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* Ersatz für ECLL800
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23.04.12 21:29
Holzradio 

WGF-Nutzer Stufe 3

23.04.12 21:29
Holzradio 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Wolfgang,
bei Kleinsignalröhren wie ECC85 o.ä. ist die als Wärme abzuführende Verlustleistung nur sehr gering, so dass ein Abschirmbecher sich evtl. nicht sehr nachteilig auf die Lebensdauer auswirkt. Sie werden eher an Emissionsverlust wegen verbrauchter Kathodenbeschichtung als an thermischer Beanspruchung (Luftziehen) kaputt gehen. Ich bin bei meinen (spekulativen) Überlegungen eher von Endröhren ausgegangen wo die Abfuhr der Verlustleistung schon ein wichtiges Thema ist. Bei den Kleinsignalröhren erschließt sich mir die Sinnhaftigkeit einer Extrakühlung tatsächlich überhaupt nicht. Sind die schwarzen Dinger vielleicht doch eher modischer Schnickschnack? Ist das Verschleißteil welches bei fast allen Röhren lebensdauerbegrenzend wirkt, nicht die Kathode. Kann die Nutzungsdauer der Kathodenbeschichtung durch Beeinflussung der Röhren-außentemperatur überhaupt beeinträchtigt werden?

Bei den konstruktiv bedingt thermisch problematischen E(C)LL800 die hier das Thema sind, wird eine geeignete Kühlung schon sinnvoll sein. Aber gleich für alle Röhren?

Ich fühle mich wieder mal als Skeptiker und Bedenkenträger entlarvt.
VG Björn

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23.04.12 22:15
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

23.04.12 22:15
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo

Das mit dem Luftziehen kann mehrere Ursachen habe Man denke einfach an Fertigungstolleranzen. Oder noch einfacher an den Sch..ß Tag den jeder von uns mal hat. Im Büro schreib ich die Rechnung einfach neu, in der Produktion ist das Produkt hin oder felerhaft.
Das mit der Thermischen Entlastung macht überall Sinn. Man denke einfach mal ans Auto. Wenn mein Motoröl ständig an der Temperaturgrenze liegt verliert es schneller seine Eigenschaften wie ein Öl das kälter ist. Darum gibt's ja auch Ölkühler. Die haben übriges viele die einen Automatic fahren für ihr Getriebeöl.
Ähnlich verhält es sich auch bei einer Röhre. Wenn die Beschichtung sich ständig (ECLL800) oder öfter an der Temperaturgrenze bewegt verliert sie auch schneller ihre Eigenschaften oder zersetzt sich in ihre Chemischen Bestandteile. Es gibt auch einige mit teuren Röhrenverstärkern die die Röhren langsam aufheizen um die Lebensdauer su steigern. In der Industrie gibt es da Beispiele für, etwa einen Brennofen für Zement oder Kalk. Da hat man Tempraturen von weit über 1000 Grad. Wenn die kalt sind zum Beispiel nach einer Überholung werden die Tagelang oder auch über mehrere Wochen langsam auf Betriebstemperatur gebracht. Warum ist Simpel. Es gibt bei zu schnellem anheizen Risse. Genau diese Risse hab ich in Microform auch in der Beschichtung meiner Röhre wenn ich die von Null auf Jetzt hochheize. Deswegen die Schaltungen zum langsamen anheizen. Und wenn dann noch eine hohe Theermische Dauerbelastung dazu kommt kann man sich leicht denken wie lange meine teure Endröhre hält.
Bei Röhren die man leicht und günstig?? bekommt macht es sicher keinen Sinn die mit einem Kühlkörper zu versehen. Bei einer ECLL800 oder ähnlichen Röhren (Verfügbarkeit) denke ich ist das Geld doch gut angelegt. Es muß natürlich jeder für sich entscheiden ob er's macht oder nicht. Einen Versuch denk ich ist es sicher wehrt.

Wolfgang

24.04.12 02:20
qw123 

WGF-Premiumnutzer

24.04.12 02:20
qw123 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Björn und zusammen,

Holzradio:
(Vorsicht, alles reine Spekulation):
im wesentlichen hast Du da recht.

Holzradio:
da dieser Kühlkörper einen Teil der IR-Strahlung reflektiert bzw. aufgrund seiner Erwärmung den Strahlungswiderstand erhöht.
Der 'Strahlungswiderstand', genauer sollte man wohl von 'Albedo/Emissivität' sprechen, des Röhrenkolbens bzw. des aufgesetzten Kühlers hängt nur von dessen Oberflächenbeschaffenheit ab.

Physikalisch gesehen geschieht folgendes: der Röhrenkolben absorbiert praktisch die gesamte Wärmeleistung, die im Inneren erzeugt wird und gibt sie ohne Kühlkörper durch Wärmestrahlung wieder an die Umgebung ab. Das funktioniert umso besser je größer der Temperaturunterschied zwischen Kolben und Umgebung ist, da 1. die pro qcm abgestrahlte Wärmeleistung mit der vierten Potenz der (absoluten!) Oberflächen-Temperatur steigt *) und 2. die vergleichsweise kühle Umgebung nur wenig Wärme per Strahlung in umgekehrter Richtung an den Röhrenkolben überträgt.

Wenn ein 'Röhrenkühlkörper' etws bringen soll, muß er m.E. zwei Bedingungen erfüllen: die Wärmeleistung des Röhrenkolbens muß durch Wärmeleitung (nicht mehr -strahlung!) auf den Kühlkörper übertragen werden. Das erfordert guten Wärmekontakt. Bei Halbleitern z.B. hilft man da mit Wärmeleitpaste nach. Die Wärme des Kühlkörpers muß dann wieder durch Konvektion an die Umgebungsluft abgegeben werden. Da die Kühlkörpertemperatur niedriger sein muß als die des Rohrenkolbens (sonst kommt kein Wärmefluß zustande), ist eine Wärmeabgabe nur durch Strahlung in diesem Fall ineffektiv. Der Kühlkörper sollte eine Form haben, die den Wärmetausch durch Konvektion begünstigt (z.B. Kaminwirkung). Noch besser würde natürlich forcierte Konvektion z.B. mit Hilfe eines Ventilators wirken.

Um auf das eigentliche Thema des Threads zurückzukommen:
ich hatte vor längerer Zeit auf Anfrage eines Bekannten mal eine Halbleiter-Schaltung entworfen, die eine ECLL800 ersetzen sollte. Ersetzen in dem Sinne, daß man die gesamte Schaltung auf einer kleinen Platine aufbaut, die nicht mehr Platz beansprucht als die Röhre und die man anstelle der Röhre in die Fassung einstecken kann ohne weitere Änderungen am Gerät.

Das Projekt ist aus verschiedenen Gründen nicht über diesen Entwurf und seine 'Erprobung' mittels Schaltungssimulation hinausgekommen. Es zeigte sich aber, daß die Entwicklung einer entsprechenden Schaltung nicht das Problem ist. Zwei HV-Mosfets und zwei kleine bipolare Transistoren für Phasenumkehr und Impedanzanpassung genügen. Das eigentliche Problem war die Abfuhr der entstehenden Verlustwärme.

Obwohl die Halbleiter effizienter arbeiten als die Röhre, es entfällt die Heizleistung und die Schirmgitterverlustleistung, müssen immer noch etwa 8...9 Watt Wärmeleistung abgeführt werden, wenn man gleiche Sprechleistung fordert. Bei den viel niedrigeren Temperaturen, die bei Halbleitern maximal zulässig sind, erfordert das relativ große Kühlkörper. Am besten erschien damals noch der Einsatz kleinerer Kühlkörper und eines 30x30mm-Mini-Lüfters, der dann aus der Heizspannung betrieben werden kann.

Grüße

Heinz

*) Stefan-Boltzmannsches Gesetz

24.04.12 14:41
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

24.04.12 14:41
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Heinz

Das was du schreibst spricht ja im Prinzip für meine Idee seltene oder teure Röhren unter Umständen zusätzlich zu kühlen um die Lebensdauer zu verlängern. Bei den einschägig bekannten Versendern gibt es reichlich auswahl an Kühlern die ma auf seine Bedürfnisse anpassen kann. Ich hab mal ein wenig mit den Standardkülern rumgerechnet. Da komm ich locker auf die 6 fache Oberfläche einer ECLL800. Ich denke mal da sollte die Röhre auch ohne Ventilator schon in einem Temperaturbereich liegen die sie deutlich länger leben läßt. Aber wie gesagt, ist ja nur so eine Idee von mir mit dem Kühler.

Wolfgang

24.04.12 15:11
Wolle 

Moderator

24.04.12 15:11
Wolle 

Moderator

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Wolfgang.

Mir will sich nicht erschließen, weshalb eine zusätzliche Kühlung der Röhre deren Lebensdauer steigern soll. Die Leistung einer Röhre sinkt, wenn sich Teile des Kathodenmaterials verändert haben, das heißt, inaktiv geworden sind. Dieser Effekt wird aber durch die Zusammensetzung des Kathodenmaterials bestimmt. Hier besteht ein Spielraum zur Beeinflussung der Lebensdauer einer Röhre.

Mit vielen Grüßen.
Wolle

24.04.12 15:20
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

24.04.12 15:20
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Zusammen!

Bin da etwas skeptisch, ob ein aufgesetzter Kühlkörper die Lebensdauer verlängert. Denn so eine "moderne" Allglasröhre ist ein ausgeklügeltes System wo alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Vor allen die Durchführung der Kontakte durch den Glasboden ist sehr empfindlich, die Ausdehnung von Glas und Metall ist genau aufeinander abgestimmt, so das das Vakuum auf jeden Fall über einen langen Zeitraum erhalten bleibt. Diese Kleinsignalröhren werden nur Strahlungsgekühlt über die Glasfläche. Man müsste defekte ECLL800 genau untersuchen wo der Fehler sitzt, so wie man liest ist es ein thermisches Problem Heizfaden Katode Gitter, wenn es thermische Gitteremission, aufgedampftes Katodenmaterial auf dem Gitter oder ähnliches ist, bringt die Kühlung außen am Glaskolben wenig.

MFG Nobby

24.04.12 16:05
Holzradio 

WGF-Nutzer Stufe 3

24.04.12 16:05
Holzradio 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo zusammen und grübel grübel,

qw123:
... Physikalisch gesehen geschieht folgendes: der Röhrenkolben absorbiert praktisch die gesamte Wärmeleistung, die im Inneren erzeugt wird und gibt sie ohne Kühlkörper durch Wärmestrahlung wieder an die Umgebung ab. ...

Hallo Heinz,
ich nehme an, dass das Glas für Infrarotstrahlung fast so durchlässig ist wie für sichtbares Licht (?) und damit den größten Tel eben nicht absorbiert sondern normal ungehindert hindurch lässt. Dass der Glaskolben aber einen Teil IR-Strahlung absorbiert merkt man ja an der hohen Temperatur des Glases. Sonst bliebe das Glas selbst kalt während aber gut IR-absorbierende Flächen in der Nahe der Röhre sich unter Umständen auf höhere Temperaturen als das Glas der Röhre aufheizen können. Ich denke an den Effekt den man vom Isolierglasfenster gut kennt, wenn im Winter bei sonnigem Wetter der Wintergarten brammig warm wird, während die Fensterscheiben kalt bleiben.

Ich kann mir darum sehr gut vorstellen, dass aufgestülpte schwarze gefaltete Blechkühler eher nach dem Prinzip Aufheizung von innen durch Wärmestrahlung und nur zum Teil auch durch Wärmeleitung wirken. Normales Glas ist auch ein sehr schlechter Wärmeleiter. Die Kühler von dem oben genannten Anbieter sehen mir auch so aus, als wenn durch die Lamellenform nur sehr wenig das Glas berührt wird. Nach außen wirkt so ein Kühler durch gleichzeitige Konvektion und Radiation und durch die große Oberfläche sicher mit einem guten Wirkungsgrad, wenigstens darüber sind wir uns schonmal einig.
VG Björn

Es strahlen die Sender Bild, Ton und Wort elektromagnetisch an jeden Ort
-Kraftwerk-

24.04.12 16:12
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

24.04.12 16:12
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo zusammen

Mein Gedankengang war der. Wenn ich gleich welcher Material an seiner Belastungsgrenze bewege altert es schneller. Diese Röhre soll ja wie mann liest thermisch überbelastet sein weil sie ja eine zusätzliche Triode verkraften sollte. Da Material ja auch durch thermische Überbelastung schneller altert kam mir der Gedanke einen teil diese "Zuviel" an Wärme über eine vergrößerte Oberfläche sprich Kühler abzuführen. Wenn auf diesem Weg die Temperatur um ein paar Grad gesenkt wird verschiebe ich ja auch die Belastungsgrenze nach unten und erreiche so eine längere Lebensdauer.

Wolfgang

25.04.12 02:17
qw123 

WGF-Premiumnutzer

25.04.12 02:17
qw123 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo Björn und zusammen,

Holzradio:
... grübel grübel,
Holzradio:
ich nehme an, dass das Glas für Infrarotstrahlung fast so durchlässig ist wie für sichtbares Licht (?) und damit den größten Tel eben nicht absorbiert sondern normal ungehindert hindurch lässt.

Das stimmt so nur teilweise.

Wie es scheint, bedarf es hier einer detaillierteren Betrachtung.
Man muß sich a) anschauen, bei welchen Wellenlängen im Infraroten z.B. ein warmes oder heißes Anodenblech emittiert und b) ob das Glas für diese Wellenlängen transparent ist.

Das Emissionsspektrum eines Wärmestrahlung abgebenden Körpers kann durch die Plancksche Strahlungsformel angenähert beschrieben werden. (Die Plancksche Formel beschreibt eigentlich nur die Strahlung eines idealen sog. Hohlraumstrahlers, auch 'schwarzer Körper' genannt. Für reale Körper stellt sie aber in diesem Zusammenhang eine gute Näherung dar. Es handelt sich hier übrigens um die Formel, die Max Planck im Dezember 1900 im Berliner physikalischen Seminar vorstellte und die die quantenmechanische Betrachtungsweise in der Physik einleitete.)

Nach dieser Formel wird die Wärmestrahlung nicht gleichmäßig über den ganzen Wellenlängenbereich abgegeben sondern weist ein deutliches Maximum auf. Die spektrale Lage dieses Maximums hängt von der Temperatur des Strahlers ab. Die Lage des Maximums bekommt man leichter als durch die Planckformel aus dem sog. Wienschen Verschiebungsgesetz (s. Wikipedia). Ein 300°C(=ca. 573K) heißes Anodenblech gibt danach den größten Teil seiner Energie bei Wellenlängen um 5µm ab, bei niedrigerer Temperatur liegt das Maximum bei längeren Wellenlängen.

Im Handel sind viele verschiedene Glassorten. In ihrer spektralen Transmission unterscheiden sie sich für den vorliegenden Zweck aber nicht wesentlich. Siehe z.B. hier http://www. hilgenberg-gmbh.de/fileadmin/pdf/Marktubes_Transmission.pdf. Bei Wellenlängen >4µm sind praktisch alle Glassorten intransparent, absorbieren also praktisch alle auftreffende Wärmestrahlung. Das hängt natürlich auch noch von der Glasdicke ab. Die verlinkten Kurven gelten aber für eine Glasdicke von 1mm, was in etwa auch für Röhrenkolben zutreffen dürfte.

Hoffe, damit geholfen zu haben... . :-)

Gruß

Heinz

25.04.12 18:41
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

25.04.12 18:41
Wolfgang2 

WGF-Premiumnutzer

Re: * Ersatz für ECLL800

Hallo zusammen

Das was Heinz da zum Glas schreibt trifft auch auf andere Materialien wie etwa die Metalle im innern der Röhre zu. Ich habe einen Grundstoff wie Silizium (Glas) oder Eisen und dem mische ich je nach Anforderung bestimmte Zuschlagsstoffe zu um seine Grundeigenschaften so zu verändern wie sie vom Kunden gewünscht werden.

Aber zum eigentlichen Thema. Da Ersatzschaltungen ja wie von vielen geschrieben keinen oder wenig Sinn machen noch mal zu meiner Frage. Ist Kühlen vieleicht eine Option oder nur rausgeschmissenes Geld?

Wolfgang

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