Opublikowano * 20X1967 52534 KI. 21 h, 30/02 B43k nfco MKP II 05 Ij UKD BIBLIotKKA, Twórca wynalazku: mgr inz. Andrzej Strupczewski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Katoda palnika plazmowego Przedmiotem wynalazku jest katoda palnika plazmowego. W czasie pracy palnika plazmowego (plazmotronu) w punkcie emisji elektronów gene¬ rowane jest cieplo zwiazane z praca wyjscia elek¬ tronów. Wokolo punktu emisji material katody ulega stopieniu, tworzac kropelke cieczy, z której emitowane sa elektrony. Cieplo wytwarzane w czasie pracy nalezy usuwac z katody. W tym celu wkladka wolframowa, z której emitowane sa elektrony, umieszczona jest w korpusie katody, zwykle wykonanym z miedzi i chlodzonym we¬ wnatrz woda.Dotychczasowe rozwiazania ukladu chlodzenia katody polegaly na wprowadzaniu wody rura pro¬ sta do wnetrza korpusu, wykonanego w ksztalcie cylindra z wewnetrznym stozkiem sluzacym dla powiekszania powierzchni chlodzenia.Wkladka wolframowa wykonywana byla w ksztalcie walca lub kuli o wiekszych lub mniej¬ szych srednicach. Przy tym ukladzie chlodzenie katody nie bylo zadowalajace. Strumien cieplny plynacy od punktu emisji do powierzchni przej¬ mowania ciepla w czesci cylindrycznej napotykal na drodze na przewezenie pola przeplywu powo¬ dowane przez glebokie wyciecie w zarysie po¬ wierzchni chlodzenia na styku stozka z cylindrem.Natezenie strumienia cieplnego odbieranego w tym punkcie przez wode bylo bardzo wysokie i jego wielkosc maksymalna ograniczala calkowita moc katody. 10 15 20 30 Inne punkty na powierzchni chlodzenia byly znacznie mniej obciazone i powierzchnia chlodze¬ nia w czesci cylindrycznej nie byla nalezycie wy¬ korzystana. Jednoczesnie wspólczynnik przejmo¬ wania ciepla przez wode od powierzchni korpusu osiaga w tym najgoretszym punkcie wartosc mini¬ malna, co powaznie obnizalo wielkosc dopuszczal¬ nego natezenia strumienia cieplnego.W razie zas przekroczenia krytycznego natezenia strumienia cieplnego na powierzchni chlodzonej wytwarza sie stan wrzenia blonowego, przy któ¬ rym warstewka pary oddziela powierzchnie od na¬ plywajacej wody. Powoduje to nagly wzrost tem¬ peratury powierzchni do okolo 1000°C lub wyzej, po czym nastepuje stopienie miedzi na styku z wkladka wolframowa i przepalenie katody.Katoda palnika plazmowego, bedaca przedmio¬ tem wynalazku, nie posiada wymienionych wad i pozwala na dwukrotne podniesienie mocy kato¬ dy przy zachowaniu niezmienionej srednicy zew¬ netrznej i sklada sie, jak przykladowo pokazano na rysunku, z wkladki 11 wykonanej z trudno top- liwego materialu wtopionego w korpus 12, chlo¬ dzony woda doprowadzona do wnetrza korpusu przewodem 9, zaopatrzonym w koncówke 10.Dla pelnego wykorzystania cylindrycznej czesci korpusu dla ceiów chlodzenia, powierzchnie chlo¬ dzenia uksztaltowano w postaci walca 3 przenika¬ jacego sie ze stozkiem 4, o wierzcholku polozonym na osi katody po stronie punktu emisji eiektro- 52534stsu nów, który to stozek z kolei przenika sie z drugim stozkiem 5 o tej samej osi, lecz przeciwnie polo¬ zonym wierzcholku i innym pochyleniu. Punkt 2 przeciecia tych dwóch stozków jest punktem ukla¬ du chlodzenia polozonym najblizej punktu emisji i najgoretszym.Wedlug wynalazku rozklad natezen strumieni cieplnych na calej powierzchni chlodzenia jest bardziej wyrównany niz w poprzednio stosowa¬ nych rozwiazaniach, dzieki zapewnieniu duzego pola przeplywu ciepla od punktu emisji 1 do czesci cylindrycznej 3. Dla dalszego wyrównania tempe¬ ratur, punkt 2 przeciecia stozków zostal odsuniety od glównego kierunku przeplywu ciepla przez od¬ powiednie uksztaltowanie wkladki wolframowej 1U Ma ona ksztalt stozka scietego, którego tworza¬ ca znajduje sie najblizej osi w poblizu punktu emi¬ sji 1, a oddala sie od osi w miare zblizania do po¬ wierzchni bryl 3 i 4, to jest powierzchni chlo¬ dzacej.Dla zapewnienia wlasciwego rozkladu wspól¬ czynników przejmowania ciepla, rura doprowadtt- jaca wode 9 zostala zaopatrzona w koncówke ksztaltowa 10 zapewniajaca, ze burzliwosó strumie¬ nia wody osiagnie wartosc maksymalna w najgo¬ retszym punkcie 2 katody. Osiaga sie to przez ta¬ kie dobranie wymiarów koncówki rury, aby pole przekroju kanalu wodnego 7 prostopadle do miej¬ scowego kierunku przeplywu chlodziwa w poblizu najgoretszego punktu 2 na powierzchni chlodzenia bylo mniejsze od pola przekroju kanalu 8 prosto¬ padlego do kierunku przeplywu w czesci cylin¬ drycznej kanalu. PL PL