DE2739689C2 - Thermische Wärmepumpe - Google Patents

Thermische Wärmepumpe

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Description

Um Wärme von einem tieferen auf ein höheres Temperaturniveau zu heben, muß ein Kompensationsprozeß Anwendung finden, so daß die Gesamtentropie aller beteiligten Stoffe nicht abnimmt Bei den üblichen Wärmepumpen wird ein Kompensationsprozeß mit Arbeitsverbrauch angewandt; der Arbeitsverbrauch beruht auf dem Betrieb eines Kompressors.
Der Publikation von Nesselmann, »Zur Theorie der Wärmetransformation«, (Wiss. Veröffentlichungen des Siemens-Konzerns, 12 (1933), S. 89—109) ist entnehmbar, den Kompensationsprozeß auch durch Wärme anzutreiben, und zwar derart, daß bei einer mittleren Temperatur To Wärme eingespeist wird und diese sowohl bei einer tieferen Temperatur 7Ί als auch bei einer höheren Temperatur Ti wieder abgegeben wird.
Eine thermische Wärmepumpe, welche mit fossilen Brennstoffen oder Abfallwärme höherer Temperatur betrieben wird und als Verdichteraggregat eine Heißflüssigkeits-Strahlpumpe aufweist, ist bereits aus der Veröffentlichung von Ch. Mostofizadeh in »Elektrowärme international« Edition A 35 (1977) A 1, S. A35—A36, bekanntgeworden. In dieser Heißflüssigkeits-Strahlpumpe wird der auf der Saugseite befindliche gesättigte Dampf mit Hilfe der unter hohem Druck stehenden heißen Flüssigkeit verdichtet und auf eine höhere Temperatur gebracht Dabei sollen die von Dampfstrahlpumpen bekannten hohen Stoßverluste dadurch vermieden werden, daß der Saug- und der Treibstrom erst auf annähernd gleiche Geschwindigkeit und Temperatur expandiert und dann vermischt werden. Abgesehen von den praktischen Regelproblemen, die die Einhaltung dieser Bedingung zwangsläufig mit sich bringen, ist die Anordnung wegen der zusätzlichen Reibungsverluste durch den relativ hohen Anteil von Flüssigkeit im Dampf äußerst problematisch. Derartige Wärmepumpen haben daher wesentliche Nachteile insofern, als das Arbeitsmedium auf eine relativ hohe Temperatur erhitzt und ein Teil desselben mittels einer Druckpumpe auf den notwendig hohen Betriebsdruck gebracht werden muß und infolge erheblicher Reibungsverluste der Wirkungsgrad relativ niedrig ist.
Aus der US-PS 35 68 762 ist noch ein Wärmerohr bekanntgeworden, das nur eine Wärmezuführungszone am einen Ende und nur eine Wärmeabführungszone am entgegengesetzten Ende besitzt und damit von der vorgenannten Theorie keinen Gebrauch macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Anwendung der vorgenannten Theorie eine einfach gestaltete Wärmepumpe zu schaffen, die durch Wärme antreibbar ist. Eine derartige thermische Wärmepumpe wird somit durch das temperaturgefaiie zwischen To und Ti angetrieben, wobei der thermische Wirkungsgrad sich aus folgender Beziehung errechnen läßt:
4ί-
Qo
wobei Qo der aufgenommene Wärmestrom und Qz der Nutzwärmestrom bei der Temperatur 7ΐ ist
Derart arbeitende thermische Wärmepumpen sind von großem Interesse zur Ausnutzung der «iurch Sonneneinstrahlung hervorgerufenen Temperaturdifferenzen, insbesondere zum Zwecke des Aufheizens von Wasser oder anderen Medien für Heizungszwecke, zur Bereitstellung von Warmwasser u. dgl.
Die erfindungsgemäß ausgebildete thermische Wärmepumpe besteht aus einem Wärmerohr, in welchem der zwischen der Wärmeübertragungszone zur Wärmezufuhr und der Wärmeübertragungszone zur Wärmeabfuhr befindliche Dampfkanal einen sich über seine Länge ändernden, die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes zunächst erhöhenden und dann erniedrigenden Querschnitt aufweist und sich im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit eine weitere, dritte Wärmeüber»ragungszone mit Wärmezufuhr oder -abfuhr befindet. Durch die letztgenannten Maßnahmer1 wird ein an sich bekanntes Wärmerohr zu einer Wärmepumpe der in Betracht kommenden Art.
Aus der US-PS 35 32 159 ist ein Wärmerohr bekanntgeworden, welches einen starkwandigen zentralen zylindrischen Einsatz aufweist, zwischen welchem und der Wandung des Wärmerohres ein Ringspalt mit über die ganze Länge konstantem Querschnitt für die Rückführung des Arbeitsmediums vorhanden ist und in dessen Mitte ein Strömungskanal angeordnet ist, in welchem an der Stelle des Übergangs von einem engeren Querschnitt zu einem weiteren eine Düse angeordnet ist, um den Wirkungsgrad des Wärmerohres zu verändern, jedoch kann dieses vorbekannte Wärmerohr nicht als Wärmepumpe eingesetzt werden.
Bei einer Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung besteht die thermische Wärmepumpe aus einem Wärmerohr, in dessen Dampfkanal zwischen den Wärmeübertragungszonen für die Wärmezu- bzw. -abfuhr an den beiden Enden des Wärmerohres ein die Dampfgeschwindigkeit ändernder Verdrängungskörper angeordnet ist.
Der vor dem Verdrängungskörper befindliche Bereich ist der Verdampferbereich »V«, in welchem bei einer mittleren Temperatur 7o der Wärmestrom Qo zugeführt wird. Der Bereich etwa in der Mitte des Verdrängungskörpers ist der sogenannte Treibkondensatorbereich »TK«, in welchem bei einer mittleren Temperatur 71, die unterhalb der Temperatur 7o liegt, ein Teil des Dampfes kondensiert, wobei der Wärmestrom Qi abgeführt wird. Hinter dem Verdrängungskörper befindet sich der Nutzkondensatorbereich »NK«, in welchem bei einer mittleren Temperatur 7*2 der Restdampf kondensiert und der Nutzwärmestrom Qi abgegeben wird. Das im Treibkondensatorbereich »TK« und im Nutzkondensatorbereich »NK« anfallende Kondensat wird durch eine geeignete, an sich bekannte Kapillarstruktur, mit welcher die Innenwand des Wärmerohres in üblicher Weise ausgekleidet ist, zum Verdampferbereich »V« zurückgeführt.
Auch kann die Betriebsweise der vorbeschriebenen Ausführungsform der Wärmepumpe gemäß der Erfindung derart üb^sändsrt v/erden, daß sie th6rrpodun:!- misch umgekehrt wird, was dazu führt, daß der Treibkondensatorbereich dann zu einem zweiten Verdampferbereich wird. Dadurch kann eine relativ große Wärmemenge von einer tiefen Temperatur zu einer mittleren Temperatur transportiert werden.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen thermischen Wärmepumpe gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und zweckmäßigen Ausgestallungen der Erfindung aus den Unteransprüchen hervor.
Die beiden F i g. 1 und 2 der Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung eine thermische oder Dampfstrahl-Wärmepumpe mit Unterschallströmung im einen Falle und mit Überschallströmung im zweiten Falle.
Die Wärmepumpe für Unterschallströmung nach Fig. 1 besteht aus einem Wärmerohr 11, an dessen Innenwand eine Kapillarstruktur 12 angeordnet ist Im Innenraum des Wärmerohres 11 befindet sich im gleichmäßigen Abstand von der Kapillarstruktur 12 der Verdrängungskörper 13, der in seinem vorderen Bereich 14 eine Form besitzt, so daß zwischen ihm und der Kapillarstruktur 12 eine Düse 15 gebildet ist, in welcher sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 verkleinert Hinter der Düse verringert sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 zwischen dem Mittelstück 17 des Verdrängungskörpers 13 und der Kapillarstruktur 12 infolge der Form des Verdrängungskörpers geringfügig. In diesem Bereich wird durch Kühlung ein Teil des Dampfes kondensiert Beim gebräuchlichen Wärmerohr stellt sich dabei ein Druck- und Temperaturanstieg ein, der mit der Theorie der Wärmerohre in Übereinstimmung steht (vgl. z. B. »Heat pipes« von Dunn und Reay, Abschnitt 2.5.5, Fig.2.16 und 2.17). Dieser Druck- und Temperaturanstieg wird vorliegend durch die Querschnittsabnahme des Dampfkanals im wesentlichen unterbunden. Der hintere Teil 18 des Verdrängungskörpers 13 ist kegelförmig ausgebildet, so daß sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 dem öffnungswinkel des Kegels entsprechend erweitert und einen Diffusor 19 bildet.
Vorteilhafterweise ist die Kapillarstruktur 12 im Bereich des Verdrängungskörpers 13 im Hinblick auf die hohen Druckunterschiede längs der Wärmepumpe mit einer dünnwandigen Abdeckung 20 versehen, die zur Vermeidung eines Abhebens infolge Unterdrucks ausreichend fest mit der Kapillarstruktur bzw. dem Rohrkörper des Wärmerohres 11 verbunden sein muß. Sie hat den Zweck, das anfallende Kondensat vermittels der Scherwirkung des Dampfstromes auf der Abdeckung zunächst in die Nutzkondensatorzone zu treiben, in welcher der Druck höher ist als in der Verdampferzone, wo er seinerseits höher ist als in der Treibkondensatzone.
Die thermische Wärmepumpe mit Überschallströmung nach F i g. 2 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie diejenige nach Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß der Verdrängungskörper 13' derart geformt ist, daß die Düse 15' wie auch der Diffusor 19' einen konvergenten und einen divergenten Teil aufweisen, wobei der Übergang von der Unterschallzur Überschallströmung jeweils im Bereich der engsten Stelle erfolgt.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen thermischen Wärmepumpe ist folgende:
Im Verdampfer 21 wird bei einer mittleren Temperatur To der Wärmestrom Qo zugeführt. In der durch den vorderen Teil des Verdrängungskörpers 13' 13" gebildeten Düse 15,15' wird der Dampf expandiert. Hierbei kühlt er sich ab und kondensiert teilweise im anschließenden Treibkondensa.tor 22. 22' hei einer mittleren Temperatur 71 < T0, wobei der Wärmestrom Qi abgeführt wird. Die kinetische Energie des kondensierten Dampfrs verbleibt im Restdampf, so daß dessen spezifische kinetische Energie ansteigt. Die üblicherweise in einem Kondensator bei Unterschall- wie auch bei Überschallströmung auftretenden Temperaturveränderungen können durch die Expansion des Dampfes im Treib-
kondensator 22,22' vermieden werden, und zwar durch entsprechende Verkleinerung des Dampfkanalquerschnitts. Im anschließenden Diffusor 19, 19' wird der Dampf komprimiert, wobei sich dessen kinetische Energie in Druck umwandelt und die Temperatur des Dampfes ansteigt. Im sich an den Diffusor 19,19' anschließenden Nutzkondensator 23 wird bei einer mittleren Temperatur T2 der Restdampf kondensiert, wobei der Nutzwärmestrom Q2 abgegeben wird. Da die spezifische kinetische Energie des Dampfes beim Eintritt in den Diffusor 19,19' höher liegt als beim Austritt aus der Düse 15,15' können im Nutzkondensator 23 höhere Temperaturen als im Verdampfer 21 erzielt werden.
Das im Treibkondensator 22,22' und im Nutzkondensator 23 anfallende Kondensat wird über die Kapillarstruktur 12,12' an der innenwand des Wärmerohres 11, 11' zum Verdampfer 21 zurückgeführt
Für eine thermische Wärmepumpe mit einer Wärmezufuhr v.on Qo = 1 kw ist folgende Dimensionierung vorzusehen:
25
30
35
Die mit Unterschallströmung ereichbaren Temperaturdifferenzen betragen nur wenige Prozent der Absoluttemperatur, wie sich aus den vorstehenden Daten ergibt. Mit der thermischen Wärmepumpe mit Überschallströmung lassen sich größere Temperaturdifferenzen erzielen.
Es ist auch eine Ausführungsform der thermischen wärmepumpe möglich, bei weicher eine ünterschalidüse nach F i g. 1 verwendet wird, der Übergang zur Überschallströmung im Treibkondensator erfolgt und anschließend ein Überschalldiffusor nach F i g. 2 benutzt wird.
Das Kondensat wird in bekannter Weise mittels der Kapillarstruktur an der Innenwand des Wärmerohres zum Verdampfer zurückgeführt Die Rückführung erfolgt im wesentlichen aufgrund der Kapillarkräfte, die gegebenenfalls durch die Schwerkraft unterstützt werden können. Es ist aber auch möglich, wie erwähnt zum Antrieb der Flüssigkeitsströmung in der Kapillarstruktur zusätzlich den höheren Druck im Nutzkondensator auszunutzen.
Weiterhin ist es möglich, den abgedeckten Teil der Kapillarstruktur im Inneren des Wärmerohres durch ein oder mehrere Röhrchen, Kanäle od. dgL zu ersetzen, die gegebenenfalls auch auf der Außenseite des Wärmerohres angeordnet sein können, um die Dampfströmung möglichst wenig zu beeinträchtigen.
Zweckmäßigerweise wird der Verdrängungskörper im Innenraum des Wärmerohres auf einem axial angeordneten Tragstab gelagert, der vorzugsweise thermisch isoliert ausgebildet ist oder aus Wärme schlecht
Wärmeträger: H2O
Wandmaterial: Cu
T0: 30° C
T{: 25° C
T2: 35° C
Dampfkanal-Querschnitt im
Verdampfer: 6,7 cm2
Dampfkanal-Querschnitt am
Ausgang Düse: 1,9 cm2
Dampfkanal-Querschnitt am
Ausgang Treibkondensator: 1,0 cm2
Machzahl am Ausgang der
Düse: 0,69
Machzahl am Ausgang des
Treibkondensators: 0,97
leitendem Material besteht.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, in der Nutzkondensatorzone und gegebenenfalls auch in der Verdampferzone etwa kegelförmige Verdrängungskörper anzuordnen, deren Grundflächen den Stirnflächen des Wärmerohres zugekehrt sind.
Vorteilhafterweise verwendet man ein zylindrisches Wärmerohr mit Kapillarstruktur-Auskleidung und Abdeckung, in welchem ein Verdrängungskörper mit der gewünschten Querschnittsform angeordnet ist. Man kann selbstverständlich auch einen Verdrängungskörper verwenden, der zumindest in seinem mittleren Teil zylindrisch ausgebildet ist, so daß dann die Querschnitte des Dampfkanals in den verschiedenen Bereichen durch Wände des Wärmerohres bestimmt sind. Diese Lösung ist jedoch weniger vorteilhaft. Die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen haben wesentliche Vorteile, da Verluste durch Grenzschichtablösung im Treibkondensator und Diffusor und Temperaturverluste durch eine größere Wärmeübertragungsfläche im Treibkondensator vermieden werden; überdies sind die konstruktive Form und die Herstellbarkeit einfach sowie stabil.
Bei einem praktischen Anwendungsbeispiel zum Zwecke optimaler Nutzbarmachung von Solarenergie könnte das Wärmerohr derart angeordnet sein, daß die der thermischen Wärmepumpe im Verdampferbereich zugeführte Wärmemenge Qo von Sonnenstrahlen stammt; die Wärmemenge Q\ wird durch ein Kühlmittel abgeführt, beispielsweise in einem den Sonnenstrahlen nicht ausgesetzten Bereich, und die im Nutzkondensator anfallende Wärmemenge Q2 könnte zur Aufheizung eines Nutzmediums benutzt werden.
Die erfindungsbemäße thermische Wärmepumpe bietet den Vorteil geringer Verluste, einer kleinen und einfachen Konstruktion sowie der Wartungsfreiheit, woraus sich geringe Anschaffungs- und Betriebskosten ergeben.
Schließlich kann die veränderliche Ausgestaltung des Querschnitts des Dampfkanals des Wärmerohrs auch dadurch erzielt werden, daß der Verdrängungskörper fortgelassen und statt dessen das Wärmerohr querschnittsmäßig entsprechend der erforderlichen Kanalkonfiguration veränderlich ausgebildet wird und somit die gleichen Strömungseffekte erzieit werden wie im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Thermische Wärmepumpe, gekennzeichnet durch ein Wärmerohr (II), in welchem der zwischen der Wärmeübertragungszone zur Wärmezufuhr und der Wärmeübertragungszone zur Wärmeabfuhr befindliche Dampfkanal (16) einen sich über seine Länge ändernden, die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes zunächst erhöhenden und dann erniedrigenden Querschnitt aufweist und daß sich im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit eine weitere, dritte Wärmeübertragungszone mit Wärmezufuhr oder -abfuhr befindet
2. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Dampfkanal (16) zwischen den Wärmeübertragungszonen für die Wärmczu- bzw. -abfuhr an den beiden Enden des Wärmerohrs (11) ein die Dampfgeschwindigkeit ändernder Verdrängungskörper (13) angeordnet ist
3. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Wärmeabfuhr in der dritten Wärmeübertragungszone die Querschnittsfläche des Dampfkanals (16) längs des vorderen Teils (14) des Verdrängungskörpers (13) in Strömungsrichtung düsenartig verkleinert, längs seines mittleren Teils (17) geringfügig verkleinert und längs seines hinteren Teils (18) diffusorartig erweitert, wobei die Machzahl der Dampfströmung an jeder Stelle des Dampfkanals (16) kleiner als 1,0 ist.
4. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Wärmezufuhr in der dritten Wärmeübertragungszone die Querschnittsfläche des Dampfkanals (16) längs des vorderen Teils des Verdrängungskörpers (13) in Strömungsrichtung düsenartig verkleinert, längs seines mittleren Teils (17) geringfügig vergrößert und längs seines hinteren Teils (18) diffusorartig erweitert, wobei die Machzahl der Dampfströmung an jeder Stelle des Dampfkanals (16) kleiner als 1,0 ist.
5. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15) und der Diffusor (19) jeweils aus einem konvergenten und einem divergenten Teil bestehen, wobei die Machzahl der Dampfströmung im Bereich der höchsten Dampfgeschwindigkeit über 1,0 liegt.
6. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Unterschalldüse (15') und der Diffusor ein Überschalldiffusor (19') ist, wobei der Übergang von der Unterschall- zur Überschallströmung im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit (TK) erfolgt.
7. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarstruktur (12) längs der Innenwand des Wärmerohres (11) etwa über die Länge des Verdrängungskörpers (13) gegen den Dampfkanai (16) mit einer Abdeckung (20) versehen ist.
8. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Verdrangungskorpers (13) die Kapillarstruktur (12) ganz oder teilweise durch innerhalb oder außerhalb der Rohrwandung des Wärmerohrs (11) angeordnete Röhrchen, Kanäle od. dgl. ersetzt ist.
9.Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daßderVerdrängungskörper(13)auf einem thermisch
isolierten axialen Haltestabgelagertist
10. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren und bzw. oder vorderen Ende des Wärmerohres ein etwa kegelförmiger Verdrängungskörper angeordnet ist, dessen Grundfläche jeweils der Stirnwand des Wärmerohres (11) zugekehrt ist
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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2739689A DE2739689C2 (de) 1977-09-02 1977-09-02 Thermische Wärmepumpe
EP78200013A EP0000001B1 (de) 1977-09-02 1978-06-01 Thermische Wärmepumpe
IN882/CAL/78A IN149878B (de) 1977-09-02 1978-08-10
IL55375A IL55375A (en) 1977-09-02 1978-08-17 Thermal heat pump
ZA00784707A ZA784707B (en) 1977-09-02 1978-08-18 Thermal heat pump
IT50832/78A IT1105620B (it) 1977-09-02 1978-08-23 Perfezionamento nelle pompe di calore
LU80147A LU80147A1 (de) 1977-09-02 1978-08-24 Thermische waermepumpe
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IE1740/78A IE47556B1 (en) 1977-09-02 1978-08-29 Thermal heat pump
DK383878A DK383878A (da) 1977-09-02 1978-08-30 Termisk varmepumpe
CA310,468A CA1130791A (en) 1977-09-02 1978-08-31 Thermal heat pump
JP10634278A JPS5447162A (en) 1977-09-02 1978-09-01 Heat pump
BR7805717A BR7805717A (pt) 1977-09-02 1978-09-01 Bomba termica de calor
AU39475/78A AU522175B2 (en) 1977-09-02 1978-09-01 Thermal heat pump
OA56591A OA06040A (fr) 1977-09-02 1978-09-02 Pompe à chaleur thermique.
GR930300099T GR930300099T1 (de) 1977-09-02 1993-10-29

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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2757950A1 (de) * 1977-12-24 1979-06-28 Kueppersbusch Waermeuebertrager
US4384477A (en) * 1980-10-17 1983-05-24 Emhart Industries, Inc. Sensing device
DE3138927A1 (de) * 1981-09-30 1983-04-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Abbildendes spektrometer fuer die elektronenstrahl-messtechnik und elektronenstrahl-messgeraet
GB2135807B (en) * 1982-08-06 1986-07-16 Harwal Ind Pty Ltd Coloured display
US6514936B1 (en) 1988-09-01 2003-02-04 Bayer Corporation Antiviral methods using human rhinovirus receptor (ICAM-1)
US4934072A (en) * 1989-04-14 1990-06-19 Wolverine World Wide, Inc. Fluid dynamic shoe
AT411529B (de) * 1996-11-29 2004-02-25 Dupont Performance Coatings Au Überzugsmittel zur herstellung einer elektrisch isolierenden beschichtung auf elektrostahlblech
US6458851B1 (en) 1998-12-23 2002-10-01 G. D. Searle, Llc Combinations of ileal bile acid transport inhibitors and cholesteryl ester transfer protein inhibitors for cardiovascular indications
AU2003278600A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-25 Takeda Pharmaceutical Company Limited Agent for preventing or treating neuropathy
US7195690B2 (en) * 2003-05-28 2007-03-27 3M Innovative Properties Company Roll-good fuel cell fabrication processes, equipment, and articles produced from same
AU2003204893B1 (en) * 2003-06-23 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh Diaphragm for a sounder assembly
AU2003903686A0 (en) * 2003-07-16 2003-07-31 Hatchtech Pty Ltd Methods and compositions for controlling ectoparasites
TWI243885B (en) * 2004-05-18 2005-11-21 Benq Corp Heat pipe structure with an external liquid detouring path
FR2873555B1 (fr) * 2004-07-28 2008-04-18 Compin Sa Siege pour vehicule de transport en commun
SG120230A1 (en) * 2004-08-12 2006-03-28 Inventio Ag Lift installation with a cage and equipment for detecting a cage position as well as a method of operating such a lift installation
NL1027947C2 (nl) * 2005-01-04 2006-01-09 Scangineers B V Mobiele boodschappen-verzamelinrichting.
US20060219390A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Xerox Corporation Self-pumping heat-pipe fuser roll
US8384504B2 (en) * 2006-01-06 2013-02-26 Quantum Design International, Inc. Superconducting quick switch
CN100573019C (zh) * 2006-03-03 2009-12-23 富准精密工业(深圳)有限公司 热管
CN100491889C (zh) * 2006-04-07 2009-05-27 富准精密工业(深圳)有限公司 热管
EP1941876A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-09 Lacer, S.A. Isosorbidmononitrit Derivate zur Behandlung von der Inflammation und okularen Hypertension
WO2009051001A1 (ja) * 2007-10-19 2009-04-23 Three Eye Co., Ltd. 一方向流体移動装置
US20090291986A1 (en) 2008-05-22 2009-11-26 Apostolos Pappas Composition and method of treating facial skin defect
DE102009007380B4 (de) 2009-02-04 2021-10-21 Vitesco Technologies GmbH Berstdruckgesichertes Wärmerohr
WO2011148894A1 (ja) * 2010-05-28 2011-12-01 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡
CN102528725B (zh) * 2010-12-07 2013-12-25 苏州紫冠自动化设备有限公司 一种自动装卡设备
TW201348671A (zh) * 2012-05-22 2013-12-01 Foxconn Tech Co Ltd 熱管
WO2014100309A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cross-linkable acid copolymer composition and its use in glass laminates
CN104486715B (zh) * 2014-11-26 2018-03-13 南京邮电大学 一种基于地理位置信息的移动传感器网络分簇方法
CN104827283A (zh) * 2015-05-07 2015-08-12 秦爱云 一种生产喷雾器用配件装配机
GB2539670A (en) * 2015-06-23 2016-12-28 Edwards Ltd Device and method for controlling a phase transition of a fluid between liquid and vapour states
DE102016209989A1 (de) 2016-06-07 2017-12-07 Heidelberger Druckmaschinen Ag Druckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern
CN110023267B (zh) 2016-11-21 2022-04-01 巴斯夫欧洲公司 用于无机粘合剂的组合物
US11857741B2 (en) 2017-03-01 2024-01-02 W. L. Gore & Associates, Inc. Looped wire for advanced stent grafts and methods of using same
US11340023B1 (en) * 2017-03-24 2022-05-24 Triad National Security, Llc Counter gravity heat pipe techniques
CN108956315B (zh) * 2018-07-05 2020-07-31 消防贸易私营有限公司 一种灭火器瓶耐压测试装置及测试方法
CN113583095B (zh) * 2021-07-29 2023-07-28 上海卡序生物医药科技有限公司 抗肿瘤多肽及其用途

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3568762A (en) * 1967-05-23 1971-03-09 Rca Corp Heat pipe
US3532159A (en) * 1968-07-24 1970-10-06 Trw Inc High performance heat pipe
LU57483A1 (de) * 1968-12-05 1970-06-09
US3621667A (en) * 1969-03-24 1971-11-23 American Gas Ass The Cooling apparatus and process
DE2161506A1 (de) * 1971-12-10 1973-06-14 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Waermerohr
US4018269A (en) * 1973-09-12 1977-04-19 Suzuki Metal Industrial Co., Ltd. Heat pipes, process and apparatus for manufacturing same
US3913665A (en) * 1973-10-01 1975-10-21 Boeing Co External tube artery flexible heat pipe
GB1488662A (en) * 1973-10-11 1977-10-12 Secretary Industry Brit Two-phase thermosyphons
SU549674A1 (ru) * 1974-04-26 1977-03-05 Ордена Трудового Красного Знамени Предприятие П/Я А-1665 Теплова труба

Also Published As

Publication number Publication date
CA1130791A (en) 1982-08-31
IE781740L (en) 1979-03-02
AU3947578A (en) 1980-03-06
IN149878B (de) 1982-05-15
IT1105620B (it) 1985-11-04
LU80147A1 (de) 1979-09-07
US4281709A (en) 1981-08-04
IL55375A0 (en) 1978-10-31
EP0000001A1 (de) 1978-12-20
ZA784707B (en) 1979-08-29
DE2739689A1 (de) 1979-03-15
EP0000001B1 (de) 1981-01-07
JPS5447162A (en) 1979-04-13
BR7805717A (pt) 1979-04-24
AU522175B2 (en) 1982-05-20
IT7850832A0 (it) 1978-08-23
OA06040A (fr) 1981-06-30
GR930300099T1 (de) 1993-10-29
DK383878A (da) 1979-03-03
IE47556B1 (en) 1984-04-18
IL55375A (en) 1981-09-13

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