JP5911801B2 - 中空域、好ましくは流体の循環用の中空域を有するモジュールを製作するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般には、熱間静水圧プレス（ｈｏｔ ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）によりもたらされる拡散接合による、中空領域を有するモジュールの製作の分野に関する。

特に、本発明は、その中空領域が、好ましくは流体循環用に設計された１つの、または複数のチャネルの形式をとるモジュールの製作に適用される。

このモジュールに関しては、熱交換器、および好ましくは、コンパクトなプレート式熱交換器と呼ばれ、それに関して得られる熱交換が、交換器の体積に対する熱交換表面積の比が大きいためにきわめて申し分のないもののような、数多くの適用例が企図され得る。例えば、これは熱交換器システムを含む場合があり、該熱交換器システムはモジュールまたはモジュールの積層体を備え、該モジュールまたはモジュールの積層体は、プレート積層方向に、第１の流体循環領域および第２の流体循環領域を交互に形成し、触媒作用的なものであり得る化学反応が、これらの流体循環領域の少なくとも１つで行われるように設計される。したがって、これらの領域の少なくとも１つの内部で見出される化学反応により、そのような交換器は、反応器とも呼ばれる。より一般的には、そのような熱交換器は、交換器／反応器と呼ばれる。

このタイプの交換器システムに関しては、いくつかの使用方法、例えば、化学もしくは薬剤の製品の製造、または燃料電池装置さえもが企図され得ることに留意されたい。

中空モジュールに関しては、加圧冷却装置、熱吸収装置、復熱器での、および、より一般的には、内部流体循環チャネルを有するすべての装置での、他の適用例もまた企図され得る。

従来技術からは、中に管が挿入され、その幾何形状が所望の循環チャネルのものに対応する空洞を共同して画定するように一体にプレスされる、２つの溝切りされたプレートに基づく中空モジュールの製作が知られている。この仮定の場合では、拡散により組み立てられるべき表面は、まず洗浄され、部品が積層され、その後、プレートの周辺部が、溶接により、または、溶接により気密にされた外囲器にプレートを挿入することにより、気密にされる。同様に、管の端部の周辺部が、同じ２つのプレートに対する、または外囲器に対する溶接により、気密にされる。この外囲器は、缶と呼ばれる。

このように形成されたアセンブリの従来型の脱気の後で、それは、熱間静水圧プレスサイクルを受け、その間、加圧気体は、アセンブリの要素間の界面に入り込むことは許されず、したがって、これらは、拡散によりそれら自体を相互に適切に接合することが可能になる。ただし、加圧気体は、管に入り込み、その結果、それらは、アセンブリの外面のものと同じ圧力を受ける。その結果、管の破砕は起こらず、それによって、それらの初期の幾何形状は維持される。

しかしながら、ある種の場合では、チャネルの形状は、特に、それが直管を曲げることにより得るには急すぎる曲管を含むときは、管では作製され得ないものである。

これに関連して、熱間静水圧プレスでの溝切りされたプレートの拡散接合を、それらの間に管を挿入することなしに行うことによるアセンブリは、構造の相当の劣化という代償によってのみ可能であるということに留意されたい。実際、チャネルの入口および出口が気密の様式で閉塞されないならば、加圧気体は、溝切りされたプレートの間に入り込み、それらが接合されることを妨げる。逆に、チャネルの入口および出口が気密に閉塞されるならば、それらは圧力により破砕され、そのことは、チャネルの寸法精度の容認不可能な損失を、またはそれらの完全な消失さえも招く。そのような場合、圧力を低減することは、当然ながら、チャネルの破砕がより少なくなることにつながるであろうが、接合継手の強度の低減が伴うことにもなる。

チャネルの破砕を回避するための別の技術的解決方法は、特許文献１に記載されるもののような、化学溶解により、または他の何らかの手段により、組立後に除去されることが可能である材料で作製される芯で、溝を充填することからなる。しかしながら、実際には、充填材およびその除去の仕様は、非常に困難なものであることが判明している。

さらに別の製作方法が、特許文献２から知られている。それは、チャネルを予示する溝をプレートに機械加工すること、これらの溝の上面を、それらに細長い条片を溶接により付与することによって封止すること、その後、熱間静水圧プレスにより、細長い条片を被覆するふたの形式の第２の要素を、プレートに組み立てることからなる。この解決方法は、いくつかの欠点を示し、それらの中には、高コスト、チャネルが直線的でない場合細長い条片上での溶接が困難であること、複数のチャネルもしくは大きな長さのチャネルを含む構造に対して条片のすべての溶接の気密性を検査かつ保証することが困難であること、または、いわゆる「３Ｄ」チャネルを製造する目的で、チャネルの深さを上回る変則的なチャネル幅を有するチャネルを構築することが不可能であることさえもある。

最後に、別の製作方法が、非特許文献１から知られている。そこには、熱間静水圧プレスでの拡散接合により、２つのステップで、基本的部品を組み立てることからなる方法が記載されている。基本的部品の全部または一部によって、それらを並置することにより、所望のチャネルを再構成することが可能になる。これらの基本的部品は、その後脱気され、次いで閉塞されるアセンブリを形成するために、気密缶に挿入される。別法として、やはり中空領域を囲む気密外囲器を形成するように、基本的部品の周辺部が気密に溶接され、チャネルが閉塞される。

第１の拡散接合ステップの間は、ステップの継続時間と同様に、熱間静水圧プレスの温度および圧力の条件が、一方では、部品に関して、それらの界面を気密にする接合を得るように、および他方では、チャネルの変形が、たとえあるとしても、無視できるままであるように、標準的に提供される。

この第１のステップの後で、アセンブリは、チャネルに対向して、好ましくは積層体に対して直角に、空気がそれに入り込むことを可能にするように穿孔される。したがって、中空領域の気密性は破られる。これに続くのが、基本的部品間の良好な品質の拡散接合の実現を保証するように、より高い圧力で実行される、第２の拡散接合ステップである。この第２のステップの間は、第１の接合ステップとは異なり、加圧気体がチャネルに入り込み、それによって、チャネルの破砕を回避すること、および、それらに容認可能な幾何形状を保持させることが可能になる。

この解決方法は、チャネルの形状を必要以上にひどく変えることのない、界面での接合を用意するために、熱間静水圧プレスの温度および圧力の条件に関して採用されるべき折衷案は、発見するのが困難なことが判明することが多いという、重大な欠点を示す。実際、かなりの数の場合において、界面での申し分のない気密性を得るために必要な圧力は、チャネルの破砕をもたらす一方で、同時に、チャネルの無視できる変形を単に生み出す最大の圧力は、界面での申し分のない気密性を得るためには十分ではないということが観察されている。

特開２００６−２６３７４６号明細書 仏国特許出願第２８７９４８９号明細書

「ＨＩＰ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｗａｌｌ ａｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＥＵ ＨＣＰＢ ｂｌａｎｋｅｔ」、Ｐ． Ｎｏｒａｊｉｔｒａら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ３０７〜３１１頁（２００２）

したがって、本発明は、従来技術の進展に関連する上述の欠点を少なくとも部分的に補正する目的を有する。

この目標のために、本発明は、その目的として、中空領域を有するモジュールのための製作方法であって、
− 積層方向にしたがって積層されるプレートからなり、中空領域を画定し、それらの間には、中空領域の全部または一部を構成し、少なくともその面の１つで開口し、その上に凹部輪郭を画定する凹部を有する、少なくとも１つの凹プレートがあるアセンブリを作製するステップからなり、前記アセンブリが、凹部輪郭を画定する各面と、積層方向でのアセンブリの直接隣接するプレートとの間に、前記凹部輪郭に追従する材料ストランドを備えるステップと、
− それが接触するアセンブリのプレートへの各材料ストランドの拡散接合を実現する目的で、前記アセンブリ（４）を処理し、その関連する凹部輪郭に沿って、それがその間に配置される２つのプレートの気密接続を構成するステップからなるステップと、
− アセンブリを、その要素間で拡散接合を得るように実行される、熱間静水圧プレスにより圧密化し、加圧気体が前記中空領域に入ることを可能にすることにより該圧密化ステップが実施されるステップと、
を含む方法を有する。

本発明の独創性は、処理ステップの間に、拡散接合に好都合であるかなりの可塑的な変形を受ける材料ストランドの埋め込みにある。これは、積層方向に直交する平面でのその断面が、起伏がある（ｉｎ ｒｅｌｉｅｆ）凹プレートの部分のものよりかなり小さく、その結果、それにかけられる破砕力が、はるかに大きいという事実により説明される。

その結果、この処理ステップに関して、材料ストランドが、それ自体を、それが接触するアセンブリのプレートに接合するのに十分な圧力を見出すことが容易であり、したがって、それが間に配置される２つのプレートの気密接続を、それによってそれらのプレートの何らかの変形を引き起こすことなしに確かなものにする。有利には、界面での接合がこのように達成され、中空領域の幾何形状が保たれる。これに関連して、処理ステップは、好ましくは、熱間静水圧プレスにより実施されるものの、例えば、一軸プレスの使用、ウエイトの使用、またはクランプ方式でさえの使用のように、他の任意の拡散接合技法が使用され得ることに留意されたい。

熱間静水圧プレス技法が処理ステップに対して使用されるとき、加圧気体は、ストランドの接触面での接合を引き離すことを回避するために、中空領域に入ることが禁止される。

上述のように、この処理ステップの間保たれる拡散接合は、材料ストランドでの気密性を得るには十分であるが、機械的強度は低く、それは、後続の圧密化ステップの実施により圧密化されることが意図されている。このステップの開始の前に、好ましくは、先述の積層されたプレートの一方および／または他方を穿孔することにより、加圧気体が中空領域に入り込むことができるように準備されている。これにより、拡散接合された界面での高い機械的強度の実現に好都合である非常に高い圧力を、中空領域の破砕を引き起こすことなく付与することが可能になり、したがって、これにより、所望の幾何形状が保持され得る。これは、中空領域の内部が、プレスがかけられるアセンブリの外面に付与されるものと同じ圧力を受けるという事実により説明される。

さらに、本発明は、好ましくはチャネルの形式を有する中空領域の形状を定める際に、特にそれらがプレート内でレーザカッティングにより作製される場合に、大きな自由度を許容する。例えば「３Ｄ」チャネルの形状、得られるチャネルの形状が複雑であることは、有利には、交換器内で使用される場合には、非常に高い熱性能を有し、交換器／反応器内で使用される場合には、化学反応物の混合において高い性能を有する、コンパクトなモジュールを得ることにつながる。

最後に、それは、要素を組み立てるためのろう付けを必要とせず、したがって、腐食性流体が使用される場合に面倒を起こさない。

好ましくは、各材料ストランドが、その関連する凹プレートと一体に設計され、または、挿入部としてアセンブリに付与される。後者の場合では、処理ステップの間に、ストランドは、拡散によりそれ自体を、それが間に挿置される２つのプレートに接合し、それらの間に気密封止を提供する。

好ましくは、アセンブリの少なくとも１つの凹プレートが、中空領域の全部または一部分を形成し、その面の１つのみで開口し、一方で、上に凹部輪郭を画定する凹部を有する。次いで、その面の１つのみで開口する凹部を画定する凹プレートに関連する材料ストランドが、アセンブリの中実プレートまたは別の凹プレートと協働することが規定される。中実プレートは、中空領域を閉鎖する機能を充足し、一方で、凹プレートは、その残りを形成する。後者の場合では、２つの凹プレートの２つの対向面にそれぞれ設けられるこれらの２つの凹部輪郭が、好ましくは同一である、または類似している。

別法として、または同時に、アセンブリの少なくとも１つの凹プレートが、中空領域の全部または一部分を形成し、その反対面の両方で開口する凹部を有し、この貫通凹部が、２つの反対面のそれぞれの上に凹部輪郭を画定するということを規定することが可能である。次いで、貫通凹部を画定する凹プレートに関連する２つの材料ストランドのそれぞれが、アセンブリの中実プレートと、または別の凹プレートと協働することが規定される。ここでもまた、後者の場合では、２つの凹プレートの２つの対向面にそれぞれ設けられる２つの凹部輪郭が、好ましくは同一である、または類似している。

当然ながら、アセンブリは、上記の解決方法の１つによる、またはこれらの解決方法の組み合わせによる、プレートの積層体を含み得る。

上述のように、前記アセンブリ処理ステップが、前記圧密化ステップに対して使用されるものより低い圧力で、熱間静水圧プレスにより、さらに実行される。

好ましくは、アセンブリが、その処理ステップの前に、凹部を有するプレートの面の、積層方向での正射影での面積が、その関連する材料ストランドの面積より、少なくともＮ倍大きいような方法で作製され、Ｎは、１．５より大きく、好ましくは３より大きい。よりいっそう好ましくは、Ｎは４より大きい。

圧縮力は、積層方向に直交する平面での材料の断面に反比例するので、Ｎの大きな値は、起伏があり、プレートの上述の面で終わっている凹プレートの部分のものよりむしろ、材料ストランドの変形に好都合である。これにより、可塑的に変形する材料ストランドでの良好な気密封止を得ることが可能になり、一方で、プレートの完全性および幾何形状を依然として保つ。

好ましくは、前記アセンブリが、凹部輪郭を画定する凹プレートの各面と、積層方向でのアセンブリの直接隣接するプレートとの間に、これら２つのプレートの周辺部に沿った周辺材料ストランドをさらに含み、後続のアセンブリ処理ステップが、それが接触するアセンブリのプレートへのそれぞれの周辺材料ストランドの拡散接合を、それらの周辺部に沿って得て、それが間に配置される２つのプレートの気密接続を形成することをさらに目的とする。

１つの代替方法は、処理ステップの前に、例えばＴＩＧ溶接により、プレートをそれらの周辺部で一体に溶接することとなる。

好ましくは、前記中空領域が、複数の流体循環チャネルの形式を有する。

好ましくは、前記モジュールが、熱交換器システムを装備するように設計されるものの、上述のすべての適用例が、本発明の範囲から逸脱することなく企図され得る。

好ましくは、前記モジュールが、アセンブリを構成する要素の大部分と同様に、プレートの形式を有する。

本発明の他の利点および特徴は、以下の詳細な、非限定的な説明に現れることになる。

この説明は、添付の図面を参照して与えられることになる。

本発明の好適な実施形態による方法の実施の結果として得られる、流体循環モジュールの概略斜視図である。 図１の前記モジュールを形成するように設計されたアセンブリの、その処理の前の分解斜視図である。 図２に示されるアセンブリの一部分の非分解斜視図である。 図２の平面Ｐに沿った断面図で表されるアセンブリの一部分の斜視図である。 アセンブリが代替の実施形態の形式を呈する、図３のものと同様の図である。 別の代替の実施形態の形式を呈するアセンブリの断面図である。 アセンブリが別の代替の実施形態の形式を呈する、図６のものと同様の図である。 図７に示されるアセンブリの一体部を構成する凹プレートを示す図である。

図１を参照すると、熱交換器システム用のモジュール１、好ましくはプレート式熱交換器タイプの熱交換器システム用のモジュール１、例えば、原子炉により生成された熱を抽出するように設計された熱交換器システム用のモジュール１が認められ得る。

典型的には、このモジュールは、長さが１０から３０ｃｍ程度であり、幅が１０から１５ｃｍ程度であり、厚さが１から５ｃｍ程度である。しかしながら、システムの適用例に応じて、任意の種類の寸法設定が企図され得る。

モジュール１は、本発明に特有であるその製作方法は以下で説明されるが、実質的に平行六面体の、またはプレート状の形状であり、それを貫通して、複数の流体循環チャネル２が通る。示される例では、複数の、好ましくは相互に平行なチャネルセグメント２’が間にある、入口２ａおよび出口２ｂを有する単一のチャネル２が与えられる。セグメント２’は、それらの対応する端部で対に連結される。チャネルセグメント２’は、図１の点線により概略的に示されるように、実質的に直線状である場合があり、または、いわゆる屈曲した、もしくはジグザグの形式のような、適切と考えられる他の任意の形式を想定することができる。さらに、これらのチャネル２の断面もまた、直面するニーズに応じて適合され得る。指示的な例として、それは、正方形、長方形、または「３Ｄ」チャネルを生成するために変化する形状のものでさえあり得る。

このモジュール１の製作を続行するために、まず、積層された要素のアセンブリが作製され、このアセンブリは、図２で標示４により全体的に示されている。

積層は、好ましくは水平の、従来型の基部の上で実行され得るものであり、その上にまず、好ましくはＸ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２オーステナイト系ステンレス鋼で作製される金属プレート６が配置される。プレート６は、その上面６ａに開口している凹部８を示し、この凹部８は、チャネル２全体を構成する。上面６ａに凹部輪郭すなわちチャネル輪郭を画定する、この出口のない凹部８を得るために、従来型の機械加工が、好ましくはフライス加工により、好ましく実行される。

示される例では、各チャネルセグメントの断面は、実質的に正方形であり、やはり実質的に正方形であり、１辺が１０ｃｍおよび厚さが２５ｍｍである凹プレート６上で、１辺が約１０ｍｍの寸法がある。

アセンブリ４は、中実すなわち非陥凹であり、好ましくは、やはりＸ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２オーステナイト系ステンレス鋼で作製され、やはり実質的に正方形であり、１辺が１０ｃｍおよび厚さが１５ｍｍである上部プレート１２をさらに含む。

これらの２つのプレート６、１２は、プレートに実質的に直交する積層方向１４に沿って積層され、したがって、それらは、好ましくは平坦であるが、別法として、わずかに曲線状であってもよい。

したがって、上部プレート１２は、その平坦な下面１２ａにより、チャネルを構成するプレート６の凹部８を、上方向で閉鎖する機能を有する。

本発明の特徴の１つは、図３で最もよくわかるように、凹部輪郭１０ａに沿って置かれる、すなわち、その側部面を拡張し、一方で面６ａから突出する材料ストランド１８を組み込む挿入部１６の、アセンブリ４での、２つのプレート６、１２の間への埋め込みにある。したがって、材料ストランド１８は、高さが０．３ｍｍ程度および幅が１ｍｍ程度の長方形の断面を有する閉線を画定する。ここでもまた、ストランドは、好ましくはＸ２ＣｒＮｉＭｏ１７−１２−２オーステナイト系ステンレス鋼で作製されるものの、プレート６、１２に対して選択されるものとは異なる材料が、本発明の技術的範囲から逸脱することなく選ばれ得る。拡散接合に好都合であるこれらの材料には、例えば、鋼鉄、ニッケルの、銅の、チタンの、ジルコニウムの、アルミニウムの、および耐火材の合金がある。まさにそのタイプの材料が、プレート６、１２を作製するために使用され得ることに留意されたい。

したがって、アセンブリ４では、プレート６、１２の間へのストランド１８の挿入物により、それらの対向面６ａ、１２ａの間に隙間が生成され、この隙間の大きさは、ストランド１８の高さに対応する。

説明される好適な実施形態では、図３および４でわかるように、挿入部１６は、２つのプレート６、１２の間にあり、それらの周辺部に沿って置かれる周辺材料ストランド２０をさらに含む。したがって、このストランド２０は、好ましくはストランド１８のものと同一の断面を有する、および同じ材料の、閉じた正方形の線の形状をとる。２つのストランド１８、２０を相互接続するために、好ましくは直線的である接続ストランド２２が、２つのストランド１８、２０の間の間隔が最小である場所に位置決めされて設けられる。同じ断面および同じ材料が、これらの接続ストランド２２のためにもまた選択される。

挿入部１６は、機械加工により、すなわち、好ましくは薄い金属シートから、好ましくはウォータジェットまたはレーザを使用するカッティングにより、それを切り抜くことにより作製され得る。

積層方向１４での正射影では、プレート６の面６ａの面積は、挿入部の面積よりきわめて大幅に大きく、３から７程度の比Ｒが選択され得る。この比は、当然ながら、それぞれ積層方向１４に直交する平面での、起伏があり、面６ａで終わっているプレート６の部分の断面と、挿入部１６の断面との間のものと同一である。

好適な実施形態では、積層方向１４に直交する平面での、起伏があるプレート６の部分、すなわち、凹部８を画定する溝切りされた部分の断面は、やはり積層方向１４に直交する平面での、このプレート６の中実部分の断面の７２％に達する。

同時に、積層方向１４に直交する平面での、挿入部１６の断面は、やはり積層方向１４に直交する平面での、プレート６の中実部の断面の１２．４％に達し、後者の断面は、挿入部の横断面に対応する。

したがって、上述の比Ｒは、ここでは５．８程度である。

アセンブリ４の製作は、プレートの積層体を、気密外囲器２４に滑り込ませることにより継続され、その後、それは、その端部で、やはり気密の様式で閉じられる。したがって、缶とも呼ばれるこの外囲器は、積層体のものと整合する形状を伴う内容積を有する。この技法は、所望のモジュールが、いくつかの流体循環レベル（事例は示さない）、すなわち、プレート６、１２を積層することにより得られる、プレートの積層方向に沿って積層されるいくつかのチャネルを含む場合、特に好適である。

これに対して、１つの代替の実施態様は、中空領域を構成するチャネル２を囲む気密外囲器を形成するために、好ましくはＴＩＧ溶接により、２つのプレート６、１２を、それらの周辺部で、一方を他方の上部の上にして溶接することからなる。

モジュール１の製作は、熱間静水圧プレスによりアセンブリ４を処理することにより継続される。プレスの前に、外囲器２４に、ここでは図２に示されるように側部壁面の１つに作製される開口部２８を通してポンピングすることにより、アセンブリの脱気が実行される。脱気が達成された後で、アセンブリ４の外部に対するチャネル／凹部の気密性を実現するように、開口部２８は、プラグ３０を用いて閉じられる。

アセンブリ４のプレスが、適切な筐体（図示せず）の内部で、次に詳細に説明される温度および圧力の条件を適用することにより実行される。

圧力および温度の上昇は、それらが、例えば６Ｍｐａおよび１０００℃にそれぞれ設定される、値Ｐ１およびＴ１それぞれに到達するようにもたらされる。処理は、２時間程度の期間の間適用され、その間、起伏があるプレート６の部分に作用する圧縮力は、約６／０．７２、すなわち約８．３Ｍｐａであり、挿入部１６に作用する圧縮力は、約６／０．１２４ＭＰａ、すなわち約４８．３Ｍｐａであり、すなわち、５．８倍大きい。

したがって、ストランド１８、２０、２２は、低圧処理の間に可塑的に変形し、拡散により、それらが間に配置されるプレート６、１２に、面６ａ、１２ａで接合する傾向を有する。積層方向に圧縮されるこれらのストランドの拡散接合の間、プレート６、１２に付与される力は、それらの変形をもたらすには十分ではなく、その結果、凹部８の幾何形状は維持されたままである。その上、ストランドが可塑的に変形しながら徐々に圧縮されるにつれて、積層方向に直交する平面でのそれらの断面が増大し、圧縮力が同程度に減少して、ストランドは変形を中止する。熱間静水圧プレスの停止がさらに、処理ステップを終結させるために企図され得る。

したがって、この処理ステップの間保たれる接合は、挿入部の界面の気密性を実現するには十分であるが、機械的強度は低く、それは、後続の圧密化ステップの実施により、さらには熱間静水圧プレスにより圧密化されることが意図されている。ここで、上述の界面は、当然ながら、ストランド１８、２０、２２と、プレート６および１２の面６ａ、１２ａとの間の接触面である。

中間ステップは、チャネルを構成する凹部８がこのアセンブリの外部と連通するようにするために、処理されたアセンブリ４を穿孔するステップからなる。好ましくは、この連通は、チャネル８に面するプレート６、１２の一方および／または他方を貫通して、積層体に対し直角に穿孔するステップにより実行される。このステップは、適切に考えられる任意の技法を使用して実行され得る。

次いで、それぞれ、１１００℃程度の値Ｔ２および１２０ＭＰａ程度の値Ｐ２への、温度の、および圧力の上昇に追従して、圧密化ステップが実行される。このステップは、おおよそ３時間続き、その間、付与される圧力は、したがって、処理ステップの間よりはるかに高い。これは、拡散接合された界面で、すなわち面６ａおよび１２ａで良好な機械的強度を得ることに好都合である。その上、凹部８の内部は、ここでは、プレスがかけられるアセンブリの外部面に付与されるものと同じ圧力を受けるという事実によって、アセンブリ４は崩壊しない。

次いで、例えば、塊状ブロック、多材料に相当する、いわゆるモノリシックモジュール１が得られ、それを貫通して、流体循環チャネル２が通る。

モジュール１を使用する前に、モジュールのチャネルでの流体の流入／流出を可能にするために、１つまたは複数の機械加工作業が実行される。

熱交換器システムでのモジュールの使用の際、流体は、例えば、チャネル２の入口２ａに配置される吸入マニホルド（図示せず）により取り込まれる。その後、流体は、チャネル２内の蛇行経路内を循環した後、出口２ｂを通ってそれから流出し、例えば、システムの排出マニホルド（図示せず）に入る。

次に図５を参照すると、代替の実施形態が認められ、そこでは、アセンブリの凹プレート６が、単一ユニットとして、周辺ストランド２０、および、凹部輪郭１０ａに沿って置かれる材料ストランド１８を組み込む。したがって、これら２つのストランド１８、２０は、凹プレートの上面６ａから突出し、前述の実施形態の挿入部のストランドに関して説明されたものと実質的に同一である断面を有するビードの形式をとる。したがって、この挿入部は、積層されるアセンブリでは必要でなくなり、ストランド１８、２０は、その上部で、やはりプレート６、１２の間の気密接続をストランドで得る目的で、中実プレート１２の下面１２ａのみと接触するように設計される。

図６は、アセンブリ４の異なる実施形態を示し、そこでは、積層体の上部プレートが、保持されている下側の凹プレート６のものと同一である、または類似している形状を有する、凹プレート６’により置換されている。ただし、プレート６’は裏返され、その結果、その下面６’ａで開口するその凹部８’が、凹部８に面しており、２つの凹部８、８’は相互に拡張し、得られるべきチャネルを共同して構成する。さらに、積層方向１４で、面６’ａ上の凹部輪郭１０’ａおよび面６ａ上の凹部輪郭１０ａが併合され、それぞれが、２つのプレート６、６’の間に挿置される挿入部１６のストランド１８により拡張される。

最後に、図７および８に示される実施形態では、凹プレート６が、貫通凹部８を有し、したがって、それは、凹部輪郭１０ａおよび凹部輪郭１０ｂをそれぞれ画定するように、その上面６ａとその下面６ｂの両方で開口している。チャネル全体を構成するように設計される凹部８は、その上部で、前に説明されたものと同一である上部中実プレート１２により閉鎖され、その下部で、上部中実プレートと同一である下部中実プレート１２により閉鎖される。

ここでもまた、挿入部１６が、好ましくはレーザカッティングにより作製される凹プレート６と、中実プレート１２のそれぞれとの間に挿置される。

図６から８の実施形態では、挿入部の解決方法は、当然ながら、図５を参照して示されたように、凹プレートと一体化したストランドを使用する解決方法により置換され得る。

当然ながら、単に非限定的な例によって説明されたにすぎない本発明に関して、様々な修正が、当業者により与えられ得る。

１ モジュール
２ 流体循環チャネル、チャネル
２ａ 入口
２ｂ 出口
２’ チャネルセグメント、セグメント
４ アセンブリ
６ 金属プレート、凹プレート、プレート
６ａ 上面、対向面、面
６ｂ 下面
６’ 凹プレート、プレート
６’ａ 下面、面
８ 凹部、チャネル、貫通凹部
８’ 凹部
１０ａ、１０ｂ、１０’ａ 凹部輪郭
１２ 上部プレート、中実プレート、プレート
１２ａ 下面、対向面、面
１４ 積層方向
１６ 挿入部
１８ 材料ストランド、ストランド
２０ 周辺材料ストランド、周辺ストランド、ストランド
２２ 接続ストランド、ストランド
２４ 気密外囲器、外囲器
２８ 開口部
３０ プラグ

Claims (13)

1. 中空領域（２）を有するモジュール（１）を製作するための方法であって、
   積層方向（１４）で積層される複数のプレートからなるアセンブリ（４）であって、前記中空領域を画定し、前記中空領域の全部または一部を構成し、その面の少なくとも１つ（６ａ）で開口し、その上に凹部輪郭（１０ａ）を画定する凹部（８）を有する、少なくとも１つの凹プレート（６）を含むアセンブリ（４）を作製するステップからなり、前記アセンブリが、凹部輪郭を画定する各面と、前記積層方向で直接隣接する前記アセンブリの前記複数のプレートのうちのプレート（１２）との間に、前記凹部輪郭（１０ａ）に沿って置かれる材料ストランド（１８）を含むステップと、
   それが接触するプレートへの各材料ストランド（１８）の拡散接合を実現する目的で、前記アセンブリ（４）を処理し、その関連する凹部輪郭（１０ａ）に沿って、それがその間に配置される前記凹プレート（６）及び前記プレート（１２）の気密接続を構成するステップからなるアセンブリ処理ステップと、
   前記アセンブリを、その要素の拡散接合を実現するような方法で実行される、熱間静水圧プレスにより圧密化し、前記圧密化が、加圧気体が前記中空領域（２）に入ることを可能にしながら実施される圧密化ステップと、
   を含む方法。
2. 各材料ストランド（１８）及び前記凹プレート（６）が単一ユニットとして形成され、又は、各材料ストランド（１８）が、前記凹プレート（６）及び前記プレート（１２）と異なる部材である挿入部（１６）として前記アセンブリに付与される、請求項１に記載の方法。
3. 前記アセンブリの少なくとも１つの凹プレート（６）が、前記中空領域の全部または一部分を構成し、その面の１つ（６ａ）でのみ開口し、その上に凹部輪郭（１０ａ）を画定する凹部（８）を有する、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. その面の１つ（６ａ）でのみで開口する凹部（８）を画定する前記凹プレート（６）に関連する前記材料ストランド（１８）が、中実である前記プレート（１２）と協働する、または前記凹プレート（６）と異なる前記アセンブリの別の凹プレート（６’）と協働する、請求項３に記載の方法。
5. 前記アセンブリの少なくとも１つの凹プレート（６）が、前記中空領域の全部または一部分を構成し、その２つの反対面（６ａ、６ｂ）で開口する凹部（８）を有し、この貫通凹部（８）が、前記プレートの前記２つの反対面のそれぞれの上に凹部輪郭（１０ａ、１０ｂ）を画定する、請求項１または請求項２に記載の方法。
6. 貫通凹部（８）を画定する前記凹プレート（６）に関連する２つの材料ストランド（１８）のそれぞれが、中実である前記プレート（１２）と協働する、または前記凹プレート（６）と異なる前記アセンブリの別の凹プレート（６’）と協働する、請求項５に記載の方法。
7. 前記アセンブリ処理ステップが、前記圧密化ステップに対して使用されるものより低い圧力で、熱間静水圧プレスにより、実行される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 熱間静水圧プレスにより実行される前記アセンブリ処理ステップの後に、前記凹部（８）が前記アセンブリ（４）の外部と連通するようにするために実施される、前記アセンブリ（４）を穿孔するステップからなるステップが続く、請求項７に記載の方法。
9. 前記アセンブリが、前記アセンブリ処理ステップの前に、前記凹部（８）を有する前記凹プレート（６）の前記面（６ａ）の、前記積層方向（１４）での正射影での面積が、その関連する材料ストランド（１８）の面積より、少なくともＮ倍大きいように構成され、Ｎは、１．５より大きい、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記アセンブリが、凹部輪郭（１０ａ）を画定する、前記アセンブリの複数のプレートのうちの凹プレート（６）の各面（６ａ）と、前記積層方向で直接隣接する前記アセンブリの複数のプレートのうちのプレート（１２）との間に、前記凹プレート（６）及び前記プレート（１２）の周辺部に沿って置かれる周辺材料ストランド（２０）をさらに備え、後続のアセンブリ処理ステップが、それが接触する前記アセンブリの前記凹プレート（６）及び前記プレート（１２）へのそれぞれの周辺材料ストランド（２０）の拡散接合を目的とし、それらの周辺部に沿って、それが間に配置される前記凹プレート（６）及び前記プレート（１２）の気密接続を構成する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記中空領域が、１つの、または複数の流体循環チャネル（２）の形式をとる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記モジュール（１）が、熱交換器システムを装備するように設計される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記モジュール（１）が、プレートの形式をとる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

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