DE701452C - Verfahren zur Kuehlung des punktfoermigen Brennflecks einer aus duennem Blech bestehenden Anode einer Roentgenroehre - Google Patents

Description

• Verfahren zur .Kühlung des punktförn eigen Brennflecks einer aus dünnem Blech bestehenden Anode einer Röntgenröhre Zusatz zum Patent Egg z97 Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Kühlung des punktförmigen Brennflecks einer aus dünnem Blech bestehenden Anode einer Röntgenröhre mittels Kühlgas, dessen Kennzeichen darin besteht, daß ein aus einer in der Nähe des Brennflecks auf der Außenseite des Anodenblechs angeordneten Düse mit möglichst hoher Geschwindigkeit austretender Luft- oder Gasstrom auf die dem Brennfleck gegenüberliegende Seite des Anodenblechs gerichtet wird.
• Die Erfindung stellt eine Vervollkommnung der im Hauptpatent geschützten Erfindung dar. Sie beruht auf der Ausnutzung der an und für sich bekannten Erscheinung, daß verschiedene Gase, z. B. Kohlensäure, Ammoniak, schweflige Säure, bei Druckentlastung und einer bestimmten Temperatur eine merkliche Abkühlung erleiden. Besonders groß ist diese Temperaturerniedrigung bei Kohlensäure, so daß man bekanntlich durch Ausblasen von komprimierter Kohlensäure die Temperatur bis unter den Schmelzpunkt der Kohlensäure (-57°) erniedrigen kann, so daß das ausströmende Gas zum Kohlensäureschnee kondensiert. Dieser Thomson-Joule-Effekt ist bei Kohlensäure derart ausgeprägt, daß gegenüber Luft trotz deren größerer spezifischer Wärme unter gleichen Arbeitsbedingungen eine mehr als vierfach stärkere Kühlwirkung erzielt werden kann. Die übrigen vorstehend genannten Gase geben einen ähnlich guten Nutzeffekt. Sie besitzen jedoch den Nachteil, die menschlichen Schleimhäute zu reizen, so daß man die abziehenden Gase unschädlich machen, z. B. absorbieren oder kondensieren, muß.
• Eine einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der beili'egenden Zeichnung wiedergegeben.
• Eine Röntgenröhre i bekannter Bauart besitzt die Kathode io und die Anode i i. Die zum Betriebe erforderliche Spannung wird aus dem Hochspannungsgenerator 2 entnommen und an die Kathode io und die Anode i i angelegt. Die Anode i i besteht, wie aus der vergrößerten Abbildung in Fig.2 ersichtlich ist, aus einem Rohr, dessen in das Rohrinnere hineinragendes Ende i io durch ein dünnwandiges Blech i i i aus hochschmelzendem Metall abgeschlossen ist, z. B. Wolfram. In dieses Anodenrohr ragt eine Düse -112 hinein, deren öffnung i i 3 sich in der Nähe des Blechs i i i befindet. Diese Düse 112 steht durch eine Rohrverbindung 3 mit einem Kohlensäurebehälter 4.,, z. B. einer Stahlflasche mit auf 15o Atmosphären komprimierter Kohlensäure, in Verbindung. Zur Erzielung der erforderlichen Hochspannungsisolierung wird die Rohrleitung 3 zweckmäßigerweise aus einem Nichtleiter, z. B. Gummi, hergestellt. Das Absperrventil 40 kann man sodann an der Stahlflasche q. anordnen.
• Bei der Inbetriebnahme einer mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung versehenen Röntgenröhre öffnet man zunächst das Entspannungsventil nur wenig, schaltet dann die Hochspannung ein und erhöht schließlich durch stärkere Kohlensäureabgabe die Kühlung entsprechend der zunehmenden Erhitzung des Anodenblechs.
• Es hat sich gezeigt, daß der Kühlungseffekt von der apparativen Ausgestaltung wesentlich beeinflußt wird.
• Benutzt man die vorstehend beschriebene einfache Ausführungsform, so wird man finden, daß in den meisten Fällen der Verbindungsschlauch zwischen der Kohlensäurebombe und der Anode sich außen mit Eis beschlägt. Dies ist ein Zeichen dafür, daß bereits bei der ersten Entspannung ein für den Erfindungszweck nicht ausgenutzter Kälteverlust eintritt. Diesen Nachteil kann man dadurch verhindern, daß man das eigentliche Drosselventil in unmittelbarer Nähe der zu kühlenden Fläche anbringt, d. h. dicht am Brennfleck anordnet. Die Verbindungsleitung zwischen dem in die Anode hineinragenden Düsenkörper und der Kohlensäurebombe muß in diesem Falle den vollen Druck vin beispielsweise i 5o Atmosphären aushalten können. Man muß daher entsprechend stark dimensionierte und durch Gewebeeinlagen verstärkte Gummischläuche oder noch besser Metallrohre verwenden, die entweder durch ihre Wandausgestaltung oder durch Einbau von Biegungsspiralen o. dgl. die erforderliche Biegsamkeit besitzen.
• Eine besonders geeignete Ausführungsform einer solchen Düse ist in der Abb.3 wiedergegeben. In das Anodenrohr it ragt das Düsenrohr i i2 hinein. Das untere Ende dieses Rohres ist im Innern konisch ausgestaltet und mit einer feinen Öffnung i 1q. versehen. Das konische 'Rohrende 11q. dient als Sitz für das gleichfalls konisch gestaltete Ende 115 der Ventilspindel i i 6, welche in bekannter Weise gasdicht aus dem Düsenrohr 112 herausgeführt wird. Die Öffnung des Ventils erfolgt durch Drehung der Ventilspindel mit Hilfe des Handgriffs 117. Die Zuführung der Kohlensäure geschieht durch einen beispielsweise seitlich angeordneten Stutzen i ig, der sich in die Röhrenverbindung zur Kohlensäurebombe fortsetzt.
• Eine weitere sehr zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß an Stelle einer einzigen Düsenöffnung eine Mehrzahl angebracht wird. Beispielsweise kann man als Düsenkopf eine perforierte Platte verwenden, wie sie als Spinndüse bei der Kunstseidenherstellung Verwendung findet. Man kann hierbei entweder alle Düsenöffnungen durch ein einziges Verschlußorgan betätigen oder jeder einzelnen oder einer kleinen Gruppe von Düsenöffnungen je ein Verschlußorgan zuordnen. Die Verwendung einer Mehrfachdüse hat auch den Vorteil, daß man die Intensität der Kühlung genauer regulieren kann.
• Die Düsenöffnung wird man zweckmäßig so anordnen, daß der austretende Gasstrahl auf die heißeste Stelle direkt auftrifft. Es ist natürlich auch möglich, einen oder mehrere Gasstrahlen an der zu kühlenden Fläche entlang zu führen, um eine erhöhte Gasgeschwindigkeit zu erzielen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Kühlung des punktförmigen Brennflecks einer aus dünnem Blech bestehenden Anode einer Röntgenröhre mittels eines mit möglichst hoher Geschwindigkeit aus einer Düse auf die dem Brennfleck gegenüberliegende Seite des Anodenblechs auftreffenden Gasstroms nach Patent 699297, dadurch gekenn. zeichnet, daß als Kühlmittel ein Gas verwendet wird, das bei der beim Äustritt aus der Düse auftretenden Entspannung und der in der Düse herrschenden Betriebstemperatur sich abkühlt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlensäure als Kühlmittel verwendet wird.
3. 3. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Austrittsdüsen vorhanden sind. q.. Anordnung für das Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen; dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Düsenrohrs aus dem von dem Kathodenstrahl getroffenen Wandungsteil der Anode besteht.