·erhitzende Körper zu kühlen. Dabei kann es sich bei den Körpern um flächenhafte Gebilde, Drähte, Düsen usw. handeln. . _:

Es ist bekannt, daß bei zahlreichen Einrichtungen und Apparaturen der Wirkungsgrad von der maxitnal zulässigen Arbeitstemperatuir gewisser Teile abhängig ist. Main denke hier bei spiels weise nur an die Anode von Elektronenröhren, Düsen, Drähte von Temperatursitrahlern uisw. In allen diesen Fällen stellt sich die Aufgabe, die momentan auftretenden großen Wärmemengen räscheBtens abzuführen, damit eine Überlastung des Materials, aus dem der betreffende Körper besteht, nicht eintritt. Es wurde bereits versucht, mit verdampf baren Teilchen in einem Gasstrom von kleinen Flächen Wärme abzuführen, ebenso mit Flüssigkeiten auch metallischer Natur; .alle diese Verfahren führten jedoch nicht zum gewünschten Erfolg, da es nicht gelang, zwischen dem Kühlmittel und 'der zu küh-Lenden Fläche einen entsprechend engen Kontakt zum Wärmeübergang herzustellen. Alle diese heute bekannten Kühlmethoden gestatten daher eine momentane Wärmeabfuhr nicht, so daß, wie schon eingangs angedeutet, in sehr vielen Fällen mit niedrigeren Wirkungsgraden, d. h. niedriger Temperatur belastung der Körper, gearbeitet werden, muß. Der Grund, weshalb die heute allgemein üblichen Kühlverfahren versagen, ist im folgenden zu sehen:
Alle bis heute bekannten gasförmigen oder flüssigen Kühlmittel sind schlechte Wärmeleiter, und es ist daher unvermeidlich, daß eich die Wärme auf der zu kühlenden Fläche an der Übergangsstelle zum Kühlmittel staut. Diese Wärmestauung kann bei fließenden Kühlmitteln noch verstärkt werden, wenn sie nach Aufnahme von Wärmeenergie noch eine Zeitlang, beispielsweise durch Wirbelbildung, im zu kühlenden Bereiche verbleiben. Der Wärmeübergang von einer zu kühlenden Fläche auf das Kühlmittel ist aber ebenfalls sehr unvollkommen.

Jede feste Schicht hat bei noch so guter mechanischer Bearbeitung oder auch nach chemischer Behandlung eine rauhe und unebene Oberfläche. Diese Unebenheiten bedingen bei. der bisherigen Kühlung das Verbleiben von Luftrüekstäriden und damit Lücken und Fugen zwischen zu kühlender Fläche und Kühlmittel. Bei Erwärmung der Kühlfläche dehnt sich die Luft in den Zwischenräumen erheb-

. lieh aus und verhindert an vielen Stellen eine direkte innige Berührung des Kühlmittels mit der zu ' kühlenden Fläche und damit einen einwandfreien Wärmeübergang auf das Kühlmittel. Dazu kommt noch, diaß eine Oxydschicht, eine unvermeidliche Wasserhaut oder VerunTeiniigungsschichten, .die bekanntlich auch durch lang andauerndes Erhitzen nicht 'entfernbar sind, ihrerseits eine Trennschicht bilden, die dem Wärmeübergang hinderlich . ist.

Selbst in solchen Fällen, wo es gelingt, derartige unerwünschte Trenmschichten zwischen den zu kühlenden Flächen eines Körpers und dem Kühlmittel zu beseitigen und während des Betriebes zu vermeiden, ist der Wirkungsgrad der Kühlung nach den üblichen Verfahren unbefriedigend. Dies rührt vor allem von der meist schlechten Wärmeleitfähigkeit der bisher verwendeten Kühlmittel flüssigen und gasförmigen Aggregatzustandes her.

Das Kühllverfahren gemäß der Erfindung beseitigt diese beiden Mängel der bisherigen Kühlung von Körpern mittels flüssiger oder gasförmiger Kühlmittel. Einerseits ist der zu kühlende Körper, zumindest an jenen Oberflächenstellen, an denen afJr Kühlmittelstrom auf trifft, mit einer Zwischenschicht versehen, die den Wärmetransport aus den zu kühlenden Körperflädhen fördert, wozu sie aus einem Material besteht, das mit demjenigen der zu küh- !enden Flächen artverwandt ist. Das die Kühlung bewirkende Kühlmittel weist ebenfalls mindestens eine Materialkomponente auf, die mit der Zwischenschicht artverwandt ist und gleichzeitig gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.

In 'einer vorzugsweisen Ausführung des Verfahrens ist in dem die Kühlung bewirkenden Kühlmittel mindestens eine Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit vorhanden, die ein Molekulargewicht besitzt, das angenähert gleich groß ist wie das Molekulargewicht des Materials, aus dem die Zwischenschicht besteht. Ferner kann in einer weiteren beispielsweisen Ausführung die dem Kühlmittel beigefügte Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit mit dem Material identisch sein, aus dem die Zwischenschicht besteht, so daß dieselbe ständig neu- und nachgebildet wird.
^: Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so gestaltet, daß ein kontinuierlicher KühP mittelstrom auf die zu kühlenden, mit einer Zwi-■sehenschnellt versehenen Körperflächen prallt und dabei insbesondere dessen Materialkomponente gülter Wärmeleitfähigkeit mit der Zwiisohenschicht in enge Berührung gebracht wird, was eine besonders wirksame Wärmeabführung ergibt.

Eine beispielsweise Ausführung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in einer elektrischen Entladungsröhre bzw. deren Anode. In dem vorliegenden Beispiel besteht die Anode aus Gold, und ihr wird ein Kühlmittelstrom zugeführt, der mindestens zum Teil aus Quecksilber besteht. Das Quecksilber wird der zu kühlenden Stelle der Goldschicht zugeführt, dringt in die Oberfläche der Goldischicht unter Amalgamhildung ein und bildet eine neue Oberfläche aus flüssigem Quecksilber. Damit entsteht eine innige Verbindung zwischen dem Anodenmaterial, also der Goldplatte, und dem Quecksilber, die einen vollkommen stauungsfreien. Wärmeübergang gestattet. Irgendwelche Trennschichten, wie eingangs erwähnt, bestehen nicht mehr, und auch eine Wärmestauung durch einge-

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schlossene Luftblasen oder Oberflächenungenauiigkeirten ist ausgeschlossen.

Da das Quecksilber ein praktisch gleiches Molekulargewicht wie das Gold hat, kann auch die Wärmeabgabe vollkommen erfolgen.

Es erfolgt weiterhin die Zuführung eines zusätzlichen Kühlmittelstromes, beispielsweise Wasser, der seinerseits nun dem Quecksilber die aufgenommene Wärme entzieht und somit die unmittelbare ίο Wiederverwendung des Quecksilbers zu Kühlzwekken ermöglicht.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Einrichtung zur Durchführung desselben sind nachstehend an Hand von Fig. ι und 2 beschrieben, wovon darstellt

Fig. ι eine beispielsweise Ausführung des Prinzips des Kühlverfahrens in schematiseher, stark vergrößerter Wiedergabe,

Fig. 2 eine weitere beispielsweise Ausführung des Kühlverfahrens bei rohrartigen Gebilden;

Fig. 3 zeigt eine schema tische Darstellung des Kühlprinzips für die beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 4,

Fig. 4 den schein at is eben Aufbau einer Röntgenröhre,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt der Anode der Röntgenröhre nach Fig. 4,

Fig. 6 einen H or izonta !schnitt dar Anode nach

Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Führung des Kühlmittels.

Eine beispielsweise Darstellung des Prinzips des Küblverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt schematisch und in stark vergrößertem Maßstab die Fig. 1. Die zu kühlende Körperfläche 1 ist im 'Querschnitt wiedergegeben und: besitzt eine mit unvermeidlichem Unebenheiten behaftete Grenzfläche 2, auf der eine Zwischenschicht 3 vorgesehen ist. Gegen diese Zwischenschicht ist ein Kühlmittelstrom 4 gerichtet, dessen Strömungs>richtung die Pfeile 5 und 6 andeuten. Besitzt die Körperfläche 1 eine höhere Temperatur als der Kühlmittelstrom 4, so entsteht im Körper 1 ein Temperatuirgef alle, dessen Richtung (von höherer zu niedrigerer Temperatur) durch die Pfeile 7 angedeutet ist. Der Energietranspoirt, im üblichen Sprachgebrauch auch »Wärmeistrom« genannt, erfolgt ebenfalls in Richtung der Pfeile 7, also von der heißeren Körperfläche ι zur Zwischenschicht 3 und dem Kühlmittel-So strom 4.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine Körperflache ι bzw. deren Grenzfläche 2 nur unter großen Schwierigkeiten und bedeutendem technischem, Aufwand völlig rein von Eremdsuhstanzen gemacht werden kann. Völlig unmöglich ist es aber, eine derart gesäuberte Grenzfläche 2 während längerer Zeit in diesem Zustand zu erhalten, insbesondere wenn es sich um die zu kühlende Körperfläche eines betriebsmäßig stark erhitzten Apparateteils handelt.

Existiert aber während dies Betriebes einer zu kühlenden Körperfläche ι ein mehr oder weniger zu-

. ■: sammenhängender Belag von irgendwelchen Fremdsubstanzen auf seiner Grenzfläche 2, sei es nun, daß diese Fremdsubstanzen aus chemischen Verbindungen zwischen dem Material der Körperfläche 1 und der gasförmigen oder'flüssigen Umgebung gebildet sind oider aus adsorbierten gasförmigen oder flüssigen Partikeln bestehen, so stellt ein solcher Belag für den Wärmedurchgang von der' Körperfläche 1 zum Kühlmittel 4 eine Trennschicht dar und bewirkt eine unerwünschte Wärmestauung, die den Wirkungsgrad der Kühlung stärk beeinträchtigen kann. Diese nachteilige Wirkungsweise solcher Trennschichrten beruht auf der ungeordneten Struktur derartiger Beläge, die meist poröse oder schwammartige Gebilde darstellen und schlechte Wärmeleitfähigkeit bzw. beträchtliche Wärmestauungen ergeben können, auch wenn die Schichtdicke gering ist.

Nach der Erfindung wird die Entstehung von irgendwelchen unerwünschten Trennischichten verhindert, indem auf die Grenzfläche 2 der zu kühlenden Körperfläche 1 eine Zwischenschicht 3 aufgebracht wird, und zwar in einer Weise, daß die Anwesenheit auch nur minimaler Mengen von Fremd-Substanzen an der Grenzfläche 2 und innerhalb der Zwischenschicht 3 sicher vermieden ist. Derartige Zwischenschichten können je nach Art des Materials der Köirperfläiche 1 und desjenigen der ■Zwischenschicht 3 nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden, insbesondere durch Aufdampfen im Vakuum, durch Kathodenzerstäubung, Adsorption, Absorption, Diffusion,, ferner mittels Elektrolyse und elektrochemischer Verfahren sowie durch chemische Methoden, durch Einbrennen, Oberflächenbehandlung mittels geschmolzener Substanzen und durch Einreiben.

Das Material, aus dem die Zwischenschicht 3 besteht, muß artverwandt sein mit dem Material .der zu kühlenden Körperfläche 1. Das Kennzeichen » artverwandt« soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Material bezeichnen, das sich auf der jeweils vorhandenen Körperfläche 1 in Form einer relativ dünnen Zwischenschicht aufbringen läßt, das an der Grenzfläche 2 stark haftet, gegebenenfalls dort einen Mischkörper bildend, das bei den Betriebstemperaturen der Körperfläche 1 beständig ist und dauernd eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, so daß der Wäirmestrom inPfeilrichtung 7 von der Körperfläche 1 ohne merkliche Wärmestauung an der Grenzfläche 2 in die Zwischenschicht 3 gelangen kann.

Die Wärmeabführung von der Zwischenschicht 3 erfolgt durch einen auf dieselbe auf treffenden Kühlmittelstrom 4, der entweder, wie in Fig. 1 schematisch durch verschieden große Partikel angedeutet, aus verschiedenen Maiterialkomponenten oder auch aus einem einheitlichen Material bestehen kann. Der Kühlmittelstrom 4 kann dabei, Materialkomponenten festen, flüssigen und gasförmigen Aggregat-ζuStandes umfassen, muß aber mindestens eine Materialkomponente enthalten (in Fig. 1 durch 8 angedeutet), die »artverwandt« mit dem Material der Zwischenschicht 3 ist, eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt und während, der Berührungsdauer ihrer einzelnen Partikel 8 mit der Zwischenschicht 3 eine

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möglichst große Wärmemenge aufnehmen und damit aus der Zwischenschicht 3 abführen kann. Durch das Vorhandensein einer solchen Materialkornponente mit guter Wärmeleitfähigkeit wird die

.5 Kühl wirkung ganz bedeutend erhöht, was ohne weiteres einzusehen ist, da die sogenannte Wärmeleitzahl beispielsweise von Waissar etwa um den Faktor 23 besser ist als diejenige von Luft und die Wärmeleitzahl von Silber um dien Faktor 700 wieder um besser als. diejenige von Wasser ist. Bereits ein relativ geringer Volumenanteil einer Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit, ■beispielsweise eines Metalls, in eimern flüssigen Kühlmittel, beispielsweise Wasser, kann somit die Wärmeafoführung durch das Kühlmittel ganz 'entscheidend verbessern. Derartige zusammengesetzte Kühlmittel können in einer großen Zahl von A^arianten hergestellt und je nach Verwendungszweck mit verschieden großer Kühlwirkumg benutzt werden.

Einige beispielsweise Ausführungen sind nachstehend angegeben, jedoch ist eine große Zahl weiter er Varianten gemäß der vorliegenden Erfindung möglich.

Eine Mateirialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit kann als feinverteilte Substanz festen Aggregatzuistarides von einer Flüssigkeit mitgefühirt und mit dieser als Kühlmittel verwendet werden. Dabei kann es sich um ein Suspension oder Aufschlämmung der festen Substanz in der Flüssigkeit handein oder auch um eine mehr oder weniger ausgeprägte kolloidiale Lösung bekannter Herstelluingsweise, besonders um Diiispersoildkolloide. Solche Kühlmittel sind beispielsweise Suspensionen von Metallpulver in geeigneten Flüssigkeiten, Derart feinverteilte feste Substanziell guter Wärmeleitfähigkeit können auch von einem Gasstrom mitgeführt und im dieser Form als Kühlmittel angewendet werden, wobei durch bekannte Herstellungsverfahren der Stauibteichnik die Pairtikelgrößen in gewissen relativ engen Grenzen gehalten werden können.

Bei einem Kühlmittel mit mindestens einer Materialkomponente festen Aggregatzustandes in einem Flüssigkeits- oder Gasstrom als Trägermittel kann diese Materialkomponente dem Trägermittel ständig in gleichbleilbcnideim Volumenverhältniis beigemischt sein.. Es. besteht aber auch die Möglichkeit, diese feste Materialkomponente im Kühlmittel erst ■ unmittelbar vor dessen Auftreffen auf die zu kühlende Zwischenschicht zu erzeugen, beispielsweise indem dort zwei Flüssigkeiten, zwei Gasströme oider je eine Flüssigkeit, und ein Gasstrom sich mischen und die feste Substanz als chemisches Reaktionsprodukt in feiner Verteilung entsteht.

Eine solche Erzeugung der festen Materialkomponente kann in ähnlicher Weise auch durch eine Reaktion von mehr als zwei Bestandteilen dies Kühlmittels erfolgen.

Eine Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit kann auch als feinverteilte Substanz flüssigen Aggregatz'ustandes von einer Flüssigkeit mitgefühirt undi so als Kühlmittel verwendet werden. Die Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit bildet miit der Flüssigkeit, falls es sich um nicht mischbare Flüssigkeiten handelt, eine Suspension oder eine kolloidale Mischung.

Eine derartige flüssige Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit kann auch als Aerosol oder Nebel von einem Gasstrom mitgefühirt werden und auf diese Weise einen Kühlmittelstrom bilden.

Bei einer flüssigen Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit, mitgeführt von einem Flüssigkeits- oder Gasstrom, kann die Erzeugung dieser Materialkomponente auch entweder so erfolgen, daß dieselbe ständig in gleichbleibender Konzentration im flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel vorhanden ist oder aber erst unmittelbar vor dessen Aufprall auf die zu kühlende Zwischenschicht gebildet wird. In letzterem Falle werden entweder zwei Flüssigkeiten, zwei Gasströme oder je eine Flüssigkeit und¹ ein Gas in geeigneter Weise gemischt und die flüssige Materialpomponente durch deren chemische Reaktion erzeugt. Am Bildungsprozeß können natürlich auch mehr als zwei flüssige oder gasförmige Komponenten beteiligt sein.

Schließlich können auch dampfförmige Materialkomponenten guter Wärmeleitfähigkeit in einer Flüssigkeit oder in einem Gasstrom als Kühlmittel Verwendung finden, wobei dieselben entweder in ständig konstant gehaltener Konzentration in der Flüssigkeit bzw. im Gasstrom vorhanden sind oder aber erst unmittelbar vor dem Aufprall dies Kühlmittels auf die zu kühlende Zwischenschicht in dem- ■ ' selben gebildet werden. Die Erzeugung kann wieder durch mehrere flüssige oder gasförmige Kornponenten und deren Reaktion 'erfolgen.

Der Anteil der gut leitenden ■ Materialkomponente im Kühlmittel richtet sich nach der abzuführenden Wärmemenge, der Temperatur der zu kühlenden Zwischenschicht und idem Kühlmittel, der Stirömungsgeischwindigkeiit und der Menge des zugeleiteten Kühlmittels sowie den thermischen Eigenschaften der verschiedenen hierbei (beteiligten Materialien. Es ergibt sich hierbei die Möglichkeit, die Konzentration der gut leitenden Materialkorri -105 ponente im Kühlmittel auch von Hand oder automatisch zu regulieren, und zwar abhängig von den ■ Betriebsbedingungen, beispielsweise der Temperatur der zu kühlenden Körperflädhe oder der vom Kühlmittel abgeführten Wärmemenge.

Bei der .Wärmeabführung von" der Zwischenschicht 3 durch den Kühlmittelstrom. 4 bzw. vorwiegend durch dessen gut leitende Materialkomponente ist von. Wichtigkeit, daß sich dort, wo der Kühlknlttelstrotn 4 auf die Zwischenschicht 3 aufprallt, keinesfalls eine Trennschicht aus Fremdisubstanzen bilden kann. Zu diesem Zweck werden die außer der gut leitenden Materialkoimponente im Kühlmiittelstrom enthaltenen Bestandteile flüssigen oder gasförmigen Aggregate u stan des in solcher Weise ausgewählt, daß dieselben eine Schutzschicht bzw. eine Schutzgasatmosphäre !zumindest in der Umgebung der Auftreffstellen des Kühlmittels bilden. In solchen Fällen, wo es die Gestaltung der zu^; kühlenden Fläche zuläßt, kann der ganze Außenraum außerhalb der Zwischenschicht 3 (in Fig. 1

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mit 9 bezeichnet) mit einer flüssigen, dampf- oder gasförmigen Schutzsubstanz geeigneter Art ausgefüllt sein und durch diese Schutzsubstanz hindurch der Kühlmittelstrotn auf die zu kühlende Zwischenschlicht geleitet werden.

Die Zusammensetzung des Kuhlmittelstromes 4 aus verschiedenen Materia !komponenten, darunter mindestens einer mit guter Wärmeleitfähigkeit, stellt den allgemeiinsten Fall für die Ausführung des Kühlverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Unter gewissen Umständen ist auch ein Kühlmittel strom 4 von Vorteil, der aus einheitlichem Material flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustandes besteht, das gute Wärmeleitfähigkeit besitzt und mit dem Material der Zwischenschicht 3 artverwandt ist. Eine beispielsweise Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dieser Variante läßt sich unter Verwendung von Quecksilber als Kühlmittel 4 durchführen. Das Quecksilber wird

.20 dabei als Kühlmittel ström ohne Beimengung anderer Materialkoimpomenten der zu kühlenden Körperfläche ι zugeleitet und als Zwischenschicht 3 eine Amalgamsahiicht benutzt, die an der Grenzfläche 2 ■ mit dem Material der zu kühlenden Körperfläche 1 eine Legierung bildet, wenn dessen Material dem Quecksilber artverwandt ist. Dabei kann dann auf eine Schutzsubsitanz für die Außenseite der Zwischenschicht 3 verzichtet werden, wenn es die Gestaltung der Körperfläche 1 zuläßt, daß sie längs ihrer gesamten Ausdehnung in einem Quecksilberbad' siich befindet, durch das hindurch der Quecksilberstrom auf die Zwischenschicht 3 geleitet wird. Bei dieser beispielsweisen Ausführung kann aber auch das Kühlmittel aus einem Gasstrom mit hohem Gehalt an Quieeksiilberineibel bestehen, der gegen die zu kühlende Körperwand 1 bzw. die Amalgam-. Zwischenschicht 3 spritzt. Der gasförmige Bestandteil des Kühlmittelstrames wird dabei so ausgewählt, daß er eine Schutzgasatmosphäre in der Umgebung der Außenseite der Zwischenschicht 3 schafft.

Für die beispielsweise Durchführung des Verfahrens nach Art der Fig. 1 ist von Wichtigkeit, daß das Auftreffen des· Kühlimittelstromes 4 auf die zu kühlende Zwischenschicht 3 in bestimmter Art und¹ Weise erfolgt. Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, muß unbedingt gewährleistet sein, daß zumindest die Partikel 8 der gut leitenden Materiialkomponente zu einem möglichst hohen Prozentsatz tatsächlich auf die Außenseite der Zwischenschicht 3 auftreffen, wozu- der KüMmittelstrom geeignete Quersehnittsform und zweckmäßigen AnsteiUwinkel gegen die Zwischenschicht 3 aufweisen muß. Ferner ist von Einfluß auf gute Wärmeabführung durch den Kühlmittelstrom, daß dessen Geschwindigkeit und Gestalt die Partikel 8 der gut leitenden Materialkomponente, nachdem dieselben die Zwischenschicht 3 berührt und ihren Anteil an Wärmeenergie aufgenommen haben, möglichst rasch aus dem zu kühlenden Oberflächenbereich der Zwischenschicht 3 fortschafft, um durch deren zu langes Verweilen den Zustrom weiterer Partikel 8 nicht zu stören. ■ ■ · ■

Die vor allem durch die gut leitende Materialkomponiente des Kühlmittels abgeführte Wärmemenge kann dem Kühknittelstrom wieder entzogen werden durch ein Kühlsystem bekannter Bauart, vorzugsweise durch Beifügung eines sekundären Kühlmittels, oder jede andere geeignete Methode. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, das primäre Kühlmittel in einem Kreislauf dauernd wieder zu verwenden. Je nach Art der Zusammensetzung des Kühlmittels aus verschiedenen Mate-Tiailkomponemtein festen, flüssigen und gasförmigen Aggregatzustandes ist die Einschaltung von Mitteln zur getrennten Zurückgewinmung der einzelnen Komponenten im unvermischten Zustand erforderlich.

Eine vorzugsweise Ausführungsvariante des Kühlverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ein Kühlmittel mit mindestens einer Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit, deren Partikel in ihrem Molekulargewicht dem Molekulargewicht der Zwischenschicht und' des Materials der zu kühlenden Körperfläche annähernd gleichkommen. In dicisem Falle ist der Wärmeenergieübergang von der Zwischenschicht auf die einzelnen Partikel der gut leitenden Materiälkoniponente des Kühlmittels besonders günstig, also die Kühilwirkung besonders groß.

Sehr vorteilhaft ist bei dien verschiedenen beispielsweisen Ausführungen 'des vorliegenden Kühlverfahrens eine solche Wahl von Zwischenschicht und gut leitender Materialkomponente des Kühlmittels, daß die Zwischenschicht von der gut ledtenden Materialkomponente erzeugt oder zumindest im Betrieb dauernd nachgebildet wird.

Diese beiden, letztgenannten Merkmale des Kühl-Yerfahrens sind in dem bereits 'erläuterten Ausführungsbeispiel mit Quecksilber als Kühlmittel verwirklieht, wenn die zu kühlende Körperfläche aus einem Metall besteht, das mit Quecksilber ein Amalgam bildet. Es ist dabei sowohl eine angenäherte Gleichheit der Molekulargewichte iwie auch die ständige Neubildung der Amalgam-Zwischenschicht durch die gut leitende Materialkomponente des Kühlmittels erzielt.

Eine weitere beispielsweise Ausführung des Kühlverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt die Fig. 2 in schematischer Darstellung. Die zu kühlende Körperfläche ist hier die Innenseite eines Rohres 10, von der ein beispielsweise von unten in Richtung der Pfeile 11 verlaufender Wärraestrom abgeführt werden soll, wozu der Innenraum des Rohres 10 mindestens teilweise von einem Kühlmittel 12 ausgefüllt ist, das in Richtung der Pfeile 13 strömt. Die zu kühlende Innenfläche des Rohres 10 weist eine Zwischenschicht 14 auf, die aus einem Material besteht, das sowohl mit dem Material der Rohrinnenwandung wie auch mit mindestens einer Materialkompöinente des Kühlmittels artverwandt ist, welche Materialkomponente gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Auch bei dieser beispielsweisen Ausführung kann das Kühlmittel entweder aus einer einheitlichen Flüssigkeit aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit oder aus einer

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mindestens zwei Matenialkomponenten enthaltenden Flüssigkeit bestehen, wobei in letzterem Falle mindestens ©ine der Materialkamponenten eine Substanz festen, flüssigen..oder gasförmigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfähigkeit ist. Ferner kann als Kühlmittel auch ein Dampfstrom aus Material guter Wärmeleitfähigkeit verwendet werden oder ein mindestens zwei Materialkomponenten aufweisender Dampf durch das RAr strömen, wobei in letzterem Falle mindestens eine der Materialkomponenten eine Substanz festen, flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfestigkeit ist. ■ .

Die Zwischenschicht 14 wird bei dieser beispielsweisen Ausführung nach Fig. 2 in gleicher Weise erzeugt und verwendet, wie bereits an Hand von Fig. ι beschrieben. Darüber hinaus braucht die Zwischenschicht 14 hier aber auch, falls das Kühl- ' mittel eine einheitliche oder aus mehreren Materialkomponenten bestehende Flüssigkeit ist, nicht unmittelbar an den Kühlmittelstrom 13 angrenzen, sondern an ihrer Innenseite mit einem Film in Berührung stehen, der einen kontinuierlichen Übergang zum Kühlmittelstrom 13 darstellt und aus einem Gemisch dampfförmiger und flüssiger Partikel der Materialkomponenten desselben besteht. Natürlich kann das Kühlmittel auch feinverteilte Materialkomponenten festen Aggregatzustandes enthalten, die im Übergangsfilm von der Zwischenschicht zum ■ Kühlmittelstrom diesen Aggregatzustand beibehalten oder auch zu einem Nebel flüssiger Partikel werden.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte beispielsweise Ausführung des Verfahrens liegt nicht nur bei rohrförmigen Gebilden mit Innenkühlung vor, sondern auch häufig bei massiven Körpern, vorzugsweise solchen aus Metall, die Bohrungen aufweisen, in welchen das Kühlmittel !zirkulieren kann. Eine beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung wird nachstehend beschrieben, und zwar handelt es sich um eine elektrische . Entladungsröhre, insbesondere um eine Röntgenröhre. Es ist bekannt, daß für eine ganze Reihe von röntgenologischen Anwendungen das Bedürfnis besteht, die Energiestrahlung gegenüber dem bisher erreichten Niveau zu verstärken. Damit muß aber auch die Belastbarkeit der Röntgenanode pro mm² Brennfleckfläche stark erhöht werden. Diese Belastbarkeit ist bisher deshalb begrenzt, weil die im Brennfleck entstehende und sich stauende Wärme ein'stetiges Ansteigen der Temperatur der Anode zur Folge hat. Der Schmelzpunkt des Anodenmaterials setzt der Belastbarkeit der Röhre und damit der Strahlenemission eine Grenze. Das Problem ist also im wesentlichen eine Kühlungsfrage. Gelingt es, die auftretende Wärme in genügender Menge und genügend rasch abzuführen, dann steigt die. Belastbarkeit.

Bei den heute bekannten Entladungsröhren ist als Anode ein wenigstens 1 mm dickes Wolframplättchen vorgesehen. Zur Erzeugung ausreichender Vakuumdichtigkeit ist dieser Anodenschicht eine wenigstens 1 cm dicke Kupferschicht aufgeschmolzen. Bei der momentan im Brennfleck entstehenden großen Hitze staut sich die Wärme in der schlecht leitenden Wolframanode, wobei die Stauung noch durch molekulare Risse in dem spröden Wolfram-Sintermetall erhöht wird. An der Übergangsstelle vom Wolfram zum Kupfer erfolgt eine weitere Wärmestauung, und erst nach Überwindung dieses zweiten Hindernisses kann die AVärme durch die dicke Kupferschicht zur Kühlfläche gelangen und abgeführt werden. Die Wärmeleitung vom Brennfleck bis zur Kühlfläche braucht eine erhebliche Zeitspanne, die durch die Wärmestauungen noch beträchtlich erhöht wird, so daß bei kurzzeitigen hohen Belastungen eine Wärmeabfuhr mit dem Kühlmittel praktisch überhaupt nicht eintreten kann. Dazu kommen aber noch einige weitere grundsätzliche Eigenschaften der bisherigen Röntgenröhre, die die Kühlung beeinträchtigen. Zunächst hat die feste Schicht auch bei noch SO' guter mechanischer Bearbeitung oder chemischer Behandlung eine rauhe und unebene Oberfläche, deren Nachteile bereits dargelegt wurden. Dazu kommt noch, daß eine Oxydschicht, eine unvermeidliche Wasserhaut oder Verunreinigungsschichten, die bekanntlich auch durch lang andauerndes Erhitzen nicht entfernbar sind, ihrerseits eine Trennschicht bilden, die dem Wärmeübergang hinderlich ist.

In einer beispielsweisen Ausführung ist eine Röntgenröhre, die diese Nachteile nicht besitzt, an Hand von Fig. 3 bis 7 beschrieben. In der schematischen Darstellung des Kühlprinzips in Fig. 3 ist mit i_a der Brennfleck bezeichnet, der auf der dünnen Goldschicht 1 entsteht. Auf der nie vollkommen glatten und planen Rückseite 2 dieser Goldschicht bildet sich durch die Zuführung von Quecksilber zur Rückseite 2 eine dünne zusammenhängende Amalgamschicht 3 von dem molekular eindiffundierten Kühlmittel mit einer feinen Oberflächenschicht aus Quecksilber. Die Schichten 1 und 3 bilden eine Einheit. Die Platte 1 kann daher die Wärme an das mit ihr molekular verbundene Kühlmittel gleichen Molekulargewichtes trennschichtfrei abgeben. Der Kühlmittelstrom 4, der wiederum mit der Oberfläche eine trennschichtfreie Einheit bildet, wird zweckmäßig durch eine Leirung 15 zugeführt, in die eine Spirale 16 eingesetzt ist, so daß der Kühlmittelstrom in Rotation versetzt wird. Dieser Kühlmittelstrom 4 trifft auf die Schicht 3 auf und führt die Wärme sofort durch Konvektion aus dem Kühlbereich ab. Der Kühl- ϊ.15 mittelstrom 4, der nach erstem Zusammenstoß mit der gekühlten Fläche abgeführt wird, wird nun unmittelbar nach Verlassen des Kühlbereiches einem ruhenden oder auch fließenden, anders gearteten Kühlmittel 17, beispielsweise Wasser, zugeführt und gibt dort die aufgespeicherte Wärme an dieses ab. Damit ist der eigentliche Kühlmittelstrom, also das Quecksilber, neuerdings verwendbar.

In Fig. 4 ist nun der schematische Aufbau einer Röntgenröhre dargestellt. Die Anode 18 ist in einem

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Ring 19 eingeschmolzen ,und hat die noch näher zu erläuternde Form eines Hohlkegels. Der Ring ist

- mit einem Gewinde 20 versehen, mit welchem er auf die Kühlvorrichtung 21, die hier nicht näher dargestellt ist, aufgeschraubt ist. Der Anodenring 19 ist in einem Glaskörper 22 eingeschmolzen. Die

Kathode 23 weist einen Glühfaden 24 auf, der im übrigen in bekannter Weise aufgebaut ist. Die Kathode ist mit einem Filter 25 abgeschlossen.

Oberhalb der Kathode ist das Strahlenaustrittsfenster 26 auf entsprechenden Trägern 27 gelagert und eine Blende 28 vorgeschaltet. Auf dem Glaszylinder 22 ruht die Strahlenschutzblende 29, die gegebenenfalls noch ein Filter enthalten kann. Die Stromzufuhr ist in bekannter Weise ausgeführt.

In Fig. 5 ist der nähere Aufbau der Anode und ihrer Kühlvorrichtung dargestellt. Die Anode 18 sitzt, wie erwähnt, an einem Kupferring 19 und weist eine Hohlkegelform mit verschiedenen Absätzen 30, 31 auf. Auf der Anode, die in diesem . Beispiel aus Gold besteht, treffen die emittierten Elektronen, die aus dem Glühfaden 24 austreten, auf. Die Kühlvorrichtung besteht nun aus einem Hohlzylinder 32 und weist eine Reihe übereinander angeordneter, miteinander kommunizierender ringförmiger Kammern 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 auf. Diesen ringförmigen Kammern wird über die Leitung 40 Quecksilber zugeführt. Dieses gelangt aus jeder Kammer über die bereits erwähnte in der Zuführleitung vorgesehene Spirale 16 auf die Rückseite der Anode. Dort prallt das Kühlmittel in der Pfeilrichtung 41 auf die Anodenrückseite auf und nimmt die Wärme von der Anode ab. Über die Leitung 42 wird ein weiteres Kühlmittel, beispielsweise Wasser, über den ringförmigen Hohlraum 43 zugeführt und gelangt durch entsprechende Öffnungen 44 ebenfalls in die die Anode umgebenden, gegebenenfalls durch Trennwände 45 unterteilten Hohlräume. Dabei wird jedoch dieser Kühlmittelstrom unterhalb des Quecksilberstroms der Anode zugeführt, so daß nur das Quecksilber in unmittelbare Berührung mit der Anode gelangt. Das abfließende Quecksilber mischt sich dann mit dem Wasser und gibt seine Wärme an das Wasser ab. Wasser und Quecksilber gelangen zusammen in den Stutzen 46, der als Sammelbehälter ausgebildet ist. Hier wird über ein U-Rohr 47, das sich im unteren Teil des Stutzens 46 ansammelnde Quecksilber abgeführt, während das Wasser über die Leitung 48 abgeleitet wird.

In Fig. 7 ist nun noch gezeigt, wie beispielsweise mit einer in bekannter Weise ausgeführten Doppelpumpe der Kühlmittelumlauf besorgt werden kann. In einem Behälter 49, der ein Filter 50 enthält, wird über die Leitung 51 das Kühlwasser zugeführt. Dabei wird der Kühlwasserzufluß in be^ kannter Weise durch einen Schwimmer 52, der das Zuflußabsperrmittel 53 steuert, geregeilt. Das überflüssige Wasser wird über die Leitung 54 abgeführt.

Aus dem Behälter 49 gelangt über die Leitung 55 das Wasser zu dem Doppelpumpenkörper 56, wo' es mittels der rotierenden Trommel 57 über die Leitung 58 in das Anodensystem eingepumpt wird.

In der zweiten Pumpe wird durch die auf derselben Achse 59 wie die Trommel 57 sitzende Trommel 60 der Ouecksilberumlauf besorgt. Das Quecksilber gelangt über die Leitung 61 ebenfalls in das Kühlsystem, wird in dem Abscheider 62 vom Wasser getrennt und gekühlt über die Leitung 63 der Pumpe wieder zugeführt. Das nunmehr die gesamte Wärme abführende Wasser wird über die Leitung 64 abgeleitet oder gegebenenfalls nach Abkühlung wieder neu verwendet.

Der gezeigte schematische Aufbau der Röntgenröhre stellt selbstverständlich nur eine von zahlreichen Möglichkeiten dar. So> könnte beispielsweise die Anode auch aus einem anderen Material oder aus mehreren Schichten verschiedener Materialien bestehen und irgendeine andere Formgebung · beisitzen und die Zuführung der beiden Kühlmittel, gegebenenfalls auch nur eines auf das Anodenmaterial abgestimmten Kühlmittels, sowie der Aufbau des Kühlaggregates selbst könnte in irgendeiner anderen geeigneten Weise gewählt werden. Das oder die Kühlmittel könnten durch Gasdruck zugeführt werden. Wesentlich für die Erfindung ist die stauungsfreie, unmittelbare Abführung der durch das Elektroderibombardement entstehenden Wärme.

Das Kühlverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen beispielsweisen Ausführungen beschränkt, sondern umfaßt alle jene Ausführungen, bei denen eine Zwischenschicht zwischen zu kühlender Körperfläche und Kühlmittel den Wärmekontakt herstellt, wobei mindestens eine Materialkomponente des Kühlmittels eine gute Wärmeleitung besitzt, vorwiegend die Wärmeabführung bewirkt und mit der Zwischenschicht artverwandt ist.

In der vorliegenden Beschreibung wird an verschiedenen Stellen der Begriff »Partikel« im Zusammenhang mit feinverteilter Materie benutzt. Dieser Sammelbegriff soll, da bei dispersen Systemen eine einheitliche Bezeichnungsweise nicht existiert, sowohl Moleküle in chemischer und physischer Betrachtungsweise umfassen wie auch kolloidale Gebilde, Suspensionen, Sedimentationen, Molekülgruppen, feinverteilte Materie in festem bzw. flüssigem bzw. gasförmigem Aggregatzustand und in beliebiger Umgebung, Aerosole, Nebel, Stäube, Dämpfe, Sublimentationen und alle sonstigen individuellen Kleingebilde.

Claims (41)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kühlvorrichtung, deren zu kühlende Flächen von einem Kühlmittel bespült werden und mit einer die Wärme gut leitenden Schicht bedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kühlflächen aufgetragene Schicht aus einem Material besteht, das demjenigen der zu kühlenden Fläche und mindestens einer Matefrialkomponente des Kühlmittels artverwandt ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf den zu kühlenden Flächen in einer Weise aufgebracht ist, die jede Anwesenheit auch nur rnini-

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maler Mengen von Fremdsubstanzen zwischen den zu -kühlenden Körperflächen und der Zwischenschicht ausschließt.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. daß das Kühlmittel in an sich bekannter Weise aus einem einheitlichen Material flüssigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel aus mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer weiteren Materialkomponente besteht.

5. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel mindestens aus einer Flüssigkeit und mindestens einer weiteren Materialkomponente festen Aggregatzustandes in feiner Verteilung besteht, welche Materialkomponente gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.

6. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel aus mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer weiteren Materialkomponente flüssigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.

7. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel aus mindestens einer Flüssigkeit und mindestens einer weiteren Materialkomponente gasförmigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel ein einheitliches gasförmiges Material guter Wärmeleitfähigkeit ist.

9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel in bekannter Weise aus mindestens einem gasförmigen Material und mindestens einer weiteren Materialkomponente besteht.

10. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel aus mindestens einem gasförmigen; Material und mindestens einer weiteren Materialkomponente festen Aggregatzustandes in feiner' Verteilung besteht, welche Materialkomponente gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.

11. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel mindestens aus einem gasförmigen Material und mindestens einer weiteren Materialkomponente flüssigen Aggregatzustandes in feiner Verteilung besteht, welche Materialkomponente gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.

12. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel in an sich bekannter Weise mindestens aus einem gasförmigen Material und mindestens einer weiteren Materialkomponente gasförmigen Aggregatzustandes mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.

13. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 5 bis 7 sowie 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kühlmittel jeweils vorhandenen Materialkomponenten guter Wärmeleitfähigkeit stets in gleichbleibendem Volumenverhältnis zu den.übrigen Materialkomponenten stehen.

14. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 5 bis 7 sowie 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kühlmittel jeweils vorhandenen Materialkomponenten guter Wärmeleitfähigkeit erst unmittelbar vor dem Auftreffen des Kühlmittels auf die zu. kühlende Körperfläche im Kühlmittelstrom durch Zusammenwirken dessen verschiedener Materialkomponenten gebildet werden. .

15. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 5 bis 7 sowie 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit im Kühlmittel abhängig von den Betriebsbedingungen des Kühlprozesses geregelt wird.

16. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Konzentration der Materialkomponente guter Wärmeleitfähigkeit im Kühlmittel automatisch durch geeignete Steuergrößen des Kühlprozesses erfolgt.

17. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit einer Zwischenschicht versehene zu kühlende Fläche in einem abgeschlossenen Raum befindet, der mit einer Schutzsubstanz gefüllt ist, die einerseits für die Zuleitung des Kühlmittelstromes zu den zu. kühlenden Flächen kein Hindernis bildet, andererseits aber die Bildung störender Fremdsubstanzniederschläge auf der Oberfläche der Zwischenschicht verhindert.

18. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und

17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzsubstanz eine Flüssigkeit ist.

19. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzsubstanz ein Gas ist.

20. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1, 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzsubstanz eine Materialkomponente des Kühlmittels ist.

21. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelstrom beim Auftreffen auf die mit einer Schicht versehenen zu kühlenden Flächen einen Querschnitt und eine Auftreffrichtung aufweist, die einen engen Kontakt zwischen den gut leitenden Materialkomponenten des Kühlmittels und den zu kühlenden Flächen gewährleisten, sowie eine rasche Fortführung der betreffenden Materialkomponenten aus der Auftreffzone nach erfolgter Wärmeaufnahme bewirken.

22. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlmittel die von den zu kühlenden Körperflächen abgeführten Wärmemengen durch an sich bekannte Kühlverfahren, bevorzugt mittels eines dem primären Kühlmittel beigefügten sekundären Kühlmittels, wieder entzogen werden,

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23. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen ι und 22, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das primäre Kühlmittel, nachdem ihm die abgeführten Wärmemengen entzogen sind, in kontinuierlichem Kreislauf erneut verwendet wird.

24. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlenden Flächen, die auf denselben befindlichen Schichten und mindestens eine gut leitende Materialkomponente des Kühlmittels angenähert gleiches Molekulargewicht besitzen.

25. ,Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den zu kühlenden Körperfiächen befindlichen Schichten durch mindestens eine Materialkomponente des Kühlmittels erzeugt und während des Betriebes dauernd nachgebildet werden.

26. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung von Körperflächen aus Metall, vorzugsweise solchen aus Gold, als Schicht ein Quecksilberamalgam vorhanden ist.

27. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung von Körperflächen aus Metall, vorzugsweise solchen aus Gold, mit Schichten aus Quecksilberamalgam als Kühlmittel flüssiges Quecksilber vorhanden ist.

28. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1, 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel ein Gasstrom mit einem dichten Quecksilbernebel vorhanden ist.

29. Kühlvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Komponente des Kühlmittels eine Schutzgasatmosphäre für die Oberfläche der Amalgamzwischenschicht bildet.

30. Elektrische Entladungsröhre, vorzugsweise eine Röntgenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode entsprechend der Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29 ausgebildet ist.

31. Entladungsröhre nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus mehreren Schichten verschiedener Materialien besteht.

32. Entladungsröhre nach Anspruch 30, da,-durch gekennzeichnet, daß die Anode die Form eines Hohlkegels aufweist.

33. Entladungsröhre nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlkegelförmige Anode zylindrische Absätze aufweist.

34. Entladungsröhre nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß um die Anoden Kammern angeordnet sind, durch die das Quecksilber der Rückseite der Anode zugeführt wird.

35. Entladungsröhre nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung für das Quecksilber unmittelbar vor der Austrittsstelle des Quecksilbers Mittel vorgesehen sind, die dem Quecksilber eine beispielsweise rotierende Bewegung erteilen.

36. Entladungsröhre nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuführmitteln unmittelbar vor der Austrittsstelle ein. spiralförmig verlaufender Einsatz vorgesehen ist.

37. Entladungsröhre nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil der um die Anoden angeordneten Kammern die Zuführleitung für das Kühlwasser angeordnet ist, derart, daß das Kühlwasser auf das von der Anode abfließende Quecksilber auftrifft.

38. Entladungsröhre nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß um die hohlkegelförmige Anode mehrere voneinander getrennte, jeweils nur ein Teilstück der Anode umfassende Kammern vorgesehen sind, wobei jeder einzelnen Kammer Quecksilber und Kühlwasser zugeführt wird.

39. Entladungsröhre nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die um die hohlkegelförmig ausgebildete Anode angeordneten Kammern an eine gemeinsame Abführleitung für das Quecksilber und das Wasser angeschlossen sind.

40. Entladungsröhre nach Ansprüchen 30 und 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführleitung für das Quecksilber und das Wasser in einem Abscheider für das Quecksilber mündet, wobei das abgeschiedene Quecksilber über eine Rohrleitung einer Pumpe zur Wiederverwendung zugeführt wird, während das Kühlwasser über eine zweite Rohrleitung abgeführt wird.

41. Entladungsröhre nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserbehälter mit regelbarem Zufluß vorgesehen ist, in welchem ein Filter zur Filtrierung des Kühlwassers eingebaut ist, daß ferner das Kühlwasser über eine Exzenterpumpe, auf deren Welle eine zweite Exzenterpumpe für das Quecksilber angeordnet ist, in die Röhre gepumpt wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 288 122, 527 971, 288, 804 939;

französische Patentschriften Nr. 980 631,

838808.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen