DE1192751B - Cooling system for high-performance electron tubes - Google Patents
Cooling system for high-performance electron tubesInfo
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Classifications
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. α.:Int. α .:
HOIjHOIj
Deutsche KL: 21g-13/11 German KL: 21g-13/11
Nummer:
Aktenzeichen:
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Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:
C 28225 VIII c/21g
19. Oktober 1962
13. Mai 1965C 28225 VIII c / 21g
October 19, 1962
May 13, 1965
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für Hochleistungs-Elektronenröhren mit glatter Anode mit einem Gehäuse, das die Anode umgibt und mit einem Medium gefüllt ist, das in bezug auf die unter Betriebsbedingungen entstehende Anodenwärme vorwiegend Konvektionseigenschaften besitzt und das auf die Metallteile, mit denen es innerhalb des Gehäuses in Berührung kommt, nicht oxydierend wirkt, wobei das Volumen des Gehäuses, das diesem Medium gegenüber vollkommen dicht ist, so groß ist, daß das Medium die im Betrieb der Röhre auftretende Wärme der Anode vorwiegend durch Konvektion abführt, und bei dem ferner die auf die Wand dieses Gehäuses übertragene Wärme wieder durch Kühlmittel abgeführt wird.The invention relates to a cooling system for high-performance electron tubes with smooth anode with a housing that surrounds the anode and is filled with a medium that is with respect to the under The anode heat generated under operating conditions has predominantly convection properties and that does not have an oxidizing effect on the metal parts with which it comes into contact within the housing, where the volume of the housing, which is completely impervious to this medium, is so large, that the medium absorbs the heat of the anode, which occurs during operation of the tube, mainly by convection dissipates, and in which, furthermore, the heat transferred to the wall of this housing again is discharged by coolant.
Die Kühltechnik wendet bei Anoden von Hochleistungs-Elektronenröhren zur Abfuhr der Verlustleistung im allgemeinen Einrichtungen an, bei der die Zirkulation von Wasser mit oder ohne Verdampfung, die Zwangszirkulation eines Gases oder ein Wasserbad mit oder ohne Verdampfung genutzt wird. Dabei kommt das Kühlmittel mit einer Anode, die entweder glatt ist oder geeignete Vorsprünge hat, in Berührung.The cooling technology applies to the anodes of high-performance electron tubes to dissipate the power loss in general on facilities in which the circulation of water with or without evaporation, the forced circulation of a gas or a water bath with or without evaporation is used will. The coolant comes with an anode that is either smooth or has suitable protrusions, in touch.
Diese bekannten Systeme, bei denen die Wärmeabfuhr durch Leitung zwischen dem Metall und dem Kühlmittel erfolgt, haben natürliche Grenzen, die bei einer bestimmten, für die Anode höchstzulässigen Temperatur eine bestimmte Grenze der abgeführten Leistung festlegen. Diese Grenzen können von anderen Systemen, bei denen in den Wärmeabfuhrweg eine Konvektionskühlstufe eingeschaltet ist, überschritten werden, da, wie bekannt, durch Konvektion mehr Energie übertragen werden kann als durch Leitung. Das die Konvektionsbewegung ausführende Mittel befindet sich zwischen der zu kühlenden Fläche und dem üblichen Mittel zur Kühlung durch Wärmeleitung. Dabei ist es bekannt, um den zu kühlenden Gegenstand eine Wärmeabschirmung anzuordnen, die eine gewisse Menge Luft oder Gas, wie z. B. Freon, oder eine Flüssigkeit, wie z. B. Silikonflüssigkeiten, umschließt. Diese Gase oder Flüssigkeiten werden durch Einwirkung der von dem zu kühlenden Gegenstand abzuführenden Wärme in eine Konvektionsbewegung versetzt und übertragen ihrerseits die Wärme durch Leitung auf die Abschirmung, die durch Verbindung mit der thermischen Masse gekühlt wird. Diese bekannten Anordnungen können jedoch, angewandt auf Hochleistungs-Elektronenröhren, nicht richtig arbeiten, da bei ihrer Auslegung drei wichtige Faktoren nicht beachtet werden. Diese sind:These known systems, in which the heat dissipation by conduction between the metal and the Coolant takes place have natural limits, which at a certain maximum permissible for the anode Temperature set a certain limit of the dissipated power. These limits can be different from others Systems in which a convection cooling stage is switched on in the heat dissipation path, exceeded because, as is known, more energy can be transmitted by convection than by Management. The means executing the convection movement is located between the means to be cooled Surface and the usual means of cooling by conduction. It is known to place a heat shield on the cooling object that allows a certain amount of air or gas, such as B. Freon, or a liquid such. B. silicone fluids encloses. These gases or liquids are converted into a Convection movement offset and in turn transfer the heat by conduction to the shield, which by connection with the thermal Mass is cooled. However, these known arrangements, applied to high-performance electron tubes, do not work properly because three important factors are not taken into account in their design will. These are:
Kühlsystem für Hochleistungs-ElektronenröhrenCooling system for high-performance electron tubes
Anmelder:Applicant:
CSF Compagnie Generale de Telegraphic sans FiI, ParisCSF Compagnie Generale de Telegraphic sans FiI, Paris
Vertreter:Representative:
Dr. W. Müller-BoreDr. W. Muller-Bore
und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Gralfs, patent attorneys,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Braunschweig, Am Bürgerpark 8
Als Erfinder benannt:
Daniel Charles, ParisNamed as inventor:
Daniel Charles, Paris
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 20. Oktober 1961 (876 592) - -France of October 20, 1961 (876 592) - -
(1) Absolute Dichtheit des von der Wärmeabschirmung umschlossenen Raumes,(1) Absolute tightness of the space enclosed by the heat shield,
(2) hinreichendes Verhältnis zwischen der Innenfläche der Abschirmung und der Fläche der zu kühlenden Anode und(2) Sufficient ratio between the inner surface of the shield and the surface of the to cooling anode and
(3) geeignete Wahl des Kühlmittels.(3) Appropriate choice of coolant.
Ziel der Erfindung ist, bei einer Anordnung zur Kühlung der Anoden von Hochleistungs-Elektronenröhren, bei der Konvektion und Leitung gemischt verwendet werden, diese genannten drei Faktoren gebührend in Betracht zu ziehen.The aim of the invention is, in an arrangement for cooling the anodes of high-performance electron tubes, When convection and conduction are mixed, these three factors are mentioned to be given due consideration.
Das im ersten Absatz näher beschriebene Kühlsystem ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des die Anode umgebenden Gehäuses gegenüber der Oberfläche der Anode groß ist.The cooling system described in more detail in the first paragraph is characterized according to the invention, that the inner surface of the housing surrounding the anode opposite the surface of the Anode is large.
Es ist zweckmäßig, daß die Kühlmittel innerhalb des die Anode umgebenden Gehäuses, die auf die Gehäusewände nicht oxydierend wirken dürfen, relativ beweglich sind. Von den hierfür in Frage kommenden gasförmigen Medien wird infolgedessen bevorzugt Wasserstoff verwendet, da dieses Gas auf Grund seines geringen Gewichtes sehr beweglich ist. Luft, die oxydierend wirkt, oder Freon, das schwerer als Luft und daher relativ wenig beweglich ist, fallen für den erfindungsgemäßen Zweck aus.It is expedient that the coolant within the housing surrounding the anode, which is on the Housing walls must not have an oxidizing effect, are relatively mobile. Of those eligible for this gaseous media is consequently preferably used hydrogen, since this gas on Because of its low weight it is very agile. Air, which has an oxidizing effect, or Freon, which is heavier than air and is therefore relatively little mobile, fall out for the purpose according to the invention.
Flüssige Medien sollen gleichfalls nicht oxydierend und relativ beweglich sein, jedoch kann bezüglich der relativen Beweglichkeit bei Metallen oder Legierungen, die bei relativ geringen TemperaturenLiquid media should also be non-oxidizing and relatively mobile, but with regard to the relative mobility of metals or alloys at relatively low temperatures
509 569/26Φ509 569 / 26Φ
flüssig sind, eine Ausnahme gemacht werden. Die relative Unbeweglichkeit dieser Medien wird durch gute Leitfähigkeit ausgeglichen, deren Wirkung zu der der Konvektion hinzukommt, wodurch die Kühlung verbessert wird.are liquid, an exception should be made. The relative immobility of these media is made possible by good conductivity balanced, the effect of which is added to that of convection, thereby cooling is improved.
Erfindungsgemäß werden als flüssige Kühlmittel bevorzugt flüssiges Natrium oder Kalium oder deren Legierungen verwendet. Silikonflüssigkeiten oder öle, deren Viskosität die Wirksamkeit der Konvektionsbewegung nachteilig beeinflußt, fallen für den erfindungsgemäßen Zweck aus.According to the invention, liquid sodium or potassium or their are preferred as liquid coolants Alloys used. Silicone fluids or oils, the viscosity of which affects the effectiveness of the convection movement adversely affected, fall out for the purpose of the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung weiter beschrieben. Die Zeichnung zeigt ausschließlich zu Erläuterungszwecken eine Ausführungsform der Erfindung. Dabei istThe invention is further described below in connection with the drawing. The drawing Figure 11 shows an embodiment of the invention for illustrative purposes only. It is
Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühlsystem undFig. 1 is a longitudinal section through an inventive Cooling system and
Fig. 2 ein Querschnitt durch das Kühlsystem nach Fig. 1 in der LinieII-II der Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section through the cooling system according to FIG. 1 along the line II-II in FIG.
In beiden Zeichnungsfiguren wurden zur Bezeichnung entsprechender Teile gleiche Bezugsziffern verwendet. 1 bezeichnet eine Elektronenröhre, deren glatte Anode 2 sich innerhalb eines Gefäßes 3, das mit einem Mittel 4 gefüllt ist, befindet. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform kann dieses Mittel Wasserstoff, gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform flüssiges Natrium sein. Das Gefäß oder die Hülle 3 wird durch eine mit der Anode 2 starr verbundenen Wärmeabschirmung gebildet und umschließt einen zwischen seiner Innenfläche und der äußeren Anodenfläche gebildeten vollkommen dichten Raum. Die vollkommene Abdichtung des Gehäuses wird beispielsweise durch Verschweißen der Stoßstelle 9 gewährleistet. Gemäß der Erfindung weist die Innenfläche des Gehäuses 3 Wellen oder geeignete Nuten 8 auf, die seine Oberfläche gegenüber der Oberfläche der Anode 2 vergrößern. Die Wellung des Gehäuses 3 kann so erfolgen, daß das Gehäuse mit Fahnen, Vorsprüngen oder hohler Wellung derart ausgestattet wird, daß nicht nur die innere, sondern auch die äußere Oberfläche des Wärmeschirms vergrößert wird, wodurch die Wärmeübertragung auf das Kühlmittel begünstigt wird.In both drawing figures, the same reference numbers have been used to designate corresponding parts. 1 denotes an electron tube, the smooth anode 2 of which is inside a vessel 3, the is filled with a means 4 is located. According to a first preferred embodiment, this can Means hydrogen, according to a second preferred embodiment, be liquid sodium. That The vessel or the casing 3 is formed by a heat shield rigidly connected to the anode 2 and completely encloses one formed between its inner surface and the outer anode surface tight space. The complete sealing of the housing is achieved, for example, by welding the joint 9 guaranteed. According to the invention, the inner surface of the housing 3 Waves or suitable grooves 8 which enlarge its surface compared to the surface of the anode 2. The corrugation of the housing 3 can be done so that the housing with flags, projections or hollow corrugation is provided so that not only the inner, but also the outer surface of the heat shield is enlarged, which favors the transfer of heat to the coolant will.
Das Gehäuse 3 wird in herkömmlicher Weise durch Wärmeleitung gekühlt. Als Beispiel wurde ein klassisches System mit Kühlwasserumlauf dargestellt. Zu diesem Zweck befindet sich das Gehäuse 3 innerhalb einer Ummantelung 5 mit einer Einlaßöffnung 6 und einer Auslaßöffnung 7, in der die Kühlflüssigkeit umläuft.The housing 3 is cooled in a conventional manner by conduction. As an example was a classic system with cooling water circulation is shown. The housing is for this purpose 3 within a casing 5 with an inlet opening 6 and an outlet opening 7 in which the coolant circulates.
An Stelle des Wasserkühlsystems kann natürlich irgendein anderes bekanntes Kühlsystem verwendet werden, wie z.B. ein Luftzirkulationssystem oder ein System, das mit Verdampfung arbeitet. Im letztgenannten Fall wäre dann das Gehäuse 3 in einem mit Wasser gefüllten Gefäß anzuordnen. Die Erfindung stützt sich jedoch nicht auf das jeweils verwendete spezielle System. Any other known cooling system can of course be used in place of the water cooling system such as an air circulation system or a system that uses evaporation. In the latter The case would then be to arrange the housing 3 in a vessel filled with water. The invention however, does not rely on the particular system being used.
Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Kühlsystems ist durch das große Verhältnis der Innenfläche des Gehäuses 3 zu der Außenfläche der Anode 2 begründet. Durch den hohen Wert dieses Verhältnisses wird das Vermögen, Verlustwärme abzuführen, enorm vergrößert. Andererseits gestattet die Verwendung eines Mittels wie Wasserstoff, dessen ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaft durch Konvektion bekannt ist und das infolge des völlig dichten Gehäuses betriebswirksam bleibt, eine Erhöhung der abgeführten Wärmemenge bei gleichbleibender zulässiger Anodentemperatur, verglichen mit bekannten Einrichtungen. Die Erfindung ermöglicht daher, die absolute Grenze der abzuführenden Verlustleistung der Anode einer Hochleistungs-Elektronenröhre bei gleichbleibenden anderen Leistungsbedingungen vergleichbarer Röhren, die durch bekannte Systeme gekühlt werden, zu erhöhen.The advantageous effect of the cooling system according to the invention is due to the large ratio of Inner surface of the housing 3 to the outer surface of the anode 2 established. By the high value of this Ratio, the ability to dissipate waste heat is enormously increased. On the other hand, permitted the use of an agent such as hydrogen, its excellent heat transfer property is known by convection and which remains operational due to the completely tight housing, a Increase in the amount of heat dissipated while the permissible anode temperature remains the same, compared with known facilities. The invention therefore enables the absolute limit of the amount to be discharged Power dissipation of the anode of a high-performance electron tube with the same other power conditions of comparable tubes, which are caused by known Systems are cooled, increase.
Claims (6)
Deutsche Patentschrift Nr. 904222.Considered publications:
German patent specification No. 904222.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR876592A FR1310714A (en) | 1961-10-20 | 1961-10-20 | Improvements to cooling devices for high power electronic lamps |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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- 1962-10-19 DE DEC28225A patent/DE1192751B/en active Pending
- 1962-10-22 GB GB3981962A patent/GB977140A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE904222C (en) * | 1942-04-19 | 1954-02-15 | Aeg | Cooling device for vacuum vessels, especially vacuum discharge vessels |
Also Published As
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| GB977140A (en) | 1964-12-02 |
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