JP2007501128A - 展伸金属 - Google Patents

Abstract

金属シートを細長く切り裂き、延伸方向に延伸して製造した展伸金属シートであって、延伸方向には第一繰り返し長さを有すると共に、延伸方向に対し垂直の方向には第二繰り返し長さを有し、かつ第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとはほぼ同じである複数の開口からなる格子が形成され、該開口は９０度を超える延伸角度を有する。該展伸金属シートの１束の平行管の支持への使用法。予備展伸金属に対し延伸方向に垂直の複数箇所に、該複数箇所と協同する複数の力伝送具であって、伸長力を加えながら第二方向に互いに移動可能な該力伝送具を用いて、展伸力を加える展伸金属シートの製造法。
【選択図】図２

Description

発明の分野
本発明は、展伸金属シート、展伸金属シートの製造法及びこのような展伸金属で複数の平行管を束ねる支持体としての用途に関する。

発明の背景
展伸金属シートは、金属シートを千鳥状の平行破線の配列に従って細長く切り裂き（ｓｌｉｔ）、破線に対し垂直方向に延伸（展伸）して、隙間のある十字ラス（ｌａｔｈ）構造にして作られる。その製造コストは安い。更に、特定の用途に所望の形状、例えば円形に、例えばレーザー切断により容易に切断できる。

展伸金属シートには複数の開口からなる規則的な格子が形成され、各開口はほぼＶ形の２対のストランド部により規定され（境界又は範囲を定め）、各対のストランド部は延伸方向に隣接して、延伸角度を規定し、また２つのボンド部がこのＶ形の末端で２対のストランド部を相互に連結している。展伸金属の開口は、ほぼ菱形又は切頭（ｆｒｕｓｔｏ−）菱形である。仮想破線に平行のスリットがスリット間の非スリット部分（いわゆるボンド部）よりも遥かに長いと、ほぼ菱形（等辺の平行四辺形）が得られる。このような切り裂きシート金属を延伸後、これらのボンド部は複数のコーナーを形成する。各コーナーは同じ長さの４つのいわゆるストランド部を連結している。スリット間の非スリット部分が比較的長いと、ほぼ切頭菱形が得られる。ほぼ切頭菱形とは、菱形の２つの対抗するコーナーが１対の平行線に沿って切り取った形状を意味する。

展伸金属延伸後のストランド部は、完全には真直ぐではなく、多くの場合、僅かにＳ形、即ち、ボンド部との接続点で間にほぼ直線状の中心部を持ってカーブしている。延伸方向に隣接する（隣り合う）ストランド部の複数対のＶ形は、若干歪んでいる。延伸角度は好適には、この（歪んだ）Ｖ形を形成する複数のストランド部の中心部によって規定される。

公知の展伸金属は、例えばＳｔｒｅｃｋｍｅｔａｌｌ ＧｍｂＨ，ハノーバー、ドイツから得られるように、最大９０度まで延伸して、ほぼ正方形（ｓｑｕａｒｅ）の開口を形成する。

また展伸金属を長く延伸すると、引き続き再度、平坦化しない限り、ストランド部はシート金属の平面から捻られる。ストランド部の僅かなＳ形及びボンド部との結着は、複数の開口が延伸方向に対し平行か垂直であり得る２つの鏡対称軸しか持たない結果である。以下、これを図面により詳細に検討する。

展伸金属の開口における完全な菱形又は切頭菱形からのずれを説明するため、以下、用語“ほぼ菱形又は切頭菱形”を使用する。したがって、この用語は完全及び不完全な又は歪んだこの種の形状を含む。

本出願人の国際特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＥＰ０３／０１０７４（本出願の優先権主張日では未公開）は、熱交換器、特に管型熱交換器の支持体邪魔板のような１束の管用の支持体としての展伸金属の使用法に関する。

管型熱交換器は、普通、１束の平行管を容器内に容器の長さ方向の延長上に配置した円筒容器を有する。間接熱交換器では、管束の複数の管（管側）内を通る流体と複数の管の外側空間（シェル側）を通る流体間で熱が移動する。管型熱交換器の詳細は、例えばＰｅｒｒｙ’ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，第６版，１９８４年，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｉｎｃ．，１１−３〜１１−２１頁に見られる。管束の複数管の末端は、管シートに固定されている。熱交換器は、一方のシートが円筒容器の各末端にある２つの管シート、或いは熱交換器がＵ管交換器の場合は、円筒容器の一端に単一の管シートを備えることができる。

管の中間部も例えば流体の流れで生じた振動による損傷を防止するため、同様に支持しなければならない。これら管の中間部を支持するには、管の長さ方向に平行して離れた複数の横支持板のような支持体が使用できる。

従来の支持体は複数の切欠け形邪魔板からなり、Ｐｅｒｙ’に記載されるように数種類ある。邪魔板は管を支持するばかりでなく、シェル側を通る流体流にも影響を与える。したがって、邪魔板の設計は、同様に熱伝達を考慮して決定される。

米国特許明細書Ｎｏ．４，１４３，７９９は、１束の平行管用の支持体を開示している。この支持体は、支持される管の長さ方向に平行して離れた複数の横支持板からなる。各板は、各孔が複数の管を受け入れるのに十分大きい複数の孔を規則的な格子上で切断した単一のシートから一体的に形成される。これらの孔は概略長方形、概略正方形、概略三角形又は概略菱形（ダイヤモンド形）が可能である。

公知の支持体である支持板の少なくとも１つは、相外又は千鳥状に配置されている。１つの支持板の同じ孔を貫通して延びる複数の管は、他の１つの支持板の異なる複数の孔を貫通して延び、その結果、複数の協同的な隣接板が横方向の動きに対し、反対側からこれらの管を支持する。

しかし、出願人は、完全な菱形又は切頭菱形からずれていると、少なくとも２種の異なる通路は僅かに異なる断面及び形状で形成され、このような形状は最適な管支持体には望ましくないので、米国特許明細書Ｎｏ．４，１４３，７９９の場合と同様、展伸金属を千鳥状の配置で使用するのは困難であることを見い出した。
国際特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＥＰ０３／０１０７４ 米国特許明細書Ｎｏ．４，１４３，７９９ ＵＳ ４，１４３，７０９ Ｐｅｒｒｙ’ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，第６版，１９８４年，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｉｎｃ．，１１−３〜１１−２１頁

本発明の目的は、新規の展伸金属シート、特に管支持体としての用途に最適の特性を有する展伸金属シートを提供することである。
更なる目的は、展伸金属の新規製造法を提供することである。

発明の概要
本発明によれば、金属シートを細長く切り裂き（ｓｌｉｔ）、延伸方向に延伸することにより製造された展伸金属シートであって、延伸方向には第一繰り返し長さを有すると共に、延伸方向に対し垂直の方向には第二繰り返し長さを有し、かつ第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとはほぼ同じである複数の開口からなる格子が形成された該金属シートが提供される。

ここで使用される用語繰り返し長さとは、平行移動した格子の複数の開口を平行移動しない格子の複数の開口に重ねるため、格子を平行移動（選択した方向に平行に）させるのに必要な距離（単位長さ）を言う。

垂直方向で同じ繰り返し長さにより、２枚の展伸金属シートを表裏の関係で、かつ互いに９０度の延伸方向で配列でき、その結果、複数の格子は釣り合ったまま、複数の管を通すのに均一な横断面を有する平行通路が得られる。

用語ほぼ同じとは、繰り返し長さ間のずれが２％未満、好ましくは０．５％（５ｍｍ／ｍに等しい）未満、更に好ましくは０．２％（２ｍｍ／ｍ）未満と言う意味で使用する。

このような展伸金属シートの延伸角度は好適には９０度以上である。両方向とも同じ繰り返し長さとするのに必要な延伸角度は、特にボンド部の長さとストランド部の長さとの比によるもので、この比が高いほど、大きな延伸角度を必要とする。開口の好適な一形状（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、ほぼ正方形の開口が得られるように、ボンド部の長さを縮小すると得られる。他の好適な形状は、延伸角度が約１２０度で得られる。延伸角度が９０度より大きい展伸金属は、以下の説明及び特許請求の範囲で過剰延伸（した）展伸金属と言うこともある。また本発明は、延伸角度が９０度より大きい展伸金属シートに関する。

正方形の開口を有する公知の展伸金属は、延伸方向ではボンド部が幅よりも長いことから、延伸方向、垂直方向共に等しい繰り返し長さを持っていない。

更に本発明は、本発明の展伸金属シートを１束の平行管の支持に使用する方法に関する。

更に、開口からなる格子を形成すると共に、第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとの比が所定比となるように、第一方向には第一繰り返し長さを有し、また第一方向に対し垂直の第二方向には第二繰り返し長さを有する展伸金属の製造法において、
第一方向と同じ延伸方向を有する予備展伸金属を供給して、第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとの比が所定比よりも低い格子を形成する工程、
第二方向に関し各種位置の複数箇所に第一方向に平行に展伸力を、所定の繰り返し長さ比が得られるまで加える工程であって、該展伸力は、複数箇所と協同する複数の力伝送具を用いて加えられ、該力伝送具は、伸長力を加えながら、第二方向に互いに向かって移動できるように配列している該工程、
を含む該展伸金属の製造法が提供される。

本発明の製造法は、延伸角度が８５度を超え、特に９０度及びそれ以上のような高い延伸角度であっても、展伸金属を提供できる。金属シートは、２工程で展伸する。最初の工程は、予備展伸金属が得られる従来のシート金属の展伸法による。予備展伸金属は、例えばストック（ｓｔｏｃｋ）から購入できる。

予備展伸金属は所望の繰り返し長さを持っていない。所望比が得られるように、この金属を展伸するには、予備展伸金属の格子上を延伸方向に対し垂直方向に分配した複数箇所に展伸力を加える。

切り裂き金属又は中間製品に展伸力を加える際、縦方向の展伸には横方向の収縮を伴う。この効果は、高い延伸角度、特に約８５度を超える延伸角度で最も明確である。本発明では力伝送具は、伸長力を加えながら、第二方向に互いに向かって移動できるように配列する。こうして、展伸の過程で展伸力を展伸金属に均等に分配し続けることができる。このようにして、例えば展伸力が中心部に比べてシートの周囲で大きくなることが防止される。したがって、シート上の繰り返し長さからのずれは縮小し、比較的均一な形状の開口が得られるが、特に過剰延伸展伸金属でも得られる。

有利な一実施態様では力伝送具は、展伸金属引っ掛け（ｅｎｇａｇｅ）用フックを備えたほぼ平行なアームの形態を有する。
他の有利な一実施態様では、２組の平行部材間で異なる道具角度を持った形状を受容できる伸縮可能の格子を形成するように、互いに接続点と連結した２組の平行部材を有する道具が使用され、力伝送具は格子上に、格子の平面から延びて配置される。

ここで使用される表現“力伝送具”とは、展伸金属に力を伝えるのに好適な形状を持ったピン、ほぞ、軸ピン、くさび、その他の手段を言う。

図面の簡単な説明
本発明を実施例により添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１は、本発明の支持体で支持された管束を有する熱交換器の部分縦断面の概略図である。

図２は、本発明支持板の一実施態様についての図１のＩＩ−ＩＩ部の拡大概略図である。
図３は、図２の管支持体に使用される過剰延伸展伸金属シートの概略図である。

図４は、図３の展伸金属シートを２枚、互いに横方向に移し変えた場合に形成される支持体通路の概略図である。
図５は、図３の展伸金属シートを２枚、本発明に従って互いに回転させた場合に形成される支持体通路の概略図である。

図６は、本発明の管支持体に使用される過剰延伸展伸金属シートの他の一実施態様の概略図である。
図７は、図６に示す展伸金属シートを２枚、従来技術のように互いに横方向に移し変えた場合に形成される支持体通路の概略図である。

図８は、図６に示す展伸金属シートを２枚、本発明に従って互いに回転させた場合に形成される支持体通路の概略図である。
図９、１０は、予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第一実施態様での開始時及び終了時の状態を示す概略図である。

図１１は、予備展伸金属を更に展伸する道具の一実施態様の概略図である。
図１２、１３は、予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第二実施態様での開始時及び終了時の状態を示す概略図である。
以上の図において、同様の符号は、同一又は類似部分を示すのに用いた。

発明の詳細な説明
図１は、円筒形シェル５を有する円筒容器の形態の熱交換器１の部分従断面を示す。熱交換器には複数の平行管１１、１５、１９からなる管束が設置されている。管の長さ方向は、円筒形シェル５の軸に平行である。管束用の支持体は、円筒形シェル５内の複数管の中間部分（図示せず）を支持する放射状に隔離された横支持板２１、２２、２３、２４、２５により形成される。図１は、管シートを備えた管の末端部分を示していないことに注目されたい。

図２は、図１の円筒形シェル５の縦軸に平行する支持板２１、２２の中心部分の図として、支持板中の開口の配列についての好適な幾何模様を示す。明確化のため、図２は図１の拡大図として示す。したがって、支持板２１、２２の環状部分は見えない。図２に示す規則的な格子は、平行管で占有された熱交換器の少なくとも横断面上に広がり、更に支持板の環状部分は、適切な方法でシェルに取付けられていることは明らかである。図１の他の支持板は、明確化のため、図２には示していない。

我々はまず支持板２１の特徴について検討する。板２１は、複数の開口を備え、開口は３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７の符号で示す。各開口はほぼ切頭菱形であり、開口３１により説明する。開口３１は、２対の隣り合う長い辺（ｓｉｄｅ）（ストランド部）、即ち、対４１、４２及び対４３、４４により規定される。各対はＶ形を形成し、本例では実用上できるだけ１２０度に近い同一角度αを規定する。Ｖ形対の終点は、１対の同じ長さの平行する短い辺（ボンド部）４５、４６により対称的に連結されている。図示のストランド部とボンド部との相対的大きさにより、切頭菱形の開口は規定される。ボンド部４５、４６がストランド部４１、４２、４３、４４よりも遥かに短ければ、例えばストランド部の１／５以下しかなければ、その場合は、ほぼ菱形の開口が得られる。

開口３１は、２つの鏡対称軸４８、４９を有する。この開口は軸４８沿いに長く延び、また軸４８は開口３１の特有の鏡対称軸である。以下に更に検討するように、支持板２１を展伸金属シートで作る際、軸４８は延伸方向と一致する。

支持板２１の複数の開口は、少なくとも中心部分では図示のように規則的な格子を形成する。開口は全て、同じ大きさ及び形状であり、それぞれ特有の鏡軸沿いに、即ち、軸４８沿いに又は平行して長く延びている。支持板２１の特有の方向を５０で示す。

板２１の規則的な格子は、特有の方向５０及びこの特有方向に対し垂直方向に同じ繰り返し長さを有する。即ち、点５１と点５２間及び点５３と点５４間の距離は、点５１と点５３間及び点５２と点５４間の距離と同じである。点５１、５２、５３、５４は、隣り合う接続点の中心点で、点５１、５３は、ボンド部の同じ中心線５６上にあり、また点５１、５２は、同じ開口３３に所属するボンド部の中心点である。

支持板２１の各開口は、４つの管を収容するのに十分大きい。図２では管１１、１５、１９を示したが、他の多数の管は、明確化のため符号で示さなかった。
支持板２２は一般に支持板２１と類似し、特に図２に示す中心部分での開口の形状、大きさ及び配列と同じである。

支持板２２の開口６１、６２、６３、６４だけ符号で示した。開口６２の２つの鏡対称軸は６８、６９として示す。開口６２は軸６９沿いに長く延び、したがって軸６９は開口６２の特有の鏡対称軸であり、また同時に支持板２２の特有の方向を表わしている。

支持板２２は、紙面では支持板２１に対し９０度、即ち、紙面に対し垂直方向に走行する管の長さ方向の周りを９０度回転したものである。したがって、２枚の板の特有の方向５０、６９は垂直である。また支持板２１中の開口（いずれも軸４８に平行）の特有の鏡対称軸は、支持板２２中の開口（いずれも軸６９に平行）の特有の鏡対称軸に対し垂直である。支持板２１、２２は、一方の板のボンド部の中心点が他方の板の開口の中心点上に突き出るように配置される。

支持板２１、２２中の協同的開口は、１束の平行管に支持体通路を形成する。一方の板のこのような支持体通路を符号７０の斜線部で示す。図中、斜線部と同じ大きさの部分も支持体通路である。一方の支持板中の同じ開口を貫通して延びる支持体通路は、他方の支持板中の異なる開口を貫通して延びている。例えば支持板２２中の開口６２を貫通して延びる支持体通路７１、７２、７３、７４は、支持板２１中の開口３１、３２、３３、３７をそれぞれ貫通して延びている。これら及び幾つかの他の支持体通路中の管は、明確化のため示していない。１つの管を各支持体通路に配置できることは明らかであろう。

支持体通路を貫通して延びる管は、５つの異なる辺で支持できる。図２の特定の配列例では、管の直径は１９ｍｍ、隣接する管間の最短距離は６ｍｍ、また横断面での十字ラス（ストランド部及びボンド部）の幅も６ｍｍである。しかし、単一の支持板では各管は、最大２つ又は３つの辺だけで支持される。したがって、シェル側の流体は縦方向に容易に流れる。管が支持体通路の断面よりも小さければ、この支持体は開口の下方の辺だけで供与される。

図１の支持板２３、２５は、図２では好適には板２１のように配置し、支持板２４は板２２のように配置する。複数支持板の相互垂直配向特有の方向により、支持体通路を形成する開口の鏡対称軸は、明確に異なる方向に延びている。例えば開口３１の軸４８は、開口６２の軸６９に対し、この板面では垂直方向に延びる。なお、両開口は支持体通路７１に所属する。

図２に示す実施態様で提供した支持体通路は、正三角形又は正方形のピッチ上ではない。しかし、この配列は、三角形のピッチに極めて類似し、また同様に高い充填密度を有する。各最近接する３つの隣り合う管の軸は、正三角形のコーナー点上にある。

図２の配列の別の利点は、２つの隣り合う管の間のストランド部又はボンド部が横断面中の管の軸を接続する仮想線に対し垂直方向に走行していることである。これは、横断面でのストランド部及びボンド部の幅が、隣り合う管間の最短距離に等しくできることを意味する。管はほぼ五角形の支持体通路の２つ又は３つの辺に支持されているだけなので、他方ではシェル側での流体流の障害は問題ではない。このようにして、高充填密度の管（三角形のピッチ上の管に匹敵する）にとって、最大の機械的安定性及び強度並びに最適のシェル側流体流が得られる。これは従来技術に対する利点である。比較のため、ＵＳ ４，１４３，７０９の図３、４に示された三角形ピッチ上の管用支持体についての両実施態様では、支持用十字ラスの幅は、隣り合う管間の最短距離よりも短く選択する必要があることが判る。

図２について検討した支持板配列の幾何模様での特殊な特徴は、各支持板が特有の方向５０及びこの特有方向に対し垂直方向に平行して、同じ繰り返し長さを有する格子を形成することである。従来の展伸金属では、延伸方向の繰り返し長さは、常に垂直方向の繰り返し長さよりも短い。本発明は、図２の配列又は更に一般的には支持板を互いに対し９０度回転させた配列では支持板２１、２２、‥‥、２５として使用できる展伸金属を提供する。

展伸金属の開口の幾何模様は、図２に示す理想的な切頭菱形の開口からずれている。このずれについて検討する。図２でほぼ切頭菱形の開口の実際の形状を示す本発明展伸金属の一例を図３に示す。図３には、図２で使用した符号に相当する符号を用意した。
延伸方向は、特有の方向５０である。延伸角度は、図２の角度αに相当する。即ち、この展伸金属は過剰延伸されている（延伸角度：１２０度）。

図３の展伸金属シート２０は、金属シートを仮想千鳥状の平行破線沿いに切断して作った。細長く切り裂いた後、シートを線５０’の方向（特有の方向）に展伸した。展伸前のスリットは、図６に見られるコーナー点の対、例えば対８１、８２；対８３、８４；対８５、８６；対８７、８８；対８９、９０；対９１、２２；対９３、９４に相当する。ボンド部（仮想破線に平行する非スリット部分）の長さは比較的長い。即ち、ストランド部（ボンド部間の十字ラス）の長さの約１／５よりも長い。例えば点８２、８３間又は点８６、８７間の距離（ボンド部の長さ）を点８１、８６間又は点８８、９３間の距離（ストランド部の長さ）と比較する。展伸金属シート中の切頭菱形開口は、コーナー点８１、８２、‥‥、９４を考慮すると、最もよく理解される。

開口３１’に所属する実際の展伸金属のストランド部、例えば４１’、４２’、４３’、４４’は、僅かにＳ形である。またストランド部及びボンド部も、それぞれの長さの周りに捻れている。この長さは、それぞれの断面を縮小して、シェル側の流体の流れ抵抗を低下させる。例えば図２の配列で直径１９ｍｍの管を管間の最短間隔６ｍｍで支持する場合、２ｍｍ厚のスチール製展伸金属板で支持できる。この場合、展伸前のスリットは、８ｍｍ間隔の千鳥状平行破線沿いに配列していた。延伸中に起こるストランド部及びボンド部の捻れにより、横断面でのストランド部及びボンド部の有効幅は、管の支持点で最大６ｍｍである。更に、ストランド部及びボンド部の傾斜により、シェル側の流体流にかかる抵抗は、傾斜のない十字ラスの抵抗よりも低下する。

各開口には、この開口に所属する２つのコーナー点、例えば開口３１’のコーナー点８５、８６で鋭い切込みがあることが観察される。開口の残りの部分は、滑らかに丸くなっている。したがって、展伸金属に形成された開口の全体的な形状は、或る程度、二重の鈴形に似ている。

開口３１’には、延伸方向に隣接するほぼＶ形対のストランド部の中心部分で規定された延伸角度αを示したが、この例では実用的に可能な限り１２０度に近い。図２の理想的な開口形状からのあらゆるずれにも拘わらず、展伸金属シート２０は、延伸方向５０及びこの延伸方向に対し垂直方向に平行して、同じ繰り返し長さを有する。即ち、点５１’、５２’間及び点５３’、５４’間の距離は、点５１’、５３’間及び点５２’、５４’間の距離と同じである。

図４は、図２のような２枚の展伸金属シートをＵＳ ４，１４３，７０９の支持板と同様に横方向に配置した場合に得られる支持体通路を示す。図２は、図２の支持板２１’及びその背後の同じ支持板２２’を示す。板２２’は、板２１’に対し、延伸方向５０’に垂直の（又は延伸方向沿いの）繰り返し長さの半分だけ横方向に移動し、その結果、板２２’のボンド部の中心点、例えば５５’、５６’、５７’の突き出しは、板２１’の開口の中心にある。延伸方向５１’は、板２２’の延伸方向でもある。またこの図は、横方向の移動の結果、２つのタイプの支持体通路が形成されることを示している。数例のうち、タイプ７０ａは、断面に２つの切り込み型コーナー点を有し、他方のタイプ７０ｂは、断面にいかなる切り込み型コーナー点も持たない。（明確化のため、各タイプの支持体通路の一部だけ符号で示した。）開口の大きさに対してストランド部の幅は、明確化のため、僅かに誇張して示したので、断面の相違はむしろ大きく現われる。１束の同じ平行管を図４のような配列で支持する場合、管の最大径はタイプ７０ａの通路により決定され、大きい方の通路７０ｂではこれらの管は十分に支持されていない。

図５は、本発明に従って両次元に同じ繰り返し長さを有する展伸金属で得られた支持体通路の概略断面を示す。図５は、図２について検討した支持板の配列に似ている。図２では、板２１’、２２”は図３に示す展伸金属シートと同じ展伸金属シート製である。板２１’の背後の板２２”は、紙面において９０度回転させ、板２２”のボンド部の中心点、例えば５５”、５６”、５７”の突き出しが板２１’の開口の中心にあるように配置する。本発明のこの配置では、一方のタイプの支持体通路７０’しか形成されない。（明確化のため、支持体通路の一部だけ符号で示した。）支持体通路の断面、例えば通路７１’の断面は、５つの辺で範囲を定めている。これら辺の１つは、例えば開口６２’のボンド部で形成され、２つの辺は、このボンド部の末端から延びるストランド部で形成され、他の２つの辺は、他方の支持板の１対のＶ形ストランド部、例えば４３’、４４’で形成される。支持体通路の各断面は、１つの切り込み型コーナー点、例えば８６を有する。したがって、本発明は、理想的な切頭菱形からのずれに関係なく、展伸金属製支持板で比較的均一な支持体通路を配列できる。

図６は、本発明展伸金属シート１２０の他の一実施態様の概略を示す。この展伸金属シートの図示部分は、図１の支持板２１と同様、本発明による１束の平行管用支持板１２１の中心部である。

展伸金属シート１２０は、金属シートを仮想千鳥状の平行破線沿いに細長く切り裂いて作った。切り裂き後、シートを線１５０の方向（特有の方向）に展伸した。展伸前のスリットは、図６に見られるコーナー点の対、例えば対１３１、１３２；対１３３、１３４；対１３５、１３６；対１３７、１３８；対１３９、１４０；対１４１、１４２；対１４３、１４４；対１４５、１４６；対１４７、１４８に相当する。ボンド部（仮想破線に平行する非スリット部分）は非常に短い。即ち、ストランド部（展伸前の切断長さと同じ）の長さの約１／５よりも短い。例えば点１３８、１３９間又は点１４２、１４３間の距離（ボンド部の長さ）を点１３４、１３７間又は点１３８、１４４間の距離（ストランド部の概略長さ）と比較する。開口の大きさに対してストランド部の幅は、明確化のため、僅かに誇張して示した。

展伸金属シート１２０は、開口の規則的な格子を形成する。これらの開口を１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９で示す。各開口は、延伸方向に隣り合う２対のストランド部と、Ｖ形の末端でこれら２対のストランド部を相互に連結するボンド部とで規定される。例えば開口１６４は、対１７１、１７２のストランド部及び対１７３、１７４のストランド部と、１３４、１３５間のボンド部及び１４２、１４３間のボンド部とで規定される。各対のストランド部は、一般に同じ延伸角度を規定するＶ形を形成する。

図６の実施態様では、ボンド部は、延伸方向１５０の幅よりも１８０沿いに若干長い。したがって、延伸角度は、丁度９０度よりも大きい。このため、ボンド部の中心点で規定された格子は、正方形状（ｑｕａｄｒａｔｉｃ）になる。したがって、シート１２０は、本発明展伸金属の過剰延伸シートである。ボンド部の中心点は、そのボンド部を規定するコーナー点間（例えば点１３４、１３５間又は点１４２、１４３間）を対称的に規定する点である。明確化のため、この図では、１８１、１８２、１８３、１８４だけ符号で示した。コーナー点は、展伸金属の延伸前のスリットの終点を表わす。展伸金属シート１２０により規定された規則的な格子の繰り返し長さは、延伸方向及び延伸方向に対し垂直な方向とも２の平方根に対しボンド部の２つの中心点間の最短距離倍に等しい。

実際の展伸金属のストランド部、例えば１７１、１７２、１７３、１７４は、僅かにＳ形である。またストランド部はそれぞれの縦軸の周りに捻れている。この縦軸は、それぞれの断面を縮小して、シェル側の流体の流れ抵抗を低下させる。各開口には、この開口に所属する２つのコーナー点、例えば開口１６４のコーナー点１３７、１３８で鋭い切込みを表示している。開口の残りの部分は、比較的滑らかに丸くなっている。

各開口は、２つの鏡対称軸を有する。例えば開口１６９は、延伸方向１５０沿い及びこの延伸方向に対し垂直な方向の線１８０沿いに、コーナー１４７、１４８を通る２つの鏡対称軸を有する。この展伸金属では開口の正方形状からのずれ（僅かにＳ形のストランド部）のため、これら２つの対称軸１５０、１８０は、互いに著しく異なる。したがって、延伸方向沿いの鏡対称軸１５０は独特のものであり、特有の鏡対称軸として選択される。線１５０は同時に支持板１２１の特有の方向である。９０度の回転に対して回転対称がないこと及び延伸方向１５０から４５度で鏡対称軸がないことに注目されたい。これは、完全な正方形状との相違及び同時に３つ以上の鏡対称軸を有するＵＳ ４，１４３，７０９で知られる概略正方形状の開口との相違である。

図７は、図６に示す展伸金属シートを２枚、ＵＳ ４，１４３，７０９と同様、互いに横方向に移し変えた場合に形成される支持体通路の概略図である。図７は、図２の図１に対する関係と同様、図６の支持板１２１及びその背後の支持板１２２を示す。

板１２２は、板１２１に対し、線１８０沿いの繰り返し長さの半分だけ横方向に移動し、その結果、板１２２のボンド部の中心点の突き出しは、板１２１開口の中心にある。またこの図は、横方向の移動の結果、本例では２つのタイプの支持体通路が形成されることを示している。タイプ１９０ａは、断面に２つの切り込み型コーナー点を有し、タイプ１９０ｂは、断面にいかなる切り込み型コーナー点も持たない。明確化のため、支持体通路の一部だけ符号で示した。

図８は、図６の展伸金属シートを２枚、互いに対し回転させた場合に得られる支持体通路の概略図である。図８は、図２及び図５で検討した支持板配列と類似するが、図６に示す支持板と同様、板１２１、１２２’は、同じ展伸金属シート製である。板１２１の背後の板１２２’は、本発明に従って、特有の方向（板１２２’の延伸方向１５０’及び板１２１の延伸方向１５０に平行）が紙面において互いに対し９０度回転するように配置する。これらの板は、板１２２’のボンド部の中心点の突き出しが板１２１の開口の中心にあるように配置される。本発明のこのような展伸金属の配列では、複数の格子は似合い、１種類の支持体通路１９０しか形成されない。（明確化のため、支持体通路の一部だけ符号で示した。）

支持体通路の各断面、例えば通路１９１の断面は、４つの辺で境界が定められ、その中の２つは、ボンド部のコーナー点から延びる１対のＶ形ストランド部、例えば１７１、１７２により形成され、他の２つの辺は、他の支持板１２２’上のボンド部、例えば１９５により滑らかに連結した２つのストランド部により形成されている。支持体通路の各断面は、１つの切り込み型コーナー点（例えば１３７）を有する。またこの実施態様では、理想的な切頭菱形からのずれにも拘わらず、本発明は、展伸金属製の支持板により比較的均一な支持体通路を提供した。

延伸方向及び垂直方向に同じ繰り返し長さを付与するには、延伸角度を必要とするボンド部とストランド部との相対大きさに依存する。一般に、製造中、ストランド部に対しボンド部が長くなるほど、即ち、仮想破線に平行するスリット部分に対し非スリット部分が長くなるほど、延伸角度は大きくしなければならない。

図５又は図８と同様な配列の支持体通路により形成された支持体通路は、好適には熱交換器に使用される複数の標準管が十分に支持されるような大きさである。標準直径は、例えば１９．０５ｍｍ（３／４インチ）、２０ｍｍ、２５ｍｍ，２５．４ｍｍ（１インチ）である。管表面間の標準最短距離は、６ｍｍ又は６．３５ｍｍ（１／４インチ）である。

長さ約６ｍ、直径３ｍの通常の熱交換器では、数百〜数千の管が配置されている。当業者は支持体邪魔板の間隔及び寸法を決定する方法を知っている。通常、間隔は管の長さ方向に１０〜７０ｃｍでる。板の厚さは、主として機械的な要件により決定され、通常、１．６〜５ｍｍの範囲であってよい。

必要ではないか、又は必ずしも望ましいことではないが、展伸金属は平坦なタイプであってよい。
本発明は、例えばエチレンオキシドの製造に使用されるような、シェル内に管束を有する化学反応器に特に利用される。ここでは非常に開放的な管支持体構造を必要とすることが多い。

本発明の過剰延伸展伸金属は、いかなる好適な方法でも製造できる。この方法は、基本的には、更に大きい延伸角度に展伸する他は、従来の展伸金属の製造技術を用いて単一工程で行える。また、第一工程で中間製品として従来の展伸金属を製造し、第二工程で中間製品を過剰延伸して、過剰延伸展伸金属を得ることも可能である。第二工程は、異なる供給源から得た、例えば市場で購入した従来の展伸金属に適用することも可能である。

展伸力を切り裂き金属又は中間製品に加える際は、縦方向の展伸には横方向の収縮を伴う。この効果は、高い延伸角度、特に約８５度を超える延伸角度で最も明確である。

本発明による展伸金属の製造法の第一実施態様を図９及び図１０について検討する。図９は、金属シートを細長く切り裂き、延伸して製造した従来の展伸金属シート２０１（の一部）を示す。図９のシート２０１は、複数の開口２０５の格子を形成する予備展伸金属を表わす。各開口は、４つのストランド部２０８と２つのボンド部２１０とで規定される。明確化のため、数個の開口、ボンド部及びストランド部だけ符号で示した。格子は、延伸方向２１５に第一繰り返し長さＡを、また延伸方向２１５に対し垂直方向２１８に第二繰り返し長さＢを有する。Ａ／Ｂ比は１未満である。

所望の繰り返し長さ比を得るための第二展伸工程は、一端にフック２２８ａ、ｂ、ｃ、ｄを付け、他端を滑動可能に辺２２９に取付けた多数のアーム２２５ａ、ｂ、ｃ、ｄを備えた道具２２０を用いて行われる。展伸力は、アーム他端の辺２２９からかかる。これらのフック付きアームは、力伝送具として働き、方向２１８に平行する多数のボンド部と協同する。展伸力を矢印２３０の方向に加えると、アーム２２５は、互いに接近移動し、方向２１８に平行して展伸金属シート２０１を収縮させる。これらのアームは平行したままでよく、これにより展伸力は均等に展伸金属に分配される。このようにして、最終展伸金属では、開口の所望均一形状及び繰り返し長さからのずれが最小となる。最終の状態を図１０に示す。本例では、繰り返し長さＡ’、Ｂ’は等しい。

複数のアームを受動的に一緒に移動させる代りに、積極的に移動させて、平行のまま残すことも可能である。
アームは展伸金属の更に多くの点又は別の点、例えば方向２１５に平行する異なる位置と協同するように配置することも可能である。

硬質アームの代りに、可とう性のケーブルを用いることも可能である。展伸力がかかる辺２２９においてアーム又はケーブルを滑動可能にする代りに、展伸中、フックの横方向移動による平行配列からのずれが無視できるように、辺においてアーム又はケーブルを十分、軸回転可能にしてもよい。例えば展伸過程でアーム間又はケーブル間の最大角度が１０度未満の場合である。

図１１は、予備展伸金属を最終形状に展伸するのに使用できる他の道具の概略図である。道具３０１は伸縮可能の格子を形成する。図示の実施態様では、バー３０５ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びバー３０６ａ、ｂ、ｃ、ｄ形態の２組の平行部材からなる規則的な格子である。一方の組の各バーは、他方の組の全てのバーに軸回転可能に接続している。図示の実施態様では、隣り合う平行バーの全ての対間の間隔は同じである。

明確化のため、数個の接続点３１０ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅだけ符号で示した。格子の形状は、バーの組間の角度βで特徴付けられる。図示の規則的な格子では、特定の角度は、第一方向３１５及び第二方向３１８の特定の繰り返し長さａ及びｂに相当する。これら２つの方向は、好適には格子開口３２５の対角線に平行する。

この道具は、他の角度及び繰り返し長さ比を有する他の形状を受け入れるように、軸回転可能である。長い繰り返し長さを短くすると、同時に短い繰り返し長さは長くなる。道具角度βが９０度であれば、繰り返し長さは等しくなる。

接続点でバーを接続する回転軸は、格子の平面から若干距離延びているので、力伝送具として働くことができる。力伝送具は、展伸金属と相互作用するのに好適な形状となっている。

予備展伸金属を最終状態に展伸するため、道具を第一道具角度βを有する第一形状とし、予備展伸金属を引っ掛ける。次いで、道具を第二道具角度βを有する第二形状中に移動する。この複数の力伝送具は、互いに離れて一方向（３１５）に移動し、同時に互いに垂直方向（３１８）に向かって移動する。力伝送具は、展伸金属上の複数の点と相互作用し、これにより同時に延伸方向に展伸力を、また同時に延伸方向に対し垂直方向に圧縮力を加えて、展伸金属を所望の形態とする。

図１２及び図１３を参照する。図１２も図９で既に検討したとおり、従来の展伸金属シート２０１（の一部）を示す。シート２０１の開口２０５から道具３３１が見える。この道具は、図１１の道具３０１と類似する。類似部分は同じ符号で示した。道具３３１で形成される格子は、道具角度βが延伸角度に相当する場合、予備展伸金属で形成された格子と似合うように選択される。

シート２０１の各開口には、道具３３１の接続点３１０上に力伝送具３３５が配置される。この図では接続点３１０は、力伝送具が存在しない周辺部に示しただけである。力伝送具は全て同じ大きさ及び形状を有し、各力伝送具は、予備展伸金属中の開口の切り込み型コーナー点に向かって延びた先細り末端と一緒に延びている。道具角度が増大するように道具を伸縮させると、力伝送具は、方向２１５に展伸し、同時に方向２１８に収縮するように、予備展伸金属のストランド部を引っ掛ける。

最終状態を図１３に示す。この実施態様では、力伝送具の伸長方向の長さは、切り込み型コーナー点間の開口、即ち、方向２１８の最終幅を決定する。同時に、展伸工程で得られる最大道具角度は、この長さにより決定され、したがって、開口の所望大きさは、道具角度を最大にすることにより得られる。力伝送具３３５の方向２１８の長さは、本例では、ストランド部の長さ及びボンド部の厚さのようなパラメーターを考慮して、最終展伸金属が所望の繰り返し長さ比を持つように、本例では延伸方向２１５及び垂直方向２１８に平行してそれぞれ同じ繰り返し長さＡ’、Ｂ’となるように選択される。

好適には力伝送具は展伸中、延伸方向に対し垂直の伸長方向に向かせたまま配置する。これは、例えば展伸金属の平面から若干の距離を置いて複数のレールを配置することにより達成できる。これらのレールでは、力伝送具はその形状（又は力伝送具が接続する接続点）により、展伸中、滑動し、これによりその方向を保持できる。

本発明の支持体で支持された管束を有する熱交換器の部分縦断面の概略図である。 本発明支持板の一実施態様についての図１のＩＩ−ＩＩ部の拡大概略図である。 図２の管支持体に使用される過剰延伸展伸金属シートの概略図である。 図３の展伸金属シートを２枚、互いに横方向に移し変えた場合に形成される支持体通路の概略図である。 図３の展伸金属シートを２枚、本発明に従って互いに回転させた場合に形成される支持体通路の概略図である。 本発明の管支持体に使用される過剰延伸展伸金属シートの他の一実施態様の概略図である。 図６に示す展伸金属シートを２枚、従来技術のように互いに横方向に移し変えた場合に形成される支持体通路の概略図である。 図６に示す展伸金属シートを２枚、本発明に従って互いに回転させた場合に形成される支持体通路の概略図である。 予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第一実施態様での開始時の状態を示す概略図である。 予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第一実施態様での終了時の状態を示す概略図である。 予備展伸金属を更に展伸する道具の一実施態様の概略図である。 予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第二実施態様での開始時の状態を示す概略図である。 予備展伸金属を最終の大きさに展伸する本発明方法の第二実施態様での終了時の状態を示す概略図である。

符号の説明

１ 熱交換器
５ 円筒形シェル
１１、１５、１９ 平行管
２０ 展伸金属シート
２１、２２、２３、２４、２５ 支持板
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７ 支持板２１の開口
４１、４２、４３、４４ ストランド部
４５、４６ ボンド部
４８、４９ 鏡対称軸
５０ 支持板２１の特有の方向
５１、５２、５３、５４ 繰り返し長さの起点
６１、６２、６３、６４ 支持板２２の開口
６８、６９ 鏡対称軸
７１、７２、７３、７４ 支持体通路
８１、８２；８３、８４；８５、８６；８７、８８ コーナー点の対
８９、９０；９１、２２；９３、９４ コーナー点の対
１２０ 展伸金属シート
１５０、１５０’ 延伸方向
１８０ 延伸方向に対し垂直な方向
２２０ 道具
２２８ａ、ｂ、ｃ、ｄ フック
２２９ 辺
２２５ａ、ｂ、ｃ、ｄ アーム又は力伝送具
Ａ’、Ｂ’ 繰り返し長さ
３０１ 道具
３０５ａ、ｂ、ｃ、ｄ バー
３０６ａ、ｂ、ｃ、ｄ バー
３１５ 第一方向
３１８ 第二方向
α 延伸角度
β バーの組間の角度、第一道具角度又は第二道具角度

Claims (11)

1. 金属シートを細長く切り裂き、延伸方向に延伸することにより製造された展伸金属シートであって、延伸方向には第一繰り返し長さを有すると共に、延伸方向に対し垂直方向には第二繰り返し長さを有し、かつ第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとはほぼ同じである複数の開口からなる格子が形成された該展伸金属シート。
2. 各開口はほぼＶ形の２対のストランド部により規定され、各対のストランド部は延伸方向に隣接して、ほぼ８５度以上である延伸角度を規定し、また２つのボンド部がＶ形末端で２対のストランド部を相互に連結している請求項１に記載の展伸金属シート。
3. 延伸角度が９０度を超え、好ましくは１１０〜１３０度、更に好ましくはほぼ１２０度である請求項２に記載の展伸金属シート。
4. 金属シートを細長く切り裂き、延伸方向に延伸することにより製造された展伸金属シートであって、延伸方向には第一繰り返し長さを有すると共に、延伸方向に対し垂直方向には第二繰り返し長さを有し、かつ第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとはほぼ同じである複数の開口からなる格子が形成され、各開口はほぼＶ形の２対のストランド部により規定され、各対のストランド部は延伸方向に隣接して、９０度を超える延伸角度を規定し、２つのボンド部がＶ形末端で２対のストランド部を相互に連結している該展伸金属シート。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の展伸金属シートを１束の平行管の支持に使用する方法。
6. 複数の展伸金属シートが、支持すべき管の長さ方向に間隔を置いて横支持板として使用され、これら展伸金属シートの少なくとも２枚は、相互に垂直方向に延びている請求項５に記載の使用法。
7. 複数の開口からなる格子を形成すると共に、第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとの比が所定比となるように、第一方向には第一繰り返し長さを有し、また第一方向に対し垂直の第二方向には第二繰り返し長さを有する展伸金属の製造法において、
   第一方向と同じ延伸方向を有する予備展伸金属を供給して、第一繰り返し長さと第二繰り返し長さとの比が所定比よりも低い格子を形成する工程、
   第二方向に関し各種位置の複数箇所に第一方向に平行に展伸力を、所定の繰り返し長さ比が得られるまで加える工程であって、該展伸力は、複数箇所と協同する複数の力伝送具を用いて加えられ、該力伝送具は、伸長力を加えながら、第二方向に互いに向かって移動できるように配列している該工程、
   を含む該展伸金属の製造法。
8. 力伝送具が、展伸金属引っ掛け用フックを備えたほぼ平行なアームの形態である請求項７に記載の方法。
9. アームは、展伸力がかかる側に滑動可能に取付けられる請求項７に記載の方法。
10. ２組の平行部材間で異なる道具角度を持った形状を受容できる伸縮可能の格子を形成するように、互いに接続点と連結した２組の平行部材を有する道具が使用され、力伝送具が格子上に、格子の平面から延びて配置され、更に該方法が
    道具を第一角度を有する第一形状とする工程、
    道具を予備展伸金属に引っ掛ける工程、及び
    道具を第二道具角度を有する第二形状に移し、これにより展伸力を展伸金属に加える工程、
    を含む請求項７に記載の方法。
11. 力伝送具は、道具が展伸金属を引っ掛ける時の最大道具角度を決定する形状を有する請求項１０に記載の方法。