DE202017102436U1

DE202017102436U1 - Wärmetauscher mit Mikrokanal-Struktur oder Flügelrohr-Struktur

Info

Publication number: DE202017102436U1
Application number: DE202017102436.9U
Authority: DE
Original assignee: Bundy Refrigeration Int Holding BV; Bundy Refrigeration International Holding BV
Current assignee: Grandholm Production Services Ltd Gb
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2027-04-26

Abstract

Bauteilverbund (140) bestehend aus: a. einer Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen (1; 100), die jeweils b. eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen (104), die einen ersten Bereich (102) der Mikrokanal-Struktur (100) definieren, der eine ungefähr rechteckige Querschnittsform aufweist, die eine größere Breite (BS) verglichen mit einer Höhe (HS) aufweist, und c. zwei sich lateral von einer den ersten Bereich (102) umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe (HS) bestimmenden Seitenwand nach außen erstreckenden Flügel (106), die parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs (102) verlaufen und d. einer Lamellen-Struktur (120), die folgende Merkmale umfasst: e. mindestens einen ersten Bereich (122) in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Mikrokanal-Struktur (1; 100) bereitstellt, f. mindestens einen zweiten Bereich (124) in einer zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Mikrokanal-Struktur (1; 100) bereitstellt, wobei im ersten (122) und zweiten Bereich (124) eine mittige Vertiefung (130) bereitgestellt ist, die an die Mikrokanal-Struktur (1; 100) im ersten Bereich (102) angepasst ist, g. mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich (126), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124) angeordnet ist, und h. mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich (128), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122) oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich (122) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124) angeordnet ist, wobei i. der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich (126) an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122) einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124) einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und j. der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich (126) an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122) oder dem weiteren ersten Bereich (122) einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124) einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei k. die zwei Mikrokanal-Strukturen (1; 100) über die Lamellen-Struktur (120) miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen, wobei die Lamellen-Struktur (120) eine Breite aufweist, die mindestens einer Breite der Mikrokanal-Struktur (100) entspricht und die Lamellen-Struktur (120) über die gesamte Breite der Mikrokanal-Struktur (100) mit der Mikrokanal-Struktur (100) in Kontakt steht.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bauteilverbund aus Mikrokanal-Struktur oder Flügelrohr-Struktur und Lamellen-Struktur sowie einen Wärmetauscher mit dem Bauteilverbund.
2. Hintergrund der Erfindung
Mikrokanal-Strukturen beispielsweise für Wärmetauscher sind im Stand der Technik bekannt. Eine beispielhafte Ausführungsform einer Mikrokanal-Struktur 1 gemäß Stand der Technik ist in den 1 und 2 dargestellt. Die Mikrokanal-Struktur 1 besteht aus vier Mikrokanälen 3 und weist eine insgesamt rechteckige Querschnittsform mit einer Breite B_M und einer Höhe H_M auf (vgl. 2). Für einen Wärmeaustausch mit einem die Mikrokanal-Struktur umströmenden Medium steht daher nur die äußere Oberfläche der Mikrokanal-Struktur zur Verfügung.
Um diese äußere Oberfläche der Mikrokanal-Struktur 1, die für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung steht, zu vergrößern, wird beispielsweise die in den 3 und 4 gezeigte Lamellen-Struktur 10 verwendet. Die Lamellen-Struktur 10 hat die Form einer Ziehharmonika mit einer Breite B_L und einer Höhe H_L. Die Lamellen-Struktur 10 in Kombination mit zwei parallel zueinander verlaufenden Mikrokanal-Strukturen 1 ergibt einen Bauteilverbund 20, wobei in einem Wärmetauscher der Bauteilverbund 20 auch eine Vielzahl von Mikrokanal-Strukturen 1 aufweisen kann, die über entsprechende Lamellen-Strukturen 10 miteinander verbunden sind. Durch die Lamellen-Struktur 10 wird der Oberflächenbereich der Mikrokanal-Struktur 1, der zur Wärmeabfuhr zur Verfügung steht, somit entsprechend vergrößert.
Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs solcher Mikrokanal-Strukturen ist es weiterhin bekannt, die Lamellen-Struktur S-förmig auszugestalten und quer zur Mikrokanal-Struktur anzuordnen, wie beispielsweise in der WO 2014/133 395 A1 beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hinsichtlich der Wärmeübertragung optimierten Bauteilverbund aus Mikrokanal- oder Flügelrohr-Struktur in Kombination mit einer Lamellen-Struktur bereitzustellen, sodass diese auch in Hochleistungsgeräten, wie beispielsweise einem Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, kosteneffizient einsetzbar ist. Weiterhin ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen entsprechenden Wärmetauscher zu beschreiben.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen Bauteilverbund aus Mikrokanal-Struktur und Lamellen-Struktur gemäß Schutzanspruch 1 und aus Flügelrohr-Struktur und Lamellen-Struktur gemäß Schutzanspruch 2 sowie durch einen Wärmetauscher gemäß den unabhängigen Schutzansprüchen 12 und 13. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie die anhängigen Patentansprüchen.
Eine Mikrokanal-Struktur für einen Wärmetauscher oder Ähnliches umfasst eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, und mindestens einen, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel, der parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs verläuft.
Darin besteht der erste Bereich aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die eine Fluid-Strömungsrichtung definieren. Mikrokanäle im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Kanäle mit einem Durchmesser ≤ 1 mm. Der erste Bereich wird üblicherweise mittels Extrudieren, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt.
Zusätzlich ist zur Vergrößerung der für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung stehenden Oberfläche mindestens ein Flügel vorgesehen, der sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckt. Lateral in diesem Zusammenhang bedeutet, dass sich der mindestens eine Flügel quer zur Strömungsrichtung bzw. zur Verlaufsrichtung der Mikrokanäle erstreckt. Der mindestens eine Flügel erstreckt sich vorzugsweise kontinuierlich über im Wesentlichen die gesamte Länge des ersten Bereichs. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass im Vergleich zum bekannten Stand der Technik eine Alternative Lösung zur Vergrößerung der für die Wärmeabfuhr zur Verfügung stehenden Oberfläche geschaffen wird, die nicht an ein Stapeln mehrerer erster Bereiche bzw. Mikrokanal-Strukturen gekoppelt ist. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Flügel ebenfalls mittels Extrusion hergestellt wird, vorzugsweise gleichzeitig mit dem ersten Bereich. Auf diese Weise bilden der Erster Bereich und der mindestens eine Flügel ein einstückiges Element, so dass ein zusätzliches Verbinden des mindestens einen Flügels mit dem Erster Bereich entfallen kann.
Ein Vorteil ist somit, dass eine größere für eine Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Oberfläche im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen bereitgestellt wird, so dass auch die Effizienz der erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen erhöht ist. Ein zu erwähnender Nachteil ist der bei gleicher Anzahl an Mikrokanälen größere Bauraum, den die erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur aufgrund des mindestens einen Flügels benötigt.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Mikrokanal-Struktur zwei Flügel auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Flügel von gegenüberliegenden Seiten der den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche lateral nach außen erstrecken. Auf diese Weise kann eine weitere Vergrößerung der Oberfläche zur Wärmeübertragung erzielt werden.
Weiterhin weist der erste Bereich eine ungefähr rechteckige Querschnittsform auf, die eine größere Breite verglichen mit einer Höhe aufweist, und der mindestens eine Flügel erstreckt sich von der den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe bestimmenden Seitenwand, vorzugsweise mittig. Bei zwei gegenüberliegend angeordneten Flügeln erstreckt sich jeweils ein Flügel von jeweils einer Seitenwand, vorzugsweise mittig. Auf diese Weise ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur beispielsweise in einem Wärmetauscher eine gute Anströmung durch ein im rechten Winkel zur Fluid-Strömungsrichtung strömendes Wärmeübertragungsmedium gegeben.
Der obige Effekt wird weiter verbessert, indem gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Ränder der ungefähr rechteckigen Querschnittsform abgerundet sind. Auf diese Weise kann insbesondere eine turbulente Strömung des Wärmeübertragungsmediums um die erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur sowie ein daraus resultierender möglicher Strömungsabriss vermieden werden.
Zudem entspricht die laterale Erstreckung des mindestens einen Flügels nach außen ungefähr der Hälfte der Breite des ersten Bereichs. Weiterhin bevorzugt ist eine Dicke des mindestens einen Flügels gleich einem Viertel der Höhe des ersten Bereichs. Mit diesen besonders vorteilhaften Proportionen kann die Oberfläche um bis zu 40% im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen bzw. zum ersten Bereich alleine vergrößert werden.
Eine vorteilhafte Lamellen-Struktur für eine Mikrokanal-Struktur, insbesondere für eine oben beschriebene Mikrokanal-Struktur, umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struktur bereitstellt, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt. Bei dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel β handelt es sich somit um einen Wechselwinkel. Bezogen auf die Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur, wird durch den ersten und/oder den zweiten Bereich die Kontaktfläche mit dem ersten Bereich, vorzugsweise mit der gesamten Mikrokanal-Struktur, vergrößert. Auf diese Weise kann die Wärme von dem Erster Bereich bzw. der Mikrokanal-Struktur besser abgeführt werden verglichen mit den bekannten Lamellen-Strukturen.
In einer Ausgestaltung der Lamellen-Struktur schließt der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° ein. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der zweite schräg verlaufende Bereich bezogen auf eine zur ersten und/oder zweiten Ebene senkrechte Ebene eine einer ersten Neigungsrichtung des ersten schräg verlaufenden Bereichs entgegengesetzte zweite Neigungsrichtung aufweist. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Neigungsrichtung an der senkrechten Ebene gespiegelt, was jedoch keine zwingende Voraussetzung ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass nun mindestens zwei schräg verlaufende Bereiche vorliegen, die unterschiedliche Neigungsrichtungen und unterschiedliche oder gleiche Neigungswinkel bezogen auf die senkrechte Ebene aufweisen. Auf diese Weise kann die für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung stehende Oberfläche bei Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur weiter vergrößert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Lamellen-Struktur eine Mehrzahl erster und zweiter Bereiche sowie eine Mehrzahl erster schräg verlaufender Bereiche und eine Mehrzahl zweiter schräg verlaufender Bereiche auf. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn der erste schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs angeordnet ist und der zweite schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs aus der Mehrzahl der ersten Bereiche und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr bei Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur durch die Vergrößerung des Kontaktbereichs besonders effizient erfolgen kann.
Anders ausgedrückt ist die Lamellen-Struktur so aufgebaut, dass ein Abstand zwischen zwei ersten Bereichen durch einen zweiten Bereich abgedeckt wird, wenn die Anordnung senkrecht zur ersten bzw. zweiten Ebene betrachtet wird. Der Abstand zwischen den zwei ersten Bereichen ist dabei kleiner als die Länge des zweiten Bereichs. Dies gilt ebenfalls umgekehrt für einen Abstand zwischen zwei zweiten Bereichen und die Länge eines ersten Bereichs. Die Dimensionen der ersten und zweiten Bereiche sind hierbei vorzugsweise gleich. Ebenso sind vorzugsweise die Dimensionen des ersten und des zweiten schräg verlaufenden Bereichs gleich.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lamellen-Struktur sind der erste Winkel α und der zweite Winkel β und/oder der dritte Winkel γ sowie der vierte Winkel δ gleich groß. Dies bedeutet, dass der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich in parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine besonders gleichmäßige Struktur geschaffen, was sich vorteilhaft auf den Wärmeübergang auswirkt.
In einer anderen Ausgestaltung der Lamellen-Struktur sind der erste, der zweite, der erste schräg verlaufende und/oder der zweite schräg verlaufende Bereich gerade, wellenförmig oder ziehharmonikaförmig oder diese Bereich weisen jeweils eine beliebige andere Form oder Kombinationen davon auf. Aufgrund dieser Gestaltungsmöglichkeiten können die Bereiche jeweils gezielt an die Anforderungen der jeweiligen Anwendungen im Hinblick auf die Wärmeabfuhr angepasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lamellen-Struktur ist im ersten und/oder zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt, die vorzugsweise an eine Mikrokanal-Struktur, insbesondere an einen ersten Bereich einer oben beschriebenen Mikrokanal-Struktur, oder an eine Flügelrohr-Struktur angepasst ist. Mit dieser Ausgestaltung ist die Lamellen-Struktur in besonders vorteilhafter Weise an die Mikrokanal-Struktur und die Flügelrohr-Struktur angepasst, so dass sich ein Kontakt zum Wärmeaustausch zwischen Lamellen-Struktur und Mikrokanal-/Flügelrohr-Struktur möglichst über die gesamte Breite der Mikrokanal-/Flügelrohr-Struktur und/oder der Lamellen-Struktur ergibt. Der Wärmeaustauscher wird weiterhin dadurch unterstützt, dass die Vertiefung als Durchbruch oder als flächige Formgestaltung vorgesehen ist. Bei einer flächigen Formgestaltung ist die Vertiefung in das Lamellenmaterial eingeformt, ohne die Lamellenfläche zu durchbrechen. Dies stellt eine bestimmte Größe einer Kontaktfläche bereit. Bei einem Durchbruch reduziert sich die Kontaktfläche auf den Rand des Durchbruchs, der mit der Mikrokanal-Struktur oder der Flügelrohr-Struktur verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßer Bauteilverbund besteht aus mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanal-Strukturen, oder mindestens einer Flügelrohr-Struktur und einer erfindungsgemäßen Lamellen-Struktur, wobei die zwei Mikrokanal-Strukturen oder die Flügelrohr-Strukturen zumindest teilweise über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind, und wobei die Mikrokanal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Der so hergestellte Bauteilverbund weist die Vorteile der obigen Mikrokanal-Struktur und/oder der obigen Lamellen-Struktur auf. In dieser Hinsicht wird auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen.
Der Bauteilverbund in den beiden erfindungsgemäßen Ausgestaltungen lässt sich folgendermaßen zusammenfassen: Gemäß einer ersten Ausgestaltung besteht der Bauteilverbund aus einer Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen, die jeweils eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, der eine ungefähr rechteckige Querschnittsform aufweist, die eine größere Breite verglichen mit einer Höhe aufweist, und zwei sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe bestimmenden Seitenwand nach außen erstreckenden Flügel, die parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs verlaufen und einer Lamellen-Struktur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Mikrokanal-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Mikrokanal-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt ist, die an die Mikrokanal-Struktur im ersten Bereich angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei die zwei Mikrokanal-Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen, wobei die Lamellen-Struktur eine Breite aufweist, die mindestens einer Breite der Mikrokanal-Struktur entspricht und die Lamellen-Struktur über die gesamte Breite der Mikrokanal-Struktur mit der Mikrokanal-Struktur in Kontakt steht.
Gemäß der anderen Ausgestaltung besteht der Bauteilverbund aus einer Mehrzahl von länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen, die jeweils ein zentrales Rohr mit einem runden, krummlinigen oder rechteckigen Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeordnete und sich lateral von dem zentralen Rohr nach außen erstreckende Flügel aufweisen, die parallel zu einer Längsachse des zentralen Rohrs verlaufen, und einer Lamellen-Struktur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Flügelrohr-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Flügelrohr-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt ist, die an eine Form des Rohrs der Flügelrohr-Struktur angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei die zwei Flügelrohr-Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen sowie die Lamellen-Struktur mindestens eine Breite aufweist, die einer Breite der Flügelrohr-Struktur entspricht, und die Lamellen-Struktur über die gesamte Breite der Flügelrohr-Struktur mit der Flügelrohr-Struktur in Kontakt steht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bauteilverbund eine Mehrzahl von Mikrokanal- oder Flügelrohr-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanal-Strukturen, deren erste Bereiche vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, wobei jede Mikrokanal-Struktur mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur zumindest teilweise über eine erfindungsgemäße Lamellen-Struktur verbunden ist. Auf diese Weise kann eine beliebige Anzahl an Mikrokanal- oder Flügelrohr-Strukturen für den Einsatz in einem späteren Wärmetauscher übereinander gestapelt werden, wobei zwischen den Mikrokanal-Strukturen eine jeweilige Lamellen-Struktur vorhanden ist. Die Lamellen-Struktur ist vorzugsweise an den Mikrokanal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen befestigt, beispielsweise mittels Löten, Schweißen, Kleben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist der Bauteilverbund die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen in einem mäanderförmigen Verlauf parallel zueinander und flüssigkeitsleitenden hintereinander miteinander verbunden auf, so dass ein Flüssigkeitszulauf mit einem Eingang und ein Flüssigkeitsablauf mit einem Ausgang des mäanderförmigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen verbindbar ist. Diese bevorzugte mäanderförmige Anordnung bildet die Grundlage für einen effizienten und flüssigkeitssparenden Haushalt an Kühlmittel, das im Bauteilverbund und späteren Wärmetauscher eingesetzt wird. Denn das zentrale Rohr der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen bildet jeweils an einem Ende in einem gebogenen End- oder Verbindungsbereich ohne Flügel die Flüssigkeitsverbindung zur benachbarten länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Struktur. Vorzugsweise ist wird durch die einzelnen gebogenen Verbindungsbereiche ein geringeres Volumen an Kühlflüssigkeit zur Versorgung der Flügelrohr-Strukturen benötigt, als es mit einem ersten und einem zweiten Verteilerrohr in Kombination mit den Mikrokanal-Strukturen der Fall ist.
Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein erstes Verteilerrohr zum Zuführen eines Fluides und ein zweites Verteilerrohr zum Ableiten eines Fluides sowie einen erfindungsgemäßen Bauteilverbund, wobei die Mikrokanäle jeder Mikrokanal-Struktur an einem ersten Ende in Strömungsverbindung mit dem ersten Verteilerrohr und an einem zweiten Ende in Strömungsverbindung mit dem zweiten Verteilerrohr stehen. Im Hinblick auf die Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur sowie zur erfindungsgemäßen Lamellen-Struktur verwiesen.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein Zufuhrrohr zum Zuführen eines Fluides und ein Abfuhrrohr zum Ableiten eines Fluides sowie einen Bauteilverbund mit mindestens zwei Flügelrohr-Strukturen verbunden über eine bevorzugte Lamellen-Struktur gemäß obiger Beschreibung, wobei die zentralen Rohre der Flügelrohr-Strukturen in Strömungsrichtung hintereinander miteinander verbunden sind, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abfuhrrohr bereitzustellen.
Der Wärmetauscher mit Flügelrohr-Strukturen nutzt bekannte Konstruktionsprinzipien eines Wärmetauschers dieser Art. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Lamellen-Struktur mindestens über die gesamte Breite des Flügelrohrs, also quer zur Längsachse des Flügelrohrs. Dieser Kontakt in Querrichtung zwischen Flügelrohr-Struktur oder Mikrokanal-Struktur und der Lamellen-Struktur erstreckt sich über die maximale Breite. Bevorzugt wird dieser Kontaktbereich vergrößert, indem einander gegenüberliegende Kontaktflächen von Flügelrohr-/Mikrokanal-Struktur und Lamellen-Struktur vergrößert werden. Diese gilt für Kontaktlinien und/oder Kontaktflächen im Bereich der Flügel und/oder des Rohrs oder des Bereichs der miteinander verbundenen Mikrokanäle. Des Weiteren sind die zentralen Rohre der Flügelrohr-Strukturen nacheinander miteinander verbunden, um die Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abfuhrrohr für Kühlflüssigkeit bereitzustellen. Innerhalb dieses Verbunds ist die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen in einem mäanderförmigen Verlauf parallel zueinander angeordnet. Somit spannen die mehreren Flügelrohr-Strukturen aufgrund dieser mäanderförmigen Anordnung eine annähernd ebene Fläche auf. Das Zufuhrrohr ist mit dem Eingang und das Abfuhrrohr ist mit dem Ausgang des mäanderförmigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei mäanderförmige Verläufe der Flügelrohr-Strukturen parallel zueinander und flächig nebeneinander angeordnet und stehen in Strömungsverbindung miteinander. Zudem bevorzugt sind die Flügel der Flügelrohr-Strukturen annähernd senkrecht zu der durch die mäanderförmigen Verläufe der Flügelrohr-Strukturen aufgespannten Ebene/Ebenen angeordnet.
Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für eine Mikrokanal-Struktur weist den Schritt auf: Extrudieren einer Mikrokanal-Struktur bestehend aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, und mindestens einem, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel, der parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs verläuft, vorzugsweise aus Aluminium. Mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird eine erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur hergestellt. Im Hinblick auf die Vorteile wird daher auf die erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur verwiesen.
Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur umfasst die Schritte: Bereitstellen von mindestens einem ersten Bereich, der eine erste Verbindungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur bereitstellt, und mindestens einem zweiten Bereich, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struktur bereitstellt, danach Anordnen eines ersten schräg verlaufenden Bereichs mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich derart, dass der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und Anordnen eines zweiten schräg verlaufenden Bereichs mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich. Mittels dieses Herstellungsverfahrens ist die erfindungsgemäße Lamellenstruktur herstellbar. Daher wird im Hinblick auf die entsprechenden Vorteile auf die Ausführungen zur Lamellen-Struktur verwiesen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung erfolgt der Schritt des Anordnens des zweiten schräg verlaufenden Bereichs so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt.
Des Weiteren umfasst der Schritt des Bereitstellens das Bereitstellen einer Mehrzahl erster und zweiter Bereiche und die Schritte des Anordnens des ersten und zweiten schräg verlaufenden Bereichs werden mehrfach wiederholt. Weiterhin bevorzugt erfolgt das Anordnen des ersten schräg verlaufenden Bereichs so, dass der erste schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs angeordnet wird und das Anordnen des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erfolgt so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs aus der Mehrzahl der ersten Bereiche und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs angeordnet wird.
Zudem umfasst das Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur den weiteren Schritt: Bereitstellen einer mittigen Vertiefung im ersten und/oder zweiten Bereich, die vorzugsweise an eine Mikrokanal-Struktur, insbesondere an einen ersten Bereich einer erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur, angepasst ist. Gemäß einer ersten Alternative können der erste und/oder der zweite Bereich bereits beim anfänglichen Bereitstellen der Bereiche eine Vertiefung für die Mikrokanal-Struktur, insbesondere für einen ersten Bereich davon, aufweisen. Wird die Lamellen-Struktur aus Einzelteilen zusammengesetzt, so kann die Vertiefung beispielsweise vor dem Anordnen des erste und/oder des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erzeugt werden. Gemäß einer weiteren Alternative können entsprechende Vertiefungen auch später bereitgestellt werden.
Außerdem werden die Schritte des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens der Lamellen-Struktur mittels Biegen einer Blechlage realisiert. Wird die Lamellen-Struktur insgesamt aus einer Blechlage durch Biegen hergestellt, so wird die oben genannte Vertiefung entweder vor oder nach dem Biegen in den Bereichen erzeugt, die später dem ersten und/oder dem zweiten Bereich entsprechen. Es ist ebenfalls denkbar, Durchbrüche auszustanzen oder auszuschneiden.
Ein Herstellungsverfahren eines Bauteilverbunds umfasst die Schritte: Bereitstellen von mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanalstrukturen, und einer der oben beschriebenen Lamellen-Strukturen, danach zumindest teilweises Verbinden der zwei Mikrokanal-Strukturen oder der Flügelrohr-Strukturen mittels der Lamellen-Struktur, beispielsweise mittels Anlöten, Schweißen oder Kleben der Lamellen-Struktur.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Schritt des Bereitstellens im Herstellungsverfahren des Bauteilverbunds das Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikrokanal-/Flügelrohr-Strukturen und Lamellen-Strukturen und der Schritt des Verbindens umfasst das zumindest teilweise Verbinden jeder Mikrokanal-Struktur aus der Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur bzw. jeder Flügelrohr-Struktur aus der Mehrzahl an Flügelrohr-Strukturen mit der jeweiligen benachbarten Flügelrohr-Struktur. mittels einer jeweiligen Lamellen-Struktur (120).
Ein Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers umfasst die Schritte: Bereitstellen eines ersten Verteilerrohrs, Bereitstellen eines zweiten Verteilerrohrs sowie Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Bauteilverbunds und danach Verbinden der Mikrokanäle jeder Mikrokanal-Struktur an einem ersten Ende mit dem ersten Verteilerrohr und an einem zweiten Ende mit dem zweiten Verteilerrohr. Wird der Wärmetauscher aus einer Flügelrohr-Struktur hergestellt, dann wird zunächst ein Zufuhr- und ein Abfuhrrohr bereitgestellt und mit den Flügelrohr-Strukturen verbunden, die zuvor nacheinander miteinander – also in Reihe – verbunden worden sind.
Nachfolgend wird eine detaillierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
4. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Mikrokanal-Struktur gemäß Stand der Technik
2 die Mikrokanal-Struktur aus 1 im Querschnitt
3 eine perspektivische Ansicht einer Lamellen-Struktur gemäß Stand der Technik,
4 die Lamellen-Struktur aus 3 im Querschnitt,
5 eine perspektivische Ansicht eines Bauteilverbunds bestehend aus mehreren Mikrokanal-Strukturen und Lamellen-Strukturen gemäß Stand der Technik,
6 den Bauteilverbund aus 5 in einer seitlichen Ansicht,
7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß bevorzugten Mikrokanal-Struktur,
8 die Mikrokanal-Struktur aus 7 im Querschnitt,
9 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Lamellen-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
10 einen Querschnitt der Lamellen-Struktur aus 9,
11 und 12 eine perspektivische Ansicht eines Bauteilverbunds bestehend aus Mikrokanal-Strukturen und Lamellen-Strukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung,
14 einen Ausschnitt des Wärmetauschers aus 13 in Seitenansicht und
15 einen Ausschnitt des Wärmetauschers aus 14 und 13 zur Verdeutlichung eines Anschlusses eines ersten Bereichs an ein Verteilerrohr.
16 eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Bauteilverbunds mit einer Flügelrohr-Struktur und einer Lamellen-Struktur,
17 eine bevorzugte Ausführungsform einer weiteren Lamellen-Struktur,
18 eine Seitenansicht der Lamellen-Struktur aus 17,
19 eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Lamellen-Struktur mit Kontaktflächen zu einem angrenzenden nicht gezeigten Flügelrohr,
20 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Bauteilverbunds bestehend aus einer Lamellen-Struktur und einer Flügelrohr-Struktur,
21 eine weitere Seitenansicht des bevorzugten Bauteilverbunds gemäß 20,
22 eine perspektivische Ansicht des Bauteilverbunds gemäß 21,
23 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus dem Bauteilverbund gemäß 22,
24 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß bevorzugten Wärmetauschers mit einem bevorzugten Bauteilverbund bestehend aus Flügelrohr-Strukturen und dazwischen angeordneten Lamellen-Strukturen.
5. Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Eine erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur ist beispielsweise in einem Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, einsetzbar. Weiterhin findet die Mikrokanal-Struktur Einsatz in jeglichen Hochleistungsgeräten, die in einem möglichst geringen zur Verfügung stehenden Raum eine möglichst effiziente Wärmeübertragung gewährleisten müssen.
Bezug nehmend auf die 7 und 8 besteht eine Mikrokanal-Struktur 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus vier Mikrokanälen 104, die zusammen einen ersten Bereich 102 mit einer Fluid-Strömungsrichtung definieren. Die Mikrokanäle 104 haben vorzugsweise einen Durchmesser von höchstens 1 mm. Vier Mikrokanäle 104 sind nebeneinander angeordnet, wobei die zwei mittleren Mikrokanäle eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweisen. Der erste Bereich 102 weist dadurch insgesamt eine ungefähre rechteckige Querschnittsform auf. Die beiden Mikrokanäle 104 an den Außenseiten weisen abgerundete Ränder 108 auf. Insbesondere die abgerundeten Ränder 108 dienen zur Verbesserung der Anströmung durch ein Wärmeübertragungsmedium in Verbindung mit unten erläuterten Flügeln 106, so dass beispielsweise eine Anströmung möglichst laminar erfolgen kann und ein Strömungsabriss am ersten Bereich 102 vermeidbar ist.
An einer den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche sind weiterhin zwei Flügel 106 vorgesehen, die sich lateral nach außen erstrecken und parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs 102 verlaufen. Die Flügel 106 erstrecken sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge des ersten Bereichs 102. Dies bedeutet, dass die Flügel 106 sich nicht ganz bis zum jeweiligen Ende des ersten Bereichs 102 erstrecken, so dass der erste Bereich 102 an beiden axialen Enden einen Verbindungsbereich 110 aufweist. Der Verbindungsbereich 110 dient für eine Verbindung zu einem Verteilerrohr eines Wärmetauschers 150 oder eine anderen entsprechenden Vorrichtung.
Aus 8 ist eine besonders vorteilhafte Proportionalität des ersten Bereichs 102 zu den Flügeln 106 erkennbar. Gemäß den 7 und 8 setzt sich eine Gesamtbreite B_Ges der Mikrokanal-Struktur 100 aus zwei Mal der Breite eines Flügels 106 und ein Mal einer Breite B_S des ersten Bereichs 102 zusammen. Die Breite der beiden Flügel 106 zusammen entspricht ungefähr der Breite B_S des ersten Bereichs 106. Das Verhältnis der Gesamtbreite B_Ges der Mikrokanal-Struktur 100 zur Breite B_S des ersten Bereichs 102 beträgt daher ungefähr 2:1. Die Dicke D der Flügel 106 ist ungefähr ein Viertel der Höhe H_S des ersten Bereichs 102.
Wie in den 7 und 8 erkennbar, sind die Flügel 106 insbesondere mittig an einer eine Höhe H_S des ersten Bereichs 102 definierenden Seitenwand der den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche angeordnet. Auf diese Weise und mittels der abgerundeten Ränder 108, wie bereits oben dargelegt, kann eine durchgehend laminare Strömung zur Verbesserung der Wärmeübertragung gewährleistet werden. Mittels dieses Aufbaus ist eine Oberflächenvergrößerung von ca. 40% im Vergleich zur in den 1 und 2 dargestellten Struktur erzielbar. Dies wirkt sich ebenfalls entsprechend vorteilhaft auf eine Wärmeabfuhr aus.
Die 9 und 10 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Lamellen-Struktur 120 für eine Mikrokanal-Struktur 100. Die Lamellen-Struktur 120 besteht aus einem geraden ersten Bereich 122 in einer ersten Ebene und einem geraden zweiten Bereich 124 in einer zweiten Ebene. Die erste und die zweite Ebene sind parallel zueinander. Der erste Bereich 122 ist mit dem zweiten Bereich 124 über einen ersten geraden schräg verlaufenden Bereich 126 verbunden. Der erste schräg verlaufende Bereich 126 schließt mit dem ersten Bereich 122 einen ersten Winkel α < 90° ein. Ebenso schließt der erste schräg verlaufende Bereich 126 mit dem zweiten Bereich 124 einen zweiten Winkel β < 90° ein. Bei dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel β handelt es sich um einen Wechselwinkel, da diese auf entgegengesetzten Seiten des ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 und an gegenüberliegenden Seite des ersten 122 und des zweiten Bereichs 124 vorliegen. Aufgrund der parallelen Anordnung der ersten und der zweiten Ebene sind der erste α und der zweite Winkel β gleich. Weiterhin weist der erste schräg verlaufende Bereich 126 eine erste Neigungsrichtung bezogen auf eine zur ersten und/oder zweiten Ebene senkrechte Ebene auf. Diese senkrechte Ebene verläuft dabei quer zu einer Fluidströmungsrichtung, was bei der Verwendung der Lamellen-Struktur 120 mit der Mikrokanal-Struktur 1, 100 ersichtlich wird. Die aus dieser Anordnung resultierende Struktur vergrößert im Vergleich zu bekannten ziehharmonikaförmigen oder S-förmigen Strukturen bei Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur 1, 100 einen Kontaktbereich mit der Mikrokanal-Struktur 1, 100, so dass auf diese Weise auch die Wärmeabfuhr noch weiter verbessert werden kann.
Um die Struktur fortzusetzen ist weiterhin ein zweiter gerader schräg verlaufender Bereich 128 vorgesehen. Der zweite schräg verlaufende Bereich 128 schließt mit einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich 122 einen dritten Winkel γ < 90° und mit dem zweiten Bereich 124 einen vierten Winkel δ < 90°. Bei dem dritten γ und vierten Winkel δ handelt es sich auch wieder, wie für den ersten schräg verlaufenden Bereich 126 bereits beschrieben, um Wechselwinkel. Bezogen auf die oben beschriebene senkrechte Ebene weist der zweite schräg verlaufende Bereich 128 eine zweite Neigungsrichtung auf, die der ersten entgegengesetzt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Neigungsrichtung eine Spiegelung der ersten Neigungsrichtung an der senkrechten Ebene. Vorzugsweise sind die Dimensionen der ersten 122 und zweiten Bereiche 124 sowie der ersten schräg verlaufenden 126 und der zweiten schräg verlaufenden Bereiche 128 gleich. Dies gilt auch für alle vier Winkel α, β, γ, δ.
Weiterhin Bezug nehmend auf die 9 und 10 sind, anders ausgedrückt, mehrere erste Bereiche 122 derart voneinander beabstandet, dass der Abstand zwischen den ersten Bereichen 122 kleiner ist als eine Länge der zweiten Bereiche 124. Wird die Lamellen-Struktur 120 von einer Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Ebene betrachtet, dann überlagert ein zweiter Bereich 124 den Abstand zwischen zwei ersten Bereichen 122 und umgekehrt.
Wie ebenfalls in den 9 und 10 erkennbar, weisen die ersten 122 und zweiten Bereiche 124 mittig eine Vertiefung 130 zur Aufnahme des ersten Bereichs 102 der Mikrokanal-Struktur 100 auf. Die ersten 126 und zweiten Bereiche 128 verfügen ebenfalls über entsprechende Ausnehmungen an den Kontaktbereichen zu den ersten und zweiten Bereichen 122, 124. Dadurch ergibt sich im mittigen Bereich der Lamellen-Struktur 120 bei der Vertiefung 130 eine Höhe H_LS, die entsprechend niedriger ist als die Gesamthöhe H_LGes der Lamellen-Struktur 120.
Da die Lamellen-Struktur 120 insgesamt eine Breite B_LGes aufweist, die ungefähr der Breite B_Ges der Mikrokanal-Struktur 100 entspricht, ergeben sich an den Randbereichen der Lamellen-Struktur 120 die Vorsprünge 132. Der daraus resultierende Vorteil wird ersichtlich, wenn die 11 und 12 mit betrachtet werden. Hierbei zeigt sich, dass die Lamellen-Struktur 120 über die gesamte Breite mit der Mikrokanal-Struktur 100 in Kontakt steht. Auf diese Weise kann also die zur Wärmeabfuhr zur Verfügung stehende Fläche besonders effektiv vergrößert werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass, bei Verwendung mit einer herkömmlichen Mikrokanal-Struktur 1, die Vertiefung 130 so vorgesehen ist, dass sich die Vorsprünge 132 von zwei an den jeweiligen Seiten der Mikrokanal-Struktur 1 angeordneten Lamellen-Strukturen 120 berühren und so entsprechende Flügel darstellen. In diesem Fall würde die Breite der Vertiefung 130 der Lamellen-Struktur 120 der Breite der Mikrokanal-Struktur 1 entsprechen und eine Breite der jeweiligen Vorsprünge 132 könnte jeweils der Hälfte der Breite der Mikrokanal-Struktur 1 bzw. der Vertiefung 130 entsprechen.
In den 11 und 12 ist ein Bauteilverbund 140 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Der Bauteilverbund 140 besteht aus drei Mikrokanal-Strukturen 100, die über zwei Lamellen-Strukturen 120 miteinander verbunden sind. Die Lamellen-Struktur 120 ist zwischen den Mikrokanal-Strukturen 100 befestigt. Dies kann beispielsweise durch Einklemmen zwischen den Mikrokanal-Strukturen 100 oder durch andere Befestigungsarten wie beispielsweise Anlöten an die jeweilige Mikrokanal-Struktur 100 erfolgen. Im Vergleich zu dem in den 5 und 6 gezeigten bekannten Bauteilverbund 20 kann mit dem Bauteilverbund 140 gemäß den 11 und 12 eine Oberflächenvergrößerung von ca. 43% erreicht werden, was eine entsprechend verbesserte Wärmeübertragung zur Folge hat.
Die 13 bis 15 zeigen schließlich eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmetauschers 150. Der Wärmetauscher 150 weist ein erstes Verteilerrohr 152 mit einem ersten Anschluss 156 sowie ein zweites Verteilerrohr 154 mit einem zweiten Anschluss 158 auf. Über einen der beiden Anschlüsse 156, 158 wird ein Fluid zugeführt, während über den jeweils anderen Anschluss 158, 156 das Fluid wieder abgeführt wird.
Zwischen den beiden Verteilerrohren 152 und 154 ist ein Bauteilverbund 140 angeordnet. Die Anzahl der Mikrokanal-Strukturen 100 im Bauteilverbund 140 hängt dabei von der Höhe der Verteilerrohre 152, 154 ab. Insbesondere 15 zeigt, dass der Verbindungsbereich 110 als flügelloser Bereich der Mikrokanal-Struktur 100 zur Verbindung mit dem jeweiligen Verteilerrohr 152, 154 verwendet wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Bauteilverbunds 140' zeigt 16. Dieser Bauteilverbund 140' besteht aus einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Lamellen-Struktur 120'. Diese Lamellen-Struktur 120' verbindet gegenüberliegend angeordnete Flügelrohre 200. Derartige Flügelrohre 200 bestehen aus einem zentralen Rohr 210 mit einem runden, krummlinigen oder eckigen Leitungsquerschnitt. Des Weiteren besitzt das zentrale Rohr 210 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Flügel 220, der sich in radialer Richtung von dem zentralen Rohr 210 erstreckt. Die sich radial nach außen erstreckenden Flügel 220 verlaufen parallel zur Längsachse des zentralen Rohrs 210 und somit der gesamten Flügelrohr-Struktur.
Mindestens zwei zueinander parallel angeordnete Flügelrohr-Strukturen 200 sind über eine dazwischen angeordnete Lamellen-Struktur 120' miteinander verbunden. Die ersten 122' und zweiten Bereiche 124' stellen in der bevorzugten Ausführungsform der 16 und in den Lamellen-Strukturen 120' der 17 und 18 einen linienartigen Kontakt zu den benachbarten Flügelrohr-Strukturen 200 her. Der erste schräg verlaufende Bereich 126' und der zweite schräg verlaufende Bereich 128' verbindet die beiden gegenüberliegend zueinander geradlinig verlaufenden ersten und zweiten geraden Bereiche 122' und 124'. Zudem verbinden die schräg verlaufenden Bereiche 126' und 128' die beiden gegenüberliegend zueinander angeordneten Flügel 220 sowie das zentrale Rohr 210. Damit stellt in gleicher Weise wie zwischen der oben beschriebenen Lamellen-Struktur 120 und der Mikrokanal-Struktur 1; 100 die Lamellen-Struktur 120' einen wärmeleitenden Kontakt zur Flügelrohr-Struktur 200 her. Auf diese Weise vergrößert die Lamellen-Struktur 120' die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Fläche der Flügel-Struktur 200.
Wie man anhand der bevorzugten Ausführungsform der Lamellen-Struktur 120' in 17 erkennen kann, weist diese in dem ersten geraden Kontaktbereich 121' eine Vertiefung 130' auf. Diese Vertiefung 130' ist an die Form des zentralen Rohrs 210 angepasst, um dieses in der Vertiefung 130' aufzunehmen. Während in der bevorzugten Ausführungsform der 17 die Vertiefung 130' als ein ausgeschnittener Bereich aus dem geraden Bereich 122' der Lamellen-Struktur 120' gezeigt ist, ist es ebenfalls bevorzugt, die Vertiefung 130' flächig bereitzustellen. Dazu wird der gerade erste Bereich 122' gerade nicht als spitz zulaufender linienartiger Kontaktbereich bereitgestellt, sondern als ein gerader flächiger Kontaktbereich, wie es in 19 schematisch dargestellt ist. Die dort gezeigte Kontaktfläche 122' ist flächig ausgebildet und liegt somit bevorzugt an dem zentralen Rohr 210 und den Flügeln 220 der Flügelrohr-Struktur an. Entsprechend ist es ebenfalls bevorzugt, eine flächige Vertiefung (nicht gezeigt) für das zentrale Rohr 210 in den geraden Bereichen 122' und 124' vorzusehen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Lamellen-Struktur 120' dieselben konstruktiven Eigenschaften auf, wie sie oben bereits in Kombination mit der Mikrokanal-Struktur 100 erläutert worden sind.
Wie man anhand der bevorzugten Ausführungsformen des Bauteilverbunds 140' gemäß den 20–23 erkennen kann, sind eine Vielzahl von Flügelrohr-Strukturen 200 bestehend aus den Flügeln 220 und einem zentralen Rohr 210 parallel zueinander angeordnet. Jeweils benachbarte Flügelrohr-Strukturen 200 mit zentralem Rohr 210 und Flügeln 220 sind über die jeweils zwischengeordnete Lamellen-Struktur 120' miteinander verbunden, um die wärmetauschenden Flächen der Flügelrohr-Struktur zu vergrößern. Um einen Flüssigkeitsverbund zwischen den parallel zueinander angeordneten Flügelrohren 210, 220 herstellen zu können, sind die zentralen Rohre 210 über gebogene Rohrabschnitte 230 ohne Flügel miteinander verbunden (siehe 20, 21, 23). Der Bauteilverbund 140' umfasst zudem ein Zufuhrrohr 156' und ein Abfuhrrohr 158' in gleicher Weise, wie es in dem bereits oben beschriebenen Wärmetauscher 150 verwendet worden ist. Entsprechend wird durch das zuvor beschriebene Zufuhrrohr 156' ein kühlende Medium in den Bauteilverbund eingeleitet, während es über das Abfuhrrohr 158' abgeführt wird.
Die gemäß obiger Anordnung miteinander verbundenen Flügelrohr-Strukturen 200 bilden einen mäanderförmigen Verlauf. Dadurch spannen die parallel zueinander angeordneten Flügelrohr-Strukturen 200 annähernd eine Ebene auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Flügel 220 der Flügelrohr-Strukturen 200 annähernd senkrecht zu einer durch die mäanderförmigen Verläufe der Flügelrohr-Strukturen 200 aufgespannten Ebene angeordnet. Dadurch ist vorzugsweise der Bauteilverbund mit nur einer Ebene oder einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Ebenen mäanderförmig verbundener Flügelrohr-Strukturen in einem Wärmetauscher effektiv einsetzbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmetauschers 150' unter Verwendung von mindestens einem der oben beschriebenen Bauteilverbunde 140' ist in 24 gezeigt. In diesem bevorzugten Wärmetauscher 150' wird ein erster und ein zweiter Bauteilverbund 140', der beispielsweise in den 21 und 22 gezeigt ist, in paralleler Anordnung zueinander verwendet. Diese beiden parallel zueinander angeordneten Bauteilverbunde 140' stehen in Flüssigkeitsverbindung, sodass ein durch das Zufuhrrohr 156' zugeführtes Fluid beide Bauteilverbunde 140' durchströmt und dann durch das Abflussrohr 158' abgeführt wird. Im Hinblick auf die bevorzugte Ausführungsform der 24 ist es ebenfalls bevorzugt, diese nur bestehend aus einem Bauteilverbund oder mit mehr als zwei Bauteilverbunden 140' bereitzustellen. In gleicher Weise wie es in den 16, 20, 21, 22, 23 und 24 zu erkennen ist, sind die Flügel 220 parallel zu einer Strömungsrichtung S angeordnet. Das gleiche gilt für die schräg verlaufenden ersten und zweiten Bereiche 196' 128' der Lamellen-Struktur 120'. Diese verlaufen ebenfalls parallel zur Strömungsrichtung S (siehe 24).
Ein Herstellungsverfahren für die Mikrokanal-Struktur 100 gemäß den 7 und 8 weist den Schritt auf: Extrudieren (Schritt A) einer Mikrokanal-Struktur 100 bestehend aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen 104, die einen ersten Bereich 102 der Mikrokanal-Struktur 100 definieren, und mindestens einem, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel 106, der parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs (102) verläuft, vorzugsweise aus Aluminium.
Ein Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur 120 gemäß den 9 und 10 umfasst als ersten Schritt das Bereitstellen (Schritt B) von mindestens einem ersten Bereich 122, der eine erste Verbindungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur 1; 100 bereitstellt, und mindestens einem zweiten Bereich 124, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struktur 1; 100. Als zweiter, nachfolgender Schritt (Schritt C) erfolgt das Anordnen eines ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 mit einem ersten Ende am ersten Bereich 122 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich 124 derart, dass der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich 126 an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich 122 einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich 124 einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt. Weiterhin umfasst das Herstellungsverfahren vor, nach oder zeitgleich mit Schritt C den weiteren Schritt des Anordnens (Schritt D) eines zweiten schräg verlaufenden Bereichs 128 mit einem ersten Ende am ersten Bereich 122 oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich 122 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich 124. Der zweite schräg verlaufende Bereich 128 wird so angeordnet, dass der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich 128 an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich 122 einen dritten Winkel γ kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich 124 einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt.
Das Bereitstellen (Schritt B) umfasst dabei vorzugsweise das Bereitstellen einer Mehrzahl erster 122 und zweiter Bereiche 124 umfasst und die Schritte des Anordnens (Schritte C und D) des ersten 126 und zweiten schräg verlaufenden Bereichs 128 werden mehrfach wiederholt. Auf diese Weise ist die Lamellen-Struktur besonders vorteilhaft an eine Länge der Mikrokanal-Struktur anpassbar. Das Anordnen (Schritt C) des ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 erfolgt dabei so, dass der erste schräg verlaufende Bereich 126 mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs 122 und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs 124 angeordnet wird. Das Anordnen (Schritt D) des zweiten schräg verlaufenden Bereichs 128 erfolgt dabei so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich 128 mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs 122 aus der Mehrzahl der ersten Bereiche 122 und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs 124 angeordnet wird.
Weiterhin ist der Schritt des Bereitstellens (Schritt E) einer mittigen Vertiefung 130 im ersten 122 und/oder zweiten Bereich 124 vorgesehen. Die mittige Vertiefung ist dabei vorzugsweise an eine Mikrokanal-Struktur 1; 100, insbesondere an einen ersten Bereich 102 einer erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur, angepasst. Der Schritt des Bereitstellens der Vertiefung 130 kann allgemein vor oder nach dem Bereitstellen der ersten und zweiten Bereiche sowie vor oder nach dem Anordnen des ersten und/oder des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erfolgen. Die Schritte B bis E können mittels Biegen einer Blechlage realisiert werden.
Ein Herstellungsverfahren eines Bauteilverbundes 140 gemäß den 11 und 12 umfasst das Bereitstellen (Schritt F) von mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen 1; 100 gemäß den 1 und 2 bzw. 7 und 8 sowie einer Lamellen-Struktur 120 gemäß den 9 und 10. Danach erfolgt der Schritt: zumindest teilweises Verbinden (Schritt G) der zwei Mikrokanal-Strukturen 1; 100 mittels der Lamellen-Struktur 120, beispielsweise mittels Anlöten der Lamellen-Struktur (120). Der Schritt des Bereitstellens (Schritt F) umfasst das Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen 1; 100 und Lamellen-Strukturen 120 und der Schritt des Verbindens (Schritt G) umfasst das zumindest teilweise Verbinden jeder Mikrokanal-Struktur 1; 100 aus der Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen 1; 100 mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur 100 mittels einer jeweiligen Lamellen-Struktur 120.
Ein Herstellungsverfahren eines Wärmetauschers 150 gemäß den 13 bis 15 umfasst die Schritte: Bereitstellen (Schritt H) eines ersten Verteilerrohrs 152, Bereitstellen (Schritt I) eines zweiten Verteilerrohrs 154 und Bereitstellen (Schritt J) eines Bauteilverbunds 140 gemäß den 11 und 12. Das Bereitstellen kann dabei in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen. Nach dem Bereitstellen (Schritte H, I und J) aller Bauteile erfolgt das Verbinden (Schritt K) der Mikrokanäle 3; 104 jeder Mikrokanal-Struktur 1; 100 an einem ersten Ende mit dem ersten Verteilerrohr 152 und an einem zweiten Ende mit dem zweiten Verteilerrohr 154.
Bezugszeichenliste

1: Mikrokanal-Struktur
3: Mikrokanal
10: Lamellen-Struktur
20: Bauteilverbund
100: Mikrokanal-Struktur
102: erster Bereich
104: Mikrokanal
106: Flügel
108: Rand
110: Verbindungsbereich
120: Lamellen-Struktur
122: erster Bereich
124: zweiter Bereich
126: erster schräg verlaufender Bereich
128: zweiter schräg verlaufender Bereich
130: Vertiefung
132: Vorsprung
140: Bauteilverbund
150: Wärmetauscher
152: erstes Verteilerrohr
154: zweites Verteilerrohr
156: erster Anschluss
158: zweiter Anschluss
H_M: Höhe der Mikrokanal-Struktur 1
B_M: Breite der Mikrokanal-Struktur 1
H_L: Höhe der Lamellen-Struktur 10
B_L: Breite der Lamellen-Struktur 10
H_S: Höhe des ersten Bereichs 102
B_S: Breite des ersten Bereichs 102
D: Dicke der Flügel 106
B_Ges: Gesamtbreite der Mikrokanal-Struktur 100
H_LS: Höhe der Lamellen-Struktur 120 im ersten Bereich 102
H_LGes: Gesamthöhe der Lamellen-Struktur 120
B_LGes: Gesamtbreite der Lamellen-Struktur 120
α: erster Winkel
β: zweiter Winkel
γ: dritter Winkel vierter Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/133395 A1 [0004]

Claims

Bauteilverbund (140) bestehend aus: a. einer Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen (1; 100), die jeweils b. eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen (104), die einen ersten Bereich (102) der Mikrokanal-Struktur (100) definieren, der eine ungefähr rechteckige Querschnittsform aufweist, die eine größere Breite (B_S) verglichen mit einer Höhe (H_S) aufweist, und c. zwei sich lateral von einer den ersten Bereich (102) umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe (H_S) bestimmenden Seitenwand nach außen erstreckenden Flügel (106), die parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs (102) verlaufen und d. einer Lamellen-Struktur (120), die folgende Merkmale umfasst: e. mindestens einen ersten Bereich (122) in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Mikrokanal-Struktur (1; 100) bereitstellt, f. mindestens einen zweiten Bereich (124) in einer zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Mikrokanal-Struktur (1; 100) bereitstellt, wobei im ersten (122) und zweiten Bereich (124) eine mittige Vertiefung (130) bereitgestellt ist, die an die Mikrokanal-Struktur (1; 100) im ersten Bereich (102) angepasst ist, g. mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich (126), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124) angeordnet ist, und h. mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich (128), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122) oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich (122) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124) angeordnet ist, wobei i. der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich (126) an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122) einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124) einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und j. der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich (126) an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122) oder dem weiteren ersten Bereich (122) einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124) einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei k. die zwei Mikrokanal-Strukturen (1; 100) über die Lamellen-Struktur (120) miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen, wobei die Lamellen-Struktur (120) eine Breite aufweist, die mindestens einer Breite der Mikrokanal-Struktur (100) entspricht und die Lamellen-Struktur (120) über die gesamte Breite der Mikrokanal-Struktur (100) mit der Mikrokanal-Struktur (100) in Kontakt steht.
Bauteilverbund (140') bestehend aus: a. einer Mehrzahl von länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen (200), die jeweils a1. ein zentrales Rohr (210) mit einem runden, krummlinigen oder eckigen Leitungsquerschnitt sowie a2. zwei einander gegenüberliegend angeordnete und sich lateral von dem zentralen Rohr (210) nach außen erstreckende Flügel (220) aufweisen, die parallel zu einer Längsachse des zentralen Rohrs (210) verlaufen, und b. einer Lamellen-Struktur (120'), die folgende Merkmale umfasst: b1. mindestens einen ersten Bereich (122') in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Flügelrohr-Struktur (200) bereitstellt, b2. mindestens einen zweiten Bereich (124') in einer zweiten Ebene, der eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Flügelrohr-Struktur (200) bereitstellt, wobei im ersten (122') und zweiten Bereich (124') eine mittige Vertiefung (130') bereitgestellt ist, die an eine Form des Rohrs der Flügelrohr-Struktur (200) angepasst ist, b3. mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich (126'), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122') und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124') angeordnet ist, und b4. mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich (128'), der mit einem ersten Ende am ersten Bereich (122') oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich (122') und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich (124') angeordnet ist, wobei b5. der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich (126') an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122') einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124') einen zweiten Winkel β kleiner 90° einschließt, und b6. der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich (126') an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich (122') oder dem weiteren ersten Bereich (122') einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich (124') einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei c1. die zwei Flügelrohr-Strukturen (200) über die Lamellen-Struktur (120') miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen sowie c2. die Lamellen-Struktur (120') mindestens eine Breite aufweist, die einer Breite der Flügelrohr-Struktur (200) entspricht, und c3. die Lamellen-Struktur (120') über die gesamte Breite der Flügelrohr-Struktur (200) mit der Flügelrohr-Struktur (200) in Kontakt steht.
Bauteilverbund (140) gemäß Schutzanspruch 1 oder 2, in dem die Lamellen-Struktur (120; 120') an den Mikrokanal-Strukturen (1; 100) oder den Flügelrohr-Strukturen befestigt ist, beispielsweise mittels Löten.
Bauteilverbund gemäß Schutzanspruch 1, in der Ränder (108) der ungefähr rechteckigen Querschnittsform abgerundet sind.
Bauteilverbund gemäß einem der Schutzansprüche 1 oder 4, in dem die laterale Erstreckung des mindestens einen Flügels (106) nach außen ungefähr der Hälfte der Breite (B_S) des ersten Bereichs (102) entspricht.
Bauteilverbund gemäß einem der Schutzansprüche 4 bis 5, in dem eine Dicke (D) des mindestens einen Flügels (106) ungefähr einem Viertel der Höhe (H_S) des ersten Bereichs (102) entspricht.
Bauteilverbund gemäß einem der vorhergehenden Schutzansprüche, dessen Mikrokanal-Struktur oder dessen Flügelrohr-Struktur (200) einstückig mittels Extrusion aus Aluminium hergestellt ist.
Bauteilverbund gemäß Schutzanspruch 1 oder 2, dessen Lamellen-Struktur eine Mehrzahl erster (122; 122') und zweiter Bereiche (124; 124') sowie eine Mehrzahl erster schräg verlaufender Bereiche (126; 126') und eine Mehrzahl zweiter schräg verlaufender Bereiche (128; 128') aufweist, wobei der erste schräg verlaufende Bereich (126; 126') mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs (122; 122') und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs (124; 124') angeordnet ist und in der der zweite schräg verlaufende Bereich (128; 128') mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs (122; 122') aus der Mehrzahl der ersten Bereiche (122; 122') und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs (124; 124') angeordnet ist.
Bauteilverbund gemäß Schutzanspruch 8, in dem der erste Winkel α und der zweite Winkel β und/oder der dritte Winkel γ sowie der vierte Winkel δ gleich groß sind.
Bauteilverbund gemäß einem der Schutzansprüche 8 bis 9, in dem der erste, der zweite, der erste schräg verlaufende und/oder der zweite schräg verlaufende Bereich gerade, wellenförmig oder ziehharmonikaförmig sind oder eine beliebige andere Form oder Kombinationen davon aufweisen.
Bauteilverbund gemäß Schutzanspruch 2, 3 oder 7 bis 10 in Kombination mit Schutzanspruch 2, in dem die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen (200) in einem mäanderförmigen Verlauf parallel zueinander angeordnet und flüssigkeitsleitenden hintereinander miteinander verbunden sind, so dass ein Flüssigkeitszulauf mit einem Eingang und ein Flüssigkeitsablauf mit einem Ausgang des mäanderförmigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen (200) verbindbar ist.
Wärmetauscher (150) umfassend: a. ein erstes Verteilerrohr (152) zum Zuführen eines Fluides und ein zweites Verteilerrohr (154) zum Ableiten eines Fluides sowie b. einen Bauteilverbund (140) gemäß einem der Schutzansprüche 1, 3 bis 10 in Kombination mit Schutzanspruch 1, wobei c. die Mikrokanäle (104) jeder Mikrokanal-Struktur (1; 100) an einem ersten Ende in Strömungsverbindung mit dem ersten Verteilerrohr (152) und an einem zweiten Ende in Strömungsverbindung mit dem zweiten Verteilerrohr (154) stehen.
Wärmetauscher (150') umfassend: a. ein Zufuhrrohr (156') zum Zuführen eines Fluides und ein Abfuhrrohr (158') zum Ableiten eines Fluides sowie b. einen Bauteilverbund (140') gemäß einem der Schutzansprüche 2, 3, 8 in Kombination mit Schutzanspruch 2, 9 in Kombination mit den Schutzansprüchen 8 und 2 und 10 in Kombination mit den Schutzansprüchen 8 und 2 oder 9, 8 und 2, in dem c. die zentralen Rohre der Flügelrohr-Strukturen (200) nacheinander miteinander verbunden sind, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abfuhrrohr bereitzustellen und in dem die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen (200) in einem mäanderförmigen Verlauf parallel zueinander angeordnet sind, so dass das Zufuhrrohr mit einem Eingang und das Abfuhrrohr mit einem Ausgang des mäanderförmigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen (200) verbunden ist.
Wärmetauscher (150') gemäß Schutzanspruch 13, in dem mindestens zwei mäanderförmige Verläufe der Flügelrohr-Strukturen (200) parallel zueinander und flächig nebeneinander angeordnet sind und in Strömungsverbindung miteinander stehen, wobei vorzugsweise die Flügel (220) der Flügelrohr-Strukturen (200) annähernd senkrecht zu einer durch die mäanderförmigen Verläufe der Flügelrohr-Strukturen (200) aufgespannten Ebene angeordnet sind.