DE3518008C2

DE3518008C2 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE3518008C2
Application number: DE19853518008
Authority: DE
Inventors: Christoph Kaup
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-18
Filing date: 1985-05-18
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2005-05-19
Also published as: DE3518008A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus einem Bündel von geschlossenen evakuierten und mit einem flüssigen Wärmetransportmedium gefüllten Wärmerohren.The invention relates to a heat exchanger consisting of a bundle of closed evacuated and with one liquid heat transfer medium filled heat pipes.

Aus dem DE-Prospekt der Firma Eberspächer, Q-dot-Wärmetauscher, Baureihe APT, Seite 1 bis 16, ist ein Wärmetauscher bekannt, der ein Bündel von geschlossenen, evakuierten und mit einem flüssigen Wärmetransportmedium gefüllten Wärmerohren aufweist, die unabhängig voneinander arbeiten. Im Abschnitt Funktion dieser Veröffentlichung ist die Wirkung dieses Bündels von unabhängig voneinander arbeitenden Wärmerohren beschrieben.From the DE brochure of the Eberspächer company, Q-dot heat exchanger, series APT, pages 1 to 16, is a Heat exchanger known, which is a bundle of closed, evacuated and with a liquid heat transfer medium filled heat pipes, which are independent of each other work. The function section of this release is the effect of this bundle of independently working heat pipes described.

Nachteilig ist bei diesem Wärmetauscher, daß die unabhängig voneinander arbeitenden Wärmerohre auch bei der Herstellung des Wärmetauschers jeweils unabhängig voneinander hergestellt werden. Dies bedeutet, daß jedes einzelne Wärmerohr evakuiert, mit dem flüssigen Wärmetransportmedium gefüllt und geschlossen werden muß. Auch bei der Entsorgung eines derartigen Wärmetauschers aus voneinander unabhängigen Wärmerohren muß jedes einzelne Wärmerohr geöffnet und entleert werden.The disadvantage of this heat exchanger is that it is independent heat pipes working from each other also during production of the heat exchanger manufactured independently of each other will. This means that every single heat pipe is evacuated, filled with the liquid heat transfer medium and closed must become. Even when disposing of such Heat exchanger from mutually independent heat pipes must each individual heat pipe can be opened and emptied.

Aus der US 16 90 108 ist ein Wärmetauscher bekannt, der von einem heißen Gas durchströmt wird. In diesem Wärmetauscher sind eine Vielzahl von einzelnen, voneinander unabhängigen Wärmerohren angeordnet, die jeweils evakuiert und hermetisch abgeschlossen sind und teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Durch die einzelnen Wärmerohre dieses Wärmetauschers erstreckt sich eine Flüssigkeitsleitung, mit deren Hilfe eine durch die Flüssigkeitsleitung fließende Flüssigkeit erhitzt werden kann.From US 16 90 108 a heat exchanger is known, the a hot gas is flowing through. In this heat exchanger are a large number of individual, independent from each other Heat pipes arranged, each evacuated and hermetic are completed and partially filled with a liquid are. Through the individual heat pipes of this heat exchanger extends a liquid line, with the help of which a liquid flowing through the liquid line can be heated.

In der US 16 90 108 ist eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauscher beschrieben, der gleichfalls ein Bündel von voneinander unabhängig arbeitenden Wärmerohren aufweist, die schräg verlaufend angeordnet sind. Der Wärmetauscher ist in zwei Bereiche durch eine Schottwand abgetrennt, wobei der eine Bereich von einem heißen Gas durchströmt ist, während der zweite Bereich von einem zu erhitzenden Gas durchströmt wird. Weiterhin ist eine Rohrleitung vorgesehen, die jeweils ein kurzes Stück in jedes einzelne Wärmerohr eingeführt ist und wieder aus dem Wärmerohr zurückgeführt ist, so daß die in dieser Rohrleitung fließende Flüssigkeit erhitzt werden kann.In US 16 90 108 another embodiment of a Heat exchanger described, which is also a bundle of has independently working heat pipes, which are arranged obliquely. The heat exchanger is separated into two areas by a bulkhead, whereby which is traversed by a hot gas while a gas to be heated flows through the second region becomes. A pipeline is also provided, each a short piece is inserted into each individual heat pipe and is returned from the heat pipe so that the liquid flowing in this pipe is heated can.

Aus der US 37 41 289 ist ein aus einem geschlossenen Kreislauf bestehendes Wärmerohr bekannt, das einen Kapillar-Verdampfer, einen sich daran anschließenden Leitungsabschnitt für den Dampf, eine sich daran anschließende Wärmesenke und einen sich daran anschließenden Leitungsabschnitt für die kondensierte Flüssigkeit hat. Der Leitungsabschnitt dient als Rückführleitung für die kondensierte Flüssigkeit zum Verdampfer und ist dazu mit einer Kapillar-Struktur versehen.From US 37 41 289 is a closed circuit existing heat pipe known that a capillary evaporator, an adjoining line section for the Steam, an adjoining heat sink, and one adjoining line section for the has condensed liquid. The line section serves as a return line for the condensed liquid to Evaporator and is provided with a capillary structure.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik wird zur Verringerung der Herstellungs- und Entsorgungskosten eines Wärmetauschers vorgeschlagen, die einzelnen Wärmerohre nach Art von kommunizierenden Röhren an ihren Enden miteinander zu verbinden. Based on this known prior art Reduction in manufacturing and disposal costs Heat exchanger suggested the individual heat pipes after Kind of communicating tubes at their ends with each other connect to.

Bei einem Wärmetauscher mit stehenden Wärmerohren sammelt sich daher das Wärmetransportmedium im Fuß der Wärmerohre, wobei der Flüssigkeitsspiegel bei allen Wärmerohren gleich hoch ist. Ein besonderer Vorteil während des Betriebes eines derartigen Wärmetauschers besteht insbesondere darin, daß ein Austrocknen eines einzelnen Wärmerohres bei thermischer Überlastung nicht möglich ist, da durch die kommunizierende Verbindung das Wärmetransportmedium aus den anderen Wärmerohren nachfließen kann.Collects in a heat exchanger with standing heat pipes therefore the heat transport medium in the foot of the heat pipes, where the liquid level is the same for all heat pipes is high. A particular advantage while operating a Such heat exchanger is in particular that drying out of a single heat pipe with thermal Overload is not possible because of the communicating Connect the heat transfer medium from the others Heat pipes can flow.

Vorteilhaft ragt zum Betrieb in schräger Lage der Wärmerohre das Verbindungsrohr zum nächst unteren Wärmerohr derart weit in das obere Wärmerohr ein, daß sein freies Ende den Flüssigkeitsspiegel des Wärmetransportmediums im Wärmerohr überragt.The heat pipes advantageously protrude for operation in an inclined position the connecting pipe to the next lower heat pipe so far into the upper heat pipe that its free end the Liquid level of the heat transport medium in the heat pipe towered over.

Vorteilhaft ist zum Betrieb in waagerechter oder schräger Lage der Wärmerohre das Verbindungsrohr zum nächst unteren Wärmerohr außerhalb des oberen Wärmerohres derart weit nach oben gebogen überragend ausgebildet, daß der Flüssigkeitsspiegel des Wärmetransportmediums im Inneren des Wärmerohres unterhalb der Bogenunterseite des Verbindungsrohres liegt.It is advantageous to operate in a horizontal or inclined position Location of the heat pipes the connecting pipe to the next lower one Heat pipe outside of the upper heat pipe so far curved curved above that the Liquid level of the heat transfer medium inside of the heat pipe below the underside of the elbow Connection pipe is.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example in the drawings. Show it:

Abb. 1 einen Wärmetauscher mit stehenden Wärmerohren, Fig. 1 a heat exchanger with standing heat pipes,

Abb. 2 einen Wärmetauscher in schräger Lage nach dem Einschubröhren-System und Fig. 2 a heat exchanger in an inclined position according to the slide-in tube system and

Abb. 3 einen Wärmetauscher in schräger Lage nach dem Überbogen-System. Fig. 3 a heat exchanger in an inclined position according to the over-arch system.

Die Abb. 1 zeigt einen Wärmetauscher mit mehreren Wärmerohren, die nach Art von kommunizierenden Röhren an ihren Enden miteinander verbunden sind. Fig. 1 shows a heat exchanger with several heat pipes, which are connected at the ends in the manner of communicating pipes.

Wie die Abb. 2 zeigt, kann bei einem Wärmetauscher in schräger Lage das Füllmedium eines Wärmerohres nicht in das nächst untere Wärmerohr laufen, da das Einschubrohr 1 über den Flüssigkeitsspiegel hinausragt.As shown in Fig. 2, with a heat exchanger in an inclined position, the filling medium of a heat pipe cannot run into the next lower heat pipe, since the insertion pipe 1 projects above the liquid level.

Wie aus Abb. 3 zu ersehen ist, kann das Füllmedium eines Wärmerohres ebenfalls nicht in das nächst untere Wärmerohr laufen, da der Flüssigkeitsspiegel unterhalb der Bogenunterkante 2 liegt.As can be seen from Fig. 3, the filling medium of a heat pipe cannot run into the next lower heat pipe either, since the liquid level is below the lower edge of the bend 2 .

Das System der kommunizierenden Röhren hat den Vorteil, daß jeweils eine gesamte Rohrreihe, also mehrere Rohre gleichzeitig mit Kältemittel befüllt werden können.The system of communicating tubes has the advantage that an entire row of pipes, i.e. several pipes can be filled with refrigerant at the same time.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß bei ungleichmäßiger Wärmebelastung ein einzelnes Wärmerohr nicht austrocknen kann, da durch das System der kommunizierenden Röhren immer ein gleicher Flüssigkeitsstand in den Wärmerohren gewährleistet ist.Another advantage results from the fact that at uneven heat load a single heat pipe does not can dry out because of the system of communicating Tubes always have the same liquid level in the heat pipes is guaranteed.

Im Gegensatz zur Wärmerohr-Schlange ergeben sich keine Anfahrverluste, da jedes Wärmerohr gleichmäßig gefüllt ist.In contrast to the heat pipe snake, there are none Start-up losses, since each heat pipe is filled evenly.

Aus dem Einschubröhren-System nach Abb. 2 und dem Überbogen- System nach Abb. 3 ergibt sich die Möglichkeit des Betriebes von verbundenen Wärmerohren auch in der waagerechten und schrägen Lage.From the slide-in tube system according to Fig. 2 and the over-arch system according to Fig. 3, it is possible to operate connected heat pipes even in the horizontal and inclined position.

Claims

1. Heat exchanger, consisting of a bundle of closed, evacuated and filled with a liquid heat transfer medium heat pipes, characterized in that the individual heat pipes are connected in the manner of communicating pipes at their ends.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that for operation in an inclined position of the heat pipes Connection pipe to the next lower heat pipe so far protrudes into the upper heat pipe that its free end Liquid level of the heat transport medium in the heat pipe towered over.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that for operation in a horizontal or inclined position Heat pipes the connecting pipe to the next lower heat pipe bent so far upwards outside the upper heat pipe is outstanding that the liquid level of the Heat transfer medium inside the heat pipe below the bend underside of the connecting pipe lies.