1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bauteilverbund aus Mikrokanal-Struktur oder Flügelrohr-Struktur und Lamellen-Struktur, einen Wärmetauscher mit dem Bauteilverbund sowie die jeweiligen Herstellungs- verfahren.

2. Hintergrund der Erfindung

Mikrokanal-Strukturen beispielsweise für Wärmetauscher sind im Stand der Technik bekannt. Eine bei- spielhafte Ausführungsform einer Mikrokanal-Struktur 1 gemäß Stand der Technik ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die Mikrokanal-Struktur 1 besteht aus vier Mikrokanälen 3 und weist eine insgesamt recht- eckige Querschnittsform mit einer Breite B _M und einer Höhe H _M auf (vgl. Fig. 2). Für einen Wärmeaus- tausch mit einem die Mikrokanal-Struktur umströmenden Medium steht daher nur die äußere Oberfläche der Mikrokanal-Struktur zur Verfügung. Um diese äußere Oberfläche der Mikrokanal-Struktur 1 , die für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung steht, zu vergrößern, wird beispielsweise die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Lamellen-Struktur 10 verwendet. Die Lamellen-Struktur 10 hat die Form einer Ziehharmonika mit einer Breite B _L und einer Höhe H _L . Die La- mellen-Struktur 10 in Kombination mit zwei parallel zueinander verlaufenden Mikrokanal-Strukturen 1 ergibt einen Bauteilverbund 20, wobei in einem Wärmetauscher der Bauteilverbund 20 auch eine Vielzahl von Mikrokanal-Strukturen 1 aufweisen kann, die über entsprechende Lamellen-Strukturen 10 miteinander verbunden sind. Durch die Lamellen-Struktur 10 wird der Oberflächenbereich der Mikrokanal-Struktur 1, der zur Wärmeabfuhr zur Verfügung steht, somit entsprechend vergrößert.

Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs solcher Mikrokanal-Strukturen ist es weiterhin bekannt, die Lamellen-Struktur S-förmig auszugestalten und quer zur Mikrokanal-Struktur anzuordnen, wie bei- spielsweise in der WO 2014/133 395 AI beschrieben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hinsichtlich der Wärmeübertragung optimierten Bau- teilverbund aus Mikrokanal- oder Flügelrohr-Struktur in Kombination mit einer Lamellen-Struktur bereit- zustellen, sodass diese auch in Hochleistungsgeräten, wie beispielsweise einem Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, kosteneffizient einsetzbar ist. Weiterhin ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei- nen entsprechenden Wärmetauscher und die dazugehörigen Herstellungsverfahren zu beschreiben.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen Bauteilverbund aus Mikrokanal-Struktur und LameUen-Struktur gemäß Patentanspruch 1 und aus Flügelrohr-Struktur und Lamellen-Struktur gemäß Patentanspruch 2 sowie durch einen Wärmetauscher gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 12 und 13. Ebenso wird die Auf- gäbe gelöst durch ein Herstellungsverfahren einer Mikrokanal-Struktur gemäß dem unabhängigen Pa- tentanspruch 15, ein Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 16, ein Herstellungsverfahren eines Bauteilverbundes gemäß dem unabhängigen Patentan- spruch 22 sowie ein Herstellungsverfahren für einen Wärmetauscher gemäß den unabhängigen Patentan- sprüchen 24 und 25. Zudem wird die obige Aufgabe gelöst durch einen Verflüssiger gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 26 und einen Verdampfer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 32. Weitere vorteilhafte Ausfuhrungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnun- gen sowie die anhängigen Patentansprüchen.

Eine Mikrokanal-Struktur für einen Wärmetauscher oder Ähnliches umfasst eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, und mindestens einen, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel, der parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs verläuft.

Darin besteht der erste Bereich aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die eine Fluid-Strömungsrichtung definieren. Mikrokanäle im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Kanäle mit einem Durchmesser≤ 11 mm. Der erste Bereich wird üblicherweise mittels Extrudieren, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt.

Zusätzlich ist zur Vergrößerung der für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung stehenden Oberfläche mindestens ein Flügel vorgesehen, der sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckt. Lateral in diesem Zusammenhang bedeutet, dass sich der mindestens eine Flügel quer zur Strö- mungsrichtung bzw. zur Verlaufsrichtung der Mikrokanäle erstreckt. Der mindestens eine Flügel erstreckt sich vorzugsweise kontinuierlich über im Wesentlichen die gesamte Länge des ersten Bereichs. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass im Vergleich zum bekannten Stand der Technik eine Alternative Lösung zur Vergrößerung der für die Wärmeabfuhr zur Verfügung stehenden Oberfläche geschaffen wird, die nicht an ein Stapeln mehrerer erster Bereiche bzw. Mikrokanal-Strukturen gekoppelt ist. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Flügel ebenfalls mittels Extrusion hergestellt wird, vorzugsweise gleichzeitig mit dem ersten Bereich. Auf diese Weise bilden der Erster Bereich und der mindestens eine Flügel ein einstückiges Element, so dass ein zusätzliches Verbinden des mindestens einen Flügels mit dem Erster Bereich entfallen kann. Ein Vorteil ist somit, dass eine größere für eine Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Oberfläche im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen bereitgestellt wird, so dass auch die Effizienz der erfin- dungsgemäßen Mikrokanal-Struktur im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen erhöht ist. Ein zu erwähnender Nachteil ist der bei gleicher Anzahl an Mikrokanälen größere Bauraum, den die erfindungs- gemäße Mikrokanal-Struktur aufgrund des mindestens einen Flügels benötigt.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die Mikrokanal-Struktur zwei Flügel auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Flügel von gegenüberliegenden Seiten der den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche lateral nach außen erstrecken. Auf diese Weise kann eine weitere Vergrößerung der Oberfläche zur Wärmeüber- tragung erzielt werden.

Weiterhin weist der erste Bereich eine ungefähr rechteckige Querschnittsform auf, die eine größere Breite verglichen mit einer Höhe aufweist, und der mindestens eine Flügel erstreckt sich von der den ersten Be- reich umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe bestimmenden Seitenwand, vorzugsweise mittig. Bei zwei gegenüberliegend angeordneten Flügeln erstreckt sich jeweils ein Flügel von jeweils einer Seiten- wand, vorzugsweise mittig. Auf diese Weise ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen Mikrokanal- Struktur beispielsweise in einem Wärmetauscher eine gute Anströmung durch ein im rechten Winkel zur Fluid-Strömungsrichtung strömendes Wärmeübertragungsmedium gegeben.

Der obige Effekt wird weiter verbessert, indem gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Ränder der unge- fähr rechteckigen Querschnittsform abgerundet sind. Auf diese Weise kann insbesondere eine turbulente Strömung des Wärmeübertragungsmediums um die erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur sowie ein da- raus resultierender möglicher Strömungsabriss vermieden werden.

Zudem entspricht die laterale Erstreckung des mindestens einen Flügels nach außen ungefähr der Hälfte der Breite des ersten Bereichs. Weiterhin bevorzugt ist eine Dicke des mindestens einen Flügels gleich einem Viertel der Höhe des ersten Bereichs. Mit diesen besonders vorteilhaften Proportionen kann die Oberfläche um bis zu 40 % im Vergleich zu bekannten Mikrokanal-Strukturen bzw. zum ersten Bereich alleine vergrößert werden. Eine vorteilhafte Lamellen-Struktur für eine Mikrokanal-Struktur, insbesondere für eine oben beschrie- bene Mikrokanal-Struktur, umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struk- tur bereitstellt, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindes- tens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ers- ten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegen- gesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel ß kleiner 90° einschließt. Bei dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel ß handelt es sich somit um einen Wechselwinkel. Bezogen auf die Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Mikrokanal- Struktur, wird durch den ersten und/oder den zweiten Bereich die Kontaktfläche mit dem ersten Bereich, vorzugsweise mit der gesamten Mikrokanal-Struktur, vergrößert. Auf diese Weise kann die Wärme von dem Erster Bereich bzw. der Mikrokanal-Struktur besser abgeführt werden verglichen mit den bekannten Lamellen-Strukturen.

In einer Ausgestaltung der Lamellen-Struktur schließt der mindestens eine zweite schräg verlaufende Be- reich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° ein. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der zweite schräg verlaufende Bereich bezogen auf eine zur ersten und/oder zweiten Ebene senkrechte Ebene eine einer ersten Nei- gungsrichtung des ersten schräg verlaufenden Bereichs entgegengesetzte zweite Neigungsrichtung auf- weist. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Neigungsrichtung an der senkrechten Ebene gespiegelt, was jedoch keine zwingende Voraussetzung ist. Ein Vorteil dieser Ausfuhrungsform ist, dass nun mindes- tens zwei schräg verlaufende Bereiche vorliegen, die unterschiedliche Neigungsrichtungen und unter- schiedliche oder gleiche Neigungswinkel bezogen auf die senkrechte Ebene aufweisen. Auf diese Weise kann die für eine Wärmeabfuhr zur Verfugung stehende Oberfläche bei Verwendung mit einer Mikroka- nal-Struktur weiter vergrößert werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Lamellen-Struktur eine Mehrzahl erster und zweiter Berei- che sowie eine Mehrzahl erster schräg verlaufender Bereiche und eine Mehrzahl zweiter schräg verlau- fender Bereiche auf. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn der erste schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs angeordnet ist und der zweite schräg verlaufende Bereich mit dem ers- ten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs aus der Mehrzahl der ersten Bereiche und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr bei Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur durch die Vergröße- rung des Kontaktbereichs besonders effizient erfolgen kann. Anders ausgedrückt ist die Lamellen-Struktur so aufgebaut, dass ein Abstand zwischen zwei ersten Berei- chen durch einen zweiten Bereich abgedeckt wird, wenn die Anordnung senkrecht zur ersten bzw. zweiten Ebene betrachtet wird. Der Abstand zwischen den zwei ersten Bereichen ist dabei kleiner als die Länge des zweiten Bereichs. Dies gilt ebenfalls umgekehrt für einen Abstand zwischen zwei zweiten Bereichen und die Länge eines ersten Bereichs. Die Dimensionen der ersten und zweiten Bereiche sind hierbei vorzugs- weise gleich. Ebenso sind vorzugsweise die Dimensionen des ersten und des zweiten schräg verlaufenden Bereichs gleich. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lamellen-Struktur sind der erste Winkel α und der zweite Win- kel ß und/oder der dritte Winkel γ sowie der vierte Winkel δ gleich groß. Dies bedeutet, dass der mindes- tens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich in parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine besonders gleichmäßige Struktur geschaffen, was sich vorteilhaft auf den Wärmeübergang auswirkt.

In einer anderen Ausgestaltung der Lamellen-Struktur sind der erste, der zweite, der erste schräg verlau- fende und/oder der zweite schräg verlaufende Bereich gerade, wellenförmig oder ziehhannonikaformig oder diese Bereich weisen jeweils eine beliebige andere Form oder Kombinationen davon auf. Aufgrund dieser Gestaltungsmöglichkeiten können die Bereiche jeweils gezielt an die Anforderungen der jeweiligen Anwendungen im Hinblick auf die Wärmeabfuhr angepasst werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lamellen-Struktur ist im ersten und/oder zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt, die vorzugsweise an eine Mikrokanal-Struktur, insbesondere an einen ers- ten Bereich einer oben beschriebenen Mikrokanal-Struktur, oder an eine Flügelrohr-Struktur angepasst ist. Mit dieser Ausgestaltung ist die Lamellen-Struktur in besonders vorteilhafter Weise an die Mikrokanal- Struktur und die Flügelrohr-Struktur angepasst, so dass sich ein Kontakt zum Wärmeaustausch zwischen Lamellen-Struktur und Mikrokanal-/Flügelrohr-Struktur möglichst über die gesamte Breite der Mikroka- naWFlügelrohr-Struktur und/oder der Lamellen-Struktur ergibt. Der Wärmeaustauscher wird weiterhin dadurch unterstützt, dass die Vertiefung als Durchbruch oder als flächige Formgestaltung vorgesehen ist. Bei einer flächigen Formgestaltung ist die Vertiefung in das Lamellenmaterial eingeformt, ohne die Lamel- lenfläche zu durchbrechen. Dies stellt eine bestimmte Größe einer Kontaktfläche bereit. Bei einem Durch- bruch reduziert sich die Kontaktfläche auf den Rand des Durchbruchs, der mit der Mikrokanal-Struktur oder der Flügelrohr-Struktur verbunden ist. Ein erfindungsgemäßer Bauteilverbund besteht aus mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanal-Strukturen, oder mindestens einer Flügelrohr-Struktur und einer er- findungsgemäßen Lamellen-Struktur, wobei die zwei Mikrokanal-Strukturen oder die Flügelrohr-Struktu- ren zumindest teilweise über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind, und wobei die Mikroka- nal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Der so hergestellte Bauteilverbund weist die Vorteile der obigen Mikrokanal-Struktur und/oder der obigen Lamellen-Struktur auf. In dieser Hinsicht wird auf die entsprechenden Ausfuhrungen verwiesen.

Der Bauteilverbund in den beiden erfindungsgemäßen Ausgestaltungen lässt sich folgendermaßen zusam- menfassen: Gemäß einer ersten Ausgestaltung besteht der Bauteilverbund aus einer Mehrzahl von Mikro- kanal-Strukturen, die jeweils eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanälen, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, der eine ungefähr rechteckige Querschnittsform aufweist, die eine größere Breite verglichen mit einer Höhe aufweist, und zwei sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche von einer die Höhe bestimmenden Seitenwand nach außen erstre- ckenden Flügel, die parallel zu einer Langsachse des ersten Bereichs verlaufen und einer Lamellen-Struk- tur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungs fläche für die erste Mikrokanal-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in ei- ner zweiten Ebene, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für die zweite Mikrokanal-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt ist, die an die Mikrokanal-Struktur im ersten Bereich angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Be- reich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit ei- nem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem ent- gegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel ß kleiner 90° einschließt, und der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an ei- ner der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei die zwei Mikrokanal-Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen, wobei die Lamellen-Struktur eine Breite aufweist, die mindestens einer Breite der Mikrokanal-Struktur entspricht und die Lamellen-Struktur über die gesamte Breite der Mikrokanal-Struktur mit der Mikrokanal-Struktur in Kontakt steht.

Gemäß der anderen Ausgestaltung besteht der Bauteilverbund aus einer Mehrzahl von länglichen geradli- nig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen, die jeweils ein zentrales Rohr mit einem runden, krummlinigen oder rechteckigen Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeordnete und sich late- ral von dem zentralen Rohr nach außen erstreckende Flügel aufweisen, die parallel zu einer Längsachse des zentralen Rohrs verlaufen, und einer Lamellen-Struktur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Verbindungsfläche für die erste Flügelrohr- Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der eine zweite Verbin- dungsfläche für die zweite Flügelrohr-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mit- tige Vertiefung bereitgestellt ist, die an eine Form des Rohrs der Flügelrohr-Struktur angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich ange- ordnet ist, wobei der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ers- ten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel ß kleiner 90° einschließt, und der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° sowie an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt, wobei die zwei Flügelrohr- Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen so- wie die Lamellen-Struktur mindestens eine Breite aufweist, die einer Breite der Flügelrohr-Struktur ent- spricht, und die Lamellen-Struktur über die gesamte Breite der Flügelrohr-Struktur mit der Flügelrohr- Struktur in Kontakt steht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Bauteilverbund eine Mehrzahl von Mikrokanal- oder Flügelrohr-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanal-Strukturen, deren erste Be- reiche vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, wobei jede Mikrokanal-Struktur mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur zumindest teilweise über eine erfindungsgemäße Lamellen-Struktur verbunden ist. Auf diese Weise kann eine beliebige Anzahl an Mikrokanal- oder Flügelrohr-Strukturen für den Einsatz in einem späteren Wärmetauscher übereinander gestapelt werden, wobei zwischen den Mikrokanal-Strukturen eine jeweilige I _^ amellen-Struktur vorhanden ist. Die Lamellen-Struktur ist vor- zugsweise an den Mikrokanal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen befestigt, beispielsweise mittels Lö- ten, Schweißen, Kleben. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist der Bauteilverbund die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen in einem mäanderformigen Verlauf parallel zueinander und flüssigkeitsleitenden hintereinander miteinander verbunden auf, so dass ein Flüssigkeitszulauf mit einem Eingang und ein Flüssigkeitsablauf mit einem Ausgang des mäanderfor- migen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen verbindbar ist. Diese bevorzugte niäanderformige Anordnung bildet die Grundlage für einen effizienten und flüssigkeitssparenden Haushalt an Kühlmittel, das im Bau- teilverbund und späteren Wärmetauscher eingesetzt wird. Denn das zentrale Rohr der länglichen geradli- nig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen bildet jeweils an einem Ende in einem gebogenen End- oder Verbindungsbereich ohne Flügel die Flüssigkeitsverbindung zur benachbarten länglichen geradlinig ver- laufenden Flügelrohr-Struktur. Vorzugsweise ist wird durch die einzelnen gebogenen Verbindungsberei- che ein geringeres Volumen an Kuhlflüssigkeit zur Versorgung der Flügelrohr-Strukturen benötigt, als es mit einem ersten und einem zweiten Verteilerrohr in Kombination mit den Mikrokanal-Strukturen der Fall ist.

Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein erstes Verteilerrohr zum Zufuhren eines Fluides und ein zweites Verteilerrohr zum Ableiten eines Fluides sowie einen erfindungsgemäßen Bauteilverbund, wobei die Mikrokanäle jeder Mikrokanal-Struktur an einem ersten Ende in Strömungsverbindung mit dem ersten Verteilerrohr und an einem zweiten Ende in Strömungsverbindung mit dem zweiten Verteiler- rohr stehen. Im Hinblick auf die Vorteile wird auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur sowie zur erfindungsgemäßen Lamellen-Struktur verwiesen.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein Zufuhrrohr zum Zuführen eines Fluides und ein Abfuhrrohr zum Ableiten eines Fluides sowie einen Bauteilverbund mit mindestens zwei Flügelrohr- Strukturen verbunden über eine bevorzugte Lamellen-Struktur gemäß obiger Beschreibung, wobei die zentralen Rohre der Flügelrohr-Strukturen in Strömungsrichtung hintereinander miteinander verbunden sind, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abfuhrrohr bereitzustellen. Der Wärmetauscher mit Flügelrohr-Strukturen nutzt bekannte Konstruktionsprinzipien eines Wärmetau- schers dieser Art. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Lamellen-Struktur mindestens über die gesamte Breite des Flügelrohrs, also quer zur Längsachse des Flügelrohrs. Dieser Kontakt in Querrichtung zwi- schen Flügelrohr-Struktur oder Mikrokanal-Struktur und der Lamellen-Struktur erstreckt sich über die maximale Breite. Bevorzugt wird dieser Kontaktbereich vergrößert, indem einander gegenüberliegende Kontaktflächen von FlügehOhr-/Mikrokanal-Struktur und Lamellen-Struktur vergrößert werden. Diese gilt für Kontaktlinien und/oder Kontaktflächen im Bereich der Flügel und/oder des Rohrs oder des Be- reichs der miteinander verbundenen Mikrokanäle. Des Weiteren sind die zentralen Rohre der Flügelrohr- Strukturen nacheinander miteinander verbunden, um die Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abfuhrrohr für Kühlflüssigkeit bereitzustellen. Innerhalb dieses Verbunds ist die Mehrzahl der länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen in einem rnäanderförrnigen Verlauf parallel zu- einander angeordnet. Somit spannen die mehreren Flügelrohr-Strukturen aufgrund dieser rriäanderformi- gen Anordnung eine annähernd ebene Fläche auf. Das Zufuhrrohr ist mit dem Eingang und das

Abfuhrrohr ist mit dem Ausgang des rnäanderförrnigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind mindestens zwei mäanderformige Verläufe der Flügel- rohr-Strukturen parallel zueinander und flächig nebeneinander angeordnet und stehen in Strömungsver- bindung miteinander. Zudem bevorzugt sind die Flügel der Flügelrohr-Strukturen annähernd senkrecht zu der durch die mäanderförmigen Verläufe der Flügelrohr-Strukturen aufgespannten Ebene/Ebenen ange- ordnet.

Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für eine Mikrokanal-Struktur weist den Schritt auf: Extrudieren einer Mikrokanal-Struktur bestehend aus einer Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikrokanä- len, die einen ersten Bereich der Mikrokanal-Struktur definieren, und mindestens einem, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel, der parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs verläuft, vorzugsweise aus Aluminium.. Mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird eine erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur hergestellt. Im Hinblick auf die Vorteile wird daher auf die erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur verwiesen.

Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur umfasst die Schritte: Bereitstellen von mindestens einem ersten Bereich, der eine erste Verbindungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur oder eine Flügelrohr-Struktur bereitstellt, und mindestens einem zweiten Bereich, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struktur oder eine zweite Flügelrohr-Struktur be- reitstellt, danach Anordnen eines ersten schräg verlaufenden Bereichs mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich derart, dass der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen zweiten Winkel ß kleiner 90° einschließt, und Anordnen eines zweiten schräg verlaufenden Bereichs mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich. Mittels dieses Herstellungsverfah- rens ist die erfindungsgemäße Lamellenstruktur herstellbar. Daher wird im Hinblick auf die entsprechen- den Vorteile auf die Ausführungen zur Lamellen-Struktur verwiesen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung erfolgt der Schritt des Anordnens des zweiten schräg verlaufenden Bereichs so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich oder dem weiteren ersten Bereich einen dritten Winkel γ kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegenge- setzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt.

Des Weiteren umfasst der Schritt des Bereitstellens das Bereitstellen einer Mehrzahl erster und zweiter Bereiche und die Schritte des Anordnens des ersten und zweiten schräg verlaufenden Bereichs werden mehrfach wiederholt. Weiterhin bevorzugt erfolgt das Anordnen des ersten schräg verlaufenden Bereichs so, dass der erste schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs angeordnet wird und das Anordnen des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erfolgt so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs aus der Mehrzahl der ersten Bereiche und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs an- geordnet wird.

Zudem umfasst das Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur den weiteren Schritt: Bereitstellen ei- ner mittigen Vertiefung im ersten und/oder zweiten Bereich, die vorzugsweise an eine Mikrokanal-Struk- tur, insbesondere an einen ersten Bereich einer erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur, oder eine Flügelrohr-Struktur angepasst ist. Gemäß einer ersten Alternative können der erste und/oder der zweite Bereich bereits beim anfanglichen Bereitstellen der Bereiche eine Vertiefung für die Mikrokanal-Struktur, insbesondere für einen ersten Bereich davon, aufweisen. Wird die Lamellen-Struktur aus Einzelteilen zu- sammengesetzt, so kann die Vertiefung beispielsweise vor dem Anordnen des erste und/oder des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erzeugt werden. Gemäß einer weiteren Alternative können entsprechende Vertiefungen auch später bereitgestellt werden.

Außerdem werden die Schritte des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens der Lamellen-Struktur mittels Biegen einer Blechlage realisiert. Wird die Lamellen-Struktur insgesamt aus einer Blechlage durch Biegen hergestellt, so wird die oben genannte Vertiefung entweder vor oder nach dem Biegen in den Bereichen erzeugt, die später dem ersten und/oder dem zweiten Bereich entsprechen. Es ist ebenfalls denkbar, Durchbrüche auszustanzen oder auszuschneiden. Ein Herstellungsverfahren eines Bauteilverbunds umfasst die Schritte: Bereitstellen von mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen oder Flügelrohr-Strukturen, insbesondere die oben beschriebenen Mikrokanal- strukturen, und einer der oben beschriebenen Lamellen-Strukturen, danach zumindest teilweises Verbin- den der zwei Mikrokanal-Strukturen oder der Flügelrohr-Strukturen mittels der Lamellen-Struktur, beispielsweise mittels Anlöten, Schweißen oder Kleben der Lamellen-Struktur.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Schritt des Bereitstellens im Herstellungsverfahren des Bauteil- verbunds das Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikrokanal-/Flügelrohr-Strukturen und Lamellen-Struktu- ren und der Schritt des Verbindens umfasst das zumindest teilweise Verbinden jeder Mikrokanal-Struktur aus der Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur bzw. jeder Flügelrohr-Struktur aus der Mehrzahl an Flügelrohr-Strukturen mit der jeweiligen benachbarten Flü- gelrohr-Struktur, mittels einer jeweiligen Lamellen-Struktur (120).

Ein Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers umfasst die Schritte: Bereitstellen eines ersten Verteilerrohrs, Bereitstellen eines zweiten Verteilerrohrs sowie Bereitstellen eines erfmdungs- gemäßen Bauteilverbunds und danach Verbinden der Mikrokanäle jeder Mikrokanal-Struktur an einem ersten Ende mit dem ersten Verteilerrohr und an einem zweiten Ende mit dem zweiten Verteilerrohr. Wird der Wärmetauscher aus einer Flügelrohr-Struktur hergestellt, dann wird zunächst ein Zufuhr- und ein Ab- fuhrrohr bereitgestellt und mit den Flügelrohr-Strukturen verbunden, die zuvor nacheinander miteinander - also in Reihe - verbunden worden sind. Ein erfindungsgemäßer Verflüssiger besteht aus mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, Unterein- heiten mit jeweils einer Mehrzahl von länglichen, geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen, die je- weils ein zentrales Rohr mit einem runden, krummlinigen oder eckigen Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeordnete und sich lateral von dem zentralen Rohr nach außen erstreckende Flügel aufweisen, die parallel zu einer Längsachse des zentralen Rohrs verlaufen, und einer Lamellen- Struktur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Kontaktzone für die erste Flügelrohr-Strukrur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der eine zweite Kontaktzone für die zweite Flügelrohr-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt ist, die an eine Form des Rohrs der Flügelrohr- Struktur angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende an einem benachbarten zweiten Bereich oder am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei zwei Flügelrohr-Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen, so dass die Flü- gel einer Untereinheit in parallelen Ebenen angeordnet sind, und die Lamellen-Struktur mindestens eine Breite aufweist, die einer Breite der Flügelrohr-Struktur entspricht, und die Lamellen-Struktur über die Breite der Flügelrohr-Struktur mit der Flügelrohr-Struktur in Kontakt steht, wobei die Untereinheiten ne- beneinander angeordnet sind und im Betrieb des Verflüssigers eine Strömungsrichtung einer über die La- mellenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft ungefähr rechtwinklig zur Lamellen-Struktur ausgerichtet ist, und der Verflüssiger weiterhin umfasst ein Zufuhrrohr zum Zufuhren eines Fluides, das mit einem ersten Ende der Mehrzahl der Flügelrohr-Strukturen mindestens einer der Untereinheiten ver- bunden ist sowie ein Abfuhrrohr zum Abführen eines Fluides, das mit einem zweiten dem ersten Ende entgegensetzten Ende der Flügelrohr-Strukturen mindestens einer der Untereinheiten verbunden ist, wobei der Innendurchmesser des zentralen Rohrs der Flügelrohr-Struktur mindestens 3 mm be-trägt, der Außen- durchmesser des zentralen Rohrs der Flügelrohr-Struktur mindestens 4 mm beträgt und eine Breite der Flügelrohr-Struktur vorzugsweise < 25 mm ist.

Bei einem Verflüssiger oder Kondensator handelt es sich allgemein um eine Vorrichtung, in der ein im Inneren des zentralen Rohrs der Flügekohr-Struktur strömendes Fluid vom gasförmigen Aggregatzustand in den flüssigen Aggregatzustand überfuhrt wird (Kondensation). In Wärmekraftmaschinen und in Kälte- anlagen dienen Kondensatoren der Verflüssigung des Abdampfes bzw. des dampfförmigen Kältemittels. Das ermöglicht in diesen Anlagen somit einen geschlossenen Kreisprozess. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verflüssigers ist der besonders kompakte Aufbau und der besonders effiziente Abtransport der Wärme mittels der Flügelrohr-Struktur in Kombination mit der Lamellen-Struk- tur und dem spezifischen Aufbau und der Dimensionierung. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Verflüssiger daher höchstens sechs Untereinheiten auf.

Es ist ebenfalls bevorzugt, dass ein Abstand zwischen zwei Flügelrohr-Strukturen derselben Untereinheit zwischen 10 und 12 mm beträgt. In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrimgsform beträgt der durchschnitt- liche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten und/oder zweiten Bereichen der Lamellenstruk- tur 3 bis 9 mm. Weiterhin bevorzugt beträgt der Abstand zwischen zentralen Rohren benachbarter Untereinheiten 25 bis 35 mm, vorzugsweise gemessen von Rohrmitte zu Rohrmitte. Mit jedem dieser Merk- male alleine kann bereits eine besonders kompakte Bauweise des Verflüssigers erzielt werden. Diese Merk- male in Kombination führen daher zu einer besonders vorteilhaften und effizienten Ausführungsform des Verflüssigers.

Schließlich ist es bevorzugt, dass eine Breite des Verflüssigers rechtwinklig zur Strömungsrichtung der über die Lamellenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft 200 bis 250 mm beträgt, eine Höhe des Ver- flüssigers rechtwinklig zur Strömungsrichtung der über die Lamellenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft 100 bis 150 mm beträgt und eine Tiefe des Verflüssigers in Strömungsrichtung der über die Lamel- lenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft 80 bis 150 mm beträgt. Durch diese Dimensionierungen ist der Verflüssiger beispielsweise auch in Haushaltsgeräten wie einem Wäschetrockner einsetzbar.

Ein Verdampfer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, vorzugsweise genau, zwei länglichen gerad- linig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen, die jeweils eine Mehrzahl zentraler Rohrabschnitte mit einem runden, krummlinigen oder eckigen Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeord- nete und sich lateral von dem zentralen Rohrabschnitt nach außen erstreckende Flügel aufweisen, die pa- rallel zu einer Langsachse des zentralen Rohrabschnitts verlaufen, wobei die Flügel einer jeweiligen Flügelrohr-Struktur in derselben Ebene angeordnet sind, und der Verdampfer umfasst weiterhin eine La- mellen-Struktur, die folgende Merkmale umfasst: mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Kontaktzone für die erste Flügelrohr-Struktur bereitstellt, mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene, der eine zweite Kontaktzone für die zweite Flügelrohr-Struktur bereitstellt, wobei im ersten und zweiten Bereich eine mittige Vertiefung bereitgestellt ist, die an eine Form des Rohrs der Flügelrohr-Struktur angepasst ist, mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ers- ten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Be- reich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende an einem benachbarten zweiten Bereich oder am zweiten Bereich angeordnet ist, wobei die zwei Flügel- rohr-Strukturen über die Lamellen-Struktur miteinander verbunden sind und parallel zueinander verlaufen sowie die Lamellen-Struktur mindestens eine Breite aufweist, die einer Breite der Flügelrohr-Struktur ent- spricht, und die Lamellen-Struktur über die Breite der Flügelrohr-Struktur mit der Flügelrohr-Struktur so- wie mit mehreren Rohrabschnitten der jeweiligen Flügelrohr-Struktur in Kontakt steht, wobei im Betrieb des Verdampfers eine Strömungsrichtung einer über die Lamellenstruktur des Verdampfers strömenden Luft ungefähr rechtwinklig zur Lamellen-Struktur ausgerichtet ist, und der Außendurchmesser des zentra- len Rohrs der Flügelrohr-Struktur 6 bis 8 mm beträgt, wobei eine Wandstärke 0,5 mm beträgt und eine Breite der Flügelrohr-Struktur 25 bis 30 mm ist.

Bei einem Verdampfer handelt es sich allgemein um eine Vorrichtung, in der ein im Inneren des zentralen Rohrs der Flügelrohr-Struktur strömendes Fluid vom flüssigen Aggregatszustand in den gasförmigen Ag- gregatzustand überfuhrt wird. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verdampfers ist, ebenso wie beim erfin- dungsgemäßen Verflüssiger, der besonders kompakte Aufbau. In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform weist der Verflüssiger daher genau zwei Flügelrohr-Strukturen auf.

Jede der zwei Flügelrohrstrukturen umfasst eine Mehrzahl an Rohrabschnitten mit Flügeln. Die Rohrab- schnitte mit Flügeln einer jeweiligen Flügelrohr-Struktur sind dabei so angeordnet, dass die Flügel in einer Ebene angeordnet sind. Dies unterscheidet den erfindungsgemäßen Verdampfer beispielsweise von dem erfindungsgemäßen Verflüssiger, bei dem die Flügel einer Flügelrohr-Struktur in parallelen Ebenen ange- ordnet sind. Um nun mehrere Rohrabschnitte mit Flügeln einer Flügelrohr-Struktur mit ebenfalls mehreren Rohrabschnitten mit Flügeln einer weiteren Flügelrohr-Struktur zu verbinden, umfasst die Lamellenstruktur vorzugsweise eine Mehrzahl mittiger Vertiefungen, so dass eine Lamellen-Struktur jeweils mehrere Rohr- abschnitte mit Flügeln der ersten und der zweiten Flügelrohr-Struktur miteinander verbindet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Abstand zwischen den Flügeln der ersten und der zweiten Flügelrohr-Struktur ungefähr 20 mm. Ebenso bevorzugt ist die Breite der Flügelrohr-Struktur < 30 mm. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Bauweise des Verdampfers erzielbar. Vorzugsweise ist zwischen den Flügeln der Flügelrohr-Struktur und der Lamellenstruktur zumindest teil- weise ein Hohlraum vorhanden, der mit einem Mittel bereitgestellt ist, um einem Auftauen zu widerstehen. Auf diese Weise kann die Effektivität des Verdampfers weiter verbessert werden.

Nachfolgend wird eine detaillierte Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bezugszeichen gleiche Bau- teile. 4. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Mikrokanal-Struktur gemäß Stand der

Technik

Figur 2 die Mikrokanal-Struktur aus Fig. 1 im Querschnitt

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Lamellen-Struktur gemäß Stand der

Technik,

Figur 4 die Lamellen-Struktur aus Fig. 3 im Querschnitt,

Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Bauteilverbunds bestehend aus mehre- ren Mikrokanal-Strukturen und Lamellen-Strukturen gemäß Stand der Technik,

Figur 6 den Bauteilverbund aus Fig. 5 in einer seitlichen Ansicht,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsge- mäß bevorzugten Mikrokanal-Struktur,

Figur 8 die Mikrokanal-Struktur aus Fig. 7 im Querschnitt,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer

Lamellen-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 10 einen Querschnitt der Lamellen-Struktur aus Fig. 9,

Figuren 11 und 12 eine perspektivische Ansicht eines Bauteilverbunds bestehend aus Mikro- kanal-Strukturen und Lamellen-Strukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 13 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines

Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 14 einen Ausschnitt des Wärmetauschers aus Fig. 13 in Seitenansicht und

Figur 15 einen Ausschnitt des Wärmetauschers aus Fig. 14 und 13 zur Verdeutli- chung eines Anschlusses eines ersten Bereichs an ein Verteilerrohr.

Figur 16 eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Bauteilverbunds mit einer

Flügelrohr-Struktur und einer Lamellen-Struktur, Figur 17 eine bevorzugte Ausführungsform einer weiteren Lamellen-Struktur,

Figur 18 eine Seitenansicht der Lamellen-Struktur aus Figur 17,

Figur 19 eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Lamellen-Struktur mit

Kontaktflächen zu einem angrenzenden nicht gezeigten Flügelrohr,

Figur 20 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Bauteilver- bunds bestehend aus einer Lamellen-Struktur und einer Flügelrohr-Struk- tur,

Figur 21 eine weitere Seitenansicht des bevorzugten Bauteilverbunds gemäß Figur

20,

Figur 22 eine perspektivische Ansicht des Bauteilverbunds gemäß Figur 21 ,

Figur 23 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus dem Bau- teilverbund gemäß Figur 22,

Figur 24 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß bevorzugten Wärme- tauschers mit einem bevorzugten Bauteilverbund bestehend aus Flügel- rohr-Strukturen und dazwischen angeordneten Lamellen-Strukturen,

Figur 25 eine erste perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß bevorzugten

Verflüssigers,

Figur 26 eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß bevorzugten

Verflüssigers, Figur 27 eine Seitenansicht des erfindungsgemäß bevorzugten Verflüssigers,

Figur 28 eine Endansicht des erfindungsgemäß bevorzugten Verflüssigers,

Figur 29 eine erste perspektivische Ansicht eines erfmdungsgemäß bevorzugten

Verdampfers,

Figur 30 eine Seitenansicht des erfindungsgemäß bevorzugten Verdampfers,

Figur 31 eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß bevorzugten

Verdampfers und

Figur 32 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäß bevorzugten Verdampfers.

5. Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Eine erfindungsgemäße Mikrokanal-Struktur ist beispielsweise in einem Wärmetauscher eines Kraftfahr- zeugs, wie beispielsweise in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, einsetzbar. Weiterbin findet die Mikrokanal-Struktur Einsatz in jeglichen Hochleistungsgeräten, die in einem möglichst geringen zur Ver- fügung stehenden Raum eine möglichst effiziente Wärmeübertragung gewährleisten müssen.

Bezug nehmend auf die Figuren 7 und 8 besteht eine Mikrokanal-Struktur 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus vier Mikrokanälen 104, die zusammen einen ersten Bereich 102 mit einer Fluid- Strömungsrichtung definieren. Die Mikrokanäle 104 haben vorzugsweise einen Durchmesser von höchs- tens 1 mm. Vier Mikrokanäle 104 sind nebeneinander angeordnet, wobei die zwei mittleren Mikrokanäle eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweisen. Der erste Bereich 102 weist dadurch ins- gesamt eine ungefähre rechteckige Querschnittsform auf. Die beiden Mikrokanäle 104 an den Außenseiten weisen abgerundete Ränder 108 auf. Insbesondere die abgerundeten Ränder 108 dienen zur Verbesserung der Anströmung durch ein Wärmeübertragungsmedium in Verbindung mit unten erläuterten Flügeln 106, so dass beispielsweise eine Anströmung möglichst laminar erfolgen kann und ein Strömungsabriss am ers- ten Bereich 102 vermeidbar ist. An einer den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche sind weiterhin zwei Flügel 106 vorgesehen, die sich lateral nach außen erstrecken und parallel zu einer Längsachse des ersten Bereichs 102 verlaufen. Die Flügel 106 erstrecken sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge des ersten Bereichs 102. Dies bedeutet, dass die Flügel 106 sich nicht ganz bis zum jeweiligen Ende des ersten Bereichs 102 erstrecken, so dass der erste Bereich 102 an beiden axialen Enden einen Verbindungsbereich 110 aufweist. Der Ver- bindungsbereich 110 dient für eine Verbindung zu einem Verteilerrohr eines Wärmetauschers ISO oder eine anderen entsprechenden Vorrichtung.

Aus Fig. 8 ist eine besonders vorteilhafte Proportionalität des ersten Bereichs 102 zu den Flügeln 106 er- kennbar. Gemäß den Figuren 7 und 8 setzt sich eine Gesamtbreite B _Ges der Mikrokanal-Struktur 100 aus zwei Mal der Breite eines Flügels 106 und ein Mal einer Breite Bs des ersten Bereichs 102 zusammen. Die Breite der beiden Flügel 106 zusammen entspricht ungefähr der Breite Bs des ersten Bereichs 106. Das Verhältnis der Gesamtbreite B _Ges der Mikrokanal-Struktur 100 zur Breite Bs des ersten Bereichs 102 beträgt daher ungefähr 2:1. Die Dicke D der Flügel 106 ist ungefähr ein Viertel der Höhe Hs des ersten Bereichs 102.

Wie in den Figuren 7 und 8 erkennbar, sind die Flügel 106 insbesondere mittig an einer eine Höhe Hs des ersten Bereichs 102 definierenden Seitenwand der den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche ange- ordnet. Auf diese Weise und mittels der abgerundeten Ränder 108, wie bereits oben dargelegt, kann eine durchgehend laminare Strömung zur Verbesserung der Wärmeübertragung gewährleistet werden. Mittels dieses Aufbaus ist eine Oberflächenvergrößerung von ca. 40 % im Vergleich zur in den Figuren 1 und 2 dargestellten Struktur erzielbar. Dies wirkt sich ebenfalls entsprechend vorteilhaft auf eine Wärmeabfuhr aus.

Die Figuren 9 und 10 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Lamellen-Struktur 120 für eine Mikrokanal-Struktur 100. Die Lamellen-Struktur 120 besteht aus einem geraden ersten Bereich 122 in einer ersten Ebene und einem geraden zweiten Bereich 124 in einer zweiten Ebene. Die erste und die zweite Ebene sind parallel zueinander. Der erste Bereich 122 ist mit dem zweiten Bereich 124 über einen ersten geraden schräg verlaufenden Bereich 126 verbunden. Der erste schräg verlaufende Bereich 126 schließt mit dem ersten Bereich 122 einen ersten Winkel α < 90° ein. Ebenso schließt der erste schräg verlaufende Bereich 126 mit dem zweiten Bereich 124 einen zweiten Winkel ß < 90° ein. Bei dem ersten Winkel α und dem zweiten Winkel ß handelt es sich um einen Wechselwinkel, da diese auf entgegengesetzten Seiten des ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 und an gegenüberliegenden Seite des ersten 122 und des zweiten Bereichs 124 vorliegen. Aufgrund der parallelen Anordnung der ersten und der zweiten Ebene sind der erste α und der zweite Winkel ß gleich. Weiterhin weist der erste schräg verlaufende Bereich 126 eine erste Neigungsrichtung bezogen auf eine zur ersten und/oder zweiten Ebene senkrechte Ebene auf. Diese senk- rechte Ebene verläuft dabei quer zu einer Fluidströmungsrichtung, was bei der Verwendung der Lamellen- Struktur 120 mit der Mikrokanal-Struktur 1, 100 ersichtlich wird. Die aus dieser Anordnung resultierende Struktur vergrößert im Vergleich zu bekannten ziehharmonikaförmigen oder S-förmigen Strukturen bei Verwendung mit einer Mikrokanal-Struktur 1, 100 einen Kontaktbereich mit der Mikrokanal-Struktur 1, 100, so dass auf diese Weise auch die Wärmeabfuhr noch weiter verbessert werden kann.

Um die Struktur fortzusetzen ist weiterhin ein zweiter gerader schräg verlaufender Bereich 128 vorgesehen. Der zweite schräg verlaufende Bereich 128 schließt mit einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich 122 einen dritten Winkel γ < 90° und mit dem zweiten Bereich 124 einen vierten Winkel δ < 90°. Bei dem dritten γ und vierten Winkel δ handelt es sich auch wieder, wie für den ersten schräg verlaufenden Bereich 126 bereits beschrieben, um Wechselwinkel. Bezogen auf die oben beschriebene senkrechte Ebene weist der zweite schräg verlaufende Bereich 128 eine zweite Neigungsrichtung auf, die der ersten entgegengesetzt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Neigungsrichtung eine Spiegelung der ersten Nei- gungsrichtung an der senkrechten Ebene. Vorzugsweise sind die Dimensionen der ersten 122 und zweiten Bereiche 124 sowie der ersten schräg verlaufenden 126 und der zweiten schräg verlaufenden Bereiche 128 gleich. Dies gilt auch für alle vier Winkel α, ß, γ, δ. Weiterhin Bezug nehmend auf die Figuren 9 und 10 sind, anders ausgedrückt, mehrere erste Bereiche 122 derart voneinander beabstandet, dass der Abstand zwischen den ersten Bereichen 122 kleiner ist als eine Länge der zweiten Bereiche 124. Wird die Lamellen-Struktur 120 von einer Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Ebene betrachtet, dann überlagert ein zweiter Bereich 124 den Abstand zwischen zwei ersten Bereichen 122 und umgekehrt.

Wie ebenfalls in den Figuren 9 und 10 erkennbar, weisen die ersten 122 und zweiten Bereiche 124 mittig eine Vertiefung 130 zur Aufnahme des ersten Bereichs 102 der Mikrokanal-Struktur 100 auf. Die ersten 126 und zweiten Bereiche 128 verfügen ebenfalls über entsprechende Ausnehmungen an den Kontaktbe- reichen zu den ersten und zweiten Bereichen 122, 124. Dadurch ergibt sich im mittigen Bereich der Lamel- len-Struktur 120 bei der Vertiefung 130 eine Höhe H _LS , die entsprechend niedriger ist als die Gesamthöhe H _LGes der Lamellen-Struktur 120.

Da die Lamellen-Struktur 120 insgesamt eine Breite B _LGes aufweist, die ungefähr der Breite B _Ges der Mikro- kanal-Struktur 100 entspricht, ergeben sich an den Randbereichen der Lamellen-Struktur 120 die Vor- sprünge 132. Der daraus resultierende Vorteil wird ersichtlich, wenn die Figuren 11 und 12 mit betrachtet werden. Hierbei zeigt sich, dass die Lamellen-Struktur 120 über die gesamte Breite mit der Mikrokanal- Struktur 100 in Kontakt steht. Auf diese Weise kann also die zur Wärmeabfuhr zur Verfügung stehende Fläche besonders effektiv vergrößert werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass, bei Verwendung mit einer herkömmlichen Mikrokanal-Struktur 1, die Vertiefung 130 so vorgesehen ist, dass sich die Vor- sprünge 132 von zwei an den jeweiligen Seiten der Mikrokanal-Struktur 1 angeordneten Lamellen-Struk- turen 120 berühren und so entsprechende Flügel darstellen. In diesem Fall würde die Breite der Vertiefung 130 der Lamellen-Struktur 120 der Breite der Mikrokanal-Struktur 1 entsprechen und eine Breite der je- weiligen Vorsprünge 132 könnte jeweils der Hälfte der Breite der Mikrokanal-Struktur 1 bzw. der Vertie- fung 130 entsprechen. In den Figuren 11 und 12 ist ein Bauteilverbund 140 gemäß einer Ausfuhrungsform dargestellt. Der Bau- teilverbund 140 besteht aus drei Mikrokanal-Struktur en 100, die über zwei Lamellen-Strukturen 120 mit- einander verbunden sind. Die Lamellen-Struktur 120 ist zwischen den Mikrokanal-Strukturen 100 befestigt. Dies kann beispielsweise durch Einklemmen zwischen den Mikrokanal-Strukturen 100 oder durch andere Befestigungsarten wie beispielsweise Anlöten an die jeweilige Mikrokanal-Struktur 100 erfolgen. Im Ver- gleich zu dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten bekannten Bauteil verbünd 20 kann mit dem Bauteilverbund 140 gemäß den Figuren 11 und 12 eine Oberflächenvergrößerung von ca. 43 % erreicht werden, was eine entsprechend verbesserte Wärmeübertragung zur Folge hat.

Die Figuren 13 bis 15 zeigen schließlich eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmetauschers ISO. Der Wärmetauscher 150 weist ein erstes Verteilerrohr 152 mit einem ersten Anschluss 1S6 sowie ein zweites Verteilerrohr 154 mit einem zweiten Anschluss 158 auf. Über einen der beiden Anschlüsse 1S6, 1S8 wird ein Fluid zugeführt, während über den jeweils anderen Anschluss 158, 156 das Fluid wieder abgeführt wird.

Zwischen den beiden Verteilerrohren 152 und 154 ist ein Bauteilverbund 140 angeordnet. Die Anzahl der Mikrokanal-Strukturen 100 im Bauteilverbund 140 hängt dabei von der Höhe der Verteilerrohre 152, 154 ab. Insbesondere Fig. 15 zeigt, dass der Verbindungsbereich 110 als flügelloser Bereich der Mikrokanal- Struktur 100 zur Verbindung mit dem jeweiligen Verteilerrohr 152, 154 verwendet wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Bauteilverbunds 140' zeigt Figur 16. Dieser Bauteilver- bund 140' besteht aus einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der bereits oben beschriebenen Lamel- len-Struktur 120'. Diese Lamellen-Struktur 120' verbindet gegenüberliegend angeordnete Flügelrohre 200. Derartige Flügelrohre 200 bestehen aus einem zentralen Rohr 210 mit einem runden, krummlinigen oder eckigen Leitungsquerschnitt. Des Weiteren besitzt das zentrale Rohr 210 an zwei einander gegenüberlie- genden Seiten jeweils einen Flügel 220, der sich in radialer Richtung von dem zentralen Rohr 210 erstreckt. Die sich radial nach außen erstreckenden Flügel 220 verlaufen parallel zur Längsachse des zentralen Rohrs 210 und somit der gesamten Flügelrohr-Struktur.

Mindestens zwei zueinander parallel angeordnete Flügelrohr-Strukturen 200 sind über eine dazwischen angeordnete Lamellen-Struktur 120' miteinander verbunden. Dabei weist die Lamellen-Struktur 120' die- selben konstruktiven Eigenschaften auf, wie sie oben bereits in Kombination mit der Mikrokanal-Struktur 1 ; 100 erläutert worden sind. Entsprechend stellen die ersten 122' und zweiten Bereiche 124' in der bevor- zugten Ausführungsform der Figur 16 und in den Lamellen-Strukturen 120' der Figuren 17 und 18 einen linienartigen Kontakt zu den benachbarten Flügelrohr-Strukturen 200 her. Der erste schräg verlaufende Bereich 126' und der zweite schräg verlaufende Bereich 128' verbindet die beiden gegenüberliegend zuei- nander geradlinig verlaufenden ersten und zweiten geraden Bereiche 122' und 124'. Zudem verbinden die schräg verlaufenden Bereiche 126' und 128' die beiden gegenüberliegend zueinander angeordneten Flügel 220 sowie das zentrale Rohr 210. Damit stellt in gleicher Weise wie zwischen der oben beschriebenen Lamellen-Struktur 120 und der Mikrokanal-Struktur 1; 100 die Lamellen-Struktur 120' einen wärmeleiten- den Kontakt zur Flügelrohr-Struktur 200 her. Auf diese Weise vergrößert die Lamellen-Struktur 120' die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Fläche der Flügel-Struktur 200. Wie man anhand der bevorzugten Ausführungsform der Lamellen-Struktur 120' in Figur 17 erkennen kann, weist diese in dem ersten geraden Kontaktbereich 12Γ eine Vertiefung 130' auf. Diese Vertiefung 130' ist an die Form des zentralen Rohrs 210 angepasst, um dieses in der Vertiefung 130' aufzunehmen. Während in der bevorzugten Ausführungsform der Figur 17 die Vertiefung 130' als ein ausgeschnittener Bereich aus dem geraden Bereich 122' der Lamellen-Struktur 120' gezeigt ist, ist es ebenfalls bevorzugt, die Vertiefung 130' flächig bereitzustellen. Dazu wird der gerade erste Bereich 122' gerade nicht als spitz zulaufender linienartiger Kontaktbereich bereitgestellt, sondern als ein gerader flächiger Kontaktbereich, wie es in Figur 19 schematisch dargestellt ist. Die dort gezeigte Kontaktfläche 122' ist flächig ausgebildet und liegt somit bevorzugt an dem zentralen Rohr 210 und den Flügeln 220 der Flügelrohr-Struktur an. Entsprechend ist es ebenfalls bevorzugt, eine flächige Vertiefung (nicht gezeigt) für das zentrale Rohr 210 in den geraden Be- reichen 122' und 124' vorzusehen.

Wie man anhand der bevorzugten Ausfuhrungsformen des Bauteilverbunds 140' gemäß den Figuren 20-23 erkennen kann, sind eine Vielzahl von Flügelrohr-Strukturen 200 bestehend aus den Flügeln 220 und einem zentralen Rohr 210 parallel zueinander angeordnet. Jeweils benachbarte Flügelrohr-Strukturen 200 mit zentralem Rohr 210 und Flügeln 220 sind über die jeweils zwischengeordnete Lamellen-Struktur 120' mit- einander verbunden, um die wärmetauschenden Flächen der Flügelrohr-Struktur zu vergrößern. Um einen Flüssigkeitsverbund zwischen den parallel zueinander angeordneten Flügelrohren 210, 220 herstellen zu können, sind die zentralen Rohre 210 über gebogene Rohrabschnitte 230 ohne Flügel miteinander verbun- den (siehe Figuren 20, 21, 23). Der Bauteilverbund 140' umfasst zudem ein Zufuhrrohr 156' und ein Ab- fuhrrohr 158' in gleicher Weise, wie es in dem bereits oben beschriebenen Wärmetauscher 150 verwendet worden ist. Entsprechend wird durch das zuvor beschriebene Zufuhrrohr 156' ein kühlende Medium in den Bauteilverbund eingeleitet, während es über das Abfuhrrohr 158' abgeführt wird.

Die gemäß obiger Anordnung miteinander verbundenen Flügelrohr-Strukturen 200 bilden einen mäander- förmigen Verlauf. Dadurch spannen die parallel zueinander angeordneten Flügelrohr-Strukturen 200 an- nähernd eine Ebene auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Flügel 220 der Flügelrohr-Strukturen 200 annähernd senkrecht zu einer durch die mäanderfÖrmigen Ver- läufe der Flügelrohr-Strukturen 200 aufgespannten Ebene angeordnet. Dadurch ist vorzugsweise der Bau- teilverbund mit nur einer Ebene oder einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Ebenen mäanderförmig verbundener Flügelrohr-Strukturen in einem Wärmetauscher effektiv einsetzbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmetauschers ISO' unter Verwendung von mindestens einem der oben beschriebenen Bauteilverbunde 140' ist in Figur 24 gezeigt. In diesem bevorzugten Wärmetau- scher 150' wird ein erster und ein zweiter Bauteilverbund 140', der beispielsweise in den Figuren 21 und 22 gezeigt ist, in paralleler Anordnung zueinander verwendet. Diese beiden parallel zueinander angeordne- ten Bauteilverbunde 140' stehen in Flüssigkeitsverbindung, sodass ein durch das Zufuhrrohr 156' zugeführ- tes Fluid beide Bauteilverbunde 140' durchströmt und dann durch das Abflussrohr 158' abgeführt wird. Im Hinblick auf die bevorzugte Ausfuhrungsform der Figur 24 ist es ebenfalls bevorzugt, diese nur bestehend aus einem Bauteilverbund oder mit mehr als zwei Bauteilverbunden 140' bereitzustellen. In gleicher Weise wie es in den Figuren 16, 20, 21, 22, 23 und 24 zu erkennen ist, sind die Flügel 220 parallel zu einer Strömungsrichtung S angeordnet. Das gleiche gilt für die schräg verlaufenden ersten und zweiten Bereiche 196' 128' der Lamellen-Struktur 120'. Diese verlaufen ebenfalls parallel zur Strömungsrichtung S (siehe Figur 24).

Ein Herstellungsverfahren für die Mikrokanal-Struktur 100 gemäß den Figuren 7 und 8 weist den Schritt auf: Extrudieren (Schritt A) einer Mikrokanal-Struktur 100 bestehend aus einer Mehrzahl von parallel zu- einander verlaufenden Mikrokanälen 104, die einen ersten Bereich 102 der Mikrokanal-Struktur 100 defi- nieren, und mindestens einem, vorzugsweise zwei, sich lateral von einer den ersten Bereich 102 umhüllenden Oberfläche nach außen erstreckenden Flügel 106, der parallel zu einer Längsachse des ers- ten Bereichs 102 verläuft, vorzugsweise aus Aluminium..

Ein Herstellungsverfahren einer Lamellen-Struktur 120 gemäß den Figuren 9 und 10 umfasst als ersten Schritt das Bereitstellen (Schritt B) von mindestens einem ersten Bereich 122, der eine erste Verbin- dungsfläche für eine erste Mikrokanal-Struktur 1 ; 100 bereitstellt, und mindestens einem zweiten Bereich 124, der vorzugsweise eine zweite Verbindungsfläche für eine zweite Mikrokanal-Struktur 1 ; 100. Als zweiter, nachfolgender Schritt (Schritt C) erfolgt das Anordnen eines ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 mit einem ersten Ende am ersten Bereich 122 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich 124 derart, dass der mindestens eine erste schräg verlaufende Bereich 126 an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich 122 einen ersten Winkel α kleiner 90° und an einer der ersten Seite entge- gengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich 124 einen zweiten Winkel ß kleiner 90° einschließt. Weiterhin umfasst das Herstellungsverfahren vor, nach oder zeitgleich mit Schritt C den weiteren Schritt des Anordnens (Schritt D) eines zweiten schräg verlaufenden Bereichs 128 mit einem ersten Ende am ers- ten Bereich 122 oder einem weiteren, vorzugsweise benachbarten, ersten Bereich 122 und mit einem ent- gegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich 124.. Der zweite schräg verlaufende Bereich 128 wird so angeordnet, dass der mindestens eine zweite schräg verlaufende Bereich 128 an einer ersten Seite mit dem ersten Bereich 122 einen dritten Winkel γ kleiner 90° und an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite mit dem zweiten Bereich 124 einen vierten Winkel δ kleiner 90° einschließt.

Das Bereitstellen (Schritt B) umfasst dabei vorzugsweise das Bereitstellen einer Mehrzahl erster 122 und zweiter Bereiche 124 umfasst und die Schritte des Anordnens (Schritte C und D) des ersten 126 und zwei- ten schräg verlaufenden Bereichs 128 werden mehrfach wiederholt. Auf diese Weise ist die Lamellen- Struktur besonders vorteilhaft an eine Länge der Mikrokanal-Struktur anpassbar. Das Anordnen (Schritt C) des ersten schräg verlaufenden Bereichs 126 erfolgt dabei so, dass der erste schräg verlaufende Be- reich 126 mit dem ersten Ende am ersten Ende des ersten Bereichs 122 und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am ersten Ende des zweiten Bereichs 124 angeordnet wird. Das Anordnen (Schritt D) des zweiten schräg verlaufenden Bereichs 128 erfolgt dabei so, dass der zweite schräg verlaufende Bereich 128 mit dem ersten Ende am zweiten Ende des benachbarten ersten Bereichs 122 aus der Mehrzahl der ersten Bereiche 122 und mit dem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Ende des zweiten Bereichs 124 angeordnet wird.

Weiterhin ist der Schritt des Bereitstellens (Schritt E) einer mittigen Vertiefung 130 im ersten 122 und/o- der zweiten Bereich 124 vorgesehen. Die mittige Vertiefung ist dabei vorzugsweise an eine Mikrokanal- Struktur 1; 100, insbesondere an einen ersten Bereich 102 einer erfindungsgemäßen Mikrokanal-Struktur, angepasst. Der Schritt des Bereitstellens der Vertiefung 130 kann allgemein vor oder nach dem Bereitstel- len der ersten und zweiten Bereiche sowie vor oder nach dem Anordnen des ersten und/oder des zweiten schräg verlaufenden Bereichs erfolgen. Die Schritte B bis E können mittels Biegen einer Blechlage reali- siert werden.

Ein Herstellungsverfahren eines Bauteilverbundes 140 gemäß den Figuren 11 und 12 oder 16, 20, 21 , 22 umfasst das Bereitstellen (Schritt F) von mindestens zwei Mikrokanal-Strukturen 1; 100 gemäß den Figuren 1 und 2 bzw. 7 und 8 oder von mindestens zwei Flügelrohr-Strukturen 200 sowie einer Lamellen- Struktur 120 gemäß den Figuren 9 und 10. Danach erfolgt der Schritt: zumindest teilweises Verbinden (Schritt G) der zwei Mikrokanal-Strukturen 1; 100 oder der zwei Flügelrohr-Strukturen 200 mittels der Lamellen-Struktur 120, beispielsweise mittels Anlöten, Kleben oder Schweißen der Lamellen-Struktur 120. Der Schritt des Bereitstellens (Schritt F) umfasst das Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikrokanal- Strukturen 1; 100 oder Flügelrohr-Strukturen und Lamellen-Strukturen 120 und der Schritt des Verbin- dens (Schritt G) umfasst das zumindest teilweise Verbinden jeder Mikrokanal-Struktur 1 ; 100 aus der Mehrzahl von Mikrokanal-Strukturen 1; 100 mit der jeweiligen benachbarten Mikrokanal-Struktur 100 mittels einer jeweiligen Lamellen-Struktur 120 oder jeder Flügelrohr-Struktur 200 aus der Mehrzahl von Flügelrohr-Strukturen 200 mit der jeweiligen benachbarten Flügelrohr-Struktur 200 mittels einer jeweili- gen Lamellen-Struktur 120.

Ein Herstellungsverfahren eines Wärmetauschers 150 gemäß den Figuren 13 bis 15 umfasst die Schritte: Bereitstellen (Schritt H) eines ersten Verteilerrohrs 152, Bereitstellen (Schritt I) eines zweiten Verteiler- rohrs 154 und Bereitstellen (Schritt J) eines Bauteilverbunds 140 gemäß den Figuren 11 und 12. Das Be- reitstellen kann dabei in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen. Nach dem Bereitstellen (Schritte H, I und J) aller Bauteile erfolgt das Verbinden (Schritt K) der Mikrokanäle 3; 104 jeder Mikrokanal-Struktur 1 ; 100 an einem ersten Ende mit dem ersten Verteilerrohr 152 und an einem zweiten Ende mit dem zweiten Verteilerrohr 154.

Alternativ dazu umfasst ein Herstellungsverfahren eines Wärmetauschers gemäß Figur 24 die Schritte: Bereitstellen (Schritt H) eines Zufuhrrohrs 156' zum Zufuhren eines Fluides und Bereitstellen (Schritt I) eines Abfuhrrohrs 158' zum Ableiten eines Fluides, Bereitstellen (Schritt J) eines oben beschriebenen Bauteilverbunds mit einer Mehrzahl von Flügelrohr-Strukturen, und danach Verbinden (Schritt K) der zentralen Rohre der Flügelrohr-Strukturen 200 nacheinander miteinander, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrrohr und dem Abiuhrrohr bereitzustellen und um die Mehrzahl der länglichen ge- radlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen 200 in einem mäanderformigen Verlauf parallel zueinander anzuordnen, so dass das Zufuhrrohr mit einem Eingang und das Abfuhrrohr mit einem Ausgang des mä- anderförmigen Verlaufs der Flügelrohr-Strukturen 200 verbunden ist.

Nun Bezug nehmend auf die Fig. 25 bis 28 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Verflüssigers 200 gezeigt. Bei einem Verflüssiger oder Kondensator handelt es sich allgemein um eine Vorrichtung, in der ein im Inneren des zentralen Rohrs der Flügelrohr-Struktur strömendes Fluid vom gasförmigen Aggregat- zustand in den flüssigen Aggregatzustand überführt wird (Kondensation). In Wärmekraftmaschinen und in Kälteanlagen dienen Kondensatoren der Verflüssigung des Abdampfes bzw. des dampfförmigen Kältemit- tels. Das ermöglicht in diesen Anlagen somit einen geschlossenen Kreisprozess.

Der Verflüssiger 200 besteht aus vier Untereinheiten 202, 204, 206 und 208 mit jeweils einer Mehrzahl von länglichen geradlinig verlaufenden Flügelrohr-Strukturen 210. Jede Flügelrohr-Struktur 210 weist ein zent- rales Rohr 212 mit einem runden Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeordnete und sich lateral von dem zentralen Rohr 212 nach außen erstreckende Flügel 214 auf. Die Flügel 214 ver- laufen parallel zu einer Längsachse des zentralen Rohrs 212. Weiterhin umfasst jede Untereinheit 202, 204, 206 und 208 eine Lamellen-Struktur 220. Die Lamellen- Struktur 220 weist mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Kontaktzone für die erste Flügelrohr-Struktur 210 bereitstellt, und mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene auf, der eine zweite Kontaktzone für die zweite Flügelrohr-Struktur 210 bereitstellt. Im ersten und zweiten Bereich ist eine mittige Vertiefung bereitgestellt, die an eine Form des Rohrs 212 der Flügelrohr-Struktur 210 angepasst ist. Weiterhin weist die Lamellen-Struktur 220 mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, sowie mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich auf, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende an einem benachbarten zweiten Bereich oder am zweiten Bereich ange- ordnet ist. Zwei Flügelrohr-Strukturen 210 sind über die Lamellen-Struktur 220 miteinander verbunden sind und ver- laufen parallel zueinander, so dass die Flügel einer Untereinheit 202, 204, 206 und 208 in parallelen Ebenen angeordnet sind. Die Lamellen-Struktur 220 weist mindestens eine Breite auf, die einer Breite der Flügel- rohr-Struktur 210 entspricht, und steht, vorzugsweise über die gesamte Breite der Flügelrohr-Struktur 210, mit der Flügelrohr-Struktur 210 in Kontakt.

Die vier Untereinheiten 202, 204, 206 und 208 sind nebeneinander angeordnet. Im Betrieb des Verflüssigers 200 ist eine Strömungsrichtung einer über die Lamellen-Struktur 220 des Verflüssigers 200 strömenden Luft ungefähr rechtwinklig zur Lamellen-Struktur 220 ausgerichtet. Weiterhin umfasst der Verflüssiger 200 ein Zufuhrrohr 230 zum Zufuhren eines Fluides, das mit einem ersten Ende der Mehrzahl der Flügel- rohr-Strukturen 210 jeder der Untereinheiten 202, 204, 206 und 208 verbunden ist, sowie ein Abfuhrrohr 232 zum Abführen eines Fluides, das mit einem zweiten dem ersten Ende entgegensetzten Ende der Flü- gelrohr-Strukturen 210 jeder der Untereinheiten 202, 204, 206 und 208 verbunden ist.

Ein Innendurchmesser des zentralen Rohrs 212 der Flügelrohr-Struktur 210 beträgt mindestens 3 mm, wo- bei der Außendurchmesser des zentralen Rohrs 212 der Flügelrohr-Struktur 210 mindestens 4 mm beträgt und eine Breite der Flügelrohr-Struktur < 25 mm ist. Ein Abstand zwischen zwei Flügelrohr-Strukturen derselben Untereinheit beträgt beispielsweise zwischen 10 und 12 mm und der durchschnittliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten und/oder zweiten Bereichen der Lamellenstruktur beträgt 3 bis 9 mm. Weiterhin bevorzugt beträgt der Abstand zwischen zentralen Rohren benachbarter Untereinheiten 202, 204, 206 und 208 25 bis 35 mm.

Eine Breite des Verflüssigers rechtwinklig zur Strömungsrichtung der über die Lamellenstruktur des Ver- flüssigers strömenden Luft beträgt 200 bis 250 mm, eine Höhe des Verflüssigers rechtwinklig zur Strö- mungsrichtung der über die Lamellenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft beträgt 100 bis 150 mm und eine Tiefe des Verflüssigers in Strömungsrichtung der über die Lamellenstruktur des Verflüssigers strömenden Luft beträgt 80 bis 150 mm. Durch diese Dimensionierungen ist der Verflüssiger beispielsweise in Haushaltsgeräten wie einem Wäschetrockner besonders effizient einsetzbar. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verflüssigers ist daher der besonders kompakte Aufbau und der beson- ders effiziente Abtransport der Wärme mittels der Flügelrohr-Struktur in Kombination mit der Lamellen- Struktur und dem spezifischen Aufbau und der Dimensionierung.

Nun Bezug nehmend auf die Fig. 29 bis 32 ist ein erfindungsgemäß bevorzugter Verdampfer 300 gezeigt. Bei einem Verdampfer handelt es sich allgemein um eine Vorrichtung, in der ein im Inneren des zentralen Rohrs der Flügelrohr-Struktur strömendes Fluid vom flüssigen Aggregatszustand in den gasformigen Ag- gregatzustand überfuhrt wird. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verdampfers ist, ebenso wie beim erfin- dungsgemäßen Verflüssiger, der besonders kompakte Aufbau.

Der Verdampfer 300 umfasst genau zwei längliche geradlinig verlaufende Flügelrohr-Strukturen, nämlich eine erste 302 und eine zweite Flügelrohr-Struktur 308. Jede Flügelrohr-Struktur 302, 308 weist ein zent- rales Rohr 304, 310 mit einem runden Leitungsquerschnitt sowie zwei einander gegenüberliegend angeord- nete und sich lateral von dem zentralen Rohr 304, 310 nach außen erstreckende Flügel 306, 312 auf. Die Flügel 306, 312 verlaufen parallel zu einer Längsachse des jeweiligen zentralen Rohrs 304, 310. Weiterhin sind die Flügel 306, 312 der jeweiligen Flügelrohr-Struktur 302, 308 in derselben Ebene angeordnet. Jede der zwei Flügelrohr-Strukturen 302, 308 umfasst daher eine Mehrzahl an Rohrabschnitten mit Flügeln 306, 312. Die Rohrabschnitte mit Flügeln 306, 312 einer jeweiligen Flügelrohr-Struktur 302, 308 sind dabei so angeordnet, dass die Flügel 306, 312 in einer Ebene angeordnet sind. Dies unterscheidet den erfindungsge- mäßen Verdampfer beispielsweise von dem erfindungsgemäßen Verflüssiger, bei dem die Flügel einer Flü- gelrohr-Struktur in parallelen Ebenen angeordnet sind. Um nun mehrere Rohrabschnitte mit Flügeln einer Flügelrohr-Struktur mit ebenfalls mehreren Rohrabschnitten mit Flügeln einer weiteren Flügelrohr-Struktur zu verbinden, umfasst die weiter unten erläuterte Lamellenstruktur 320 eine Mehrzahl mittiger Vertiefun- gen 322, so dass eine Lamellen-Struktur jeweils mehrere Rohrabschnitte mit Flügeln der ersten und der zweiten Flügelrohr-Struktur miteinander verbindet.

Der Verdampfer 300 umfasst weiterhin die oben erwähnte Lamellen-Struktur 320. Die Lamellen-Struktur weist mindestens einen ersten Bereich in einer ersten Ebene, der eine erste Kontaktzone für die erste Flü- gelrohr-Struktur 302 bereitstellt, und mindestens einen zweiten Bereich in einer zweiten Ebene auf, der eine zweite Kontaktzone für die zweite Flügelrohr-Struktur 308 bereitstellt. Im ersten und zweiten Bereich ist eine Mehrzahl mittiger Vertiefungen 322 bereitgestellt, die an eine Form des Rohrs 304, 310 der Flü- gelrohr-Struktur 302, 308 angepasst ist. Zudem umfasst die Lamellen-Struktur 320 mindestens einen ersten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich und mit einem entgegengesetz- ten zweiten Ende am zweiten Bereich angeordnet ist, und mindestens einen zweiten schräg verlaufenden Bereich, der mit einem ersten Ende am ersten Bereich oder einem weiteren, benachbarten, ersten Bereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende an einem benachbarten zweiten Bereich oder am zweiten Bereich angeordnet ist.

Die zwei Flügelrohr-Strukturen 302, 308 sind über die Lamellen-Struktur 320 miteinander verbunden und verlaufen parallel zueinander. Die Lamellen-Struktur 320 weist mindestens eine Breite auf, die einer Breite der Flügehohr-Struktur 302, 308 entspricht. Zudem steht die Iamellen-Struktur 320 über die Breite der Flügelrohr-Struktur 302, 308 mit der Flügelrohr-Struktur 302, 308 sowie mit mehreren Rohrabschnitten der jeweiligen Flügelrohr-Struktur 302, 308 in Kontakt. Im Betrieb des Verdampfers 300 ist eine Strömungs- richtung einer über die Lamellenstruktur des Verdampfers strömenden Luft ungefähr rechtwinklig zur La- meüen-Struktur ausgerichtet.

Der Außendurchmesser des zentralen Rohrs 304, 310 der Flügelrohr-Struktur 302, 308 beträgt 6 bis 8 mm, wobei eine Wandstärke 0,5 mm beträgt und eine Breite der Flügelrohr-Struktur 302, 308 ist 25 bis 30 mm. Ein Abstand zwischen den Flügeln der ersten und der zweiten Flügelrohr-Struktur beträgt ungefähr 20 mm. Die Breite eines Rohrabschnitts mit Flügel ist < 30 mm. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Bauweise des Verdampfers erzielbar. Weiterhin kann zwischen den Flügeln der Flügeh*ohr-Struktur und der Lamellenstruktur zumindest teilweise ein Hohlraum vorhanden sein. Dieser kann mit einem Mittel be- reitgestellt sein, das einem Auftauen widersteht. Auf diese Weise kann die Effektivität des Verdampfers weiter verbessert werden.

Bezugszeichenliste

1 Mikrokanal-Struktur

3 Mikrokanal

10 Lamellen-Struktur

20 Bauteilverbund

100 Mikrokanal-Struktur

102 erster Bereich

104 Mikrokanal

106 Flügel

108 Rand

110 Verbindungsbereich

120 I _^ amellen-Struktur

122 erster Bereich

124 zweiter Bereich

126 erster schräg verlaufender Bereich

128 zweiter schräg verlaufender Bereich