JP4225287B2 - Tube expansion apparatus and heat exchanger manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、拡管装置および熱交換器の製造方法に関する。 The present invention relates to a pipe expansion device and a method for manufacturing a heat exchanger.
熱交換器の製造においては、所定のフィンピッチを隔てて積層されたフィンに伝熱管が通される。そして、フィンを貫通する伝熱管にマンドレルが挿入されることによって、伝熱管の径を拡大させて伝熱管とフィンとを固着させる拡管処理が行われる(特許文献1参照)。
上記の拡管処理が開始されると、マンドレルが挿入された伝熱管において外径方向への広がり変形が発生する。すなわち、伝熱管の一端側からマンドレルが挿入されると、マンドレルがすでに通過した部分の管径と、マンドレルがまだ通過していない部分の管径との間に差異が生じる。そして、伝熱管の外側に位置しているフィンが、伝熱管の広がり変形がまだ生じていない方向すなわち伝熱管の他端側へと押圧される。このため、伝熱管の他端側に位置するフィンのフィンピッチが小さく、他端側のフィン密度が一端側のフィン密度よりも大きくなり、フィンピッチに偏りが生じる恐れがある。このように、従来の拡管装置においては、拡管時におけるフィンの変形による影響のために、フィンピッチの分布を所望の態様にすることは困難である。 When the above tube expansion process is started, the heat transfer tube in which the mandrel is inserted is expanded in the outer diameter direction. That is, when the mandrel is inserted from one end of the heat transfer tube, a difference occurs between the tube diameter of the portion where the mandrel has already passed and the tube diameter of the portion where the mandrel has not yet passed. And the fin located in the outer side of a heat exchanger tube is pressed to the direction in which the spreading deformation of the heat exchanger tube has not yet arisen, ie, the other end side of a heat exchanger tube. For this reason, the fin pitch of the fin located in the other end side of a heat exchanger tube is small, the fin density of the other end side becomes larger than the fin density of the one end side, and there exists a possibility that a deviation may arise in a fin pitch. As described above, in the conventional pipe expanding device, it is difficult to make the distribution of the fin pitch into a desired mode due to the influence of the deformation of the fin during the pipe expansion.
本発明の課題は、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整可能な拡管装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the pipe expansion apparatus which can adjust a fin pitch to a desired state in a pipe expansion process.
第1発明にかかる拡管装置は、複数の孔が設けられ積層された複数のフィンと、孔に挿入されフィンを貫通する複数の伝熱管とを備える熱交換器において、フィンの孔に挿入された伝熱管を拡管させてフィンと伝熱管とを固定させる拡管装置であって、第1マンドレル群と、第2マンドレル群とを備える。第1マンドレル群は、伝熱管に挿入されて伝熱管を拡管させることにより伝熱管とフィンとを固定する1以上のマンドレルからなる。第2マンドレル群は、第1マンドレル群が先行して伝熱管に挿入されて予め仮止めが行われることにより、フィンの移動が規制された後に、残りの伝熱管にそれぞれ挿入されて残りの伝熱管を拡管させることにより残りの伝熱管とフィンとを固定する複数のマンドレルからなる。 A tube expansion device according to a first aspect of the present invention is a heat exchanger comprising a plurality of stacked fins provided with a plurality of holes and a plurality of heat transfer tubes inserted into the holes and penetrating the fins, and inserted into the fin holes. A tube expansion device that expands a heat transfer tube to fix a fin and a heat transfer tube, and includes a first mandrel group and a second mandrel group. The first mandrel group is composed of one or more mandrels that are inserted into the heat transfer tubes and expand the heat transfer tubes to fix the heat transfer tubes and the fins. The second mandrel group, by the pre-tacking is performed is inserted into the heat transfer tube first mandrel group precedes, after the movement of the fins is restricted, it is inserted into the remaining heat transfer tubes remaining heat It consists of a plurality of mandrels that fix the remaining heat transfer tubes and fins by expanding the heat tubes.
この拡管装置では、第2マンドレル群が伝熱管に挿入される前に、第1マンドレル群が先行して伝熱管に挿入される。これにより、第1マンドレル群が挿入された伝熱管が拡管され、一部の伝熱管とフィンとが仮止めされる。このため、第1マンドレル群の挿入後に、第2マンドレル群が伝熱管に挿入されても、予め仮止めが行われているために、フィンの移動が規制される。これにより、この拡管装置では、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整可能である。 In this pipe expansion device, before the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube, the first mandrel group is inserted into the heat transfer tube in advance. Thereby, the heat transfer tube in which the first mandrel group is inserted is expanded, and a part of the heat transfer tubes and the fins are temporarily fixed. For this reason, even if the 2nd mandrel group is inserted in a heat exchanger tube after insertion of the 1st mandrel group, since temporary stop is performed beforehand, movement of a fin is controlled. Thereby, in this pipe expansion apparatus, the fin pitch can be adjusted to a desired state in the pipe expansion process.
第2発明にかかる拡管装置は、第1発明の拡管装置であって、第2マンドレル群は、第1マンドレル群が伝熱管の一端側から伝熱管に挿入されて伝熱管の他端側に到達した後、伝熱管に挿入される。 The tube expansion device according to the second invention is the tube expansion device according to the first invention, wherein the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube from one end side of the heat transfer tube and reaches the other end side of the heat transfer tube. After that, it is inserted into the heat transfer tube.
この拡管装置では、先行して伝熱管に挿入された第1マンドレル群が伝熱管の他端側に到達した後に、第2マンドレル群が伝熱管に挿入される。従って、第1マンドレル群による仮止めが完了した後に、第2マンドレル群が伝熱管に挿入される。これにより、第2マンドレル群が挿入される際のフィンの移動をより強く規制することができる。 In this pipe expansion device, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube after the first mandrel group previously inserted into the heat transfer tube reaches the other end side of the heat transfer tube. Therefore, after the temporary fixing by the first mandrel group is completed, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube. Thereby, the movement of the fin when the second mandrel group is inserted can be more strongly regulated.
第3発明にかかる拡管装置は、第2発明の拡管装置であって、第2マンドレル群は、伝熱管の一端側から伝熱管に挿入されて伝熱管の他端側に到達した第1マンドレル群が伝熱管の一端側から抜き出された後に、伝熱管に挿入される。 A tube expansion device according to a third invention is the tube expansion device of the second invention, wherein the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube from one end side of the heat transfer tube and reaches the other end side of the heat transfer tube. Is extracted from one end of the heat transfer tube and then inserted into the heat transfer tube.
この拡管装置では、先行して伝熱管に挿入された第1マンドレル群が伝熱管から抜き出された後に、第2マンドレル群が伝熱管に挿入される。すなわち、第1マンドレル群の往復動が完了した後に、第2マンドレル群の往復動が行われる。このため、第1マンドレル群および第2マンドレル群を同一の駆動源で動作させる場合に、簡易な機構で第1マンドレルと第2マンドレルとを動作させることができる。 In this pipe expansion device, after the first mandrel group previously inserted into the heat transfer tube is extracted from the heat transfer tube, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube. That is, after the reciprocation of the first mandrel group is completed, the reciprocation of the second mandrel group is performed. Therefore, when the first mandrel group and the second mandrel group are operated with the same drive source, the first mandrel and the second mandrel can be operated with a simple mechanism.
第4発明にかかる拡管装置は、第2発明の拡管装置であって、第2マンドレル群は、第1マンドレル群が伝熱管の一端側から伝熱管に挿入されて伝熱管の他端側に到達した後に、伝熱管に挿入され第1マンドレル群と共に伝熱管の一端側から抜き出される。 The tube expansion device according to the fourth invention is the tube expansion device of the second invention, wherein the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube from one end side of the heat transfer tube and reaches the other end side of the heat transfer tube. After that, it is inserted into the heat transfer tube and extracted from one end side of the heat transfer tube together with the first mandrel group.
この拡管装置では、まず第1マンドレル群が先行して伝熱管に挿入され、続けて第2マンドレル群が伝熱管に挿入され、第1マンドレル群と第2マンドレル群とが共に伝熱管から抜き出される。このため、この拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群との挿入から抜き出しの完了までのサイクルに必要な時間を短縮することができる。 In this pipe expansion device, the first mandrel group is first inserted into the heat transfer tube first, then the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube, and both the first mandrel group and the second mandrel group are extracted from the heat transfer tube. It is. For this reason, in this pipe expansion apparatus, the time required for the cycle from the insertion of the first mandrel group and the second mandrel group to the completion of the extraction can be shortened.
第5発明にかかる拡管装置は、第1発明の拡管装置であって、第2マンドレル群は、伝熱管の一端側から伝熱管に挿入された第1マンドレル群が伝熱管の他端側に到達する前に、伝熱管に挿入される。 A tube expansion device according to a fifth aspect of the present invention is the tube expansion device of the first aspect, wherein the second mandrel group is such that the first mandrel group inserted into the heat transfer tube from one end side of the heat transfer tube reaches the other end side of the heat transfer tube. Before being inserted into the heat transfer tube.
この拡管装置では、先行して伝熱管に挿入された第1マンドレル群が他端側に到達する前に第2マンドレル群が続けて伝熱管に挿入される。すなわち、第2マンドレル群は、第1マンドレル群が一端側から挿入されて他端側へと向かう途中で、伝熱管に挿入される。このため、この拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群との挿入から抜き出しの完了までのサイクルに必要な時間を短縮することができる。 In this pipe expansion device, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube in succession before the first mandrel group previously inserted into the heat transfer tube reaches the other end side. That is, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube in the middle of the first mandrel group being inserted from one end side toward the other end side. For this reason, in this pipe expansion apparatus, the time required for the cycle from the insertion of the first mandrel group and the second mandrel group to the completion of the extraction can be shortened.
第6発明にかかる拡管装置は、第1発明から第5発明のいずれかの拡管装置であって、第1マンドレル群と第2マンドレル群とを駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部とをさらに備える。 A tube expansion device according to a sixth aspect of the present invention is the tube expansion device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the drive unit drives the first mandrel group and the second mandrel group, and the control unit controls the drive unit. And further comprising.
この拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群とは制御部によって動作を制御される。これにより、第1マンドレル群と第2マンドレル群との伝熱管への挿入の動作をより精度よく行わせることができる。 In this tube expansion device, the operation of the first mandrel group and the second mandrel group is controlled by the control unit. Thereby, the operation of inserting the first mandrel group and the second mandrel group into the heat transfer tube can be performed with higher accuracy.
第7発明にかかる熱交換器の製造方法は、複数の孔が設けられ積層された複数のフィンと、孔に挿入されフィンを貫通する複数の伝熱管とを備える熱交換器において、複数のマンドレルを伝熱管に挿入して伝熱管を拡管させて伝熱管とフィンとを固定させる熱交換器の製造方法であって、第1工程と第2工程とを備える。第1工程では、複数のマンドレルのうち一部のマンドレルを先行して伝熱管に挿入することにより伝熱管とフィンとを仮止めしてフィンの移動を規制する。第2工程では、第1工程の後、残りのマンドレルを残りの伝熱管にそれぞれ挿入することにより残りの伝熱管とフィンとを固定する。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger manufacturing method comprising: a plurality of fins that are provided with a plurality of holes and stacked; and a plurality of heat transfer tubes that are inserted into the holes and penetrate the fins. Is a method of manufacturing a heat exchanger in which a heat transfer tube is inserted to expand the heat transfer tube to fix the heat transfer tube and the fin, and includes a first step and a second step. In the first step, a part of the plurality of mandrels is inserted into the heat transfer tube in advance to temporarily fix the heat transfer tube and the fin, thereby restricting the movement of the fin . In the second step, after the first step, the remaining mandrels are respectively inserted into the remaining heat transfer tubes to fix the remaining heat transfer tubes and the fins.
この熱交換器の製造方法では、一部のマンドレル群が先行して伝熱管に挿入され、その後に残りのマンドレルが伝熱管に挿入される。これにより、まず一部の伝熱管とフィンとが仮止めされ、その後に、残りの伝熱管の拡管処理が行われる。従って、残りのマンドレルが伝熱管に挿入される際に予め仮止めが行われているために、フィンの移動が規制される。これにより、この熱交換器の製造方法では、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整可能である。 In this heat exchanger manufacturing method, a part of the mandrel group is inserted into the heat transfer tube in advance, and then the remaining mandrels are inserted into the heat transfer tube. Thereby, a part of the heat transfer tubes and the fins are temporarily fixed, and then the remaining heat transfer tubes are expanded. Therefore, when the remaining mandrels are inserted into the heat transfer tubes, the temporary movement is performed in advance, so that the movement of the fins is restricted. Thereby, in this heat exchanger manufacturing method, the fin pitch can be adjusted to a desired state in the pipe expansion process.
第1発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群によって予め仮止めが行われることによって、フィンの移動が規制されるため、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整可能である。 In the tube expansion device according to the first aspect of the present invention, the movement of the fins is regulated by temporary fixing by the first mandrel group in advance, so that the fin pitch can be adjusted to a desired state in the tube expansion process.
第2発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群による仮止めが完了した後に、第2マンドレル群が伝熱管に挿入されるため、第2マンドレル群が挿入される際のフィンの移動をより強く規制することができる。 In the tube expansion device according to the second aspect of the present invention, after the temporary fixing by the first mandrel group is completed, the second mandrel group is inserted into the heat transfer tube, so that the movement of the fin when the second mandrel group is inserted is more strongly Can be regulated.
第3発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群の往復動が完了した後に、第2マンドレル群の往復動が行われるため、第1マンドレル群および第2マンドレル群を同一の駆動源で動作させる場合に、簡易な機構で第1マンドレルと第2マンドレルとを動作させることができる。 In the tube expansion device according to the third aspect of the invention, since the reciprocating motion of the second mandrel group is performed after the reciprocating motion of the first mandrel group is completed, the first mandrel group and the second mandrel group are operated by the same drive source. In this case, the first mandrel and the second mandrel can be operated with a simple mechanism.
第4発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群との挿入から抜き出しの完了までのサイクルに必要な時間を短縮することができる。 In the tube expansion device according to the fourth aspect of the present invention, the time required for the cycle from the insertion of the first mandrel group and the second mandrel group to the completion of the extraction can be shortened.
第5発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群との挿入から抜き出しの完了までのサイクルに必要な時間を短縮することができる。 In the tube expansion device according to the fifth aspect of the present invention, the time required for the cycle from the insertion of the first mandrel group and the second mandrel group to the completion of the extraction can be shortened.
第6発明にかかる拡管装置では、第1マンドレル群と第2マンドレル群との伝熱管への挿入の動作をより精度よく行わせることができる。 In the tube expansion device according to the sixth aspect of the invention, the operation of inserting the first mandrel group and the second mandrel group into the heat transfer tube can be performed with higher accuracy.
第7発明にかかる熱交換器の製造方法では、まず一部の伝熱管とフィンとが仮止めされ、その後に、残りの伝熱管の拡管処理が行われることによって、フィンの移動が規制されるため、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整可能である。 In the heat exchanger manufacturing method according to the seventh aspect of the invention, first, a part of the heat transfer tubes and the fins are temporarily fixed, and then the remaining heat transfer tubes are expanded, thereby restricting the movement of the fins. Therefore, the fin pitch can be adjusted to a desired state in the pipe expansion process.
<第1実施形態>
〈拡管装置の構造〉
本発明の第1実施形態にかかる拡管装置1を図1に示す。この拡管装置1は、熱交換器の製造工程において、フィンを貫通する伝熱管を拡管させて伝熱管とフィンとを固着させる装置であり、伝熱管が鉛直方向に平行となるように熱交換器2が設置される、いわゆる縦型の拡管装置である。この拡管装置1によって拡管処理される熱交換器2は、図2に示すように、2枚の固定板21,22と、複数のフィン23と、複数の伝熱管24とを有する。2枚の固定板21,22は、それぞれ熱交換器2の端部近傍に互いに平行に設けられ、伝熱管24が貫通する孔が設けられている。複数のフィン23は、2枚の固定板21,22の間に互いに平行に積層されており、伝熱管24が貫通する複数の孔が設けられている。複数のフィン23は、2辺の長端部と2辺の短端部とを有する長方形の形状をそれぞれ呈している。この拡管装置1では、正面視において、2辺の長端部が前後に並び、2辺の短端部が左右に並ぶようにフィン23が配置される。伝熱管24は、固定板21,22およびフィン23に対して垂直に固定板21,22およびフィン23を貫通する。伝熱管24の下端はU字管25によって互いに接続されており、上端は開放端となっている。また、この拡管装置1による拡管処理の対象となる熱交換器2は、いわゆる2列型熱交換器であり、図3に示すように、伝熱管24が2列に分かれて配置されている。すなわち、熱交換器2は、軸断面において第1直線L1上に等間隔に並ぶように配置された複数の伝熱管24を有する第1列伝熱管群G1と、軸断面において第1直線L1と平行な第2直線L2上に等間隔に並ぶように配置された複数の伝熱管24を有する第2列伝熱管群G2と、第1列伝熱管群G1の複数の伝熱管24の下端を互いに接続する複数の第1U字管U1と、第2列伝熱管群G2の複数の伝熱管24の下端を互いに接続する複数の第2U字管U2と、第1列伝熱管群G1の伝熱管24の下端と第2列伝熱管群G2の伝熱管24の下端とを接続する複数の第3U字管U3とを有する。なお、拡管処理前の伝熱管24の径はフィン23および固定板21,22に設けられた孔より僅かに小さく、伝熱管24が拡管処理を受けることによって伝熱管24とフィン23とが固着される。
<First Embodiment>
<Structure of tube expansion device>
A tube expansion device 1 according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The tube expansion device 1 is a device that expands a heat transfer tube penetrating a fin and fixes the heat transfer tube and the fin in the manufacturing process of the heat exchanger, and the heat exchanger so that the heat transfer tube is parallel to the vertical direction. 2 is a so-called vertical tube expansion device. As shown in FIG. 2, the
図1に戻り、拡管装置1は、フレーム3と複数のマンドレル4とマンドレル駆動部5と第1固定部6と第2固定部7と制御部8(図5参照)を備える。
Returning to FIG. 1, the tube expansion device 1 includes a
[フレーム]
フレーム3は、ベース31、ガイドポスト32、マンドレル案内体33、上枠34、中間板35,36、ロッド37などを有している。ベース31は、フレーム3の底部を構成しており、ベース31の4隅に4本のガイドポスト32が立設される。ガイドポスト32は、鉛直方向に伸びる柱状の部材である。マンドレル案内体33は、後述するマンドレル4を案内する部材であり、ガイドポスト32の中間部分に設けられる。中間板35,36は、マンドレル案内体33と同様にマンドレル4を案内する部材であり、上下に分かれて配置される第1中間板35と第2中間板36とを有している。中間板35,36は、ガイドポスト32に対して摺動可能にマンドレル案内体33と上枠34との間に設けられており、ロッド37によって互いに連結されている。マンドレル案内体33および中間板35,36には、マンドレル4に対応する位置にマンドレル4が貫通する孔が設けられており、孔に挿入されたマンドレル4の水平方向への移動を規制してマンドレル4を支持する。上枠34は、フレーム3の天部を構成しており、ガイドポスト32の上端が連結固定される。
[flame]
The
[マンドレル]
マンドレル4は、伝熱管24に挿入される部材であり、複数の伝熱管24の数に対応して複数個が設けられている。複数のマンドレル4は、それぞれ鉛直方向に平行な棒状の形状を呈しており、鉛直方向に移動可能に設けられている。マンドレル4の下端には、伝熱管24に挿入されるヘッド部41が設けられており、ヘッド部41は他の部分よりも径が大きい球状の形状を呈している。
[Mandrel]
The
[マンドレル駆動部]
マンドレル駆動部5は、マンドレル4を鉛直方向に移動させる機構であり、複数のマンドレル4の全てを同時に移動させるだけではなく、各マンドレル4を別々に移動させることも可能である。マンドレル駆動部5は、メインシリンダー51、伝達機構52、複数の押圧部材53などを有している。
[Mandrel drive]
The
メインシリンダー51は、上枠34に固定されており、鉛直方向に駆動可能なシリンダー体54を有している。
The
伝達機構52は、シリンダー体54の動きを押圧部材53に伝達する。伝達機構52は、制御部8によって制御され、複数の押圧部材53から一部の押圧部材53を選んでシリンダー体54の動きを伝達することができる。
The
複数の押圧部材53は伝達機構52によってシリンダー体54の動きを伝達され、それぞれが独立して鉛直方向に往復動可能である。複数の押圧部材53は、複数のマンドレルに対応して設けられており、押圧部材53の下面には、マンドレル4が下向きに取り付けられている。メインシリンダー51のシリンダー体54が上下に駆動されることによって、伝達機構52が全ての又は一部の押圧部材53にシリンダー体54の動きを伝達する。このため、押圧部材53が上下に移動し、押圧部材53に取り付けられたマンドレル4が上下に移動する。
The plurality of pressing
[第1固定部]
第1固定部6は、伝熱管24の上端を保持して固定する部分であり、マンドレル案内体33の下方であって、拡管装置1に設置された熱交換器2の伝熱管24の上端近傍に設けられている。第1固定部6は、図2に示すように、伝熱管24の上端を軸に垂直な方向すなわち水平方向から挟持可能に設けられるクランプ体によって構成されており、クランプ体は、伝熱管24の上端を水平方向から挟み込んで伝熱管24を保持する。
[First fixed part]
The
[第2固定部]
図1に戻り、第2固定部7は、伝熱管24の下端を接続するU字管25に係止して保持する部分であり、ベース31の上方であって、拡管装置1に設置された熱交換器2のU字管25近傍に設けられている。第2固定部7は、受け台71と係止ピン72(図3参照)と係止ピン受け部材73(図3参照)とを有している。
[Second fixing part]
Returning to FIG. 1, the
受け台71は、ベース31上に設けられており、拡管装置1に設置される熱交換器2が載置される。なお、受け台71の上面にはU字管25が嵌合する複数の凹部が設けられている。
The
複数の係止ピン72は、図3に示すように、互いに平行に配置された棒状の部材であり、半円形状の断面を呈している(図2参照)。複数の係止ピン72は、少なくとも水平方向に移動可能に設けられており、複数のU字管25の内側にそれぞれ挿入され、複数のU字管25にそれぞれ係止してU字管25を内側からそれぞれ支持する。複数の係止ピン72は、U字管25に垂直な方向に対して傾斜した方向からU字管25の内側に挿入される。以下、複数の係止ピン72のうち一部の係止ピン72と、その係止ピン72が係止するU字管25近傍の拡大図である図4を用いて詳細に説明する。
As shown in FIG. 3, the plurality of locking
複数の伝熱管24は、上述したように、第1列伝熱管群G1と第2列伝熱管群G2との2列に分かれて配置されており、第1列伝熱管群G1は、軸断面視において第1直線L1上に所定間隔を隔てて順に並べられた第1伝熱管P1と第2伝熱管P2と第3伝熱管P3と第4伝熱管P4とを有する。第2列伝熱管群G2は、軸断面視において第2直線L2上に所定間隔を隔てて順に並べられた第5伝熱管P5と第6伝熱管P6と第7伝熱管P7と第8伝熱管P8とを有する。第5伝熱管P5は、第1伝熱管P1から第1直線L1と角度αをなす方向に離れて配置される。なお、角度αは、0<α<90の範囲の角度であり、図4では約60度である。第6伝熱管P6は、第2伝熱管P2から第1直線L1と角度αをなす方向に離れて配置される。第7伝熱管P7は、第3伝熱管P3から第1直線L1と角度αをなす方向に離れて配置される。第8伝熱管P8は、第4伝熱管P4から第1直線L1と角度αをなす方向に離れて配置される。また、第1列伝熱管群G1と第2列伝熱管群G2とは、第1直線L1及び第2直線L2に垂直な方向(図中の実線矢印A1参照)から見て互い違いに配置されている。すなわち、第1直線L1及び第2直線L2に垂直な方向から見て、第6伝熱管P6は第1伝熱管P1と第2伝熱管P2との間に位置しており、第7伝熱管P7は第2伝熱管P2と第3伝熱管P3との間に位置しており、第8伝熱管P8は第3伝熱管P3と第4伝熱管P4との間に位置している。逆に言えば、第1直線L1及び第2直線L2に垂直な方向から見て、第1伝熱管P1は第5伝熱管P5と第6伝熱管P6との間に位置しており、第2伝熱管P2は第6伝熱管P6と第7伝熱管P7との間に位置しており、第3伝熱管P3は第7伝熱管P7と第8伝熱管P8との間に位置している。また、第1伝熱管P1と第2伝熱管P2とは第1U字管U1によって接続される。第6伝熱管P6と第7伝熱管P7とは第2U字管U2によって接続される。第3伝熱管P3と第8伝熱管P8とは第3U字管U3によって接続される。従って、第1U字管U1は第1直線L1に沿って配置され、第2U字管U2は第2直線L2に沿って配置されているのに対して、第3U字管U3は第1直線L1および第2直線L2に交差して斜めに配置されている。複数の係止ピン72は、第5伝熱管P5と第6伝熱管P6との間を通り第1U字管U1の内側に挿入される第1係止ピン81と、第2U字管U2の内側に挿入され第2伝熱管P2と第3伝熱管P3との間を通る第2係止ピン82と、第7伝熱管P7と第8伝熱管P8との間を通り第3U字管U3の内側に挿入され第3伝熱管P3と第4伝熱管P4との間を通る第3係止ピン83とを有する。複数の係止ピン81−83は、それぞれ第1直線L1に対して角度αをなして配置されており、第1係止ピン81と第2係止ピン82と第3係止ピン83とは、第1直線L1に対して角度αをなす方向から、第1U字管U1の内側と第2U字管U2の内側と第3U字管U3の内側とに挿入される。係止ピン81−83は、U字管U1−U3の反対側に先端が突出するまでU字管U1−U3の内側に挿入される。
As described above, the plurality of
図3に戻り、係止ピン受け部材73は、U字管25の内側に挿入された係止ピン72の先端を受ける部材である。係止ピン受け部材73には、複数のU字管25の内側にそれぞれ挿入された複数の係止ピン72の先端がそれぞれ挿入される複数の孔が設けられており、係止ピン受け部材73は、孔に挿入された係止ピン72の先端を支持して係止ピン72の動きを規制する。
Returning to FIG. 3, the locking
[制御部]
図5に示す制御部8は、マンドレル駆動部5のメインシリンダー51や伝達機構52などを制御することによってマンドレル4の動作を制御することができる。制御部8による制御内容については以下の〈拡管処理における動作〉において詳細に説明する。
[Control unit]
The control unit 8 shown in FIG. 5 can control the operation of the
〈拡管処理における動作〉
本実施形態にかかる拡管装置1によって拡管処理を行うときの動作について主として図6に基づいて説明する。
<Operation in tube expansion processing>
The operation when the tube expansion process is performed by the tube expansion device 1 according to the present embodiment will be described mainly based on FIG.
まず、第1ステップS1において、拡管処理が行われていない熱交換器2が拡管装置1へと設置される。このとき、熱交換器2を伝熱管24の開放端を上にして受け台71上に載置する。なお、この状態において、マンドレル4の軸方向の延長上に伝熱管24が位置している。そして、第1固定部6のクランプ体によって伝熱管24の上端を挟んで固定すると共に、第2固定部7の係止ピン72を先端が係止ピン受け台71の孔に挿入されるまでU字管25の内側に挿入する。これにより、熱交換器2の設置が完了する。なお、ここでは、複数のフィン23は、熱交換器2の鉛直方向全体に亘ってフィンピッチが均等になるように配置される(図7(a)参照)。
First, in 1st step S1, the
次に、第2ステップS2において、第1マンドレル群11が第2マンドレル群12に先行して伝熱管24に挿入される。ここでは、メインシリンダー51が駆動され、伝達機構52がメインシリンダー51の下方への動きを押圧部材53へと伝達する。このとき、伝達機構52は制御部8による制御を受けて、複数の押圧部材53のうち一部の押圧部材53にのみメインシリンダー51の動きを伝達する。これにより、複数のマンドレル4のうち一部のマンドレル4からなる第1マンドレル群11が下降し、第1マンドレル群11のヘッド部41が上端から伝熱管24内に挿入されていく(図7(b)参照)。なお、このときメインシリンダー51の動きを伝達される押圧部材53は、第1マンドレル群11に対応して第1マンドレル群11の軸方向の上方に位置する押圧部材53である。第1マンドレル群11としては、例えば、熱交換器2の側部近傍に位置する伝熱管24に挿入される数本のマンドレル4が選択される。第1マンドレル群11に属するマンドレル4の数は、後に伝熱管24に挿入される第2マンドレル群12のマンドレル4の数よりも遙かに少ない。このため、第1マンドレル群11の伝熱管24への挿入によるフィン23への押圧力は、全てのマンドレル4が同時に伝熱管24に挿入される場合の押圧力よりも遙かに小さいものとなっている。このため、第1マンドレル群11の挿入時においては、フィン23は殆ど移動せず、フィンピッチの変動も殆どない。なお、第1マンドレル群11は、伝熱管24の下端近傍の下限位置まで降下して停止する。これにより、複数の伝熱管24のうち一部の伝熱管24が複数のフィン23に固着され、伝熱管24とフィン23との仮止めが行われる。
Next, in the second step S <b> 2, the
次に、第3ステップS3において、第1マンドレル群11が伝熱管24から抜き出される。ここでは、メインシリンダー51が第2ステップS2とは逆に上方へと駆動される。伝達機構52は、第1マンドレル群11に対応する押圧部材53へとメインシリンダー51の動きを伝達し、第1マンドレル群11が上方へと移動する。これにより、第1マンドレル群11が伝熱管24の上端から抜き出される。
Next, in the third step S <b> 3, the
次に、第4ステップS4において、残りの第2マンドレル群12が伝熱管24へと挿入される。ここでは、伝達機構52によってメインシリンダー51の下方への動きが、第2マンドレル群12に対応する押圧部材53へ伝達される。このとき、メインシリンダー51の動きは、全ての押圧部材53に伝達される。これのため、第2マンドレル群12と共に第1マンドレル群11も再び上端から伝熱管24へと挿入され、全ての伝熱管24にマンドレル4が同時に挿入される。その後、複数のマンドレル4は下限位置まで伝熱管24に挿入されて停止する(図7(c)参照)。
Next, in the fourth step S <b> 4, the remaining
そして、第5ステップS5において、第2マンドレル群12が伝熱管24から抜き出される。ここでは、メインシリンダー51が第3ステップS3とは逆に上方へと駆動され、伝達機構52は、第2マンドレル群12に対応する押圧部材53へとメインシリンダー51の動きを伝達し、第2マンドレル群12が上方へと移動する。これにより、第2マンドレル群12が伝熱管24の上端から抜き出される。このとき、メインシリンダー51の動きは、全ての押圧部材53に伝達される。これにより、第2マンドレル群12と共に第1マンドレル群11も伝熱管24から抜き出され、全ての伝熱管24からマンドレル4が同時に抜き出される。
In the fifth step S <b> 5, the
以上の動作によって、拡管処理が終了する。拡管処理が終了すると、第6ステップS6において、第1固定部6および第2固定部7が開放されて、熱交換器2が拡管装置1から取り外される。
With the above operation, the tube expansion process is completed. When the pipe expansion process is finished, in the sixth step S6, the first fixing
なお、伝熱管24がマンドレル4によって拡管される間、伝熱管24には軸方向すなわち鉛直方向に収縮しようとする圧縮力が作用するが、第1固定部6および第2固定部7によって伝熱管24の両端が固定されているために、伝熱管24の収縮が防止されている。
While the
〈特徴〉
(1)
この拡管装置1では、拡管処理において、数本の伝熱管24とフィン23とが仮止めされる。このため、伝熱管24の変形によるフィン23の下方への移動が一部の伝熱管24とフィン23との仮止めによって規制される。従って、拡管処理において、マンドレル4の挿入前に設定されたフィンピッチが拡管処理後も維持される。このため、マンドレル4の挿入前にフィンピッチを均等に設定した場合には、拡管処理後の熱交換器2においてフィンピッチを上下に亘って均等に近づけることができる。これにより、通風時に生じる異音を軽減することができる。また、熱交換器2の外観品位が向上する。
<Characteristic>
(1)
In this pipe expansion apparatus 1, several
(2)
この拡管装置1では、第1マンドレル群11が伝熱管24に挿入され伝熱管24から抜き出された後に、全てのマンドレル4が伝熱管24に挿入され伝熱管24から同時に抜き出される。このため、動力源であるメインシリンダー51は単調な往復動を行うだけでよく、簡易な伝達機構52の構成によって、マンドレル4の動作を制御することができる。
(2)
In this pipe expansion device 1, after the
<第2実施形態>
上記の第1実施形態では、第1マンドレル群11が抜き出された後に、第2マンドレル群12が挿入されているが、第2マンドレル群12が、第1マンドレル群11が伝熱管24の上端側から伝熱管24に挿入されて下限位置に到達した後であって第1マンドレル群11が上方へと移動する前に、伝熱管24に挿入されてもよい。第2マンドレル群12は、その後、第1マンドレル群11と共に伝熱管24の一端側から抜き出される。他の構成については、第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
In the first embodiment, the
このような制御が行われても、上記と同様に伝熱管24とフィン23との仮止めが行われるため、伝熱管24への挿入前のフィンピッチを維持することができる。また、本実施形態における制御では、第1実施形態と比べて、第1マンドレル群11の抜き出しのステップを省略することができる。このため、拡管処理のサイクルにおいて必要な時間を短縮することができる。
Even if such control is performed, the fin pitch before insertion into the
<第3実施形態>
上記の第1実施形態では、第1マンドレル群11が抜き出された後に、第2マンドレル群12が挿入されているが、第2マンドレル群12が、伝熱管24の上端側から伝熱管24に挿入された第1マンドレル群11が下限位置に到達する前に、伝熱管24に挿入されてもよい。その後、第1マンドレル群11と第2マンドレル群12との抜き出しは、別々に行われてもよく、或いは、先に下限位置に達した第1マンドレル群11が、第2マンドレル群12が下限位置に達するまで停止して、第1マンドレル群11と第2マンドレル群12とが同時に伝熱管24から抜き出されてもよい。他の構成については第1実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
In the first embodiment, the
このような制御が行われても、上記と同様に伝熱管24とフィン23との仮止めが行われるため、伝熱管24への挿入前のフィンピッチを維持することができる。また、本実施形態における制御では、第1実施形態と比べて、第1マンドレル群11と第2マンドレル群12とのいずれか一方が休止している時間が少ない。このため、拡管処理のサイクルにおいて必要な時間を短縮することができる。
Even if such control is performed, the fin pitch before insertion into the
〈他の実施形態〉
(1)
上記の第1実施形態では、フィンピッチを均等に近づけるために拡管処理前にフィンピッチが均等になるように設定されているが、フィンピッチを均等にする場合に限らずフィンピッチが部分毎に異なるように設定されてもよい。例えば、拡管処理前に、熱交換器2の上部ではフィン23を密に配置し、熱交換器2の下部ではフィン23を疎に配置する。この状態で第1マンドレル群11による仮止めを行い、拡管処理を行う。これにより、拡管処理前のフィンピッチが拡管処理後も維持され、上部のフィン23が密であり下部のフィン23が疎となる熱交換器2が製造される。このように、拡管処理前のフィンピッチの設定を調整することにより、フィンピッチの分布を所望の態様に調整することが可能である。
<Other embodiments>
(1)
In the first embodiment, the fin pitch is set to be equal before the tube expansion process in order to make the fin pitch close to each other. However, the fin pitch is not limited to the case where the fin pitch is equalized. It may be set differently. For example, before the pipe expansion process, the
(2)
上記の実施形態では、第1マンドレル群11として熱交換器2の両側端近傍に位置するマンドレル4が用いられているが、熱交換器2の中央部近傍に位置するマンドレル4が用いられてもよい。また、熱交換器2の両側端近傍に位置するマンドレル4と、熱交換器2の中央部近傍に位置するマンドレル4との両方が第1マンドレル群11として用いられてもよい。
(2)
In the above-described embodiment, the
(3)
上記の実施形態では縦型の拡管装置1が示されているが、伝熱管24が水平方向に平行に配置される横型の拡管装置にも本発明を適用可能である。
(3)
Although the vertical tube expansion device 1 is shown in the above embodiment, the present invention can also be applied to a horizontal tube expansion device in which the
(4)
上記の実施形態では、係止ピン72は半円形の断面形状を有しているが、円形断面であってもよい。
(4)
In the above embodiment, the locking
(5)
上記の拡管処理における動作において、加圧枠52が上限位置まで上昇すると共に第1固定部6が開放される際、第1固定部6がマンドレル案内体33と一体に動作して上方に移動することによって第1固定部6を一時的に待避させてもよい。この場合、第1固定部6はマンドレル案内体33と共に下方に移動して伝熱管24を挟持する。
(5)
In the operation in the above tube expansion process, when the
本発明は、拡管処理においてフィンピッチを所望の状態に調整することができる効果を有し、拡管装置および熱交換器の製造方法として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that the fin pitch can be adjusted to a desired state in tube expansion processing, and is useful as a method for manufacturing a tube expansion device and a heat exchanger.
1 拡管装置
2 熱交換器
4 マンドレル
5 マンドレル駆動部(駆動部)
8 制御部
11 第1マンドレル群
12 第2マンドレル群
23 フィン
24 伝熱管
S2 第2ステップ(第1工程)
S4 第4ステップ(第2工程)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8
S4 4th step (2nd process)
Claims (7)
前記伝熱管(24)に挿入されて前記伝熱管(24)を拡管させることにより前記伝熱管(24)と前記フィン(23)とを固定する前記1以上のマンドレル(4)からなる第1マンドレル群(G1)と、
前記第1マンドレル群(G1)が先行して前記伝熱管(24)に挿入されて予め仮止めが行われることにより、前記フィン(23)の移動が規制された後に、残りの前記伝熱管(24)にそれぞれ挿入されて残りの前記伝熱管(24)を拡管させることにより残りの前記伝熱管(24)と前記フィン(23)とを固定する複数のマンドレル(4)からなる第2マンドレル群(G2)と、
を備える拡管装置(1)。 In the heat exchanger (2) including a plurality of fins (23) provided with a plurality of holes and stacked, and a plurality of heat transfer tubes (24) inserted into the holes and penetrating the fins (23), the fins ( 23) a tube expansion device for expanding the heat transfer tube (24) inserted in the hole of 23) and fixing the fin (23) and the heat transfer tube (24),
A first mandrel composed of the one or more mandrels (4) that is inserted into the heat transfer tube (24) and fixes the heat transfer tube (24) and the fins (23) by expanding the heat transfer tube (24). A group (G1);
By the first mandrel group (G1) inserted beforehand temporarily fixed to the heat transfer tube preceded by (24) is performed, after the movement of the fins (23) is restricted, the remaining of the heat transfer tube ( the remaining of the heat transfer tube by being inserted into the 24) to be expanded pipe rest of the heat transfer tube (24) (24) and the fins (23) and the second mandrel group composed of a plurality of mandrels (4) for securing the (G2),
A tube expansion device (1).
請求項1に記載の拡管装置(1)。 In the second mandrel group (G2), the first mandrel group (G1) is inserted into the heat transfer tube (24) from one end side of the heat transfer tube (24) to the other end side of the heat transfer tube (24). After reaching the heat transfer tube (24),
The tube expansion device (1) according to claim 1.
請求項2に記載の拡管装置(1)。 The second mandrel group (G2) is inserted into the heat transfer tube (24) from one end side of the heat transfer tube (24) and reaches the other end side of the heat transfer tube (24) (G1). ) Is extracted from one end of the heat transfer tube (24) and then inserted into the heat transfer tube (24).
The tube expansion device (1) according to claim 2.
請求項2に記載の拡管装置(1)。 In the second mandrel group (G2), the first mandrel group (G1) is inserted into the heat transfer tube (24) from one end side of the heat transfer tube (24) to the other end side of the heat transfer tube (24). After reaching, it is inserted into the heat transfer tube (24) and extracted from one end side of the heat transfer tube (24) together with the first mandrel group (G1).
The tube expansion device (1) according to claim 2.
請求項1に記載の拡管装置(1)。 In the second mandrel group (G2), the first mandrel group (G1) inserted into the heat transfer tube (24) from one end side of the heat transfer tube (24) is connected to the other end side of the heat transfer tube (24). Before reaching the heat transfer tube (24),
The tube expansion device (1) according to claim 1.
前記駆動部(5)を制御する制御部(8)と、
をさらに備える請求項1から5のいずれかに記載の拡管装置(1)。 A drive unit (5) for driving the first mandrel group (G1) and the second mandrel group (G2);
A control unit (8) for controlling the drive unit (5);
The tube expansion device (1) according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
複数の前記マンドレル(4)のうち一部の前記マンドレル(4)を先行して前記伝熱管(24)に挿入することにより前記伝熱管(24)と前記フィン(23)とを仮止めして前記フィン(23)の移動を規制する第1工程(S2)と、
前記第1工程(S2)の後、残りの前記マンドレル(4)を残りの前記伝熱管(24)にそれぞれ挿入することにより残りの前記伝熱管(24)と前記フィン(23)とを固定する第2工程(S4)と、
を備える熱交換器(2)の製造方法。 In a heat exchanger (2) comprising a plurality of fins (23) provided with a plurality of holes and stacked, and a plurality of heat transfer tubes (24) inserted into the holes and passing through the fins (23), a plurality of mandrels ( 4) is a method of manufacturing a heat exchanger (2) in which the heat transfer tube (24) is expanded by inserting the heat transfer tube (24) into the heat transfer tube (24) to fix the heat transfer tube (24) and the fin (23). And
Temporarily fixing the heat transfer tube (24) and the fin (23) by inserting a part of the mandrels (4) among the plurality of mandrels (4) into the heat transfer tube (24) in advance. A first step (S2) for restricting movement of the fin (23) ;
After the first step (S2), the remaining mandrel (4) is inserted into the remaining heat transfer tube (24) to fix the remaining heat transfer tube (24) and the fin (23). A second step (S4);
The manufacturing method of a heat exchanger (2) provided with.
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