146906. lajstromszámú szabadalom • Árambevezető izzókatódokhoz
2 146.906 csöveknél alkalmazható szokásos légzáró fémüveg forrasztások esetén az említett hőmérséklet nem haladhatja meg a 150 C°-ot, vagyis 423 K°-ot. A bevezetőnek az izzókatóddal és a vákuumzáró burával érintkező pontjai között, tehát mintegy 1600 C° hőmérsékletesést kell üzemszerűen biztosítani. Ezt a hőmérsékletesést csakis úgy tudjuk létrehozni, hogy az említett pontok között megfelelő hőáramlást létesítünk, vagyis a hidegebb pontról valamilyen hűtési módszerrel folyamatosan és egyenletesen időegységenként meghatározott hőmennyiséget viszünk el. Hűtési lehetőségek szempontjából a bevezetőn három szakaszt különböztethetünk meg: A) A vákuumzáró burán belül, äz izzókatódhoz csatlakozó rész és az ahhoz közelfekvő részek, melyek hőmérséklete oly magas, hogy hősugárzás révén jelentős hőleadás lehetséges. B) A vákuumzáró burán belül, az izzókatódtól távoleső részek, melyek hőmérséklete oly alacsony, hogy hősugárzással mái; alig tudnak hőt leadni. Itt hőelvitel csakis a burán kívül elhelyezkedő részek felé irányuló hővezetés formájában lehetséges, C) A vákuumzáró burán kívüli rész, amely a külső atmoszféra felé természetes úton, vagy mesterséges, pl. léghűtéssel jelentős hőleadásra képes. A találmányunk szerinti megoldás csupán a fentebb felsorolt A) és B) alatti szakaszokra vonatkozik, tehát a továbbiakban csak ezekkel fogunk részletesebben foglalkozni. A bevezető A) szakaszán uralkodó viszonyok vizsgálatánál a hőtan két egyszerű alapképletéből indulnak ki. Az első a hősugárzás által leadható energiára vonatkozik: Q = 0f.,(T,4 —T 2 4 ) = G--k.l-(Ti 4 —T 2 4 ), ahol Q a lesugárzott hőmennyiség kai/sec. egységben, o a test felületi minőségére jellemző sugárzási tényező, f a felület, k a kerület, 1 a hosszúság, Tj a sugárzó test abszolút hőmérséklete, T2 pedig a környezet abszolút hőmérséklete. A másik képlet a testek hővezetésére vonatkozik és a következő: q ahol Q a vezetés által átvitt hőmennyiség, kai/sec egységben, X á hővezetési együttható, q a keresztmetszet, 1 a hosszúság, és AT a test vizsgált két pontja közötti hőfokkülönbség. A két képlet egyesítéséből, az egyszerűség kedvéért a környezet hőmérsékletét 0 K°-nak véve és egyéb elhanyagolásokat megengedve, a viszonyokat jól szemléltető alábbi egyszerű összefüggéshez jutunk: ö k AT=~-— -P-T4 , / q ahol A T a bevezető egy kis elemi szakaszán fellépő hőmérsékletcsökkenés, T ennek a szakasznak átlagos hőmérséklete K°-ban mérve, a többi jelölés pedig az előbbi képletek jelöléseivel azonos. ő A képlet első tényezője: ~"anyagi állandókat tartalmaz, és azt onutatja, hogy nagy A T eltéréséhez nagy o érték, vagyis sötét, fénytelén felület és kis X érték, vagyis kis hővezetőképességű anyag használata célszerű. A képlet második tényezője geometriai méreteket tartalmaz, és alkalmas arra, hogy különböző konstrukciójú bevezetők között ennek alapján számszerű összehasonlításokat végezzünk. Mivel ez esetben äz átfolyó áram melegítő hatását a képletben nem vettük figyelembe, szükséges, hogy összehasonlítás céljából azonos elektromos ellenállású bevezető szakaszokat vizsgáljunk. Azonos anyagminőség esetén ez a fel-1 tétel teljesül, ha értéket állandónak választjuk. q Vizsgáljuk meg először a legkézenfekvőbb és régóta használt alakot, a tömör, körkeresztmetszetű rúdból' készült bevezetőt. Ez esetben: k l2 -- .p = 4 . — q D' ahol D a rúdátmérőt jelöli, a többi jelölés a már előzőleg elmondottakkal azonos. Ez az eredmény matematikailag is igazolja azt az állítást, hogy ilyen elven csakis hosszú és kis átmérőjű bevezető valósítható meg, tehát az ily bevezető ultrarövidhullámú csövek céljaira alkalmatlan. Cső alakú bevezetőkkel már kedvezőbb kerületkeresztmetszet viszonyt érhetünk el, hátrányuk azonban, hogy egyrészt a cső alakú bevezető belső felülete a lesugárzásban nem vesz részt, másrészt az elektromos szempontból előnyös és általánosan használt oly megoldás, hogy két egymásban elhelyezett koncentrikus cső alakú bevezetőt alkalmazunk, azért hátrányos, mert a belső cső hűtése nehezen oldható meg. A találmányunk szerinti fűtőáramköri bevezető az eddigiektől eltérő módon van kialakítva. Lényege, hogy az áramvezetés irányára merőleges síkban vannak nagy hűtőfelületei. A találmá^ nyunk szerinti bevezetőre az jellemző, hogy a vákuumzáró burán belül az izzókatódhoz csatlakozó és közeleső része (a korábban említettA) szakasz) oly módon van kialakítva, hogy azt egy oly üreges test képezi, melynek egyrészt tengelyvonalában vannak üregei, másrészt oly üregei vannak, melyek e test palástját áttörik, és az üregek térfogata nagyobb, mint a tömör rész térfogata, mimellett e test úgy van kiképezve, hogy tömör részeinek az áram haladási irányára merőleges síkban levő felü-Letei területe nagyobb, mint az áram haladási irányába eső tömör részei felületeinek területe. A találmányunk szerinti fűtőáramköri bevezető ezek szerint a burán belüli, az izzókatódához csatlakozó részén rövid és széles test, amelynek meg-Lehetősen nagy hűtőfelülete van egy rövid hosszra elosztva. Célszerű e testet úgy kialakítani, hogy' sugárzó felülete 10—100 cm2 /cm hossz legyen. A találmányunk szerinti bevezető természetesen többféleképpen kivitelezhető, a szóban forgó A) szakasz egy gyakorlati kivitele a következő lehet: A bevezető ezen részét "több, /gyűrű alakú, éspedig célszerűen körgyűrű alakú testből állítjuk össze. E körgyűrűk úgy vannak megválasztva, hogy keresztmetszetüknek az áram átfolyási irányára merőleges síkban mérhető mérete nagyobb az áram irányában mérhető méreténél, tehát azok kis vastagsággal és nagy átmérővel bíró testek.
