DE3850364T2 - Wärmerohr und Verfahren zur Herstellung. - Google Patents

Wärmerohr und Verfahren zur Herstellung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Wärmerohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Ein derartiges Verfahren und ein Wärmerohr sind zum Beispiel aus der JP-A-57-100 91 bekannt.
  • Um ein Wärmerohr herzustellen, wird herkömmlicherweise ein Docht, wie eine Metallgaze, durch einen offenen Endabschnitt von der Außenseite auf der inneren Wandung des elementaren, hohlförmigen Wärmerohrs aufgebracht.
  • Jedoch ist dieses Verfahren umständlich, denn es ist schwierig, den Docht auf der gesamten inneren Wand gleichförmig aufzubringen. Des weiteren ist es nicht leicht, zu überprüfen, ob oder ob nicht der Docht in korrekter Weise aufgebracht wurde. Es ist zudem schwierig, den Docht auf der inneren Wandung einer gerillten Röhre aufgrund ihrer gerillten Oberflächenform aufzubringen, was zur Verschlechterung der Wärmeübertragungseigenschaften führt. Genauer, wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Spalt K zwischen dem Durchmesser D des inneren Oberabschnitts und dem Durchmesser d des inneren Grunddurchmessers vorhanden, was eine Verschlechterung der Wärmeübertragungseigenschaften zur Folge hat (in Fig. 1 ist der Docht durch die Kreuzschraffierung dargestellt)
  • Die JP 57-10091 des Anmelders offenbart die Herstellung eines Wärmerohrs mit einem Metallstreifen und Übereinanderlegen mit einem Dochtstreifen. Auf dem Metallstreifen sicher befestigte Aufteilungselemente stehen auf dem Docht in vorgegebenen Abständen.
  • Die JP 58-11387 des Anmelders offenbart das Herstellen eines Wärmerohrs durch Zusammenschweißen der Längskanten eines Metallbandes, wobei dann das Rohr über einen gerippten Bolzen gezogen wird, um axiale Nuten auf der Innenwandung des Rohrs einzuformen.
  • Bei der Erfindung wird eine Dochtschicht auf der einen Oberfläche eines Metallbands aufgebracht und fixiert, ohne daß ein Spalt zwischen der Metalloberfläche gebildet wird und danach wird das Band gerollt, so daß die Oberfläche mit der Dochtschicht als Innenwandung dient, wodurch eine Rohrform geformt wird, und dann die Rohrwandung gerillt bzw. geriffelt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Situation gemacht und es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wärmerohr zu schaffen, auf dessen innerer Oberfläche bzw. Wandung ein Docht vollständig und gleichförmig aufgebracht ist und ein Verfahren zur Herstellung des Wärmerohrs, bei dem ein einfacher Herstellungsprozeß benutzt wird.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs geschaffen, das durch den Riffelungsschritt des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein mit Nuten geriffeltes Wärmerohr geschaffen, das durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 8 definiert ist.
  • Diese Erfindung kann mit der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden. Es zeigt:
  • Fig. 1 ein konventionell geriffeltes Wärmerohr;
  • Fig. 2 eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmerohrs;
  • Fig. 3 bis 5 Anordnungen, die zum Formen einer Dochtschicht auf einem Metallband genutzt werden;
  • Fig. 6 eine Rillungsvorrichtung für rillenartige Muster in einem Wärmerohr; und
  • Fig. 7 bis 10 rillenartige Muster, die auf einem Wärmerohr eingeformt sind.
  • In Fig. 2 ist eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmerohrs gezeigt, bei der ein Metallband von einer Rolle in einer konventionellen Zuführeinrichtung (nicht gezeigt) abgerollt wird. Das Metallband 1 wird als Endprodukt in ein Wärmerohr umgeformt. Das Metallband 1 ist aus Kupfer, Aluminium, Eisen oder eisenlosem Stahl hergestellt und hat eine Breite von 30 bis 450 mm und eine Dicke von 0,2 bis 2,0 mm.
  • Das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Dochtelement, das ein Band umfaßt, auf dem ein faseriges Dochtmaterial aufgeklebt ist. Das Dochtelement 2 wird in direkten Kontakt mit einer der Oberflächen des Metallbands 1 gebracht und darauf befestigt, um eine Dochtschicht 21 zu bilden. Die Dochtschicht 21 hat eine kapillare Wirkung und das Dochtmaterial beinhaltet eine organische oder nichtorganische Metallfaser, Glasfaser, tierische/pflanzliche Faser, synthetische Harzfaser oder dergleichen. Die Dochtschicht 21 kann hergestellt werden, indem das faserige Dochtmaterial auf dem Band verteilt wird. Die Dochtschicht 21 kann ebenso hergestellt werden, indem die oben erwähnte Faser in ein Netz, Vlies oder poröses Material geformt wird.
  • Um das Dochtelement 2 auf einer der Oberflächen des Metallbands 1 anzubringen, wird das Dochtelement 2 in eine Rolle in einer Zuführvorrichtung (nicht gezeigt) aufgerollt, in der gleichen Weise wie ein Metallband 1 und wird hiervon mit der gleichen Geschwindigkeit als die Zufuhrgeschwindigkeit des Metallbands 1 abgerollt, um es mit einer der Oberflächen des Metallbands 1 in direkten Kontakt zu bringen und darauf aufzukleben.
  • Um das Dochtelement 2 auf dem Band 1 aufzukleben, wird Kleber 23 von einer Düse 22 zugeführt und auf der Oberfläche des Metallbands 1 aufgesprüht. Wenn das Dochtelement 2 aufgebracht ist, werden vorteilhafterweise Preßroller 24 benutzt.
  • Das Bezugszeichen 3 bezeichnet Formrollen, von denen jede das Metallband 1 in eine Rohrform formen, nachdem es dem oben genannten Prozeß unterworfen worden ist, so daß die Dochtschicht 21 als eine innere Oberfläche dient. Jeder der Formrollen 3 hat eine gekrümmte Form, um das Metallband 1 in eine Rohrform umzuformen.
  • Eine Anzahl von Paaren von sich gegenüberliegenden Formrollen 3 sind entlang der Transportrichtung des Metallbands 1 angeordnet. Jede der Rollen 3 hat eine gekrümmte Konfiguration und ist um die Achse vertikal drehbar. Jedoch können die Rollen 3 in anderer Art angeordnet sein, wie zum Beispiel in einer Staffelung. Die Krümmungen der Paare der Formrollen 3 können die gleichen sein, jedoch werden vorteilhafterweise die Krümmungen mit dem Fortschreitens des Metallbands 1 in dem Rohrformprozeß gewechselt.
  • Zum Beispiel könnte die erste Stufe der Formrollen 3 einen großen Kurvenradius haben und der Radius wird mit zunehmendem Fortschreitens des Verfahrene allmählich auf eine Größe reduziert, die mit dem Rohrdurchmesser übereinstimmt. Die Rollen 3 können eine andere als die oben genannte Form haben, und könnten in einer anderen Richtung als die vertikale Richtung axial getragen sein.
  • Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Schweißeinrichtung, zum Schweißen der gegenüberliegenden Kanten 10 am Beginn der Formung des Wärmerohrs 41. Eine Schweißelektrode der Schweißeinrichtung 31 ist direkt über den gegenüberliegenden Kanten 10 angeordnet, um die gegenüberliegenden Kanten 10 zusammenzuschweißen. Hierbei ist zu bemerken, daß ein Prozeß zum Kühlen des Rohrs direkt nach dem Schweißen hinzugefügt werden könnte, so daß die bereits aufgebrachte Dochtschicht 21 nicht zerstört wird.
  • Das mittels des oben genannten Prozesses hergestellte Rohr kann als Endprodukt hergenommen oder weiter gerillt bzw. gewellt werden.
  • Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Riffelungs- oder Wellenmaschine zum Einformen von Rillen oder wellenartigen Profilen. Das Profil sorgt für eine Flexibilität auf der äußeren Oberfläche des Wärmerohrs 41 und hält die Arbeitsflüssigkeit in dem Wärmerohr. Detaillierter umfaßt die Riffelungsmaschine 4 eine kleine Scheibe 401, die drehbar entlang der äußeren Oberfläche 42 des Wärmerohrs 41 gepreßt wird und einen Ring 402, der die Scheibe darin hält und der entlang der äußeren Oberfläche 42 des Wärmerohrs 41 gedreht wird. Der Ring 402 wird durch eine Drehscheibe 403, die darauf angeordnet ist, gedreht.
  • Die kleine Scheibe 401 hat eine gerundete äußere Form. In diesem Fall wird, wenn der Ring 402 gedreht wird, die kleine Scheibe 401 ebenso gedreht, während es auf das elementare Wärmerohr 41 gepreßt wird. Wodurch ein sanftes, schraubenförmig gewelltes Profil auf der äußeren Oberfläche des elementaren Wärmerohrs 41 mit konstanter Schraubenganghöhe eingeformt wird.
  • Wenn die kleine Scheibe 401 eine flache äußere Form hat, kann ein riffel- oder wellenartiges Profil geformt werden.
  • Wird ein riffel- oder wellenartiges Profil durch die Riffelungsmaschine 4 geformt, während das sich bewegende Wärmerohr 41 zeitweilig gestoppt wird, kann ein welliges oder riffelungsartiges Profil, das sich in Umfangsrichtung erstreckt, auf der äußeren Oberfläche des Wärmerohrs 41 erhalten werden.
  • Wird das Anpressen der kleinen Scheibe 401 bezüglich dem elementaren Wärmerohr 41 gestoppt, können weder wellige noch rillenartige Profile geformt werden. Wenn das Anpressen periodisch bzw. intermittierend ausgeführt wird, kann ein welliges oder rillenartiges Profil intermittierend auf der äußeren Oberfläche des elementaren Rohrs 41 eingeformt werden. Genauer kann ein welliges oder rillenartiges Profil wie benötigt auf einem willkürlichen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Rohrs 41 geformt werden.
  • Die Art des Transports des elementaren Rohrs kann wie gewünscht modifiziert werden. So könnte zum Beispiel das elementare Rohr konstant, regelmäßig oder unregelmäßig weiterbefördert werden. Des weiteren kann das Rillenformmittel in Übereinstimmung mit dem Transport des elementaren Rohrs versetzt werden.
  • Das wie oben beschrieben geformte Rohr kann normalen Prozessen, wie zum Beispiel Schneiden des Wärmerohrs, Einspritzung einer Arbeitsflüssigkeit, Abdichten beider Enden und dergleichen, unterwerfen werden, was das Wärmerohr vervollständigt.
  • Die Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, bei denen die Dochtschicht 21 auf dem Metallband 1 aufgebracht ist.
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Dochtelement 2 aus Metall hergestellt ist, wie zum Beispiel einer Metall-Gaze. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Dochtelement 2 in eine bandartige Form vorgeformt und wird von einem Zustand, in dem es zusammengerollt war, zugeführt und mit einem sich bewegenden Metallband 1 übereinandergelegt.
  • Punktschweißelektroden 201 sind auf beiden Seiten des sich bewegenden Pfades des Metallbands 1 angeordnet, so daß das bandartige Dochtelement 2 auf dem Metallband 1 angebracht und durch die Punktschweißelektroden 201 darauf fixiert wird. In diesem Fall ist vorteilhafterweise das Dochtelement 2 durch Rollen 24 gegen das Metallband 1 gepreßt, wie in dem obigen Ausführungsbeispiel. Dies gilt auch für die folgenden Ausführungsbeispiele.
  • Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Dochtelement 2 ein Pulver ist oder aus Partikeln oder sehr feinen Fasern besteht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Dochtelement 2 in einem Trichter angesammelt. Das Dochtelement 2 kann aus einem der Bestandteile Pulver, Partikel oder sehr feinen Fasern oder auch aus einer Kombination hiervon bestehen.
  • Vor dem Aufbringen des Dochtelements 2 auf dem Metallband 1 wird ein Kleber auf der Oberfläche des Metallbands l aufgebracht, wie zum Beispiel ein Kunststoffband durch Düsen 5. Das Dochtelement 2 wird zu der zugehörigen Oberfläche durch zum Beispiel Aufbringen zu dem Trichter 202 zugeführt, wodurch das Dochtelement 2 auf der Oberfläche des Bands 1 aufgebracht und fixiert wird.
  • Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Dochtelement 2 ein organisches oder anorganisches festes Material umfaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das feste Dochtelement 2 durch die Düse 205 aufgeschmolzen, hartgelötet oder aufgeschweißt und das Pulver wird auf der Oberfläche des Metallbands 1 aufgebracht und fixiert.
  • Fig. 6 zeigt eine Riffelungsmaschine zum Einformen von nutenartigen Profilen auf der Oberfläche des Wärmerohrs 41 entlang seiner Längsrichtung. Die Riffelungsmaschine 501 hat eine hohle Ringform und eine geeignete Anzahl von kleinen Scheiben 502 in ihrem hohlen Abschnitt, von denen jede eine Nutenformungsfunktion gegen den Mittelpunkt hat.
  • Wenn das Wärmrohr 41 bewegt wird, während die Riffelungsmaschine 501 nicht dreht, können Nuten entlang der Längsrichtung des elementaren Rohrs 41 eingeformt werden. Wenn die Riffelungsmaschine 501 sich in Umfangsrichtung dreht, können schraubenförmige Nuten eingeformt werden.
  • Die Fig. 7 bis 10 sind Längsquerschnitte von nutenartigen Profilen, die in dem elementaren Rohr 41 eingeformt sind. Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem jede Ecke des Grundabschnitts der Nut keinen Krümmungsradius hat und Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem jede Ecke einen Kurvenradius R hat.
  • Die Fig. 9 und 10 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Breite E des Oberabschnitts unterschiedlich von der Breite e des Muldenabschnitts ist. In den Fig. 7 bis 9 hat jeder sich von dem Oberabschnitt zu dem Muldenabschnitt erstreckender Abschnitt eine senkrechte Wand, aber in der Fig. 10 hat jeder Abschnitt eine geneigte Wand.
  • Gemäß den obigen Ausführungsbeispielen kann eine Dochtschicht gleichförmig und dauerhaft auf der gesamten inneren Wandung des Wärmerohrs aufgebracht und fixiert werden, wodurch die Wärmeeigenschaften des Wärmerohrs verbessert werden.
  • Genauer gesagt, wird der Kontaktzustand der Dochtschicht nicht beeinflußt, sogar wenn die Behandlung und Verformung danach ausgeführt werden, da eine Dochtschicht auf einem Metallband aufgeformt wird, bevor es in eine Rohrform gebracht wird.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Zuführen eines Bandes (1) von einem Bandroller;
- Formen einer Dochtschicht (21) auf der einen Oberfläche des zugeführten Bands;
- Formen des Bands mit der Dochtschicht darauf in eine Rohrform (41), bei der die Dochtschicht auf der gesamten inneren Wandung des Rohrs fest aufgebracht ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrwandung geriffelt wird, um auf der Wandung des Rohrs eine Anzahl von sich längserstreckenden oder schraubenförmigen Nuten zu bilden, von denen jede die Form einer Mulde annimmt mit Wänden und einem Muldenboden und einer Ecke zwischen jeder Wand und dem Muldenboden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein Netz, Gewebe oder Vlies aus organisch oder anorganischer Faser als eine Hauptkomponente umfaßt und die Dochtschicht auf dem zugeführten Band durch Kleben, Aufschmelzen, Hartlöten oder Aufschweißen aufgebracht und fixiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein organisches oder anorganisches Pulver oder Partikel umfaßt und auf dem zugeführten Band durch Klebung oder Aufschmelzen aufgebracht und fixiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) eine organische oder anorganische feine Faser umfaßt und auf dem zugeführten Band durch Klebung oder Aufschmelzen aufgebracht und fixiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) eine Mischung von organischem oder anorganischem Pulver und einer feinen Faser umfaßt und auf dem zugeführten Band durch Klebung oder Aufschmelzen aufgebracht und fixiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein organisches oder anorganisches festes, lineares Element oder Pulver oder eine Kombination hiervon umfaßt und auf dem zugeführten Band durch Aufsprühen aufgebracht und fixiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengehörigen Kanten des Bandes mit der darauf aufgeformten Dochtschicht durch Schweißen oder Kleben verbunden werden, um ein Rohr zu bilden.
8. Wärmerohr mit einem Rohr (41), das aus einem an seinen gegenüberliegenden Kanten verbundenen Band (1) und einem Dochtabschnitt (21), der auf der Innenwandung des Rohrs geschaffen und fixiert ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr geriffelt ist, um eine Anzahl von sich längserstreckenden oder schraubenförmigen Nuten auf der Wandung des Rohrs zu schaffen, wobei jede der Nuten die Form einer Mulde annimmt, mit Wänden und einem Muldenboden und einer Ecke zwischen jeder Wand und dem Muldenboden.
9. Wärmerohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) ein Metallband ist.
10. Wärmerohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) ein Kupfer-, Aluminium-, Eisen- oder eisenloses Stahlband ist.
11 Wärmerohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein Netz, ein Gewebe oder Vliesstoffaus organischer oder anorganischer Faser als Hauptkomponente umfaßt und auf dem zugeführten Band durch Klebung, Aufschmelzen, Hartlötung oder Speisung aufgebracht und fixiert ist.
12. Wärmerohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein organisches oder anorganisches Pulver oder Partikel oder feine Fasern umfaßt.
13. Wärmerohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) eine Mischung von einem organischen oder anorganischen Pulver und einer feinen Faser umfaßt.
14. Wärmerohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dochtschicht (21) ein organisches oder anorganisches festes lineares Element oder Pulver oder eine Kombination hiervon umfaßt.
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