<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AU REFROIDISSEMENT D'ELECTRODES D'APPAREILS A
DECHARGE ELECTRONIQUE.
La présente invention est relative à des perfectionnements au refroidissement d'électrodes d'appareils à décharge électronique.
Lorsque le refroidissement forcé d'anodes de tubes électroniques, par exemple, est nécessairé il est d'usage de fixer un certain nombre d'ailettes radiales ou parallèles à l'anode et de forcer de l'air ou un courant d'un liquide réfrigérant à travers les espaces situés entre les ailettes, afin d'évacuer la chaleur rapidement.
Dans certains cas de tubes fonctionnant à très haute fréquence, il peut être difficile de refroidir les électrodes en raison des limitations d'encombrement imposées par les exigences
<Desc/Clms Page number 2>
du montage et de l'inexistence d'une méthode permettant d'augmenter la surface de l'électrode à laquelle des ailettes peuvent être attachées. Cette difficulté a été surmontée, ou au moins réduite au minimum selon l'invention, en fixant métalliquement à l'électrode à refroidir des éléments radiateurs composés de toile métallique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de mise en oeuvre de l'invention.
Les fig. 1 à 6 mettent schématiquement en évidence trois méthodes utilisées couramment permettant d'appliquer des ailettes de refroidissement à l'anode d'un tube électronique.
Les fig. 7 à 10 représentent schématiquement deux méthodes permettant d'appliquer des éléments radiateurs en toile métallique à des anodes, conformément à l'invention.
Les fig. 1, 3, 5 et 7 sont des coupes, la fig. 9 est un profil et les figures 2, 4., 6, 8 et 10 sont les plans correspon- dants.
A la fig. 1, l'anode d'un tube électronique est constituée par la surface intérieure d'un tube métallique 1 à paroi relativement épaisse formant noyau sur lequel sont fixées un certain nombre d'ailettes radiales 2 . Selon une variante,les ailettes peuvent être partie intégrante du noyau. De l'air ou un autre fluide de refroidissement peut être forcé longitudinalement à travers les espaces compris entre les ailettes dans la direc- tion indiquée par les flèches 3 .
Selon une variante du même dispositif, représentée à la fig. 3, les ailettes 2 sont des disques annulaires parallèles entourant le noyau. La. fig. 5 représente l'application des mêmes principes à une anode plate 4, à, l'arrière de laquelle des ailettes radiales 5 disposées longitudinalement sont fixées de manière à entourer un espace tubulaire central 6,
<Desc/Clms Page number 3>
le fluide réfrigérant étant forcé vers le haut de l'espace 6 puis vers l'extérieur entre les ailettes 5, dans la direction indiquée par les flèches 7 .
Les dispositifs des fig. 1 à 6 sont tous connus, mais selon l'invention, les ailettes sont remplacées par des éléments radiateurs en toile métallique. A la fig. 7, l'anode 1 est entourée par une pile de feuilles annulaires de toile métallique fine 8 peu espacées ( toile de préférence en fil de cuivre ) chacune des feuilles étant fixée solidement par soudure, par brasure ou par un procédé analogue à la surface extérieure du noyau. Un fluide réfrigérant peut être forcé soit longitudinalement soit transversalement à travers les espaces compris entre les fils des feuilles de toile métallique. La fig. 9 montre un exemple de la manière dont l'invention peut être appliquée à une anode plate analogue à celle représentée à la fig. 5 .
Une bande de toile métallique fine 'de cuivre ou autre métal est enroulée étroitement selon une spirale 9 et fixée solidement à l'arrière de l'anode 4, ladite toile métallique étant de préférence solidement soudée ou brasée à l'anode selon toute la longueur de l'un des bords de la bande. Selon une variante, la toile métallique pourrait être enroulée en deux ou plus de deux spirales alternées. Un fluide réfrigérant peut être insufflé à travers la toile métallique dans la direction indiquée par les flèches 10 . On a constaté que le dispositif de la fig. 9 était celui qui offrait les plus grands avantages dans le cas d'utilisation d'ailettes plates.
Il est-bien connu que si des ailettes de refroidissement sous forme de plaques planes sont utilisées, des ailettes fines peu espacées sont plus efficaces que des ailettes épaisses plus largement espacées étant donné qu'en fait, pour un rapport espace/épaisseur constant, l'augmentation de chaleur dissipée à une température donnée obtenue en réduisant l'épaisseur d'un certain taux'est proportionnelle à la racine carrée dudit rapport
<Desc/Clms Page number 4>
si la vitesse du fluide réfrigérant est maintenue constante. En même temps, une réduction d' épaisseur diminue la. longueur de l'ailette Efficace pour dissiper la chaleur. Toutefois, l'épais- seur ne peut pas être réduite indéfiniment en raison de la, néces- sité de maintenir la turbulence du fluide réfrigérant.
Il en résulte que le système de refroidissement tend à. devenir plus petit et que sa capacité de dissipation calorifique augmente à mesure que l'épaisseur de l'ailette diminue, le rapport espace-épaisseur étant maintenu constant.
En utilisant, conformément à l'invention, de la toile métallique fine au lieu d'ailettes plates, on peut obtenir un ré- sultat équivalent à l'utilisation d'ailettes très rapprochées et d'une épaisseur de l'ordre de quelques centièmes de millimètre sans être astreint aux limitations mentionnées ci-dessus.
S'il n'y a pas de contact thermique entre les fils trans- versaux et longitudinaux de la, toile métallique, le rendement thermique sera de 1 ou 0,7 du rendement théorique maxi- mum. Toutefois, l'expérience montre que si l'on utilise de la toile de cuivre ordinaire, et qu'on ne prenne pas de précautions spé-- ciales pour améliorer le contact thermique, lc rendement est d'en- viron 0,8 du .maximum. Ce chiffre peut être amélioré en soudant convenablement les fils des mailles.
La pression convenable pour l'air ou autre fluide réfri- gérant utilisé avec des éléments radiateurs en toile métallique est difficilement calculable et doit être déterminée par tâtonne- ment. On trouve que estte pression est plus élevée que stte né- c@ssaire dans les dispositifs de refroidissement à ailettes pla- tas.
Bien que l'utilisation d'éléments radiateurs de toile métallique conformes à l'invention offre des avantages particu- liers lorsqu'on emploie un refroidissement forcé par air ou par un autre fluide, ce refroidissement forcé n'est pas indispensable.
<Desc/Clms Page number 5>
L'invention est, bien entendu, susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN THE COOLING OF ELECTRODES OF APPLIANCES A
ELECTRONIC DISCHARGE.
The present invention relates to improvements in the cooling of electrodes of electronic discharge devices.
When forced cooling of anodes of electron tubes, for example, is required it is customary to attach a number of radial or parallel fins to the anode and to force air or a stream of liquid. refrigerant through the spaces between the fins, in order to dissipate heat quickly.
In some cases of tubes operating at very high frequency, it may be difficult to cool the electrodes due to the size limitations imposed by the requirements.
<Desc / Clms Page number 2>
the mounting and the lack of a method to increase the area of the electrode to which fins can be attached. This difficulty has been overcome, or at least reduced to a minimum according to the invention, by metallically fixing to the electrode to be cooled radiator elements composed of wire mesh.
The invention will be better understood on reading the following description and on examining the accompanying drawings which represent, by way of nonlimiting examples, some embodiments of the invention.
Figs. 1 to 6 schematically show three methods commonly used for applying cooling fins to the anode of an electron tube.
Figs. 7 to 10 schematically show two methods for applying wire mesh radiator elements to anodes, in accordance with the invention.
Figs. 1, 3, 5 and 7 are cross sections, FIG. 9 is a profile and Figures 2, 4., 6, 8 and 10 are the corresponding planes.
In fig. 1, the anode of an electron tube consists of the inner surface of a metal tube 1 with a relatively thick wall forming a core on which a certain number of radial fins 2 are fixed. According to one variant, the fins can be an integral part of the core. Air or other coolant may be forced longitudinally through the spaces between the fins in the direction indicated by arrows 3.
According to a variant of the same device, shown in FIG. 3, the fins 2 are parallel annular discs surrounding the core. Fig. 5 shows the application of the same principles to a flat anode 4, to the rear of which radial fins 5 arranged longitudinally are fixed so as to surround a central tubular space 6,
<Desc / Clms Page number 3>
the refrigerant being forced upwards from the space 6 then outwards between the fins 5, in the direction indicated by the arrows 7.
The devices of fig. 1 to 6 are all known, but according to the invention, the fins are replaced by radiator elements made of wire mesh. In fig. 7, the anode 1 is surrounded by a stack of annular sheets of thin wire mesh 8 closely spaced (preferably copper wire wire) each of the sheets being securely attached by soldering, soldering or by a similar process to the outer surface of the nucleus. A coolant can be forced either longitudinally or transversely through the spaces between the threads of the sheets of wire mesh. Fig. 9 shows an example of how the invention can be applied to a flat anode similar to that shown in FIG. 5.
A strip of thin copper or other metal wire mesh is wound tightly in a spiral 9 and securely attached to the rear of the anode 4, said wire mesh preferably being securely welded or brazed to the anode along the entire length. from one of the edges of the strip. Alternatively, the wire mesh could be wound in two or more alternating spirals. Coolant can be blown through the wire mesh in the direction indicated by arrows 10. It has been found that the device of FIG. 9 was the one that offered the greatest advantages when using flat fins.
It is well known that if cooling fins in the form of planar plates are used, thin, closely spaced fins are more effective than thicker fins with wider spacing since, in fact, for a constant space / thickness ratio, the 'increase in heat dissipated at a given temperature obtained by reducing the thickness by a certain rate is proportional to the square root of said ratio
<Desc / Clms Page number 4>
if the speed of the coolant is kept constant. At the same time, a reduction in thickness decreases the. fin length Effective in dissipating heat. However, the thickness cannot be reduced indefinitely due to the need to maintain the turbulence of the refrigerant.
As a result, the cooling system tends to. become smaller and its heat dissipation capacity increases as the fin thickness decreases, with the space-to-thickness ratio being kept constant.
By using, according to the invention, thin wire mesh instead of flat fins, a result can be obtained equivalent to the use of fins that are very close together and of a thickness of the order of a few hundredths. millimeter without being subject to the limitations mentioned above.
If there is no thermal contact between the transverse and longitudinal wires of the wire mesh, the thermal efficiency will be 1 or 0.7 of the maximum theoretical efficiency. However, experience shows that if ordinary copper cloth is used, and special precautions are not taken to improve thermal contact, the efficiency is about 0.8%. .maximum. This figure can be improved by properly soldering the threads of the stitches.
The correct pressure for air or other refrigerant used with wire mesh radiator elements is difficult to calculate and must be determined by trial and error. This pressure has been found to be higher than required in plate fin coolers.
Although the use of wire mesh radiator elements according to the invention offers particular advantages when forced cooling by air or other fluid is employed, this forced cooling is not essential.
<Desc / Clms Page number 5>
The invention is, of course, susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art depending on the applications envisaged and without departing from the spirit of the invention.