DE102023103767A1

DE102023103767A1 - Systeme für einen wärmetauscher

Info

Publication number: DE102023103767A1
Application number: DE102023103767.6A
Authority: DE
Inventors: Farbod Vakilimoghaddam; Silvio Tonellato; Benjamin Kenney
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2023-08-17
Also published as: US20230262947A1; CN116614990A

Abstract

Es werden Systeme für eine Wärmetauscheranordnung bereitgestellt. In einem Beispiel kann das System eine obere Platte, einen Fluideinlass und einen Fluidauslass, eine mit der oberen Platte gekoppelte untere Platte, eine Lochplatte, positioniert zwischen der oberen Platte und der unteren Platte, die eine der unteren Platte zugewandte Unterseite aufweist und Perforationen umfasst, die so geformt sind, dass sie einen Aufprallstrahl auf die untere Platte erzeugen, und wobei mindestens eines von des Folgenden gilt: die obere Platte umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist; die Lochplatte ist in Bezug auf die Längsachse oder auf eine Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt; und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Systeme für das Wärmemanagement von Elektronik.
HINTERGRUND UND KURZDARSTELLUNG
Wärmeerzeugende Vorrichtungen, beispielsweise Elektronik, können mit einem Wärmetauscher gekoppelt werden, um Wärme zu entfernen und die maximale Betriebstemperatur der wärmeerzeugenden Vorrichtung zu senken. In einigen Beispielen kann Fluid, beispielsweise Kühlmittel, verwendet werden, um durch die elektronische Vorrichtung erzeugte Wärme über konvektive Wärmeübertragung aufzunehmen und diese Wärme von der elektronischen Vorrichtung zu entfernen.
In einigen Beispielen werden in Wärmetauschern Wirbelerzeuger verwendet, um die Wärmeübertragung zu verstärken. Allgemein umfassen Wirbelerzeuger Elemente aus Metall oder einem anderen Material, die eine gewellte oder gewundene Form aufweisen, um im Kühlmittelfluidstrom Turbulenz zu erzeugen und auf diese Weise Wärmeübertragung im Wärmetauscher erhöhen. Während Wirbelerzeuger die Wärmeübertragung erhöhen, besteht eine Schwierigkeit im Zusammenhang mit Wirbelerzeugern darin, dass sie auch den Druckabfall im Wärmetauscher erhöhen und damit in einigen Anwendungen den Kühlmittelfluss begrenzen.
Ein Strahlaufprall einer Flüssigkeit oder eines Gases auf die Oberfläche der Wärmeübertragung kann genutzt werden, um die Wärmeübertragungskapazität zu erhöhen und den Druckabfall eines Wärmetauschers zu reduzieren. Ein Strahlaufprall kann beispielsweise genutzt werden, um durch Richten von Strahlen von Kühlmittelfluid auf eine Zieloberfläche, die thermisch mit der Vorrichtung gekoppelt ist, eine elektronische Vorrichtung zu kühlen. In einigen Beispielen kann die Ausrichtung von Wärmeaustauschfluidkanälen und Aufprallstrahlen die Kühlfluidverteilung und die Wärmeübertragungsleistung beeinflussen. Darüber hinaus kann ohne Flexibilität in der Aufprallstrahlkonfiguration der Zieloberflächenkontakt begrenzt und die Wärmeübertragungskapazität des Wärmetauschers reduziert sein.
In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme durch eine Wärmetauscheranordnung angegangen werden, die umfasst: eine obere Platte; einen Fluideinlass und einen Fluidauslass; eine mit der oberen Platte gekoppelte untere Platte; eine Lochplatte, positioniert zwischen der oberen Platte und der unteren Platte, die eine der unteren Platte zugewandte Unterseite aufweist und Perforationen umfasst, die so geformt sind, dass sie einen Aufprallstrahl auf die untere Platte erzeugen, und wobei mindestens eines des Folgenden gilt: die obere Platte umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist; die Lochplatte ist in Bezug auf die Längsachse oder auf eine Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt; und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte. Auf diese Weise ist der Druckabfall von Kühlfluid reduziert und der Oberflächenkontakt von Aufprallstrahlen ist erhöht.
In einer Ausführungsform kann die Lochplatte Führungsrippen umfassen, die an einer Seite der Lochplatte positioniert sind, und die Führungsrippen können in Bezug auf sowohl die Querachse als auch die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sein. In einem Beispiel kann die Lochplatte im Wesentlichen flach sein, was bedeutet, dass sie von einem Fachmann als flach verstanden werden würde, ohne perfekt flach zu sein. Die Wärmetauscheranordnung kann verschiedene Konfigurationen aufweisen. In einer Ausführungsform kann die obere Platte einen Abschnitt umfassen, der in Bezug auf eine Längsachse der Anordnung geneigt ist, und die Lochplatte kann im Wesentlichen parallel zur unteren Platte sein. In einigen Ausführungsformen kann die Lochplatte abgewinkelt und/oder geneigt sein, um den Kühlmittelfluss zu fördern, und die obere Platte und die untere Platte können im Wesentlichen parallel sein. In einer Ausführungsform kann die Wärmetauscheranordnung so konfiguriert sein, dass die Lochplatte mit Bezug auf die Längsachse der Anordnung geneigt ist, und die obere und untere Platte im Wesentlichen parallel sind. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform kann der Wärmetauscher mit einer ersten und einer zweiten Lochplatte konfiguriert sein, und die erste und die zweite Lochplatte können mit Bezug auf eine Längsachse der Anordnung geneigt und die obere und untere Platte im Wesentlichen parallel sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Wärmetauscheranordnung mit einer Lochplatte konfiguriert sein, die zwei Abschnitte umfasst, die entlang der Längsachse der Anordnung symmetrisch sind, und die zwei Abschnitte der Platte können in Bezug auf die Querachse der Anordnung geneigt sein, und mit einer im Wesentlichen parallelen oberen und unteren Platte. Ausführungsformen, die eine im Wesentlichen parallele obere Platte und untere Platte umfassen, können gestapelte Konfigurationen, die zwei oder mehr Wärmetauscheranordnungn umfassen, ermöglichen. In einer Ausführungsform kann die Wärmetauscheranordnung eine zweite Lochplatte umfassen, wobei die Lochplatte und die zweite Lochplatte gespiegelt ausgerichtet sind, um Aufprallstrahlen auf einer oberen Platte und einer unteren Platte der Anordnung zu erzeugen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Lochplatte eine über der Lochplatte positionierte Durchflussregelungsplatte zum Einstellen einer Menge oder Position des durch Aufpralldüsen fließenden Kühlmittels umfassen. In einem Beispiel können die obere Platte, die untere Platte und die Lochplatte des Wärmetauschers rechteckig sein. In einem Beispiel kann die Höhe der Wärmetauscheranordnung geringer als eine Seitenbreite und die Seitenbreite geringer als eine Länge in Längsrichtung sein. In einem Beispiel kann die Wärmetauscheranordnung ein elektronisches Modul, das einem Boden der unteren Platte benachbart ist, umfassen. Auf diese Weise können der Strahlaufprall, die Abwinklung des Fluidkanals und die Ausrichtung der Lochplatte den Kühlmittelfluss leiten, während sie den allgemeinen Druckabfall reduzieren, um die Wärmeübertragungskapazität einer Wärmetauscheranordnung zu erhöhen.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu dient, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher erläutert werden. Sie ist nicht dazu bestimmt, wichtige oder essenzielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands, dessen Schutzumfang durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert ist, zu benennen. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die vorstehend oder in einem Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile beheben.
Figurenliste

1A zeigt eine Draufsicht einer Wärmetauscheranordnung.
1B zeigt eine Unteransicht der Wärmetauscheranordnung.
2 zeigt einen Querschnitt der Wärmetauscheranordnung.
3A zeigt eine Draufsicht einer Lochplatte für die Wärmetauscheranordnung.
3B zeigt eine Unteransicht der Lochplatte für die Wärmetauscheranordnung.
4 zeigt einen Abschnitt einer ersten Ausführungsform für die Wärmetauscheranordnung, insbesondere ein Fluidkanalprofil.
5A zeigt einen Abschnitt einer zweiten Ausführungsform für eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere das Fluidkanalprofil.
5B zeigt einen Abschnitt einer dritten Ausführungsform für eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere das Fluidkanalprofil.
5C zeigt einen Abschnitt einer vierten Ausführungsform für eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere das Fluidkanalprofil.
6 zeigt eine Ausführungsform der Durchflussregelungslochplatte für die Wärmetauscheranordnung.
7 zeigt eine Prinzipdarstellung verschiedener Konfigurationen der Wärmetauscheranordnung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme für eine Wärmetauscheranordnung mit Strahlaufprall. Die Wärmetauscheranordnung umfasst drei Platten, einschließlich einer oberen Platte, einer Lochplatte und einer unteren Platte. Fluid, beispielsweise Kühlmittel, kann durch einen Fluideinlass in die Wärmetauscheranordnung eintreten und die Lochplatte in Form von Strahlströmen (z. B. Aufprallstrahlen) durchlaufen. Die Strahlströme übertragen Wärme von mit der Basisplatte gekoppelten Elektronikchips, um dann durch einen Fluidauslass auszutreten. Die Strahlaufprallgestaltung reduziert den Druckabfall und erhöht das Wärmeübertragungsvermögen im Vergleich zu Beispielen für eine Wärmeaustauschanordnung, die Wirbelerzeuger umfassen, mit einem zusätzlichen Vorteil stark anpassbarer Konfigurationen. Eine Draufsicht einer Ausführungsform der Wärmetauscheranordnung ist in 1A gezeigt. Eine Unteransicht einer Ausführungsform der Wärmetauscheranordnung ist in 1B gezeigt. Ein Querschnitt durch den Fluideinlass der Wärmetauscheranordnung ist in 2 gezeigt, die eine Ausführungsform der oberen Platte, der Lochplatte und der unteren Platte veranschaulicht. Wärmeübertragung und Druckabfall können auf Grundlage von Eigenschaften der Aufprallstrahlen, einschließlich Größe, Durchmesser, Geometrie und Platzierung in der Lochplatte, abgestimmt werden. Eine Ausführungsform der Lochplatte, einschließlich einer Draufsicht und einer Unteransicht, ist in 3A bzw. 3B gezeigt. Um Strömungseigenschaften zu fördern, kann die Lochplatte in Bezug auf die obere Platte geneigt sein. Ein Abschnitt, der eine Konfiguration der Lochplatte relativ zur oberen Platte und unteren Platte veranschaulicht, ist in 4 gezeigt. Zusätzliche oder alternative Ausführungsformen der Konfiguration der Wärmetauscheranordnung, des Kanalprofils und der Platzierung des Elektronikmoduls sind in unterschiedlicher Form in 5A, 5B und 5C gezeigt. Eine Ausführungsform der Wärmetauscheranordnung, die eine Durchflussregelungsplatte umfasst, ist in 6 gezeigt. Eine schematische Darstellung, die verschiedene Ausführungsformen des Elektronikmoduls und von Wärmetauscherkonfigurationen veranschaulicht, ist in 7 gezeigt.
Im veranschaulichten Beispiel der 1A und 1B ist eine Wärmetauscheranordnung 100 gezeigt. Zuerst Bezug nehmend auf 1A, zeigt das Beispiel eine Draufsicht der Wärmetauscheranordnung 100, die eine Form der Vorrichtung abbildet, die als allgemein rechteckig und im Wesentlichen flach beschrieben werden kann. In einem Beispiel kann die Höhe der Wärmetauscheranordnung 100 geringer als eine Seitenbreite und die Seitenbreite geringer als eine Länge in Längsrichtung sein. Ein Achssystem 150 ist in 1A gezeigt und ist in jeder der danach folgenden Figuren gezeigt. Die Wärmetauscheranordnung 100 kann eine obere Platte und eine untere Platte aufweisen. Die Draufsicht in 1A zeigt eine Ausführungsform der oberen Platte, hier als obere Platte 102 bezeichnet, und eine Ausführungsform der unteren Platte, hier als Basisplatte 103 bezeichnet. Im Beispiel kann die obere Platte 102 mit der Basisplatte 103 gekoppelt sein, um eine Lochplatte zu erfassen (siehe 202 in 2).
Die obere Platte 102 umfasst einen Fluideinlass 104 und einen Fluidauslass 106. Beispielsweise können Rohre, Leitungen usw. Kühlmittel von einer Pumpe zur Wärmetauscheranordnung 100 zuführen. Die Rohre können über eine Ausnehmung 108 mit dem Fluideinlass 104 gekoppelt sein, beispielsweise unter Verwendung von Fittings oder Verbindungsstücken, und die Rohre können ähnlich mit dem Fluidauslass 106 gekoppelt sein. Kühlmittel kann in den Fluideinlass 104 eintreten und unter Druckbeaufschlagung die Lochplatte durchlaufen, um Wärme mit Elektronikmodulen (siehe 160 in 1B), die an einer unteren Außenfläche befestigt (siehe 152 in 1B) der Basisplatte 103 befestigt sind, auszutauschen. Nachdem das Kühlmittel die Elektronikmodule passiert hat, tritt das Kühlmittel über den Fluidauslass 106 aus.
Die allgemeine Form der Außenfläche 114 der oberen Platte 102 umfasst eine durchgehende, geformte, treppenähnliche Oberfläche, die als eine Vielzahl von Absätzen und Sockeln beschrieben werden kann. Die obere Platte 102 umfasst einen ersten Absatz 118, der über einen ersten Sockel 120 stufenartig nach unten zum zweiten Absatz 122 verläuft. Der zweite Absatz 122 verläuft über den zweiten Sockel 124 stufenartig nach unten zum dritten Absatz 126. Der dritte Absatz 126 verläuft über den dritten Sockel 128 stufenartig nach unten zur Basisplatte 103. Der dritte Sockel 128 trifft entlang einer Umfangsfläche 129 auf die Basisplatte 103. Die Basisplatte 103 kann im Wesentlichen flach sein und eine Ebene parallel zur xy-Ebene einnehmen, wie im Achssystem 150 gezeigt. Der zweite Absatz 122 und der dritte Absatz 126 sind parallel zur Basisplatte 103. Nahe dem Einlassende 116 der Wärmetauscheranordnung 100 ist der zweite Absatz 122 parallel oder annähernd parallel zur Basisplatte 103. Der erste Absatz 118 neigt sich längs nach unten in Richtung des Auslassendes 117.
Eine Vielzahl Gewindeanschlussabdeckungen 130 kann in die Form der oberen Platte 102 geformt sein. Die obere Platte 102 und die Gewindeanschlussabdeckungen 130 können geformtes Metall oder geformter Kunststoff sein. Im Beispiel sind vier Gewindeanschlussabdeckungen 130 entlang einer Längsmittellinie 132 der Wärmetauscheranordnung 100 angeordnet. Die Gewindeanschlussabdeckungen 130 können eine hohle, allgemein halbkugelförmige Form aufweisen. Die Gewindeanschlussabdeckungen 130 bieten Raum für Gewindeanschlüsse (siehe 156 in 1B, 202 in 2), die sich unter einer separaten Komponente befinden und ein Teil von ihr sein können. Die Gewindeanschlüsse ermöglichen ein Befestigen von Elektronikkomponenten an der Unterseite der Basisplatte.
Die Basisplatte 103 weist eine Vielzahl von Regionen 112 auf, die dazu dienen, das Befestigen einer Wärmetauscheranordnung 100 an einem Objekt zu ermöglichen. Jede Region 112 der Vielzahl von Regionen 112 kann ein durch eine zylindrische Oberfläche 138 definiertes Durchgangsloch 110, eine Öffnung auf der regionalen Oberseite 134 und eine Öffnung auf einer regionalen Unterseite (154 in 1B) aufweisen. Die Wärmetauscheranordnung 100 kann unter Verwendung einer Vielzahl von Befestigungsmitteln (z. B: Bolzen, Schrauben, Klemmen usw.), die durch die Vielzahl von Durchgangslöchern 110 eingesetzt sind, an ein Objekt gekoppelt sein.
Die Basisplatte 103 ist mit der oberen Platte 102 gekoppelt, um die Lochplatte zu umschließen. Die Ebene 140 gibt einen Querschnitt in der Breitenebene der Wärmetauscheranordnung 100 durch den Fluideinlass 104 an. Der Querschnitt ist in 2 gezeigt, um die Anordnung der oberen Platte 102, der Basisplatte 103 und der Lochplatte 202 zu veranschaulichen. Die Ebene 142 gibt einen Längsschnitt der Wärmetauscheranordnung 100 durch den zweiten Absatz 122 an. Der Querschnitt ist in 4, 5A und 5B gezeigt, um verschiedene Ausführungsformen von Lochplattenkonfigurationen zu veranschaulichen. Die Ebene 144 gibt einen zweiten Breitenquerschnitt der in 5C gezeigten Wärmetauscheranordnung 100 an, um eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform der Lochplattenkonfiguration zu veranschaulichen.
Nunmehr Bezug nehmend auf 1B, zeigt das Beispiel eine perspektivische Ansicht einer Wärmetauscheranordnung 100, die eine untere Außenfläche 152 der Basisplatte 103 darstellt. Die Vielzahl von Regionen 112 ist von der Unterseite zu sehen, einschließlich der unteren Fläche 154 der Region und des Durchgangslochs 110 jeder Region 112. Elektronikchips oder Module 160, die in einer Modulplatte 162 enthalten sind, sind in 1B schematisch gezeigt. Eine Vielzahl von Modulen 160 kann an der unteren Außenfläche 152 der Basisplatte 103 befestigt sein. Die Module 160 können auf verschiedene Art und Weise befestigt sein. Beispielsweise ermöglicht eine Vielzahl von Gewindeanschlüssen 156 ein Befestigen von Elektronikkomponenten an der unteren Außenfläche 152 der Basisplatte 103. Module 160 können unter Verwendung mechanischer Befestigungsmittel (beispielsweise Schrauben, die die Gewindeanschlüsse 156 nutzen, oder Kompressionsclips an den Kanten) oder durch Direktverbinden (z. B. Löten oder Sintern) an der Basisplatte 103 befestigt werden. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform kann die Basisplatte entfernt und eine Modulplatte, beispielsweise die Modulplatte 162, direkt an eine Wärmetauscheranordnung gekoppelt werden. Eine solche Ausführungsform kann Vorteile wie einen reduzierten Wärmeleitwiderstand und eine allgemein erhöhte Wärmeleistung aufweisen.
2 zeigt einen Querschnitt 200 der Wärmetauscheranordnung 100, betrachtet vom Fluideinlass 104 nach unten auf die Längsachse. Im Beispiel schließen die obere Platte 102 und die Basisplatte 103 die Lochplatte 202 ein. Die Lochplatte 202 ist zwischen der oberen Platte 102 und der Basisplatte 103 positioniert. Die Lochplatte 202 weist eine obere Fläche 204 und eine untere Fläche 206 auf. In einem Beispiel ist die Lochplatte so positioniert, dass eine Unterseite der unteren Platte zugewandt ist, so dass die untere Fläche 206 der Lochplatte 202 der oberen Fläche 224 der Basisplatte 103 zugewandt ist. Die obere Platte 102 umfasst eine Innenfläche 222 und eine Außenfläche 114. Die Basisplatte 103 umfasst eine obere Fläche 224, eine regionale Oberseite 134 und eine untere Außenfläche 152. Die obere Fläche 204 der Lochplatte 202 ist der Innenfläche 222 der oberen Platte 102 zugewandt. In einer Ausführungsform kann die Lochplatte 202, wenn sie in einem System gekoppelt ist, parallel zur Basisplatte 103 verlaufen. Zusätzliche oder alternative Ausführungsformen der Wärmetauscheranordnung 100 können eine Lochplatte umfassen, die in Bezug auf eine Längs- oder Querachse (siehe 5A, 5B, 5C) geneigt ist.
2 zeigt eine Lippe 208 im Querschnitt 200 als eine von der oberen Fläche 204 vorstehende Wand. Die Lippe 208 bildet einen Rand entlang des Umfangs der Lochplatte 202 aus und trennt Regionen der Platte in die perforierte Wand 230 und den Flansch 232. Die obere Fläche 204 erstreckt sich über die perforierte Wand 230, vorbei an der Lippe 208, über den Flansch 232. Gezeigt ist, dass die untere Fläche 206 der Lochplatte 202 die Stange 234 umfasst. Die Lippe 208 und die Stange 234 der Lochplatte 202 sind in 3A und 3B im Detail gezeigt. Der erste Gewindeanschluss 236 einer Vielzahl von Gewindeanschlüssen (156 in 1B) ist mit der Scheibe 238 gezeigt und kann mit Befestigungsmitteln, z. B. Schrauben, zum Befestigen von Elektronikkomponenten an der unteren Außenfläche 152 der Basisplatte 103 verwendet werden.
Der Querschnitt 200 zeigt die Innenfläche 222 (z. B. die Unterseite) der oberen Platte 102. Eine Reihe von nutenbildenden Wänden kann vom Umfang der Innenfläche 222 der oberen Platte 102 vorstehen. Im Beispiel bilden die erste Wand 210, die zweite Wand 212 und die Basis 214 die erste Nut 226 aus. Oberflächen der ersten Nut 226 umfassen die Scheitelfläche 211 der ersten Wand 210, die Scheitelfläche 213 der zweiten Wand 212 und die Basisfläche 215 der Basis 214. Die dritte Wand 216, die vierte Wand 218 und die Basis 220 bilden die zweite Nut 228 aus. Die zweite Nut 228 befindet sich außerhalb der ersten Nut 226. Oberflächen der zweiten Nut 228 umfassen die Scheitelfläche 217 der dritten Wand 216, die Scheitelfläche 219 der vierten Wand 218 und die Basisfläche 221 der Basis 220. Die Lippe 208 der Lochplatte 202 kann in die erste Nut 226 eingesteckt sein. In einem Beispiel kann die zweite Nut 228 als eine O-Ring-Nut dienen, beispielsweise, wenn die obere Platte aus Kunststoff hergestellt ist. Der Querschnitt 200 zeigt den zweiten Absatz 122 und den dritten Absatz 126 der oberen Platte 102 parallel zur Basisplatte 103. Der erste Absatz 118 der oberen Platte 102 ist in Bezug auf die Basisplatte 103 und die Lochplatte 202 geneigt. Wände 210, 212, 216, 218 sind senkrecht zur Basisplatte 103. Der erste Sockel 120 und der dritte Sockel 128 der oberen Platte 102 sind senkrecht zur Basisplatte 103. Der zweite Sockel 124 ist seitlich geneigt.
Kühlmittel kann durch den Fluideinlass 104 in die Wärmetauscheranordnung 100 eintreten. Der Fluideinlass 104 leitet Fluid in den Fluideinlasskanal 240. Vom Fluideinlasskanal 240 läuft Kühlmittel unter Druckbeaufschlagung durch eine Vielzahl von Löchern 242 (z. B. Perforationen) in der Region der perforierten Wand 230 der Lochplatte 202. Löcher 242 sind so geformt, dass sie einen Aufprallstrahl auf die Basisplatte 103 erzeugen. Druckbeaufschlagtes Kühlmittel tritt aus Löchern 242 aus, wenn Aufprallstrahlen das Kühlmittel auf die obere Fläche 224 (z. B. heiße Fläche) der Basisplatte 103 sprühen. Kühlmittel, erwärmt durch Elektronikmodule, die mit der unteren Außenfläche 152 der Basisplatte 103 gekoppelt sind, wird zu Seitenkanälen 244 geleitet, um die Wärmetauscheranordnung 100 über einen Fluidauslasskanal (z. B. 404 in 4) zu verlassen.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3A, ist eine Draufsicht 300 der Lochplatte 202 gezeigt. In einem Beispiel kann die Lochplatte 202 mit der oberen Platte 102 und der Basisplatte 103 (in den 1A-2) durch Löten verbunden werden. Der Bereich 302 stellt eine Ausnehmung bereit, durch die Gewindeanschlüsse (z. B. 156 in 1B usw.) verlaufen können. Die Draufsicht 300 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Löchern 242 in der perforierten Wand 230. Löcher 242 können durch eine zylindrische Innenfläche 304, eine Öffnung auf der oberen Fläche 204 und eine Öffnung auf der unteren Fläche 206 (siehe 3B) definiert sein. Die Anordnung der Löcher 242 kann so eingestellt werden, dass sie zu einer Anwendung passt. Zum Beispiel können Durchmesser, Muster, Zwischenraum und Abstand zwischen den Aufprallstrahlen und der heißen Oberfläche der unteren Platte abgestimmt werden, um die Wärmeübertragungskapazität auf Grundlage der Position von Elektronikchips und/oder Modulen an der Wärmetauscheranordnung 100 zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine Strahlaufprall-Wärmetauscheranordnung an eine bestimmte Anwendung angepasst werden.
Die Lochplatte 202 steht mit der oberen Platte 102 an Oberflächen der Lippe 208 und des Flansches 232 in Flächenkontakt. Die Oberflächen der Lippe 208 umfassen die Innenfläche 306, die Scheitelfläche 308 und die Außenfläche 310. Flansche 232 umfassen die Flanschoberfläche 312. Wenn die Lippe 208 der Lochplatte 202 zwischen der oberen Platte 102 und der Basisplatte 103 positioniert ist, ist sie in die erste Nut 226 (in 2) der oberen Platte eingesteckt. In der Position innerhalb der Nut 226 tritt die Scheitelfläche 308 in Flächenkontakt mit der Basisfläche 215 (in 2) der Nut. Die obere Fläche 204 tritt in Flächenkontakt mit der Scheitelfläche 211 (in 2) der Nut 226. Die Flanschoberfläche 312 tritt in Flächenkontakt mit der Scheitelfläche 213 (in 2) der Nut 226. Die Innenfläche 306 ist der ersten Wand 210 (in 2) zugewandt, und die Außenfläche 310 ist der zweiten Wand 212 (in 2) zugewandt.
3B zeigt die Unteransicht 350 der Lochplatte 202. Die Stange 234 steht von der unteren Fläche 206 der Lochplatte 202 nahe dem Fluideinlassende 352 vor. Eine Vielzahl von Führungsrippen, hier als abgewinkelte Rippen 354 bezeichnet, steht von der unteren Fläche 206 vor. Die abgewinkelten Rippen 354 können sowohl in Bezug auf die Querachse als auch die Längsachse der Wärmetauscheranordnung 100 geneigt sein. Die abgewinkelten Rippen 354 an der Unterseite der Lochplatte 202 können den Kühlmittelstrom über jedes Modul führen und ihn zu Seitenkanälen 244 (in 2) leiten. In einem Beispiel werden die Seitenkanäle 244 durch die Kante 360 der abgewinkelten Rippen 354 und die dritte Wand 216 (in 2) der Anordnung ausgebildet. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 358 steht von der unteren Fläche 206 in der Nähe des Fluidauslassendes 356 vor. Die abgewinkelten Rippen 354, die Stange 234 und die Vorsprünge 358 können strukturelle Unterstützung bereitstellen und dazu beitragen, die Höhe des Fluidkanals zu definieren. Im System der Wärmetauscheranordnung 100 gekoppelt, durchläuft Kühlmittel Öffnungen der Vielzahl von Löchern 242 der unteren Fläche 206 als Aufprallstrahlströme und trifft auf die heiße obere Fläche 224 (in 2) der Basisplatte 103 auf. Kühlmittelkanäle über der oberen Fläche 224 tauschen Wärme mit Elektronikchips oder Modulen aus, die mit der unteren Außenfläche 152 (in 1B) gekoppelt sind. Der Kühlmittelfluss kann durch die Stange 234 und die abgewinkelten Rippen 354 unterstützt werden, wodurch der Druckabfall reduziert und die gesamte Wärmeaustauschleistung der Anordnung erhöht wird.
4 zeigt das Fluidkanalprofil 400 für die Wärmetauscheranordnung 100. 4 zeigt einen Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 100, betrachtet aus einer Perspektive, die auf die x-Achse, die im Achssystem 150 angegeben ist, herabblickt. Das Fluidkanalprofil 400 veranschaulicht eine erste Ausführungsform eines Fluidkanalprofils.
Das Fluidkanalprofil 400 kann einen Fluideinlasskanal 402 und einen Fluidauslasskanal 404 aufweisen. Ein Abschnitt von 4 zeigt die obere Platte 102 und die Außenfläche 114, die Innenfläche 222, die erste Nut 226 und die zweite Nut 228. Der Abschnitt zeigt auch die Lochplatte 202 und die Lippe 208, die obere Fläche 204, die untere Fläche 206, die Vielzahl von Löchern 242, die abgewinkelten Rippen 354 und die Stange 234 davon. Der Abschnitt zeigt ferner die Basisplatte 103 und deren obere Fläche 224 und untere Außenfläche 152. Der Fluideinlasskanal 402 kann durch die Innenfläche 222 und die erste Wand 210 der oberen Platte 102 und die obere Fläche 204 der Lochplatte 202 definiert sein. Der Fluidauslasskanal 404 kann durch die untere Fläche 206 der Lochplatte 202, die obere Fläche 224 der Basisplatte 103 und die dritte Wand 216 der zweiten Nut 228 der oberen Platte 102 definiert sein.
Im Beispiel ist die Lochplatte 202 zwischen der oberen Platte 102 und der Basisplatte 103 positioniert. In der ersten Ausführungsform für die Wärmetauscheranordnung 100 mit dem Fluidkanalprofil 400 ist die Lochplatte 202 parallel zur Basisplatte 103. Die Lochplatte 202 und die Basisplatte 103 sind im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Anordnung. Die obere Platte 102 umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf die Längsachse der Anordnung geneigt ist. Vom Fluideinlassende 352 neigt sich die obere Platte 102 nach unten (z. B. entlang der y-Achse) in Richtung des Fluidauslassendes 356, so dass das Profil des Fluideinlasskanals 402 in der Nähe des Fluideinlassendes 352 breiter und in der Nähe des Fluidauslassendes 356 schmaler ist. Das Kühlmittel durchläuft die Löcher 242 als Aufprallstrahlen und tritt in den Fluidauslasskanal 404 ein. Somit tritt Kühlmittel in einem Winkel relativ zur Lochplatte 202 in den Fluideinlass 104 ein, wodurch die Strömungsverteilung erhöht und der Druckabfall verringert wird.
5A zeigt eine zweite Ausführungsform eines Fluidkanalprofils 500 für die Wärmetauscheranordnung 501. 5A zeigt einen Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 501, betrachtet aus einer Perspektive, die auf die x-Achse, die im Achssystem 150 angegeben ist, herabblickt.
Der Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 501 zeigt die obere Platte 502 und die Außenfläche 504 und die Innenfläche 506 derselben. Der Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 501 zeigt die Lochplatte 508 und deren obere Fläche 510 und untere Fläche 512. Der Abschnitt zeigt ferner die Basisplatte 514, die die obere Fläche 516 und die untere Fläche 518 umfasst. In der Ausführungsform verlaufen die obere Platte 502 und die Basisplatte 514 im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Anordnung.
Der Abschnitt zeigt den Fluideinlasskanal 520 und den Fluidauslasskanal 522. Der Fluideinlasskanal 520 ist zwischen der Innenfläche 506 der oberen Platte 502 und der oberen Fläche 510 der Lochplatte 508 aufgenommen. Der Fluidauslasskanal 522 ist zwischen der unteren Fläche 512 der Lochplatte 508 und der oberen Fläche 516 der Basisplatte 514 aufgenommen. Die zweite Ausführungsform, die ein Fluidkanalprofil 500 für die Wärmetauscheranordnung 501 umfasst, umfasst eine Lochplatte 508, die in Bezug auf die Längsachse geneigt ist, wie durch das Achssystem 150 in einem Winkel in der Längsrichtung angegeben, um die Durchflussregelung zu verstärken. Im Gegensatz zur Lochplatte 202 sind die obere Fläche 510 und die untere Fläche 512 der Lochplatte 508 im Wesentlichen eben und ohne abgewinkelte Rippen (z. B. abgewinkelte Rippen 354 aus 3B). Der Strahlaufprall leitet das Kühlmittel über die Löcher 524 so, dass es über die obere Fläche 516 strömt und Wärme mit Elektronikchips und/oder Modulen austauscht, die an der unteren Fläche 518 der Basisplatte 514 befestigt sind. In einigen Beispielen kann die Lochplatte, die mit einer Längsneigung konfiguriert ist, die Fluidverteilung verstärken. Im Wesentlichen parallele obere und untere Platten können Stapelkonfigurationen von zwei oder mehr Wärmetauschern erleichtern (siehe z. B. 7).
5B zeigt die Wärmetauscheranordnung 531, die eine dritte Ausführungsform des Fluidkanalprofils 530 umfasst. Das Fluidkanalprofil 530 kann durch Konfigurieren der Wärmetauscheranordnung 531 mit einem Paar spiegelbildlich ausgerichteter Lochplatten erreicht werden. 5B zeigt einen Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 531, betrachtet aus einer Perspektive, die auf die x-Achse, die im Achssystem 150 angegeben ist, herabblickt.
Das Fluidkanalprofil 530 kann einen Strahlaufprall umfassen, der auf einer höheren Platte (z. B. der oberen Platte) und einer niedrigeren Platte (z. B. der unteren Platte) auftritt. In dem Beispiel kann eine erste Lochplatte 538 Aufprallstrahlen produzieren, um Wärme mit Elektronik auszutauschen, die mit der oberen Platte gekoppelt ist, die hier als erste äußere Platte 532 bezeichnet wird. Eine zweite Lochplatte 550 kann Aufprallstrahlen erzeugen, um Wärme mit Elektronik auszutauschen, die mit der unteren Platte gekoppelt ist, die hier als zweite äußere Platte 556 bezeichnet wird. In der Ausführungsform verlaufen die erste äußere Platte 532 und die zweite äußere Platte 556 im Wesentlichen parallel zur Längsachse. Der Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 531 zeigt die erste innere Platte 544 und deren obere Fläche 546 und untere Fläche 548. Der Abschnitt umfasst die zweite innere Platte 543 und deren obere Fläche 545 und untere Fläche 547. Die erste Lochplatte 538 kann unter der ersten äußeren Platte 532 und über der ersten inneren Platte 544 angeordnet sein. Die erste Lochplatte 538 weist eine erste Einlassfläche 542 und eine erste Auslassfläche 540 auf. Elektronikchips und/oder Module können mit der ersten Außenfläche 534 der ersten äußeren Platte 532 gekoppelt sein. Die zweite Lochplatte 550 kann unter der zweiten inneren Platte 543 und über der zweiten äußeren Platte 556 angeordnet sein. Die zweite Lochplatte 550 weist eine zweite Einlassfläche 552 und eine zweite Auslassfläche 554 auf. Die zweite äußere Platte 556 umfasst eine zweite Innenfläche 558 und eine zweite Außenfläche 560. Elektronikchips und/oder Module können mit der zweiten Außenfläche 560 gekoppelt sein.
Der Fluideinlasskanal 562 ist zwischen der ersten Einlassfläche 542 der ersten Lochplatte 538 und der zweiten Einlassfläche 552 der zweiten Lochplatte 550 aufgenommen. Die erste innere Platte 544 und die zweite innere Platte 543 sind in dem Fluideinlasskanal 562 eingeschlossen. Der erste Fluidauslasskanal 564 ist zwischen der ersten Innenfläche 536 der ersten äu-ßeren Platte 532 und der ersten Auslassfläche 540 der ersten Lochplatte 538 aufgenommen. Der zweite Fluidauslasskanal 566 ist zwischen der zweiten Innenfläche 558 der zweiten äußeren Platte 556 und der zweiten Auslassfläche 554 der zweiten Lochplatte 550 aufgenommen. In einer Ausführungsform können die erste Lochplatte 538 und die zweite Lochplatte 550 in Bezug auf eine Längsachse der Anordnung geneigt sein. Kühlmittel tritt in den Fluideinlasskanal 562 ein und durchströmt eine Vielzahl von Löchern 567 in der ersten Lochplatte 538 und eine Vielzahl von Löchern 569 als Aufprallstrahlen. Aufprallstrahlen, die durch die Löcher 567 erzeugt werden, lassen Kühlmittel in den ersten Fluidauslasskanal 564 strömen. Das Kühlmittel kann über die erste Innenfläche 536 der ersten äußeren Platte 532 und Wärmetauschermodule, die an der ersten Außenfläche 534 befestigt sind, strömen. Aufprallstrahlen, die durch die Löcher 569 erzeugt werden, lassen Kühlmittel in den zweiten Fluidauslasskanal 566 strömen. Das Kühlmittel strömt über die zweite Innenfläche 558 der zweiten äußeren Platte 556 und Wärmetauschermodule, die an der zweiten Außenfläche 560 der zweiten äußeren Platte 556 befestigt sind. Auf diese Weise kann die Wärmetauscheranordnung, die eine erste und eine zweite Lochplatte umfasst, in einem Kanalprofil mit Aufprallstrahlen von Kühlmittel konfiguriert sein, die Wärme mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche austauschen.
5C zeigt die Wärmetauscheranordnung 571, die eine vierte Ausführungsform des Fluidkanalprofils 570 umfasst. 5C zeigt einen Abschnitt der Wärmetauscheranordnung 571, betrachtet aus einer Perspektive, die auf die y-Achse, die durch das Achssystem 150 angegeben ist, herabblickt.
Das Fluidkanalprofil 570 kann eine Lochplatte 572 umfassen, die in einer seitlichen Richtung als ein zusätzliches oder alternatives Mittel zur Durchflussregelung abgewinkelt ist. In dem Beispiel umfasst die Lochplatte 572 zwei Abschnitte, die hier als eine erste Seite 574 und eine zweite Seite 576 beschrieben sind. Die erste Seite 574 und die zweite Seite 576 sind entlang der Längsachse der Wärmetauscheranordnung 571 symmetrisch. Die Lochplatte 572 kann innerhalb der oberen Platte 578 und der Basisplatte 580 eingeschlossen und sandwichartig zwischen ihnen angeordnet sein. In der Ausführungsform verlaufen die obere Platte 578 und die Basisplatte 580 im Wesentlichen parallel zur Längsachse. Eine Vielzahl von Gewindeanschlüssen 596 kann teilweise in einem Fach 598 eingeschlossen sein.
Der Fluideinlasskanal 582 ist zwischen der Innenfläche 584 der oberen Platte 578 und der Einlassfläche 586 der Lochplatte 572 aufgenommen. Der Fluidauslasskanal 588 ist zwischen der Auslassfläche 590 der Lochplatte 572 und der Innenfläche 592 der Basisplatte 580 aufgenommen. Das Kühlmittel durchläuft eine Vielzahl von Löchern 594 in der Lochplatte 572 als Aufprallstrahlen. Aufprallstrahlen lassen Kühlmittel über die Innenfläche 592 strömen, um Wärme mit elektronischen Vorrichtungen auszutauschen, die an die Außenfläche 599 der Basisplatte 580 gekoppelt sind. Auf diese Weise kann eine Wärmetauscheranordnung mit einer in einer seitlichen Richtung abgewinkelten Lochplatte eine zusätzliche oder alternative Konfiguration zur Kühlmittelstromsteuerung bereitstellen.
Nunmehr Bezug nehmend auf 6, ist eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform für eine Wärmetauscheranordnung mit einer Durchflussregelungslochplatte 600 gezeigt. Als ein Beispiel ist die Durchflussregelungslochplatte 600 eine alternative Ausführungsform für eine Lochplatte (z. B. Lochplatte 202 in 2 usw.). Wenn sie in ein System gekoppelt ist, wie etwa die Wärmetauscheranordnung 100, kann die Durchflussregelungslochplatte 600 über einer Basisplatte und unter einer oberen Platte (z. B. der oberen Platte 102 und der Basisplatte 103 in 1A usw.) positioniert sein.
Die Form der Durchflussregelungslochplatte 600 ist im Allgemeinen rechteckig. In einigen Ausführungsformen können die Durchflussregelungslochplatte 600 und Merkmale davon metallgeformt oder kunststoffgeformt sein. Die Durchflussregelungslochplatte 600 umfasst eine Durchflussregelungsplatte, die hier als innere Durchflussplatte 602 bezeichnet wird. Die innere Durchflussplatte 602 ist mit der Durchflussregelungslochplatte 600 gekoppelt und über dieser positioniert. Die Durchflussregelungslochplatte 600 weist eine Einlassausnehmung 604 und eine Auslassausnehmung 606 auf. In einem Beispiel kann die Einlassausnehmung 604, wenn sie in die Wärmetauscheranordnung 100 gekoppelt ist, unter dem Fluideinlass 104 positioniert sein, und kann die Auslassausnehmung 606 unter dem Fluidauslass 106 positioniert sein. Die Durchflussregelungslochplatte 600 umfasst eine Mulde 608 und eine Vielzahl von Löchern 610, die in die Form der Platte eingeformt sind. Die Löcher 610 sind so geformt, dass sie einen Aufprallstrahl auf die Grundplatte erzeugen, und können analog zu den in 2 beschriebenen Löchern 242 sein. In einem Beispiel bildet die Unterseite der Mulde 608 eine Führungsrippe zum Bereitstellen einer Durchflussregelung an der Auslassseite der Durchflussregelungslochplatte 600 und kann analog zu den in 3B beschriebenen abgewinkelten Rippen 354 sein. Die Lippe 612 bildet einen dreiseitigen Rand um einen Innenabschnitt 622 der Durchflussregelungslochplatte 600 aus. Auf der Seite 620 ohne Lippe 612 neigt sich die Durchflussregelungslochplatte 600 entlang der Längsachse. Die innere Durchflussplatte 602 umfasst ein erstes Fenster 614 und ein zweites Fenster 616.
Bei Kopplung in ein System tritt Kühlmittel in die Anordnung ein und strömt über die Durchflussregelungslochplatte 600 über die Neigung der Seite 620. Die Lippe 612 sammelt Kühlmittel und leitet es zu der Vielzahl von Löchern 610. Eine Position der inneren Durchflussplatte 602 kann so eingestellt sein, dass das erste Fenster 614 und das zweite Fenster 616 eine Menge (z. B. mehr oder weniger) und Position des Kühlmittelstroms durch die Aufprallstrahlen ermöglichen können, die durch die Vielzahl von Löchern 610 ausgebildet werden, die in der Durchflussregelungslochplatte 600 geformt sind. In einem Beispiel kann die Position des ersten Fensters 614 und des zweiten Fensters 616 relativ zum ersten Ende 624 und zweiten Ende 626 der Platte 602 auf Grundlage gewünschter Durchflussparameter eingestellt werden. Die Größe des ersten Fensters 614 und des zweiten Fensters 616 kann ebenfalls eingestellt werden.
7 zeigt eine Prinzipdarstellung 700, die die erste Konfiguration 702, die zweite Konfiguration 704, die dritte Konfiguration 706 und die vierte Konfiguration 708 sowie die fünfte Konfiguration 710 für eine Wärmetauscheranordnung veranschaulicht. In dem Beispiel sind der Wärmetauscher 712 und die Elektronikchips 714 gezeigt.
Die erste Konfiguration 702 veranschaulicht eine beispielhafte Wärmetauscheranordnung, die einen einseitigen Strahlaufprall verwendet. Die erste Konfiguration umfasst einen einzelnen Wärmetauscher 712 mit Elektronikchips 714. In diesem Beispiel gibt der Pfeil 716 eine Richtung der Aufprallstrahlen an.
Die zweite Konfiguration 704 veranschaulicht ebenfalls einen einseitigen Strahlaufprall. Die zweite Konfiguration umfasst den Wärmetauscher 712 mit einem ersten und zweiten Elektronikchip 714, die über und unter dem Wärmetauscher positioniert sind. Der Pfeil 718 gibt eine beispielhafte Richtung von Aufprallstrahlen an. Bei einer solchen Konfiguration können an eine der Richtung der Aufprallstrahlen entgegengesetzten Seite Vorrichtungen mit geringer Wärmeübertragung gekoppelt sein.
Die dritte Konfiguration 706 veranschaulicht zwei Wärmetauscher, jeder mit einem einseitigen Strahlaufprall. Die dritte Konfiguration umfasst Elektronikchips 714 mit einem ersten und zweiten Wärmetauscher 712, die über und unter den Chips positioniert sind. Der Pfeil 720 und der Pfeil 722 geben eine erste bzw. eine zweite Richtung von Aufprallstrahlen an. Beispielsweise können in einer solchen Konfiguration Chips zwischen den Wärmetauschern für Anwendungen mit hoher Wärmeübertragung sandwichartig angeordnet sein.
Die vierte Konfiguration 708 veranschaulicht einen einzelnen Wärmetauscher, der einen zweiseitigen Strahlaufprall umfasst. Eine ähnliche Konfiguration wird unter Bezugnahme auf 5B beschrieben. Die vierte Konfiguration umfasst den Wärmetauscher 712 mit einem ersten und zweiten Elektronikchip 714, die über und unter dem Wärmetauscher positioniert sind. Der Pfeil 724 und der Pfeil 726 geben eine erste und eine zweite Richtung von Aufprallstrahlen an. In einer solchen Konfiguration kann eine hohe Wärmeübertragungskapazität von bidirektionalen Aufprallstrahlen genutzt werden, um elektronische Vorrichtungen mit der oberen und unteren Fläche des Wärmetauschers 712 zu koppeln.
Die fünfte Konfiguration 710 veranschaulicht mehrere Wärmetauscher, der einen zweiseitigen Strahlaufprall umfassen. In einer solchen Konfiguration könnten eine Vielzahl von Wärmetauschern mit zweiseitigem Strahlaufprall mit auf jeder Seite positionierten Elektronikchips gestapelt werden. Das Beispiel zeigt eine beispielhafte Wärmetauscheranordnung mit drei Wärmetauschern 712 und vier Elektronikchips 714. Die Pfeile 728, 730, 732, 734, 736, 738 geben einen bidirektionalen Strahlaufprall für den oberen und unteren Elektronikchip 714 an. In einer solchen Konfiguration kann eine hohe Wärmeübertragungskapazität von Aufprallstrahlen an oberen und unteren Flächen jedes Wärmetauschers 712 der Anordnung genutzt werden.
Auf diese Weise kann der Strahlaufprall genutzt werden, um die Wärmeübertragungskapazität in einer Wärmetauscheranordnung zu erhöhen. Durch das Abwinkeln eines Einlasses des Kühlfluids und des strömenden Kühlfluids über eine geneigte Lochplatte können Druckabfälle im System reduziert und die Durchflussverteilung verstärkt werden. Die technische Wirkung einer Wärmetauscheranordnung mit Strahlaufprall besteht in einer erhöhten Wärmeübertragungs- und Kühlkapazität leistungsdichter, stark wärmeerzeugender Elektronik.
Die 1-6 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit der Lagebeziehung der verschiedenen Komponenten. Wenn diese Elemente in direktem Kontakt zueinander stehen oder direkt gekoppelt sind, können sie zumindest in einem Beispiel als in direktem Kontakt bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Ähnlich können Elemente, die aneinander angrenzend oder einander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander angrenzend bzw. einander benachbart sein. Beispielsweise können Komponenten, die in einem Flächenkontakt miteinander liegen, als in einem Flächenkontakt befindlich bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum befindet und die keine anderen Komponenten aufweisen, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die ober- bzw. unterhalb voneinander, auf einander gegenüberliegenden Seiten oder links bzw. rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in mindestens einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden, und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements kann als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Die hier verwendeten Begriffe Oberseite/Unterseite, oberer/unterer, oberhalb/unterhalb können sich auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren relativ zueinander verwendet werden. So können in einem Beispiel Elemente, die oberhalb anderer Elemente dargestellt sind, vertikal oberhalb der anderen Elemente angeordnet sein. Als weiteres Beispiel können die Formen der in den Figuren dargestellten Elemente als solche bezeichnet werden (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt o. ä.). Ferner können Elemente, die einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als schneidende Elemente oder als einander schneidend bezeichnet werden. Ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements gezeigt ist oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhaften Charakter haben und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Darüber hinaus sollen die Begriffe „erste/r/s“, „zweite/r/s“, „dritte/r/s“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern werden lediglich als Kennzeichnungen verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart werden.
Bei Verwendung im vorliegenden Dokument bedeutet der Begriff „ungefähr“ plus oder minus fünf Prozent des Bereichs, sofern nicht anders angegeben, und der Begriff „im Wesentlichen parallel“ bedeutet, dass die Elemente ausreichend parallel sind, um von einem Durchschnittsfachmann als parallel betrachtet zu werden, ohne perfekt parallel zu sein.
Die Offenbarung bietet auch Unterstützung für eine Wärmetauscheranordnung, die umfasst: eine obere Platte, einen Fluideinlass und einen Fluidauslass, eine mit der oberen Platte gekoppelte untere Platte, eine Lochplatte, positioniert zwischen der oberen Platte und der unteren Platte, die eine der unteren Platte zugewandte Unterseite aufweist und Perforationen umfasst, die so geformt sind, dass sie einen Aufprallstrahl auf die untere Platte erzeugen, und wobei mindestens eines des Folgenden gilt: die obere Platte umfasst einen Abschnittt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, die Lochplatte ist in Bezug auf die Längsachse oder eine Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt, und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte. In einem ersten Beispiel des Systems umfasst die Lochplatte Führungsrippen, die an einer Seite der Lochplatte positioniert sind, wobei die Führungsrippen in Bezug auf sowohl die Querachse als auch die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind. In einem zweiten Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel einschließt, umfasst die obere Platte einen Abschnitt, der in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die Lochplatte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem dritten Beispiel des Systems, das optional eines oder beide von dem ersten und zweiten Beispiel einschließt, umfasst die Wärmetauscheranordnung ferner die Durchflussregelungsplatte, wobei die Durchflussregelungsplatte über der Lochplatte positioniert ist, und wobei die obere Platte, die untere Platte und die Lochplatte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem vierten Beispiel für das System, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis dritten Beispiel einschließt, ist die Lochplatte im Wesentlichen flach. In einem fünften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis vierten Beispiel einschließt, ist die Lochplatte in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem sechsten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis fünften Beispiel einschließt, umfassend eine zweite Lochplatte, wobei die Lochplatten in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem siebenten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis sechsten Beispiel einschließt, umfasst die Lochplatte zwei Abschnitte, die entlang der Längsachse der Wärmetauscheranordnung symmetrisch sind, wobei jeder von den zwei Abschnitten in Bezug auf die Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem achten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis siebenten Beispiel einschließt, sind die obere Platte, die untere Platte und die Lochplatte rechteckig. In einem neunten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis achten Beispiel einschließt, umfasst das System ferner: ein Elektronikmodul, das einem Boden der unteren Platte benachbart ist. In einem zehnten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis neunten Beispiel einschließt, ist eine Höhe der Wärmetauscheranordnung geringer als eine seitliche Breite und die seitliche Breite geringer als eine Länge in Längsrichtung. In einem elften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis zehnten Beispiel einschließt, umfassend eine zweite Lochplatte, wobei die Lochplatte und die zweite Lochplatte spiegelbildlich ausgerichtet sind, um Aufprallstrahlen auf einer oberen Platte und einer unteren Platte der Wärmetauscheranordnung zu erzeugen, wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Die Offenbarung bietet auch Unterstützung für ein System, das umfasst: eine Wärmetauscheranordnung, umfassend eine obere Platte, einen Fluideinlass und einen Fluidauslass, eine mit der oberen Platte gekoppelte untere Platte, eine Lochplatte, positioniert zwischen der oberen Platte und der unteren Platte, die eine der unteren Platte zugewandte Unterseite aufweist und Perforationen umfasst, die so geformt sind, dass sie einen Aufprallstrahl auf die untere Platte erzeugen, ein einem Boden der unteren Platte benachbartes Elektronikmodul und mindestens eines des Folgenden: die obere Platte umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, die Lochplatte ist in Bezug auf die Längsachse oder eine Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt, und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte. In einem ersten Beispiel des Systems umfasst die Lochplatte Führungsrippen, die an einer Seite der Lochplatte positioniert sind, wobei die Führungsrippen in Bezug auf sowohl die Querachse als auch die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind. In einem zweiten Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel einschließt, umfasst die obere Platte einen Abschnitt, der in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die Lochplatte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem dritten Beispiel des Systems, das optional eines oder beide von dem ersten und zweiten Beispiel einschließt, ist die Lochplatte im Wesentlichen flach. In einem vierten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis dritten Beispiel einschließt, ist die Lochplatte in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem fünften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis vierten Beispiel einschließt, umfasst die Wärmetauscheranordnung ferner eine zweite Lochplatte, wobei die Lochplatten in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem sechsten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis fünften Beispiel einschließt, umfasst die Lochplatte zwei Abschnitte, die entlang der Längsachse der Wärmetauscheranordnung symmetrisch sind, wobei jeder von den zwei Abschnitten in Bezug auf die Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind. In einem siebenten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes von dem ersten bis sechsten Beispiel einschließt, umfassend eine zweite Lochplatte, wobei die Lochplatte und die zweite Lochplatte spiegelbildlich ausgerichtet sind, um Aufprallstrahlen auf einer oberen Platte und einer unteren Platte der Wärmetauscheranordnung zu erzeugen, wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Die folgenden Ansprüche heben insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hervor, die als neuartig und nicht offensichtlich zu betrachten sind. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie eine Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, nicht so, dass sie zwei oder mehr solcher Elemente erfordern oder ausschließen. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob sie nun einen breiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang als die ursprünglichen Ansprüche aufweisen, werden ebenfalls als zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehörig betrachtet.
Die 1A-6 sind annähernd maßstabsgerecht gezeigt.

Claims

Wärmetauscheranordnung, umfassend: eine obere Platte; einen Fluideinlass und einen Fluidauslass; eine untere Platte, gekoppelt mit der oberen Platte; eine Lochplatte, positioniert zwischen der oberen Platte und der unteren Platte, die eine der unteren Platte zugewandte Unterseite aufweist und Perforationen umfasst, die so geformt sind, dass sie einen Aufprallstrahl auf die untere Platte erzeugen, und wobei mindestens eines des Folgenden gilt: die obere Platte umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist; die Lochplatteist in Bezug auf die Längsachse oder auf eine Querachse der Wärmetauscheranordnung; und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, wobei die Lochplatte Führungsrippen umfasst, die an einer Seite der Lochplatte positioniert sind, wobei die Führungsrippen in Bezug sowohl auf die Querachse als auch auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die obere Platte einen Abschnitt umfasst, der in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die Lochplatte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wärmetauscheranordnung ferner die Durchflussregelungsplatte umfasst, wobei die Durchflussregelungsplatte über der Lochplatte positioniert ist, und wobei die obere Platte, die untere Platte und die Lochplatte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lochplatte im Wesentlichen flach ist.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lochplatte in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine zweite Lochplatte, wobei die Lochplatten in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lochplatte zwei Abschnitte umfasst, die entlang der Längsachse der Wärmetauscheranordnung symmetrisch sind, wobei jeder der zwei Abschnitte in Bezug auf die Querachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die obere Platte, die untere Platte und die Lochplatte rechteckig sind.
Wärmetauscheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Elektronikmodul, das einem Boden der unteren Platte benachbart ist.
System, umfassend: eine Wärmetauscheranordnung, umfassend eine obere Platte, einen Fluideinlass und einen Fluidauslass, eine mit der oberen Platte gekoppelte untere Platte, eine zwischen der oberen Platte und der unteren Platte positionierte Lochplatte, die eine Unterseite hat, die der unteren Platte zugewandt ist, und die Perforationen enthält, die geformt sind, um einen Aufprallstrahl auf die untere Platte zu erzeugen, ein Elektronikmodul, das einem Boden der unteren Platte benachbart ist, und wobei mindestens eines des Folgenden gilt die obere Platte umfasst einen Abschnitt, der in Bezug auf eine Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist; die Lochplatteist in Bezug auf die Längsachse oder auf eine Querachse der Wärmetauscheranordnung; und die Wärmetauscheranordnung umfasst ferner eine Durchflussregelungsplatte.
System nach Anspruch 11, wobei die Lochplatte Führungsrippen umfasst, die an einer Seite der Lochplatte positioniert sind, wobei die Führungsrippen in Bezug sowohl auf die Querachse als auch auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt sind.
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei die obere Platte einen Abschnitt umfasst, der in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die Lochplatte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Lochplatte im Wesentlichen flach ist.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Lochplatte in Bezug auf die Längsachse der Wärmetauscheranordnung geneigt ist, und wobei die obere Platte und die untere Platte im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Wärmetauscheranordnung sind.