(57)【要約】冷媒用途に好適なプラスチック管熱交換器は、表面（１２）とほぼ垂直である基部（１１）上の湾曲表面（１２）に管の層（１０）を巻き付けることによって提供される。数本から多数の管（１０）を各層に使用することができる。続いて、第１の層に重ねてさらなる層を連続的に巻き付けることができる。この構造から冷却装置、コンデンサー、およびエバポレーターなどの熱交換器を製造可能である。製造方法および製造された物品も本発明の一部である。
2004510123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の熱交換流体をもう一方の熱交換流体から分離するために多層プラスチック管を利用するプラスチック管熱交換器であって、外径１．５ｍｍの管の形態で、亀裂および層間剥離が起こらずに半径１２．５ｍｍでの屈曲が可能となるのに十分な靱性を得るために、少なくとも１つの層は少なくとも５０重量％のポリアミド樹脂であり、かつ少なくとも１つの層は他のポリマーと混合された少なくとも５０重量％のサーモトロピック液晶ポリマーであることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記管材料が破裂せずに１０，３００ＫＰａの内圧に耐えることができることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
液晶ポリマーと、ゴム、あるいは低結晶性を有し反応性官能基を有する他のポリマーゴムまたは他のポリマーとの全重量の約２重量％から約３０重量％の量で、ゴムまたは他の低結晶性ポリマーの小型粒子を溶融混合することによって前記液晶ポリマーが強化されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
閉曲線の形状を有する表面の周囲に、管を互いにある空間的関係に維持するために間隔をおいて配置される複数のスペーサー上に配置される、少なくとも３本のプラスチック管の組を有し、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直である、プラスチック管熱交換器であって、
前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は、前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端は前記基部から離れて突出して、第１のヘッダー中で互いに接合されることができ、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達する付近では、前記管の組が前記基部に対して上昇することによって、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置して、複数の層が形成され、それぞれが前の層に重なって層の群を形成し、各管の第２の末端は前記群から離れて突出し、前記管の前記第１の末端は互いに接合して前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端は互いに接合して第２のヘッダーを形成することを特徴とするプラスチック管熱交換器。
【請求項５】
連続する層中の前記スペーサーが、層中の各スペーサーの内端においてカラムによって一体に保持されることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項６】
カラムは各スペーサーの外端も一体に保持することを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項７】
前記表面が略円形であることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項８】
前記表面が略円形以外の曲線形状を有することを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項９】
前記表面が略８の字型であることを特徴とする請求項５に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１０】
間隔をおいて配置される複数のスペーサーが、層内の管の間と層間との両方の間隔を形成するように、各層の上部に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１１】
少なくとも３つのスペーサーが各層に取り付けられることを特徴とする請求項１１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１２】
層内の前記間隔が、層間の前記間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１３】
複数の管の群が存在し、それぞれが独自の終端を有することを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１４】
各列が３〜１００本の管を有することを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１５】
各列が１５〜３０本の管を有することを特徴とする請求項１２に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１６】
各管の群が４〜１０層の管を有することを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１７】
提供される管の群の数が３〜１０であることを特徴とする請求項１３に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１８】
冷媒熱交換器であることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１９】
請求項１８に記載のコンデンサー熱交換器。
【請求項２０】
請求項１８に記載のエバポレーター熱交換器。
【請求項２１】
少なくとも３本の熱可塑性プラスチック管の組を、開口部を画定する閉曲線の形状を有する表面のまわりに螺旋状に巻き付ける工程であって、前記管を互いにある空間的関係に維持するための間隔をおいて配置される複数のスペーサー上に前記管が配置され、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直であり、前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端は前記基部から離れて突出して、第１のヘッダー中で互いに接合されることができる工程と、
前記管を記載の構成に配列する工程と、
前記表面に前記管の層が巻き付けられるように、前記管を互いに対して配置する工程であって、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達しそうになる場合に、必要であれば、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置するように、プレートに対する前記管の組の高さを調整する工程と、
複数の層を有する層の群が形成されて各層が前の層に重なるように前工程を繰り返す工程と、
各管の第２の末端を提供するために前記管の組を終端させる工程と、
前記管の前記第１の末端を互いに接合させて前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端は互いに接合して第２のヘッダーを形成する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項４に記載のプラスチック管熱交換器の製造方法。
【請求項２２】
前記表面が略円形であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記表面が略円形以外の曲線形状を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記表面が略８の字型であることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
間隔をおいて配置される複数のスペーサーが、層内の管の間と層間との両方の間隔を形成するように、各層の上部に取り付けられることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも３つのスペーサーが各層に取り付けられることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
層内の前記間隔が、層間の前記間隔よりも狭いことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
複数の管の群を形成する工程が繰り返され、それぞれが独自の終端を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
各列が３〜１００本の管を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
各列が１５〜２０本の管を有することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
各管の群が４〜１０層の管の層を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
提供される管の群の数が３〜１０であることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
プラスチック管熱交換器は当技術分野で公知であるが、既存の技術によって実用的な冷媒熱交換器を製造することは既存の時術を使用しては困難であった。
【０００２】
プラスチック管熱交換器を開示している特許の一部として、米国特許第４，４８４，６２４号（Ｖｌｅｇｇａａｒら、１９８４）、および同第４，８６７，２３３号（Ｇｅｍｅｉｎｈａｒｄｔ、１９８９）が挙げられる。前者は、曲がりくねった重なり合うらせん部分を有する熱交換器内部に管を配置する種々の方法を開示しており、後者は、管の束の端部を互いに集結させて、共通のヘッダーにそれらを接続する方法を含む。
【０００３】
冷媒熱交換器は、コンデンサーとエバポレーターとを備える。一般に、エバポレーターは、アルミニウム製フィンを有し通常外径が１／４インチ（６．３５ｍｍ）である多数の金属管からなる、これらの管は、膨張および収縮に対応できるように液体冷却入口管よりも大きな内径を有し、気相に完全に蒸発できるように指定の長さを有する。開放した蜜蜂の巣箱型にフィンで中央のファンを囲んだ形状などの他の形状のフィン付き金属製熱交換器には他の制限も存在する。
【０００４】
コンデンサーの構成も同様であるが、通常は、気体の冷媒を効率的に液相に変化させるために高圧で稼働する必要がある。プラスチック管材料による冷却可能な熱交換器を設計する場合には、多数の要因を考慮する必要がある。
【０００５】
ａ）空気式熱交換器への冷媒は、管内部での冷媒の流速が比較的遅い。したがって、圧力低下の条件で制限されるが、ある程度長い管を有する熱交換器を設計することが可能である。長い管を使用することで、所与の表面積の熱交換器で管の接続数を減少させることができる。
【０００６】
ｂ）高圧を扱う必要があるために、エバポレーターおよびコンデンサーに使用されるポリマー管材料は直径を小さくする必要がさらに生じる。
【０００７】
ｃ）さらに、小さな直径（外径１．５ｍｍ）を使用することで、金属製熱交換器と同等の熱効率では単位体積当たりの熱伝達のための表面積が大きくなり、一定の期間、より小さな体積での一定量の熱交換に使用することができる。
【０００８】
これらの要因を考慮に入れると、冷媒−空気式熱交換器の場合、個々の管の長さは１０〜３０フィート（３．３〜１０ｍ）が好適であることが分かった。実用的な理由から、比較的局在化された気流に大きな表面積を曝露するために、これらの長さの管材料はコイル状にすることが望ましい。
【０００９】
長方形のフィン付き金属製熱交換器の代替品として、ポリマー製の冷媒−空気式熱交換器の早期の試みは、ある織物の管材料のコイルを有し、コイルの「表面」に空気を吹き付けるものであった。この設計の欠点の１つは、コイルの中心の体積である、巻かれた部分の最も内側では熱伝達が行われず、主として無駄な空間になってしまうことである。中心の無駄な空間を最小限にするためには、管材料のねじれを防止するために非常に小さなコイル半径を有する管材料を使用することが望ましく、このために、管材料の材料または寸法の選択に制限が生じる可能性がある。
【００１０】
（発明の要約）
本発明は、一方の熱交換流体をもう一方の熱交換流体から分離するために多層プラスチック管を利用するプラスチック管熱交換器であって、外径１．５ｍｍの管の形態で、亀裂および層間剥離が起こらずに半径１２．５ｍｍでの屈曲が可能となるのに十分な靱性を得るために、なくとも１つの層は他のポリマー少なくとも５０重量％のポリアミド樹脂が他のポリマーと混合され、少なくとも１つの層は少なくとも５０重量％のサーモトロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）が他のポリマーと混合される熱交換器を提供する。好ましくは管材料は、破裂せずに１０，３００ｋＰａの内圧に耐えることができる。好ましい実施態様では、ＬＣＰの全重量の約２〜約３０重量％の有用な量のゴムまたは他の低結晶性ポリマーと混合することによってＬＣＰが強化され、好ましくは約５〜約２０重量％の量と混合される。好ましくはゴムまたは他のポリマーはエポキシド基などの反応性官能基を有する。
【００１１】
本発明の熱交換器の好ましい実施態様は、少なくとも３本のプラスチック管の組が、閉曲線の形状を有する表面の周囲で、管を互いにある空間的関係に維持するための間隔をおいて配置される複数のスペーサーの上に配置されて、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直である、本明細書に記載の材料を使用することによって製造可能な構造を提供し、前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端は前記基部から離れて突出して、第１のヘッダー中で互いに接合されることができ、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達する付近では、前記管の組が前記基部に対して上昇することによって、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置して、複数の層が形成され、それぞれが前の層に重なって層の群を形成し、各管の第２の末端は前記群から離れて突出し、前記管の前記第１の末端は互いに接合して前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端は互いに接合して第２のヘッダーを形成する。
【００１２】
別の実施態様は、スペーサーを提供し、このスペーサーは、層内で各スペーサーの内端のカラムによって連続する層を保持し、好ましくは別のカラムが各スペーサーの外端も一体に保持する。あるいは、１つまたは２つのカラムを使用するかわりに、スナップ方式などによって、スペーサーを層の管の間で別のスペーサーの下に取り付けることができる。
【００１３】
種々の実施態様では、表面は円形または略円形であるか、あるいは略８の字型などの円形以外の曲線形状を有する。
【００１４】
好ましくは、少なくとも３つの空間をおいて配置されたスペーサーが各層の上に取り付けられ、層の管の間と層間との両方の間隔を形成するように構成され、一般に層内の間隔は層間の間隔よりも狭い。
【００１５】
さらに別の好ましい実施態様では、この段階が繰り返されて管の群が複数形成され、各列は３〜１００本の管を有し、好ましくは１５〜３０本、より好ましくは約２０本の管を有し、各管の群は４〜１０層の管の層を有し、形成される管の群は３〜１０である。
【００１６】
本発明の熱交換器は、コンデンサーまたはエバポレーターなどの冷媒熱交換器であってよい。
【００１７】
また、このようなプラスチック管熱交換器の製造方法として、本発明はプラスチック熱交換器の製造方法を提供し、その方法は、少なくとも３本のプラスチック管の組を、開口部を画定する閉曲線の形状を有する表面のまわりに螺旋状に巻き付ける工程であって、前記管を互いにある空間的関係に維持するために間隔をおいて配置される複数のスペーサー上に前記管が配置され、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直であり、前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端は前記基部から離れて突出して、第１のヘッダー中で互いに接合されることができる工程と、
前記管を記載の構成に配列する工程と、
前記表面に前記管の層が巻き付けられるように、前記管を互いに対して配置する工程であって、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達しそうになる場合に、必要であれば、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置するように、前記基部に対する前記管の組の高さを調整する工程と、
複数の層を有する層の群が形成されて各層が前の層に重なるように前工程を繰り返す工程と、
各管の第２の末端を提供するために前記管の組を終端させる工程と、
前記管の前記第１の末端を互いに接合させて前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端は互いに接合して第２のヘッダーを形成する工程と、
を含む。
【００１８】
好ましくは、表面は円形であるか、あるいは略８の字型などの円形以外の曲線形状を有する。
【００１９】
別の好ましい方法は、前述の本発明の装置を提供する。
【００２０】
好ましくは、管のプラスチックは熱可塑性樹脂であり、少なくとも熱交換器の構造に成型される場合に曲げることができる。通常、成型後に架橋させることはないが、場合によっては架橋が望ましい場合もありうる。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
本発明は、複雑な形状の構造が可能な材料から製造されるプラスチックコイルを有する熱交換器を提供し、コイルの好ましい形状は、既存の金属管とフィンの構造から製造することは困難である。さらに本発明は、これらの材料の性質の利点を利用する特殊なコイルおよびこのようなコイルの製造方法を提供する。好ましい実施態様では、コイルの正面ではなく側壁に気流が流れる。この形状の利点の１つは、ファンが中央に存在するため、無駄な場所がもはや存在しないことである。
【００２２】
本発明によると、同心円状に管の層を巻き付ける代わりに、ばねやらせん階段のように、平坦なプレートまたは環から始まるらせん状に管が巻き付けられる。これらの管はループ状に巻かれ、出発点まで到達すると、一段上がって次の層となり、また１回巻かれるなどして、管材料のスタックがだんだん高くなる。工業的な巻き付け作業は、回転円盤上での層の形成を含みうる。周縁部の数箇所で各層の間にスペーサーが挿入され（一般に４〜１２箇所）、管の層の間に必要な間隙が形成される。
【００２３】
このような設計は、同心円状の巻き付け方法よりも容易に複数の循環路を形成することができるという利点が得られる。さらに別の循環路を加えることができ、１つの循環路は必要なかぎり高いスタックにすることができる。この方法では、複数の並行する循環路を容易に巻くことができると予想され、そのためより大型の試作品の開発、および工業的製造作業へのスケールアップが容易になる。
【００２４】
コイル内部にファンを配置し、管をその場に保持するために積層可能なスペーサーを使用し、コイルがらせん状に巻かれたこの構造を使用することで、小型で、効率的で、比較的製造が容易なポリマー管材料熱交換器を得ることができる。
【００２５】
実現可能なもう１つの特徴は、形状は円形である必要はなく、例えば８の字型または競技場トラックまたはその他の形状であってもよいことである。本発明の新規方法は設計の自由度がはるかに高まったと考えられる。
【００２６】
本発明のある構造の特徴は、外周付近の管が内側の管よりも長いことである。これは、圧力低下を均一化するために冷媒の流れが外側の管よりも内側の管の方が速いことを意味する。管の配列を１周の半分進んだ後で裏返しにして内側の管が外側の管になるようにすることで、管材料の長さを等しくすることが可能である。
【００２７】
この管の長さの差は場合によっては欠点となりうるが、ある用途では利点になることもあることが理解できる。例えば、エバポレーターコイルの内側から外側に暖かい空気が流れる場合、内側の管に最高温度の空気が当たり、そのため内側の管はより速い冷媒流を効率的に使用することができ、そのため全体の性能が向上する。
【００２８】
機能的に冷媒−空気式冷媒−空気熱交換器を製造するために、プラスチック管をまとめ銅管に接合させる手段が望ましい。これは、ＬｏｃｔｉｔｅまたはＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙより入手可能なＬｏｃｔｉｔｅ　Ｅ９０ＦＬ強化エポキシ樹脂（アミン硬化剤を有する２液製品）などの好適なエポキシ樹脂を使用して束にした管を銅管内部に封止し、続いて従来の金属接続方法によって銅管を膨張または圧縮装置に連結することによって実現可能である。この方法によって、最小の圧力低下で熱伝達を行うために必要な管の大きさおよび管の数に応じて、多数の管をまとめることができる。
【００２９】
管材料の外部（表面）層は、管の大部分と同じであってよく、好ましくはポリアミドであり、ポリアミドの主構造層上に同時押出されたときの接合性を向上させるためにポリアミドは改質することができる。構造の遮断性を向上させるためにサーモトロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）層などの熱可塑性樹脂の別の層を同時押出などによって管材料の間に挿入することができる。遮断層は別の材料から別の方法によって形成することもできる。管構造は、遮断性を向上させるために、種々の方法により適用されるコーティングを含む無機物質などの別の材料の層を含むことができる。
【００３０】
管は、内部と外部の熱伝達流体が分離されさらに熱を伝達する必要条件を満たした任意の直径および肉厚であってよい。通常肉厚は０．００５〜０．０１５インチ（０．１３〜０．３８ｍｍ）である。一般に、使用時に詰まるのを防止するために、最小内径は０．０３０〜０．０６０インチ（０．７６〜１．５ｍｍ）であることが望ましい。外径は管に必要な内圧によって決定され、一般に最大で０．１５０〜０．２５０インチ（３．８〜６．４ｍｍ）である。
【００３１】
冷媒熱交換器が実用的な大きさおよび構造となるために、破壊や層間剥離なしに規定の小さな半径で曲げることができ、さらに冷媒を内部に保持し空気および湿気を遮断する優れた遮断性も有する管を使用することが望ましい。また、熱交換器を製造した後でスペーサーに溶融接合できる管も望ましくなりうる。スペーサーは、ナイロン６または６６、あるいは管と同じまたは類似の材料などの種々の材料から製造することができる。
【００３２】
その他の任意の成分は、難燃剤、ブロッキング防止剤、滑剤、顔料または染料、加工助剤、可塑剤、および紫外線遮断剤から選択することができる。これらは、当業者には公知の好適な量で使用することができる。
【００３３】
材料の１つとして等方性熱可塑性樹脂（ＩＴＰ）を含む管の層の形成に液晶ポリマーを使用することが好ましい。サーモトロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）の層を熱交換表面材料（ＨＥＳＭ）に使用すると種々の発生しうる問題を多くの場合に緩和または回避できることが分かっている。ＬＣＰとは、米国特許第４，１１８，３７２号に記載されるＴＯＴ　Ｔｅｓｔで試験した場合に異方性となるポリマーを意味する。ＨＥＳＭは、熱交換器の一部またはその成分として使用される材料であって、２種類の流体（気体または液体）の間で交換される熱の大部分が流れる材料である。これは、熱が交換される２種類の流体を間隔をおいて配置する機能も果たす。本明細書において等方性とは、米国特許第４，１１８，３７２号（この記載内容を本明細書に援用する）に記載されるＴＯＴ　Ｔｅｓｔでそのポリマーを試験した場合に等方性であることを意味する。ある必要条件を満たす限りはあらゆるＩＴＰを使用することができる。当然ながらＨＥＳＭが曝露する温度に耐えられることが必要であり、その温度範囲全体で、必要に応じて適度に形状を維持し熱交換器内で流体を収容するのに十分な強度を（ＬＣＰとともに）ＨＥＳＭが示すべきである。熱交換器内の１種類以上の流体（または接触しうるあらゆる他の外因的な材料）にさらされる場合、完全性が維持されるようにそれらの流体に対して適度な化学安定性を示すことが好ましい。
【００３４】
単にＩＴＰを使用して製造される種々の熱交換器が報告されているが、ＨＥＳＭの唯一の材料である場合にはＩＴＰが重大な決定を有することがある。場合によっては、熱交換器の１種類以上の流体に対してＩＴＰが化学安定性でない場合があり、例えば、多くのポリエステルは、水、水とアルコールの混合物、または水とグリコールの混合物の存在下、特に周囲温度よりも高温で加水分解やその他の劣化が起こる。多くのＩＴＰは、多くの液体および／または気体に対して比較的浸透性であり、そのため、熱交換器を出入りするこれらの材料の減少および／または移行が起こる。一部のＩＴＰは熱交換器に使用される１種類以上の流体によって膨潤することがあり、それによって大きさおよび／または物理的性質が変化しうる。当然ながら上記のすべては、プラスチック熱交換器に関する問題である。
【００３５】
流体と、ＨＥＳＭ中の任意の特定のＩＴＰの間にＬＣＰ層を配置すれば、通常はＩＴＰは流体による化学分解から保護され、および／または流体によるＩＴＰの防止も多くの場合防止される。さらにＩＴＰが膨潤したとしても、ＬＣＰは比較的剛性が高く、多くの流体による膨潤が起こらないため、全体のＨＥＳＭの形状および大きさは維持されやすくなる。また、ＬＣＰは多くの流体に対する優れた遮断層として機能する。例えば、エンジンの冷却を促進する自動車用熱交換器では、一般に使用される内部冷媒はグリコールと水の混合物であり、外部冷媒は空気である。多くのＩＴＰは水および／またはグリコールの拡散速度が非常に速いため、水／グリコール混合物を頻繁に補充する必要がある。ＬＣＰ層が使用される場合は、この拡散が大きく減少する。
【００３６】
ＨＥＳＭによる迅速な熱伝達を実現するために、熱伝達流体間の材料の厚さはできる限り薄くするべきである。これはＨＥＳＭに使用されるあらゆる材料について言えることであるが、金属と比べた場合にプラスチックは熱伝達係数が通常比較的小さいので、プラスチックの場合には特に重要である。ＨＥＳＭ中に存在するポリマーよりもＬＣＰは通常高価であるため、経済的には使用が制限されることが好ましい。したがって、ほとんどの構造では、ＬＣＰは比較的薄い層で存在し、ＨＥＳＭの構造的負荷（すなわち、流体の圧力、構造的形状および寸法の維持など）の大部分に耐えられるようにＩＴＰの層は比較的厚いことが好ましい。
【００３７】
ＨＥＳＭは、１つ以上のＬＣＰ層と、１つ以上のＩＴＰとから製造される。２層以上のＬＣＰまたはＩＴＰが存在する場合、それぞれ２種類以上のＬＣＰまたはＩＴＰを使用してもうよい。さらに、他の層も存在しうる。例えば、種々のＬＣＰ層およびＩＴＰ層の間、あるいはＩＴＰ層間、またはＬＣＰ層間の接着性を増加させるために、いわゆる連結層（接着層とも呼ばれる）を使用することができる。ＨＥＳＭ中の種々の層の数および配置は、選択された特定のポリマー、熱交換器内部または熱交換器で使用される流体、温度条件、環境の要求などによって変動する。
【００３８】
ほとんどの場合、連結層とＬＣＰ層は、ＩＴＰ層と比べると比較的薄い。通常の構成は以下の通りであり、ここで流体１および２は熱伝達に関与する流体を表している。
（ａ）流体１／ＬＣＰ／ＩＴＰ／流体２
（ｂ）流体１／ＩＴＰ−１／ＬＣＰ／ＩＴＰ−２／流体２
（ｃ）流体１／ＬＣＰ−１／ＩＴＰ／ＬＣＰ−２／流体２
（ｄ）流体１／ＩＴＰ−１／ＬＣＰ−１／ＩＴＰ−２／ＬＣＰ−２／流体２
（ｅ）流体１／ＩＴＰ−１／ＩＴＰ−２／ＬＣＰ／流体２
（ｆ）流体１／ＬＣＰ−１／ＩＴＰ−１／ＩＴＰ−２／ＬＣＰ−２／流体２。
【００３９】
上記すべての構造で、種々のポリマー層のすべてまたは一部の間に連結層が存在する場合があるし、連結層が存在しない場合もある。
【００４０】
上記構造の一部は、ある状況で特に重要となりうる。流体２ではなく流体１がＩＴＰを化学的に攻撃する場合、構造（ａ）が特に有用となりうるが、（ｃ）および（ｆ）も使用可能である。流体１および２の両方がＩＴＰを攻撃する場合、本発明の構造（ｃ）または（ｆ）が特に有用となりうる。一方の流体のもう一方の流体への拡散を最小限にしたい場合、（ｃ）、（ｄ）、または（ｆ）などの２つのＬＣＰ層を有する構造を選択することができる。特殊な表面で流体１側での摩耗による損傷を軽減することが必要であるが、ＩＴＰによる大きな剛性も必要である場合、ＩＴＰ−１およびＩＴＰ−２が必要な性質を有する場合の（ｅ）などの構造を使用することができる。種々の用途に適切な性質を有するこれらおよびその他の層の組み合わせは当業者には明らかであろう。
【００４１】
有用なＬＣＰとしては、米国特許第３，９９１，０１３号、第３，９９１，０１４号、４，０１１，１９９号、第４，０４８，１４８号、第４，０７５，２６２号、第４，０８３，８２９号、第４，１１８，３７２号、第４，１２２，０７０号、第４，１３０，５４５号、第４，１５３，７７９号、第４，１５９，３６５号、第４，１６１，４７０号、第４，１６９，９３３号、第４，１８４，９９６号、第４，１８９，５４９号、第４，２１９，４６１号、第４，２３２，１４３号、第４，２３２，１４４号、第４，２４５，０８２号、第４，２５６，６２４号、第４，２６９，９６５号、第４，２７２，６２５号、第４，３７０，４６６号、第４，３８３，１０５号、第４，４４７，５９２号、第４，５２２，９７４号、第４，６１７，３６９号、第４，６６４，９７２号、第４，６８４，７１２号、第４，７２７，１２９号、第４，７２７，１３１号、第４，７２８，７１４号、第４，７４９，７６９号、第４，７６２，９０７号、第４，７７８，９２７号、第４，８１６，５５５号、第４，８４９，４９９号、第４，８５１，４９６号、第４，８５１，４９７号、第４，８５７，６２６号、第４，８６４，０１３号、第４，８６８，２７８号、第４，８８２，４１０号、第４，９２３，９４７号、第４，９９９，４１６号、第５，０１５，７２１号、第５，０１５，７２２号、第５，０２５，０８２号、第５，０８６，１５８号、第５，１０２，９３５号、第５，１１０，８９６号、および第５，１４３，９５６号、ならびに欧州特許出願第３５６，２２６号に記載されるＬＣＰが挙げられる。有用なサーモトロピックＬＣＰとしては、ポリエステル、ポリ（エステル−アミド）、ポリ（エステル−イミド）、およびポリアゾメチンが挙げられる。特に有用なＬＣＰは、ポリエステルまたはポリ（エステル−アミド）である。これらのポリエステルまたはポリ（エステル−アミド）において、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約７５％のエステル基またはアミド基（すなわち−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１−（式中、Ｒ１は水素またはヒドロカルビルである）の遊離結合）への結合が、芳香環の一部である炭素原子であることも好ましい。本発明では、２種類以上のＬＣＰの混合物、ＬＣＰが連続相であるＬＣＰと１種類以上のＩＴＰの混合物もＬＣＰの定義に含まれる。
【００４２】
有用なＩＴＰは前述の必要な性質を有するものであり、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エチレン２，６−ナフタレート）、ならびに２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとイソフタル酸およびテレフタル酸の組み合わせから誘導されるポリエステルなどのポリエステル、ポリスチレン、およびスチレンと（メタ）アクリル酸エステルのコポリマーなどのスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン熱可塑性樹脂、（メタ）アクリル酸のホモポリマーおよびコポリマー、および／またはそれらのエステルおよび／またはアミドなどの（メタ）アクリル酸ポリマー、ポリメチレンオキシドなどのポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）コポリマー、ポリ［テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）］コポリマー、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（フッ化ビニリデン）、およびポリ（フッ化ビニル／エチレン）コポリマーなどの完全および部分フルオロポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマーのアイオノマーなどのアイオノマー、ポリカーボネート、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（エステル−カーボネート）、ポリ（イミド−エーテル）、ポリメチルペンテン、ポリプロピレンなどの線状ポリオレフィン、ポリ（エーテルケトンケトン）、ポリイミド、ポリ（フェニレンスルフィド）、環状オレフィンのポリマー、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリスルホン、ポリ（エーテル−スルホン）、ならびにナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン６，１２、ナイロン６，１２、ナイロン４，６、およびテレフタル酸および／またはイソフタル酸と１，６−ヘキサンジアミンおよび／または２−メチル−１，５−ペンタンジアミンとから誘導されるポリアミドなどのポリアミドが挙げられる。ポリアミドは好ましいＩＴＰであり、好ましいアミドはナイロン６，６、ナイロン６、およびテレフタル酸と１，６−ヘキサンジアミンおよび２−メチル−１，５−ペンタンジアミンとのコポリマー（ここでポリマーの調製に使用される全アミンの約３０〜約７０モル％が１，６−ヘキサンジアミンである）。特に好ましいポリアミドは、ナイロン６，６、ナイロン６、およびテレフタル酸と１，６−ヘキサンジアミンおよび２−メチル−１，５−ペンタンジアミンとのコポリマー（ここでポリマーの調製に使用される全アミンの約５０モル％が１，６−ヘキサンジアミンである）である。２種類以上のＩＴＰの混合部物、または１種類以上のＩＴＰとＬＣＰの混合物（但しＩＴＰが連続相となる）も本発明のＩＴＰの定義に含まれる。
【００４３】
１種類以上のＬＣＰおよびＩＴＰは強化することができる。強化は当技術分野で公知であり、１種類以上のゴム、官能化ゴム、ＬＣＰまたはＩＴＰと反応性の樹脂（エポキシ樹脂など）、またはその他の材料を加えることで実現可能である。強化されたポリアミドが好ましい。
【００４４】
ポリマーは、充填材、補強剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、染料、顔料などなどのポリマーに従来使用される他の材料を含んでもよい。特に有用な材料は、熱交換器の効率を増大させうる熱伝導性の高い充填剤である。
【００４５】
同時押出によって製造された管材料の層の間に連結層を使用することによって、層間剥離の可能性を最小限にすることができる。連結層の組成は、２種類のポリマーがどちらの側に使用されるかに依存する。例えば、連結層は、ＩＴＰ層とＬＣＰ層の間の接着性を促進するために官能化またはグラフト化されたＩＴＰが使用される場合があるし、１種類以上のＩＴＰと１種類以上のＬＣＰの混合物である場合もある。
【００４６】
本発明に使用される好ましいＬＣＰは強化され、１２．５ｍｍなどの非常に小さな半径に巻かれる管に使用される場合には特にそうである。このような小さな直径は中心部にファンがないコンデンサーなどのコイル自体か、あるいは外部と接続される一時的な形態のコイルにみることができる。ＬＣＰは当技術分野では公知の種々の方法によって強化することができ、例えばＬＣＰをゴムまたは低結晶性の他のポリマーと溶融混合することによって強化することができる。溶融混合では、ＬＣＰが連続相となりゴムまたは他のポリマーは比較的小さな粒子として存在するように、ゴムまたは他のポリマーがＬＣＰ中に分散することが好ましい。ゴムまたは他のポリマーがエポキシド基などの反応性官能基を有すると好ましい場合も多い。ＬＣＰをの強化を促進させることが多いことが知られており、管材料中のＬＣＰ層の他のポリマー層への接着性も向上させうる。ＬＣＰを強化する場合、ゴムまたは他のポリマーの有用な量は、ＬＣＰおよびゴムまたは他のポリマーの全重量の約２〜約３０重量％であり、好ましくは約５〜約２０重量％である。関連する教示は、米国特許第５，９９７，７６５号（ＦｕｒｕｔａおよびＹａｍａｇｕｃｈｉ（１９９９））、ＥＰ　Ａｐｐｌ．　０　３８０　１１２　Ａ２（Ｉｚｕｍｉら（１９９０））、およびＰＣＴ公開ＷＯ　９３／２４５７４号（Ｈｅｉｎｏら（１９９３））（これらすべての記載内容を本明細書に援用する）にみることができる。
【００４７】
ＩＴＰ層の一般的な厚さは約０．０２５〜約０．２５ｍｍである。ＬＣＰ層の一般的な厚さは約０．０１〜約０．１ｍｍである。通常、連結層は、ポリマー層間に接着性を付与しながら可能な限り薄い厚さである。通常、これは約０．０１〜約０．１ｍｍである。構造の全体の厚さは、好ましくは約０．７ｍｍ未満であり、より好ましくは約０．１２〜約０．５ｍｍであり、特に好ましくは約０．１５ｍｍ〜約０．４ｍｍである。
【００４８】
図面を参照すると、図１は、本発明のプラスチック熱交換器の製造工程の最初を示している。１組の管１０が、基部プレート１１上のスペーサー２９Ａ（〜Ｃ）上に置かれる。管２１、２２、２３、２４、２５、および２６の第１の末端は、基部１０からはなれて延在しており、ここで銅管などのヘッダー２０に互いに集められる。管２１〜２６の第２の末端は、ドラム３１〜３６からガイド３０を通して供給することができる。基部１１には別のスペーサー２９ＢおよびＣも設けられている。好ましくは、固定するためスペーサーは内端のカラム２７Ａに取り付けられ、好ましくは外端のもう一方のカラム２８Ａ（〜Ｃ）にも取り付けられる。図面では、例示の熱交換器は円筒形であり、開口部１３を有する表面１２のまわりに形成される。しかし、明らかであるが、本発明の熱交換器は、基部に取り付けられるカラム次第で他の曲線形状で作製することが可能であることは明らかである。また、表面１２はマンドレルまたは他の形態で基部１１の面の上に延在することができるし、あるいはあらゆる物理的形態ではなく空間に表面の形状が単に存在してもよい。マンドレルが使用される場合、熱交換器が作製された後でマンドレルを取り外すことができるし、あるいは冷媒が間を流れるようにメッシュまたは穿孔シートなどの多孔質材料から作製することもできる。マンドレルの除去は、エッチングによって物理的または化学的に除去することができる。さらに、管はスペーサー上に手で置くことができるし、ある程度の自動化が望ましい場合には、管を供給するリール３１〜３６を使用することができるし、さらには管をあらかじめ所望の長さに切断し、手で供給することもできる。
【００４９】
図２は、本発明の工程がさらに進んだ段階を示しており、管２１〜２６の組が表面１３とカラム２７ＡおよびＢのまわりに巻き付けられ、４０でおける管の第１の層の上に上がり、第１の層の上に重なって第２の層が形成されている。任意であることを示すため外部カラム２８Ａ〜Ｃは図２には示していない。
【００５０】
図３は、管の巻き付けが終了後の本発明のプラスチック管熱交換器を示しており、ヘッダー４４および４５によって管の束４６および４７が熱交換器から離れた位置に配置されている。ファン４１が存在する空気またはその他のガスを末端から吸い込み、４２で示されるように側方に流すためのファン４１が熱交換器の中央に存在する。管（各層で２０本以上または以下であってよい）を間隔を開けて保持するためのスペーサー２９とカラム２７および２８が示されている。
【００５１】
図４は、図３の熱交換器の立面図を示しており、１０における管、基部１１、スペーサー４３、管の束４６、およびヘッダー４４を示している。図示されているスペーサーは、管を流れる冷媒の入口または出口であってもよい。
【００５２】
図５は、上部および底部のそれぞれに管を間隔をあけて保持するための溝５１および５２を有するスペーサー２９を示している。
【００５３】
図６はスペーサーの側面図であり、カラムに取り付けるための穴５３および５４も示している。
【００５４】
冷媒が収容される熱交換器のポリマー管材料の選択は、
ａ）通常の作動圧力、試験圧力、および安全性規定による過圧の可能性などの、冷媒の収容に適切な内圧に耐える必要があり、
ｂ）冷媒の冷媒の浸出および空気または水の浸入を防止または最小限にする必要があり、
ｃ）ＬＣＰ層がねじれたり破壊されたりすることなくきつくコイル化することができる必要があり、
ｄ）管材料の肉厚は熱伝達を実質的に妨害しないために十分な薄さである必要がある、
という基準を満たす必要がある。
【００５５】
これらの性質は、管材料の直径、個々の層の厚さ、およびＬＣＰのＩＴＰによる改質による影響を受ける。
【００５６】
（実施例）
例として、冷却エバポレーターの作製に使用した管構造を以下に示した。
外径０．０５９インチ（１．５ｍｍ）
内部層：３ミル（７６μｍ）の、米国特許第５，５２５，７００号（ＳａｍｕｅｌｓおよびＷａｇｇｏｎｅｒ（１９９６））の実施例６のＬＣＰ（９０％ｗ／ｗ）、エチレンアクリル酸ブチル（５％ｗ／ｗ）（Ｃｈｅｖｒｏｎよりグレード１８０２（１８％ＢＡ）で入手可能なものなど）、およびＥｌｖａｌｏｙ　３９３４−４（５％ｗ／ｗ）（エチレン／アクリル酸ブチル／メタクリル酸グリシジルコポリマー）の配合混合物。このＬＣＰは、ビフェノール、ヒドロキノン、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、および６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸のモル比５０／５０／７０／３０／２７０／５０のコポリマーである。
中央層：１ミル（２５μｍ）のＢｙｎｅｌ　４２０６（無水マレイン酸をグラフトしたＬＤＰＥ）
外部層：５ミル（１２７μｍ）のＺｙｔｅｌ　４２Ａ　ＮＣ０１０（ナイロン６，６）（カーボンブラック顔料、熱安定剤、および潤滑剤などの少量の添加剤を含有する）。Ｅｌｖａｌｏｙ、Ｂｙｎｅｌおよび、ＺｙｔｅｌはＤｕＰｏｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙの商標であり、同社から入手可能である。
【００５７】
この実施例の管材料の破壊圧力は１５００ｐｓｉｇ（１０，３００ｋＰａ）を超え、ねじれなしに曲率半径０．５インチ（１２．３ｍｍ）でコイル化可能であり（すべて相対湿度５０％）、したがって、クロロジフルオロメタンなどの冷媒を取り扱うコイル式熱交換器の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】管を下に置き始めた本発明の方法の平面図である。
【図２】管の第１の層がすでに配置されていて、第２の層が開始して管が上に持ち上がっている状態の本発明の方法の概略斜視図である。
【図３】コンデンサーとエバポレーターを備える冷媒熱交換器であってもよい本発明のプラスチック管熱交換器の平面図である。
【図４】図３がほぼ起きあがった状態を示した本発明のプラスチック管熱交換器の立面図である。
【図５】本発明に使用されるスペーサーの側面図である。
【図６】図５のスペーサーの平面図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年1月6日(2003.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉曲線の形状を有する表面の周囲に、かつ管を互いにある空間的関係に維持するための間隔をおいて配置される複数のスペーサー上に配置される、少なくとも３本のプラスチック管の組を有し、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直である、プラスチック管熱交換器であって、
前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は、前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端は、第１のヘッダー中で一体に接合することができるように前記基部から離れて突出し、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達する付近では、前記基部に対する前記管の組の高さが前記基部に対して高くなることによって、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置して、複数の層が形成され、それぞれが前の層に重なって層の群を形成し、各管の第２の末端は前記群から離れて突出し、前記管の前記第１の末端は一体に接合して前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端は一体に接合して第２のヘッダーを形成することを特徴とするプラスチック管熱交換器。
【請求項２】
連続する層中の前記スペーサーが、層中の各スペーサーの内端においてカラムによって一体に保持されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項３】
カラムは各スペーサーの外端も一体に保持することを特徴とする請求項２に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項４】
前記表面が略円形であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項５】
前記表面が略円形以外の曲線形状を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項６】
前記表面が略８の字型であることを特徴とする請求項２に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項７】
間隔をおいて配置される複数のスペーサーが、層内の管の間と層間との両方の間隔を形成するように、各層の上部に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項８】
それぞれの層に少なくとも３つのスペーサーが取り付けられることを特徴とする請求項７に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項９】
層内の前記間隔が、層間の前記間隔よりも狭いことを特徴とする請求項８に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１０】
複数の管の群が存在し、それぞれが独自の終端を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック熱交換器。
【請求項１１】
各層が３〜１００本の管を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１２】
各層が１５〜３０本の管を有することを特徴とする請求項９に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１３】
各管の群が４〜１０層の管の層を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１４】
提供される管の群の数が３〜１０であることを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１５】
冷媒熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック管熱交換器。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンデンサー熱交換器。
【請求項１７】
請求項１５に記載のエバポレーター熱交換器。
【請求項１８】
請求項１のプラスチック管熱交換器を製造するための方法であって、
少なくとも３本の熱可塑性プラスチック管の組を、開口部を画定する閉曲線の形状を有する表面のまわりに螺旋状に巻き付ける工程であって、前記管を互いにある空間的関係に維持するための間隔をおいて配置される複数のスペーサー上に前記管が配置され、前記スペーサーは管の層を形成するための略平面の基部を提供し、前記基部は前記表面に対してほぼ垂直であり、前記管の組は前記基部上に略平面の関係で配置されて層を形成し、前記層の第１の管は前記表面と隣接する内側面と前記内側面の反対側にある外側面とを有し、前記層の第２の管は前記第１の管と近接し、前記表面の反対側にある前記第１の管の前記外側面上にあり、前記スペーサー上の連続する管のそれぞれは前の管の外側面と近接する内側面を有し、前記管のそれぞれの第１の末端を、第１のヘッダー中で一体に接合されることができるように前記基部から離れて突出させる工程と、
前記管を記載の構成に配列する工程と、
前記表面に前記管の層が巻き付けられるように、前記管を互いに対して配置する工程であって、
前記管の層が、前記基部から離れて突出する前記管の部分に到達しそうになる場合に、必要であれば、前記表面と隣接する第１の管を有する管の第１の層の上に管の次の層が位置するように、前記平面状基部に対する前記管の組の高さを調整する工程と、
複数の層を有する層の群が形成されて各層が前の層に重なるように前工程を繰り返す工程と、
前記管の組を終端して、各管の第２の末端を提供する工程と、
前記管の前記第１の末端を一体に接合して前記第１のヘッダーを形成し、前記管の前記第２の末端を一体に接合して第２のヘッダーを形成する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記表面が略円形であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面が略円形以外の曲線形状を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記表面が略８の字型であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
間隔をおいて配置される複数のスペーサーが、層内の管の間と層間との両方の間隔を形成するように、各層の上部に取り付けられることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
それぞれの層に少なくとも３つのスペーサーが取り付けられることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
層内の前記間隔が、層間の前記間隔よりも狭いことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
複数の管の群を形成する工程が繰り返され、それぞれが独自の終端を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
各層が３〜１００本の管を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
各層が１５〜２０本の管を有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
各管の群が４〜１０層の管の層を有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
提供される管の群の数が３〜１０であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【国際調査報告】
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