(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、波頂１２１及び波ベース１２２によって交互に連結された波ステム１２３のアセンブリを備え、波ステム１２３が、前記波ステム１２３内で切り取られ、かつ主波状方向Ｄ１に対してある角度で傾斜しているフラップ１２５を備えているルーバフィンに関する。波ステム１２３、波頂１２１及びベース１２２は、主波状方向Ｄ１に対して断面において、直進するセグメントを構成し、該波頂及びベースは、互いに平行になっている。
2004531684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波形の全体的な主方向（Ｄ１）を規定するルーバを有するタイプのプレートフィン熱交換器用波形フィンであって、波形波頂（１２１）及び波形谷部（１２２）により互い違いに接続された波形脚（１２３）のセットを備え、該脚（１２３）が、前記波形脚（１２３）からカットされたフラップ（１２５）を備え、かつ上記波形の主方向（Ｄ１）に対してある角度（α）で傾斜している、波形フィンにおいて、上記波形脚（１２３）、波形波頂（１２１）及び波形谷部（１２２）は、上記波形の主方向（Ｄ１）に対する断面において、直線状のセグメントを形成し、また、該波頂（１２１）及び谷部（１２２）が互いに平行であることを特徴とする波形フィン。
【請求項２】
前記波形脚（１２３）は、前記フィンが矩形の波状波形を有するように、全て相互に平行であり、かつ波形谷部（１２２）に対して垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の波形フィン。
【請求項３】
各フラップ（１２）は、前記セグメントの実質的に全長にわたって波形脚（１２３）により規定された直線状セグメントの方向に沿ってカットされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の波形フィン。
【請求項４】
前記フィンは、０．２ないし０．５ｍｍの実質的に均一な壁厚（ｅ）を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の波形フィン。
【請求項５】
波形脚（１２３）は、厚さ（ｅ）、流路の幅を規定する波形全体の主方向（Ｄ１）に対する平均横方向間隔（ｗ）、および間隔（ｐ）を有し、前記フラップ（１２５）は、長さ（ｌＳ）を有し、この長さ（ｌＳ）は間隔（ｐ）よりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載の波形フィン。
【請求項６】
前記フラップの長さ（ｌＳ）は、次の関係、すなわち、ｌＳ≧１．１ｐを満たすことを特徴とする、請求項５に記載の波形フィン。
【請求項７】
前記フラップの傾斜角度（α）は、正でありかつ次の等式、すなわち、ｓｉｎαｍｉｎ＝ｅ／ｌＳおよびｔａｎαｍａｘ＝ｐ／ｌＳによって定義される最小値（αｍｉｎ）と最大値（αｍａｘ）の間に絶対値で、厳密に存在することを特徴とする、請求項５又は６に記載の波形フィン。
【請求項８】
前記フラップ（２５）の傾斜角度（α）は、絶対値で、等式：ｔａｎα１＝ｐ／２ｌＳによって定義される角度（α１）に実質的に等しいことを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の波形フィン。
【請求項９】
前記フラップ（１２５）の傾斜角度（α）は、次の条件、ｐ≧ｌＳｓｉｎ｜α｜＋ｅｃｏｓ｜α｜を満たすことを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の波形フィン。
【請求項１０】
極低温蒸留によって空気またはＨ２／ＣＯ混合物を分離する装置のプレートフィン熱交換であって、特に、全体が平坦形状の複数の流体循環流路（３ないし５）を規定する平行プレート（２）の積層体と、これら流路の境界を定めるクロージャバー（６）と、前記流路中に配設された波形フィン（８）とを備えるタイプの、主熱交換ラインまたはリボイラ／凝縮器の交換器において、前記波形フィン（８）の少なくともいくつかが、請求項１ないし９のいずれかに記載したようになっていることを特徴とする、プレートフィン熱交換器。
【請求項１１】
シート状の平坦な製品からの、波形脚（２３；１２３）からカットされたフラップ（２５；１２５）を備えるタイプの、プレート熱交換器のためのルーバ波形フィンの連続製造方法であって、製品（２０５）が、少なくとも、往復運動を伴う可動機械部（２０１）を備えるプレス機械（２０１、２０２）の中を漸進的に通過し、前記機械部（２０１）が、一つの同じ動きで、前記フィンを波形にし、かつ前記フラップを切断する方法。
【請求項１２】
前記可動機械部（２０１）が作動しているときには、平坦な前記製品（２０５）が、保持装置（２１０）によって、前記可動機械部（２０１）の上流の定位置に保持され、可動機械部（２０１）が作動していないときには、平坦な製品（２０５）が、その行程を続けるように、かつ形成された波形を前記機械から引き抜くために解放されることを特徴とする、請求項１１に記載の波形フィン。
【請求項１３】
前記保持装置（２１０）及び可動機械部（２０１）は、指令及び制御手段（２２０）によって駆動されかつ同期されることを特徴とする、請求項１２に記載の波形フィン。
【請求項１４】
プレス機械（２０１、２０２）と、該機械にシート形状の平坦な製品（２０５）を連続的に送給する装置とを備え、前記機械が、互いに補完する少なくとも一つのポンチ（２０２）及び一つのダイ（２０２）を備え、前記ポンチ（２０２）が、ダイ（２０２）に対して、シート状平坦な製品（２０５）の表面に対して実質的に直角な方向に、相対移行運動が与えられることが可能である、請求項１１ないし１３のいずれか１に記載した方法を実施するための装置であって、前記ポンチ（２０２）が、長手全体方向（Ｄ）に伸び、かつ少なくとも一つ（２５１）が、前記ポンチ及び前記全体方向（Ｄ）に向けられている複数の平面ファセットを有し、フラップを形成するように意図される少なくとも他方（２５２）が、前記ポンチの移行方向、および全体方向（Ｄ）に対して傾斜した方向に向けられていることを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記ポンチ（２０２）は、２つの連続ファセットの間に、前記移行方向及び全体方向（Ｄ）と実質的に直交する方向に平面セットバック（２５３）を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ポンチ（２０２）は、ファセット（２５１、２５２）とセットバック（２５３）との間で、移行方向に伸びる溝（２５５）を有することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
シート状の平坦な前記製品（２０５）を機械（２０１、２０２）の上流に保持して、該平坦な製品を、該機械に対して選択的に固定できるようにするか、または該製品を前進できるようにするために解放することを可能にする装置を備えることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記機械（２０１、２０２）及び保持装置（２１０）を駆動しかつ同期させるように設計された指令及び制御手段（２２０）を備えることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートフィン熱交換器用の波形フィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレートフィン熱交換器には様々な種類があり、それぞれが一つの使用分野に合わせて作られている。具体的には、本発明は、極低温蒸留によって空気またはＨ２／ＣＯ（水素／炭素一酸化物）混合物を分離する装置の熱交換器に有利に適用される。
【０００３】
この交換器は、主熱交換ラインまたはリボイラ／凝縮器でもよい。
【０００４】
添付図面の図１は、本発明が適用される従来の構造の熱交換器の一実施例の、一部を切り取って斜視で示す。
【０００５】
図示の熱交換器１は、全て同一の平行矩形状プレート２の積層体からなり、それらの間には、間接的な熱交換関係で置かれる流体のための複数の流路が規定されている。図示の実施例においては、それらの流路は、連続した周期的な、第１の流体用の流路３、第２の流体用の流路４及び第３の流体用の流路５である。
【０００６】
各流路３ないし５は、該流路の境界を定めるクロージャバー６によって境が形成されており、対応する流体のための入口／出口開口７が塞がれていない状態になっている。各流路内には、熱交換フィンとして機能するとともに、特にろう付け時に、および圧力流体が用いられた場合に該プレートのいかなる変形をも防ぐように、上記プレート間でブレースとして機能し、かつ該流体の流れを案内するようにも作用する、ブレース波形部または波形フィン８が配設されている。
【０００７】
プレートの積層体、クロージャバー及びブレース波形部は、一般に、アルミニウムまたはアルミ合金で形成され、炉内ろう付けによる単一の工程で組み立てられる。
【０００８】
また、全体形状が半円筒形の流体入口／出口ボックス９は、交換器本体に溶接されて、対応する入口／出口開口の列を覆って位置するように形成され、それらのボックスは、流体を供給および放出するパイプ１０に接続される。
【０００９】
これらの交換器は、処理される高流速の流体により、および上記交換器の入口及び出口側の間で非常に高い温度差を生成するために必要な熱交換の大きさにより特定の問題を引き起こす。すなわち、
所望の熱交換を実現するため、およびかなりの流速の流体を処理するために、図１に示すような極低温型の交換器は、大きなサイズ（数メートル長）を有し、かつ上述したようないくつかの個別の本体によって形成することができる。従って、このような交換器の体積は、非常に大きい。
【００１０】
高流速及び長い熱交換器長は、主圧縮器における高エネルギ消費を生じる圧力低下につながる。
【００１１】
上記交換器の体積および／またはプラントの電力消費を低減するために、圧力低下の見地から該交換器に取付けられた該熱交換波形部の性能は、根本的に重要である。
【００１２】
この産業分野において、使用は、鋸歯状、直線状あるいは穿孔直線型のブレース波形部８で非常に月並みに形成されている。
【００１３】
最も一般的に使用されている鋸歯状波形部は、熱的に非常に有効であるが、圧力低下の見地から、その性能は、やや不利である。
【００１４】
また、自動車業界で使用される、車内空調回路の蒸発器を形成するための熱交換器が知られている。通常アルミニウムシートから形成されているそれらの交換器、波形部は、サイズが小さい、すなわち数ｃｍ（最大約１０ｃｍ）の寸法であるという点で、また大気圧に近い圧力で作動するので大きな機械的応力を受けないという点で、さらに圧力低下の見地から同じ要求を受けないという点で、極低温交換器と異なっている。
【００１５】
自動車業界で使用されるタイプの上記交換器の波形部は、三角形または正弦波部分からなる流路及び限定された密度を有するホイールを用いて、薄いストリップ（約０．１ｍｍ厚）から製造される。
【００１６】
自動車分野においては、使用は、図２に示すような「ルーバ波形部」として知られているブレース波形部で形成されている。
【００１７】
ルーバ波形部は、流体の流れの全体的な方向Ｆを定める、波形の全体の主方向Ｄ１を有する。波形の全体の主方向Ｄ１と直交する平面Ｐにおいて、該波形は、高さに関して伸びた正弦波形状の断面を有する。このように形成された正弦波は、方向Ｄ１と直角な方向Ｄ２に伸び、それら２つの方向は、説明の便宜上、図２に示すように水平になっていると仮定する。
【００１８】
上記波形部は、正弦波の波長によって形成された波形波頂２１と、該正弦波の波間の谷によって形成された波形谷とを有する。波頂２１及び谷２２は、波形脚２３に交互に結合し、該脚は、それぞれ、方向Ｄ２と直角な鉛直中間面（ｍｅａｎ  ｐｌａｎｅ）を有する。
【００１９】
それらの間の２つの連続する波形脚２３は、流れの全体方向Ｆに対して流体路を規定する。
【００２０】
上記鉛直中間面及び波形の全体の主方向Ｄ１に対して互いに平行でかつ傾斜している一連のフラップ２５は、各波形脚２３でカットされている。フラップ２５は、一つの流路から隣接する流路へ、主に横方向に、流体のための第２の流路を構成する開口部を規定する。これらのフラップは、上記波形脚の高さのまさに一部にわたって伸びている。
【００２１】
上述したタイプのルーバ、三角形または正弦波の波形部は、以下の理由のため、工業規模のプレート熱交換器には今まで使用されていなかった。
【００２２】
まず第一に、上記波形部の波頂及び谷は、該波形が三角形であろうと正弦波であろうと、分割プレートに対してのみろう付けラインを要するため、該プレートへの機械的結合のための非常に小さな表面領域のみを要する。従って、このようなフィン形状は、従来６ないし１０バール、場合によっては８０バールに達する、工業用交換器に利用される高圧には適していない。
【００２３】
第二に、自動車業界で使用される上記ルーバ波形部の形状は、特に、高製造スループットに適している、上記ホイールを用いた製造方法に密接に関連がある。その他の波形形状は、該ホイールを含むそのような製造方法を用いてかろうじて得ることができる。このような製造方法の場合、上記フラップの切断は、上記波形脚の高さの一部にわたってのみ正しく行うことができる。この切断は、工業用交換器に要する熱交換能力のレベルを達成するのに十分ではない。
【００２４】
第三に、ルーバ波形の従来の製造方法、すなわちホイールの使用は、上記フィンに対する機械的応力に耐えるために工業用交換器に用いる場合、０．２ないし０．５ｍｍ程度の意味のあるストリップの厚さに適応することが難しいことが判明している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従って、本発明の目的は、その性能が、圧力低下の見地から、特に、鋸歯状波形よりも良く、かつ工業用交換器、特に、該装置が主熱交換ラインまたはリボイラ／凝縮器内にあろうとなかろうと、極低温蒸留によって空気またはＨ２／ＣＯ（水素／炭素一酸化物）混合物を分離する装置のプレートフィン熱交換器に用いることができる、ルーバタイプのフィンを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
このため、本発明の主題は、波形の全体的な主方向を規定するルーバを有するタイプのプレートフィン熱交換器用波形フィンであって、波形波頂及び波形谷部により互い違いに接続された波形脚のセットを備え、該脚が、前記波形脚からカットされたフラップを備え、かつ上記波形の主方向に対してある角度で傾斜している波形フィンにおいて、上記波形脚、波形波頂及び波形谷部が、上記波形の主方向に対する断面において、直線状のセグメントを形成し、該波頂及び谷部が互いに平行であることを特徴とする波形フィンである。
【００２７】
従って、上記フィンは、上述のタイプの交換器に使用できるようにするろう付け領域を要する。
【００２８】
単独で採られた、あるいは技術的に考えうる組合せにおける、本発明の他の特徴によれば、
上記波形脚は、上記フィンが、矩形の波状波形を有するように、全て相互に平行であり、また上記波形谷部に対して垂直であり、
各フラップは、上記波形脚により、前記セグメントの実質的に全長にわたって規定された直線状セグメントの方向に沿ってカットされており、
該フィンは、０．２ないし０．５ｍｍの実質的に均一な壁厚を有する。
【００２９】
上記波形フィンのデザインにおける一つの重大な問題点は、圧力低下に関する性能と、上記波形の熱効率に関する性能との間で最適な妥協を得ることにある。問題は、このようなフィンを形成した場合、流体と壁部との間の局所的な温度差を増加させて熱交換を促進するように、流体の乱れの効果および流体の上記流路内での再混合の効果を期待することである。しかし、上記フィンによって発生する圧力低下を制限するように、流体の乱れの効果や流体の再混合の効果に対して制御を保つことが最も重要なことである。特に、工業プラントにおいては、例えば、運転中の熱交換器に流体をセットするのに要する電力消費を限定するために、極低温蒸留によって空気またはＨ２／ＣＯ混合物を分離するプラントにおいては最も重要である。
【００３０】
本発明の別の目的は、上記フィン内で誘発される圧力低下を制限すること、およびこの種のフィンを工業用極低温交換器に用いることができるようにする程度に良好な熱交換品質を得ることを可能にする、上述のタイプのルーバフィン構造を提案することである。
【００３１】
このために、上記波形脚が、厚さｅ、流路の幅を規定する波形全体の主方向に対する平均（ｍｅａｎ）横方向間隔ｗ、および間隔Ｐを有し、上記フラップが、長さｌＳを有する本発明によるフィンは、上記フラップの長さが上記間隔よりも大きいことを特徴とする。
【００３２】
本発明によるフィンのさらに別の特徴によれば、
上記フラップの長さは、次の関係、すなわち、ｌＳ≧１．１ｐを満たし、
上記フラップの傾斜角度は、正でありかつ次の等式、すなわち、ｓｉｎαｍｉｎ＝ｅ／
ｌＳおよびｔａｎαｍａｘ＝ｐ／ｌＳによって定義される最小値と最大値の間に絶対値で、厳密に存在し、
上記フラップの傾斜角度は、絶対値で、等式  ｔａｎα１＝ｐ／２ｌＳによって定義される角度に実質的に等しく、
上記フラップの傾斜角度は、次の条件、ｐ≧ｌＳｓｉｎ｜α｜＋ｅｃｏｓ｜α｜を満たす。
【００３３】
また、本発明は、シート状の平坦な製品からの連続製造方法であって、波形脚、特に上述したようなフィンからカットされたフラップを備えるタイプの、プレート熱交換器用のルーバ波形フィンの連続製造方法に関する。
【００３４】
本発明の方法によれば、上記製品は、少なくとも、往復運動を伴う可動機械部を備えるプレス機械の中を漸進的に通過し、前記機械部は、一つの同じ動きの中で、前記フィンを波形にし、かつ前記フラップを切断する。
【００３５】
上記方法の他の特徴によれば、前記可動機械部が作動しているときには、上記平坦な製品は、保持装置によって、上記可動機械部の上流の定位置に保持され、上記可動機械部が作動していないときには、上記平坦な製品は、その行程を続けるように、かつ形成された波形を上記機械から引き抜くために解放され、上記保持装置及び可動機械部は、指令及び制御手段によって駆動されかつ同期される。
【００３６】
また、本発明は、上述した方法を実施するための装置に関する。
【００３７】
この装置は、プレス機械と、該機械にシート形状の平坦な製品を連続的に送給する装置とを備え、前記機械は、互いに補完する少なくとも一つのポンチ及び一つのダイを備え、前記ポンチは、前記ダイに対して、前記シート状平坦な製品の表面に対して実質的に直交する方向に、相対移行運動が与えられることが可能である。
【００３８】
前記ポンチが、長手全体方向に伸び、かつ少なくとも一つが、上記ポンチ及び前記全体方向に向けられている複数の平面ファセットを有し、フラップを形成するように意図される少なくとも他方が、上記ポンチの移行方向、および上記全体方向に対して傾斜した方向に向けられていることが特徴となっている。
【００３９】
本発明による上記装置の他の特徴によれば、
上記ポンチは、２つの連続ファセットの間に、上記移行方向及び上記全体方向と実質的に直交する方向に平面セットバックを備え、
該ポンチは、ファセットとセットバックとの間で、移行方向に伸びる溝を有し、
上記装置は、上記シート状の平坦な製品を上記機械の上流に保持して、上記平坦な製品を、上記機械に対して選択的に固定できるようにするか、または該製品を前進できるようにするために解放することを可能にする装置を備え、
上記装置は、上記機械及び上記保持装置を駆動しかつ同期させるように設計された指令及び制御手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
次に、添付図面の図３ないし図８を参照して、本発明の具体例としての実施形態を説明する。
【００４１】
図３は、本発明によるルーバ波形を示し、該波形は、波形全体の主方向Ｄ１と、方形波の形をした断面（図４）とを有し、そのように規定された方形波は、方向Ｄ１と直角な方向Ｄ２に伝わる。ここでも、説明の便宜上、それら２つの方向は、水平であると仮定する。
【００４２】
「方形波」という用語は、交互に連続した水平かつ垂直なセグメントを意味し、該水平なセグメントは、一直線に並んでいる。
【００４３】
上記フィンは、上記方形波の波頂によって形成された波形波頂１２１を有し、該波頂は、平坦かつ水平である。該フィンは、該方形波の谷によって形成された波形谷部１２２を有し、該谷部もまた、平坦かつ水平である。波頂１２１及び谷部１２２は、平面かつ垂直である波形脚１２３に交互に接続し、該脚の主平面は、方向Ｄ２と直角に広がっている。
【００４４】
互いに平行で、かつ上記垂直面及び波形の全体方向Ｄ１に対して傾斜している一連のフラップ１２５は、波形脚１２３からカットされている。フラップ１２５は、主に横方向において、一つの流路から隣接する流路への流体のための第２の流路を構成する開口部を規定している。
【００４５】
図３及び４を見て分かるように、波形脚のフラップ１２５は、断面で考えた該波形脚の主平面によって形成された直線状部分の全高にわたって（または事実上全高にわたって）カットされている。
【００４６】
この構成により、上記フラップが、該高さの一部にわたってカットされているルーバ波形と比較して、上記フィンを流れる流体の再混合の効果を増大させることができる。
【００４７】
図５を参照する、上述したタイプのルーバ波形を特徴付け、かつ圧力低下及び熱効率に関するその能力に影響を及ぼすパラメータについて説明している。
【００４８】
図５は、対照的な水平面（Ｈ）上での、図３に示す波形の概略断面図であり、ここでは、ちょうど３つの波形脚が示されている。
【００４９】
符号１３０で示された線は、波形脚１２３の垂直面を表わし、該面に対するフラップ１２５の傾斜角度αが定義されている。
【００５０】
２つの平行な平面１３０の隔離距離に対応する該波形の間隔は、符号ｐで示されている。
【００５１】
上記波形の壁部の厚さｅは、一定であると仮定する。その結果として、２つの平行な波形脚１２３によって形成される流路の幅ｗは、ｗ＝ｐ−ｅとなる。
【００５２】
本発明が意図する用途の種類においては、厚さｅは、機械的完全性と上記フィンの密度との間の妥協に本質的に達するように、０．２ないし０．５ｍｍである。
【００５３】
フラップ１２５は、波形の方向Ｄ１に該波形に沿って、周期Пによって特徴付けられる幾何学的周期性によって繰り返されるパターンで構成されている。ここで、このパターンは、２つの群の間において、それぞれ、正の角度αと、負の角度αで傾斜した６つのフラップからなる２つの群と、方向Ｄ１に向けられた平面領域１３２、１３４とを備える。２つの横方向に平行な波形脚１２３は、同一である、そのため、相対的オフセットやずれがなく、周期的に繰り返される同じ連続パターンで形成されている。
【００５４】
平面領域１３２、１３４において、対応する波形脚１２３は、開口部を有していない。
【００５５】
次に、図６についてより詳しく説明する。
【００５６】
本発明の一つの態様は、上述したルーバ波形の幾何学的パラメータのうちのいくつかが、上記フィンの熱的能力及び圧力低下に対して重要な影響を及ぼすという観点に基づいている。
【００５７】
この能力は、フラップ２５の長さｌＳが、間隔ｐよりも長いか、あるいは厚さｅによって増加する平均横方向距離ｗよりも長い場合、すなわち、長さｌＳが、次の関係を満たす場合に改善されることが分かっている。
【００５８】
ｌＳ≧ｐ、または、代替的に、ｌＳ≧ｗ＋ｅ
フラップ長さｌＳは、優先的に、
ｌＳ≧１．１ｐ
となるように、また、より好ましくは、
ｌＳ≧１．２ｐ
となるように選定される。
【００５９】
従って、一つのおよび同じ熱交換において、様々な態様の流路の動作に応じて密度を変化させる、特に、該流路に従って異なる圧力を有する交換波形を備え、それらの圧力を、数十バールの高さにすることが可能である極低温交換器を形成することができる。例えば、短いフラップ長のための高密度フィン、あるいは代替的に、長いフラップ長を有する低密度フィンを形成することが可能である。
【００６０】
本発明の他の態様によれば、最適なフィン能力は、上記フラップの傾斜角度αが、正であり、次式、
ｓｉｎαｍｉｎ＝ｅ／ｌＳ、および
ｔａｎαｍａｘ＝ｐ／ｌＳ
によって定義される最小値αｍｉｎと、最大値αｍａｘとの間に厳密に存在する場合に得られる。
【００６１】
これらの条件のうちのまず｜α｜＞αｍｉｎは、同じ波形脚上の２つの平行なフラップ１２５Ａ、１２５Ｃの間の厳密に正である開口ｖを示し、すなわち、第１のフラップ１２５Ａの後端と第２のフラップ１２５Ｃの先端との間の接触を排除する該フラップの方向を規定する。
【００６２】
角度αの最大値αｍａｘは、２つの平行な波形脚の２つの平行なフラップ１２５Ｂ、１２５Ｃの調整角度に対応し、第２の条件｜α｜＜αｍａｘは、平行な波形脚が一直線に並んでおらず、そのため流体の乱れを発生させるように開口部を保障する。
【００６３】
いくつかのフィンは、上記フラップの傾斜角度αを、絶対値で、等式ｔａｎα１＝ｌ／２ｌＳによって定義される角度α１に実質的に等しく選定することにより、平行な波形脚に属する２つの対応するフィンにより形成された流路の中間部において、優先的に中心に置かれる。
【００６４】
フラップ１２５によって形成された第２の流路における流体の最適な循環を確実にするために、傾斜角度αは、次の条件、
ｐ≧ｌＳｓｉｎ｜α｜＋ｅｃｏｓ｜α｜
を満たすように選定される。
【００６５】
さらに、この条件によって、上記波形の製造、および厳密に正である２つの列のフラップ１２５の間の間隔ｅＣの製造の容易さを保障することが可能になる。
【００６６】
また、本発明は、全体が平坦形状からなる複数の流体循環流路３ないし５を形成する平行なプレート２の積層体と、それらの流路の境界を定めるクロージャバー６と、該流路内に配置された波形フィン８とを備えるタイプの極低温プレート熱交換器であって、波形フィン８のうちの少なくともいくつかが、上述したタイプのものであることを特徴とする熱交換器を意図する。
【００６７】
次に、ルーバ波形フィン、特に、図３ないし図６を参照して記載したタイプのフィン、および特に壁厚が厚いフィンの製造を可能にする装置及び機械について、図７を参照して説明する。
【００６８】
この装置は、相対的移行運動を与えることが可能な第２０１及びポンチ２０２を本質的に備えるプレス機械を備える。
【００６９】
説明の便宜上、ダイ２０１は固定され、かつポンチ２０２は移動可能であると仮定する。ポンチ２０２は、垂直であると仮定する往復移行運動を生ずる。ポンチ２０２及びダイ２０１は、相補的形状を有する。
【００７０】
上記機械は、連続的に処理されるシート状金属製品が通過する入口２０３及び出口２０４を有する。
【００７１】
上記装置は、移動し、かつ金属シート２０５を案内する、図示しない手段を有し、それにより、該金属シートが、水平であると仮定する平面内において、上記機械を漸次規則的に通過できるようにする。
【００７２】
ポンチ２０２は、ダイ２０１と協働することにより、規則的な間隔で、上記機械内に連続的に供給される上記金属シートを成形する。
【００７３】
また、上記装置は、上記シートを入口２０３の上流に保持する手段２１０を備え、該シートを上記機械に対して選択的に固定でき、あるいは、該シートが前進できるように解放できるようにする。
【００７４】
保持手段２１０は、例えば、シート２０５の面の各面に位置する２つのクランプ顎部で本質的に構成してもよい。
【００７５】
上記装置は、上記機械の動作を命令することができる指令及び制御手段２２０をさらに備え、この場合、ポンチ２０２及び保持手段２１０の動きは、測定されたおよび／または予め記録されたパラメータに応答する。
【００７６】
この目的のために上記指令及び制御手段は、ポンチ２０２の位置を検知するセンサ２２１と、保持手段２１０の位置または状態を検知するセンサ２２２とを備える。
【００７７】
また指令及び制御手段２２０は、それぞれの検知信号Ｓ１、Ｓ２を受け取るように位置センサ２２１、２２２に接続されたコンピュータ２２５を備える。
【００７８】
また、コンピュータ２２５は、他の予め記録されたパラメータＰｉ及び予めプログラムされたコマンド規定Ｌｉを受け取るように設計されている。コンピュータ２２５は、ポンチ２０２（すなわち、その駆動部材）に、および保持手段２１０に、それぞれ、予め記録された外部パラメータＰｉ及びコマンド規定Ｌｉの検知信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて作られた各コマンド信号Ｃ１、Ｃ２を送る。
【００７９】
単純化のため、ダイ２０１は、固定されていると仮定するが、該ダイは、実際には、ポンチ２０２と交互に移動可能であってもよい。この場合、ダイ２０１は、コンピュータ２２５からコマンド信号を受け取る駆動部材によって駆動される。
【００８０】
次に、ダイ２０１（つまり上記機械の固定された部分）及びポンチ２０２（つまり該機械の可動部分）の構成要素のうちのいくつかについて、図８を参照して説明する。
【００８１】
ダイ２０１は、入口ブレース２３１と、中央ブレース２３２と、出口ブレース２３３とを備え、ポンチ２０２は、第１のポンチ部２４１（または、「第１ポンチ」）と、第２のポンチ部２４２（または、「第２ポンチ」）とを備える。
【００８２】
それらの構成要素２３１、２３２、２３３、２４１、２４２の各々は、水平全体方向Ｄに細長くなっている。
【００８３】
入口ブレース２３１及び中央ブレース２３２は、それらの間に、第１のポンチ２４１を補完する形状からなるスペース２４５を規定するように、互いに平行に配置されている。同様に、中央ブレース２３２及び出口ブレース２３３は、それらの間に、第２ポンチ２４２を補完する通路２４６を規定するように、互いに平行に配置され、かつ離間している。
【００８４】
シート２０５の面と直交する往復垂直動である、図７を参照して定義したポンチ２０２のダイ２０１に対する動きは、図８の平面と直交する、ポンチ部２４１、２４２の往復一体運動に相当する。
【００８５】
ブレース２３１、２３２間での第１ポンチ２４１による上記金属シートの第１のプレスにより、第１の波形及びフラップのカッティング工程を実施することを可能にし、このように第２ポンチ２４１、および中央ブレース２３２及び出口ブレース２３３によって形成される上記機械部上で実行される第２プレス工程により、上記波形に、その最終的な形状を与えることが可能になる。
【００８６】
第１ポンチ２４１及び第２ポンチ２４２は、実質的に同じ形状であるが、ブレース２３１、２３２、２３３は相補的形状であり、これは、ちょうど一つのポンチ、例えば第１ポンチ２４１の形状を説明するのに有益であることを意味する。
【００８７】
図示の実施例において、第１ポンチ２４１は、方形波ルーバ波形を形成するように設計された形状である。該ポンチは、一連の垂直平面ファセットを有し、ファセット２５１は、該ポンチの全長方向Ｄに伸びている。「直線状」ファセット２５１は、フラップがない波形脚部の形状に対応する。ポンチ２４１は、この主方向Ｄに対して傾斜しているファセットであり、かつ上記フラップを切り取るよう意図される別の平面側方ファセット２５２を有する。２つの平行ファセットの間、２つの傾斜ファセット２５２の間、あるいは傾斜ファセット２５２と「直線状」ファセット２５１との間において、上記ポンチは、全体方向Ｄと直交する平面垂直面の形をとるセットバック２５３を有している。
【００８８】
セットバック２５３と、ファセット２５１または２５２との間には、フラップを上記波形脚からカットできる垂直溝２５５が形成されている。
【００８９】
次に、上記装置の動作について詳細に説明するが、この動作は、上記金属シートが上記機械の中を前進する間中、高速で多数回繰り返されることを理解されたい。
【００９０】
上述した装置による波形フィンの製造方法においては、ポンチ２０２が、ダイ２０１に対して高い位置にある、すなわち、休止位置または上死点位置（該ポンチの他の位置は、「作動している」と称する）にある初期状態から始まる、以下の工程が実施される。すなわち、
金属シート２０５の前進は、保持手段２１０によって停止され、
ポンチ２０２は、ダイ２０１に対して垂直移行で作動され、ポンチ２０２の一つの同じ動きの中で、上記フィンを波形にし、かつ上記フラップを切り取るように、第１ポンチ２４１及び第２ポンチ２４２を同じ動きで移送し、
シート２０５は、該シートが上記機械の中を前進できるように、かつ既に形成された上記波形を該機械から引き出すことができるように、保持手段２１０から解放され、
金属シート２０５は、上述の工程が繰り返される前に、同じ指令で、一つの工程により前進する。
【００９１】
予め記録されたパラメータＰｉ及びコマンド規定Ｌｉが、上記波形フィンの基準の構造に対応することに注意すべきである。それらの規定及びパラメータは、形成すべき波形のタイプに従って、および上記波形フィンの所望の熱的能力に従って、あるいは、上記流体の所望のフロー特性に従って変化する。
【００９２】
ポンチ２０２及び保持手段２１０の動きは、センサ２２１、２２２によって供給される信号Ｓ１、Ｓ２を用いて、コンピュータ２２５によりいつでも同期されている。
【００９３】
上述した方法及び装置は、ルーバ波形フィン、特に、方形波波形を、意味のある厚さの金属シートから連続的に製造することを可能にする。
【００９４】
従って、この方法及びこの装置は、自動車産業で使用されるルーバフィンの製造におけるスループットに匹敵する高製造スループットを有する、工業用交換器に用いることができるルーバ波形を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明が適用される従来の構造の熱交換器の一実施例の、一部を切り取った斜視図である。
【図２】「ルーバ波形部」として知られているブレース波形部の斜視図である。
【図３】本発明に係る波形フィンの一部の斜視図である。
【図４】図３に示す鉛直面Ｖの拡大断面図である。
【図５】ちょうど３つの波形脚が示されている、図３に示す波形の水平面Ｈの概略拡大断面図である。
【図６】より大きな縮尺の同様の部分図である。
【図７】本発明に係るルーバ波形フィンを製造するための装置の概略図である。
【図８】図７の装置に用いられる、ポンチ、ガイド、出口ブレース、中心ブレース及び入口ブレースをそれぞれ抜き出して組み合わせた図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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