DE2234486A1 - Waermeleitungsvorrichtung - Google Patents

Description

British Hallways Board; 222, Marylebone Road,

London N. W. 1 /England

Wärmeleitungsvorriehtung

Die Erfindung betrifft Wärmeübertragungsgeräte und insbesondere die Kombination von Wärmeübertragungsgeräten und Heizeinrichtungen zur Abgabe vom Wärme an die Übertragungsmittel. ,

Eine bekannte Form von Wärmeübertragungsgeräten ,, nachstehend als Wärmerohr bezeichnet, besteht aus einer geschlossenen Schale, die mit verdampfbarer Arbeitsflüs sigkeit gefüllt ist. In Wärmerohren wird die Wärme einem Verdampferteil zugeleitet, um die Arbeitsflüssigkeit zum Verdampfen zu bringen. Der so gebildete Dampf strömt natürlich zu einem Niederdruckkondensator des Wärmerohres, wo er kondensiert. Die kondensierte Flüssigkeit kehrt zum Verdampferteil zurück, um erneut in derJKreislauf einzutreten, und zwar durch Schwerkraft- oder Zentrifugalkraftwirkung, oder durch Kapillarkräfte, durch einen KapillardochL} der in engem Kontakt mit der inneren Oberfläche der Schale steht. Beim Kondensieren gibt der Dampf Wärme ab, die zu einem zu erwärmenden Teil geleitet wird.

Bei bekannten Ausführungsformen von Wärmerohren wird die Wärme von außen der Schale zugeführt, z.B. durch eine Flamme oder eine Induktive Heizspule, um die arbeitende Flüssigkeit zum Verdampfen zu bringen; dabei ist das Maximum der Leistungsfähigkeit des Wärmerohres häufig be- -2-

Gesprlche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung.

grenzt durch das Verhältnis des Wärmedurchganges von der Wärmequelle durch die Wand der Schale zur arbeitenden, Flüs-_: , sigkeit. . ; ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden sind und bei der die Wärmeerzeugung in einfacher Weise gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst,, daß bei einem Wärmerohr Heiz mittel vorgesehen sind , die Wärme unmittelbar an die arbeitende Flüssigkeit des Wärmerohres abgeben.

Die Heizeinrichtung kann einen elektrisch betriebenen Untertauchheizer oder einen Elektrodenheizer bzw, -boiler enthalten. Im letzteren Fall kann der Heizerboiler so ausgebildet sein wie in der Patentanmeldung P 21 63 230.4 der Anmelderin. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, mit einer Balgeinrichtung für Steuerungszwecke, und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer Übertragungselektrodenheizeinrichtung.

In Fig. 1 ist ein vertikal angeordnetes Wärmerohr 1 dargestellt mit einer geschlossenen äußeren Schale 2, die mit einem (nicht gezeigten) Kapillardocht ausgekleidet ist, in der sich die ArbeitsflUssigkeit 3 befindet, die elektrisch leitfähig ist.

Ein Paar Elektroden 4 ist in die Flüssigkeit 3 eingetaucht und eine Wechselstromquelle 5 versorgt die Elektroden mit Strom. Die Wärme, die nötig ist, um die Arbeitsflüssigkeit zu verdampfen, wird durch den Übergang des Stromes zwi sehen den Elektroden 4 erzeugt. Die Elektroden bestehen

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aus einem -le"itfählgen Material, das durch, die umgebende Püssigkeit durch Korrosion oder Bildung eines Isolierfilmes nicht angegriffen wird. In einem Beispiel basieren die Elektroden auf Titan, bedeckt bzw. beschichtet mit einem oder mehreren Metallen der Platingruppe. Der Kondensatorteil des Wärmerohres wird - wie in der Zeichnung gezeigt - von dem höchsten Teil gebildet.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Ausbildung eines Wärmerohres gezeigt, jedoch enthält in diesem Ausfünrungsbeispiel der untere Verdampferteil des Wärmerohres 1 eine Balg einrichtung 6 für Steuerungszweeke. Die Elektroden h sind am starren Teil des Wärmerohres der Schale 2 befestigt.

Die Wärmemenge/ die beim Kondensierteil zur Verfügung steht, ist eine Funktion des Druckes in dem Wärmerohr, und dieser Druck wird durch Verdampfen der Arbeitsflüssigkeit erzeugt. Demzufolge dehnt sich, wenn der Druck im Wärmerohr sich erhöht, die Balgeinrichtung· aus und dadurch sinkt der Pegel der Arbeitsflüssigkeit relativ zu den Elektroden. Je weniger die Elektroden untergetaucht sind, desto weniger Strom fließt dazwischen und dementsprechend wird die Wärmeerzeugung reduziert. Dadurch wird auch die Verdampfung reduziert und ebenso der Druck und die Temperatur im Wärmerohr, wodurch wiederum ein Rückgang der Wärmeabgabe des Wärmerohres bewirkt wird.

Bei einem ähnlichen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 dargestellt ist, wird der Druck innerhalb des Wärmerohres verwendet, um den elektrischen Strom durch ein druck empfindliches Arbeitselement zu steuern. Wie aus Fig. 5

der
ersichtlich, wirdyWechselstrom festen Kontaktelektroden zugeführt, zwischen welchen durch Übertragungselektro den 7i die im Stromweg zwischen den Kontaktelektroden 4 liegen, der Strom übertragen wird. Die Elektroden 7 sind voneinander und von den Kontaktelektroden fyund sind um

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die Achse des Wärmerohres drehbar, um die wirksame Elektro denfläche der Elektroden 4 zu verändern und dadurch die Stromdichte. Die Elektroden 7 können auch axial relativ zu den Kontaktelektroden 4 bewegbar angeordnet sein. Derartige Einrichtungen sind ausführlich- im Detail in der Anmeldung Nr. P 21 65 230.4 der Anmelderin beschrieben.

In anderer Form kann das druckempfindliche Arbeitselement benützt werden, um die Wärmeeingabe durch Verändern des Abstandes zwischen den Elektroden zu steuern.

Das Wärmerohr kann aus einem isolierenden Material hergestellt sein oder aus einem genügend isolierten Metall, Die Schale oder ein Teil davon kann eine Elektrode oder eine Elektrodenanordnung bilden und diese Ausbildung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Übertragungselektrodensystem verwendet wird.

Die Übertragungselektroden in diesen Ausführungsbeispie len können entweder gegenüber den Kontaktelektroden oder relativ zur Schale des Wärmerohres oder zu beiden bewegbar angeordnet sein und ebenso die Kontaktelektroden relativ zu den Übertragungselektroden oder zum Wärmerohr oder zu beiden.

Die vorstehend beschriebenen Elektrodenanordnungen kön nen in einem Wärmerohr vorgesehen sein, das keinen Ka pillardocht aufweist.

Die Schale des Wärmerohres kann starr oder flexibel sein oder eine Kombination von beiden, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gezeigt.

Als Arbeitsflüssigkeit, die bei normaler Atmosphärentemperatur fest sein kann und nur bei Erhitzung flüssig wird, kann jede elektrisch leitende Flüssigkeit Verwendung finden, die keine ungünstige Wirkung auf die Elektroden hat und die die gewünschte Übertragungscharakteristik besitzt. Sie kann eine auf Wasser basierende Lösung einer organi sehen oder anorganischen Verbindung sein oder kann eine

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nichtwässrige Lösung sein, die auf einem organischen Teil mit oder ohne Lösung zur Erhöhung der elektrischen Leit fähigkeit basieren. Sie kann eine azeotropische Mischung
von zwei oder mehr Teilen enthalten, von denen eines Wasser ist. Sie kann ein Element sein, z.B. Quecksilber oder Natrium, oder eine Legierung oder eine Mischung oder eine Verbindung von zwei oder mehreren Elementen.

In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Elektrodenheizer-Boiler, der in den oben beschriebenen Beispielen ' erläutert ist, durch einen Untertauchheizer, eine Heizspule oder eine andere indirekte innere Heizeinrichtung
ersetzt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und be schrieb,enen AusfUhrungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt
auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und
Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

) ' - Ansprüche -

OWGINAl INSPECTED 209806/0819

Claims (10)

Ansprüche

1.) Wärmerohr, aus einer geschlossenen Schale bestehend, die eine verdampfbare Flüssigkeit enthält, gekennzeichnet durch Heizmittel, die die Wärme unmittelbar an die arbeitende Flüssigkeit abgeben.

2.) Wärmeröhr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel aus einem elektrisch betriebenen Immersionsheizer bestehen, und daß mindestens ein Heiz element in der arbeitenden Flüssigkeit untergetaucht ist.

3.) Wärmerohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel aus einem Elektrodenboiler bestehen.

4.) Wärmerohr gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenboiler zwei oder mehr feste Leistungselektroden enthält, die mit einer Stromquelle verbunden sind, und eine oder mehr voneinander und gegen die Leistungselektroden isolierte Übertragungselektroden, und daß jede Übertragungselektrode im Stromweg zwischen zwei Leistungselektroden angeordnet ist.

5.) Wärmerohr gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Übertragungselektrode relativ zu den Leistungselektroden beweglich ist, um den Stromfluß dazwischen zu variieren.

6.) Wärmerohr gemäß Anspruch 3 j ^ oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schale einen starren Teil aufweist, an dem die Elektroden befestigt sind und einen flexiblen Balgteil, der sich in Abhängigkeit von Druckveränderungen in der Schale ausdehnt oder zusammenzieht, derart,daß der Pegel der arbeitenden Flüssigkeit relativ zu den Elektroden abgesenkt oder gehoben wird, um den Stromfluß zwischen diesen Elektroden zu variieren.

7.) Wärmerohr gemäß Anspruch 3> ^ oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß ein druckempfindliches Arbeitselement vorgesehen ist, das den Druck im Wärmerohr abfühlt und den StromfluÖ durch die Elektroden steuert.

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8.) Wärmerohr gemäß Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement die relative Lage der Leistungsund Übertragungselektroden steuert.

9.) Wärmerohr gemäß einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale oder ein Teil davon die Leistungs- oder Übertragungselektroden bildet.

10.) Wärmerohr gemäß einem der Ansprüche 3 - 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus Titan gebildet sind, das mit einem oder mehreren Metallen der Platin gruppe beschichtet ist.

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