DE3029078A1 - Waermeleitfaehigkeitsvorrichtung mit waermerohren oder thermosiphonen - Google Patents
Waermeleitfaehigkeitsvorrichtung mit waermerohren oder thermosiphonenInfo
- Publication number
- DE3029078A1 DE3029078A1 DE19803029078 DE3029078A DE3029078A1 DE 3029078 A1 DE3029078 A1 DE 3029078A1 DE 19803029078 DE19803029078 DE 19803029078 DE 3029078 A DE3029078 A DE 3029078A DE 3029078 A1 DE3029078 A1 DE 3029078A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat
- ribs
- thermosiphon
- heat exchange
- thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0283—Means for filling or sealing heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
- Y10T29/49353—Heat pipe device making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 08 D-8 MÜNCHEN S9 · WIDEN MAYERSTRASSE 4Θ
BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER
Europäische Atomgemeinschaft
(EURATOM) DIPL.-.Νβ. EKKEHARD KÖRNER
Berlin, den 29. Juli 198O
Wärmeleitfähigkeitsvorrichtung mit Wärmerohren oder Thermosiphonen
(Priorität: Großbritannien Nr. 7926436 vom 30. Juli 1979)
15 Seiten Beschreibung mit
7 Patentansprüchen
8 Blatt Zeichnungen
MP - 27 627
130 0 08/0 882
BERLIN: TELEFON (O3O) Θ312Ο88 MÜNCHEN: TELEFON (O80) 326085
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmerohre und Thermosiphone und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich,
auf solche, die bei der Rückgewinnung von Abwärme Verwendung finden.
Thermosiphone sind verwandt mit Wärmerohren und sind beschrieben in "Heat Pipes", 2. Auflage, von P. D. Dunn und
D. A. Reay, veröffentlicht 1978 von Pergamon Press, Oxford, England,, und New York, USA, und auf diese Veröffentlichung
sei zwecks ausführlicher Information verwiesen. Thermosiphone sind, kurz gesagt, Vorrichtungen zur Leitfähigkeit von Wärme
in einer im wesentlichen senkrechten Richtung durch die Wirkung der Verdampfung und der darauffolgenden Kondensation
einer Flüssigkeit in einem im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Rohr, wobei Sieden der Flüssigkeit am Boden des
Rohrs stattfindet und Kondensation am oberen Ende des Rohrs eintritt, von dem aus das Kondensat zum unteren Ende des
Thermosiphons durch die Schwerkraft zurückgeführt wird. Im Falle eines Wärmerohrs wird das Kondensat durch Kapiliarkräfte
zurückgeführt, die durch Kapillarnuten oder einen Docht geschaffen werden können, so daß ein Wärmerohr verwendet werden
kann, um Wärme in einer Vielfalt von Richtungen zu leiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmeleitfähigkeitsvorrichtung
mit einem Wärmerohr oder einem Thermosiphon vorgesehen, bei dem wenigstens ein Abschnitt der Innenfläche
desselben derart geformt ist, daß eine von derselben ausgehende Dünnfilm-Verdampfung gefördert wird. Die geformte
Innenfläche kann auch so angeordnet sein, daß eine Dünnfilm-Kondensation auf derselben gefördert wird.
-U-
130008/0882
-S-
Die geformte Innenfläche kann eine Vielzahl von sich in einer Richtung entlang der Länge der Vorrichtung erstreckenden
Nuten aufweisen.
Die Nuten liegen wünschenswerterweise zwischen Rippen, die einen dreieckigen, halbrunden oder rechteckigen Querschnitt
aufweisen können, oder werden von Rippen mit parallelen Seiten und abgerundeten Spitzen begrenzt.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise so gestaltet, daß zwei flache, sich in Längsrichtung erstreckende äußere Abschnitte
in paralleler Beziehung geschaffen werden.
Durch eine Vielzahl von Wärmeaustauschflächen, die eine Vielzahl
von Durchlässen in paralleler Beziehung bilden und mit der Thermovorrichtung thermisch leitend verbunden sind,
kann ein Wärmeaustauschmodul geschaffen werden, wobei die Durchlässe für einen Luftstrom durch dieselben quer zur
Richtung der Länge der Thermovorrichtung angeordnet sind. Die Thermovorrichtung ist wünschenswerterweise zwischen die
Wärmeaustauschflächen geschichtet.
Dip Erfindung schließt des weiteren einen Wärmeaustauscher-Zusammenbau
ein, der aus einer Vielzahl dieser Moduln besteht, die mit den Thermovorrichtungen derselben in paralleler
Beziehung zusammen gebündelt sind, wobei um benachbarte Moduln herum ein elastomerer Dichtungsstreifen angeordnet ist, um
die Moduln und dadurch den Zusammenbau in zwei abdichtend getrennte Abschnitte für den Wärmeaustausch zwischen den
Abschnitten über die Thermovorrichtungen derselben zu unterteilen.
130008/0882
Die große Mehrheit, wenn nicht gar sämtliche Literatur über Wärmerohre behandelt das Sieden im heißen Teil des
Rohrs und die Kondensation im kalten Teil. Wo der Begriff "Verdampfung" (evaporation) verwendet wird, ist der
Ausdruck gleichbedeutend mit "Sieden" und wird nicht in seinem wahren Zusammenhang verwendet. Sieden ist ein
Prozeß, bei dem der Wärmefluß durch die Wand und quer
durch den flüssigen Film auf der Innenseite der Wand ausreicht, um einen Temperaturunterschied zu bewirken, der
groß genug ist, um Verdampfungskeimstellen und Dampfbildung an der Wand und innerhalb der Flüssigkeit zu fördern.
Verdampfung ist ein Prozeß, bei dem der Wärmefluß durch Leitung über den flüssigen Film übertragen werden kann,
wobei die Verdampfung an der Oberfläche des Films eintritt.
Bei der Abwärmerückgewinnung liegt der begrenzende Faktor in dem Temperaturunterschied zwischen Heiß-, und Kaltgasströmen,
der häufig so gering wie 30 C ist. Um eine Rückgewinnung
von Abwärme zu erreichen, muß Wärme aus dem Heißgas beispielsweise auf eine Rippe eines Wärmeaustauschers,
von der Rippe durch Leitung auf die Wärmerohrwand und durch die Wärmerohrwand, von der Wärmerohrwand über den
Siedeprozeß in den Dampfinnenraum des Wärmerohrs, mittels Dampfstroms das Wärmerohr hoch, quer durch den Kondensationsfilm
im kalten Ende des Wärmerohrs, durch Leitung über die Wärmerohrwand auf die Rippen des Wärmeaustauschers
im Kaltgasstrom und dann in den Kaltgasstrom selbst übertragen werden. Daher ist es für einen wirtschaftlichen
Wärmeaustauscher notwendig, daß die mit der übertragung innerhalb des Wärmerohrs verbundenen Temperaturunterschiede
tatsächlich sehr gering sind.
130008/0882
Bei den unteren Temperaturbereichen (30 /50 C) liegt die zum Einleiten des Siedens notwendige überhitzungswärme
in der Größenordnung von 10° bis 3O0C, was der Mehrheit
der für den Wärmeübergang aus dem Heiß- auf die Kaltgasströme zur Verfügung stehenden Antriebskraft äquivalent
ist, mit der Folge, daß der Siedeprozeß wahrscheinlich nicht beginnt oder daß, wenn er doch beginnt, der Wärmeübertragungskoeffizient
niedrig sein wird.
Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten durch die Verwendung eines Wärmerohrs oder eines Thermosiphons, bei
dem der Kondensationsprozeß ein Nusselt-Dünnfilmprozeß ist
und das heiße Ende des Wärmerohrs oder Thermosiphons so ausgebildet ist, daß ein wahrer Verdampfungsprozeß ermöglicht
wird. Bei einem wahren Verdampfungsprozeß ist der Wärmeübertragungskoeffizient
umgekehrt proportional der Pilmdicke und steht in keinerlei Beziehung zu verfügbaren Temperaturunterschieden,
ausgenommen mittelbar durch Hydrodynamik. Daher werden bei dem bevorzugten Thermosiphon der Erfindung
zur Verdampfung und zur Kondensation Dünnfilmprozesse ver wendet, wobei die geformten Innenflächen des bevorzugten
Thermosiphons zur Folge haben, daß ein kleiner Anteil der Innenfläche zum Fördern der Rinnsal-Strömung der Masse des
Kondensats verwendet wird, um einen grösseren Anteil der Innenfläche mit einem dünnen Film des Kondensats mit einem
daraus folgenden verbesserten Wärmeübertragungskoeffizienten bedeckt zu lassen.
Die geformte Innenfläche eines Thermosiphons der Erfindung steht in völligem Gegensatz zu den Kapillarnuten eines
herkömmlichen Wärmerohr, das.die Kapillarnuten des Wärmerohrs einen Rückstrom des Kondensats unter der Wirkung der
in Strömungsrichtung wirkenden Oberflächenspannung ermöglichen,
130008/0882
während Oberflächenspannungseffekte quer zur Strömungsrichtung bei der Erfindung dazu verwendet werden, das
Kondensat in Rinnsale zu ziehen, um einen dünnen Kondensatfilm zwischen denselben zu belassen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeipielen des Erfindungsgegenstandes
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Thermosiphonmoduls;
Fig. la eine perspektivische Ansicht eines Thermosiphonmoduls,
der gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten abgewandelt ist;
Fig. 2 eine fragmentarische, perspektivische Ansicht in Richtung des Pfeils "A" in Fig. 1;
Fig. 2a eine fragmentarische Ansicht in Richtung des Pfeils "A" in Fig. la;
Fig. 3 eine fragmentarische Schnittansicht in einem vergrößerten
Maßstab auf der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 3a bis 3d fragmentarische Schnittansichten von veränderten Abschnitten der Ansicht in Fig. 3;
Fig. 3e eine Jhderung der Ansicht in Fig. 3;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Wärmeaustauscher-Zusammenbau,
der eine Anzahl der Thermosiphonmoduln nach Fig. 1 enthältj
130008/0882
Pig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeils "A" in Fig. 4;
Fig. 6 eine Teilschnittansicht auf der Linie VI-VI in Fig. 5 und
Fig. 7 eine Mittelschnittansicht eines Thermosiphons.
In den obigen Figuren haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
In Fig. 1 und 2 ist ein Thermosiphonmodul 10 dargestellt, der
einen Thermosiphon 11 und Wärmeaustauschelemente 12 und 13 aufweist,die jeweils mit einer jeweiligen von parallelen,
flachen Wänden 14 und 15 des Thermosiphons 11 verlötet sind,
wobei der Raum zwischen den Wärmeaustauschelementen 12, 13 an den Außenflächen derselben an jeder Seite des Thermosiphons
11 durch ein jeweiliges Kanalteil 16 verschlossen ist, dessen Außenfläche mit der der Wärmeaustauschelemente 12,
13 bündig ist. Jedes Wärmeaustauschelement 12, 13 ist mit drei Lagen von Rippen 19 aus Kupfer von gefalteter Form versehen ,
die sich zwischen Seitenplatten 20 aus Kupfer erstrecken und derart angeordnet sind, daß sie in einer zur Länge des
Thermosiphons 11 senkrechten Richtung liegen und daß Luft in dieser Richtung durch dieselben strömen kann. Ein Füllrohr
21 für eine (nicht dargestellte) Flüssigkeit erstreckt sich von einer oberen Endkappe 22 des Thermosiphons 11 aus, während
eine untere Endkappe 23 das untere Ende des Thermosiphons 11 verschließt.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Innenfläche des Thermosiphons so geformt ist, daß entlang den flachen Wänden 14, 15 desselben
eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten vorgesehen ist, die von einer parallelen Reihe von Rippen 26
- 9 130008/0882
mit dreieckigem Querschnitt begrenzt werden, welche jeweils einen vom Scheitelpunkt eingeschlossenen Winkel
von ungefähr 45° besitzen und einen Steg 27 zwischen benachbarten
Rippen 26 begrenzen.
Wie aus Fig. 4 bis 6, auf die nunmehr Bezug genommen wird, ersichtlich, ist eine Anzahl von Moduln 10 innerhalb eines
Metallgehäuses 28, wobei die Thermosiphone 11 derselben
aufrecht stehen, zu einem Bündel zusammengefaßt, um einen Wärmeaustauscher-Zusammenbau 30 zu bilden. Das Gehäuse 28
begrenzt einen quadratisch geformten Kanal 34 und hat an jedem
seiner Enden eine mittlere Leiste 35, wobei die jeweilige Leiste 35 an jedem Ende mit einer Halteplatte 36 verschweißt
ist, die durch (nicht dargestellte) Schrauben an einem Plansch 38 des Gehäuses 28 befestigt ist. Um die Mitte jedes
Moduls 10 ist ein Streifen 31 aus einem klebenden Gummidichtmittel, wie dem Silikongummi "SILASTIC" 732 RTV von
Dow Corning, angebracht, um gegen benachbarte Moduln 10 und gegen die Innenseite des Gehäuses 28 und die Leisten 35
anzuliegen, wodurch die Moduln 10 in dem Kanal 34 in einen
oberen Abschnitt 32 und einen unteren Abschnitt 33 unterteilt werden, die durch die Dichtungsstreifen 31 abdichtend
voneinander getrennt sind. Die Thermosiphone 11 der Moduln liegen an den unteren Enden derselben jeweils in Öffnungen
im Boden des Kanals 34 und springen an den oberen Enden derselben
jeweils über Öffnungen 39 im Dach des Kanals 34 vor,
wobei die Moduln 10 durch das (nicht dargestellte) Silikongummidichtmittel "SILASTIC" 732 RTV mit dem Gehäuse 28 abdichtend
verbunden sind. Die unteren Enden der Thermosiphone 11 werden durch einen Boden 4l geschützt, und ein abnehmbarer
Deckel 42, der durch Bolzen 43 am Gehäuse 28 befestigt ist,
schützt die oberen Enden der Thermosiphone 11. Tragaugen 29
- 10 -
130008/0882
-J-
an jeder Seite des Gehäuses 28 erleichtern die Handhabung des Zusammenbaus 30.
Während des Betriebs läuft bei dem in einen (nicht dargestellten) Wärmerückgewinnungskanal zur Gegenstrom-Abwärmerückgewinnung
in Richtung der Pfeile in Fig. 5 eingebauten Wärmeaustausch-Zusammenbau 30 warmes Abgas durch den unteren
Abschnitt 33 des Kanals 34 unterhalb der Leiste 35 und überträgt
Wärme auf die gefalteten Rippen 19 in dem unteren Abschnitt 33, von wo aus die Wärme durch die Thermosiphone 11
zu dem oberen Abschnitt 32 des Kanals 34 oberhalb der Leiste
geleitet wird, wo die Wärme auf die gefalteten Rippen 19 in dem oberen Abschnitt 32 und auf diese Weise auf die eintretende
kühle Luft übertragen wird.
In jedem Thermosiphon 11 wird die Wärme durch die Wärmeabsorption am unteren Ende des Thermosiphons 11 bei gleichzeitiger
Verdampfung der sich darin befindlichen Flüssigkeit und durch die Wärmedesorption am oberen Ende des Thermosiphons
11 bei gleichzeitiger Kondensation des Dampfes am oberen Ende geleitet. Die Masse des Kondensats aus dem oberen Ende des
Thermosiphons 11 wird durch Oberflächenspannungseffekte in die Ecken der Nuten 25 gezogen, wo das Kondensat in Rinnsalen
fließt und dadurch einen dünnen Flüssigkeitsfilm über den Stegen 27 beläßt, wo der dünne Film ohne Blasensieden verdampft,
während er über das untere Ende des Thermosiphons 11 nach unten fließt.
Die Rippen 26 des Thermosiphons 11 können so gewählt werden, daß sie für eine spezielle Anwendung geeignet sind; beispielsweise
können für eine Verwendung mit Wasser als Flüssigkeit in dem Thermosiphon 11 Rippen 26 in einer Höhe von ungefähr
- 11 -
130008/0882
-4t-
0,5 nun mit einer Teilung von etwa 1,51 nun verwendet werden,
damit zwischen benachbarten Rippen 26 ein flacher Steg 27 mit einer Breite von etwa 1,1 mm begrenzt wird. Die Rippen 26
können aber auch die Hälfte der vorerwähnten Teilung und Höhe aufweisen.
Die Anzahl der bei den Wärmeaustauschelementen 12, 13 verwendeten Lagen aus gefalteten Rippen 19 wird entsprechend der Anwendung,
beispielsweise zwei Lagen, wie bei dem Thermosiphonmodul 10a in Fig. la und 2a, auf die Bezug genommen werden kann, dargestellt
ist, ausgewählt, und der Modul 10a in Fig. la und 2a kann auf ähnliche Weise wie mit Bezug auf Fig. 4 bis 6 beschrieben
in einen Wärmeaustausch-Zusammenbau eingebaut sein.
Obwohl vorstehend dreieckige Rippen 26 beschrieben worden sind, können, wie z.B. in Fig. 3a, 3b, 3c und 3d dargestellt ist, auf
die verwiesen wird und von denen jede einen Abschnitt der Innenfläche eines Thermosiphons 11 zeigt, auch andere Formen Verwendung
finden. In Fig. 3a sind rechteckige Rippen 45 dargestellt,
die zwischen sich Stege 46 begrenzen, und bei einer Anwendung sind ungefähr 0,35 mm breite und 0,5 nun hohe Rippen
45 in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet, daß sie
etwa 1,14 mm breite Stege 46 begrenzen. Um alle Herstellungsschwierigkeiten, die mit der Einrichtung der Rippen 45 in Fig.
3a verbunden sein könnten, zu mindern, können die Spitzen der Rippen 45 abgerundet sein, wie in Fig. 3b dargestellt, auf die
Bezug genommen werden kann.
In Fig. 3c sind durch halbrunde Nuten 47b miteinander verbundene halbrunde Rippen 47a dargestellt, und in einem Beispiel könnten
die Rippen 47a und die Nuten 47b einen Radius von ungefähr 0,25 mm
haben. In Fig. 3d sind dreieckige Rippen 48 dargestellt, die jeweils einen eingeschlossenen Winkel von 90 und einen abgetfun-
- 12 -
130008/0882
-u-
deten Kamm besitzen und durch eine abgerundete Nute 49
miteinander verbunden sind, wobei die Rippen 48 ungefähr 0,5 mm hoch sind und die Nute 49 und der Kamm der Rippen 48
einen Radius von ca. 0,1 bis 0,15 mm aufweisen.
Falls erwünscht, können sich die Rippen auch, wie in Fig. 3e
gezeigt ist, entlang den gekrümmten Seiten des Thermosiphons 11 erstrecken, obwohl die Anordnung in Fig. 3 leichter zu
bilden ist und ihre Fähigkeit zur Wärmeleitung im Vergleich zu dem Thermosiphon 11 in Fig. 3e nicht wesentlich abnimmt.
Ein erfindungsgemäßer Thermosiphon 11 kann wie folgt aus Kupfer hergestellt werden:
Ein ovales Kupferrohr mit einer Bohrung, die etwas größer als die des benötigten Thermosiphons 11 ist, wird durch ein
herkömmliches Dornziehverfahren geformt, indem es durch ein (nicht dargestelltes) Gesenk oder zwischen (nicht dargestellten)
Profilwalzen hindurchgezogen und auf einen (nicht dargestellten) Profildorn gezogen wird, der in dem Hohlraum des
Gesenks oder zwischen den Walzen gehalten wird, wobei das Profil des Doms, während das Rohr auf den Dorn gezogen wird,
die benötigte Innenfläche des Thermosiphons 11, beispielsweise die in Fig. 3c oder 3d dargestellte, wiedergibt. Aus Fig. 7
geht hervor, daß bei dem dargestellten Thermosiphon Il das untere Ende eines Kupferrohrs 50,dem,wie vorstehend beschrieben,
mittels eines Dornziehverfahrens die erforderliche äußere und innere Form des Thermosiphons 11 verliehen wurde, von einer
unteren Endkappe 53 aus Kupfer und das obere Ende desselben von einer oberen Endkappe 52 aus Kupfer verschlossen ist,
von der aus sich ein Kupferrohr 51 erstreckt, wobei sowohl die obere 52 als auch die untere Endkappe 53 mit dem Rohr 50
- 13 -
130008/0882
-Mt-
hartverlötet sind und das Rohr 51 mit der oberen Endkappe TIG (wolframinertgas-)randverschweißt ist. Dann wird das Rohr
50 bis auf ein Vakuum von ungefähr 10 Torr evakuiert und im Anschluß daran soviel dreifach destilliertes und vakuumentgastes
Wasser über das Rohr 51 in das Rohr 50 eingespritzt, daß es etwa 10 % des Innenraums des Rohrs 50 einnimmt. Anschließend
wird in das Rohr 51 eine erste Bördelung 55 zum Bilden einer Kaltschweißung eingearbeitet, worauf eine zweite
Kaltschweißbördelung 56 folgt, wobei das (durch die strichpunktierte
Linie angedeutete) überschiessende Rohr 51 am Rand der zweiten Bördelung 56 entfernt wird, wonach die
zweite Bördelung 56 durch TIG-Randverschweißung abgedichtet
wird.
Ein Beispiel der Thermalleistung eines derartigen Thermosiphons 11 aus Kupfer wird im folgenden gegeben:
Länge
innere Nuten
innere Nuten
begrifflicher Innenflächenberexch (bei Außerachtlassung den projektierten
Flächenbereichs der Rippen)
Temperatur des Thermosiphons
Temperatur des Dampfes in dem
Thermosiphon
Thermosiphon
Wärmemengenübertragung pro Stunde
1 Meter dreieckige Rippen, wie in Fig. 3d dargestellt
0,ll4 Quadratmeter
warmes Ende kühles Ende 87,09°C
8l,O5°C • 2,81 kW
79,75 C
80,6l°C
-Ik-
130008/0882
Ein Wärmeaustausch-Zusammenbau mit achtundvierzig Moduln 10,
von denen jeder einen der vorerwähnten Thermosiphone 11 von einem Meter Länge hat, und in einer zwölf Moduln breiten χ
vier Moduln hohen Anordnung wurde wie folgt getestet:
Luftstrom (warmer Abzug) 1,^7 kg/sec
Luftstrom (kühle Zufuhr) 1,19 kg/sec
Temperatur
eintretender warmer Abzug - 80°C (trockene Wulst)/37°C
(nasse Wulst)
austretender warmer Abzug - 57°C (trockene Wulst)/33°C
(nasse Wulst)
eintretende kühle Zufuhr - 220C
austretende kühle Zufuhr - 54°C
austretende kühle Zufuhr - 54°C
Um eine Ansammlung von Staubpartikeln auf den Rippen 19 der Moduln 10 zu verhindern oder den Betrag derselben zumindest
zu verringern, können (nicht dargestellte) herkömmliche Filter für die eintretende warme Abzugs- und die kühle Zufuhrluft
vorgesehen werden.
Obwohl die Erfindung in bezug auf einen Thermosiphon beschrieben worden ist, der parallele Seiten aufweist, kann die Erfindung
auch in einem Thermosiphon unterschiedlicher, z.B. runder;
Querschnittsform enthalten sein, und eine alternative Anordnung kann zur Wärmeübertragung auf den und von dem Thermosiphon
verwendet werden. Weiterhin können, falls erwünscht, mehrere Thermosiphone 11 in einem einzigen Modul 10 für eine
spezielle Anwendung enthalten sein, oder es kann der Thermosiphon 11 der Erfindung in einer alternativen Wärmeübertragungs-
- 15 -
130008/0882
anordnung Verwendung finden oder aus einem alternativen Material wie Aluminium hergestellt sein.
Es sollte möglich sein, die Erfindung in ein einen Kapillardocht aufweisendes Wärmerohr für den Rücklauf des Kondensats
einzubauen, indem der Boilerabschnitt desselben so eingerichtet wird, daß eine Dünnfilmverdampfung des Kondensats
stattfindet.
Ma/MP - 27 627
130008/0882
Leerseite
Claims (7)
1. Wärmeleitfähigkeitsvorrichtung mit einem Wärmerohr oder
einem eine geformte Innenfläche aufweisenden Ther-mo siphon
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abschnitt (14,15) der Innenfläche desselben
derart geformt ist (26,45,47a,48), daß eine von derselben
ausgehende Dünnfilm-Verdampfung gefördert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,
daß die geformte Innenfläche eine Vielzahl von sich in einer Richtung entlang der Länge der Vorrichtung
(11) erstreckenden Nuten (25) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten (25) durch Rippen (26,45, 47a,48) von dreieckiger, rechteckiger oder halbrunder Form
begrenzt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippen (45,47a,48) abgerundete Spitzen und/oder abgerundete Rinnen zwischen benachbarten
Rippen (47a,48) aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß die Vorrichtung (11) so
ausgebildet ist, daß zwei äußere flache Abschnitte (14,15) in paralleler Beziehung vorgesehen sind, und daß die
geformte Innenfläche (26,45,47a,48) auf der Innenseite
jedes dieser flachen Abschnitte (14,15) vorgesehen ist.
130008/0882
6. Wärmeaustauschmodul, gekennzeichnet durch wenigstens eine Thermovorrichtung (11) nach
einem der Ansprüche 1 bis 5 und durch Wärmeübertragungsflächen
(19), die mit der Vorrichtung (Ii) thermisch leitend
verbunden und so ausgebildet sind, daß sie eine Vielzahl von Durchlässen für einen Luftstrom durch dieselben quer
zur Richtung der Länge der Thermovorrichtung (11) begrenzen.
7. Wärmeaustausch-Zusammenbau, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Wärmeautauschmoduln (10) nach
Anspruch 6, die mit den Thermovorrichtungen (11) derselben
im wesentlichen in paralleler Beziehung zusammen gebündelt sind, wobei um benachbarte Moduln (10) herum ein elastomerer
Dichtungsstreifen (31) angeordnet ist, um die Moduln (10) und dadurch den Zusammenbau (30) in zwei abdichtend getrennte
Abschnitte (32,33) für den Wärmeaustausch zwischen den Abschnitten (32,33) über die Thermovorrichtungen (11)
derselben zu unterteilen.
Wa/MP - 27 627 - 3 -
130008/0882
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB7926436 | 1979-07-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3029078A1 true DE3029078A1 (de) | 1981-02-19 |
Family
ID=10506857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803029078 Withdrawn DE3029078A1 (de) | 1979-07-30 | 1980-07-29 | Waermeleitfaehigkeitsvorrichtung mit waermerohren oder thermosiphonen |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4353415A (de) |
DE (1) | DE3029078A1 (de) |
FR (1) | FR2462682B1 (de) |
GB (1) | GB2054830B (de) |
IT (1) | IT1146942B (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5029389A (en) * | 1987-12-14 | 1991-07-09 | Hughes Aircraft Company | Method of making a heat pipe with improved end cap |
DE4330204C1 (de) * | 1992-12-08 | 1994-09-22 | Fritz Werner Praezismaschbau | Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Latentwärmespeicherzellen eines Kraftfahrzeug-Wärmespeichers |
US5737923A (en) * | 1995-10-17 | 1998-04-14 | Marlow Industries, Inc. | Thermoelectric device with evaporating/condensing heat exchanger |
US6935409B1 (en) | 1998-06-08 | 2005-08-30 | Thermotek, Inc. | Cooling apparatus having low profile extrusion |
US6234210B1 (en) * | 1999-02-05 | 2001-05-22 | Hudson Products Corporation | Elliptical heat pipe with carbon steel fins and bonded with zinc galvanizing |
US6293333B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-09-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Micro channel heat pipe having wire cloth wick and method of fabrication |
US6216343B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of making micro channel heat pipe having corrugated fin elements |
US9113577B2 (en) | 2001-11-27 | 2015-08-18 | Thermotek, Inc. | Method and system for automotive battery cooling |
US7857037B2 (en) * | 2001-11-27 | 2010-12-28 | Thermotek, Inc. | Geometrically reoriented low-profile phase plane heat pipes |
US20050098300A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-05-12 | Kenya Kawabata | Heat sink with heat pipes and method for manufacturing the same |
TW592033B (en) * | 2003-10-20 | 2004-06-11 | Konglin Construction & Mfg Co | Heat transfer device and manufacturing method thereof |
WO2006016442A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Sanbo Shindo Kogyo Kabushiki Kaisha | 結晶粒が微細化された銅基合金鋳物 |
CN100529637C (zh) * | 2004-09-01 | 2009-08-19 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 热管的制备方法 |
US7182128B2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-02-27 | Visteon Global Technologies, Inc. | Heat exchanger tube having strengthening deformations |
EP1930453B1 (de) * | 2005-09-30 | 2011-02-16 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | Aufgeschmolzene und erstarrte kupferlegierung die phosphor und zirkon enthält |
US8387250B2 (en) * | 2006-05-12 | 2013-03-05 | Cpumate Inc. | Method for embedding heat pipe into heat-conducting seat |
US20090113898A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Rocky Research | thermoelectric water chiller and heater apparatus |
US9121393B2 (en) | 2010-12-10 | 2015-09-01 | Schwarck Structure, Llc | Passive heat extraction and electricity generation |
FR3011986A1 (fr) * | 2013-10-10 | 2015-04-17 | Valeo Systemes Thermiques | Dispositif de controle thermique pour module de batterie de vehicule automobile, a cout maitrise, et procede de fabrication |
IL255877B (en) | 2017-11-23 | 2019-12-31 | Dulberg Sharon | A device for extracting water from the air, and for drying the air using high energy and methods for its production |
EP4043821B1 (de) * | 2021-02-12 | 2024-04-03 | ABB Schweiz AG | Rohling für eine wärmeübertragungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer wärmeübertragungsvorrichtung |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1451137A1 (de) * | 1963-11-09 | 1969-03-13 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Mit Innenlaengsrippung versehenes Rohr,insbesondere Kuehlrohr fuer kondensierenden Sattdampf |
US3402767A (en) | 1964-11-23 | 1968-09-24 | Euratom | Heat pipes |
DE1501505B2 (de) | 1965-02-08 | 1973-02-01 | Europaische Atomgemeinschaft Eura tom, Brüssel | Kapillarstruktureinsatz fuer waermeroehren und verfahren zur herstellung eines solchen einsatzes |
US3528494A (en) * | 1966-11-07 | 1970-09-15 | Teledyne Inc | Heat pipe for low thermal conductivity working fluids |
GB1275946A (en) | 1969-01-28 | 1972-06-01 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Apparatus for the conduction or exchange of heat |
BE779436A (fr) * | 1970-05-12 | 1972-06-16 | Q Dot Corp | Systeme d'echange de chaleur |
GB1343412A (en) * | 1970-06-30 | 1974-01-10 | Atomic Energy Authority Uk | Heat transfer tubes |
US3680189A (en) * | 1970-12-09 | 1972-08-01 | Noren Products Inc | Method of forming a heat pipe |
US3807493A (en) * | 1971-09-28 | 1974-04-30 | Kooltronic Fan Co | Heat exchanger using u-tube heat pipes |
GB1433541A (en) | 1973-07-24 | 1976-04-28 | Q Dot Corp | Thermol transfer device |
CA1007875A (en) * | 1974-04-22 | 1977-04-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Permafrost stabilizing heat pipe assembly |
US4116266A (en) * | 1974-08-02 | 1978-09-26 | Agency Of Industrial Science & Technology | Apparatus for heat transfer |
JPS5162901A (en) | 1974-11-25 | 1976-05-31 | Sandosutorando Hiito Toransufu | Denshisochonetsudentatsukozobutsu |
US4004441A (en) * | 1975-08-28 | 1977-01-25 | Grumman Aerospace Corporation | Process for modifying capillary grooves |
FR2380520A1 (fr) * | 1977-02-09 | 1978-09-08 | Dornier System Gmbh | Dispositif assurant le degazage d'un liquide parcourant des tubes de transmission de chaleur |
JPS5447159A (en) * | 1977-09-21 | 1979-04-13 | Toyota Motor Corp | Heat exchanger |
GB2025603B (en) | 1978-03-17 | 1982-12-01 | Curwen & Newberry Ltd | Heat exchange or heat transfer elements |
US4226282A (en) * | 1978-08-30 | 1980-10-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Heat exchange apparatus utilizing thermal siphon pipes |
-
1980
- 1980-07-24 US US06/171,791 patent/US4353415A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-07-24 GB GB8024312A patent/GB2054830B/en not_active Expired
- 1980-07-25 IT IT49344/80A patent/IT1146942B/it active
- 1980-07-29 DE DE19803029078 patent/DE3029078A1/de not_active Withdrawn
- 1980-07-30 FR FR8016855A patent/FR2462682B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2462682A1 (fr) | 1981-02-13 |
GB2054830B (en) | 1984-03-14 |
FR2462682B1 (fr) | 1986-09-19 |
US4353415A (en) | 1982-10-12 |
GB2054830A (en) | 1981-02-18 |
IT1146942B (it) | 1986-11-19 |
IT8049344A0 (it) | 1980-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3029078A1 (de) | Waermeleitfaehigkeitsvorrichtung mit waermerohren oder thermosiphonen | |
DE2657308C3 (de) | Querstrom-Wärmetauscher, mit einer Mehrzahl im wesentlichen identischer Platten, welche parallele Strömungswege bilden | |
DE69719489T2 (de) | Wärmetauscher | |
DE60011616T2 (de) | Wärmetauscher mit mehrkanalrohren | |
DE69428219T2 (de) | Plattenwärmetauscher | |
DE69312925T2 (de) | Plattenwärmetauscher | |
DE3720483C3 (de) | Wärmetauscher | |
EP1435503A2 (de) | Wärmeübertrager sowie Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug | |
DE2801076B2 (de) | Wärmeaustauscher bestehend aus Schichten von paarweise einander zugeordneten Wänden | |
DE2946804A1 (de) | Waermetauscher | |
DE69411677T2 (de) | Lamellenwärmetauscher, insbesondere Ölkühler für Kraftfahrzeug | |
DE2313117B2 (de) | Thermoelektrische einrichtung mit heizrohren als waermeaustauscher | |
DE69500676T2 (de) | Wärmetauscher | |
EP0180086B1 (de) | Ölkühler | |
DE2613747B2 (de) | Röhrenwärmetauscher | |
DE19807080A1 (de) | Geschichteter Wärmetauscher | |
DE60126381T2 (de) | Wärmeaustauschsmodul, insbesondere für Kraftfahrzeug, und Verfahren zu dessen Verwendung | |
DE3143332C1 (de) | Waermetauscher mit einem Iuftbeaufschlagbaren Buendel parallel verlaufender Rohre | |
DE3143334A1 (de) | Waermetauscher mit einem luftbeaufschlagbaren buendel parallel verlaufender rohre | |
DE3439300A1 (de) | Waermetauscher | |
DE19814028A1 (de) | Doppel-Wärmetauscher | |
DE3512891A1 (de) | Ladeluftkuehler fuer verbrennungskraftmaschinen | |
DE3011011A1 (de) | Plattenwaermetauscher | |
WO1985003564A1 (en) | Plate-shaped heat exchanger | |
DE3510277A1 (de) | Bruedenkondensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: MUELLER-BOERNER, R., DIPL.-ING., 1000 BERLIN WEY, |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |