CH681044A5

CH681044A5 - Heating element for hot water tank - has pipe protruding through tank bottom heated by induction heater connected to mains

Info

Publication number: CH681044A5
Application number: CH468289A
Authority: CH
Inventors: Ludwig Melion
Original assignee: Gnosis Ets
Priority date: 1989-12-30
Filing date: 1989-12-30
Publication date: 1992-12-31

Abstract

The hot water tank (10) is lagged conventionally (18) and has cold water entry at the base (25) with hot water exit (35) at the top. Protruding through the bottom of the tank is the heating element or heatpipe (59) whose lower end is lagged (17) and raised in temperature by induction heating. The windings for this (74, 75) are fed from a control unit (70) plugged into the mains. A sensor (81) monitors the water temperature. USE/ADVANTAGE - Heater for production of pharmaceuticals, explosives. High reliability because heat pipe upper temp. limit prevents calcification of element inside tank.

Description

1 1

CH 681 044 A5 CH 681 044 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Wärmerohr (Heat-Pi-pe) der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Wärmerohre sind seit längerem bekannt und in der Literatur beschrieben, z.B. von P.D.Dunn und D.A.Reay: Heat-Pipes, 3.ed. (1982), Pergamon Press, Oxford, New York usw. The invention relates to a heat pipe (Heat-Pi-pe) of the type specified in the preamble of claim 1. Heat pipes have long been known and described in the literature, e.g. by P.D.Dunn and D.A. Reay: Heat-Pipes, 3.ed. (1982), Pergamon Press, Oxford, New York, etc.

Diese dienen in der Regel der Übertragung einer thermischen Leistung von einer thermischen Quelle zu einer thermischen Senke; wobei hierin der erste Rohrteil als «warmes Ende», der letztere Rohrteil als «kaltes Ende» des Wärmerohres bezeichnet sei. These are usually used to transfer thermal power from a thermal source to a thermal sink; whereby the first pipe section is referred to as the "warm end", the latter pipe section as the "cold end" of the heat pipe.

Wichtige Investitions-, Betriebs- und Unterhalts-Vorteile von Wärmerohren bestehen darin, dass zum Bewegen des Wärmeübertragungs-Mediums im Wärmerohr keine Pumpen, Ventile uam. notwendig sind, die Geräuschlosigkeit im Betrieb, die grosse Betriebs-Zuverlässigkeit, sowie, dass das Temperatur-Gefälle des Wärmeübertragungs-Mediums vom warmen zum kalten Ende spezifisch klein sein kann. Important investment, operating and maintenance advantages of heat pipes are that no pumps, valves etc. are used to move the heat transfer medium in the heat pipe. are necessary, the noiselessness in operation, the high operational reliability, and that the temperature gradient of the heat transfer medium from the warm to the cold end can be specifically small.

Zum Erwärmen von Fluiden, z.B. von Flüssigkeiten ist es bekannt, elektrische, also ohm'sche Widerstände einzusetzen, sei es z.B. als sogenannte Tauchsieder oder als am Flüssigkeitsgehäuse angeflanschte elektrische Heizstäbe. Der Betrieb derartiger Einrichtungen erfolgt im allgemeinen durch Ein-und Ausschalten der elektrischen Energie, z.B. von Hand, mittels eines Temperaturwächters, oder einer elektrischen/elektronischen Regelung. For heating fluids, e.g. For liquids it is known to use electrical, i.e. ohmic, resistances, be it e.g. as so-called immersion heaters or as electrical heating elements flanged to the liquid housing. Such devices are generally operated by switching the electrical energy on and off, e.g. by hand, using a temperature monitor, or an electrical / electronic control.

Bei mangelhaften, d.h. «zu späten» Erfüllen der Ausschalt-Funktion vorstehend beschriebener Betätiger steigt gegebenenfalls die Temperatur der zu erwärmenden Flüssigkeit zu hoch an, mit der Folge, dass sie eine thermische Schädigung erleidet, oder dass es zum gefürchteten «Anbacken» von Feststoffen auf der flüssigkeitsseitigen Oberfläche des/der Heizstäbe kommt. Soll z.B. Wasser erwärmt werden, kommt es in vielen Fällen zum «Verkalken» durch Ausfällen von Kesselstein aus dem Wasser an den Heizstäben. In the case of defective, i.e. "Too late" fulfilling the switch-off function of the actuators described above may cause the temperature of the liquid to be heated to rise too high, with the result that it suffers thermal damage, or that it leads to the feared "caking" of solids on the liquid-side surface of the / the heating element comes. Should e.g. When water is heated, calcification occurs in many cases due to the precipitation of scale from the water on the heating elements.

Kalkablagerungen auf Oberflächen von Heiz-Or-ganen sind, u.a. des Isolations-Effektes wegen unerwünscht; in extremen Fällen kann es örtlicher Überhitzung wegen zu schweren Organ-Schäden oder gar Ausfällen kommen. Eine chemische Behandlung, z.B. eine Einspritzung von Hydrazin ins Wasser kann bei industrieller Anwendung Abhilfe schaffen; für Trinkwasser ist eine solche Behandlung unzulässig. Limescale deposits on the surfaces of heating organs include undesirable because of the isolation effect; In extreme cases, local overheating can result in severe organ damage or even failure. Chemical treatment, e.g. an injection of hydrazine into water can help in industrial use; Such treatment is not permitted for drinking water.

Eine gängige Massnahme zum Vermeiden des Verkalkens, z.B. der Innereien eines Warmwasser-Speichers (welcher nachfolgend der Einfachheit halber mit «WWS» abgekürzt sei) besteht darin, dass die Temperatur des Wassers im Speicher nicht grösser als +60 Celsius gewählt wird. A common measure to avoid calcification, e.g. The innards of a hot water storage tank (which will be abbreviated to “WWS” for the sake of simplicity) consists in the temperature of the water in the storage tank not being selected to be greater than +60 Celsius.

Aber durch blosse Herabsetzung der Wasser-Temperatur von z.B. +85 C auf z.B. +55 C wird bei üblich ausgerüsteten WWS diese Verkalkung nur unwesentlich verringert, weil die flächen-spezifi-sche Heizleistung mit den schädlichen örtlichen Temperatur-Spitzen diesbezüglich zu intensiv bleibt; d.h. die eingeprägte spezifische Leistungsfähigkeit kann prinzipiell nicht verändert werden, lediglich die Zeitdauer des Eintrages der Heizleistung in den WWS wird resp. kann herabgesetzt/be-einflusst werden. But by simply lowering the water temperature from e.g. +85 C on e.g. +55 C, this calcification is only insignificantly reduced in the case of conventionally equipped WWS, because the area-specific heating output with the harmful local temperature peaks remains too intensive in this regard; i.e. The imprinted specific performance cannot be changed in principle, only the duration of the entry of the heating power in the WWS is resp. can be reduced / influenced.

Eine grosse Herabsetzung der flächen-spezifi-schen Heizleistung, z.B. auf 1/10 erbrächte eine spürbare Verbesserung, doch steigt durch den materiellen Mehraufwand bedingt der Preis derartiger Heizorgane überproportional an, was vom Markt nicht, oder nur bedingt akzeptiert wird. A large reduction in the area-specific heating output, e.g. to 1/10 would bring a noticeable improvement, but due to the additional material costs, the price of such heating elements increases disproportionately, which is not, or only to a limited extent, accepted by the market.

Aufgabe der Erfindung ist es mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln neue Möglichkeiten zum Erwärmen von Fluiden aufzuzeigen, wobei vorstehend beschriebene Mängel zu vermeiden sind. The object of the invention is to show new possibilities for heating fluids using economically justifiable means, the above-described deficiencies to be avoided.

Die hier gestellte Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungs-Gedankens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9. The object of the invention is achieved by the characterizing features of claim 1; advantageous developments of the inventive concept are the subject of claims 2 to 9.

Erfindungsgemäss gestaltete Vorrichtungen bieten als besonderen Vorteil, eine sehr grosse Be-triebs-Sicherheit. Die Erhöhung der Sicherheit kommt einerseits zustande durch die einem Wärmerohr innewohnende Eigenschaft, dass seine Betriebs-Temperatur selbsttätig nach oben hin begrenzt ist, weil oberhalb der sogenannten kritischen Temperatur des als Wärmerohr-Medium verwendeten Fluids, keine Kondensation des Mediums möglich ist und damit auch praktisch keine Wärmeübertragung vom warmen zum kalten Ende stattfinden kann. Dadurch, und weil Wärmerohre naturgemäss etwa zehnfach grössere Wärmeübertragungsflächen aufweisen als übliche elektrische Widerstands-Heizkörper, werden unerwünschte, die Ablagerung von Kalk fördernde Temperatur-Spitzen sicher vermieden. Devices designed according to the invention offer, as a particular advantage, a very high level of operational safety. The increase in safety is due on the one hand to the inherent property of a heat pipe that its operating temperature is automatically limited upwards, because above the so-called critical temperature of the fluid used as the heat pipe medium, no condensation of the medium is possible and therefore also practical no heat transfer from the warm to the cold end can take place. As a result, and because heat pipes naturally have heat transfer surfaces that are about ten times larger than conventional electrical resistance radiators, undesirable temperature peaks that promote the deposition of lime are reliably avoided.

" Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Wärmerohr zum Zeitpunkt seiner Fertigung einmalig für seine ganze Lebensdauer eng begrenzte, bleibende thermische Eigenschaften erhält. Diese Eigenschaften werden durch zweckdienliche Wahl der Komponenten des inneren Mediums, z.B. durch Verwendung des als Kältemittel bekannten Fluids R 13 B 1 (Bromtrifluormethan) - welches eine naturgegebene kritische Temperatur von +67 C aufweist, eingeprägt. Ein nachträgliches, gegebenenfalls inkompetentes Ändern, wie z.B. ein «Überbrücken» oder ein falsches Einstellen des Schaltpunktes, oder das «Hängenbleiben» eines Temperatunwächters wird zum vornherein - infolge erwünschter Abwesenheit eines solchen Gerätes - unausweichlich und in jedem Fall vermieden. Hiezu kommt, dass dadurch die bis anhin unbedingt erforderliche sog. Trockengehschutz-Vorrichtung nicht mehr notwendig ist. "An advantage of the invention is that the heat pipe at the time of its manufacture has one-time, narrowly limited, permanent thermal properties. These properties are achieved by appropriate selection of the components of the inner medium, for example by using the fluid R 13 known as refrigerant B 1 (bromine trifluoromethane) - which has a natural critical temperature of +67 C. A subsequent, possibly incompetent change, such as «bridging» or an incorrect setting of the switching point, or the «getting stuck» of a temperature monitor becomes a priori - due to the desired absence of such a device - inevitable and avoided in any case. In addition, the so-called dry-running protection device that was previously absolutely necessary is no longer necessary.

Des im wesentlichen berührungslosen magnetischen Flusses wegen, welcher in das warme Ende des Wärmerohres Wärmeleistung einkoppelt, kommt eine weitere Erhöhung der Betriebs-Sicherheit zustande. Das gefürchtete «Auswandern» der Hei-zungs-Temperatur nach oben, ein Durchbrennen von Heizdrähten, oder gar ein Durchschmelzen des Heiz-Einsatzes wird sicher vermieden. Due to the essentially non-contact magnetic flux, which couples thermal power into the warm end of the heat pipe, there is a further increase in operational safety. The dreaded "migration" of the heating temperature upwards, burning of heating wires, or even melting of the heating insert is avoided.

Weitere sich selbst erklärende Vorteile bestehen darin, dass als Material für das Rohr eines Wärmerohres kostengünstige Eisenrohre verwendet wer5 Other self-explanatory advantages are that inexpensive iron pipes are used as the material for the pipe of a heat pipe5

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den können. Hiebei wirkt das warme Ende des Wärmerohres in einer doppelten Funktion, einerseits als Behälter für das eingeschlossene Arbeits-Medium, andererseits als Magnetkern. Sollte letztere Funktion ein dickeres Eisenrohr erfordern als zur Erfüllung der Einschliess-Funktion genügte, dann kann man billig im Bereiche der magnetischen Funktion ein dickwandigeres Rohrstück einschalten, welches entweder auf der Innen- oder auf der Aussenseite des Wärmerohres angebracht werden kann. Im letzteren Falle muss beachtet werden, dass die beiden Rohrteile satt miteinander verbunden sind; es ist zu vermeiden, dass sich zwischen den beiden Rohrteilen ein thermisch isolierender Luftspalt bildet. that can. The warm end of the heat pipe has a dual function, on the one hand as a container for the enclosed working medium and on the other hand as a magnetic core. If the latter function requires a thicker iron pipe than is sufficient to fulfill the containment function, then you can inexpensively switch on a thick-walled piece of pipe in the area of the magnetic function, which can be attached either on the inside or on the outside of the heat pipe. In the latter case, care must be taken to ensure that the two pipe parts are properly connected; it should be avoided that a thermally insulating air gap is formed between the two pipe parts.

Falls von Gesetzes wegen doppelwandige Heiz-Einsätze vorgeschrieben sind, dann fallen bei Verwendung von eisenhaltigen Metallen als (äusseren) Schutzmantel erwünschterweise beide oben erwähnten Effekte zusammen. If double-walled heating inserts are required by law, then when using ferrous metals as an (outer) protective jacket, the two effects mentioned above desirably coincide.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Leiter-Material der Magnetspulen nicht unbedingt ein sehr guter elektrischer Leiter - welcher in der Regel spezifisch teuer ist - zu sein braucht; denn ein allfälliger Mehranfall von Abfallwärme zufolge höheren ohm'schen Widerstandes der Spule, wird durch die vorgesehene mechanische Anlage am warmen Ende des Wärmerohres ohnehin durch thermische Leitung in dieses nutzbringend abgeführt. Another advantage of the invention is that the conductor material of the magnetic coils does not necessarily have to be a very good electrical conductor - which is usually specifically expensive; because any additional accumulation of waste heat due to the higher ohmic resistance of the coil is usefully dissipated anyway by thermal conduction into the warm end of the heat pipe by thermal conduction into it.

Ein gut wärmeleitendes, den allfälligen Luftspalt zwischen Wärmerohr und Magnet- bzw. Heizspulen ausfüllendes Vergussmaterial kann allfällige durch Serienfertigung bedingte wärmeisolierende Spalten überbrücken und die Wicklung zugleich wie vorgesehen am warmen Ende des Wärmerohres festlegen, was auch durch Kleben oder Leimen geschehen kann. Allfällige am warmen Ende anfallende «Verluste», z.B. durch Ummagnetisieren bewirken hier eine erwünschte Erwärmung des Wärmerohres. A well thermally conductive potting material that fills the air gap between the heat pipe and the magnetic or heating coils can bridge any heat-insulating gaps caused by series production and at the same time fix the winding as intended at the warm end of the heat pipe, which can also be done by gluing or gluing. Any "losses" occurring at the warm end, e.g. Magnetic reversal causes a desired heating of the heat pipe.

Des weiteren gestattet ein erfindungsgemäss gestalteter WWS die Verwendung von kostengünstigen, jedoch nur bedingt thermisch belastbaren Kunststoffen als Baumaterial für den Speicher-Behälter, weil bei beiden Bereichen (Erfindung und Kunststoff-Behälter) gleichartige Beschränkungen der Betriebs-Temperatur vorliegen. Vielmehr können nun Kunststoffe sogar in der nahen Umgebung auch des kalten Endes erfindungsgemässer Wärmerohre eingesetzt werden, beispielsweise als Strö-mungs-Leitrohre, -Injektionsrohre oder/und als Schichten-Trennmembran. Furthermore, a WWS designed according to the invention permits the use of inexpensive, but only partially thermally resilient plastics as building material for the storage container, because in both areas (invention and plastic container) there are similar restrictions on the operating temperature. Rather, plastics can now be used even in the vicinity of the cold end of heat pipes according to the invention, for example as flow guide pipes, injection pipes and / or as a layer separating membrane.

Nachfolgend sind Ausführungs-Beispiele erfindungsgemässer Vorrichtungen anhand zum Teil schematischer Zeichnungen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige und auch vorteilhafte Einzelheiten ergeben. Gleiche bzw. gleichartige Teile sind der Einfachheit halber nicht in jeden Beispiel vollständig abgehandelt, sie sind aber mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: In the following, exemplary embodiments of devices according to the invention are explained in more detail with the aid of partially schematic drawings, from which further important and also advantageous details result. For the sake of simplicity, identical or similar parts are not completely dealt with in each example, but they are provided with the same reference symbols. Show it:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen «WWS». Fig. 1: a longitudinal section through a "WWS".

Fig. 2: einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, und zwar in vergrösserten Massstab gezeichnet. Fig. 2: a longitudinal section along the line A-A in Fig. 1, drawn on an enlarged scale.

Fig. 3: einen Längsschnitt durch das warme Ende eines Wärmerohres eines «WWS» und zwar in vergrösserten Massstab gezeichnet. Fig. 3: a longitudinal section through the warm end of a heat pipe of a "WWS" drawn on an enlarged scale.

Fig. 4: einen Längsschnitt durch einen teilweise schematisch dargestellten Lufterhitzer. Fig. 4: a longitudinal section through a partially schematically illustrated air heater.

Fig. 5: einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4 und zwar in vergrösserten Massstab gezeichnet. Fig. 5: a cross section along the line B-B in Fig. 4 and drawn on an enlarged scale.

In der Zeichnung Fig. 1 ist generell mit 10 ein lotrecht angeordneter «WWS» bezeichnet, welcher ein rotations-symetrisches Gehäuse 15 für das zu erwärmende Wasser 11 des Speichers aufweist. Das Gehäuse 15 ist in bekannter Art von einem wärmeisolierenden Mantel 16 und dessen Verkleidung 18 umgeben. Das kalte Brauchwasser wird dem «WWS» 10 über eine Zuleitung 25 vom örtlichen Wassernetz 26 zugeführt. Das warme Brauchwasser wird dem «WWS» 10 über Leitung 35, 36 zugunsten der Warmwasser-Verbraucher 40 entnommen. Am unteren Ende des Gehäuses 10 ist ein Wärmerohr 50 mittels eines von diesem durchdrungenen Flansch 53 angeordnet. Das kalte Ende 56 des Wärmerohres 50 befindet sich im Inneren des Gehäuses des «WWS», es ist vom Wasser 11 umspült. Das warme Ende 55 des Wärmerohres 50 ist nach unten hin vom Gehäuse 10 etwas abstehend angeordnet. Das Wärmerohr 50 ist mit einem verhältnismässig leichtflüchtigen Medium 59 auf bekannte Art gefüllt. Drei ineinander gewickelte elektrische Spulen 75 umfassen das warme Ende 55 konzentrisch. Mit R, S, T und U, V, W sind die sechs, die drei elektrischen Spulen 75 mit elektrischer Energie versorgenden Leitungen bezeichnet, welche ihrerseits an einem elektrischen Steuer-Schaltschrank 70 angeschlossen sind, wobei letzterer 70 mit dem örtlichen elektrischen Versorgungsnetz 71 mittels elektrischer Leitungen 72 verbunden sind. Des weiteren ist das warme Ende 55 allseits von einem wärmeisolierenden Mantel 17 sowie dessen radialäusseren Verkleidung 19 umgeben. Mit 52 ist ein Wärmerohr intim umgebendes Schutzrohr bezeichnet; gestrichelt in der Zeichnung eingetragen. In the drawing in FIG. 1, generally 10 denotes a “WWS” which is arranged vertically and has a rotationally symmetrical housing 15 for the water 11 to be heated in the reservoir. The housing 15 is surrounded in a known manner by a heat-insulating jacket 16 and its cladding 18. The cold process water is fed to the “WWS” 10 from the local water network 26 via a feed line 25. The hot service water is taken from the "WWS" 10 via line 35, 36 in favor of the hot water consumer 40. At the lower end of the housing 10, a heat pipe 50 is arranged by means of a flange 53 penetrated by it. The cold end 56 of the heat pipe 50 is located in the interior of the housing of the "WWS", it is washed by the water 11. The warm end 55 of the heat pipe 50 is arranged slightly protruding downward from the housing 10. The heat pipe 50 is filled with a relatively volatile medium 59 in a known manner. Three inter-wound electrical coils 75 concentrically surround the warm end 55. R, S, T and U, V, W denote the six lines which supply the three electrical coils 75 with electrical energy and which in turn are connected to an electrical control cabinet 70, the latter 70 being connected to the local electrical supply network 71 electrical lines 72 are connected. Furthermore, the warm end 55 is surrounded on all sides by a heat-insulating jacket 17 and its radially outer cladding 19. With 52 a heat pipe intimate surrounding protective tube is designated; dotted in the drawing.

In Fig. 2 ist mit 20 ein, den Ringspalt zwischen der elektrischen Spule 75 und dem warmen Ende 55 des Wärmerohres 50 ausfüllende thermisch gut leitende Vergussmasse bezeichnet. Die beiden konzentrisch ineinander geschobenen Rohre 51 und 52 sind durch Aufweiten in radialer Richtung des inneren Rohres 51 miteinander in gut wärmeleitenden Kontakt zueinander gebracht. Axial verlaufende Rillen gestatten das Entweichen allfälliger im Betrieb oder bei der ersten Inbetriebnahme anfallenden Gase oder Dämpfe aus dem Ringspalt. In FIG. 2, 20 denotes a thermally highly conductive casting compound that fills the annular gap between the electrical coil 75 and the warm end 55 of the heat pipe 50. The two tubes 51 and 52, which are pushed concentrically into one another, are brought into good heat-conducting contact with one another by widening in the radial direction of the inner tube 51. Axial grooves allow any gases or vapors to escape from the annular gap during operation or when commissioning for the first time.

In Fig. 3 ist mit 53' ein das Wärmerohr tragender Flansch bezeichnet der, in Abweichung zur nunmehr bekannten Anordnung domartige, ins Gehäuse-Innere zeigende Vertiefungen 54 aufweist. Dieser, von der allgemeinen Umgebung des «WWS» 10 zugängliche domartige Hohlraum beherbergt das warme Ende 55' eines Wärmerohres; während dieses von elektrischen Induktionsspulen 75' auf nun bekannte Art umgeben ist. Im Inneren des warmen Endes 55' ist ein radial perforiertes Eisenrohr als Magnetkern 57 angeordnet; eine Stange 58 distan5 In FIG. 3, 53 'denotes a flange which carries the heat pipe and which, in deviation from the now known arrangement, has dome-like depressions 54 which point into the interior of the housing. This dome-like cavity, accessible from the general environment of the "WWS" 10, houses the warm end 55 'of a heat pipe; while this is surrounded by electrical induction coils 75 'in a known manner. Inside the warm end 55 'there is a radially perforated iron tube as a magnetic core 57; a rod 58 distan5

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ziert den Magnetkern 57 vorbestimmt vom kalten Ende 56 des Wärmerohres 50. Die, praktisch spielfrei am domartigen Flansch 53' anliegende Scheibe 60 bildet mit diesem zusammen die magnetische Brücke der elektrischen Induktions-Heizung 74'. adorns the magnetic core 57 in a predetermined manner from the cold end 56 of the heat pipe 50. The disc 60, which is practically free of play against the dome-like flange 53 ', forms together with this the magnetic bridge of the electrical induction heater 74'.

Der vorerwähnte Hohlraum 54 wird zur allgemeinen Umgebung mitteis einer wärme-isolierenden Scheibe 17' und daran anschliessender Abdeckscheibe 19' gegen Wärmeverluste isolierend abgesperrt. The above-mentioned cavity 54 is isolated from the general environment by means of a heat-insulating disk 17 'and adjoining cover disk 19' against heat loss.

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Wärme-Verluste am warmen Ende 55' des Wärmerohres 50' mitteis der Fianschwand 53' direkt in das im Speicher befindliche und aufgabegemäss zu erwärmende Wasser 11 geführt werden und der «WWS» 10 im Bereiche des Heiz-Einsatzes keine sonst üblichen und oft hinderlichen Ausbauchungen aufweist. A particular advantage of this arrangement is that the heat losses at the warm end 55 'of the heat pipe 50' by means of the Fianschwand 53 'are led directly into the water 11 in the storage tank and to be heated according to the task and the "WWS" 10 in the area of the Heating insert has no otherwise usual and often cumbersome bulges.

Die Steuerung bzw. Regelung beim Betrieb des «WWS» 10 erfolgt durch übliche, dem Fachmann geläufige Wächter-, Schalt- und Steuermittel; z.B. mittels eines vom Verbraucher gesteuerten Temperaturwächters 81 und eines Sicherheits-Temperatur-wächters 82 der elektrischen Induktions-Spulen 75'. The control or regulation during the operation of the “WWS” 10 is carried out by conventional monitoring, switching and control means which are familiar to the person skilled in the art; e.g. by means of a temperature monitor 81 controlled by the consumer and a safety temperature monitor 82 of the electrical induction coils 75 '.

Bei der Wahl des Materiales des warmen Endes 55' des Wärmerohres 50' muss nicht ein magnetisch weiches Material verwendet werden, weil die zum Ummagnetisieren notwendige Energie hier keinen Verlust darstellt, sondern erwünschterweise einen Beitrag zur Heizleistung erbringt. When choosing the material of the warm end 55 'of the heat pipe 50', it is not necessary to use a magnetically soft material, because the energy required for magnetizing does not represent a loss here, but rather makes a contribution to the heating output.

Nebst dem schon beschriebenen Magnetkern 57 sind solche mit sternförmigen Querschnitt, mit oder ohne Längsbohrung geeignet. Weiters können massive Stäbe, Platten, deren Pakete, sowie Schüttkörper als Magnetkerne 57 verwendet werden, wobei selbstverständlich dafür Sorge getragen werden muss, dass diese Körper am vorbestimmten Platz am warmen Ende 55' des Wärmerohres 50' verbleiben. In addition to the magnetic core 57 already described, those with a star-shaped cross section, with or without a longitudinal bore, are suitable. Furthermore, solid bars, plates, their packages, as well as bulk bodies can be used as magnetic cores 57, whereby care must of course be taken to ensure that these bodies remain at the predetermined place on the warm end 55 'of the heat pipe 50'.

An die Beschaffenheit bzw. die Behandlung der Oberfläche der Materialien erfindungsgemäss gestalteter «WWS» werden keine, das Wissen des Fachmannes übersteigende Anforderungen gestellt. Beispielsweise können diese blank gelassen werden, sofern keine Korrosion zu erwarten ist, oder diese können lackiert, verchromt oder vernickelt oder auch emailiert sein. Ebenso können, unter Beachtung der notwendigen Eisen-Dotation alle nach dem Stande der Technnik gängigen Materialien verwendet werden. No requirements that exceed the knowledge of the person skilled in the art are placed on the nature or the treatment of the surface of the materials designed according to the invention. For example, these can be left blank if no corrosion is expected, or they can be painted, chrome-plated or nickel-plated or even enameled. Likewise, taking into account the necessary iron doping, all materials commonly used in the state of the art can be used.

Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung kann gesehen werden bei, in Hinblick auf die Sicherheit sehr anspruchsvollen (Auf-)Heiz-Aufgaben; wie diese z.B. beim Herstellen von Sprengstoffen oder Pharmazeutika vorliegen. Denn wird z.B. durch eine äussere Unzulänglichkeit das im zu erwärmenden Stoff 11 eingetauchte kalte Ende 56 des Wärmerohres 50 aufgerissen, dann entweicht lediglich das im Wärmerohr 50 befindliche Medium 59, welches z.B. das harmlose Kältemittel R 13 B 1 sein kann, statt eines flüssigen Wärmeträgers, wie z.B. Diphyl der Shell AG. Another field of application of the invention can be seen in (heating) tasks which are very demanding in terms of safety; like this e.g. in the manufacture of explosives or pharmaceuticals. Because e.g. due to an external inadequacy, the cold end 56 of the heat pipe 50 immersed in the substance 11 to be heated is torn open, then only the medium 59 located in the heat pipe 50 escapes, which e.g. the harmless refrigerant can be R 13 B1 instead of a liquid heat transfer medium, e.g. Diphyl from Shell AG.

Ein anderes wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung liegt beim Aufheizen von Gasen, im besonderen eines Luftstromes. Bei diesen sog. «Lufterhitzern» kann erwünschterweise der sog. «Dioden-Effekt» des Wärmerohres günstig wirken. (Mit Dioden-Effekt soll hier der Ein-Weg-Charak-ter des Wärmestromes im Wärmerohr bezeichnet werden.) Another important field of application of the invention is in the heating of gases, in particular an air stream. In these so-called "air heaters", the so-called "diode effect" of the heat pipe can desirably have a favorable effect. (The one-way character of the heat flow in the heat pipe is to be referred to here with the diode effect.)

In Fig. 4 ist generell mit 95 ein Lufterhitzer bezeichnet, dessen eine, den Luftstrom (kalt = Pfeil 92, warm = Pfeil 93) leitende Gehäusewand mit 90 positioniert ist. Wärmetauscher-Lamellen 91 leiten den Wärmestrom von den «kalten» Wärmerohrenden 56', 56" in den Luftstrom 92, 93. Die, auf der vom Luftstrom 92, 93 abgekehrten Seite der Gehäusewand 90 sich befindenden «warmen» Enden der Wärmerohre 50', 50" werden von der Induktions-Heizung 74" ringförmig, alle fünf gemeinsam, um-fasst. Beim Betrieb muss bei diesem Beispiel vorteilhafterweise nur eine einzige Induktions-Heizung angefahren werden, bzw. installiert sein. Betreffend den hier notwendig werdenden besonderen Massnahmen im Inneren der Wärmerohre 50', 50" wird auf die eingangs erwähnte Literaturstelle verwiesen; beispielsweise können dort Maschengeflechte oder Sintermetalle angeordnet sein. 4, an air heater is generally designated by 95, the housing wall, which guides the air flow (cold = arrow 92, warm = arrow 93), is positioned at 90. Heat exchanger fins 91 conduct the heat flow from the "cold" heat pipe ends 56 ', 56 "into the air flow 92, 93. The" warm "ends of the heat pipes 50' located on the side of the housing wall 90 facing away from the air flow 92, 93. 50 "are encircled by the induction heater 74", all five together. During operation, in this example, advantageously only a single induction heater needs to be started up or installed. Regarding the special measures that are necessary here inside the heat pipes 50 ', 50 "is referred to the reference mentioned at the beginning; for example, mesh or sintered metals can be arranged there.

Claims

1. Heat pipe with a heat sink at the cold end and a heat source at the other, warm end, characterized in that the heat density at the cold end inevitably reaches a fraction of that of the warm end.

2. Heat pipe according to claim 1, characterized in that an electrical induction heater (74) is provided at least partially as a heat source for heating the warm end.

3. Heat pipe according to claim 2, characterized in that at least one turn (75, 75 ') of the electrical induction heater (74) surrounds the heat pipe (55, 55') in a ring.

4. Heat pipe according to claim 3, characterized in that in the pipe (s) metal (s) is (are) present and / or the tube itself has magnetically highly conductive (s) metal (s) at the warm end.

5. Heat pipe according to claim 4, characterized in that at least partially ferrous metals are present as magnetically good conductive metals.

6. Heat pipe according to claim 4, characterized in that the warm end of the heat pipe (55, 55 ') is surrounded by the fluid to be heated (11).

7. Heat pipe according to claim 4, characterized in that the warm end of the heat pipe (55, 55 ') is surrounded by a dome (53') wetted on the outside by the fluid (11 ') to be heated.

8. Heat pipe according to claim 2, characterized in that it (50 ') within at least one turn (75 ") of the electric induction heater (74") is associated with at least one further heat pipe (50 ").

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

4th

7

CH 681 044 A5

9. Heat pipe according to claim 3, characterized in that at least one of the turns (75, 75 ', 75 ") of the electric induction heater (74, 74', 74") of a magnetic bridge (60, 53 ') at least partially is included.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

5