1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen extrudierten Flügelrohrabschnitt bestehend aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten Flügelabschnitt, ein Flügelrohr mit mindestens zwei extrudierten Flügelrohrabschnitten und einen Wärmetauscher mit Flügelrohr. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren eines extrudierten Flügelrohrabschnitts.

2. Hintererund der Erfindune

Flügelrohre, die in einem Wärmetauscher verwendet werden, sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise WO 2009/068979 Al ein Wärmeübertragungsrohr für Verdampfer oder Verflüssiger von Heiz- und Kühlaggregaten. Das Wärmeübertragungsrohr weist auf der Außenseite mindestens eine axial verlaufende und flügelartig ausgebildete vergrößerte Wärme- übertragungsfläche auf, die aus dem Material des Rohrs ausgeformt oder mit dem Wärmeübertragungsrohr metallisch verbunden ist.

Ein weiterer Wärmetauscher ist in WO 2012/142070 Al beschrieben. Der Wärmetauscher umfasst mehrere Rohre, die quer zu einer Luftströmungsrichtung durch den Wärmetauscher und in mehreren Rohrreihen angeordnet sind, die sich entlang der Luftströmungsrichtung erstrecken. Der Wärmetauscher umfasst mehrere Bahnen, die einstückig mit zwei oder mehr Rohren der mehreren Rohre ausgebildet sind, wobei sich jede Bahn zwischen benachbarten Rohren der mehreren Rohre erstreckt und mit diesen verbunden ist. Mindestens ein Rohr aus der Vielzahl von Rohren hat einen Querschnitt mit einem Querschnittsverhältnis von mehr als 1: 1 relativ zu einem horizontalen Steg. Schließlich beschreibt WO 2013/139507 Al einen Wärmetauscher zum Abfuhren von Wärme aus einem Medium mit mindestens einem in einem Gehäuse angeordneten serpentinenförmigen Flügelrohr. Die geradlinigen Flügelabschnitte des Flügelrohrs sind derart angeordnet, dass die Flügel der Flügelabschnitte mit einer Strömungsrichtung einen Winkel im Bereich von

10° £ a £ 30° einschließen.

Ausgehend von diesen bekannten Vorrichtungen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher mit Flügelrohr, ein dazugehöriges Flügelrohr sowie einen entsprechenden Flügelrohrabschnitt bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik hinsichtlich der Wärmeabfuhr sowie der Abfuhr des sich bei Verwendung bildenden Kondensats verbessert sind.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen extrudierten Flügelrohrabschnitt bestehend aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten Flügelabschnitt gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, ein Flügelrohr mit mindestens zwei extrudierten Flügelrohrabschnitten gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12, einen Wärmetauscher mit Flügelrohr gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13 sowie einem Herstellungsverfahren eines extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14. Vorteilhaf- te Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Patentansprüchen.

Ein erfindungsgemäßer extrudierter Flügelrohrabschnitt besteht aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt in einer ersten Radialebene des Rohrbereichs, wobei der erste Flügelabschnitt eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten aufweist, so dass eine Mehrzahl an ersten Flügeln im ersten Flügelabschnitt vorhanden ist, und jeder der ersten Flügel ist um eine radiale Drehachse gedreht, so dass jeder der ersten Flügel aus der ersten Radialebene um einen ersten Winkel 0° < a ₁ < 90° herausgedreht ist, wobei zwischen Rohrbereich und jedem der ersten Flügel ein erster kontinuierlicher Über- gangsbereich vorhanden ist, der einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse und mindestens einen Dehnungsbereich benachbart dazu aufweist.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird der extrudierte Flügelrohrabschnitt nachfolgend allgemein anhand eines möglichen Herstellungsverfahrens erläutert. Zunächst wird in gewohnter Weise ein Flügelrohrabschnitt extrudiert, wie beispielsweise auch in WO

2009/068979 Al unter Bezugnahme auf Figur 14 beschrieben. Aufgrund der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn der erste Flügelabschnitt keinen Spalt mit Verbindung zum Rohrbereich aufweist. Vorzugsweise ist der erste Flügelabschnitt daher massiv ausgebildet, d.h. nicht hohl. Somit besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt aus dem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt in einer ersten Radialebene.

Im ersten Flügelabschnitt wird nun eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten vorgesehen. Die ersten radialen Einschnitte erfolgen somit in der ersten Radialebene quer oder senkrecht zur Längsrichtung des Rohrbereichs. Dabei erstrecken sich die ersten Einschnitte vorzugsweise nicht bis zum Rohrbereich. Vielmehr ist es bevorzugt, dass die Einschnitte in höchstens 99 % der Erstreckung des ersten Flügelabschnitts in der Radialebene erfolgen, vorzugsweise höchstens 97,5 % und weiter bevorzugt höchstens 95 %. Beträgt die Erstreckung des ersten Flügelab- Schnitts in der ersten Radialebene beispielsweise 20 mm, dann bedeutet dies, dass die ersten Einschnitte sich über höchstens 19,8 mm, vorzugsweise höchstens 19,5 mm und besonders bevorzugt höchstens 19 mm erstrecken. Somit bleibt im Bereich des jeweiligen Einschnitts ein erster Flügelabschnitt mit einer Erstreckung in der ersten Radialebene stehen, der 0,2 mm, vorzugsweise 0,5 mm und weiter bevorzugt 1 mm misst. Nach Einbringen der Mehrzahl an ersten Einschnitten verfügt der erste Flügelabschnitt über eine Mehrzahl an ersten Flügeln.

Jeder der ersten Flügel wird um den ersten Winkel a ₁ um eine radiale Drehachse gedreht, so dass er aus der Radialebene herausgedreht ist. Daher verläuft die radiale Drehachse des jeweiligen ersten Flügels senkrecht zur Längsachse des Rohrbereichs und liegt in der ersten Radialebene. Für den erste Winkel a ₁ gilt dabei 0° < a ₁ < 90°. Der Wert von 0° ist ausgenommen, da ansonsten keine Verdrehung aus der ersten Radialebene vorliegen würde. Werte über 90° sind aufgrund der Gefahr der Abtrennung des jeweiligen ersten Flügels durch die Verdrehung ausgenommen. Die aufgrund der Verdrehung entstehenden Kräfte werden im ersten kontinuierlichen Übergangsbereich zwischen jedem aus der Mehrzahl der ersten Flügel und dem Rohrbereich aufgenommen. Der erste kontinuierliche Übergangsbereich wird somit verformt und nimmt die bei der Verdrehung des jeweiligen ersten Flügels auftretenden Kräfte unter Aufrechterhaltung einer V erbindung zum Rohrbereich auf. Die V erformung des j eweiligen ersten kontinuierlichen Übergangsbereichs erfolgt in mindestens zwei Bereichen, nämlich in einem ersten Bereich der tordiert wird und in mindestens einem weiteren Bereich, der gedehnt wird. Dies wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen erläutert. Zunächst ist hierzu festzuhalten, dass die radiale Drehachse, um die der jeweilige erste Flügel gedreht wird, an verschiedenen Positionen bezogen auf die Breite des ersten Flügels angeordnet sein kann. Breite bezeichnet hier die Erstreckung des jeweiligen ersten Flügels in der ersten Radialebene entlang der Längsachse des Rohrbereichs. Im Bereich der radialen Drehachse weist der jeweilige erste Flügel nach der Verdrehung den ersten Bereich, d.h. den tordierten Bereich, auf. Sofern die Drehachse im jeweiligen ersten Flügel unmittelbar benachbart zum Einschnitt vorliegt, resultiert genau ein Dehnungsbereich benachbart zum tordierten Bereich. Verläuft in einem alternativen Beispiel die Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern beispielsweise mittig durch den jeweiligen ersten Flügel, ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zum tordierten Bereich vorliegen. Die Positionierung der radialen Drehachse bezogen auf den jeweiligen ersten Flügel wird daher insbesondere in Abhängigkeit von dem gewünschten ersten Winkel a ₁ und somit der später gewünschten Anwendung gewählt.

Ein technischer Effekt und somit ein Vorteil dieses extrudierten Flügelrohrabschnitts ist, dass aufgrund der ersten Einschnitte die zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche im Vergleich zu einem Flügelabschnitt ohne Einschnitte vergrößert ist. Zudem werden durch die spezifische Anordnung der ersten Flügel aerodynamische Elemente bereitgestellt, die die Turbulenzen im Luftstrom erhöhen, was wiederum zu einem verbesserten Wärmeübertragungs- Koeffizienten führt. Verglichen mit einem Flügelrohrabschnitt mit einem durchgehenden flachen Flügelabschnitt, d.h. einem einzigen ausschließlich in der Radialebene angeordneten Flügel, sind Leistungssteigerungen im Bereich von ungefähr 15 bis 30 % realisierbar. Weiterhin ist kein zusätzliches Material zum Befestigen von einzelnen Flügeln am Rohbereich erforderlich, da der Flügelabschnitt bereits bei der Herstellung des Flügelrohrs mittels Extrusion vorhanden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts liegt der erste Winkel a ₁ zwischen 30° und 60° liegt, vorzugsweise bei 45°. Im Rahmen von Untersuchungen wurde festgestellt, dass gerade dieser Winkelbereich neben den obigen technischen Effekten auch zu einer besonders effizienten Abführung von im Flügelabschnitt bzw. dem jeweiligen Flügel entstehendem Kondensat beiträgt. Zudem kann mittels einer solchen Anordnung das sich im Betrieb bildende Kondensat verlässlicher abgeführt werden im Vergleich zur Bereitstellung von Aussparungen in einem durchgehenden Flügelabschnitt unmittelbar benachbart zum

Rohrbereich. In einer weiteren vorteilhaften Ausfiihrungsform besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt aus Aluminium. Gerade Aluminium als Material für den extrudierten Flügelrohrabschnitt führt zu einer guten Verformbarkeit des ersten kontinuierlichen Übergangsbereichs, so dass vorzugsweise der erste kontinuierliche Übergangsbereich möglichst dieselbe Breite wie der jeweilige erste Flügel, d.h. vorzugsweise keine Risse, aufweist. Vorzugsweise ist der erste kontinuierliche Übergangsbereich vollständig mit dem Rohbereich einerseits und dem jeweiligen Flügel andererseits verbunden. Hierdurch kann die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsbereich sind unterschiedliche Dimensionen sowohl des Rohrbereichs wie auch der Flügel vorteilhaft. In einer ersten Alternative ist es daher bevor- zugt, dass ein Außendurchmesser des sich gerade erstreckenden Rohrbereichs zwischen 3 und 10 mm liegt und/oder eine Wanddicke im Rohrbereich 0,3 bis 0,9 mm beträgt. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, dass der erste Flügelabschnitt eine Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm und/oder jeder der ersten Einschnitte eine Breite von 3 bis 8 mm aufweist. Hierdurch ist einerseits ein großer Einsatzbereich für den extrudierten Flügelrohrab- schnitt gegeben. Andererseits wird gleichzeitig die Beibehaltung der oben aufgeführten technischen Effekte in unterschiedlichen Einsatzgebieten ermöglicht. Vorzugsweise ist die radiale Erstreckung des ersten Flügelabschnitts definiert als ein Abstand zwischen der rotationssymmetrischen Längsachse des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite des ersten Flügels. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste kontinuierliche Übergangsbereich zwei Dehnungsbereiche auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den tordierten Bereich. Diese Ausführungsform wurde oben bereits kurz erläutert. Hierbei verläuft die Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern beispielsweise mittig durch den jeweiligen ersten Flügel bezogen auf die Breite des ersten Flügels. Alternativ verläuft die Drehachse an einer beliebigen anderen Position durch den ersten Flügel, mit Ausnahme der Stellen unmittelbar benachbart zum jeweiligen ersten Einschnitt. Auf diese Weise ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zum tordierten Bereich vorliegen. Die Ausgestaltung, bei der die Drehachse mittig durch den jeweiligen ersten Flügel verläuft, ist dabei besonders bevorzugt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der extrudierte Flügelrohrabschnitt weiterhin einen integral am Rohrbereich ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt in einer zweiten Radialebene des Rohrbereichs, wobei der zweite Flügelabschnitt eine Mehrzahl an zweiten radialen Einschnitten aufweist, so dass eine Mehrzahl an zweiten Flügeln im zweiten Flügelabschnitt vorhanden ist, und jeder der zweiten Flügel ist um eine radiale Drehachse gedreht, so dass jeder der zweiten Flügel um einen zweiten Winkel 0° < a ₂ < 90° aus der zweiten Radialebene herausgedreht ist, wobei zwischen Rohrbereich und jedem zweiten Flügel ein zweiter kontinuierlicher Übergangsbereich vorhanden ist, der einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse und mindestens einen Dehnungsbereich benachbart dazu aufweist. Mittels dieser Ausgestaltung wird ein zweiter Flügelabschnitt eingeführt. Hierdurch werden die durch die erfindungsgemäß gestalteten Flügel verursachten Effekte weiter verstärkt, so dass bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte und Vorteile auf die obigen Ausführungen zum ersten Flügelabschnitt mit der Mehrzahl an ersten Flügeln verwiesen wird. Dabei gelten die Ausführungen bezüglich des ersten Flügelabschnitts und der dazugehörigen ersten Flügel analog für den zweiten Flügelabschnitt und jeden weiteren möglichen Flügelabschnitt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügeläb- schnitten ist der zweite Flügelabschnitt dem ersten Flügelabschnitt gegenüberliegend am sich gerade erstreckenden Rohrabschnitt angeordnet, so dass die erste Radialebene und die zweite Radialebene eine gemeinsame Ebene bilden, in der die Längsachse des Rohrbereichs liegt. Bezüglich einer späteren Verwendung eines so gestalteten extrudierten Flügelrohrabschnitts können gerade durch die gegenüberliegende Anordnung der Flügelabschnitte besondere Vorteile erreicht werden und die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten sind der erste a ₁ und der zweite Winkel a ₂ gleich. Diese Ausgestaltung verstärkt die mit dem extrudierten Flügelrohrabschnitt erzielten technischen Effekte weiter, insbesondere aufgrund von Synergieeffekten des ersten und des zweiten Flügelabschnitts. In einer vorteilhaften Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten weist der zweite Flügelabschnitt eine Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm auf und/oder jeder der zweiten Einschnitte weist eine Breite von 3 bis 8 mm auf. Ebenso ist es im Rahmen der Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten bevorzugt, dass der zweite kontinuierliche Übergangsbereich zwei Dehnungsbereiche auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den tordierten Bereich umfasst. Bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte wird auf die obigen Ausführungen zu dem entsprechend gestalteten ersten Flügelabschnitt verwiesen. Vorzugsweise ist die radiale Erstreckung des ersten Flügelabschnitts definiert als ein Abstand zwischen der rotationssymmetrischen Längsachse des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite des ersten Flügels. Entsprechend ist es ebenfalls bevorzugt, wenn ein Abstand AF zwischen den Flügelspitzen von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Flügeln in einem Bereich von 20 mm£Ai<40 mm liegt. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen erfolgt bei zwei Flügelabschnitten eine Verdrehung der jeweiligen Flügel in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen aus der Radialebene heraus. Mit anderen Worten sind die Flügel eines Flügelabschnitts in eine erste Drehrichtung gedreht. Die Flügel des zweiten Flügelabschnitts sind entweder in die gleiche Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Auf diese Weise kann der Flügelrohr- abschnitt weiter auf die gewünschte Anwendung abgestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ sind die Flügel eines Flügelabschnitts beispielsweise im Wechsel in entgegengesetzte Drehrichtungen gedreht oder alle Flügel eines Flügelabschnitts weisen die gleiche Drehrichtung auf.

Ein erfindungsgemäßes Flügelrohr für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verdampfer oder einen Kondensator, umfasst mindestens zwei erfindungsgemäße extrudierte Flügelrohrabschnitte, deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen und die mittels eines flügellosen gebogenen Abschnitts miteinander verbunden sind. Da das Flügelrohr den erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitt aufweist, wird bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte und der Vorteile auf die obigen Ausführungen verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.

Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein erfindungsgemäßes Flügelrohr. Bei dem Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Verdampfer oder Kondensator mit einem erfmdungsgemäßen Flügelrohr. Auch in dieser Hinsicht wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitt verwiesen.

Abschließend wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des extrudierten Flügelrohrabschnitts kurz erläutert. In einem ersten Schritt wird der Flügelrohrabschnitt bestehend aus dem Rohrbereich sowie mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt extrudiert. Sofern der Flügelrohrabschnitt später sowohl eine Mehrzahl erster Flügel wie auch eine Mehrzahl zweiter Flügel aufweisen soll, wird der Flügelrohrabschnitt zusätzlich mit einem integral daran ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt extrudiert. Dies gilt analog für weitere mögliche Flügelabschnitte.

Nach der Extrusion des Flügelrohrabschnitts weist dieser somit eine erste Radialebene und eine durch den Rohrbereich definierte Längsachse auf, die in der Radialebene liegt. Der erste Flügelabschnitt, sowie mögliche weitere Flügeläbschnitte sind somit plan ausgestaltet und erstrecken sich vom Rohrbereich radial nach außen.

Nun wird die Mehrzahl von radialen Einschnitten quer zur Längsachse des Rohrbereichs in den jeweiligen Flügelabschnitt eingebracht, so dass bezogen auf den ersten Flügelabschnitt eine Mehrzahl erster Flügel entsteht. Aufgrund der Mehrzahl an Einschnitten ist die Oberfläche des jeweiligen Flügelabschnitts bereits vergrößert. Gleichzeitig mit oder im Anschluss an das

Einbringen der Einschnitte erfolgt ein Verdrehen mindestens eines Flügels aus der Mehrzahl der ersten Flügel aus der Radialebene heraus. Dabei wird ein zwischen dem jeweiligen Flügel und dem Rohrbereich vorhandener kontinuierlicher Übergangsbereich verformt und nimmt die bei der Verdrehung des Flügels entstehenden Kräfte unter Aufrechterhaltung einer Verbindung zum Rohrbereich auf. Nach Beendigung des Verdrehens umfasst der kontinuierliche Übergangsbereich daher einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse sowie mindestens einen Dehnungsbereich, in Abhängigkeit von der Positionierung der Drehachse bezogen auf die Breite des jeweiligen Flügels. 4. Kurzzusammenfassung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines extrudierten Flügelrohrabschnitts,

Figur 2 eine erste perspektivische Ansicht eines extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 3 eine Seitenansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 4 eine zweite perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 5 eine dritte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 6 eine vierte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 7 eine fünfte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figur 8 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines extrudierten Flügelrohrabschnitts.

5.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitts beschrieben. Dieser extrudierte Flügelrohrabschnitt kann Bestandteil eines Flügelrohrs sein und findet Anwendung in Wärmetauschern, wie beispielsweise einem Verdampfer oder Kondensator.

Zunächst Bezug nehmend auf Figur 1 ist ein extrudierter Flügelrohrabschnitt 1 gezeigt. Dieser weist einen Rohrbereich 3 sowie einen ersten 5 und einen zweiten Flügelabschnitt 7 auf und wurde in gewohnter Weise extrudiert, wie beispielsweise auch in WO 2009/068979 Al unter Bezugnahme auf Figur 14 beschrieben. Wie in Figur 1 erkennbar sind der erste 5 und der zweite Flügelabschnitt 7 massiv ausgebildet, d.h. nicht hohl. Somit besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt 1 aus dem ausgeformten Rohrbereich 3 mit einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt 5 in einer ersten Radialebene und einem integral daran ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt 7 in einer zweiten Radialebene. Der sich gerade erstreckende Rohrbereich 3 definiert eine Längsachse. Im gezeigten Beispiel ist der zweite Flügelabschnitt 7 auf der dem ersten Flügelabschnitt 5 gegenüberliegenden Seite des Rohrbereichs 3 angeordnet. Daher bilden die erste und die zweite Radialebene eine gemeinsame Ebene, in der die Längsachse des Rohrbe- reichs 3 verläuft.

Nun Bezug nehmend auf die Figuren 2 bis 7 wird eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 erläutert. Aus Gründen der Verständlichkeit wird hierbei auf den ersten Flügelabschnitt 20 Bezug genommen, wobei die Ausführungen analog für den zweiten Flügelabschnitt 30 gelten. Ein Außendurchmesser des sich gerade erstreckenden Rohrbereichs 12 liegt zwischen 3 und 10 mm und/oder die Wanddicke im Rohrbereich 12 beträgt 0,3 bis 0,9 mm. Der Außendurchmesser sowie die Wanddicke hängen dabei vom gewünschten Einsatzgebiet ab, beispielsweise ob eine Verwendung im Rahmen eines Verdampfers oder Kondensators erfolgen soll.

Ausgehend von dem in Figur 1 gezeigten extrudierten Flügelrohrabschnitt 1 wurde im ersten Flügelabschnitt 20 des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten vorgesehen. Dementsprechend wurde im zweiten Flügelabschnitt 30 des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 eine Mehrzahl an zweiten radialen Einschnitten vorgesehen. Die ersten und die zweiten radialen Einschnitte können auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den Rohrbereich 12 gleichzeitig oder nacheinander vorgenommen werden.

Beispielsweise kann ein erster Einschnitt im ersten Flügelabschnitt 20 gleichzeitig mit einem zweiten Einschnitt im zweiten Flügelabschnitt 30 erfolgen. Alterativ wird zunächst eine gewünschte Anzahl an ersten Einschnitten im ersten Flügelabschnitt 20 und anschließend eine gewünschte Anzahl an zweiten Einschnitten im zweiten Flügelabschnitt 30 vorgesehen.

Jeder Einschnitt weist eine Breite von 3 bis 8 mm auf und sorgt für eine Vergrößerung der im Betrieb angeströmten und somit zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche im Vergleich zu einem Flügelabschnitt ohne Einschnitte. Gerade Einschnitte mit einer Breite von 3 bis 8 mm wurden als besonders vorteilhaft identifiziert.

Beide Flügelabschnitte 20, 30 weisen jeweils eine bevorzugte Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm auf. Eine radiale Erstreckung in diese Richtung wird auch als radiale Länge der Flügelabschnitte 20, 30 bezeichnet, die zwischen dem rotationssymmetrischen Mittelpunkt des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite oder Spitze des Flügels gemessen wird. Die radialen Einschnitte erfolgen in der jeweiligen Radialebene somit quer oder senkrecht zur Längsrichtung des Rohrbereichs 12. Dabei erstrecken sich die jeweiligen Einschnitte vorzugsweise nicht bis zum Rohrbereich 12, sondern höchstens über 99 % des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 in der Radialebene.

Beträgt die Erstreckung des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 in der Radialebene beispielsweise 20 mm, dann erstrecken sich die Einschnitte über höchstens 19,8 mm. Somit bleibt im Bereich des jeweiligen Einschnitts ein Flügelabschnitt 20, 30 mit einer Erstreckung in der Radialebene stehen, der 0,2 mm misst. Nach Einbringen der Mehrzahl an Einschnitten verfügt jeder Flügelabschnitt 20, 30 über eine Mehrzahl an Flügeln 22, 32.

Wie aus dieser Beschreibung deutlich wird, ist kein zusätzliches Material zum Befestigen von einzelnen Flügeln am Rohbereich erforderlich, da die Flügelabschnitte 20, 30 bereits bei der Herstelltmg des Flügelrohrabschnitts 10 mittels Extrusion vorhanden sind.

Jeder Flügel 22, 32 ist um einen Winkel a ₁ , a ₂ um eine radiale Drehachse gedreht, so dass er aus der Radialebene herausgedreht ist. Daher verläuft die radiale Drehachse des jeweiligen Flügels 22, 32 senkrecht zur Längsachse des Rohrbereichs 12 und liegt in der Radialebene.

Für die Winkel a ₁ , a ₂ gilt dabei 0° < a ₁ , a ₂ < 90°. Der Wert von 0° ist ausgenommen, da ansonsten keine Verdrehung aus der Radialebene vorliegen würde, und Werte über 90° sind aufgrund der Gefahr der Abtrennung des jeweiligen Flügels durch die Verdrehung ausgenommen. In der gezeigten Ausfuhrungsform betragen die Winkel a ₁ , a ₂ 45°.

In dieser Hinsicht sind allgemein Winkel zwischen 30° und 60° bevorzugt, da gerade dieser Winkelbereich zu einer besonders effizienten Abführung von im Flügelabschnitt 20, 30 bzw. dem jeweiligen Flügel 22, 32 entstehendem Kondensat beiträgt. Insbesondere kann das sich im Betrieb bildende Kondensat verlässlicher abgeführt werden im Vergleich zur Bereitstellung von Aussparungen in einem durchgehenden Flügelabschnitt unmittelbar benachbart zum Rohrbereich. Zudem werden durch die spezifische Anordnung der Flügel aerodynamische Elemente bereitgestellt, die die Turbulenzen im Luftstrom erhöhen, was wiederum zu einem verbesserten Wärmeübertragungs-Koeffizienten führt.

Die aufgrund der Verdrehung entstehenden Kräfte werden im ersten kontinuierlichen Übergangsbereich zwischen jedem aus der Mehrzahl der Flügel 22, 32 und dem Rohrbereich aufge- nommen. Der kontinuierliche Übergangsbereich wird somit verformt und nimmt die bei der Verdrehung des jeweiligen Flügels 22, 32 auftretenden Kräfte unter Auffechterhaltung einer Verbindung zum Rohrbereich 12 auf. Die Verformung des jeweiligen kontinuierlichen Übergangsbereichs erfolgt in mindestens zwei Bereichen, nämlich in einem ersten Bereich der tordiert wird und in mindestens einem weiteren Bereich der gedehnt wird.

Im der in den Figuren 2 bis 7 gezeigten Ausfuhrungsform verläuft die jeweilige Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern mittig durch den jeweiligen Flügel. Der Begriff mittig bezieht sich auf eine Breite des Flügels 22, 32, d.h. auf die Erstreckung des jeweiligen Flügels in der Radial ebene entlang der Längsachse des Rohrbereichs 12. Daher ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zu einem tordierten Bereich vorliegen. Der tordierte Bereich ist im Bereich der Drehachse des jeweiligen Flügels 22, 32 nach der Verdrehung des Flügels 22, 32 vorhanden.

In einer alternativen, nicht gezeigten Ausfuhrungsform, ist die Drehachse unmittelbar benachbart zum Einschnitt angeordnet. In diesem Fall resultiert genau ein Dehnungsbereich benachbart zum tordierten Bereich. Die Positionierung der Drehachse bezogen auf den jeweiligen Flügel 22, 32 wird daher insbesondere in Abhängigkeit von dem gewünschten Winkel a ₁ , a ₂ und somit der später gewünschten Anwendung gewählt. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass bei zwei Flügelabschnitten 20, 30 eine Verdrehung der jeweiligen Flügel 22, 32 in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen aus der Radialebene heraus erfolgen kann. Die jeweilige Drehrichtung richtet sich insbesondere nach der später gewünschten Anwendung. Bezogen auf Figur 2 wurde eine Verdrehung der Flügel 22, 32 in die gleiche Richtung vorgenommen. Alterativ oder zusätzlich können auch Flügel im gleichen Flügelabschnitt eine Verdrehung in entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen.

Als Material für den extrudierten Flügelrohrabschnitt 10 wird Aluminium verwendet. Gerade Aluminium führt zu einer guten Verformbarkeit des kontinuierlichen Übergangsbereichs, so dass vorzugsweise der kontinuierliche Übergangsbereich möglichst dieselbe Breite wie der jeweilige Flügel 22, 32, d.h. vorzugsweise keine Risse, aufweist. Vorzugsweise ist der kontinuierliche Übergangsbereich vollständig mit dem Rohbereich 12 einerseits und dem jeweiligen Flügel 22, 32 andererseits verbunden, so dass die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden kann, insbesonde- re im Vergleich zu einer nur punktuellen Verbindung zwischen Flügel 22, 32 und Rohrbereich

12.

Verglichen mit dem in Figur 1 gezeigten extrudierten Flügelrohrabschnitt mit durchgehenden flachen Flügelabschnitten 5, 7 sind mit der oben erläuterten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Flügelrohrabschnitts 10 Leistungssteigerungen im Bereich von ungefähr 15 bis 30 % realisierbar.

Eine nicht dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flügelrohrs für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Verdampfer oder einen Kondensator, umfasst mindes- tens zwei Flügelrohrabschnitte 10 gemäß den Figuren 2 bis 7, deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen und die mittels eines flügellosen gebogenen Abschnitts miteinander verbunden sind.

Eine ebenfalls nicht dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers umfasst die oben beschriebene Ausführungsform des Flügelrohrs. Bei dem Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Verdampfer oder Kondensator.

Bezug nehmend auf Figur 8 wird ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 kurz erläutert. In einem ersten Schritt A wird der Flügelrohrabschnitt 10 bestehend aus dem Rohrbereich 12 sowie den zwei integral daran ausgebildeten Flügelabschnitten 20, 30 extrudiert.

Nach der Extrusion des Flügelrohrabschnitts 10 weist dieser somit eine erste und eine zweite Radialebene, die eine gemeinsame Ebene bilden, sowie eine durch den Rohrbereich 12 definierte Längsachse auf, die in der gemeinsamen Ebene liegt. Jeder Flügelabschnitt 20, 30 ist somit plan ausgestaltet und erstreckt sich vom Rohrbereich 12 auf gegenüberliegenden Seiten radial nach außen. Nun wird in einem nachfolgenden Schritt B die Mehrzahl von Einschnitten quer zur Längsachse des Rohrbereichs 12 in den jeweiligen Flügelabschnitt 20, 30 eingebracht, so dass eine Mehrzahl an Flügeln 22, 32 entsteht. Aufgrund der Mehrzahl an Einschnitten ist die Oberfläche des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 bereits vergrößert. Gleichzeitig mit oder im Anschluss an das Einbringen der Einschnitte erfolgt in Schritt C ein Verdrehen eines Flügels 22, 32 aus der Mehrzahl der Flügel 22, 32. Dabei wird der zwischen dem jeweiligen Flügel 22, 32 und dem Rohrbereich 12 vorhandener kontinuierlicher Übergangsbereich verformt und nimmt die bei der Verdrehung des Flügels 22, 32 entstehenden Kräfte unter Aufrechterhaltung der Verbindung zum Rohrbereich 12 auf. Nach Beendigung des Verdrehens umfasst der kontinuierliche Übergangsbereich daher einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse sowie mindestens einen Dehnungsbereich, in Abhängigkeit von der Positionierung der Drehachse bezogen auf die Breite des jeweiligen Flügels 22, 32.

6. Bezugszeichenliste

1 extrudierter Flügelrohrabschnitt

3 Rohrbereich

5 erster Flügelabschnitt

7 zweiter Flügelabschnitt

10 extrudierter Flügelrohrabschnitt

12 Rohrbereich

20 erster Flügelabschnitt 22 erster Flügel

30 zweiter Flügelabschnitt

32 zweiter Flügel

E _r radiale Erstreckung des Flügels

A _F Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Flügelspitzen