EP3062057B1 - Wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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EP3062057B1
EP3062057B1 EP16153333.6A EP16153333A EP3062057B1 EP 3062057 B1 EP3062057 B1 EP 3062057B1 EP 16153333 A EP16153333 A EP 16153333A EP 3062057 B1 EP3062057 B1 EP 3062057B1
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EP
European Patent Office
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channel
housing
heat exchanger
housing wall
fluid
Prior art date
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EP16153333.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3062057A1 (de
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Yavuz Altunkaya
Tobias Fetzer
Wilhelm Grauer
Boris Kerler
Jonas Kühndel
Marco Renz
Volker Velte
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Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Publication date
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    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/226—Transversal partitions

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle.
  • Heat exchangers are used, for example, in motor vehicles to cool the fresh air charged by means of an exhaust-gas turbocharger in a fresh-air system interacting with the internal combustion engine of the motor vehicle.
  • the fresh air to be cooled is introduced into the heat exchanger, where it interacts thermally with a likewise introduced into the heat exchanger coolant and emits heat in this way to the coolant.
  • Such a heat exchanger may be configured, for example, as a plate heat exchanger and having a plurality of plate assemblies each having a pair of plates stacked in a stacking direction, wherein between the plates of a pair of plates a fresh air path is formed through which the fresh air to be cooled is passed.
  • the aforementioned coolant can be fluidically separated from the fresh air to be cooled, which can be set in thermal interaction with the fresh air to be cooled by the plates of the plate arrangement .
  • rib structures may be provided between adjacent plate assemblies which increase the interaction area of the plates available for thermal interaction. Such constructions are known to those skilled in the art by the term "fin-tube heat exchanger".
  • the EP 2 746 561 A1 discloses a heat exchanger according to the preamble of claim 1 with a housing interior limiting housing, wherein the housing interior forms a first fluid passage for flowing through with a first fluid.
  • the heat exchanger further comprises a plurality of channel elements, which are arranged adjacent to each other in the housing interior, each channel member having a channel housing, each defining a channel interior, which forms a fluidly separated from the first fluid channel, the second fluid channel for flowing through with a second fluid.
  • Each channel element extends along an axial direction, so that the respective channel housing can be flowed through by the second fluid along the axial direction.
  • the channel elements are arranged to form at least one channel row along a line direction orthogonal to the axial direction adjacent to each other.
  • Such a constructed heat exchanger is also from the WO 2015/004292 A1 known.
  • a heat exchanger comprises a housing bounding a housing interior, wherein the housing interior forms a first fluid channel for flowing through with a first fluid.
  • This first fluid may be a coolant which is used to cool the fresh air charged in a fresh air system of an internal combustion engine - also referred to as charge air in professional circles - serves.
  • a plurality of channel elements are provided according to the invention, which are arranged adjacent to one another.
  • Each channel element in this case comprises a channel housing, which limits a respective channel interior.
  • Each channel interior forms a second fluid channel which is fluidically separated from the first fluid channel and flows through with a second fluid. Through the second fluid channel, the charge air to be cooled can be passed.
  • Each channel element extends according to the invention along an axial direction, so that the respective channel housing can be flowed through by the second fluid along the axial direction.
  • the channel elements are arranged adjacent to one another, forming at least one channel line along a line direction orthogonal to the axial direction. It is understood that several channel lines can be formed, which then all extend in the row direction.
  • the channel housing is provided in a cross section perpendicular to the axial direction with a first housing wall and one of the first housing wall substantially parallel opposite the second housing wall.
  • the first housing wall in cross section has a first wall length, which is greater than a wall length of the second housing wall.
  • the first and second housing wall are completed by a third housing wall and a third housing wall opposite, fourth housing wall to the channel housing.
  • the third and fourth housing wall are arranged in cross-section perpendicular to the axial direction at an acute angle to each other.
  • the here presented, inventive arrangement of the individual channel elements causes the channel housing of the channel elements in an advantageous manner almost completely from the first fluid, so preferably from the coolant, can flow around.
  • the second fluid can be said coolant and the first fluid can be the charge air to be cooled.
  • the presented here heat exchanger is structurally simple, which can lead to significant cost advantages in the production. This is especially true for advantageous developments with multiple channel lines.
  • At least the channel elements and the housing of the heat exchanger can be produced by means of an additive manufacturing method.
  • the entire heat exchanger is produced by means of such an additive manufacturing method.
  • additive manufacturing process in the present case includes all manufacturing processes which build up the building component directly from a computer model. Such production processes are also known by the term “rapid forming”. Under the term “Rapid Forming” his particular production process for fast and flexible production of components by tool-free production directly from CAD data taken.
  • the use of an additive manufacturing process enables the production of the heat exchanger according to the invention without component-specific investment means, such as e.g. Tool forms or similar and almost no geometric restrictions.
  • component-specific investment means such as e.g. Tool forms or similar and almost no geometric restrictions.
  • the additive manufacturing method it is in particular possible to construct the design of the heat exchanger function bound and no longer tool-bound.
  • the individual components of the heat exchanger such as the channel housing of the individual channel elements and their interfaces with other components including sealing elements can be greatly simplified by the elimination of small parts.
  • the heat exchanger may be integrally formed.
  • Such a one-piece design is formed in particular when using the above-proposed additive manufacturing process, in particular laser melting.
  • a one-piece design of the heat exchanger eliminates the very costly and therefore costly attaching the individual components of the heat exchanger together.
  • the additive manufacturing process may include laser melting.
  • a laser melting process is used for producing channel elements and housings, preferably for producing the entire heat exchanger.
  • the components of the heat exchanger can be made directly from 3D CAD data.
  • the components of the heat exchanger are also produced without tools during the laser melting and in layers on the basis of the three-dimensional CAD model assigned to the heat exchanger.
  • At least two mutually spaced channel lines each having at least two channel elements provided, wherein the at least two channel lines can be arranged in particular along a stacking direction orthogonal to the axial direction and the row direction at a distance from each other.
  • the intermediate space forming between two channel lines is part of the first fluid channel and can thus be flowed through by the first fluid.
  • Such a geometry makes it possible to provide space-saving manner a plurality of channel elements and to arrange in the housing interior of the housing. In particular, can be realized in this way - similar to a conventional fin-tube heat exchanger - a heat exchanger in flat design.
  • the number of channel elements per channel line as well as the number of provided channel lines can be defined by the skilled person application-specific in a flexible manner.
  • At least two adjacent in the row direction channel elements of a channel line are arranged at a distance to each other, so that an intermediate space formed between two adjacent channel elements is part of the first fluid channel. That is, the forming intermediate space can be traversed by the first fluid.
  • This measure has an improved flow around the individual channel housing with the first fluid result.
  • all the channel elements of a channel line are arranged at a distance from each other. In this way, the maximum flow around the individual channel elements is achieved.
  • Particularly expedient may be in cross-section perpendicular to the axial direction, a wall length of the third housing wall substantially equal to the wall length of the fourth housing wall.
  • the associated geometry of the channel housing of a respective channel element leads to improved flow characteristics of the first fluid flowing around the channel housing.
  • a particularly space-saving arrangement of the channel elements of a particular channel line can be achieved if two channel elements adjacent in the row direction are arranged in cross-section perpendicular to the axial axis rotated by 180 ° to each other.
  • an outer side facing away from the channel interior of the first and / or second housing wall of the channel housing in cross-section perpendicular to the axial axis has a rounded edge contour.
  • the third housing wall of a channel element of the fourth housing wall of an adjacent in the row direction channel element of the same channel line is opposite.
  • the fourth housing wall of a channel element of the third housing wall of a counter to the row direction adjacent channel element is opposite.
  • the third and the fourth housing wall are arranged substantially parallel to each other, so that the intermediate space formed between the housing walls in cross-section perpendicular to the axial direction has a substantially constant diameter.
  • Said diameter can preferably be measured in one direction, which runs perpendicular to a wall plane defined by the housing walls.
  • FIG. 1 illustrates an example of a heat exchanger 1 according to the invention.
  • the heat exchanger 1 comprises a housing 3 delimiting a housing interior 2, of which in FIG. 1 For clarity, only a first housing wall 4a and one of the first housing wall 4a opposite the second housing wall 4b is shown.
  • the housing interior 2 forms a first fluid channel 5a for flowing through with a first fluid F 1 .
  • the first fluid F 1 is a coolant.
  • each channel element 6 comprises a channel housing 7, which delimits a channel interior 8.
  • Each channel interior 8 forms a second fluid channel 5b fluidically separated from the first fluid channel 5a.
  • Each channel element 6 extends along an axial direction A, which runs in the figures perpendicular to the plane of the drawing, so that the respective channel housing 7 can be flowed through along this axial direction A by a second fluid F 2 .
  • the second fluid F 2 is the charge air charged by an exhaust gas turbocharger in a fresh air system.
  • each channel row 9 comprises a plurality of channel elements 6 which are arranged adjacent to each other along the row direction Z.
  • the four channel lines 9 are arranged along an orthogonal to both the axial direction A and the row direction Z stacking direction S at a distance from each other.
  • the interspace 11 forming between two channel lines 9 is part of the first fluid channel 5a and can thus be flowed through by the first fluid F 1 .
  • the channel elements 6 of a specific channel line 9 are arranged at a distance from one another, so that a gap 10 is formed between each two adjacent channel elements 6.
  • the intermediate spaces 10 are part of the first fluid channel 5a, so that they can also be flowed through by the first fluid F 1 .
  • FIG. 2 is a detail of the FIG. 1 in the region of a channel line 9, the geometry of a single channel element 6 explained in more detail.
  • FIG. 2 Illustrated clearly has the channel element 6 in cross-section perpendicular to the axial direction A, a first housing wall 12a and one of these first housing wall 12 substantially parallel opposite second housing wall 12b.
  • the first housing wall in cross-section on a first wall length l 1 which is greater than a wall length l 2 of the second housing wall 12b.
  • the first and the second housing wall 12a, 12b are completed by a third housing wall 12c and a fourth housing wall 12d opposite the third housing wall 12c to the channel housing 7.
  • a wall length l 3 of the third housing wall 12c corresponds substantially to a wall length l 4 of the fourth housing wall 12d.
  • the third and fourth housing walls 12c, 12d are as in FIG FIG. 2 shown substantially parallel to each other, so that the intermediate space formed between the housing walls 12c, 12d 10 in cross-section perpendicular to the axial direction A has a substantially constant distance. This leads to an improved flow around the channel housing through the first fluid F 1 .
  • the third and fourth housing wall 12c, 12d are arranged in cross section perpendicular to the axial direction A at an acute angle w, for example, of approximately 20 ° to each other.
  • Two adjacent in the row direction Z channel elements 6 are in the in FIG. 2 shown cross-section perpendicular to the axial axis A by 180 ° are arranged twisted to each other. All channel elements 6 of a channel line 9 are thus alternately rotated along the line direction Z by 180 ° to each other.
  • the outer sides 13a, 13b of the first and second housing walls 12a, 12b of the channel housing 7 have, as in FIG FIG. 2 shown rounded edge contour on. In this way, flow guidance contours can be formed, which effect a particularly uniform flow around the channel elements 6 from the first fluid F 1 flowing through the housing interior 2 or first fluid channel 5 a.
  • each channel line 9 fastening body 14 may be provided, by means of which the channel elements 6 on the housing 3 (in FIG. 1 not shown) can be attached.
  • the individual channel elements 6 can be fastened to one another by means of suitable fastening elements, for example in the form of struts, which are arranged in the interstices 10 (not shown).
  • the intermediate space 10 formed between two channel elements 6 adjacent in the row direction Z is realized.
  • one or more flow guide elements 15 can be arranged in the intermediate spaces 11 formed between two adjacent channel lines 9.
  • the first fluid F 1 flowing through the intermediate spaces 11 can be advantageously at least partly into the space between two adjacent channel elements 6 a channel line 9 formed gaps 10 are deflected.
  • one or more of the flow guide elements 15 may be formed such that it subdivides the respective intermediate space 11 in the row direction Z into a first channel section 16a and a second channel section 16b which is fluidically separated from it.
  • the first fluid F 1 flowing along the intermediate spaces 11 is completely deflected into the intermediate spaces 10 formed between two adjacent channel elements 6.
  • a plurality of flow guide elements 15 may be arranged within a gap 11 along the row direction Z (not shown), so that the affected gap 11 is divided into a plurality of channel sections. It is also conceivable that the flow guide partially permeable - such as by providing one or more through holes in the flow guide 15 - form.
  • the channel elements 6 and the housing 3 may be made by the additive manufacturing method already discussed above. Particularly preferably, the entire heat exchanger 1 is produced by means of such an additive manufacturing process.
  • the use of an additive manufacturing method allows the production of the heat exchanger 1 without component-specific investment means, such as tool forms or the like. and almost no geometric restrictions.
  • the heat exchanger 1 can be functionally bound and no longer tool-bound constructed. Consequently, the individual components of the heat exchanger 1, such as the channel housing 7 of the channel elements 6 and their interfaces with other components the heat exchanger 1, for example, seals, are greatly simplified by the elimination of small parts.
  • the additive manufacturing method may include laser melting.
  • laser melting the components of the heat exchanger 1 can be produced directly from 3D CAD data.
  • the components of the heat exchanger 1 can be manufactured without tools and in layers on the basis of the heat exchanger 1 associated three-dimensional CAD model during laser melting.
  • FIG. 3 is a variant of the example of FIGS. 1 and 2 which is not part of the invention discussed here.
  • the in the variant of FIG. 3 shown channel elements 6 'of the heat exchanger 1' are different from those of FIGS. 1 and 2 in that the channel housing 7 'of a respective channel element 6' in cross-section perpendicular to the axial direction A 'has a honeycomb-like geometry.
  • the heat exchanger 1 ' may have up to 2000 such honeycomb channel elements 6'.
  • Each channel element 6 ' has as in FIG. 3 shown in said cross-section perpendicular to the axial direction A ', the geometry of a uniform hexagon with six wall sections 20'af.
  • the two wall sections 20'a-20'f forming a gap 10 'between two adjacent channel elements 6' are arranged substantially parallel to one another in cross-section perpendicular to the axial direction A ', so that the gap 10' is essentially a constant distance in cross-section d 'has. This preferably applies to all adjacent channel elements 6 '.
  • channel elements 6 ' extend - as well as the channel elements 6 in the FIG. 1 - So along an axial direction A ', so that the respective channel housing 7' along the axial direction A 'by the second fluid F 2 ' can be flowed through.
  • the channel elements 6 ' are under training a plurality of channel lines 9' along the orthogonal to the axial direction A 'extending line direction Z' are arranged adjacent to each other.
  • the channel elements 6 ' are arranged in the housing interior 2', that each of the six wall portions 20'af any channel element 6 'either a wall portion 20'af an adjacent channel element 6' or the first or second housing wall 4'a, 4th 'b, each with the formation of a gap 10', opposite.
  • the FIG. 3 shows in a to FIG. 1 analogous representation of two housing walls 4'a, 4'b of a housing interior 2 'limiting housing 3'.
  • the row direction Z ' runs transversely to the housing walls 4'a, 4'b, whereas in the example of FIG. 1 extends parallel to the housing walls 4a, 4b.
  • FIG. 4 which shows the heat exchanger 1 'in the region of the first housing wall 4'a
  • the first housing wall 4'a follows in cross-section perpendicular to the axial direction A' an edge contour 21'a, which by the first housing wall 4'a adjacent channel elements 6 'is defined.
  • the second housing wall 4'b which follows an edge contour 21'b. This is defined by the second housing wall 4'b adjacent channel elements 6 '. All channel elements 6 'are therefore corresponding FIG.
  • channel elements 6 'and the housing 3' of the heat exchanger 1 ' can be prepared by means of an additive additive manufacturing process, in particular by means of laser melting, so that the explanations of this method in connection with the FIGS. 1 and 2 mutatis mutandis also for the example of Figures 3 and 4 applies.
  • the heat exchanger 1,1 ' may be formed in one piece. Such a one-piece design is formed in particular when using the above-proposed additive manufacturing process, in particular laser melting. In a one-piece design of the heat exchanger 1,1 'eliminates the very costly and therefore costly attaching the individual components of the heat exchanger together. It is understood that in the case of a one-piece construction of the heat exchanger 1, 1 ', the terms used herein such as e.g. "first housing wall 4a" remain valid.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
  • Als Wärmetauscher oder Wärmeübertrager wird gemeinhin eine Vorrichtung bezeichnet, die Wärme von einem Stoffstrom auf einen anderen Stoffstrom überträgt. Wärmetauscher kommen beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Einsatz, um in einer mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zusammenwirkenden Frischluftanlage die mittels eines Abgasturboladers aufgeladene Frischluft zu kühlen. Hierzu wird die zu kühlende Frischluft in den Wärmetauscher eingeleitet, wo sie thermisch mit einem ebenfalls in den Wärmetauscher eingeleiteten Kühlmittel wechselwirkt und auf diese Weise Wärme an das Kühlmittel abgibt.
  • Ein derartiger Wärmetauscher kann beispielsweise als Plattenwärmetauscher ausgestaltet sein und mehrere Platten-Anordnungen mit jeweils einem Plattenpaar aufweisen, die in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt sind, wobei zwischen den Platten eines Plattenpaars ein Frischluft-Pfad ausgebildet wird, durch den die zu kühlende Frischluft geführt wird. Zwischen zwei Platten-Anordnungen, also in einem zwischen zwei benachbarten Plattenpaaren ausgebildeten Zwischenraum, kann fluidisch getrennt von der zu kühlenden Frischluft das bereits genannte Kühlmittel geführt werden, welches durch die Platten der Platten-Anordnung in thermische Wechselwirkung mit der zu kühlenden Frischluft gesetzt werden kann. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs können zwischen benachbarten Platten-Anordnungen Rippenstrukturen vorgesehen werden, welche die für die thermische Wechselwirkung zur Verfügung stehende Wechselwirkungsfläche der Platten erhöhen. Derartige Konstruktionen sind dem einschlägigen Fachmann unter dem Begriff "Rippe-Rohr-Wärmetauscher" bekannt.
  • Die EP 2 746 561 A1 offenbart einen Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem einen Gehäuseinnenraum begrenzenden Gehäuse, wobei der Gehäuseinnenraum einen ersten Fluidkanal zum Durchströmen mit einem ersten Fluid ausbildet. Der Wärmetauscher umfasst ferner eine Mehrzahl von Kanalelementen, welche im Gehäuseinnenraum benachbart zueinander angeordnet sind, wobei jedes Kanalelement ein Kanalgehäuse aufweist, welches jeweils einen Kanalinnenraum begrenzt, der einen fluidisch vom ersten Fluidkanal getrennten, zweiten Fluidkanal zum Durchströmen mit einem zweiten Fluid ausbildet. Jedes Kanalelement erstreckt sich sich entlang einer axialen Richtung, so dass das jeweilige Kanalgehäuse entlang der axialen Richtung vom zweiten Fluid durchströmbar ist. Die Kanalelemente sind unter Ausbildung wenigstens einer Kanalzeile entlang einer orthogonal zur axialen Richtung verlaufenden Zeilenrichtung benachbart zueinander angeordnet. Ein derart aufgebauter Wärmetauscher ist auch aus der WO 2015/004292 A1 bekannt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Wärmetauschern, insbesondere von Kraftfahrzeugen, neue Wege aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein einen Gehäuseinnenraum begrenzendes Gehäuse, wobei der Gehäuseinnenraum einen ersten Fluidkanal zum Durchströmen mit einem ersten Fluid ausbildet. Dieses erste Fluid kann ein Kühlmittel sein, welches zum Kühlen der in einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine aufgeladenen Frischluft - in Fachkreisen auch als Ladeluft bezeichnet - dient. In dem durch den Gehäuseinnenraum ausgebildeten ersten Fluidkanal ist erfindungsgemäß eine Mehrzahl von Kanalelementen vorgesehen, die benachbart zueinander angeordnet sind. Jedes Kanalelement umfasst dabei ein Kanalgehäuse, welches einen jeweiligen Kanalinnenraum begrenzt. Jeder Kanalinnenraum bildet einen fluidisch vom ersten Fluidkanal getrennten, zweiten Fluidkanal zum Durchströmen mit einem zweiten Fluid. Durch den zweiten Fluidkanal kann die zu kühlende Ladeluft geleitet werden.
  • Jedes Kanalelement erstreckt sich erfindungsgemäß entlang einer axialen Richtung, so dass das jeweilige Kanalgehäuse entlang der axialen Richtung vom zweiten Fluid durchströmbar ist. Dabei sind die Kanalelemente erfindungsgemäß unter Ausbildung wenigstens einer Kanalzeile entlang einer orthogonal zur axialen Richtung verlaufenden Zeilenrichtung benachbart zueinander angeordnet. Es versteht sich, dass mehrere Kanalzeilen gebildet werden können, die sich dann alle jeweils in Zeilenrichtung erstrecken.
  • Erfindungsgemäß ist das Kanalgehäuse in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung mit einer ersten Gehäusewand und einer der ersten Gehäusewand im Wesentlichen parallel gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand versehen. Dabei weist die erste Gehäusewand im Querschnitt eine erste Wandlänge auf, die größer ist als eine Wandlänge der zweiten Gehäusewand. In dieser Ausführungsform werden die erste und zweite Gehäusewand durch eine dritte Gehäusewand und eine der dritten Gehäusewand gegenüberliegende, vierte Gehäusewand zum Kanalgehäuse komplettiert. Die dritte und vierte Gehäusewand sind im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet. Eine solche Geometrie ermöglicht eine platzsparende Anordnung der einzelnen Kanalelemente einer Kanalzeile zueinander bei gleichzeitiger Ausbildung eines Zwischenraums zwischen zwei in Zeilenrichtung benachbarten Kanalelementen. Gleichzeitig könne die zwischen den einzelnen Kanalelementen erforderliche Fügeflächen, insbesondere Lötflächen, um benachbarte Kanalelemente aneinander zu befestigen, auf ein Minimum reduziert werden.
  • Die hier vorgestellte, erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen Kanalelemente führt dazu, dass die Kanalgehäuse der Kanalelemente auf vorteilhafte Weise nahezu vollständig vom ersten Fluid, also vorzugsweise vom Kühlmittel, umströmt werden können. Dies führt zu einer gegenüber herkömmlichen Wärmetauschern verbesserten thermischen Wechselwirkung mit dem durch die einzelnen Kanalelemente strömenden zweiten Fluids, also vorzugsweise der zu kühlenden Luft. Im Ergebnis führt dies zu einem Wärmetauscher mit verbesserter Effizienz. Dem Fachmann ist in diesem Zusammenhang klar, dass das zweite Fluid besagtes Kühlmittel und das erste Fluid die zu kühlende Ladeluft sein kann.
  • Darüber hinaus ist der hier vorgestellte Wärmetauscher konstruktiv einfach aufgebaut, was zu erheblichen Kostenvorteilen bei der Herstellung führen kann. Dies gilt insbesondere für vorteilhafte Weiterbildungen mit mehreren Kanalzeilen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens die Kanalelemente und das Gehäuse des Wärmetauschers mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Besonders bevorzugt ist der gesamte Wärmetauscher mittels eines solchen additiven Herstellungsverfahrens hergestellt. Vom dem Begriff "additives Herstellungsverfahren" sind vorliegend alle Herstellungsverfahren umfasst, welche das Bauteil unmittelbar aus einem Computermodell heraus schichtweise aufbauen. Derartige Herstellungsverfahren sind auch unter dem Begriff "Rapid Forming" bekannt. Unter dem Begriff "Rapid Forming" seinen insbesondere Produktionsverfahren zur schnellen und flexiblen Herstellung von Bauteilen mittels werkzeugloser Fertigung direkt aus CAD-Daten gefasst.
  • Die Verwendung eines additiven Herstellungsverfahrens ermöglicht die Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers ohne bauteilspezifische Investitionsmittel, wie z.B. Werkzeugformen o.ä. und nahezu ohne geometrische Einschränkungen. Mittels des additiven Herstellungsverfahrens ist es insbesondere möglich, die Gestaltung des Wärmetauschers funktionsgebunden und nicht mehr werkzeuggebunden zu konstruieren. Damit können die einzelnen Bauteile des Wärmetauschers wie etwa die Kanalgehäuse der einzelnen Kanalelemente sowie deren Schnittstellen zu anderen Bauteilen einschließlich Dichtungselementen durch den Entfall von Kleinteilen stark vereinfacht werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Wärmetauscher einstückig ausgebildet sein. Eine solche, einstückige Ausbildung bildet sich insbesondere bei Verwendung des vorangehend vorgestellten additiven Herstellungsverfahrens, insbesondere des Laserschmelzens, an. Bei einer einstückigen Ausbildung des Wärmetauschers entfällt das sehr aufwändige und somit kostenintensive Befestigen der einzelnen Komponenten des Wärmetauschers aneinander.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das additive Herstellungsverfahren Laserschmelzen umfassen. Dies bedeutet, dass zum Herstellen von Kanalelementen und Gehäuse, vorzugsweise zum Herstellen des gesamten Wärmetauschers, ein Laserschmelzverfahren zur Anwendung kommt. Mittels eines solchen Verfahrens können die Komponenten des Wärmetauschers direkt aus 3D-CAD-Daten hergestellt werden. Grundsätzlich werden die Bauteile des Wärmetauschers auch beim Laserschmelzen werkzeuglos und schichtweise auf Basis des dem Wärmetauscher zugeordneten dreidimensionalen CAD-Modells gefertigt.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Kanalzeilen mit jeweils wenigstens zwei Kanalelementen vorgesehen, wobei die wenigstens zwei Kanalzeilen insbesondere entlang einer orthogonal zur axialen Richtung und zur Zeilenrichtung verlaufenden Stapelrichtung im Abstand zueinander angeordnet sein können. Der sich zwischen zwei Kanalzeilen bildende Zwischenraum ist Teil des ersten Fluidkanals und kann somit vom ersten Fluid durchströmt werden. Eine solche Geometrie erlaubt es, auf Bauraum sparende Weise eine Vielzahl von Kanalelementen bereitzustellen und im Gehäuseinnenraum des Gehäuses anzuordnen. Insbesondere lässt sich auf diese Weise - ähnlich einem herkömmlichen Rippe-Rohr-Wärmetauscher - ein Wärmetauscher in Flachbauweise realisieren. Die Anzahl von Kanalelementen pro Kanalzeile sowie die Anzahl der bereitgestellten Kanalzeilen lässt sich dabei vom Fachmann anwendungsspezifisch auf flexible Weise festlegen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei in Zeilenrichtung benachbarte Kanalelemente einer Kanalzeile im Abstand zueinander angeordnet, so dass ein zwischen zwei benachbarten Kanalelementen gebildeter Zwischenraum Teil des ersten Fluidkanals ist. Das heißt, der sich ausbildende Zwischenraum kann vom ersten Fluid durchströmt werden. Diese Maßnahme hat eine verbesserte Umströmung der einzelnen Kanalgehäuse mit dem ersten Fluid zur Folge. Besonders bevorzugt sind alle Kanalelemente einer Kanalzeile im Abstand zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird die eine maximale Umströmung der einzelnen Kanalelemente erreicht.
  • Besonders zweckmäßig kann im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung eine Wandlänge der dritten Gehäusewand im Wesentlichen gleich der Wandlänge der vierten Gehäusewand sein. Die damit verbundene Geometrie des Kanalgehäuses eines jeweiligen Kanalelements führt zu verbesserten Strömungseigenschaften des das Kanalgehäuse umströmenden ersten Fluids.
  • Eine besonders Bauraum sparende Anordnung der Kanalelemente einer bestimmten Kanalzeile lässt sich erzielen, wenn zwei in Zeilenrichtung benachbarte Kanalelemente im Querschnitt senkrecht zur axialen Achse um 180° verdreht zueinander angeordnet sind.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers weist eine vom Kanalinnenraum abgewandte Außenseite der ersten und/oder zweiten Gehäusewand des Kanalgehäuses im Querschnitt senkrecht zur axialen Achse eine abgerundete Randkontur auf. Auf diese Weise lassen sich Strömungsleitkonturen ausbilden, die eine besonders gleichmäßige und somit vorteilhafte Umströmung der Kanalelemente von dem durch den ersten Fluidkanal strömenden ersten Fluid bewirken.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die dritte Gehäusewand eines Kanalelements der vierten Gehäusewand eines in der Zeilenrichtung benachbarten Kanalelements derselben Kanalzeile gegenüber. Alternativ oder zusätzlich liegt die vierte Gehäusewand eines Kanalelements der dritten Gehäusewand eines entgegen der Zeilenrichtung benachbarten Kanalelements gegenüber. Mittels dieser Maßnahmen kann der gewünschte zwischen zwei in Zeilenrichtung benachbarten Kanalelementen Zwischenraum konstruktiv auf besonders einfache Weise verwirklicht werden.
  • Besonders bevorzugt sind die dritte und die vierte Gehäusewand im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, so dass der zwischen den Gehäusewänden gebildete Zwischenraum im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist. Dies führt zu einer verbesserten Umströmung der Kanalgehäuse der Kanalelemente mit dem ersten Fluid. Besagter Durchmesser kann dabei vorzugsweise in einer Richtung gemessen werden, welche senkrecht zu einer durch die Gehäusewände definierten Wandebene verläuft.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • Fig. 1
    ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers,
    Fig. 2
    eine Detaildarstellung der Figur 1 im Bereich einiger Kanalelemente,
    Fig. 3
    eine Variante des Beispiel der Figur 1, die nicht Teil der hier vorgestellten Erfindung ist,
    Fig. 4
    eine Detaildarstellung der Figur 3 im Bereich einiger Kanalelemente.
  • Figur 1 illustriert ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1. Der Wärmetauscher 1 umfasst ein einen Gehäuseinnenraum 2 begrenzendes Gehäuse 3, von welchem in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nur eine erste Gehäusewand 4a und eine der ersten Gehäusewand 4a gegenüberliegende zweiten Gehäusewand 4b gezeigt ist. Der Gehäuseinnenraum 2 bildet einen ersten Fluidkanal 5a zum Durchströmen mit einem ersten Fluid F1 aus. Im Beispielszenario ist das erste Fluid F1 ein Kühlmittel.
  • Entsprechend Figur 1 ist im ersten Fluidkanal eine Mehrzahl von Kanalelementen 6 vorgesehen. Jedes Kanalelement 6 umfasst ein Kanalgehäuse 7, welches einen Kanalinnenraum 8 begrenzt. Jeder Kanalinnenraum 8 bildet einen fluidisch vom ersten Fluidkanal 5a getrennten, zweiten Fluidkanal 5b. Jedes Kanalelement 6 erstreckt sich dabei entlang einer axialen Richtung A, die in den Figuren senkrecht zur Zeichenebene verläuft, so dass das jeweilige Kanalgehäuse 7 entlang dieser axialen Richtung A von einem zweiten Fluid F2 durchströmbar ist. Im Beispielszenario ist das zweite Fluid F2 die in einer Frischluftanlage von einem Abgasturbolader aufgeladene Ladeluft.
  • Wie die Figur 1 erkennen lässt, sind die Kanalelemente 6 entlang einer orthogonal zur axialen Richtung A verlaufenden Zeilenrichtung Z unter Ausbildung von vier Kanalzeilen 9 - in Varianten des Beispiels kann diese Anzahl variieren - angeordnet. Jede Kanalzeile 9 umfasst eine Mehrzahl von Kanalelementen 6, die entlang der Zeilenrichtung Z benachbart zueinander angeordnet sind. Die vier Kanalzeilen 9 sind dabei entlang einer orthogonal sowohl zur axialen Richtung A als auch zur Zeilenrichtung Z verlaufenden Stapelrichtung S im Abstand zueinander angeordnet. Der sich zwischen zwei Kanalzeilen 9 bildende Zwischenraum 11 ist Teil des ersten Fluidkanals 5a und kann somit vom ersten Fluid F1 durchströmt werden.
  • Betrachtet man die Kanalelemente 6 einer bestimmten Kanalzeile 9, so erkennt man, dass die in Zeilenrichtung Z benachbarten Kanalelemente 6 der Kanalzeile 9 im Abstand zueinander angeordnet sind, so dass zwischen zwei benachbarten Kanalelementen 6 jeweils ein Zwischenraum 10 ausgebildet wird. Auch die Zwischenräume 10 sind Teil des ersten Fluidkanals 5a, so dass auch sie vom ersten Fluid F1 durchströmt werden können.
  • Nachfolgend wird anhand der Figur 2, welche eine Detaildarstellung der Figur 1 im Bereich einer Kanalzeile 9 zeigt, die Geometrie eines einzelnen Kanalelements 6 genauer erläutert. Wie in Figur 2 anschaulich dargestellt besitzt das Kanalelement 6 im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A eine erste Gehäusewand 12a und eine dieser ersten Gehäusewand 12 im Wesentlichen parallel gegenüberliegende zweiten Gehäusewand 12b. Dabei weist die erste Gehäusewand im Querschnitt eine erste Wandlänge l1 auf, die größer ist als eine Wandlänge l2 der zweiten Gehäusewand 12b. Entsprechend Figur 2 werden die erste und die zweite Gehäusewand 12a, 12b durch eine dritte Gehäusewand 12c und eine der dritten Gehäusewand 12c gegenüberliegende vierte Gehäusewand 12d zum Kanalgehäuse 7 komplettiert. Eine Wandlänge l3 der dritten Gehäusewand 12c entspricht dabei im Wesentlichen einer Wandlänge l4 der vierten Gehäusewand 12d. Die dritte und die vierte Gehäusewand 12c, 12d sind wie in Figur 2 gezeigt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, so dass der zwischen den Gehäusewänden 12c, 12d gebildete Zwischenraum 10 im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A einen im Wesentlichen konstanten Abstand aufweist. Dies führt zu einer verbesserten Umströmung der Kanalgehäuse durch das erste Fluid F1.
  • Die dritte und vierte Gehäusewand 12c, 12d sind im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A unter einem spitzen Winkel w, beispielsweise von ca. 20°, zueinander angeordnet. Zwei in Zeilenrichtung Z benachbarte Kanalelemente 6 sind in dem in Figur 2 gezeigten Querschnitt senkrecht zur axialen Achse A um 180° verdreht zueinander angeordnet sind. Alle Kanalelemente 6 einer Kanalzeile 9 sind also entlang der Zeilenrichtung Z abwechselnd um 180° verdreht zueinander angeordnet. Die Außenseiten 13a, 13b der ersten und zweiten Gehäusewand 12a, 12b des Kanalgehäuses 7 weisen wie in Figur 2 dargestellt abgerundete Randkontur auf. Auf diese Weise lassen sich Strömungsleitkonturen ausbilden, die eine besonders gleichmäßige Umströmung der Kanalelemente 6 von dem durch den Gehäuseinnenraum 2 bzw. ersten Fluidkanal 5a strömenden ersten Fluid F1 bewirken.
  • An den beiden in Zeilenrichtung Z endseitigen Kanalelemente 6 einer jeden Kanalzeile 9 können Befestigungskörper 14 vorgesehen sein, mittels welcher die Kanalelemente 6 am Gehäuse 3 (in Figur 1 nicht gezeigt) befestigt werden können. Die einzelnen Kanalelemente 6 können mittels geeigneter Befestigungselemente, - beispielsweise in der Art von Streben -, die in den Zwischenräumen 10 angeordnet sind, aneinander befestigt werden (nicht gezeigt).
  • Wie Figur 2 weiter erkennen lässt, liegt die dritte Gehäusewand 12c eines bestimmten Kanalelements 6 der vierten Gehäusewand 12d eines in der Zeilenrichtung Z benachbarten Kanalelements 6 derselben Kanalzeile 9 gegenüber. Entsprechend liegt die vierte Gehäusewand 12d des Kanalelements 6 der dritten Gehäusewand 12c eines entgegen der Zeilenrichtung Z benachbarten Kanalelements 6 gegenüber. Mittels dieser Maßnahme wird der zwischen zwei in Zeilenrichtung Z benachbarten Kanalelementen 6 gebildete Zwischenraum 10 realisiert.
  • Betrachtet man nun wieder die Darstellung der Figur 1, so erkennt man, dass in den zwischen zwei benachbarten Kanalzeilen 9 gebildeten Zwischenräumen 11 ein oder mehrere Strömungsleitelemente 15 angeordnet sein können. Mittels solcher Strömungsleitelemente 15 kann das durch die Zwischenräume 11 strömende erste Fluid F1 auf vorteilhafte Weise wenigstens teilweise in die zwischen zwei benachbarten Kanalelementen 6 einer Kanalzeile 9 gebildeten Zwischenräume 10 abgelenkt werden.
  • Optional kann eines oder mehrere der Strömungsleitelemente 15 derart ausgebildet werden, dass es den jeweiligen Zwischenraum 11 in Zeilenrichtung Z in einen ersten Kanalabschnitt 16a und einen von diesem fluidisch getrennten zweiten Kanalabschnitt 16b unterteilt. Dies hat zur Folge, dass das entlang der Zwischenräume 11 strömende erste Fluid F1 vollständig in die zwischen zwei benachbarten Kanalelementen 6 gebildeten Zwischenräume 10 abgelenkt wird. Dies führt zu einer verbesserten Umströmung der Kanalelemente 6. Hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltungsform der einzelnen Strömungsleitelemente eröffnen sich dem Fachmann verschiedene Ausgestaltungsoptionen. Auch können innerhalb eines Zwischenraums 11 entlang der Zeilenrichtung Z mehrere Strömungsleitelemente 15 angeordnet sein (nicht gezeigt), so dass der betroffene Zwischenraum 11 in mehrere Kanalabschnitte unterteilt wird. Denkbar ist auch, die Strömungsleitelemente teilweise durchlässig - etwa durch Bereitstellung einer oder mehrerer Durchgangsöffnungen in dem Strömungsleitelement 15 - auszubilden.
  • Die Kanalelemente 6 und das Gehäuse 3 können mittels des oben bereits diskutierten additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Besonders bevorzugt ist der gesamte Wärmetauscher 1 mittels eines solchen additiven Herstellungsverfahrens hergestellt. Die Verwendung eines additiven Herstellungsverfahrens ermöglicht die Herstellung des Wärmetauschers 1 ohne bauteilspezifische Investitionsmittel, wie z.B. Werkzeugformen o.ä. und nahezu ohne geometrische Einschränkungen. Mittels des additiven Herstellungsverfahrens kann der Wärmetauscher 1 funktionsgebunden und nicht mehr werkzeuggebunden konstruiert werden. Folglich können die einzelnen Bauteile des Wärmetauschers 1 wie etwa die Kanalgehäuse 7 der Kanalelemente 6 sowie deren Schnittstellen zu anderen Bauteilen des Wärmetauschers 1, beispielsweise Abdichtungen, durch den Entfall von Kleinteilen stark vereinfacht werden.
  • In einer besonders bevorzugten Variante kann das additive Herstellungsverfahren Laserschmelzen umfassen. Mittels Laserschmelzen können die Komponenten des Wärmetauschers 1 direkt aus 3D-CAD-Daten hergestellt werden. Die Bauteile des Wärmetauschers 1 können beim Laserschmelzen werkzeuglos und schichtweise auf Basis des dem Wärmetauscher 1 zugeordneten dreidimensionalen CAD-Modells gefertigt werden.
  • In Figur 3 ist eine Variante des Beispiels der Figuren 1 und 2 dargestellt, die nicht Teil der hier diskutierten Erfindung ist. Die in der Variante der Figur 3 gezeigten Kanalelemente 6' des Wärmetauschers 1' unterscheiden sich von jenen der Figuren 1 und 2 darin, dass das Kanalgehäuse 7' eines jeweiligen Kanalelements 6' im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A' eine wabenartige Geometrie aufweist. Bevorzug kann der Wärmetauscher 1' bis zu 2000 solcher wabenartiger Kanalelemente 6' aufweisen. Jedes Kanalelement 6' besitzt wie in Figur 3 gezeigt in besagtem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A' die Geometrie eines gleichmäßigen Sechsecks mit sechs Wandabschnitten 20'a-f. Dabei sind die beiden einen Zwischenraum 10' zwischen zwei benachbarten Kanalelementen 6' ausbildenden Wandabschnitte 20'a-20'f im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A' im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, so dass der Zwischenraum 10' im Querschnitt im Wesentlichen einen konstanten Abstand d' aufweist. Vorzugsweise gilt dies für alle benachbarten Kanalelemente 6'.
  • Auch die Kanalelemente 6' erstrecken sich - ebenso wie die Kanalelemente 6 in der Figur 1- also entlang einer axialen Richtung A', so dass das jeweilige Kanalgehäuse 7' entlang der axialen Richtung A' vom zweiten Fluid F2' durchströmbar ist. Auch die Kanalelemente 6' sind unter Ausbildung mehrere Kanalzeilen 9' entlang der orthogonal zur axialen Richtung A' verlaufenden Zeilenrichtung Z' benachbart zueinander angeordnet sind.
  • Wie Figur 3 erkennen lässt, sind die Kanalelemente 6' derart im Gehäuseinnenraum 2' angeordnet, dass jedem der sechs Wandabschnitte 20'a-f eines beliebigen Kanalelements 6' entweder ein Wandabschnitt 20'a-f eines benachbarten Kanalelements 6' oder die erste oder zweite Gehäusewand 4'a, 4'b, jeweils unter Ausbildung eines Zwischenraums 10', gegenüberliegt. Die Figur 3 zeigt in einer zur Figur 1 analogen Darstellung zwei Gehäusewände 4'a, 4'b des einen Gehäuseinnenraum 2' begrenzenden Gehäuses 3'.Im Beispiel der Figur 3 verläuft die Zeilenrichtung Z' allerdings quer zu den Gehäusewänden 4'a, 4'b, wohingegen sie sich im Beispiel der Figur 1 parallel zu den Gehäusewänden 4a, 4b erstreckt.
  • Anhand der Detaildarstellung der Figur 4, welche den Wärmetauscher 1' im Bereich der ersten Gehäusewand 4'a zeigt, erkennt man, dass die erste Gehäusewand 4'a im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A' einer Randkontur 21'a folgt, die durch die der ersten Gehäusewand 4'a benachbarten Kanalelemente 6' definiert ist. Gleiches gilt gemäß Figur 3 für die zweite Gehäusewand 4'b, die einer Randkontur 21'b folgt. Diese wird durch die der zweiten Gehäusewand 4'b benachbarten Kanalelemente 6' definiert. Alle Kanalelemente 6' sind also entsprechend Figur 3 unter Ausbildung eines jeweiligen Zwischenraums 10' benachbart zu wenigstens drei weiteren Kanalelementen 6' angeordnet, wobei der Zwischenraum 10' zwischen zwei benachbarten Kanalelementen 6' durch zwei sich gegenüberliegende Wandabschnitte 20'a-f der beiden Kanalelemente 6' begrenzt ist.
  • Auch die Kanalelemente 6' und das Gehäuse 3' des Wärmetauschers 1' können mittels eines additiven additiven Herstellungsverfahrens, insbesondere mittels Laserschmelzen, hergestellt sein, so dass die Erläuterungen zu diesem Verfahren im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 mutatis mutandis auch für das Beispiel der Figuren 3 und 4 gilt.
  • Es versteht sich, dass in den vorangehend erläuterten Figuren nur die wesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1 in schematischer Darstellung dargestellt sind. Konstruktive Details, die dem einschlägigen Fachmann aus seinem Fachwissen heraus bekannt sind, wie etwa ein Sammler zum Sammeln des zweiten Fluids F2 nach dem Durchströmen durch die verschiedenen Kanalelemente 6 sowie Befestigungselemente oder Abstützelemente zum Befestigen bzw. Abstützen der einzelnen Kanalelemente am Gehäuse 2, 2' usw. sind in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
  • Der Wärmetauscher 1,1' kann einstückig ausgebildet sein. Eine solche, einstückige Ausbildung bildet sich insbesondere bei Verwendung des vorangehend vorgestellten additiven Herstellungsverfahrens, insbesondere des Laserschmelzens, an. Bei einer einstückigen Ausbildung des Wärmetauschers 1,1' entfällt das sehr aufwändige und somit kostenintensive Befestigen der einzelnen Komponenten des Wärmetauschers aneinander. Es versteht sich, dass im Falle einer einstückigen Ausbildung des Wärmetauschers 1, 1' die vorliegend verwendeten Bezeichnungen wie z.B. "erste Gehäusewand 4a" gültig bleiben.

Claims (10)

  1. Wärmetauscher (1; 1'), insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
    - mit einem einen Gehäuseinnenraum (2; 2') begrenzenden Gehäuse (3; 3'), wobei der Gehäuseinnenraum einen ersten Fluidkanal (5a; 5a') zum Durchströmen mit einem ersten Fluid (F1; F1') ausbildet,
    - mit einer Mehrzahl von Kanalelementen (6; 6'), welche im Gehäuseinnenraum (2; 2') benachbart zueinander angeordnet sind, wobei jedes Kanalelement (6; 6') ein Kanalgehäuse (7; 7') umfasst, welches jeweils einen Kanalinnenraum (8; 8') begrenzt, der einen fluidisch vom ersten Fluidkanal (F1; F1') getrennten, zweiten Fluidkanal (5b; 5b') zum Durchströmen mit einem zweiten Fluid (F2; F2') ausbildet,
    - wobei jedes Kanalelement (6; 6') sich entlang einer axialen Richtung (A; A') erstreckt, so dass das jeweilige Kanalgehäuse (7; 7') entlang der axialen Richtung (A; A') vom zweiten Fluid (F2; F2) durchströmbar ist,
    - wobei die Kanalelemente (6; 6') unter Ausbildung wenigstens einer Kanalzeile (9; 9') entlang einer orthogonal zur axialen Richtung (A; A') verlaufenden Zeilenrichtung (Z; Z') benachbart zueinander angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Kanalgehäuse (7) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine erste Gehäusewand (12a) und eine der ersten Gehäusewand (12a) im Wesentlichen parallel gegenüberliegende zweite Gehäusewand (12b) aufweist, wobei die erste Gehäusewand (12a) im Querschnitt eine erste Wandlänge (l1) aufweist, die größer ist als eine Wandlänge (l2) der zweiten Gehäusewand (12b),
    - die erste und zweite Gehäusewand (12a, 12b) durch eine dritte Gehäusewand (12c) und eine der dritten Gehäusewand (12c) gegenüberliegende vierte Gehäusewand (12d) zum Kanalgehäuse (7) komplettiert werden, wobei die dritte und vierte Gehäusewand (12c, 12d) im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) unter einem spitzen Winkel (w) zueinander angeordnet sind.
  2. Wärmetauscher (1; 1') nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - wenigstens die Kanalelemente (6; 6') und das Gehäuse (3; 3') des Wärmetauschers (1; 1'), vorzugsweise der Wärmetauscher (1; 1'), mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt sind, und/oder dass
    - der Wärmetauscher (1; 1') einstückig ausgebildet ist.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das additive Herstellungsverfahren Laserschmelzen umfasst.
  4. Wärmetauscher (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Kanalzeilen (9; 9') mit jeweils wenigstens zwei Kanalelementen (6; 6') vorgesehen sind, wobei die wenigstens zwei Kanalzeilen (9; 9') vorzugsweise entlang einer quer zur axialen Richtung (A; A') und quer zur Zeilenrichtung (Z; Z') verlaufenden Stapelrichtung (S; S') im Abstand zueinander angeordnet sind.
  5. Wärmetauscher (1; 1;') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens zwei in Zeilenrichtung (Z; Z') benachbarte Kanalelemente (6; 6') einer Kanalzeile (9; 9'), vorzugsweise alle Kanalelemente (6; 6') einer Kanalzeile (9; 9'), im Abstand zueinander angeordnet sind, so dass ein zwischen zwei benachbarten Kanalelementen (6' 6') gebildeter Zwischenraum (10; 10') Teil des ersten Fluidkanals (5a; 5a') ist.
  6. Wärmetauscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine Wandlänge (l3) der dritten Gehäusewand (12c) im Wesentlichen gleich der Wandlänge (l4) der vierten Gehäusewand (12d) ist.
  7. Wärmetauscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Querschnitt senkrecht zur axialen Achse (A) zwei in Zeilenrichtung (Z) benachbarte Kanalelemente (6) um 180° verdreht zueinander angeordnet sind.
  8. Wärmetauscher (1) nach Anspruch einem der vorhergehenden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine vom Kanalinnenraum (8) abgewandte Außenseite (13a, 13b) der ersten und/oder zweiten Gehäusewand (12a, 12b) des Kanalgehäuses (7) im Querschnitt senkrecht zur axialen Achse (A) zur Ausbildung einer Strömungsleitkontur eine abgerundete Randkontur aufweist.
  9. Wärmetauscher (1) nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die dritte Gehäusewand (12c) eines Kanalelements (6) der vierten Gehäusewand (12d) eines in Zeilenrichtung (Z) benachbarten Kanalelements (6) gegenüberliegt, und/oder dass,
    - die vierte Gehäusewand (12d) eines Kanalelements (6) der dritten Gehäusewand (12c) eines entgegen der Zeilenrichtung (Z) benachbarten Kanalelements (6) gegenüberliegt.
  10. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die dritte und vierte Gehäusewand (12c, 12d) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, so dass ein zwischen diesen Gehäusewänden gebildeter Zwischenraum (10) im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist.
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