DE2230030A1 - Regelbares waermerohr - Google Patents

Description

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DR. W. PFEIFFER PATENTANWALT DK 1716/1 a

München 23 Ungererstraße 25

Regelbares Wärmerohr

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmerohre/ bestehend aus hermetisch abgedichteten Hohlkörpern, die mit dem Sattdampf und etwas Kondensat einer Flüssigkeit gefüllt sind, die in einem vorgegebenen Temperaturbereich an der wärmeren Stelle des Hohlkörpers verdampft, im kälteren Bereich desselben kondensiert und durch Schwerkraft- oder Kapillarwirkung eines saugfähigen Körpers oder einer saugfähigen Schicht längs der Innenwand des Hohlkörpers vom Kondensationsbereich wieder zum Verdampfungsbereich gefördert wird.

Die scheinbare Wärmeleitfähigkeit eines Wärmerohres ist durch den Mengenstrom des geförderten Kondensates bestimmt. Ein Wärmerohr hat demnach eine konstante scheinbare Wärmeleitzahl, Es sind Wärmerohre bekannt geworden, bei denen im Wärmeabgabebereich Ausbuchtungen vorgesehen sind, in denen sich Kondensat sammelt, welches nur durch Lageänderung des Rohres oder durch einen magnetisch betätigten Verdrängerkörper wieder in den Kreislauf zurückgebracht werder kann. Diese Methode setzt also entweder ortsbewegliche oder verdrehbare Wärmerohre voraus oder aber anfällige Magnetsysteme, Ausserdem ist

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mit der Grosse des Kondensatgefässes die Menge des ausscheidbaren Kondensates vorgegeben, die nur vollumfänglich und nicht dosiert wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden kann (deutsche OS 1 943 122).

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Die Erfindung beschreibt regelbare Wärmerohre, die den Nachteil der Zweipunktregelung nicht haben, bei denen also die scheinbare Wärmeleitzahl in einem grossen Intervall, beispielsweise von 1 : 1000 beliebig wählbar eingestellt werden kann.

Hierzu wird das Innere des Wärmerohres mit einem Hilfshohlkörper verbunden, dessen Temperatur nach unten hin innerhalb eines grösseren Intervalles veränderbar ist als das betriebsmässige Temperaturintervall des Wärmerohres. Wird die Temperatur unter die niedrigste Temperatur des Wärmerohres abgesenkt, so kondensiert die gesamte Wärme trägersubstanz innerhalb dieses abgekühlten Hilfshohlkörpers, und die ■ Wärmeleitfähigkeit reduziert sich auf die ,Leitfähigkeit des in der Regel aus Metall bestehenden Rohres. Wird die volle Wärmeleitfähigkeit gewünscht, so wird der Hilfshohlkörper auf eine Temperatur oberhalb der mittleren Temperatur des Wärmerohres erhitzt. Bei dazwischenliegenden Temperaturen tritt nur ein Teil des Wärmeträgers in das Wärmerohr über, der die maximale scheinbare Wärmeleitzahl des Wärmerohres verringert, dennoch zu einem Wärmetransport über die Verdampfungsenthalpie führt, also zu einer oberhalb der Leitfähigkeit des Rohres hinausgehenden scheinbaren Wärmeleitzahl führt.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden:

Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Erfindung. Dem Wärmerohr 1 wird auf der Seite 2 Wärme zugeführt, auf der Seite 3 Wärme entzogen, über eine Rohrleitung 4 ist ein Hilfshohlkörper 5, mit dem Wärmerohr 1 kommunizierend verbunden. Der Hilfshohlkörper 5 steht mit einem Peltierelement 6 in gut wärmeleitender Verbindung. Ein Umschalter 7 versorgt das Peltierelement mit Gleichstrom umt'ausbarer Polarität. Wird das Peltierelement auf Kühlung geschaltet, so wird die an der Elektrodenverbindung 8 entstehende Wärme durch einen Rippenwärmetauscher 9 an die Luft abgegeben. Der Sattdampf kondensiert im Hilfshohlkörper 5, bis sich im Wärmerohr kein Wärmeträger mehr befindet. Wird eine Wiederinbetriebnanme gewünscht, so wird dem Hilfshohlkörpor Γ>

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Wärme zugeführt, beispielsweise durch die Luft oder aber auch durch eine nicht gezeigte Elektroheizung oder aber auch durch Umpolung des Peltierelementes mittels Umschaltung des Umpolschalters 7. Das Kondensat verdampft nun und tritt wieder in das Wärmerohr ein, um dort im Bereich 2 zu verdampfen und im Bereich 3 zu kondensieren. Durch intermittierenden Kühlbetrieb, Ausschaltung und Heizbetrieb in aufeinander abgestimmten Perioden lässt sich jede gewünschte Temperatur im Hüfshohlkörper 5 einstellen, wodurch die scheinbare Wärme-· leitzahl des Wärmerohres verändert wird.

Figur 2 zeigt einen Hilfshohlkörper, in dessen Innerem sich viele kleine, nach unten hin geschlossene Behälter 20 befinden. Mindestens an der einen Seite des Behälters ist eine Wärmesenke, hier in Form eines Peltierelementes mit den Elektroden 21 und 22 vorgesehen, · während am gegenüberliegenden Ende 23 eine Wärmequelle, hier in Form einer elektrischen Widerstandsheizung 24, angeordnet ist. Durch den metallischen Boden 25 erfolgt ein Wärmestrom von der Wärmequelle 24 zur Wärmesenke 21, so dass die Temperaturen von dem einen Ende 26 zum anderen Ende.23.stetig zunehmen. Je geringer, der Wärmeentzug durch die Wärmesenke 21 oder die Wärmezufuhr durch die Wärmequelle 24 gewählt wird, umso höher steigt das Temperaturniveau. So lange die Wärmequelle 24 nicht eingeschaltet ist, füllen sich alle Behälter 20 mit Kondensat und im Wärmerohr verbleibt kein Wärmeträger. Wenn nur die Wärmequelle 24 eingeschaltet ist, verdampft der gesamte Wärmeträger, und das Wärmerohr hat die höchste scheinbare Wärmeleitzahl. In jeder Zwischenstufe füllen sich mehr oder weniger Behälter 20, beginnend an der Seite 26, so dass jede beliebige Menge an Wärmeträger dem Wärmerohr entzogen werden kann, wodurch die scheinbare Wärmeleitfähigkeit des Wärmerohres in beliebigem Verhältnis einstellbar ist. Die Wärmesenke 21 kann auch durch andere Einrichtungen als einem Peltierelement, wie beispielsweise Rippen oder Wasserkreisläufe, vorzugs-

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weise aber auch durch Körper mit saugfähiger Oberfläche, die mit einer verdunstbaren Flüssigkeit getränkt wird, die Wärmequelle 24 ebenfalls durch jede andere wärmeabgebende Einrichtung verwirklicht werden.

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Claims (9)

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   Patentansprüche

   Regelbares Wärmerohr, ausgebildet als Hohlkörper, in dem sich Sattdampf und Kondensat einer im Arbeitstemperaturbereich siedenden Flüssigkeit befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere (9) des Wärmerohre§ (1) mit. dem Inneren (10) eines Hilfshohlkörpers (5) kommuniziert und dass der Hilfshohlkörper (5) mit einer Einrichtung (6, 8/9, 21/22) in wärmeleitender Verbindung steht, die dem Hilfshohlkörper (5) Wärme in vergebbarer Menge zu entziehen vermag.
2. 2. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Hilfshohlkörpers 25 in viele Einzelräurae (20) unterteilt ist, wobei die Einzelräume(20) unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sein-können.
3. 3,- Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelräume (20) mit einem wärmeleitenden Hilfshohlkörper (25) verbunden sind, dessen eines Ende (23) mit einer Wärmequelle (24), dessen anderes Ende (26) mit einer Wärmesenke (21) in wärmeleitendem Kontakt stehen.
4. 4. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke als Peltierelement (6/8, 21/22) ausgebildet ist.

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5. 5. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (6, 8/9) durch einen Wärmeträgerkreislauf, z. B. Luft oder Wasser, gebildet wird.
6. 6. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 1 und insbesondere 3, dadurch'gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (6/8^9) durch einen Verdunstungskühler, z. B. mit betriebsmässig mit leicht verdunstender Flüssigkeit getränkter, saugfähiger Oberfläche, ausgebildet wird.
7. 7. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die alsPeltierelement ausgebildete Wärmesenke (6, 8/9) durch einen Umschalter (7) in eine Wärmequelle umgewandelt werden kann.
8. 8. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle als Elektroheizung (24) ausgebildet ist.
9. 9. Regelbares Wärmerohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle durch einen Wärmeträgerkreislauf, ζ. Β. Luft oder Wasser, gebildet wird.

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