JP2021050871A - Heat exchanger, double-cycle type refrigeration machine including the same and method for manufacturing heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、2重サイクル式冷凍機の熱交換器およびこれを備えた2重サイクル式冷凍機ならびに熱交換器の製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to a heat exchanger of a double cycle refrigerator, a double cycle refrigerator equipped with the heat exchanger, and a method for manufacturing the heat exchanger.
地球温暖化防止のため、高いCOP(成績係数)を有する冷凍機が求められており、その一手段として2重サイクル式ターボ冷凍機が提案されている。 In order to prevent global warming, a refrigerator having a high COP (coefficient of performance) is required, and a double cycle type turbo chiller has been proposed as one of the means.
2重サイクル式ターボ冷凍機は、2台のターボ冷凍機の水系統(冷水系統および冷却水系統)を直列に接続した構成となっている。これにより、冷凍機を1台で運転する場合に比べて、凝縮器と蒸発器との間の1台あたりのヘッド差を小さくすることができ、性能向上を図ることができる。 The double cycle type turbo chiller has a configuration in which the water systems (cold water system and cooling water system) of the two turbo chillers are connected in series. As a result, the head difference between the condenser and the evaporator can be reduced as compared with the case where the refrigerator is operated by one unit, and the performance can be improved.
このような2重サイクル式ターボ冷凍機を採用する場合、設置面積を小さくするために、凝縮器および蒸発器の1つのシェル内部を、各冷媒が独立して流れる2系統に分割する方法がある。この場合、シェル内部に仕切板を設置して、シェル内部空間を2つに分離する構造が採用される(特許文献1参照)。 When adopting such a double-cycle turbo chiller, there is a method of dividing the inside of one shell of the condenser and the evaporator into two systems in which each refrigerant flows independently in order to reduce the installation area. .. In this case, a structure is adopted in which a partition plate is installed inside the shell to separate the space inside the shell into two (see Patent Document 1).
上述のようにシェル内部を、仕切板を用いて分割する場合、シェルが大型であれば内部に作業者が入り、シェル内周面に対して仕切板を溶接することが可能であるが、シェルが小型であれば内部に作業者が入ることができない。このため、特許文献1では、シェルを長手方向に分割部を形成し、長手方向分割部を仕切板に対して溶接固定することを提案している。これにより、シェルの外周側から溶接作業を行うことができ、小型のシェルに対しても対応できる。 When the inside of the shell is divided by using a partition plate as described above, if the shell is large, an operator can enter the inside and weld the partition plate to the inner peripheral surface of the shell. If it is small, workers cannot enter inside. Therefore, Patent Document 1 proposes to form a split portion in the longitudinal direction of the shell and weld and fix the split portion in the longitudinal direction to the partition plate. As a result, welding work can be performed from the outer peripheral side of the shell, and even a small shell can be supported.
しかし、シェルの外周側から溶接を行うことができても、溶接後はシェル内部に容易にアクセスできなくなるので、溶接時に発生したスパッタなどのコンタミ(contamination)がシェル内部に残留してしまうおそれがある。 However, even if welding can be performed from the outer peripheral side of the shell, the inside of the shell cannot be easily accessed after welding, so that contamination such as spatter generated during welding may remain inside the shell. is there.
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シェル内部に溶接時に発生したコンタミが残留することを可及的に防止できる熱交換器およびこれを備えた2重サイクル式冷凍機ならびに熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and is a heat exchanger capable of preventing contamination generated during welding from remaining inside the shell as much as possible, and a double-cycle refrigerator equipped with the heat exchanger. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a machine and a heat exchanger.
上記課題を解決するために、本開示の熱交換器は、第1冷媒による冷凍サイクルを構成する第1冷凍機と第2冷媒による冷凍サイクルを構成する第2冷凍機とを組み合わせた2重サイクル式冷凍機の凝縮器および/または蒸発器に用いられ、内部に冷媒空間を形成するシェルと、該シェル内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板と、前記シェル及び前記仕切板の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室と、該熱交換媒体室と前記シェル内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板と、前記管板に対して前記シェルの長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に設けられ、前記シェルの内周側に設けられた第1裏当金と、を備えている。 In order to solve the above problems, the heat exchanger of the present disclosure is a double cycle in which a first refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a first refrigerant and a second refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a second refrigerant are combined. A shell used in a condenser and / or an evaporator of a type refrigerator to form a refrigerant space inside, and a partition plate for dividing the refrigerant space in the shell into the first refrigerant and the second refrigerant. A heat exchange medium chamber provided at the end of the shell and the partition plate into which the heat exchange medium is introduced, and a heat transfer tube through which the heat exchange medium flows while partitioning the heat exchange medium chamber and the refrigerant space in the shell are supported. A first backing metal provided at the longitudinal abutting welded portion where the end portion in the longitudinal direction of the shell is abutted against the tube plate, and provided on the inner peripheral side of the shell. It has.
本開示の熱交換器の製造方法は、第1冷媒による冷凍サイクルを構成する第1冷凍機と第2冷媒による冷凍サイクルを構成する第2冷凍機とを組み合わせた2重サイクル式冷凍機の凝縮器および/または蒸発器に用いられ、内部に冷媒空間を形成するシェルと、該シェル内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板と、前記シェル及び前記仕切板の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室と、該熱交換媒体室と前記シェル内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板と、を備えた熱交換器の製造方法であって、前記管板に対して前記シェルの長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に対応する位置に第1裏当金を前記管板に対して固定し、前記シェルの長手方向における端部の内周側を前記第1裏当金に重ねた後に、前記シェルと前記管板とを該シェルの外周側から溶接固定する。 The method for manufacturing the heat exchanger of the present disclosure is a condensation of a double cycle refrigerating machine in which a first refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a first refrigerant and a second refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a second refrigerant are combined. A shell used for a vessel and / or an evaporator to form a refrigerant space inside, a partition plate for dividing the refrigerant space in the shell into the first refrigerant and the second refrigerant, and the shell and the partition. A heat exchange medium chamber provided at the end of the plate into which the heat exchange medium is introduced, a tube plate that separates the heat exchange medium chamber from the refrigerant space in the shell and supports a heat transfer tube through which the heat exchange medium flows. A method of manufacturing a heat exchanger comprising the above, wherein the first backing metal is placed at a position corresponding to a longitudinal abutting welded portion in which an end portion of the shell in the longitudinal direction is abutted against the pipe plate. After fixing to the plate and superimposing the inner peripheral side of the end portion in the longitudinal direction of the shell on the first back metal, the shell and the pipe plate are welded and fixed from the outer peripheral side of the shell.
裏当金を用いて突当て溶接することとしたので、シェル内部に溶接時に発生したコンタミが残留することを可及的に防止できる。 Since the backing metal is used for abutt welding, it is possible to prevent contamination generated during welding from remaining inside the shell as much as possible.
以下、本開示の一実施形態について説明する。
図1には、独立した2つの冷媒系統を有する2台の冷凍機を組み合わせた2重サイクル式ターボ冷凍機が示されている。それぞれの冷凍機は、A号機ターボ冷凍機(第1冷凍機,以下「A号機」という。)およびB号機ターボ冷凍機(第2冷凍機,以下「B号機」という。)とされ、それぞれ同等の容量とされている。
Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described.
FIG. 1 shows a double-cycle turbo chiller in which two refrigerators having two independent refrigerant systems are combined. Each refrigerator is a Unit A turbo chiller (1st refrigerator, hereinafter referred to as "A") and a Unit B turbo chiller (2nd refrigerator, hereinafter referred to as "B"), which are equivalent to each other. It is said to be the capacity of.
同図に示されているように、2重サイクル式ターボ冷凍機は、A号機の凝縮器3aとB号機の凝縮器3bを一体化した凝縮器(熱交換器)3と、A号機の蒸発器4aとB号機の蒸発器4bを一体化した蒸発器(熱交換器)4を備えている。
As shown in the figure, the double-cycle turbo chiller is a condenser (heat exchanger) 3 in which the
A号機凝縮器3a及びB号機凝縮器3bは、連通された冷却水用伝熱管9a,9bにより冷却水系統を共用している。また、A号機蒸発器4a及びB号機蒸発器4bは、連通された冷水用伝熱管10a,10bにより冷水系統を共用している。
The
A号機凝縮器3aは、B号機凝縮器3bに対して、冷却水の流れ方向の上流側に配置されている。冷却水は、例えば32℃でA号機凝縮器3aに流入し、例えば37℃でB号機凝縮器3bから流出する。
The
A号機蒸発器4aは、B号機蒸発器4bに対して、冷水の流れ方向の下流側に配置されている。冷水は、例えば12℃でB号機蒸発器4bに流入し、例えば7℃でA号機蒸発器4aから流出する。
The
A号機は、例えばインバータ装置によって回転数可変とされたA号機モータ2aによって駆動され、冷媒を圧縮するA号機ターボ圧縮機1aと、A号機ターボ圧縮機1aによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮するA号機凝縮器3aと、A号機凝縮器3aにて凝縮された液冷媒を膨張させるA号機膨張弁12aと、A号機膨張弁12aによって膨張させられた液冷媒を蒸発させるA号機蒸発器4aとを備えている。
Unit A is driven by, for example, the
B号機もA号機と同様に、例えばインバータ装置によって回転数可変とされたB号機モータ2bによって駆動され、冷媒を圧縮するB号機ターボ圧縮機1bと、B号機ターボ圧縮機1bによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮するB号機凝縮器3bと、B号機凝縮器3bにて凝縮された液冷媒を膨張させるB号機膨張弁12bと、B号機膨張弁12bによって膨張させられた液冷媒を蒸発させるB号機蒸発器4bとを備えている。
Similar to Unit A, Unit B is also driven by, for example, the
凝縮器3は、シェルアンドチューブ型熱交換器とされており、外殻を構成するとともに内部に冷媒空間を形成するシェル5と、シェル5内をA号機の冷媒系統とB号機の冷媒系統とを分けて仕切る仕切板6とを備えている。
蒸発器4についても凝縮器3と同様の構成をしており、シェルアンドチューブ型熱交換器とされており、外殻を構成するとともに内部に冷媒空間を形成するシェル7と、シェル7内をA号機の冷媒系統とB号機の冷媒系統とを分けて仕切る仕切板8とを備えている。
The
The evaporator 4 has the same configuration as the
図2には、蒸発器4の縦断面図が示されている。同図に示されているように、シェル7内の冷媒空間が中央で仕切板8によって2分割されている。シェル7の両端には水室(熱交換媒体室)10,11がそれぞれ設けられている。シェル7の内部空間は両端から管板20,21によって閉鎖されており、これら管板20,21に対して水室10,11が接続された構造となっている。
シェル7の一端側(図において右側)の水室10は、水室仕切板15によって、入口水室13と出口水室14とに仕切られている。シェル7の他端側(図において左側)の水室11は、流れ込んだ冷水が折り返して流出できるように一つの空間とされている。入口水室13と水室11との間には、内部に冷水が流れる冷水用伝熱管10aが設けられ、水室11と出口水室14との間には、内部に冷水が流れる冷水用伝熱管10bが設けられている。冷水用伝熱管10a,10bは、両端部に配置された管板20,21によって支持されている。なお、冷水用伝熱管10a,10bは、同図では簡略化して1本ずつが示されているが、実際には複数本が並列に設けられている。
凝縮器3についても、冷水の代わりに冷却水が流れる点で相違するが、実質的に蒸発器4と同様の構成とされている。
FIG. 2 shows a vertical cross-sectional view of the evaporator 4. As shown in the figure, the refrigerant space in the
The
The
図3には、上記構成の2重サイクル式ターボ冷凍機全体の斜視図が示されている。同図に示されているように、下方に蒸発器4が設置され、その上方に2台のターボ圧縮機1a,1bが軸方向に並んで設置されている。凝縮器3は、蒸発器4の斜め上方でかつターボ圧縮機1a,1bの斜め下方に設置されている。
なお、同図において、符号33,34は凝縮器3の両端に設けられた冷却水用の水室である。
FIG. 3 shows a perspective view of the entire double-cycle turbo chiller having the above configuration. As shown in the figure, the evaporator 4 is installed below, and two
In the figure,
図4には、蒸発器4のシェル7を取り付ける前の状態が示されている。なお、以下の説明では、凝縮器3の構造についても蒸発器4と同様なのでその説明を省略する。
FIG. 4 shows a state before the
管板20,21のそれぞれに形成したスリット20a,21aを両端が貫通するように仕切板8が挿入されている。スリット20a,21aは、管板20,21の板厚方向に貫通している。スリット20a,21aは、管板20,21の鉛直方向に形成されており、その両端は閉じている。仕切板8は、管板20,21に対して溶接によって固定される。なお、スリット20a,21aの形成方向は、鉛直方向に対して所定角度傾斜させても良い。
The
仕切板8の長手方向には、管板20,21を正面視した場合の上下のそれぞれに、上下軸方向裏当金(第2裏当金)22が設けられている。上下軸方向裏当金22は、鉄等の金属製とされ、管板20,21間にわたって延在する直線状の棒状体とされている。上下軸方向裏当金22の横断面は、例えば扁平な矩形状とされている。上下軸方向裏当金22の横断面における偏平面は、後に取り付けられるシェル7の中心軸線を中心とした場合、半径方向外側を向くように配置されている。上下軸方向裏当金22は、仕切板8の上部及び下部のそれぞれにおいて、両側に1つずつ設けられている(例えば図6A及び図6B参照)。したがって、上下軸方向裏当金22は、4つ設けられている。各上下軸方向裏当金22は、後に取り付けられるシェル7の内径に相当する位置に設けられている(例えば図7A参照)。上下軸方向裏当金22は、仕切板8に対して溶接によって固定されている。なお、上下軸方向裏当金22の仕切板8に対する固定は、スポット溶接等の仮止めで良い。
In the longitudinal direction of the
仕切板8の長手方向には、管板20,21を正面視した場合の左右のそれぞれに、左右軸方向裏当金(第3裏当金)24が設けられている。左右軸方向裏当金24は、鉄等の金属製とされ、管板20,21間にわたって延在する直線状の棒状体とされている。左右軸方向裏当金24の横断面は、例えば扁平な矩形状とされている左右軸方向裏当金24の横断面における偏平面は、後に取り付けられるシェル7の中心軸線を中心とした場合、半径方向外側を向くように配置されている。各左右軸方向裏当金24は、後に取り付けられるシェル7の内径に相当する位置に設けられている(例えば図7A参照)。左右軸方向裏当金24は、後述する周方向裏当金26のそれぞれに対して両端部が溶接によって固定されている。なお、左右軸方向裏当金24の周方向裏当金26に対する固定は、スポット溶接等の仮止めで良い。また、左右軸方向裏当金24を、管板20,21に対して仮止めするようにしても良い。
In the longitudinal direction of the
管板20,21のそれぞれには、上下軸方向裏当金22の端部と左右軸方向裏当金24の端部とを接続するように設けられた周方向裏当金(第1裏当金)26が設けられている。周方向裏当金26は、鉄等の金属製とされ、仕切板8を挟んで対称に設けられた半円形状の曲成体とされている。周方向裏当金26の横断面は、例えば偏平な矩形状とされている。周方向裏当金26の横断面における偏平面は、後に取り付けられるシェル7の中心軸線を中心とした場合、半径方向外側を向くように配置されている。周方向裏当金26は、後に取り付けられるシェル7の内径に対応した外周形状とされている。周方向裏当金26は、管板20,21に対して溶接によって固定されている。なお、周方向裏当金26の管板20,21に対する固定は、スポット溶接等の仮止めで良い。
Circumferential backing metal (first backing metal) provided on each of the
シェル7は、図4に示した裏当金22,24,26で構成した骨組み構造に対して取り付けられるようになっている。シェル7は、長手方向に分割線を有して4つに分割されたシェル分割体7a,7b,7c,7d(図7A参照)とされて取り付けられる。具体的には、管板20,21側から正面視した場合に、シェル7は90°ごとに4分割されている。なお、分割数は4つに限定されるものではなく、2分割以上であれば良い。また、90°ごとに分割するのではなく、等角度で分割せずに30°と60°といったように分割しても良い。
The
次に、図4に示した構造を用いた蒸発器4の製造工程について説明する。
先ず、図5A及び図5Bに示すように、管板20,21に形成されたスリット20a,21aのそれぞれに対して、仕切板8の各端部を差し込む。仕切板8の各端部は、管板20,21の外側に開先が形成できる程度に突出している。そして、各管板20,21の外側、すなわち仕切板8の端部側から、スリット20a,21aと仕切板8との間に形成された開先に沿って溶接を行う。溶接は、仕切板8の外周に沿う4辺に対して、完全溶け込み溶接となるように行われる。これにより、溶接線W1が各管板20,21の外側に形成される。
Next, the manufacturing process of the evaporator 4 using the structure shown in FIG. 4 will be described.
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, each end of the
次に、図5A及び図5Bのように組み立てられた管板20,21と仕切板8との組立体に対して、裏当金22,24,26を取り付ける。周方向裏当金26は、管板20,21に対してスポット溶接等によって仮止めされる。上下軸方向裏当金22は、長手方向端部を周方向裏当金26に突き当てた状態で、仕切板8に対してスポット溶接等によって仮止めされる。左右軸方向裏当金24は、長手方向端部を周方向裏当金26に突き当てた状態で、周方向裏当金26に対してスポット溶接等によって仮止めされる。
Next, the backing
次に、図6A及び図6Bのように組み立てられた管板20,21と仕切板8と裏当金22,24,26との骨組構造とされた組立体に対して、シェル7を取り付ける。具体的には、シェル7は、周方向に4分割された4つのシェル分割体7a,7b,7c,7dを用いる。各シェル分割体7a,7b,7c,7dは、略90°周方向に湾曲して形成され、長手方向(軸方向)には管板20,21間の長さにわたって延在する。
Next, the
各シェル分割体7a,7b,7c,7dは、長手方向(シェル7の軸方向)の両端部において管板20,21との間で長手方向突当て溶接部としてシェル7の周方向にわたって開先を形成するとともに、シェル分割体7a,7b,7c,7dの外周側から完全溶け込み溶接となるように溶接される。溶接時には、周方向裏当金26はシェル分割体7a,7b,7c,7dの内周側に位置する。これにより、シェル7の周方向の形状は周方向裏当金26の形状に倣うように決定される。このときの溶接線W2は、シェル7の外周側に形成される(図7B参照)。
Each shell split
各シェル分割体7a,7b,7c,7dは、周方向の仕切板8側の(一方の)端部において仕切板8との間で周方向突当て溶接部としてシェル7の長手方向にわたって開先を形成するとともに、シェル分割体7a,7b,7c,7dの外周側から完全溶け込み溶接となるように溶接される。溶接時には、上下軸方向裏当金22はシェル分割体7a,7b,7c,7dの内周側に位置する。このときの溶接線W3は、シェル7の外周側に形成される。
Each shell split
各シェル分割体7a,7b,7c,7dは、周方向に隣接するシェル分割体7a,7b,7c,7dの周方向の(他方の)端部の間でシェル周方向突当て溶接部としてシェル7の長手方向にわたって開先を形成するとともに、シェル分割体7a,7b,7c,7dの外周側から完全溶け込み溶接となるように溶接される。溶接時には、左右軸方向裏当金24はシェル分割体7a,7b,7c,7dの内周側に位置する。このときの溶接線W4は、シェル7の外周側に形成される。
Each shell split
なお、シェル分割体7a,7b,7c,7dは、溶接前に予め湾曲形状に成形しておいても良いし、周方向の仕切板8側の端部を仕切板8に対して溶接して固定した後に湾曲させても良い。
The shell divided
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
管板20,21に対してシェル7の長手方向端部を突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル7の内周側に周方向裏当金26を設けることとした。これにより、シェル7の外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミ(contamination)がシェル7の内部に残留することを防止することができる。
According to this embodiment, the following effects are exhibited.
When the longitudinal end of the
周方向裏当金26の形状をシェル7の内径形状に一致させておくことで、シェル7の形状を正確に実現することができる。
By matching the shape of the backing
周方向裏当金26を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
By using the
仕切板8に対してシェル7の周方向端部を突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル7の内周側に上下軸方向裏当金22を設けることとした。これにより、シェル7の外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミがシェル7の内部に残留することを防止することができる。
When abutting welding is performed by abutting the circumferential end of the
上下軸方向裏当金22を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
By using the
一のシェル分割体7a,7cの周方向端部と他のシェル分割体7b,7dの周方向端部とを突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル7の内周側に左右軸方向裏当金24を設けることとした。これにより、シェル7の外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミがシェル7の内部に残留することを防止することができる。
When abutt welding is performed by abutting the circumferential end portions of one shell split
左右軸方向裏当金24を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
By using the
シェル7を周方向に複数のシェル分割体7a,7b,7c,7dに分割することができるので、シェル分割体7a,7b,7c,7dの1単位が小さくなり取り回しが容易になる。これにより、シェル分割体7a,7b,7c,7dの保管や、運搬作業、固定作業が容易になる。
Since the
なお、上記の実施形態では、図5Aに示したように、管板20,21にスリット20a,21aを形成して仕切板8を差し込む構造とした。これに対して、以下のように変形することができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 5A, slits 20a and 21a are formed in the
図8Aに示すように、長手方向の一端が開口した溝口20cを形成し、この溝口20cに差し込んで三方向から溶接線W1’を形成するように溶接するようにしても良い。なお、溝口20cの開口は、図8Aのように長手方向の上方でも良いし、下方でも良い。この構造は、他方の管板21にも適用することができる。
As shown in FIG. 8A, a
図8Bに示すように、2枚の管板20を用い、中央で仕切板8に付き合わせた状態で二方向から溶接線W1”を形成するように溶接しても良い。この構造は、他方の管板21にも適用することができる。
As shown in FIG. 8B, two
上述の実施形態では、図5Bに示したように、管板20,21に対して仕切板8を溶接するときに、管板20,21の外側のみから溶接することとした。これに対して、以下のように変形することができる。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5B, when the
図9Aに示すように、管板20の外側だけでなく内側にも溶接線W1を形成するように溶接を行っても良い。この構造は、他方の管板21にも適用することができる。
As shown in FIG. 9A, welding may be performed so as to form the welding line W1 not only on the outside of the
図9Bに示すように、管板20の内側のみから溶接線W1を形成するように溶接を行っても良い。この構造は、他方の管板21にも適用することができる。
As shown in FIG. 9B, welding may be performed so as to form the welding line W1 only from the inside of the
以上説明した各実施形態に記載の熱交換器およびこれを備えた2重サイクル式冷凍機ならびに熱交換器の製造方法は、例えば以下のように把握される。 The heat exchanger described in each of the above-described embodiments, the double-cycle refrigerator provided with the heat exchanger, and the method for manufacturing the heat exchanger are grasped as follows, for example.
本開示の一態様に係る熱交換器(3,4)は、第1冷媒による冷凍サイクルを構成する第1冷凍機と第2冷媒による冷凍サイクルを構成する第2冷凍機とを組み合わせた2重サイクル式冷凍機の凝縮器(3a,3b)および/または蒸発器(4a,4b)に用いられ、内部に冷媒空間を形成するシェル(7)と、該シェル(7)内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板(8)と、前記シェル(7)及び前記仕切板(8)の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室(10,11)と、該熱交換媒体室(10,11)と前記シェル(7)内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板(20,21)と、前記管板(20,21)に対して前記シェル(7)の長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に設けられ、前記シェル(7)の内周側に設けられた第1裏当金(26)と、を備えている。 The heat exchangers (3, 4) according to one aspect of the present disclosure are a double combination of a first refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a first refrigerant and a second refrigerating machine constituting a refrigerating cycle with a second refrigerant. The shell (7) used in the condensers (3a, 3b) and / or the evaporators (4a, 4b) of the cycle refrigerator to form a refrigerant space inside, and the refrigerant space in the shell (7) are described above. A partition plate (8) that separates the first refrigerant and the second refrigerant, and a heat exchange medium chamber that is provided at the ends of the shell (7) and the partition plate (8) and into which a heat exchange medium is introduced. (10, 11), a tube plate (20, 21) that partitions the refrigerant space in the heat exchange medium chamber (10, 11) and the shell (7) and supports a heat transfer tube through which the heat exchange medium flows, and the above. A first provided at the longitudinal abutting welded portion where the end portion of the shell (7) in the longitudinal direction is abutted against the tube plate (20, 21) and provided on the inner peripheral side of the shell (7). It has a back allowance (26).
管板に対してシェルの長手方向端部を突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル内周側に第1裏当金を設けることとした。これにより、シェルの外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミ(contamination)がシェル内部に残留することを防止することができる。
また、第1裏当金の形状をシェルの内径形状に一致させておくことで、シェル形状を正確に実現することができる。
また、第1裏当金を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
It was decided to provide a first backing metal on the inner peripheral side of the shell when abutting welding is performed by abutting the longitudinal end of the shell against the pipe plate. As a result, even if welding is performed from the outer peripheral side of the shell, contamination such as spatter generated during welding can be prevented from remaining inside the shell.
Further, by matching the shape of the first backing metal with the inner diameter shape of the shell, the shell shape can be accurately realized.
Further, by using the first backing metal, complete penetration welding becomes possible, and welding defects can be reduced.
さらに、本開示の一態様に係る熱交換器(3,4)によれば、前記仕切板(8)に対して前記シェル(7)の周方向における端部が突き当てられる周方向突当て溶接部に設けられ、前記シェル(7)の内周側に設けられた第2裏当金(22)を備えている。 Further, according to the heat exchangers (3, 4) according to one aspect of the present disclosure, the peripheral abutting welding in which the end portion of the shell (7) in the circumferential direction is abutted against the partition plate (8). It is provided with a second backing metal (22) provided on the inner peripheral side of the shell (7).
仕切板に対してシェルの周方向端部を突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル内周側に第2裏当金を設けることとした。これにより、シェルの外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミがシェル内部に残留することを防止することができる。
また、第2裏当金を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
It was decided to provide a second backing metal on the inner peripheral side of the shell when abutting welding is performed by abutting the peripheral end of the shell against the partition plate. As a result, even if welding is performed from the outer peripheral side of the shell, contamination such as spatter generated during welding can be prevented from remaining inside the shell.
Further, by using the second backing metal, complete penetration welding becomes possible, and welding defects can be reduced.
さらに、本開示の一態様に係る熱交換器(3,4)によれば、一の前記シェル(7a,7c)の周方向における端部と他の前記シェル(7b,7d)の周方向における端部とが突き当てられるシェル周方向突当て溶接部に設けられ、前記シェル(7)の内周側に設けられた第3裏当金(24)を備えている請求項1又は2に記載の熱交換器。 Further, according to the heat exchangers (3, 4) according to one aspect of the present disclosure, one end of the shell (7a, 7c) in the circumferential direction and the other shell (7b, 7d) in the circumferential direction. The third aspect of claim 1 or 2, which is provided in a shell circumferential abutment welded portion to which an end portion is abutted, and is provided with a third backing metal (24) provided on the inner peripheral side of the shell (7). Heat exchanger.
一のシェルの周方向端部と他のシェルの周方向端部とを突き当てて突当て溶接を行う場合に、シェル内周側に第3裏当金を設けることとした。これにより、シェルの外周側から溶接を行っても溶接時に発生するスパッタなどのコンタミがシェル内部に残留することを防止することができる。
また、第3裏当金を用いることで、完全溶け込み溶接が可能となり、溶接不良を低減することができる。
また、シェルを周方向に複数分割することができるので、シェルの1単位が小さくなり取り回しが容易になる。これにより、シェルの保管や、運搬作業、固定作業が容易になる。
When abutment welding is performed by abutting the circumferential end of one shell with the circumferential end of another shell, a third backing metal is provided on the inner peripheral side of the shell. As a result, even if welding is performed from the outer peripheral side of the shell, contamination such as spatter generated during welding can be prevented from remaining inside the shell.
Further, by using the third backing metal, complete penetration welding becomes possible, and welding defects can be reduced.
Further, since the shell can be divided into a plurality of parts in the circumferential direction, one unit of the shell becomes smaller and it becomes easier to handle. This facilitates storage, transportation, and fixing of the shell.
また、本開示の一態様に係る2重サイクル式冷凍機は、上記のいずれかに記載された熱交換器(3,4)を備えている。 Further, the double cycle refrigerator according to one aspect of the present disclosure includes the heat exchanger (3, 4) described in any of the above.
上記の熱交換器を用いることにより、コンパクトな2重サイクル式冷凍機を提供することができる。 By using the above heat exchanger, a compact double cycle refrigerator can be provided.
また、本開示の一態様に係る熱交換器(3,4)の製造方法は、第1冷媒による冷凍サイクルを構成する第1冷凍機と第2冷媒による冷凍サイクルを構成する第2冷凍機とを組み合わせた2重サイクル式冷凍機の凝縮器(3a,3b)および/または蒸発器(4a,4b)に用いられ、内部に冷媒空間を形成するシェル(7)と、該シェル(7)内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板(8)と、前記シェル(7)及び前記仕切板(8)の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室(10,11)と、該熱交換媒体室(10,11)と前記シェル(7)内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板(20,21)と、を備えた熱交換器(3,4)の製造方法であって、前記管板(20,21)に対して前記シェル(7)の長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に対応する位置に第1裏当金(26)を前記管板(20,21)に対して固定し、前記シェル(7)の長手方向における端部の内周側を前記第1裏当金(26)に重ねた後に、前記シェル(7)と前記管板(20,21)とを該シェル(7)の外周側から溶接固定する。 Further, the method for manufacturing the heat exchangers (3, 4) according to one aspect of the present disclosure includes a first refrigerating machine that constitutes a refrigerating cycle using the first refrigerant and a second refrigerating machine that constitutes a refrigerating cycle using the second refrigerant. A shell (7) that is used in the condensers (3a, 3b) and / or evaporators (4a, 4b) of a double-cycle refrigerating machine that forms a refrigerant space inside, and inside the shell (7). A partition plate (8) that divides the refrigerant space of the above into the first refrigerant and the second refrigerant, and a heat exchange medium provided at the ends of the shell (7) and the partition plate (8) are introduced. A tube plate (20,) that partitions the heat exchange medium chamber (10, 11), the refrigerant space in the heat exchange medium chamber (10, 11), and the shell (7), and supports the heat transfer tube through which the heat exchange medium flows. 21), which is a method for manufacturing a heat exchanger (3, 4) provided with the above, wherein an end portion of the shell (7) in the longitudinal direction is abutted against the tube plate (20, 21). The first back metal (26) is fixed to the pipe plate (20, 21) at a position corresponding to the abutting welded portion, and the inner peripheral side of the end portion of the shell (7) in the longitudinal direction is the first. 1 After stacking on the back metal (26), the shell (7) and the tube plate (20, 21) are welded and fixed from the outer peripheral side of the shell (7).
3 凝縮器(熱交換器)
4 蒸発器(熱交換器)
5,7 シェル
7a,7b,7c,7d シェル分割体
6,8 仕切板
10,11 水室(熱交換媒体室)
20,21 管板
20a,21a スリット
22 上下軸方向裏当金(第2裏当金)
24 左右軸方向裏当金(第3裏当金)
26 周方向裏当金(第1裏当金)
W1,W1’,W1”,W2,W3,W4 溶接線
3 Condenser (heat exchanger)
4 Evaporator (heat exchanger)
5,7
20, 21
24 Left and right axis direction backing (third backing)
26 Circumferential back allowance (1st back allowance)
W1, W1', W1', W2, W3, W4 Welding wire
Claims (5)
内部に冷媒空間を形成するシェルと、
該シェル内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板と、
前記シェル及び前記仕切板の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室と、
該熱交換媒体室と前記シェル内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板と、
前記管板に対して前記シェルの長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に設けられ、前記シェルの内周側に設けられた第1裏当金と、
を備えている熱交換器。 Used in the condenser and / or evaporator of a double-cycle refrigerator that combines a first refrigerator that constitutes a refrigeration cycle with a first refrigerant and a second refrigerator that constitutes a refrigeration cycle with a second refrigerant.
A shell that forms a refrigerant space inside,
A partition plate that divides the refrigerant space in the shell into the first refrigerant and the second refrigerant.
A heat exchange medium chamber provided at the end of the shell and the partition plate into which the heat exchange medium is introduced, and a heat exchange medium chamber.
A tube plate that separates the heat exchange medium chamber from the refrigerant space in the shell and supports a heat transfer tube through which the heat exchange medium flows.
A first backing metal provided at a longitudinal abutting weld where an end portion of the shell in the longitudinal direction is abutted against the tube plate and provided on the inner peripheral side of the shell.
A heat exchanger equipped with.
内部に冷媒空間を形成するシェルと、
該シェル内の冷媒空間を前記第1冷媒と前記第2冷媒とに分けて仕切る仕切板と、
前記シェル及び前記仕切板の端部に設けられて熱交換媒体が導入される熱交換媒体室と、
該熱交換媒体室と前記シェル内の冷媒空間を仕切るとともに熱交換媒体が流れる伝熱管を支持する管板と、
を備えた熱交換器の製造方法であって、
前記管板に対して前記シェルの長手方向における端部が突き当てられる長手方向突当て溶接部に対応する位置に第1裏当金を前記管板に対して固定し、前記シェルの長手方向における端部の内周側を前記第1裏当金に重ねた後に、前記シェルと前記管板とを該シェルの外周側から溶接固定する熱交換器の製造方法。 Used in the condenser and / or evaporator of a double-cycle refrigerator that combines a first refrigerator that constitutes a refrigeration cycle with a first refrigerant and a second refrigerator that constitutes a refrigeration cycle with a second refrigerant.
A shell that forms a refrigerant space inside,
A partition plate that divides the refrigerant space in the shell into the first refrigerant and the second refrigerant.
A heat exchange medium chamber provided at the end of the shell and the partition plate into which the heat exchange medium is introduced, and a heat exchange medium chamber.
A tube plate that separates the heat exchange medium chamber from the refrigerant space in the shell and supports a heat transfer tube through which the heat exchange medium flows.
It is a manufacturing method of a heat exchanger equipped with
The first backing metal is fixed to the pipe plate at a position corresponding to the longitudinal abutting welded portion where the end portion in the longitudinal direction of the shell is abutted against the pipe plate, and the first back metal is fixed to the pipe plate in the longitudinal direction of the shell. A method for manufacturing a heat exchanger in which the shell and the tube plate are welded and fixed from the outer peripheral side of the shell after the inner peripheral side of the end portion is overlapped with the first backing metal.
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