(57)【要約】  この方法によれば、ストリップは、互いに近づいたり離れたりするように代わる代わる動く二つの対向する支持刃（１１，１２）によって、連続したステップにおいて折り曲げおよび押し潰しされる。前記支持刃は、波の二つの表面と結合されないアクティブなテクスチャ面（１１，１２）を有する。前記ストリップ（１７）の表面は折り曲げおよび押し潰しが実行される前にテクスチャをつけられる。当該発明は、空気蒸留塔のために使われ得る。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有孔または無孔のシート材料のストリップ（１７）から、繰返される輪郭を前記ストリップの複数の縁に並行なそれに沿ってスイープすることによって全体的な表面が実質的に生成される山と波形とを有する構造化波形パッキン（１）を、前記ストリップの複数の縁に対して斜めの主要な向きを有するとともに少なくともその長さの部分に亘って直線状であっても良くまたは非直線状であっても良いガイディングラインに従って、製造する方法であって、前記ストリップは、連続するステップにおいて互いに近づいたり離れたりするように交互に動く二つの対向するブロック（１１，１２）により折り曲げられおよび押し潰され、これらのブロックは、アクティブな曲面を有するおおむね正弦曲線状の断面をなす表面を有し、
前記ブロックが互いの方へと動いたときに、前記ストリップのある部分のみ、好ましくは前記波形の山および谷を形成する部分に接触するように凹面（４９）によって前記アクティブな曲面がリンクし、前記ストリップ（１７）の表面は、前記折り曲げおよび押し潰しが実行される前にテクスチャをつけられることを特徴とする構造化波形パッキンの製造方法。
【請求項２】
前記アクティブな面が凹面であることを特徴とする請求項１に記載の構造化波形パッキンの製造方法。
【請求項３】
前記ブロック（１１，１２）の少なくとも一つが、前記ストリップ（１７）にテクスチャをつける少なくとも一つのテクスチャがついた表面を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の構造化波形パッキンの製造方法。
【請求項４】
前記ストリップ（１７）に孔をあけることが、前記折り曲げおよび押し潰しと同時実行されないなら、前記折り曲げおよび押し潰しが実行される前に、好ましくは前記表面がテクスチャをつけられる前にされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の構造化波形パッキンの製造方法。
【請求項５】
前記波形（１）は交差波形パッキンであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の構造化波形パッキンの製造方法。
【請求項６】
複数の生成部が少なくとも一つの非直線部分を有し得る二つの対向する折り曲げ押し潰しブロック（１１，１２）と、これらのブロックを代わる代わる相対的に互いに近づき離れさせる手段と、前記ブロックがオープンな位置にあるときにシート材料のストリップを前記ブロックの間の連続するステップに進める手段と、を備え、
前記ブロック（１１，１２）の上流に配置された前記ストリップに孔をあける手段（Ｃ）および／または表面テクスチャ手段（Ｂ）を具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の製造方法に用いられる製造装置。
【請求項７】
積層された複数の波形の板を備える交差波形タイプの波形パッキンであって、前記複数の板は実質的に同一であるが、隣接する板の前記波形が互いに交差するように方向付けられ、少なくとも幾つかの前記板はテクスチャを有し、
テクスチャを有する前記板はそれぞれの山のラインおよび／または谷のラインにおいて内側および／または外側が十分に滑らかであるとともに、前記山のラインおよび前記谷のラインの間に位置する前記板の斜面の少なくとも一部にテクスチャを有し、前記波形は請求項１ないし５のいずれか一つの方法によって製造されることを特徴とする波形パッキン。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は有孔または無孔のシート材料のストリップ(strip)から、その全体的な表面が、機械的にテクスチャをつけられ、そして、前記ストリップの縁に対して斜めで、少なくともその長さ部分にわたって直線であっても良くまた非直線であっても良い主要な向き(orientation)を持つラインに沿う前記ストリップの縁に平行な繰返される輪郭(profile)を動かすことによって実質的に生成された構造化波形パッキン(structured corrugated packing)を製造する方法に関する。
【０００２】
また、本発明はこの方法によって製造された波形パッキンに関する。
【０００３】
交差波形パッキン(cross-corrugated packing)は、単相専用の混合機と、二つの流体間での熱交換および／また物質(mass)移動のための装置と、を含む種々の機器で使われる。具体的には蒸留、特に空気蒸留に利用される。
【０００４】
前記パッキンは、斜めに波形にされたストリップが二方向に交互に積み重ねられることによって形成されるモジュールまたは「パック」によって構成される。これらのストリップは、孔があけられても良く、あるいはあけられなくとも良い。そして、前記ストリップは、一般的に金属製の滑らかな、またはテクスチャがついた(textured)シートから作られる。一例がＧＢ−Ａ−１００４０４６とＣＡ−Ａ−１０９５８２７とに記載される。
【０００５】
蒸留塔の場合、前記ストリップは垂直一般平面の中に存在する。それぞれのモジュールは、通常、隣のモジュールに対して前記塔の軸回りに９０°回転させられる。
【０００６】
ＦＲ−Ａ−２８２０６５４で開示された製造方法は、構造化波形パッキンになるよう、有孔または無孔のシートに、金属製の前記ストリップを折り曲げ(folding)および押し潰す(stamping)ためのブロックを用いる。
【０００７】
表面が機械的にテクスチャをつけられたパッキンを生産するため、例えば型押しされた(embossed)面を作るために、この方法の変形が現在採用される。
【０００８】
機械的にテクスチャをつけられたパッキンはＵＳ−Ａ−４７４０３３４、ＵＳ−Ａ−４９８１６２１、ＥＰ−Ａ−０１９０４３５、ＵＳ−Ａ−４６０４２４７、ＵＳ−Ａ−２００４１３５２７０、ＥＰ−Ａ−０８０７４６２、およびＵＳ−Ａ−４２９６０５０において開示される。
【０００９】
本発明の目的は、これらの波形が工業的に、特に経済的な方法で生産できるようにすることであり、そして、さらに一般的に言えば、異なる形状を持つ複数の生成部(generatrices)で機械的にテクスチャをつけられた波形の生産を可能とすることである。
【００１０】
パッキンのコストの多くが最初の材料価格に帰因する。使われる基礎材料はアルミニウム、銅とステンレスである。これらの金属材料は時が経つにつれますます高価になっている。単純な解決策がパッキンの厚さを減らすことである。厚さを減らしても十分に堅い構造を維持するために、前記ストリップの表面は、例えば、型押しされることによって、テクスチャがつけられる。これにより、折り曲げた後のその慣性が向上する。テクスチャをつけることは、ピラミッド型、円錐型、半球状、および円筒状のような異なる形状を持ち得る多数の突起または窪みを有するように平坦なストリップを変形させることからなる。この解決策は、同じストリップ厚さを維持しながらも、（より高い波形高さを有することで）非常に低密度のパッキンを作ることを可能にする。
【００１１】
型押しの方法は２つの異なった方法が用いられ得る。
【００１２】
この目標のために、有孔または無孔のシート材料のストリップから、繰返される輪郭をストリップの複数の縁に平行なそれに沿ってスイープする(sweeping)ことによってその全体的な表面が実質的に生成される山と谷とを有する構造化波形パッキンを、前記ストリップの前記縁に対して斜めの主要な向きを有するとともに少なくともその長さの部分に亘って直線であっても良くまたは非直線であっても良いガイディングラインに従って、製造する方法が提供される。前記ストリップは、連続するステップにおいて互いに近づいたり離れたりするように交互に動く二つの対向するブロックにより折り曲げられおよび押し潰され、これらのブロックはアクティブな曲面を有するおおむね正弦曲線状の断面をなす表面を有する。前記ブロックが互いの方へと動いたとき、前記ブロックが前記ストリップのある部分のみ、好ましくは前記波形の山と谷とを形成する部分に接触するように凹面によって前記アクティブな曲面がリンクされる(linked)。前記ストリップの表面は、前記折り曲げおよび押し潰しが実行される前にテクスチャをつけられる。
【００１３】
好ましくは：
−  前記アクティブな面は凹形である；
−  少なくとも一つの前記ブロックが、前記ストリップにテクスチャをつけるための少なくとも一つのテクスチャがついた表面を備える；
−  前記ストリップは、孔あけを、もし前記折り曲げおよび押し潰しと同時にされないなら、前記折り曲げと押し潰しが実行される前に、そして好ましくは前記表面にテクスチャがつけられる前にされる；
−  前記波形は交差波形パッキンである。
【００１４】
本発明は、この方法に用いるための機器をさらに提案する。この機器は、その複数の生成部が少なくとも一つの非直線部分を有し得る二つの対向するブロックと、これらのブロックを代わる代わる相対的に互いに近づき離れさせる手段と、前記ブロックがオープンな位置にあるときにシート材料のストリップを前記ブロックの間の連続するステップに進める手段と、前記ブロックの上流に配置された前記ストリップに孔をあける手段および／または表面テクスチャ手段と、を備える。
【００１５】
本発明の他の形態によれば、複数の積層された波形薄板を有する交差波形パッキンが提供される。前記板は実質的に同一であるが隣接する前記板波形と互いに交差するように方向付けられ、少なくとも幾つかの前記板はテクスチャを有する。この交差波形パッキンは、請求項１ないし５のうちの一つに記載される方法によって製造され、テクスチャを有する前記板は、それぞれの山のラインおよび／または谷のラインにおいて内側および／または外側が十分に滑らかで、山のラインおよび谷のラインの間に位置するそれぞれの板の側部の少なくとも一部にテクスチャを有する。
【００１６】
一般に、前記山（ピーク）は、もしそれらがあらかじめテクスチャがつけられていたのであったなら、幾つかの型押しの跡が残るため完全に滑らかではない。
【００１７】
好ましくは、滑らかな表面を持つ（または、例えばテクスチャが平坦にされることにより、十分に滑らかである）前記板の一部は、前記板の２０％から５０％に相当し、前記板の残りの５０％から８０％はテクスチャがついたまま残っている。
【００１８】
好ましくは、滑らかな部分は前記波形の山と谷のラインの周囲のストリップによって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の実施例が、図面を参考にして述べられる。
【図１】本発明に従って形成された波形の側面図。
【図２】本発明に従って形成された波形の斜視図。
【図３】波形を製造するための二つの折り曲げ押し潰しブロックの断面図。
【図４】製造の過程での波形の断面図。
【図５】本発明の方法の変形例を示す概略図。
【図６】さらに詳細に図５の方法ステップを示す図。
【図７】本発明の空気蒸留塔の一部を示す概略図。
【図８】
【００２０】
図１の側面図に示された波形１は規則的な波形を形成するように折り曲げられた薄い金属板である。波形１の繰返される輪郭は、可能な限り小さい円弧からなる上部ピーク６と下部ピーク７とを有し、曲げられた側部９によって形成されるジグザグ形状である。
【００２１】
突起３および窪み５は波形のうち少なくとも斜面に形成される。ストリップの一方から見られた突起３がストリップの他方から見たときに窪みになるように、突起および窪みは同一のものである。
【００２２】
波形１は薄く平坦な金属製のストリップを、対向する二つのブロックを備えた装置Ａを用いて単純な折り曲げおよび押し潰しをすることによって形成される。二つのブロックは、代わる代わる互いに近づいたり離れたりする下方ブロック１１および上方ブロック１２である。
【００２３】
それぞれのブロックは、番号１３−１４および１５−１６によってそれぞれ示され、他方のブロックに向かって突出する二つの歯を有している。全ての歯は同じ高さを有している。歯は、凹面にリンクし、互いに貫入するように配置されている。
【００２４】
パッキンは、その全面または表面の特定の部分だけ、例えば波形の斜面だけテクスチャをつけられ得る。この第２のケースにおいて、テクスチャをつけることは、例えば、ストリップの全面における型押しの形で、最初に実行される。その後、平坦なストリップが上方および下方の形成ブロックを用いて折り曲げられ押し潰される。山および谷において、テクスチャ(texturing)は減らされまたは除去される。例えば、型押しの場合、突起または窪みは、波形が折り曲げおよび押し潰しをされる間に平らにされる。波形の山（ピーク）にテクスチャがついていないこのテクスチャの形式は、ストリップ間で一定の定常的な接触を提供しうる。これにより液体がいっそう規則的に、そして一様に分布する。
【００２５】
もし山（ピーク）の折れ目におけるこの「粗さ」が除去されるなら、交差波形パッキンの山（ピーク）において液体が過度に乱れることはないだろう。これは、逆流においてパッキンの上を流れるガスによる液滴の剥離あるいは巻込みのリスクを制限する。
【００２６】
窪みにおけるこの粗さの除去は、「死んだ」エリア、言い換えると、気体との僅かな接触がある場所における、液体の過度の滞留をも防ぐ（毛細管現象）。
【００２７】
本発明の可能な改良は、板におけるテクスチャの向きおよび配置に関する。板上の液体の自然な流れは、最大勾配のラインをたどることが知られている（ＷＯ−Ａ−０３０４１４８において開示されている）。もし板の上を流れる液膜の揺動を作ることが望ましいなら、次のように、適当な方法で板のこれらの局所的な変形を配置または整列し得るようにすることが有効である：
−  フルーティング(fluting)の場合に、そのラインを最大勾配のラインに対し垂直にする；
−  突起などのような局部的な変形の場合に、これらを最大勾配のラインに対し垂直な列を作るように配置する。
【００２８】
テクスチャの密度は、平らなストリップの全体の表面の５％から３０％までである。
【００２９】
型押しの突起あるいは窪みの高さは、３〜１２ｍｍの高さを持っている波形に対して、０.３〜１.５ｍｍの間で変動する。
【００３０】
図３は、折り曲げ押し潰し装置のブロック１１，１２の断面図である。従来の技術と比べると、これらは真直ぐな縁を有しておらず、それぞれが少なくとも実質的に正弦曲線状の断面を有する縁を有し、これらの縁の歯が互いに貫入する。
【００３１】
図４に概略的に示されるように、あらかじめ型押しされた最初のストリップ１７は、ブロックが互いに離れている間に前進装置(advance mechanism)によって、これらの縁に平行な矢印Ｆ方向にステップが進められる。一回で進められる距離は波形のピッチに等しい。それぞれの前進の後に、ブロックは互いに向かって移動させられ、金属を変形させる。一方、波形の斜面を形成するこの金属は、凹面４９によって歯から離間されるから、ブロックの間の隙間全体は満たさない。ただ波形の山（ピーク）だけが歯に接触する。
【００３２】
このように山（ピーク）のテクスチャは歯によって平らにされる。また、山（ピーク）が形成される金属のエリアに型押しをしないような方法で、型押しがされるようにすることも可能である。
【００３３】
知られているように、ストリップ１７は折り曲げられる前に、装置Ａの上流、またはこの装置の位置に配置された別個の孔開け装置で、孔をあけられても良い。
【００３４】
波形１は、その縁の近くで僅かに減少する高さを持っていても良い。この高さは、完成したパッキンモジュールにおいて特定の不利益を増加させない。本発明によれば、孔あけの後の折り曲げ、成形、押し潰しは、一つのツールで実行される。図５がその例である。この場合、折り曲げ、成形、および押し潰しのツールは輪郭の側面に突起と窪みを残すだろう。
【００３５】
そのため波形はこのタイプのブロックによって急速に、経済的に、そして確実に生産される。
【００３６】
図５の変形は、前記構造のテクスチャが折り曲げの上流で実行される場合を示す。
【００３７】
この目的のために、金属製のストリップの表面にテクスチャをつけるための装置Ｂが、折り曲げ押し潰し装置Ａの上流に設けられる。この変形はさらに特定すると孔をあけられた波形に利用され得る。この場合、例示されるように、装置Ｂは孔あけ装置Ｃと折り曲げ押し潰し装置Ａとの間に位置している。金属焼きなまし装置（図示しない）が装置Ｂ，Ｃの間に、または装置Ａ，Ｂの間に位置しても良い。
【００３８】
明らかに、本発明は、波形パッキンが、型押しされたシートから、広くさまざまな形式の波形で作られることができるようにする。そしてこのようにして形成された交差波形パッキンの特性は向上し得る。
【００３９】
図６は、孔を作るための針を有する孔あけ装置Ｃと、型押し装置Ｂと、折り曲げ押し潰し装置とを示す。
【００４０】
図６に概略的に示されるように、型押しされた波形を成形する第２の方法がある。この場合、型押しされていない最初のストリップ１７は、ブロック１１、１２が互いに離されている間に前進装置によって、縁に平行な矢印Ｆ方向にステップが進められる。一回で進められる距離は波形のピッチに等しい。それぞれの前進の後に、ブロックはお互いに向かって移動させられ、そして金属を変形させる。第１の歯は、型押しの突起および窪みを形成するために、金属がプレスの動きによって入らせられる開口部（図示せず）を備える。ブロックの上方または下方の歯の少なくとも一つが開口部を有しなければならない。しかし、上方および下方の歯が開口部を具備することが好ましい。第２の歯は、図４のそれと同じように凹面４９を有して形成される。これにより、ストリップの金属は、波形の斜面を形成する金属が凹面４９によって歯から離間されるから、ブロックを隔てる隙間の全体を満たさない。ただ波形の山（ピーク）だけが歯に接触する。
【００４１】
発明の可能な改良は、板におけるこのテクスチャの向きと配置に関する。板上の液体の自然な流れが、最大勾配のラインをたどることは知られている（ＷＯ−Ａ−０３０４１４８に開示される）。もし板の上を流れる液膜の揺動を作ることが望ましいなら、次のように、適当な方法で板のこれらの局所的な変形を配置または整列し得るようにすることが有用である：
−  フルーティングの場合に、そのラインを最大勾配のラインに対し垂直にする；
−  局部的な変形（例えば突起）の場合に、これらを最大勾配のラインに対し垂直な列を作るように配置する。
【００４２】
図７は、塔の円筒胴２２に置かれた蒸留部分２１を具備する空気蒸留塔２０の一部を示す。蒸留部分２１はパッキンモジュール２３の積み重ねによって形成される交差波形パッキンによって形成される。それぞれのモジュール２３は、垂直一般面に位置され、折り曲げられたストリップ１７から所定の長さに切断され、そして一つの波形と隣の波形との間で反転された波形の全体的な方向を有する波形１の積み重ねによって形成され、縁は水平に配置される。それぞれのモジュール２２は、隣のモジュールに対して、塔の縦軸Ｘ−Ｘ回りに９０°回転させられる。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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