DE10324190B4

DE10324190B4 - heat exchangers

Info

Publication number: DE10324190B4
Application number: DE10324190A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Schädlich-Stubenrauch; Dieter Dr. Girlich; Carsten Kühn
Original assignee: Mpore GmbH; M Pore GmbH
Current assignee: Mpore GmbH; M Pore GmbH
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: DE10324190A1

Abstract

Wärmetauscher, umfassend zumindest einen Kühlkörper aus offenporigem Metallschaum, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Oberfläche des Kühlkörpers mit einer 0,02 ... 0,5 mm dicken Metallfolie bedeckt ist, die sich in Kontakt mit einem zu kühlenden Bauelement befindet, wobei die Metallfolie eine kanalartige Strukturierung aufweist, sodass ein Kühlmittel durch die Folie geführt werden kann, und die Metallfolie in den Metallschaum eingepresst ist.Heat exchanger, comprising at least one heat sink made of open-pored metal foam, characterized in that at least one surface of the heat sink is covered with a 0.02 ... 0.5 mm thick metal foil, which is in contact with a device to be cooled, wherein the metal foil a channel-like structuring, so that a coolant can be passed through the film, and the metal foil is pressed into the metal foam.

Description

Wärmetauscher sind Vorrichtungen, die Wärme von einem Medium mit höherer Temperatur auf ein Medium mit niedrigerer Temperatur übertragen, wobei sich das wärmere Medium abkühlt, während sich das kältere Medium erwärmt. In Abhängigkeit vom Anwendungszweck sind unterschiedliche technische Ausführungen von Wärmetauschern bekannt.heat exchangers are devices that heat from a medium with higher Transfer temperature to a medium with lower temperature, taking the warmer Cooling medium, while the colder one Medium heated. Depending on Application are different technical versions of heat exchangers known.

Für einen effektiven Wärmeaustausch zwischen den Medien ist eine möglichst große Austauschfläche erforderlich. Zu diesem Zweck weisen Wärmetauscher Kühlkörper mit Rippenprofil und Bandwicklungen oder lamellenbesetzte Rohre auf. Der berührungslose Kontakt zwischen einem derartigen Kühlkörper und einem Medium wird über Rohre oder ähnliches hergestellt, die mit dem Kühlkörper mechanisch verbunden sind. Derartige Verbindungen, die durch Pressen, Kleben oder Fügen hergestellt wurden, haben den Nachteil, dass Luftspalte Barrieren für den Wärmefluß bilden und die mechanische Belastbarkeit gering ist. Überdies ist die Berührungsfläche für den Wärmeaustausch zwischen Kühlkörper und Rohr gering, aufgrund der Rohre sind derartige Wärmeaustauscher schwer, der Aufbau solcher Wärmeaustauscher kann nur schwer variiert werden und die Werkstoffauswahl zur Konstruktion dieser Wärmeaustauscher ist vergleichsweise gering. Außerdem sind solche Wärmeaustauscher in bezug auf ihr Leistungsvermögen groß und daher auch schwer.For one effective heat exchange between the media is one possible size exchange area required. For this purpose, heat exchangers have heat sinks Rib profile and band windings or lamellated tubes on. Of the contactless Contact between such a heat sink and a medium is via pipes or the like made with the heat sink mechanically are connected. Such compounds by pressing, gluing or joining have the disadvantage that air gaps barriers for the Form heat flow and the mechanical strength is low. Moreover, the contact surface for the heat exchange between the heat sink and Pipe low, due to the pipes are such heat exchanger heavy, the Construction of such heat exchangers It is difficult to vary and the choice of material to construct this heat exchangers is comparatively low. Furthermore are such heat exchangers in terms of their performance big and therefore difficult.

Zur Verbesserung des Wärmeaustausches wird in DE 101 23 456 A1 ein Wärmetauscher vorgeschlagen, der aus offenporigem Metallschaum besteht, dessen Zellen derart miteinander verbunden sind, dass ein fluides Medium durch den Metallschaum hindurch fließen kann. An den offenporigen Metallschaum ist ein Bauelement stoffschlüssig angegossen. Das Bauelement kann als Platte ausgebildet sein, wobei die Platte selbst keine Poren aufweist, sondern als Vollmaterial gebildet ist.To improve the heat exchange is in DE 101 23 456 A1 proposed a heat exchanger, which consists of open-cell metal foam, the cells are connected together so that a fluid medium can flow through the metal foam. On the open-cell metal foam a component is integrally molded. The component may be formed as a plate, wherein the plate itself has no pores, but is formed as a solid material.

Der vorstehende Wärmetauscher ist in WO 02/093 644 A2 derart weitergebildet, dass die dem Metallschaum abgewandte Oberfläche des zumindest einen plattenförmigen Wärmeverteilers strukturiert ist, wobei vielfältige Ausführungen von Strukturierungen angeregt sind.The above heat exchanger is in WO 02/093 644 A2 further developed in such a way that the surface of the at least one plate-shaped heat spreader facing away from the metal foam is structured, wherein various designs of structuring are excited.

Aus EP 0 559 092 A1 ist ein an einem Metallschaum angebundener Wärmeverteiler, gleichfalls plattenförmig ausgeführt, bekannt, der durch eine vergleichsweise geringe Dicke gekennzeichnet ist.Out EP 0 559 092 A1 is a connected to a metal foam heat spreader, also plate-shaped, known, which is characterized by a comparatively small thickness.

Bei jedem der abgeführten Wärmetauscher ist nach wie vor der Wärmeübergang vom Metallschaum auf den (plattenförmigen) Wärmeverteiler aufgrund der kleinen, praktisch nur punktuellen Kontaktflächen unbefriedigend.at each of the discharged Heat exchanger is still the heat transfer from the metal foam to the (plate-shaped) heat spreader due to the small, practically only punctiform contact surfaces unsatisfactory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Dabei soll ein Wärmetauscher angegeben werden, dessen Aufbau flexibel gestaltet werden kann und eine geringe Größe und ein geringes Gewicht besitzt.Of the Invention is based on the object, the disadvantages of the prior art to eliminate the technology. In this case, a heat exchanger is to be specified, the Structure can be designed flexibly and a small size and a has low weight.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4.These The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of Invention emerge from the features of claims 2 to 4th

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, der zumindest einen Kühlkörper aus offenporigem Metallschaum umfaßt, wobei zumindest eine Oberfläche des Kühlkörpers mit einer Metallfolie bedeckt ist, die sich in Kontakt mit einem zu kühlenden Bauelement befindet.To proviso The invention is a heat exchanger provided, the at least one heat sink of open-cell metal foam comprises where at least one surface of the heat sink with covered with a metal foil that is in contact with one cooling Component is located.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher kann besonders vorteilhaft zur Kühlung elektronischer Bauelemente verwendet werden. Dazu wird die dem Kühlkörper abgewandte Seite der Metallfolie mit einem Löthilfsstoff wie beispielsweise Lötzinn beschichtet, sodass die Metallfolie auf die Oberfläche des elektronischen Bauelementes aufgeklebt werden kann. Die von dem elektronischen Bauelement erzeugte Wärme wird so effektiv in die Metallfolie und von dort in den Kühlkörper geleitet. Aufgrund der Metallschaumstruktur des Kühlkörpers kann der Kühlkörper von einem Kühlmedium durchströmt werden, um die Wärme aus dem Kühlkörper abzuführen.Of the Heat exchanger according to the invention can particularly advantageous for cooling electronic components are used. This is the heat sink facing away Side of the metal foil with a Löthilfsstoff such as solder coated so that the metal foil on the surface of the electronic component can be glued. The one of the heat generated by electronic components will be so effective in the Metal foil and from there into the heat sink passed. Due to the Metal foam structure of the heat sink can the heat sink of a cooling medium flows through be to the heat remove from the heat sink.

Die Metallfolie ersetzt die Rohre bisher bekannter Wärmetauscher. Aufgrund dessen kann ein leichterer und kleiner Wärmetauscher hergestellt werden, der bessere Wärmeübergänge ermöglicht und dessen Aufbau leicht modifiziert werden kann. Darüber hinaus ist die Werkstoffauswahl für die einzelnen Komponenten größer, da die Anforderung an eine Folie im Hinblick auf Formbarkeit, Beständigkeit usw. im Vergleich zu einem Rohr wesentlich geringer sind.The Metal foil replaces the tubes of previously known heat exchangers. Because of that a lighter and smaller heat exchanger can be made, which allows better heat transfer and whose structure can be easily modified. Furthermore is the material selection for the individual components bigger, there the requirement for a film with regard to formability, durability, etc. compared to a tube are much lower.

Der Begriff "Metallfolie" bedeutet im Rahmen dieser Erfindung eine Folie mit einer Dicke von 0,02 ... 0,5 mm. Die Metallfolie besteht vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer oder Stahl.Of the Term "metal foil" means in the context of this Invention a film with a thickness of 0.02 ... 0.5 mm. The metal foil is preferably made of aluminum, copper or steel.

Der Metallschaum ist ein offenporiger Metallschaum, d. h. die in der Metallstruktur enthaltenden Hohlräume stehen miteinander in Verbindung, sodass ein Kühlmittel durch Metallschaum strömen kann. Der Metallschaum besteht vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer oder Stahl, wobei das Material des Metallschaums unabhängig von dem Material der Metallfolie gewählt werden kann.Of the Metal foam is an open-pored metal foam, d. H. the in the Cavities containing metal structure are in communication with each other, so a coolant can flow through metal foam. The metal foam is preferably made of aluminum, copper or Steel, wherein the material of the metal foam is independent of chosen the material of the metal foil can be.

Ein bevorzugter Wärmetauscher weist einen Kühlkörper aus Aluminium und eine Metallfolie aus Kupfer auf.One preferred heat exchanger has a heat sink Aluminum and a metal foil of copper on.

Die Metallfolie und der Kühlkörper sind kraftschlüssig miteinander verbunden. Hierzu ist die Metallfolie in den Metallschaum eingepresst. Die damit bewirkte enge und großflächige Verbindung Metallschaum/Wärmeverteiler sichert einen guten und schnellen Wärmeübergang. Dies kann durch gleichzeitiges Verschweißen, Verlöten oder Verkleben der Metallfolie und der Kühlkörper unterstützt sein.The Metal foil and the heat sink are force fit connected with each other. For this, the metal foil is in the metal foam pressed. The resulting narrow and large-scale connection metal foam / heat spreader ensures a good and quick heat transfer. This can be done by simultaneous welding, Solder or adhering the metal foil and the heat sink.

Die Metallfolie ist strukturiert. Der Begriff "Strukturierung" ist dabei so zu verstehen, dass einerseits nur die Oberfläche der Metallfolie strukturiert wird oder anderseits die Metallfolie kanalartige Strukturen aufweist. Die kanalartigen Strukturen sind so ausgerichtet, dass sie den Transport eines Kühlmittels parallel zu den Oberflächen der Metallfolie durch die Metallfolie ermöglichen. Eine Strukturierung der Metallfolie kann durch Pressen, Prägen, Ätzen, thermische Behandlung, Bestrahlung oder jedes andere dem Fachmann zu diesem Zweck bekannte Verfahren erreicht werden. Die Strukturierung der Metallfolie führt zu einer Vergrößerung der Oberfläche der Metallfolie, sodass Wärme effizienter von dem zu kühlenden Bauelement in den Metallschaum geleitet wird.The Metal foil is structured. The term "structuring" is understood to mean that on the one hand only the surface the metal foil is structured or on the other hand, the metal foil having channel-like structures. The channel-like structures are aligned so that they transport a coolant parallel to the surfaces of the Allow metal foil through the metal foil. A structuring the metal foil can be removed by pressing, embossing, etching, thermal treatment, Irradiation or any other known to those skilled in the art for this purpose Procedure can be achieved. The structuring of the metal foil leads to a Magnification of the surface the metal foil, so that heat more efficient from the to be cooled Component is passed into the metal foam.

Die geometrische Form des Wärmetauschers ist sehr variabel, der Metallschaum kann in einer für den jeweiligen Anwendungszweck geeigneten Form hergestellt werden. Der Kühlkörper kann eine quader-, würfel-, rohrförmige oder kammartige Gestalt aufweisen.The geometric shape of the heat exchanger is very variable, the metal foam can in one for each Application suitable form can be produced. The heat sink can a cuboid, cube, tubular or comb-like shape.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher modular aufgebaut. Dabei wird eine Sandwich-artige Struktur ausgebildet, wobei sich zwischen zwei benachbarten Kühlkörpern eine Metallfolie befindet. Eine weitere Folie befindet sich in Kontakt mit dem zu kühlenden Bauelement. Die von dem zu kühlenden Bauelement entwickelte Wärme gelangt über die erste Metallfolie in den ersten Kühlkörper, aus dem ein Teil der Wärme von dem Kühlmedium, das den ersten Kühlkörper durchströmt, abgeführt wird. Ein weiterer Teil der Wärme wird jedoch über eine zweite Metallfolie, die die Oberfläche des ersten Kühlkörpers bedeckt, die der Oberfläche gegenüberliegt, die die erste Metallfolie bedeckt, auf einen zweiten Kühlkörper übertragen. Dieser zweite Kühlkörper wird ebenfalls von einem Kühlmedium, vorzugsweise im Gegenstromprinzip zum ersten Kühlkörper durchströmt. Auch dieser zweite Kühlkörper kann von einer weiteren (dritten in bezug auf den Wärmeaustauscher insgesamt) bedeckt sein, die wiederum mit einem dritten Kühlkörper in Kontakt steht. Die Kühlmedien können jeweils nach dem Gleich-, Gegen- oder Kreuzstromprinzip durch die einzelnen Kühlkörper in bezug auf den oder die benachbarten Kühlkörper oder die Metallfolie(n) geführt werden.In a preferred embodiment is the heat exchanger according to the invention modular. A sandwich-like structure is formed, wherein there is a metal foil between two adjacent heat sinks. Another foil is in contact with the component to be cooled. The one to be cooled by Component developed heat passes over the first metal foil in the first heat sink, from which part of the Heat from the cooling medium, which flows through the first heat sink, is dissipated. Another part of the heat but is over a second metal foil covering the surface of the first heat sink, the surface opposite, which covers the first metal foil transferred to a second heat sink. This second heat sink is also from a cooling medium, preferably flows through in countercurrent to the first heat sink. Also this second heat sink can from another (third with respect to the heat exchanger in total) covered which in turn is in contact with a third heat sink. The cooling media can in each case according to the DC, counter or cross-current principle by the single heat sink in with respect to the or the adjacent heat sink or the metal foil (s) are guided.

Vorteil dieses sandwichartigen Aufbaus des Wärmetauschers ist die effektivere Abführung von Wärme, sodass Wärmestaus besser vermieden werden können.advantage This sandwich structure of the heat exchanger is the more effective one removal of heat, so heat buildup can be better avoided.

In allen Fällen kann/können auch die Metallfolie(n) im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstromprinzip in bezug auf den oder die benachbarten Kühlkörper oder die weitere(n) Metallfolie(n) von Kühlmedium durchströmt werden.In all cases can / can also the metal foil (s) in the equal, counter or cross flow principle with respect to the adjacent heat sink (s) or the other metal foil (s) be flowed through by cooling medium.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit einem Kühlkörper aus offenporigem Metallschaum und mit einer Metallfolie; 1 a first embodiment of a heat exchanger according to the invention with a heat sink of open-pored metal foam and with a metal foil;

2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Sandwich-artigem Aufbau; 2 a second embodiment of a heat exchanger according to the invention with a sandwich-like structure;

3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Sandwich-artigem Aufbau; 3 a third embodiment of a heat exchanger according to the invention with sandwich-like construction;

4 eine strukturierte Metallfolie und four a textured metal foil and

5 eine andere strukturierte Metallfolie. 5 another structured metal foil.

Nach 1 besteht der Wärmetauscher 1 aus einem Kühlkörper 2 und einer Metallfolie 3, die die Unterseite des Kühlkörpers 2 bedeckt. Die Metallfolie 3 ist eingepresst und mit dem Kühlkörper 2 verschweißt. Der Wärmetauscher 1 kann auf ein zu kühlendes Bauelement (nicht gezeigt) aufgebracht werden. Dazu wird die dem Kühlkörper 2 abgewandte Seite der Metallfolie 3 mit einem Lötzusatzstoff wie Lötzinn beschichtet, sodass die Metallfolie 3 und damit der gesamte Kühlkörper 1 auf das zu kühlende Bauelement geklebt werden können. Die von dem Bauelement entwickelte Wärme wird dann über die Metallfolie 3 auf den Kühlkörper 2 übertragen. Der Kühlkörper 2, der aus offenporigem Metallschaum besteht, wird von einem fluiden Kühlmedium durchströmt, sodass die Wärme aus dem Kühlkörper 1 abtransportiert wird.To 1 consists of the heat exchanger 1 from a heat sink 2 and a metal foil 3 covering the bottom of the heat sink 2 covered. The metal foil 3 is pressed in and with the heat sink 2 welded. The heat exchanger 1 can be applied to a component to be cooled (not shown). This will be the heat sink 2 opposite side of the metal foil 3 coated with a solder additive such as solder, leaving the metal foil 3 and thus the entire heat sink 1 can be glued to the component to be cooled. The heat developed by the device then passes over the metal foil 3 on the heat sink 2 transfer. The heat sink 2 , which consists of open-pored metal foam, is flowed through by a fluid cooling medium, so that the heat from the heat sink 1 is transported away.

Die Metallfolie, 0,2 mm dick, besteht beispielhaft aus Kupfer. Der Kühlkörper besteht aus offenporigem Aluminium-Schaum, der wie in DE 101 23 456 A1 beschrieben hergestellt wurde. Der Wärmetauscher zeichnet sich neben den grundsätzlich bekannten Vorteilen, die der Metallschaum impliziert, durch hohe Wärmeleitfähigkeit, geringe Masse und daraus folgend eine kurze Reaktionszeit aus.The metal foil, 0.2 mm thick, is made of copper, for example. The heat sink is made of open-pored aluminum foam, which, as in DE 101 23 456 A1 was prepared described. The heat exchanger is characterized by the well-known advantages that the metal foam implies high thermal conductivity, low mass and consequent short reaction time.

Der in 2 gezeigte Wärmetauscher 4 besteht aus drei Kühlkörpern 5, 7 und 9 sowie drei Metallfolien 6, 8 und 10. Die dritte Metallfolie 6 befindet sich zwischen dem dritten Kühlkörper 5 und dem zweiten Kühlkörper 7, mit denen sie jeweils verschweißt ist. Die zweite Metallfolie 8 befindet sich zwischen dem zweiten Kühlkörper 7 und dem ersten Kühlkörper 9, mit denen sie jeweils verscheißt ist. Der erste Kühlkörper 9 umfaßt weiterhin eine erste Metallfolie 10, die die Oberfläche des Kühlköpers 9 bedeckt, die der von der zweiten Metallfolie 8 bedeckten Oberfläche des Kühlkörpers abgewandet ist. Die erste Metallfolie 10 ist mit dem ersten Kühlkörper verschweißt.The in 2 shown heat exchanger four consists of three heat sinks 5 . 7 and 9 as well as three metal foils 6 . 8th and 10 , The third metal foil 6 is located between the third heat sink 5 and the second heat sink 7 with which it is welded. The second metal foil 8th is located between the second heat sink 7 and the first heat sink 9 with which she is each verschscheißt. The first heat sink 9 further comprises a first metal foil 10 covering the surface of the cooling body 9 covered, that of the second metal foil 8th covered surface of the heat sink facing away. The first metal foil 10 is welded to the first heat sink.

Der Wärmetauscher 4 kann auf ein zu kühlendes Bauelement (nicht gezeigt) aufgebracht werden. Dazu wird die dem ersten Kühlkörper 9 abgewandte Seite der Metallfolie 10 mit einem Lötzusatzstoff wir Lötzinn beschichtet, sodass die Metallfolie 10 und damit der gesamte Wärmetauscher 4 auf das zu kühlende Bauelement geklebt werden können. Die von dem Bauelement entwickelte Wärme wird dann über die Metallfolie 10 auf den Kühlkörper 9 übertragen. Der Kühlkörper 9, der aus offenporigem Metallschaum besteht, wird von einem fluiden Kühlmedium in Richtung des Pfeils C durchströmt, sodass ein Teil der Wärme aus dem ersten Kühlkörper 9 abtransportiert wird. Ein anderer Teil der Wärme wird aus dem Kühlkörper 9 über die Metallfolie 8 auf den Kühlkörper 7 übertragen. Der Kühlkörper 7, der aus offenporigem Metallschaum besteht, wird von einem fluiden Kühlmedium in Richtung des Pfeils B durchströmt, sodass ein Teil der Wärme aus dem zweiten Kühlkörper 7 abtransportiert wird. Ein weiterer Teil der Wärme wird aus dem Kühlkörper 7 über die Metallfolie 6 auf den Kühlkörper 5 übertragen. Der Kühlkörper 5, der aus offenporigem Metallschaum besteht, wird von einem fluiden Kühlmedium in Richtung des Pfeils A durchströmt, sodass Wärme aus dem zweiten Kühlkörper 7 abtransportiert wird. Die Kühlkörper werden somit im Gegenstromprinzip durchströmt.The heat exchanger four can be applied to a component to be cooled (not shown). This is the first heat sink 9 opposite side of the metal foil 10 with a solder additive we coated solder, leaving the metal foil 10 and thus the entire heat exchanger four can be glued to the component to be cooled. The heat developed by the device then passes over the metal foil 10 on the heat sink 9 transfer. The heat sink 9 , which consists of open-pored metal foam, is flowed through by a fluid cooling medium in the direction of arrow C, so that a portion of the heat from the first heat sink 9 is transported away. Another part of the heat gets out of the heat sink 9 over the metal foil 8th on the heat sink 7 transfer. The heat sink 7 , which consists of open-pored metal foam, is flowed through by a fluid cooling medium in the direction of arrow B, so that a portion of the heat from the second heat sink 7 is transported away. Another part of the heat gets out of the heat sink 7 over the metal foil 6 on the heat sink 5 transfer. The heat sink 5 , which consists of open-pore metal foam, is flowed through by a fluid cooling medium in the direction of arrow A, so that heat from the second heat sink 7 is transported away. The heat sinks are thus flowed through in countercurrent flow.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil einer effizienteren Kühlung, sodass im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform Wärmestaus in dem (ersten) Kühlkörper verhindert werden können.This embodiment offers the advantage of more efficient cooling, so that compared to the in 1 shown embodiment, heat accumulation in the (first) heat sink can be prevented.

Die Metallfolien 6, 8 und 10 haben dieselben Eigenschaften wie die Metallfolie 3. Die Kühlkörper 5, 7 und 9 haben dieselben Eigenschaften wie der Kühlkörper 2. Es ist jedoch auch möglich, dass die Metallfolien 6, 8 und 10 mit unterschiedlichen Eigenschaften gewählt werden, sodass sie voneinander verschieden sind. Das gilt ebenso für die verwendeten Kühlkörper.The metal foils 6 . 8th and 10 have the same properties as the metal foil 3 , The heat sinks 5 . 7 and 9 have the same properties as the heat sink 2 , However, it is also possible that the metal foils 6 . 8th and 10 with different properties so that they are different from each other. This also applies to the heatsink used.

Der in 3 gezeigte Wärmetauscher 11 besteht aus einem ersten Kühlkörper 12 und einem zweiten Kühlkörper 14, zwischen denen sich eine Metallfolie 13 befindet, die mit den Kühlkörpern 12 und 14 verschweißt ist. Die Metallfolie 13 weist kanalartige Strukturierungen 15 auf, durch die ein Kühlmedium (Pfeil D) geführt werden kann.The in 3 shown heat exchanger 11 consists of a first heat sink 12 and a second heat sink 14 between which is a metal foil 13 located with the heat sinks 12 and 14 is welded. The metal foil 13 has channel-like structuring 15 on, through which a cooling medium (arrow D) can be performed.

Der Wärmetauscher 11 wird auf einem zu kühlenden Bauelement (nicht gezeigt), fixiert. Die von dem Bauelement entwickelte Wärme wird von der Wärmequelle auf die Folie 13 und von dieser direkt auf die Kühlkörper 12 und 14 übertragen, wobei ein Teil der Wärme bereits von dem Kühlmedium, das die Metallfolie durchströmt, abgeführt wird. Die Kühlkörper werden von einem Kühlmedium jeweils im Gegenstrom zu dem Kühlmedium, das durch die Metallfolie fließt, durchströmt.The heat exchanger 11 is fixed on a component to be cooled (not shown). The heat developed by the device is transferred from the heat source to the foil 13 and from this directly to the heatsink 12 and 14 transferred, wherein a portion of the heat is already dissipated by the cooling medium flowing through the metal foil. The heat sinks are flowed through by a cooling medium in each case in countercurrent to the cooling medium flowing through the metal foil.

Die Metallfolie 15 hat, abgesehen von der Strukturierung, dieselben Eigenschaften wie die Metallfolie 3. Die Kühlkörper 12, 14 haben dieselben Eigenschaften wie der Kühlkörper 2. Die Kühlkörper 12 und 14 können jedoch auch voneinander verschieden sein.The metal foil 15 has, apart from the structuring, the same properties as the metal foil 3 , The heat sinks 12 . 14 have the same properties as the heat sink 2 , The heat sinks 12 and 14 however, they can be different from each other.

Vorteil dieser Ausführungsform ist, der hohe Wirkungsgrad bezogen auf das Volumen des Wärmetauschers; dadurch wird der Trend zur Miniaturisierung der Bauteile unterstützt.advantage this embodiment is, the high efficiency based on the volume of the heat exchanger; This supports the trend towards miniaturization of the components.

Die 4 und 5 zeigen strukturierte Metallfolien. Die Metallfolie 16 weist geradlinige kanalförmige Strukturen 17 auf (4), die Metallfolie 18 gekrümmte kanalförmige Strukturen 19 (5). In beiden Fällen ist die Oberfläche der Metallfolie strukturiert, die der Oberfläche abgewandt ist, die mit dem Kühlkörper verschweißt wird. Wie die 4 und 5 zeigen, ist die Kanalstruktur beliebig wählbar, solange sie von einem Kühlmedium durchströmt werden kann.The four and 5 show structured metal foils. The metal foil 16 has rectilinear channel-shaped structures 17 on ( four ), the metal foil 18 curved channel-shaped structures 19 ( 5 ). In both cases, the surface of the metal foil is structured, which faces away from the surface, which is welded to the heat sink. As the four and 5 show, the channel structure is arbitrary, as long as they can be traversed by a cooling medium.

Auch wenn die Metallfolie nicht von einem Kühlmedium durchströmt wird, ermöglicht die Strukturierung einen besseren Wärmeübergang von dem zu kühlenden Bauelement auf den Kühlkörper.Also if the metal foil is not flowed through by a cooling medium, allows the structuring provides better heat transfer from the to be cooled Component on the heat sink.

11: Wärmetauscherheat exchangers
22: Kühlkörperheatsink
33: Metallfoliemetal foil
44: Wärmetaucherheat divers
55: dritter Kühlkörperthird heatsink
66: dritte Metallfoliethird metal foil
77: zweiter Kühlkörpersecond heatsink
88th: zweite Metallfoliesecond metal foil
99: erster Kühlkörperfirst heatsink
1010: erste Metallfoliefirst metal foil
1111: Wärmetaucherheat divers
1212: erster Kühlkörperfirst heatsink
1313: Metallfoliemetal foil
1414: zweiter Kühlkörpersecond heatsink
1515: rohrartige Strukturen in der Metallfolie 13 tubular structures in the metal foil 13
1616: Metallfoliemetal foil
1717: Strukturierungstructuring
1818: Metallfoliemetal foil
1919: Strukturierungstructuring
A, B, C, DA, B, C, D: Strömungsrichtungen eines fluiden Kühlmediumsflow directions a fluid cooling medium

Claims

Heat exchanger, comprising at least one heat sink made of open-pored metal foam, characterized in that at least one surface of the heat sink is covered with a 0.02 ... 0.5 mm thick metal foil, which is in contact with a device to be cooled, wherein the metal foil a channel-like structuring, so that a coolant can be passed through the film, and the metal foil is pressed into the metal foam.

heat exchangers according to claim 1, characterized in that it has a sandwich-like Structure having, in each case a metal foil between each two adjacent heat sinks open-cell metal foam is arranged.

heat exchangers according to one of the preceding claims, characterized that the heat sink and the metal foil independently consist of aluminum, copper or steel.

heat exchangers according to one of the preceding claims, characterized that facing away from the heat sink surface the metal foil with a Löthilfsstoff like solder is coated.