(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの長手方向軸を有する少なくとも一つのチューブと、外面と、前記外面に沿う軸方向の離間位置に配置される拡大面部材とを含み、前記部材がそれぞれチューブ係合面を有する熱交換ユニットを製造するためのチューブ・フィン付け機械（１０；１００）であって、前記機械は基礎（１２；１１２）と、前記チューブの一部をクランプするための基礎上に装着されるクランプ手段（１４）と、少なくとも１つの拡大面部材を前記チューブ上で軸方向の予め定められた位置へ移送するための基礎に対して移動され得るキャリア手段（１８，１４４）と、およびキャリア手段を移動するための駆動手段（２０，２２；１２０，１２２）とを含む機械において、駆動手段は、第一および第二巻線を有するリニアモータであり、リニアモータの第一巻線は基礎に固定され一方第二巻線は基礎に滑動可能に装着され、そしてキャリア手段は第二巻線に連結され、前記機械は少なくとも１つのチューブ支持部材（６０）を備え、これは基礎に対して移動可能に装着されていて、各それぞれのチューブの部分を支持できる第一の位置と前記部分を支持できない第二の位置とを有し、そして、この支持部材が、キャリア手段の動作を介して、前記第一および第二位置の間を移動されることを特徴とする熱交換ユニットを製造するためのチューブ・フィン付け機械（１０；１００）。
【請求項２】
前記拡大面部材の少なくとも一部が移動する間前記キャリア手段に対接して前記拡大面部材を保持するための保持手段を有することを特徴とする請求項１記載のチューブ・フィン付け機械。
【請求項３】
第一巻線は“籠形巻線”であり一方第二巻線は多相巻線、好適には３相巻線であり、計測手段（１７５）が設けられていて、キャリア手段の基礎に対する位置が決定され、そして前記計測手段は駆動手段の制御手段に接続されていて、キャリア手段を基礎に対する予め定められた位置へ移動することを特徴とする請求項１記載のチューブ・フィン付け機械。
【請求項４】
クランプ手段（１４）が、基礎に対して固定して設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のチューブ・フィン付け機械。
【請求項５】
クランプ手段（１４）が、予め選定された配列内の多数のチューブを同時にクランプすることができることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のチューブ・フィン付け機械。
【請求項６】
機械に担持される移送手段（１６０）が、キャリア手段に対する選択された位置で、少なくとも１つの拡大面部材を供給することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のチューブ・フィン付け機械。
【請求項７】
下記の工程、すなわち、（ｉ）チューブを、自由端縁部（４２）が備えられるようにして支持し、且つその第一の位置においてチューブ支持部材で支持し（ｉｉ）キャリア手段（１８；１４４）を始動位置に位置決めし、（ｉｉｉ）拡大面部材（５０；１５０；２５０）をキャリア手段に対し予めセットされた角度方向で押圧し、（ｉｖ）拡大面部材を、キャリア手段が始動位置にある間にこのキャリア手段上に配置し、（ｖ）キャリア手段を移動して、拡大面部材を、チューブの自由端縁部上へそして更にチューブに沿って予め定められた距離だけ押し込み、キャリア手段はチューブ支持部材を通過する際、第二の位置までチューブ支持部材を移動し、（ｖｉ）キャリア手段を、拡大面部材無しで、前記始動位置へ復帰し、そして、（ｖｉｉ）上記サイクルを繰り返す、すなわち、別の拡大面部材を、前記キャリア手段に対して、予めセットされた角度方向でしかしながらキャリア手段には予め定められた小さな距離を持たせるようにして供給する各工程からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の機械を使用するチューブ（２４ａ，２４ｂ、２４ｃ；１２４；２２４）のフィン付け方法。
【請求項８】
フィンブロック（１０１；２０１）を形成するために複数のチューブを同時にフィン付けする、請求項７に記載の方法において、下記の工程、すなわち、（ｉ）複数のチューブを実質的に固定された関係位置に支持し−固定されたチューブはそれぞれ自由端縁部を有する−、（ｉｉ）拡大面部材を、チューブの自由端縁部に隣接してキャリア手段上に保持し−拡大面部材は、チューブの位置に対応する穴部（５２；１５１）を有する−、（ｉｉｉ）拡大面部材をチューブ上に移動し、そして、（ｉｖ）キャリア手段を、別の拡大面部材を配置するために復帰する各工程からなることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
拡大面部材は半径方向のフランジを含み、半径方向フランジは、キャリア手段上に配置される拡大面部材の部分であり、キャリア手段は、半径方向フランジをチューブ自由端縁部を越えて前記予め定められた距離だけ駆動することを特徴とする請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
下記の工程、すなわち、（ｉ）チューブを、自由端縁部（４２）が備えられるようにして支持し、（ｉｉ）キャリア手段（１８；１４４）を始動位置に位置決めし、（ｉｉｉ）拡大面部材（５０；１５０；２５０）をキャリア手段に対し予めセットされた角度方向で押圧し、（ｉｖ）拡大面部材を、キャリア手段が始動位置にある間にこのキャリア手段上に配置し、（ｖ）キャリア手段を移動して、拡大面部材を、チューブの自由端縁部上へそして更にチューブに沿って予め定められた距離だけ押し込み、（ｖｉ）キャリア手段を、拡大面部材無しで、前記始動位置へ復帰し、そして、（ｖｉｉ）上記サイクルを繰り返す、すなわち、別の拡大面部材を、前記キャリア手段に対して、予めセットされた角度方向でしかしながらキャリア手段には予め定められた小さな距離を持たせるようにして供給する各工程からなる方法において、前記チューブはその端縁部の中間を支持され、従ってチューブは２つの自由端縁部を有し、そして、このチューブがその両自由端縁部から別々にフィン付けされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の機械を使用するチューブ（２４ａ，２４ｂ、２４ｃ；１２４；２２４）のフィン付け方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、チューブフィン付けの機械および方法および製品に関する。
本発明は、幾つかのチューブを共通のフィンで同時にフイン付けして、フィンブロックを生産するための機械および方法に関して特に有用である。また、幾つかのチューブを独立のフィンで同時にフィン付けするのにも、同様に有用である。更に、これら両方において、特に長いチューブをフィン付けするための装置も開示される。
また、本発明では、非金属のチューブを非変形のフィンでフィン付けすることも可能である。
本発明の背景
作動流体を冷却することがしばしば必要であり、そしてこの目的のために、熱交換器が使用されることは公知である。熱交換器は、通常、２つのチューブ・プレートの間に懸垂される１つまたはそれ以上の金属チューブからなる。冷却されるべき作動流体−これは、例えば、水または油であり得る−はチューブ内を流れ、一方冷却剤はチューブの周りおよびその間を流れ、そして、作動流体はその潜熱をチューブに、従って冷却剤へと放出する。
チューブの実効的な表面積は、１つまたはそれ以上の環状フィンをチューブの外表面に熱接触的に付加することにより、熱伝導を増大するために拡大することができる。このようなフィン付きのチューブは、冷却剤が低粘性である場合に、或いは冷却剤がガス例えば空気である場合に、特に有用である。
若し、チューブが冷却されるべき流体の内圧に対抗すべき場合には、フィンの付加が、チューブの破裂強度を減少または顕著に減少してはならない。若し、フィンが熱伝導を増大すべき場合には、これらは、冷却剤の流れを抑制することなく、好適には冷却剤の乱流を助長しなければならない。
熱交換器に使用されるチューブは、特定の規格（例えば、英国では英国規格２８７１の３１部）を満足しなければならないが、これらの規格は、押出し成形されるチューブ−これらは、冷却される流体の内部乱流を増大するため、すなわち、層流を防止するために選択された内部構成を有する−に対しても、同様に該当される。また好ましくは、チューブのフィン付けは、例えば、チューブの壁厚従って強度、チューブの均一性およびフィンの係合性従ってチューブへの熱伝導性等の基準を、それぞれ減少してはならない。
フィンは、冷却剤への熱伝導を最大に促進するようチューブ上に配置されなければならないが、このことは、フィンの間隔が不規則である場合、或いは（隣接するフィンの間の環状隙間が軸方向に変化されていて）フィンの角度が不規則である場合には、達成されない。
若し、チューブの壁厚がフィン付けのために薄くされると、１つまたはそれ以上のチューブが使用中に破裂し、このため閉塞されなければならないであろう。若し、フィンが不規則に離間および／または角度付けされていると、熱交換器の性能が低下されるであろう。
熱交換器のフィン付きチューブのマトリックス、すなわち、配列を構成する際に、チューブを可能な限り近接して組付ける（熱交換器のサイズを減少するために）と共に、作動流体と冷却剤との間に最大の熱伝達面積を設定する（最大の熱交換を可能とするために）ことは、公知の基準的設計である。このような配置において、公知の円形フィンをフィン付けしたチューブを利用すると、チューブ間のスペースはフィンの外径によって限定される。若し、フィンが円形の外周を有すると（通常そうであるが）、隣接するチューブの間には熱交換には貢献しなし領域が発生する。従って、このような領域をフィン付けできるようなフィン付けの方法および機械が望まれている。
熱交換器の性能は、一方では、チューブにフィン付けされるフィンの数に、また他方では、フィンの全体の数、すなわち、熱交換に有効な全体の拡大面積およびフィンの位置決めおよび配列に依存される。
従来技術の説明
個別の、係合される環状フィン要素−それぞれ、チューブの外面を把持するカラー部分を有する−からなるフィン付きチューブは、英国特許第２，１１０，８１１号公報に開示されている。各カラーは、好適には隣接するフィン要素が互いに重なり合わされるように、僅に傾斜した輪郭を有する。組付け操作の終わりに軸方向の圧縮力が適用されると、要素のスリーブ部分が、半径方向内側へ縮小されそして互いに締結される。
この公知のフィンの欠点は、フィンのスペース、従ってチューブ上に装着されるフィンの数がカラーの長さに依存し、そして、前記カラーの長さは、フィンからフィンへとでたらめに変化される（製作公差のために）ことである。更に、フィンの位置は前に装着されたフィンによって決定されるので、チューブに沿うフィンのスペースが公差の蓄積によって不均一となり、そして、不規則な熱伝導がチューブ長さに沿って発生されるであろう。また、フィンのフランジ部分で選定される角度も、そのカラーと前のフィンのカラーとの間の係合に依存するので、若し、次のフィンのフランジ部分が平行でない場合には、作動流体はフィンの間を均一には循環しないであろう。
この公知の組付けにおいて、フィンは、カラー部分が整列されるようにして装着されなければならない。しかしながら、フィンの装着の間に、１つのフィンが別のフィンに対してチューブ周りに回転される（フィンが、既に装着されているフィンと係合される前に、チューブに沿って手動で供給される際に発生される）のを、前記部分の望ましくない非整列−従って、このための熱伝達の低下−が発生されないようにして、抑制または防止するこことは困難である。また、フィンは、チューブに沿う供給の間に捩じられることもある。
ここに開示されているフィンは、円形の外周を有する。しかしながら、個別の“非円形”のフィン、例えば、四角または矩形の外周を有するフィンをチューブ上に装着することは公知である。この種のフィンは、配列内のチューブ上に装着すると、隣接するチューブとの間に、円形外周を有するフィンよりも大きな面積を占有する。しかしながら、チューブ上の全てのフィンを互いに正確に整列させ（て、チューブ上のフィンを隣接するチューブ上のフィンと密に適合させ）るために使用される付加的な制御手段が、この種のフィンの装着をしばしば非経済的にし、このためこの種の設計は実際には多く利用されていない。
円形周面のフィンを使用することによって発生される無駄な熱交換面積の欠点を克服する別の設計では、隣接するチューブの個別のフィンが、軸方向に離間された“共通のフィン”、すなわち、幾つかのチューブを連結したフィンと交換されることは公知である。典型的には、共通フィンは幾つかの穴部を有する延在プレートの形状からなり、各穴部はそれぞれのチューブを受入れるように適用され、板状の共通フィンは、幾つかのチューブと同時に熱接触されると共に、全チューブからの熱をそれらの間の全面積を通して伝達するように適用される。複数の多数穴部共通フィンを装着されるチューブ配列を、ここでは、“フィン・ブロック”と呼称するが、これは、他の文献では、“コイル・ブロック”とも“ブロック・フィン”とも呼称されている。
フィン・ブロックでは、各フィンは、ブロック内の各チューブの間および周りで連続されており、従って無駄な熱伝達面積は最少とされることは理解されるであろう。更に、各ブロック内のチューブは、先に装着されている板状の共通フィンを介してブロック内の別のチューブに対して固定されることも理解されるであろう。
これら組付けられたフィン・ブロックの更なる利点は、公知のように、熱交換器への装着が比較的容易であることである。すなわち、例えば、２００の個別フィン付きのチューブを必要とする熱交換器に対しては、前記２００のチューブのそれぞれが両チューブ・プレートに対して、また恐らくは長いチューブの場合に必要となる分離支持プレートに対しても、装着されなければならない。しかるに、若し、２０のチューブを備えたフィン・ブロックを用意すると、これら１０のブロックだけを操作および装着するのみで十分である。
フィン・ブロックを製造する公知の方法では、共通フィンの積重ねが整列され、その隣接するフィンが、特定の熱交換器の要求に適合する間隔で軸方向に離間される。各共通フィンは幾つかの穴部を有し、この穴部が、所要のチューブ整列パターン（典型的には、熱交換器に適用される三角形整列）に対応される。穴部は、チューブの外径よりは僅かに大きく、一方、共通フィンは、そのそれぞれの穴部を整列するよう保持する。そして、前記チューブが前記穴部を個々に通過され、そして所定位置にある際に“ビューレット”が各チューブ内を引抜かれることにより、チューブ壁部が膨脹されてそれぞれのフィン穴部と機械的に接触させられる。
この方法は、内部構造、例えば冷却すべき流体の乱流を促進するための内部構造を有する押出しチューブに対しては、不適である。
この公知のビューレット式方法の１つの欠点は、チューブの壁がビューレット操作のために伸長される必要から壁の厚さが制限され、このため、実際に所望されるよりは薄い壁厚のチューブを使用しなければならないことである。例えば、実際的に、０．７５吋（１９．０５ｍｍ）の外径を有する不錆鋼チューブに対して、２２ゲージ（“標準ワイヤ・ゲージ”）に設定すべきことは、チューブが厚いために稀である。第二の欠点は、ビューレット操作がチューブ内に応力を導入し、そして粒子構造を変化させ得ることである。この応力は、一般的に、熱処理では除去されない−熱処理は、同時にフィンを軟化させるようにも作用して、フィンとチューブ間の熱接触を低下させる−。すなわち、ビューレット操作で導入される応力は、一般的には、この生産方法の望ましくない副次作用として、チューブ内に、従って熱交換器内に残留されることになる。第三の欠点は、チューブの素材仕様がビューレット操作を介して変化され得ることである。例えば、熱交換器の使用者が焼鈍されたチューブを使用するよう仕様した場合に、ビューレット操作は、或る環境下では、焼鈍素材を非焼鈍素材に変化させることができる。第四の欠点は、チューブは変形可能な素材でなければならないので、使用され得る素材が制限されることである。
ビューレットは、また、非平行のフィン付けを招来する。チューブの壁は、ビューレットがチューブ内を引抜かれる際に、角度付けられた“前面”−これは、ビューレットの直前でチューブ内を“波動”として下降される−を形成することができる。“波動”を負荷される隣接フィンは、チューブに沿って移動されるか、チューブに対して異なる角度を適用されがちであり、このためしばしば、隣接するフィンの一部が接触されると共に別の部分は所定より離間されることとなる。ビューレットが、一旦、フィンの部分を通過すると、ビューレットによる膨脹のために、前記フィンの姿勢は実質的に修正或いは変更されることができなくなる。
通常は、“波動”がチューブ・フィン付けの間に発生されているように観察されても、ビューレットはチューブ内を完全に引抜かれなければならない−製造者が、フィン付けされたチューブが熱交換器用には不適として廃棄されるであろうと認定した場合でも−ので、再使用されることができる。また、チューブ・セットが熱交換器配列の位置においてフィン付けされても、フィンの変位は全て内部的に発生され、従って不可視チューブでは観察されないので、熱交換性能の結果的な損失は、熱交換器が使用されるまでは確認されないであろう。
拡大表面“付加”要素を熱交換装置のチューブに適用するための機械は、英国特許第５２７，６１５号公報に開示されている。しかしながら、この機械は、フィンをチューブに対し予め定められた軸方向位置でフィン付けするのには不適である。すなわち、前記機械は、幾つかのチューブを同時にフィン付けするのにも、延在して自由端縁部が（他端縁部を片持状に装着した際に）湾曲または垂下されるようなチューブを（フィン付けするために）支持するのにも、１つまたはそれ以上のチューブ上にフィン付けするよう、フィンをキャリアに対し移送するのにも、プレートの角度をフィン付けの間予め定められた数値（すなわち、別のフィンと同じまたは同等の数値）に維持することも、全て不適である。
公知の機械および方法では、耐蝕性の非金属チューブに、実質的に非変形性且つ非金属のフィン−これは、従来の押込み装着“相互衝撃”方法では破砕または破断されるであろう−をフィン付けすることは、不適である。
発明の説明
本発明は、上述した欠点を減少または克服することができる、フィン付けの機械および方法および製品を指向する。機械および方法は、フィン・ブロックの製造に用いる際に特に利点を有するが、その用途はこれらの製品に限定されるものではない。また、機械は、フィンを予め定められた位置に供給するのに特に有用であるが、フィンをそのプレート部分を平行して（なお、不規則なフィン間隔は結合されるカラーで決定される）容易にフィン付けできることも、或る使用者には受入れられるであろう。
本発明は、添付される請求の範囲により詳細に述べられている。
すなわち、本発明の一特徴によれば、外面を有する第一のチューブと、前記外面に沿う軸方向の離間位置に配置される拡大面部材とを含み、前記部材がそれぞれチューブ係合面を有する熱交換器用の熱交換ユニットにおいて、前記部材は、それぞれ予め定められた軸方向位置にそれぞれ配置されることを特徴とする熱交換ユニットが提供される。
部材はそれぞれ一体的なカラーを有することができ、少なくとも１つのフィンのカラーは２つの隣接するカラーと連結されることができる。拡大面部材とチューブとは同一または異なる材料から構成されることができ、そして前記部材は離間されることができる。
また、我々は、フィン・ブロックであって、上述の熱交換ユニットを含むと共に、拡大面部材を介して第一のチューブに連結される第二のチューブを備え、そして前記拡大面部材は軸方向に離間されるチューブ・フィンであるフィン・ブロックを提供することができる。
また、本発明の更に別の特徴によれば、熱交換ユニットを製造するためのチューブ・フィン付け機械であって、基礎と、基礎上に装着されるクランプ手段と、基礎に対して移動され得るキャリア手段と、およびキャリア手段を移動するための駆動手段とを含むチューブ・フィン付け機械において、クランプ手段が第一のチューブの部分をクランプすることができ、そしてキャリア手段が少なくとも１つのフィンを前記部分に隣接する軸方向の予め定められた位置へ移送することができることを特徴とするチューブ・フィン付け機械が提供される。
有利には、駆動手段は、第一および第二巻線を有するリニアモータであり、この場合、リニアモータの第一巻線は基礎に固定され一方第二巻線は基礎に滑動可能に装着され、そしてキャリア手段は第二巻線に連結されている。好ましくは、第一巻線は“籠形巻線”であり、一方第二巻線は多相巻線、好適には３相巻線である。計測手段が設けられていて、キャリア手段の基礎に対する位置を決定することができ、すなわち、前記計測手段は駆動手段の制御手段に接続されていて、キャリアを基礎に対する予め定められた位置へ移動させる。
また、我々は、予め選定された配列内の多数のチューブを同時にクランプすることができるクランプ手段と；少なくとも１つのチューブ支持部材であって、基礎に対して旋回可能に装着され、各それぞれのチューブの部分を支持できる第一の位置と前記部分を支持できない第二の位置とを有し、そして、キャリア手段の動作を介して前記第一および第二位置の間を移動される支持部材と；機械に担持される移送手段であって、キャリア手段に対する選択された位置で少なくとも１つのフィンを供給する移送手段と；および、各供給されたフィンをキャリア手段に対接して支持する保持手段と；を有するチューブ・フィン付け機械を提供することができる。
また、我々は、下記の工程、すなわち、チューブを、自由端縁部が備えられるようにして支持し、キャリア手段を始動位置に位置決めし、フィンをキャリア手段に対し予めセットされた角度方向で押圧し、フィンを、キャリア手段が始動位置にある間にこのキャリア手段上に配置し、キャリア手段を移動して、フィンを、チューブの自由端縁部上へそして更にチューブに沿って予め定められた距離だけ押し込み、キャリア手段を、フィン無しで、前記始動位置へ復帰し、そして、上記サイクルを繰り返す、すなわち、別のフィンを、前記キャリア手段に対して、予めセットされた角度方向でしかしながらキャリア手段には予め定められた小さな距離を持たせるようにして供給する各工程からなることを特徴とするチューブのフィン付け方法を開示する。
更に、我々は、フィンブロックを形成するために複数のチューブを同時にフィン付けすることに対して、下記の工程、すなわち、（ｉ）複数のチューブを実質的に固定された関係位置に支持し−固定されたチューブはそれぞれ自由端縁部を有する−、（ｉｉ）フィンを、チューブの自由端縁部に隣接してキャリア手段上に保持し−フィンは、チューブの位置に対応する穴部を有する−、（ｉｉｉ）フィンをチューブ上に移動し、そして、（ｉｖ）キャリア手段を、別のフィンを配置するために復帰する各工程を開示する。
好適には、キャリア手段は、配列内のチューブの数と等しいかまたはこれより多い数の穴部を有し、各穴部は、チューブの外径より僅かに大きいサイズからなる。
フィン・ブロックに対するフィンは、好適には板状からなり、そして配列内のチューブの数と等しい数の穴部を有し、この穴部（例えば、金属または変形可能なフィン材料内における）はチューブの外径よりは僅かに小さく形成されており、そしてこれにより、各フィンは、チューブ上に押込み装着され、そして摩擦装着を介して軸および回転方向の移動を制止された−但し、キャリア手段との係合を介して予め定められる角度をもって−状態で、その位置を維持される。また好適には、幾つかのまたは全ての穴部は、フィンを隣接するフィンから離間するよう、およびフィンを隣接するフィンと係合するよう適用されるカラーを有する。フィンは波形に構成することができ、そしてこれにより、隣接するフィンに、チューブと衝突する冷却剤の流れ方向と直交する部分シヌソイドの通路を形成させると、冷却剤の乱流を促進して熱伝達を向上することができる。
有利には、フィンは、一体的なカラーであって、チューブよりは大きな直径の、フィンに隣接するカラー根元部を有するカラーを含み、そして、このカラーの自由端縁部（カラー先端部）の直径は小さく、すなわち、このカラーは、チューブに組付けられる前は、全体的に円錐台形に形成されている。
キャリア手段は、フィン・プレート面に合致する対接面を含み、これにより、プレート角度を、カラー（若し、有する場合に）の角度に関係なく予め決定する。対接面は、有利には、真空源に接続する小さな開口部を有し、これにより、キャリア手段が始動位置にある間、フィンを対接面に吸引把持する。最初のキャリア移動の間に、フィンがチューブの自由端縁部上を通過すると、カラーの先端部がチューブに干渉装着される。フィンが、カラーとチューブとの間の摩擦抵抗、フィン“牽引”に抗してチューブ上を駆動されると、フィン・プレートが対接面に強く対接されて対接面の角度が適用されることにより、次のフィンが、互いに平行して確実に組付けられる。通常、対接面の角度はチューブの軸線に対して垂直（または実質的に垂直）である。
有利には、キャリア板は交換可能であり、従って、異なる設計の（例えば、縦溝付の、またはカラーに非垂直な）フィン・プレートが、それぞれ縦溝付のまたは角度付の対接面を有するキャリア板を使用することによる場合のように、予め定められた（通常は等しい）フィン間隔を有する平行構成で交替的に組付けられることができる。好適な実施態様では、対接面は、フィン・カラーを受入れるための穴部を設けられており、従って、カラーは、チューブ上を駆動されている間は、カラー先端部の制動（ｓｐｒａｇｇｉｎｇ）を防止するため引きずり状態となる。
有利には、移送手段は、機械に担持されるマガジンからフィンを選択することができるが、しかしながらこのマガジンは、代案としての実施態様では、機械からは分離してその側に設けることもできる。
移送手段は、１つまたはそれ以上のフィン−この後者の場合には、複数の独立フィンまたは共通フィン（通常は、一列の穴部を有する延在フィン）−を同時に選択するよう設備されることができる。或る移送手段は、選択されたフィンを選択された向きでキャリア手段に供給することができ、一方、代案としての移送手段は、選択されたフィンを異なる向き、例えばマガジン内のフィンに対して９０°の向きでキャリア手段に供給することができる。
それぞれのチューブに対するフィンの向きは、キャリアでセットされるので、非円形の外周面を有する非標準のチューブでもフィン付けされることができる。
【図面の簡単な説明】
次に、本発明を、その一実施例に付き添付図面を参照しながら説明する。図において
図１は、本発明に係るフィン付け機械の斜視図であり、
図２は、図１に示すフィン付け機械の左側の部分端面図であり、
図３は、図１に示す機械に使用される板状フィンの部分斜視図であり、
図４は、図１に示す機械に使用される支持部材の斜視図であり、
図５は、キャリア手段、および関連するフィン・マガジンおよび移送手段−なお、キャリアは部分的に複式に構成されている−を示す部分端面図であり、
図６は、フィン・ブロックの一部を示す斜視図であり、そして
図７は、代案実施例としての、非金属フィンを備えたフィン・ブロックの一部を示す平面図である。
好適実施例の説明
この説明において、“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”等の方向用語は、図１に示すような機械およびその要素の方向−すなわち、我々が通常の使用方向と思料する方向−に関する。しかしながら、我々は、チューブが実質的垂直に直立（または、懸垂）された機械の使用を排除するものではなく、そしてこの場合、関係方向用語は前記方向に言い換えることができる。
機械１０は、実質的に剛体の基礎１２を有し、この基礎の一端縁部にクランプ手段１４が固定されている。基礎は一対の案内バー１６を有し、このバー上をキャリア手段１８が滑動することができる。キャリア手段１８を移動する駆動手段は、本実施例では公知設計のリニアモータからなり、そしてこのモータは、基礎１２上に装着されてこの基礎１２の長手方向軸線に実質的平行に配置された第一巻線２と、キャリア手段１８に連結された第二巻線２２とを含み、そしてここで、第二巻線２２がキャリア手段１８と共に第一巻線２０上を密接滑動する。第一および第二巻線に対する導入電線は、公知の形式であるので図示しない。
チューブ２４ａ，ｂ，ｃの配列が、その一端縁部をそれぞれクランプ手段１４でクランプされており、従って、これらのチューブは片持状に装着されている。本実施例では、配列は、垂直に離間された３つの列の中に１０のチューブ−すなわち、頂部列に３つのチューブ２４ａ、中間列に４つのチューブ２４ｂ、そして底部列に３つのチューブ２４ｃ−を有する。
図２に、より明らかに示すように、本実施例では、クランプ手段１４が一対のねじ付きボルト３０を有し、このボルト上に、４つのクランプビーム３２ａ，３４ａ，３４ｂ，３２ｂが配置されている。ビーム３２ａは、その底面に３つの部分円形凹部３６ａを有する。ビーム３４ａは、その上面に３つの部分円形凹部３６ａを、一方その下面には４つの部分円形凹部３６ｂを有する。クランプビーム３４ｂは、その上面に４つの部分円形凹部３６ｂを、一方その下面には３つの部分円形凹部３６ｃを有する。クランプビーム３２ｂは、その上面に３つの部分円形凹部３６ａを有する。
部分円形凹部３６ａ，ｂの位置決めおよびビーム３２ａ，ｂ，３４ａ，ｂの装着は、クランプ・ビームの結合に際し、凹部を整列させて、３つの実質的円形開口部の２列と４つの実質的円形開口部の１列とを形成する−なお、開口部は３角形、好適には等辺３角形の配列となる−ようにする。
開口部は円形または単に実質的円形であって良いが、しかしながら、所望のクランプ負荷がチューブに適用されるように、すなわち、使用者が少量の捩じれをチューブに付与するように装着される。さもないと、クランプ・ビームは、全クランプ負荷に際して、それ自体で僅かに捩じられるであろう。
チューブをクランプ手段１４内に配置するために、ビーム３２ｂがボルト３０上の所定位置に装着され、そして３つのチューブ２４ｃの端縁部がそれぞれの凹部３６ｃ内に配置される。次いで、ビーム３４ｂがボルト３０上に降下され、そしてこのビームが、前記配置された３つのチューブ２４ｃを位置決めおよび部分的にクランプするよう作用する。次いで、４つの別のチューブ２４ｂがビーム３４ｂの４つの凹部３６ｂ内に配置され、そしてその後、ビーム３４ａがボルト３０上に降下され、前記配置された４つのチューブ２４ｂを位置決めおよび部分的にクランプする。次いで、最後の３つのチューブ２４ｃがビーム３４ａの３つの凹部３６ａ内に配置され、そして、ビーム３２ａがボルト３０上に降下される。ナット４０か、ビーム２４ａ，ｂ，ｃをクランプするよう使用され、これにより、チューブ２４ａ，ｂ，ｃの端縁部が堅固に配置される。
ある実施態様では、チューブの自由端縁部（クランプされるべき端縁部の反対側の）は、クランプ操作の間は、それ自体で一時的に支持される。代案としてまたは付加的には、ビーム３４ｂは、チューブ２４ｃを完全に支持するように（チューブ２４ｂまたは２４ａが付加される前に）ビーム３２ｂに対し堅固にクランプすることにより、各列のチューブ２４ａ，ｂ，ｃに対して個別のクランプ手段を構成することもできる。
代案としてのクランプ手段では、ビーム３２ａ，ｂ，３４ａ，ｂは圧縮ばねで離間付勢されており、一方空気圧ラムがビーム３２ａ上に作用されていて、前記ばね力に打勝ちビームを結合クランプするよう構成されている。空気圧ラムが開放されると、ばねがビームを離間して、図２に示すと同じ状態へ復帰される。
このようにして、チューブ２４ａ，ｂ，ｃは、その軸線を基礎１２の軸線Ａと実質的に平行した状態で片持状に装着される。本実施例では−すなわち、図１に示すように−、チューブ２４ａ，ｂ，ｃは基礎と略同じ長さであり、従って、チューブの自由端部４２と休止位置にあるキャリア手段１８との間には、小さな隙間だけが存在されている。機械の基礎は、使用される所望の長さ−例えば、６メートルまたはそれ以上−のチューブに適応される十分な長さであり得ることは理解されるであろう。しかしながら、代案としては、非常に長いチューブをその中間点で支持し（すなわち、チューブの中間部にスリーブを装着し、そしてこのスリーブを上述のようにしてクランプし）、その上で、このチューブの半部ずつをそれぞれの端縁部から連続的にフィン付けすることも可能である。このようなチューブがフィン付けされると、前記スリーブは、熱交換器内部の支持板または隔離板として使用するために、そのまま残置される。
代案として、幾つかのフィンをチューブの略中央部に装着し、このフィンをチューブのクランプに使用し、そしてチューブの各“半部”を別々にフィン付けすることもできる。
長いチューブの２つの“半部”を別々にフィン付けする或る実施例では、チューブの一方の“半部”が先ずフィン付けされ、次いでこのチューブがクランプ手段から解放されて１８０°回転され、そしてその後別の“半部”がフィン付けされる。代案としての実施例では、クランプ手段が回転ターン・テーブル上に配置されることにより、チューブを１８０°回転させるためのクランプ開放が不要とされる。別の代案としての実施例では、各“半部”に対する別々のフィン付けが同時に行われるように、第一のキャリア手段と駆動手段がクランプ手段の一方の側に、そして第二のキャリア手段と駆動手段がクランプ手段の他方の側に配置される。本発明に係るこの特徴の利点は、外向き螺旋巻のストリップを使用するものと同等またはそれ以上の長さ、例えば２×６ｍのフィン付きチューブおよびフィン・ブロックが、可能となることである。
チューブの別々の半部を各それぞれの端縁部から交互にフィン付けすることは、フィンをチューブ上に植え込むべき最大間隔を減少するために用いられることができる。例えば、６ｍのチューブに対して、駆動手段が３ｍ／ｓの作動速度である場合には、フィンをチューブに対して３ｍ以下で押込むことにより、フィンとチューブ間の摩擦で発生される熱のフィン内への過剰蓄積−この過剰熱蓄積は、フィンとチューブ間の最終熱接触に影響する−を防止することが望ましい。
２つまたはそれ以上の駆動手段（例えば、リニアモータ）を、キャリア手段に直列または並列に装着することにより、大きなチューブ配列を同時にフィン付けするための大きな駆動力を得ることができる。
キャリア手段１８は、配列内のチューブに対応する位置に１０の穴部を有するキャリア板４４を備える。キャリア板内の穴部４６は、チューブの外径よりは僅かに大きく、従って、チューブとキャリア板の間には、殆どまたは全く接触がなく、また従って、殆どまたは全く摩擦も存在しない。
本実施例において、機械はフィン・ブロックの製造に使用され、従って、単一板状のフィン５０−配列内のチューブ２４ａ，ｂ，ｃに対応する１０の穴部を有する−が、チューブ上に押込まれるように構成されている。キャリア板４４は、フィンの保持手段（図示せず）を有する。この保持手段は、機械的な、例えばフィンを穴部の間にまたはその側部に把持することができるグリップ、フィンの一部を挾持することができる旋回板およびキャリア板（穴部の一側面はフィンの深さを必要とするが）、または捕持器であって良い。保持手段の好適な材料は磁性物質で有り得る。代案としての且つ好適な実施例−これは、単独でまたは機械的手段と連結して使用される−では、フィンは圧力を介してキャリア板上に保持され、キャリア板はポンプに連結されていて減圧力が板の開口部に発生され、そして開口部はフィンによって被覆されており、これにより、フィンが吸引効果によって板との接触を維持されている。この代案実施例において、ポンプは、キャリア手段がチューブの自由端縁部４２を通過すると直ちに切断されるが、このことは、フィンがチューブ上に位置して、摩擦カラーの牽引が、フィン・プレートを、キャリア板に対して引込める必要よりはむしろ対接させるからである。
図３に示すように、フィン５０の穴部５２は、それぞれカラーまたは舌部５４を有する。このカラーは、チューブの外径よりも、その根元部（ｈｅｅｌ）５６が僅かに大きく、一方先端部（ｔｏｅ）５８が僅かに小さく寸法付けられている。従って、フィンはチューブ上に摩擦装着され、所定穴部の先端部５８がそれぞれのチューブ２４ａ，ｂ，ｃに適応されるように伸長させられる。チューブに装着された際には、各穴部の根元部はチューブから僅かに離間して、隣接するフィンの先端部に適応されている。このようにして、隣接するフィンが係合し且つ連結され、そしてこの協働されるフィンがフィン・ブロックの強度を増加する。しかも、このカラーは、フィンを離間するように作用されることができる。従って、このようなフィンによれば、機械は、前記フィンのチューブ上への押込みを、連続移動に要する力が所定の限度を越えた際に停止するようセットされることができ、そして前記限度は、或るフィンの先端部と隣接するフィンの根元部との係合を介して決定されることができる。
更に、カラーは、冷却剤のチューブ壁への接触を防止するように作用するが、このことは−若しそうでなければ−、冷却剤またはこれに含まれている汚染物質がチューブ壁に対して腐蝕性である場合に、問題を提起するであろう。
代案としての且つ好適な実施例においては、例えば、線形変換器または電位差計等の計測手段を、キャリア手段の基礎に対する相対位置の測定に使用することができ、また、制御手段を駆動手段と連結して使用することにより、後続するフィンを、チューブ上の予め定められた位置に配置する−後続するフィンは、例えば、チューブに沿って１００ｃｍ、９９．８ｃｍ、９９．６ｃｍ等で配置される−ことができる。このような実施例は、フィンの間隔が比較的に大きい場合、すなわち、例えば冷却剤が特に粘性である際に要求されるように、隣接するフィンが係合することなく装着される場合にも、また、フィンのカラーの長さが厳密に制御される場合、すなわち、或るフィンの間隔によって、隣接するフィンの間の所要の先端部／根本部係合が確保される場合にも、共に有利である。位置センサとしての変換器を有する公知のリニアモータでは、モータの位置が、５μｍの保証精度で制御されることができる。
特別に長いチューブに対しては、付加的な支持手段を必要とする、すなわち、チューブが湾曲されて、キャリア手段がチューブの自由端縁部を衝突させる−仮に、自由端縁部に芯決め円錐が装着されていても−ことが予見される。図４に、付加的支持部材６０を示す。
支持部材６０は軸部６２を有し、この軸部の上に、３つの腕部６４ａ，６４ｂ，６４ｃが装着されている。腕部６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、チューブ２４ａ，ｂ，ｃ列の間の間隔に等しい間隔で離間され、そしてこの腕部は、前記チューブ列の間に適合するよう設計されている。支持部材６０は脚部６６を有し、そしてこの脚部は、機械基礎１２内の穴部に配置されることができる。このように配置されると、軸部６０は実質的に垂直となり、そして支持部材は脚部６６周りを比較的自由に回転される。制御腕部７０−これは、平面内の腕部６４ａ，ｂ，ｃに対して垂直に延在する−が、同じく腕部６２に担持されている。
使用に際し、支持部材６０は第一の姿勢位置（図示されている）を有し、この位置においては、腕部６４ａ，ｂ，ｃはそれぞれのチューブ２４ａ，ｂ，ｃ列の下方に位置し、チューブの重量は腕部によって支持されおり、従って、チューブが重力の影響で湾曲されようとする傾向は全て阻止されている。キャリア手段が支持部材を通過すると、腕部６４ａ，ｂ，ｃは退避位置へと押出される（すなわち、支持部材６６が脚部６６周りをその第二姿勢位置へと約９０°回転され、そしてこの場合、チューブはキャリア手段およびフィンを介して支持されている）。第二姿勢位置においては、制御腕部７０はキャリア手段の経路内に位置されており、従ってキャリア手段の復帰によって、支持部材はその第一姿勢位置へと回動復帰される。
基礎１２は、支持部材の第一および第二姿勢位置の間における回転を制限する停止手段（図示せず）を含む。代案としての実施例では、弾力付勢手段が使用され、これにより、支持部材が第一および第二姿勢位置のいずれかに維持されると共に、キャリア手段によって移動されない限り回転されないように確保されている。
特別に長いチューブを支持する必要に応じて、幾つかの支持部材６０を、基礎に沿い間隔を離間して設けることができる。
図５に係るフィン付け機械−これでは、チューブは一列に配置されている−に対しては、支持部材は単一のバーであって良い。このバーは、図４に示す支持部材６０と同じ様式で回転されることができ、または、チューブの下方に（キャリア手段の移動方向の外へ）上昇および下降されることができる。支持部材がチューブの下方から上昇される場合には、この支持部材は、チューブの側方移動をも抑制または防止するよう作用する部分円形凹部を備えることができる。
支持部材の高さは、初めはフィン無しの、後ではフィン付きの、チューブ部分を支持するように変更されることができる。
機械は、幾つかのチューブに対して別々のフィンを同時に装着するよう、選択的に使用され得ることは理解されるであろう。また、使用されるチューブのマトリックス、すなわち、配列も、顧客または使用者に適するよう容易に選択されることができる。同時にフィン付けされるべきチューブの数、または、フィン・ブロック内のチューブの数は、フィンおよびチューブ間の摩擦の全体に打勝つために必要な機械の動力によってのみ制限される。配列内のチューブの数および関係位置は、クランプ・ビームの形式およびサイズを変更すると共に、これに対応してキャリア板の形式を変更することにより、変更されることができる。
図５に示す実施例において、機械１００は、キャリア手段１４４−この実施例では、１０の分離フィンかまたは単一の板状フィン１５０のカラーを受入れるための１０の整列穴部１４６を有する−を含む。各穴部１４６は、平衡通路１４９で連結された上方および下方の真空マニホールド１４７に連通する４つのポート１４５によって、密に包囲されている。穴部１４６は、この実施例では、実質的に平らなキャリア板１４３内にあるが、しかしながら前記板は、上方および下方の凹部を有し、その上方凹部１４８は、移動手段（後で、詳細に説明される）の作動を許容する。
或る代案としての実施例では、キャリア板１４３の前面は平面ではなく、例えば波形または縦溝付きのフィンに適合する波形または縦溝付きに形成されている。従って、フィンは、機械によってチューブ上に、特定の角度方向をもって−すなわち、縦溝を隣接フィンの縦溝に平行させることにより、チューブ上に衝突される冷却剤に対する一定幅の流通路を保持すると共に、一方、縦溝を前記流れに横断または実質的に横断させることにより、熱伝導を向上するよう流動乱れを増大させるようにして−装着される。別の実施例では、凹部が除去されて、キャリアの前面は全て単一の平面内にある。或る好適な実施例では、前記前面に、真空マニホールド上に固定されたプレート−このプレートは、異なるサイズおよび間隔の穴部を有する別のプレートと交換可能である−を設けることにより、別の配置のチューブを前記機械によってフィン付けできるように構成されている。
キャリア手段１４４の下側には、リニア電気モータの一次巻線１２２が（ボルト等で、但し図示せず）固定されている。リニアモータの二次巻線１２０は、機械基礎１１２上に装着されている。巻線１２０，１２２を適宜に作動すると、キャリアが前・後方向へ、すなわち、紙面の内・外方向へ移動される。
本実施例において、キャリア手段１４４は、１０の整列チューブに対する拡大面を提供する板状フィン１５０を装着されている。いくつかのフィン１５０が、手によって又はフィン付け機械からは分離された補助装置（図示せず）を介して、マガジン１５２上に集積される。すなわち、１つのフィンが別のフィンの後ろ側に、フィンを軸方向に離間すると共にカラーを後ろ向きにして配置されている。マガジン１５２は、スロット付きの床面と同じくスロット付きの左側壁面を備えることにより、フィンをそれぞれ軸方向上向きに離間した状態で保持することができるが、しかしながら、後述する目的のために、開放された頂面および右側壁面をも備えることができる。
フィン１５０は、実質的に平らであり、すなわち、各穴部１５１を囲繞するカラーが突出されているだけである。しかしながら。別の実施態様では、フィンは、その穴部の両側に１つまたはそれ以上のリブを有し（付加的に、または前述した縦溝を形成して）、これにより、チューブ上へ組付けられる以前の、フィン強度を付与すると共に真直性を保持するように構成されている。なお、前記リブは、ポート１４５に係合しない外側領域に配置される−フィンのキャリア板上への真空保持を妨げないように−が、このことは理解されるであろう。
マガジン１５１は、ボールねじおよびステップモータ１５４を介して直線ガイド１５３上を前向へ指標されることができる。代案としての実施例では、マガジンは固定式であるが、フィンは、前向へ弾力的に付勢されることにより、仮のスペーサを介しまたはそのカラーだけで離間されている。
移動手段１６０は、チャック板１６２上に装着される２つの空気チャック１６１を有し、前記チャック板自体は、一対の横断バー１６５（図には、その１つだけが示されている）上に軸受ブロック１６４を介して装着されている。バー１６５は、不錆鋼からなり、その両端部を支柱１６６，１６７で支持されている。
チャック板１６２は、マガジン１５１の上方位置へ移動されることができる。この移動は、ヘッド１６８を介して行われ、このヘッドは、本実施例では空気圧モータを内臓していて、チャック板１６２を、左方向移動停止部１７０と右方向移動停止部１７１の間において、バー１６５に沿い前後方向へ滑動させる。
空気チャック１６１はそれぞれ２つの指部を有し、この指部は、チャック板１６２の左方向の端縁部位置で閉じられることにより、最前方の共通フィンのそれぞれの端縁部を把持することができる。チャック板１６２が右方向の端縁部位置へ移動されると（図５に示すように）、フィン１５０はキャリア板１４３上に重ねられる。この位置におけるフィン１５０は、ポート１４５を完全にまたは実質的に被覆しており、従って真空ポンプが作動されると、このフィン１５０はキャリア板上に捕捉される。その後、空気チャック１６１はフィン１５０を開放することができる（各チャックの１つの指部は、凹部１４８の一部を占有している）。空気チャック１５１は、磁気センサを担持していて、チャックが閉じられおよび／または開かれるのを公知の方法で検出する。
第一の代案としての実施例では、２つ以上の空気チャックが板１６２上に装着される。第二の代案としての実施例−これは、複数の個別の（連結されていない）フィンをマガジンから把持するのに適している−では、１０の空気チャックが設けられるか、または、整列された個別のフィンに対して１つの−但し、１０のフィン幅を横方向へ横断延在する指部を有する−チャックが設けられる。
第三の代案としての実施例では、指部が後ろ向きに旋回されることにより、各フィンのカラーが、穴部１４６内へ旋回されそして真空を介してポート１４５に捕捉される。第四の代案としての実施例では、空気チャックによって共通フィン（または個別フィン）がキャリア板１４３の前面に保持され、そして、このフィンのカラーが、キャリア板の軸方向前向き移動の間−すなわち、チューブ・フィン付け動作の第一段階の間−に、穴部１４６内へ挿入される。
図示する実施例では、空気チャック１６１は、そのそれぞれの装着に際して紙面に垂直な軸線周りを旋回可能であり、これにより、指部が、キャリア板１４３の動作に先立ち、このキャリア板との整列位置から移動される。
空気チャックが図５に示す位置へ移動されている間に、マガジン１５１内の次のフィン１５０が把持位置へと移動される。
キャリア１４４の動作は、直線ガイド１７２とランナ・ブロック１７３とを介して制御される。
キャリアで移動される軸方向の距離は、線形エンコーダ１７５を介して制御される。チューブに沿うカラーの位置、従ってフィンの位置は、予め決定されているので、位置の誤差は集積されない−すなわち、各フィンは、チューブに対する予めセットされた位置を与えられる（キャリアの動作は各後続フィンに対して小さいので）−。フィンの各セット間の隙間は必要に応じて設定されることができるが、これによる効用は、チューブの垂れ下がりおよびチューブ間の接触を防止するための中間補強支持が必要とされる、長いチューブに対して特に有用である。
チューブのフィン付け機械を使用する別の方法では、第一の共通フィン（または第一の独立フィン・セット）は、キャリアおよび駆動手段を介してチューブの端縁部上に押込まれるが、このフィンはチューブに沿う最終位置へは押入れられない。キャリア手段は、その後で、始動位置へ引戻されて第二の共通フィン（または第二のフィン・セット）を受領し、そして、この第二のフィンがチューブの端縁部上に押込まれ、第一のフィンに係合される。そしてその上で、第一および第二のフィンの双方が、一緒に、チューブに沿ってその最終位置へと押入れられる。
この方法は、下記のような事実、すなわち、駆動装置から最大の力を必要とするのは、フィンをチューブの端縁部上に押込んでいる時、すなわち、カラーの先端部がチューブの端縁部または芯決め円錐上に拡張されている間であり、そしてこの動作の間は、駆動手段は１つのフィン（または１つの独立フィン・セット）だけを押込んでいる、と言う事実を利用したものである。しかるに、フィンをチューブに沿って移動するのにはより小さい力しか必要としないので、駆動手段は、２つの係合されたフィン、すなわち、カラーがチューブの端縁部上に拡張されている２つのフィンを押し入れることができる。
この方法は、結果的に、キャリア手段の全動作を減少し、従ってサイクル時間を減少し得ることは理解されるであろう。更に、所定の駆動手段であれば、３つの共通フィン（または３つの独立フィン・セット）を係合した状態で、キャリア手段をチューブに沿って移動させることも可能であるが、しかしながらこれは、連結係合が、１つのフィンのカラー先端部と隣接するフィンのカラー根元部との間に発生されるので、非実際的であろう。
図６に、図５に示す機械で製造されたフィンブロックの一部分を示す。フィンプレート１５０がチューブ１２４に装着されて、幅広に離間された−例えば、各フィンプレートが予め定められたチューブ軸方向位置で２０ｍｍ離間された−フィンプレートを有するフィンブロック１０１が形成されている。本実施例では、カラー１５４は環状であって、その後縁部、すなわち、先端部１５８がチューブに摩擦係合されている。
代案としての実施例では、１０以上のチューブが整列され、そしてこれに対して、より幅広の供給・位置決め機械が使用されるか、または代案として、２つの機械がパラレルに、好適には同時に作動されて、その各々が、例えば１０の穴部を有するフィンプレート１５０を装着するよう構成されている。
理解されることであるが、全てのチューブ（または、個別フィンの場合にはこのフィンの全て）が同一材料である必要はない。この場合、前記機械１００は、それぞれ５つの整列チューブからなる２つのフィンブロック−すなわち、１つのフィンブロックは第一の材料組み合わせからなるチューブ・フィンを有し、一方別のフィンブロックは第二の材料組み合わせからなるチューブ・フィンを有する−を同時に製造するのに使用されることができる。更に、或る種の熱交換器のチューブは、チューブ周りを流れる流体がチューブ長さに沿って異なる状態（一般に、腐蝕性流体はチューブ長さの約半分だけに流される）で使用されることが知られているが、この場合我々の機械では、異なるフィン材料（および異なるフィン密度）をチューブの長さの異なる部分に適用することにより、幾つかのフィンだけが遭遇する環境に対して全チューブのフィンを適応させる必要を無くすることができる。
図７に示す実施例において、チューブ２２４と拡大面部材２５０とは、伸長または衝撃に際して破断または破砕され易い材料から構成されている。しかるに、この種の材料（例えば、炭化硅素またはセラミック）は、その高温および特殊腐蝕流体（例えば、高温フッ化水素ガス等）に対する耐性の故に、熱交換器に好適である。従ってここでは、フィン２５０は平らな穴開き板（すなわち、カラー無しの）に形式されている。各フィン２５０は、フィンブロック２０１内の３つのチューブ２２４の位置に対応する３つの円形穴部を有し、そして、この穴部のサイズ（例えば、直径）はチューブのサイズ（例えば、外径）に等しいかまたは極く僅かに大きく、従って、フィンはチューブ係合面２５８を備えてチューブ上にスライド装着（代案実施例では、フィンはチューブ上にルーズ装着）される。
各対のフィン２５０の間には、ワックス等からなる半固体のスペーサ２５２が設けられおり、そしてこのスペーサは、第二のフィン２５０がその位置に供給されると変形されることにより、第二のフィンをチューブ上の所定位置に一時的に保持することができる。全てのフィンがチューブ上にスライド装着されると、この組付けられたフィンブロックは（フィンとチューブとを融合するために）“燃焼”され、そしてこの場合、スペーサ２５２は非融合材から構成されることもできるが、好適には蒸発されて熱伝導に実質的に有用な面積を増大する。
代案としての実施例では、スペーサは個別の巻物（ｖｏｌｕｍｅ）−好適には、フィンがチューブに沿って（またはチューブに沿うフィンブロックに対して）供給されようとする時またはされている時に、フィン上に噴霧される−から構成することができ、そして、若し燃焼中に蒸発されない場合には、隣接するフィンと結合する軸方向コラムに形成するようにセットし、そしてこれにより、フィン間の冷却剤の乱流を促進することができる。また、より精密な組付けでは、半固体のスペーサが、予め定められたフィン位置の直前でチューブ上に噴霧される。
【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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