DE112019003618T5

DE112019003618T5 - Wärmerohre umfassend dochtstrukturen mit variabler durchlässigkeit

Info

Publication number: DE112019003618T5
Application number: DE112019003618.1T
Authority: DE
Inventors: Mark T. North
Original assignee: Aavid Thermal Corp
Current assignee: Aavid Thermal Corp
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN110736376B; US20210262737A1; CN211400898U; WO2020018484A1; CN115979034A; US11480394B2; CN110736376A; KR20210033493A; US20230087840A1

Abstract

Ein Wärmerohr ist mit einem Hohlkörper, der einen inneren Dampfraum, einen Verdampferbereich und einen Kondensatorbereich festlegt, einer Dochtstruktur, die an einer Innenwand des Hohlkörpers liegt, und einem Arbeitsfluid, das in dem Hohlkörper angeordnet ist, vorgesehen, wobei sich ein Weg für das Arbeitsfluid in einem flüssigen Zustand von dem Kondensatorbereich in Richtung des Verdampferbereichs erstreckt, oder wobei sich die Dochtstruktur entlang einer Richtung von einem ersten Ende des Hohlkörpers in Richtung des zweiten Endes erstreckt, und wobei die Dochtstruktur einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist, die sich entlang des Weges oder der Richtung erstrecken und die jeweils Dochtpartikel aufweisen, die entsprechende Porengrößen festlegen, die sich voneinander unterscheiden.

Description

Querverweis auf relevante Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht eine Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/699,948 , die am 18. Juli 2018 eingereicht ist und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen Wärmeübertragungsvorrichtungen unter Verwendung einer Kapillarwirkung als Transportmechanismus und insbesondere Wärmerohre mit Dochtstrukturen, die die Kapillarwirkung eines Arbeitsfluids innerhalb der Wärmerohre erleichtern.
Hintergrund der Erfindung
Wärmerohre dienen häufig zur Kühlung von elektronischen Vorrichtungen. Bei Wärmerohren dienen Verdampfungs- und Kondensationszyklen eines Arbeitsfluids dazu, Wärme von einer Wärmequelle an der elektronischen Vorrichtung zu einem Ort zu transportieren, der von der Wärmequelle beabstandet ist, und die elektronische Vorrichtung schnell zu kühlen. Wärmerohre weisen oft Dochtstrukturen auf, die innerhalb der Wärmerohre angeordnet sind, um die Bewegung (z. B. Kapillarwirkung) des Arbeitsfluids innerhalb der Wärmerohre zu erleichtern, insbesondere die Bewegung des Arbeitsfluids von den Kondensatorenden der Wärmerohre zu den Verdampferenden der Wärmerohre. Heutige Dochtstrukturen sind typischerweise gleichförmig, d.h. die Größe der Partikel und/oder Poren in den Dochtstrukturen variiert nicht innerhalb der Dochtstrukturen.
Zusammenfassung der Erfindung
In manchen Ausführungsformen ist ein Wärmerohr vorgesehen, wobei das Wärmerohr ein erstes Ende und ein zweites gegenüberliegendes Ende aufweist, wobei das erste Ende einen Verdampferbereich festlegt und das zweite Ende einen Kondensatorbereich festlegt, wobei das Wärmerohr eine Innenwand aufweist, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt; und wobei das Wärmerohr eine Dochtstruktur aufweist, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist und sich entlang einer Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang der Richtung erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine erste Porengröße festlegen, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der Richtung erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmerohr vorgesehen, wobei das Wärmerohr einen Hohlkörper, der einen inneren Dampfraum festlegt, wobei der Hohlkörper einen Verdampferbereich, einen Kondensatorbereich und einen Zwischenbereich aufweist, der zwischen dem Verdampferbereich und dem Kondensatorbereich entlang einer Länge des Hohlkörpers angeordnet ist; eine Dochtstruktur, die mit einer Innenwand des Hohlkörpers verbunden ist; und ein Arbeitsfluid, das innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist, aufweist, wobei, wenn dem Arbeitsfluid am Verdampferbereich Wärme zugeführt wird, das Arbeitsfluid eingerichtet ist, in einen Dampfzustand zu verdampfen, im Dampfzustand durch den inneren Dampfraum hindurchzulaufen, aus dem Dampfzustand am Kondensatorbereich in einen flüssigen Zustand zurück zu kondensieren und vom Kondensatorbereich zum Verdampferbereich durch die Dochtstruktur in den flüssigen Zustand zurückzukehren, sodass sich entlang des Zwischenbereichs das kondensierte flüssige Arbeitsfluid in einer Richtung durch die Dochtstruktur bewegt; wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der eine Länge entlang der ersten Richtung und eine erste Porengröße festlegende Dochtpartikel aufweist, und wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der eine Länge entlang der ersten Richtung aufweist, wobei sich der zweite Dochtstrukturbereich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der ersten Richtung erstreckt, wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
In manchen Ausführungsformen ist ein Wärmerohr vorgesehen, wobei das Wärmerohr ein langgestrecktes Hohlrohr aufweist, das einen Dampfraum in dem langgestreckten Hohlrohr festlegt, wobei das langgestreckte Hohlrohr ein erstes Ende, das einen Verdampferbereich festlegt, ein zweites gegenüberliegendes Ende, das einen Kondensatorbereich festlegt, und eine Innenwand, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, aufweist; und wobei das Wärmerohr eine Dochtstruktur aufweist, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist, wobei die Dochtstruktur mehrere Bereiche aufweist, wobei jeder Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche Dochtpartikel aufweist, die eine Porengröße aufweisen, die sich von der Porengröße unterscheidet, die durch die Dochtpartikel in jedem der anderen Dochtstrukturbereiche festgelegt ist, ein erster Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche für einen Wärmeeinlass am Verdampferbereich eingerichtet ist, ein zweiter Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche für einen Wärmeauslass am Kondensatorbereich eingerichtet ist, und der erste Dochtstrukturbereich Poren einer ersten Porengröße aufweist und der zweite Dochtstrukturbereich Poren einer zweiten Porengröße aufweist, die größer als die erste Porengröße ist.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmerohr vorgesehen, wobei das Wärmerohr ein erstes Ende und ein zweites gegenüberliegendes Ende aufweist, wobei das erste Ende einen Verdampferbereich festlegt und das zweite Ende einen Kondensatorbereich festlegt, wobei das Wärmerohr eine Innenwand aufweist, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt; und wobei das Wärmerohr eine Dochtstruktur aufweist, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist und sich entlang einer Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang der Richtung erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich eine erste Durchlässigkeit aufweist, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der Richtung erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich eine zweite Durchlässigkeit aufweist, die sich von der ersten Durchlässigkeit unterscheidet.
In manchen Ausführungsformen ist ein Wärmerohr vorgesehen, wobei das Wärmerohr einen Hohlkörper, der einen inneren Dampfraum festlegt, wobei der Hohlkörper einen Verdampferbereich und einen Kondensatorbereich aufweist; ein Arbeitsfluid, das innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist; und eine Dochtstruktur, die an einer Innenwand des Hohlkörpers liegt und einen Weg für das Arbeitsfluid in einem flüssigen Zustand von dem Kondensatorbereich zu dem Verdampferbereich hin festlegt, aufweist, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang des Weges erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine erste Porengröße festlegen, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang des Weges erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Betrachtung der detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen deutlich.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Wärmerohrs gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Abschnitts des Wärmerohrs, die eine Dochtstruktur mit Partikelbereichen zeigt, wobei jeder Bereich Partikel aufweist, die in der Größe innerhalb des Bereichs variieren.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Wärmerohrs, die eine Dochtstruktur mit Partikelbereichen zeigt, wobei jeder Bereich Partikel mit der gleichen Größe aufweist.
4 zeigt eine schematische Ansicht des Wärmerohrs aus 3, vertikal ausgerichtet.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Wärmerohrs, die spezifische Abmessungen und eine gleichmäßige Dicke aufweist.
6 zeigt eine Schnittansicht des Wärmerohrs aus 5.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Wärmerohrs.
8 und 9 zeigen schematische Ansichten einer anderen Ausführungsform des Wärmerohrs.
10 zeigt eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Wärmerohrs.
11 zeigt ein Diagramm, das eine Verbesserung der Kapillargrenze hinsichtlich der herkömmlichen Wärmerohre zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Bevor die jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert werden, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung beim Gebrauch nicht auf die Details der Konstruktion und die Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die ferner in der folgenden Beschreibung beschrieben oder in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Die vorliegende Erfindung ist auch für andere Konstruktionen geeignet und kann auf verschiedene Weise verwendet oder durchgeführt werden. Zudem ist es selbstverständlich, dass die hierin verwendete Phraseologie und Terminologie für den Zweck der Veranschaulichung dient und nicht als beschränkt angesehen werden sollte.
1 zeigt ein Wärmerohrs 10. Das Wärmerohr 10 ist in seiner Größe und Form ausgebildet, um thermische Energie, die von mindestens einer Wärmequelle 14 (z. B. einer Halbleitervorrichtung oder einer anderen elektronischen Komponente) erzeugt wird, zu übertragen und/oder zu verbreiten. Das Wärmerohr 10 weist ein erstes Ende 18 und ein zweites, gegenüberliegendes Ende 22 auf. Das erste Ende 18 legt einen Verdampferbereich 26 fest, und das zweite Ende 22 legt einen Kondensatorbereich 30 fest. Das Wärmerohr 10 kann eine Vielzahl von Formen und Ausgestaltungen aufweisen. Zum Beispiel kann das Wärmerohr 10 in manchen Ausführungsformen ein einzelnes langgestrecktes axiales Rohr sein. In anderen Ausführungsformen kann das Wärmerohr 10 mindestens eine Kurve oder Biegung aufweisen. In manchen Ausführungsformen ist das Wärmerohr 10 ein Loop-Wärmerohr oder ein Thermosiphon oder ein Wärmerohr mit einer variablen Konduktanz. Alternativ kann das Wärmerohr 10 ein im Wesentlichen flaches Profil aufweisen (z. B. mit Längen- und Breitenabmessungen, die im Wesentlichen größer sind als die Dicke des Wärmerohrs 10 sind), wobei in diesem Fall die Verdampfer- und Kondensatorbereiche 26, 30 stattdessen durch die gegenüberliegenden, im Wesentlichen flachen Seiten des Wärmerohrs 10 festgelegt werden können. Andere Ausführungsformen weisen verschiedene Formen und Größen als die für das Wärmerohr 10 gezeigte auf.
In der gezeigten Ausführungsform von 1 ist das Wärmerohr 10 eine abgedichtete, hohle und allgemein langgestreckte rohrförmige Struktur, die sich entlang einer Achse 32 erstreckt. Das gezeigte Wärmerohr 10 weist einen Hauptkörper 34 auf, der mindestens teilweise durch eine Wand 38 mit einer Innenfläche 42, die radial nach innen zu einem inneren Dampfraum 46 gerichtet ist, und einer Außenfläche 44, die radial nach außen zu einer äußeren Umgebung gerichtet ist, festgelegt ist. Der Hauptkörper 34 kann mindestens teilweise aus Metall ausgeformt sein, das ohne Einschränkung Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Stahl, Magnesium, Titan, eine beliebige Legierung dieser Metalle, eine Superlegierung, andere geeignete Materialien (z. B. andere feste wärmeleitende Materialien) oder eine beliebige Kombination davon aufweist.
Mit fortgesetztem Bezug auf 1 weist das Wärmerohr 10 eine Dochtstruktur 50 auf, die mit der Innenfläche 42 der Wand 38 verbunden ist oder anderweitig an der Innenfläche 42 der Wand 38 entlang mindestens eines Abschnitts des Hauptkörpers 34 liegt und dazu dient, kondensiertes Arbeitsfluid (z. B. Wasser, Kältemittel, Methanol, Ammoniak, Cäsium, Kalium, Natrium, Stickstoff, Neon, Wasserstoff, Helium oder ein anderes geeignetes Arbeitsfluid und eine beliebige Kombination davon) innerhalb des Wärmerohrs 10 zu bewegen. Die Dochtstruktur 50 umfasst eine äußere Dochtstrukturfläche 54, die radial nach außen gerichtet ist und in manchen Ausführungsformen mit der Innenfläche 42 des Hauptkörpers 38 in Kontakt ist, und eine innere Dochtstrukturfläche 58, die radial nach innen in Richtung des Dampfraums 46 gerichtet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Dochtstruktur 50 aus Kupferpulver hergestellt, obwohl andere Ausführungsformen unterschiedliche Dochtmaterialien (z. B. Gold, Aluminium und dergleichen) oder Kombinationen davon aufweisen. Die Dochtstruktur 50 kann zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Rillen (die sich z. B. parallel zur Achse 32 erstrecken) und/oder eine Sieb- oder Netzstruktur aufweisen, um die Bewegung des kondensierten Arbeitsfluids innerhalb des Wärmerohrs 10 zu erleichtern.
Mit Bezug auf 2 und 3, die zwei alternative Ausführungsformen der Dochtstruktur 50 zeigen, weist mindestens ein Abschnitt der Dochtstruktur 50 Partikel 62 (z. B. Partikel aus Kupferpulver) auf, die gesintert, verschmolzen, hartgelötet oder anderweitig zusammengehalten werden können und Poren 66 (z. B. Öffnungen oder Lücken) innerhalb der Dochtstruktur 50 bilden. Die Partikel 62 können kugelförmig, abgeplattet, dendritisch, unregelmäßig oder andere Formen aufweisen. Die Dochtstruktur 50 weist zwei oder mehr Dochtstrukturbereiche auf, die Partikel 62 mit unterschiedlichen Größen (z. B. mit unterschiedlichen Durchmessern) aufweisen. Entsprechend weist die Dochtstruktur 50 zwei oder mehr Dochtstrukturbereiche auf, die Poren 66 mit unterschiedlichen Größen aufweisen. Beispielsweise und wie in 2 gezeigt, erstreckt sich das Wärmerohr 10 entlang einer Richtung 70 von dem ersten Ende 18 zu dem zweiten Ende 22, um einen Fluidweg festzulegen, der sich entlang der Richtung erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Richtung 70 linear direkt vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 22, obwohl in Ausführungsformen, in denen das Wärmerohr 10 eine Kurve oder Biegung(en) aufweist, die Richtung 70 der Krümmung oder Biegung des Wärmerohrs vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 22 folgt. In anderen Ausführungsformen erstreckt sich das Wärmerohr 10 entlang einer oder mehrerer anderer Richtungen (d.h. ist darin langgestreckt), die mit der Bewegungsrichtung des Arbeitsfluids zwischen dem Verdampfer- und Kondensatorbereich 26, 30 übereinstimmen können oder nicht. Unabhängig von der Form des Wärmerohrs 10 bewegt sich das Arbeitsfluid im Wärmerohr entlang eines Arbeitsfluidweges, der den Weg aufweist, den das Arbeitsfluid in einer flüssigen Form nimmt, wenn das Arbeitsfluid sich im Wärmerohr 10 vom Kondensatorbereich 30 zum Verdampferbereich 26 bewegt, und/oder den Weg, den das Arbeitsfluid in einer dampfförmigen Form nimmt, wenn das Arbeitsfluid sich im Wärmerohr 10 vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 bewegt.
In den gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3 weist die Dochtstruktur 50 einen ersten Dochtstrukturbereich 74 an dem ersten Ende 14 und dem Verdampferbereich 26, einen zweiten Dochtstrukturbereich 78, der sich von dem ersten Bereich 74 entlang der Richtung 70 erstreckt, einen dritten Dochtstrukturbereich 82, der sich von dem zweiten Bereich 78 entlang der Richtung 70 erstreckt, und einen vierten Dochtstrukturbereich 86, der sich von dem dritten Bereich 82 entlang der Richtung erstreckt, auf, sodass der zweite Bereich 78 zwischen dem ersten und dritten Bereich 74, 82 entlang der Richtung 70 angeordnet ist, und der dritte Bereich 82 zwischen dem zweiten und vierten Bereich 78, 86 entlang der Richtung angeordnet ist. Der vierte Bereich 86 der gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3 ist an dem zweiten Ende 22 und dem Kondensatorbereich 30 angeordnet. Die Dochtstruktur 50 kann sich entlang der Richtung 70 kontinuierlich vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 erstrecken, kann sich nur teilweise zwischen dem Verdampferbereich 26 und dem Kondensatorbereich 30 erstrecken oder kann in verschiedene Dochtstrukturen 50 zwischen dem Verdampferbereich 26 und dem Kondensatorbereich 30 unterteilt sein.
Die Dochtstruktur 50 variiert in der Partikelgröße und somit in der Porengröße. Zum Beispiel, wie in 2 gezeigt, weist der erste Bereich 74 Partikel 62 mit einer kleineren durchschnittlichen Partikelgröße als die Partikel 62 im zweiten Bereich 78 auf, der zweite Bereich 78 weist Partikel mit einer kleineren durchschnittlichen Partikelgröße als die Partikel 62 im dritten Bereich 82 auf, und der dritte Bereich 82 weist Partikel 62 mit einer kleineren durchschnittlichen Partikelgröße als die Partikel 62 im vierten Bereich 86 auf. Wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, können die Begriffe „Partikelgröße“ (und Faksimiles davon) z. B. einem Durchmesser eines Partikels 62 und/oder einem Gesamtvolumen eines Partikels 62 entsprechen. In ähnlicher Weise, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, kann der Begriff „Porengröße“ (und Faksimiles davon) z. B. einem Gesamtvolumen einer Pore 62 entsprechen. Zudem weist gemäß manchen Ausführungsformen ein bestimmter Bereich der Dochtstruktur eine „Partikelgröße“ oder „Porengröße“ auf, die so verstanden wird, Partikel und Poren aufzuweisen, die im Wesentlichen alle die gleiche Größe in dem Bereich aufweisen, und in solchen Ausführungsformen, in denen eine Kombination von Partikel- und Porengrößen in dem Bereich vorgesehen ist, die durchschnittliche Größe der Partikel oder Poren in diesem Bereich.
In solchen Ausführungsformen, in denen die Dochtstruktur 50 durch Elemente festgelegt ist, die nicht als „Partikel“ gelten, und/oder durch Hohlräume, die nicht als „Poren“ gelten, kann die Variabilität der Dochtstruktur auf andere Art und Weise beschrieben werden. Insbesondere weist die Dochtstruktur 50 eine Fluiddurchlässigkeit auf, die in verschiedenen Bereichen der Dochtstruktur 50 variiert. Mit Bezug auf die gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3 nimmt die Durchlässigkeit der Bereiche 74, 78, 82, 86 vom ersten Bereich 74 bis zum vierten Bereich 86 zu.
Mit fortgesetztem Bezug auf die gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3 nimmt entlang der Richtung 70 vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 die Partikelgröße der Partikel 62 (und damit die Fluiddurchlässigkeit der Dochtstruktur 50) zu. In den gezeigten Ausführungsformen der 2 nimmt die Partikelgröße (und damit die Fluiddurchlässigkeit) zudem in den Bereichen 74, 78, 82, 86 selbst zu, sodass eine allgemein kontinuierliche Änderung der Partikelgröße entlang der Richtung 70 zustande kommt.
Wie in 2 gezeigt, wird das Arbeitsfluid innerhalb des Wärmerohrs 10 bei Betätigung erhitzt und in den Verdampferbereich 26 verdampft. Das Arbeitsfluid bewegt sich durch den Dampfraum 46 und kondensiert am Kondensatorbereich 30, wie durch die Pfeile 88 gezeigt. Das kondensierte Arbeitsfluid strömt dann durch die Dochtstruktur 50 sequentiell vom vierten Dochtstrukturbereich 86 zum dritten Dochtstrukturbereich 82, zum zweiten Dochtstrukturbereich 78 und schließlich zum ersten Dochtstrukturbereich 74, wie durch den Pfeil 90 gezeigt ist.
Mit Bezug auf 3 und 4 weist in anderen Ausführungsformen der erste Bereich 74 Partikel auf, die alle (oder im Wesentlichen alle) eine erste Partikelgröße aufweisen, der zweite Bereich 78 weist Partikel auf, die alle (oder im Wesentlichen alle) eine zweite Partikelgröße aufweisen, der dritte Bereich 82 weist Partikel auf, die alle (oder im Wesentlichen alle) eine dritte Partikelgröße aufweisen, und der vierte Bereich 86 weist Partikel auf, die alle (oder im Wesentlichen alle) eine vierte Partikelgröße aufweisen. In den gezeigten Ausführungsformen der 3 und 4 ist die erste Partikelgröße kleiner als die zweite Partikelgröße, die zweite Partikelgröße ist kleiner als die dritte Partikelgröße und die dritte Partikelgröße ist kleiner als die vierte Partikelgröße. Die Porengrößen im ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich 74, 78, 82, 86 nehmen vom ersten Bereich 74 bis zum vierten Bereich 86 zu. Obwohl die Ausführungsformen der 3 und 4 jeweils vier Bereiche 74, 78, 82, 86 aufweisen, weist die Dochtstruktur 50 in anderen Ausführungsformen nur zwei oder drei Bereiche oder mehr als vier Bereiche auf, wobei jeder Bereich eine zunehmende Partikelgröße, Porengröße und/oder Fluiddurchlässigkeit vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 aufweist, wie hierin beschrieben.
Die Partikelgrößen und die Verhältnisse der Partikelgrößen (z. B. Durchmesser oder volumetrische Größen) können innerhalb des Wärmerohrs 10 variieren. Beispielsweise kann ein Verhältnis der Partikelgrößen in unterschiedlichen Dochtstrukturbereichen 74, 78, 82 und/oder 86 (z. B. die zweite Partikelgröße zur ersten Partikelgröße, die dritte Partikelgröße zur zweiten Partikelgröße und/oder die vierte Partikelgröße zur dritten Partikelgröße) mindestens 1,5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte betragen. Alternativ oder zusätzlich können die Porengrößen und die Verhältnisse der Porengrößen innerhalb des Wärmerohrs 10 variieren. Beispielsweise kann das Verhältnis der Porengrößen in unterschiedlichen Dochtstrukturbereichen 74, 78, 82 und/oder 86 (z. B. die zweite Porengröße zur ersten Porengröße, die dritte Porengröße zur zweiten Porengröße und/oder die vierte Porengröße zur dritten Porengröße) mindestens 1,5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte betragen. In manchen Ausführungsformen kann die Fluiddurchlässigkeit der Dochtstruktur 50 innerhalb des Wärmerohrs 10 variieren. Beispielsweise kann ein Verhältnis der Fluiddurchlässigkeit unterschiedlicher Dochtstrukturbereiche 74, 78, 82 und/oder 86 (z.B. die Fluiddurchlässigkeit des zweiten Bereichs 78 zu der des ersten Bereichs 74, die Fluiddurchlässigkeit des dritten Bereichs 82 zu der des zweiten Bereichs 76 und/oder die Fluiddurchlässigkeit des vierten Bereichs 86 zu der des dritten Bereichs 82) mindestens 1,5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte betragen. Die hierin gezeigten Dochtstrukturbereiche (z. B. die Bereiche 74, 78, 82, 86 in den gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3) sind dargestellt, direkt benachbart zueinander (z. B. in Kontakt miteinander) zu sein. Eine derartige Beziehung zwischen den Bereichen ist jedoch nicht erforderlich. In alternativen Ausführungsformen können die Dochtstrukturbereiche getrennt sein, beispielsweise durch Bereiche des Wärmerohrs 10 mit keiner Dochtstruktur oder durch einen Dochtstrukturbereich mit unterschiedlichen Eigenschaften.
In manchen Ausführungsformen wird der erste Bereich 74 durch Ablagern (z.B. manuell oder maschinell) mehrerer Partikel 62 der ersten Partikelgröße (z.B. einer Standardgröße) in einen hohlen Innenraum des Wärmerohrs 10 (z.B. in einen Raum zwischen einem im hohlen Innenraum angeordneten Dorn und der Wand 38) gebildet. Die Partikel 62 der ersten Partikelgröße können dann entlang der axialen Richtung des Wärmerohrs 10 zusammengepresst oder anderweitig verdichtet werden. Partikel 62 der zweiten Größe (z. B. einer unterschiedlichen Standardgröße) werden dann in den hohlen Innenraum (z. B. in den Raum zwischen dem Dorn und der Wand 38) eingebracht und können axial zusammengepresst oder anderweitig verdichtet werden, sodass der zweite Bereich 78 gebildet wird. Partikel 62 der dritten Partikelgröße (z. B. einer unterschiedlichen Standardgröße) werden dann in den hohlen Innenraum (z. B. in den Raum zwischen dem Dorn und der Wand 38) eingebracht und können axial zusammengepresst oder anderweitig verdichtet werden, sodass der dritte Bereich 82 gebildet wird. Partikel 62 der vierten Partikelgröße (z. B. einer unterschiedlichen Standardgröße) werden dann in den hohlen Innenraum (z. B. in den Raum zwischen dem Dorn und der Wand 38) eingebracht und können axial zusammengepresst oder anderweitig verdichtet werden, sodass der vierte Bereich 86 gebildet wird. Dieser Prozess kann beliebig oft durchgeführt werden, um zwei, drei oder mehr Dochtstrukturbereiche des Wärmerohrs 10 festzulegen, wie hierin beschrieben.
Die Partikel 62 können dann gesintert, verschmolzen, verlötet oder auf andere Weise miteinander verbunden werden. Abhängig mindestens teilweise von der Art und Weise, in der der Docht ausgeformt wird, kann der Dorn (falls verwendet) vor oder nach diesem Dochtformungsschritt entfernt werden. Die Dochtstruktur 50 verbleibt im Wärmerohr 10 und erstreckt sich entlang der Wand 38 und dem Dampfraum 46. Andere Ausführungsformen weisen unterschiedliche Verfahren zur Ausformung der verschiedenen Bereiche der Partikel 62 auf. Zusätzlich, und wie oben erläutert, während vier unterschiedliche Bereiche 74, 78, 82, 86 in 2 und 3 gezeigt sind, kann das Wärmerohr 10 in anderen Ausführungsformen nur zwei Bereiche, drei Bereiche oder mehr als vier Bereiche (z.B. fünf, sechs, usw.) aufweisen.
In manchen Ausführungsformen werden die Dochtstrukturen 50 nach der Herstellung getestet (z. B. zum Austrocknen), um die Leistung zu ermitteln. Basierend auf der getesteten Leistung kann ein Abschnitt oder die gesamte Dochtstruktur 50 entfernt und durch Dochtstrukturbereiche mit unterschiedlichen Partikelgrößen, Porengrößen und/oder Fluiddurchlässigkeiten ersetzt werden, sodass eine neue Dochtstruktur 50 erzeugt wird.
Die Dochtstruktur 50 ermöglicht eine Kapillarwirkung, die kondensiertes Arbeitsfluid innerhalb des Wärmerohrs 10 vom Kondensatorbereich 30 zum Verdampferbereich 26 pumpt. In manchen Ausführungsformen ermöglicht die kleinere Größe der Partikel 62 oder die Porengröße in dem Bereich benachbart zum Verdampferbereich 26 (z.B. der erste Dochtstrukturbereich 74 in den gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3) ein größeres Kapillarpumpen, während die größere Größe der Partikel 62 oder die Porengröße in dem Bereich benachbart zum Kondensatorbereich 30 (z.B. der vierte Dochtstrukturbereich 86 in den gezeigten Ausführungsformen der 2 und 3) eine höhere Durchlässigkeit ermöglicht und den Flüssigkeitsstromwiderstand reduziert. In solchen Ausführungsformen mit drei oder mehr Bereichen, wie z. B. Dochtstrukturbereichen, die dem Verdampfer- und dem Kondensatorbereich 26, 30 und einem oder mehreren zusätzlichen dazwischenliegenden Dochtstrukturbereichen entsprechen, wird eine bessere Steuerung des Kapillarpumpens entlang der Dochtstruktur 50 geboten, insbesondere im Hinblick auf die Eigenschaften (z. B. Temperatur, Fluiddruck und dergleichen) des Arbeitsfluids an unterschiedlichen Stellen entlang der Dochtstruktur 50. Diese Steuerung kann den Wirkungsgrad und die Pumpleistung der Dochtstruktur 50 erhöhen und kann in manchen Fällen an bestimmte Anwendungen oder voraussichtliche Betriebsbedingungen des Wärmerohrs 10 angepasst werden.
Die Anwendung von zwei oder mehreren Dochtstrukturbereichen, die Partikelgrößen, Porengrößen und/oder Durchlässigkeit aufweisen, die vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 hin zunimmt, kann eine effizientere Pumpwirkung ermöglichen als eine Dochtstruktur 50, die durchgehend eine einheitliche Partikelgröße aufweist. Beispielsweise kann die größere Partikelgröße (und Porengröße) am Kondensatorbereich 30 bewirken, dass verdampftes Arbeitsfluid schnell in die Dochtstruktur 50 strömen und sich zurück zum Verdampferbereich 26 bewegen kann. Umgekehrt kann die zunehmend kleinere Partikelgröße (und Porengröße), die sich entlang des Wärmerohrs 10 in Richtung des Verdampferbereichs 26 bewegt, eine größere Pumpwirkung ermöglichen, wenn das Fluid von kühleren Bereichen des Wärmerohrs 10 benachbart zum Kondensatorbereich 30 zu wärmeren Bereichen des Wärmerohrs 10 benachbart zum Verdampferbereich 26 weg strömt - und wenn das Fluid benachbart zum Verdampferbereich 26 verdampft und aus der Dochtstruktur mit kleineren Partikeln/kleineren Poren benachbart zum Bereich ausströmt. Auf diese Weise sammelt sich das Arbeitsfluid natürlich an und strömt in Richtung des Verdampferbereichs 26, wo das Arbeitsfluid gehalten wird und von mindestens einer Wärmequelle 14 erwärmt wird.
Die Kapillarwirkung der Dochtstruktur 50 kann durch die Schwerkraft unterstützt werden. Beispielsweise ist mit Bezug auf 4 in manchen Ausführungsformen der Verdampferbereich 26 in einer höheren Höhe (z. B. oberhalb) des Kondensatorbereichs 30 angeordnet (d. h. mit einem Winkel θ, der in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft 90 Grad beträgt). In diesen Ausführungsformen strömt das kondensierte Arbeitsfluid bei Betätigung nach oben, vertikal, durch die Dochtstruktur 50 zurück zum Verdampferbereich 26, entgegen der Schwerkraft. In anderen Ausführungsformen ist der Verdampferbereich 26 auf einer niedrigeren Höhe (z. B. unterhalb) des Kondensatorbereichs 30 angeordnet, und die Schwerkraft ermöglicht das Zurückbewegen des kondensierten Arbeitsfluids zum Verdampferbereich 26. In weiteren anderen Ausführungsformen, und wie in 1-3 gezeigt, können der Verdampferbereich 26 und der Kondensatorbereich 30 im Allgemeinen horizontal voneinander beabstandet sein, wenn die Schwerkraft bei der Bewegung des kondensierten Arbeitsfluids vom Kondensatorbereich 30 zurück zum Verdampferbereich 26 keinen wesentlichen Faktor (oder überhaupt keinen Faktor) darstellt. Andere Ausführungsformen weisen verschiedene andere Ausrichtungen des Wärmerohrs 10 (z. B. verschiedene Werte für den Winkel θ) auf.
Die Längen der Dochtstrukturbereiche entlang der Richtung des Wärmerohrs 10 (oder entlang des Weges, dem das Arbeitsfluid zwischen den Verdampfer- und Kondensatorbereichen 26, 30 folgt) können variieren. Nur mit Bezug auf die gezeigte Ausführungsform der 4 und eine Vierbereichsdochtstruktur 50 können beispielsweise die Längen des ersten, zweiten, dritten und vierten Bereichs 74, 78, 82, 86, die entlang der Richtung 70 gemessen sind, variieren. Beispielsweise kann der erste Bereich 74 eine erste Länge L1 aufweisen, der zweite Bereich kann eine zweite Länge L2 aufweisen, der dritte Bereich kann eine dritte Länge L3 aufweisen und der vierte Bereich kann eine Länge L4 aufweisen. Solche Längen können in einer Richtung entlang der Länge eines geraden Wärmerohrs gemessen werden, wie in den gezeigten Ausführungsformen dargestellt. Eine alternative Art zur Darstellung dieser Längen, die für diese und andere Ausführungsformen gilt, ist die Messung der Bereichslängen der Dochtstruktur 50, entlang der sich das Arbeitsfluid bei Betätigung des Wärmerohrs 10 vom Kondensatorbereich 30 zum Verdampferbereich 26 bewegt. In manchen Ausführungsformen ist die erste Länge L1 kleiner als die zweite Länge L2, die zweite Länge L2 ist kleiner als die dritte Länge L3, und/oder die dritte Länge L3 ist kleiner als die vierte Länge L4. In manchen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis der zweiten Länge L2 zu der ersten Länge L1 mindestens 1,5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte. In ähnlicher Weise beträgt in manchen Ausführungsformen das Verhältnis der dritten Länge L3 zu der zweiten Länge L2 mindestens 1:5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte, während in manchen Ausführungsformen das Verhältnis der vierten Länge L3 zu der dritten Länge L2 mindestens 1:5:1, mindestens 2:1, mindestens 3:1 oder andere Werte beträgt.
In manchen Ausführungsformen ist die Länge des ersten Dochtstrukturbereichs 74 (d.h., mit einer ersten Partikelgröße, Porengröße und/oder Fluiddurchlässigkeit, und benachbart zum Verdampferbereich 26 des Wärmerohrs 10 angeordnet) nicht größer als 50% der Gesamtlänge der Dochtstruktur 50 (d.h., umfassend den Rest der Dochtstruktur 50, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich 74 weg erstreckt und eine unterschiedliche Partikelgröße, Porengröße und/oder Fluiddurchlässigkeit als der Docht im ersten Dochtstrukturbereich 74 aufweist). In anderen Ausführungsformen ist der erste Dochtstrukturbereich 74 nicht größer als 40 % der Gesamtlänge der Dochtstruktur. In weiteren anderen Ausführungsformen ist der erste Dochtstrukturbereich 74 nicht größer als 30 % der Gesamtlänge der Dochtstruktur.
Wiederum mit Bezug auf die gezeigte Ausführungsform der 4 (und nur beispielhaft eine Vierbereichsdochtstruktur 50), ist in manchen Ausführungsformen die erste Länge L1 größer als die zweite Länge L2, die zweite Länge L2 ist größer als die dritte Länge L3, und/oder die dritte Länge L3 ist größer als die vierte Länge L4. Andere Ausführungsformen weisen verschiedene andere Konfigurationen auf. Zum Beispiel kann in manchen Ausführungsformen die zweite Länge L2 kleiner als sowohl die erste Länge L1 als auch die dritte Länge L2 sein, oder die dritte Länge L3 kann kleiner als sowohl die zweite Länge L2 als auch die vierte Länge L4 sein. In einigen Ausführungsformen ist die Länge der Dochtstruktur 50 benachbart zum Kondensatorbereich 30 (d.h. die vierte Länge L4 in der gezeigten Vierbereichen-Ausführungsform der 4, aber identifizierbar in Dochtstrukturen 50, die eine beliebige andere Anzahl von Dochtstrukturbereichen in anderen Ausführungsformen aufweisen) größer als, mindestens doppelt so groß oder mindestens dreimal so groß wie die Länge der Dochtstruktur 50 benachbart zum Verdampferbereich (d.h., die erste Länge L1 in der gezeigten Vierbereichen-Ausführungsform der 4, aber wiederum identifizierbar in Dochtstrukturen 50 mit einer beliebigen anderen Anzahl von Dochtstrukturbereichen in anderen Ausführungsformen).
Mit Bezug auf 4 weist der Verdampferbereich 26 eine Länge L_e auf, der Kondensatorbereich 30 weist eine Länge L_c auf, und ein Zwischenabschnitt 98 (z. B. ein adiabatischer Bereich) des Wärmerohrs 10, der sich zwischen dem Verdampferbereich 26 und dem Kondensatorbereich 30 entlang der Richtung 70 erstreckt, weist eine Länge L_a auf. Ein Wärmestrom 102 stellt die Wärmebewegung von der Wärmequelle 14 in den Verdampferbereich 26 dar. Ein Wärmestrom 106 stellt eine Wärmebewegung aus dem Kondensatorbereich 30 heraus dar.
In der gezeigten Ausführungsform der 4 ist die Länge L_e des Verdampferbereichs 26 ungefähr gleich oder kleiner als die Länge L1 des ersten Bereichs 74, sodass der gesamte oder im Wesentlichen der gesamte Wärmestrom 102 in dem ersten Bereich 74 der Dochtstruktur 50 in das Wärmerohr 10 einströmt. Alternativ kann die Länge L1 des ersten Bereichs 74 kleiner als die Länge L_e des Verdampferbereichs 26 sein, sodass sich ein Abschnitt des Wärmestroms 102 in einen benachbarten Bereich (z. B. den zweiten Bereich 78 in der Vierbereichsdochtstruktur der gezeigten Ausführungsform der 4) der Dochtstruktur 50 erstreckt.
Mit fortgesetztem Bezug auf 4 ist die Länge L_c des Kondensatorbereichs 30 ungefähr gleich oder kleiner als die Länge L4 des vierten Bereichs 86, sodass der gesamte oder im Wesentlichen der gesamte Wärmestrom 106 in dem vierten Bereich 86 der Dochtstruktur 50 aus dem Wärmerohr 10 abströmt. Alternativ kann die Länge L4 des vierten Bereichs 86 kleiner als die Länge L_c des Kondensatorbereichs 30 sein, sodass sich ein Abschnitt des Wärmestroms 106 in einen benachbarten Bereich (z. B. den dritten Bereich 78 in der Vierbereichsdochtstruktur der gezeigten Ausführungsform der 4) der Dochtstruktur 50 erstreckt.
Zudem weist der Zwischenabschnitt 98 mit Bezug auf die gezeigte Ausführungsform der 4 sowohl den gesamten zweiten Dochtstrukturbereich 78 als auch den gesamten dritten Dochtstrukturbereich 82 auf. In anderen Ausführungsformen kann der Zwischenabschnitt 98 nur einen Abschnitt des zweiten Dochtstrukturbereichs 78 und/oder einen Abschnitt des dritten Dochtstrukturbereichs 82 aufweisen. Der Verdampferbereich 26 kann den ersten Dochtstrukturbereich 74 aufweisen, der Zwischenbereich 98 kann den zweiten und dritten Dochtstrukturbereich 78, 82 aufweisen, und der Kondensatorbereich 30 kann den vierten Dochtstrukturbereich 86 aufweisen. In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Dochtstruktur 50 nur zwei Bereiche aufweisen (z. B. einen ersten Dochtstrukturbereich, der mindestens einen Abschnitt des Verdampferbereichs 26 des Wärmerohrs 10 bildet, und einen zweiten Dochtstrukturbereich, der mindestens einen Abschnitt des Kondensatorbereichs 30 des Wärmerohrs 10 bildet), kann drei Dochtstrukturbereiche, fünf Dochtstrukturbereiche, sechs Dochtstrukturbereiche oder sogar zusätzliche Dochtstrukturbereiche aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann der Verdampferbereich 26 zwei, drei oder mehr Dochtstrukturbereiche aufweisen, wobei jeder Dochtstrukturbereich Partikel 62 (oder Poren, wie hierin beschrieben) einer unterschiedlichen Größe aufweist oder anderweitig eine Fluiddurchlässigkeit in unterschiedlichen Mengen aufweist. In ähnlicher Weise kann der Kondensatorbereich 30 zwei, drei oder mehr Dochtstrukturbereiche aufweisen, wobei jeder Dochtstrukturbereich Partikel 62 (oder Poren, wie hierin beschrieben) einer unterschiedlichen Größe aufweist oder anderweitig eine Fluiddurchlässigkeit in unterschiedlichen Mengen aufweist.
5-9 zeigen weitere, ausführlichere Beispiele des Wärmerohrs 10 gemäß manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel, und mit Bezug auf 5, kann das Wärmerohr 10 im Allgemeinen ein langgestrecktes zylindrisches Rohr sein, das einen Hauptkörper 34 mit einer Dicke von 0,25 mm und eine Dochtstruktur 50 mit kupferpulverigen dendritischen Partikeln 62 aufweist. Die gezeigte Dochtstruktur 50 weist einen ersten Dochtstrukturbereich 74 mit einer Länge von 30 mm, einen zweiten Dochtstrukturbereich 78 mit einer Länge von 180 mm und einen dritten Dochtstrukturbereich 82 mit einer Länge von 90 mm entlang der Richtung 70 auf. Der erste Dochtstrukturbereich 74 ist am Verdampferbereich 26 des Wärmerohrs 10 angeordnet, der zweite Dochtstrukturbereich 78 ist in einem Zwischenbereich (z. B. einem adiabatischen Bereich) 98 des Wärmerohrs 10 angeordnet, und der dritte Dochtstrukturbereich 82 ist in einem Kondensatorbereich 30 des Wärmerohrs 10 angeordnet. Die Partikel 62 im ersten Dochtstrukturbereich 74 weisen einen Durchmesser von 25-50 µm auf, die Partikel 62 im zweiten Dochtstrukturbereich 78 weisen einen Durchmesser von 50-100 µm auf, und die Partikel 62 im dritten Dochtstrukturbereich 82 weisen einen Durchmesser von 100-200 µm auf. Das Wärmerohr 10 weist ferner einen Dampfraum 46 mit einem Durchmesser von 5,6 mm auf, der sowohl am ersten als auch am zweiten Ende 18, 22 abgedichtet ist.
Andere Ausführungsformen weisen verschiedene andere Materialien, Formen, Abmessungen, Ausrichtungen und Längen für die Dochtstruktur 50 und den Dampfraum 46 auf. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Dampfraums 46 in manchen Ausführungsformen 5,0 mm, oder 4,5 mm, oder 4,0 mm, oder verschiedene andere Werte. Zudem kann in anderen Ausführungsformen die Länge des ersten Dochtstrukturbereichs 74 weniger als 30 mm oder mehr als 30 mm betragen. In ähnlicher Weise und nur beispielsweise mit Bezug auf 5 und 7 können die Längen der zweiten und dritten Dochtstrukturbereiche 78, 82 entsprechend kleiner oder größer als 180 mm bzw. 90 mm sein. In manchen Ausführungsformen weist die Dochtstruktur 50 nur zwei Bereiche oder mehr als drei Bereiche auf. Zum Beispiel kann die Dochtstruktur 50 einen ersten Dochtstrukturbereich 74 am Verdampferbereich 26 des Wärmerohrs 10 und einen zweiten Dochtstrukturbereich 78 am Kondensatorbereich 30 des Wärmerohrs 10 aufweisen. Der erste Dochtstrukturbereich 74 kann beispielsweise eine Länge von z. B. 180 mm aufweisen, und der zweite Dochtstrukturbereich 78 kann beispielsweise eine Länge von z. B. 100 mm oder 90 mm aufweisen. Zusätzlich kann die Größe der Partikel 62 in den verschiedenen Dochtstrukturbereichen variieren. Zum Beispiel können die Partikel 62 im ersten Dochtstrukturbereich 74 im Durchmesser kleiner oder größer als 25-50 µm sein (z.B. 50-100µm), die Partikel 62 im zweiten Dochtstrukturbereich 78 können im Durchmesser kleiner oder größer als 50-100 µm sein, und die Partikel 62 im dritten Dochtstrukturbereich 82 können im Durchmesser kleiner oder größer als 100-200 µm sein.
Mit Bezug auf 6 kann die Dochtstruktur 50 (zusätzlich zu oder anstelle von Partikeln, die Poren für die Kapillarpumpwirkung festlegen, wie oben beschrieben) Rillen 110 aufweisen, die eine Kapillarwirkung ermöglichen. Die Rillen 110 können sich jeweils parallel zu der Richtung 70 erstrecken. Andere Ausführungsformen weisen die Rillen 110 nicht auf oder weist eine Anzahl und Formen von Rillen auf, die anders als gezeigt sind.
Während die in den 1-6 gezeigten Dochtstrukturen 50 eine allgemein konstante oder gleichmäßige Dicke aufweisen, können die Dochtstrukturen 50 in manchen Ausführungsformen eine variable (z. B. sich verjüngende) Dicke entlang der Richtung 70 aufweisen. Wie beispielsweise in 7 gezeigt, kann die Dicke der Dochtstruktur 50 vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 zunehmen. Die sich verjüngende Dicke der Dochtstruktur 50 führt dazu, dass der Dampfraum 46 einen größeren Durchmesser am Verdampferbereich 26 und einen kleineren Durchmesser am Kondensatorbereich 30 aufweist. In weiteren anderen Ausführungsformen kann die Dicke der Dochtstruktur 50 in Richtung des Kondensatorbereichs 30 abnehmen oder nur für einen Abschnitt der Dochtstruktur 50 in Richtung des Kondensatorbereichs 30 zunehmen oder abnehmen, wobei ein oder mehrere andere Abschnitte der Dochtstruktur 50 eine allgemein konstante oder gleichmäßige Dicke aufweisen können.
Während sich die in 1-7 gezeigten Dochtstrukturen 50 jeweils vollständig oder im Wesentlichen vollständig vom ersten Ende 18 des Wärmerohrs 10 zum zweiten Ende 22 des Wärmerohrs 10 erstrecken, können sich die Dochtstrukturen 50 in anderen Ausführungsformen nicht vollständig zum ersten Ende 18 und/oder zum zweiten Ende 22 erstrecken. Zusätzlich können, während sich die gezeigten Dochtstrukturen 50 kontinuierlich von einem Dochtstrukturbereich zum nächsten erstrecken, in manchen Ausführungsformen mehrere Dochtstrukturen 50 oder Dochtstrukturbereiche innerhalb des Wärmerohrs 10 angeordnet sein, von denen einige oder alle durch einen Raum oder Räume entlang der Richtung 70 aneinander anliegen oder voneinander getrennt sein können.
Mit Bezug auf 8 und 9 kann in manchen Ausführungsformen ein Abschnitt des Wärmerohrs 10 die Wärmequelle 14 überlappen, sodass der Verdampferbereich vom ersten Ende 18 des Wärmerohrs 10 beabstandet ist und folglich Wärme von der Wärmequelle 14 in einen Bereich der Dochtstruktur 50 geleitet wird, der vom ersten Ende 18 beabstandet ist. Zusätzlich kann, wie in 8 und 9 gezeigt, ein Wärmetauscher 114 (z. B. ein Set von Kühlrippen) direkt oder indirekt mit dem Kondensatorbereich 30 verbunden sein, um die Abfuhr von Wärme aus dem Wärmerohr 10 zu verbessern. Nur als Beispiel zeigen 8 und 9 ein Wärmerohr 10 mit einer Gesamtlänge von 300 mm, eine Wärmequelle 14, die eine Länge und Breite von 25 mm aufweist und vom ersten Ende 18 um 17,5 mm beabstandet ist, und einen Wärmetauscher 114 mit einer Länge von 80 mm. Andere Ausführungsformen weisen verschiedene andere Abmessungen, Größen und Anordnungen für das Wärmerohr 10, die Wärmequelle 14 und den Wärmetauscher 114 auf.
Mit Bezug auf 1-9 variiert in manchen Ausführungsformen eine Temperatur des Arbeitsfluids entlang der Richtung 70. Zum Beispiel kann das Arbeitsfluid am Verdampferbereich 26 wärmer als am Kondensatorbereich 30 sein und kann entlang des Abstands zwischen dem Verdampferbereich 26 und dem Kondensatorbereich 30 in der Temperatur variieren. Die Größe der Partikel 62 der ersten Partikelgröße im ersten Dochtstrukturbereich 74 (oder die Porengröße im ersten Dochtstrukturbereich 74) kann somit einer ersten Temperatur des Arbeitsfluids entsprechen, die Größe der Partikel 62 der zweiten Partikelgröße im zweiten Dochtstrukturbereich 78 (oder die Porengröße im zweiten Dochtstrukturbereich 78) kann einer zweiten Temperatur des Arbeitsfluids entsprechen, die Größe der Partikel 62 der dritten Partikelgröße im dritten Dochtstrukturbereich 82 (oder die Porengröße im dritten Dochtstrukturbereich 82) kann einer dritten Temperatur des Arbeitsfluids entsprechen, und/oder die Größe der Partikel 62 der vierten Partikelgröße im vierten Partikelbereich 86 (oder die Porengröße im vierten Dochtstrukturbereich 86) kann einer vierten Temperatur des Arbeitsfluids entsprechen. Die erste Temperatur kann höher als die zweite Temperatur sein, die zweite Temperatur kann höher als die dritte Temperatur sein, und/oder die dritte Temperatur kann höher als die vierte Temperatur sein. In manchen Ausführungsformen können eine oder mehrere der ersten, zweiten, dritten oder vierten Temperaturen gleich oder ähnlich sein. Beispielsweise können in manchen Ausführungsformen die zweite und die dritte Temperatur ähnlich sein, während zwischen der ersten und der zweiten Temperatur sowie zwischen der dritten und der vierten Temperatur ein signifikanter Temperaturunterschied besteht (z. B. aufgrund der Wärme, die schnell in die Partikel 62 im ersten Dochtstrukturbereich 74 eintritt, der von Wärme, die schnell aus den Partikeln 62 im vierten Dochtstrukturbereich 86 austritt).
In manchen Ausführungsformen variiert bei Betätigung des Wärmerohrs 10 ein Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid innerhalb des Wärmerohrs 10 entlang der Richtung 70. Beispielsweise kann bei Betätigung des Wärmerohrs 10 das Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid am Verdampferbereich 26 höher als ein Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid am Kondensatorbereich 30 sein und kann entlang des Abstands zwischen dem Verdampferbereich 26 und dem Kondensatorbereich 30 variieren. Die Größe der Partikel 62 der ersten Partikelgröße (oder die Größe der Poren) kann also einem ersten Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid entsprechen, die Größe der Partikel 62 der zweiten Partikelgröße (oder die Größe der Poren) kann einem zweiten Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid entsprechen, die Größe der Partikel 62 der dritten Partikelgröße (oder die Größe der Poren) kann einem dritten Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid entsprechen, und/oder die Größe der Partikel 62 der vierten Partikelgröße (oder die Größe der Poren) kann einem vierten Verhältnis von verdampftem Arbeitsfluid zu kondensiertem Arbeitsfluid entsprechen. Das erste Verhältnis kann höher als das zweite Verhältnis sein, das zweite Verhältnis kann höher als das dritte Verhältnis sein, und/oder das dritte Verhältnis kann höher als das vierte Verhältnis sein. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der ersten, zweiten, dritten oder vierten Verhältnisse gleich oder ähnlich sein. Beispielsweise können in manchen Ausführungsformen das zweite und das dritte Verhältnis ähnlich sein, während am Verdampferbereich 26 und am Kondensatorbereich 30 eine signifikante Phasenverschiebung vorhanden ist (z. B. aufgrund von Wärme, die schnell in die Partikel 62 im ersten Dochtstrukturbereich 74 eintritt, und Wärme, die schnell aus den Partikeln 62 im vierten Dochtstrukturbereich 86 austritt).
Wie hierin beschrieben, während die Ausführungsformen hier allgemein mit Bezug auf eine Änderung der Partikelgröße entlang der Dochtstruktur 50 und des Wärmerohrs 10 beschrieben sind, kann die Dochtstruktur 50 in anderen Ausführungsformen stattdessen eine Änderung der Porengröße entlang der Dochtstruktur und des Wärmerohrs 10 aufweisen. Beispielsweise können manche Dochtstrukturen 50 nicht aus einzelnen Partikeln ausgeformt werden, die gepresst, verklebt oder anderweitig miteinander verbunden sind, sondern aus einem einzigen Material, das bearbeitet oder anderweitig ausgeformt ist, um Poren, Löcher, Räume, Öffnungen oder Hohlräume aufzuweisen (der Einfachheit halber hier durchgehend als „Poren“ bezeichnet). Die porengefüllte Dochtstruktur 50 kann einen ersten Bereich mit Poren 66 mit einer ersten Größe, einen zweiten Bereich mit Poren 66 mit einer zweiten Größe usw. aufweisen. Die Poren des ersten Bereichs (z. B. eines zu dem Verdampferbereich 26 benachbarten Bereichs) können kleiner als die Poren eines anderen Bereichs oder anderer Bereiche (z. B. eines zu dem Kondensatorbereich 30 benachbarten Bereichs) sein.
Mit Bezug auf 10 ist festgestellt, dass die Nutzung mehrerer Bereiche unterschiedlicher Partikel- oder Porengröße (oder unterschiedlicher Fluiddurchlässigkeiten) innerhalb der Dochtstruktur 50 eine Kapillargrenze (d. h. eine maximale Betriebsleistung des Wärmerohrs, wenn eine Pumprate nicht mehr ausreicht, um dem Verdampferbereich 26 genügend Arbeitsfluid zu bieten, wenn eine Summe der Flüssigkeits- und Dampfdruckabfälle einen maximalen Kapillardruck überschreitet, dem die Dochtstruktur 50 standhalten kann) des Wärmerohrs 10 verbessern kann. Insbesondere ist in manchen Ausführungsformen durch die Erhöhung der Anzahl der Bereiche auf zwei Bereiche die Kapillargrenze im Vergleich zu einer herkömmlichen, gleichförmigen Dochtstruktur, die durchweg identische Partikelgrößen (oder Porengrößen) aufweist, nahezu verdoppelt. Zudem ist in manchen Ausführungsformen durch Erhöhung der Anzahl der Bereiche auf drei Bereiche die Kapillargrenze nahezu verdreifacht, während durch Erhöhung der Anzahl der Bereiche auf fünf oder mehr Bereiche die Kapillargrenze ungefähr das 3,5-fache einer gleichförmigen Dochtstruktur 50 beträgt.
Mit Bezug auf 11 ist zudem festgestellt, dass die Nutzung mehrerer Bereiche mit unterschiedlichen Partikel- oder Porengrößen (oder unterschiedlichen Fluiddurchlässigkeiten) innerhalb der Dochtstruktur 50 die Gesamtleistung des Wärmerohrs verbessert. Beispielsweise sind, wie in 11 gezeigt, Wärmerohre mit nicht abgestuften Dochten (dargestellt als Wärmerohre 22 und 23) in ihrer Kapazität zur Wärmeübertragung bei gegebenen Temperaturdifferenzen zwischen dem Verdampfer- und dem Kondensatorbereich 26, 30 viel stärker eingeschränkt als Wärmerohre mit abgestuften Dochten (dargestellt als Wärmerohre 18, 19, 20 und 21).
Während im Allgemeinen zylindrische Wärmerohre 10 und im Allgemeinen zylindrische Dochtstrukturen 50 hierin beschrieben und gezeigt sind, weisen die Wärmerohre 10 in manchen Ausführungsformen andere Formen auf. Zum Beispiel können die Wärmerohre 10 eine kubischere (oder eine im Wesentlichen kubische) Form aufweisen, können eine im Wesentlichen flache Form wie oben beschrieben aufweisen, und dergleichen. Zusätzlich, während die oben beschriebenen Wärmerohre 10 einen einzelnen Verdampferbereich 26 und einen einzelnen Kondensatorbereich 30 aufweisen, kann das Wärmerohr 10 in anderen Ausführungsformen mehr als einen Verdampferbereich 26 und/oder mehr als einen Kondensatorbereich 30 aufweisen. Beispielsweise kann das Wärmerohr 10 einen einzelnen, zentralisierten Verdampferbereich 26 aufweisen, der einer Wärmequelle freigelegt ist, und das Arbeitsfluid kann sich nach außen (z. B. radial) zu einem oder mehreren Kondensatorbereichen 30 bewegen, oder die Verdampfer- und Kondensatorbereiche 26, 30 können in einer solchen Struktur umgekehrt sein. Wenn sich das Arbeitsfluid von dem Verdampferbereich 26 zu den Kondensatorbereichen 30 bewegt, kann die dazwischen angeordnete Dochtstruktur 50 verschiedene Bereiche wie oben beschrieben aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann das Wärmerohr 10 einen Verdampferbereich 26 an einer breiten Seite eines im Wesentlichen flachen Wärmerohrs 10 und einen Kondensatorbereich 30 an einer gegenüberliegenden breiten Seite des im Wesentlichen flachen Wärmerohrs 10 aufweisen. Wenn sich das Arbeitsfluid vom Verdampferbereich 26 zum Kondensatorbereich 30 bewegt, kann die dazwischen angeordnete Dochtstruktur 50 verschiedene Bereiche wie oben beschrieben aufweisen. In einem solchen im Wesentlichen flachen Wärmerohr der Ausführungsformen kann sich die Dochtstruktur 50 entlang der kurzen und schmalen anliegenden Seiten des Wärmerohrs erstrecken. Zudem oder stattdessen kann in einem solchen im Wesentlichen flachen Wärmerohr der Ausführungsformen die Dochtstruktur 50 an Pfeilern, Säulen, Wänden oder anderen Elementen angeordnet sein oder diese festlegen, die sich innerhalb des Dampfraums 46 angeordnet und von diesem Dampfraums 46 umschlossen sind und die sich von einer breiten Seite des Wärmerohrs 10 zu der anderen erstrecken.
Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung keineswegs nur auf die hierin offenbarten und in den Zeichnungen gezeigten besonderen Konstruktionen beschränkt ist, sondern zudem alle Modifikationen oder Äquivalente im Rahmen der Ansprüche aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/699948 [0001]

Claims

Wärmerohr, umfassend: ein erstes Ende und ein zweites gegenüberliegendes Ende, wobei das erste Ende einen Verdampferbereich festlegt und das zweite Ende einen Kondensatorbereich festlegt, wobei das Wärmerohr eine Innenwand aufweist, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt; und eine Dochtstruktur, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist und sich entlang einer Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang der Richtung erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine erste Porengröße festlegen, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der Richtung erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei sich die Dochtstruktur entlang einer Richtung kontinuierlich vom Verdampferbereich zum Kondensatorbereich erstreckt.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei das Wärmerohr ein langgestrecktes, abgedichtetes Rohr ist und wobei die Dochtstruktur einen inneren Dampfraum festlegt, der sich entlang der Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei das Wärmerohr eine erste und eine zweite im Wesentlichen flache Wand an gegenüberliegenden Seiten eines inneren Dampfraums aufweist und wobei der Verdampferbereich und der Kondensatorbereich entsprechend an der ersten und zweiten Wand angeordnet sind.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei die erste Porengröße des ersten Dochtstrukturbereichs benachbart zum Verdampferbereich angeordnet ist und die zweite Porengröße des zweiten Dochtstrukturbereichs benachbart zum Kondensatorbereich angeordnet ist und größer als die erste Porengröße ist.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis der zweiten Porengröße zur ersten Porengröße mindestens 1,5:1 beträgt.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei die Dochtstruktur einen dritten Bereich aufweist, der sich entlang der Richtung von dem zweiten Dochtstrukturbereich erstreckt und Dochtporen mit einer dritten Porengröße aufweist, die sich sowohl von der ersten Porengröße als auch von der zweiten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei der erste Dochtstrukturbereich eine erste Länge entlang der Richtung aufweist und der zweite Dochtstrukturbereich eine zweite Länge entlang der Richtung aufweist, und wobei ein Verhältnis der zweiten Länge zur ersten Länge mindestens 1,5:1 beträgt.
Wärmerohr nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Arbeitsfluid, das in dem Wärmerohr angeordnet ist, wobei das Arbeitsfluid zum Verdampfen in Dampf eingerichtet ist, wenn dem Arbeitsfluid im Verdampferbereich Wärme zugeführt wird, wobei der Dampf eingerichtet ist, sich zum Kondensatorbereich zu bewegen und am Kondensatorbereich zu kondensieren und dann vom Kondensatorbereich zum Verdampferbereich durch die Dochtstruktur zurückzukehren.
Wärmerohr nach Anspruch 1, wobei im Wesentlichen jedes Partikel im ersten Dochtstrukturbereich eine erste gemeinsame Größe aufweist und im Wesentlichen jedes Partikel im zweiten Dochtstrukturbereich eine zweite gemeinsame Größe aufweist, die sich von der ersten gemeinsamen Größe unterscheidet.
Wärmerohr, umfassend: einen Hohlkörper, der einen inneren Dampfraum festlegt, wobei der Hohlkörper einen Verdampferbereich, einen Kondensatorbereich und einen Zwischenbereich aufweist, der zwischen dem Verdampferbereich und dem Kondensatorbereich entlang einer Länge des Hohlkörpers angeordnet ist; eine Dochtstruktur, die mit einer Innenwand des Hohlkörpers verbunden ist; und ein Arbeitsfluid, das innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist, wobei, wenn dem Arbeitsfluid am Verdampferbereich Wärme zugeführt wird, das Arbeitsfluid eingerichtet ist, in einen Dampfzustand zu verdampfen, im Dampfzustand durch den inneren Dampfraum hindurchzulaufen, aus dem Dampfzustand am Kondensatorbereich in einen flüssigen Zustand zurück zu kondensieren und vom Kondensatorbereich zum Verdampferbereich durch die Dochtstruktur in den flüssigen Zustand zurückzukehren, sodass sich entlang des Zwischenbereichs das kondensierte flüssige Arbeitsfluid in einer Richtung durch die Dochtstruktur bewegt; wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der eine Länge entlang der ersten Richtung aufweist und Dochtpartikel aufweist, die eine erste Porengröße festlegen, und wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der eine Länge entlang der ersten Richtung aufweist, wobei sich der zweite Dochtstrukturbereich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der ersten Richtung erstreckt, wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei sich die Dochtstruktur entlang einer Richtung kontinuierlich vom Verdampferbereich zum Kondensatorbereich erstreckt.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei das Wärmerohr ein abgedichtetes Rohr ist, das in der Richtung langgestreckt ist.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei das Wärmerohr eine erste und eine zweite im Wesentlichen flache Wand an gegenüberliegenden Seiten des inneren Dampfraums aufweist, und wobei der Verdampferbereich und der Kondensatorbereich entsprechend an der ersten bzw. zweiten Wand angeordnet sind.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei die erste Porengröße kleiner als die zweite Porengröße ist.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei ein Verhältnis der zweiten Porengröße zu der ersten Porengröße mindestens 1,5:1 beträgt.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei die Dochtstruktur einen dritten Bereich aufweist, wobei sich der dritte Dochtstrukturbereich entlang der Richtung von dem zweiten Dochtstrukturbereich erstreckt und Dochtpartikel aufweist, die Poren einer dritten Porengröße festlegen, die sich sowohl von der ersten Porengröße als auch von der zweiten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei der erste Dochtstrukturbereich eine erste Länge entlang der Richtung aufweist und der zweite Dochtstrukturbereich eine zweite Länge entlang der Richtung aufweist, und wobei ein Verhältnis der zweiten Länge zur ersten Länge mindestens 1,5:1 beträgt.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei im Wesentlichen jedes Partikel in dem ersten Dochtstrukturbereich eine erste gemeinsame Größe aufweist und im Wesentlichen jedes Partikel in dem zweiten Dochtstrukturbereich eine zweite gemeinsame Größe aufweist, die sich von der ersten gemeinsamen Größe unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 11, wobei: die Richtung eine erste Richtung ist; ein Dampf sich in eine zweite Richtung innerhalb des inneren Dampfraums entlang des Zwischenbereichs bewegt; und die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Wärmerohr, umfassend: ein langgestrecktes Hohlrohr, das einen Dampfraum in dem langgestreckten Hohlrohr festlegt, wobei das langgestreckte Hohlrohr ein erstes Ende, das einen Verdampferbereich festlegt, ein zweites gegenüberliegendes Ende, das einen Kondensatorbereich festlegt, und eine Innenwand, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, aufweist; und eine Dochtstruktur, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist, wobei die Dochtstruktur mehrere Bereiche aufweist, wobei jeder Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche Dochtpartikel aufweist, die eine Porengröße aufweisen, die sich von der Porengröße unterscheidet, die durch die Dochtpartikel in jedem der anderen Dochtstrukturbereiche festgelegt ist; ein erster Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche für einen Wärmeeinlass am Verdampferbereich eingerichtet ist; ein zweiter Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche für einen Wärmeauslass am Kondensatorbereich eingerichtet ist; und der erste Dochtstrukturbereich Poren einer ersten Porengröße aufweist und der zweite Dochtstrukturbereich Poren einer zweiten Porengröße aufweist, die größer als die erste Porengröße ist.
Wärmerohr nach Anspruch 21, wobei sich die Dochtstruktur kontinuierlich vom Verdampferbereich zum Kondensatorbereich erstreckt.
Wärmerohr nach Anspruch 21, wobei ein Verhältnis der zweiten Porengröße zur ersten Porengröße mindestens 1,5:1 beträgt.
Wärmerohr nach Anspruch 21, ferner umfassend einen dritten Dochtstrukturbereich der mehreren Dochtstrukturbereiche, der Dochtpartikel aufweist, die eine Porengröße festlegen, die sich sowohl von der ersten Porengröße als auch von der zweiten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 21, wobei der erste Dochtstrukturbereich eine andere Länge als der zweite Dochtstrukturbereich aufweist, wenn entlang einer Richtung zwischen dem Verdampferbereich und dem Kondensatorbereich gemessen.
Wärmerohr nach Anspruch 21, wobei im Wesentlichen jedes Partikel in dem ersten Dochtstrukturbereich eine erste gemeinsame Partikelgröße aufweist und im Wesentlichen jedes Partikel in dem zweiten Dochtstrukturbereich eine zweite gemeinsame Partikelgröße aufweist, die sich von der ersten gemeinsamen Partikelgröße unterscheidet.
Wärmerohr, umfassend: ein erstes Ende und ein zweites gegenüberliegendes Ende, wobei das erste Ende einen Verdampferbereich festlegt und das zweite Ende einen Kondensatorbereich festlegt, wobei das Wärmerohr eine Innenwand aufweist, die sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt; und eine Dochtstruktur, die benachbart zu der Innenwand angeordnet ist und sich entlang einer Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang der Richtung erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich eine erste Durchlässigkeit aufweist, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang der Richtung erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich eine zweite Durchlässigkeit aufweist, die sich von der ersten Durchlässigkeit unterscheidet.
Wärmerohr, umfassend: einen Hohlkörper, der einen inneren Dampfraum festlegt, wobei der Hohlkörper einen Verdampferbereich und einen Kondensatorbereich aufweist; ein Arbeitsfluid, das innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist; und eine Dochtstruktur, die an einer Innenwand des Hohlkörpers liegt und einen Weg für das Arbeitsfluid in einem flüssigen Zustand von dem Kondensatorbereich zu dem Verdampferbereich hin festlegt, wobei die Dochtstruktur einen ersten Bereich aufweist, der sich entlang des Weges erstreckt, wobei der erste Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine erste Porengröße festlegen, wobei die Dochtstruktur einen zweiten Bereich aufweist, der sich von dem ersten Dochtstrukturbereich entlang des Weges erstreckt, und wobei der zweite Dochtstrukturbereich Dochtpartikel aufweist, die eine zweite Porengröße festlegen, die sich von der ersten Porengröße unterscheidet.
Wärmerohr nach Anspruch 28, wobei sich die Dochtstruktur entlang des Weges kontinuierlich vom Verdampferbereich zum Kondensatorbereich erstreckt.
Wärmerohr nach Anspruch 28, wobei das Wärmerohr ein langgestrecktes, abgedichtetes Rohr ist.
Wärmerohr nach Anspruch 28, wobei das Wärmerohr eine erste und eine zweite im Wesentlichen flache Wand an gegenüberliegenden Seiten des inneren Dampfraums aufweist und wobei der Verdampferbereich und der Kondensatorbereich entsprechend an der ersten bzw. zweiten Wand angeordnet sind.
Wärmerohr nach Anspruch 28, wobei die erste Porengröße des ersten Dochtstrukturbereichs benachbart zum Verdampferbereich angeordnet ist und die zweite Porengröße des zweiten Dochtstrukturbereichs benachbart zum Kondensatorbereich angeordnet ist und größer als die erste Porengröße ist.
Wärmerohr nach Anspruch 28, wobei ein Verhältnis der zweiten Porengröße zu der ersten Porengröße mindestens 1,5:1 beträgt.