DE3910094A1 - SPECIAL HEAT PIPE - Google Patents
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft einen speziellen Thermosyphon, bzw. ein spezielles Wärmerohr, welches zum Zwecke der Wärmeeinkopplung und des Wärmetransports zumindest mit einem Teilstück innerhalb eines flüssigen oder pastösen Mediums verlegt ist.The invention relates to a special thermosiphon, or a special heat pipe, which for the purpose of heat coupling and of heat transport at least with a section within one liquid or pasty medium is laid.
Derartige Thermosyphone, bzw. Wärmerohre bestehen vorzugsweise zumindest in einem Teilbereich aus schraubenlinienförmig gewell tem Rohr. Vom Anmelder wurde unter P 39 06 135.3 vorgeschlagen, derartige Thermosyphone, bzw. Wärmerohre in Wärmegewinnungsanla gen zu integrieren, wobei vorzugsweise daran gedacht ist, Wärme energie aus dem Boden, aus Kanälen, aus Flüssen, oder auch aus Klärwerken zu entnehmen. Hierbei ist es erforderlich, den Thermo syphon, bzw. das Wärmerohr zumindest mit der Verdampfersektion an das entsprechende Medium anzukoppeln.Such thermosyphones or heat pipes are preferably made at least in a partial area of helically corrugated tube. The applicant proposed under P 39 06 135.3 that such thermosyphones, or heat pipes in heat recovery systems gene to integrate, preferably with heat in mind energy from the ground, from canals, from rivers, or from Sewage treatment plants. This requires the thermo siphon, or the heat pipe at least with the evaporator section to couple the appropriate medium.
Ist als Wärmequelle einer solchen Wärmegewinnungsanlage der Boden vorgesehen, wobei die Wärme entweder aus einer horizontal vorge triebenen oder aus einer vertikal abgeteuften Bohrung entnommen werden soll, so muß der Thermosyphon, bzw. das Wärmerohr in die mit Wasser oder angedickter Bohrspülung gefüllte Bohrung einge bracht werden. In ähnlicher Weise ist ein derartiger Strang in einem Kanal in das Abwasser einzubringen, oder z.B. im Becken oder Zulauf eines Klärwerks in Dickstoffe zu verlegen. Hierbei besteht nun das Problem, daß herkömmliche Thermosyphone, bzw. Wärmerohre bereits in Wasser mehr Masse verdrängen, als sie selbst besitzen. Durch dieses Mißverhältnis entstehen an dem Strang Auftriebskräfte, welche bei vertikaler Lage des Strangs den Einbau praktisch unmöglich machen. Bei horizontaler Lage des Strangs schwimmt dieser auf, so daß er nur an seiner Unterseite benetzt wird. Aufgrund des beschriebenen Problems können herkömm liche Thermosyphone, bzw. Wärmerohre in derartigen Wärmegewin nungsanlagen nicht verwendet werden.As the heat source of such a heat recovery system, the floor provided, the heat being pre-selected either from a horizontal driven or taken from a vertically sunk hole to be, so the thermosiphon, or the heat pipe in the Drilled hole filled with water or thickened drilling fluid be brought. Similarly, such a strand is in a sewer into the wastewater, or e.g. in the pool or to feed a sewage treatment plant into thick matter. Here there is now the problem that conventional thermosyphones or Heat pipes already displace more mass in water than they do own it. This disproportion gives rise to the Strand Buoyancy forces, which occur when the strand is in a vertical position make installation practically impossible. With the horizontal position of the Strangs this floats, so that it only on its underside is wetted. Due to the problem described, conventional Liche thermosyphones, or heat pipes in such a heat gain systems are not used.
Es bestand daher die Aufgabe zur Schaffung eines speziellen Ther mosyphons und eines speziellen Wärmerohres, welche problemlos in flüssige oder pastöse Medien einbaubar sein sollten. Gleichzeitig sollte eine derartige Spezialausführung ebenso flexibel sein, wie eine herkömmliche Version aus schraubenlinienförmig gewelltem Rohr. Die zu schaffende Sonderform sollte ferner ein Ankoppeln an ein Zugseil oder an einen Rohrstrang erlauben, um ein Einziehen in eine Horizontalbohrung zu erlauben. Außerdem sollten die er forderlichen Modifikationen sehr kostengünstig herstellbar sein.There was therefore the task of creating a special Ther mosyphons and a special heat pipe, which easily in it should be possible to install liquid or pasty media. At the same time such a special design should be as flexible as a conventional version made of helically corrugated Pipe. The special shape to be created should also be coupled a pull rope or on a tubing string to allow a retraction to allow in a horizontal hole. Besides, he should required modifications can be produced very inexpensively.
Die beschriebene Aufgabe wird nach der Erfindung entsprechend der im Anspruch 1 und den Unteransprüchen gegebenen Lehre gelöst. Danach wird der spezielle Thermosyphon und das spezielle Wärme rohr in den in ein flüssiges oder pastöses Medium eingetauchten Teilbereichen mit einem integrierten Ballast derart beschwert, daß der Auftrieb mindestens auf einen Wert nahe Null reduziert ist.The object described is according to the invention the teaching given in claim 1 and the subclaims. Then the special thermosiphon and the special heat tube in the immersed in a liquid or pasty medium Weighed down partial areas with an integrated ballast that the buoyancy is reduced to at least a value close to zero is.
Thermosyphone und Wärmerohre für den beschriebenen Einsatzzweck werden vorteilhaft aus schraubenlinienförmig gewelltem Rohr her gestellt. Diese Art hat den Vorteil der Biegsamkeit und der zu sätzlichen Erhöhung der Außendruckfestigkeit. Außerdem kann ein derartiges Wellrohr endlos hergestellt werden, so daß die bei starren Rohren erforderlichen Verbinder weitgehend entfallen.Thermosyphones and heat pipes for the purpose described are advantageously made from helically corrugated tube posed. This type has the advantage of being pliable and flexible additional increase in external pressure resistance. In addition, a such corrugated tube are made endless, so that the rigid pipes required connectors are largely eliminated.
Nach der Erfindung kann für derartige Thermosyphone und Thermo rohre die Beschwerung im kleineren Durchmesserbereich in ein facher Weise dadurch realisiert werden, daß die Wandstärke ge genüber herkömmlichen schraubenlinienförmig gewellten Rohren ver stärkt ist. Herkömmliche Wellrohre mit z.B. 50 mm Durchmesser werden aus Blech von z.B. 0,5 mm Dicke hergestellt. Je nach der Tiefe der Wellung kann hier eine Erhöhung der Wanddicke z.B. auf einen Wert von 0,6 bis 0,8 mm schon genügen, um ein Gewicht zu erreichen, welches etwa der verdrängten Wassermenge entspricht.According to the invention, such thermosyphones and thermos pipe the weighting into the smaller diameter range be realized by the fact that the wall thickness ge compared to conventional helically corrugated tubes is strengthened. Conventional corrugated pipes with e.g. 50 mm diameter are made of sheet metal from e.g. 0.5 mm thick. Depending on the The depth of the corrugation can increase the wall thickness e.g. on a value of 0.6 to 0.8 mm is enough to add weight reach, which corresponds approximately to the displaced amount of water.
Bei flacherer Wellung ebenso wie bei größeren Durchmessern ist diese Art der Beschwerung nicht mehr ausreichend. Hier wird er findungsgemäß vorgeschlagen, einen metallischen Draht vorzugs weise runden Querschnitts entweder innen oder außen in die Wel lung einzuwickeln. Diese Art der Aufbringung von Ballast hat im Verdampferbereich des Thermosyphons, bzw. des Wärmerohrs keine Nachteile, weil dadurch der Wärmeübergang nicht verschlechtert wird. Gleichzeitig ergibt sich neben der Beschwerung der Vorteil einer Versteifung gegenüber von außen wirkenden Kräften, ohne daß die Biegsamkeit des Wellrohres wesentlich beeinträchtigt wird. Der zur Beschwerung außen aufgewickelte Draht kann nach der Er findung sogar zusätzlich als Schutz des Wellrohres vor mechani schen Beschädigungen dienen, wenn er in seinen Abmessungen so festgelegt ist, daß seine Außenkontur im Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des Wellrohres. Das Wickeln des Drahtes, vor allem wenn es von außen erfolgt, ist außerordentlich preiswert zu verwirklichen.With flatter corrugation as well as with larger diameters this type of weighting is no longer sufficient. Here he is proposed according to the invention, a metallic wire preferred wise round cross section either inside or outside in the world wrap up. This way of applying ballast has in Evaporator area of the thermosiphon or the heat pipe none Disadvantages because the heat transfer does not deteriorate becomes. At the same time, there is the advantage in addition to the weighting stiffening against external forces without the flexibility of the corrugated pipe is significantly impaired. The wire wound on the outside for weighting can according to the Er even additionally as protection of the corrugated tube against mechani serve damage if it is so in its dimensions it is determined that its outer contour is larger in diameter, than the diameter of the corrugated pipe. Winding the wire, before anything if it is done from the outside is extremely inexpensive too realize.
Im Transportbereich des Thermosyphons, bzw. des Wärmerohrs, also jenem Bereich, in welchem die Dampftemperatur höher als die Au ßentemperatur ist, ist eine thermische Isolation von Vorteil. Für diese Sektion wird nach der Erfindung eine andersartige Beschwe rung vorgeschlagen. Hier besteht der Ballast aus einem mit einem Kunststoff oder Elastomer ummantelten Draht vorzugsweise runden Querschnitts, welcher in gleicher Weise wie zuvor in die Wellung des Rohrmantes gewickelt ist. Eine außenliegende Wicklung ist zu sätzlich mit einem Mantel aus einem Kunststoff oder Elastomer um hüllt.In the transport area of the thermosiphon or the heat pipe, that is the area in which the steam temperature is higher than the Au outside temperature, thermal insulation is an advantage. For this section becomes a different type of description according to the invention proposed. Here the ballast consists of one with one Plastic or elastomer-coated wire, preferably round Cross-section, which in the same way as before in the corrugation of the tubular jacket is wound. An external winding is closed additionally with a jacket made of plastic or elastomer envelops.
Für höhere Ansprüche an die thermische Isolierwirkung wird nach weiterer Erfindung vorgeschlagen, die Aufgabe der Isolation mit der Aufgabe der Beschwerung des Strangabschnitts innerhalb nur eines Bauteils zu integrieren. Diese Idee wird in der Weise rea lisiert, daß dem Kunststoff- oder Elastomermaterial schwere Par tikel zugemischt werden, welche gleichzeitig mäßig oder schlecht wärmeleitende Eigenschaften besitzen. Hier kommen vor allem anor ganische, bzw. mineralische Stoffe in Betracht, während organi sche Substanzen im wesentlichen wegen der niedrigen Dichte, und Metalle wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit ausscheiden. Als einer von zahlreichen aussichtsreich erscheinenden Stoffen zur Beimen gung wird Schwerspat (Bariumsulfat) vorgeschlagen. Die mit dem beschwerenden Zuschlagstoff angereicherte Kunststoff- oder Ela stomermasse wird in üblicher Weise als Mantel auf das das Gehäu se des Thermosyphons, bzw. des Wärmerohrs bildende Wellrohr auf gebracht.For higher demands on the thermal insulation effect is followed Another invention proposed the task of isolation the task of weighting the strand section within only to integrate a component. This idea becomes real in the way lized that the plastic or elastomer material heavy Par particles are mixed, which are moderate or bad at the same time have heat-conducting properties. Here come mainly anor ganic or mineral substances, while organi substances mainly because of their low density, and Eliminate metals due to their high thermal conductivity. As one from numerous promising substances for admixtures Heavy spar (barium sulfate) is suggested. The one with the weighting aggregate-enriched plastic or ela Stomermasse is used in the usual way as a coat on the casing se of the thermosiphon, or the corrugated tube forming the heat pipe brought.
Nach weiterer Erfindung wird vorgeschlagen, den Thermosyphon, bzw. das Wärmerohr an seinem unteren, bzw. vorderen Ende mit ei nem Schwerstück zu versehen. Das Schwerstück ist im wesentlichen ein zylindrisches Stück massives Metall, welches in Bezug auf seine Abmessungen an das erforderliche Gewicht angepaßt ist. Es ist erfindungsgemäß zusätzlich mit einigen Verbesserungen verse hen, welche das Anschließen von Gerätschaften zum Zwecke des Zie hens erlauben. Diese Verbesserungen bestehen aus einem zylindri schen Fanghals, einer eingedrehten Fangnut, und z.B. einer Öse, so daß verschiedene Anschlußmöglichkeiten gegeben sind, falls der Thermosyphon, bzw. das Wärmerohr z.B. in eine Horizontalbohrung eingezogen werden soll. Von Vorteil ist ferner, das Schwerstück in seinem größten Durchmesser mindestens gleich groß oder gering fügig größer festzulegen, als der Durchmesser des entsprechenden als Gehäuse des Thermosyphons oder des Wärmerohrs dienenden Well rohrs, damit es als Kalibrierstück arbeitet, und so beim Einzie hen des Strangs z.B. in eine Bohrung die Wandung der Bohrung glättet und u.U. deren Innendurchmesser aufweitet, um Beschädi gungen des Wellrohrs auszuschließen. Nach weiterer Erfindung wird vorgeschlagen, das Schwerstück über eine lösbare und gegen unbe absichtigtes Lösen gesicherte Verbindung anzukoppeln.According to a further invention, the thermosiphon is proposed, or the heat pipe at its lower or front end with egg to provide a heavy piece. The centerpiece is essentially a cylindrical piece of solid metal, which is related to its dimensions are adapted to the required weight. It is verse according to the invention with some improvements hen connecting devices for the purpose of drawing allow hens. These improvements consist of a cylinder catch neck, a screwed-in catch groove, and e.g. an eyelet, so that there are different connection options if the Thermosyphon, or the heat pipe e.g. in a horizontal hole to be moved in. Another advantage is the heavy piece in its largest diameter at least the same size or small to be set larger than the diameter of the corresponding one serving as a housing for the thermosiphon or the heat pipe tubes so that it works as a calibration piece, and so when pulling in hen the strand e.g. in a hole the wall of the hole smoothes and may whose inner diameter expands to damage exclude corrugated pipe. According to another invention suggested the heavy piece on a detachable and against unbe to connect the secured connection intentionally.
Für die praktische Anwendung der Erfindung wird es je nach Ein baulage günstig sein, das Stranggewicht gegen das Gewicht des verdrängten Volumens so auszubalancieren, daß ein Auftrieb zwi schen Null und einem geringen Negativwert resultiert. Dadurch wird einerseits verhindert, daß schädliche Druck- oder Zugkräfte auf das Wellrohr ausgeübt werden, andererseits ein problemloser Einbau ermöglicht, bzw. ein Aufschwimmen verhindert.For the practical application of the invention, depending on the one be favorable, the strand weight against the weight of the displaced volume so that a buoyancy between zero and a small negative value results. Thereby on the one hand prevents harmful compressive or tensile forces be exerted on the corrugated pipe, on the other hand a problem-free Installation enables or prevents floating.
Mit der Erfindung wird somit ein spezieller Thermosyphon und ein spezielles Wärmerohr zur Verfügung gestellt, welche den problem losen Einbau z.B. in mit Wasser oder Spülung gefüllte Bohrungen, in Abwasserkanäle, die Einbringung in Zuläufe oder Becken von Klärwerken, bzw. ähnliche Einbausituationen erlauben, auch wenn die Einbaustrecken ganz oder teilweise horizontal verlaufen. Die Außendruckfestigkeit der Rohrtour ist verbessert, ohne die Wärme übertragung, bzw. die Biegsamkeit zu beeinträchtigen. Die thermi sche Isolation ist im Transportbereich trotz einer Beschwerung gewährleistet. Die vorgeschlagene Integration von Ballast ist zu außerordentlich geringen Kosten zu verwirklichen.The invention thus becomes a special thermosiphon and Special heat pipe provided which addresses the problem loose installation e.g. in holes filled with water or flushing, in sewers, the introduction into inlets or basins of Allow sewage treatment plants or similar installation situations, even if all or part of the installation sections run horizontally. The External pressure resistance of the pipe tour is improved without the heat transmission, or impair the flexibility. The thermi insulation is in the transport area despite a weight guaranteed. The proposed integration of ballast is too to realize extremely low costs.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der fünf Zeichnungsfiguren näher erläutert werden. Die Zeichnungsfiguren 1 bis 4 zeigen je weils eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Beschwerung am Ge häusemantel eines Thermosyphons, bzw. eines Wärmerohres. Aus Gründen der Zeichnungsvereinfachung sind in den Zeichnungsfiguren 1, 2 und 4 die jeweils in den Wellungen eines Wellrohrs liegenden Drähte rund und mit einem der Wellung entsprechenden Durchmesser dargestellt, obwohl eine solche Ausführung nicht zwingend und für die praktische Verwirklichung nicht unbedingt optimal sein muß. In Fig. 5 ist das Ausführungsbeispiel eines Schwerstücks darge stellt.The invention will be explained in more detail below with reference to the five drawing figures. The drawing figures 1 to 4 each show a schematic diagram of the weighting according to the invention on Ge housing jacket of a thermosiphon, or a heat pipe. For the sake of simplifying the drawings, the figures 1, 2 and 4 show the wires lying in the corrugations of a corrugated tube round and with a diameter corresponding to the corrugation, although such an embodiment is not absolutely necessary and is not necessarily optimal for practical implementation. In Fig. 5 the embodiment of a heavy piece is Darge presents.
Fig. 1 zeigt in einer geschnittenen Darstellung ein Wellrohr 1, welches als Gehäusemantel eines Thermosyphons, bzw. eines Wärme rohres dient. Es ist aus Blech 2 gefertigt und schraubenlinien förmig gewellt. In die Wellung ist als Ballast ein Draht mit run dem Querschnitt eingelegt. Fig. 1 shows a sectional view of a corrugated tube 1 , which serves as a housing jacket of a thermosiphon, or a heat pipe. It is made of sheet metal 2 and has helical corrugations. A wire with a cross-section is inserted into the corrugation as ballast.
Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellungsweise eine erfindungsgemäße vorteilhafte Abwandlung der Ballastintegration in ein Wellrohr 4 aus Blech 5, wobei der Runddraht 6 so auf die Wellung des Well rohres abgestimmt ist, daß der durch seine äußere Kontur gebilde te Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Wellrohres, um so gleichzeitig als Schutz des Wellrohres vor mechanischen Beschädigungen zu dienen. Fig. 2 shows in the same representation an advantageous modification of the ballast integration according to the invention in a corrugated tube 4 made of sheet metal 5 , wherein the round wire 6 is matched to the corrugation of the corrugated tube that the te formed by its outer contour diameter is slightly larger than the outer diameter of the corrugated pipe, so as to simultaneously serve to protect the corrugated pipe from mechanical damage.
Auch Fig. 3 ist geschnitten gezeichnet. Es ist wiederum ein Well rohr 7 aus Blech 8 dargestellt, welches den Transportbereich ei nes Thermosyphons, bzw. eines Wärmerohrs verkörpern soll. Die er forderliche Isolation ist durch einen Mantel 9 aus einem Kunst stoff oder Elastomer gebildet, in welchen kleine Partikel aus einer Substanz mit hoher Dichte und vorzugsweise mäßiger oder ge ringer Wärmeleitfähigkeit eingebettet sind. Die beschwerenden Partikel sind durch eine Punktierung der Schnittfläche angedeu tet.Also FIG. 3 is drawn cut. Again, a corrugated tube 7 made of sheet metal 8 is shown, which is to embody the transport area of a thermosiphon or a heat pipe. The required insulation is formed by a jacket 9 made of a plastic or elastomer, in which small particles of a substance with high density and preferably moderate or low thermal conductivity are embedded. The weighting particles are indicated by puncturing the cut surface.
Wie Fig. 3 so zeigt auch Fig. 4 die geschnittene Prinzipskizze ei nes Transportbereiches. Das Wellrohr 10 aus Blech 11 ist mit ei nem beschwerenden Runddraht 12 bewickelt, welcher mit einer Be schichtung 13 z.B. aus Kunststoff umhüllt ist. Zusätzlich ist ein Mantel 14 aus einem Kunststoff oder Elastomer und darin eingebet teten schweren Partikeln aufgebracht.Like FIG. 3, FIG. 4 also shows the cut schematic diagram of a transport area. The corrugated tube 10 made of sheet metal 11 is wound with egg nem round wire 12 , which is coated with a loading 13, for example made of plastic. In addition, a jacket 14 made of a plastic or elastomer and heavy particles embedded therein is applied.
In Fig. 5 ist das Ausführungsbeispiel eines am unteren oder vorde ren Ende eines Thermosyphons oder eines Wärmerohres angebrachten Schwerstückes zu sehen. Das Schwerstück 15 ist mit dem als Gehäu semantel des Thermosyphons, bzw. des Wärmerohres dienenden Well rohr 16 verbunden. Zum Anschluß verschiedener Gerätschaften zum Fangen oder Ziehen ist sowohl ein Fanghals 18, eine Fangnut 19, und ein Auge 20 gebildet. Eine leichte Verdickung 17 dient als Kaliber mit Schutzfunktion für das Wellrohr während des Einzie hens des Strangs z.B. in eine Bohrung.In Fig. 5 the embodiment of a heavy piece attached to the lower or front end of a thermosiphon or a heat pipe can be seen. The heavy piece 15 is connected to the serving as a housing semantel of the thermosiphon, or the heat pipe corrugated tube 16 . To connect various devices for catching or pulling, a catch neck 18 , a catch groove 19 , and an eye 20 are formed. A slight thickening 17 serves as a caliber with a protective function for the corrugated tube during the drawing of the strand, for example in a bore.
Claims (15)
Priority Applications (2)
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DE3910094A DE3910094A1 (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | SPECIAL HEAT PIPE |
EP19900105888 EP0390100A3 (en) | 1989-03-29 | 1990-03-28 | Special heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3910094A DE3910094A1 (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | SPECIAL HEAT PIPE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3910094A1 true DE3910094A1 (en) | 1990-10-18 |
Family
ID=6377348
Family Applications (1)
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Country Status (2)
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Citations (1)
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