DE1062825B - Vorrichtung zur Siedekuehlung von Elektronenroehren mit aeusserer Anode - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Siedekühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode, wie sie bei Rundfunksendern, Gleichrichtern, Hochfrequenzwechselstromerzeugern oder für ähnliche technisch-industrielle Zwecke Verwendung finden, und bezweckt im besonderen, eine Kühlvorrichtung dieser Art, bei welcher eine Flüssigkeit in Berührung mit der als Wärmeableiter ausgestalteten, erhitzten Anode zur Verdampfung gebracht wird, so auszubilden, daß sie auch bei Speisung mit rohem, d. h. unbehandeltem Wasser einwandfrei arbeitet.

Wenn nämlich bei dieser Siedekühlung Rohwasser als zu verdampfende Flüssigkeit benutzt wird, hat die Erfahrung gezeigt, daß zwar der größte Teil des in einem derartigen Wasser vorhandenen Kesselsteins sich in Form von Schlamm oder Grieß am Boden des zur Aufnahme des Wasser die Anode mit Abstand umgebenden Mantels absetzt, aber eine kleine Menge Kesselstein sich auch an dem Wärmeableiter niederschlägt und dessen Wärmeabgabewirkung beeinträchtigt.

Bei einer Vorrichtung zur Siedekühlung von Elektronenröhren mit äußerer Anode wird Rohwasser dadurch in einem von Kesselstein vollständig oder mindestens in praktisch befriedigendem Ausmaß befreiten Zustand zur Berührung mit der erhitzten Anode gebracht, daß nach der Erfindung eine an beiden Enden offene Muffe einen, als Anode ausgebildeten Wärmeableiter mit Abstand innerhalb eines sie ihrerseits mit Zwischenraum umschließenden, mit dem Rohwasser gespeisten Mantels umgibt und im Zusammenwirken mit zwischen ihr und dem Mantel angeordneten Lenkflächen das Rohwasser vor dem Auftreffen auf den Wärmeableiter zum Durchlaufen einer langen Bahn veranlaßt, auf der es durch die von dem siedenden Wasser an dem Wärmeableiter erhitzte Muffe auf eine Temperatur gebracht wird, bei der es am unteren Ende der Muffe den größten Teil seines Kesselsteins abgibt, bevor es durch Thermosiphonwirkung den seine Verdampfung herbeiführenden Wärmeableiter erreicht.

Der mit der Anode vereinigte Wärmeableiter kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß er lotrechte, durch dicke massive Wandungen begrenzte Führungskanäle für das Rohwasser aufweist oder aus kurzen, dicken, an der Außenseite der Anodenwand vorgesehenen Höckern besteht. Die Muffe kann zusammen mit dem sie umgebenden unteren Teil des das Wasser enthaltenden Mantels durch ein rasch lösbares Verbindungs- und Abdichtungsglied an den als Dampfsammler ausgebildeten oberen Mantelteil angeschlossen sein, auf dem ein mit der Anode über dem Wärmeableiter verbundener ringförmiger Zwischenteil aufruht. Auch kann zur Aufrechterhaltung eines konstanten Flüssigkeitsspiegels im Mantel mit diesem ein

Vorrichtung zur Siedekühlung
von Elektronenröhren mit äußerer Anode

Anmelder:
Compagnie Frangaise Thomson-Houston_r Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C. demente, Patentanwalt,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26

BeanspructLte Priorität:
Frankreich, vom 4. Dezember 1951

Charles Beurtheret, Saint-Germain-en-Laye
(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

kleiner Vorratsbehälter über ein durch einen Schwimmer gesteuertes Ventil in Verbindung stehen. Ferner kann für die Überwachung der Konstanz des Flüssigkei.tsspiegels in dem Mantel in diesen ein zusätzlicher Flüssigkeitsstrom eingeleitet werden, der ein geringes Trägheitsvermögen aufweist und dauernd mit geringer Zufuhr gespeist wird. Die an beiden Enden offene Muffe erhält zweckmäßig eine nach dem unteren geschlossenen Ende der Anode hin sich verjüngende Kegelstumpfform.

Die Zeichnung veranschaulicht die Anodenkühlvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise in einer

Ausführungsform in rein schematischer Darstellung. Abb. 1 zeigt die den Anodenkörper umschließende Vorrichtung in ihren Einzelheiten im Achsschnitt, und Abb. 2 läßt ihren Einbau in das ganze Kühlsystem einer Elektronenröhre erkennen.

Abb. 2 läßt ihren Einbau in das ganze Kühlsystem einer Elektronenröhre erkennen.

Gemäß Abb. 1 tritt das als Kühlmittel zu verdampfende, unbehandelte Rohwasser über die einen kleinen Durchmesser aufweisende Speiseleitung 2 in den oberen Teil des Mantels 1 ein, wo es auf einem Flüssigkeitsspiegel 30 durch eine geeignete Leitungsanlage gehalten wird. Eine innerhalb des Mantels 1 angeordnete kegelige Muffe 31, vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Metallblech, die an ihren beiden Enden offen ist, umgibt mit geringem Abstand den mit der Anode vereinigten, aus kurzen und dicken

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Höckern bestehenden Wärmeableiter 32, durch den sie auf eine höhere Temperatur als der Mantel 1 gebracht wird, so daß sie etwa 100° C erreicht.

Das Rohwasser erhitzt sich daher in Berührung mit der metallischen Außenfläche der eine Temperatur von rund IOO⁰C aufweisenden Muffe 31, die mit Rippen 33 zur Vergrößerung ihrer Wärmeabgabefläche versehen sein kann. Eine von der Innenseite des Mantels 1 abstehende schraubenlinig gewundene Lenkfläche 34, z. B. aus Blech, von der in Abb. 1 nur der Querschnitt ersichtlich ist, zwingt das Rohwasser, in einer langen Bahn den Raum zwischen dem Mantel 1 und der Muffe 31 zu durchströmen, wie die Pfeile 35 in Abb. 1 andeuten. Wenn das Wasser am tiefsten Punkt der Muffe 31 ankommt, hat es auf diese Weise eine Temperatur erreicht, welche die mittlere, etwa 80° C betragende Temperatur überschreitet, bei welcher die Kesselsteinablagerungen auftreten. Das Wasser gibt daber, während es sich noch zwischen dem Mantel 1 und der Muffe 31 befindet, die schlammigen und die festen Kesselsteinniederschläge von Kesselstein an den Boden des Mantels 1 ab, von wo sie durch ein Ventil 36 entleert werden können.

Zur Feststellung und Überwachung der am Boden des Mantels 1 abgelagerten Kesselsteinmenge kann an das untere Mantelende 1 ein Glaszylinder 36' angesetzt sein, der durch das Ventil 36 für gewöhnlich abgeschlossen ist. Das von diesem Kesselstein befreite, abgeklärte Wasser wird nach dem Wärmeableiter 32 durch dessen Verdampfungswirkung in der Richtung des Pfeiles 37 hingezogen und durch die Berührung mit den Buckeln oder Rippen des Wärmeabieiters in an diesem hochsteigenden, mehr oder weniger Wasserteilchen mit sich reißenden Dampf übergeführt.

In das untere verjüngte Ende der kegelstumpfförmigen Muife 31 ist ein mechanisches Filter 37' eingebaut, durch welches das Wasser hindurchtreten muß, bevor es nach dem Wärmeableiter 32 gelangt. Durch die Auffangwirkung dieses Filters wird erreicht, daß die Strudel, die sich um den Wärmeableiter 32 infolge der in dessen Nähe in der Wasser-Dampf-Emulsion auftretenden Wirbel bilden, nicht auf das im unteren Teil des Mantels 31 befindliche Wasser und insbesondere nicht auf das am Boden des Mantels 31 etwa gerade abgelassene, mit Kesselsteinablagerungen verschlammte Wasser übertragen werden. Um aus dem nach dem Sammler 3 geleiteten Dampf das von diesem etwa noch mitgerissene Wasser zu beseitigen, ist dem Sammelraum 3 ein am unteren Ende gelochter Zylinder 22 vorgeschaltet, der den Dampfstrom zu einer mehrfachen Richtungsumkehr gemäß dem in Abb. 1 eingezeichneten zweimal geknickten Pfeil zwingt.

Der Mantel 1 ist vorzugsweise aus zwei Teilen 39 und 40 zusammengesetzt, die durch ein rasch lösbares ringförmiges Dichtungs- und Verbindungsglied 38 miteinander vereinigt sind. Der zylindrisch ringförmige obere Mantelteil 39, der in eine den Zylinder 22 umschließende Ausbauchung übergeht, weist an seinem oberen Ende einen Flansch auf, mit dem ein von der Anode über dem Wärmeableiter 32 nach oben ragender kegeliger Zwischenteil nicht verschweißt ist. Der untere Mantelteil 40, in dem sich der Kesselstein ablagert, kann sehr leicht ohne eine besondere, an der Elektronenröhre auszuführende Vorbereitungsmaßnahme zusammen mit der von ihm getragenen Muffe 31 in seiner Achsrichtung nach Lösung des Verbindungsgliedes 38 von der Anode zu Reinigungszwecken abgezogen werden, und ebenso ist die einfach

■ auf einen Innenflansch am oberen Ende des unteren Mantelteiles 40 aufgelegte Muffe 31 bequem von diesem zur Freilegung seines Inneren abhebbar.

Abb. 2 veranschaulicht eine Anlage zur Speisung der Anodenkühlvorrichtung nach Abb. 1 mit Rohwasser unter Anwendung eines Speichers für das Destillat und einer Sicherheitsvorrichtung für die Durchführung der Kühlung. Der das Kühlwasser und die zu kühlende Anode enthaltende Mantel 1 steht gemaß Abb. 2 über die mit dem DampfumIenkungszylinder 22 versehene Ausbauchung seines Oberteiles und das Dampfsammelrohr 3 sowie über das sich anschließende senkrechte Rohr 23 mit einem von einer Rohrschlange 5' durchsetzten Kondensor 5 in Verbindung, der die angesammelte destillierte Flüssigkeit nach einem mit einem Entnahmehahn 42 versehenen Speicherbehälter 41 abgibt.

Die Einhaltung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsspiegels bei der Speisung des Mantels 1 ist mit niede- rem Druck von einem mit einem Reiniger bekannter Bauart vereinigten Vorratsbehälter 20' aus gewährleistet, dem von dem verfügbaren allgemeinen Wasserverteilungssystem aus durch ein von einem Schwimmer beherrschtes Rohr Rohwasser zugeführt wird, so daß die Wasserspeisung des Mantels 1 der Kühlvorrichtung mit einem unter dem Druck des Wasserverteilungssystems liegenden Druck erfolgt. Der Vorratsbehälter 20', der für mehrere Anodenkühlvorrichtungen nach Abb. 1 gemeinsam sein kann, ist über die senkrechte Leitung 19 mit einer einen konstanten Flüssigkeitsspiegel im Mantel 1 einstellenden Vorrichtung verbunden, die in der Hauptsache aus der geerdeten Isolierrohrschlange 43 und dem deren Anschluß an ein Gefäß 12 und damit an den Einlaßstutzen 2 des Mantels 1 beherrschenden und von einem Schwimmer 17' im Gefäß 12 gesteuerten Ventil 44 besteht. Das nur ein kleines Fassungsvermögen besitzende Gefäß 12 ist mit dem Oberteil des Mantels 1 durch eine in ihm den gleichen Druck wie im Dampfraum des Mantels herstellende Ausgleichsleitung 16' verbunden.

Das im Speicherbehälter 41 angesammelte Kondenswasser fließt durch das Überlaufrohr 45 einer Sicherheitsvorrichtung 46 zu, die in bekannter Weise als mit Kontakten in seinem Inneren versehener Behälter ausgestaltet sein kann und von der aus eine Rohrleitung 47, 48 das Kondenswasser in den Kühlflüssigkeitsstrom zur Wiederausnutzung zurückführt. Der nur mit unbehandeltem Frischwasser gespeiste Vorratsbehälter 20' dient lediglich zur Lieferung der Rohwassermengen für den Ausgleich der beim Ablassen von Kondenswasser aus dem Behälter 41 durch den Hahn 42 auftretenden Verluste. Der 'im Behälter 46 herrschende Druck wird durch eine Ausgleichsleitung 16" gleich dem Druck im Mantel 1 gehalten.

Zwischen dem Behälter 46 und dem Mantel 1 findet ein dauernder schwacher Übergang von Kondenswasser statt, so daß das isolierend wirkende Rohrstück 48 stets mit Wasser gefüllt ist, was notwendig ist, damit die Isolierung zwischen dem Mantel 1 und der auf Erdpotential zu haltenden Sicherheitsvorrichtung 46 durch ein Rohrstück 48 von geringer Länge gewährleistet ist. Zur Aufrechterhaltung dieses Flüssigkeitsüberganges wird durch die Leitung 16" in den Behälter 46 eine kleine Menge von Kondenswasser, z. B. das sich in der hochsteigenden Dampfleitung 23 durch natürliche Abkühlung bildende Kondenswasser, eingespritzt. Eine in einer Ausbauchung der Rohrleitung 23 an der Einmündungssteile der Leitung 16" vorgesehene ringförmige Schrägfläche 51

Claims (5)

veranlaßt die kleine Menge von im Rohr 23 entstehendem Kondenswasser zum Abströmen nach dem Rohr 16". Auf diese Weise läßt sich eine ständige Flüssigkeitsverbindung zwischen der Sicherheitsvorrichtung 46 und dem Mantel 1 durch Vermittlung der Rohrleitung 47, 48 aufrechterhalten, die dabei infolge kleinen Querschnittes und verhältnismäßig kurzer Länge bewirkt, daß die so herbeigeführte Flüssigkeitsbewegung ein sehr geringes Trägheitsvermögen hat, was erforderlich ist, wenn die Sicherheitsvorrichtung eine niedrige Zeitkonstante aufweisen soll. Die Ausnutzung des Kondensats der Rohrleitung 23 in der Sicherheitsvorrichtung 46 ist auch insofern vorteilhaft, als dadurch die Aufrechterhaltung des Erdpotentials bei der Sicherheitsvorrichtung 46 erleichtert wird. Beim Anlassen der ganzen Kühlanlage nach Abb. 2 muß man den Behälter 46 und die Rohrleitung 47, 48 mit Kondenswasser füllen. Von dem oberen Teil des Behälters 46 kann unterhalb der Einmündungssteile des Rohres 45 ein Überlauf rohr 49 abzweigen, und für die Aufnahme der Kesselsteinablagerungen aus dem Mantel 1 bei dessen Reinigung kann unter diesem ein Auffanggefäß 50 angeordnet sein. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Siedeküblung von Elektronenröhren mit äußerer Anode unter Verwendung von Rohwasser, dadurch gekennzeichnet, daß eine an beiden Enden offene Muffe (31) einen als Anode ausgebildeten Wärmeableiter (32) mit Abstand innerhalb eines sie ihrerseits mit Zwischenraum umschließenden, mit dem Rohwasser gespeisten Mantels (1) umgibt und im Zusammenwirken mit zwischen ihr und. dem Mantel angeordneten Lenkflächen (34) das Rohwasser vor dem Auftreffen auf den Wärmeableiter (32) zum Durchlaufen einer langen Bahn veranlaßt, auf der es durch die von dem siedenden Wasser an dem Wärmeableiter (32) erhitzte Muffe (31) auf eine Temperatur gebracht wird, bei der es am unteren Ende der Muffe den größten Teil seines Kesselsteins abgibt, bevor es durch Thermosiphon-

wirkung den seine Verdampfung herbeiführenden Wärmeableiter (32) erreicht (Abb. 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (31) zusammen mit dem sie umgebenden unteren Teil (40) des Mantels (1) durch ein rasch lösbares Verbindungs- und Abdichtungsglied (38) an den als Dampfsammler ausgebildeten oberen Mantelteil (39) angeschlossen ist, auf dem ein mit der Anode über dem Wärmeableiter (31) verbundener ringförmiger Zwischenteil auf ruht (Abb. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung eines konstanten Flüssigkeitsspiegels (30) in dem Mantel (1) mit diesem ein kleiner Vorratsbehälter (20') über ein durch einen Schwimmer (17') gesteuertes Ventil (44) in Verbindung steht (Abb. 1 und 2).

4. A⁷Orrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überwachung der Konstanz des Flüssigkeitsspiegels in dem Mantel (1) in diesen ein zusätzlicher Flüssigkeitsstrom (47, 48) eingeleitet wird, der ein geringes Trägheitsvermögen aufweist sowie nur Kondenswasser führt und dauernd mit geringer Zufuhr gespeist wird (Abb. 2).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an beiden Enden offene Muffe (31) eine nach dem unteren geschlossenen Ende der Anode (32) hin sich verjüngende Kegelstumpfform aufweist (Abb. 1).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 254 946, 257 346,
836, 284 117, 397 218, 496 461, 541 780, 546 156, 090, 598 026, 632 817, 639 336, 645 892, 650 177, 586, 668 376, 697 721, 804 939;

österreichische Patentschriften Nr. 87 501, 122 941; schweizerische Patentschriften Nr. 109 997,
698, 117 881;

französische Patentschrift Nr. 777 077;
USA--Patentsehriften Nr. 1 903 945, 1 924 368,
110 774;

Die Schrift »25 Jahre Telefunken«, 1928, S. 138.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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