Elektronenstrahlröhre

Abstract

 Zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung eines Kollektors einer Satellitenwanderfeldröhre wird vorgeschlagen, diesen mit trichterförmigen Kühlflügeln zu versehen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Röhre ist beispielsweise aus der EP 3 76 827 A1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, die gerichtete Wärmeabgabe eines Elektronenkollektors einer solchen Elektronenstrahlröhre zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die beschriebene trichterförmige, d.h. kegelstumpfmantelförmige Form der wärmeabstrahlenden Fortsätze bewirkt eine gerichtete Abstrahlung der Wärme überwiegend in Richtung des in den Elektronenkollektors einlaufenden Elektronenstrahls. Elektronenstrahlröhren für den Satelliteneinsatz wie z.B. Wanderfeldröhren, werden zweckmäßig so in einem Satelliten eingebaut, daß ihr Elektronenkollektor, der sich durch Aufnahme der hochbeschleunigten Elektronen erwärmt, aus der Außenwandung des Satelliten herausragt, so daß die Wärme in den Weltraum abgestrahlt wird. Die Wärmeabgabe wird dabei wesentlich verbessert, wenn die Abstrahlung möglichst von dem Satelliten hinweg gerichtet ist.
Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Die Figur zeigt einen auf einen Elektronenkollektor 8 einer Satelliten-Wanderfeldröhre aufgebrachten Kühlkörper 6 aus einem Metall, das einerseits möglichst leicht ist und andererseits eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Der Kühlkörper 6 weist zwei trichterförmige, d.h. kegelstumpfmantelförmige Fortsätze 1 und 2 auf, die sich in Richtung 5 des in den Kollektor 8 einlaufenden Elektronenstrahls erweitern und einen unterschiedlichen Öffnungswinkel α aufweisen. In Elektronenstrahlrichtung 5 werden die Öffnungswinkel α kleiner, d.h. der Kegelstumpfmantel 1 besitzt einen kleineren Öffnungswinkel α als der davorliegende Kegelstumpfmantel 2.
Ein weiterer ringscheibenförmiger Kühlfortsatz 3 ist an dem, dem ankommenden Elektronenstrahl zugewandten Ende des Kühlkörpers 6 angeordnet. Dieser Kühlring 3 kann aber ebenso ein Kegelstumpfmantel sein mit einem Öffnungswinkel α, der größer ist als der des Kühlfortsatzes 2 aber zweckmäßig etwas kleiner ist als 90 Winkelgrade.
Die äußeren Umfänge der Fortsätze 1, 2 und 3 sind zweckmäßig so gewählt, daß die Einhüllende eine Schale, insbesondere annähernd eine Kugelschale bildet. Der Kollektor 8 mit dem Kühlträger 6 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Röhrenlängsachse 4 ausgebildet. Die Kühlfortsätze 1, 2 und 3 können gegebenenfalls auch direkt an der Außenfläche des Kollektors 8 angeordnet oder befestigt sein.
Im allgemeinen wird es aber zweckmäßig sein, wenn die Fortsätze 1, 2 und 3 Teil eines Kühlkörpers 6 sind, der gut wärmeleitend auf dem Kollektor 8 befestigt ist.

[0002] Alle Oberflächen der Fortsätze 1, 2 und 3 mit Ausnahme der, dem ankommenden Elektronenstrahl 5 zugewandten Oberfläche 7 des dem ankommenden Elektronenstrahl 5 am nächsten liegenden Fortsatzes 3, weisen eine hohe Wärmeemission (E_r > 0,9) auf. Die dem ankommenden Elektronenstrahl 5 zugewandte Oberfläche 7 des Fortsatzes hingegen ist gering wärmeemittierend (E_r < 0,05) ausgebildet. Diese Wärmeemissionseigenschaften werden zweckmäßig durch entsprechende Behandlung und/oder Beschichtung erreicht.

[0003] Der Elektronenkollektor 8 besteht bevorzugt aus gut wärmeleitendem Kupfer bzw. einer Kupferlegierung. Der Kühlkörper 6 mit den Fortsätzen 1, 2 und 3 besteht aus gut wärmeleitendem Metall. Er soll möglichst geringes Gewicht aufweisen und kann z.B. aus Aluminium bzw. einer Lichtmetallegierung bestehen. Die Fortsätze 1, 2 und 3 können z.B. auch aus Kupfer mit geringem Querschnitt bestehen. In diesem Falle wird es zweckmäßig sein, zusätzliche Verstrebungen zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der trichterförmigen Fortsätze 1, 2 und 3 vorzusehen.

Ansprüche

1. Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenkollektor dessen Oberfläche wenigstens einen großflächigen Fortsatz zur Wärmeabstrahlung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (1, 2) trichterförmig und sich in Elektronenstrahlrichtung (5) erweiternd ausgebildet ist und mit seiner kleineren Öffnung an dem Kollektor (8) direkt oder indirekt befestigt ist.

2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei trichterförmige Fortsätze (1, 2) vorgesehen sind.

3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmigen Fortsätze (1, 2) Teil eines auf dem Elektronenkollektor (8) befestigten Kühlkörper (6) sind.

4. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die dem ankommenden Elektronenstrahl (5) zugekehrte Oberfläche (7) der in Elektronenstrahlrichtung (5) ersten Fortsatzes (3) schlecht wärmeabstrahlend, hingegen alle weiteren Oberflächen des oder der Fortsätze (1, 2, 3) gut wärmeabstrahlend ausgebildet sind.

5. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhüllende der äußeren Umfangsflächen der Fortsätze (1, 2, 3) eine gekrümmte Schalenfläche, insbesondere in etwa eine Kugelschalenfläche ist.

6. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Wanderfeldröhre mit einem in den Weltraum wärmeabstrahlenden Elektronenkollektor.

7. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere trichterförmige Fortsätze (1, 2, 3) vorgesehen sind, deren Öffnungswinkel (α) unterschiedlich sind.

8. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungswinkel (α) in Elektronenstrahlrichtung (5) betrachtet kleiner werden.

9. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlträger (6) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und auf einen Elektronenkollektor (8), insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, gut wärmeleitend aufgebracht ist.

10. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmigen Fortsätze (1, 2, 3) direkt auf der Oberfläche des Kollektors (8) befestigt sind bzw. einstückig mit diesem verbunden sind.

11. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmigen Fortsätze (1, 2, 3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen.

12. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (1, 2, 3) mittels zusätzlicher Streben mechanisch versteift bzw. abgestützt sind.

Zeichnung