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DE2252292A1 - Waermetransportvorrichtung - Google Patents

Waermetransportvorrichtung

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Publication number
DE2252292A1
DE2252292A1 DE2252292A DE2252292A DE2252292A1 DE 2252292 A1 DE2252292 A1 DE 2252292A1 DE 2252292 A DE2252292 A DE 2252292A DE 2252292 A DE2252292 A DE 2252292A DE 2252292 A1 DE2252292 A1 DE 2252292A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube wall
wire
wall part
heat transport
transport device
Prior art date
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Granted
Application number
DE2252292A
Other languages
English (en)
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DE2252292C3 (de
DE2252292B2 (de
Inventor
George Albert Apoloni Asselman
Adrianus Petrus Dirne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2252292A1 publication Critical patent/DE2252292A1/de
Publication of DE2252292B2 publication Critical patent/DE2252292B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2252292C3 publication Critical patent/DE2252292C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/04Heat-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
    • F28D15/046Heat-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
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49353Heat pipe device making

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Wärmetransportvorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine Wärmetransportvorrichtung mit
einem geschlossenen röhrenförmigen Behälter, mit einerseits einem ersten
Röhrenwandteil, andererseits einem zweiten Röhrenwandteil und einem dazwischen liegenden dritten Röhrenwandteil, wobei sich ein Wärmetransportmittel im Behälter befindet, das durch den ersten Röhrenwandteil hindurch
Il
Wärme von aussen aufnimmt unter Übergang von der flüssigen Phase in die
Dampfphase und durch den zweiten Röhrenwandteil hindurch Wärme nach aussen
Il
hin abgibt unter übergang von der Dampfphase in die flüssige Phase, wobei ferner im Behälter eine die Röhrenwand bedeckende Materialschicht mit
Kapillarstruktur zum Transport von kondensiertem Wärmetransportmedium vom zweiten zum ersten Röhrenwandteil vorhanden ist.
Vorrichtungen dieser Art sind aus den U.S.A. Patentschriften 3.229.759 und 3.402,767 bekannt. Mit derartigen häufig als Wärmerohre be-
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zeichneten Vorrichtungen können grosse Wärmemengen nahezu ohne TemperaturgefSlle transportiert werden, ohne dass eine Pumpvorrichtung und weitere sich bewegende Teile verwendet werden· Flüssiges Wärmetransportmedium, das am ersten Röhrenwandteil (Verdampfungszone) verdampft, bewegt sich in der Dampfphase zum zweiten Höhrenwand teil (Kondensationszone) infolge des dortigen niedrigeren Dampfdrucks wegen der etwas niedrigeren Temperatur an der Stelle. Der Dampf kondensiert am zweiten Röhrenwandteil unter Abgabe der Verdampfungswärme, wonach das Kondensat durch die Materialschicht mit der Kapillaretruktur hindurch aufgrund der Kapillarwirkung zum ersten Röhrenwandteil zurückgeführt wird, um dort erneut verdampft zu werden. Unterwegs passiert das Kondensat dabei den dritten Röhrenwandteil (Transportzone) .
Die Materialschicht mit Kapillarstruktur sorgt dafür, dass das Kondensat unter allen Umständen vom zweiten zum ersten Röhrenwandteil zurückströmen kann, mithin sogar entgegen der Schwerkraft und ohne Schwerkraftfeld.
In Wärmerohren dienen Gaze aus draht- oder bandförmigem Material häufig als Materialschicht mit Kapillarstruktur.
Ein Nachteil der Verwendung von Gazen ist, dass die Kondensattransportkapazität und mithin die Wärmetransportleistung der Vorrichtung hierdurch beschränkt wird. Dies wird dadurch verursacht, dass die sich quer zur Kondensattransportrichtung erstreckenden zahlreichen Drähte der Gazestruktur eine Strömung des Kondensats behindern.
Für den Transport von Kondensat werden ebenfalls häufig
eigens dazu in der Röhrenwand vorgesehene Nuten verwendet. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass es schwierig, zeitraubend und kostspielig ist, die Nuten mit der erforderlichen Genauigkeit in der Wand anzubringen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Wärmetransportvorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die eine ,,grosse Kondensattransportkapazität der Materialschicht mit der Kapillarstruktur mit einer einfachen urd preisgünstigen Herstellung und Konstruktion dieser Schicht verknüpft.
Um das angestrebte Ziel zu verwirklichen, ist die erfin-
dungsgemässe Wärmetransportvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht durch zumindest einen in Richtung der Röhrenachse schraubenlinienförmig gegen die Röhrenwand gewundenen Draht gebildet ist, der mit mehreren über die Länge des Drahts verteilten und quer zur Drahtachse verlaufenden Kapillarnuten versehen ist, die sich über zumindest denjenigen Teil des Drahtumfangs erstrecken, der der angrenzenden Röhrenwandfläche zugekehrt ist.
Die Nuten können auf einfache, zugängliche Art und Weise im Draht angebracht werden. Der mit Nuten versehene Draht kann danach schraubenlinienförmig aufgewickelt und im aufgewickelten Zustand genau passend in den röhrenförmigen Behälter eingeschoben werden. Es ist ebenfalls möglich, den Draht während des Wickeins gegen die Röhrenwand im Behälter unterzubringen.
So ist auf einfache Weise eine Materialschicht mit Kapillarstruktur erhalten, wobei sich die u.a. durch die Röhrenwand begrenzten Kapillarnuten im Draht im wesentlichen in der axialen Richtung, nämlich der Kondensattransportrichtung der Vorrichtung, erstrecken. Das vorliegende Nutensystem kann dabei dieselbe Kondensattransportkapazität wie Wärmetransportvorrichtungen mit axialen Nuten in der Behälterröhrenwand haben.
Selbstverständlich muss der Draht mit einer derartigen Steigung gewickelt werden, dass Spalten zwischen den Windungen nicht allzu
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gross werden. Bei zu grosser Spaltbreite bleibt dae Wärmetransportmediumkondensat nicht länger in der Kapillarstruktur gefangen, und die Wirkung der Vorrichtung wird gestört.
Bei einer günstigen Ausführungsform der erfindungagemässen
Vorrichtung liegen die Windungen des den dritten Rb'hrenwandteil bedeckenden Drahtteils miteinander in Berührung. Dies bietet einige Vorteile. Zunächst ist der Wickelvorgang für diesen Drahtteil einfacher, ausserdem bilden die sich aneinander anschliessenden Windungen eine geschlossene Fläche, die Mediumkondensat in der Transportzone von in dieser Zone befindlichem Mediumdampf trennt. Dadurch, dass eine freie Phasenkontaktflache zwischen dampfförmigem und flüssigem Wärmetransportmedium in der Transport zone fehlt, kb'nnen keine Flüssigkeitsteilchen aus der Materialschicht mit Kapillarstruktur durch Mediumdampf mitgeführt werden. Hierdurch bleibt eine grosge Wärmetransportkapazität erhalten.
Eine weitere günstige Ausführungsform der erfindungsgemässen Wärmetransportvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kapillarnuten in dem den ersten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil über den gesamten Drahtumfang erstrecken.
Bei dem die Verdampfungszone bildenden ersten Röhrenwandteil muss Wärmetransportmedium frei aus der Kapillarstruktur verdampfen können. Wenn nun der den ersten Röhrenwandteil bedeckende Drahtteil mit kreisförmigen Nuten versehen wird, wird der wickeltechnische Vorteil erzielt, dass die Windungen aneinander anliegen können, während das auf dem ersten Röhrenwandteil verdampfende Medium dennoch den Dampfraum frei erreichen kann, da die kreisförmigen Nuten für Offnungen in der aneinander angeschlossenen Reihe von Drahtwindungen sorgen.
Ebenso können sich entsprechend der Erfindung die Kapillar-
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nuten in dem den zweiten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil über den gesamten Drahtumfang erstrecken.
Mediumdampf muss frei an dem die Kondensationszone bildenden zweiten Röhrenwandteil kondensieren können* Dies bleibt der Fall, wenn die Windungen des den zweiten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteils anein-
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' ander anliegen, da die kreisförmigen Nuten wieder für Offnungen in der geschlossenen Reihe von Windungen sorgen.
Durch Anwendung der dargestellten Massnahmen ist es mithin möglich, eine Wärmetransportvorrichtung zu schaffen, bei der alle Drahtwindungen aneinander anliegen, wodurch die Vorrichtung sich besonders gut zur einfachen und preisgünstigen Massenherstellung eignet.
Eine weitere günstige Ausführungsform der erfindungsgemässen Wärmetransportvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarnuten in dem den ersten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil einen kleineren hydraulischen Durchmesser und Mittenabstand besitzen als die Kapillarnuten in dem den dritten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil.
Der hydraulische Durchmesser ist in diesem Rahmen als
4 x der Nut definiert· Da Je Draht-Längeneinheit in dem den ersten Röhrenwandteil (Verdampfungszone) bedeckenden Drahtteil verhältnismässig viele und kleine Nuten vorhanden sind, wird in bezug auf den den dritten Röhrenwandteil (Transportzone) bedeckenden und Verhältnismassig wenige und grosse Nuten enthaltenden Drahtteil eine grosse kapillare Saugkraft erzeugt, die treibende Kraft für den Kondensattransport. Die Strömungsverluste in der Transportzone sind dabei wegen der wenigen grossen Nuten gering.
Solches ist besonders vorteilhaft bei Wärmetransportvorrichtungen mit besonders langen Transportzonen und/oder Verdampfungszonen.
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Bei vielen kleinen und sich über den gesamten Drahtumfang
erstreckenden Nuten in der Verdampfungszone steht eine grosse Flüssigkeitsdampf-Phasenoberflache in dieser Zone zur Verfügung. Auf diese Weise sind ein grosser Wärmefluss (Wärmestrom je Einheit der Röhrenwandoberflache) in der Verdampfungszone und mithin verhältnismässig kleine Abmessungen des ersten Höhrenwandteils möglieh.
Ebenso können nach der Erfindung die Kapillarnuten in dem den zweiten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil einen kleineren hydraulischen Durchmesser und Mittenabstand haben als die Kapillarnuten in dem den dritten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil.
Wegen der verhältnismässig vielen und kleinen Nuten in dem den zweiten Röhrenwandteil, die Kondensationszone, bedeckenden Drahtteil wird eine grosse Kapillarkraft in dieser Zone erzeugt, die für den Transport von Kondensat zum dritten Röhrenwandteil, der Transportzone, sorgt. Da verhältnismässig wenige und grosse Nuten in der Transportzone vorhanden sind, erfolgt der Kondensattransport dahindurch leicht und nahezu ohne Strömungsverluste. Solches ist insbesondere vorteilhaft bei Wärmetransportvorrichtungen mit einer besonders langen Kondensationszone und/oder Transportzone.
Ferner ist in der Kondensationszone eine gute Abfuhr von Kondensat möglich, insbesondere dann, wenn durch die vielen und kleinen runden (ringförmigen) Nuten eine grosse Darapf-Flüssigkeitsphasenoberflache zur Verfugung steht.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Wärmetransportvorrichtung ist der schraubenlinienförmig gewundene Draht eine Schraubenfeder, die durch Federkraftwirkung an der Röhrenwand anliegt.
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Dies "bietet den Vorteil, dass sich eine zusätzliche Befestigung des Drahts an der Röhrenwand etwa durch Sinterung erübrigt.
Unter Umständen kann es jedoch geschehen, dass die Federkraft der Schraubenfeder unter Einfluss der häufig hohen Betriebstemperaturen der Wärmetransportvorrichtung derart abnimmt, dass die Anpresskraft zu gering wird und sich die Schraubenfeder beim Betrieb von der Röhrenwand löst. Demzufolge ist die Schraubenfeder nicht langer für die Rückfuhr von Kondensat brauchbar. Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird mithin gestört, während die Gefahr des Trockenkochens und des Einreissens des als Verdampfer wirksamen ersten Röhrenwandteils auftritt.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist bei einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Wärmetransportvorrichtung die Schraubenfeder innen hohl, enthält der geschlossene Hohlraum ein Füllmedium, dessen Druck zumindest bei Betriebstemperatur der Vorrichtung höher ist als der Druck im Behälter und bleibt die Schraubenfeder unter Einfluss des darüber herrschenden Druckunterschieds an die Röhrenwand gedruckt.
Ist die Wärmetransportvorrichtung ausser Betrieb und auf Zimmertemperatur, so braucht der Druck des Füllmediums in der Schraubenfeder nicht immer höher zu sein als der Druck, der in dem Fall im Behälter herrscht, sondern er kann ebensogross sein wie der Druck im Behälter oder sogar niedriger. Bei Zimmertemperatur genügt die Federkraft der Schraubenfeder meistens, um die Feder an die Röhrenwand gedrückt zu halten.
Der Druck im Behälter ist bei Zimmertemperatur übrigens meistens niedrig, da der Behälter häufig evakuiert wird, damit sich der Verdampfungskondensationsvorgang des Wärmetransportmediums gut entwickeln kann.
Als Füllmedium kommen allerhand Stoffe in Betracht, die bei
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Zimmertemperatur fest, flüssig oder gasförmig sein können, wenn nur der Dampf- bzw. Gasdruck dieser Stoffe in jedem Fall bei Betriebstemperatur der Vorrichtung und gegebenenfalls auch bei Zimmertemperatur höher ist als der Druck im Behälter.
Befindet sich etwa Natrium als Wärmetransportmedium in dem übrigens evakuierten Behälter, so kann als Füllmedium etwa Kalium oder Kalzium benutzt werden.
Bei einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Wärmetransportvorrichtung ist das Füllmedium ein inertes Gas. Dies bietet den Vorteil, dass dann, wenn die Schraubenfeder unverhofft undicht wird, keine chemischen Reaktionen zwischen dem Wärmetransportmedium und dem Füllmedium auftreten. Die Vorrichtung wird dann nicht beschädigt.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen der Wärmetransportvorrichtung, die schematisch und nicht masstabgerecht dargestellt sind, näher erläutert.
In Fig. 1a ist mit der Bezugsziffer 1 ein geschlossener zylindrischer Behälter mit einerseits einem ersten Rb'hrenwandteil 2 und andererseits einem zweiten Röhrenwandteil 3 angegeben, die durch einen dazwischen liegenden dritten RShrenwandteil 4 voneinander getrennt sind.
Der Behälter 1 enthält eine günstig gewählte Natriummenge als Wärmetransportmedium und ist im übrigen evakuiert.
An der zylindrischen Innenwand des Behälters 1 befindet
sich, ein in axialer Richtung des Zylinders schraubenlinienförmig gewundener Draht 5· Der Draht ist mit sich quer zur Drahtmitte über den halben Drahtumfang erstreckenden Nuten versehen, die der angrenzenden Röhrenwandfläche zugekehrt sind. Die Nuten im Draht sind in Fig. 1c näher dargestellt, die den Draht im Längsschnitt zeigt, und in Fig. 1d, in der ein Schnitt an der
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Stelle der Linie Id - Id von Fig. 1c dargestellt ist.
Die Windungen des Drahts 5 im Behälter 1 liegen in diesem Fall sehr dicht beisammen, so dass von sehr engen Spalten zwischen den Windungen die Rede ist.
Bei Betrieb nimmt flüssiges Natrium durch den als Verdampfer
wirksamen ersten Röhrenwandteil 2 hindurch Wärme aus einer nicht näher bett
zeichneten Wärmequelle auff wodurch dieses Natrium verdampft, über nacheinander die engen Spalten zwischen den Windungen des den ersten Röhrenwandteil 2 bedeckenden Drahtteils und den Kanal innerhalb der Drahtwindungen strömt danach Natriumdampf zum zweiten Röhrenwandteil 3 (Kondensor) infolge des dortigen niedrigeren Dampfdrucks wegen einer etwas niedrigeren Temperatur an der Stelle. Der Natriumdampf kondensiert unter Abgabe von Wärme an dem zweiten Röhrenwandteil. Das Kondensat strömt aufgrund der Kapillarwirkung unter Verwendung der Oberflächenspannung des Kondensats durch die Nuten im Draht 5 zum ersten Röhrenwandteil 2 zurück, um dort erneut verdampft zu werden. Der dritte Röhrenwandteil 4 bildet hierbei eine Transport zone.
Fig. 1b zeigt die Wärmetransportvorrichtung wieder in einem Querschnitt an der Stelle der Linie Ib-Ib von Fig. la.
Bei den Wärmetransportvorrichtungen nach den Fig. 2 bis sind für die der Vorrichtung nach Fig. 1 entsprechenden Einzelteile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Bei der 'Wärmetransportvorrichtung nach Fig. 2a liegen die
Windungen des Drahts 5 gut aneinander an. Die den ersten und zweiten Röhrenwandteil 2 und 3 bedeckenden Drahtteile besitzen Nuten, die sich über den gesamten Drahtumfang erstrecken, wie m Fig. 2c im Längsschnitt und in Fig. 2d im Querschnitt des Drahts näher, dargestellt ist. Der den dritten
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Röhrenwandteil 4 bedeckende Drahtteil hat demgegenüber Nuten, die sich lediglich über einen Teil des Drahtumfangs erstrecken. Der zuletzt genannte Drahtteil hat weniger und grÖ3sere Nuten als die den ersten und zweiten Röhrenwandteil 2 und 3 bedeckenden Drahtteile. Da alle Drahtwindungen aneinander anliegen, ist der Wickelvorgang sehr einfach. Die aneinander angeschlossene Reihe von Windungen an der Stelle des dritten Röhrenwandteils 4 bildet auf hervorragende Weise eine Trennwand zwischen Natriumkondensat und Natriumdampf. Der vom ersten zum zweiten Röhrenwandteil wandernde Natriumdampf kann keine Kondensattropfen vom dritten Röhrenwandteil 4 mitführen, was eine Verringerung der Wärmetransportleistung der Vorrichtung bedeuten würde. Durch die wenigen grossen Nuten im Drahtteil am dritten Röhrenwandteil 4 wird das hindurchströmende Kondensat geringe Strömungsverluste haben.
Die vielen kleinen, quer zur Drahtmitte über den Drahtumfang verlaufenden Nuten in dem den ersten Röhrenwandteil bedeckenden Draht-
Il
teil sorgen für Offnungen in der aneinander angeschlossenen Reihe von Windungen, so dass Natrium frei, über dieae Offnungen des betreffenden Wandteils verdampfen kann. Kerner sorgen sie für eine grosse Flussigkeifcaüampfphasenoberflache, so das j durch eine Oberflächeneinheit des Röhrenwandteils ein grosser Warmestrom geführt werden kann. Schliesslich rufen sie eine hohe kapillare Saugkraft hervor, die für den Kondensat transport sorgt.
Eint; entsprechende Ausführung form dos den zweiten Höhrenwandteil bedeckenden Draht;teils bietet als Vorteil eine leichte Abfuhr des
Il
Kondensats, ei tieryei fcs wt\';t;n der vielen Offnungen in der geschlossenen Reihe von Windungen und andererseits wegen der groasen kapillaren Saugkraft.
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Pig. 2b zeigt einen Querschnitt an der Stelle der Linie in der Verdampfungszone der Vorrichtung nach Pig. 2a.
Fig. 2c und 2d zeigen «jeweils im Längs- und im Querschnitt den mit kreisförmigen Nuten versehen Draht, der auf dem ersten und zweiten Röhrenwandteil 2 bzw. 3 vorhanden ist.
Die Wärmetransportvorrichtung nach Pig. 3 besitzt einen röhrenförmigen Behälter 1, der Teile mit unterschiedlichem Durchmesser besitzt und einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Anstelle eines schraubenlinienförmig gewundenen Drahts sind zwei Schraubenfedern 6 und vorhanden, die durch Pederkrafteinwirkung an die Behälterwände gedruckt bleiben. Die Schraubenfeder 6 bedeckt den ersten Röhrenwandteil 2, während die Schraubenfeder 7 den zweiten Röhrenwandteil 3 und den dritten Röhrenwandteil 4 bedeckt.
Die Schraubenfeder 6 hat über die gesamte Drahtlänge verteilt nur kreisförmige Nuten quer zur Drahtmitte; die Schraubenfeder 7 lediglich über den den zweiten Röhrenwandteil 3 bedeckenden Drahtteil.
Pig. 3b zeigt einen Querschnitt an der Stelle der Linie IHb-IIIb von Fig. 3a.
In Fig. 4a ist eine zylindrische Wärmetransportvorrichtung dargestellt, wobei der erste Röhrenwandteil 2 einen zylindrischen Raum begrenzt, der-innerhalb der Abmessungen der Wärmetransportvorrichtung liegt. Im übrigen ist die Vorrichtung gleich derjenigen nach Fig. 2.
Fig. 4b zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 4a an der Stelle der- Linie IVb-IVb.
Fig. 5 zeigt eine Wärmetransportvorrichtung, bei der sich im geschlossenen Behälter 1 eine Schraubenfeder 8 befindet, die mit über die ^fJ s am te Drahtlänge verteilten und sich quer, zur Drahtmitte erstrecken-
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den kreisförmigen Nuten versehen ist. Die Schraubenfeder θ ist innen hohl. Der Hohlraum 9 bildet einen geschlossenen Raum, in dem Argon als Füllmedium vorhanden ist. Beträgt die Betriebstemperatur der Wärmetransportvorrichtung etwa 110O0K, so beträgt der Dampfdruck des Natriums im übrigens evakuierten Behälter 1 540 Torr (1 Torr - 1 mm Quecksilberdruck). Durch eine günstig gewählte Argonmenge in der Schraubenfeder 8 wird erreicht, dass der Argondruck in der Feder bei der genannten hohen Temperatur höher ist als 450 Torr, beispielsweise 2 atm. Wenn die Federkraft der Schraubenfeder 8 bei der Betriebstemperatur von 11000K nicht ausreicht, um garantieren zu k8nnen, dass die Schraubenfeder an der Behälterwand liegen bleibt, wodurch die Wirkungsweise der Vorrichtung gestört werden würde, so sorgt der Unterschied im Druck über der Schraubenfeder 8 dafür, dass die Feder dennoch positiv an die Behälterwand gedrückt bleibt.Sollte die Schraubenfeder 8 Undichtigkeiten aufweisen, so wird das ausströmende Argon als inertes Gas keine chemischen Reaktionen mit dem Natrium bilden. Die Wärmetransportvorrichtung bleibt vor einer weiteren Beschädigung behütet. Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich allerhand andere Ausführungsformen der Wärmetransportvorrichtung neben den angegebenen möglich.
Bei der Verwendung mehrerer Drähte in einer Wärmetransportvorrichtung können diese Drähte unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Drähte mit verhältnismäseig kleinem Durchmesser könnten dann den ersten und zweiten Röhrenwandteil bedecken, während für den dritten RShrenwandteil ein Draht mit verhältnismässig grossem Durchmesser angewendet wird. Ferner können in einer Wärmetransportvorrichtung ein oder mehrere gewundene Drähte mit einer oder mehreren Schraubenfedern kombiniert werden.
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Claims (9)

-13- PHN. 5970. PATENTANSPRÜCHE ;
1.y t Wärmetransportvorrichtung mit einem geschlossenen röhrenförmigen Behälter, mit einerseits einem ersten Röhrenwandteil und andererseits einem zweiten Röhrenwandteil und einem dazwischen liegenden dritten Röhrenwandteil, wobei sich im Behälter ein Wärmetransportmedium befindet, das durch den ersten Röhrenwandteil hindurch Wärme von aussen aufnimmt
unter übergang von der flüssigen Phase in die Dampfphase und durch den
Il
zweiten Röhrenwandteil hindurch Wärme nach aussen abgibt unter übergang von der Dampfphase in die flüssige Phase, wobei ferner.im Behälter eine die Röhrenwand bedeckende Materialschicht mit Kapillaretruktur für den Transport von kondensiertem Medium vom zweiten zum ersten Röhrenwandteil vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht durch zumindest einen in Richtung der Röhrenachse schraubenlinienförmig gegen die Röhrenwand gewundenen Draht gebildet ist, der mit mehreren über die Länge des Drahts verteilten und quer zur Drahtmitte verlaufenden Kapillarnuten versehen ist, die sich zumindest über den Teil des Drahtumfangs erstrecken, der der angrenzenden Röhrenwandflache zugekehrt ist.
2. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen des den dritten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteils aneinander anliegen.
3. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kapillarnuten in dem den ersten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil über den gesamten Drahtumfang erstrecken.
4. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kapillarnuten in dem den zweiten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil über den gesamten Drahtumfang erstrecken.
5. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, oder 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarnuten in dem den ersten
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Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil einen kleineren hydraulischen Durchmesser und Mittenabstand besitzen als die Kapillarnuten in dem den dritten Rönrenwandteil bedeckenden Drahtteil.
6. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, 2 3, 4 oder 5i dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarnuten in dem den zweiten Rb'hrenwandteil bedeckenden Drahtteil einen kleineren hydraulischen Durchmesser und Mittenabstand besitzen als die Kapillarnuten in dem den dritten Röhrenwandteil bedeckenden Drahtteil.
7. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3» 4i 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der schraubenlinienförmig gewundene Draht eine Schraubenfeder ist, die durch Federkrafteinwirkung an der Röhrenwand anliegt,
8. Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder innen hohl ist, wobei der geschlossene Hohlraum ein FUllmedium enthält, dessen Druck zumindest bei Betriebstemperatur der Vorrichtung höher ist als der Druck im Behälter, und dass die Schraubenfeder unter Einfluss des Druckunterachiede an die Röhrenwand gedrückt bleibt.
9. Wärmetranaportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das FUllmedium ein inertes Gas ist.
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