JP2021074847A - ヘアピン状熱交換チューブ整列装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】挿入対象となる積層フィンにヘアピン状熱交換チューブ20を挿入する挿入位置側において、第1配置板32が、積層フィンの透孔のピッチの2倍の間隔をあけて水平方向に複数並べられた2倍ピッチ整列部36が設けられ、上面が水平の第2配置板32が、積層フィンの透孔のピッチよりも少なくとも2倍よりも広い間隔の広ピッチで水平方向に複数並べられた広ピッチ整列部34が設けられ、広ピッチ整列部34の各第2配置板32に配置されている複数のヘアピン状熱交換チューブ20の上流側端部を2倍ピッチ整列部36方向に押圧する押圧部40、44が設けられ、製造する熱交換器の段数に合わせて使用する第1配置板32の上流側に、挿入させるヘアピン状熱交換チューブ20が配置された第2配置板20が位置するように広ピッチ整列部34を移動させる。
【選択図】図8
Description
ここで図示されている挿入装置5は、積層フィン10を上下方向に積層させておき、ヘアピン状熱交換チューブ20を上方から下降させて積層フィン10に挿入させる。
ロッド6に吊り下げられたヘアピン状熱交換チューブ20は、挿入装置5の整列装置7に搬送される。整列装置7は、挿入位置側に向かって上面が下方に傾斜する傾斜板8を有している。傾斜板8の上面には、ヘアピン状熱交換チューブ20の中央の曲げ部21が配置されており、ヘアピン状熱交換チューブ20はその自重によって自動的に挿入位置側へ向けてスライド移動するようになっている。
傾斜板8の最下部に位置しているヘアピン状熱交換チューブ20は、把持装置4によって、曲げ部21を把持されて積層フィン(図示せず)に挿入される。
特許文献2に示すヘアピン状熱交換チューブ整列装置は、ベンダーから送られてきたヘアピン状熱交換チューブを配置するための、上面が積層フィンへ挿入する挿入装置側に向かって下方に傾斜している配置板を、水平方向に複数並べて具備している。
また、広ピッチ整列部に貯留させたヘアピン状熱交換チューブを1本ずつ2倍ピッチ整列部に移動させるために、広ピッチ整列部に貯留させたヘアピン状熱交換チューブを1本ずつ切り離すセパレータと、ヘアピン状熱交換チューブの最下流側を保持するストッパーとが設けられている。
図12に特許文献2に開示されているような従来のヘアピン状熱交換チューブ整列装置の概略平面図を示す。なお、図12のヘアピン状熱交換チューブは、特許文献2のように広ピッチ整列部から2倍ピッチ整列部36まで配置板32の上面が傾斜面となっており、ストッパーを解除することでヘアピン状熱交換チューブが自重で移動する構成となっている。
そして、5列の2倍ピッチ整列部36にヘアピン状熱交換チューブ20を送り込むためには、2倍ピッチ整列部36の上流側に設けられている広ピッチ整列部34の配置板32を3列使用する。
したがって、広ピッチ整列部34に整列しているヘアピン状熱交換チューブ20を、2倍ピッチ整列部36に移動させる場合、10段製品を製造する場合には、広ピッチ整列部の3列だけヘアピン状熱交換チューブを移動させるようなストッパー70を用いなくてはならない。
また、30段製品の場合、15本のヘアピン状熱交換チューブ20を整列させるため、2倍ピッチ整列部36の配置板32は15列必要になってくる。そして、15列の2倍ピッチ整列部36にヘアピン状熱交換チューブ20を送り込むためには、2倍ピッチ整列部36の上流側に設けられている広ピッチ整列部の配置板32を8列使用する。
なお、ストッパー70によって広ピッチ整列部34のヘアピン状熱交換チューブ20を2倍ピッチ整列部36に移動させるのではなく、上流側からヘアピン状熱交換チューブ20を押し出して2倍ピッチ整列部36に移動させる構成を採用したとしても、シリンダーやアクチュエータ等が配置板の各列ごとに必要になり、部品点数が多く、また制御の煩雑さの課題がある。
そして、例えば第1配置板が16枚配置されている整列装置であれば、32段以下の製品に対応することができる。第1配置板が16枚配置されている整列装置において32段製品に対応する場合は、第1配置板16枚全て使用される。しかし、例えば20段製品に対応する場合は、16枚の第1配置板のうち10枚だけ使用される。
本発明では、使用される第1配置板に対してだけ広ピッチ整列部が位置するように広ピッチ整列部を移動させる。そして、押圧部は、第2配置板全てに対してヘアピン状熱交換チューブを第1配置板方向に移動させるが、広ピッチ整列部は使用される第1配置板に対応する位置に移動しているので、使用される第1配置板に対応する位置に移動した第2配置板のヘアピン状熱交換チューブのみを押圧できる。
このため、複数の第2配置板それぞれにヘアピン状熱交換チューブを移動させる構造を設けなくてもよく、押圧部を一体化させて部品点数の削減に寄与し、またヘアピン状熱交換チューブを移動させる押圧部の制御を容易にすることができる。
この構成によれば、制御装置の制御によって、使用される第1配置板に対してだけ広ピッチ整列部が位置するように広ピッチ整列部を移動させることができる。
この構成によれば、製品の段数が6+4n(n=0以上の整数)の場合においては、2倍ピッチ整列部に1列余分にヘアピン状熱交換チューブが配置されないよう、端部側押圧部を制御して2倍ピッチ整列部の1番目の配置板にはヘアピン状熱交換チューブが移動しないようにすることができる。
この構成によれば、製品の段数が6+4n(n=0以上の整数)の場合においては、上述した端部側押圧部の制御とともに、2倍ピッチ整列部に1列余分にヘアピン状熱交換チューブが配置されないよう、端部側ストッパーを制御して2倍ピッチ整列部の1番目の配置板にはヘアピン状熱交換チューブが移動しないようにすることができる。
まず、図1にヘアピン状熱交換チューブの平面図を示す。
ヘアピン状熱交換チューブ20は銅管等の熱伝導性の高い材質の金属管であり、中央の曲げ部21においてU字状に曲げたものである。
ヘアピン状熱交換チューブ20は、ベンダー(図示せず)によって、U字状に曲げたものであるため、その弾性力によって脚部22が広がっていることが多く、また曲がりや捻じれも発生していることがある。そこで、ベンダーから積層フィンへの挿入装置に移送される前に、本実施形態のような整列装置によって整列することが必要となる。
整列装置30は、水平方向に並ぶ複数の配置板32を備えている。配置板32は、その上面が挿入装置側(図示せず)に向けて下降する傾斜部32aとして構成されている。なお、以下の説明において、傾斜部32aにおいて低くなっている側すなわち挿入装置側を下流側、高くなっている側すなわちベンダー側を上流側ということもある。
なお、広ピッチ整列部34における配置板32の上面は傾斜面ではなく水平面として形成されている。
広ピッチ整列部34には、広ピッチ整列部34をヘアピン状熱交換チューブ20の移送方向と直交する方向に移動させる移動装置37が設けられている。移動装置37としては、例えばボールねじとモータの組み合わせ、又はエアシリンダーなどの直動装置を採用することができる。
押圧部40は、図3の左側に図示しているように、配置板32の位置にスリット42が形成された板状の部材である。押圧部40は、広ピッチ整列部34に設けられている複数の配置板32のうち、幅方向(ヘアピン状熱交換チューブ20の移送方向と直交する方向)のいずれか一方の端部の配置板32を除き、他の複数の配置板32をスリット42に進入して、複数の配置板32に配置されている各ヘアピン状熱交換チューブ20を同時に押圧可能となっている。
上下動装置48及び移動装置50は、例えばボールねじとモータの組み合わせ、又はエアシリンダーなどの駆動装置によって構成されている。
上下動装置48及び移動装置50は、CPU及びメモリ等によって構成されている制御部52によって制御される。
端部側押圧部44は、上述した押圧部40とは別の上下動装置及び移動装置(図示せず)が接続されており、制御部52の制御によって押圧部40とは別々に駆動できる。
すなわち、2倍ピッチ整列部36においては、広ピッチ整列部34の配置板32の2倍の数の配置板32が水平方向に並んで配置されている。
また、特許請求の範囲では、2倍ピッチ整列部36に設けられた配置板を第1配置板、広ピッチ整列部34に設けられた配置板を第2配置板としたが、詳細な説明ではどちらも配置板32として説明している。
また、中間整列部39における各配置板32はその上面が挿入装置側に傾斜した傾斜面として形成されている。中間整列部39の各配置板32の傾斜面の上端部が広ピッチ整列部34の各配置板32の高さと一致し、中間整列部39の各配置板32の傾斜面の下端部が可動整列部38の各配置板32の上端部の高さと一致する。したがって、中間整列部39の各配置板32は広ピッチ整列部34と可動整列部38との間を、段差なく連続して繋げることができる。
また、可動整列部38における各配置板32はその上面が挿入装置側に傾斜した傾斜面として形成されている。可動整列部38の各配置板32の傾斜面の上端部が中間整列部39の各配置板32の高さと一致し、可動整列部38の各配置板32の傾斜面の下端部が2倍ピッチ整列部36の各配置板32の上端部の高さと一致する。したがって、可動整列部38の各配置板32は中間整列部39と2倍ピッチ整列部36との間を、段差なく連続して繋げることができる。
可動整列部38は、複数の配置板32を同時に水平方向に移動可能に設けられている。可動整列部38は、例えばボールねじとモータの組み合わせ、又はエアシリンダーなどの移動装置54を採用して複数の配置板32を水平方向に移動させる。
ストッパー58は、可動整列部38の各配置板32に配置されているヘアピン状熱交換チューブ20の下流側に位置し、この位置でヘアピン状熱交換チューブ20を支持して停止させる。
ストッパー56は、中間整列部39の各配置板32に配置されているヘアピン状熱交換チューブ20の下流側に位置し、この位置でヘアピン状熱交換チューブ20を支持して停止させる。
上下動装置62、64、66は、制御部52によって制御される。なお、中間整列部39における端部側ストッパー57は、上述したストッパー56とは別の上下動装置(図示せず)が接続されており、制御部52の制御によってストッパー56とは別々に駆動できる。
本実施形態における整列装置は、2倍ピッチ整列部36の配置板32の数が16枚であり、ヘアピン状熱交換チューブを16個整列可能な構成となっている。1個のヘアピン状熱交換チューブからは2本の熱交換チューブが挿入されるため、本実施形態の整列装置は、最大32段製品に対応するヘアピン状熱交換チューブ20の整列が可能な装置である。
図3では、32段製品製造時の場合について示している。図3では、広ピッチ整列部34を移動させていない状態でヘアピン状熱交換チューブを整列させる。
ベンダーによって製造されたヘアピン状熱交換チューブ20は、広ピッチ整列部34の各配置板32に配置される。なお、ベンダーからヘアピン状熱交換チューブ20が送り込まれるときには、押圧部40、44は配置板32の上方に位置するように制御され、ヘアピン状熱交換チューブ20の配置板32への配置動作の邪魔にならないようにしている。
広ピッチ整列部34の各配置板32は、上面が水平面となっているので、ベンダーから送られてきたヘアピン状熱交換チューブ20はそのまま広ピッチ整列部34に貯留される。
制御部52によって上下動装置66が駆動し、ストッパー56、57が上昇することによって、中間整列部39に配置されたヘアピン状熱交換チューブ20は自重によって可動整列部38に滑り落ちる。
制御部52によって上下動装置64が駆動し、ストッパー58が上昇することによって、可動整列部38に配置されたヘアピン状熱交換チューブ20は自重によって2倍ピッチ整列部36に滑り落ちる。
制御部52は、ストッパー58を上昇させて可動整列部38に配置したヘアピン状熱交換チューブ20を2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板32に移動させたのち、上下動装置64を駆動してストッパー58を下降する。
図4に示した位置のストッパー58が上昇した場合、可動整列部38の配置板32は、2倍ピッチ整列部36の配置板32の奇数番目の配置板32と一直線上に並んでいるので、可動整列部38に配置されているヘアピン状熱交換チューブ20は、奇数番目の配置板32に移動する。
ヘアピン状熱交換チューブ20が可動整列部38から2倍ピッチ整列部36に移動した後、制御部52は、移動装置54を駆動して可動整列部38を元の位置(可動整列部38の配置板32が2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板32の位置と一致する位置に戻すように制御する。
なお、広ピッチ整列部34における押圧部について、2倍ピッチ整列部36の端部側の配置板に対応する位置の端部側押圧部44だけ独立して動作可能としていること、および中間整列部39のストッパー57だけ独立して動作可能としたのは、以下のような理由による。
本実施形態のように、可動整列部38によって、2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板と奇数番目の配置板とにおいて、交互にヘアピン状熱交換チューブ20を整列させる場合、製品段数が6+4n(n=0以上の整数)のときには、2倍ピッチ整列部36の1番目の配置板にヘアピン状熱交換チューブ20を整列させないようにするためである。
6段製品を製造する場合、6本の熱交換チューブがフィンに挿入されるのでヘアピン状熱交換チューブ20は3本必要である。したがって、3つの配置板を使って3つのヘアピン状熱交換チューブ20を整列させる。また図3のように、可動整列部38の各配置板が2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板と一致しているときが初期状態であるとする。
図5に示すように、可動整列部38の各配置板が2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板と一致している初期状態のとき、可動整列部38の配置板(1)のヘアピン状熱交換チューブ20が2倍ピッチ整列部36の配置板2に移動する。また、可動整列部38の配置板(2)のヘアピン状熱交換チューブ20が2倍ピッチ整列部36の配置板4に移動する。
このため、6段製品を製造する場合には、可動整列部38の配置板(1)においては、2倍ピッチ整列部36の配置板2にはヘアピン状熱交換チューブ20を送り出し、2倍ピッチ整列部36の配置板1にはヘアピン状熱交換チューブ20を送り出さないように制御することが求められる。つまり、6段製品用にヘアピン状熱交換チューブ20を整列させるためには、2倍ピッチ整列部36の先頭の配置板を用いずに、配置板2〜4を使用して3本のヘアピン状熱交換チューブ20を整列させる。
図3及び図4に示したように、広ピッチ整列部34には、移動方向の先頭側端部に位置する配置板32に配置された端部側押圧部44が設けられている。そして中間整列部39には、端部側押圧部44に対応する位置に端部側ストッパー57が設けられている。
そして、制御部52は、可動整列部38が2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板に位置する初期状態のときは、端部側ストッパー57をストッパー56と同じタイミングで動作させ、中間整列部39のヘアピン状熱交換チューブ20を下流側の可動整列部38に移動させる。
このようにして可動整列部38から2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板である配置板2及び4にヘアピン状熱交換チューブ20が移動する。
ここまでは図5で説明した状態と同じである。
そして、制御部52は、この状態のときは端部側押圧部44を動作させず、押圧部40のみ動作させる。このため、広ピッチ整列部34の端部側の配置板のヘアピン状熱交換チューブ20は中間整列部39に移動しない。
さらに、制御部52は、この状態のときは端部側ストッパー57を動作させず、ストッパー56のみを動作させる。このため、中間整列部39の端部側の配置板におけるヘアピン状熱交換チューブ20は可動整列部38の端部側の配置板(1)に移動しない。
したがって、可動整列部38の端部側の配置板にはヘアピン状熱交換チューブ20は存在しない状態となり、2倍ピッチ整列部36の配置板1にはヘアピン状熱交換チューブ20が整列しないこととなり、配置板2〜4にヘアピン状熱交換チューブ20が整列して6段製品の製造が可能となる。
また、2倍ピッチ整列部36の配置板1を使用せずにヘアピン状熱交換チューブ20を整列させる製品としては、6段製品のほか、10段製品、14段製品、18段製品、22段製品・・のように6+4n(n=0以上の整数)段製品の場合に適用される。
次に、20段製品製造時の実施形態について説明する。
まず、20段製品の場合、2倍ピッチ整列部36の配置板32は10枚必要である。そして、10枚の2倍ピッチ整列部36の配置板に対応するために、広ピッチ整列部34の配置板の数は5枚必要である。
そこで、図8に示すように、制御部52は、移動装置37を駆動し、広ピッチ整列部34を2倍ピッチ整列部36の配置板の番号の小さい側に移動させる。広ピッチ整列部34の複数の配置板のうち、2倍ピッチ整列部36の配置板の番号が小さい側に対応する配置板は、中間整列部39から外れた位置に移動され、そして2倍ピッチ整列部36の11枚目以降の配置板32には広ピッチ整列部34が全く配置されていない状態となる。
図8の状態において、制御部52が押圧部40及び端部側押圧部44を駆動すると、広ピッチ整列部34の配置板4〜8までのヘアピン状熱交換チューブ20が中間整列部39に移動する。
さらに、制御部52が可動整列部38のストッパー58を上昇させることによって、可動整列部38の配置板(1)〜(5)のヘアピン状熱交換チューブ20が2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板2,4,6,8,10に自重によって移動する。
そして、制御部52が中間整列部39の端部側ストッパー57及びストッパー56を上昇させることによって、中間整列部39のヘアピン状熱交換チューブ20が可動整列部38の配置板(1)〜(5)に自重によって移動する。
ここまでは、2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板2、4、6、8、10にヘアピン状熱交換チューブ20を整列させる動作と同じである。
2倍ピッチ整列部36の偶数番目の配置板2,4,6,8,10にヘアピン状熱交換チューブ20が整列した後、次に可動整列部38の配置板(1)〜(5)にヘアピン状熱交換チューブ20が供給された場合に、制御部52は移動装置54を駆動して可動整列部38を2倍ピッチ分だけ番号が小さい端部方向に移動させる。
これにより、可動整列部38の配置板(1)〜(5)が2倍ピッチ整列部36の奇数番目の配置板1、3、5、7、9に接続する。
5 挿入装置
6 ロッド
7 整列装置
8 傾斜板
9 フィン
10 積層フィン
11 透孔
20 ヘアピン状熱交換チューブ
21 曲げ部
22 脚部
30 ヘアピン状熱交換チューブ整列装置
32 配置板
32a 傾斜部
34 広ピッチ整列部
35 キャスター
36 2倍ピッチ整列部
37 移動装置
38 可動整列部
39 中間整列部
40 押圧部
42 スリット
44 端部側押圧部
46 スリット
48 上下動装置
50 移動装置
52 制御部
54 移動装置
56 ストッパー
57 端部側ストッパー
58 ストッパー
60 ストッパー
62 上下動装置
64 上下動装置
66 上下動装置
70 ストッパー
Claims (4)
- 熱交換器用の積層フィンの透孔に挿入するヘアピン状熱交換チューブを整列させる整列装置であって、
挿入対象となる前記積層フィンにヘアピン状熱交換チューブを挿入する挿入位置側において、上端部にヘアピン状熱交換チューブの曲げ部が配置され且つ挿入位置側に向かって上面が下方に傾斜する傾斜部を有している第1配置板が、積層フィンの透孔のピッチの2倍の間隔をあけて水平方向に複数並べられた2倍ピッチ整列部が設けられ、
前記第1配置板の傾斜方向の上流側において、上端部にヘアピン状熱交換チューブの曲げ部が配置され且つ上面が水平の第2配置板が、積層フィンの透孔のピッチよりも少なくとも2倍よりも広い間隔の広ピッチで水平方向に複数並べられた広ピッチ整列部が設けられ、
該広ピッチ整列部は、複数の第2配置板の配置方向に沿って水平移動可能に設けられ、
前記広ピッチ整列部の上流側において、当該広ピッチ整列部の各前記第2配置板に配置されている複数のヘアピン状熱交換チューブの上流側端部を前記2倍ピッチ整列部方向に押圧する押圧部が設けられ、
前記2倍ピッチ整列部と前記広ピッチ整列部との間においては、前記広ピッチ整列部と同じピッチで複数の前記配置板が配置され、複数の前記第1配置板の配置方向に沿って水平移動可能な可動整列部が設けられ、
前記2倍ピッチ整列部の各第1配置板に配置されるヘアピン状熱交換チューブを停止させる第1ストッパー装置が設けられ、
前記制御装置は、製造する熱交換器の段数に合わせて使用する第1配置板の上流側に、挿入させるヘアピン状熱交換チューブが配置された第2配置板が位置するように前記広ピッチ整列部を移動させることを特徴とするヘアピン状熱交換チューブの整列装置。 - 前記広ピッチ整列部を水平方向に移動させる駆動装置が設けられ、
前記第1駆動装置による前記広ピッチ整列部の水平移動距離を制御する制御装置が設けられ、
前記制御装置は、製造する熱交換器の段数に合わせて使用する第1配置板の上流側に、挿入させるヘアピン状熱交換チューブが配置された第2配置板が位置するように前記広ピッチ整列部を移動させることを特徴とする請求項1記載のヘアピン状熱交換チューブの整列装置。 - 前記2倍ピッチ整列部における、複数並んだ第1配置板のうち前記広ピッチ整列部の移動方向の端部に位置する端部側第1配置板に対して、該当する第2配置板に配置されているヘアピン状熱交換チューブのみの上流側端部を前記2倍ピッチ整列部方向に押圧する端部側押圧部が、前記押圧部とは別個に駆動可能に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のヘアピン状熱交換チューブの整列装置。
- 前記可動整列部の上流側には、前記広ピッチ整列部から移動してきたヘアピン状熱交換チューブが前記可動整列部に供給される前に停止させる第2ストッパー装置が設けられ、
該第2ストッパー装置は、
前記2倍ピッチ整列部における、複数並んだ第1配置板のうち前記広ピッチ整列部の移動方向の端部に位置する端部側第1配置板に該当する位置の端部側ストッパーが、前記第2ストッパーとは別個に駆動可能に設けられていることを特徴とする請求項3記載のヘアピン状熱交換チューブの整列装置。
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