DE3733497C2

DE3733497C2 -

Info

Publication number: DE3733497C2
Application number: DE3733497A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. 2805 Stuhr De Leidinger
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik 2800 Bremen De GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1987-10-03
Filing date: 1987-10-03
Publication date: 1991-11-28
Also published as: DE3733497A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Wärme in Form eines Wärmerohres, das zwischen einer Wärmequelle und einer im Abstand von dieser befind lichen Wärmesenke angeordnet ist und das aus wenigstens zwei Teilstücken besteht, die jeweils mit ihrem einen Ende fest mit der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke verbunden sind und die untereinander lösbar verbunden sind.The invention relates to an arrangement for transmission of heat in the form of a heat pipe between one Heat source and a distance from it Lichen heat sink is arranged and that at least consists of two sections, each with its one End firmly with the heat source or heat sink are connected and releasably connected to each other are.

Wärmerohre oder "heat pipes" für den Transport von Wärmeleistung sind, insbesondere aus dem Bereich der Satellitentechnik, bereits bekannt, wobei sie in der Lage sind, große Wärmeströme auch bei kleinen Temperaturdifferenzen zu transportieren. Ihre Wirkungsweise beruht darauf, daß in einer Heizzone, die in unmittelbarer Verbindung mit der Wärmequelle steht, eine in dem Wärmerohr befindliche Flüssigkeit verdampft wird und daß die Verdampfungswärme mit dem Dampf vom Ort der Entstehung über das Wärmerohr abgeführt wird. Kondensiert dieser Dampf an einer anderen Stelle des Rohres, so wird die im Dampf gespeicherte latente Wärme an dieser Stelle an die Rohrwandung abgegeben. Sie kann dann im Bereich der Wärmesenke an die Umgebung abgeführt werden, beispielsweise in Form von Wärmestrahlung. Die im Wärmerohr durch die Kondensation entstehende Flüssigkeit wird unter der Wirkung von Kapillarkräften wieder in den Bereich der Heizzone zurückgeführt.Heat pipes for the transportation of Are heat output, especially from the area of Satellite technology, already known, being used in the Are able to handle large heat flows even with small temperature differences to transport. Your mode of action is based on the fact that in a heating zone which is in the immediate vicinity Connected to the heat source, one in which Liquid in the heat pipe is evaporated and that the heat of vaporization with the steam from the place of Formation is dissipated via the heat pipe. Condensed this steam at another point on the pipe, so the latent heat stored in the steam is on delivered to the pipe wall at this point. she can then dissipated to the environment in the area of the heat sink be, for example in the form of heat radiation. The condensation in the heat pipe Liquid becomes under the action of capillary forces returned to the area of the heating zone.

Entscheidend für die Effektivität einer solchen Anord nung ist dabei der Kontakt zwischen dem Wärmerohr und der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke. Sofern es sich bei derartigen Anordnungen um solche handelt, die demon tierbar ausgelegt sind, geschieht vielfach in der Weise, daß die beiden Enden des Wärmerohres jeweils in Hülsen stecken, die ihrerseits mit der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke verbunden sind. Der Nachteil einer solchen Anordnung liegt dabei im vergleichsweise schlechten Wärmekontakt zwischen dem Wärmerohr und der Wärmequelle bzw. -senke. Darüber hinaus sind Anordnungen bekannt, bei denen das Wärmerohr sowohl mit der Wärmequelle als auch mit der Wärmesenke fest verbunden ist und bei denen im Fall einer Trennung das Wärmerohr gesprengt wird.Crucial for the effectiveness of such an arrangement The contact between the heat pipe and the heat source or heat sink. Unless it is such orders are those that demon are designed to be animal, often happens in the Way that the two ends of the heat pipe each in Insert sleeves, which in turn are connected to the heat source or the heat sink are connected. The disadvantage of one such an arrangement lies in comparison poor thermal contact between the heat pipe and the Heat source or sink. In addition, there are orders known in which the heat pipe with both Heat source and firmly connected to the heat sink and in the case of separation, the heat pipe is blown up.

Schließlich ist aus dem DE-GM 72 24 356 eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der zwischen den beiden Teilen des Wärmerohres ein Zwischenstück gleichen Innendurchmessers aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet ist, um auf diese Weise eine elektrische Potentialtrennung zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke herbeizuführen. Die einzelnen Verbindungsbereiche der Rohrabschnitte sind bei dieser bekannten Anordnung von einer Hülse umschlossen, die der Versteifung der Verbindungsstelle sowie der Abdichtung der Stoßflächen zwischen den Teilelementen dienen soll. Die Hülse wird dabei durch Klebung, Pressung oder mechanische Befestigungsmittel, wie Gewinde oder Spannbäder, auf der Außenfläche der Rohrabschnitte fixiert.Finally, an arrangement is from DE-GM 72 24 356 of the type mentioned, in which between an adapter between the two parts of the heat pipe of the same inner diameter from an electrically insulating Material is arranged in this way a electrical isolation between the heat source and bring about the heat sink. The single ones Connection areas of the pipe sections are in this known arrangement enclosed by a sleeve, the the stiffening of the connection point and the sealing serve the abutting surfaces between the sub-elements should. The sleeve is by gluing, pressing or mechanical fasteners, such as threads or Tension baths, on the outer surface of the pipe sections fixed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff so auszugestalten, daß zwischen den Teilstücken des Wärmerohres eine Verbindung geschaffen wird, die sich durch geringen konstruktiven Aufwand auszeichnet, die leicht zu schließen und zu lösen ist und die dabei die für eine derartige Anordnung bestehenden Anforderungen hinsichtlich der Druckdichtigkeit und optimaler Strömungsbedingungen in den Kapillaren über die gesamte Länge des Wärmerohres erfüllt.The object of the invention is to provide an arrangement according to the To design the generic term so that between the sections of the heat pipe created a connection which is characterized by low design effort distinguished, which is easy to close and solve and the existing ones for such an arrangement Pressure tightness requirements and optimal flow conditions in the capillaries met over the entire length of the heat pipe.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches. Ein Element, das besonders geeignet ist, einen optimalen Übergang zwischen den Kapillarstrukturen im Inneren der beiden Teilstücke des Wärmerohres sicherzustellen, ist im Unteranspruch angegeben.The invention solves this problem by an arrangement with the characteristic features of the main claim. An element that is particularly suitable, an optimal one Transition between the capillary structures inside of the two sections of the heat pipe, is specified in the subclaim.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dabei insbesondere für solche Wärmerohre geeignet, bei denen die Kapillarstruktur fest mit der Innenwand des Rohres verbunden ist bzw. in diese integriert ist.The arrangement according to the invention is particular suitable for those heat pipes in which the capillary structure firmly connected to the inner wall of the pipe is or is integrated into it.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt In the following the invention is based on one in the Drawing shown embodiment closer are explained. It shows

Fig. 1 eine Wärmeübertragungseinheit in schema tischer Darstellung und Fig. 1 is a heat transfer unit in a schematic representation and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 gekennzeichneten Bereiches. Fig. 2 is an enlarged view of the area marked in Fig. 1.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components are the same Provide reference numerals.

Das in Fig. 1 dargestelle Wärmeübertragungssystem besteht aus einer Wärmequelle 1, einer im Abstand zu dieser angeordneten Wärmesenke 2 und, zwischen diesen beiden als Verbindungselement plaziert, einem Wärmerohr 3. Letzteres besteht aus zwei Teilstücken 4 und 5, die mit ihrem einen Ende jeweils fest mit der Struktur der Wärmequelle 1 bzw. der Wärmesenke 2 verbunden sind und die mit ihrem jeweils anderen Ende zusammengekoppelt sind. Die Verbindung der beiden Teilstücke 4 und 5 mit der Wärmequelle 1 bzw. der Wärmesenke 2 ist dabei so ausgebildet, daß jeweils ein optimaler Wärmeübergang zwischen den Verdampfer- bzw. Kondensatorende des Wärmerohres 3 und der zugeordneten Einheit 1 bzw. 2 gewährleistet ist.The heat transfer system shown in FIG. 1 consists of a heat source 1 , a heat sink 2 arranged at a distance from it and, placed between these two as a connecting element, a heat pipe 3 . The latter consists of two sections 4 and 5 , each of which is firmly connected at one end to the structure of the heat source 1 or the heat sink 2 and which are coupled together at their other ends. The connection of the two sections 4 and 5 with the heat source 1 and the heat sink 2 is designed so that an optimal heat transfer between the evaporator or condenser end of the heat pipe 3 and the associated unit 1 or 2 is guaranteed.

Wie die Detaildarstellung des Verbindungsbereiches der beiden Teilstücke 4 und 5 in Fig. 2 zeigt, sind die miteinander zu verbindenden Enden so ausgebildet, daß sie ineinander steckbar sind. Das in der Zeichnung linke Teilstück 4 weist dabei in seinem Endbereich einen gegenüber dem restlichen Rohrquerschnitt ver größerten Innendurchmesser mit einem Absatz 6 auf, während das zugehörige Gegenstück des zweiten Teil stückes 5 im Verbindungsbereich bei einem insgesamt vergrößerten Außendurchmesser mit einer ringförmigen inneren Ausnehmung 7 versehen ist. In diese Ausnehmung 7 greift der Endbereich des Teilstückes 4, wobei die beiden Teilstücke 4 und 5 des Wärmerohres 3 so weit ineinander schiebbar sind, daß der Innenwandbereich des in der Zeichnung rechten Teilstückes 5 am Absatz 6 anliegt. An dieser Stelle ist zwischen den beiden Teilstücken 4 und 5, die den gleichen Innendurchmesser und überdies auch die gleiche Kapillarstruktur an der Innenwand aufweisen, ein Filzring 8 eingelegt. Dadurch ist sichergestellt, daß die Kapillarströmung zwischen dem Kondensatorbereich und dem Verdampferbereich des Wärmerohres 3 keinerlei Beeinträchtigung erfährt.As the detailed representation of the connection area of the two sections 4 and 5 in FIG. 2 shows, the ends to be connected to one another are designed such that they can be plugged into one another. The left in the drawing section 4 has a ver compared to the rest of the tube cross-section larger inside diameter with a paragraph 6 , while the associated counterpart of the second part 5 is provided in the connecting area with an overall enlarged outer diameter with an annular inner recess 7 . The end region of the section 4 engages in this recess 7 , the two sections 4 and 5 of the heat pipe 3 being able to be pushed into one another to such an extent that the inner wall region of the section 5 on the right in the drawing rests on the shoulder 6 . At this point, a felt ring 8 is inserted between the two sections 4 and 5 , which have the same inner diameter and also the same capillary structure on the inner wall. This ensures that the capillary flow between the condenser area and the evaporator area of the heat pipe 3 is not adversely affected.

Durch einen Dichtring 10, der in einer im Bereich der Ausnehmung 8 befindlichen Ringnut 9 des in der Zeich nung rechten Teilstückes 4 liegt, wird überdies der Innenbereich des Wärmerohres 3 gegenüber der Umgebung druckfest abgedichtet. Somit wird erreicht, daß trotz der Tatsache, daß das Wärmerohr 3 aus zwei Teilstücken 4 und 5 zusammengesetzt und dadurch leicht zu trennen ist, in seinem Innern stets die für eine optimale Funktion erforderlichen Bedingungen gegeben sind.Through a sealing ring 10 , which is located in a recess 8 in the annular groove 9 of the right in the drawing voltage portion 4 , the inner region of the heat pipe 3 is also sealed pressure-tight from the environment. It is thus achieved that despite the fact that the heat pipe 3 is composed of two sections 4 and 5 and is therefore easy to separate, the conditions necessary for optimal function are always present in its interior.

Claims

1. Arrangement for the transfer of heat in the form of a heat pipe, which is arranged between a heat source and a heat sink located at a distance therefrom and which consists of at least two sections, each having one end firmly connected to the heat source or the heat sink and which are releasably connected to one another, characterized in that the end regions of the two sections ( 4, 5 ) to be connected to one another are designed such that they can be plugged into one another, the end region of one of the sections ( 4, 5 ) being provided with an annular recess ( 7 ), into which the associated end region of the second section ( 4 ) can be inserted in a form-fitting manner and wherein a transition element ( 8 ) is arranged between the two sections ( 4, 5 ) of the heat pipe ( 3 ) in the region of the inner wall and that between the overlapping end regions of the sections at least ( 4, 5 ) a sealing ring ( 10 ) is arranged.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the transition element ( 8 ) consists of a felt ring.