(57)【要約】  本発明は、角のある波構造を有した、プレート型熱交換器用のフィン（１０３）であって、互いに平行に配置された複数の波頂部（１３１）を有していて、１つの波頂部（１３１）は、波側面（１３２）を介して別の波頂部（１３１）に接続されており、第１の空間方向（Ｄ１）で、波頂部（１３１）と波側面（１３２）とが連続して続いており、波頂部（１３１）と波側面（１３２）とは薄板縁（１３４）により互いに接続されている、フィン（１０３）に関する。前記波頂部（１３１）は平坦な外面（１３５）を有している。本発明によれば、前記薄板縁（１３４）の外半径（Ｒ１０１）は０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍである。さらに、フィン（１０３）を製造する方法が提供され、この方法は、事前に準備された曲げ変形された波構造（３）を、前記薄板縁（３４）の外半径（Ｒ１）を減じる（Ｒ１０１）ように変形する加圧変形ステップを含んでいる。
2018529926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート型熱交換器用の、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の、薄板から成る波構造を有したフィン（１０３）であって、
互いに平行に配置された複数の波頂部（１３１）を有していて、１つの波頂部（１３１）は、波側面（１３２）を介して別の波頂部（１３１）に接続されており、
第１の空間方向（Ｄ１）で、波頂部（１３１）と波側面（１３２）とが連続して続いていて、
波頂部（１３１）と波側面（１３２）とは薄板縁（１３４）により互いに接続されており、
各薄板縁（１３４）は内半径（Ｒ１０２）と外半径（Ｒ１０１）とを有していて、
前記波頂部（１３１）は平坦な外面（１３５）を有している、フィン（１０３）において、
前記薄板縁（１３４）の前記外半径（Ｒ１０１）は０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍであることを特徴とする、フィン（１０３）。
【請求項２】
組織が球形の粒子（１２１）を有している、請求項１記載のフィン（１０３）。
【請求項３】
前記薄板縁（１３４）の前記内半径（Ｒ１０２）は０．２〜０．４ｍｍ、特に０．３ｍｍである、請求項１または２記載のフィン（１０３）。
【請求項４】
前記フィン（１０３）は、０．４μｍ以下の平均粗さＲａを有した表面を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のフィン（１０３）。
【請求項５】
前記フィン（１０３）は、平らな薄板の変形、および最終的に行われる加圧変形ステップ、特に押出プレス加工ステップにより形成される、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィン（１０３）。
【請求項６】
プレート型熱交換器用のフィン（１０３）を製造する方法であって、以下のステップを有しており、
（ａ）変形された、特に曲げ変形された薄板から成る、波側面（３２）を備えた少なくとも１つの波頂部（３１）を有する波構造（３）を準備するステップであって、前記波頂部（３１）と前記波側面（３２）とはそれぞれ薄板縁（３４）を介して接続されており、前記薄板縁（３４）は内半径（Ｒ２）と外半径（Ｒ１）とを有している、ステップを有する方法において、
（ｂ）波頂部（３１）と各波側面（３２）との間の前記薄板縁（３４）の前記外半径（Ｒ１）を減じる（Ｒ１０１）ように、前記ステップ（ａ）の前記波構造（３）の波側面（３２）を備えた前記少なくとも１つの波頂部（３１）を加圧変形する、好適には冷間押出プレス加工するステップを有していることを特徴とする、プレート型熱交換器用のフィン（１０３）を製造する方法。
【請求項７】
前記薄板縁（３４）の前記外半径（Ｒ１）を、前記ステップ（ｂ）で、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの、特に０．０５〜０．１８ｍｍの範囲にある外半径（Ｒ１０１）となるように減じる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記加圧変形の際に、前記波構造（３）の高さ（Ｈ）を減じ、特に０．４ｍｍ〜１．２ｍｍだけ減じる、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの波頂部（３１）と前記波側面（３２）とを前記加圧変形する際に、互いに直角を成す配置にもたらす、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
薄板（２０）を、少なくとも１つの波頂部（３１）、特に１つ、２つ、または３つの波頂部を有する波構造（３）となるように変形させ、特に曲げ変形により変形させ、次いで前記少なくとも１つの波頂部（３１）をこれに隣接する波側面（３２）と共にステップ（ｂ）で加圧変形させる、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ステップｂ）の前記加圧変形の際に、面圧を、特に平面状のパンチ（５０）によって外部から前記少なくとも１つの波頂部（３１）に加え、特にこの間、前記波頂部（３１）に隣接する波側面（３２）は、特にダイによって、側方から位置固定されている、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
隣接する波側面（３２）を有する第１の波頂部（３１）を、前記薄板（２０）の変形、特に曲げ変形により形成し、次いで波側面（３２）を有する第２の波頂部（３１）を形成する前に、波側面（３２）を有する前記第１の波頂部（３１）を加圧変形する、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
プレート型熱交換器を製造する方法であって、複数の分離プレート（４）とフィン（３，１０３）とを１つの積層体において交互に互いに積み重ねて配置し、ろう付け炉内で互いにろう付けさせて１つの直方体状の熱交換器ブロックを形成する方法において、
前記フィン（３，１０３）のうちの少なくとも１つのフィン（１０３）は、請求項１から５までのいずれか１項記載の特徴を有している、または請求項６から１２までのいずれか１項記載の方法により製造されていることを特徴とする、プレート型熱交換器を製造する方法。
【請求項１４】
ろう付けされたプレート型熱交換器であって、１つの積層体において互いに間隔を置いて配置された複数の分離プレート（４）を有しており、前記分離プレート（４）は、間接的に熱交換を行う少なくとも２種の流体のための通路（１）を形成している、ろう付けされたプレート型熱交換器において、
少なくとも１つの通路（１）を、請求項１から５までのいずれか１項記載のフィン（１０３）、または請求項６から１２までのいずれか１項記載の方法により製造されたフィン（１０３）が有していることを特徴とする、ろう付けされたプレート型熱交換器。
【請求項１５】
前記分離プレート（４）と、前記フィン（１０３）の波頂部（３１）との間のろう材層（１４０）が、波側面（１３２）の、前記分離プレート（４）に垂直に投影される横断面（Ｑ）の８０％以上を、特に９０％以上を、さらに特に９５％以上を、同じ一定のろう材層の厚さ（ｄ）でもって被覆している、請求項１４記載のプレート型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付けされたプレート型熱交換器用のフィン（英語でFinと呼ばれる）、およびこのようなフィンの製造方法に関する。本発明はさらに、このようなフィンを備えたろう付けされたプレート型熱交換器、およびろう付けされたプレート型熱交換器の製造方法に関する。
【０００２】
アルミニウム製のろう付けされたプレート型熱交換器は、様々な圧力および温度のもとで多数の装置において使用される。この熱交換器は例えば、空気の分離、天然ガスの液化の際に使用され、またはエチレンを製造するための装置で使用される。
【０００３】
ろう付けされたプレート型熱交換器は例えば、ＡＬＰＥＭＡ規格「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」、２０１０年第３版５頁に図示され、説明されている。この文献から抜粋した図を図１に示し、以下に説明する。
【０００４】
ここに図示されたプレート型熱交換器は、１つの積層体において互いに間隔を置いて配置された複数の分離プレート４を有していて、これらの分離プレートは、互いに熱交換させたい媒体を通す複数の通路１を画定している。これらの通路１は、分離プレート４の縁部に同一平面状に取り付けられたサイドバー８（英語でSidebars 8とも呼ばれる）により、外部に対して閉じられている。通路１の内側には、波構造を有したフィン３（英語でFinsとも呼ばれる）が配置されている。分離プレート４、フィン３、サイドバー８は、ろう付けにより互いに接合されていて、したがって１つのコンパクトな熱交換器ブロック１０を形成している。熱交換器ブロック１０全体は、カバープレート５によって外部に対して画定されている。
【０００５】
熱交換させたい媒体の導入および導出のために、通路１の入口・出口開口９の上には、管片６を備えた半円筒状のマニホルド７が取り付けられており、これらマニホルドは、導入および導出させたい管路の接続のために用いられる。マニホルド７は以下ではヘッダ７とも記載する。通路１の入口・出口開口９は、いわゆる分配薄片もしくは分配フィン２により形成されている。分配フィンは、個々の通路１の全幅にわたって媒体を均一に分配するために働く。媒体は、通路１を通るように、フィン３と分離プレート４とによって形成されたチャネル（通路）内へ流れる。
【０００６】
このような形式のプレート型熱交換器は好適にはアルミニウムから成っている。部分的にろう材が設けられたフィン３と、分離プレート４と、分配フィン２と、カバープレート５と、サイドバー８とは、１つの直方体状のブロックの形で互いに重ねられて、次いで炉内でろう付けされて１つの熱交換器ブロック１０を形成する。一般的には、ろう付け前に、分離プレートの両側面に、および場合によってはフィンに、ろう材が塗布される。ろう付け炉内でろう付けされた後、熱交換器ブロック１０に、管片６を備えたヘッダ７が溶接される。
【０００７】
一般にフィンは、平坦な薄板から製造されていて、この平坦な薄板は、プレス機、または曲げ変形に適したその他の工具により、波構造となるように折られる。図２には、曲げ変形により形成されたフィン３の一例が示されている。このフィンは、第１の空間方向（Ｄ１）でそれぞれ互いに続いている複数の波頂部３１と波側面３２とを有している。波構造の波頂部３１は、図１１に示したように、ろう付け炉内における熱交換器ブロック１０のろう付け後は、それぞれ隣接する分離プレート４にろう付けにより面接合されている。
【０００８】
通路１内のフィン３は以下の３つの課題を満たしている。
【０００９】
第１に、フィンによって熱交換面積が拡大される。最適な伝熱のために、隣接する通路内における波構造の向きは、用途に応じて、隣接する通路間で並流、十字流、逆流、または十字・逆流が生じるように、選択される。
【００１０】
次に、フィンはその波頂部でろう付けにより、分離プレート下方で材料接続的な結合部を形成する。フィンの波側面は、内圧により分離プレートに作用する力を吸収する。
【００１１】
さらにフィンは、通路を小さなチャネルに分割するために働き、これにより通路全幅にわたって媒体の均一な分配が得られ、したがって、隣接する通路を流れる媒体間の熱交換は改善される。
【００１２】
フィン３の変形プロセス時に維持すべき、各波頂部３１と波側面３２との間の移行部における薄板縁３４（図２）の内半径Ｒ２および外半径Ｒ１のような境界条件、および変形プロセス時に生じる誤差により、フィン３はしばしば、理想の力導入のための所望の理想形状からずれを有する。これにより、プレート型熱交換器の機械的強度が制限されることが示されている。外半径Ｒ１の大きさは、内半径Ｒ２の大きさと、フィンの壁厚Ｓにより規定される。
【００１３】
フィンを有したプレート型熱交換器の機械的強度を改善するために独国特許出願公開第１０３４３１０７号明細書（DE 103 43 107 A1）により、熱押出成形または材料除去切削法により作成される厚いプレートからフィンを製造して、波頂部と波側面の直角形状を達成することが提案されている。この場合、波構造自体の厚さとピッチとの間の比、すなわち波長と波振幅との間の比に関する別のパラメータが提案される。材料除去切削による形状付与の欠点は、ろう付け炉内で熱交換器ブロックをろう付けする際に、事前の切削加工により生じた、フィンの粗面化された組織構造が、より多くのろう材を吸収し、これにより不都合にもフィン材料の強度が減じられてしまうことにある。熱押出成形により製作されたフィンは、独国特許出願公開第１０３４３１０７号明細書（DE 103 43 107 A1）に示された方向Ｄ２で約４〜５個の僅かな波頂部を含む狭く画定された幅しか有していない。また、穴を開けられた、または切断されたジオメトリを作成することはできない。
【００１４】
独国特許出願公開第１０２００９０１８２４７号明細書（DE 10 2009 018 247 A1）には、プレート型熱交換器の強度を高めるために、互いに隣接して配置された複数のプロファイル（形材）を通路に設けることが提案される。プロファイルを使用することにより、分離プレートとフィンとの間の接触面積は拡大される。さらに、プロファイルは、所望の角度に関する製造誤差が僅かであるので、良好な力の導入が得られる。しかしながら、通路内での熱案内構造としてのプロファイルを有したプレート型熱交換器の製造には手間がかかる。何故ならば、プロファイルをろう付け前に個々に隣接させて分離プレート上に載置しなければならないからである。
【００１５】
本発明の課題は、フィンを備えて製作されたろう付けされたプレート型熱交換器の高い強度を保証し、高圧の用途に使用可能であるような、プレート型熱交換器用のフィンおよび該フィンの製造方法を提供することである。さらに課題は、ろう付けされたプレート型熱交換器と、該プレート型熱交換器の製造方法とを提供することである。
【００１６】
この課題は、請求項１の特徴を有したフィン、請求項１４の特徴を有したろう付けされたプレート型熱交換器、請求項６によるフィンの製造方法、請求項１３によるプレート型熱交換器の製造方法により解決される。
【００１７】
したがって、プレート型熱交換器用の、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の、薄板から成る波構造を有したフィンであって、
互いに平行に配置された複数の波頂部を有していて、１つの波頂部は、波側面を介して別の波頂部に接続されており、
第１の空間方向で、波頂部と波側面とが互いに連続して続いており、
波頂部と波側面とは薄板縁により互いに接続されており、
各薄板縁は内半径と外半径とを有していて、
前記波頂部は平坦な外面を有している、フィンを準備する。
【００１８】
本発明によれば、前記薄板縁の外半径は０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍであり、好適には、０．１０ｍｍ〜０．１５ｍｍであり、特に好適には０．１０ｍｍ〜０．１２ｍｍである。ろう付け炉内でのろう付け過程中、薄板縁の外半径が上記の規定された範囲にあるならば、隣接する分離プレートとフィンの波頂部との間では、分離プレートから波側面への良好な力の導入を可能にするろう材のフィレットが薄板縁の領域に形成されることが示されている。
【００１９】
本発明の範囲では、外半径の算定は、複数の波頂部と波側面とを有するフィン部分をプラスチック内に注型し、次いで波頂部と波側面に対して垂直な平面で分離し、表面を平滑に研磨することにより行われる。次いで３点測定法により、波頂部と波側面との間の薄板縁の外径を求める。このために、平滑に研磨された薄板縁の横断面上に、薄板縁の外縁部に３つの点をとり、互いにその位置を測定装置、およびマイクロスコープによって求める。３つの点の、求められた２次元的な座標により、外半径が計算により求められる。
【００２０】
薄板縁の内半径は好適には、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍであり、特に好適には０．３ｍｍである。
【００２１】
薄板縁の内半径の算定は、薄板縁の外半径の上述した算定と同様に行われる。上記方法とは異なり、測定点は薄板縁の内縁上にある。
【００２２】
フィンの壁厚、したがって波頂部および波側面の壁厚は、好適には０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。好適には、波頂部と波側面とは本発明によるフィンの内側で、上記規定された範囲にある同じ壁厚を有している。このことは換言すれば、本発明によるフィンの波頂部と波側面とは好適には、同じ壁厚を有するまっすぐな壁区分を成しており、それぞれ１つの波頂部は鋭い縁を有する屈曲された薄板縁を介して波側面に接続されていることを意味する。
【００２３】
好適にはフィンは、平坦な金属薄板の変形により形成され、好適には２つ以上の変形法ステップで変形によってのみ形成され、好適にはＤＩＮ８５８２に記載された変形法のうちの１つ以上の変形法により形成される。
【００２４】
最終的な変形法ステップは、好適には加圧変形、特にＤＩＮ８５８３による加圧変形、特に好適には冷間押出プレス加工であって、この加圧変形で、薄板縁の外半径は、所望の上記規定された範囲にされる。
【００２５】
好適には、加圧変形は、フィン材料の曲げや引っ張りはない。本発明によるフィンでは、最終的な加圧変形法ステップ、特に押出プレス加工ステップは、組織が、特に波頂部から波側面への移行部の薄板縁の領域において、球状の粒子を有していることにより識別可能である。好適には組織は、５０％以上の、特に好適には８０％以上の、さらに好適には９５％以上の、球形状を有する組織粒子を有している。球形状の粒子構造は、組織の顕微鏡写真において明らかである。
【００２６】
これに対して、曲げ変形または切削除去製作によってのみ製作されたフィンは、細長い米粒状の粒子構造を有した組織を有している。その理由は、曲げ変形および切削除去製作の前に既に細長い米粒状の粒子を有したこの組織構造を有する平圧延された薄板が、曲げ変形および切削除去製作のために使用されるからである。曲げ変形により、この細長い粒子はさらに伸ばされることがある。
【００２７】
通常、加圧変形ステップ後、フィンの表面は、０．４μｍ（マイクロメートル）以下の、主として０．２μｍ〜０．４μｍの平均粗さＲａを有している。この表面粗さ値は、本発明による加圧変形で使用される工具により条件付けられる。フィンに作用する工具表面の、例えばパンチの表面粗さ値が、加圧変形法の際にフィンに伝達される。
【００２８】
平均粗さＲａは、表面上の１つの測定点から中心線までの平均間隔である。中心線は基準距離内で、（中心線に関する）プロファイル偏差の合計が最小となるように、実際のプロファイルと交差する。すなわち平均粗さＲａは、中心線からの偏差の絶対値の算術平均に相当する算術平均粗さである。最終的な加圧変形法ステップにより、フィン表面の平均粗さは、材料の引っ張りを含むまたは含まない曲げ変形によってのみ製作されたフィンの表面よりも減じられている。曲げ変形によって形成されたフィンの表面の平均粗さＲａは、約１０μｍである。
【００２９】
好適にはフィンは、曲げ変形、およびそれに続いて行われる加圧変形ステップによって形成される。好適にはＤＩＮ８５８６による曲げ変形ステップでは、好適には平坦な金属薄板が、波側面を備えた少なくとも１つの波頂部を有する波構造にもたらされる。
【００３０】
本発明の範囲における曲げ変形は、１つの曲げ軸線を中心とした旋回による単純な曲げ変形、および薄板を付加的に１つの空間方向へと引っ張る引っ張り成形ステップを含む、１つの曲げ軸線を中心とした旋回による曲げ変形を含む。この曲げ変形に続き、好適には加圧変形法ステップが、好適には冷間押出プレス加工法ステップが行われる。この加圧変形法ステップでは、曲げ変形の際に形成された、波頂部と波側面との間の薄板縁の外径が減じられる。薄板縁の内半径は、最終的な加圧変形法ステップの際に、好適には変化しない。別の好適な製造法を以下にさらに詳しく説明する。
【００３１】
好適には、本発明によるフィンでは、波頂部と波側面とは直角に、すなわち、好適には１°以下の、特に好適には０．５°以下の誤差で互いに９０°の角度を成して配置されている。その結果、本発明によるフィンの波側面も互いに平行に配置される。さらには、少なくとも１つの波頂部は、平らな、すなわち平坦な外面を有しており、プレート型熱交換器における分離プレートに対して良好なろう付け接合面を提供する。フィン頂部はそれぞれ、１つの薄板縁から隣接する薄板縁までで、その平坦度において好適には最大０．０２ｍｍの偏差を有する。
【００３２】
好適にはフィンは、ＡＬＰＥＭＡ規格「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」、２０１０年第３版９〜１０頁に図示され説明されているように、穴を設けられて、かつ／または切断されて（後者は英語で「serrated」とも記載される）、構成される。好適にはフィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から、特に好適には、欧州基準によるＥＮ−ＡＷ３００３の合金から成る。したがって本発明によるアルミニウム合金は、主成分としてアルミニウムを有し、好適には合金全体の少なくとも９０質量％のアルミニウム、特に好適には少なくとも９５質量％のアルミニウム、かつ好適には９９．９質量％未満のアルミニウム、特に好適には９９質量％未満のアルミニウムを含む。特に好適にはアルミニウム合金におけるアルミニウムの質量の割合は、９６．８％〜９９％の範囲にある。その他の合金成分は、マンガン、鉄、銅、ケイ素のグループから１つ以上選択されてよい。アルミニウム合金におけるマンガン含有量は、好適には１．０質量％〜１．５質量％のマンガンの範囲にある。アルミニウム合金における鉄含有量は、好適には０．７質量％未満である。アルミニウム合金における銅の質量の割合は、好適には０．２％未満である。好適には、アルミニウム合金は、０．５質量％未満の、特に好適には０．１質量％未満のケイ素含有量を有している。
【００３３】
本発明はさらに、ろう付けされたプレート型熱交換器であって、１つの積層体において互いに間隔を置いて配置された複数の分離プレートを有しており、この分離プレートは、間接的に熱交換を行う少なくとも２種の流体のための通路を形成しているプレート型熱交換器を含み、本発明によれば、少なくとも１つの通路は、１つの上述のフィン、または場合によっては複数の上述のフィンを有している。分離プレートの間に通常配置されているサイドバー（英語でSidebars）により通路は側方で画定されている。分離プレートは一般的には、好適にはフィンと同様にアルミニウム、またはアルミニウム合金から形成されている薄板から成る平坦な分離プレートである。
【００３４】
好適には、プレート型熱交換器では、分離プレートと、フィンの波頂部との間のろう材層が、波側面の、分離プレートに垂直に投影される横断面の８０％以上を、好適には９０％以上を、特に好適には９５％以上を、同じ一定の厚さのろう材層で被覆している。
【００３５】
本発明によるフィンにより、上記のろう材被覆ジオメトリを達成することができ、ひいては、ＥＮ−ＡＷ３００３のアルミニウム合金をフィンのために使用した場合、６００ｂａｒ以上の、プレート型熱交換器の破裂圧力を実現することができる。
【００３６】
好適には、プレート型熱交換器の、媒体貫流のために設けられた全ての通路には、１つ以上の上記フィンが備えられている。この場合、このプレート型熱交換器の好適な構成は、その他の点では、図１につき冒頭で説明したのと同じ構成部品および同様の構造を有している。
【００３７】
本発明によるプレート型熱交換器は、ＡＬＰＥＭＡ規格「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」、２０１０年第３版６６頁に図示され、説明されているような、コア・イン・シェル（Core-in-Shell）型もしくはブロック・イン・ケトル（Block-in-Kettle）型の熱交換器装置のためにも使用することができる。
【００３８】
好適には、特にＡＬＰＥＭＡ規格「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」、２０１０年第３版４５〜４６頁に説明されているように、プレート型熱交換器のカバープレート、分離プレート、サイドバーのような構成部品は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成っている。
【００３９】
分離プレートも呼ぶことができる分離プレートは、好適には１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲の、特に好適には１．２〜２．５ｍｍの範囲の、さらに特に好適には１．４〜１．７ｍｍの範囲の壁厚を有している。カバープレートは通常、熱交換器ブロックの内側の各分離プレートよりも大きな壁厚を有している。したがってカバープレートは、好適には３〜１２ｍｍの範囲の、特に好適には５〜８ｍｍの範囲の壁厚を有している。
【００４０】
本特許出願はさらに、プレート型熱交換器用のフィンを製造する方法を提供し、この方法は、以下のステップを有しており、すなわち、
ａ）変形された、好適には曲げ変形された薄板から成る、波側面を備えた少なくとも１つの波頂部を有する波構造を準備するステップであって、波頂部と波側面とはそれぞれ薄板縁を介して接続されており、前記薄板縁は内半径と外半径とを有している、ステップを有しており、本発明によれば、ステップ（ａ）の後に、特にステップ（ａ）に続いて、
ｂ）波頂部と各波側面との間の薄板縁の外半径を減じるように、ステップの波構造の波側面を備えた少なくとも１つの波頂部を加圧変形する、好適には冷間押出プレス加工するステップを有している。
【００４１】
薄板縁の外半径を減じることにより、ろう付け炉内でのろう付け過程中、各分離プレートと波頂部との間に良好なろう材層が形成される。これにより、分離プレートと、フィンの波頂部との間のろう材層が、波側面の、分離プレートに垂直に投影される横断面の好適には８０％以上を、特に好適には９０％以上を、同じ一定の厚さのろう材層で被覆することが達成される。これにより、プレート型熱交換器の作動中に媒体圧力により分離プレートに加えられる圧力負荷は、波側面の全幅にわたって良好に導入されることが保証され、これにより波側面の最大限の機械的耐荷重性が利用される。これにより６００ｂａｒを超える破裂圧力を達成することができる。
【００４２】
本発明により製作されたフィンは高い屈曲強度を有している。これにより、０．３ｍｍ未満の壁厚を有する薄い壁のフィンを、これまでの製造過程におけるよりも多数で互いに積層することができ、したがってプレート型熱交換器の通路の数およびプレート型熱交換器の高さを増大させることができる。
【００４３】
好適には、ステップ（ａ）による変形ステップ後の薄板縁の外形は主として、０．２ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲にあり、しばしば０．４〜１．４ｍｍの範囲にあり、ステップｂ）において加圧変形した際には、好適には０．０５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の、好適には０．０５ｍｍ〜０．９０ｍｍの範囲の、さらに特に好適には０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲の、さらに特に好適には０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲の、さらに特に好適には０．０７ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲の、さらに特に好適には０．０７ｍｍ〜０．１２ｍｍの範囲の、さらに特に好適には０．１０ｍｍ〜０．１２ｍｍの範囲の外半径に減じられる。
【００４４】
ステップｂ）による加圧変形は、準備された波構造を変形する方法であって、この場合、材料の少なくとも一部の塑性状態が生じ、これにより特に、波側面の材料を薄板縁の領域に移動させることができるようになる。ステップｂ）による加圧変形ではすなわち好適には、材料内部で粒界変位を可能にする塑性状態が達成される。加圧変形中の圧力荷重は単軸または多軸であってよい。好適には加圧変形はＤＩＮ８５８３にしたがって行われる。特に好適にはステップｂ）による加圧変形では、所定の面圧が、好適には平面状のパンチにより、（好適には垂直に）外部から少なくとも１つの波頂部へと加えられ、さらに好適にはこの間、波頂部に隣接する波側面はダイによって側方から位置固定され、さらに好適には波側面に隣接する第２のおよび第３の波頂部がダイによって支持される。この場合、ダイは、１つの部分から、または複数の部分から形成されてよい。本発明の範囲では特に好適に加圧変形法として採用される押出プレス加工では、本体の材料は圧力下で流動させられ、すなわち塑性変形させられ、この塑性変形は好適には、Ｒｐ０．２［Ｎ／ｍｍ２］としても材料データシートに示されている、０．２％耐力の塑性変形よりも高いことが好ましい。Ｒｐ０．２［Ｎ／ｍｍ２］としてのこの耐力は、ＡＳＴＭ  Ｂ５５７Ｍ−１５による引っ張り試験による。したがって好適には、少なくとも８０Ｎ／ｍｍ２の圧力が材料に加えられる。この場合、通常、ダイ内の物体を、もしくは場合によってはダイを通して物体をパンチが押圧する。
【００４５】
好適には、外部から熱が材料内に与えられない冷間押出プレス加工が行われる。すなわち、換言すると押出プレス加工は周囲の温度で、すなわち通常５０℃未満の、特に４０℃未満の温度で行われる。冷間押出プレス加工により、高い形状精度が得られる。前方押出プレス加工および後方押出プレス加工、ならびに横方向押出プレス加工が行われてよい。これらの押出プレス加工法を任意に組み合わせて行ってもよい。前方押出プレス加工では、材料流はパンチの作用方向に向けられ、これに対して後方押出プレス加工では材料流はパンチの作用方向とは逆方向に向けられる。横方向押出プレス加工では、材料流は、パンチの作用方向に対して横方向に向けられている。
【００４６】
好適にはステップｂ）による加圧変形の際に、少なくとも１つの波頂部と波側面とは直角を成して配置されている。すなわち、好適には１°未満の、特に好適には０．５°未満の誤差を含み９０°の角度を互いに成して配置され、もしくは加圧変形前に既に直角に配置されている場合には、波頂部と波側面とはその直角の配置に保持される。これにより、プレート型熱交換器の作動中に媒体圧力により分離プレートに加えられる圧力負荷は、引張り負荷としての横方向負荷なしに波側面に垂直に導入されることが保証され、これにより波側面の最大限の引張り強度を利用することができる。これに対して、平坦な金属薄板を、好適にはステップａ）で準備された、記載した波構造へと曲げ変形した後は通常、波頂部と波側面とは互いに理想的に直角に配置されているのではなく、約３°までの数度のずれを有している。
【００４７】
ステップｂ）による加圧変形の際に、波構造は好適にはその高さを減じられる。高さの減少は好適には、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲、特に好適には０．８ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にある。ピッチは好適には変更なく維持される。この場合、加圧変形の際には塑性化された、もしくは流動可能にされた材料が波側面および波頂部から、波頂部と波側面との間の薄板縁の領域へと摺動させられ、これにより、薄板縁の外径は減じられる。
【００４８】
ステップａ）で準備される波構造は、先行技術で公知の変形法により好適には平坦な薄板の変形により得ることができる。したがって、方法ステップａ）は、波構造の準備の他に、変形法による波構造の事前の製作を含む。これは好適にはＤＩＮ８５８２による変形法である。好適には、薄板の変形は曲げ変形により行われる。この曲げ変形は、直線的な工具運動による曲げ、回転的な工具運動による曲げ、またはこれら両運動の組み合わせによる曲げを含んでいてよい。上記３つ全ての場合において、薄板には曲げ負荷がかけられる。好適には曲げ変形はＤＩＮ８５８６にしたがって行われる。
【００４９】
フィンのための本発明による製造法は、波側面の壁厚が、出発材料としての平坦な薄板の壁厚と比較して殆ど変化しないという利点を有している。このことは、プレート型熱交換器の分離プレートとろう付けにより接合されたフィンの強度にとって重要である。
【００５０】
本発明による方法により、側面の壁厚が、出発材料である平坦な薄板の壁厚に対して僅かにしか減じられていないフィンが得られる。壁厚減少のパーセンテージは以下の式により計算される：（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）×１００、この場合、Ｓ１は出発材料としての平坦な薄板の壁厚であり、Ｓ２はステップ（ｂ）による加圧変形後の壁側面の壁厚である。すなわち壁厚減少のパーセンテージは、ステップｂ）による加圧変形後の波側面の（図９に示した）壁厚Ｓ２と、出発材料としての平坦な薄板の壁厚Ｓ１（図８のＳ１）との差を、出発材料としての平坦な薄板の壁厚Ｓ１で割り、１００をかけて、パーセンテージの割合を算出したものとして規定されている。この壁厚減少は本発明では１０％未満であり、特に好適には５％未満であり、さらに特に好適には１％未満である。この数値は、フィンのための従来の曲げ変形法のみでは得られない。フィンを曲げ変形のみで形成する場合、壁厚の減少は通常少なくとも２０％である。
【００５１】
本発明による方法により、加圧変形された薄板縁の領域における、すなわち波頂部から波側面へとの湾曲された移行領域におけるフィンの壁厚は、出発材料としての平坦な薄板の壁厚と比較して好適には増大している。加圧変形された薄板縁の領域の壁厚増大のパーセンテージは以下の式により計算される：（（Ｓ３−Ｓ１）／Ｓ１）×１００。この場合、Ｓ３は、加圧変形された曲げ縁の領域における横断方向の壁厚Ｓ３（図９）であり、Ｓ１（図８）は、出発材料を成す薄板の壁厚である。すなわち、このような壁厚増大は、Ｓ３とＳ１の差をＳ１で割り、百分率の増加を得るために１００倍したものとして定義される。壁厚増大は加圧変形された薄板縁の領域で、好適には１％以上であり、特に好適には５％以上であり、さらに特に好適には１０％以上である。フィンのための従来の曲げ変形法では、薄板縁の領域における壁厚増大は得られない。従来技術による曲げ変形法のみでは通常、曲げ変形された薄板縁の領域で、フィンの壁厚減少が生じる。
【００５２】
本発明によるフィンの製造法では、ステップａ）で準備される波構造では好適には、波頂部と波側面とが第１の空間方向で交互に続いている。第１の空間方向は、好適には、薄板をステップａ）で上述の波構造となるように変形する際の薄板の送り方向に一致する。好適にはステップｂ）による加圧変形の際の、波構造の送りもこの第１の空間方向で行われる。好適にはさらに、ステップａ）で上記波構造となるように変形させる前に平坦な薄板を得るために行われる平圧延の際の薄板の送り方向は第１の空間方向に一致している。このことは換言すると、平圧延の際の薄板の送り方向は特に好適には、ステップａ）で上記波構造となるように変形させる際の薄板の送り方向、ならびにステップｂ）による加圧変形の際の波構造の送り方向と同じであることを意味する。
【００５３】
好適にはステップａ）で述べられた、波構造への薄板の変形、好適には曲げ変形と、ステップｂ）による加圧変形とは、１つの装置で、または２つ以上の相前後して配置された装置で行われる。これにより、コイルの薄板を、ステップａ）で述べた変形と、ステップｂ）で記載した加圧変形との間で材料を中断することなく加工することができる。これにより、波状に構造化された薄板の中間貯蔵は省かれる。しかしながら本発明の範囲では、既に予め製作された波構造を有する薄板に、ステップｂ）による加圧変形を施すこともできる。
【００５４】
特に好適には、ステップａ）による波構造への薄板の変形と、ステップｂ）による加圧変形とは、材料流の中断なしに好適には同じ装置で時間的に相前後して行われる。この場合、好適にはまず、それぞれ波側面を備えた少なくとも１つの波頂部、すなわち１つの波頂部または例えば２つまたは３つの波頂部を有した薄板を、波構造となるように、好適には曲げ変形により、変形し、次いで好適には、ステップａ）の変形の際と同じ送り方向で、波側面を有した少なくとも１つの波頂部をステップｂ）により加圧変形し、好適には押出プレス加工する。
【００５５】
特に好適な方法では、まず、隣接する波側面を備えた唯１つの第１の波頂部を、薄板の変形により、好適には曲げ変形により形成し、次いでこの隣接する波側面を備えた第１の波頂部を加圧変形してから、波側面を有する第２の波頂部を特に変形、好適には曲げ変形、および続いて行われる加圧変形により形成する。すなわち換言するとまず、波頂部と隣接する波側面とから成る１つの波を曲げ変形により予め成形し、その直後に加圧変形してから次の波を形成する。薄板の送りは、ステップａ）による第１の波の変形と、ステップｂ）による第１の波の加圧変形との間に行われてよく、または材料の送りを行わずに、この場合は、材料の送りは、第１の波の成形と第２の波の成形の間に行われてよい。
【００５６】
本発明によれば、プレート型熱交換器を製造する方法も提供され、この方法では、複数の分離プレートとフィンとを１つの積層体において交互に重ねて配置し、ろう付け炉において互いにろう付けして、直方体状の熱交換器ブロックを形成する。本発明によれば、フィンの少なくとも１つは上述した製造法により製造されている。好適には、分離プレートにはろう材層が設けられ、このろう材層は特に好適には、クラッディングにより分離プレートに塗布される。
【００５７】
本発明により製造されたフィンは、従来技術による曲げ変形法によってのみ折られたフィンよりも高い屈曲強度を有している。これにより、プレート型熱交換器の製造の際には分離プレートとフィンとをより高い１つの積層体において重ねることができ、下方の通路におけるフィンが、その上に重ねられた分離プレートおよびフィンの重みにより屈曲することはない。製造法により製造されたプレート型熱交換器のさらなる利点に関しては、上記説明を参照されたい。
【００５８】
本発明によるフィンは、好適には、空気分離装置、石油化学設備、水素設備、合成ガス設備、または天然ガス設備における様々なプロセス段階でのプレート型熱交換のために使用することができる。好適にはこのフィンは、８０℃未満の温度範囲での用途のために、好適には０℃〜−２７０℃の範囲の温度における極低温用途に使用可能である。
【００５９】
以下に、実施例につき本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ＡＬＰＥＭＡ規格「The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association」、２０１０年第３版５頁に示されたプレート型熱交換器を示す図である。
【図２】曲げ変形されたフィン３の斜視図である。
【図３】本発明による加圧変形後の図２のフィンを示す図である。
【図４】曲げ変形され、切断されたフィン３を示す斜視図である。
【図５】本発明による加圧変形後の図４のフィンを示す図である。
【図６】曲げ変形され、穴を開けられたフィン３を示す斜視図である。
【図７】本発明による加圧変形後の図６のフィンを示す図である。
【図８】本発明による製造法により曲げ変形された区分と、押出プレス加工された区分と共に薄板を示す斜視図である。
【図９】ろう付けされた分離プレート４を有する本発明によるフィン１０３を示す横断面図である。
【図１０】図９の細部ｙを示す図である。
【図１１】従来技術によりろう付けされた分離プレート４を有する曲げ変形されたフィン３を示す横断面図である。
【図１２】図８のステップ（ａ）の後の薄板２０または曲げ変形されたフィン３の組織を概略的に示す図である。
【図１３】加圧変形ステップ（ｂ）の後の図８の本発明によるフィン１０３の組織を概略的に示す図である。
【００６１】
図１によるプレート型熱交換器については、本明細書の冒頭で既に説明した。本発明によるプレート型熱交換器の好適な構成は図１と同じ構造を有しているが、上記で一般的に説明した、または以下で図３、図５、図７、図８、図９、図１０につき説明するフィン１０３のうちの少なくとも１つを有している。
【００６２】
図２には、壁厚Ｓ１を有する平らな金属薄板の曲げ変形により形成される、先行技術によるフィン３が示されている。フィン３は、下側および上側の波頂部３１を備えた波構造を有していて、これら波頂部は波側面３２を介して互いに接続されている。波頂部３１と波側面３２とは、丸みをおびた曲げ縁３４により接続されており、この曲げ縁３４はそれぞれ外半径Ｒ１と内半径Ｒ２とを有している。曲げ縁３４の外半径Ｒ１は、内半径Ｒ２と壁厚Ｓ１とにより規定される。第１の空間方向Ｄ１で、波頂部３１と波側面３２とが交互に連続して続いている。フィン３の高さＨ１は、第１の空間方向Ｄ１に対して垂直に向けられている第２の空間方向Ｄ２で延在している。
【００６３】
第３の空間方向Ｄ３では、それぞれ１つの波頂部３１と、この波頂部に隣接する波側面３２とによって形成された複数のチャネル３６が延在していて、これらのチャネルはプレート型熱交換器において、フィン３がろう付けされている（図１１）分離プレート４によって画定されている。チャネル３６は、プレート型熱交換器の作動中、媒体によって空間方向Ｄ３（またはその反対方向）で貫流される。第３の空間方向Ｄ３は、第１の空間方向Ｄ１に対して垂直かつ、第２の空間方向Ｄ２に対して垂直に方向付けられている。
【００６４】
符号Ｐ１により、フィン３のピッチが示されている。ピッチＰ１は、フィン３の、第１の空間方向Ｄ１で繰り返される構造部分の長さを示している。これは、１つの波側面３２の壁中心から、これに続く波側面３２の壁中心までの間隔である。このフィン３は、壁厚Ｓ１が比較的大きく、ひいては外半径Ｒ１が比較的大きいが、比較的小さいピッチＰ１を有している。これにより、波頂部３１の外面３５の比較的小さい部分しか平らに形成されていない。
【００６５】
図３には、本発明の構成によるフィン３が示されている。このフィンは、曲げ変形ステップと、それに続く加圧変形ステップとを含む製造方法により形成されている。この製造方法は図８につき、より詳しく後述する。
【００６６】
図３に示した本発明によるフィン１０３は、第１の空間方向Ｄ１で交互に連続して続いている波頂部１３１と波側面１３２とを有した、鋭い縁を有する波構造を有している。下側および上側の波頂部１３１は平坦に形成されていて、それぞれ互いに平行に延在しており、すなわち、最大の誤差は、１°、好適には０．５°である。波側面１３２はそれぞれ、波頂部１３１に対して直角に配置されている。したがって、第２の空間方向Ｄ２に延在する波側面１３２もそれぞれ互いに平行に延在しており、すなわち、最大の誤差は、１°、好適には０．５°である。波頂部１３１はそれぞれ、鋭い縁の薄板縁１３４を介して波側面１３２に接続されている。薄板縁１３４はそれぞれ外半径Ｒ１０１と内半径Ｒ１０２とを有している。内半径は、欧州規格ＥＮ−ＡＷ−３００３のアルミニウム合金の場合、好適には０．２ｍｍ〜０．４ｍｍであり、外半径は本発明によれば０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍである。ピッチはＰ１０１で示されていて、通常０．９ｍｍ〜５．０ｍｍである。フィン１０３の高さＨ１０１は４．０ｍｍ〜１２ｍｍであってよい。壁厚Ｓ１０１は０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあってよい。０．２ｍｍ未満の外半径Ｒ１０１を有する薄板縁１３４の鋭い縁の輪郭は、図２の曲げ変形されたフィン３がとりわけ第２の空間方向Ｄ２の方向でつぶされ、したがってその高さが高さＨ１０１まで減じられる加圧変形ステップにより得られる。減少高さは通常０．８ｍｍ〜１．２ｍｍである。これにより波頂部１３１は、外半径Ｒ１０１により限定的に曲げられた面領域を除いて全幅にわたって（第１の空間方向Ｄ１に延在する幅）平らな外面１３５を有していて、図９および図１０に示した同様に平らな分離プレート４に、ろう付けにより良好に接続される。
【００６７】
図８には、図３に示したフィン１０３の製造方法の１つの態様が示されている。本発明によるフィン１０３の製造のための出発材料は、平らで平滑な金属薄板２０であり、例えば材料厚もしくは壁厚Ｓ１を有する欧州規格ＥＮ−ＡＷ−３００３によるアルミニウム合金から成る。 金属薄板２０は好適には、図示されていない薄板コイルから繰り出される。平坦な金属薄板２０は、鋳造棒の平圧延により得られる。したがって金属薄板２０の組織は、図１２に概略的に示したように細長い粒子２１を有している。
【００６８】
本発明による製造方法の第１のステップ（ａ）では、図面の左側部分に示された平坦な金属薄板２０が曲げ変形により、図２に示し上述したように、１つ、２つ、またはそれ以上の波頂部３１と、この波頂部にそれぞれ隣接する波側面３２とを有した波構造に形成される。好適にはこのために、１つ以上の工具が下方かつ／または上方から直線運動で薄板２０に垂直に作用する。引き曲げ法が好適である。引き曲げ法実施中の、矢印で示した薄板２０の送り方向Ｄ１は、図２に示した空間方向Ｄ１に一致する。曲げ変形は、工具の回転運動によって行われてもよく、または直線工具運動と回転工具運動との組み合わせによって行われてもよい。好適には曲げ変形は、ＤＩＮ８５８６に記載された方法により行われる。曲げ変形されたフィン３の組織（図１２）は、ステップ（ａ）による曲げ変形後、出発材料を成す薄板２０と同様に、細長い米粒状の組織粒子２１を有している。フィン３の丸みをおびた曲げ縁３４の領域では、組織粒子は湾曲も有しているが、このことは図示されていない。曲げ変形が、引っ張り変形部分も含むならば、粒子２１は、薄板２０に存在する組織よりもさらに伸ばされて、すなわちより大きな長さを有することがあるが、このことも図示されていない。薄板２０の平圧延の際の送り方向は好適には空間方向Ｄ１に、ひいてはステップ（ａ）による曲げ変形の際の送り方向Ｄ１に一致する。
【００６９】
図８の真ん中部分に示されている、第１のステップ（ａ）で形成された丸みをおびた波構造３は、次いで本発明による製造方法の第２のステップ（ｂ）で加圧変形によりさらに変形される。このために、波構造の１つ以上の波頂部３１の外面には、例えば平坦なパンチ（矢印５０により略示されている）によって外側から所定の面圧が垂直に加えられる。加圧変形中、波頂部３１とこれに隣接する波側面３２とから成る各波は、図示されていないダイ内で位置固定される。
【００７０】
高い圧力負荷により、金属材料は流動を開始する塑性状態となる。加圧変形は、周囲温度で行われる。すなわち、金属は加圧変形前に、または加圧変形中に外部から加熱されない。したがってこれは、冷間押出プレス加工と呼ばれる。この押出プレス加工では金属材料は、湾曲された波頂部３１から、かつ隣接する波側面３２から、曲げ縁３４の領域へと流動する。これにより、縁３４の外半径は当初のＲ１からＲ１０１へと減じられ、フィンの高さはＨ１からＨ１０１へとつぶされる、もしくは減じられる。加圧変形されたフィン１０３の組織は、図１３に概略的に示したように球形の組織粒子１２１を有している。このように製造されたフィン１０３は、０．４μｍ未満の平均粗さＲａを有する表面を有している。
【００７１】
外半径Ｒ１０１（図８に戻る）は、加圧変形ステップ後は好適には０．１８ｍｍ未満、特に好適には０．１５ｍｍ未満である。加圧変形時の送り方向は、空間方向Ｄ１への曲げ変形の場合と同様に行われる。波構造の加圧変形は、したがって主として空間方向Ｄ２で行われる。
【００７２】
曲げ変形ステップ（ａ）と加圧変形ステップ（ｂ）とは、図示した態様では時間的に連続的に、好適には同じ装置において材料流動の中断なしに行われる。
【００７３】
図８に示した本発明による製造方法の成果物は、図３につき既に説明したフィン１０３である。
【００７４】
本発明によるフィン１０３は、図１につき上述したように、プレート型熱交換器の製造のために使用される。図１に符号２および３で示したフィンの代わりに、図３のフィン１０３が使用される。
【００７５】
両側にろう材が設けられた分離プレート４は、フィン１０３およびサイドバー８と交互に互いに重ねられて、外側カバープレート５と共に１つの積層体を成すように配置されて、炉内でろう付けされる。次いで、管片６を備えたヘッダ７が、ろう付けされた熱交換器ブロック上に溶接される。
【００７６】
図９には、隣接するろう付けされた分離プレート４を有する本発明によるフィン１０３の横断面図が示されている。図１０には、図９のｙ部分の詳細が示されている。両図から、波頂部１３１と分離プレート４との間に、同じ一定の厚さｄを有したそれぞれ１つのろう材層１４０が形成されていて、このろう材層は、隣接する波側面の、分離プレート４上に垂直に投影される横断面Ｑを１００％被覆していることがわかる。これにより、内圧により分離プレート４に作用する力は、ろう材層１４０を介して波側面１３２へと、全横断面Ｑを介して垂直に導入される。フィレット１４１は、外半径Ｒ１０１のところで、投影される波側面横断面Ｑの外側で本発明によれば０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲で形成される。これにより上述した良好なろう材層の被覆形状が得られる。
【００７７】
図９には、加圧変形されたフィン１０３の側面１３２の領域における壁厚が符号Ｓ２で示されている。本発明による方法により、側面１３２の壁厚Ｓ２は、出発材料である平坦な薄板２０の壁厚Ｓ１（図８）と比較して僅かにしか減じられていない。壁厚減少のパーセンテージは以下のように計算される：（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）×１００。これは１０％未満であり、特に好適には５％未満であり、さらに特に好適には１％未満である。この数値は、フィンのための従来の曲げ変形法では得られない。従来技術により曲げ変形のみがなされたフィンでは、壁厚減少のパーセンテージは通常少なくとも２０％である。
【００７８】
さらに図９では、加圧変形された薄板縁１３４の領域における横断方向の壁厚が符号Ｓ３で示されている。本発明による方法により、薄板縁１３４の領域における横断方向の壁厚Ｓ３は、出発材料である平坦な薄板２０の壁厚Ｓ１（図８）と比較して増大している。壁厚増大のパーセンテージは以下のように計算される：（（Ｓ３−Ｓ１）／Ｓ１）×１００。これは好適には１％以上であり、特に好適には５％以上であり、さらに特に好適には１０％以上である。この数値は、フィンのための従来の曲げ変形法では得られない。従来技術では通常、曲げ変形のみがなされた薄板縁の領域では、フィンの壁厚の減少が生じる。
【００７９】
図１１には、図２による、ひいては従来技術による、曲げ変形のみがなされたフィン３のろう付けが示されている。この図では、外半径Ｒ１を有する曲げ縁３４と分離プレート４との間をろう付けする際に形成されるフィレット４１は、投影された波側面横断面Ｑの領域内に位置している。投影される波側面横断面Ｑにおいては、同じ一定の厚さを有するろう材層は形成されていない。さらに、フィレット４１は、波側面３２の投影された横断面Ｑ全体を橋絡していない。波側面３２の面領域Ｆは、ろう材層によって充填された部分を介して分離プレート４に接続されてはいない。このようなろう付けは、プレート型熱交換器の強度にとっては欠点であることが示されている。
【００８０】
図４には、本発明による方法の、ひいては従来技術による方法の、ステップ（ａ）（図８）後に、曲げ変形されて、切断されたフィン３が示されている。これは、平坦な金属薄板の引き曲げと同時に、互いにずらされた個々のパンチにより行われる切断により製作される。ずれは方向Ｄ１に沿って生ずるとともに、方向Ｄ３での薄板全幅にわたって交互に生じる。通常、切断長さＬは１．５ｍｍ〜５０ｍｍである。本発明により次いで行われる加圧変形ステップ（ｂ）（図８による）では、その成果物は図５に示されており、図４の丸みをおびた波構造が、図５の鋭い縁を有する波構造へと変形される。鋭い縁を有する波構造では、曲げ縁の外半径はＲ１からＲ１０１へと、好適には０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍまで減じられる。
【００８１】
図６には、本発明による方法の、ひいては従来技術による方法の、ステップ（ａ）（図８）後に、曲げ変形されて、穴を開けられたフィン３が示されている。パーフォレーション（穴５０）は通常、２ｍｍ〜３０ｍｍの間隔と、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲の直径とを有している。次いで行われる加圧変形ステップ（ｂ）（図８による）では、その成果物は図７に示されており、図６の丸みをおびた波構造が、図７の鋭い縁を有する構造へと変形される。鋭い縁を有する波構造では、曲げ縁の外半径はＲ１からＲ１０１へと、０．０５ｍｍ〜０．１８ｍｍまで減じられる。
【００８２】
図３、図５、図７に示したフィン１０３は本発明による方法により、例えば４５０ｍｍの（方向Ｄ３における）幅および１５００ｍｍの（方向Ｄ１における）長さで製造されてよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  通路
２  ディストリビュータフィン
３  曲げ変形されたフィン（Fin）
４  分離プレート
５  カバープレート
６  管片
７  マニホルド（Header）
８  サイドバー（Sidebar）
９  入口または出口開口
１０  熱交換器ブロック
Ｄ１  第１の空間方向
Ｄ２  第２の空間方向
Ｄ３  第３の空間方向
２０  金属薄板
２１  組織粒子
３１  波頂部
３２  波側面
３４  曲げ縁
３５  波頂部の外面
３６  チャネル
４１  フィレット
５０  パンチ
Ｒ１  外半径
Ｒ２  内半径
Ｈ１  高さ
Ｓ１  金属薄板２０の壁厚
Ｐ１  ピッチ
Ｆ  面領域
１０３  加圧変形されたフィン
１２１  組織粒子
１３１  波頂部
１３２  波側面
１３４  薄板縁
１３５  波頂部の外面
１３６  チャネル
Ｐ１０１  ピッチ
Ｒ１０１  外半径
Ｒ１０２  内半径
Ｈ１０１  高さ
１４０  ろう材層
１４１  フィレット
Ｓ１０１  波頂部１３１の壁厚
Ｓ２  波側面１３２の壁厚
Ｓ３  薄板縁１３４における横断方向の壁厚
Ｑ  投影される横断面
ｄ  ろう材層の厚さ
【図１】
2018529926.tif 000003
【図２】
2018529926.tif 000004
【図３】
2018529926.tif 000005
【図４】
2018529926.tif 000006
【図５】
2018529926.tif 000007
【図６】
2018529926.tif 000008
【図７】
2018529926.tif 000009
【図８】
2018529926.tif 000010
【図９】
2018529926.tif 000011
【図１０】
2018529926.tif 000012
【図１１】
2018529926.tif 000013
【図１２】
2018529926.tif 000014
【図１３】
2018529926.tif 000015
【国際調査報告】
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