JP2014180608A - Method of manufacturing cooler and heat exchanger of compressed air dehumidifier - Google Patents

Method of manufacturing cooler and heat exchanger of compressed air dehumidifier Download PDF

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Hiroaki Matsumoto
浩明 松本
Kazuaki Kobayashi
一章 小林
Norihisa Takeuchi
則久 竹内
Yasuhiko Maruyama
泰彦 丸山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a cooler contained in a heat exchanger of a compressed air dehumidifier, with which it is possible to reduce time required for manufacturing and reduce cost.SOLUTION: In a heat exchanger 1 that includes a cooler 2 contained in a pressure vessel 20 provided with a compressed-air inlet port 21 and a compressed-air discharge port 22, and that exchanges heat with compressed air as an evaporator in a refrigeration cycle 30 to cool and dehumidify the compressed air, and that is configured to be able to discharge drain generated in the cooler 2 at a time of cooling the compressed air to outside of the vessel 20, the cooler 2 comprises a plurality of cooler blocks 2 each including: heat exchange fins 10; a meander refrigerant pipe 11 penetrating these heat exchange fins 10; and side plates 13 provided on both ends of each of the heat exchange fins 10, respectively, and common pipe plates 14 and 15 hold both ends of the cooler blocks 2, respectively.

Description

本発明は、冷凍サイクルによって圧縮空気を冷却することで除湿する圧縮空気除湿装置の熱交換器に収納される冷却器の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a cooler housed in a heat exchanger of a compressed air dehumidifier that dehumidifies by cooling compressed air by a refrigeration cycle.

圧縮空気を冷凍サイクルによって冷却して除湿する圧縮空気除湿装置(以下、「除湿装置」という)がある。この除湿装置では、圧縮空気が熱交換器内で冷媒と熱交換することで冷却され圧縮空気に含まれる水分が凝縮し、結露した水分を分離して排出することによって除湿する(以下、圧縮空気と分離された水分を「ドレン」という)。   There is a compressed air dehumidifying apparatus (hereinafter referred to as “dehumidifying apparatus”) that dehumidifies by cooling compressed air by a refrigeration cycle. In this dehumidifier, the compressed air is cooled by exchanging heat with the refrigerant in the heat exchanger, the moisture contained in the compressed air is condensed, and dehumidified by separating and discharging the condensed moisture (hereinafter, compressed air). The separated water is called "drain").

この熱交換器内の冷媒によって冷却される部分(以下、「冷却器」という)には、複数枚の熱交換フィンと、熱交換フィンを貫通する冷媒配管とから構成されるフィンアンドチューブ型の冷却器が用いられている。従来この種の冷却器は、所定間隔で複数枚配設された熱交換フィンと、これら熱交換フィンの両端に設けられ、当該熱交換フィンより肉厚で強度の高い冷媒配管固定用の管板と、これら熱交換フィンおよび管板とを貫通する蛇行状の冷媒配管とから構成されている。そして、この冷却器を製造する場合、熱交換フィンと熱交換フィンの両端の管板に冷媒配管の外径より大きい貫通孔を穿設しておき、この貫通孔に直管状の複数の主配管を挿通する。この状態で当該主配管に拡張治具を挿入して、主配管を内側から押し広げて拡管する。これにより、主配管の外面が貫通孔に密着して当接し、主配管と熱交換フィンおよび管板とが固着される。
次に、U字状に湾曲されたベンド配管の端部を上記直管状の主配管の端部に挿入し、ろう材(溶接材)で両者を溶接によって固定することによって、蛇行状の冷媒配管が構成され、フィンアンドチューブ型の冷却器が組み立てられていた。
A portion of the heat exchanger that is cooled by the refrigerant (hereinafter referred to as “cooler”) is a fin-and-tube type that includes a plurality of heat exchange fins and a refrigerant pipe that penetrates the heat exchange fins. A cooler is used. Conventionally, this type of cooler includes a plurality of heat exchange fins arranged at predetermined intervals, and a tube plate for fixing a refrigerant pipe that is provided at both ends of the heat exchange fins and is thicker and stronger than the heat exchange fins. And meandering refrigerant pipes that pass through the heat exchange fins and the tube sheet. When this cooler is manufactured, a through hole larger than the outer diameter of the refrigerant pipe is formed in the heat exchange fin and the tube plates at both ends of the heat exchange fin, and a plurality of straight main pipes are formed in the through hole. Is inserted. In this state, an expansion jig is inserted into the main pipe, and the main pipe is expanded from the inside by expanding. Thereby, the outer surface of the main pipe is brought into close contact with the through hole, and the main pipe, the heat exchange fin and the tube plate are fixed.
Next, the end portion of the bend pipe curved in a U-shape is inserted into the end portion of the straight tubular main pipe, and both are fixed by welding with a brazing material (welding material), whereby a meandering refrigerant pipe The fin and tube type cooler was assembled.

しかし上記のような拡管による製造では、拡管治具で拡管可能な冷却器の大きさに限界があり、大型の除湿装置に用いられる冷却器は拡管治具による拡管ができない。そのため、大型の冷却器を製造する場合には、水圧による拡管方法が採用される。拡管を行う前に、主配管とベンド配管をろう材による溶接によって固定し、閉回路とした蛇行状の冷媒配管の中に水を封入して圧力を掛け、内側からの水圧によって主配管を拡管する。これにより、拡管治具による拡管方法と同様に主配管の外面が貫通孔に密着して当接し、主配管と熱交換フィンおよび管板とが固着される。   However, in the manufacture by the pipe expansion as described above, there is a limit to the size of the cooler that can be expanded by the pipe expansion jig, and the cooler used in the large dehumidifier cannot be expanded by the pipe expansion jig. Therefore, when manufacturing a large cooler, a pipe expansion method using water pressure is employed. Before expanding the pipe, the main pipe and the bend pipe are fixed by welding with a brazing material, and water is filled in a meandering refrigerant pipe made into a closed circuit to apply pressure, and the main pipe is expanded by water pressure from the inside. To do. As a result, the outer surface of the main pipe is brought into close contact with and in contact with the through hole in the same manner as in the pipe expansion method using the pipe expansion jig, and the main pipe, the heat exchange fin, and the tube plate are fixed.

また、冷却器では周囲環境の腐食性ガスが混合された圧縮気体および腐食物質が含有されたドレンによって、冷却器の冷媒配管を構成する銅材質である主配管とベンド配管が腐食され、冷媒が漏れることがある。除湿装置を構成する他の部分より冷却器での腐食による漏れが多い原因としては、腐食物質が大気よりも圧縮され濃縮された状態であることに加え、ドレン(凝縮水)によって腐食物質が濃縮された状態となっていることで、腐食が促進されていると考えられる。   In the cooler, the main pipe and the bend pipe, which are copper materials that compose the refrigerant pipe of the cooler, are corroded by the compressed gas mixed with the corrosive gas of the surrounding environment and the drain containing the corrosive substance. May leak. The reason why there are more leaks due to corrosion in the cooler than other parts of the dehumidifying device is that the corrosive substance is compressed and concentrated from the atmosphere, and the corrosive substance is concentrated by drain (condensed water). It is thought that corrosion is promoted by having been in the state.

化学工場など予め周囲環境に腐食性ガスが存在することがわかっている場所に除湿装置を設置する場合、冷却器の冷媒配管が腐食するのを防ぐため、主配管とベンド配管の材質を銅からステンレスに変更して耐食性を向上させ、腐食を防止するようにしている。   When installing a dehumidifier in a place where corrosive gas is already known in the surrounding environment, such as a chemical factory, to prevent the refrigerant piping of the cooler from corroding, the material of the main piping and bend piping should be made of copper. It has been changed to stainless steel to improve corrosion resistance and prevent corrosion.

特開2000−18882号公報JP 2000-18882 A

ところが、従来の除湿装置の熱交換器には、以下の改善すべき課題がある。   However, the heat exchanger of the conventional dehumidifier has the following problems to be improved.

大型の冷却器を製造する場合は上述のように拡管治具による拡管ができないため、水圧による拡管が行われる。冷却器の冷媒配管をステンレス鋼にした場合、ステンレス鋼は銅と比較して硬い材質のため、拡管に要する水圧を高くしなければならず、また材料の粘りがないため破裂も起きやすく、扱いづらく歩留まりが悪かった。また、水圧による拡管は均一に拡管できず、主配管と熱交換フィンとの密着性にばらつきが生じ、冷却器の熱交換性能に影響が出ることがあった。さらに、水圧による拡管によって主配管の一部が膨らんで熱交換フィンを押し広げ、冷却器の形状が歪んでしまうことがある。そのため、拡管後の冷却器が意図した形状になるように拘束する枠型の治具にセットした後、水圧による拡管を行っているが、枠型治具のセットに要する時間が必要であった。さらに、水圧による拡管を行なった後は、冷却器の冷媒配管の内部に水が残るため、配管内の乾燥に要する時間とコストが必要であった。   In the case of manufacturing a large cooler, pipe expansion by a water pressure is performed because pipe expansion by a pipe expansion jig cannot be performed as described above. When the refrigerant pipe of the cooler is made of stainless steel, the stainless steel is harder than copper, so the water pressure required to expand the pipe must be increased. The yield was difficult. In addition, the expansion by water pressure cannot be expanded uniformly, and the adhesion between the main piping and the heat exchange fins varies, which may affect the heat exchange performance of the cooler. Furthermore, the main pipe may swell due to the expansion of the water pressure, and the heat exchange fins may be expanded to distort the shape of the cooler. Therefore, after setting the frame-shaped jig to constrain the cooler after pipe expansion to the intended shape, pipe expansion is performed by water pressure, but it took time to set the frame-type jig. . Furthermore, after pipe expansion by water pressure, water remains in the refrigerant piping of the cooler, so that time and cost required for drying in the piping are required.

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、ステンレスの冷媒配管を用いた大型の冷却器を製造する場合において、歩留まりが良く、製造に要する時間を短縮してコストを低減することができる除湿装置の熱交換器を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the problems to be improved, and in the case of manufacturing a large-sized cooler using a stainless steel refrigerant pipe, the yield is good and the time required for manufacturing is shortened to reduce the cost. It is a main object of the present invention to provide a heat exchanger for a dehumidifying device.

上記目的を達成すべく、請求項1記載の圧縮空気除湿装置の熱交換器は、冷凍サイクルの蒸発器として圧縮空気と熱交換して冷却し除湿する冷却器において、前記冷却器は複数枚の熱交換フィンと、これら前記熱交換フィンを貫通する蛇行状の冷媒配管と、前記熱交換フィンの両端に設けられた側板とから構成される複数の冷却器ブロックとからなり、前記冷却器ブロックは拡張治具を挿入して前記熱交換フィンと前記冷媒配管と前記側板とを固定し、前記複数の冷却器ブロックの両端をそれぞれ共通の管板で保持することで形成されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the heat exchanger of the compressed air dehumidifying device according to claim 1 is a cooler that cools and dehumidifies by exchanging heat with compressed air as an evaporator of a refrigeration cycle, and the cooler includes a plurality of coolers. It comprises a plurality of cooler blocks composed of heat exchange fins, meandering refrigerant pipes passing through the heat exchange fins, and side plates provided at both ends of the heat exchange fins. It is formed by inserting an expansion jig to fix the heat exchange fin, the refrigerant pipe, and the side plate, and holding both ends of the plurality of cooler blocks with a common tube plate, respectively. .

また、請求項2記載の圧縮空気除湿装置の熱交換器は、前記冷却器は、圧縮空気の導入口と排出口を備えた圧力容器内に収納され、前記圧力容器は前記圧縮空気の冷却時に前記冷却器で発生したドレンを前記圧力容器外部に排出可能に構成されていることを特徴とする。   The heat exchanger of the compressed air dehumidifying device according to claim 2, wherein the cooler is accommodated in a pressure vessel having an inlet and an outlet for compressed air, and the pressure vessel is cooled when the compressed air is cooled. The drain generated by the cooler is configured to be discharged to the outside of the pressure vessel.

請求項1記載の冷却器の製造方法によれば、冷却器は複数の冷却器ブロックに分かれており、拡管治具による拡管をしているため、水圧による拡管に比べ、製造に掛かる時間を短縮することができ、冷媒配管の破裂がなくなり歩留まりを良くすることができる。また、主配管全体が均一に拡管されることにより、主配管と熱交換フィンとが均一に密着するため冷却器の熱交換性能のばらつきをなくすことができる。さらに、水圧による拡管において必要であった枠型治具を使用しなくても良いため、枠型治具のセットに要する時間を削減することができる。また、水を使用しないため、配管内の乾燥を行う必要がなく、乾燥に要する時間とコストを削減することができる。また、それぞれの冷却器ブロックが共通の管板で保持されているため、複数の冷却器ブロックを一体に保持し、ひとつの冷却器とすることができる。   According to the method for manufacturing a cooler according to claim 1, since the cooler is divided into a plurality of cooler blocks and is expanded by a tube expansion jig, the time required for manufacturing is shortened compared to expansion by water pressure. This can eliminate the burst of the refrigerant pipe and improve the yield. Moreover, since the main pipe is uniformly expanded, the main pipe and the heat exchange fins are in close contact with each other, so that variations in the heat exchange performance of the cooler can be eliminated. Furthermore, since it is not necessary to use a frame-shaped jig that was necessary for the expansion by water pressure, the time required for setting the frame-shaped jig can be reduced. Moreover, since water is not used, it is not necessary to dry the inside of the pipe, and the time and cost required for drying can be reduced. Moreover, since each cooler block is hold | maintained by the common tube board, a some cooler block can be hold | maintained integrally and it can be set as one cooler.

また、請求項2記載の圧縮空気除湿装置の熱交換器によれば、冷却器を圧力容器内に収納することで圧縮空気除湿装置の熱交換器とすることができる。   Moreover, according to the heat exchanger of the compressed air dehumidification apparatus of Claim 2, it can be set as the heat exchanger of a compressed air dehumidification apparatus by accommodating a cooler in a pressure vessel.

本発明の圧縮空気除湿装置の熱交換装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the heat exchange apparatus of the compressed air dehumidification apparatus of this invention. 本発明の冷却器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cooler of this invention. 本発明の冷却器の構成を示す分解図である。It is an exploded view which shows the structure of the cooler of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係る圧縮空気除湿装置の熱交換装置の実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a heat exchange device of a compressed air dehumidifier according to the present invention will be described with reference to the drawings.

最初に、圧縮空気の除湿装置および熱交換装置の構成について、図面を参照して説明する。   First, the configuration of a compressed air dehumidifying device and a heat exchange device will be described with reference to the drawings.

図1に示す圧縮空気除湿装置3(以下、「除湿装置3」ともいう)は、本発明の圧縮空気除湿装置の熱交換装置の一例であって、冷凍サイクル30、圧縮空気の導入口21と排出口22、排水口27を備えた圧力容器20内に、冷凍サイクル30の蒸発器である冷却器2を収納された熱交換器1、ドレン排出器28を備えて構成されている。   The compressed air dehumidifying device 3 (hereinafter also referred to as “dehumidifying device 3”) shown in FIG. 1 is an example of a heat exchange device of the compressed air dehumidifying device of the present invention, and includes a refrigeration cycle 30, a compressed air inlet 21 and A pressure vessel 20 having a discharge port 22 and a drain port 27 is provided with a heat exchanger 1 and a drain discharger 28 in which a cooler 2 as an evaporator of a refrigeration cycle 30 is housed.

冷凍サイクル30は、蒸発器として機能する冷却器2、圧縮機31、凝縮器32および膨張弁33を備えている。冷却器2は、熱交換器1の二次冷却部24内に配設されて膨張弁33から吐出された冷媒が気化することによって周囲の圧縮空気(二次冷却部24内の圧縮空気)を冷却する。圧縮機31は、冷却器2において圧縮空気と熱交換して温度上昇させられた冷媒を凝縮器32に向けて圧送する。凝縮器32にはファン34が取り付けられており、圧縮機31によって圧送された高温高圧の冷媒を冷却することで凝縮させる。   The refrigeration cycle 30 includes a cooler 2 that functions as an evaporator, a compressor 31, a condenser 32, and an expansion valve 33. The cooler 2 is disposed in the secondary cooling unit 24 of the heat exchanger 1 and the refrigerant discharged from the expansion valve 33 is vaporized, whereby the surrounding compressed air (compressed air in the secondary cooling unit 24) is removed. Cooling. The compressor 31 pumps the refrigerant whose temperature has been increased by heat exchange with the compressed air in the cooler 2 toward the condenser 32. A fan 34 is attached to the condenser 32, and the high-temperature and high-pressure refrigerant pumped by the compressor 31 is cooled and condensed.

なお、実際の冷凍サイクル30には、圧縮機31によって圧送される冷媒の一部を冷却器2と圧縮機31との間、または膨張弁33と冷却器2の間に戻すためのバイパス管や容量制御弁を備えているが、本願発明についての理解を容易とするために、これらについての説明および図示を省略する。   The actual refrigeration cycle 30 includes a bypass pipe for returning a part of the refrigerant pumped by the compressor 31 between the cooler 2 and the compressor 31 or between the expansion valve 33 and the cooler 2. Although a capacity control valve is provided, the description and illustration thereof are omitted to facilitate understanding of the present invention.

次に、熱交換器1の構成について説明する。   Next, the configuration of the heat exchanger 1 will be described.

熱交換器1は、全体として円筒状で円筒軸方向に延びた圧力容器20で構成されると共に、圧力容器20内に取り付けられた隔壁によって、一次冷却部23と連通する円筒状の二次冷却部24を挟んで前室25および後室26が設けられている。また、上記の前室25および後室26は、連結管29によって相互に連結されている。この場合、一次冷却部23には、処理対象の圧縮空気を導入する導入口21が設けられると共に、後述するようにして連結管29内を前室25から後室26に向かって通過させられる圧縮空気によって導入口21から導入された圧縮空気を冷却する一次冷却部23と、冷凍サイクル30の蒸発器として機能する冷却器2を収納して一次冷却部23から排出された圧縮空気を冷却して前室25に排出する二次冷却部24とが設けられている。   The heat exchanger 1 is composed of a pressure vessel 20 that is cylindrical as a whole and extends in the direction of the cylindrical axis, and has a cylindrical secondary cooling that communicates with the primary cooling unit 23 by a partition wall mounted in the pressure vessel 20. A front chamber 25 and a rear chamber 26 are provided across the portion 24. The front chamber 25 and the rear chamber 26 are connected to each other by a connecting pipe 29. In this case, the primary cooling unit 23 is provided with an introduction port 21 for introducing the compressed air to be processed, and is compressed through the connecting pipe 29 from the front chamber 25 toward the rear chamber 26 as described later. A primary cooling unit 23 that cools the compressed air introduced from the inlet 21 by air and a cooler 2 that functions as an evaporator of the refrigeration cycle 30 are housed to cool the compressed air discharged from the primary cooling unit 23. A secondary cooling unit 24 for discharging to the front chamber 25 is provided.

前室25には圧縮空気中から取り除いた水分(ドレン)を排水する排水口27が設けられている。排水口27は、熱交換器1の底部に設けられると共に、ドレンを排出するためのドレン排出器28が取り付けられている。また、後室26には除湿処理後の圧縮空気を排出するための排出口22が設けられている。   The front chamber 25 is provided with a drain port 27 for draining water (drain) removed from the compressed air. The drain port 27 is provided at the bottom of the heat exchanger 1 and a drain discharger 28 for discharging the drain is attached. Further, the rear chamber 26 is provided with a discharge port 22 for discharging the compressed air after the dehumidifying treatment.

図1の二次冷却部24には、図2に示す冷却器2が収納されている。次に、図2および図3を参照して冷却器2の詳細な構成と、製造方法について説明する。図2は冷却器2の全体構成、図3は二つの冷却器ブロック3を一体的に取り付ける冷却器2の構成を示したものであり、同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。   The secondary cooler 24 shown in FIG. 1 houses the cooler 2 shown in FIG. Next, a detailed configuration of the cooler 2 and a manufacturing method will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the overall configuration of the cooler 2, and FIG. 3 shows the configuration of the cooler 2 to which two cooler blocks 3 are integrally attached. Description is omitted.

図2および図3に示すように、冷却器2は、二つの冷却器ブロック3、当該二つの冷却器ブロックを両側より保持する管板14、15、複数の仕切板16、二つの冷却器ブロック3の冷媒配管11のそれぞれの冷媒入口開口部11bおよびそれぞれの冷媒出口開口部11cを接続させる図1に示すヘッダー配管17とからなる。   2 and 3, the cooler 2 includes two cooler blocks 3, tube plates 14 and 15 that hold the two cooler blocks from both sides, a plurality of partition plates 16, and two cooler blocks. 1 is connected to the respective refrigerant inlet openings 11b and the respective refrigerant outlet openings 11c of the three refrigerant pipes 11.

冷却器ブロック3は、所定の間隔に設けられた複数枚のアルミニウム薄板製の熱交換フィン10と、この熱交換フィン10の両端に配置され、当該熱交換フィン10より肉厚で強度の高い一対の側板13a、13bと、これら熱交換フィン10および側板13a、13bを貫通する蛇行状のステンレス鋼管製の冷媒配管11からなる、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器として構成されている。   The cooler block 3 includes a plurality of aluminum thin plate heat exchange fins 10 provided at predetermined intervals, and a pair of heat exchanger fins 10 that are disposed at both ends of the heat exchange fins 10 and are thicker and stronger than the heat exchange fins 10. The side plates 13a and 13b, and the so-called fin-and-tube type heat exchanger composed of the heat exchange fins 10 and the meandering stainless steel pipe refrigerant pipes 11 penetrating the side plates 13a and 13b.

上記冷却器ブロック3を構成する蛇行状の冷媒配管11は、複数本の直線状の配管の長手方向の中心部を湾曲してU字状に形成された主配管11aと、側板13aより熱交換フィン10の離間側に位置する主配管11aの端部を相互に接続するU字状を呈したベンド配管12とから構成されている。具体的に、本実施の形態の主配管11aは、U字状に形成された湾曲部が側板13bより熱交換フィン10の離間側に位置し、側板13a、13bとの間となる熱交換フィン10は直線状を呈した直線部となる。   The meandering refrigerant pipe 11 constituting the cooler block 3 is heat-exchanged from the side pipe 13a with the main pipe 11a formed in a U shape by curving the longitudinal center of a plurality of straight pipes. It is comprised from the bend piping 12 which exhibited the U shape which connects the edge part of the main piping 11a located in the separation | spacing side of the fin 10 mutually. Specifically, the main pipe 11a of the present embodiment has a U-shaped curved portion located on the side of the heat exchange fin 10 away from the side plate 13b and between the side plates 13a and 13b. Reference numeral 10 denotes a linear portion having a linear shape.

以上の構成からなる冷却器ブロック3の製造方法について説明すると、まず図3に示すように所定間隔で設けられた複数枚の熱交換フィン10、及び、熱交換フィン10の両側に設けた側板13a、13bに冷媒配管11の主配管11aの外径より若干大きい貫通孔を穿設する。次に、側板13bに形成された貫通孔から主配管11aの両端を挿入し、側板13bから他方の側板13a間に渡って所定間隔で配置された熱交換フィン10に形成された貫通孔、側板13aの貫通孔に順次主配管11aを挿通する。このとき、主配管11aの両端は側板13aより熱交換フィン10から離間側に位置した状態となる。   The manufacturing method of the cooler block 3 having the above configuration will be described. First, as shown in FIG. 3, a plurality of heat exchange fins 10 provided at predetermined intervals, and side plates 13 a provided on both sides of the heat exchange fins 10. 13b, a through hole slightly larger than the outer diameter of the main pipe 11a of the refrigerant pipe 11 is formed. Next, both ends of the main pipe 11a are inserted from the through holes formed in the side plate 13b, and the through holes and side plates formed in the heat exchange fins 10 arranged at a predetermined interval from the side plate 13b to the other side plate 13a. The main pipe 11a is sequentially inserted into the through hole 13a. At this time, both ends of the main pipe 11a are located on the side away from the heat exchange fin 10 with respect to the side plate 13a.

この状態で、当該主配管11aの両端の開口から図示しない拡張治具を挿入する。具体的には、主配管11aの両端の開口に主配管11aの内径より若干大きい外径を有する拡張棒を位置合わせする。そして、その状態で、拡張棒を主配管11a内に挿入する。これにより、主配管11aが当該主配管11a内に挿入された上記拡張棒により内側から押し広げられて拡張し(拡管)、主配管11aの外周面が熱交換フィン10及び両側板13a、13bに形成された貫通孔に密着して当接し、主配管11aと熱交換フィン10、及び、主配管11aと両側板13a、13bとが密着される。   In this state, an extension jig (not shown) is inserted from the openings at both ends of the main pipe 11a. Specifically, the expansion rod having an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the main pipe 11a is aligned with the openings at both ends of the main pipe 11a. In this state, the expansion rod is inserted into the main pipe 11a. As a result, the main pipe 11a is expanded by being expanded from the inside by the expansion rod inserted into the main pipe 11a (expansion), and the outer peripheral surface of the main pipe 11a is connected to the heat exchange fin 10 and the side plates 13a and 13b. The main pipe 11a and the heat exchange fin 10, and the main pipe 11a and both side plates 13a and 13b are brought into close contact with the formed through hole.

その後、上記拡張治具の拡張棒を主配管11aから引き抜き、主配管11aの端部の開口にU字状に湾曲されたベンド配管12の端部を挿入し、ろう材(溶接材)にて両者を溶接にて固定することによって、蛇行状の冷媒配管11が構成される。これにより、係るフィンアンドチューブ型の熱交換器(冷却器ブロック3)が組み立てられる。   Thereafter, the extension rod of the extension jig is pulled out from the main pipe 11a, and the end of the bend pipe 12 curved in a U-shape is inserted into the opening of the end of the main pipe 11a, and the brazing material (welding material) is used. By fixing both by welding, a meandering refrigerant pipe 11 is formed. Thereby, the fin-and-tube heat exchanger (cooler block 3) is assembled.

次に図3を参照して冷却器2の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the cooler 2 will be described with reference to FIG.

図示のように二つの同一の冷却器ブロック3、3を、当該冷却器ブロック3、3のそれぞれの側板13a、13aの端部、及びそれぞれの側板13b、13bの端部を当接させるように重ね合わせる。そして、円筒状の二次冷却部24の円筒の径とほぼ同径である円形状の端部14aを持ち、該円形状の端部14aの下側部分及び円形の中心部分が冷却器ブロック3の主配管11a及びベンド配管12に接触しないように空けられた開口部14bを持つ管板14を、当該管板14と冷却器ブロック3、3のそれぞれの側板13a、13aとが一部重なり合うように配置する。そして、この状態で、管板14と側板13a、13aとが重なり合った箇所に設けた取付孔14dに図示しないビスを挿入して両者を締結する。   As shown in the figure, two identical cooler blocks 3, 3 are brought into contact with the end portions of the side plates 13a, 13a of the cooler blocks 3, 3 and the end portions of the side plates 13b, 13b. Overlapping. The cylindrical secondary cooling portion 24 has a circular end portion 14a having substantially the same diameter as the cylinder, and the lower portion and the circular central portion of the circular end portion 14a are the cooler block 3. The tube plate 14 having an opening 14b that is open so as not to contact the main pipe 11a and the bend pipe 12 is arranged so that the tube plate 14 and the side plates 13a and 13a of the cooler blocks 3 and 3 partially overlap each other. To place. In this state, a screw (not shown) is inserted into the mounting hole 14d provided at the place where the tube plate 14 and the side plates 13a and 13a overlap each other, and both are fastened.

また、管板14の円形状の端部14aと同径である円形状の端部15aを持ち、該円形状の端部15aの下側部分に開口部15bを持ち、かつ冷却器ブロック3の主配管11aに接触しないように複数の開口部15cを持つ管板15を、当該管板15と冷却器ブロック3、3のそれぞれの側板13b、13bとが一部重なり合うように配置する。そして、この状態で、管板15と側板13b、13bとが重なり合った箇所に設けた取付孔15dに図示しないビスを挿入して両者を締結する。   Further, it has a circular end 15a having the same diameter as the circular end 14a of the tube sheet 14, an opening 15b in the lower portion of the circular end 15a, and the cooler block 3 The tube plate 15 having a plurality of openings 15c is arranged so as not to contact the main pipe 11a so that the tube plate 15 and the side plates 13b and 13b of the cooler blocks 3 and 3 partially overlap each other. In this state, a screw (not shown) is inserted into the mounting hole 15d provided at the place where the tube plate 15 and the side plates 13b and 13b overlap each other, and both are fastened.

二次冷却部24における圧縮空気の蛇行流路を構成するように、図2に示すように複数の仕切板16を冷却器ブロック3、3の熱交換フィン10、10間に間隔を空けて挿入して固定する。そして、各冷却器ブロック3、3の冷媒配管11、11の冷媒入口開口部11b同士を、ヘッダー配管17をろう材にて溶接することによって接続し、各冷却器ブロック3、3の冷媒配管11、11の冷媒出口開口部11b同士についてもヘッダー配管17をろう材にて溶接することによって接続する。これにより、二つの冷却器ブロック3、3のそれぞれの冷媒配管11、11をひとつの冷媒流路とすることによって、冷却器2を形成する。   As shown in FIG. 2, a plurality of partition plates 16 are inserted between the heat exchange fins 10 and 10 of the cooler blocks 3 and 3 so as to form a meandering flow path of compressed air in the secondary cooling unit 24. And fix. Then, the refrigerant inlet openings 11b of the refrigerant pipes 11 and 11 of the respective cooler blocks 3 and 3 are connected to each other by welding the header pipe 17 with a brazing material, and the refrigerant pipes 11 of the respective cooler blocks 3 and 3 are connected. , 11 are also connected to each other by welding the header pipe 17 with a brazing material. Thereby, the cooler 2 is formed by making each refrigerant | coolant piping 11 and 11 of the two cooler blocks 3 and 3 into one refrigerant flow path.

冷却器2は、上記圧力容器20の二次冷却部24に収納され、冷凍サイクル30の冷媒配管が接続されることによって冷凍サイクル30の蒸発器として機能しする。   The cooler 2 is housed in the secondary cooling unit 24 of the pressure vessel 20 and functions as an evaporator of the refrigeration cycle 30 by connecting a refrigerant pipe of the refrigeration cycle 30.

続いて、除湿装置3と熱交換器1による圧縮空気の除湿処理について、図面を参照しつつ具体的に説明する。   Subsequently, the dehumidifying process of the compressed air by the dehumidifying device 3 and the heat exchanger 1 will be specifically described with reference to the drawings.

まず、圧縮機31を作動させて冷凍サイクル30内において冷媒を循環させる。この際には、後述するように、冷却器2内における冷媒の気化によって二次冷却部24内が冷却される。圧縮空気は、導入口21から熱交換器1内(一次冷却部23)に導入される。この場合、熱交換器1内に導入された圧縮空気は、図示しないエアコンプレッサによって圧縮された際に温度上昇させられて高温となっている。この高温の圧縮空気は、後述する除湿過程において冷却されて連結管29内を前室25から後室26に向かって通過させられる除湿処理後の圧縮空気と一次冷却部23において熱交換することによって冷却される(除湿処理後の圧縮空気によって冷却される)。この結果、導入口21から導入された圧縮空気に含まれている水分の一部が、一次冷却部23において連結管29の周囲に結露して圧縮空気から取り除かれる。   First, the compressor 31 is operated to circulate the refrigerant in the refrigeration cycle 30. At this time, as will be described later, the inside of the secondary cooling unit 24 is cooled by vaporization of the refrigerant in the cooler 2. The compressed air is introduced from the inlet 21 into the heat exchanger 1 (primary cooling unit 23). In this case, the compressed air introduced into the heat exchanger 1 is heated to a high temperature when compressed by an air compressor (not shown). This high-temperature compressed air is cooled in the dehumidifying process described later, and heat exchange is performed in the primary cooling unit 23 with the compressed air after the dehumidifying treatment that is passed through the connecting pipe 29 from the front chamber 25 toward the rear chamber 26. Cooled (cooled by compressed air after dehumidification). As a result, a part of the moisture contained in the compressed air introduced from the inlet 21 is condensed around the connecting pipe 29 in the primary cooling unit 23 and removed from the compressed air.

また、一次冷却部23において一次冷却された圧縮空気は、一次冷却部23から、圧力容器20の円筒軸と同方向に延びる円筒状に構成されて冷却器2が収納された二次冷却部24に排出され、二次冷却部24内において冷凍サイクル30の冷却器2によって十分に冷却される。この際には、二次冷却部24に導入された圧縮空気は、冷却器2を構成する管板14とその開口部14b、および管板15とその開口部15b、複数の仕切板16が存在することにより、図1の矢印で示すように二次冷却部24内を蛇行して移動しながら効率良く冷却される。このとき、一次冷却部23から排出された圧縮空気に含まれている水分のほぼすべてが二次冷却部24内において冷却器2の周囲に結露して圧縮空気から取り除かれる結果、圧縮空気が十分に除湿される。また、両冷却部23、24において圧縮空気中から取り除かれた水分は、熱交換器1底部の排水口27からドレン排出器28を介して熱交換器1の外部に排出される。一方、両冷却部23、24において冷却されて除湿された低温低湿の圧縮空気は、二次冷却部24から前室25に排出された後、一次冷却部23において連結管29を通過させられる際に、導入口21から熱交換器1内(一次冷却部23)に導入された高温の圧縮空気と熱交換することで温度上昇させられて後室26に排出される。そして排出口22から熱交換器1の外部に圧送される。   The compressed air primarily cooled in the primary cooling unit 23 is formed in a cylindrical shape extending from the primary cooling unit 23 in the same direction as the cylindrical axis of the pressure vessel 20, and the secondary cooling unit 24 in which the cooler 2 is accommodated. And is sufficiently cooled by the cooler 2 of the refrigeration cycle 30 in the secondary cooling unit 24. At this time, the compressed air introduced into the secondary cooling unit 24 includes the tube plate 14 and its opening 14b, the tube plate 15 and its opening 15b, and a plurality of partition plates 16 constituting the cooler 2. As a result, as shown by the arrow in FIG. 1, the cooling is efficiently performed while meandering and moving in the secondary cooling section 24. At this time, almost all of the moisture contained in the compressed air discharged from the primary cooling unit 23 is condensed around the cooler 2 in the secondary cooling unit 24 and removed from the compressed air. To be dehumidified. Further, the water removed from the compressed air in both the cooling units 23 and 24 is discharged from the drain 27 at the bottom of the heat exchanger 1 to the outside of the heat exchanger 1 through the drain discharger 28. On the other hand, when the low-temperature and low-humidity compressed air that has been cooled and dehumidified in both the cooling units 23 and 24 is discharged from the secondary cooling unit 24 to the front chamber 25 and then passed through the connecting pipe 29 in the primary cooling unit 23. Then, the temperature is raised by exchanging heat with the high-temperature compressed air introduced into the heat exchanger 1 (primary cooling unit 23) from the introduction port 21, and discharged to the rear chamber 26. And it is pumped out of the heat exchanger 1 from the discharge port 22.

以上詳述したように、この圧縮空気除湿装置の熱交換器1によれば、冷却器2を複数の冷却器ブロック3、3に分けて構成されているため、拡管治具による拡管を行うことができる。それによって、水圧による拡管に比べ、製造に掛かる時間を短縮することができ、冷媒配管11の破裂がなくなり歩留まりを良くすることができる。また、主配管11a全体が均一に拡管されることにより、主配管11aと熱交換フィン10とが均一に密着するため冷却器の熱交換性能のばらつきをなくすことができる。さらに、水圧による拡管において必要であった枠型治具を使用しなくても良いため、枠型治具のセットに要する時間を削減することができる。また、水を使用しないため、冷媒配管11内の乾燥を行う必要がなく、乾燥に要する時間とコストを削減することができる。   As described above in detail, according to the heat exchanger 1 of this compressed air dehumidifier, the cooler 2 is divided into a plurality of cooler blocks 3 and 3, so that the pipe expansion is performed by the pipe expansion jig. Can do. As a result, it is possible to shorten the time required for production compared to the expansion by water pressure, and it is possible to improve the yield by eliminating the rupture of the refrigerant pipe 11. Moreover, since the main pipe 11a is uniformly expanded, the main pipe 11a and the heat exchange fins 10 are in close contact with each other, so that variations in the heat exchange performance of the cooler can be eliminated. Furthermore, since it is not necessary to use a frame-shaped jig that was necessary for the expansion by water pressure, the time required for setting the frame-shaped jig can be reduced. Further, since water is not used, there is no need to dry the refrigerant pipe 11, and the time and cost required for drying can be reduced.

以上、本発明につき各実施例を挙げて説明したが、本発明はこの各実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

1 熱交換器
2 冷却器
3 冷却器ブロック
4 圧縮空気除湿装置
10 熱交換フィン
11 冷媒配管
11a 主配管
11b 冷媒入口開口部
11c 冷媒出口開口部
12 ベンド配管
13a,13b 側板
14,15 管板
14a,15a 端部
14b,15b,15c 開口部
16 仕切板
17 ヘッダー配管
21 導入口
22 排出口
23 一次冷却部
24 二次冷却部
25 前室
26 後室
27 排水管
28 ドレン排出器
29 連結管
30 冷凍サイクル
31 圧縮機
32 凝縮器
33 膨張弁
34 ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Cooler 3 Cooler block 4 Compressed air dehumidifier 10 Heat exchange fin 11 Refrigerant piping 11a Main piping 11b Refrigerant inlet opening 11c Refrigerant outlet opening 12 Bend piping 13a, 13b Side plate 14, 15 Tube plate 14a, 15a End portion 14b, 15b, 15c Opening portion 16 Partition plate 17 Header piping 21 Inlet port 22 Outlet port 23 Primary cooling unit 24 Secondary cooling unit 25 Front chamber 26 Rear chamber 27 Drain pipe 28 Drain discharger 29 Connecting pipe 30 Refrigeration cycle 31 Compressor 32 Condenser 33 Expansion Valve 34 Fan

Claims (2)

冷凍サイクルの蒸発器として圧縮空気と熱交換して冷却し除湿する冷却器において、前記冷却器は複数枚の熱交換フィンと、これら前記熱交換フィンを貫通する蛇行状の冷媒配管と、前記熱交換フィンの両端に設けられた側板とから構成される複数の冷却器ブロックとからなり、前記冷却器ブロックは拡張治具を挿入して前記熱交換フィンと前記冷媒配管と前記側板とを固定し、前記複数の冷却器ブロックの両端をそれぞれ共通の管板で保持することで形成されることを特徴とする冷却器の製造方法。   In a cooler that cools and dehumidifies by exchanging heat with compressed air as an evaporator of a refrigeration cycle, the cooler includes a plurality of heat exchange fins, meandering refrigerant piping that passes through the heat exchange fins, and the heat It comprises a plurality of cooler blocks composed of side plates provided at both ends of the exchange fin, and the cooler block inserts an extension jig to fix the heat exchange fin, the refrigerant pipe and the side plate. A method of manufacturing a cooler, wherein both ends of the plurality of cooler blocks are each held by a common tube plate. 前記冷却器は、圧縮空気の導入口と排出口を備えた圧力容器内に収納され、前記圧力容器は前記圧縮空気の冷却時に前記冷却器で発生したドレンを前記圧力容器外部に排出可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の圧縮空気除湿装置の熱交換器。   The cooler is housed in a pressure vessel having an inlet and an outlet for compressed air, and the pressure vessel is configured to be able to discharge drain generated by the cooler to the outside of the pressure vessel when the compressed air is cooled. The heat exchanger of the compressed air dehumidifying device according to claim 1, wherein
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