專利名稱：旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器。
背景技術(shù)：
一種這樣的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器例如由DE 196 12 698 C1獲知。其中，陰極和陽極牢固地安置在真空密封的輻射散熱器殼體內(nèi)部。這樣構(gòu)成的電子管是以可轉(zhuǎn)動的方式支承的。一束從陰極指向陽極的電子射線由相對該電子管固定的磁性偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)并被位置固定地保持在該偏轉(zhuǎn)位置上。為了排放在抑制電子射線時于陽極中生成的熱量，該輻射散熱器殼體設(shè)有冷卻裝置。該冷卻裝置例如包括將該輻射散熱器殼體包圍的外部殼體。在形成于外部殼體和輻射散熱器殼體之間的中間腔中，為了排出熱量，借助泵循環(huán)一種冷卻介質(zhì)(例如一種絕緣油)。
另外，從DE 103 19 735 A1中獲知一種帶輻射散熱器殼體的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，該輻射散熱器殼體被一個外部殼體包圍。輻射散熱器殼體借助設(shè)置在該殼體中的軸承以可圍繞軸線轉(zhuǎn)動的方式支承。因此，輻射散熱器殼體在位置固定的殼體中轉(zhuǎn)動。在一個于外部殼體和輻射散熱器殼體之間構(gòu)成的中間腔中，冷卻介質(zhì)被輸入并被排出，因此，輻射散熱器殼體在它的外側(cè)面上被環(huán)繞流過。為了對在冷卻介質(zhì)中形成橫向渦流起相反作用，在輻射散熱器殼體的與冷卻介質(zhì)相接觸的外側(cè)面(圓周表面、端表面)上設(shè)置有間隙結(jié)構(gòu)。在該圓周表面上，該間隙呈凹槽形并在輻射散熱器殼體的圓周方向上延伸。在該端表面上，該間隙居中地設(shè)置。
其它的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器由DE 199 29 655 A1和對應(yīng)的US6,426,998 B1中以及DE 103 35 664 B3和DE 10 2004 003 370 A1中獲知。
在實踐中、特別是在大于200轉(zhuǎn)/分的電子管的高旋轉(zhuǎn)頻率的應(yīng)用下已經(jīng)表明，為了維持足夠的冷卻，用于循環(huán)冷卻介質(zhì)的泵功率必需一個明顯的提高。而且在泵功率提高的情況下會注意到，有時冷卻介質(zhì)的輸送，特別是在陽極的高熱負荷區(qū)域中會明顯地減慢或甚至達到完全地停滯狀態(tài)。由此可能導致對陽極的不希望的強烈加熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是消除現(xiàn)有技術(shù)的這些缺陷。特別是要在旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器中提供一種即便在高旋轉(zhuǎn)頻率下也確保安全可靠地冷卻的冷卻裝置。
所要解決的這一技術(shù)問題通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)。相宜的實施方式由權(quán)利要求2-16的特征給出。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器包括以可圍繞軸線轉(zhuǎn)動的方式支承的電子管，其具有一個活塞形式的輻射散熱器殼體，在其底部上設(shè)置陽極，其中，該輻射散熱器殼體設(shè)有可供冷卻介質(zhì)流通的冷卻裝置，并且其中，該冷卻裝置至少在底部的區(qū)域中具有對于冷卻介質(zhì)中切向流動分量的形成起相反作用的導流結(jié)構(gòu)。
已經(jīng)表明，通過可相對簡單地實現(xiàn)的措施，即該冷卻裝置至少在底部的區(qū)域中具有對于冷卻介質(zhì)中切向流動分量的形成起相反作用的導流結(jié)構(gòu)，就可以即使在電子管的高旋轉(zhuǎn)頻率情況下也確保一種突出的冷卻作用。這在現(xiàn)有認識水平下歸結(jié)為通過設(shè)置本發(fā)明建議的導流結(jié)構(gòu)而顯著地減小或克服在冷卻介質(zhì)中由于科利奧列力(Corioliskraft)造成的流動的切向偏轉(zhuǎn)。從而不會在冷卻介質(zhì)中形成需要明顯提高泵功率才能將其克服的不希望的流動阻塞。因此，還能夠?qū)τ诶鋮s介質(zhì)輸送的不希望的減緩或停滯起相反作用。
按照一種優(yōu)選的實施方式，導流結(jié)構(gòu)被設(shè)置在冷卻裝置的基本上徑向延伸的徑向部分中。“徑向部分”應(yīng)被理解成冷卻裝置與所述軸線相交的表面。正是在這個(徑向)部分中可發(fā)生由于科利奧列力造成的不希望之流動阻塞的形成。本發(fā)明建議的導流結(jié)構(gòu)因此被特別地設(shè)置在底部區(qū)域中輻射散熱器殼體的一個外側(cè)面上以及在必要的情況下被設(shè)置在輻射散熱器殼體的處于小直徑區(qū)域內(nèi)的中間部分上。
按照另一種實施方式規(guī)定，導流結(jié)構(gòu)延伸通過該徑向部分的表面的絕大部分。也就是說，該導流結(jié)構(gòu)延伸通過該徑向部分的通常以環(huán)形形式構(gòu)成的表面的一個半徑的絕大部分。
按照一種特別簡單的實施方式，該導流結(jié)構(gòu)包括徑向上延伸的隔肋。這些隔肋可以是斷續(xù)的。它們可以僅僅延伸通過所述表面的一部分。它們也可以是沿徑向延伸的迷宮式結(jié)構(gòu)的組成部分。導流結(jié)構(gòu)例如也可以由將輻射散熱器殼體之外側(cè)面包圍的適當導引的管道構(gòu)成。
按照一種結(jié)構(gòu)特別簡單的實施方式，冷卻裝置具有至少部分地包圍輻射散熱器殼體的外部殼體，因此在輻射散熱器殼體和外部殼體之間構(gòu)成可流通冷卻介質(zhì)的中間腔。在這種情況下，導流結(jié)構(gòu)相宜地設(shè)置在外部殼體的朝向輻射散熱器殼體的內(nèi)側(cè)面上。因此，在以這種方式設(shè)計的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器中，輻射散熱器殼體就構(gòu)成該真空殼體，而外部殼體則構(gòu)成與其一起轉(zhuǎn)動的該冷卻介質(zhì)殼體。
為了進一步改善陽極熱量的排出，輻射散熱器殼體的面對外部殼體的外側(cè)面可以至少在底部的區(qū)域中具有優(yōu)選的是徑向延伸的凹槽和/或隔肋。因此，在輻射散熱器殼體的外側(cè)面上待冷卻的表面被擴大了并且加速了熱排放。此外還可能的是，導流結(jié)構(gòu)包括多個在所述表面中基本上按規(guī)律設(shè)置的軸向延伸的構(gòu)件，例如圓柱形銷或類似物。
按照另一種實施方式，該導流結(jié)構(gòu)包括一種在中間腔中設(shè)置的可被冷卻介質(zhì)流過的多孔或泡沫狀材料。該材料可以特別地從下列組中選擇多孔燒結(jié)金屬，金屬泡沫，多孔陶瓷，陶瓷泡沫。所建議的材料的使用使導流結(jié)構(gòu)能特別簡單地實現(xiàn)。
按照另一個實施方式，外部殼體可以至少由兩個構(gòu)件制成，其中，兩個構(gòu)件之一是一個在底部區(qū)域中安置的第一罩。另外，外部殼體可以包括兩個殼體半罩，它們被設(shè)置在輻射散熱器殼體的中間部分中。所建議的殼體半罩的設(shè)置尤其應(yīng)用在這樣一種輻射散熱器殼體中，該殼體在其中間部分中具有一個相比彼此位置相對置的底部要較小的直徑。另外，在這種情況下，外部殼體可以包括一個第二罩，其被安置在輻射散熱器殼體的一個與所述底部位置相對置的另一底部上。按照所建議的實施方式，該外部殼體因此可以基本上由四個構(gòu)件組成，在其面對該輻射散熱器殼體的內(nèi)側(cè)面上至少在徑向部分中設(shè)置適合的導流結(jié)構(gòu)。通過外部殼體與輻射散熱器殼體的簡單的裝配和牢固的連接，可以以簡單而成本低廉的方式實現(xiàn)本發(fā)明的冷卻裝置。
按照另一個實施方式，外部殼體由塑料制成，優(yōu)選由用玻璃纖維，碳纖維或塑料纖維增強的塑料或PEEK制成。另外，為了使輻射散熱器殼體進行轉(zhuǎn)動，該外部殼體可以按驅(qū)動要求與驅(qū)動裝置相連接。為此可以在所述外部殼體上設(shè)置用于按驅(qū)動要求與驅(qū)動裝置耦聯(lián)的適當結(jié)構(gòu)。其中，例如可以涉及一種用于與齒帶相嚙合的環(huán)繞齒結(jié)構(gòu)，或涉及用于與在該驅(qū)動裝置上設(shè)置的耦聯(lián)結(jié)構(gòu)或類似結(jié)構(gòu)相接合的間隙或突起。


下面借助附圖詳細解釋本發(fā)明的具體實施例。在附圖中圖1是第一種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的示意截面圖，圖2是沿圖1中剖示線X-X’的示意截面圖，圖3是沿圖2中剖示線A-A’的示意局部截面圖，圖4是沿圖2中剖示線B-B’的示意局部截面圖，圖5a-圖5f是導流結(jié)構(gòu)的實施例，圖6a-圖6f是垂直于該導流結(jié)構(gòu)的實施例的示意局部截面圖，圖7是第二種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的示意截面圖，圖8是第三種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的示意截面圖，圖9是外部殼體的實施例的示意截面圖，圖10是一個橫向于殼體半罩的示意截面圖。
具體實施例方式
圖1示出了一個通過第一種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的示意截面圖。該旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器具有可圍繞軸線A轉(zhuǎn)動的輻射散熱器殼體1，其通過構(gòu)成中間腔2而與外部殼體3固定連接。中間腔2具有基本上徑向延伸的徑向部分4，其在圖1中以陰影線繪出。另外，中間腔2具有圓周部分5，其在圖1中以空白形式繪出。中間腔2設(shè)有用于輸入冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)入口6和用于排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)出口7，冷卻介質(zhì)例如是絕緣油或水。因此輻射散熱器殼體1構(gòu)成該真空殼體而外部殼體3構(gòu)成與其一起轉(zhuǎn)動的該冷卻介質(zhì)殼體。
這個由金屬或其它適合材料制造的并真空密封的輻射散熱器殼體1設(shè)計成活塞形式并在底部8的區(qū)域中具有(未在此處示出的)與輻射散熱器殼體1固定連接的陽極。在位置相對置的另一底部9的區(qū)域中設(shè)置(未在此處示出的)陰極。
圖2示出了一個沿圖1中剖示線X-X’的示意截面圖。在中間腔2中設(shè)置一種沿徑向伸出的隔肋10和位于其間的構(gòu)成的導流結(jié)構(gòu)的冷卻通道11。
如圖3所示，冷卻通道11可以沿徑向往外擴展到該圓周部分5中的入口區(qū)域中。如圖4所示，冷卻通道11可以在它的面對輻射散熱器殼體1的側(cè)面上設(shè)有優(yōu)選地在徑向上延伸的肋狀件12。通過該肋狀件12的設(shè)置，要被冷卻的表面被擴大了并因此提高了將熱量向冷卻介質(zhì)傳遞的效率。
圖5a-圖5f示出了在底部8的區(qū)域中導流結(jié)構(gòu)的不同的變型。在圖5a中設(shè)置有第一隔肋10a，其沿徑向延伸通過底部8的絕大部分。與之不同，第二隔肋10b只分別延伸通過底部8的在徑向上處于外側(cè)的部分。
在圖5b表示的變型中，第一隔肋10a和第二隔肋10b是斷續(xù)的。
如圖5d所示，隔肋10也可以迷宮形式延伸的。而且因此可以在中間腔2中對于切向流動矢量的形成起相反作用并且此外可以實現(xiàn)一種特別有效的向冷卻介質(zhì)的熱量傳遞。
適合的導流結(jié)構(gòu)也可以通過設(shè)置在軸向上延伸的、優(yōu)選的是在一個六邊形對稱結(jié)構(gòu)中設(shè)置的圓柱形銷12a(圖5c)，或通過六邊形13(圖5e)或也可通過三角形的鋸齒結(jié)構(gòu)14(圖5f)來實現(xiàn)。
圖6a-圖6f示出了垂直于徑向延伸的導流結(jié)構(gòu)的局部橫截面視圖。該輻射散熱器殼體1的面對外部殼體3的外側(cè)面15被設(shè)置為粗糙的結(jié)構(gòu)。這種粗糙結(jié)構(gòu)例如可以借助噴砂處理或其他適合的技術(shù)來制成。該粗糙結(jié)構(gòu)也可以以(如圖4中以附圖標記12所表示的)徑向凹槽的形式實施。
如圖6a-圖6c所示，隔肋10可以安置在外部殼體3上或輻射散熱器殼體1上，或既在外部殼體3上又在輻射散熱器殼體1上。此外也可能的是，隔肋10是設(shè)置為自由支承的(freitragend)結(jié)構(gòu)，也就是說，以輪輻的形式延伸通過中間腔2(見圖6d)。
代替隔肋10，也可以使自由支承的桿狀件16在徑向上延伸通過中間腔2(見圖6e)。在圖6f中表示的變型中，該導流結(jié)構(gòu)是輻射散熱器殼體1的組成部分。
圖7示出了第二種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的一個示意橫截面圖。其中，在這個于底部8和外部殼體3的位置相對置的部分之間構(gòu)成的中間腔2中設(shè)置有盤狀件17，其相對于輻射散熱器殼體1和與其固定連接的外部殼體3是可轉(zhuǎn)動的。盤狀件17可以例如相對于輻射散熱器殼體1及外部殼體3的旋轉(zhuǎn)保持固定。但是它也可以以比該輻射散熱器殼體1少的轉(zhuǎn)數(shù)沿相同或相反的方向轉(zhuǎn)動。由于盤狀件17的設(shè)置而導致一種迫使冷卻介質(zhì)朝向冷卻介質(zhì)出口7的流動的形成。在盤狀件17的適合的構(gòu)造下，或者盤狀件17相對輻射散熱器殼體1的適當相對運動的情況下，就可以省去為輸送冷卻介質(zhì)而設(shè)置的泵。冷卻介質(zhì)則從冷卻介質(zhì)出口7通過熱交換器18又被輸送到冷卻介質(zhì)入口6。
在圖8中所示的第三種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器情況下，盤狀件17被設(shè)計為雙層板的形式。因此，可以實現(xiàn)冷卻介質(zhì)在朝向冷卻介質(zhì)出口7方向上的特別強烈的流動。另外在圖8所示的第三旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器中，另一冷卻介質(zhì)入口6被設(shè)置在冷卻介質(zhì)出口7的區(qū)域內(nèi)。因此可實現(xiàn)，直接從熱交換器18來的冷卻介質(zhì)未經(jīng)預熱就被輸送到在運行時特別強烈加熱的該旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器的底部8區(qū)域中。
圖9示出了一個制造外部殼體3的具體實施例。根據(jù)該實施例，外部殼體3可以由一個第一罩19，兩個中間的殼體半罩20以及一個第二罩21制成。上述殼體組成構(gòu)件可以例如由塑料(如PEEK)或類似物制成。它們可以通過適當?shù)难b配手段或以粘接方式相互連接。
如圖10所示，也可以使多個圖9所示的中間殼體半罩20以相互90°的錯位彼此疊置并且通過粘接方式固定。因此可以實現(xiàn)外部殼體3的一種特別抗壓力的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其具有以可圍繞軸線(A)轉(zhuǎn)動的方式支承的電子管，該電子管具有活塞形式的輻射散熱器殼體(1)，在其底部(8)上設(shè)置有陽極，其中，該輻射散熱器殼體(1)設(shè)有可供冷卻介質(zhì)流通的冷卻裝置，并且其中，該冷卻裝置至少在底部(8)的區(qū)域中具有對于冷卻介質(zhì)中切向流動分量的形成起反作用的導流結(jié)構(gòu)(10-14)。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述導流結(jié)構(gòu)(10-14)設(shè)置在冷卻裝置的基本上徑向延伸的徑向部分(4)中。
3.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述導流結(jié)構(gòu)(10-14)延伸通過所述徑向部分(4)的表面的絕大部分。
4.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述導流結(jié)構(gòu)(10-14)包括徑向延伸的隔肋(10，10a，10b)。
5.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中冷卻裝置具有至少部分地包圍所述輻射散熱器殼體(1)的外部殼體(3)，從而在所述輻射散熱器殼體(1)和該外部殼體(3)之間構(gòu)成可供冷卻介質(zhì)流通的中間腔(2)。
6.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述導流結(jié)構(gòu)(10-14)設(shè)置在所述外部殼體(3)的面對輻射散熱器殼體(1)的內(nèi)側(cè)面上。
7.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述輻射散熱器殼體(1)的面對所述外部殼體(3)的外側(cè)面(15)至少在底部(8)的區(qū)域中具有優(yōu)選沿徑向延伸的凹槽(12)和/或隔肋(10，10a，10b)。
8.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述導流結(jié)構(gòu)(10-14)包括在所述中間腔(2)中設(shè)置的可供冷卻介質(zhì)流通的多孔或泡沫狀材料。
9.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述材料從下面的材料組中選擇多孔的燒結(jié)金屬，金屬泡沫，多孔陶瓷，陶瓷泡沫。
10.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中在位于所述底部(8)和外部殼體(3)之間的中間腔(2)中設(shè)置相對于所述輻射散熱器殼體(1)固定的或可以以不同的速度旋轉(zhuǎn)的盤狀件(17)。
11.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述外部殼體(3)至少由兩個構(gòu)件制成，其中，這兩個構(gòu)件中的一個是安置在底部(8)的區(qū)域中的第一罩(19)。
12.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述外部殼體(3)還包括兩個殼體半罩(20)，它們設(shè)置在所述輻射散熱器殼體(1)的中間部分中。
13.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述外部殼體(3)包括第二罩(21)，其安置在所述輻射散熱器殼體(1)的與底部(8)位置相對置的另一底部(9)上。
14.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述外部殼體(3)由塑料制成，優(yōu)選由用玻璃纖維、碳纖維或塑料纖維增強的塑料或由PEEK制成。
15.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中為了使所述輻射散熱器殼體(1)進行旋轉(zhuǎn)運動，所述外部殼體(3)按驅(qū)動要求與一個驅(qū)動裝置連接。
16.如前述權(quán)利要求中任何一項所述的旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其中所述冷卻介質(zhì)是一種絕緣油或水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式輻射散熱器，其具有一個輻射散熱器殼體(1)，該殼體通過中間腔(2)的形成而被外部殼體(3)所包圍。為了避免被導引于中間腔(2)中的冷卻介質(zhì)在高旋轉(zhuǎn)頻率下形成逆流，按照本發(fā)明，在中間腔(2)中設(shè)置有導流結(jié)構(gòu)(10－14)，該導流結(jié)構(gòu)對于冷卻介質(zhì)中切向流動分量的形成起相反作用。
文檔編號H01J35/00GK1925101SQ200610138869
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者羅納德·迪特里克, 喬格·弗羅伊登伯格, 德特萊夫·馬特恩, 彼得·羅勒, 彼得·沙特 申請人:西門子公司