DE102009007380B4 - Berstdruckgesichertes Wärmerohr - Google Patents

Abstract

Wärmerohr mit einem Verdampfer, einem Kondensator und zumindest einer den Verdampfer mit dem Kondensator verbindenden Rohrleitung, wobei in einem Hohlraum (10) ein Verdrängungskörper (30) angeordnet ist, welcher von dem Arbeitsmedium (20) zumindest teilweise umgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnurartiger Trägerkern (50) mit dem Verdrängungskörper (30) umklebt oder umspritzt ist oder der Verdrängungskörper (30) auf einen schnurartigen Trägerkern (50) aufvulkanisiert ist.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmerohr zum Transport von Wärme, wobei das Rohr zwei separate Enden aufweist oder in sich geschlossen an den Enden verbunden ist, so dass ein gasdicht abgeschlossenes Volumen gebildet wird. Dieses Volumen enthält ein Arbeitsmedium.
• Wärmerohre werden üblicherweise zum Kühlen von elektronischen Bauteile, Aggregaten oder Prozessen benützt.
• Stand der Technik
• Wärmerohre werden zum Transport von Wärme eingesetzt. Wärmerohre umfassen einen Verdampfer, einen Kondensator und zumindest eine den Verdampfer und den Kondensator verbindende Rohrleitung. Verdampfer und Kondensator können hierbei durch separate geometrisch unterschiedliche Teile ausgeführt sein oder durch eine Zone der Rohrleitung realisiert sein. Die Querschnittsgeometrie der Rohrleitung kann verschiedene Formen aufweisen, denen gemeinsam ist, dass sie eine umlaufende Wandung besitzen.
• Diese Wärmerohre sind gasdicht verschlossen und mit einem Arbeitsmedium unter einem bestimmten Druck bis zu einem bestimmten Füllgrad befüllt. Verdampfer, Kondensator und die Rohrleitungen bestehen üblicherweise aus Metall. Die Zufuhr von Wärme führt im Verdampfer zum Sieden des Arbeitsmediums. Der entstehende Dampf weist eine geringere Dichte auf und wird aufgrund des Auftriebs von der Siedezone durch die Rohrleitung weggeführt. Beim Erreichen der Kondensationszone gibt der Dampf seine latente Energie ab, was zur Verflüssigung des Arbeitsmediums führt. Das kondensierte Arbeitsmedium fließt durch Kapillarkraft und/oder Schwerkraft durch das Wärmerohr zum Verdampfer zurück. Durch diesen Prozess wird die Wärme, die beim Verdampfer abgeführt wurde, an die Umgebung des Kondensators abgegeben. Hierbei ist es wichtig, dass der Verdampfer immer mit flüssigem Arbeitsmedium versorgt ist. Die Austrocknung des Verdampfers führt zu einer Unterbrechung des Wärmetransports und dadurch zu einem Temperaturanstieg im Verdampfer. Das Wärmerohr verliert dadurch seine Kühlfunktion. Die Oberfläche des Verdampfers ist daher ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der notwendigen Arbeitsmediumsmenge.
• Übliche Wärmerohre beinhalten nur einen Tropfen Arbeitsmedium. Bei großen Verdampferzonen ist es aber erforderlich, größere Mengen an Arbeitsmedium zu verwenden.
• Bei Ansammlung des Arbeitsmediums im Wärmerohr besteht aufgrund der Charakteristik des verwendeten Arbeitsmediums die Gefahr, dass bei tiefen Temperaturen, etwa durch Gefrieren des Arbeitsmediums, das Wärmerohr bzw. die Wände des Wärmerohres beschädigt werden und die Gasdichtheit nicht mehr gewährleistet ist, was zum Versagen des Wärmerohres führt. Hierbei ist sowohl die Dauer als auch die Häufigkeit der mechanischen Belastung durch Einfrieren für die Lebensdauer des Wärmerohres entscheidend.
• Dieser Fall kann insbesondere bei der Lagerung oder dem Transport dieser Wärmerohre auftreten. Darüber hinaus gibt es Anwendungen unterhalb der Gefriertemperaturen, wie beispielsweise in Fahrzeugen, in denen der Betrieb des Wärmerohres bei diesen Temperaturen zwar nicht erforderlich ist, jedoch keine Beschädigungen auftreten dürfen.
• Insbesondere bei der Verwendung von Wasser als Arbeitsmedium besteht die Gefahr, dass durch die Volumenzunahme des Wassers beim Gefrieren ein Wärmerohr mechanisch beschädigt wird, da Wasser bei einer Temperatur von ca. 4°C und bei Normaldruck die höchste Dichte (etwa 999,975 kg/m³) aufweist, während die Dichte von Wasser bzw. Eis bei 0°C wesentlich geringer ist (etwa 916,8 kg/m³). Dies bedeutet, dass das Volumen von Eis nahezu 10% größer ist als das Volumen von Wasser im flüssigen Zustand. Bereits diese Volumenänderung kann ausreichen, um ein Wärmerohr, welches mit einer gewissen Menge an Wasser als Arbeitsmedium betrieben wird, zu beschädigen.
• Zur Lösung dieses Problems wird im Stand der Technik vorgeschlagen, solche Wärmerohre, welche mit einer gewissen Menge an Wasser als Arbeitsmedium betrieben werden, nur in einem unkritischen Temperaturbereich (etwa ab einer Temperatur von > 10°C) einzusetzen. Dann muss auch die Lagerung in Lagerstätten erfolgen, deren Temperatur diesen Wert nicht unterschreitet. Diese Lösung hat den Nachteil, dass Wärmerohre mit Wasser als Arbeitsmedium nur in Regionen bzw. Umgebungen betrieben werden können, in denen eine bestimmte Mindesttemperatur gewährleistet ist.
• Im Stand der Technik wird auch vorgeschlagen, anstelle von Wasser als Arbeitsmedium alternative Fluide zu verwenden, welche auch bei vorherrschenden tiefen Temperaturen nicht gefrieren. Diese Arbeitsmedien weisen jedoch andere Nachteile auf; diese sind teilweise toxisch und/oder als umweltbedenklich einzustufen sowie schwieriger in einer Produktion zu handhaben. Ferner ist die Entsorgung solcher Arbeitmedien mit erheblichem Aufwand verbunden.
• Aus der DE 197 00 042 A1 ist ein flexibler Einsatz für ein Wärmerohr bekannt. Der Einsatz weist ein dünnwandiges, bieg-sames Material auf, das in der Lage ist, deformiert zu werden und dabei die von einem im Wärmerohr fließenden Arbeitsfluid ausgeübten Expansionsdrücke zu absorbieren, welche beim Gefrieren des Arbeitsfluids auftreten können.
• Aus der US 4 194 559 A ist ein Wärmerohr mit einer darin fließenden Flüssigkeit bekannt. Eine Beschädigung des Wärmerohrs durch Gefrieren der Flüssigkeit im Wärmerohr soll dadurch vermieden werden, dass eine Schnur aus einem flexiblen Material an der Innenwand des Wärmerohrs angeordnet ist und die Flüssigkeit ein vorgegebenes Volumen nicht übersteigt.
• Aus der US 2007/0 151 709 A1 ist ein Geflecht aus glasfaserbasierten Schnüren bekannt, welches für die Anordnung in Wärmerohren vorgesehen ist.
• Aus der US 4 248 295 A ist ein Wärmerohr mit einer zusätzlichen porösen Struktur im Inneren bekannt. Diese zusätzliche Struktur soll als Entspannungsmedium gegenüber auftretenden Kräften wirken.
• Die US 4 321 908 A offenbart ein Wasserrohr mit einem gasgefüllten, abgedichteten Schlauch, um den eine Drahtspirale gewunden ist um den Schlauch in der Mitte des Rohrs zu halten.
• Kurzbeschreibung der Erfindung
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmerohr der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem die Verwendung von Wasser als Arbeitsmedium in größerer Füllmenge auch bei tiefen Temperaturen möglich ist, ohne die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile aufzuweisen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Wärmerohr gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
• Erfindungsgemäß bereitgestellt wird demnach ein Wärmerohr, wobei in dem gasdichten Hohlraum ein Verdrängungskörper angeordnet ist, welcher von dem Arbeitsmedium zumindest teilweise umgebbar ist.
• Das Wärmerohr umfasst einen Verdampfer, einen Kondensator und zumindest eine den Verdampfer mit dem Kondensator verbindende Rohrleitung.
• Verdampfer und Kondensator können hierbei durch separate Teile ausgeführt sein oder durch eine Zone des Rohres realisiert sein.
• Der Verdrängungskörper ist an einem schnurartigen Trägerkern angeordnet, wobei die Anordnung des Verdrängungskörpers an den Trägerkern erfindungsgemäß durch Kleben, Umspritzen oder Vulkanisieren erfolgt.
• Vorzugsweise ist der Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers kleiner als der Kompressionsmodul der Wand des Wärmerohres.
• Der Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers ist auch kleiner als der Kompressionsmodul des gefrorenen Arbeitsmediums.
• Das Arbeitsmedium kann Wasser, aber auch andere geeignete Fluide, umfassen.
• Der Verdrängungskörper besteht vorzugsweise aus einem temperatur- und arbeitsmediumbeständigen Kunststoff. Der Kunststoff kann dabei zumindest Silikon, Kunstharz, Polyurethan und Polybutyl umfassen.
• Der Verdrängungskörper kann parallel zur Rohrachse angeordnet sein.
• Der Verdrängungskörper kann aus einem aus Fasern bestehenden Material ausgeführt sein.
• In einer Ausführungsform kann der Verdrängungskörper verdrillt angeordnet sein.
• Die minimale Querschnittsfläche A des Verdrängungskörpers für einfrierende Arbeitsmedien erfüllt bevorzugt die folgenden Bedingungen
1. (a) ${\text{A}}_{\text{AM}}={\text{A}}_{\text{Innenrohr}}-{\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}$
   
2. (b) ${\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}=\left({\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}-{\mathrm{\rho }}_{\text{AMErstarrt}}\right)/{\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}\times {\text{A}}_{\text{AM}}$
   
wobei
A_AM die für das Arbeitsmedium zur Verfügung stehende Querschnittsfläche ist,
A_Innenrohr die ohne Verdrängungskörper zur Verfügung stehende Querschnittsfläche für das Arbeitsmedium ist, und A_{Verdrängungskörper} die Querschnittsfläche des Verdrängungskörpers ist,
ρ_AMFlüssig die Dichte des flüssigen Arbeitsmediums ist, ρ_AMErstarrt die Dichte des erstarrten Arbeitsmediums ist.
• Die Erfindung stellt demnach ein Wärmerohr bereit, welches mit Wasser als Arbeitsmedium betrieben werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass bei tiefen Temperaturen aufgrund der Volumenzunahme des Wassers bzw. des Eises der Druck auf die Innenwand des Wärmerohres derart groß wird, dass dieses mechanisch beschädigt wird. Durch den im Wärmerohr angeordneten Verdrängungskörper wird die Ausdehnung des Arbeitsmediums durch Kompression des Verdrängungskörpers ausgeglichen, was den Druck auf die Innenwand erheblich reduziert, sodass in dem Wärmerohr kein Überdruck entsteht.
• Durch das erfindungsgemäße Wärmerohr wird auch das Transport- und Lagerproblem eines Wärmerohres mit Wasser als Arbeitsmedium gelöst.
• Darüber hinaus bietet Wasser als Arbeitsmedium den Vorteil, äußerst kostengünstig zu sein. Im Falle einer mechanischen Beschädigung, etwa durch Krafteinwirkung von außen, wird zudem die Umwelt durch das aus dem Wärmerohr ausgetretene Arbeitsmedium nicht belastet.
• Figurenliste
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
• 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Wärmerohres im Querschnitt;
• 2 eine zweite Ausführungsform eines Verdrängungskörpers in einem erfindungsgemäßen Wärmerohr im Querschnitt;
• 3 eine dritte Ausführungsform eines Verdrängungskorpers in einem erfindungsgemäßen Wärmerohr im Querschnitt;
• 4 eine vierte Ausführungsform eines Verdrängungskörpers in einem erfindungsgemäßen Wärmerohre im Querschnitt und
• 5 eine fünfte Ausführungsform eines Verdrängungskörpers in einem erfindungsgemaßen Wärmerohr.
• Ausführungsbeispiel
• Untere Bezugnahme auf 1 wird eine erste Ausführungsform eines Verdrängungskörpers sowie die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Wärmerohres näher beschrieben.
• 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wärmerohr im Querschnitt. Das Wärmerohr weist einen Hohlraum 10 auf, welcher zur Aufnahme eines Arbeitsmediums 20, beispielsweise Wasser, vorgesehen ist. In dem Hohlraum 10 des Wärmerohres ist des Weiteren ein Verdrängungskörper 30 angeordnet, wobei das Arbeitsmedium 20 zumindest einen Teil des Verdrängungskörpers 30 umgibt.
• Gefriert nun das sich in dem Hohlraum befindliche Arbeitsmedium, z.B. Wasser 20, entstünde (bei einem Wärmerohr ohne Verdrängungskörper) durch die Volumenzunahme ein erhöhter Druck auf die Innenwand 40 des Wärmerohres. Durch den im Wärmerohr angeordneten Verdrängungskörper 30 kann die aufgrund des Gefrierens des Wassers bedingte Druckerhöhung gegen die Innenwand 40 zumindest teilweise aufgenommen werden, was zu einer Reduzierung des Drucks des (gefrorenen) Wassers 20 gegen die Innenwand 40 des Wärmerohres führt.
• Der Verdrängungskörper 30 weist einen geringeren Kompressionsmodul als die Wand des Wärmerohres Wärmerohres und das Wasser 20 auf. Der geringere Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers 30 hat zur Folge, dass eine Vergrößerung des Volumens des Arbeitsmediums 20 zu einer Kompression des Verdrängungskörpers 30 führt, so dass der Verdrängungskörper 30 also zumindest teilweise den Druck des Arbeitsmediums 20 gegen die Wand 40 aufnimmt. Eine mechanische Beschädigung des Wärmerohres durch Einfrieren kann so effizient vermieden werden.
• Die Dimensionierung des Querschnitts des Verdrängungskörpers 30 richtet sich hierbei nach der Volumenzunahme durch das Gefrieren des Wassers und nach dem Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers 30. Die Kompression des Verdrängungskörpers 30 sollte 33% nicht übersteigen.
• Die Dimensionierung der minimalen Querschnittsfläche A des Verdrängungskörpers 30 ergibt sich folgendermaßen:
1. (a) ${\text{A}}_{\text{AM}}={\text{A}}_{\text{Innenrohr}}-{\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}$
   
2. (b) ${\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}=\left({\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}-{\mathrm{\rho }}_{\text{AMErstarrt}}\right)/{\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}\times {\text{A}}_{\text{AM}}$
   
A_AM entspricht dabei der in 1 mit Bezugszeichen 10 angegebenen Querschnittsfläche des Arbeitsmediums,
A_{Verdrängungskörper} der mit Bezugszeichen 30 angegebenen Querschnittsfläche des Verdrängungskörpers,
A_Innenrohr entspricht im Wesentlichen der Summe der Querschnittsflachen 20, 30,
ρ_AMFlüssig ist die Dichte des flüssigen Arbeitsmediums und
ρ_AMErstarrt ist die Dichte des erstarrten Arbeitsmediums.
• Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Verdrängungskörper 30 an einem schnurartigen Trägerkern 50 anzuordnen, wobei das Material des Profils aus beispielsweise Polymer, Gummi oder Silikon als Verdrängungskorper 30 bestehend an dem schnurartigen Trägerkern 50 geklebt bzw. aufvulkanisiert wird.
• Die Stabilität des Verdrängungskörpers gegen Zugbeanspruchung kann ebenfalls über im Material des Profils eingebettete Längsfasern, beispielsweise aus Glasfasern, Graphit, Metallen, erhöht werden.
• Der Verdrängungskörper kann in einer Ausführungsform verdrillt sein. Dadurch erhöht sich die Transportgeschwindigkeit von Dampfblasen in dem Wärmerohr, da aufgrund der Verdrillung die Dampfblasen den kompletten Querschnitt der Leitung zum Transport nutzen können.
• Darüber hinaus führt die Verdrillung zu einer stärkeren Medienmischung, welche den Wärmeübergang zwischen Rohr und Arbeitsmedium 20 verbessert.
• Die Verdrillung des Verdrängungskörpers 30 kann über einen Dorn realisiert sein, welcher an einer Schnur den Verdrängungskörper in das Rohr zieht, während die Nachführung des Verdrängungskörpers 30 in das Rohr rotiert. Hierbei werden auch die Reibungskräfte beim Verdrillen des Verdrängungskörpers reduziert.
• Als Material für die Herstellung des Verdrängungskörpers 30 eignet sich jeder temperatur- und wasserbeständige Kunststoff, dem die Form eines vorgegebenen Profils gegeben werden kann. Mögliche Kunststoffe für diesen Zweck sind beispielsweise Silikone, Kunstharze, Polyurethane oder Polybutyle.
• Bei der Auswahl des geeigneten Materials ist insbesondere darauf zu achten, dass der Kompressionsmodul des zu erzeugenden Verdrängungskörpers kleiner ist als der Kompressionsmodul der Wand 40 des Wärmerohres bzw. kleiner ist als der Kompressionsmodul des Arbeitsmediums 20.
• 2 bis 5 zeigen weitere Ausführungsformen eines Verdrängungskörpers 30 in einem Hohlraum 10 eines erfindungsgemaßen Wärmerohres. Die Dimensionierung der minimalen Querschnittsflache der in 2 bis 5 gezeigten Verdrängungskörper 30 sollte dabei der oben beschriebenen Dimensionierung entsprechen.
• Die in den 1 bis 5 gezeigten Verdrängungskörper 30 haben aufgrund ihres Querschnitts jeweils unterschiedliche Vorteile.
• Die in den 2 und 3 gezeigten Verdrängungskorper 30 sind nur an zwei Punkten gegen die Innenwand 40 des Wärmerohres abgestützt. Diese Ausgestaltung des Verdrängungskörpers 30 hat den Vorteil, dass innerhalb des Wärmerohres zwei getrennte Kammern gebildet werden, wobei eine der beiden Kammern zusätzlich als Rückführung des Kondensats dienen kann.
• Der in 4 gezeigte Verdrängungskörper 30 wird an vier Punkten gegen die Wand 40 des Wärmerohres abgestützt, was dem Verdrangungskörper 30 eine besondere Stabilität innerhalb des Wärmerohres verleiht. Dieser Verdrängungskörper sollte gegenüber den Verdrängungskörpern 30, wie sie in 1 bis 3 gezeigt sind, aus einem härteren Material bestehen, damit dieser hinreichend stabil ist.
• Die in 1 gezeigte Ausgestaltung des Verdrängungskörpers 30 bildet einen guten Kompromiss bezüglich der Vorteile der in den 2 bis 4 gezeigten Verdrängungskörper. Die Stabilisierung des Verdrängungskörpers 30 an drei Punkten gewährleistet zum einen, dass der Verdrängungskörper besonders stabil im Hohlraum des Wärmerohres angeordnet werden kann, zum anderen kann der Kompressionsmodul im Vergleich zum Kompressionsmodul für einen Verdrängungskörper, wie er in 4 gezeigt ist, niedriger gewählt werden, da der Verdrängungskörper 30 einen größeren Querschnitt als der Verdrängungskörper 30 nach 4 aufweist.
• Ein Verdrängungskörper 30, welcher in einem Hohlraum 10 eines Wärmerohres angeordnet ist, kann seinerseits einen Hohlraum aufweisen. Dieser Hohlraum kann mit dem Arbeitsmedium 20, mit einem anderen Arbeitsmedium oder mit einem Gas gefüllt sein. Der Hohlraum des Verdrängungskörpers 30 kann aber auch ein Vakuum bilden.
• Durch den Hohlraum des Verdrängungskörpers 30 und das sich eventuell in dem Hohlraum befindliche Medium kann die Kompression des Verdrängungskörpers 30 zusätzlich charakterisiert werden. So ist es beispielsweise möglich, bei Verwendung eines evakuierten Hohlraums, den Kompressionsmodul des Verdrängungskorpers 30 gegenüber dem Kompressionsmodul eines massiv ausgestalteten Verdrängungskörpers weiter zu senken.
• Die in den 1 bis 5 gezeigten Verdrängungskörper 30 können beispielsweise mittels Extrusion durch eine Profilmatrix oder über ein Filmziehen, hergestellt werden.
• 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wärmerohres mit einem im Inneren des Wärmerohres angeordneten Verdrängungskörper 30. Der Verdrängungskörper 30 ist hier parallel zur Rohrachse angeordnet. Der Verdrängungskörper 30 kann in Längsrichtung, also entlang seiner Längsachse, unterschiedliche Querschnittsgeometrien bzw. Querschnittsflächen aufweisen. Wie in der oberen Abbildung der 5 gezeigt, weist der Verdrängungskörper 30 Querschnittsflächen auf, die sich entlang seiner Längsachse stetig oder unstetig ändern. 5 zeigt in der unteren Abbildung einen Schnitt A-A durch das Wärmerohr gemäß der oberen Abbildung.
• Der Verdrängungskörper kann in denjenigen Bereichen, in denen er auf seinem gesamten Umfang die Wand 40 berührt, entlang seiner Längsachse Öffnungen aufweisen, durch welche der Hohlraum 10 diesseits und jenseits dieser Bereiche in Verbindung stehen. Hierdurch wird eine Kommunikation des Arbeitsmediums dieser Bereiche ermöglicht.
• Das erfindungsgemäße Wärmerohr kann beispielsweise zur Wärmeableitung elektronischer Bauteilgruppen, etwa in einem Computer oder einem Fahrzeug, eingesetzt werden. Insbesondere ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmerohres zur Kühlung von Steuergeräten in einem Kraftfahrzeug möglich.
• Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Wärmerohr zur Kühlung eines Computers oder eines Laptops anstelle von Heat-Pipes verwendet werden.

Claims (11)

1. Wärmerohr mit einem Verdampfer, einem Kondensator und zumindest einer den Verdampfer mit dem Kondensator verbindenden Rohrleitung, wobei in einem Hohlraum (10) ein Verdrängungskörper (30) angeordnet ist, welcher von dem Arbeitsmedium (20) zumindest teilweise umgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnurartiger Trägerkern (50) mit dem Verdrängungskörper (30) umklebt oder umspritzt ist oder der Verdrängungskörper (30) auf einen schnurartigen Trägerkern (50) aufvulkanisiert ist.
2. Wärmerohr gemäß Anspruch 1, wobei der Verdrängungskörper (30) aus einem temperatur- und wasserbeständigen Kunststoff besteht.
3. Wärmerohr gemäß Anspruch 2, wobei der Kunststoff zumindest eines der folgenden Materialien aufweist: Gummi, Silikon, Kunstharz, Polyurethan, Polybutyl.
4. Wärmerohr, gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei in das Kunststoff-Material des Verdrängungskörpers (30) Längsfasern eingebettet sind, insbesondere aus Glasfasern, Graphit oder Metallen.
5. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers (30) kleiner ist als der Kompressionsmodul der Wand (40) des Wärmerohres.
6. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kompressionsmodul des Verdrängungskörpers (30) kleiner ist als der Kompressionsmodul des gefrorenen Arbeitsmediums (20).
7. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Arbeitsmedium (20) Wasser umfasst.
8. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdrängungskörper (30) parallel zur Rohrachse angeordnet ist.
9. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdrängungskörper (30) verdrillt angeordnet ist.
10. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine minimale Querschnittsfläche des Verdrängungskörpers (30) die folgenden Bedingungen erfüllt: $${\text{A}}_{\text{AM}}={\text{A}}_{\text{Innenrohr}}-{\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}$$

    

    $${\text{A}}_{\text{Verdr}\ddot{\text{a}}\text{ngungsk}\ddot{\text{o}}\text{rper}}=\left({\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}-{\mathrm{\rho }}_{\text{AMErstarrt}}\right)/{\mathrm{\rho }}_{\text{AMFl}\ddot{\text{u}}\text{ssig}}\times {\text{A}}_{\text{AM}}$$

    

    wobei A_AM die für das Arbeitsmedium zur Verfügung stehende Querschnittsfläche (10) ist, A_Innenrohr die ohne Verdrängungskörper zur Verfügung stehende Querschnittsfläche (10, 30) für das Arbeitsmedium ist, A_{Verdrängungskörper} die Querschnittsfläche A des Verdrän- gungskörpers (30) ist ρ_AMFlüssig die Dichte des flüssigen Arbeitsmediums ist und ρ_AMErstarrt die Dichte des erstarrten Arbeitsmediums ist.
11. Wärmerohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdrängungskörper (30) entlang seiner Längsachse unterschiedliche Querschnittsflächen aufweist.

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