(57)【要約】シート材料縁部ウェブの２つのリボンと、適宜に追加ウェブ及び／または支持部材とがシート材料ベースウェブのリボンに固定される、多流路装置の製造方法及びそれにより製造される多流路装置である。得られた部分積層体はサブアセンブリに分離され、各サブアセンブリは、ベース及び２つの縁部ストリップと、適宜に追加ストリップとを備え、これらは協働して、適宜に支持部材とともに、複数の開流路を画定する。複数のサブアセンブリが端部プレートとともに積み重ねられて完成スタックを形成し、各サブアセンブリの縁部は、完成ユニットを形成するように互いに取り付けられる。１つまたは複数のヘッダまたはマニホルドを、完成したユニットの外部に取り付け、ユニットへの流体入口及びユニットからの流体出口の組み合わせを提供してもよい。
2006507953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）部分積層体を製造するステップであって、
（ｉ）第１の縁部、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部、及び第１の面を有するベースウェブを準備するステップと、
（ｉｉ）第１の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｉｉ）第２の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｖ）適宜に１つまたは複数の追加ウェブを準備するステップと、
（ｖ）前記第１の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉ）前記第１の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｖｉｉ）前記第２の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第２の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉｉｉ）前記第２の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｉｘ）任意の追加ウェブを、前記第１の縁部ウェブと前記第２の縁部ウェブとの間で位置合わせするステップと、
（ｘ）任意の追加ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｘｉ）少なくとも前記ベースウェブの前記第１の縁部とほぼ平行に延びる１つまたは複数の部分積層体の開流路を画定するように、前記第１及び第２の縁部ウェブ及び前記任意の追加ウェブを、前記ベースウェブの前記第１の面に固定するステップと
を含むステップと、
（ｂ）前記部分積層体を複数のサブアセンブリに分離するステップであって、各サブアセンブリは、ベース、第１の縁部ストリップ、第２の縁部ストリップ、及び適宜に１つまたは複数の追加ストリップを備え、前記ベース、前記第１の縁部ストリップ、前記第２の縁部ストリップ、及び任意の追加ストリップは、１つまたは複数のサブアセンブリの開流路を画定し、前記サブアセンブリの前記ベースはそれぞれ、前記１つまたは複数のサブアセンブリの開流路とほぼ直交する第１の縁部と、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部とを有するステップと、
（ｃ）１つまたは複数の追加サブアセンブリを第１のサブアセンブリとともに配置するステップであって、追加サブアセンブリのそれぞれの前記ベースが、隣接するサブアセンブリと協働して１つまたは複数の閉流路を形成するように部分スタックを形成し、少なくとも１つのサブアセンブリの１つまたは複数の流路は、少なくとも１つの他のサブアセンブリの１つまたは複数の流路とほぼ直交するステップと、
（ｄ）前記部分スタックを最終プレートで終端させるステップであって、該最終プレートは、第１の縁部と、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部とを有し、隣接する追加サブアセンブリと協働して１つまたは複数の閉流路を画定するステップと、
（ｅ）少なくとも１つの追加サブアセンブリの前記第１の縁部を、隣接するサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップに固定するステップと、
（ｆ）前記少なくとも１つの追加サブアセンブリの前記第２の縁部を、前記隣接するサブアセンブリの前記第２の縁部ストリップに固定するステップと、
（ｇ）前記最終プレートの前記第１の縁部を、前記隣接するサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップに固定するステップと、
（ｈ）前記最終プレートの前記第２の縁部を、前記隣接するサブアセンブリの前記第２の縁部ストリップに固定するステップと
を含む、多流路装置を製造する方法。
【請求項２】
少なくとも前記第１の縁部ウェブは、連続式抵抗シーム溶接を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項３】
少なくとも前記第１の縁部ウェブは、接着剤を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項４】
少なくとも前記第１の縁部ウェブは、爆発接合、真空ロール接合、レーザ溶接、プラズマ溶接、ティグ溶接、及びミグ溶接から成るリストから選択される方法を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項５】
任意の追加ウェブの少なくとも１つが、連続式抵抗シーム溶接を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項６】
１つまたは複数の前記任意の追加ウェブは、接着剤を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項７】
１つまたは複数の前記任意の追加ウェブは、爆発接合、真空ロール接合、レーザ溶接、プラズマ溶接、ティグ溶接、及びミグ溶接から成るリストから選択される方法を用いて、前記ベースウェブに固定される請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項８】
サブアセンブリごとに、少なくとも１つの位置合わせ手段を形成するステップをさらに含む請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの位置合わせ手段は開口である請求項８に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの位置合わせ手段はタブである請求項８に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの位置合わせ手段はノッチである請求項８に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの位置合わせ手段は、くぼみと協働するニップルを含む請求項８に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの位置合わせ手段を用いて、各サブアセンブリを少なくとも１つの隣接するサブアセンブリと位置合わせするステップをさらに含む請求項８に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１４】
（ａ）１つまたは複数の支持部材を、前記部分積層体の開流路内に位置合わせするステップと、
（ｂ）前記１つまたは複数の支持部材を、前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｃ）前記１つまたは複数の支持部材を、前記ベースウェブに固定するステップと
をさらに含む請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の支持部材は、仮付け溶接によって、前記ベースウェブに固定される請求項１４に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１６】
第１のヘッダを完成スタックの第１の側に固定するステップをさらに含む請求項１に記載の多流路装置を製造する方法。
【請求項１７】
（ａ）第１の部分積層体を製造するステップであって、
（ｉ）第１の縁部、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部、及び第１の面を有する第１の部分積層体のベースウェブを準備するステップと、
（ｉｉ）第１の部分積層体の第１の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｉｉ）第１の部分積層体の第２の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｖ）適宜に１つまたは複数の、第１の部分積層体の追加ウェブを準備するステップと、
（ｖ）第１の部分積層体の前記第１の縁部ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉ）第１の部分積層体の前記第１の縁部ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｖｉｉ）第１の部分積層体の前記第２の縁部ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第２の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉｉｉ）第１の部分積層体の前記第２の縁部ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｉｘ）第１の部分積層体の任意の追加ウェブを、第１の部分積層体の前記第１の縁部ウェブと第１の部分積層体の前記第２の縁部ウェブとの間で位置合わせするステップと、
（ｘ）第１の部分積層体の任意の追加ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｘｉ）少なくとも第１の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の縁部とほぼ平行に延びる１つまたは複数の第１の部分積層体の開流路を画定するように、第１の部分積層体の前記第１の縁部ウェブ、第１の部分積層体の前記第２の縁部ウェブ及び第１の部分積層体の前記任意の追加ウェブを、第１の部分積層体の前記ベースウェブに固定するステップと
を含むステップと、
（ｂ）前記第１の部分積層体を複数の第１のサブアセンブリに分離するステップであって、各第１のサブアセンブリは、第１のサブアセンブリのベース、第１のサブアセンブリの第１の縁部ストリップ、第１のサブアセンブリの第２の縁部ストリップ、及び適宜に１つまたは複数の追加第１のサブアセンブリのストリップを備え、第１のサブアセンブリの前記ベース、第１のサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップ、第１のサブアセンブリの前記第２の縁部ストリップ、及び任意の追加第１のサブアセンブリのストリップは、１つまたは複数の第１のサブアセンブリの開流路を画定し、前記第１のサブアセンブリはそれぞれ、前記１つまたは複数の第１のサブアセンブリの開流路とほぼ直交する第１のサブアセンブリの第１の縁部と、前記第１のサブアセンブリの前記第１の縁部と反対側のほぼ平行な第１のサブアセンブリの第２の縁部とを有するステップと、
（ｃ）少なくとも第２の部分積層体を製造するステップであって、
（ｉ）第１の縁部、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部、及び第１の面を有する第２の部分積層体のベースウェブを準備するステップと、
（ｉｉ）第２の部分積層体の第１の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｉｉ）第２の部分積層体の第２の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｖ）適宜に１つまたは複数の、第２の部分積層体の追加ウェブを準備するステップと、
（ｖ）第２の部分積層体の前記第１の縁部ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉ）第２の部分積層体の前記第１の縁部ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｖｉｉ）第２の部分積層体の前記第２の縁部ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第２の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉｉｉ）第２の部分積層体の前記第２の縁部ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｉｘ）第２の部分積層体の任意の追加ウェブを、第２の部分積層体の前記第１の縁部ウェブと第２の部分積層体の前記第２の縁部ウェブとの間で位置合わせするステップと、
（ｘ）第２の部分積層体の任意の追加ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｘｉ）少なくとも第２の部分積層体の前記ベースウェブの前記第１の縁部とほぼ平行に延びる１つまたは複数の第２の部分積層体の開流路を画定するように、第２の部分積層体の前記第１の縁部ウェブ、第２の部分積層体の前記第２の縁部ウェブ及び第２の部分積層体の前記任意の追加ウェブを、第２の部分積層体の前記ベースウェブに固定するステップと
を含むステップと、
（ｄ）前記第２の部分積層体を複数の第２のサブアセンブリに分離するステップであって、各第２のサブアセンブリは、第２のサブアセンブリのベース、第２のサブアセンブリの第１の縁部ストリップ、第２のサブアセンブリの第２の縁部ストリップ、及び適宜に１つまたは複数の追加第２のサブアセンブリのストリップを備え、第２のサブアセンブリの前記ベース、第２のサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップ、第２のサブアセンブリの前記第２の縁部ストリップ、及び任意の追加第２のサブアセンブリのストリップは、１つまたは複数の第２のサブアセンブリの開流路を画定し、前記第２のサブアセンブリはそれぞれ、前記１つまたは複数の第２のサブアセンブリの開流路とほぼ直交する第２のサブアセンブリの第１の縁部と、前記第２のサブアセンブリの前記第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２のサブアセンブリの第２の縁部とを有するステップと、
（ｅ）前記１つまたは複数の第１のサブアセンブリ及び前記１つまたは複数の第２のサブアセンブリをともに配置するステップであって、
（ｉ）１つのサブアセンブリの前記ベースが、隣接するサブアセンブリと協働して少なくとも１つの閉流路を形成し、
（ｉｉ）少なくとも１つの第１のサブアセンブリが、少なくとも１つの第２のサブアセンブリに隣接し、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの第１のサブアセンブリの流路が、前記少なくとも１つの第２のサブアセンブリの流路とほぼ直交する
ステップと、
（ｆ）前記部分スタックを最終プレートで終端させるステップであって、該最終プレートは、第１の縁部と、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部とを有し、隣接するサブアセンブリと協働して閉流路を画定するステップと、
（ｇ）前記最終プレートを、隣接するサブアセンブリに固定するステップと、
（ｈ）各サブアセンブリを、少なくとも１つの隣接するサブアセンブリに固定するステップと
を含む、多流路装置を製造する方法。
【請求項１８】
複数の隣接するサブアセンブリのスタックを備える多流路装置であって、
各サブアセンブリは、
面、第１の縁部、及び該第１の縁部とほぼ平行に離間した第２の縁部を有するベースと、
前記第１の縁部にほぼ沿って前記ベースプレートの前記面に固定される第１の縁部ストリップと、
前記第２の縁部にほぼ沿って前記ベースプレートの前記面に固定され、前記第１の縁部ストリップとの間に流路が画定される第２の縁部ストリップと、
適宜に、前記ベース、前記第１の縁部ストリップ、及び前記第２の縁部ストリップと協働して、２つ以上の流路を画定する１つまたは複数の追加ストリップと、
適宜に、少なくとも１つの流路内にある１つまたは複数の支持部材と
を備え、
少なくとも１つのサブアセンブリの前記ベースは、隣接するサブアセンブリに固定され、該隣接するサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップ、前記第２の縁部ストリップ、及び前記ベースと協働して少なくとも１つの閉流路を形成し、少なくとも１つのサブアセンブリの前記少なくとも１つの流路は、隣接するサブアセンブリの前記少なくとも１つの流路とほぼ直交して延びており、
さらに、隣接するサブアセンブリに固定され、該隣接するサブアセンブリの前記第１の縁部ストリップ、前記第２の縁部ストリップ、及び前記ベースと協働して少なくとも１つの閉流路を形成する終端プレートを備える多流路装置。
【請求項１９】
前記スタックの第１の側に固定される少なくとも第１のヘッダをさらに備える請求項１８に記載の多流路装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのヘッダは、テーパ状の断面を有する請求項１９に記載の多流路装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのヘッダは、放物線状の断面を有する請求項１９に記載の多流路装置。
【請求項２２】
（ａ）部分積層板を製造するステップであって、
（ｉ）第１の縁部、該第１の縁部と反対側のほぼ平行な第２の縁部、及び第１の面を有するベースウェブを準備するステップと、
（ｉｉ）第１の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｉｉ）第２の縁部ウェブを準備するステップと、
（ｉｖ）適宜に１つまたは複数の追加ウェブを準備するステップと、
（ｖ）前記第１の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉ）前記第１の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｖｉｉ）前記第２の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第２の縁部と位置合わせするステップと、
（ｖｉｉｉ）前記第２の縁部ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｉｘ）任意の追加ウェブを、前記第１の縁部ウェブと前記第２の縁部ウェブとの間で位置合わせするステップと、
（ｘ）任意の追加ウェブを前記ベースウェブの前記第１の面と接触させるステップと、
（ｘｉ）少なくとも前記ベースウェブの前記第１の縁部とほぼ平行に延びる１つまたは複数の部分積層体の開流路を画定するように、前記縁部ウェブ及び前記任意の追加ウェブを、前記ベースウェブの前記第１の面に固定するステップと
を含むステップと、
（ｂ）前記部分積層体を、所望の寸法にするステップと
を含む、多流路装置に使用するサブアセンブリを製造する方法。
【請求項２３】
（ａ）第１の縁部ウェブを、第１のベースウェブ縁部に沿ってベースウェブの面に固定するステップと、
（ｂ）部分積層体の流路を画定するように、第２の縁部ウェブを、前記第１のベースウェブ縁部と反対側のほぼ平行な第２のベースウェブ縁部に沿って前記ベースウェブの面に固定するステップと、
（ｃ）適宜に２つ以上の部分積層体の流路を形成するように、適宜に追加ウェブを、前記第１の縁部ウェブと前記第２の縁部ウェブとの間の前記ベースウェブの面に固定するステップと
を含む、多流路装置に使用する部分積層体を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、多流路装置（multi-channel devices）を製造する方法及びその方法により製造された多流路装置に関する。特に、本発明は、流路群がクロスフロー構造で配置される多流路装置に関する。このような装置としては、例えば、化学反応器、熱交換器、及びそれらの組み合わせを挙げることができる。さらなる用途としては、気化、凝縮、及び蒸留などの他の化学単位操作が挙げられる。いずれの場合も、流体または流体状の流れ、例えば、ガス、液体、流動固体、浮遊固体（suspended solids）、またはそれらの組み合わせが流路を通って流れる。
【０００２】
本発明は、米国政府機関により行われたものではなく、米国政府機関との契約下で行われたものでもない。
【０００３】
［発明の背景］
多流路装置は、化学単位操作の分野で特に用いられる。例えば、同じ流れを扱うことのできる単一の流路と比較した場合に、複数の流路が圧力格納（pressure containment）及び流れ分布を向上させることができ、単位体積あたりの表面積を大きくすることもできる。最も基本的な多流路装置の例としては、公知の多管型熱交換器及びプレートフィン型熱交換器が挙げられる。これら両方の熱交換器では、少なくとも１つの流体の流れが器内を進むにつれて複数の流路に分配される。熱交換器の環境では、流れている所与の流体がさらされる表面積を大きくすることにより、熱伝達効率が高まる。同様に、多流路の構成は、反応環境における流れ分布及び触媒接触（catalyst contact）の特徴の改善を可能にする。また、装置が小型でコンパクトであるほど、高い熱効率及び速い反応時間のような重要な利益を提供することができることが知られている。このような装置のほとんどは、大規模な設備に匹敵するかまたはそれよりも優れた有効性尺度（effectiveness measures）を有する、より小さい占有面積（footprint）を有する。さらに、反応器として用いる場合、このような装置は、生成物への反応物の変換と、望ましくない生成物に対する望ましい生成物の選択性との両方に関して、改善された性能を提供することが多い。熱交換器として用いる場合、このような装置は、改善された熱伝達パラメータを提供することが多い。
【０００４】
経済的制約を満たすために、より小型でよりコンパクトな多流路装置を製造することは、特に多くの小さい流路が必要である場合や、流路が互いに極めて密接している場合には、特に困難となり得る。これは、複数の小型でコンパクトな装置を組み合わせて、大規模な設備に匹敵する処理量を提供するよう試みる場合に、特に重要である。金属の場合の現在の製造方法は、例えば、まずワイヤ放電加工（ＥＤＭ）技術を用いて、固体ブロックから小型の多流路装置を製造することを含む。ワイヤ放電加工では、まずブロックに開始穴（starter hole）を形成することにより、各流路が切り抜かれる。次に、各流路は、流路の壁となる部分に沿ってワイヤをゆっくりと移動させることにより、適切なサイズに切断される。次に、切り抜かれた材料は廃棄される。ワイヤ放電加工は、固体材料に比較的深く細い流路を形成することと、組み立て及び位置合わせの問題とを最小限にすることには有用であるが、他の技術と比較して極めて高価である。さらに、流路の長さにある程度の実際上の限度があり、製造時間が長くなり得る。別の方法は、型押しまたは切り抜きされたシム（shims）のスタックの拡散接合（diffusion bonding）を用いて、複数の流路を画定する。まず第一に、型押しは他のプロセスよりも多くの廃材を生じさせる。さらに、拡散接合法は、支持されない領域がないようにするために、接合中に流路を閉じ、続いて接合後に加工して開くことを必要とする。接合プロセス自体も、大掛かりな設備（tooling）及び高価な資本設備を必要とする。加工に続いて、切屑及び洗浄用クーラント／潤滑剤を除去するためのクリーニングステップが必要である。これら全てを合わせると、比較的高価なプロセスとなる。押し出しは、所望のレベルの精度に達するように仕上げ加工が必要な流路を形成するため、コストが増す。さらに、押し出しは全ての材料に用いることはできず、例えば高温合金はこれに適した候補ではなく、最小流路サイズに限界がある。鋳造もまた、いくつかの同じ制限を受ける。最後に、エッチング技術は、特に高温合金ではコスト競争力がない。
【０００５】
本明細書で説明するような、溶接されるかまたは他の方法で接合されるスタックの手法は、このような多流路装置を製造するための実用的な低コスト手法となる。
【０００６】
［発明の簡単な説明］
改善された製造方法を用いて低コストの多流路装置を提供することが、本発明の１つの目的である。より詳細には、好ましい一実施形態では、本発明は、シート材料縁部ウェブの２つのリボンが、そして適宜に追加ウェブ及び／または支持部材が、シート材料のベースウェブのリボンに溶接されるかまたは他の方法で取り付けられる、連続的または半連続的な製造プロセスに関する。次に、得られた部分積層体がサブアセンブリに分離され、各サブアセンブリは、ベース及び２つの縁部ストリップと、適宜に追加ストリップとを備え、これらは協働して、適宜に支持部材とともに、複数の開流路を画定する。サブアセンブリは、所望の用途に応じて、ほぼ無限の種類の構造に構成することができる。続いて、複数のサブアセンブリ同士が端部プレートとともに積み重ねられて、完成スタックを形成し、各サブアセンブリの縁部は、完成ユニットを形成するように互いに溶接されるかまたは他の方法で取り付けられる。１つまたは限られた数のサブアセンブリ同士を一度に溶接するかまたは他の方法で取り付けることにより、サブアセンブリがスタックに固定される際にサブアセンブリに最小限の圧力しか加わらないため、支持されていない領域の問題はなくなる。圧力が低いほど、低コストの設備になり、変形が少なくなるため最終寸法の精度が増す。これにより、加工及び廃材を最小限に抑えつつ、サブアセンブリを最終形状に製造することができる。特に、マニホルドまたはヘッダに取り付ける前の流路開口の加工が、ほとんどまたは全くなくなるはずである。
【０００７】
希望に応じて、１つまたは複数のヘッダまたはマニホルドを完成したユニットの外部に取り付け、ユニットへの流体入口及びユニットからの流体出口の組み合わせを提供してもよい。
【０００８】
本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、添付図面とともに検討すると、本発明の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【０００９】
［発明の詳細な説明及び最良の形態］
図１は、完成スタック１００（図８）に最終的に含まれる通常のサブアセンブリ１０、２０、６０（それぞれ図３、図４、及び図５）を製造する第１のステップを示す。所望の金属、プラスチック、セラミック、または他の適当な構成材料の供給から開始して、通常のサブアセンブリ１０（図３）の主な構成要素、すなわちベースウェブ１１及び少なくとも２つの縁部ウェブ１２が、案内されかつ位置合わせされながら、ともに供給される。本発明を連続的な高速プロセスに適合させることが望ましいため、当業者には公知のコイル供給（coil-fed）作業を、金属及びプラスチックのような特定の材料に用いてもよい。代替的に、任意の所望の長さの金属または他の材料を、他の公知の方法によって供給してもよい。位置合わせローラ２２を用いた標準的な位置合わせ方法が図示されているが、他の位置合わせ方法を利用しても同様にうまくいくことは、当業者には理解されよう。例えば、位置合わせプレートを用いることができるが、当業者が理解するように、過度の磨耗を避けるために回転要素（rolling elements）が通常は必要である。当然ながら、位置合わせローラ２２は、特定の動作の必要性に合うように、様々な形状にしたり、様々な材料で製造してもよい。当業者が理解するように、縁部ウェブ１２は、ベースウェブ１１の縁部と同一平面状にある必要はない。図１に示されるように、適宜に追加流路２４を形成するために追加ウェブ１４を含めることにより、別の通常のサブアセンブリ２０（図４）を形成してもよい。追加ウェブ１４の数、ならびにその間隔及び幅は、最終装置の設計基準を満たすように広範囲にわたって変えることができる。
【００１０】
代替的な流路２４の構造を、単なる例として図３〜図５に示す。図３は、ベース８０と協働して流路２４を形成する縁部ストリップ１６を示す。同様に、図４は、縁部ストリップ１６及びベース８０と協働して３つの流路２４を形成する複数の任意の追加ストリップ１７を示す。最後に、図５は複数の支持部材３４を示す。当業者が理解するように、支持部材３４の使用及び配置は、いくつかの設計及び製造要因、主に、製造時または通常の使用時の差圧の影響を最小限に抑える必要性に依存する。
【００１１】
図１に示されるように、位置合わせに続いて、縁部ウェブ１２及び任意の追加ウェブ１４は、ベースウェブ１１に固定されて部分積層体５０を形成する。例えば、金属に好ましい方法は連続電気シーム溶接（continuous electric seam welding）であり、比較的少ない資本投資で高速と大量生産への適合性との利点を享受する。さらに、支持部材３４を任意の流路２４に取り付けることができる。このような場合、支持部材３４は、連続して溶接される必要はなく、最終サブアセンブリ６０の長さと一致した間隔で、仮付け溶接されるかまたは他の方法で固定してもよい。当業者には理解されるように、他の固定方法も可能である。これには、例えば、爆発接合（explosion bonding）及び真空ロール接合（vacuum roll bonding）、レーザ溶接、プラズマ溶接、ティグ（ＴＩＧ）溶接、及びミグ（ＭＩＧ）溶接が含まれる。本発明の範囲内で、最終使用条件に合ったエンジニアリング接着剤のような他の固定方法を用いることもできることが考えられる。例えば、ポリイミドのような耐熱性を有する接着剤を用いることができる。上述のようなプロセスは、プラスチック、セラミック、及び他の構成材料にも容易に適合される。例えば、用途に応じて、例えばポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、及びポリイミドを含むプラスチックは、位置合わせ後に、単なる例として、接着剤及びホットプレートと、溶媒と、超音波溶接とを含む複数の公知の方法で固定することができる。セラミックは、例えば未加工の状態で位置合わせし、未加工でまたは硬化（curing）後に固定することができる。
【００１２】
図１及び図２に示されように、好ましい一実施形態では、次に、部分積層体５０が切断モジュール４０に入る。切断モジュール４０内で、部分積層体５０は、適当な長さに剪断されるかまたは他の方法で切断される。他の方法、例えば鋸引きを利用してもよいが、高速製造プロセスには剪断加工が好ましい。サブアセンブリ１０、２０、６０が互いに積み重ねられる際に（図６及び図７を参照）これらの位置合わせを補助するために、１つまたは複数の位置合わせ穴２６を形成してもよい。好ましくは、２つの位置合わせ穴２６が対角線上の角部に形成される。なお、２つの位置合わせ穴はそれぞれ同様の位置にある必要があるが、組み立てを容易にするために一方がオフセットされていてもよい。続いて、積み重ね（図６及び図７）の間に、位置合わせ穴２６は、位置合わせフィンガまたは他の同様の装置（図示せず）に通される。当業者が理解するように、他の位置合わせ方法を利用してもよい。例えば、図３は、隣接するベース（図示せず）の対向面に対応するくぼみと協働する位置合わせニップル２８を示す。図４は、ガイドまたは同様の装置（図示せず）と組み合わせて積み重ねる間に利用される位置合わせタブ３０を示し、図５は、アセンブリの固定（fixturing）の際に対応する位置合わせ部品と結合して積み重ねる（図６及び図７を参照）間、同様に利用される位置合わせノッチ３２を示す。
【００１３】
前のステップの結果として、複数のサブアセンブリ１０、２０、６０は、所望の構造、長さ、及び幅の種々の流路２４が形成されるように製造されており、所望に応じて任意の追加ストリップ１４及び／または支持部材３４が加えられている。
【００１４】
図６及び図７に示されるように、スタック１００が、例えばピックアンドプレース溶接（pick-place-and-weld）モジュール４２を用いて形成される。所望のサブアセンブリ１０、２０、６０がピックアンドプレース溶接モジュール４２に供給され、続いて、好ましくは位置合わせ穴２６、位置合わせニップル２８、位置合わせタブ３０、または位置合わせノッチ３２によって補助されて、互いに積み重ねられる。積み重ね後に、好ましくは２つのアームから成る第１の溶接機４４及び好ましくは第２の溶接機４６が、サブアセンブリ１０、２０、６０を互いに溶接して、完成ユニット１００（図８）を形成する。インデックス機構４８が、スタックを段階的に下降させて、第１の溶接機４４及び第２の溶接機４６と位置合わせする。
【００１５】
図８は、入口及び出口ヘッダ／マニホルド１１０とともに完成スタック１００の一例を示す。図８に示されように、縁部ストリップ１６は、例えば連続式抵抗シーム溶接（continuous resistance seam weld）５２によって、各ベースプレート８０に接合されている。さらに、複数のサブアセンブリ２０、４０、６０が、例えばレーザ縁溶接（laser edge weld）５４によって接合されている。本明細書で説明され、かつ当業者が理解するように、他の溶接方法及びさらに他の接合方法も、本発明の範囲及び精神で用いることができる。入口及び出口ヘッダ／マニホルド１１０は、流体の流れを分配するために加えられ、既知の方法によってスタックに取り付けてもよい。適切な流れ分布のために、各入口及び出口ヘッダ／マニホルド１１０は、テーパ状にしてもよく、または例えば放物面のように断面積が変化するように他の形に設計してもよい。
【００１６】
上記の開示は、本発明を説明するために記載されているにすぎず、これに限定するものではない。当業者は、本発明の精神及び趣旨を組み込んだ開示されている実施形態の変更形態を思い付くことができるため、本発明は、添付の特許請求の範囲内の全て及びその等価物を含むと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態の、位置合わせ、ウェブ固定、及び切断態様の斜視図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態の切断態様の斜視図である。
【図３】本発明に従って製造されるサブアセンブリの斜視図である。
【図４】本発明のさらなる実施形態に従って製造されるサブアセンブリの斜視図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態に従って製造されるサブアセンブリの斜視図である。
【図６】本発明の積み重ね及び縁部固定態様の平面図である。
【図７】図６の平面図に示す本発明の積み重ね及び縁部固定態様の立面図である。
【図８】本発明のさらなる実施形態に従って製造される完成ユニットの部分分解斜視図である。
【図９】本発明によるスタックの分解斜視図である。
【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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【国際調査報告】
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