DE10206707A1

DE10206707A1 - Channel system, used in reactors in chemical and biotechnology industries, comprises two groups of channels for introducing fluid

Info

Publication number: DE10206707A1
Application number: DE2002106707
Authority: DE
Inventors: Guenter Hausinger; Armin Bartsch
Original assignee: Vodafone Pilotentwicklung GmbH
Current assignee: P21 - POWER FOR THE 21ST CENTURY GMBH, 85649 BRUNN
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Channel system comprises two groups of channels for introducing a fluid. The groups have respective cross-sectional surfaces and/or lengths, so that the fluid can flow through the respective channels when the properties of the fluid lie within a respective evaluating region. The groups of channels are connected behind each other, so that fluid flows through them and the flow properties can be individually influenced in each of the groups. Channel system (10) comprises two groups (11,14) of channels (12,15) for introducing a fluid. The channels of the first group have a first cross-sectional surface and/or a length, so that the fluid can flow through the channels of the first group when the properties of the fluid lie within a first evaluating region. The channels of the second group have a second cross-sectional surface and/or a length, so that the fluid can flow through the channels of the second group when the properties of the fluid lie within a second evaluating region. The groups of channels are connected behind each other, so that fluid flows through them and the flow properties can be individually influenced in each of the groups. Preferred Features: The flow properties of the fluid can be influenced in the first group so that the fluid flows better in the subsequent group. The total cross-sectional surface of the channels of all groups are the same.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Kanalsystem gerichtet, in dem mehrere hintereinander geschaltete Gruppen von Kanälen dem Durchfluss eines zu beeinflussenden Fluids dienen. The present invention is directed to a channel system in which several groups of channels connected in series to the flow of one influencing fluids.

Durchflußreaktoren werden in verschiedenen Bereichen von Technik und Forschung eingesetzt. Reaktoren werden beispielsweise im Gebiet der Chemie und der Biotechnologie zur gezielten Durchführung von Reaktionen eingesetzt, aber ebenfalls in physikalischen Anwendungen wie Zustandswechseln (z. B. zum Verdampfen oder Kondensieren, oder zum Mischen von Fluiden), oder zum Abkühlen und Erwärmen. Es gibt sie in verschiedenen Bauformen und Anwendungen. Flow reactors are used in various areas of technology and research used. Reactors are used, for example, in the field of chemistry and Biotechnology used for the targeted implementation of reactions, but also in physical applications such as changes of state (e.g. for evaporation or Condensing, or for mixing fluids), or for cooling and heating. They are available in various designs and applications.

Eine häufig verwendete Bauform besteht aus einer Reihe von Schichten, in denen jeweils eine Mehrzahl von Kanälen angeordnet sind, welche von den zu beeinflussenden Fluiden durchflossen werden. Auf diese Weise erhält man einen Durchflussreaktor, bei dem Substanzen in die Kanäle eingeleitet werden, in den Kanälen bearbeitet werden und am Ende der Kanäle in bearbeitetem Zustand entnommen werden können. Häufig werden derartige Reaktoren in Mikrostrukturtechnik hergestellt, beispielsweise unter Verwendung von Techniken, die aus der Halbleiterherstellung adaptiert worden sind, etwa Ätzverfahren und dergleichen, und die der Ausbildung der Reaktorstrukturen wie beispielsweise der Kanäle dienen. Auf diese Weise lassen sich einfach sogenannte Mikroreaktoren herstellen, die auf kleinstem Raum eine große Anzahl von Mikrokanälen aufweisen können, deren Breite und Höhe jeweils nur im Submillimeterbereich liegt. Solche Reaktoren bestehen beispielsweise aus einer Schichtfolge einzelner Schichten respektive Platten, wobei die einzelnen Schichten jeweils eine Anzahl von Mikrokanälen aufweisen. A commonly used design consists of a number of layers in which a plurality of channels are arranged, which from the to influencing fluids are flowed through. This way you get one Flow reactor in which substances are introduced into the channels into the Channels are edited and at the end of the channels in processed condition can be removed. Such reactors are often used in Microstructure technology manufactured, for example using techniques, that have been adapted from semiconductor manufacturing, such as etching processes and the like, and that of the formation of the reactor structures such as the Serve channels. In this way, so-called microreactors can be easily created produce that have a large number of microchannels in the smallest space can whose width and height are only in the submillimeter range. Such For example, reactors consist of a layer sequence of individual layers or plates, the individual layers each having a number of Have microchannels.

Reaktoren können auch als Wärmetauscher eingesetzt werden, um beispielsweise Flüssigkeiten wie Öle oder Wasser zu erhitzen oder abzukühlen bzw. ganz allgemein in einem wünschenswerten Temperaturbereich zu halten. Die Schichten sind bei solchen Wärmetauschern beispielsweise so angeordnet, daß die Mikrokanäle jeweils benachbarter Schichten in Kreuzstrombauweise ausgerichtet sind. Durch den einen Teil der Schichten, beziehungsweise deren Kanäle, strömt das zu temperierende Fluid, auf das oder von dem Wärme übertragen werden soll, während durch die Kanäle der jeweils benachbarten Schichten ein Heiz- oder Kühlmedium fließt. Andere Bauarten sind allerdings ebenfalls bekannt. Reactors can also be used as heat exchangers, for example To heat or cool liquids such as oils or water or in general to keep in a desirable temperature range. The layers are at such heat exchangers, for example, arranged so that the microchannels in each case neighboring layers are aligned in cross-flow construction. By one Part of the layers, or their channels, flows through the temperature to be controlled Fluid to or from which heat is to be transferred while through the Channels of the adjacent layers a heating or cooling medium flows. Other Types are also known.

Da die durch einen Reaktor durchgeleiteten Fluide ganz allgemein Änderungen ihrer physikalischen oder chemischen Beschaffenheit erfahren, kann es häufig vorkommen, daß sich ihre fließbezogenen Eigenschaften, wie Viskosität, ein Anteil an Festpartikeln oder auch die Zustandsform, im Verlauf des Durchgangs durch die Kanäle ändert und damit eine Behinderung des Durchflusses auftritt. Bedeutend kann ebenfalls eine Schwankung bezüglich der fließbezogenen Eigenschaften bereits vor dem Eintritt in den Mikrokanalreaktor sein, so daß ein Durchfluss auch von daher behindert werden kann. Because the fluids passed through a reactor generally change their experienced physical or chemical nature, it can often occur that their flow-related properties, such as viscosity, are a proportion on solid particles or also the state form, in the course of the passage through the Channels changes and thus an impediment to the flow occurs. significantly may also fluctuate in flow related properties already be before entering the microchannel reactor, so that a flow also can therefore be hindered.

Als typisches Beispiel hierfür sei ein in Mikrostrukturtechnik ausgelegter Kühler für Öle wie Motor- oder Getriebeöle genannt. Ein solcher Kühler muß unter unterschiedlichsten Bedingungen arbeiten können. Bei großer Kälte ist das Öl selbst so zähflüssig, daß es den Kühler praktisch nicht durchfließen kann. Eine Vorwärmung zum schnelleren Erreichen eine betriebsoptimalen Temperaturzustands des Systems, das mit dem Öl geschmiert werden kann, mithilfe des Mikroreaktors ist damit nicht möglich. Auch kann selbst das erwärmte Öl den Reaktor mangels Durchfluss nicht auf eine Temperatur bringen, die diesem erlauben würde, das noch im Kühler selbst befindliche kalte Öl zu erwärmen. A typical example of this is a cooler designed in microstructure technology for Oils called engine or gear oils. Such a cooler must be under can work under different conditions. In extreme cold, the oil is itself so viscous that it practically cannot flow through the cooler. A Preheating to reach a temperature that is optimal for operation of the system that can be lubricated with the oil using the microreactor not possible with it. Even the warmed oil can cause the reactor to run out Don't bring flow to a temperature that would allow this to do that to heat cold oil in the cooler itself.

Derzeit wird bei herkömmlichen Kühlsystemen im Kraftfahrzeugbau mit ventilgesteuerten Bypass-Systemen gearbeitet, welche unterhalb einer bestimmten Temperatur die Öle am Kühler vorbei leiten, und bei Erreichen der Temperatur durch Umschalten eines Ventils ein Durchströmen des Kühlers ermöglichen. Eine solche Anordnung lässt sich jedoch in Mikrostrukturtechnik nicht realisieren, da die notwendigen Strukturen für einen Bypass nicht einfach herstellbar sind. Currently, conventional cooling systems are used in motor vehicle construction valve-controlled bypass systems worked, which below a certain Conduct the oil past the cooler and through when the temperature is reached Switching a valve allows the cooler to flow through. Such However, the arrangement cannot be realized in microstructure technology because the necessary structures for a bypass are not easy to manufacture.

Auch auf anderen technischen Gebieten gibt es einen Bedarf an entsprechend flexiblen Mikrokanalsystemen, beispielsweise auf dem Gebiet der chemischen Produktion. So können Substanzen, die in einem Mikroreaktor einem Umwandlungsprozess unterworfen werden - beispielsweise durch Ausflockung - ihre Fließeigenschaften so verändern, daß ein Durchtritt zumindest vorübergehend nicht mehr möglich ist. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, den Durchfluss durch den Mikroreaktor dennoch zumindest teilweise zu erhalten. There is also a need for this in other technical fields flexible micro-channel systems, for example in the field of chemical Production. For example, substances in a microreactor Conversion process are subjected - for example by flocculation - their Change the flow properties so that a passage does not, at least temporarily is more possible. In this case, it may be desirable to flow through to at least partially maintain the microreactor.

Es besteht daher auf dem Gebiet der Mikrostrukturtechnikreaktoren ein Bedarf, einen Reaktor bereitzustellen, der bei verschiedenen Zuständen bzw. Zustandsänderungen der durchgeleiteten Fluide seine Funktionsfähigkeit hinsichtlich der Durchleitbarkeit der Fluide und ihrer Beeinflussung im Reaktor möglichst aufrechterhält. There is therefore a need in the field of microstructure technology reactors To provide the reactor for different states or changes in state of the passed fluids its operability in terms of passability the fluids and their influence in the reactor are maintained as far as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bereitstellung eines Kanalsystems mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und die Verwendung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 23. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kanalsystem beschrieben werden, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verwendung und umgekehrt. This object is achieved by the provision of a Channel system with the features according to independent claim 1 and the use according to the independent claim 23. Further advantageous Refinements, aspects and details of the present invention result from the dependent claims, the description and the attached Drawings. Features and details related to the Channel system according to the invention are described apply of course also in connection with the use according to the invention and vice versa.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Kanalsystem bereitzustellen, bei dem verschiedene, hintereinander geschaltete Gruppen von Kanälen ein unterschiedliches Verhalten gegenüber einem durchzuleitenden Fluid zeigen, und dieses Verhalten bei den verschiedenen Gruppen von Kanälen so zu staffeln, daß ein Durchfließen durch das Mikrokanalsystem auch bei Änderungen im Fluid während des Durchgangs ermöglicht wird, bzw. bei dem das Fluid während des Durchgangs durch eine Kanalgruppe so beeinflusst wird, daß es die darauffolgende durchströmen kann. Durch die Verwendung eines mehrstufigen Kanalsystems kann intensiver auf das Fluid eingewirkt werden als mit einer einzelnen Gruppe von Kanälen. The invention is based on the idea of providing a channel system in which different groups of channels connected in series show different behavior towards a fluid to be passed through, and to stagger this behavior in the different groups of channels in such a way that a flow through the microchannel system even with changes in the fluid is made possible during the passage, or in which the fluid during the Passage through a channel group is influenced so that it is the next can flow through. By using a multi-stage duct system acted more intensively on the fluid than with a single group of Channels.

Die Erfindung ist daher zunächst gerichtet auf ein Kanalsystem zum Beeinflussen eines durchgeleiteten Fluids, welches aufweist zumindest zwei Gruppen von Kanälen zur Durchleitung eines Fluids, die jeweils eine Querschnittsfläche und/oder Länge aufweisen; wobei die Kanäle der ersten Gruppe eine erste Querschnittsfläche und/oder Länge aufweisen, bei der das Fluid die Kanäle der ersten Gruppe dann durchfließen kann, wenn sich eine mit einer Einflußgröße korrelierte, fließbezogene Eigenschaft des Fluids innerhalb eines ersten Wertebereichs befindet; und die Kanäle der zumindest zweiten Gruppe eine zweite Querschnittsfläche und/oder Länge aufweisen, bei der das Fluid die Kanäle der zweiten Gruppe dann durchfließen kann, wenn sich die fließbezogene Eigenschaft des Fluids innerhalb eines zweiten Wertebereichs befindet; und wobei die Gruppen von Kanälen hintereinander geschaltet sind, so daß sie vom Fluid nacheinander durchströmt werden und in jeder der Gruppen die fließbezogene Eigenschaft individuell beeinflusst werden kann oder wird, die dadurch näher am Wertebereich für die nachfolgende Gruppe liegt. The invention is therefore initially directed to a channel system for influencing of a fluid passed through, which has at least two groups of channels for the passage of a fluid, each having a cross-sectional area and / or length exhibit; wherein the channels of the first group have a first cross-sectional area and / or have a length at which the fluid then channels the first group can flow through if there is a flow-related correlation with an influencing variable Property of the fluid is within a first range of values; and the Channels of the at least second group have a second cross-sectional area and / or Have length at which the fluid then channels the second group can flow through if the flow-related property of the fluid within a second range of values; and being the groups of channels are connected in series so that the fluid flows through them one after the other and the flow-related property in each of the groups individually can or will be influenced, which is closer to the range of values for the subsequent group lies.

Unter einem Kanalsystem ist dabei eine Anordnung von beispielsweise in Mikrostrukturtechnik oder einer anderen Technik hergestellten Kanälen zum Durchleiten von Fluiden zu verstehen. Under a duct system there is an arrangement of, for example, in Microstructure technology or other technology made channels for Understand the passage of fluids.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt, hat jeder Kanal ein Ende (Eingang), durch welches das Fluid eingeleitet wird (beispielsweise mittels einer einen Überdruck erzeugenden Pumpe), und ein Ende (Ausgang), durch welches das Fluid wieder aus dem Kanal austritt. As is known from the prior art, each channel has one end (input) through which the fluid is introduced (for example by means of an overpressure generating pump), and one end (outlet) through which the fluid comes out again exits the channel.

Zwei charakteristische Merkmale eines Kanals, die seine Eigenschaften bezüglich des Durchleitens eines Fluids mit bestimmen, sind die Querschnittsfläche und die Länge des Kanals. Die Querschnittsfläche eines Kanals ist dabei die Fläche eines Anschnitts durch den Kanal quer zur Flußrichtung des ihn durchströmenden Fluids. Bei Kanälen mit nichtkonstantem Durchmesser kann die Querschnittsfläche beispielsweise an der engsten Stelle genommen werden oder sich als Durchschnitt einer Mehrzahl von Querschnittsflächen an verschiedenen Stellen des Kanals ergeben. Die Länge eines Kanals definiert sich als die Strecke zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang. Two characteristic features of a channel that relate to its properties of the passage of a fluid are the cross-sectional area and the Length of the channel. The cross-sectional area of a channel is the area of a Section through the channel transverse to the flow direction of the fluid flowing through it. In the case of channels with a non-constant diameter, the cross-sectional area can For example, be taken at the narrowest point or as an average a plurality of cross-sectional areas at different locations on the channel result. The length of a channel is defined as the distance between it Entrance and its exit.

Beide Größen können einen Einfluß auf die Durchgängigkeit des Kanals haben. Bei engeren Kanälen kann bei verschlechterten Fließeigenschaften eine Interaktion mit der Kanalwandung den Fluß ebenso behindern bzw. bremsen, wie dies bei zu großer Kanallänge durch die Summation der hemmenden Wirkung der Gesamtwandung der Fall sein kann. Andererseits können gerade engere oder längere Kanäle für den eigentlichen Zweck und Einsatz eines Mikrokanalsystems von großer Wichtigkeit sein. Both sizes can have an influence on the continuity of the channel. at Narrower channels can interact with poorer flow properties the canal wall also hinder or brake the river, as is the case with too large Channel length by the summation of the inhibitory effect of the overall wall Case can be. On the other hand, narrow or longer channels for the actual purpose and use of a microchannel system of great importance his.

Unter einer fließbezogenen Eigenschaft sind alle solchen physikalischen Eigenschaften zu verstehen, welche die Fließfähigkeit eines Fluids in den Kanälen bestimmen. Diese Eigenschaften sind keine unveränderlichen Fluid-immanenten Eigenschaften, sondern unterliegen vielmehr einer Änderungsmöglichkeit durch eine externe Einflußgröße. All such physical are under a flow-related property Understand properties that determine the fluidity of a fluid in the channels determine. These properties are not immutable fluid immanent Properties, but are rather subject to change by a external influencing variable.

Ein Fluid schließlich ist, wie allgemein bekannt, eine Flüssigkeit oder ein Gas. Finally, as is well known, a fluid is a liquid or a gas.

Erfindungsgemäß besteht das Mikrokanalsystem aus einer Reihe von Kanälen zum Durchleiten des Fluids, die in zumindest zwei Gruppen getrennt sind. Zum einen sind dies eine erste Gruppe von Kanälen, welche eine erste Querschnittsfläche und/oder, eine erste Länge aufweisen, und die dem primären Durchfluss und der Beeinflussung des frisch zugeführten Fluids dienen. According to the invention, the microchannel system consists of a number of channels for Passing the fluid, which are separated into at least two groups. For one are this is a first group of channels which have a first cross-sectional area and / or, have a first length, and that of primary flow and influence serve the freshly supplied fluid.

Darüber hinaus gibt es zumindest eine zweite Gruppe von Kanälen, die in ihrer Querschnittsfläche und/oder Länge von denen der ersten Gruppe abweichen, und durch die das Fluid nach Verlassen der Kanäle der ersten Gruppe durchgeleitet wird. Erfindungsgemäß unterscheiden sich die beiden Gruppen hinsichtlich des Wertebereichs der fließbezogenen Eigenschaft, bei der das Fluid die Gruppen von Kanälen jeweils zu durchfließen vermag, um dadurch Änderungen der fließbezogenen Eigenschaft, welche das Fluid beim Durchtritt durch die erste Gruppe von Kanälen erfahren hat, Rechnung zu tragen. In addition, there is at least a second group of channels in its Cross-sectional area and / or length differ from those of the first group, and through which the fluid is passed after leaving the channels of the first group. According to the invention, the two groups differ in terms of Range of values of the flow-related property at which the fluid groups the Can flow through channels, thereby changing the flow-related property which the fluid passes through the first group learned from channels to take into account.

Die zweite Gruppe von Kanälen weist erfindungsgemäß einen anderen Wertebereich auf als die erste Gruppe. Hierunter ist zu verstehen, daß die von den Gruppen abgedeckten Wertebereiche zumindest in einer ihrer Grenzwerte zueinander versetzt sind, und in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen. According to the invention, the second group of channels has a different range of values on than the first group. This means that the groups covered value ranges offset from one another at least in one of their limit values are, and are in a predetermined relationship to each other.

Insbesondere wird es für die vorliegende Erfindung bevorzugt, daß in jeder durchströmten Gruppe die fließbezogene Eigenschaft des Fluid so beeinflusst werden kann, daß es die nachfolgende Gruppe von Kanälen besser durchströmen kann als ohne diese Beeinflussung. So kann es beispielsweise möglich sein, eine viskose Flüssigkeit in einer ersten Gruppe von Kanälen mit größerer Querschnittsfläche vorzuwärmen, so daß sie besser fließt und eine zweite Gruppe von Kanälen mit kleinerer Querschnittsfläche besser durchströmen kann. In particular, it is preferred for the present invention that in each flowed through group influenced the flow-related property of the fluid can be that it flows through the subsequent group of channels better can than without this interference. For example, it may be possible to create a viscous liquid in a first group of channels with larger Pre-heat cross-sectional area so that it flows better and a second group can flow through channels with a smaller cross-sectional area better.

Anderseits sind auch Anwendungen und damit Ausführungsformen vorstellbar, wo das durchströmende Fluid von selbst, beispielsweeise durch eine katalytisch vermittelte chemische Reaktion, seine Fließfähigkeit so verschlechtert (Ausflockung), daß die nachfolgende Gruppe von Kanälen größere Querschnittsflächen aufweisen muss, um überhaupt noch Fluid passieren lassen zu können. Hier sind die Kausalitäten also andere. Im einen Fall wird das Fluid beeinflusst, um es durch engere Kanäle leiten zu können, im anderen Fall werden die Kanäle "beeinflusst" (d. h. entsprechend konstruktiv ausgelegt), um das Fluid noch durchleiten zu können. On the other hand, applications and thus embodiments are also conceivable where the fluid flowing through itself, for example through a catalytic mediated chemical reaction, its fluidity so deteriorated (flocculation), that the following group of channels have larger cross-sectional areas in order to allow fluid to pass through. Here are the Causalities so different. In one case, the fluid is affected by it to be able to direct narrower channels, otherwise the channels are "influenced" (i.e. designed accordingly) so that the fluid can still pass through.

Um einen gleichmäßigen Strom des Fluids durch alle Kanalgruppen sicherzustellen, kann es weiterhin bevorzugt sein, daß die Gesamtquerschnittsflächen der Kanäle aller Gruppen im wesentlichen gleich sind. Es ist jedoch auch möglich, die Gesamtquerschnittsflächen den sich ändernden Bedingungen anzupassen, um im Ergebnis einen gleichmäßigen Durchfluss des Fluids durch alle Kanalgruppen zu erzielen. To ensure an even flow of fluid through all channel groups, it may further be preferred that the total cross-sectional areas of the channels of all groups are essentially the same. However, it is also possible that Total cross-sectional areas to adapt to changing conditions in order to Result in an even flow of fluid through all channel groups achieve.

Zur Verbindung der im Kanalsystem integrierten Gruppen von Kanälen stehen verschiedene Möglichkeiten offen. So können die Gruppen von Kanälen durch Leitungen miteinander verbunden sein. In diesem Fall können sich die Kanalgruppen in jeweils eigenen Gehäusen befinden bzw. mit Vorrichtungen zur Zu- und Ableitung des Fluids ausgestattet sein. Die einzelnen Einheiten mit jeweils einer Gruppe von Kanälen werden dann über Leitungen wie Schläuche oder Rohre miteinander so verbunden, daß jeweils der Ausgang einer Gruppe an den Eingang der darauffolgenden Gruppe angeschlossen wird. Auf diese Weise ist ein besonders flexibler Aufbau realisierbar, der hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Komponenten und der Auswahl der einzelnen Gruppen große Variabilität gestattet. To connect the groups of channels integrated in the channel system different options open. So the groups of channels can go through Lines are interconnected. In this case, the channel groups are located in separate housings or with devices for supply and discharge of the fluid. The individual units, each with a group of Channels are then connected to one another via lines such as hoses or pipes connected that in each case the output of a group to the input of the subsequent group is connected. This way is a special one flexible construction feasible in terms of the spatial arrangement of the Components and the selection of individual groups allows great variability.

Die Gruppen von Kanälen können auch auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein. Unter einem Träger ist hierbei jegliche Vorrichtung zu verstehen, welche die Anordnung/Halterung von Kanälen gestattet. Bei Verwendung von Mikrostrukturtechniken können beispielsweise die verschiedenen Gruppen von Kanälen alle in dieselbe Ausgangsplatte eingeätzt oder sonstwie eingearbeitet werden. Ein Träger kann auch eine Halterung sein, welche die Anordnung mehrerer Gruppen von Kanälen in unmittelbarer Juxtaposition ermöglicht, so daß die Ausgänge einer Kanalgruppe unmittelbar oder mittels eines Zwischenadapters an die Eingänge der darauf folgenden Gruppe von Kanälen anstoßen. The groups of channels can also be arranged on a common carrier his. A carrier is to be understood here to mean any device which Arrangement / mounting of channels allowed. When using Microstructure techniques can, for example, the different groups of Channels all etched into the same starting plate or otherwise incorporated become. A carrier can also be a holder, which the arrangement of several Allows groups of channels in the immediate juxtaposition so that the Outputs of a channel group directly or via an intermediate adapter to the Trigger inputs of the following group of channels.

Unabhängig von der Verwendung von Leitungen oder Trägern wird es ganz allgemein bevorzugt, daß zwischen den Ausgängen der Kanäle einer Gruppe und den Eingängen der Kanäle der nachfolgenden Gruppe eine Zwischenkammer ausgebildet ist. Diese dient der Durchmischung und damit Homogenisierung des austretenden Fluids, um Unterschiede zwischen den einzelnen Kanälen einer Gruppe auszugleichen und einen gleichmäßigen Druckaufbau für die Eingänge auch der nachgeschalteten Kanalgruppen zu erreichen. Regardless of the use of cables or supports, it becomes whole generally preferred that between the outputs of the channels of a group and an intermediate chamber at the entrances of the channels of the following group is trained. This serves to mix and thus homogenize the escaping fluids to make up differences between the individual channels Balance group and a uniform pressure build-up for the inputs too to reach the downstream channel groups.

Auch für die konkrete Anordnung der Gruppen von Kanälen stehen verschiedenste Möglichkeiten zur Verfügung, die sich nach dem Anwendungszweck und dem gewünschten Effekt richten sollten. So wird es für bestimmte Ausführungsformen bevorzugt, daß die aufeinanderfolgenden Gruppen jeweils Kanäle abnehmender Querschnittsflächen aufweisen, d. h. daß die Kanäle zweiten Gruppe einen kleineren Querschnitt aufweisen als die der ersten Gruppe, die der dritten kleinere als der zweiten usw. Auch die umgekehrte Abfolge ist möglich, oder an- und wieder absteigende Abfolgen oder umgekehrt. Das Gleiche gilt bei Variation der Kanallängen anstelle der Querschnittsflächen. There are also a wide variety for the specific arrangement of the groups of channels Possibilities available, which vary according to the application and the desired effect. So it will for certain embodiments preferred that the successive groups each decrease channels Have cross-sectional areas, d. H. that the second group channels a smaller one Cross-section than that of the first group, the third smaller than that second etc. The reverse sequence is also possible, or on and off descending sequences or vice versa. The same applies to the variation of Channel lengths instead of the cross-sectional areas.

Bei Variation der Längen ist es sinnvoll, daß das Kanalsystem weiterhin aufweist Zwischenräume zum Sammeln des Fluids nach Durchströmen einer Gruppe von Kanälen. Nur auf diese Weise lässt sich eine Entspannung des Fluids und damit die Vorbereitung für den Eintritt in die nächste Gruppe erreichen. Eine direkte Aneinanderreihung der Kanäle käme ja lediglich einer Verlängerung der Kanäle gleich, nicht hingegen dem dedizierten Bereitstellen mehrerer Gruppen von Kanälen. When the lengths are varied, it makes sense that the duct system continues to have Spaces for collecting the fluid after flowing through a group of Channels. This is the only way to relax the fluid and thus the fluid Get ready to enter the next group. A direct one If the channels were lined up, the channels would only be extended same, but not the dedicated provision of several groups of channels.

Die Zwischenräume können weiterhin Mittel zum weiteren Beeinflussen des Fluids aufweisen, so daß es die nachgeschaltete Gruppe von Kanälen durchfließen kann. Diese Beeinflussung kann zusätzlich oder alternativ zu einer eventuell in den Kanälen selbst erfolgenden Beeinflussung durchgeführt werden, beispielsweise durch zusätzliche Heiz- oder Kühlelemente, die an den Zwischenräumen angeordnet sind. The gaps can furthermore be means for further influencing the fluid have so that it can flow through the downstream group of channels. This influence can additionally or alternatively to a possibly in the Channels of self-influencing are carried out, for example through additional heating or cooling elements arranged at the gaps are.

Vorzugsweise wird der erste Wertebereich so gewählt, daß das Fluid die erste Gruppe von Kanälen unter zu erwartenden, normalen Betriebsbedingungen des Kanalsystems durchfließen kann. Unter einer normalen Betriebsbedingung ist hierbei eine solche zu verstehen, in der sich das System bei seinem Betrieb die meiste Zeit befindet. The first range of values is preferably selected such that the fluid is the first Group of channels under expected normal operating conditions of the Canal system can flow through. Here is under a normal operating condition to understand one in which the system operates most of the time located.

Die Wertebereiche der Gruppen sind vorzugsweise so gestaffelt, daß sie einen gemeinsamen Grenzwert und/oder einen überlappenden Werteteilbereich aufweisen. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß auch bei nicht optimal eingestellten Beeinflussungen des Fluids alle Gruppen von Kanälen verwendbar bleiben, um einen Durchfluss durch das Kanalsystem zu gestatten. The value ranges of the groups are preferably staggered so that they are one have a common limit value and / or an overlapping partial value range. In this way it can be achieved that even when the settings are not optimal Influences the fluid all groups of channels remain usable around one Allow flow through the duct system.

Im Kanalsystem kann insbesondere der gemeinsame Grenzwert so gewählt sein, daß das Fluid alle Gruppen von Kanälen unter zu erwartenden, normalen Betriebsbedingungen Kanalsystems durchfließen kann. In the channel system, in particular, the common limit value can be selected that the fluid all groups of channels under expected, normal Operating conditions channel system can flow through.

Wird zur Ausgestaltung der Kanäle die Querschnittsfläche variiert, so können die Kanäle sich in ihrer Breite unterscheiden. Die Kanäle können sich auch in ihrer Höhe unterscheiden, wobei beide Varianten auch kombiniert werden können. If the cross-sectional area is varied for the design of the channels, then the Channels differ in their width. The channels can also vary in height distinguish, whereby both variants can also be combined.

Fertigungstechnisch einfacher ist in den meisten Fällen eine Variation der Kanalbreiten, da von einheitlichen Platten ausgegangen wird und beispielsweise bei einem einfachen Ätzverfahren in die Oberfläche hinein Kanäle einheitlicher Höhe entstehen. A variation of the is technically simpler in most cases Channel widths, since it is assumed that the plates are uniform and, for example, at a simple etching process into the surface channels of uniform height arise.

Wie oben erläutert, tritt das Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, insbesondere bei Kanälen auf, die Bestandteile von in Mikrostrukturtechnik gefertigten Bauteilen sind. Von der Erfindung werden jedoch verschiedene Techniken erfasst, die in der Lage sind, entsprechende Kanalstrukturen herzustellen. Allerdings wird es insbesondere bevorzugt, daß das erfindungsgemäße Mikrokanalsystem tatsächlich in Mikrostrukturtechnik gefertigt ist. As explained above, the problem underlying the present invention occurs especially for channels that are components of microstructure technology manufactured components. However, various of the invention Techniques recorded that are able to produce corresponding channel structures. However, it is particularly preferred that the invention Microchannel system is actually manufactured using microstructure technology.

Das gesamte Mikrokanalsystem kann, auch wenn in Mikrostrukturtechnik hergestellt, mehr als eine Kanalplatte enthalten. So wird es insbesondere bevorzugt, daß es mehrere in Mikrostrukturtechnik gefertigte Lagen von Kanalträgern mit Kanälen aufweist. Diese können beispielsweise unmittelbar aufeinander laminiert sein, so daß die Rückseite der Platten jeweils zugleich als Deckel der Kanäle der auf der entsprechenden Seite benachbarten Platten dienen. Auch können alle Lagen mit eigenen Deckelelementen versehen und dann als Ganzes miteinander laminiert sein. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, entweder alle Gruppen von Kanälen jeweils schichtweise auf den gleichen Kanalträgerplatten anzuordnen, oder jeweils getrennte Stapel von Kanalträgern für jede der Gruppen von Kanälen zu verwenden. The entire microchannel system, even if manufactured using microstructure technology, contain more than one channel plate. So it is particularly preferred that it several layers of channel supports with channels manufactured using microstructure technology having. These can, for example, be laminated directly onto one another, so that the back of the plates each serve as a cover for the channels on the corresponding side serve adjacent plates. All locations can also be used provided its own cover elements and then laminated together as a whole. In this embodiment it is possible to either all groups of channels to be arranged in layers on the same channel support plates, or each use separate stacks of channel carriers for each of the groups of channels.

Das erfindungsgemäße Kanalsystem ist grundsätzlich geeignet, die im Zusammenhang mit beliebigen fließbezogenen Eigenschaften auftretenden Durchflussprobleme zu lösen. Insbesondere kann die fließbezogene Eigenschaft die Viskosität des Fluids oder ein Anteil an Festpartikeln im Fluid sein. Beide Eigenschaften beeinflussen die Fließfähigkeit. Weitere vorstellbare Eigenschaften sind eine sich im Laufe des Durchtritts durch den Kanal durch eine dort initiierte chemische Reaktion ändernde chemische Zusammensetzung des Fluids oder Phasenwechsel, die den freien Durchtritt erschweren können. The channel system according to the invention is basically suitable, which in Connection with any flow-related properties occurring To solve flow problems. In particular, the flow-related property can Viscosity of the fluid or a proportion of solid particles in the fluid. Both Properties influence the fluidity. Other conceivable properties are one initiated in the course of the passage through the canal by one chemical reaction changing chemical composition of the fluid or Phase changes that can make free passage difficult.

Die Einflußgröße, welche die fließbezogene Eigenschaft (mit)bestimmt, kann beispielsweise die Temperatur oder ein auf das Fluid einwirkender Druck sein, die z. B. die Viskosität des Fluids beeinflussen können. Die Einflußgröße kann auch eine chemische Umwandlung des Fluids sein, die dessen Eigenschaften ändert. The influencing variable, which (also) determines the flow-related property, can for example the temperature or a pressure acting on the fluid, which z. B. can affect the viscosity of the fluid. The influencing variable can also be a chemical conversion of the fluid that changes its properties.

Davon zu unterscheiden ist die auf das Fluid wirkende Beeinflussung, die bei gattungsgemäßen Mikroreaktoren ein prinzipieller Aspekt ist, der die Kernfunktion solcher Reaktoren darstellt. Diese wird in vielen Fällen mit der Einflußgröße identisch sein, ist jedoch prinzipiell von ihr zu unterscheiden. So kann die Beeinflussung in einer Temperaturänderung des Fluids bestehen, die häufig, beispielsweise über die Viskosität, auch als Einflußgröße wirksam ist. Ein Gegenbeispiel könnte in einer katalytischen Beeinflussung des Fluids durch eine Beschichtung der Kanalwände gesehen werden, das aufgrund der einsetzenden Reaktion eine Temperaturveränderung erfährt, welche wiederum die Viskosität ändert. A distinction is to be made between the influencing effects on the fluid, the at Generic microreactors is a principle aspect that is the core function represents such reactors. In many cases, this becomes identical to the influencing variable must be distinguished from it in principle. So the influence in a change in temperature of the fluid, which often, for example, over the Viscosity, is also effective as an influencing variable. A counterexample could be in one Catalytic influencing of the fluid by coating the channel walls be seen that due to the onset of reaction Changes in temperature, which in turn changes the viscosity.

Die Beeinflussung kann also beispielsweise auch im Initiieren einer chemischen Reaktion im Fluid bestehen. The influencing can therefore also take place, for example, in initiating a chemical There is a reaction in the fluid.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Fluid eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Öl mit temperaturabhängiger Viskosität. In preferred embodiments of the invention, the fluid is a liquid, for example an oil with temperature-dependent viscosity.

Es wird insbesondere bevorzugt, daß das Mikrokanalsystem ein Ölkühler ist, beispielsweise ein Ölkühler für Getriebeöl oder für andere Öle wie Motorenöl oder Turbinenöl. It is particularly preferred that the microchannel system is an oil cooler for example an oil cooler for gear oil or for other oils such as engine oil or Turbine oil.

Die Erfindung ist weiterhin gerichtet auf die Verwendung eines mindestens zweistufigen Kanalsystems zum Beeinflussen der fließbezogenen Eigenschaften eines Fluids, wobei das Kanalsystem aufweist:
eine erste Gruppe von Kanälen mit einer ersten Querschnittsfläche und/oder Länge, bei der das Fluid die Kanäle der ersten Gruppe dann durchfließen kann, wenn sich eine mit einer Einflußgröße korrelierte, fließbezogene Eigenschaft des Fluids innerhalb eines ersten Wertebereichs befindet; und
zumindest eine zweite Gruppe von Kanälen mit einer zweiten Querschnittsfläche und/oder Länge, bei der das Fluid die Kanäle der zweiten Gruppe dann durchfließen kann, wenn sich die fließbezogene Eigenschaft des Fluids innerhalb eines zweiten Wertebereichs befindet, und wobei die Gruppen von Kanälen hintereinander geschaltet sind, so daß sie vom Fluid nacheinander durchströmt werden und in jeder der Gruppen die fließbezogene Eigenschaft individuell beeinflusst werden kann oder wird, die dadurch näher am Wertebereich für die nachfolgende Gruppe liegt. The invention is further directed to the use of an at least two-stage channel system for influencing the flow-related properties of a fluid, the channel system comprising:
a first group of channels with a first cross-sectional area and / or length, in which the fluid can flow through the channels of the first group if a flow-related property of the fluid correlated with an influencing variable is within a first value range; and
at least one second group of channels with a second cross-sectional area and / or length, in which the fluid can flow through the channels of the second group if the flow-related property of the fluid is within a second value range, and wherein the groups of channels are connected in series so that the fluid flows through them one after the other and in each of the groups the flow-related property can or will be influenced individually, which is closer to the range of values for the subsequent group.

Im folgenden soll die Erfindung anhand konkreterer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden wird, in denen folgendes dargestellt ist: In the following, the invention is to be explained in more detail on the basis of more specific exemplary embodiments are explained, reference being made to the accompanying drawings in which the following is shown:

Fig. 1 zeigt in Aufsicht ein zweistufiges Kanalsystem gemäß der Erfindung auf einem gemeinsamen Kanalträger; According to FIG. 1 shows in plan view a two-channel system of the invention on a common channel carrier;

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kanalsystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit Kanälen auf zwei separaten Platten; Fig. 2 shows another embodiment of the duct system according to the present invention with ducts on two separate plates;

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht ein dreistufiges Kanalsystem mit einen mehrschichtigen Plattenaufbau, und Fig. 3 shows a perspective view of a three-stage channel system with a multilayer plate structure, and

Fig. 4 zeigt drei getrennte Kanalgruppen in Würfelform, die über Leitungen miteinander verbunden sind. Fig. 4 shows three separate groups of channels in a cubic shape, which are connected via lines.

Die Erfindung ist auf ein Kanalsystem gerichtet, in dem eine Reihe von Kanälen ein Fluid, zumeist eine Flüssigkeit wie Öl, von einem Eingang zu einem Ausgang leiten können. Die Kanäle sind häufig parallel nebeneinander angeordnet. The invention is directed to a channel system in which a series of channels Conduct fluid, usually a liquid such as oil, from an inlet to an outlet can. The channels are often arranged side by side in parallel.

Ein Beispiel für einen zweistufigen Aufbau des erfindungsgemäßen Kanalsystems zeigt Fig. 1. Dargestellt ist eine Platte 10, in welche die Kanäle eingebracht worden sind. Diese bilden einen ersten Bereich 10a mit einer ersten Gruppe 11 von Kanälen 12 mit einer größeren Querschnittsfläche, welche durch Zwischenwände 13, den Grund der Platte sowie eine (nicht dargestellte) Abdeckung gebildet werden. Das Fluid fließt von links über die Eingänge 12a in die Kanäle 12 ein und verlässt diese durch Ausgänge 12b. An example of a two-stage structure of the duct system according to the invention is shown in FIG. 1. A plate 10 is shown , into which the ducts have been introduced. These form a first area 10 a with a first group 11 of channels 12 with a larger cross-sectional area, which are formed by partitions 13 , the base of the plate and a cover (not shown). The fluid flows from the left into the channels 12 via the inputs 12 a and leaves them through the outputs 12 b.

In einem zweiten Bereich 10b der Platte 10 ist eine zweite Gruppe 14 von Kanälen 15 angeordnet, welche kleinere Querschnittsflächen aufweisen, und die durch Zwischenwände 16, den Grund der Platte sowie die Abdeckung gebildet werden. In a second area 10 b of the plate 10 , a second group 14 of channels 15 is arranged, which have smaller cross-sectional areas, and which are formed by partition walls 16 , the base of the plate and the cover.

Das aus den Ausgängen 12b der ersten Gruppe 11 ausströmende Fluid gelangt über einen Zwischenbereich 17, welcher der Durchmischung und Verteilung des Fluids zwischen den Gruppen dient, zu Eingängen 15a der Kanäle 15 geleitet. Nach Durchströmen der Kanäle 15 verlässt das Fluid die Anordnung schließlich über Ausgänge 15b der Kanäle 15. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, reichen die Kanäle 15 bis zum rechten Rand der Platte 10, während die Kanäle 12 erst nach dem linken Rand der Platte 10 beginnen. Diese unterschiedliche Ausgestaltung der Ansätze bedingt auch eine unterschiedliche Behandlung der Zu- und Abführung des Fluids bzw. der Ausgestaltung dieser Elemente. Während links eine Verteilung im Bereich der Platte 10 möglich ist, und damit ein einfacher, direkt an der Platte mündender Anschluß ausreicht, muß am Ausgang neben der eigentlichen Ableitung auch eine Sammelführung in einer Abschlußkappe integriert werden, der eine Vereinigung der einzelnen Fluidströme der Kanäle 15 bewirkt. Am Rand der Platte 10 sind zusätzlich Randbereiche 18 ausgebildet, die der Stabilisierung der Platte dienen und eine Dichtung bewirken. The outputs from the 12 b of the first group 11 flowing fluid passes through an intermediate region 17, where the mixing and distribution of the fluid between the groups is routed to inputs 15 a of the ducts 15 °. After flowing through the channels 15 , the fluid finally leaves the arrangement via outputs 15 b of the channels 15 . As can be seen from FIG. 1, the channels 15 extend to the right edge of the plate 10 , while the channels 12 only start after the left edge of the plate 10 . This different design of the approaches also requires a different treatment of the supply and discharge of the fluid or the design of these elements. While a distribution in the area of the plate 10 is possible on the left, and thus a simple connection opening directly at the plate is sufficient, in addition to the actual discharge line, a collecting guide must also be integrated in an end cap to unite the individual fluid flows of the channels 15 causes. At the edge of the plate 10 , edge regions 18 are additionally formed, which serve to stabilize the plate and effect a seal.

Eine einzelne Platte 10 dieser Bauart ist im Prinzip bereits ein funktionsfähiges Kanalsystem. Es wir in der Praxis jedoch in aller Regel so sein, daß eine Mehrzahl solcher Platten aufeinander gestapelt wird, um ein Kanalsystem mit einer geeigneten Durchflussrate zu erzielen. Gerade bei in Mikrostrukturtechnik gefertigten Kanalsystem kann die Zahl der solcherart gestapelten Platten recht groß sein. In principle, a single plate 10 of this type is already a functional duct system. In practice, however, it will usually be the case that a plurality of such plates are stacked on top of one another in order to achieve a duct system with a suitable flow rate. Especially in the case of duct systems manufactured using microstructure technology, the number of plates stacked in this way can be quite large.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der die zwei Stufen des Kanalsystems stärker voneinander getrennt sind. Gleiche Bezugszeichen sollen hier gleiche Elemente der Erfindung kennzeichnen. Aufgrund der stärkeren Trennung der einzelnen Stufen des Kanalsystems mit den Gruppen 11, 14 von Kanälen 12, 15 ist es hier notwendig, hinter den Ausgängen 12b einen Sammelraum 19 und vor den Eingängen 15a einen Verteilraum 20 bereitzustellen. Diese Verteil- und Sammelräume können zur besseren Durchmischung bei Verwendung von Plattenstapeln zur Realisierung des erfindungsgemäßen Kanalsystems auch Durchbrüche aufweisen, um eine Fluidkommunikation zwischen den einzelnen Schichten des Stapels zu ermöglichen. FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the present invention, in which the two stages of the channel system are more separated from one another. The same reference numerals are intended to identify the same elements of the invention. Due to the greater separation of the individual stages of the channel system with groups 11 , 14 from channels 12 , 15 , it is necessary here to provide a collecting space 19 behind the outputs 12 b and a distribution space 20 in front of the inputs 15 a. For better mixing when using plate stacks for realizing the channel system according to the invention, these distribution and collection spaces can also have openings in order to enable fluid communication between the individual layers of the stack.

Die beiden Bereiche 10a und 10b sind durch eine Verbindung 21 miteinander verbunden. Diese Verbindung kann ein Rohr oder ein Schlauch sein. In Ausführungsformen, in denen trotz der Trennung der beiden Bereiche 10a, 10b beide auf einer gemeinsamen Platte angeordnet sind, kann die Verbindung 21 auch ein entsprechend auf der Platte (oder auf jeder Platte eines Stapels) ausgebildeter, verengter Kanalbereich sein. The two areas 10 a and 10 b are connected to one another by a connection 21 . This connection can be a pipe or a hose. In embodiments in which, despite the separation of the two areas 10 a, 10 b, both are arranged on a common plate, the connection 21 can also be a narrowed channel area formed on the plate (or on each plate of a stack).

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem dreistufigen Kanalsystem sind voneinander getrennte Einheiten 22, 23, 24 jeweils mit Gruppen von Kanälen miteinander durch Verbindungsstücke 25, 26 verbunden. Another possible embodiment of the invention is shown in FIG. 3. In this three-stage channel system, separate units 22 , 23 , 24 are each connected to one another by groups of channels by connecting pieces 25 , 26 .

Die Einheiten enthalten jeweils Gruppen von Kanälen 12, 14, die an den Verbindungsstücken 25, 26 münden, in denen das Fluid gesammelt und durchmischt wird. Die Verbindungsstücke können einfache Rahmen sein, in welche die Elemente 22, 23, 24 eingeführt werden können. Die einzelnen Elemente der Stufen können aus Platten gestapelt sein, beispielsweise solche wie im Prinzip in Fig. 1 gezeigt (jedes der Elemente kann auch mehr als eine Gruppe von Kanälen enthalten), oder die Kanäle können in anderer Weise in die, die Elemente bildenden Blöcke eingebracht worden sein, beispielsweise mittels eines Bohrers oder eines Lasers. Die einzelnen Elemente 22, 23, 24 können sich in den Querschnittsflächen der Kanäle 12, 15 unterscheiden, die in ihnen liegen. The units each contain groups of channels 12 , 14 which open at the connecting pieces 25 , 26 , in which the fluid is collected and mixed. The connecting pieces can be simple frames into which the elements 22 , 23 , 24 can be inserted. The individual elements of the steps can be stacked from plates, for example those as shown in principle in Fig. 1 (each of the elements can also contain more than one group of channels), or the channels can be otherwise in the blocks that form the elements have been introduced, for example by means of a drill or a laser. The individual elements 22 , 23 , 24 can differ in the cross-sectional areas of the channels 12 , 15 that lie in them.

Eine weitere Ausführungsform eines Kanalsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Hier sind drei voneinander getrennte Einheiten 27, 28, 29 als "Stand alone" Elemente ausgeführt, die nicht nur jeweils Gruppen von Kanälen mit vorgegebenen Querschnittsflächen enthalten, sondern darüber hinaus auch Kappen oder ähnliches, die über die offenen Enden der Kanäle gesetzt sind und der Verteilung und Zusammenführung des Fluids vor bzw. nach dem Durchleiten durch die Kanäle dienen. Diese Kappen weisen beispielsweise Öffnungen auf, an denen wiederum die Zu- und Ableitungen angeschlossen werden können. Die in Fig. 4 wiedergegebenen elastischen Schläuche 30 dienen zur Verbindung der einzelnen Elemente und zur Zu- und Ableitung des Fluids zu und vom Kanalsystem. Another embodiment of a duct system according to the present invention is shown in FIG. 4. Here, three separate units 27 , 28 , 29 are designed as "stand alone" elements, which not only each contain groups of channels with predetermined cross-sectional areas, but also caps or the like, which are placed over the open ends of the channels and the Serve distribution and assembly of the fluid before or after passing through the channels. These caps have openings, for example, to which the supply and discharge lines can in turn be connected. The elastic hoses 30 shown in FIG. 4 serve to connect the individual elements and to supply and discharge the fluid to and from the channel system.

Es versteht sich, daß die Kanalsysteme gemäß der vorliegenden Erfindung weitere Elemente aufweisen können. So können an den Elemente Halterungen zur Montage angebracht sein. Die Elemente können mit Heiz- und oder Kühlvorrichtungen ausgestattet sein, wobei diese ebenfalls als Kanalgruppen ausgelegt sein können, um beispielsweise eine kühlende/wärmende Flüssigkeit zwischen den einzelnen Kanälen oder den Schichten von Kanälen hindurchleiten zu können und damit einen effizienten Energieaustausch zu ermöglichen. It is understood that the duct systems according to the present invention are others May have elements. So brackets can be mounted on the elements to be appropriate. The elements can be equipped with heating and / or cooling devices be equipped, which can also be designed as channel groups, for example, a cooling / warming liquid between each To be able to pass through channels or the layers of channels and thus one to enable efficient energy exchange.

Auch ein elektrisches Heizsystem, welches beispielsweise mittels zwischen den Kanälen geführten Heizdrähten realisiert werden kann, ist vorstellbar. Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Prinzips wurde auf die Darstellung solcher zusätzlicher Elemente in den Figuren verzichtet. Bezugszeichenliste 10 Platte (Kanalträger)
10a Erster Bereich
10b Zweiter Bereich
11 Erste Gruppe von Kanälen
12 Kanäle der ersten Gruppe
12a Eingänge der Kanäle
12b Ausgänge der Kanäle
13 Zwischenwände
14 Zweite Gruppe von Kanälen
15 Kanäle der zweiten Gruppe
15a Eingänge der Kanäle
15b Ausgänge der Kanäle
16 Zwischenwände
17 Zwischenraum
18 Randbereich
19 Sammelraum
20 Verteilraum
21 Verbindung
22 Element mit erster Gruppe von Kanälen
23 Element mit zweiter Gruppe von Kanälen
24 Element mit dritter Gruppe von Kanälen
25 Verbindungsstück zwischen Elementen 22 und 23
26 Verbindungsstück zwischen Elementen 23 und 24
27 Einheit mit erster Gruppe von Kanälen
28 Einheit mit zweiter Gruppe von Kanälen
29 Einheit mit dritter Gruppe von Kanälen
30 Verbindung/Schlauch
An electrical heating system, which can be implemented, for example, by means of heating wires guided between the channels, is also conceivable. To clarify the principle according to the invention, such additional elements have been omitted from the figures. Reference Signs List 10 disc (channel carrier)
10 a First area
10 b Second area
11 First group of channels
12 channels of the first group
12 a inputs of the channels
12 b outputs of the channels
13 partitions
14 Second group of channels
15 channels of the second group
15 a inputs of the channels
15 b outputs of the channels
16 partitions
17 space
18 edge area
19 collecting room
20 distribution room
21 connection
22 element with first group of channels
23 element with second group of channels
24 element with third group of channels
25 connecting piece between elements 22 and 23
26 connecting piece between elements 23 and 24
27 unit with first group of channels
28 unit with second group of channels
29 unit with third group of channels
30 connection / hose

Claims

1. channel system ( 10 ) for influencing a fluid passed through, comprising at least two groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) for fluid passage, each having a cross-sectional area and / or length;
wherein the channels ( 12 ) of the first group ( 11 ) have a first cross-sectional area and / or length at which the fluid can flow through the channels ( 12 ) of the first group ( 11 ) when a flow-related property correlates with an influencing variable the fluid is within a first range of values; and
the channels ( 15 ) of the at least second group ( 14 ) have a second cross-sectional area and / or length at which the fluid can flow through the channels ( 15 ) of the second group ( 14 ) when the flow-related property of the fluid changes within a second Range of values;
and wherein the groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) are connected one behind the other so that the fluid flows through them one after the other and in each of the groups ( 11 ) the flow-related property can be individually influenced, which is thereby closer to Range of values for the following group ( 14 ).

2. Channel system according to claim 1, characterized in that in each flow-through group ( 11 ) the flow-related property of the fluid can be influenced so that it can flow through the subsequent group ( 14 ) of channels ( 15 ) better than without this influence.

3. Channel system according to claim 1 or 2, characterized in that the total cross-sectional areas of the channels ( 12 , 15 ) of all groups ( 11 , 14 ) are substantially the same.

4. Channel system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) are connected to one another by lines ( 21 , 30 ).

5. Channel system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) are arranged on a common carrier ( 10 ).

6. Channel system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outputs ( 12 b) of the channels ( 12 ) of a group ( 11 ) immediately before the inputs ( 15 a) of the channels ( 15 ) of the subsequent group ( 14 ) are arranged.

7. Channel system according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the outputs ( 12 b) of the channels ( 12 ) of a group ( 11 ) and the inputs ( 15 a) of the channels ( 15 ) of the subsequent group ( 14 ) an intermediate space ( 17 , 25 , 26 ) is formed.

8. Channel system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the successive groups ( 11 , 14 ) each have channels of decreasing cross-sectional areas.

9. Channel system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) differ in length and the channel system further has spaces ( 17 , 25 , 26 ) for collecting the Fluids after flowing through a group ( 11 ) of channels.

10. Channel system according to one of claims 7 or 9, characterized in that the spaces ( 17 , 25 , 26 ) have means for further influencing the fluid so that it can flow through the downstream group ( 14 ) of channels.

11. Channel system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the first value range is selected so that the fluid can flow through at least one of the groups of channels ( 11 , 14 ) under expected normal operating conditions of the micro-channel system.

12. Channel system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the value ranges of the groups ( 11 , 14 ) are staggered so that they have a common limit value and / or an overlapping partial value range.

13. Channel system according to claim 12, characterized in that the common limit value is selected so that the fluid can flow through all groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) under expected normal operating conditions of the channel system.

14. Channel system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the channels ( 12 , 15 ) differ in their width.

15. Channel system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the channels ( 12 , 15 ) differ in their height.

16. Channel system according to one of claims 1 to 15, characterized in that it is manufactured using microstructure technology.

17. Channel system according to one of claims 1 to 16, characterized in that each group ( 11 , 14 ) has a plurality of layers of channel supports made with microstructure technology with channels ( 12 ).

18. Channel system according to one of claims 1 to 17, characterized in that the flow-related property is the viscosity of the fluid.

19. Channel system according to one of claims 1 to 18, characterized in that the flow-related property is a proportion of solid particles in the fluid.

20. Channel system according to one of claims 1 to 19, characterized in that the influencing variable is the temperature, a pressure acting on the fluid or a chemical conversion of the fluid is.

21. Channel system according to one of claims 1 to 20, characterized in that influencing a change in temperature of the fluid or the initiation of one chemical reaction in the fluid.

22. Channel system according to one of claims 1 to 21, characterized in that the fluid is a liquid.

23. Use of an at least two-stage channel system for influencing the flow-related properties of a fluid, the channel system comprising:
a first group ( 11 ) of channels ( 12 ) with a first cross-sectional area and / or length, in which the fluid can flow through the channels ( 12 ) of the first group ( 11 ) if a flow-related property of the Fluid is within a first range of values; and at least one second group ( 14 ) of channels ( 15 ) with a second cross-sectional area and / or length, in which the fluid can flow through the channels ( 15 ) of the second group ( 14 ) if the flow-related property of the fluid within one second value range, and wherein the groups ( 11 , 14 ) of channels ( 12 , 15 ) are connected in series so that the fluid flows through them one after the other and in each of the groups ( 11 ) the flow-related property can or will be individually influenced, which is closer to the range of values for the following group ( 14 ).