NL8003360A

NL8003360A - Kathodestraalbuis met een koelinrichting.

Info

Publication number: NL8003360A
Application number: NL8003360A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1980-06-09
Publication date: 1980-12-09
Also published as: GB2054950B; JPS55177256U; AU539007B2; AU5899980A; JPS597731Y2; FR2458891B1; FR2458891A1; GB2054950A; CA1143772A; DE3021431A1; NL187465B; NL187465C; US4529905A

Description

* C/Ca/eh/1138

Kathodestraalbuis met een koelinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een kathodestraalbuis met een koelinrichting, en meer in het bijzonder op een dergelijke kathodestraalbuis met grote beeldhelderheid, welke bijvoorbeeld bij een kleurentelevisieprojectie-inrichting kan 5 worden gebruikt.

Bij een bekende kathodestraalbuis met grote beeldhelder-heid wordt voor de energie van de electronenbundel, welke het fosforscherm van de buis treft, een hoge waarde gekozen ter verkrijging van een optisch beeld van grote helderheid.

10 Hét frontpaneel van een dergelijke kathodestraalbuis bestaat uit glas, waarop een kleurfosforlaag is aangebracht; een dergelijk frontpaneel heeft een betrekkelijk geringe thermische geleidbaarheid, hetgeen tot gevolg heeft, en zulks in het bijzonder bij ononderbroken belasting door de electronenbundel, 15 dat het paneel moeilijk warmte afstaat. De daaruit resulterende temperatuurstijging in het hart van het paneel, welke zeer aanzienlijk kan zijn, kan zelf weer de oorzaak vormen van een speciaal thermisch effect (thermal quenching), dat in de kleurfosforlaag optreedt en tot gevolg heeft, dat de beeld-20 helderheid bij hoge temperatuur afneemt. Aangezien de mate, waarin dit verschijnsel zich voordoet, voor de verschillende kleurfosfors verschillend is, treedt verstoring van de wit-balans van het zichtbaar gemaakte videobeeld op. Deze verstoring van de witbalans in het hart van het kleurfosfor-25 scherm veroorzaakt een merkbare daling van de beeldweergeef-kwaliteit. Overwogen zou kunnen worden om herstel van de witbalans in het hart van het paneel te verkrijgen door aanpassing van de beeldhelderheid ter plaatse van de andere kleurfosfors. Een dergelijke maatregel heeft echter tot gevolg, 30 dat de'witbalans van het beeld in het omtreks- of randgedeelte van het frontpaneel wordt verstoord. In de praktijk blijkt het onmogelijk om de beeldhelderheid over het gehele frontpaneel op een zelfde niveau te brengen.

Teneinde het door de in het hart van het frontpaneel van 35 de kathodestraalbuis optredende temperatuurstijging in de kleurfosforlaag veroorzaakte, thermische effect tegen te gaan 80(3 3 3 60 f t - 2 - kan: men gebruik maken van een ventilator voor koeling van het paneeloppervlak. Een dergelijke ventilator zal echter niet alleen koellucht doch bovendien stof naar het front-paneel transporteren? deze stof hecht zich aan het frontpa-5 neel, waardoor een daling van de beeldhelderheid optreedt.

Bovendien kan het door de ventilator geproduceerde geluid een probleem vormen.

Men heeft reeds voorgesteld, een kathodestraalbuis uit te rusten met een koelinrichting, waarbij een lichtdoorlatend 10 koelmedium, zoals een vloeistof met goede warmteconvectie-eigenschappen, in aanraking met het voorvlak van het front-paneel van de kathodestraalbuis wordt gebracht voor koeling daarvan. Deze reeds voorgestelde constructie is echter betrekkelijk gecompliceerd en kostbaar.

15 De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, een katho destraalbuis met een koelinrichting te verschaffen, welke een goed koelend effect aan een eenvoudige constructie paart.

Daartoe verschaft de uitvinding een kathodestraalbuis met een koelinrichting, welke wordt gekenmerkt door: 20 een als warmtestraler werkend, metalen lichaam, dat zich ten minste langs de omtreksrand aan de voorzijde van het frontpaneel van de kathodestraalbuis uitstrekt, en door een lichtdoorlatend paneel, dat zich aan de voorzijde van het frontpaneel daartegenover en op een vooraf bepaalde 25 afstand daartoe uitstrekt, waarbij het metalen lichaam tegen de omtreksrand van het frontpaneel en een omtreksrand van het lichtdoorlatende paneel rust en tussen beide panelen een ruimte bepaalt, welke is gevuld met een lichtdoorlatend koelmedium.

30· De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen: figuur 1 een vooraanzicht op een uitvoeringsvorm van een 35 kathodestraalbuis met een koelinrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, figuur 2 een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, op 8003360

V

- 3 - * de uitvoeringsvorm volgens figuur 1, figuur 3 en 4 soortgelijke zijaanzichten als in figuur 2, respectievelijk eveneens gedeeltelijk in. doorsnede, op andere uitvoeringsvormen van de.uitvinding, en 5 figuur 5 en 6 enige schematische weergaven ter verduide lijking van de werking van de koelinrichting.

Zoals uit de op een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding betrekking hebbende figuren 1 en 2 blijkt, is een in zijn geheel met 1 aangeduide koelinrichting aan een kathode-10 straalbuis 2 toegevoegd. De kathodestraalbuis 2 is van het type met een zich volgens een plat vlak uitstrekkend of plat frontpaneel 3 in de vorm van een vlakke glasplaat, waarvan de binnenzijde is bedekt met een kleurfosforlaag. Het frontpaneel 3 is door een fritbehandeling afdichtend aan het open 15 eindoppervlak 4a van het trechtervormige gedeelte 4 van de kathodestraalbuis 2 bevestigd. Aan de kathodestraalbuis 2 is voorts een afdichtend met het inwendige daarvan verbonden hoogspanningstoevoerkabel 5 toegevoegd, evenals een inrichting 6 voor het tot stand brengen van de horizontale en verticale 20 afbuiging. Op een door een nog nader te bespreken afstandhouder 7 bepaalde afstand tot het frontpaneel 3 strekt zich daarvoor een lichtdoorlatend paneel 11 uit. De tussen de beide panelen overblijvende, naar buiten toe afgedichte ruimte 12 is gevuld met een lichtdoorlatend koelmiddel.

25 Bij de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 en 2 dient als afstandhouder een cylindervormige, metalen mof 7, welke een goede afscherming tegen röntgenstraling verschaft. Deze mof 7 is zodanig aangebracht, dat hij de buitenomtrek van de kathodestraalbuis 2 omhult en zich vanaf het aan de voorzijde 30 gelegen buitenrandgedeelte van het frontpaneel 3 van de buis coaxiaal met deze tot aan de achterzijde van de buis uitstrekt.

De metalen mof 7 vertoont een binnenwaarts omgezette flens 8 die aan de voorzijde van het frontpaneel 3 tegen de omtreks-rand daarvan rust, een cylindervormig gedeelte 9 dat zich van- 35 af de flens 8 coaxiaal met de buis 2 in voorwaartse richting uitstrekt, en een binnenwaarts omgezette flens 10 die zich aan de voorzijde van het cylindervormige gedeelte 9 in ten 8003360 f - 4 - opzichte van de hartlijn van de buis 2 binnenwaarts uitstrekt. De metalen mof kan bijvoorbeeld worden vervaardig door een extractie-vormbewerking. De metalen mof 7 kan bijvoorbeeld zijn vervaardigd van een met een zinklaag bedekte, ijzeren 5 plaat, waarvan de in aanmerking komende oppervlakken ter versterking van het warmtestralingseffect zijn zwart gemaakt en/of zijn bedekt met een laag warmte-werende verf.

Tegen het buitenoppervlak van de flens 10 van de metalen mof 7 rust het lichtdoorlatende paneel 11, dat zich op de 10 vooraf bepaalde afstand tot en tegenover het frontpaneel 3 . van de buis 2 uitstrekt. Als gevolg daarvan ontstaat een vrije ruimte 12, die wordt omringd door het lichtdoorlatende paneel, het frontpaneel 3 van de buis 2 en door het cylinder-vormige gedeelte 9 en de flens 10 van de metalen mof 7. Deze 15 ruimte 12 is hermetisch afgedicht. Daartoe is tussm.het lichtdoorlatende paneel 11 en de flens 10 van de metalen mof een afdichtmiddel 13 met hechteigenschappen gebracht. Op soortgelijke wijze is een dergelijk afdichtmiddel tussen de voorzijde van de omtreksrand van het frontpaneel'3, de buitenom-20 treksrand en het binnenoppervlak van de metalen mof 7 gebracht? op deze wijze wordt een goede afdichting verkregen.

In de tussen de kathodestraalbuis 2 enè metalen mof 7 -overblijvende ruimte is een hoeveelheid vulmateriaal 34, bijvoorbeeld een siliconhars of dergelijke, gebracht.

25 Aan het buitenoppervlak van de metalen mof 7 is door lassen of dergelijke een van een gat 14 voorzien bevestigings-orgaan 15 van metaal of dergelijke aangebracht. Wanneer de kathodestraalbuis 2 aan een kast o,f ander niet in de técening weergegeven steunorgaan moet worden aangebracht, kan door 30 het gat 14 een bout worden gevoerd.

In de ruimte 12 tussen de beide panelen 3 en 11 bevindt zich een koelmiddel 17.· Als koelmiddel 17 komt een vloeistof in aanmerking, welke lichtdoorlatend is, bij hogere temperaturen dan de kamertemperatuur goede warmteconvectie-eigen-35 schappen heeft, een lager dan 0°C gelegen smeltpunt heeft en een kleine viscositeitsfactorTj heeft. Voorts verdient het aanbeveling, dat de brekingsindex van het koelmiddel 17 onge- 8003360 - i - 5 - veer dezelfde waarde als die van de, het frontpaneel 3 vormende glasplaat heeft. Het koelmiddel 17 dient zo min mogelijk giftig en weinig kostbaar te zijn en een goede electrische geleidbaarheid te vertonen, zoals benzylalcohol, methylbenzonaat, 5 ethylbenzoaat, diethyloxalaat, dibutylftalaat, ethyleengly-col, mengsels daarvan en mengsels van water met één of meer van deze stoffen.

Het koelmiddel 17, dat bijvoorbeeld de vorm van een koelvloeistof heeft, zoals hiervoor is uiteengezet, wordt in 10 de tussen de beide panelen 3 en 11 overblijvende ruimte 12 gevoerd via een opening, welke niet in de tekening is weergegeven doch door het cylindervormige gedeelte 9 van de metalen mof 7 gaat; daarna wordt de opening gesloten, bijvoorbeeld door middel van een stop van rubber, en met kunsthars 15 afgedicht.

Aan de achterzijde van de metalen mof 7 bevindt zich een trechtervormig lichaam 16 van metaal, dat eveneens een goede afscherming tegen röntgenstralen biedt, zodat ongewenste uitstraling van electromagnetische golven door de kathode-20 straalbuis 2 door de samenwerking van de metalen mof 7 en het trechtervormige lichaam 16 wordt verhinderd.

Zoals uit het voorgaande blijkt, komt het koelmiddel 17 in aanraking met het vooroppervlak van het frontpaneel 3 van de kathodestraalbüis 2, het cylindervormige gedeelte 9 en 25 de flens 10 van de metalen mof 7 en het achteropperviak 12 van het lichtdoorlatende paneel 11. De in het frontpaneel 3 van de buis 2 opgewekte warmte wordt derhalve door het koelmiddel 17 afgeleid naar de metalen mof 7 en via deze naar het trechtervormige lichaam 16. Deze naar de mof 7 en het 30 lichaam 16 wegvloeiende warmte wordt over het gehele oppervlak van beide organen, uitgestraald. Wanneer bij toepassing van een vloeistof als koelmiddel 17 een temperatuurstijging van het frontpaneel 3 van de buis 2 optreedt, zal het aan het frontpaneel 3 verwarmde koelmiddel 17 een bovenwaartse bewe-35 ging uitvoeren, waardoor warmteconvenctie in het koelmiddel 17 optreedt. Zelfs de in het hart van het frontpaneel 3 opgewekte warmte kan derhalve op doeltreffende wijze naar het 800 33 60 - 6 - 3 * cylindervormige gedeelte 9 en de flens 10 van de metalen mof 7 worden afgevoerd; deze gedeelten bevinden zich aan de buitenomtrek van de mof 7. Indien deze op de beschreven wijze aan een speciale behandeling ter verkrijging van een aanzienlijke 5 warmte-uitstraling is onderworpen, wordt een zeer doeltreffend resultaat bereikt.

Zoals in het voorgaande is beschreven, verkeert het koel-middel 17 in aanraking met het frontpaneel 3 van de buis 2 en met de metalen mof 7, welke laatstgenoemde niet alleen 10 als electromagnetische afscherming dient, doch tevens voor uitstraling van de daaraan door h<£ koelmiddel 17 afgestane warmte. Als gevolg van deze maatregelen wordt door middel van een eenvoudige constructie een zodanig goede koeling van het frontpaneel van de kathodestraalbuis verkregen, dat het op-15 treden van een buitensporige temperatuurstijging in het front-.paneel wordt verhinderd, zelfs indien de kathodestraalbuis gedurende langere .-tijd ononderbroken in bedrijf is.

Zoals in het voorgaande eveneens is opgemerkt, dient het koelmiddel 17 bij voorkeur een goede electrische geleidbaar-20 heid te hebben; aangezien het koelmiddel zowel met het frontpaneel 3 van de buis 2 als met het lichtdoorlatende paneel 11 in aanraking verkeert, kan eventuele statische lading gemakkelijk wegvloeien.

Wanneer, zoals eveneens reeds is beschreven, tussen de 25 buitenrand van het voorste gedeelte van de kathodestraalbuis 2 en de metalen mof 7 een hoeveelheid vulmateriaal 34 wordt opgenomen, kan de isolatiewaarde tussen de buis 2 en de metalen mof 7, en meer in het bijzonder de isolatiewaarde tussen de hoogspanningsvoedingsaansluiting en de metalen mof 7, 30 een hoge waarde hebben. Indien als vulmiddel 34 een materiaal met goede warmtegeleidingseigenschappen wordt gebruikt, kan de in het frontpaneel 3 van de buis optredende verwarming nog beter naar de metalen mof 7 worden afgeleid.

Wanneer het koelmiddel 17 door de warmte van het front-35 paneel 3 wordt verwarmd, zal het volume van het koelmiddel 17 toenemen. Aangezien het rondom de ruimte 12 toegepaste afdichtmiddel 13, bijvoorbeeld een siliconhars, een aanzien- 80033 60 * * - 7 - lijke elasticiteit vertoont# kan de in het koelmiddel optredende uitzetting of krimp worden opgenomen door de elastische uitzetting of krimp van het afdichtmiddel 13.

De figuren 3 en 4 tonen op soortgelijke wijze als in 5 figuur 2 andere uitvoeringsvormen van de uitvinding. Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 zijn aan de buitenomtrek van de metalen mof 7 ringvormige koelvinnen 18 aangebracht# waardoor het warmte-uitstralingseffect van de mof wordt vergroot. Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 zijn in het 10 cylindervormige gedeelte van de mof 7 golvingen 19 gevormd# waardoor eveneens een grotere warmte-uitstraling wordt verkregen .

In een bepaald geval is het mogelijk, dat de ruimte 12 in open verbinding met een balglichaam 30 (zie figuur 5) staat 15 voor compensatie van in het koelmiddel 17 optredende uitzetting of krimp. Ook kan de balg 30 zich binnen de ruimte 12 bevinden.

Langs de buitenomtrek van de ruimte 12, bijvoorbeeld tegen het binnenoppervlak van het cylindervormige gedeelte 9 20 van de metalen mof 7# bevindt zich sponsmateriaal of ander poreus materiaal met goede warmtegeleidingseigenschappen; daardoor wordt het warmte-overdrachtseffect tussen de metalen mof 7 en het koelmiddel 17 versterkt.

Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen van 25 de uitvinding blijft de koelvloeistof 17 ten minste hoofdzakelijk binnen de ruimte 12. Het is echter ook mogelijk om met circulatie van de koelvloeistof 17 te werken# waarbij de vloeistof buiten de ruimte 12 aan koeling onderworpen wordt. Figuur 6 toont schematisch een dergelijke uitvoering. Daar-30 bij is de ruimte 12 aan zijn bovenzijde en zijn onderzijde * respectievelijk via leidingen 20 en 21 verbonden met een koelkamer 22# waaraan stralingsvinnen zijn toegevoegd. Aan de overgangen van de ruimte 12 naar de leiding 20 en van de leiding 21 naar de ruimte 12 bevinden zich respectievelijk 35 de kleppen 24 en 25, die het karakter van terugslagkleppen hebben# zodat de koelvloeistof 17 slechts in ëén richting kan circuleren# dat wil zeggen van de ruimte 12 via de klep

80Ö3.1 fiO

/ - 8 - 24, de leiding 20, de koelkamer 22, de leiding 21, de klep 25 terug naar de ruimte 12.

Bij een dergelijke uitvoering zal het koelmiddel 17, dat bij verwarming een geringere specifieke dichtheid krijgt, 5 via de klep 24 en de leiding 20 naar de koelkamer 22 stromen en daar worden gekoeld; daardoor neemt de specifieke dichtheid van het koelmiddel 17 weer toe, zodat het via de leiding 21 en de klep 25 naar de ruimte 12 terugvloeit. Als gevolg daarvan verloopt de circulatie van het koelmiddel 17 van de 10 ruimte 12 naar de koelkamer 22 en vervolgens terug automatisch.

De in figuur 5 weergegeven uitvoering kan uiteraard bij de uitvoeringsvormen volgens de figuren 1-4 worden toegepast.

Voorts wordt nog opgemerkt, dat bij de in het voorgaande 15 beschreven uitvoeringsvormen als koelmiddel 17 een koelvloeistof dient; de uitvinding beperkt zich echter niet tot het gebruik van een vloeistof als koelmiddel 17.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen. Verschillende wijzigingen kun-20 nen in de beschreven onderdelen en in hun onderlinge samenhang worden toegepast, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

800 3 3 60

Claims

1. Kathodestraalbuis met een koelinrichting, gekenmerkt door een als warmtestraier werkend, metalen lichaam, dat zich ten minste langs de omtreksrand aan de voorzijde van het frontpaneel van de kathodestraalbuis uitstrekt, 5 en door een lichtdoorlatend paneel, dat zich aan de voorzijde van het frontpaneel en daar tegenover op een vooraf bepaalde afstand daartoe uitstrekt, waarbij het metalen lichaam tegen de omtreksrand van het frontpaneel en een omtreksrand van het lichtdoorlatende paneel rust en tussen beide panelen een 10 ruimte bepaalt, welke is gevuld met een lichtdoorlatend koel-middel.

2. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het metalen lichaam als afstandhouder tussen het frontpaneel van de buis en het lichtdoorlatende paneel dient.

3. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2, met het ken merk, dat het metalen lichaam door middel van een hechtmiddel met elastische eigenschappen afdichtend aan het frontpaneel van de buis en aan het lichtdoorlatende paneel is bevestigd.

4. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2, met het ken-20 merk, dat het metalen lichaam is voorzien van één of meer bevestigingsorganen voor ondersteuning.

5. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het lichtdoorlatende koelmiddel wordt gevormd door een vloeistof met electrische geleidbaarheid en via het 25 metalen lichaam wordt geaard. 9003360