JP2014076471A - Jig for welding header and air cooling heat exchanger manufacturing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器コアに対してヘッダを溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具、および、これを用いた空冷式熱交換器の製造方法に関する。 The present invention relates to a header welding jig for connecting a header to a heat exchanger core by welding, and an air-cooled heat exchanger manufacturing method using the same.
従来の空冷式熱交換器として、複数のチューブを有する熱交換器コアを備え、この熱交換器コアの両端にヘッダを設けることによりチューブ内を通過する流体の流路を形成し、冷却ファンの作動によりチューブ外に供給される冷却用空気とチューブ内を通過する高温流体との間で熱交換させる構成が知られている(例えば、特許文献1)。このような空冷式熱交換器において、熱交換器コアに対するヘッダの取り付けは、チューブが接続されたヘッダプレートに対してろう付けや溶接等によりヘッダ本体を固定して行われるのが一般的である(例えば、特許文献2)。 As a conventional air-cooled heat exchanger, a heat exchanger core having a plurality of tubes is provided, and by providing headers at both ends of the heat exchanger core, a flow path for fluid passing through the tubes is formed, and a cooling fan A configuration is known in which heat is exchanged between cooling air supplied to the outside of the tube by operation and a high-temperature fluid passing through the tube (for example, Patent Document 1). In such an air-cooled heat exchanger, attachment of the header to the heat exchanger core is generally performed by fixing the header body to the header plate to which the tube is connected by brazing or welding. (For example, patent document 2).
空冷式熱交換器としては、車両用や家庭用等の小型のものだけでなく、都市ごみ焼却プラントにおける蒸気の冷却や、石油精製プラント・石油化学プラントにおける冷却水の生成等に用いられる大型のものも存在しており、大型化のニーズは近年高まっている。ところが、このような大型の空冷式熱交換器のコアにヘッダを溶接する際には、熱交換器コアをクレーン等で吊り上げて順次向きを変えながら、作業者が熱交換器コアの上に登って作業をしなければならない場合があり、作業が煩雑なものとなっていた。 Air-cooled heat exchangers are not only small ones for vehicles and homes, but also large ones used for cooling steam in municipal waste incineration plants and generating cooling water in oil refineries and petrochemical plants. There is also a thing, and the need for enlargement is increasing in recent years. However, when the header is welded to the core of such a large air-cooled heat exchanger, the operator climbs on the heat exchanger core while lifting the heat exchanger core with a crane or the like and sequentially changing the direction. In some cases, it was necessary to work, and the work was complicated.
そこで、本発明は、熱交換器コアに対するヘッダの溶接を迅速容易に行うことができるヘッダ溶接用治具の提供を目的とする。また、本発明は、上記のヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を効率良く製造することができる空冷式熱交換器の製造方法の提供を更なる目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a header welding jig that can quickly and easily weld a header to a heat exchanger core. Moreover, this invention makes it the further objective to provide the manufacturing method of the air cooling type heat exchanger which can manufacture an air cooling type heat exchanger efficiently using said jig | tool for header welding.
本発明の前記目的は、複数のチューブを備える熱交換器コアに対してヘッダを溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具であって、環状に形成された複数の回転部材と、複数の前記回転部材を軸線方向に間隔をあけて連結する連結部材と、前記熱交換器コアを前記連結部材に沿って保持する保持部材とを備えるヘッダ溶接用治具により達成される。 The object of the present invention is a header welding jig for welding a header to a heat exchanger core having a plurality of tubes by welding, and a plurality of rotating members formed in an annular shape, This is achieved by a header welding jig including a connecting member that connects the rotating members with an interval in the axial direction, and a holding member that holds the heat exchanger core along the connecting member.
このヘッダ溶接用治具において、前記回転部材は、湾曲した複数の分割部材を環状に結合して構成されていることが好ましく、前記保持部材は、前記熱交換器コアが載置される載置部材と、前記載置部材に載置された前記熱交換器コアの両側縁部を係止する係止部材とを備えることが好ましい。 In this header welding jig, the rotating member is preferably configured by annularly joining a plurality of curved divided members, and the holding member is mounted on which the heat exchanger core is mounted It is preferable to include a member and a locking member that locks both side edges of the heat exchanger core mounted on the mounting member.
また、本発明の前記目的は、上記のヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を製造する方法であって、複数のチューブを備える熱交換器コアの端部にヘッダを仮付けした状態で、前記熱交換器コアを前記保持部材に保持させるステップと、前記回転部材を回転させながら前記ヘッダの本溶接を行うステップとを備える空冷式熱交換器の製造方法により達成される。 Moreover, the object of the present invention is a method of manufacturing an air-cooled heat exchanger using the header welding jig, wherein a header is temporarily attached to an end of a heat exchanger core having a plurality of tubes. This is achieved by a method of manufacturing an air-cooled heat exchanger comprising: holding the heat exchanger core on the holding member in a state; and performing main welding of the header while rotating the rotating member.
本発明によれば、熱交換器コアに対するヘッダの溶接を迅速容易に行うことができるヘッダ溶接用治具を提供することができ、更に、このヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を効率良く製造することができる空冷式熱交換器の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the jig | tool for header welding which can perform the welding of the header with respect to a heat exchanger core quickly and easily can be provided, and also using this jig | tool for header welding, an air cooling type heat exchanger The manufacturing method of the air-cooling type heat exchanger which can be manufactured efficiently can be provided.
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るヘッダ溶接用治具の側面図であり、図2及び図3は、それぞれ図1に示すヘッダ溶接用治具の平面図および正面図である。図1から図3に示すように、ヘッダ溶接用治具1は、回転部材10、連結部材20および保持部材30を備えており、図1に2点鎖線で示すように、熱交換器コア50を、長手方向が連結部材20に沿うように保持することができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view of a header welding jig according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plan view and a front view of the header welding jig shown in FIG. 1, respectively. As shown in FIGS. 1 to 3, the
回転部材10は、円環状に形成されており、軸線方向に間隔をあけて2つ配置されている。各回転部材10,10は、個別に対応して床面Fにそれぞれ設置されたターニングローラ装置100,100に、軸線が水平となるように支持されている。ターニングローラ装置100は、回転部材10を支持する複数の回転ローラ102,102を備えており、回転部材10を外周方向に沿って回転させることができる。ターニングローラ装置100の1つは、回転ローラ102が減速機(図示せず)等を介して電動モータ104に連結されており、電動モータ104の駆動を制御することにより、回転部材10を所望の回転位置で停止させることができる。回転部材10の形状は、本実施形態のように円環状であることが好ましいが、外力により回転可能であればその形状は特に限定されるものではなく、例えばターニングローラ装置100により回転駆動される場合には、必要な回動範囲で湾曲した外周面を有する形状であればよい。回転部材10は、軸線方向に沿って3つ以上設けることも可能であり、熱交換器コア50が長尺である場合に特に有効である。
The rotating
回転部材10は、円弧状に形成された2つの分割部材12,14を備えている。分割部材12,14は、内周面に沿って設けられたリブ121,141と、湾曲方向の両端部から内方に突出するように設けられた結合部122,122;142,142とを備えており、結合部122,122;142,142同士をボルト等の連結具で結合することにより、全体として円環状となるように構成されている。分割部材12,14の内周面には、剛性を高めるためT字状の補強部材123,143がそれぞれ固定されており、これら補強部材123,143の間に、後述する熱交換器コア50を収容可能なスペースが形成される。一方の分割部材14には、連結部材20が取り付けられる取付部144が設けられている。回転部材10は、3つ以上の湾曲した分割部材を組み合わせて構成することも可能である。あるいは、熱交換器コア50を回転部材10の内部に軸方向に挿入する場合には、必ずしも分割可能な構成でなくてもよい。
The rotating
連結部材20は、例えばH型鋼からなり、2つの回転部材10,10を軸線が互いに一致するように連結している。本実施形態においては、水平面に沿って互いに平行に延びる2つの連結部材20,20によって、2つの回転部材10,10を結合している。但し、回転する2つの回転部材10,10間の捩れを防止して両者を一体的に回転可能あれば、連結部材20の数や配置は特に限定されない。熱交換器コア50の長さに応じて2つの回転部材10,10の間隔を調整できるように、連結部材20は、取付部144に対して着脱自在または摺動自在に取り付けられることが好ましい。
The connecting
保持部材30は、2つの連結部材20,20の間に懸架される載置部材32と、載置部材32の両側に対向するように設けられた一対の係止部材34,34とを備えており、2つの連結部材20,20の長手方向に沿って、適宜の間隔をあけて複数設けられている。載置部材32は、上面側に熱交換器コア50が載置される載置面を有している。係止部材34は、載置部材32の載置面から立ち上がるように設けられた起立ブロック35と、起立ブロック35の先端部に着脱可能に設けられた爪板36とを備えている。各保持部材30は、2つの連結部材20,20に沿うように載置部材32に載置された熱交換器コア50の両側縁部を、一対の係止部材34,34でそれぞれ係止して保持することができる。幅が異なる複数種類の熱交換器コア50に応じて一対の係止部材34,34の間隔を調整できるように、少なくとも一方の係止部材34が、載置部材32に対して着脱可能または移動可能に取り付けられることが好ましい。
The
上記の構成を備えるヘッダ溶接用治具1に保持される熱交換器コア50は、流体が通過する複数のチューブを束ねたものであればよく、特に、複数のチューブの両端にヘッダプレートが接続された構成が好ましい。例えば、図4に要部斜視図で示す熱交換器コア50は、マトリクス状に配置された多数の孔部54aを有する矩形状のヘッダプレート54の各孔部54aに対して、複数のフィンチューブ52の端部がそれぞれ溶接により接続されており、フィンチューブ52同士が、チューブキーパ(図示せず)により一体化されている。このような熱交換器コア50に対してヘッダ60を接続する際には、例えば一対の長板62,62および一対の短板64,64をヘッダプレート54の周縁に仮付け溶接で接続し、これら一対の長板62,62および一対の短板64,64により構成された枠体の内部に仕切板(図示せず)を予め設けておき、その後、この枠体の開口部に端板66を仮付け溶接で接続することにより、熱交換器コア50の端部にヘッダ60を仮付けしておくことが好ましい。
The
次に、図5を参照しながら、本実施形態のヘッダ溶接用治具1を用いた空冷式熱交換器の製造方法を説明する。まず、図5(a)に示すように、回転部材10を構成する一方の分割部材14を、他方の分割部材12を取り外した状態で、開口位置が上方となるようにターニングローラ装置100に搭載する。そして、保持部材30を構成する起立ブロック35,35から爪板を取り外した状態で、図4に示すようにヘッダ60が仮付けされた熱交換器コア50を、保持部材30の上方からクレーン等により降下させ、載置面32に載置する。
Next, a method for manufacturing an air-cooled heat exchanger using the
この後、図5(b)に示すように、起立ブロック35,35に爪板36,36を取り付けて、係止部材34,34により熱交換器コア50を係止すると共に、一方の分割部材14に対して他方の分割部材12を取り付ける。これにより、熱交換器コア50が保持部材30により保持される共に、回転部材10が回転可能な状態になる。図5(b)に示す状態では、ヘッダ60の長辺部Lが上部に位置するため、作業者は、リフター等に乗って、この長辺部Lに沿ってヘッダ60の本溶接を行うことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (b), the
長辺部Lの本溶接が終了した後、図5(c)に示すように、回転部材10を矢示方向に90度回転させる。これにより、ヘッダ60の短辺部Sが上部に位置するため、作業者は、引き続き短辺部Sに沿ってヘッダ60の本溶接を行うことができる。こうして、回転部材10を90度ずつ回転させながら、2つの長辺部Lおよび2つの短辺部Sを本溶接することにより、熱交換器コア50に対してヘッダ60の全体を溶接することができる。熱交換器コア50の反対側の端部に対しても同様の手順によりヘッダ60を溶接することで、空冷式熱交換器を製造することができる。ヘッダ60の形状は、本実施形態では筐体状としているが、円筒状など他の形状であってもよく、回転部材10を回転させながら熱交換器コア50に対するヘッダ60の溶接を行うことができる。
After the main welding of the long side portion L is completed, the rotating
本発明のヘッダ溶接用治具1によれば、複数の回転部材10が連結部材20によって軸線方向に間隔をあけて連結されており、熱交換器コア50が保持部材30によって連結部材20に沿って保持されるため、熱交換器コア50が長尺であっても、回転部材10の回転に伴う捩れなどの変形を抑制することができる。したがって、熱交換器コア50を所望の回転姿勢にすることが容易であり、熱交換器コア50に対するヘッダ60の溶接を迅速確実に行うことができるので、空冷式熱交換器を効率良く製造することができる。
According to the
また、回転部材10を複数の分割部材12,14に分割可能に構成し、保持部材30を、熱交換器コア50が載置される載置部材32と、載置部材32に載置された熱交換器コア50の両側縁部を係止する係止部材34とを備える構成にすることで、回転部材10を分割して、熱交換器コア50を上方から載置部材32に載置することができる。したがって、ヘッダ溶接用治具1に対する熱交換器コア50の取り付けを迅速容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
The rotating
1 ヘッダ溶接用治具
10 回転部材
12,14 分割部材
20 連結部材
30 保持部材
32 載置部材
34 係止部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
環状に形成された複数の回転部材と、
複数の前記回転部材を軸線方向に間隔をあけて連結する連結部材と、
前記熱交換器コアを前記連結部材に沿って保持する保持部材とを備えるヘッダ溶接用治具。 A header welding jig for connecting a header to a heat exchanger core having a plurality of tubes by welding,
A plurality of rotating members formed in an annular shape;
A connecting member that connects the plurality of rotating members at intervals in the axial direction;
A header welding jig comprising: a holding member that holds the heat exchanger core along the connecting member.
前記保持部材は、前記熱交換器コアが載置される載置部材と、前記載置部材に載置された前記熱交換器コアの両側縁部を係止する係止部材とを備える請求項1に記載のヘッダ溶接用治具。 The rotating member is configured by combining a plurality of curved divided members in an annular shape,
The said holding member is provided with the mounting member in which the said heat exchanger core is mounted, and the latching member which latches the both-sides edge part of the said heat exchanger core mounted in the said mounting member. The header welding jig according to 1.
複数のチューブを備える熱交換器コアの端部にヘッダを仮付けした状態で、前記熱交換器コアを前記保持部材に保持させるステップと、
前記回転部材を回転させながら前記ヘッダの本溶接を行うステップとを備える空冷式熱交換器の製造方法。 A method for producing an air-cooled heat exchanger using the header welding jig according to claim 1,
With the header temporarily attached to the end of the heat exchanger core having a plurality of tubes, the step of holding the heat exchanger core on the holding member;
And a step of performing the main welding of the header while rotating the rotating member.
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