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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit zumindest einem Rohr mit einer Rohrwandung, welcher einen Innenraum von einem Außenraum trennt, wobei der Innenraum dazu eingerichtet ist, von einem ersten Wärmeträgerfluid durchströmt zu werden und der Außenraum dazu eingerichtet ist, von einem zweiten Wärmeträgerfluid durchströmt zu werden, wobei Wärme von einem Wärmeträgerfluid zum anderen Wärmeträgerfluid übertragbar ist, und die Rohrwandung zumindest teilweise mit Strukturen zur Vergrößerung der Oberfläche versehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, bei welchem zumindest ein Rohr mit einer Rohrwandung bereitgestellt wird, welche einen Innenraum von einem Außenraum trennt, sowie nachfolgend Strukturen zur Vergrößerung der Oberflächeauf zumindest einer Teilfläche der Rohrwandung aufgebracht werden. Wärmetauscher der eingangs genannten Art können beispielsweise in Klimamaschinen, d.h. Wärmepumpen oder Kältemaschinen eingesetzt werden. Ebenso können solche Wärmetauscher zur Entwärmung von Geräten oder Reaktionsgefäßen verwendet werden.
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Aus der
US 5 150 748 A ist bekannt, Drähte zu einer stabilen Matte zu verknüpfen und diese auf die Rohrwandung eines Wärmetauschers aufzubringen. Hierdurch kann die für den Wärmeübergang zur Verfügung stehende Fläche vergrößert sein, so dass ein damit ausgestatteter Wärmetauscher bei gleicher Baugröße eine größere thermische Leistung übertragen kann oder aber bei gegebener thermischer Leistung eine geringere Baugröße aufweist.
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Dieser bekannte Wärmetauscher ist jedoch sehr aufwändig in der Herstellung, da thermisch leitfähige Drähte aufgrund ihrer hohen Materialsteifigkeit nicht filigran geknüpft werden können. Darüber hinaus ist die Anbindung der geknüpften, von der Rohrwandung hervorstehenden Drahtenden an die Kett- und Schussfäden des Trägermaterials unzureichend. Hierdurch ist die mögliche Leistungssteigerung dieses vorbekannten Wärmetauschers begrenzt.
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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, welcher gegenüber bekannten Wärmetauschern eine höhere Leistungsfähigkeit im Sinne von übertragbarer Wärmemenge pro Fläche und Zeiteinheit und/oder eine erleichterte Herstellung ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Wärmetauscher mit zumindest einem Rohr mit zumindest einer Rohrwandung vorgeschlagen. Die Rohrwandung trennt einen Innenraum von einem Außenraum. Das Rohr kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung einen runden oder polygonalen oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Im Falle von elliptischen bzw. polygonalen Querschnitten kann die Breite wesentlich größer sein als die Höhe. In diesem Fall kann das Rohr Teil eines Plattenwärmetauschers sein.
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Die Rohrwandung kann ein Metall oder eine Legierung enthalten oder daraus bestehen. Das Material der Rohrwandung kann Aluminium, Kupfer oder Stahl enthalten. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Rohrwandung aus einem Kunststoff bestehen. Dieser kann an sich bekannte Füll- und Zusatzstoffe enthalten, um den thermischen Widerstand der Rohrwandung zu senken.
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Der Innenraum einerseits und der Außenraum andererseits sind jeweils dazu eingerichtet, von einem ersten Wärmeträgerfluid bzw. einem zweiten Wärmeträgerfluid durchströmt zu werden. Somit kann der erfindungsgemäße Wärmetauscher beispielsweise dazu vorgesehen sein, Wärme von einem flüssigen auf ein gasförmiges Medium zu übertragen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Wärmetauscher dazu eingerichtet sein, Wärme von einem gasförmigen auf ein weiteres gasförmiges Wärmeträgerfluid zu übertragen. Schließlich kann der Wärmetauscher ein Kondensator, ein Verdampfer oder ein Sorber sein. Diese können dazu eingerichtet sein, ein gasförmiges Fluid an der Außenseite der Rohrwandung zu kondensieren und die Kondensationswärme mittels des im Innenraum zirkulierenden Wärmeträgerfluides abzuführen. Ebenso kann das im Innenraum zirkulierende Fluid Wärme zuführen, um eine an der Oberfläche des Wärmetauschers befindliche Flüssigkeit zu verdampfen. Ein solchermaßen ausgestatteter Wärmetauscher kann Teil einer Klimamaschine oder eines Wärmespeichers sein.
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Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist zumindest einseitig mit Strukturen zur Vergrößerung der Oberfläche versehen. Bevorzugt, aber nicht zwingend, befinden sich diese Strukturen auf der Seite der Rohrwandung, welche im Wesentlichen mit einem gasförmigen Wärmeträgerfluid in Kontakt kommt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann dies die Außenseite bzw. die dem Außenraum zugewandte Seite der Rohrwandung sein. Auch wenn sich die nachfolgende Beschreibung im Wesentlichen darauf beschränkt, Wärmetauscher zu beschreiben, bei welchen die Außenseite der Rohrwandung mit Strukturen zur Vergrößerung der Oberfläche versehen ist, so soll die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sein. Vielmehr können die genannten Strukturen auch im Innenraum oder beidseitig der Rohrwandung angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass die Strukturen zur Vergrößerung der Oberfläche ein Gewebe enthalten, welches Kettfäden und Schussfäden enthält. Ein solches Gewebe zeichnet sich dadurch aus, dass auch Materialien größerer Festigkeit verwebt werden können, da keine Maschenbildung erforderlich ist und somit keine engen Biegeradien auftreten. Darüber hinaus weist ein Gewebe den Vorteil auf, dass entweder die Kettfäden oder die Schussfäden im Wesentlichen orthogonal auf der Oberfläche der Rohrwandung angeordnet sein können, so dass Wärme effizient entlang der entsprechenden Fäden transportiert werden kann. Die hierzu orthogonal verlaufenden Fäden können dazu eingesetzt werden, Wärme horizontal, d.h. parallel zur Rohrwandung zu verteilen. Erfindungsgemäß wird in das so gebildete Gewebe kein weiterer Faden eingeknüpft.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, einen Teil der Kettfäden und/oder einen Teil der Schussfäden zu entfernen. Somit verbleibt am distalen Ende der Strukturen lediglich ein Teil der Fäden, welche in etwa orthogonal zur Oberfläche der Rohrwandung verlaufen und somit einen effizienten Wärmetransport von oder zu der Oberfläche der Rohrwandung erlauben. Durch das Entfernen der hierzu orthogonal verlaufenden Fäden wird gleichzeitig der Strömungswiderstand für ein im Außenraum strömendes Wärmefluid reduziert. Völlig überraschend wurde erkannt, dass diese Reduktion des Strömungswiderstandes den Verlust an Oberfläche durch das Entfernen eines Teils der Fäden des Gewebes überkompensiert. Obgleich somit weniger Oberfläche zur Verfügung steht, kann die Leistung des Wärmetauscher größer sein. Das Entfernen der Kett- und/oder Schussfäden kann dabei in einfacher Weise durch Fransen oder Auskämmen erfolgen, da das erfindungsgemäße Gewebe anders als geknüpfte, gestrickte oder geflochtene Strukturen keine Maschen aufweist, welche in sich verschlungen und damit nicht beschädigungslos entfernbar sind.
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Das Gewebe kann in an sich bekannter Weise an die Rohrwandung gefügt werden, beispielsweise durch Löten, Kleben oder Schweißen oder beim Urformen der Rohrwandung mit eingegossen werden. Besonders flexibel ist die Verbindung durch Löten und/oder Kleben, da hierdurch in Abhängigkeit der geplanten Anwendung des Wärmetauschers in besonders einfacher Weise auch Teilflächen der Rohrwandung mit der Struktur versehen werden können und die Befestigung keine hohen Temperaturen erfordert, welche zur Beschädigung des Rohres bzw. eines Rohrbündels führen könnten.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Kettfäden und/oder die Schussfäden Drähte enthalten oder daraus bestehen, welche einen Durchmesser von etwa 0,15 mm bis etwa 0,40 mm aufweisen. Solche Drähte können aufgrund ihrer Flexibilität einerseits leicht zu Gewebe verarbeitet werden. Darüber hinaus stellen dünnere Drähte eine größere Oberfläche zur Verfügung, so dass die pro Flächeneinheit der Rohrwandung übertragbare Wärmemenge steigen kann.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Kettfäden und/oder die Schussfäden ein Metall oder eine Legierung enthalten und beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Edelstahl enthalten oder daraus bestehen. Diese Materialien sind einerseits korrosionsbeständig und andererseits mit gängigen Fügeverfahren einfach mit der Rohrwandung verbindbar.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Kettfäden und/oder die Schussfäden zumindest teilweise aus einem Polymer oder aus einem Biopolymer, beispielsweise Stärke, bestehen oder diese Materialien enthalten. Hierdurch kann ein Gewebe bereitgestellt werden, welches vergleichsweise große Stabilität aufweist und einfach handhabbar ist. Nach der Befestigung des Gewebes auf der Rohrwandung des Wärmetauschers können Kett- und/oder Schussfäden aus Polymer einfach entfernt werden, beispielsweise durch thermisches Ausschmelzen bzw. Oxidieren. Fäden aus einem stärkehaltigen Material können in einem Lösemittel, beispielsweise Wasser, aufgelöst und dadurch aus dem Gewebe entfernt werden. In diesem Fall können nur die dauerhaft zur Wärmeleitung benötigten Fäden aus einem Metall oder einer Legierung auf dem Wärmetauscher verbleiben. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können zumindest ein Teil der zu entfernenden Fäden aus einem Polymer bestehen oder ein Polymer enthalten, welches durch ein thermisches Verfahren aus dem Gewebe entfernt wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können zumindest ein Teil der zu entfernenden Fäden aus Stärke bestehen oder Stärke oder ein anderes Biopolymer enthalten und durch ein Lösemittel, insbesondere Wasser, aus dem Gewebe entfernt werden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Kett- und/oder Schussfäden auf einer Breite von etwa 4 mm bis etwa 20 mm entfernt werden. Auch bei dünnen Fäden, welche eine große Oberfläche bereitstellen können, verbleibt dann ein Bereich hinreichender Stabilität, so dass die zum Wärmeaustausch benötigten Fäden nicht durch das strömende Wärmeträgerfluid umgeknickt oder beschädigt werden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gewebe aufgerollt und die so gebildete Rolle mit einem Ende der Rohrwandung verbunden sein. Beispielsweise kann das Gewebe in Streifen einer vorgebbaren Länge und einer Breite von etwa 10 mm bis etwa 50 mm geschnitten und nachfolgend aufgerollt werden. Durch Löten, Kleben, Schweißen oder andere, bereits genannte Fügeverfahren, kann die so gebildete Rolle auf der Rohrwandung befestigt werden. Vorher oder gegebenenfalls auch nachher können die parallel zur Oberfläche verlaufenden Kett- oder Schussfäden ausgekämmt oder anderweitig entfernt werden. Somit verbleibt eine Wärmeträgerstruktur mit geringem Strömungswiderstand, bei welcher die eingesetzte Materialmenge im Wesentlichen in Richtung des Wärmetransports, d.h. entlang des Normalenvektors, konzentriert ist. Die so gebildete Rolle muss nicht zwingend eine kreisrunde Kontaktfläche mit der Rohrwandung aufweisen. Vielmehr kann das Gewebe auch in polygonale Formen aufgerollt werden, um so eine Mehrzahl von Rollen nebeneinander auf einer Rohrwandung zu platzieren, ohne dass Zwischenräume verbleiben, welche nicht von den erfindungsgemäßen Strukturen zur Oberflächenvergrößerung bedeckt sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können mehrere Lagen des Gewebes oder zumindest eine Lage des Gewebes mit zumindest einer Bohrung versehen und auf zumindest ein Rohr aufgesteckt sein. Die Bohrung kann beispielsweise durch Stanzen mit einem Locheisen erzeugt werden, so dass Kett- und Schussfäden im Bereich der Bohrung entfernt sind. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bohrung durch einen Dorn erzeugt werden, welcher Kett- und Schussfäden im Bereich der Bohrung komprimiert und zusammenschiebt, so dass die Anlagefläche an der Rohrwandung eine größere Materialdichte aufweist als periphere Bereiche des Gewebes. Auch in diesem Fall kann das Gewebe an der Kontaktfläche bzw. Kontaktlinie entlang der Bohrung zusätzlich verlötet, verklebt, verschweißt oder anderweitig stoffschlüssig gefügt sein. Dies erhöht einerseits die mechanische Stabilität und kann andererseits die übertragbare Wärmemenge vergrößern.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die an der Rohrwandung anliegende Seite des Gewebes mit einer Metallschmelze infiltriert sein. Hierdurch ergibt sich nahe an der Rohrwandung ein kompakter, mechanisch sehr stabiler Aufbau, welche eine große Kontaktfläche zu darunterliegenden Rohrwandung aufweist und eine gute Wärmeleitfähigkeit und falls gewünscht auch Wärmespeicherfähigkeit aufweist. Das distale Ende des Gewebes bleibt von der Metallschmelze unbenetzt und weist dementsprechend die erforderliche Porosität zur Durchströmung mit dem Wärmeträgerfluid auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Kett- und/oder die Schussfäden mit einem Sorptionsmittel beschichtet sein. Hierdurch kann ein Arbeitsmittel adsorbiert oder absorbiert werden, wobei die dabei frei werdende Wärme vom Wärmetauscher abtransportiert wird. Durch Zufuhr von Wärme kann sorbiertes Arbeitsmedium wieder desorbiert werden. Ein solchermaßen ausgestatteter Wärmetauscher kann Teil einer Klimamaschine oder eines Wärmespeichers sein.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Kontaktfläche zwischen der Rohrwandung und dem dazu orthogonal verlaufenden Kett- und/oder Schussfäden durch einen Teilabschnitt der betreffenden Fäden gebildet sein, welcher mit der verbleibenden Länge der Kett- und/oder Schussfäden einen Winkel von etwa 20° bis etwa 90° einschließt. Zur Vergrößerung der Kontaktfläche werden die im Wesentlichen orthogonal zur Oberfläche verlaufenden Fäden somit in einem Teilabschnitt umgebogen, so dass diese einen guten thermischen und mechanischen Kontakt zur Rohrwandung herstellen können.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gewebe während der Herstellung in zumindest einem Teilabschnitt bzw. einem Teilvolumen mit einem Polymer geflutet werden. Dieses Merkmal hat die Wirkung, dass bei der Infiltration mit Metallschmelze diese Teilbereiche dann frei von Metall bleiben. Anschließend kann das Polymer wieder aus dem Gewebe entfernt werden, um die Durchströmung mit einem Wärmeträgerfluid bei Betrieb des Wärmetauschers zu ermöglichen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
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1 eine Rohrwandung mit einer Struktur zur Vergrößerung der Oberfläche in einer ersten Ausführungsform.
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2 zeigt eine Rohrwandung mit einer Struktur zur Vergrößerung der Oberfläche in einer zweiten Ausführungsform.
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3 zeigt ein Rohr mit einer Struktur zur Vergrößerung der Oberfläche gemäß einer dritten Ausführungsform.
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4 zeigt eine Rohrwandung mit einer Struktur zur Vergrößerung der Oberfläche gemäß einer vierten Ausführungsform.
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5 zeigt fotografische Aufnahmen der vierten Ausführungsform der Erfindung.
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Anhand der 1 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Rohrwandung 100. Die Rohrwandung trennt einen Außenraum 110 von einem Innenraum eines Rohres, welcher in 1 nicht dargestellt ist. Die Rohrwandung kann eben oder gekrümmt sein. Dementsprechend kann das Rohr einen rechteckigen oder anderweitig polygonalen Querschnitt oder einen runden bzw. elliptischen Querschnitt aufweisen.
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Auf der Rohrwandung 100 ist eine Struktur 2 zur Vergrößerung der Oberfläche angeordnet. Die Struktur 2 kann dazu eingerichtet sein, Wärme von der Rohrwandung 100 abzutransportieren und eine größere Oberfläche bereitzustellen, um diese Wärme auf ein in einem Außenraum 110 strömendes Wärmeträgerfluid zu übertragen.
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Wie in 1 ersichtlich ist, enthält die Struktur 2 ein Gewebe 20. Das Gewebe 20 ist wiederum aus Kettfäden 21 und Schussfäden 22 zusammengesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gewebe 20 so auf der Oberfläche der Rohrwandung 100 befestigt, dass die Kettfäden 21 in etwa parallel zum Normalenvektor der von der Rohrwandung 100 gebildeten Fläche stehen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Kettfäden 21 auch in einem anderen Winkel auf der Rohrwandung 100 angeordnet sein und mit dem Normalenvektor einen Winkel von beispielsweise etwa 10° bis etwa 60° oder zwischen etwa 20° und etwa 45° einschließen. Die Schussfäden 22 verlaufen im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa parallel zur Oberfläche der Rohrwandung 100. Die Schussfäden sind am distalen Ende entfernt, d.h. dem der Rohrwandung 100 entfernteren Ende der Kettfäden 21. Hierdurch ergibt sich ein geringerer Strömungswiderstand des Wärmeträgerfluids, so dass die erfindungsgemäße Struktur trotz der durch die Entfernung der Schussfäden 22 verringerten Oberfläche insgesamt eine größere Wärmemenge pro Zeiteinheit transportieren und übertragen kann.
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Das Entfernen der Schussfäden 22 kann beispielsweise durch Auskämmen aus dem Gewebe 20 erfolgen. Das Entfernen der Schussfäden kann vor der Befestigung des Gewebes 20 auf der Rohrwandung 100 erfolgen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gewebe 20 zunächst auf der Rohrwandung 100 befestigt werden, wobei das Gewebe 20 noch eine vergleichsweise große mechanische Stabilität aufweist, und das Auskämmen bzw. anderweitige Entfernen der Schussfäden 22 erfolgt in einem nachfolgenden Verfahrensschritt. Hierzu können die zu entfernenden Schussfäden 22 auch aus einem anderen, insbesondere nicht metallischen Material bestehen, so dass diese thermisch oder chemisch durch Auflösen in einem Lösemittel oder Ausschmelzen oder Ausbrennen entfernt werden können.
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Obgleich die Erfindung anhand von 1 an einem Beispiel erläutert wurde, bei welchem die Kettfäden 21 zur Wärmeableitung verwendet werden und die Schussfäden 22 teilweise entfernt werden, so kann die Erfindung selbstverständlich auch dadurch ausgeführt werden, dass die Schussfäden 22 entlang des Normalenvektors der Oberfläche verlaufen und zur Wärmeableitung verwendet werden, wohingegen die Kettfäden 21 teilweise aus dem Gewebe 20 entfernt werden.
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Anhand von 2 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bestandteile der Erfindung, so dass sich die nachfolgende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränkt.
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2 zeigt eine einzelne Lage 4 eines Gewebes 20. Das Gewebe 20 ist wiederum aus Kettfäden 21 und Schussfäden 22 gebildet.
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In der Gewebelage 4 befindet sich eine Bohrung 40. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Bohrung 40 durch Ausstanzen eines Loches hergestellt, so dass Kett- und Schussfäden an der Stelle der Bohrung 40 unterbrochen sind. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Bohrung 40 auch durch einen Dorn erzeugt werden, welcher Kett- und Schussfäden verdrängt, so dass sich das Material an der Grenze der Bohrung 40 ansammelt.
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In die Bohrung 40 ist ein Rohr 10 mit einer Rohrwandung 100 aufgenommen. Hierzu kann die Gewebelage 4 in einfacher Weise auf das Rohr 10 aufgesteckt werden. Um die mechanische Stabilität und die thermische Ankopplung zu verbessern, kann die Gewebelage 4 nachfolgend mit der Rohrwandung gefügt werden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben.
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In der in 2 gezeigten Art können weitere Materiallagen 4 auf das Rohr 10 aufgebracht werden, um die für den Wärmeaustausch und -transport zur Verfügung stehende Oberfläche weiter zu vergrößern.
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Wie in 2 dargestellt ist, wurden sowohl Teile der Kettfäden 21 als auch Teile der Schussfäden 22 entfernt, so dass in jeder Raumrichtung entsprechende Wärmeträgerstrukturen zur Verfügung stehen, welche von einem Wärmeträgerfluid leicht durchströmt werden können und welche eine hinreichend große Porengröße aufweisen, um auch Sorptions-, Kondensations- und Verdampfungsprozesse effizient zu ermöglichen.
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Anhand von 3 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Auch in diesem Fall bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile der Erfindung, so dass sich die Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränkt.
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3 zeigt ein Rohr 10 mit einer Rohrwandung 100, welche einen Innenraum 105 vom Außenraum 110 trennt. Im Innenraum 105 kann während des Betriebes des Wärmetauschers ein erstes Wärmeträgerfluid strömen, welches flüssig oder gasförmig sein kann. Der Außenraum 110 wird von einem zweiten Wärmeträgerfluid durchströmt, welches ebenfalls flüssig oder gasförmig sein kann. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Wärmeträgerfluid im Außenraum 110 sorbiert, kondensiert oder verdampft werden.
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Hierzu können die Kettfäden 21 und/oder die Schussfäden 22 mit einem Sorptionsmittel 25 beschichtet sein. Das Sorptionsmittel kann ein Zeolith sein oder einen solchen enthalten.
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Auch gemäß 3 wird die Struktur 2 zur Vergrößerung der Oberfläche durch ein Gewebe 20 gebildet, welches seinerseits aus Kettfäden 21 und Schussfäden 22 gebildet wird. Die Schussfäden 22 sind am distalen Ende der Kettfäden 21 teilweise entfernt, wie in Zusammenhang mit 1 erläutert.
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Aus 3 ist ersichtlich, dass die Kontaktfläche zwischen der Rohrwandung 100 und den Kettfäden 21 durch einen Teilabschnitt 23 gebildet wird, welcher mit der verbleibenden Länge der Kettfäden einen Winkel von etwa 20° bis etwa 90° einschließt. Die Befestigung der Kettfäden auf der Rohrwandung 100 erfolgt somit dadurch, dass die Schussfäden 22 auch im unteren, der Rohrwandung 100 zugewandten Abschnitt des Gewebes 20 teilweise entfernt werden. Nachfolgend können die überstehenden Kettfäden umgebogen werden. Der umgebogene Teilabschnitt 23 bildet eine vergleichsweise große Kontaktfläche zur Rohrwandung 100, so dass sowohl die Wärmeleitung als auch die mechanische Stabilität vergrößert sein können.
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Anhand der 4 und 5 wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Wie aus 4 ersichtlich ist, wird das Gewebe 20 zur Bildung der Strukturen 2 zu länglichen Streifen geschnitten und zu einer Rolle 3 aufgerollt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die so entstehende Rolle eine in etwa zylindrische Außenform. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Rolle auch einen polygonalen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen Grundriss aufweisen. Hierdurch können eine Mehrzahl von Rollen 3 nebeneinander auf der Oberfläche der Rohrwandung 100 angeordnet werden, ohne dass dazwischen unbedeckte Bereiche verbleiben, welche die übertragbare Wärmeleistung reduzieren würden.
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Die Rolle 3 ist mit ihrer Unterseite 31 mit der Rohrwandung 100 verbunden, wie vorstehend beschrieben. Die Verbindung kann somit beispielsweise durch Löten, Kleben oder Schweißen und insbesondere auch mit oder ohne dem Vorsehen eines Teilabschnitts 23 erfolgen, wie dieser anhand von 3 erläutert wurde. Wie bereits anhand der vorstehenden Ausführungsformen erläutert, befinden sich im unteren, der Rohrwandung 100 zugewandten Teil der Rolle 3 weiterhin Schussfäden im Gewebe, welche die mechanische Stabilität erhöhen und einen thermischen Ausgleich zwischen unterschiedlichen Kettfäden ermöglichen. Somit wird Wärme von wärmeren Kettfäden auf benachbarte Kettfäden übertragen, und so der Temperaturverlauf entlang der Strukturen 2 homogenisiert. Im distalen, der Rohrwandung 100 abgewandten Bereich der Rolle 3 sind die Schussfäden 22 hingegen entfernt, so dass sich die in der rechten Fotografie der 5 gezeigte Struktur ergibt, welche von einem Wärmeträgerfluid mit geringem Strömungswiderstand durchströmbar ist, so dass eine gute Wärmezu- oder abfuhr erfolgen kann.
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Optional kann der untere, der Rohrwandung 100 zugewandte Abschnitt der Rolle 3 bzw. des die Rolle 3 bildenden Gewebes 20 von einer Metallschmelze infiltriert sein. Ein solcher infiltrierter Bereich ist in der linken Abbildung gemäß 5 dargestellt. Dies ermöglicht einerseits eine größere Kontaktfläche zur Rohrwandung 100. Daneben kann die Metallschmelze auch dazu dienen, wie die Schussfäden 22 einen Wärmeausgleich zwischen einzelnen Kettfäden zu ermöglichen und hierdurch das Auftreten von Hotspots zu vermeiden. Schließlich kann die Metallschmelze einen Lotzusatzstoff enthalten, so dass die so entstehende Rolle 3 durch einfaches nochmaliges Erwärmen zusammen mit der Rohrwandung 100 gefügt werden kann.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.
