Account Options

  1. 登录
    屏幕阅读器用户请注意:点击此链接可进入无障碍模式。阅读器在无障碍模式下具有同样的基本功能,但可让用户获得更好的体验。

    专利

    1. 高级专利搜索
    公开号EP0684625 A1
    发布类型申请
    专利申请号EP19950401110
    公开日1995年11月29日
    申请日期1995年5月12日
    优先权日1994年5月27日
    公告号DE69507740D1, DE69507740T2, EP0684625B1, US5705881
    公开号1995401110, 95401110, 95401110.2, EP 0684625 A1, EP 0684625A1, EP-A1-0684625, EP0684625 A1, EP0684625A1, EP19950401110, EP95401110
    发明者Olivier Friquet, Régis Combet
    申请人Thomson Tubes Electroniques
    导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
    外部链接:  欧洲专利数据库 (Espacenet), 欧洲专利登记册 (EP Register)
    Tube électronique à vide de très forte puissance à anode refroidie par circulation forcée
    EP 0684625 A1
    摘要
    L'invention concerne les tubes électroniques de très grande puissance (1 mégawatt et plus), à anode cylindrique.
    Pour refroidir l'anode qui reçoit environ 1 kilowatt par cm², on fait habituellement circuler de l'eau dans une chemise entourant l'anode avec des cannelures pour faciliter l'ébullition. L'invention propose une structure où la paroi d'anode est percée dans son épaisseur, et sur toute sa hauteur, de conduits de circulation d'eau (340, 360) très fins et très nombreux. L'anode est réalisée en plusieurs sections superposées, brasées les unes sur les autres par leur tranches. Les conduits sont formés dans les sections individuelles avant cette opération de brasage. Les canaux débouchent tous dans une structure de distribution d'eau de refroidissement qui distribue l'eau uniformément dans tous les tubes.
    L'anode peut ainsi dissiper un flux de puissance supérieur à 2kW/cm² sur une surface supérieure à 1000 cm².
    图片(4)
    Previous page
    Next page
    权利要求(12)
    1. Tube électronique à vide de très forte puissance à anode essentiellement cylindrique, caractérisé en ce que l'anode est formée d'au moins une section globalement cylindriques (120, 140, 160, 180), la paroi cylindrique de chaque section étant percée de nombreux conduits de circulation de fluide de refroidissement longitudinaux (340, 360) s'étendant linéairement sur toute la hauteur de la section, caractérisé en ce que les conduits longitudinaux débouchent tous, à une extrémité de l'anode, dans une structure (540, 580) de distribution d'eau de refroidissement alimentant uniformément la totalité des conduits longitudinaux débouchant à cette partie supérieure.
    2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode comporte plusieurs sections cylindriques superposées axialement, brasées les unes sur les autres, chaque conduit d'une section étant exactement en regard d'un conduit correspondant d'une section adjacente.
    3. Tube selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la structure de distribution uniforme d'eau de refroidissement est placée à la partie supérieure de l'anode.
    4. Tube selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les conduits sont percés dans l'épaisseur de la paroi de l'anode, plus près de la surface intérieure de cette paroi que de la surface extérieure.
    5. Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits ont une section de quelques millimètres carrés à quelques dizaines de mm², la hauteur de l'anode étant de quelques dizaines de centimètres.
    6. Tube selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les conduits sont des perçages à section circulaire placés à proximité de la surface interne de la paroi de l'anode, à une distance de cette surface environ égale au diamètre des perçages et les perçages sont distribués tout autour de l'anode en étant séparés les uns de autres d'une distance environ égale à leur diamètre.
    7. Tube électronique à vide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits sont des perçages circulaires très fins de diamètre au moins trente fois et de préférence au moins quarante à cinquante fois plus petits que la hauteur de l'anode.
    8. Tube électronique selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de distribution d'eau de refroidissement est une structure conique.
    9. Tube selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure conique comprend un premier bloc (540) ayant une paroi à surface extérieure conique et un deuxième bloc (580) ayant une paroi à surface intérieure conique entourant le premier bloc, de manière à former un canal de circulation d'eau (540) entre ces parois, les conduits longitudinaux étant situés entre les deux parois coniques à la base de celles-ci, et une entrée d'eau sous pression (500) étant prévue à la partie supérieure du canal formé entre les parois coniques.
    10. Tube électronique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anode est entourée d'une chemise (380) de récupération du fluide de refroidissement, I'extrémité aval des conduits longitudinaux de circulation de fluide communiquant avec la chemise.
    11. Procédé de fabrication d'un tube électronique à vide de très forte puissance selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réalisation de l'anode comprend les opérations consistant à usiner plusieurs sections cylindriques de cuivre, à argenter la tranche de ces sections, à superposer les sections axialement, tranche contre tranche, et à placer l'ensemble superposé dans un four pendant une durée et à une température suffisantes pour réaliser une brasure argent-cuivre entre les sections sans apport de matériau de brasure rapporté entre les sections à tranches argentées.
    12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les sections cylindriques sont percées de nombreux conduits cylindriques avant superposition et brasure, les conduits étant percés dans la paroi des sections parallèlement à l'axe des sections et sur toute la hauteur de celles-ci, les conduits des différents sections étant placés très précisément à des endroits correspondants de chaque section pour que tous les conduits d'une section soient en regard de conduits correspondants d'une section adjacente lorsque les sections sont superposées.
    说明
    • [0001]
      L'invention concerne les tubes électroniques de très fortes puissances du type triode et surtout tétrode, à structure radiale, c'est-à-dire dans lesquels une cathode de structure générale cylindrique à base circulaire émet radialement des électrons vers une anode également cylindrique qui entoure la cathode et est coaxiale à celle-ci. Des grilles d'extraction d'électrons, également cylindriques, sont interposées entre la cathode et l'anode.
    • [0002]
      Les puissances considérées ici sont de l'ordre du mégawatt, pour des fréquences de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mégahertz. La tension entre l'anode et la cathode est de plusieurs kilovolts.
    • [0003]
      L'anode reçoit la quasi-totalité du courant d'électrons émis par la cathode et modulé par la ou les grilles. L'énergie cinétique des électrons frappant l'anode est convertie en chaleur. Le flux de puissance reçu par l'anode est très élevé (ordre de grandeur : un kilowatt par centimètre carré de surface d'anode pour des surfaces de plusieurs centaines de centimètres carrés). Typiquement, pour le type de tubes électroniques considéré ici, l'anode est un cylindre d'environ 20 à 40 cm de diamètre et plusieurs dizaines de centimètres de haut.
    • [0004]
      Pour refroidir l'anode on a imaginé des systèmes de circulation d'eau construits de telle manière qu'on provoque la formation intensive de bulles d'évaporation de l'eau qui circule. On utilise ainsi la chaleur latente de vaporisation de l'eau, qui est élevée, pour augmenter l'efficacité de refroidissement. Pour faciliter la formation de zones d'ébullition, on forme des cannelures circulaires parallèles autour de l'anode, on entoure l'anode cannelée avec une chemise cylindrique qui canalise l'eau dans un espace étroit entre l'extérieur de l'anode et l'intérieur de la chemise et on établit une circulation forcée d'eau entre le bas et le haut de l'anode. Un tel système de refroidissement est représenté à la figure 1 dans le cas d'une triode.
    • [0005]
      Les références du dessin sont les suivantes : anode 10 ; cannelures 12 ; une première chemise de refroidissement 14 entourant l'anode pour canaliser l'eau le long de la surface de paroi extérieure de l'anode ; une deuxième chemise 16 définit la chambre d'entrée de l'eau ; la deuxième chemise 16 entoure la première et communique d'un côté avec elle, par exemple au bas de l'anode, par une ouverture 18 ; un conduit 20 d'amenée d'eau sous pression qui s'ouvre dans la deuxième chemise; un conduit 22 d'évacuation de l'eau et des bulles de vapeur. Les autres éléments de la figure sont les éléments classiques d'un tube électronique : cathode 24 avec ses connexions extérieures 26 et 28 (pour une cathode à chauffage direct) ; grille 30 avec sa connexion extérieure 32 ; connexion d'anode 34 brasée au pied de l'anode. Toutes ces connexions sont cylindriques et destinées à être enfichées dans un support adapté non représenté. Les connexions sont séparées par des entretoises de céramique 36. L'enceinte délimitée par la surface de paroi intérieure de l'anode, les surface de parois intérieures des connexions, et les entretoises de céramique, est sous vide. Les chemises de refroidissement ne sont pas sous vide.
    • [0006]
      Les cannelures usinées sur la surface de paroi extérieure de l'anode servent, comme on l'a dit, à favoriser l'apparition de points d'évaporation de l'eau qui circule sous pression. C'est le refroidissement le plus efficace connu à ce jour (système connu sous le nom de "hypervapotron"). Le brevet FR-A-2 627 898 décrit un tel tube.
    • [0007]
      Mais on a pu constater un défaut de ce système : les cannelures de formation de bulles s'opposent à l'évacuation de ces mêmes bulles. Les bulles s'entrechoquent et coalescent et provoquent des surpressions locales et des détentes brusques par implosions et disparition dans le courant d'eau. Il en résulte des chocs et des vibrations inacceptables pour les éléments fragiles ou non rigides du tubes, notamment les grilles qui sont très proches de la cathode et qui risquent de la toucher ou de se toucher entre elles.
    • [0008]
      On a également déjà proposé, dans le brevet US 3 414 757, un klystron, de puissance 100 à 200 kW, dont le collecteur est composé d'une succession axiale de tronçons de tubes brasés les uns aux autres par un jonc de brasure; chaque tube est percé sur sa circonférence de conduits cylindriques axiaux servant au refroidissement par eau du collecteur.
    • [0009]
      Il apparaît que la construction envisagée ne permettrait pas d'obtenir des puissances largement supérieures, c'est-à-dire de l'ordre du mégawatt comme cela est recherché dans la présente invention.
    • [0010]
      Un but de la présente invention est de rechercher des moyens pour dissiper sur l'anode une puissance bien supérieure à celle que permet la construction du collecteur du brevet US 3 414 757 et bien supérieure à elle que permet la construction du brevet FR-A-2 627 898. L'ordre de grandeur recherché est un doublement des puissances par rapport à ce dernier, ce qui est considérable.
    • [0011]
      Selon l'invention on propose un tube électronique à vide de très forte puissance ayant une anode cylindrique (c'est-à-dire une anode dont la surface de paroi intérieure est essentiellement cylindrique dans sa partie active en regard d'une cathode également cylindrique) formée par au moins une section cylindrique (c'est-à-dire là encore à surface de paroi intérieure essentiellement cylindrique au moins là où cette surface de paroi est en regard d'une portion correspondante de cathode), et de préférence plusieurs sections cylindriques superposées coaxialement et brasées les unes sur les autres, la paroi de chaque section étant percée de nombreux conduits longitudinaux de circulation de fluide de refroidissement s'étendant linéairement sur toute la hauteur de la section, caractérisé en ce que les conduits longitudinaux débouchent tous, à une extrémité de l'anode, de préférence à la partie supérieure de celle-ci, dans une structure de distribution d'eau de refroidissement alimentant uniformément la totalité des conduits longitudinaux débouchant à cette partie supérieure.
    • [0012]
      Cette structure permet notamment de conserver une vitesse aussi élevée que possible de l'eau dans la totalité des conduits, et une très bonne uniformité de refroidissement.
    • [0013]
      La structure de distribution est de préférence conique et sans pertes de charge.
    • [0014]
      Les conduits sont à section complètement circulaire (fermée) et s'étendent linéairement sur toute la hauteur de l'anode (de préférence rigoureusement parallèlement à l'axe de l'anode cylindrique); ce ne sont donc pas des rainures rectangulaires ouvertes formées par usinage de la surface de paroi extérieure de l'anode et fermées ensuite par une chemise extérieure. L'efficacité de refroidissement en est considérablement améliorée; et ceci d'autant plus si on prévoit en outre que les conduits sont percés plus près de la surface de paroi intérieure que de la surface de paroi extérieure de l'anode.
    • [0015]
      Etant donné les quantités de chaleur très élevées reçues par l'anode, on pense que des conduits de refroidissement à section rectangulaire laisseraient subsister des zones de surchauffe fatales pour le tube de puissance : ces zones de surchauffe sont les coins de la section rectangulaire, où l'eau de refroidissement circule moins bien.
    • [0016]
      On fera ici une remarque : dans les tubes du genre considéré ici (anode cylindrique circulaire et puissances de l'ordre du mégawatt ou plus) l'anode a une hauteur de plusieurs dizaines de centimètres, il est difficile de former des perçages circulaires parallèles à l'axe de l'anode (on ne sait pas faire des perçages à la fois très longs et très fins et il faut les faire fins si on veut en juxtaposer un nombre suffisant pour refroidir uniformément la totalité de la surface de paroi d'anode). On superpose donc de préférence plusieurs sections cylindriques d'anode après les avoir percés de conduits très fins, en mettant les conduits en regard les uns des autres pour aboutir à des conduits longitudinaux sur toute la hauteur de l'anode. Le diamètre des conduits peut alors être très faible (diamètre au moins 30 fois plus petit, et de préférence au moins 40 ou 50 fois plus petit, que la hauteur de l'anode).
    • [0017]
      Selon encore un autre aspect important de l'invention, l'anode cylindrique est formée de sections cylindriques de cuivre dont la tranche est argentée et qui sont brasées les unes sur les autres par leurs tranches argentées sans apport de matériau de brasure autre que l'argenture des tranches, de sorte qu'il n'y a pas de coulures parasites de matériau de brasure. Et bien sûr, si l'anode comporte des conduits linéaires très fins débouchant en regard les uns des autres sur les tranches des sections cylindriques adjacentes, on évite ainsi les risques de coulure de matériau de brasure qui pourraient au moins partiellement boucher les conduits et qui ne seraient pas nettoyables compte tenu de la finesse des conduits.
    • [0018]
      Par conséquent un aspect important de l'invention est l'opération de brasage par argenture (dépôt électrolytique en principe) des tranches des sections cylindriques individuelles puis superposition de ces tranches dans un four dans des conditions de température et d'atmosphère propres à former une brasure à l'argent entre les tranches argentées en contact.
    • [0019]
      Selon encore un autre aspect général de l'invention, l'anode cylindrique est percée de conduits fins parallèles à l'axe de l'anode et plus proches de la surface intérieure de la paroi d'anode que de la surface extérieure de cette paroi.
    • [0020]
      Enfin, il est important de noter que contrairement au cas des tubes classiquement refroidis par création de bulles de vapeur, dans lesquels on fait circuler l'eau dans le sens où les bulles tendent à partir (donc vers le haut), on choisit ici de préférence d'amener l'eau par le haut du tube. La structure est telle que la vitesse d'écoulement est élevée dans les conduits et les bulles sont entraînées rapidement vers le bas sans que la circulation de l'eau s'oppose à la circulation des bulles.
    • [0021]
      D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
      • la figure 1 déjà décrite représente un tube de forte puissance de la technique antérieure avec son système de refroidissement,
      • la figure 2 représente une coupe axiale de l'anode cylindrique d'un tube conforme à l'invention,
      • la figure 3 représente une coupe transversale de l'anode perpendiculairement à l'axe de celle-ci.
    • [0022]
      Sur la figure 2, on a représenté l'anode d'un tube de puissance selon l'invention, avec son système de refroidissement. Les autres éléments du tube (cathode, grilles, connexions extérieures, entretoises de céramique assurant l'étanchéité au vide) ne sont pas représentés pour ne pas alourdir la figure et peuvent si on le désire être semblables à ceux de la figure 1.
    • [0023]
      Le corps de l'anode est classiquement constitué globalement par un cylindre de révolution d'axe 100 ouvert à sa partie inférieure, et fermé à sa partie supérieure. La partie supérieure est essentiellement en forme de disque transversal à l'axe 100, pourvu d'un queusot de pompage.
    • [0024]
      L'anode est constituée de plusieurs tronçons superposés. Chaque tronçon est constitué par une section globalement cylindrique, le tronçon supérieur étant cependant constitué à la fois par une section cylindrique et par le disque de fermeture supérieure de l'anode.
    • [0025]
      Dans l'exemple représenté, il y a quatre sections cylindriques d'anode 120, 140, 160, 180 superposées coaxialement. La section supérieure 180 se divise en une partie cylindrique 200 et le disque de fermeture 220. Le queusot de pompage est désigné par la référence 240; il est placé au centre du disque 220; il est destiné à être fermé hermétiquement après que le vide aura été fait dans le tube.
    • [0026]
      Chaque section comporte une paroi cylindrique (avec une surface intérieure de paroi et une surface extérieure de paroi), et deux tranches d'extrémité, respectivement une tranche supérieure et une tranche inférieure. Les tranches sont planes (plan perpendiculaire à l'axe 100 du tube. Les sections d'anode sont brasées les unes sur les autres par leurs tranches en regard, c'est-à-dire que la tranche inférieure d'une section est brasée sur la tranche supérieure d'une section située immédiatement au dessous; les plans de ces tranches sont désignés par les références 260, 280, 300. Ainsi, par exemple, le plan 280 est le plan de brasage de la tranche inférieure de la section 160 et de la tranche supérieure de la section 140. Des pions de centrage 320 sont prévus dans ces plans, pour positionner exactement les unes par rapport aux autres les différentes sections; le positionnement exact est nécessaire aussi bien pour assurer un centrage coaxial exact des sections que pour assurer, comme on le verra plus loin, l'alignement des conduits de refroidissement des différents sections. Plusieurs pions de centrage 320 sont prévus dans chaque plan de brasage, un seul étant représenté sur la figure 2 dans chaque plan. Les pions sont par exemple des petits cylindres verticaux insérés dans des alésages en regard formés dans les tranches de deux sections adjacentes.
    • [0027]
      L'anode comporte des conduits de refroidissement rectilignes, s'étendant sur toute la hauteur de l'anode. Deux conduits 340 et 360 sont visibles sur la figure 2 : ce sont ceux qui sont dans le plan de coupe axiale du tube à vide. Les conduits sont percés dans l'épaisseur de la paroi des sections. Ils sont aussi nombreux et aussi fins que possible de manière à refroidir aussi uniformément que possible la totalité de la paroi de l'anode. Leur diamètre est par exemple de quelques millimètres (section de quelques millimètres carrés à quelques dizaines de millimètres carrés), et ils sont très rapprochés : espacement de quelques millimètres également. A titre d'exemple, 3 à 5 millimètres de diamètre et 2 à 5 millimètres d'espacement entre conduits constituent des dimensions préférées. Dans un exemple de réalisation, il y a environ 160 conduits répartis en couronne tout autour de l'anode d'une trentaine de centimètres de diamètre. Les diamètres et espacements sont alors d'environ 3mm.
    • [0028]
      Les conduits sont de préférence des perçages à section circulaire, car la circulation du fluide de refroidissement (en principe de l'eau sous pression) est alors optimale : s'il y avait des angles, le fluide risquerait de mal refroidir les angles. Comme on le voit sur la figure, les conduits rectilignes sont de préférence plus près de la surface de paroi interne de l'anode que de la surface de paroi externe. L'espace entre le bord d'un conduit et la surface de paroi interne de l'anode peut être de quelques millimètres, par exemple 3 à 5 millimètres. L'épaisseur de la paroi d'anode peut être de 15 à 30 millimètres. Le refroidissement est donc mieux assuré en faisant circuler l'eau plus près de la surface de paroi interne où se produit le dégagement de chaleur. Les conduits sont répartis régulièrement en couronne tout autour de l'anode. Les pions de centrage 320 sont de préférence situés à l'extérieur de cette couronne pour ne pas gêner la répartition régulière des conduits autour de l'anode. La figure 3 représente une coupe transversale à l'axe 100, par un des plans de brasage, et on y voit cette couronne de conduits.
    • [0029]
      En pratique on peut considérer que les conduits sont placés à proximité de la surface interne de la paroi de l'anode, à une distance de cette surface environ égale au diamètre des perçages et les perçages sont distribués tout autour de l'anode en étant séparés les uns de autres d'une distance environ égale à leur diamètre.
    • [0030]
      La hauteur de l'anode est de plusieurs dizaines de centimètres. Pour ces hauteurs, il serait pratiquement impossible de percer des trous circulaires par un foret de quelques millimètres de diamètre et c'est une des raisons de la constitution de l'anode en plusieurs sections brasées : la hauteur de chaque section est choisie compatible avec la possibilité pratique de forer des trous fins sur cette hauteur. En pratique, on peut forer des trous sur une hauteur qui ne dépasse pas 20 ou 25 fois le diamètre du trou. Pour des trous de 3 à 5 millimètres de diamètre, on superposera des sections d'anode qui n'excèdent pas 10 centimètres de haut. Comme la hauteur de l'anode est largement supérieure à 30 fois le diamètre des conduits, et même supérieure à 40 ou 50 fois ce diamètre, plusieurs sections d'anode superposées sont nécessaires.
    • [0031]
      Des conduits rectilignes sont donc percés dans chaque section à des positions parfaitement définies de sorte que les conduits des différentes sections soient exactement en regard les uns des autres lorsque les sections sont superposées et positionnées par les pions de centrage 320.
    • [0032]
      Les conduits de refroidissement débouchent à la partie supérieure de la section supérieure 180. Ils forment une couronne d'ouvertures et l'eau de refroidissement sera distribuée dans ces ouvertures par une structure conique d'amenée de fluide, dont on parlera plus loin.
    • [0033]
      A la base de l'anode, I'évacuation de l'eau réchauffée est assurée de préférence par récupération dans une chemise cylindrique 380 entourant l'anode. Il n'y a qu'une seule chemise et non deux chemises comme c'était le cas dans l'art antérieur. La configuration de récupération de l'eau est par exemple la suivante : des orifices radiaux sont percés tout autour de la surface extérieure de la paroi de la section inférieure 120 et font communiquer l'extrémité aval de chaque conduit vertical avec l'extérieur de la paroi d'anode. Deux orifices radiaux 440, 460 sont visibles sur la figure 2; ce sont ceux qui sont dans le plan de coupe de la figure et qui communiquent avec les conduits 340 et 360 respectivement. La chemise cylindrique 380 constitue un espace de confinement de l'eau. Elle est fermée à sa partie inférieure par une bague 400. Dans l'exemple représenté, la connexion d'anode 420 prend appui sur cette bague. La chemise 380 est par ailleurs fermée à sa partie supérieure par une plaque 480 dans laquelle est prévue une ouverture 500 d'amenée d'eau et une ouverture 520 d'évacuation de l'eau.
    • [0034]
      La structure conique de distribution d'eau sous pression est placée à l'intérieur de la chemise 380, de manière que l'eau arrive de l'ouverture 500, passe dans la structure conique sans fuite vers l'intérieur de la chemise 380, puis passe dans les conduits de refroidissement dans l'épaisseur de la paroi anodique, et enfin remonte par la chemise 380 jusqu'à l'ouverture d'évacuation 520.
    • [0035]
      La structure conique est pour cela constituée de la manière suivante : un bloc conique 540 creux (à cause de la présence du queusot de pompage 240) est monté sur le disque de fermeture 220 de l'anode. Ce bloc 540 est vissé sur l'anode (alésages filetés 550 prévus dans la section terminale 180) après qu'on a fait le vide dans le tube et que le queusot de pompage a été définitivement fermé. La surface de paroi extérieure du bloc 540 est conique et définit une première surface de délimitation d'un canal conique 560 le long duquel circule l'eau (du haut vers le bas, c'est-à-dire de l'ouverture d'amenée 500 vers les orifices d'ouverture des conduits de refroidissement tels que 340 et 360).
    • [0036]
      Un deuxième bloc 580 dont la surface de paroi intérieure est conique définit une deuxième surface de délimitation du canal 560. Le haut du bloc 580 comporte un conduit central 570 dont le bord périphérique 590 est appliqué contre la surface interne de la plaque de fermeture 480 autour de l'ouverture 500, de sorte que l'eau amenée sous pression dans cette ouverture est forcée dans le canal conique 560 entre les surfaces coniques des deux blocs 540 et 580. L'ouverture 580 est de préférence formée au centre de la plaque 480 pour être dans l'axe de l'anode, les blocs coniques étant également dans l'axe de l'anode.
    • [0037]
      Le canal 560 peut avoir une section annulaire allant en se rétrécissant du haut vers le bas de la structure conique, c'est-à-dire que l'angle de conicité de la surface de paroi intérieure du bloc 580 est de préférence plus faible que l'angle de conicité de la surface de paroi extérieure du bloc 540.
    • [0038]
      La surface intérieure du bloc 540 et/ou la surface extérieure du bloc 58 pourraient être usinées de manière à constituer progressivement des canaux juxtaposés répartis en couronne et débouchant chacun en regard d'un conduit rectiligne respectif de l'anode, mais ce n'est pas obligatoire : les surfaces des blocs 540 et 580 peuvent être lisses. Dans ce dernier cas, il y a une certaine perte de charge à l'endroit où le canal 560 annulaire continu rejoint les ouvertures discontinues des conduits de l'anode, mais cette perte de charge n'est pas très importante.
    • [0039]
      Le bloc conique supérieur 580 peut être vissé sur le bloc inférieur 540, par exemple par huit boulons répartis autour de la structure, pénétrant dans des alésages filetés 600 formés dans la section supérieure 180 de l'anode. Dans l'exemple représenté, le bloc conique supérieur n'est pas vissé mais est simplement serré entre la plaque supérieure de fermeture 480 de la chemise 380 et le disque supérieur de l'anode. Des boulons de serrage passent à travers des ouvertures 620 de la plaque 480, puis dans des ouvertures 640 du bloc conique et sont vissés dans les alésages 600.
    • [0040]
      Un système d'amenée d'eau sous pression non représenté est relié à l'ouverture 500 de la plaque supérieure 480.
    • [0041]
      Le procédé de fabrication de cette anode consiste à réaliser séparément les différentes sections cylindriques 120, 140, 160, 180 en usinant séparément différents blocs de cuivre. Les surfaces de paroi interne et externe des sections sont usinées à la forme et aux dimensions désirées pour que les sections puissent être ensuite superposées axialement et former alors l'anode complète désirée. Les perçages des conduits rectilignes sont réalisés dans la paroi de chaque section, ainsi que les trous devant recevoir les pions de centrage 320. Les diamètres des conduits sont en pratique au moins de un vingtième de la hauteur de la section cylindrique dans laquelle ils sont percés (au dessous le perçage devient très difficile, voire impossible); ce diamètre est cependant au moins quarante ou cinquante fois plus petit que la hauteur totale de l'anode. Les positions des trous de centrage et des conduits sont parfaitement définies les unes par rapport aux autres pour que les conduits soient en regard les uns des autres lors de la superposition des sections. Les tranches sont ensuite usinées pour être parfaitement planes et perpendiculaires à l'axe des cylindres. Les tranches destinées à être juxtaposées à une autre tranche sont ensuite argentées par procédé électrolytique. Les sections sont superposées les unes aux autres sans autre apport de matériau de brasage entre deux sections adjacentes, seul le très mince dépôt électrolytiques constituant le matériau de brasure. L'assemblage de sections superposées axialement est placé dans un four à une température suffisante (environ 820°C), de préférence en atmosphère réductrice, pour constituer une brasure à l'argent entre les sections adjacentes. La brasure est en réalité une diffusion d'argent dans le cuivre ce qui conduit à la formation d'un eutectique Ag/Cu à 780°C. Un usinage final du tube (tournage) peut avoir lieu pour ajuster les surfaces de parois interne et externe de l'anode.
    • [0042]
      Ensuite, d'une manière classique, les autres électrodes (cathode, grilles) sont montées avec leurs connexions et les entretoises de céramique étanche au vide (brasures métal/métal et métal/céramique). Puis, le vide est fait à l'intérieur du tube. Enfin, la structure conique d'amenée d'eau de refroidissement et la chemise de récupération de l'eau sont montées.
    • [0043]
      En fonctionnement, le tube électronique selon l'invention peut supporter une dissipation de puissance dépassant 2 mégawatts, et même 2,5 mégawatts (2 kW/cm² sur une surface supérieure à 1000 cm²). L'eau est amenée sous pression par le conduit d'entrée 500 et elle circule à grande vitesse dans les conduits fins de l'anode. Elle est portée à haute température et entre en ébullition. Les bulles de vapeur qui se forment sont immédiatement évacuées grâce à la vitesse élevée de circulation de l'eau, contrairement à ce qui se passait dans les systèmes de refroidissement de l'art antérieur dans lesquels, pour favoriser la formation de bulles, on plaçait des obstacles (cannelures) qui ralentissaient obligatoirement la circulation de l'eau. Le refroidissement est considérablement amélioré par cette évacuation rapide de l'eau et des bulles. La structure conique d'amenée d'eau, qui distribue uniformément l'eau, sans perte de charge volontaire pour assurer cette uniformité, améliore aussi la vitesse d'écoulement donc le refroidissement. Le refroidissement est amélioré aussi par le fait que les conduits ont une section circulaire et non rectangulaire ou carrée. Il est amélioré par le fait que les conduits ne sont pas placés autour de l'anode mais dans la paroi même de l'anode, et en outre plus près de la surface de paroi intérieure que de la surface de paroi extérieure. Le refroidissement est encore amélioré grâce à la finesse des canaux (ce qui permet de placer de très nombreux canaux très proches les uns des autres), cette finesse étant rendue possible dans ce cas par la réalisation de l'anode en plusieurs sections brasées les unes sur les autres.
    • [0044]
      L'opération de brasage sans apport de matériau de brasure rapporté mais avec simplement une mince couche électrolytique d'argent faisant partie intégrante des sections d'anode, permet d'éviter toute coulure du matériau de brasure à des endroits indésirables. En effet, lorsqu'on soude deux pièces en insérant un cordon de brasure entre les deux pièces, il y a deux risques : d'abord le risque de coulure du matériau pendant qu'il fond, d'où la présence de matériau de brasure à des endroits indésirables ; il serait inacceptable par exemple que du matériau de brasure coule dans les conduits fins, risquant de les obstruer partiellement ou totalement et provoquant donc une absence de refroidissement local préjudiciable au tube. D'autre part, on a aussi le risque que les coulures de matériau de brasure entraînent une absence de matériau de brasure à certains endroits; dans ce cas il n'y a pas d'étanchéité au vide à ces endroits; dans le cas de l'invention, les zones qui doivent assurer l'étanchéité ont quelques millimètres de largeur (par exemple entre un conduit de refroidissement et la surface de paroi intérieure de l'anode). Une coulure de matériau de brasure pourrait créer un manque de soudure local, d'où un défaut d'étanchéité irrémédiable. Avec le procédé selon l'invention sans brasure rapportée, ce risque est supprimé
    专利引用
    引用的专利 申请日期公开日 申请人专利名
    FR1326936A * 没有名称
    FR1554633A * 没有名称
    FR2627898A1 * 没有名称
    US3414757 *1965年10月7日1968年12月3日Varian AssociatesHigh power beam tube having improved beam collector and method of fabricating same
    US3845341 *1973年8月1日1974年10月29日Aerojet General CoActively cooled anode for current-carrying component
    分类
    国际分类号H01J7/26, H01J21/06, H01J19/36, H01J9/14
    合作分类H01J19/36
    欧洲专利分类号H01J19/36
    法律事件
    日期代码事件说明
    2006年3月10日REGReference to a national code
    Ref country code: FR
    Ref legal event code: ST
    Effective date: 20060131
    2006年1月31日PG25Lapsed in a contracting state announced via postgrant inform. from nat. office to epo
    Ref country code: FR
    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES
    Effective date: 20060131
    2006年1月25日GBPCGb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
    Effective date: 20050512
    2005年12月1日PG25Lapsed in a contracting state announced via postgrant inform. from nat. office to epo
    Ref country code: DE
    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES
    Effective date: 20051201
    2005年5月12日PG25Lapsed in a contracting state announced via postgrant inform. from nat. office to epo
    Ref country code: GB
    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES
    Effective date: 20050512
    2004年5月20日PGFPPostgrant: annual fees paid to national office
    Ref country code: DE
    Payment date: 20040520
    Year of fee payment: 10
    2004年5月12日PGFPPostgrant: annual fees paid to national office
    Ref country code: GB
    Payment date: 20040512
    Year of fee payment: 10
    2004年5月10日PGFPPostgrant: annual fees paid to national office
    Ref country code: FR
    Payment date: 20040510
    Year of fee payment: 10
    2002年1月1日REGReference to a national code
    Ref country code: GB
    Ref legal event code: IF02
    2000年1月26日26NNo opposition filed
    1999年5月5日GBTGb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)
    Effective date: 19990414
    1999年3月25日REFCorresponds to:
    Ref document number: 69507740
    Country of ref document: DE
    Date of ref document: 19990325
    Format of ref document f/p: P
    1999年2月10日AKDesignated contracting states:
    Kind code of ref document: B1
    Designated state(s): DE FR GB
    1996年10月23日17QFirst examination report
    Effective date: 19960911
    1996年3月20日17PRequest for examination filed
    Effective date: 19960119
    1995年11月29日AKDesignated contracting states:
    Kind code of ref document: A1
    Designated state(s): DE FR GB