"Dispositif de dégazage d'un liquide"
La présente invention est relative à un dispositif de dégazage d'un liquide dans des rainures de tuyaux de chaleur réglés au gaz qui sont recouvertes par une structure capillaire et mutuellement séparées par des épaisseurs.
<EMI ID=1.1>
He, Ar, peuvent être introduits à dessein dans des tuyaux de cha-leur ou se former dans ces derniers par des réactions chimiques non souhaitées. De tels gaz s'accumulent au cours du fonctionnement d'un tel tuyau de chaleur par l'écoulement de vapeur dans la zone de refroidissement. Si ces gaz sont introduits à dessein dans un tuyau de chaleur, la longueur de la zone de condensation peut être changée et on peut ainsi modifier le transfert thermique. De tels tuyaux de chaleur que l'on appelle réglés au gaz acquièrent une importance croissante en particulier dans l'astronautique parce qu'ils sont en état de maintenir la chaleur variable, cédée par des sources de chaleur (par exemple des éléments électroniques), à l'intérieur de limites de température étroites.
Puisque la limite de débit de tuyaux de chaleur à faible
<EMI ID=2.1>
sistance hydraulique du liquide dans la structure capillaire agencée dans ces tuyaux, il faut choisir une structure capillaire à pores aussi fins que possible (force capillaire élevée) présentant une résistance hydraulique aussi faible que possible. Des artères fermées à leur extrémité dans la zone de chauffage et préparées par exemple à partir d'un treillis sont une structure capillaire de ce genre. La force capillaire est déterminée par l'ouverture ou largeur de mailles du tamis, la résistance hydraulique étant déterminée indépendamment de cela par la diamètre des artères.
En présence de gaz non condensable, il peut se former dans l'artère des bulles de gaz qui ne peuvent plus quitter celleci, parce que la bulle de gaz est enfermée de tous cotés par un film de liquide et que ce dernier ferme les_pores de l'artère. La bulle de gaz migre alors avec l'écoulement du liquide dans la zone de chauffage où elle empêche un transport de liquide ultérieur dans l'artère et entraîne ainsi la défaillance du tuyau de chaleur, si on ne parvient pas à éliminer aussi rapidement que possible la ou les bulles de gaz de l'artère. Cet effet est approximativement comparable à une embolie gazeuse dans un système capillaire biolo-gique.
Des artères courantes, telles que celles appliquées dans cbs tuyaux de chaleur réglés au gaz, sont agencées dans la chambre à vapeur et elles ne sont en communication avec la paroi du tuyau chauffé que par de minces épaisseurs pour le transport de liquide.
Jusqu'à présent on n'a pas encore trouvé un procédé simple, praticable et sur pour obtenir un dégagement certain des bulles de gaz hors des artères. Dans une publication de AIAA Paper
Nr. 74 - 748 (1974), (J.E. Eninger: Menisci coalescence as a mechanism for venting noncondensable gas from heat pipes) on propose l'introduction d'une feuille qui permet une légère sortie du gaz à partir d'une artère (feuille d'imprégnation ou d'aspiration ou "priming foil"). Cette feuille est agencée à l'extrémité de l'artère dans la zone de chauffage et elle est tellement mince qu'il
ne peut pas se former de film de liquide dans les pores. Ce procédé est coûteux, compliqué et sensible à des perturbations, car la
1 feuille à utiliser doit être très mince et reliée à l'artère. De
ce fait, aussi bien la feuille que la structure capillaire peu- vent être aisément endommagées. '
On connaît un autre procédé de la Dynatherm Corporation
(M. Groll et J.P. Kirkpatrick) dans NASA CR-137 778, Cet. 1975 (Jet pump assisted artery) et Proceed. 2nd Int. heat pipe Cont. (Bologna 1976), (Heat pipes for Spacecraft température control an asses- . ment of The State-of-The-Art). Ici on essaie à l'aide d'un procédé encore plus compliqué et plus coûteux d'aspirer le gaz hors de l'ar- � tère suivant le principe d'une pompe à eau.
La présente invention a pour but de réaliser un disposi-
. tif à l'aide duquel une élimination ou sortie parfaite et sûre des , bulles de gaz présentes hors des artères soit obtenue dans des tuyaux de chaleur à grand débit réglés au gaz et pour lequel on puisse ne pas renoncer à l'utilisation de telles artères.
On résout ce problème suivant l'invention essentiellement par le fait que la structure capillaire recouvrant les rainures est bonne conductrice de la chaleur et qu'entre les points ou surfaces d'appui formes entre la structure capillaire et les épaisseurs séparant les rainures il existe un flux de chaleur élevé. Cela offre l'avantage que, d'une manière simple, le film de liquide empêchant en soi la sortie hors de l'artère de la bulle de gaz est détruit par évaporation. La 'ou les bulles de gaz sont, en raison de la force capillaire, déterminée par le diamètre des artères, du liquide qui continue à exercer une pression, automatiquement pressées hors de l'artère par la structure capillaire, après que le liquide est évaporé en raison de la haute conductibilité thermique du recouvrement.
Si on utilise, comme structure capillaire, des rainures axiales ouvertes, du gaz non condensable ne peut pas abandonner cette structure partout, mais en raison de la grande ouverture des rainures, celles-ci n'ont qu'une faible force capillaire. La force capillaire des rainures peut, pour une surface d'écoulement constante, être augmentée d'un grand nombre de fois par recouvrement des rainures avec une matière à pores fins (par exemple une feuille métallique à fines perforations, un
<EMI ID=3.1>
tigus, etc.). La force capillaire est déterminée par le diamètre des perforations, l'ouverture de tamis ou la distance entre les
<EMI ID=4.1>
chauffage. Ces rainures recouvertes se comportent comme des artères fermées, les bulles de gaz ne pouvant tout d'abord pas quitter
<EMI ID=5.1>
avec les épaisseurs entre les rainures d'une manière bonne conclue- )
<EMI ID=6.1>
la mise en service du tuyau de chaleur le film de liquide dans les pores est aussitôt évaporé. Le gaz peut se dégagée et la rainure peut se remplir totalement de liquide. Le fait que le recouvrement des rainures ait un bon contact thermique avec la paroi du tuyau de chaleur chauffée par l'intermédiaire des épaisseurs entre les rainures est décisif pour l'obtention de cet effet. En outre, le recouvrement lui-même doit offrir une conductibilité thermique élevée. Dans les procédés connus et respectivement dans les artères qui y sont utilisées, lesquelles sont agencées dans la cham- bre de vapeur du tuyau de chaleur et n'ont qu'une liaison mauvaise conductrice de la chaleur avec la paroi du tuyau de chaleur, le dé- gazage.de ces artères n'est pas possible par évaporation des ménis- ques de liquide.
D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description donnée ci-après, à titre non limita- tif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un tuyau de chaleur à rainures recouvertes.
<EMI ID=7.1>
sans et avec chauffage.
La figure 4 représente une vue en coupe transversale d'un tuyau de.chaleur à rainures recouvertes. La figure 5 représente une vue en coupe partielle d'un tuyau de chaleur à rainures recouvertes et épaisseurs,et le flux de chaleur passant de la paroi extérieure du tuyau de chaleur vers la chambre de. vapeur.
La figure-6 représente-un-vue de dessus de la figure 5 et la destruction des ménisques de liquide au travers d'une struc- ture capillaire de recouvrement et la conduction de chaleur et
<EMI ID=8.1>
Les figures 7 et 8 représentent une feuille 'métallique; agencée dans la zone de chauffage d'un tuyau de chaleur à rainures ' recouvertes par un treillis.
Les figures 9a et 9b représentent des formes géométriques particulièrement appropriées de rainures recouvertes qui sont destinées à améliorer la conduction de chaleur vers le recouvrement.
La figure 10 représente une rainure recouverte par des enroulements de fil. La figure 1 représente d'une manière schématique une vue en coupe longitudinale partielle d'un tuyau de chaleur 1. Le long du côté de la paroi 3 du tuyau de chaleur 1, orienté vers la chambre de vapeur 2, s'étend une rainure 4 remplie d'un liquidé. La rainure 4 elle-même est recouverte,vers la chambre de vapeur 2, d'une matière finement poreuse, une structure capillaire 5. Le tuyau de chaleur 1 est fermé à son extrémité par un bouchon terminal 6 qui est relié à la paroi 3 du tuyau de chaleur 1 et à un anneau de fermeture 7 obturant les rainures 4,par un joint de soudure 8.
Les figures 2 et 3 représentent des vues en coupe à l'échelle agrandie d'une rainure 4 recouverte par une structure capillaire 5. Le liquide qui est contenu dans la rainure 4 et qui s'écoule en direction de la flèche F (figure 3) est traversé par des bulles en surpression d'un gaz non condensable, l'une de ces bulles 9 étant représentée. Sur la figure 2, le tuyau de chaleur 1 est sans chauffage et il se trouve donc à l'état froid. La rainure 4 recouverte par la structure capillaire 5 se comporte comme une artère fermée. La bulle de gaz 9 ne peut tout d'abord pas se dégager de la rainure recouverte 4.
Cependant si, comme il est représenté sur la figure 3, le tuyau de chaleur 1 est mis en fonctionnement, donc chauffé, et que la structure capillaire 5 a une bonne conductibilité thermique et qu'il existe en outre entre la structure capillaire 5 et les épaisseurs 12 (figure 4) entre les rainures 4 un bon contact thermique et respectivement égale- ment une bonne conductibilité thermique, le film de liquide 10
(figure 2) s'évapore aussitôt. Le gaz se dégage au travers des perforations, mailles ou pores 11 de la structure capillaire 5
(figure 3) dans la chambre de vapeur 2 (voir flèche G) et la rainure 4-est totalement remplie par le liquide.
Sur la figure 4 est représentée une vue en coupe transversale au travers du tuyau de chaleur 1 dans lequel les rainures 4 qui ont une section transversale en forme de queue-d'aronde sont agencées le long de la paroi 3. L'agencement est conçu de façon que les rainures 4 fassent saillie dans la paroi 3 jusqu'à environ la moitié Rt de son épaisseur et soient agencées entre elles à distances égales. Les rainures voisines 4 forment une épais-
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
manière quelconque. La section transversale des épaisseurs 12 est réalisée de même en forme de queue-d'aronde, mais elle est orientée en sens inverse de la section transversale des rainures. Les rainures 4 sont recouvertes par une structure capillaire 5 cylin- drique, correspondant à leur longueur ou à la longueur du tuyau de chaleur 1, la structure capillaire 5 reposant sur les surfaces
13 des épaisseurs 12 qui limitent la chambre de vapeur 2 et étant reliée avec ces surfaces d'une manière bonne conductrice de la chaleur.
Sur les figures 5 et 6 sont représentés d'une manière schématique le flux de chaleur et la destruction qui y est associée du film de liquide 10 (figures 2, 3 et 6) ou du ménisque de liquide, respectivement des bulles de gaz 9 enfermées par. lui. Le flux.de chaleur 14 (figure 6), tel que le montrent les lignes ' d'écoulement 15 sur la figure 5, se produit à partir de la paroi
3 du tuyau de chaleur 1 vers la chambre de vapeur 2, le courant
de chaleur principal passant par les surfaces de contact 13 des épaisseurs 12 sur lesquelles repose la structure capillaire 5. Des courants partiels du courant de chaleur passent latéralement par les rainures 4 remplies de liquide et au travers et le long
du recouvrement constitué de la structure capillaire 5 (par exemple treillis, feuille finement poreuse). Le flux de chaleur dans un tuyau de chaleur 1 à rainures suivant les figures 1 à 6 est petit à un point négligeable au travers du liquide mauvais conducteur de la chaleur,contenu dans les rainures 4. Ainsi qu'il ressort de la figure 6, le flux de chaleur maximum 14 se produit par les épaisseurs 12 et leurs surfaces 13 en direction de la structure capillaire et respectivement du treillis 5 recouvrant les rainures 4 et à l'intérieur de cette structure capillaire 5 bonne conductrice de la chaleur, métallique. Le film de liquide 10 situé dans les différentes ouvertures, pores ou écarts de la structure capillaire 5 est détruit (10') par l'action de la chaleur et évaporé. Une bulle de gaz 9 située en dessous de la structure capillaire
ou treillis 5 recouvrant les rainures 4 peut se dégager dans la chambre de vapeur 2 située par-dessus (figures 1, 3, 4, 5). Ces ménisques de liquide sont d'autant plus rapidement détruits que la conduction de chaleur est meilleure. Le gaz est pressé hors de la rainure 4 par le liquide qui continue à exercer une pression en raison de la force capillaire (déterminée par la largeur et la pro-
<EMI ID=11.1>
remplie de liquide et que les ouvertures ou pores de la structure capillaire 5 soient fermées avec du liquide. Ensuite la force capillaire des rainures 4 est à nouveau déterminée par la dimension des perforations, ouvertures ou pores 11 (figure 3) de la structure capillaire 5. Les épaisseurs 12 entre les rainures et les rainures ! 4 doivent être dimensionnées de façon qu'il y ait un flux de cha-
leur 14 suffisant au travers des épaisseurs 12 et une surface
. d'écoulement suffisamment grande pour le liquide. Dans la prati- <EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1>
Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, ainsi qu'on peut le voir tout d'abord et partiellement sur la figure 7, un treillis en fil métallique 16 enroulé en forme de tube et glissé sur un mandrin annulaire (non représenté sur la figure) est introduit dans un tuyau de chaleur à rainures et martelé sur les épaisseurs de rainure 12 (figure 8) (machine à marteler). Les bouchons terminaux 6 adaptés (figure 1) pour la fermeture des rainures 4 et respectivement du tuyau de chaleur 1 (figures 1 et 4) peuvent être simultanément martelés. Par le martelage on obtient un très bon contact thermique entre les épaisseurs
12 et le treillis en fil métallique 16 (figure 8).
Un treillis à très fines mailles, qui fournirait une force capillaire élevée, peut avoir des trous et des fissures ; en outre en raison du faible diamètre du fil il est mauvais conducteur de la chaleur. Par conséquent, dans la pratique, des treillis en fil métallique à ouverture d'environ 0,095 mm se sont avérés appropriés. De tels treillis en fil métallique possèdent une résistance suffisante, une bonne conductibilité thermique et une bonne force capillaire. Si le tuyau de chaleur doit pouvoir être courbé, il faut veiller à ce que les mailles du treillis en fil métallique 16 forment par rap-
<EMI ID=14.1>
tact thermique entre le treillis en fil métallique 16 et les épaisseurs 12 par soudage ou pressage avec un ressort à boudin. On peut obtenir un dégazage encore meilleur du liquide contenu dans les rainures 4 lorsque la conductibilité thermique du treillis 16 est améliorée par une structure supplémentaire. Un épais fil 17, à base de la même matière que le treillis en fil métallique, est appliqué soit de l'extérieur soit de l'intérieur sur le treillis 16. De l'extérieur (chambre de vapeur) ce fil supplémen-taire exerce indépendamment, en raison de sa tension propre, une pression sur le treillis 16 lorsqu'il est enroulé en forme d'hélice. De ce fait la conduction de chaleur dans le treillis en fil métallique 16 lui-même et le transfert thermique depuis l'épaisseur 12 vers le treillis 16 sont simultanément améliorés.
Si le fil doit être appliqué de l'intérieur sur le treillis en fil métallique 16, un filet doit tout d'abord être tourné dans les rainures 4, le fil supplémentaire étant, placé en forme d'hélice dans ce filet. Un contact thermique intime entre le fil, le treillis en fil métallique 16 et les épaisseurs 12 est réalisé
<EMI ID=15.1>
à'interrompre dans la zone de chauffage le treillis en fil métallique 16 par des feuilles métalliques 17'. Ces feuilles métalliques 17' peuvent de même être appliquées par martelage, soudage, soudage par points ou d'une manière analogue. En plus d'une con-
<EMI ID=16.1>
terrompent le transport de liquide dans le treillis en fil métallique 16, ce qui favorise un séchage plus rapide. Dans ces feuilles métalliques 17' peuvent aussi être agencées de fines perforations 18 et elles peuvent alors être utilisées comme structure capillaire 5 pour le recouvrement des rainures 4 sur les épaisseurs
12. La condition pour cela est que, entre les épaisseurs 12 et cette structure capillaire 5, on obtienne un bon contact thermique, ce qui à nouveau est atteint par exemple par martelage, soudage, soudage par points ou par la tension propre de la structure capillaire 5. La force capillaire est déterminée par la dimension des perforations 18. Si on applique encore un treillis en fil métallique 16 au-dessus ou en dessous de la feuille métallique 17', la feuille métallique perforée 17' sert uniquement à améliorer la conduction de chaleur. La force capillaire est déterminée par.la dimension des pores du treillis en fil métallique 16.
"Device for degassing a liquid"
The present invention relates to a device for degassing a liquid in gas-regulated heat pipe grooves which are covered by a capillary structure and mutually separated by thicknesses.
<EMI ID = 1.1>
He, Ar, can be introduced on purpose into heat pipes or formed in them by unwanted chemical reactions. Such gases accumulate during the operation of such a heat pipe by the flow of steam in the cooling zone. If these gases are intentionally introduced into a heat pipe, the length of the condensing zone can be changed and thus the heat transfer can be changed. Such so-called gas-regulated heat pipes are acquiring increasing importance in particular in astronautics because they are able to maintain the variable heat, given up by heat sources (for example electronic elements), within narrow temperature limits.
Since the flow limit of low heat pipes
<EMI ID = 2.1>
Hydraulic resistance of the liquid in the capillary structure arranged in these pipes, it is necessary to choose a capillary structure with as fine pores as possible (high capillary force) having a hydraulic resistance as low as possible. Arteries closed at their end in the heating zone and prepared, for example from a mesh, are such a capillary structure. The capillary force is determined by the opening or mesh width of the screen, the hydraulic resistance being determined independently of this by the diameter of the arteries.
In the presence of non-condensable gas, gas bubbles can form in the artery which can no longer leave the artery, because the gas bubble is enclosed on all sides by a film of liquid and the latter closes the pores of the liquid. 'artery. The gas bubble then migrates with the flow of liquid into the heating zone where it prevents further transport of liquid into the artery and thus leads to the failure of the heat pipe, if it is not possible to remove as quickly as possible. the artery gas bubble (s). This effect is approximately comparable to an air embolism in a biological capillary system.
Common arteries, such as those applied in gas-regulated heat pipes, are arranged in the steam chamber and are in communication with the wall of the heated pipe only in thin layers for the transport of liquid.
Until now, a simple, practicable and safe method has not yet been found for obtaining a certain release of gas bubbles from the arteries. In a publication of AIAA Paper
Nr. 74 - 748 (1974), (JE Eninger: Menisci coalescence as a mechanism for venting noncondensable gas from heat pipes) we propose the introduction of a sheet which allows a slight exit of the gas from an artery (sheet impregnation or suction or "priming foil"). This sheet is arranged at the end of the artery in the heating zone and it is so thin that it
cannot form a film of liquid in the pores. This process is expensive, complicated and sensitive to disturbances, because the
1 sheet to be used should be very thin and connected to the artery. Of
therefore, both the foil and the hair structure can be easily damaged. '
Another method is known from the Dynatherm Corporation
(M. Groll and J.P. Kirkpatrick) in NASA CR-137 778, Cet. 1975 (Jet pump assisted artery) and Proceed. 2nd Int. heat pipe Cont. (Bologna 1976), (Heat pipes for Spacecraft temperature control an assessment of The State-of-The-Art). Here we try with an even more complicated and expensive process to suck the gas out of the ar- � ter following the principle of a water pump.
The object of the present invention is to provide a device
. tif by means of which a perfect and safe elimination or exit of the gas bubbles present outside the arteries is obtained in high flow heat pipes regulated by gas and for which the use of such arteries cannot be dispensed with .
This problem is solved according to the invention essentially by the fact that the capillary structure covering the grooves is a good conductor of heat and that between the points or bearing surfaces formed between the capillary structure and the thicknesses separating the grooves there is a high heat flux. This offers the advantage that, in a simple manner, the film of liquid itself preventing the exit out of the artery of the gas bubble is destroyed by evaporation. The 'or bubbles of gas are, due to capillary force, determined by the diameter of the arteries, liquid which continues to exert pressure, automatically squeezed out of the artery by the capillary structure, after the liquid is evaporated due to the high thermal conductivity of the covering.
If open axial grooves are used as the capillary structure, non-condensable gas cannot abandon this structure everywhere, but due to the large opening of the grooves, they have only a small capillary force. The capillary force of the grooves can, for a constant flow surface, be increased a large number of times by covering the grooves with a fine-pored material (e.g. fine perforated metal foil,
<EMI ID = 3.1>
tigus, etc.). The capillary force is determined by the diameter of the perforations, the screen opening or the distance between the
<EMI ID = 4.1>
heater. These covered grooves behave like closed arteries, the gas bubbles not being able to leave at first
<EMI ID = 5.1>
with the thicknesses between the grooves in a good way-)
<EMI ID = 6.1>
when the heat pipe is switched on, the film of liquid in the pores is immediately evaporated. Gas can escape and the groove can fill completely with liquid. The fact that the overlap of the grooves has good thermal contact with the heated heat pipe wall via the thicknesses between the grooves is decisive for achieving this effect. In addition, the covering itself must offer high thermal conductivity. In the known methods and respectively in the arteries used therein, which are arranged in the vapor chamber of the heat pipe and have only a poor heat conductive connection with the wall of the heat pipe, the degassing of these arteries is not possible by evaporation of the meniscus of liquid.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below, without limitation and with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 shows a longitudinal sectional view of a heat pipe with covered grooves.
<EMI ID = 7.1>
without and with heating.
Figure 4 shows a cross-sectional view of a grooved covered heat pipe. FIG. 5 shows a partial sectional view of a heat pipe with covered grooves and thicknesses, and the heat flow passing from the outer wall of the heat pipe to the chamber. steam.
FIG. 6 represents a top view of FIG. 5 and the destruction of the liquid menisci through a capillary covering structure and the conduction of heat and
<EMI ID = 8.1>
Figures 7 and 8 show a metal foil; arranged in the heating zone of a grooved heat pipe covered by a mesh.
Figures 9a and 9b show particularly suitable geometric shapes of covered grooves which are intended to improve heat conduction to the covering.
Figure 10 shows a groove covered by windings of wire. Figure 1 schematically shows a partial longitudinal sectional view of a heat pipe 1. Along the side of the wall 3 of the heat pipe 1, facing the steam chamber 2, extends a groove 4 filled with a liquid. The groove 4 itself is covered, towards the vapor chamber 2, with a finely porous material, a capillary structure 5. The heat pipe 1 is closed at its end by a terminal plug 6 which is connected to the wall 3 of the heat pipe 1 and to a closing ring 7 closing off the grooves 4, by a solder joint 8.
Figures 2 and 3 show sectional views on an enlarged scale of a groove 4 covered by a capillary structure 5. The liquid which is contained in the groove 4 and which flows in the direction of the arrow F (figure 3 ) is crossed by bubbles in overpressure of a non-condensable gas, one of these bubbles 9 being shown. In Figure 2, the heat pipe 1 is without heating and it is therefore in the cold state. The groove 4 covered by the capillary structure 5 behaves like a closed artery. At first, the gas bubble 9 cannot disengage from the covered groove 4.
However, if, as shown in Figure 3, the heat pipe 1 is put into operation, therefore heated, and the capillary structure 5 has good thermal conductivity and there is also between the capillary structure 5 and the thicknesses 12 (figure 4) between the grooves 4 a good thermal contact and respectively also a good thermal conductivity, the liquid film 10
(figure 2) immediately evaporates. The gas is released through perforations, meshes or pores 11 of the capillary structure 5
(figure 3) in the vapor chamber 2 (see arrow G) and the groove 4-is completely filled with the liquid.
In Figure 4 is shown a cross-sectional view through the heat pipe 1 in which the grooves 4 which have a dovetail-shaped cross-section are arranged along the wall 3. The arrangement is designed. so that the grooves 4 protrude into the wall 3 up to approximately half Rt of its thickness and are arranged between them at equal distances. The neighboring grooves 4 form a thick-
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
any way. The cross section of the layers 12 is similarly made in the form of a dovetail, but it is oriented in the opposite direction to the cross section of the grooves. The grooves 4 are covered by a cylindrical capillary structure 5, corresponding to their length or to the length of the heat pipe 1, the capillary structure 5 resting on the surfaces.
13 of the thicknesses 12 which limit the vapor chamber 2 and being connected with these surfaces in a good heat-conducting manner.
In Figures 5 and 6 are shown schematically the heat flow and the associated destruction of the liquid film 10 (Figures 2, 3 and 6) or the liquid meniscus, respectively gas bubbles 9 enclosed by. him. The heat flow 14 (Figure 6), as shown by the flow lines 15 in Figure 5, occurs from the wall.
3 from heat pipe 1 to steam chamber 2, the current
of main heat passing through the contact surfaces 13 of the layers 12 on which the capillary structure 5 rests. Partial streams of the heat stream pass laterally through the liquid-filled grooves 4 and through and along
of the covering consisting of the capillary structure 5 (for example lattice, finely porous sheet). The heat flow in a grooved heat pipe 1 according to Figures 1 to 6 is negligible to a small extent through the poor heat conductor liquid contained in the grooves 4. As can be seen from Figure 6, the maximum heat flow 14 occurs through the thicknesses 12 and their surfaces 13 in the direction of the capillary structure and respectively of the mesh 5 covering the grooves 4 and inside this capillary structure 5 which is a good conductor of heat, which is metallic. The film of liquid 10 located in the various openings, pores or gaps of the capillary structure 5 is destroyed (10 ') by the action of heat and evaporated. A gas bubble 9 located below the capillary structure
or mesh 5 covering the grooves 4 can be released into the steam chamber 2 located above (Figures 1, 3, 4, 5). These liquid menisci are all the more quickly destroyed the better the heat conduction. The gas is squeezed out of the groove 4 by the liquid which continues to exert pressure due to the capillary force (determined by the width and the pro-
<EMI ID = 11.1>
filled with liquid and that the openings or pores of the capillary structure 5 are closed with liquid. Then the capillary force of the grooves 4 is again determined by the size of the perforations, openings or pores 11 (figure 3) of the capillary structure 5. The thicknesses 12 between the grooves and the grooves! 4 must be dimensioned so that there is a flow of each
their 14 sufficient through thicknesses 12 and a surface
. flow sufficiently large for the liquid. In practice- <EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
In the embodiment illustrated in Figures 7 and 8, as can be seen first and partially in Figure 7, a wire mesh 16 wound in the form of a tube and slipped on an annular mandrel ( not shown in the figure) is introduced into a grooved heat pipe and hammered on the groove thicknesses 12 (figure 8) (hammering machine). The end caps 6 adapted (figure 1) for closing the grooves 4 and respectively of the heat pipe 1 (figures 1 and 4) can be hammered simultaneously. By hammering a very good thermal contact between the layers is obtained.
12 and the wire mesh 16 (Figure 8).
A very fine mesh mesh, which would provide high capillary force, may have holes and cracks; moreover, due to the small diameter of the wire, it is a poor conductor of heat. Therefore, in practice, wire mesh with an aperture of about 0.095 mm have been found to be suitable. Such wire mesh has sufficient strength, good thermal conductivity and good capillary strength. If the heat pipe is to be able to be bent, it must be ensured that the meshes of the wire mesh 16 form in relation to
<EMI ID = 14.1>
thermal touch between the wire mesh 16 and the thicknesses 12 by welding or pressing with a coil spring. Even better degassing of the liquid contained in the grooves 4 can be obtained when the thermal conductivity of the mesh 16 is improved by an additional structure. A thick wire 17, made from the same material as the wire mesh, is applied either from the outside or from the inside on the mesh 16. From the outside (vapor chamber) this additional wire exerts independently, due to its inherent tension, a pressure on the mesh 16 when it is wound in the form of a helix. As a result, the conduction of heat in the wire mesh 16 itself and the heat transfer from the thickness 12 to the mesh 16 are simultaneously improved.
If the wire is to be applied from the inside on the wire mesh 16, a net must first be turned in the grooves 4, the additional wire being, placed in the form of a helix in this net. Intimate thermal contact between the wire, the wire mesh 16 and the thicknesses 12 is achieved
<EMI ID = 15.1>
à'interrupt in the heating zone the wire mesh 16 by metal sheets 17 '. These metal sheets 17 'can likewise be applied by hammering, welding, spot welding or in a similar manner. In addition to a con-
<EMI ID = 16.1>
interrupt the transport of liquid in the wire mesh 16, which promotes faster drying. In these metal sheets 17 'can also be arranged fine perforations 18 and they can then be used as a capillary structure 5 for covering the grooves 4 on the thicknesses.
12. The condition for this is that, between the thicknesses 12 and this capillary structure 5, a good thermal contact is obtained, which again is achieved for example by hammering, welding, spot welding or by the inherent tension of the structure. capillary 5. The capillary force is determined by the size of the perforations 18. If a wire mesh 16 is still applied above or below the metal foil 17 ', the perforated metal foil 17' serves only to improve conduction. heat. The capillary force is determined by the pore size of the wire mesh 16.