Elektronenröhre mit direkt kühlbarer Anode

Abstract

 Um die Korrosionsbeständigkeit einer Senderöhre im Bereich der wassergekühlten Anode zu verbessern, ist auf die äußere Oberfläche der hutartig ausgebildeten und aus Kupfer bestehenden Anode (3) eine Korrosionsschutzschicht (4) aufgebracht, die aus einem im geschmolzenen Zustand aufgespritzen Metall besteht und eine Schichtdicke von wenigstens 20 µm aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vakuumelektronik und befaßt sich mit der Ausgestaltung einer Elektronenröhre hoher Leistung, deren hutartig ausgebildete Anode direkt mittels Wasser kühlbar ist.

[0002] Bei Elektronenröhren hoher Leistung, insbesondere Senderöhren, ist es üblich, zur Abführung der Anodenverlustleistung die Anode zu kühlen. Hierzu ist die Anode hutartig als Außenanode ausgebildet, auf die ein Wasserkühltopf aufgesetzt werden kann. Ein bekannter Wasserkühltopf besteht aus einem KühltopfaußenZylinder und einem koaxialen Kühltopf-Innenzylinder, wobei der Kühltopf-Außenzylinder und die Anode mit Hilfe von Abstandsstücken in radialem Abstand von dem Kühltopf-Innenzylinder gehalten werden. Die Anode besteht dabei aus einem massivem Kupfertopf (DE-B-26 42 848). - Für die Anode einer wassergekühlten Senderöhre wird fast ausschließlich hochreines, gasarmes Kupfer verwendet. Ein derartiges Material zeichnet sich durch gute elektrische Leitfähigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, ausreichende mechanische Stabilität bei Temperaturen bis ca. 1000 °C, geringen Gasgehalt und leichte Verarbeitbarkeit aus. Jedoch kann seine mangelnde chemische Beständigkeit gegenüber Wasser und der kaum vermeidbare elektrolytische Abtrag beim Betrieb der Senderöhre zu Korrosionserscheinungen führen, die dann besonders störend wirken, wenn im gleichen Wasserkreislauf Teile aus unedlen Metallen wie beispielsweise Aluminium vorhanden sind.

[0003] Ausgehend von einer Elektronenröhre mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Korrosionsbeständigkeit der Anode mit fertigungstechnisch leicht realisierbaren Maßnahmen zu verbessern.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß bei einer aus Kupfer bestehenden Anode deren äußere Oberfläche in allen mit dem Kühlwasser in Berührung kommenden Bereichen mit einer Korrosionsschutzschicht versehen ist, die aus einem im geschmolzenen Zustand aufgespritzten Metall besteht und eine Schichtdicke von wenigstens 20 µm aufweist.

[0005] Bei einer derart ausgebildeten Senderöhre sind also die mit dem Kühlwasser in Berührung kommenden Teile der Anode mit einem korrosionsfesten Material beschichtet, das mittels dem sogenannten "thermischen Spritzen" aufgebracht ist. Derartige Auftragsverfahren sind an sich bekannt und beispielsweise den Patentschriften der Klasse C 23 C 4 der internationalen Patentklassifikation zu entnehmen. Insbesondere kommen das sogenannte Plasmaspritzen, welches im Niederdruckbereich von 20 bis 100 mbar oder bei Atmosphärendruck angewendet wird, und das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen, welches bei Atmosphärendruck angewendet wird, in Betracht. Mit diesen Verfahren lassen sich Schichtdicken bis oberhalb 500 µm aufbringen. Vorzugsweise werden Dicken im Bereich von 30 bis 300 µm eingesetzt, da die Wärmeleitfähigkeit der Anode durch derartige Schichtdicken noch nicht wesentlich beeinträchtigt, aber andererseits die Dichtigkeit und eine ausreichende Handhabungssicherheit gewährleistet werden. Die Anwendung dieser Beschichtungsverfahren ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil sie auch bei Anoden von bereits eingeführten Senderöhrentypen eingesetzt werden können, ohne dabei wesentliche, die Funktion der Senderöhre ändernde Modifikationen zu erfordern.

[0006] Für die aufgespritzte Metallschicht kommen grundsätzlich alle Metalle in Betracht, welche ausreichend beständig gegen den Angriff des Kühlwassers sind, gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen und in ihrem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von dem des Kupfers nicht wesentlich abweichen. Insbesondere sind Edelstähle auf der Basis Chrom-Nickel sowie Kobalt- oder Nickelhartlegierungen und M-Chrom-Aluminium-Ytrium-Legierungen mit M = Kobalt, Nickel oder Kobalt und Nickel geeignet.

[0007] Die gemäß der Erfindung vorgesehene Schutzschicht der Anode kann entweder vor dem Zusammenbau der Elektronenröhre oder nach deren Fertigstellung aufgebracht werden. Im ersten Fall wird die Beschichtung im weiteren Verlauf der Herstellung der Elektronenröhre relativ hohen Temperaturen von etwa 900 °C im Vakuum bzw. unter Schutzgas oder Temperaturen bis ca. 500 °C an Luft jeweils für einige Stunden unterworfen. Im zweiten Fall unterliegt sie nur den beim Betrieb der Senderöhre im Kühlkreis auftretenden Beanspruchungen; unter diesen Umständen könnte eine weniger temperaturbeständige Schutzschicht eingesetzt werden.

[0008] Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, der Korrosionsschutzschicht eine Zwischenschicht zu unterlegen, beispielsweise um die Haftfestigkeit der Schutzschicht zu verbessern. Als Material für diese Zwischenschicht kommt insbesondere Nickel in Betracht, wobei diese Zwischenschicht ebenso wie die eigentliche Schutzschicht durch thermisches Spritzen aber auch auf galvanischem oder chemischem Wege aufgebracht sein kann.

[0009] Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Senderöhre kann das Kühlgefäß im Gegensatz zur Anode aus massivem korrosionsbeständigem Material bestehen, da das Kühlgefäß nicht die in der Senderöhre entstehende Verlustleitung ableiten muß. Man kann aber zur Herstellung des Kühlgefäßes auch korrosionsanfälliges Material verwenden und die mit dem Kühlwasser in Berührung kommenden Flächen ebenfalls thermisch beschichten.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der neuen Senderöhre ist in der Figur dargestellt.

[0011] Die Figur zeigt eine im Schnitt schematisch dargestellte Triode mit der Kathode 1, dem Steuergitter 2 und der Anode 3. Auf die äußere Oberfläche der Anode 3 ist die Schutzschicht 4 durch thermisches Spritzen aufgebracht. Die hutartig ausgebildete Anode ist im übrigen von dem ebenfalls hutartig ausgebildeten Kühlgefäß 5 umgeben, das im wesentlichen aus einem Kühltopfaußenzylinder 6 und einem Kühltopfinnenzylinder 7 und den beiden Wasseranschlußstutzen 8 und 9 besteht.

Ansprüche

1. Elektronenröhre hoher Leistung mit einer hutartig ausgebildeten, mittels Wasser direkt kühlbaren Anode, wobei die hutartige Anode einen Teil des Gehäuses der Elektronenröhre bildet und mit Abstand von einem ebenfalls hutartigen Kühlgefäß umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anode (3) aus Kupfer besteht und daß ihre äußere Oberfläche in allen mit Kühlwasser in Berührung kommenden Bereichen mit einer Korrosionsschutzschicht (4) versehen ist, die aus einem im geschmolzenen Zustand aufgespritzten Metall besteht und eine Schichtdicke von wenigstens 20 µm aufweist.

2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgespritzte Metall zur Gruppe folgender Legierungen gehört: Chrom-Nickel-Edelstahl, Kobalt- oder Nickel-Hartlegierung, M-Chrom-Aluminium-Ytrium-Legierungen mit M = Kobalt, Nickel oder Kobalt und Nickel.

3. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrosionsschutzschicht (4) eine Zwischenschicht unterlegt ist.

4. Elektronenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Nickel besteht.

5. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Innenwand des Kühlgefäßes (5) mit einer im geschmolzenen Zustand aufgespritzten Korrosionsschutzschicht versehen ist.

Zeichnung