(57)【要約】  本発明は、ろう付けプレートフィン式熱交換器のための、熱交換器の第一のプレート（６）と第二のプレート（７）との間に取り付けられることになるスペーサエレメント（２２）に関し、前記スペーサエレメント（２２）は、第一のプレート（６）と組み立てられるように構成され、第一のペアの反対面（１２１ａ、１２ａｂ）を含み、スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、第一のペアの表面の一方（１２１ａ）は第一のプレート（６）と対抗し、他方（１２１ｂ）は第二のプレート（７）と対向するような少なくとも１つの第一のアセンブリ部分（１２１）と、前記第一のアセンブリ部分（１２１）から延びて、スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、第一の流体の流れのための複数のチャネル（２６）を画定する複数のコルゲートフィン又は脚部（１２３）と、スペーサエレメント（２２）の表面上に形成された多孔性構造又は起伏の形態の少なくとも１つの表面テクスチャリング（２３）と、を含み、少なくとも１つのコルゲートフィン又は脚部（１２３）は前記表面テクスチャリング（２３）を有する。本発明によれば、第一のアセンブリ部分（１２１）は、第一のペアのうち、取り付けられた状態で、第一のプレート（６）と対向する表面（１２１ａ）上に表面テクスチャリング（２３）がない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう付けプレートフィン式熱交換器のための、前記熱交換器の第一のプレート（６）と第二のプレート（７）との間に取り付けられる予定のスペーサエレメント（２２）において、前記スペーサエレメント（２２）は、
−前記第一のプレート（６）と組み立てられるように構成され、第一のペアの反対面（１２１ａ、１２１ｂ）を含み、前記スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、前記第一のペアの前記表面の一方（１２１ａ）は前記第一のプレート（６）に対向し、前記第一のペアの前記表面の他方（１２１ｂ）は前記第二のプレート（７）に対向する、少なくとも１つの第一のアセンブリ部分（１２１）と、
−前記第一のアセンブリ部分（１２１）から延びて、前記スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、第一の流体の流れのための複数のチャネル（２６）を画定する複数のフィン又はコルゲート脚部（１２３）と、
−前記スペーサエレメント（２２）の表面上に形成された多孔性構造又は起伏の形態の少なくとも１つの表面テクスチャリング（２３）であって、少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部（１２３）が前記表面テクスチャリング（２３）を示す表面テクスチャリング（２３）と、
を含み、
第一のアセンブリ部分（１２１）は、前記第一のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する前記表面（１２１ａ）上に前記表面テクスチャリング（２３）がないことを特徴とするスペーサエレメント（２２）。
【請求項２】
前記スペーサエレメント（２２）は塊状又は中実の基板を含み、前記表面テクスチャリング（２３）は前記基板の表面上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のエレメント。
【請求項３】
少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部（１２３）は第三のペアの反対面（１２３ａ、１２３ｂ）を含み、前記第三のペアの前記表面（１２３ａ、１２３ｂ）の一方及び／又は他方は前記表面テクスチャリング（２３）を示すことを特徴とする、請求項１又は２に記載のエレメント。
【請求項４】
前記第三のペアの前記表面（１２３ａ、１２３ｂ）の一方及び他方の全部又はほとんど全部が前記表面テクスチャリング（２３）を示すことを特徴とする、請求項３に記載のエレメント。
【請求項５】
前記第一のアセンブリ部分（１２１）は、前記第一のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第二のプレート（７）と対向する前記表面（１２１ｂ）上に前記表面テクスチャリング（２３）を示すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項６】
前記第一のアセンブリ部分（１２１）は２つの連続するフィン又はコルゲート脚部（１２３）間に配置され、前記第一のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第二のプレート（７）と対向する前記表面（１２１ｂ）は２つの端を有し、各々が前記２つのフィン又はコルゲート脚部（１２３）の各々のそれぞれの表面（１２３ａ、１２３ｂ）に接続され、前記第一のペアの前記表面（１２１ｂ）と前記フィンの前記それぞれの表面は前記表面テクスチャリング（２３）を示す、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項７】
前記第二のプレート（７）と組み立てられるように構成され、前記第二のペアの反対面（１２２ａ、１２２ｂ）を含む少なくとも１つの第二のアセンブリ部分（１２２）を含み、前記スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、前記第二のペアの前記表面の一方（１２２ａ）は前記第一のプレート（６）と対向し、前記第二のペアの前記表面の他方（１２２ｂ）は前記第二のプレート（７）と対向し、前記第二のアセンブリ部分（１２２）は、少なくとも前記第二のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第二のプレート（７）と対向する前記表面（１２２ｂ）上に表面テクスチャリング（２３）がないことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項８】
前記第二のアセンブリ部分（１２２）は、前記第二のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する前記表面（１２２ａ）上に前記表面テクスチャリング（２３）を示すことを特徴とする、請求項７に記載のエレメント。
【請求項９】
前記第二のアセンブリ部分（１２２）は２つの連続するフィン又はコルゲート脚部（１２３）間に配置され、前記第二のペアのうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する前記表面（１２２ａ）は２つの端を有し、各々が前記２つのフィン又はコルゲート脚部（１２３）の各々のそれぞれの表面（１２３ａ、１２３ｂ）に接続され、前記第二のペアの前記表面（１２２ａ）と前記フィンの前記それぞれの表面は前記表面テクスチャリング（２３）を示すことを特徴とする、請求項７又は８に記載のエレメント。
【請求項１０】
前記第一のアセンブリ部分（１２１）及び／又は前記第二のアセンブリ部分（１２２）は、取り付けられた状態で、前記第一及び第二のプレート（６、７）に平行に配置され、前記フィン又はコルゲート脚部（１２３）は横方向（ｘ）に相互に連続し、取り付けられた状態で、前記第一の流体を前記第一及び第二のプレート（６、７）に平行で前記横方向（ｘ）に垂直な縦方向（ｚ）に流すように構成される複数のチャネル（２６）を画定することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部（１２３）は、前記縦方向（ｚ）に平行な平面内に延び、前記第一のアセンブリ部分（１２１）及び／又は前記第二のアセンブリ部分（１２２）に関して角度（α）をなし、前記角度（α）は９０°より小さいか、それと等しい、請求項１０に記載のエレメント。
【請求項１２】
前記表面テクスチャリング（２３）は、１５〜６０％の有効空隙率、好ましくは２０〜４５％（体積パーセント）の有効空隙率を有する多孔性構造の形態であるか、又は横断面において、前記スペーサエレメント（２２）の前記表面に開放する空洞を画定する起伏の形態であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項１３】
コルゲート山部（１２１）とコルゲート谷部（１２２）により交互に接続されるコルゲート脚部（１２３）の連続を含むコルゲート製品（２２）の形態であり、少なくとも１つのコルゲート山部（１２１）は前記第一のアセンブリ部分（１２１）を含み、及び／又は少なくとも１つのコルゲート谷部（１２２）は前記第二のアセンブリ部分（１２２）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエレメント。
【請求項１４】
前記コルゲート脚部（１２３）は横方向（ｘ）に相互に連続し、前記コルゲート製品（２２）の、前記横方向（ｘ）に測定した単位長さあたりのコルゲート脚部の数として定義される密度は、２．５４センチメートルあたり１８未満の脚部、好ましくは２．５４センチメートルあたり１０未満の脚部、より好ましくは、さらには２．５４センチメートルあたり５未満の脚部又はそれと等しいことを特徴とする、請求項１３に記載のエレメント。
【請求項１５】
前記コルゲート製品（２２）は、少なくとも０．１５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの厚さの平坦な製品から形成されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のエレメント。
【請求項１６】
相互に平行に配置され、少なくとも１つの第二の流体と熱交換関係となるようにされる第一の流体の流れのための一連の通路（３３）を画定する複数のプレート（６、７）と、２つの連続するプレート（６、７）間に取り付けられ、通路（３３）を画定して、前記通路（３３）内に前記第一の流体の前記流れのための複数のチャネル（２６）を形成する少なくとも１つのスペーサエレメント（２２）と、を含むろう付けプレートフィン式熱交換器において、前記スペーサエレメント（２２）は請求項１〜１５のいずれか１項に記載のものであることを特徴とする熱交換器。
【請求項１７】
ろう付けプレートフィン式熱交換器のためのスペーサエレメントの製造方法において、
ａ）前記スペーサエレメント（２２）を、それが、前記スペーサエレメント（２２）が前記熱交換器の第一のプレート（６）と第二のプレート（７）との間に取り付けられたときに、第一の流体の流れのための複数のチャネル（２６）を画定するフィン又はコルゲート脚部（１２３）と、第一のプレート（６）と組み立てられるように構成され、第一のペアの反対面（１２１ａ、１２１ｂ）を含み、前記スペーサエレメント（２２）が取り付けられた状態にあるとき、その一方（１２１ａ）が前記第一のプレート（６）と対向し、他方（１２１ｂ）が前記第二のプレート（７）と対向する少なくとも１つの第一のアセンブリ部分（１２１）を示すように形作るステップと、
ｃ）前記スペーサエレメント（２２）の全部又はほとんど全部にわたり、多孔性構造又は起伏の形態の表面テクスチャリング（２３）を形成するステップと、
ｄ）前記第一のペアの前記表面のうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する一方（１２１ａ）にわたって延びる前記表面テクスチャリングの少なくとも一部を選択的に除去するステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
ステップｃ）の前に、前記第一のペアの前記表面のうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する一方（１２１ａ）の上に溶融可能なコーティング（２５）を堆積させるステップｂ）を含み、ステップｄ）は、前記溶融可能なコーティング（２５）と、前記表面テクスチャリング（２３）のうち前記溶融可能なコーティング（２５）上に形成された部分とを除去するような方法での前記スペーサエレメント（２２）の熱処理を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
ステップｃ）の前に、前記第一のペアの前記表面のうち、取り付けられた状態で、前記第一のプレート（６）と対向する一方（１２１ａ）へのマスクの塗布を含み、ステップｄ）は、前記マスクを除去することによって行われることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップｄ）は機械的に、好ましくはブラッシング又は擦り取りにより行われることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートフィン式熱交換器のためのスペーサエレメントであって、テクスチャリングを施した表面を有する前記スペーサエレメント及び、かかるエレメントの製造方法並びにかかるエレメントを含む熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は特に、加圧気体酸素を産生するために使用されるＡＳＵ（空気分離ユニット（ａｉｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ））として知られるものにおける気体の深冷分離、特に空気の深冷分離の分野において利用可能である。具体的には、本発明は、熱産生ガス、例えば空気又は窒素との熱交換を通じて液体、例えば液体酸素、窒素、及び／又はアルゴンの流れを気化させる熱交換器に応用されてよい。
【０００３】
熱交換器が蒸留塔の底部にある場合、これは、そのために熱交換器が塔を流下する液浴中に浸漬される熱サイホンとして動作する気化器又は、塔から流下する液体が直接供給される、及び／又は循環ポンプにより供給される膜式気化を行う気化器を構成し得る。
【０００４】
本発明はまた、液気混合物の少なくとも１つの流れ、特に多成分混合物、例えば炭化水素の混合物の流れを、少なくとも１つの他の流体、例えば天然ガスとの熱交換を通じて気化させる熱交換器にも利用されてよい。
【０００５】
熱交換器に一般的に使用される技術は、アルミろう付けプレートフィン式又はコルゲートフィン式熱交換器であり、これによって非常にコンパクトであり、且つ大きい熱交換表面積を提供する装置を得ることができる。
【０００６】
これらの熱交換器は分離プレートを含み、それらの間に熱交換構造、一般的には一連のフィン又はコルゲート脚部で形成されるコルゲート構造又はコルゲートフィンが挿入され、このようにして熱交換関係となるようにされる各種の流体のための積層式の通路が構成される。
【０００７】
熱交換器の性能は、流体と接触する熱交換構造の熱交換係数に関連付けられる。ある構造の熱交換係数は特に、それが作られる材料の性質、この材料の空隙率、その粗さ、及び流体の流動様式に依存する。
【０００８】
例えば米国特許出願公開第２００５／０１２１１８１  Ａ号明細書、米国特許出願公開第２０１６／０３０５７２０  Ａ１号明細書、又は米国特許第５  ５１４  ２４８  Ａ号明細書の文献は、各種の熱交換構成、特にバンプ、穿孔、又はルーバ型の開口の形態の変形部を有するコルゲート構造を開示している。
【０００９】
熱交換構造の熱交換係数は、その表面の幾何学又は物理化学特性を変更することによって変化させることが可能である。これによって、有効熱交換表面積を増大させ、及び／又は問題の表面の特性、例えばその濡れ性又は流体の発泡を増強するその能力を変えることにより、流体と表面との間の相互作用を変化させることが可能となる。すると、これらは増強表面と呼ばれる。こうした表面は特に、“Ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ−Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｐｏｓｓｉｂｌｅ  ｉｍｐａｃｔ  ｏｎ  ｅｎｅｒｇｙ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｕ．Ｋ．”，Ｄ．Ａ．Ｒｅａｙ，Ｈｅａｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ＆  ＣＨＰ，Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．１，ｐｐ．１−４０，１９９１の記事の中に記載されている。
【００１０】
例えば、多孔性コーティング又は構造の表面上に起伏を形成するコーティングの表面堆積を行うことができ、或いは機械的処理を使用するか、化学腐食を利用することによってそのような表面の状態を作ることができる。
【００１１】
国際公開第２００５／０７５９２０号パンフレットの文献は、熱交換器の波板の表面上に多孔性コーティング又は起伏を堆積させるための各種の技術を開示している。
【００１２】
国際公開第２００４／１０９２１１号パンフレットの文献は、熱交換器の分離プレートの表面上に多孔性コーティングを堆積させる方法を記載している。
【００１３】
アルミろう付け熱交換器においてテクスチャリングを施すことにより増強されている表面の使用に伴って生じる１つの問題は、熱交換器の製造中のこのような表面を含むエレメントの組立に関する。
【００１４】
具体的には、熱交換器を構成するエレメント間の接続は、ろう材又はろう付け材料として知られる金属フィラを使用するろう付けにより達成され、組立は、ろう付け材料を溶融させ、ろう付け対象の構成要素中へと拡散させることによって達成され、これらの構成要素は溶融しない。
【００１５】
ここで、組み立てられる部品間の接合領域に多孔性コーティング又は起伏が存在し、組み立てられる部品間に存在する間隙がより大きくなるため、テクスチャリングが施された表面上に形成されたコーティングの開放細孔（ｏｐｅｎ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ）又は空洞がある。金属フィラは、それが溶融すると、これらの細孔（ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓ）又は空洞を埋めてから、部品間の間隙を埋めるが、これがろう付け接合部の欠陥、例えば細孔（ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓ）、ろう付けの欠如、又は接合部の欠落の原因となるかもしれない。これは、接合部の機械的及び／又は温度特性、及びしたがって熱交換器の、ろう付け接合部の品質に直接関連付けられるそれらに不利な影響を与える。
【００１６】
これらの欠点を克服しようとするために、１つの解決策は、これらの構造が熱交換器内でろう付けされた後に熱交換表面にテクスチャリングを施すことである。
【００１７】
しかしながら、すると、熱交換器の通路内の熱交換構造により形成されるチャネルにアクセスすることが難しくなり、また、機械的テクスチャリング又は、溶射を含む被覆技術を使用できなくなる。その他の表面処理技術の利用も困難である。例えば、コーティングの接着を確実にするために熱処理又は浸透コートの塗布の予備ステップを含む技術の場合、熱交換器全体に処理が必要となる。すると、熱交換器の部品のチャネルが塞がれてろう付けされなくなるリスク又は、冶金フェーズの脆弱化のリスク及びろう付けマトリクスに損傷を与えるリスクがある。
【００１８】
さらに、ろう付けの前に分離プレートに表面テクスチャリングを施すことも提案されている。しかしながら、その場合、プレートに熱交換構造がろう付けされず、プレートを焼鈍しなければならない。ここで、熱交換構造はスペーサとしての役割も果たし、アセンブリの剛性に寄与する。それに加えて、焼鈍されたプレートは、機械的強度を失っている。すると、通路に追加の補強バーを取付け、プレートの厚さを２倍にすることが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、上述の問題の全部又は一部を解決し、特に、改善された熱特性を有する熱交換構造を示すろう付けプレートフィン式熱交換器の製造を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明による解決策はしたがって、ろう付けプレートフィン式熱交換器のための、熱交換器の第一のプレートと第二のプレートとの間に取り付けられるスペーサエレメントであり、前記スペーサエレメントは、
−第一のプレートと組み立てられるように構成され、第一のペアの反対面を含み、スペーサエレメントが取り付けられた状態にあるとき、第一のペアの表面の一方は第一のプレートに対向し、第一のペアの表面の他方は第二のプレートに対向する、少なくとも１つの第一のアセンブリ部分と、
−前記第一のアセンブリ部分から延びて、スペーサエレメントが取り付けられた状態にあるとき、第一の流体の流れのための複数のチャネルを画定する複数のフィン又はコルゲート脚部と、
−スペーサエレメントの表面上に形成された多孔性構造又は起伏の形態の少なくとも１つの表面テクスチャリングであって、少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部が前記表面テクスチャリングを示す表面テクスチャリングと、
を含み、
第一のアセンブリ部分は、第一のペアのうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する表面上に表面テクスチャリングがないことを特徴とする。
【００２１】
場合に応じて、本発明のエレメントは、以下の技術的特徴のうち１つ又は複数を含んでいてよい：
−スペーサエレメントは塊状又は中実の基板を含み、表面テクスチャリングは基板の表面上に形成され、又は堆積させられる。
−少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部は第三のペアの反対面を含み、第三のペアの表面の一方及び／又は他方は前記表面テクスチャリングを示す。
−第三のペアの表面の一方及び他方の全部又はほとんど全部が前記表面テクスチャリングを示す。
−第一のアセンブリ部分は、第一のペアのうち、取り付けられた状態で、第二のプレートと対向する表面上に表面テクスチャリングを示す。
−第一のアセンブリ部分は２つの連続するフィン又はコルゲート脚部間に配置され、第一のペアのうち、取り付けられた状態で、第二のプレートと対向する表面は２つの端を有し、各々が２つのフィン又はコルゲート脚部の各々のそれぞれの表面に接続され、第一のペアの表面とフィンの前記それぞれの表面は表面テクスチャリングを示す。
−エレメントは、第二のプレートと組み立てられるように構成され、第二のペアの反対面を含む少なくとも１つの第二のアセンブリ部分を含み、スペーサエレメントが取り付けられた状態にあるとき、第二のペアの表面の一方は第二のプレートと対向し、第二のペアの表面の他方は第二のプレートと対向し、前記第二のアセンブリ部分は、少なくとも第二のペアのうち、取り付けられた状態で、第二のプレートと対向する表面上に表面テクスチャリングがない。
−第二のアセンブリ部分は、第二のペアのうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する表面上に表面テクスチャリングを示す。
−第二のアセンブリ部分は２つの連続するフィン又はコルゲート脚部間に配置され、第二のペアのうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する表面は２つの端を有し、各々が２つのフィン又はコルゲート脚部の各々のそれぞれの表面に接続され、第二のペアの前記表面とフィンの前記それぞれの表面は表面テクスチャリングを示す。
−第一のアセンブリ部分及び／又は第二のアセンブリ部分は、取り付けられた状態で、第一及び第二のプレートに平行に配置され、フィン又はコルゲート脚部は横方向に相互に連続し、取り付けられた状態で、第一の流体を第一及び第二のプレートに平行で横方向に垂直な縦方向に流すように構成される複数のチャネルを画定する。
−前記少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部は、縦方向に平行な平面内に延び、第一のアセンブリ部分及び／又は第二のアセンブリ部分に関して角度αをなし、角度αは９０°より小さいか、それと等しい。
−表面テクスチャリングは、１５〜６０％の有効空隙率、好ましくは２０〜４５％（体積パーセント）の有効空隙率を有する多孔性構造の形態であるか、又は横断面において、スペーサエレメントの表面に開放する空洞を画定する起伏の形態である。
−エレメントは、コルゲート山部とコルゲート谷部により交互に接続されるコルゲート脚部の連続を含むコルゲート製品の形態であり、少なくとも１つのコルゲート山部は前記第一のアセンブリ部分を含み、及び／又は少なくとも１つのコルゲート谷部は前記第二のアセンブリ部分を含む。
−コルゲート脚部は横方向に相互に連続し、コルゲート製品の、横方向に測定した単位長さあたりのコルゲート脚部の数として定義される密度は、２．５４センチメートルあたり１８未満の脚部、好ましくは２．５４センチメートルあたり１０未満の脚部、より好ましくは、さらには２．５４センチメートルあたり５未満の脚部又はそれと等しい。
−コルゲート製品は、少なくとも０．１５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの厚さの平坦な製品から形成される。
【００２２】
本発明はまた、相互に平行に配置され、少なくとも１つの第二の流体と熱交換関係となるようにされる第一の流体の流れのための一連の通路を画定する複数のプレートと、２つの連続するプレート間に取り付けられ、通路を画定して、通路内に前記第一の流体の流れのための複数のチャネルを形成する少なくとも１つのスペーサエレメントと、を含むろう付けプレートフィン式熱交換器に関し、スペーサエレメントは本発明によるものであることを特徴とする。
【００２３】
他の態様によれば、本発明はろう付けプレートフィン式熱交換器のためのスペーサエレメントの製造方法に関し、前記方法は：
ａ）スペーサエレメントを、それが、スペーサエレメントが熱交換器の第一のプレートと第二のプレートとの間に取り付けられたときに、第一の流体の流れのための複数のチャネルを画定するフィン又はコルゲート脚部と、第一のプレートと組み立てられるように構成され、スペーサエレメントが取り付けられた状態にあるとき、その一方が第一のプレートと対向し、他方が第二のプレートと対向する第一のペアの反対面を含む少なくとも１つの第一のアセンブリ部分を示すように形作るステップと、
ｃ）スペーサエレメントの全部又はほとんど全部にわたり、多孔性構造又は起伏の形態の表面テクスチャリングを形成するステップと、
ｄ）第一のペアの表面のうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する一方にわたって延びる前記表面テクスチャリングの少なくとも一部を選択的に除去するステップと、
を含む。
【００２４】
本発明による方法は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含んでいてよい：
−方法は、ステップｃ）の前に、第一のペアの表面のうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する一方の上に溶融可能なコーティングを堆積させるステップｂ）を含み、ステップｄ）は、溶融可能なコーティングと、表面テクスチャリングのうち前記溶融可能なコーティング上に形成された部分とを除去するような方法でのスペーサエレメントの熱処理を含む。
−方法は、ステップｃ）の前に、第一のペアの表面のうち、取り付けられた状態で、第一のプレートと対向する一方へのマスクの塗布を含み、ステップｄ）は、マスクを除去することによって行われる。
−ステップｄ）は機械的に、好ましくはブラッシング又は擦り取りにより行われる。
【００２５】
ここで、本発明は以下の説明によってよりよく理解され、これは非限定的な例としてのみ、また、下記のような添付の図面に関している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるスペーサエレメントを含む熱交換器の例を示す。
【図２】熱交換器プレートにろう付けされた本発明によるスペーサエレメントのアセンブリの例を示す。
【図３】本発明の１つの実施形態によるスペーサエレメントの各種の図を示す。
【図４】本発明の１つの実施形態によるスペーサエレメントの各種の図を示す。
【図５】本発明の１つの実施形態によるスペーサエレメントの各種の図を示す。
【図６】本発明の１つの実施形態によるスペーサエレメントの各種の図を示す。
【図７】２つの熱交換器プレート間に組み立てられるスペーサエレメントの各種の実施形態を示す。
【図８】本発明の１つの実施形態によるスペーサエレメントの製造方法のステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
それ自体周知のように、熱交換器は、それらの間に間隔を開けて平行に積み上げられて配置されたプレートのスタックを含み、このようにしてプレートを介して間接的な熱交換関係となるようにされる第一の流体の、及び少なくとも１つの第二の流体の流れのための平坦な平行六面体の形状の複数の連続の通路が形成される。好ましくは、第一の流体は、少なくとも部分的に気化させられることになる液体冷却材を含む。
【００２８】
図１は、液体酸素が供給される気化器−凝縮器型の熱交換器１の通路３３の一例を概略的に示す。この気化器−凝縮器は、塔の底部に集められた低圧の（典型的に、大気圧よりわずかに高い）液体酸素ＯＬを、酸素の循環に専用の通路３３（図示せず）に隣接する通路を通じて循環する中間圧力（典型的に、絶対圧５〜６バール）の窒素の凝縮により気化させる。中間圧力の窒素は通常、上述の低圧塔が接続されている中間圧力空気蒸留塔の上部から気体の状態で吸引される。気化器−凝縮器を通過し、少なくとも部分的に凝縮した後、この窒素は中間圧力塔に戻される。
【００２９】
本発明を後で本願の内容に関してより具体的に説明するが、これは、特に異なる種類の流体を使用する、他の内容にも適用されることも想定可能であると理解されたい。それゆえ、熱交換器１は、少なくとも液気混合物の流れ、特に多成分混合物、例えば炭化水素の混合物の流れを、少なくとも１つの他の流体、例えば天然ガスとの熱交換を通じて気化させてよい。
【００３０】
熱交換器１の気化通路３３の全部又は幾つかにスペーサエレメント２２が設けられ、これは、通路３３の中で、液体酸素の循環のためのチャネル２６を画定し、様々な形態をとってよい。
【００３１】
スペーサエレメント２２は、図３に示されるようなコルゲート形状を有していてよく、コルゲート山部１２１とコルゲート谷部１２２により交互に接続されるコルゲート脚部１２３を含んでいてよい。この場合、コルゲートの連続する山部と谷部を接続するコルゲート脚部は「フィン」と呼ばれる。
【００３２】
スペーサエレメント２２は、所望の流体流の特性に応じて画定される他の具体的な形状をとってもよい。より一般的に、「フィン」という用語は、熱交換器の通路内で主熱交換表面、すなわち熱交換器のプレート間に延びるブレード又はその他の二次的な熱交換表面を含む。
【００３３】
スペーサエレメント２２は、熱交換器の分離プレートにろう付けにより接続される。有利な点として、この接続は、ろう材又はろう付け材料として知られる金属フィラ３０を使って真空ろう付けにより達成され、アセンブリは、ろう付け材料３０を溶融させ、ろう付け対象の構成要素の中に、すなわちベースメタルの中に拡散させることによって達成され、これらの構成要素は溶融しない。
【００３４】
図２は、他の平行な第二のプレート７（図示せず）と共に熱交換器１の通路３３を画定するように設計された、第一のプレート６と組み立てられるスペーサエレメント２２の部分図である。
【００３５】
スペーサエレメント２２とプレート６はそれぞれアセンブリ部分１２１、６０を含み、これらは相互にろう付けされることになる。アセンブリ部分１２１、６０は相互に対面して位置付けられ、好ましくはそれらの間に小さい間隙が設けられ、その中にろう付け材料３０を挿入できる。典型的に、アセンブリ部分１２１、６０は、構成要素２２、６間の間隙が最小となる部分であってよく、典型的に、構成要素２２、６が相互に接触するか、又は相互にほぼ接触する部分であり、これは、前記部分の全部又は一部に相互に関して非常に小さい間隙が存在することを意味する。
【００３６】
好ましくは、熱交換器のプレート６、７は、各面が層３０により被覆される中央シート４０を含むコラミネートされた（ｃｏｌａｍｉｎａｔｅｄ）プレートである。他の実施形態によれば、ろう付け材料３０は、テープの、又は表面コーティング層３０の形態をとってよい。コーティング層３０は噴霧により塗布されてよく、又はろう付け材料３０は粉末、分散剤、バインダ、及び粘度を制御するための添加剤を含む粉末懸濁液の形態で刷毛塗りされてもよい。
【００３７】
好ましくは、ろう付け材料３０の厚さｅは５０〜３００μｍ、好ましくは１００〜２５０μｍである。
【００３８】
ろう付け材料３０は好ましくは、融点が構成要素６、２２が製作される材料のそれより低い金属材料で形成される。構成要素６、２２、及び３０は好ましくは、アルミニウム合金で形成される。熱交換器のプレート６及びエレメント２２は、有利な態様では、３ＸＸＸ系の、好ましくは３００３型（規格ＡＳＭＥ  ＳＢ−２０１９セクション２−Ｂ）の第一のアルミニウム合金で形成される。ろう付け材料３０は、第二のアルミニウム合金、好ましくは４ＸＸＸ型の（規格ＡＳＭＥ  ＳＢ−２０１９セクション２−Ｂ）、特に４００４型の合金で形成される。
【００３９】
図４の横断面図においてわかるように、スペーサエレメント２２は幾つかのフィン又はコルゲート脚部１２３を含み、これらは、エレメント２２が熱交換器の第一のプレート６と第二のプレート７との間に取り付けられたときに、第一の流体の流れのための複数のチャネル２６を画定するように構成される。
【００４０】
エレメント２２は、第一のプレート６と組み立てられるように構成され、第一のペアの反対面１２１ａ、１２１ｂを含む少なくとも第一のアセンブリ部分１２１をさらに含み、スペーサエレメント２２が取り付けられた状態にあるときに、第一のペアの表面の一方１２１ａは第一のプレート６に対向し、第一のペアの表面の他方１２１ｂは第二のプレート７と対向する。
【００４１】
スペーサエレメント２２は、スペーサエレメント２２の表面上に形成された多孔性構造の、又は起伏の形態の少なくとも１つの表面テクスチャリングをさらに含む。
【００４２】
本発明に関して、少なくとも１つの表面テクスチャリングはスペーサエレメント２２の少なくとも１つのフィン又はコルゲート脚部１２３の表面上にある。スペーサエレメントはその表面の様々な領域に分散された１つ又は複数の所定の形態の表面テクスチャリングを有していてもよい点に留意すべきであり、表面テクスチャリングは、スペーサエレメントが製作される材料の表面に、その堆積の際に、すなわちスペーサエレメントの表面への追加の材料の追加の結果として製作されてもよいと理解されたい。
【００４３】
本発明によれば、第一のアセンブリ部分１２１には、取り付けられた状態で、第一のプレート６と対向するその表面１２１ａに表面テクスチャリング２３がない。
【００４４】
したがって、これによってろう付けでそこに組み立てるために隣接するプレートに面して位置付けられることになる、スペーサエレメントのこの表面の濡れ性と良好なろう付け可能性が保持される。ろう付け中、接合部のろう付け材料の分散が制御されてよく、このことによって良好な機械的及び温度特性を示す接合部が得られる。それゆえ、ろう付けプレートフィン式熱交換器の製造のために従来の方法を使用することが可能である。
【００４５】
それに加えて、スペーサエレメント２２が取り付けられた後で表面テクスチャリングを施す必要がなく、これは、このエレメントがすでにフィンの所望の領域にテクスチャリングを有しているからである。それゆえ、増強表面を有する熱交換構造を熱交換器の中に組み込み、それと同時に熱交換器のマトリクスの、及びその内部チャネルの構造的完全性を保持することが可能である。
【００４６】
第一のプレートに対向する表面上に表面テクスチャリングがないことによって、スペーサエレメントの高さをよりよく制御することもできる。ここで、スペーサエレメントの高さは重要なパラメータであり、これは熱交換器の第一及び第二のプレート６、７間の分離に適合するように正確に調整され、品質及びしたがって、ろう付け接合部の特性を左右する。
【００４７】
１つの有利な実施形態にれば、スペーサエレメント２２は、コルゲート山部１２１とコルゲート谷部１２２により交互に接続されるコルゲート脚部１２３の連続を含むコルゲート製品である。本発明によれば、少なくとも１つのコルゲート山部１２１は第一のアセンブリ部分１２１を含む。
【００４８】
以下の説明は、図４〜図７に関して行われ、スペーサエレメント２２は何れの適当な形態にも適応されてよく、必ずしも後述の特徴のすべてを含んでいなくてもよいことがわかるであろう。
【００４９】
図４は、コルゲート式熱交換構造２２の横断面図を示す。長尺形状の（ｌｏｎｇｉｌｉｎｅａｒ  ｓｈａｐｅ）複数のコルゲート脚部１２３は相互に全体に平行に、長さ方向ｚと呼ばれる方向に延びる。コルゲート脚部は、長さ方向ｚに垂直な横方向ｘに次々に連続し、コルゲート山部１２１及びコルゲート谷部１２２により交互に接続される。
【００５０】
図３に示される例によれば、コルゲート山部１２１とコルゲート谷部１２２は平坦な形状であり、相互に平行に、コルゲート脚部１２３に垂直に延びる。第一の流体のためのチャネル２６は、２つの連続するコルゲート脚部間に形成され、前記連続するコルゲート脚部間に山部又は谷部が配置されており、それゆえ長方形の全体的形状の横断面を有する。
【００５１】
図４は、平坦な表面を有するコルゲート脚部１２３を持つプレーンな波板を示している。スペーサエレメント２２のその他の構成ももちろん想定可能であり、これらは特にパーホレート型フィン、セレート型フィン、波状フィン、又はヘリンボーン型フィンのコルゲートフィン型の波板である。
【００５２】
図４によるエレメント２２は、図７（ａ）において、取り付けられた状態、すなわち直接隣接し、通路３３を形成する第一及び第二のプレート６、７間に取り付けられた状態で見ることができる。通路３３は平行六面体の全体的形状であり、第一の流体を長さ方向ｚに平行に流すように構成される。
【００５３】
動作中、第一の流体は、長さ方向ｚに測定される通路３３の長さに沿って２つの両端に位置付けられた通路３３の入口及び出口間で、横方向ｘに測定される通路３３の幅を横切って流れる。コルゲート脚部１２３は、通路３３の中で、長さ方向ｚに平行に延びる複数のチャネル２６を画定する。
【００５４】
図７（ａ）においてわかるように、エレメント２２は好ましくは、プレート６、７に垂直な縦方向ｙに測定された通路の高さのほぼ全部又はさらには全部にわたって延び、プレート６、７と接触するか、ほぼ接触する。コルゲート山部１２１とコルゲート谷部１２２は、プレート６、７に平行に配置される。
【００５５】
１つの特定の実施形態によれば、エレメント２２の高さは、図８（ｅ）において参照符号「ｄ」で示されるように、通路３３の高さに合わせて、コルゲート山部１２１と第一のプレート６との間及びコルゲート谷部１２２と第二のプレート７との間に所定の数値の間隙ができるようにすることができる。これによって、真空ろう付けステップ中に、ろう付け材料がろう付け接合部の領域から毛細管現象によって逆流するのを防止することが可能となり、この逆流は時として熱交換器の性能に悪影響を与えかねず、それは、流れることによってろう材が表面上の細孔又は空洞を埋めて表面テクスチャリングの微細構造を変化させるかもしれないからである。
【００５６】
好ましくは、間隙ｄは０〜０．１ｍｍ、より好ましくはさらに０〜０．０５ｍｍである。
【００５７】
好ましくは、スペーサエレメント２２は通路３３内でいわゆる「単純」構成に配置され、これは、コルゲート脚部１２３が全体的に通路３３内を第一の流体の流れの方向に延びることを意味する。動作中、第一の流体の流れの方向は好ましくは縦である点に留意すべきであり、流れの方向は上方又は下方とすることができる。
【００５８】
有利な点として、本発明によるスペーサエレメント２２は、熱交換器の通路３３の、上に向かって流れる酸素が入る領域３に配置されてよく、スペーサエレメントはそれゆえ、その表面上に、気体酸素ＯＧの気泡が形成され始めることのできる位置の数を増大させる細孔又は起伏を有する。
【００５９】
好ましくは、本発明によれば、各コルゲート山部１２１は第一のアセンブリ部分１２１を含む。第一のプレート６に面して位置決めされたコルゲート山部表面１２１ａにはそれゆえ、表面テクスチャリング２３がなく、これによって熱交換器の製造中にそれを第一のプレート６上の相互アセンブリ部分に確実にろう付けすることができる。
【００６０】
有利な点として、各コルゲート谷部１２２は、取り付けられた状態で、第二のプレート７と組み立てられるように構成された第二のアセンブリ部分１２２を含む。
【００６１】
図４に示されるように、前記第二のアセンブリ部分は第二のペアの反対面１２２ａ、１２２ｂを含み、第二のペアの表面のうち、第二のプレート７と対抗する１つである１２２ｂには表面テクスチャリング２３がない。
【００６２】
スペーサエレメント２２の他の部分はそれゆえ、熱交換器の製造中に第二のプレート７上の相互アセンブリ部分にしっかりとろう付けされてよく、それによって通路３３の堅牢性と剛性はさらに向上する。
【００６３】
好ましくは、前記第一のアセンブリ部分１２１、フィン又はコルゲート脚部１２３、及びもしあれば前記第二のアセンブリ部分１２２は、一体鋳造され、すなわち単体として形成される。
【００６４】
好ましくは、各コルゲート脚部１２３は第三のペアの反対面１２３ａ、１２３ｂを含み、第三のペアの表面の一方及び／又は他方１２３ａ、１２３ｂは、好ましくはその全部、又はほとんど全部にわたり、前記表面テクスチャリング２３を有する。
【００６５】
本発明に関して、エレメントの表面のほとんど全部とは、この表面の表面積の、又はこのエレメントの総表面積の少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％、より好ましくはさらに少なくとも９８％に当たる部分を意味することに留意すべきである。
【００６６】
図５は、コルゲート脚部１２３のすべてがそれらの２つの面１２３ａ、１２３ｂ上に少なくとも１つの表面テクスチャリングを有する例を示している。各チャネル２６はそれゆえ、２つの側壁１２３ａ、１２３ｂを有し、その内面は増強される。
【００６７】
好ましくは、第一のアセンブリ部分１２１もまた、第一のペアのうち、取り付けられた状態で、第二のプレート７と対向する表面１２１ｂ上に、好ましくは前記表面１２１ｂの全部又はほとんど全部にわたり表面テクスチャリング２３を示す。
【００６８】
第二のアセンブリ部分１２２もまた、第二のペアのうち、取り付けられた状態で、第一のプレート６と対向する表面１２２ａ上に、好ましくは前記表面１２２ａの全部又はほとんど全部にわたり表面テクスチャリング２３を示していてよい。これによって、スペーサエレメント２２上にある表面テクスチャリング２３の表面積を最大にし、したがって、スペーサエレメントにより画定されるチャネル２６の熱伝達係数を最大にすることが可能となる。
【００６９】
このような構成は図６及び７（ａ）に示されている。実際に、各チャネル２６は内面を有し、これは、取り付けられた状態で、コルゲート谷部１２２のうち第一のプレート６と対向する表面１２２ａ、第一のプレート６のうちコルゲート谷部１２２と対向する表面６ｂ、及び前記コルゲート谷部１２２の端に接続される２つのコルゲート脚部１２３のそれぞれの表面１２３ａ、１２３ｂによって、並びにコルゲート山部１２１のうち第二のプレート７と対向する表面１２１ｂ、第二のプレート７のうちコルゲート山部１２１と対向する表面７ａ、及び前記コルゲート山部１２１の端に接続される２つのコルゲート脚部１２３のそれぞれの表面１２３ａ、１２３ｂによって、交互に形成される。
【００７０】
コルゲート山部１２１又は谷部１２２により交互に形成されるチャネル２６の底部に少なくとも１つの表面テクスチャリング２３を配置することにより、熱交換は、エレメント２２のうち、取り付けられた状態で、チャネル２６の内面を形成する表面のうちのより多くの割合にわたり増強される。
【００７１】
好ましくは、プレート６、７の表面６ａ、６ｂ、及び７ａ、７ｂには表面テクスチャリングがない。するとこれにより、プレートと共に形成されるろう付け接合部の品質が保持される。
【００７２】
図７（ａ）は、コルゲート脚部１２３が長さ方向ｚに平行に、エレメント２２のコルゲート山部１２１及びコルゲート谷部１２２に対して垂直に延びる構成を示している。
【００７３】
図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示される代替的な実施形態によれば、コルゲート脚部１２３は、長さ方向ｚに平行であり、一方で第一のアセンブリ部分１２１と、他方で第二のアセンブリ部分１２２と９０°未満の角度αを形成する平面内に延びる。
【００７４】
コルゲート脚部１２３とコルゲート山部又は谷部１２１、１２２との間に鋭角を形成することにより、チャネル２６の内面のうち、表面テクスチャリングを示すことのできる部分が最大化し、チャネル２６の内面のうち、概してテクスチャリングを示すことのできない部分が最小化し、この部分は、どのチャネルを考えるかに応じて、第一のプレート６のうちコルゲート谷部１２２と対向する表面６ｂによって、又は第二のプレート７のうちコルゲート山部１２１と対向する表面７ａによって形成される。
【００７５】
好ましくは、角度αは６０〜９０°、より好ましくはさらに、角度αは７０〜８５°である。それゆえ、表面テクスチャリングが形成されることになる表面へのアクセス可能性が保持され、それと同時にチャネルの増強された表面積が増大する。
【００７６】
本発明の範囲内で、コルゲート製品２２は好ましくは、少なくとも０．１５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの厚さのシート又はストリップ等の平坦な製品から形成される。この厚さは図３において文字「ｔ」で示されている。表面テクスチャリング２３の使用には、特に表面テクスチャリング２３の目的が第一の流体の発泡を増強することである場合、かなりの熱流束が必要となる。したがって、フィンのできるだけ高い熱伝達係数、すなわちフィンが熱を伝達する最大能力を保持するために、比較的厚いスペーサエレメントを使用することが有利である。
【００７７】
また、表面テクスチャリングにより得られる熱交換の増強により、スペーサエレメント上のフィンの密度を低くすることによってそれに起因する圧力低下を縮小することが望ましい場合、より厚いスペーサエレメントで動作することも有利である。スペーサエレメントの熱交換係数はそれゆえ、その厚さを厚くすることにより保持される。
【００７８】
フィンの熱伝達係数は典型的に０〜１の間の数であり、隣接するプレートとの接触点において１と等しく、フィンに沿ってプレートからの距離と共に低下することに留意されたい。フィンの中央にある点は、フィンの熱伝達係数が最も低い点である。より厚いフィンと協働することにより、プレートからフィンの中央の点へのフィンを通じた熱伝導を低下させることができ、これによってフィンの熱伝達係数が増大する。
【００７９】
好ましくは、コルゲート製品２２の、横方向ｘに測定される単位長さあたりのコルゲート脚部の数として定義される密度は、２．５４センチメートルあたり１８未満の脚部、好ましくは２．５４センチメートルあたり１０未満のコルゲート脚部、より好ましくはさらに、２．５４センチメートルあたり５未満又はそれと等しい脚部である。有利な態様として、密度は２．５４センチメートルあたり１〜５の脚部であってよい。これらの密度の値は必ずしもコルゲート製品とはかぎらないスペーサエレメントにも適用可能である点に留意すべきであり、フィンは横方向ｘに次々に連続し、すると密度は横方向ｘに測定される単位長さあたりのフィンの数として定義される。
【００８０】
比較的低い密度を使用することにより、フィン又はコルゲート脚部上に表面テクスチャリングを堆積させるフェーズを容易にすることができ、これは、するとそれらの表面がよりアクセス可能となるからである。さらに、低密度のスペーサエレメントの使用により、表面テクスチャリングにおいて作られる気泡の除去が容易になる。
【００８１】
好ましくは、スペーサエレメント２２は塊状の基板、すなわち、換言すれば中実の基板、特に非多孔性基板を含み、その上にテクスチャリング２３が形成される。基板は、例えば図７において黒として見える。スペーサエレメントの構造に応じて、基板は１つ又は複数の第一及び／又は第二のアセンブリ部分、フィン、又はコルゲート脚部を含んでいてよい。
【００８２】
スペーサエレメントは好ましくは一体鋳造され、すなわち単体として形成される点に留意すべきである。
【００８３】
本発明に関して、表面テクスチャリング２３は、エレメント上に堆積された表面コーティングの結果、或いは、例えばサンドブラスト、スコアリング等を使用した化学的、機械的、又はこれと同等の処理により得られる前記エレメント、構成要素の表面仕上げの変更の結果であってよい。
【００８４】
特に、表面コーティングは、特に浸漬、噴霧による液体ルートを介して、又は電解質ルートを介して、又は特に化学気相成長法（ＣＶＤ）若しくは物理気相成長法（ＣＶＤ）による乾式ルートを介して、又は特にフレーム若しくはプラズマを用いた溶射によって基板上に堆積されてよい。
【００８５】
テクスチャリング２３は、スペーサエレメントの表面仕上げを変更しようとしており、スペーサエレメントを完全に、又は部分的に変形させようとしているのではないことが明示されている。
【００８６】
好ましくは、表面テクスチャリングはアルミニウムにより、又は１００重量％あたり少なくとも８０重量％のアルミニウム、好ましくは少なくとも９０重量％、より好ましくはさらに少なくとも９９重量％のアルミニウムを含むアルミニウム合金で形成される。
【００８７】
好ましい実施形態によれば、表面テクスチャリング２３は、多孔性構造、好ましくは多孔層の形態である。多孔性構造は例えば、わずかに焼結されたアルミニウム粒子、交絡アルミニウムフィラメント、結合された半融合アルミニウム粒子、例えばフレーム溶射により得られるような噴霧後に得られるアルミニウム粒子等の堆積で形成されてよい。
【００８８】
好ましくは、表面テクスチャリング２３は、ろう付けの前に、１５〜６０％、好ましくは２０〜４５％の有効空隙率、より好ましくはさらに２５〜３５％（体積％）の初期有効空隙率を示す。有効空隙率とは、開放細孔、すなわち構成要素２２が存在する外的環境と流体連通する細孔の体積と多孔性構造の全体積との比として定義されることに留意すべきである。
【００８９】
多孔性構造２３の細孔の直径は好ましくは、１〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍである。細孔は必ずしも断面が円形とはかぎらず、不規則な形状を示してもよい点に留意されたい。したがって、「直径」という用語はまた、同等の水力直径も含み、これは多孔性構成を通る気体流に生じる圧力低下を測定することによって、及び細孔が規則的な、特に球形、円筒形等の形状を有すると仮定することによって計算できる。
【００９０】
細孔の寸法はまた、その体積により特徴付けることもできる。好ましくは、多孔性構造２３の細孔の体積は１０００〜１，０００，０００μｍ３である。細孔の体積は例えば、断層撮影によって、又は空間内の複数の方向に撮影された標本の研磨断面画像の分析によって特定されてよい。
【００９１】
代替的に、表面テクスチャリング２３は、スペーサエレメント２２が製作される材料の中又はその表面に印刷又は創成される起伏又はパターンの形態であってよい。好ましくは、これらの起伏は、横断面において、エレメント２２の表面へと開放する空洞を画定する。例えば、形状又は大きさの異なる微小起伏、例えば離散した、又は中断されない溝、細溝、突起等がエレメント２２の表面に形成又は堆積されてもよい。特に、表面テクスチャリング２３を形成する起伏は、レーザ又は機械的及び／又は化学的加工により生成されてよい。
【００９２】
微小起伏とは、その少なくとも１つの特徴的寸法がエレメントの寸法と比較して小さい起伏、特に、テクスチャリングを示すスペーサエレメントの表面に垂直な方向に測定される高さ及び／又はテクスチャリングを示すスペーサエレメントの表面に垂直な方向に測定される幅が数マイクロメートルから数百マイクロメートルにわたる起伏である。
【００９３】
図８は、スペーサエレメント２２を製造するために使用可能な、これが第一のプレート６と第二のプレート７との間に配置される予定のコルゲート製品の形態である場合の製造方法の主なステップを示す。もちろん、以下に説明する製造方法は、他の形態のスペーサエレメントにも適用されてよい。
【００９４】
スペーサエレメント２２は、まず、典型的にプレス加工により形作られ、次に所望の形状のコルゲートマット２２を形成するように幅と長さが裁断され、脱脂処理される。図８（ａ）の横断面図においてわかるように、エレメント２２は、形作られるとコルゲート山部及び谷部の連続を示し、これらは熱交換器の隣接するプレート６、７にそれぞれ真空ろう付けされることになる第一及び第二のアセンブリ部分を構成する。
【００９５】
本発明によれば、方法ステップｃ）を含み、その間に少なくとも１つの表面テクスチャリング２３がスペーサエレメント２２の全部又はほとんど全部に形成される。換言すれば、表面テクスチャリングはスペーサエレメントの表面の全部に適用され、これには山部と谷部にある反対面のペアが含まれる。例えば、テクスチャリング２３は、懸濁液のタイプのコーティングを堆積させることにより形成されてよい。その場合、テクスチャリングを構成する材料と、濃厚剤、気泡生成剤等の添加剤がバインダ中に懸濁される。この技術により、より高い密度のコルゲート上へのコーティングを実現でき、これらは表面にアクセスしにくいため、溶射を使って処理するのが困難である。
【００９６】
次に、少なくとも表面テクスチャリング２３のうちの、第一のアセンブリ部分のうち、取り付けられた状態で、第一のプレート６と対向する表面にわたって延びる部分が選択的に除去される。スペーサエレメントが第二のプレート７と組み立てられる予定の１つ又は複数の第二のアセンブリ部分を含む場合、第二のアセンブリ部分の、取り付けられた状態で、第二のプレート７と対向する表面におけるテクスチャリング２３もまた、選択的に除去される。
【００９７】
表面テクスチャリング２３を選択的に除去するために使用できる様々な解決策がある。図８（ｃ）に示される第一の解決策は、テクスチャリング２３を形成する前に、溶融可能なコーティング２５をエレメント２２の、製造方法の最後に表面テクスチャリング２３がないことが望まれる表面にを堆積させることである。その後、溶融可能なコーティング２５及び、それと共に表面部分２３を除去するような方法でエレメント２２の熱処理が行われる。
【００９８】
代替的に、マスク２５がこれらの表面に取り付けられてから、表面テクスチャリングが施されてもよい。表面テクスチャリングがエレメント２２の全体に形成されると、マスクが除去される。
【００９９】
マスクは開口を有するシートメタルから製作されてよい。好ましくは、マスクはエレメント２２のうち、そこにおけるあらゆる堆積物を回避するようにマスクされることになる表面のできるだけ近くに押し付けられる。開口は、エレメント２２の、テクスチャリング２３が形成されることになる表面と対向するように位置決めされる。
【０１００】
マスクは、合金スチールから、又はニッケル合金、好ましくはニッケル鉄クロム合金、特に、良好な高温での耐熱性を提供する８００Ｈ型の合金で形成されてよい。
【０１０１】
他の解決策は、所望の領域内の表面テクスチャリングを機械的プロセスによって、例えばエレメント２２の表面のブラッシング又は擦り取りにより除去することである。
【０１０２】
このように製造されたスペーサエレメント２２はすると、図８（ｅ）に示されるように、熱交換器の第一のプレート６と第二のプレート７との間に取り付けられ、その後、前記プレートにろう付けされる。
【実施例】
【０１０３】
２．５４センチメートルあたり６のコルゲート脚部の密度と５ｍｍの高さを有するコルゲート製品について、多孔性構造を堆積する試験を実施した。コルゲート製品は、０．５ｍｍ厚さのストリップで形成した。８００Ｈ型合金のシートで形成したマスクをコルゲート製品に取り付けた。これは、一連の幅４．２ｍｍのレーザカットスロットを有した。マスクの、開口のない部分は、コルゲート製品のコルゲート山部に配置した。
【０１０４】
堆積物を、１００重量％あたり９９．５重量％のアルミニウムを含むアルミニウムワイヤを使ったフレーム溶射により塗布した。これらの試験により、厚さ２００〜３００μｍで、３０％のオーダの有効空隙率の多孔層の形態の表面テクスチャリングをコルゲート製品のコルゲート脚部上に選択的に堆積させることができた。多孔層はコルゲート製品の表面への良好な接着特性を示した。
【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（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図８（ｄ）】
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【図８（ｅ）】
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【国際調査報告】
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