DE4012019A1 - Drehanode fuer roentgenroehre und verfahren zur kuehlung einer anode - Google Patents
Drehanode fuer roentgenroehre und verfahren zur kuehlung einer anodeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Flüssigkeits
kühlen einer Drehanode in einer Röntgenröhre.
Hochleistungs-Röntgenröhren der Art, wie sie in der medizi
nischen Diagnostik und der Röntgen-Kristallographie benutzt
werden, erfordern eine Anode, die relativ große Wärmemengen
entfernen muß. Da die primäre Art der Entfernung dieser Wär
me durch Wärmestrahlung von der Anode erfolgt, führt eine
Zunahme der abstrahlenden Oberfläche zu einer größeren Wär
meabführung. Durch Drehen der Anode kann ein frischer Be
reich der Brennspur kontinuierlich dem Elektronenstrahl zu
geführt werden, der von der Kathode emittiert wird, und die
während der Röntgenstrahlerzeugung gebildete Wärme kann vor
teilhafterweise über einen größeren Bereich verteilt werden.
Die Anodenrotation gestattet es daher, eine Röntgenröhre
bei allgemein höheren Leistungen zu betreiben als eine Röhre
mit stationärer Anode, und das Problem der Verschlechterung
der Brennspuroberfläche, das in Röhren mit stationärer Anode
auftritt, wird vermieden, vorausgesetzt die Temperaturgren
zen des Oberflächenmaterials der Brennspur werden nicht über
schritten.
Die Menge der erzeugten Wärme und die erreichten Temperatu
ren einer Röntgenröhre können beträchtlich sein. Da weniger
als 0,5% der Energie des Elektronenstrahls in Röntgenstrah
len umgewandelt wird, während ein Hauptteil der verbleiben
den Energie als Wärme auftritt, kann die mittlere Tempera
tur der Brennspuroberfläche der Drehanode 1200°C überstei
gen, wobei Spitzentemperaturen des heißen Fleckes beträcht
lich höher sind. Die Verminderung dieser Temperaturen und
die Abführung der Wärme sind kritisch für jede Leistungs
steigerung. Die Möglichkeit, die erzeugte Wärme allein durch
Anodenrotation abzuführen, ist jedoch begrenzt. Als Folge
hat sich die Entwicklung von Röntgengeräten mit Drehanoden
verzögert, obwohl noch höhrere Leistungen erforderlich sind.
Ein weiterer Nachteil der Geräte nach dem Stand der Technik
ist ihre begrenzte Lebensdauer, die teilweise durch ihre
Fähigkeit bestimmt ist, die Wärme abzuführen. Da Röntgenge
räte relativ teuer sein können, führt eine verlängerte Le
bensdauer zu beträchtlichen Kosteneinsparungen.
Die über die Zeit gemittelte Wärmeabführung der Röntgenröhre
die in einem CT-Scanner benutzt wird, bestimmt den Patienten
durchlauf. Derzeitige CT-Scannerröhren führen etwa 3 KW ab.
Überhitzt sich die Brennspur der Röntenröhre, wie dies bei
einer erhöhten Patentientendurchführung der Fall ist, dann
muß die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Nutzungszeiten
der Maschine verlängert werden, damit sich die Brennspur ab
kühlen kann. Eine Röntgenröhre mit stärkerer Wärmeabführung
gestattet eine verbesserte Nutzung der Vorrichtung.
Müssen rotierende Scheiben intern gekühlt werden, um Tempera
turen zu vermeiden, die die vorgesehenen Grenzen übersteigen,
dann kann ein direktes Flüssigkeitskühlen eine maximale Wär
meabführung ergeben. Um die Wärmeübertragungskoeffizienten
von der Oberfläche der Drehanode zum hohlen Inneren der Anode
zu maximieren, sind sehr kleine Durchgänge, die starke Kühl
mittelströmungen bei hoher Geschwindigkeit aufweisen, häufig
nicht praktisch. Wenn es darüber hinaus erwünscht ist, di
elektrische Flüssigkeiten zu benutzen, deren Wärmeabführungs
fähigkeiten unter denen von Wasser liegen, dann sind die er
haltenen Wärmeübertragungskoeffizienten unter Anwendung der
üblichen Wege häufig zu gering.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Drehanode für Röntgenröhren hoher Intensität mit hohen Über
tragungskoeffizienten über alle inneren Oberflächen zu schaf
fen, die den Einsatz eines dielektrischen Kühlmittels ge
stattet. Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung einer Anode
für eine Röntgenröhre hoher Intensität, die keine hohen Kühl
mittelströmungsraten und keine komplizierten engen Kühlmittel
durchgänge erfordert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Dreh
anode für eine Röntgenröhre geschaffen, die einen hohlen
Drehanodenteller mit zwei Kreisflächen einschließt. Eine der
Kreisflächen hat eine abgeschrägte Kante für einen Brennspur
bereich. Ein kreisförmiges Leitblech ist konzentrisch inner
halb des hohlen Anodentellers angeordnet. Das Leitblech hat
eine Einrichtung, um einer Flüssigkeit eine Tangentialge
schwindigkeit zu verleihen. Der äußere Umfang des kreisför
migen Leitbleches hat einen Abstand vom Inneren des Anoden
tellers. Eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit
zum zentralen Teil einer Seite des Leitbleches ist ebenso
vorgesehen wie eine Einrichtung zum Entfernen von Kühlflüs
sigkeit von der anderen Seite des Leitbleches. Eine struk
turelle Einrichtung ist vorgesehen, um das Leitblech mit der
gleichen Winkelgeschwindigkeit rotieren zu lassen wie den
Anodenteller.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
ein Verfahren zum Kühlen einer hohlen Drehanode mit einem
Kühlmitteldurchgang geschaffen, der sich radial nach außen
zur Peripherie der Hohlanode längs einer inneren Fläche
und radial nach innen längs einer anderen inneren Fläche er
streckt, die die Brennspur aufweist. Die Tangentialgeschwin
digkeit der rotierenden Anode wird auf die Kühlflüssigkeit
übertragen, die nahe dem Zentrum in die Anode eintritt. Der
Druck, der in der radial nach außen strömenden Flüssigkeit
erzeugt wird, ist so ausgewählt, daß ein Sieden bzw. Ver
dampfen der Flüssigkeit vermieden ist. Der Druck, der in der
radial nach innen strömenden Flüssigkeit erzeugt wird, ist
ausgewählt, um ein Sieden aufgrund von Keim- bzw. Blasenbil
dung im Bereich unterhalb der Brennspur zu gestatten.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene isometrische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Drehanode für eine Röntgen
röhre,
Fig. 2 eine Schnitt-Seitenansicht der Drehanode nach Fig. 1,
Fig. 3 bis 6 isometrische Ansichten nur des Leitwandtei
les der Drehanode mit verschiedenen Leitschaufel
konfigurationen zum Steuern der Kühlmittelströmung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Elemente mit glei
chen Bezugsziffern bezeichnet und in den Fig. 1 und 2
ist jeweils eine Drehanode 11 einer Röntgenröhre dargestellt.
Diese Anode umfaßt eine hohle Scheibe bzw. einen hohlen Tel
ler aus Molybdän, die bzw. der auf einem hohlen Schaft 15
montiert ist, der sich von einer Seite der Scheibe bzw. des
Tellers aus erstreckt. Die hohle Scheibe kann in zwei Tei
len hergestellt werden, die entlang einer axialen Mittel
linie aneinander stoßen. Die beiden Teile können z. B. durch
Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden. Das
Innere des Schaftes und der Scheibe stehen in Strömungsver
bindung miteinander. Die andere Seite der Scheibe hat eine
abgeschrägte Kante, auf die Brennspurmaterial durch Plasma
sprühen mit einem ringförmigen Muster aufgebracht ist, um
auf dem äußeren Teil der ringförmigen Scheibenfläche eine
Brennspur 17 zu erzeugen. Die ringförmige Brennspuroberfläche
kann aus einer Wolframlegierung bestehen. Innerhalb des hoh
len Tellers befindet sich eine scheibenförmige Trenn-Leit
wand 21 mit einer Vielzahl sich radial erstreckender Leit
schaufeln 23, die symmetrisch auf jeder Seite einer Scheibe
24 angeordnet sind. Die Leitschaufeln können z. B. durch
Hartlöten an der Scheibe befestigt sein. Während auf jeder
Seite der Scheibe 8 Leitschaufeln gezeigt sind, können üb
licherweise 4 bis 16 Leitschaufeln benutzt werden. Die Leit
wand 21 wird durch einen hohlen Schaft 25 getragen, der eine
zentrale Öffnung 27, die in der Leitwand 21 ausgebildet ist,
umgibt. Der Schaft 25 ist durch Abstandshalter 31 konzen
trisch innerhalb des Schaftes 15 gehalten. Die Scheibe 24
der Leitwand 21 und die Leitschaufeln 23 müssen nicht mit
irgendeinem Teil der Scheibe 13 im Inneren verbunden sein,
um die Herstellung der Anode zu vereinfachen. Wenn erwünscht,
können die Leitschaufeln jedoch mit dem Inneren der Scheibe
verschweißt sein. Scheibe und Leitwand rotieren als eine
Einheit, da die Schäfte 15 und 25 durch die Abstandshalter 31
verbunden sind. Leitwand und Schäfte können aus irgendeinem
geeigneten hitzebeständigen Material, wie korrosionsbestän
digem Stahl, hergestellt sein.
Während des Betriebes bildet der ringförmige Durchgang, der
durch das Äußere des Schaftes 25 und das Innere des Schaftes
15 gebildet wird, einen Einlaßdurchgang für Kühlmittel. Das
Kühlmittel kann vorteilhafterweise die gleiche dielektrische
Flüssigkeit sein, die zum Kühlen des Äußeren der nicht darge
stellten Röntgenröhre benutzt wird oder es kann irgendein
verträgliches dielektrisches Kühlmittel sein. Das Kühlmittel
wird mittels einer nicht dargestellten Pumpe durch die Öff
nung zwischen den Schäften 25 und 15 befördert. Es wird durch
die Leitwand 21 abgelenkt und strömt radial nach außen, wo
bei die tangentiale Geschwindigkeit des Strömungsmittels
durch die Leitschaufeln 23 der Leitwand sichergestellt wird.
Das auf den sich drehenden Teller 13 tretende Kühlmittel
strömt auf einer Seite der Leitwand radial nach außen zur
Kante der Leitwand und um die Außenkante herum. Dann strömt
das Kühlmittel auf der anderen Seite der Leitwand radial
nach innen durch die Öffnung 27 im Zentrum der Leitwand und
durch den hohlen Schaft 25 wieder hinaus.
Wärmeübertragung durch Eigenkonvektion, Wärmeübertragung
durch Sieden aufgrund von Keim- bzw. Blasenbildung und die
maximal zulässige Wärmeströmung bei dem letztgenannten Sie
den durch Keim- bzw. Blasenbildung nehmen mit zunehmender Be
schleunigung zu. Da die maximale Heizrate aufgrund des Auf
treffens des Elektronenstrahls nahe der Peripherie auf der
Brennspurbahn 17 nahe dieser Scheibenperipherie angetroffen
wird und da es erwünscht ist, eine Filmverdampfung an der
Peripherie wegen der damit verbundenen geringen Wärmeüber
tragungskoeffizienten zu vermeiden, kann eine Kombination
aus Geschwindigkeit der rotierenden Scheibe und dem Scheiben
durchmesser ausgewählt werden, die gestattet, daß der peri
phere Teil des Inneren der Scheibe oberhalb des kritischen
Druckes des Kühlmittels liegt, so daß irgendein Verdampfen
vermieden wird, während hohe Wärmeübertragungskoeffizienten
bei der Eigenkonvektion gestattet werden. Während dies eine
maximale Wärmebeseitigung gestattet, ist der Betrieb ober
halb des kritischen Druckes nicht erforderlich, wenn die lo
kale Wandtemperatur unterhalb der Sättigungstemperatur des
Kühlmittels liegt.
Die Leitschaufeln sind so ausgewählt, daß sie das eintretende
Kühlmittel Wärme absorbieren, es aber nicht sieden bzw. ver
dampfen lassen, während es radial nach außen strömt, doch
läßt man das Kühlmittel verdampfen, während es auf der ande
ren Seite der Leitwand radial nach innen fließt. Dies ver
hindert ein Sieden an der Scheibenperipherie und gestattet
die erforderlichen hohen Wärmeübertragungskoeffizienten durch
Eigenkonvektion an dieser Scheibenperipherie. Auf der Seite
der Leitwand, auf der das radiale Strömen nach innen erfolgt,
kann ein Verdampfungsmodus beginnen, der hohe Wärmeübertra
gungskoeffizienten beim Verdampfen durch Keim- bzw. Blasen
bildung gestattet. Der maximale Wärmefluß durch Verdampfen
aufgrund von Keim- bzw. Blasenbildung ist druckabhängig. Die
radiale Druckverteilung wird durch die tangentiale Kühlmittel
geschwindigkeit gesteuert, die durch die Ausbildung der Leit
schaufeln für einen gegebenen Scheibendurchmesser und eine ge
gebene Rotationsgeschwindigkeit bestimmt ist. Dies gestattet
das Halten des Wärmeflußes unterhalb des maximalen Wärmeflus
ses beim Sieden durch Keim- bzw. Blasenbildung. Ein unter
kühltes Verdampfen ist erwünscht, um die Netto-Dampfbil
dung während der Strömung radial nach innen zu verhindern,
da eine solche Netto-Dampfbildung die lokale Druckkontrolle
verhindern würde. Darüber hinaus erhöht ein solches unter
kühltes Sieden auch die maximale Wärmeübertragung durch Ver
dampfen aufgrund von Keim- bzw. Blasenbildung. Ein unterkühl
tes Verdampfen tritt auf, wenn die mittlere Temperatur der
Flüssigkeit unterhalb des Sättigungstemperatur für einen ge
gebenen Druck liegt, was es gestattet, daß der Dampf, der
durch Verdampfen aufgrund von Keim- bzw. Blasenbildung be
nachbart den heißen Innenwandungen der Scheibe gebildet wird,
durch die kühlere Flüssigkeit in der Strömung kondensiert
wird.
Eine geeignete dielektrische Flüssigkeit kann eine perfluo
rierte organische Verbindung sein, wie die von der 3M Company
unter der Handelsbezeichnung FLUORINERT vertriebene Flüssig
keit. Der Druck am kritischen Punkt für FLUORINERT 75 beträgt
16,45 bar. Diesen Druck kann man im Inneren einer Hohlanode
mit einem Durchmesser von etwa 8,9 cm erzielen, die mit
10 000 U/m rotiert, Strömungsgeschwindigkeiten von 5 g/min
bei einem nominellen Flüssigkeitsdruck von etwa 4,22 bis
etwa 7,03 bar oberhalb Atmosphärendruck für einen Betrieb
bei 12 KW aufweist.
Strömungsgeschwindigkeiten durch die Anode sind so ausgewählt,
daß man das aus der Anodenscheibe austretende Kühlmittel
unterkühlt hält. Beträchtliche Strömungsraten sind nicht er
forderlich, um hohe Wärmeübertragungskoeffizienten zu erzie
len.
Würde ein Verdampfen an der Seite des Leitbleches auftreten,
an der die radiale Strömung nach außen erfolgt oder an der
Peripherie des Leitbleches, bei der die Flüssigkeit von einer
Seite des Leitbleches auf die andere tritt, dann würden Strö
mungsinstabilitäten die Strömungskontrolle erschweren und es
würde wahrscheinlich ein Filmverdampfen in dem Bereich unter
halb des Kreises auftreten, in dem der Elektronenstrahl auf
die Brennspurbahn trifft, was eine Wärmeübertragung zur
Flüssigkeit stark vermindern würde. Wird ein Verdampfen auf
der Seite des Leitbleches, auf der die Strömung des Kühlmit
tels nach außen erfolgt, vollständig vermieden, dann mag die
maximale Wärmeübertragung zur Flüssigkeit nicht erzielt
werden.
In Fig. 3 ist eine andere Konfiguration für die Leitschau
feln des Leitbleches 21 gezeigt. Um die Wärmeübertragung
von der Scheibe zum Kühlmittel in dem Bereich zu erhöhen,
in dem die maximale Wärmezuführung zur Brennspur erfolgt,
ist es erwünscht, den Bereich auszudehnen, in dem der Druck
in einem Bereich von ±10% des kritischen Druckes liegt.
Der kritische Punkt kann als der Schnittpunkt der Linie der
gesättigten Flüssigkeit mit der Linie des gesättigten Dampfes
in einem Temperatur/Volumen-Diagramm für eine Substanz de
finiert werden, die die flüssigen und dampfförmigen Phasen
zeigt. Am kritischen Punkt sind die Zustände der koexistie
renden gesättigten Flüssigkeit und des gesättigten Dampfes
identisch. Temperatur, Druck und spezifisches Volumen am
kritschen Punkt werden als kritische Temperatur, kritischer
Druck und kritisches Volumen bezeichnet. In der Nähe des
kritischen Punktes hat der Wärmeübertragungskoeffizient eine
sehr scharfe Spitze. Die Wärmeübertragung nahe dem kriti
schen Punkt schließt das Verdampfen unmittelbar unterhalb
dem kritischen Druck und die Konvektion unmittelbar darüber
ein. Der radiale Druckgradient der Kühlflüssigkeit in der
Anodenscheibe hängt davon ab, ob eine erzwungene oder eine
freie Wirbelströmung vorliegt, wobei eine erzwungene Wir
belströmung einen höheren Druck erzeugt. In einem Bereich
ohne Leitschaufeln kann eine freie Wirbelströmung existieren.
Leitschaufeln, die sich von der Scheibe zum Teller erstrecken,
erzeugen während der Tellerrotation einen erzwungenen Wir
bel. Um den Bereich auszudehnen, in dem eine Spitze des Wär
meüberganges auftritt, sind die Leitschaufeln getrimmt bzw.
gekürzt, um einen radial sich erstreckenden Bereich zu er
halten, in dem Druckvariationen geändert werden, um einen
besseren Nutzen aus den hohen Wärmeübertragungskoeffizien
ten in der Nähe des kritischen Punktes zu ziehen, wie
Fig. 3 zeigt. Die Druckvariationen aufgrund der getrimmten
Leitschaufeln verursachen einen Betrieb zwischen der er
zwungenen und der freien Wirbelströmung. Üblicherweise
existieren die stark verbesserten Wärmeübertragungskoeffi
zienten im Bereich von ±10% des kritischen Druckes.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform einer Leitschau
felkonfiguration gezeigt, um die Druckvariation in der Ra
dialrichtung in der Nähe des kritischen Druckes einzustellen.
Die Leitschaufeln 23 sind sowohl auf der Seite der Außenströ
mung als auch der Seite der Innenströmung der Leitwand 21
gezeigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Leitschaufeln
23 nahe dem Zentrum des Leitbleches 21 gebogen, um die Flüs
sigkeitsgeschwindigkeit mit Bezug auf die Leitschaufelober
fläche zu beschleunigen, um die Wärmeübertragung zu verbes
sern und eine Rückströmung aufgrund der Wechselwirkung der
Leitschaufeln mit der Sekundärzirkulation des Kühlmittels
zu verhindern.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Leitwand 21,
bei der der Abstand zwischen der Leitwand und dem Inneren des
Tellers auf der Seite der Innenströmung und der Außenströmung
ungleich sind. Der Abstand zwischen der Seite der Außenströ
mung und dem Inneren der Scheibe ist geringer als der Abstand
zwischen der Seite der Innenströmung des Leitbleches und dem
Inneren der Scheibe. Der engere Spalt vermindert die Rück
strömung am Austritt des Kühlmittels in den Schaft, indem
er die Radialgeschwindigkeit des Kühlmittels erhöht.
Es wurde eine Drehanode für Röntgenröhren hoher Intensität
mit hohen Wärmeübertragungskoeffizienten über alle inneren
Oberflächen beschrieben, die den Einsatz eines dielektrischen
Kühlmittels gestattet.
Claims (14)
1. Drehanode (11) für eine Röntgenröhre, umfassend:
einen hohlen drehbaren Anodenteller (13) mit zwei Kreis flächen, von denen eine eine abgeschrägte Kante für einen Targetbereich (17) aufweist,
ein kreisförmiges Leitblech (21), das konzentrisch inner halb des hohlen Anodentellers angeordnet ist und eine Ein richtung (23) aufweist, um einer Flüssigkeit auf beiden Seiten eine tangentiale Geschwindigkeit zu verleihen, wo bei der äußere Umfang des kreisförmigen Leitbleches einen Abstand vom Inneren des Anodentellers hat,
eine Einrichtung zur Zuführung von Kühlflüssigkeit zum zentralen Teil der ersten Seite des Leitbleches,
eine Einrichtung zum Entfernen von Kühlflüssigkeit vom zentralen Teil der zweiten Seite des Leitbleches und
eine Einrichtung zum Drehen des Leitbleches, wenn der Ano denteller gedreht wird.
einen hohlen drehbaren Anodenteller (13) mit zwei Kreis flächen, von denen eine eine abgeschrägte Kante für einen Targetbereich (17) aufweist,
ein kreisförmiges Leitblech (21), das konzentrisch inner halb des hohlen Anodentellers angeordnet ist und eine Ein richtung (23) aufweist, um einer Flüssigkeit auf beiden Seiten eine tangentiale Geschwindigkeit zu verleihen, wo bei der äußere Umfang des kreisförmigen Leitbleches einen Abstand vom Inneren des Anodentellers hat,
eine Einrichtung zur Zuführung von Kühlflüssigkeit zum zentralen Teil der ersten Seite des Leitbleches,
eine Einrichtung zum Entfernen von Kühlflüssigkeit vom zentralen Teil der zweiten Seite des Leitbleches und
eine Einrichtung zum Drehen des Leitbleches, wenn der Ano denteller gedreht wird.
2. Drehanode nach Anspruch 1, worin die Einrichtung zum Ver
leihen einer Tangentialgeschwindigkeit an eine Flüssig
keit weiter eine Einrichtung umfaßt, die auf der zweiten
Seite des Leitbleches (21) angeordnet ist, um einen Be
trieb zwischen einem Zustand erzwungenen und freien Wir
bels in der Nähe der Peripherie der Scheibe zu verur
sachen.
3. Drehanode nach Anspruch 1, worin die Einrichtung zum Ver
leihen einer Tangentialgeschwindigkeit an eine Flüssig
keit sich radial erstreckende Leitschaufeln (23) auf je
der Fläche des kreisförmigen Leitbleches (21) umfaßt.
4. Drehanode nach Anspruch 2, worin die Einrichtung zur Ver
ursachung eines Betriebes zwischen einem Zustand mit er
zwungenem und freiem Wirbel Leitschaufeln (23) umfaßt,
die sich senkrecht von dem Leitblech (21) aus eine kür
zere Strecke erstrecken, als Leitschaufeln anderswo auf
dem Leitblech.
5. Drehanode für eine Röntgenröhre umfassend:
einen hohlen drehbaren Anodenteller (13) mit zwei Kreis flächen, von denen eine eine abgeschrägte Kante für einen Brennspurbereich (17) aufweist und die andere eine zentra le Öffnung bildet,
einen ersten hohlen Schaft (15), der an der genannten an deren Fläche um die genannte zentrale Öffnung herum be festigt ist, wobei sich das Innere des genannten Schaftes in Strömungsverbindung mit dem Inneren des Anodentellers befindet,
ein kreisförmiges Leitblech (21) mit einer zentralen Öff nung (27), das konzentrisch innerhalb der Hohlanode ange ordnet ist, wobei das kreisförmige Leitblech eine Viel zahl von Schaufeln (23) auf jeder Seite und an diesem Leit blech befestigt aufweist, um einer Kühlflüssigkeit eine Tangentialgeschwindigkeit zu verleihen, wobei der äußere Umfang des kreisförmigen Leitbleches einen Abstand vom Inneren des Anodentellers aufweist,
einen zweiten hohlen Schaft (25), der innerhalb des er sten Schaftes (15) angeordnet ist, wobei der zweite Schaft um die zentrale Öffnung (27) des Leitbleches herum an dem genannten Leitblech befestigt ist, und
eine Einrichtung zum Drehen des Leitbleches mit der glei chen Geschwindigkeit wie den Anodenteller.
einen hohlen drehbaren Anodenteller (13) mit zwei Kreis flächen, von denen eine eine abgeschrägte Kante für einen Brennspurbereich (17) aufweist und die andere eine zentra le Öffnung bildet,
einen ersten hohlen Schaft (15), der an der genannten an deren Fläche um die genannte zentrale Öffnung herum be festigt ist, wobei sich das Innere des genannten Schaftes in Strömungsverbindung mit dem Inneren des Anodentellers befindet,
ein kreisförmiges Leitblech (21) mit einer zentralen Öff nung (27), das konzentrisch innerhalb der Hohlanode ange ordnet ist, wobei das kreisförmige Leitblech eine Viel zahl von Schaufeln (23) auf jeder Seite und an diesem Leit blech befestigt aufweist, um einer Kühlflüssigkeit eine Tangentialgeschwindigkeit zu verleihen, wobei der äußere Umfang des kreisförmigen Leitbleches einen Abstand vom Inneren des Anodentellers aufweist,
einen zweiten hohlen Schaft (25), der innerhalb des er sten Schaftes (15) angeordnet ist, wobei der zweite Schaft um die zentrale Öffnung (27) des Leitbleches herum an dem genannten Leitblech befestigt ist, und
eine Einrichtung zum Drehen des Leitbleches mit der glei chen Geschwindigkeit wie den Anodenteller.
6. Drehanode nach Anspruch 5, worin die Einrichtung (31) zum Dre
hen des Leitbleches (21) zwischen dem ersten (15) und
zweiten Schaft (25) angeordnet ist.
7. Drehanode nach Anspruch 5, worin die Leitschaufeln (23)
einen Abstand vom Inneren des Anodentellers (13) haben.
8. Drehanode nach Anspruch 5, worin sich die Leitschaufeln
(23) radial längs den Leitblechen (21) erstrecken und
sich senkrecht davon weg erstrecken und die Leitschaufeln
umfangsmäßig einen gleichen Abstand voneinander haben.
9. Drehanode nach Anspruch 8, worin die Leitschaufeln (23)
auf dem Leitblech (21) in enger Nachbarschaft zur abge
schrägten Kante des Anodentellers (13) angeordnet sind,
und sich eine kürzere Distanz senkrecht zum Leitblech er
strecken als die Leitschaufeln an anderer Stelle auf dem
Leitblech, wodurch ein Bereich erzeugt wird, in dem die
radialen Druckvariationen eingestellt werden können.
10. Drehanode nach Anspruch 5, worin der Teil der Leitschau
feln (23), der nahe dem Zentrum des Leitbleches (21) auf
mindestens einer Seite des Leitbleches angeordnet ist,
in Richtung der Anodenrotation gebogen ist, so daß die
relative Geschwindigkeit des Kühlmittels erhöht werden
kann.
11. Drehanode nach Anspruch 2, worin das Leitblech (21) mehr
an der Fläche des Anodentellers (13) angeordnet ist, der
die abgeschrägte Kante hat als an der anderen Anodenteller
fläche.
12. Verfahren zum Kühlen einer Hohlanode mit einem Kühlmit
teldurchgang, der sich radial nach außen zur Peripherie
der hohlen Drehanode entlang einer inneren Oberfläche
dieser Hohlanode und radial nach innen entlang dem Inne
ren der Fläche der Hohlanode mit der Brennspur er
streckt, umfassend die Stufen:
man verleiht der Kühlflüssigkeit, die nahe dem Zentrum in die Anode eintritt, die Tangentialgeschwindigkeit der rotierenden Anode,
man wählt den Druck der radial nach außen strömenden Flüssigkeit zur Vermeidung eines Siedens der Flüssigkeit und
man stellt den Druck der radial nach innen strömenden Flüssigkeit ein, um das Sieden aufgrund von Keim- bzw. Bla senbildung im Bereich der Anodenperipherie unterhalb der Brennspur zu gestatten.
man verleiht der Kühlflüssigkeit, die nahe dem Zentrum in die Anode eintritt, die Tangentialgeschwindigkeit der rotierenden Anode,
man wählt den Druck der radial nach außen strömenden Flüssigkeit zur Vermeidung eines Siedens der Flüssigkeit und
man stellt den Druck der radial nach innen strömenden Flüssigkeit ein, um das Sieden aufgrund von Keim- bzw. Bla senbildung im Bereich der Anodenperipherie unterhalb der Brennspur zu gestatten.
13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Stufe der Druckein
stellung in der nach innen strömenden Flüssigkeit den
Druck so einstellt, daß er am kritischen Punkt der Flüs
sigkeit liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, worin die Stufe des Einstel
lens des Druckes die Strömung von einem erzwungenen Wirbel
zustand zu einem Zustand zwischen einer erzwungenen und
einer freien Wirbelströmung ändert.
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