DE3937136C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetransportvorrichtung mit einem Wärmerohr nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die bekannte Wärmetransportvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht (DE-A 27 53 660), ist für alle Arten von Anwendungen bestimmt, ist also einsetz­ bar zwischen jeder Art von Wärmequelle und Wärmesenke. Bei dieser Wärme­ transportvorrichtung ist das Schaltventil so eingestellt, daß die Tempera­ tur des Kondensationsbereichs durch eine selbsttätige Regelung auf einem mehr oder weniger konstanten Höchstwert begrenzt wird. Dazu weist das Schaltventil im Übergang von Verdampfungsbereich und Kondensationsbereich an der Innenwandung des Außenmantels einen ringförmig umlaufenden Ventil­ sitz, auf der im Kondensationsbereich liegenden Seite des Ventilsitzes eine wannenförmig gebogene, auf dem Ventilsitz abdichtend zur Anlage bringbare Ventilscheibe und ein über eine Betätigungsstange mit der Ventilscheibe verbundenes, im Verdampfungsbereich angeordnetes und am Außenmantel be­ festigtes Druckausdehnungsgefäß auf. Das Druckausdehnungsgefäß dient als Schaltantrieb für die Ventilscheibe und arbeitet druckabhängig und damit indirekt auch temperaturabhängig. Das Schaltventil wird umgangen von einer Druckausgleichsverbindung, die als Kapillare den Verdampfungsbereich und den Kondensationsbereich hinsichtlich der Gas-/Dampfströmung verbindet, nicht aber hinsichtlich der Flüssigkeits-Rückströmung.

Im übrigen ist es bekannt (JP-A 57-1 04 092 (1982)) bei einer Wärmetrans­ portvorrichtung ohne Druckausgleichsverbindung den Schaltantrieb des Schalt­ ventils als Schnappelement, nämlich als schraubenfederartiges Element aus Memorymetall auszuführen. Dieses Schnappelement wirkt auf einen kegelförmi­ gen Ventilkörper, der in einen entsprechend kegelstumpfförmigen Ventilsitz einschiebbar ist. Der Schaltantrieb in Form des Schnappelements sitzt hier im Kondensationsbereich, so daß hier ebenfalls eine Begrenzung der Tempera­ tur des Kondensationsbereichs auf einen bestimmten Höchstwert erfolgt. We­ gen Fehlens einer Druckausgleichsverbindung wird hier bei Überhitzung im Verdampfungsbereich und gleichwohl geschlossenem Schaltventil der Ventil­ körper entgegen der Kraft des Memorymetallelements aufgedrückt.

Schließlich ist es für sich bekannt (US-A 34 89 203), bei einem Schaltan­ trieb für ein Schaltventil in einem Wärmerohrsystem ein Bimetallelement zu verwenden.

Die eingangs erläuterte, bekannte Wärmetransportvorrichtung ist zwar hin­ sichtlich der Temperaturregelung im Kondensationsbereich zweckmäßig und kann auch ohne weiteres zu einer entsprechenden Temperaturregelung im Ver­ dampfungsbereich umgestaltet werden, aber konstruktiv so aufwendig, daß sie als Massenprodukt nicht geeignet ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Wärmetransportvorrichtung konstruktiv so zu vereinfachen, daß sie als Massenprodukt zu geringem Preis herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Wärmetransportvorrichtung, bei der die zuvor aufge­ zeigte Aufgabe gelöst ist, ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 beschrieben.

Wesentlich ist zunächst, daß der Schaltantrieb ohne ein kompliziert aufge­ bautes Druckausdehnungsgefäß arbeitet und anstatt dessen ein Schnappele­ ment aufweist. Es handelt sich aber nicht um irgendein Schnappelement, son­ dern um ein solches in Form einer etwa quer im Außenmantel liegenden Schei­ be. Das ist eine optimal einfache Konstruktion, die einerseits hinsicht­ lich des Formänderungsverhaltens bei Temperaturveränderungen optimale Vor­ aussetzungen bietet, andererseits herstellungstechnisch extrem einfach ist. Da die beschriebene Funktionsweise der beanspruchten Wärmetransportvorrich­ tung lediglich eine temperaturabhängige Formänderung der Scheibe erfordert, gibt es auch funktionstechnisch hiermit keinerlei Probleme. Schließlich läßt sich eine erfindungsgemäß als Schaltantrieb für das Schaltventil die­ nende Scheibe sehr leicht im Wärmerohr anbringen, insbesondere da sie mit dem Außenrand großflächige Kraftübertragungsflächen zu Lagerzwecken bietet.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre ergeben sich aus den dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüchen.

Für die Ausführung der Scheibe geben die Ansprüche 2 und 3 Anregungen. Durch Selektion lassen sich Bimetallelemente ausreichend exakter Formände­ rungstemperatur beschaffen. Wenn es mit aggressiven Medien in Kontakt kommt, kann ein solches Bimetallelement mit einem Kunststoffüberzug ver­ sehen sein. Auch zwei unterschiedliche Schichten von Kunststoffmaterial können zum Charakter einer schnappenden Scheibe führen. Das Kunststoffma­ terial der beiden Schichten kann ein und dasselbe Material, jedoch ledig­ lich in unterschiedlicher Dichte, Einstellung od. dgl. sein, es kann sich aber auch um ein echtes Bikunststoffelement, also mit zwei Schichten un­ terschiedlichen Kunststoffs handeln. Polyestermaterial hat sich als beson­ ders zweckmäßig erwiesen. Schließlich eignen sich auch für die eingesetzte Scheibe Memorymetalle, die an sich bekannt sind.

Sofern rückströmendes flüssiges Kältemittel die Scheibe nicht anderweitig umgehen kann, empfiehlt sich die Ausgestaltung wie im Anspruch 4.

Besondere Ausführungsformen der Schwenkfassung für die Scheibe sind in den Ansprüchen 5, 6 und 7 dargestellt. Die als Schaltantrieb dienende Scheibe kann gemäß Anspruch 8 gleichzeitig als Ventilkörper des Schaltventils dienen, sie kann aber auch einen gesonderten Ventilkörper des Schaltven­ tils tragen, wie das an sich bekannt ist. Gerade eine Scheibe mit mittiger Durchtrittsöffnung für flüssiges Kältemittel eignet sich besonders als un­ mittelbarer Ventilkörper. Häufig wird man aber auch einen gesonderten Ven­ tilkörper auf die Scheibe aufsetzen, um optimale Dichtverhältnisse zu er­ zielen. Einem Ventilkörper ist regelmäßig auch ein Ventilsitz zuge­ ordnet. Weitere Ausgestaltungen dazu ergeben sich aus den Ansprüchen 9 bis 12. Zum Anspruch 12 ist zu bemerken, daß hier der Trichter die eigentliche Trennung zwischen Verdampfungsbereich und Konden­ sationsbereich bildet und der Austritt des Trichters mit dem Ventilkörper gemeinsam das Schaltventil bildet. Hier wird es häufig so sein, daß die Scheibe jedenfalls keine mittige Durchtrittsöffnung aufweist, sondern daß auf andere Weise dafür gesorgt ist, daß das flüssige Kältemittel sich im Verdampfungsbereich optimal verteilen kann.

Die auch im Stand der Technik schon vorhandene Druckausgleichsverbindung ist dann, wenn sich die als Schaltantrieb dienende Scheibe im Verdampfungs­ bereich befindet, von besonderer Bedeutung. Es kann sonst nämlich gesche­ hen, daß die in Schließstellung befindliche Scheibe bei Überschreiten der oberen Grenztemperatur im Verdampfungsbereich nicht in Öffnungsstellung schnappen kann, weil der durch die Temperaturerhöhung im Verdampfungsbe­ reich erhöhte Innendruck nicht überwunden werden kann. Das kann aber nicht auftreten, wenn die besagte Druckausgleichsverbindung vorhanden ist. Beson­ dere Ausgestaltungen dazu sind Gegenstand der Ansprüche 13 bis 16, wobei insbesondere der Ausführung als Dampfröhrchen im Trichter eine besondere Bedeutung zukommt. Jedenfalls wird mit dem zuletzt erläuterten Dampfröhr­ chen ohne weiteres erreicht, daß flüssiges Kältemittel durch das Dampf­ röhrchen nicht zurückfließen kann, jedenfalls so lange nicht, wie sich der Spiegel des im Kondensationsbereich gehaltenen flüssigen Kältemittels un­ terhalb der oberen Eintrittsöffnung des Dampfröhrchens befindet. In jedem Fall empfiehlt sich eine Gestaltung der Druckausgleichsverbindung, die einen Wärmetransport durch Kältemitteltransport soweit wie möglich verhin­ dert.

Hinsichtlich des Betriebs kann es sich empfehlen, daß die obere Grenztem­ peratur nur wenig höher liegt als die untere Grenztemperatur, also eine geringe Hysterese realisiert ist. Im übrigen sollte das Wärmerohr für manche Anwendungsfälle nicht die typische Form eines Rohres, also große Länge bei kleinem Durchmesser, aufweisen. Es empfiehlt sich vielmehr häufig die Gestaltung gemäß Anspruch 17.

Als Massenprodukt zu geringem Preis läßt sich das Wärmerohr ohne weiteres gemäß Anspruch 18 gestalten. Entsteht in einem Behälter, der hier dann die Wärmequelle bildet, im Betrieb Wärme, so kann diese ohne weiteres über das anstelle eines ansonsten vorhandenen Verschlußstopfen eingesetzte Wärme­ rohr abgeführt werden. In diesem Zusammenhang empfiehlt sich im übrigen die Gestaltung nach Anspruch 19.

Die zuvor erläuterte Konstruktion empfiehlt sich in besonderem Maße für den Einsatz bei einer Akkumulatorenbatterie, beispielsweise für Kraftfahrzeuge. Moderne Batterien für Kraftfahrzeuge werden immer kompakter. Gleichzeitig werden die Gehäuse zunehmend aus Kunststoff gefertigt. Die Verlustwärme­ dichte wird also höher, gleichzeitig wird der Wirkungsgrad, mit dem die Verlustwärme nach außen abgeführt werden kann, geringer. Für das optimale Arbeiten beispielsweise einer NiCd-Batterie ist es wichtig, daß die Arbeits­ temperatur zwischen 30°C und 35°C liegt. Oberhalb von 35°C ist eine NiCd- Batterie praktisch nicht mehr ladbar, unterhalb von 30°C ist der Entladungs- Wirkungsgrad zu schlecht. Hier schafft die erfindungsgemäße Wärmetransport­ vorrichtung auf höchst einfache, kostengünstige Weise Abhilfe, so daß ein besonderer Anwendungsfall für die erfindungsgemäße Wärmetransportvorrich­ tung eine Batteriekühlung ist.

Schon bei dem Stand der Technik, von dem die Lehre der Erfindung ausgeht, sind am Außenmantel im Kondensationsbereich und/oder im Verdampfungsbereich, insbesondere im Kondensationsbereich, Wärmetauscherplatten vorgesehen. Diese sind normalerweise als flanschartige Rippen am Außenmantel, der dann aus Kupfer oder dgl. besteht, angeschweißt. Eine kostengünstigere und für die Herstellung als Massenprodukt geeignetere Gestaltung ist Gegenstand von An­ spruch 20 mit Ausgestaltungen in den Ansprüchen 21 und 22. Eine montagetech­ nisch besonders zweckmäßige Ausführungsform, die gleichzeitig großflächige Wärmetauscherplatten zu verwenden erlaubt, ist Gegenstand von Anspruch 23.

Anspruch 24 definiert die besonders bevorzugte Verwendung der erfindungs­ gemäßen Wärmetransportvorrichtung als Kühlvorrichtung für eine Akkumulato­ renbatterie.

Im folgenden wird die Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch anhand der Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Prinzipdarstellung im Schnitt ein erstes Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Wärmetransportvorrichtung,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, ebenfalls im Schnitt, ein gegenüber Fig. 1 etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 in einer Fig. 1 ähnlichen Prinzipdarstellung ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmetransportvorrichtung,

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in einer Draufsicht von oben und

Fig. 5 eine Wärmetauscherplatte besonderer Gestaltung für einen be­ stimmten Anwendungsfall in Verbindung mit einer erfindungsge­ mäßen Wärmetransportvorrichtung.

Die in Fig. 1 in schematischer Darstellung zur besseren Verdeutlichung des Prinzips dargestellte Wärmetransportvorrichtung dient zum Wärmetransport von einer Wärmequelle 1 zu einer Wärmesenke 2 und weist dazu ein von der Wärmequelle 1 zu der Wärmesenke 2 hin ansteigend geführtes Wärmerohr 3 auf. In Fig. 1 ist das Wärmerohr 3 vertikal ansteigend zur Wärmesenke 2 geführt, das ist aber nicht zwingend, jede denkbare Neigung, die noch ein ansteigen­ des Wärmerohr 3 gewährleistet, reicht aus. Das Wärmerohr 3 weist einen Außenmantel 4 und eine Füllung von dampfförmigem/flüssigem Kältemittel 5 auf. Die weiteren Eigenheiten eines solchen Wärmerohrs ergeben sich aus dem Stand der Technik (DE-A 27 53 660), so daß hier auf weitere Hinweise ver­ zichtet werden kann.

Wesentlich ist, daß im Wärmerohr 3 ein zwischen dem der Wärmequelle 1 zu­ geordneten Verdampfungsbereich und dem der Wärmesenke 2 zugeordneten Kon­ densationsbereich wirksames Schaltventil 6 angeordnet ist. Das Schaltven­ til 6 kann zwei Schaltstellungen, nämlich eine Öffnungsstellung, in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, und eine Schließstellung, in Fig. 1 in durchge­ zogenen Linien dargestellt, einnehmen. Bei Überschreiten einer oberen Grenz­ temperatur schaltet das Schaltventil 6 in die Öffnungsstellung und bei Un­ terschreiten einer weiteren Grenztemperatur schaltet es in die Schließstel­ lung.

Ein Rückfluß von flüssigem Kältemittel 5 aus dem Kondensationsbereich 2′ in den Verdampfungsbereich 1′ ist in der Öffnungsstellung des Schaltven­ tils 6 möglich, wird in der Schließstellung hingegen verhindert.

In der Öffnungsstellung wirkt das Wärmerohr 3 ganz normal. In der Schließ­ stellung hingegen wirkt der Ventilkörper des Schaltventils 6 gewissermaßen als Kondensationsbereich. Das verdampfte Kältemittel 5 kann nämlich an die­ sem Ventilkörper wieder kondensieren, im gesamten Verdampfungsbereich 1′ stellt sich ein Temperaturgleichgewicht ein bis die Temperatur die obere Grenztemperatur wieder überschreitet und das Schaltventil 6 öffnet. Das geschieht hier nun dadurch, daß das Schaltventil 6 als Schaltantrieb eine bei Überschreiten der oberen Grenztemperatur und Unterschreiten der unte­ ren Grenztemperatur jeweils sprunghaft (schnappend) ihre Form ändernde, etwa quer im Außenmantel 4 liegende, tellerfederartig bzw. wannenförmig gebogene Scheibe 7 aufweist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Scheibe 7 ein Bimetallelement.

Es empfiehlt sich, daß die Auslenkung der Scheibe 7 mehr als 3 mm beträgt.

Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Scheibe 7 eine ge­ nau mittig angeordnete Durchtrittsöffnung 8 für flüssiges Kältemittel auf.

Im übrigen zeigt Fig. 1, daß die Scheibe 7 in einer am Außenmantel 4 ausge­ bildeten Schwenkfassung 10 gelagert ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 ist die Scheibe 7 mit dem Außenrand 9 in der Schwenkfassung 10 gelagert, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Scheibe 7 nahe dem Außenrand 9 in einer im Verdampfungsbereich 1′ angeordneten Schwenkfas­ sung 10 gelagert. Die Schwenkfassung 10 ist dort mit eingeschraubten bzw. eingesteckten Stützen im Verdampfungsbereich 1′ positioniert.

Im Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ist die Schwenkfassung 10 als den Außen­ rand 9 aufnehmender Block aus weichelastischem Material ausgeführt. Diese Gestaltung hat den Nachteil, daß die elastische Rückstellkraft des Blocks von der Scheibe 7 selbst, hier einem Bimetallelement, überwunden werden muß. Dies ist weniger problematisch beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 2, für das gilt, daß die Schwenkfassung 10 eine teilkugelförmige Nut ist. In diesem Fall könnte der Außenrand 9 ohne weiteres direkt in die Schwenkfas­ sung 10 eingreifen. Um hier eine Abdichtung zu gewährleisten und gleich­ zeitig eine von Kantenpressungen befreite Lagerung zu erzielen ist hier am Außenrand 9 ein der Schwenkfassung 10 angepaßtes Dichtungs- und Lager­ profil 11 angebracht. Das Dichtungs- und Lagerprofil 11 ist hier als Kunst­ stoffring mit U-Profil ausgeführt.

Fig. 1 zeigt, daß die Scheibe 7 hier gleichzeitig als Ventilkörper des Schaltventils 6 ausgeführt ist. Die Formänderung der Scheibe 7 bewirkt au­ ßer dem für den Schaltantrieb 6 charakteristischen Weg auch die für eine Ventilfunktion wesentliche Lagerung. Das wird hier ausgenutzt. Konstruktiv natürlich eine sehr einfache Lösung.

In Fig. 3 trägt die Scheibe 7 einen zusätzlichen Ventilkörper 12, der als Puffer aus elastisch abdichtendem Material ausgeführt ist.

Insbesondere dann, wenn die Scheibe 7 gleichzeitig den Ventilkörper bil­ det, bedarf die Gestaltung eines Ventilsitzes 12′ einer besonderen Sorg­ falt. Im Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ist der Ventilsitz 12′ für die als Ventilkörper dienende Scheibe 7 als Anlagepuffer aus elastisch abdichten­ dem Material ausgeführt. Dabei ist der Ventilsitz 12′ auf die Mitte des Außenmantels 4 zentriert und die Kältemittel-Durchtrittsöffnung 8 in der Mitte der Scheibe 7 angeordnet.

Entgegen dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel zeigt das Ausführungs­ beispiel aus Fig. 3, daß hier der Ventilsitz 12′ am Austritt eines zum Kon­ densationsbereich 2′ hin divergierenden, den Kondensationsbereich 2′ vom Verdampfungsbereich 1′ abdichtend trennenden Trichters 12′′ ausgebildet ist.

Dabei kommt hier der Ventilkörper 12 in Form des Puffers am Ventilsitz 12′ abdichtend zur Anlage.

In beiden Ausführungsbeispielen wird durch das in Fig. 1 und Fig. 3 ange­ deutete Hochschnappen der Scheibe 7 das Schaltventil 6 geschlossen.

In allen Ausführungsbeispielen ist zwischen dem Verdampfungsbereich 1′ und dem Kondensationsbereich 2′ zumindest eine auch in Schließstellung des Schaltventils 6 offene Druckausgleichsverbindung 13 vorgesehen. In Fig. 2 ist dabei angedeutet, daß in der Scheibe 7 als Druckausgleichsverbindung 13 hier mehrere feine Druckausgleichsöffnungen vorgesehen sind. Die Druckaus­ gleichsverbindung 13 muß sich nicht zwingend in der Scheibe 7 befinden, al­ ternativ oder zusätzlich ist auch die Ausbildung von Druckausgleichsöffnungen im Ventilsitz möglich. Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, das insoweit dadurch gekennzeichnet ist, daß die Druckausgleichsverbindung 13 als langgestrecktes Dampfröhrchen ausgeführt ist, wobei dieses Dampfröhr­ chen hier in den Trichter 12′′ etwa senkrecht stehend eingesetzt ist. Das hier eingesetzte Dampfröhrchen als Druckausgleichsverbindung 13 hat seinen im Kondensationsbereich 2′ befindlichen Eingang stets oberhalb jeder denk­ baren Oberfläche eines Spiegels flüssigen Kältemittels, so daß auf sehr einfache Weise eine Rückströmung von flüssigem Kältemittel bei geschlosse­ nem Schaltventil 6 unmöglich gemacht ist.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das Wärmerohr 3 nicht die typische Form eines Rohres, sondern die Länge des Kondensationsbereichs 2′ des Wärmerohrs 3 und der Durchmesser des Wärmerohrs 3 sind etwa gleich groß.

Beide Ausführungsbeispiele aus Fig. 1 und 3 sind solche, bei denen das Wär­ merohr 3 als in eine angepaßte Öffnung, insbesondere in eine Deckenöffnung eines Akkumulators, einsetzbarer Verschlußstopfen ausgeführt ist. Dazu weist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Außenmantel 4 eine Abstufung 14, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine Eindrehung 14 auf.

Im in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Außenman­ tel 4 im Kondensationsbereich 2′ und im Verdampfungsbereich 1′ Wärmetau­ scherplatten 15 vorgesehen. Die Wärmetauscherplatten 15 sind in einem auf dem Außenmantel 4 angebrachten, auf den Außenmantel 4 klemmend aufgesteckten Sprengring 16 zusammengefaßt. Der Sprengring 16 mit den Wärmetauscherplat­ ten 15 kann ohne weiteres als einteiliges Stanzteil ausgeführt sein. Im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel - Fig. 4 - erkennt man, daß der Sprengring 16 auf den Außenmantel 4 des Wärmerohrs 3 unter Federspannung aufgesetzt ist, er könnte auf den Außenmantel 4 auch aufgeschrumpft sein. Wesentlich ist eine innige Verbindung von Sprengring 16 und Außenmantel 4, um einen guten Wärmeübergang zu realisieren.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf den Außenmantel 4 auch im Ver­ dampfungsbereich 1′ ein Sprengring 16 mit Wärmetauscherplatten 15 aufge­ steckt. Das hat den Nachteil, daß der Sprengring 16 nach Einstecken des mit der Abstufung 14 versehenen Außenmantels 4 von oben her von unten her ge­ gengesteckt werden muß. Montagetechnisch einfacher ist es, wenn das Wärme­ rohr 3 von oben her in das Gehäuse eingeschoben werden kann. Dies ist dann möglich, wenn die Wärmetauscherplatten 15 im Verdampfungsbereich 1′ groß­ flächig ausgeführt, aber so gestaltet sind, daß sie ohne weiteres durch die Öffnung im Gehäuse hindurchgeführt werden können. Eine Möglichkeit, wie sich das realisieren läßt, zeigt Fig. 5. Hierbei gilt, daß die im Verdamp­ fungsbereich 1′ am Außenmantel 4 angebrachten Wärmetauscherplatten 15 als in der Hauptebene, also der die Längsachse einschließenden Mittelebene, des Wärmerohrs 3 oder parallel zu dieser liegende, bogenförmige Elemente ausge­ führt und nur auf einem Teil des Außenumfanges des Verdampfungsbereichs ange­ ordnet sind.

Die Kühlung des Außenmantels 4 mit den Wärmetauscherplatten 15 im Konden­ sationsbereich 2′ kann im bevorzugten Anwendungsfall einer Batteriekühlung durch die normale, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs ohne­ hin vorliegende Luftströmung erfolgen, es können aber auch besondere Luft­ leiteinrichtungen und ggf. ein besonderer Ventilator oder dgl. vorgesehen sein.

Grundsätzlich könnte die Scheibe 7 im Verdampfungsbereich 1′ wie im Konden­ sationsbereich 2′ des Wärmerohrs 3 angeordnet sein, die erfindungsgemäße Anwendung gemäß der Darstellung im Oberbegriff von Anspruch 1 läßt aber eine Anordnung im Verdampfungsbereich 1′ bevorzugen, wie das in den Aus­ führungsbeispielen dargestellt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zeigt im übrigen im Kondensationsbe­ reich 2′ des Wärmerohrs 3 noch eine Einfüllöffnung 17 zum Einfüllen des Kältemittels. Diese wird später durch einen Verschlußstopfen verschlossen. Die Schwenkfassung 10 ist hier an Tragstreben 18 angebracht, die in einem von unten her in den Außenmantel 4 eingesetzten Verschlußdeckel 19 einge­ schraubt sind. Das ist herstellungstechnisch zweckmäßig.

Claims (24)

1. Wärmetransportvorrichtung mit einem von einer Wärmequelle (1) zu einer Wärmesenke (2) hin ansteigend geführten Wärmerohr (3), wobei das Wärme­ rohr (3) einen Außenmantel (4) und eine Füllung von dampfförmigem/flüssi­ gem Kältemittel (5) aufweist, wobei im Wärmerohr (3) ein zwischen dem der Wärmequelle (1) zugeordneten Verdampfungsbereich (1′) und dem der Wärme­ senke (2) zugeordneten Kondensationsbereich (2′) des Wärmerohrs (3) wirk­ sames Schaltventil (6) angeordnet ist, wobei das Schaltventil (6) zwei Schaltstellungen - eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung - auf­ weist und bei Überschreiten einer oberen Grenztemperatur in die Öffnungs­ stellung und Unterschreiten einer unteren Grenztemperatur in die Schließ­ stellung schaltet, wobei ein Rückfluß von flüssigem Kältemittel (5) aus dem Kondensationsbereich (2′) in den Verdampfungsbereich (1′) in der Öffnungsstellung möglich, in der Schließstellung aber verhindert ist und wobei zwischen dem Verdampfungsbereich (1′) und dem Kondensationsbe­ reich (2′) zumindest eine auch in Schließstellung des Schaltventils (6) offene Druckausgleichsverbindung (13) vorgesehen ist und, vorzugsweise, die Druckausgleichsverbindung (13) im Kondensationsbereich (2′) erheb­ lich oberhalb des Schaltventils (6) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (6) als Schaltantrieb eine bei Überschreiten der oberen Grenztemperatur und Unterschreiten der unteren Grenztemperatur jeweils sprunghaft (schnappend) ihre Form ändernde, etwa quer im Außenmantel (4) liegende, tellerfederartig bzw. wannenförmig gebogene Scheibe (7) aufweist und daß die Scheibe (7), insbesondere mit dem Außenrand (9), in einer am Außenmantel (4) ausgebildeten oder anderweit im Außenmantel (4), insbeson­ dere im Verdampfungsbereich (1′), angeordneten Schwenkfassung (10) gela­ gert ist.

2. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7) ein ggf. mit einem Kunststoffschutzüberzug versehenes Bi­ metallelement ist.

3. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe ein zwei unterschiedliche Schichten aufweisendes Kunststoff­ element, insbesondere ein Bikunststoffelement ist.

4. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Scheibe (7) mindestens eine, vorzugsweise mittig an­ geordnete Durchtrittsöffnung (8) für flüssiges Kältemittel aufweist.

5. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Außenrand (9) der Scheibe (7) ein der Schwenkfas­ sung (10) angepaßtes Dichtungs- und Lagerprofil (11) angebracht ist.

6. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwenkfassung (10) eine Nut mit teilkreisförmigem Querschnitt ist.

7. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwenkfassung (10) als den Außenrand (9) aufnehmender Block aus weichelastischem Material ausgeführt ist.

8. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Scheibe (7) gleichzeitig als Ventilkörper des Schalt­ ventils (6) ausgeführt ist oder einen Ventilkörper (12) des Schaltven­ tils (6) trägt, sowie ein entsprechender Ventilsitz (12′) vorgesehen ist.

9. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12′) für den Ventilkörper als Anlagepuffer aus elastisch abdichtendem Material ausgeführt ist.

10. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12) als am Ventilsitz (12′) zur Anlage kommender Puffer aus elastisch abdichtendem Material ausgeführt ist.

11. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12′) auf die Mitte des Außen­ mantels (4) zentriert und die Kältemittel-Durchtrittsöffnung (8) in der Mitte der Scheibe (7) angeordnet ist.

12. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12′) für den Ventilkörper (12) am Austritt eines zum Kondensationsbereich (2′) hin divergierenden, den Kondensationsbe­ reich (2′) vom Verdampfungsbereich (1′) abdichtend trennenden Trichters (12′′) ausgebildet ist.

13. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Scheibe (7) als Druckausgleichsverbindung (13) mehrere feine Druckausgleichsöffnungen vorgesehen sind.

14. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz mehrere feine Druckausgleichsöffnungen, vorzugsweise in Form von mäanderförmig geführten, engen Druckausgleichskanälen aufweist.

15. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Druckausgleichsverbindung (13) als lang­ gestrecktes Dampfröhrchen ausgeführt ist.

16. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das die Druckausgleichsverbindung (13) bildende Dampfröhrchen in den Trichter (12′′) etwa senkrecht stehend eingesetzt ist.

17. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kondensationsbereichs (2′) des Wärme­ rohrs (3), vorzugsweise die Länge des gesamten Wärmerohrs (3), und der Durchmesser des Wärmerohrs (3) etwa gleich groß sind.

18. Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (3) als in eine angepaßte Öffnung, ins­ besondere eine Deckenöffnung eines Akkumulators, einsetzbarer Verschluß­ stopfen ausgeführt ist.

19. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (4) eine Abstufung oder Eindrehung (14) aufweist.

20. Wärmetransportvorrichtung, wobei am Außenmantel (4) im Kondensations­ bereich (2′) und/oder im Verdampfungsbereich (1′) Wärmetauscherplatten (15) vorgesehen sind, nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherplatten (15) in einem auf dem Außenmantel (4) ange­ brachten, vorzugsweise auf den Außenmantel (4) klemmend aufgesteckten Spreng­ ring (16) zusammengefaßt sind.

21. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (16) als einteiliges Stanzteil ausgeführt ist.

22. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sprengring (16) auf den Außenmantel (4) aufgeschrumpft ist.

23. Wärmetransportvorrichtung, wobei am Außenmantel (4) im Kondensations­ bereich und/oder im Verdampfungsbereich Wärmetauscherplatten (15) vorge­ sehen sind, nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verdampfungsbereich am Außenmantel (4) angebrachten Wärmetau­ scherplatten (15) als in der Hauptebene, also der die Längsachse ein­ schließenden Mittelebene, des Wärmerohrs (3) oder parallel zu dieser liegende, bogenförmige Elemente ausgeführt und nur auf einem Teil des Außenumfanges des Verdampfungsbereiches angeordnet ist.

24. Verwendung einer Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 als Kühlvorrichtung für eine Akkumulatorenbatterie.