(57)【要約】【解決手段】本発明は、ろう付けプレート熱交換器内の凝縮経路を規定する二つのプレートの間に挟まれるように設計された熱交換フィン／スペーサに関する。前記フィン／スペーサは、組み立てたとき凝縮するガスの流出経路を規定する波状支持体（３０）を具備する。上述のフィン（２０）は、前記波状支持体に少なくとも一つの凝縮液体排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）を、かつ前記液体を前記波状支持体（３０）の少なくとも一つの横縁に向けて排出するように設計された偏向要素（３８）を具備する。さらに、前記偏向要素は少なくとも一つの前縁および／または少なくとも一つの後縁を供されている。本発明は二つの空気蒸留塔からなるメイン熱交換器での使用に適切である。
2005515392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適切な状態で少なくとも部分的に凝縮されるべきガスの流出経路（３４）を規定する起伏支持部（３０）を有する、特に矩形断面の起伏を持つ、起伏製品を備えるタイプろう付けプレート熱交換器（７）の凝縮経路（１５）を規定する二つのプレートに挟まれるように意図された熱交換スペーサフィンであって、前記起伏要素支持部（３０）の横方向縁（３１）に沿って延びる、前記起伏要素支持部（３０）に凝縮された液体用の少なくとも一つの排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）を有する前記スペーサフィン（２０）と前記起伏要素（３０）に位置し、かつ凝縮液体（５６）をこの排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）に向け偏向させるように設計された偏向部材（３８）と備え、少なくとも一つの偏向部材は、関連する排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）に向かって傾けられた前縁（４６、５０；４６Ａ、４６Ｂ）および／または後縁（４８、５２）を有すことを特徴とする熱交換スペーサフィン。
【請求項２】
各々の起伏要素支持部（３０）の前記偏向部材（３８）は前記液体を前記起伏要素支持部（３０）の単一の横方向縁（３１）に向けて排出するために設計され、かつ二つの連続した起伏要素支持部（３０）の前記偏向部材（３８）は前記液体を二つの反対の横方向縁（３１）に向けて排出するために設計されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項３】
前記偏向部材（３８）は各々の前記起伏要素支持部（３０）に凝縮した前記液体（５６）を二つの横方向縁（３１）に向けて排出するために設計されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項４】
前記起伏要素支持部（３０）は、排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）と関連した前記領域（３９）を除く全体の高度にわたって偏向部材（３８）を有すことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つ記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項５】
前記スペーサフィンは起伏要素底部（２６）および起伏要素先端（２８）を備え、かつ前記偏向部材（３８）は第１（４４Ａ）および第２（４４Ｂ）の部材を備え、前記第１部材は前記起伏要素底部（２６）に関連した排出経路（３６Ａ）に向けられ、かつ前記第２部材は前記起伏要素先端（２８）に関連した排出経路（３６Ｂ）に向けて傾けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つ記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項６】
二つの起伏要素支持部（３０）の前記連続部材は、前記二つの起伏要素支持部（３０）の一方上の第１部材（４４Ａ）のみおよびこれら二つの起伏要素支持部（３０）の他方上の第２部材（４４Ｂ）のみからなることを特徴とする請求項２または５記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項７】
各々の起伏要素支持部（３０）は第１連続部材（４４Ａ）の第１群（Ｇ１）および第２連続部材（４４Ｂ）からなる第２群（Ｇ２）を備え、前記第１および第２の部材は各々実質的に前記起伏要素支持部（３０）の全ての高度にわたって延出していることを特徴とする請求項３または５記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項８】
前記第１（４４Ａ）および前記第２（４４Ｂ）部材は前記起伏要素支持部（３０）の中心線（Ｍ−Ｍ）に関して対称であることを特徴とする請求項５記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項９】
前記第１部材（４４Ａ）は、一般的な液体の流出方向（Ｌ）に沿う、特に二つの連続第１または第２の部材（４４Ａ、４４Ｂ）間の距離（Ｐｍ）の半分で、前記第２部材（４４Ｂ）に関して、オフセットであることを特徴とする請求項８記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１０】
前記第１および第２の部材（４４Ａ、４４Ｂ）は互いに向かい合い、一方が前記中心線（Ｍ−Ｍ）の片側に、かつ他方がその反対側に特に山型（４４）を作るように置かれていることを特徴とする請求項８記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１１】
前記スペーサフィンが折り曲げられない状態において、前記起伏要素支持部（３０）の前記偏向部材（３８）は、前記スペーサフィンの一つの縁と平行に、かつ起伏要素支持部（３０）の前記縁と垂直に横たわる列（Ｒ）を形成し、かつ列の前記偏向部材（３８）は同一であることを特徴とする請求項５から１０のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１２】
前記偏向部材（３８）は、前縁（４６、５０；４６Ａ、４６Ｂ）および後縁（４８、５２）を有し、かつ少なくとも前記前縁（４６、５０；４６Ａ、４６Ｂ）、好ましくは前記前縁および前記後縁（４８、５２）はあらゆる点で前記関連した排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）に向けて傾けられかつ向けられていることを特徴とする請求項５から１１のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１３】
前記偏向部材（３８）は、前記起伏要素支持部（３０）に作られた溝（４４；４４Ａ、４４Ｂ）を具備することを特徴とする上述の請求項のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１４】
前記偏向部材（３８）は前記起伏要素支持部（３０）の表面上の突起部（６４）または前記起伏要素支持部（３０）の前記表面に関して後ろに配置された部（６２）、好ましくは凹面部（６０）を具備することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つ記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１５】
各々のガスフロー経路（３４）は、起伏要素支持部（３０）からなる前記二つの外側面上に前記突起部（６４）のみを、または前記二つの外側面上にこれらの起伏要素支持部（３０）の前記表面に関して後ろに配置された部（６２）のみを有すことを特徴とする請求項１４記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１６】
起伏要素支持部（３０）上の二つの連続した偏向部材（３８）は、前記一般的な液体流出方向（Ｌ）に沿って、５ｃｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満の距離（ｄｆ）で、互いに分離される請求項１から１５のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１７】
前記排出経路（３６Ａ、３６Ｂ）は、前記偏向部材（３８）に隣接する前記起伏要素支持部（３０）の連続材料のストライプ（３９）、および前記起伏要素支持部に隣接する前記起伏要素先端（２８）または前記起伏要素底部（２６）上の連続材料のストライプを具備することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１８】
前記一般的な液体流出方向（Ｌ）は実質的に、前記ガスフロー経路（３４）で前記一般的な流体流出方向（Ｖ）と同一であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項１９】
前記スペーサフィンは部分的にオフセット起伏を有し、かつ二つの連続したオフセット間の距離は少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｃｍの長さを有すことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項２０】
それぞれ異なる排出容量を有する少なくとも二つのフィン部を備え、かつ前記排出容量は前記一般的な流体流出方向で一方のフィン部から次のフィン部に増加することを特徴とする上述の請求項のいずれか一項記載の熱交換スペーサフィン。
【請求項２１】
それらの間に、熱経路（１６）およびフラットで一般的な形の部分的または完全な凝縮経路（１５）を規定するプレートを備え、かつ各々の凝縮経路（１５）において熱変換スペーサフィン、および閉鎖バー（１２）を具備し、少なくとも一つの熱交換スペーサフィン（２０）は請求項１から２０のいずれか一項記載のフィンであることを特徴とするろう付けプレート熱交換器。
【請求項２２】
熱交換器は空気蒸留ユニットのコンデンサリボイラー（７）を構成することを特徴とする請求項２１記載の熱交換器。
【請求項２３】
請求項２１および２２のいずれか記載の熱交換器でガスを凝縮させる方法。
【請求項２４】
請求項２から２０のいずれか記載の熱交換フィンの製造方法であって、以下の連続工程；
−偏向部材（３８）の平行列（Ｒｐ）がフラットな製品、特にシート金属の形板にて作られる；および
−列（Ｒｐ）の前記偏向部材が前記起伏要素支持部（３０）に位置されるような方法で、前記フラットな製品が起伏を作りながら塑性的に曲げられる、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１０または請求項１０に従属する請求項のいずれか１項記載の熱交換フィンの、請求項２３記載の製造方法であって、
−前記山型の第１支脈（４４Ａ、４４Ｂ）は前記形板で作られ；および、
−前記山型の第２支脈（４４Ｂ、４４Ａ）は前記形板で作られる、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適切な状態で少なくとも部分的に凝縮されるべきガスのための流出経路を規定する起伏支持部を有する、特に矩形断面の起伏を持つ、起伏製品を備えるタイプのろう付けプレート熱交換器の凝縮経路を規定する二つのプレートに挟まれるように意図された熱交換スペーサフィンに関し、そのスペーサフィンは前記起伏要素支持部の横方向の縁に沿って延びる、前記起伏要素支持部に凝縮された液体用の少なくとも一つの排出経路を具備する前記スペーサフィンと前記起伏経路に位置し、かつ凝縮液体をこの排出経路に向け偏向させるように設計された偏向部材と備えた熱交換スペーサフィンに関する。
【０００２】
本発明は、気体窒素の凝縮によって液体酸素を蒸発させるダブル空気蒸留塔のメイン凝縮リボイラー、トリプル空気蒸留塔の凝縮リボイラーおよびアルゴン塔の凝縮−リボイラーに適用する。
【背景技術】
【０００３】
これらの凝縮リボイラーは例えばサーモサイホン法で操作する。
【０００４】
サーモサイホン法で操作する凝縮リボイラーは、多かれ少なかれ完全に液体酸素浴に浸漬された交換器本体を具備する。交換器本体は、熱交換フィンからなる起伏したスペーサの縦長の矩形プレートのスタック、および多数の第１経路および多数の第２経路を規定する閉鎖バーからなる。第１経路は加熱流体の凝縮経路である。第２経路は冷却流体の蒸発経路であり、先端および底部は開放されており、かつ縦主方向に沿って隆起したスペーサフィンを供される。交換器本体は、第１経路にある入口および出口窓の列の先端にある加熱流体入口および出口ボックスをさらに具備する。液体酸素は底部を経由し第２経路を通り抜け、これらの経路の中でバブルポイントまで加熱され、かつ次いで部分的に蒸発させられる。
【０００５】
気体窒素はその先端を経由し第１経路を通り抜け、第２経路内を循環する酸素に熱を与え、かつ凝縮する。結果的に、液体窒素の膜がフィンの表面上に定着させられ、かつ下向きに流出する。この流れは「落下するフィルム」といわれる。
【０００６】
落下するフィルム凝縮における熱移動の抵抗は実質的にその液体フィルムの厚さに比例する。抵抗は流速の１／３乗で変化するので、それは速やかに窒素の凝縮点で増加し、かつそれにより気体窒素とフィンとの熱交換容量を減少させる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の課題は、増加した熱交換の容量を有す凝縮経路のための、熱交換フィンを提案することである。
【０００８】
この目的のために、本発明の題材は前述のタイプの熱交換スペーサフィンであり、少なくとも一つの偏向部材が、関連する排出経路に向けられる前縁および／または後縁を有すことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るスペーサフィンは、別個でまたは他のいくらかの技術的に可能な組合せ使用する、一つまたは複数の以下の特徴を含む：
−前記前縁と前記一般液体流出方向との角度は５°から７０°、好ましくは１０°から４５°である；
−前記後縁と前記一般液体流出方向との角度は５°から７０°、好ましくは１０°から４５°である；
−各々の起伏要素支持部の偏向部材は前記液体を前記起伏要素支持部の単一の横方向縁に向けて排出するために設計され、かつ二つの連続した起伏要素支持部の偏向部材は前記液体を二つの反対の横方向縁に向けて排出するために設計される；
−前記偏向部材は各々の前記起伏要素支持部に凝縮した前記液体を二つの横方向縁に向けて排出するために設計される；
−前記起伏要素支持部は、排出経路と関連した領域を除く全体の高さにわたって、偏向部材を有す；
−前記スペーサフィンは起伏要素底部、および起伏要素先端を備え、かつ前記偏向部材は第１および第２部材を備え、前記第１部材は前記起伏要素底部に関連した排出経路に向けられ、かつ前記第２部材は前記起伏要素先端に関連した排出経路に向けて傾けられている；
−二つの起伏要素支持部の前記連続部材は、前記二つの起伏要素支持部の一方上の第１部材のみ、およびこれら二つの起伏要素支持部のうち他方上の第２部材のみからなる；
−各々の起伏要素支持部は第１連続部材の第１群および、第２連続部材からなる第２群を備え、前記第１および第２部材は各々実質的に前記起伏要素支持部の全体の高さにわたって延出している；
−前記第１および前記第２部材は前記起伏要素支持部の中心線に関して対称的である；
−前記第１部材は、一般的な液体の流出方向に沿う、特に二つの連続第１または第２の部材間の距離の半分で、前記第２部材に関してオフセットである；
−前記第１および第２の部材は互いに向かい合い、一方が前記中心線の片側に、かつ他方がその反対側に特に山型を作るように置かれる；
−前記スペーサフィンが折り曲げられない状態において、前記起伏要素支持部の前記偏向部材は、前記スペーサフィンの一つの縁と平行に、かつ起伏要素支持部の前記縁と垂直に横たわる列を形成し、かつ列の前記偏向部材は同一である；
−前記偏向部材は、前縁および後縁を有し、かつ少なくとも前記前縁、好ましくは前記前縁および前記後縁はあらゆる点で前記関連した排出経路に向けて傾けられかつ向けられている；
−前記偏向部材は、前記起伏要素支持部に作られた溝を具備する；
−前記偏向部材は前記起伏要素支持部の表面上の突起部または前記起伏要素支持部の前記表面に関して後ろに配置された部、好ましくは凹面部を具備する；
−各々のガスフロー経路は、起伏要素支持部からなる前記二つの外側面上に前記突起部のみを、または前記二つの外側面上にこれらの起伏要素支持部の前記表面に関して後ろに配置された部のみを有す；
−起伏要素支持部上の二つの連続した偏向部材は、前記一般的な液体の流れる方向に沿って、５ｃｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満の距離で、互いに分離される；
−前記排出経路は、前記偏向部材に隣接する前記起伏要素支持部の連続材料のストライプ、および前記起伏要素支持部に隣接する前記起伏要素先端または前記起伏要素底部上の連続材料のストライプを具備する；
−前記一般的な液体の流出方向は実質的に、前記ガスフロー経路で前記一般的な流体の流れる方向と同一である；
−前記スペーサフィンは部分的にオフセット起伏を有し、かつ二つの連続したオフセット間の距離は少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｃｍの長さを有す；
−前記スペーサフィンはそれぞれ異なる排出容量を有する少なくとも二つのフィン部を備え、かつ前記排出容量は前記一般的な流体流出方向で一方のフィン部から次のフィン部に増加する。
【００１０】
本発明の題材はまた、それらの間に熱経路およびフラットで一般的な形の部分的または完全な凝縮経路を規定するプレートを備え、かつ各々の凝縮経路において熱変換スペーサフィン、および横閉鎖バーを備えるろう付けプレート熱交換器であって、少なくとも一つの熱交換スペーサフィンは上で規定したようなスペーサフィンであることを特徴とするものである。
【００１１】
前記熱交換器は空気蒸留装置の凝縮リボイラーを構成してよい。
【００１２】
本発明の題材はまた、上で規定した熱交換フィンの製造方法であり、以下の連続工程；
−偏向部材の平行列がフラットな製品、特にシート金属の形板で作られる；および
−列の前記偏向部材が前記起伏要素支持部に位置するような方法で、前記フラットな製品が起伏を作りながら塑性的に曲げられる、
を含むことを特徴とする。
【００１３】
ある特別な方法の実行によれば、前記方法は、
−前記山型の第１支脈は前記形板で作られ；および、ついで
−前記山型の第２支脈は前記形板で作られる、
ことを特徴とする。
【００１４】
発明は、実施例の方法により単独的に得られ、かつ図面に関する以下の記載を読むことで明白に理解されるであろう。
【００１５】
二重空気蒸留塔１の中間部分が図１に概略的に示される。中間圧力塔３およびその上に重ねられている低圧塔４に共通な、二重塔の外殻２が見られる。塔３の半球形の上端壁５は二つの塔を隔離し、かつ塔４の底部に液体酸素浴６を保持する。塔３内の上にある窒素は、塔４の底部に位置しかつ浴６に完全に浸漬している二重塔のメイン凝縮リボイラー７中の液体酸素との間接的な熱変換により凝縮させられる。
【００１６】
凝縮リボイラー７は、一般的にアルミニウムまたはアルミニウム合金から作られる直方体の交換器本体８、および半円筒形の一般的な形の４つの窒素入口ボックス／出口ボックス、それらの二つは上部入口ボックス９であり、かつそれらの二つは下部出口ボックス１０である、を具備する。
【００１７】
本体８は、全て同一な、多数の縦矩形プレート１１のスタックからなる。これらプレート間には、一方には周辺部閉鎖バー１２が、他方には起伏スペーサ、すなわち垂直な本質配向の熱交換起伏要素１３が挟み込まれている。
【００１８】
本体８は、炉内ろう付けによる単一操作により構築され、かつ４つのボックス９、１０がこの本体にろう付けされている。
【００１９】
数多くのフラットな経路は、したがってプレート１１の間、択一的に窒素凝縮第１経路１５および酸素蒸発第２経路１６を規定されている。
【００２０】
第１経路１５（図２）は、開閉自由ではあるが、それぞれの長軸端でバー１２、気体窒素入口上部窓１７および液体窒素出口下部窓１８によって外周全体が閉鎖されている。
【００２１】
各々の第１経路は、４つの窓１７および１８にそれぞれ関連する４つの分配領域を含む。各々これらの領域は水平な本質配向の分配起伏要素１９を含む。その表面の大部分に広がる第１経路１５の残りは、第１熱交換スペーサフィン２０からなる熱交換起伏要素１３によって占有されている。このスペーサフィン２０は二枚のプレート１１の間に挟まれている。
【００２２】
二つの窒素入口ボックス９のそれぞれは窓１７の水平列の先端に位置している。同様に、二つの窒素出口ボックス１０のそれぞれは窓１８の水平列の先端に位置している。
【００２３】
第２経路１６はそれらの上部および下部側においては完全に開放されており、かつそれらは鉛直側においては、それらの全体の高さにわたって閉鎖バー１２によって閉鎖されている。それらは第２熱交換フィンからなる熱交換起伏要素１３のみを含む。これらのフィンは滑らかな表面を有す起伏シート金属でよい。
【００２４】
操作において、塔３からライン２２を経由して来る、気体窒素は、二つのボックス９を経由し第１経路に導入され、第１経路の端から端全体にわたって上部起伏要素１９によって分配され、かつ第１熱交換スペーサフィン２０の表面に凝縮する。下部起伏要素１９により二つのボックス１０内に収集される、こうして得られた液体窒素は還流として塔３にライン２３を経由して戻される。
【００２５】
気体窒素は、この場合縦方向である、一般的な窒素流出方向Ｖで凝縮リボイラー７を通り流出する。
【００２６】
窒素の凝縮は、第２経路１６中で液体酸素の蒸発を起こす。
【００２７】
図３は、斜視図により第１熱交換スペーサフィン２０の一部を示す。
【００２８】
このフィン２０は、ピッチ度ｐ０を有しかつ起伏要素支持部に接続する起伏要素底部２６および起伏要素先端２８からなる矩形断面の起伏２４を具備する。それぞれの起伏要素支持部３０は起伏要素底部２６または起伏要素先端２８に沿って延出する二つの縦方向の側面３１を有す。図４で見られるものと同様に、起伏要素底部２６および起伏要素先端２８はそれらの幅ｌ０を持ってそれぞれ二つのプレート１１にろう付け層３２により取り付けられている。起伏要素支持部３０はそれら二つのプレート間に延出し、かつ高さｈ０を有す。こうして、フィン２０およびプレート１１は気体窒素流出経路３４を規定する。具体的に高さｈ０は３ｍｍから１０ｍｍであり、かつ幅ｌ０は０．５ｍｍから５ｍｍである。
【００２９】
フィン２０は、フィンの支持部３０表面に凝縮した液体窒素をフィンのコーナーに向けて排出する手段を具備する。
【００３０】
これら排出手段は、一方では第１排出経路３６Ａおよび３６Ｂを、他方では凝縮液体をこれら排出経路３６に向けて偏向する部材３８を具備する。
【００３１】
第１排出経路３６Ａのそれぞれは起伏要素支持部３０の起伏要素先端２８との接続により形成され、第１排出経路３６Ｂのそれぞれは起伏要素支持部３０の起伏要素底部２８との接続により形成される。
【００３２】
この目的のために、それぞれの起伏要素支持部３０は起伏要素支持部内で起伏要素底部２６からまたは起伏要素先端２８から偏向部材３８の先端に延出する連続材料の領域３９を具備する。リボンと呼ばれるこの領域３９は、少なくとも０．２ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍの幅ｄｃを有す（図５参照）。
【００３３】
起伏要素の底部２６および先端２８は各々、液体偏向部材３８を欠いた連続材料のストライプからなる。結果的にこのストライプはリボン３９に類似するリボンを形成する。
【００３４】
第１排出経路３６Ａ、３６Ｂは一般的な窒素流出方向Ｖに沿って延びている。
【００３５】
第２排出経路４２Ａ、４２Ｂは起伏要素支持部３０がプレート１１に接続する点で形成されている。これら排出経路４２Ａ、４２Ｂは実質的に第１排出経路３６Ａ、３６Ｂと同一である。しかし、これらの幅は起伏要素底部２６または起伏要素先端２８の厚さおよびろう付け層３２によって増加する。
【００３６】
液体偏向部材３８は、この場合平行四辺形の形であり、起伏要素支持部３０に供される四辺形の同一溝４４Ａ、４４Ｂからなる。溝４４Ａは一般的な液体流出方向Ｌで排出経路３６Ａ、４２Ａに向けて傾けられ、溝４４Ｂは排出経路３６Ｂ、４２Ｂに向けて傾けられている。
【００３７】
各々の溝４４Ａ、４４Ｂはしたがって二つの長い縁、すなわち前縁４６および後縁４８、および二つの短い縁、すなわち前縁５０および後縁５２を有す。前縁は後縁と前Ａおよび後Ｆ接点で接触する。フィン２０が穿孔されたシートから製造された場合、溝の縁は点ＡおよびＦの場所でわずかに周る。
【００３８】
流出方向Ｌと垂直の方向で測定された溝の幅ｅは２ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍから１ｍｍである。
【００３９】
長、短の前縁４６、５０は、一般的な液体流出方向Ｌに対して、排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂに向けて、角度αおよびβを持って傾けられ、長、短の後縁４８、５２は、この方向Ｌに対して、角度γおよびδを持って傾けられている。平行四辺形の場合、α＝γおよびβ＝δである（図５）。角度α、β、γおよびδは５°から７０°、好ましくは１０°から４５°であり、これらの角度は一般的な液体流出方向Ｌに対して測定されるものである。
【００４０】
前縁４６，５０の傾斜角αおよびβは、液体の流速および、排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂを経由し点Ｆに排出される前に液体の小滴が前縁４６、５０に付着する方法で凝縮させられる液体の速度に従って選択される。
【００４１】
一般的に後縁４６、５２は、長い前縁４６と短い後縁５２との後接続点Ｆが、一方で後縁４８、５２の最前点であり、かつ他方では関連する排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂと最も近い、溝４４Ａ、４４Ｂの縁上の点であるように配置されている。この配置のおかげで、前縁４６、５０に沿って流出する液体は後接続点Ｆから起伏要素支持部３０の中央に向けて偏向されることを妨げられる。
【００４２】
前接続点Ａは可能な限り起伏要素底部２６または起伏要素先端２８に近づいて設置され、好ましくはこの底部あるいはこの先端に接触する。
【００４３】
言い換えると、前縁４６、５０は、各々の点で、関連する排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂに向けて方向Ｌで傾けられている。好ましくは、前縁４６、５０は上向きの凹面または直線形を有し、かつ後縁４８、５２は各々の点で下向きに凸面または一直線であることが望ましい。
【００４４】
液体流出方向で測定された各々の溝４４Ａ、４４Ｂの高さｈｆはフィン２０の構造をできるだけ小さく弱めるように選ばれる。高さｈｆは例えば０．５ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍから１５ｍｍである。
【００４５】
二つの連続溝４４Ａ、４４Ｂの距離はｄｆと呼ばれる。この距離ｄｆは溝４４Ａ、４４Ｂの後点Ｆと、次の溝溝４４Ａ、４４Ｂの前点Ａとの距離である。この距離ｄｆは５ｃｍ未満と選ばれ、好ましくは２０ｍｍ未満である。
【００４６】
二つの連続溝４４Ａ、４４Ｂのピッチはｐｆ（＝ｈｆ+ｄｆ）と呼ばれる。このピッチｐｆは、起伏要素支持部３０の表面が二つの連続溝４４Ａ、４４Ｂ間のそれの高さｈ０で再湿潤される方法において選ばれる。フィンの全領域に対しての穿孔領域の比率である穿孔度は１５％未満である。
【００４７】
交換器の操作中、フィン２０の表面上を流れる液体窒素の膜５６が確立される。液体はそれから溝４４Ａ、４４Ｂの前縁４６、５０と遭遇し、かつ乾燥した領域４４を溝４４Ａ、４４Ｂの下流に確立する方法で排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂに向けて偏向される。この溝４４Ａ、４４Ｂの下流は漸次、その液体は次の溝４４Ａ、４４Ｂにより排出される気体窒素の凝縮により液体膜５６を再び確立させられる。
【００４８】
溝４４Ａ、４４Ｂは起伏要素支持部３０上の液体膜の厚さおよび、結果的に熱交換抵抗を減少させる。それらは結果としてフィンの熱交換効率を増加させる。
【００４９】
図４から明らかなように、操作中、液体の流れは排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ内に確立される。排出経路内の液体の流れの自由表面は半径ｒの部分的半円筒の形である。排出経路３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ内の液体の流れは液体に働く毛細管現象力によって後に残ることを妨げられる。排出経路の排出能力は、液体の自由表面の半径ｒが当該の排出経路内の液体流速の１／４乗で変化する行為のために、高くなる。
【００５０】
図６はフィン２０の製造に使われる形板Ｆの下部を示す。
【００５１】
形板Ｆは起伏要素支持部３０に相当する領域で溝４４Ａおよび４４Ｂの列Ｒｐを有する。この列Ｒｐは板板Ｆの下部縁Ｂと垂直に延びる。
【００５２】
溝はまた、下部縁Ｂと平行に、かつ起伏要素支持部３０の横縁３１と垂直に延びる列Ｒを形成する。
【００５３】
溝４４Ａ、４４Ｂによって形成されるパターンは、起伏要素支持部３０全てにおいて同一であり、かつ保持された周期性ｐｐと同一な周期性ｐｈを有して再現される。
【００５４】
従って、単一パンチは溝４４Ａおよび４４Ｂの製造に使用されることができ、かつこのパンチは形板保持用手段と同時に動かされる。
【００５５】
図７は本発明に従うスペーサフィンの第１実施例の形板の一部を示す。
【００５６】
上述のフィンと異なるものだけ記載される。
【００５７】
形板Ｆは、起伏要素支持部３０に相当するそれぞれの領域において、連続的な５つの溝４４Ａの第１群Ｇ１および連続的な５つの溝４４Ｂの第２群Ｇ２を有す。第１溝４４Ａは起伏要素支持部３０の一方に向けて傾けられており、第２溝４４Ｂはその他方に向けて傾けられている。
【００５８】
二つの群Ｇ１、Ｇ２は０．５ｍｍから５ｃｍの距離ｄｇで互いに隔離されている。
【００５９】
起伏要素支持部３０は、起伏要素支持部３０の二つの横縁に関連し、かつ底部領域２６または先端領域２８に近接する連続的な材料の二つのリボン３９を具備する。
【００６０】
それぞれの溝４４Ａ、４４Ｂはこれら二つのリボン３９の間にある。
【００６１】
操作中、溝４４Ａは液体を起伏要素支持部３０のある縁に偏向し、溝４４Ｂは液体をその支持部の他の縁に向けて偏向する（図８参照）。
【００６２】
図９は本発明に従うフィン２０の第２変形を示す。この図は図５の視点に相当する。類似な要素は同一な参照を伝える。
【００６３】
液体偏向部材３８は第１溝４４Ａおよび第２溝４４Ｂの連続によって形成されている。第１および第２溝は各々の起伏要素支持部上にあり、前記支持部の中央線Ｍ−Ｍの反対側にある。
【００６４】
この中央線Ｍ−Ｍは、液体流出方向Ｌと平行であり、フィン２０の起伏要素先端２８と起伏要素底部２６との間で中距離にある。
【００６５】
第１溝４４Ａは起伏要素先端２８に向けて中央線Ｍ−Ｍに傾けられており、第２溝４４Ｂは起伏要素底部２６に向けて傾けられている。第１溝４４Ａおよび第２溝４４Ｂは中央線Ｍ−Ｍに対して対照的な形である。
【００６６】
それぞれの溝４４Ａ、４４Ｂの後接続点Ｆは先端２８からおよび先端２６からそれぞれ距離ｄｃのところに設置されている。このフィン２０は第１排出経路３６Ａ、３６Ｂをそれぞれの起伏要素支持部３０の両側に具備する。
【００６７】
それぞれの溝４４Ａ、４４Ｂの前接続点Ａは線Ｍ−Ｍ上にある。したがって、実質的に支持部３０の全体の幅は排出溝４４Ａ、４４Ｂを供される。
【００６８】
操作中および図８に示すように、液体はそれぞれの支持部３０に関連する先端２８および底部２６に向けて偏向され、排出経路３６Ａ、３６Ｂおよび４２Ａ、４２Ｂに向けられる。
【００６９】
第１の４４Ａまたは第２の４４Ｂ溝の各々は、第１または第２の次の溝に対し距離ｄｆでオフセットである。
【００７０】
言い換えると、二つの溝４４Ａ、４４Ｂの組合せで形成されるパターンは距離ｐｍで繰り返される。
【００７１】
溝４４Ａ、４４Ｂの点Ｆと、次の溝４４Ａ、４４Ｂの点Ａとの距離ｄｆは０ｍｍから２．５ｃｍである。
【００７２】
第１溝４４Ａは第２溝４４Ｂに対して、流出方向Ｌにおける距離ｐｆ＝ｐｍ＝／２でオフセットである。
【００７３】
このオフセットは起伏要素支持部３０の方向においてフィン２０の相当な強さを供す。
【００７４】
図１０は本発明に従うフィンの第３の変形を示す。
【００７５】
このフィン２０の溝４４は実質的に山型である。山型の点Ａは中央線Ｍ−Ｍ上にあり、かつ一般的な液体流出方向Ｌに対して上流に向けられている。
【００７６】
山型の二つの腕４４Ａ、４４Ｂは、フィン２０の第１の変形における第１の４４Ａおよび第２の４４Ｂ溝と実質的に同一である。異なるのは、各々の腕の前縁４６Ａ、４６Ｂは前点Ａから後点Ｆにまで直線状であることである。操作中、第２の変形（図８）と類似の方法で、液体の流れは各々の起伏要素支持部の両側に確立される。
【００７７】
各々の山型溝（図１０）は、溝４４の一つの腕４４Ａ、４４Ｂにそれぞれ相当する、対応山型パンチ、または二つの切り離しパンチのどちらかにより切り出される。後者の場合、溝４４は二つの連続工程によって切り出される。
【００７８】
図１１は本発明に従うフィンの第２の実施形態を示す。この視点は図４の視点に相当するが、一つの起伏要素しか示していない。
【００７９】
違いは、液体偏向要素３８が起伏要素支持部３０の表面上で凹面部６０を具備することである。凹面部６０は、起伏要素支持部の片側に溝６２を形成し、かつ起伏要素支持部の他方側にうね６４を形成する。
【００８０】
側面視点での凹面部６０の形と幾何学的配置は、上述のフィンの実施形態における溝４４Ａ、４４Ｂのものと同一である。
【００８１】
凹面部６０の圧伸成形深さｆｅは、起伏要素の幅の１／２未満で、例えば、０．１ｍｍから０．２５ｍｍである。
【００８２】
本発明に従う熱交換フィンは簡便にフラットな製品、例えばアルミニウムのシートから作られることができる。
【００８３】
溝４４、４４Ａ、４４Ｂはそれから穿孔によって作られる。
【００８４】
択一的に、凹面部６０はフラットな製品が折りたたまれる前に圧伸成形により形成される。好ましくは、溝６２が形板の片側にあるように、圧伸成形は片側のみで行われる。この場合、各々の経路３４は、その側面両方で、起伏要素支持部３０により形成された偏向溝６２または偏向うね６４を有す。
【００８５】
変形のように、偏向部材３８は、「のこぎり」型のフィン、例えば部分的なオフセットを有す起伏を持つフィン上で製造される。この場合、一般的な液体流出方向での起伏の長さは支持部の表面を湿潤させるほど十分大きくなくてはならない。ぎざぎざ長さとも呼ばれる起伏の液体流出方向Ｌの長さは少なくとも３ｍｍ、このましくは少なくとも１ｃｍでなければならない。
【００８６】
フィンはまた、そこで冷却経路を通るガス混合物が流れ、かつそこでわずかな混合物が凝縮する熱交換器内で使用されてもよい。
【００８７】
さらに変形として、フィンは次々と一般的な液体流出方向に置かれる二つまたはそれ以上のフィン部を具備してよい。この場合、排出手段３６Ａ、３６Ｂ、３８にとってあるフィン部から他への異なる排出能力を有すること、および排出能力にとってあるフィン部から次のフィン部へ排出流体流出方向で増加することは都合がいい。このようなフィンの例は、排出経路３６Ａ、３６Ｂおよび排出部材３８を供される第１フィン部、および液体流出方向の上流に位置し滑らかな起伏要素支持部３０を具備する第２フィン部を具備するスペーサフィンである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に従うダブル空気蒸留塔の概略図。
【図２】図１の平面ＩＩ−ＩＩの縦断面を用いた、このダブル塔の凝縮リボイラーの断面図。
【図３】本発明に従う熱交換フィンの斜視図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線の断面での、凝縮リボイラーの凝縮経路の図。
【図５】図３のフィンの支持部の側面図。
【図６】本発明に従う、フィンのための形板の平面図。
【図７】本発明に従う、フィンの第１の変形のための形板の平面図。
【図８】図７、９、１０にあるようなフィンを具備する凝縮リボイラーの凝縮経路の図。
【図９】本発明に従うフィンの、第２の実施変形の図５に類似した図。
【図１０】本発明に従うフィンの、第３の実施変形の図５に類似した図。
【図１１】本発明に従う第２実施形態におけるフィンを具備する凝縮経路の断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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