JPS62238031A - ２つの管板の間に直線管を圧力漏れなく取付ける方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に熱交換器の製造において、管板の穴へ遊
隙をおいて管を挿入し、圧力媒体により液圧で少なくと
も一端を拡管して管板へ押付け、端縁範囲で管仮に取付
は特に溶接し、管板の間に取付けられる管に、後の運転
状態を考慮する応力状態を生ずる手段を施す、２つの管
板の間に直線管を圧力漏れなく取付ける方法に関する。

更に本発明はこの方法を実施する装置にも関する。

〔従来の技術〕

ドイツ連邦共和国特許第２４５６８１１号明細書から、
前述した種類の２つの管板の間に直線管を圧力漏れなく
取付ける方法が公知である。この公知の方法では、管板
の範囲における管端部の液圧拡管に続いて、両管板の間
にある管の所定の応力状態を生ずるため、少なくとも１
つの管板のに管される範囲で、管の付加的なロール掛け
が行なわれ、それにより後の運転状態で管の過大負荷が
生じないようにする。

この公知の方法では、個々の管の応力状態が極めて精確
に規定されるが、付加的なロール掛けはかなりの労働費
と時間を要する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の基礎となっている課題は、公知の方法を簡単化
し、２つの管板の間に取付けられる管の所定の応力状態
を、管板へのその取・付けにより１つの方法段階で生ず
ることである。・〔問題点を解決するための手段〕 この諜顯を解決するため本発明によれば、まず容管の一
方の端部を一方の管板の穴に取付け、続いて管に生ずべ
き初応力に応じて容管を加熱し、加熱の結果中ずる部分
長だけ、取付けられない端部を他方の管板から押出し、
管の常温状態と加熱状態との間の所定の長さ差に達した
際、他方の管板内にある部分の範囲で管の他方の端部を
液圧で拡管し、続いて管板から突出する端部範囲で管仮
に溶接する。

〔発明の効果〕

この本発明による方法によって、付加的な作業過程なし
に、管の液圧拡管及び他方の管板への取付は前に容管の
適切な加熱により、所定の応力状態が生ずる。すべての
管が管板の間に挿入されて冷却されると、この応力状態
が自動的に生ずる。個々の管の順次行なわれる挿入中に
、個々の管に異なる応力状態が生ずることがあるが、製
造過程の終了後所定の値に変化する。なぜならば、この
値は管板の間に設けられる管の全体数とこれにより生ず
る管板の変形とに関係しているからである。

本発明による方法の別の利点は、管端部が前もって液圧
拡管により管仮に対して固定されているので、−万の管
板への一方の管端部の最初の取付けだけでなく、他方の
管板への他方の管端部の溶接も、取付は範囲における応
力の存在なしに行なわれることである。その結果全溶接
継目を問題なく形成することができる。更に溶接継目は
困難なしに検査可能である。

液圧拡管により生ずる管板への管のはまり合いを改善す
るために、本発明の別の特徴によれば、管板の穴の範囲
に凹所を形成して、保持力を高めるため管をこの凹所内
へ拡管することができる。

管の急速かつ精確な加熱は、本発明によれば、既に一方
の管仮に取付けられている管端部へ熱カートリッジを導
入することにより行なわれる。

本発明の展開では、管の加熱の結果化する伸びを液圧拡
管過程の制御信号として利用することが提案される。こ
れにより本発明による方法の実施が簡単化され、作業員
の間違いがなくなる。

本発明の好ましい実施態様では、管板からの管の突出部
を包囲する付加的な管スリーブを介して、少なくとも管
板の所で管を管仮に？Ｐｌすることができる。管の挿入
前に一端を管仮に溶接されるこの付加的な管スリーブに
より、管端部と管板との間に溶接継目を設けるのが簡単
になり、この溶接継目は管板に対して管を固定するのに
役立つだけでなく、管と管板との確実な例言を保証する
。

本発明による方法を実施する装置は、それぞれ拡管すべ
き管へ導入可能な拡管探査子を使用し、この拡管探査子
が、間隔をおいて円柱状探査子本体に設けられる少なく
とも２つの密封環により、拡管すべき管部分と共に環状
空間を形成し、弁の開放後払管のため環状空間が圧力媒
体源から供給される圧力媒体の作用を受ける。

このような装置において、管の加熱により管端部がそれ
ぞれ所定の長さ差だけ管板の端面から押出される時、そ
れぞれのＷｆｍｆｊ５を直ちに拡管するため、本発明に
よれば、加熱のため伸びる管の端縁により操作可能な弁
用開開器が、環状空間への圧力媒体供給のため、拡管探
査子に設けられている。

拡管探査子の本発明による構成により、それぞれ拡管す
べき管へ円柱状探査子本体を導入し、かつこの管を適当
に加熱した緩、液圧拡管過程が自動的に行なわれる。即
ち加熱のため伸びる管は、拡管探査子に設けられる開閉
器を介して、間隔をおいて円柱状探査子本体に設けられ
ている少なくとも２つの密封環により軸線方向に区画さ
れる環状空間へ圧力媒体源から圧力媒体を導く弁を開く
。従って作業員は温度や長さ差の測定を行なう必要がな
く、拡管探査子が拡管すべき管を持つ管仮に規則正しく
止められるように考慮しさえすればよい。

好ましい実ＷＸ態様では、開閉器が円柱状探査子本体を
同心的に包囲するストッパ環を含んでいる。拡管探査子
の軸線方向にとったストッパ環と管板又は拡管すべき常
温管の端縁との間隔は、所定の長さ差に応じて調節可能
である。この調節は、異なるストッパ環の交換によるか
、又は円柱状探査子本体を包囲するハウジングのストッ
パ面に対するストッパ環の移動により、行なうことがで
きる。

本発明による装置の好ましい実施態様では、管板に当る
［管探査子のストッパ面が、円柱状探査子本体の軸線方
向に移動可能なハウジング環により形成され、このハウ
ジング環の内部空間に開閉器のストッパ環が設けられて
いる。こうしてそれぞれの管坂内の密Ｍ環の規則正しい
位置が、場合によっては拡管すべき管又は介在される管
スリーブの所定の突出を考慮して調節されるのみならず
、管の後の応力状態のため加熱により得られて液圧拡管
過程の開始用制御信号として利用される所定の長さ差も
調節される。

〔実励例〕

図面には、本発明による装置の概略全体図のほかに、こ
の装置の実声例が示され、また複数の方法段階に基いて
、本発明による方法の経過が示されている。

第１図の概略図には、ハウジング２内にＷ４接される２
つの管板３及び４を含む熱交換１ｇｌが示され、これら
管板の間には多数の直線管５が延びている。１つの例外
を除いて、これらの管５は鎖線でのみ示されている。

これらの管５は管板３及び４の準備された穴へ遊隙をお
いて挿入され、拡管探査子６を使用して圧力媒体により
液圧で拡管される。この拡管により管は管板３及び４の
範囲で管板に揮付けられる。続いて管５は端縁範囲をそ
れぞれの管板３又は４になるべく溶接により取付けられ
る。

第２図ないし第８図かられかるように、まず管板３にあ
る管５の端部の液圧拡管が行なわれる。管板３のそれぞ
れの穴とその範囲に形成された凹所へ押付けられた管５
は、続いて管板３の外側でこれに溶接される。位置固定
と密封に役立つ溶接継目７は第２図かられかる。液圧拡
管の代りに、ロール掛けによるか又は溶接のみによって
管５の取付けを行なうことができる。

管板３への管５のこの取付は過程後、管５の他方の端部
は、第３図に示すように、管板３から少し突出する。こ
の第３図から、管板４のそれぞれの穴の範囲に凹所８が
形成され、液圧拡管の際保持力を高めるため、管５がこ
の凹所へ圧入されることもわかる。

すべての管５がその一方の端部を管板３の穴へ液圧で拡
管され、溶接継目７により管板３に固定された後、第３
図のように管板４から突出するその端部が、第４図に示
すように目標寸法に切断される。管板４の端部からの管
５の所定の突出が意図され、管板３への管５の取付は後
もこの突出が公差以内に維持される限り、この切断を省
略することも可能である。

第５図及び第６図に示すように、既に管板３に取付けら
れた管５の端部へ熱カートリッジ９が導入され、これに
より管５が加熱される。第６図に示すように、この加熱
のため管５は伸び、管板４の端面に一致する目標寸法に
前もって切断されているにもかかわらす、管板４の端面
力）ら少し突出している。

さて第６図によれば、管５の自由端へ拡管探査子６の円
柱状探査子本体６ａが押込まれて、間隔をおいてこの探
査子本体６ａ上にある密封）３１０がちょうど管板４の
肉厚内にあるようにする。管板４に対する探査子本体６
ａの密封環１０のこの対応関係を確保するため、拡管探
査子６のハウジング上へハウジングｉ１１がねじはめら
れ、その端部１１ａが管板４の外面に当つている。探査
子本体６ａに対するハウジング環１１の適当な調節によ
り、拡管探査子６が管板４に正しく当てられる時、密封
［１０が常に管板４の断面内の正しい位置にあるように
する。

第６図及び第７図による実施例では、ハウジング環１２
の内部にストッパ環１２が設けられ、その１）「端部か
ら１つ又は複数の接触ピン１２ａが突出し、その前面が
管板４から所定の間隔をとっている。実施例では、この
間隔ａは管５の加熱により生ずべき長さ差に等しく、管
５の取付けとその後の冷却後この長さ差のため、管板３
と４との間に溶接される管５に初応力が生ずることにな
る。

熱カートリッジ９による加熱によって管５が所望の値だ
け伸びると、管板４から出る管５の端面ば、第７図のよ
うに接触ピン１２ａに当るようになる。この接触ピン１
２ａは、圧力媒体＆ｔ１６から拡管探査子６へ延びる圧
力媒体導管１５に設けられている弁１４を操作する開閉
器１３の一部である。拡管探査子６において圧力媒体導
管ｌ５は、軸線方向区間を密Ｍ環１０により形成されて
いる環状空間１７に通じている。弁１４が開かれると、
この環状空間１７の範囲で管５が拡管されて、管板４の
穴又は凹所８へ押付けられる。

第７図は、液圧拡管中に適当な管部分が管板４の穴又は
凹所８へ押付けられた後の管５の端部を示している。環
状空間１７内に前もって設定された圧力値が現われ、こ
れが特定時間にわたって維持されると、圧力が低下され
、拡管探査子６が管５から引出される。その後管板４か
ら突出している管５の端部が、溶接継目１８により管板
４に溶接される。

常温の管５と熱カートリッジ９により加熱された管５と
の間の間隔ａにより前もって調節可能な長さ差と、この
長さ差に達する際液圧拡管過程の自動開始とによって、
管５が管板４と拡管及び溶接により結合される前に、こ
の管５は管板４から所定の値だけ押出される。続いて管
５を冷却すると、引張り応力がこの管５に生ずる結果、
ハウジング２に溶接されている管板３及び４の変形を考
慮して、管５に所望の応力状態が得られる。この場合異
なる管５に異なる応力の存在することが望まれることも
ある。従って管５を管板４に取付ける前に、異なる管５
を加熱により管板４から異なる寸法だけ突出させること
が可能である。このためストッパ環１２をハウジングＪ
ＪＩＩ内で移励可能にするか、管板４の端面に対して異
なる間Ｖ／Ａａをとる別のストッパ環１２に交換可能に
することができる。

第９図及び第１Ｏ図には、弁１４を制御する開閉器１３
の２つの別な構成の可能性を示しである。第６図及び第
７図による実施例では、非導電性ストッパ環１２内の接
触ピン＋２ａは開閉器１３の電気回路に組込まれて、伸
びる管５の端縁に接触する際開閉器１３を操作するが、
第９図による実施例は、接触ピン１２ａを持つストッパ
環１２の代りに、ハウジング環１１に揺動可能に支持さ
れて開閉器１３の接点１９と共同作用する開閉レバー２
０を使用している。はね２０ａの荷重を受ける開閉レバ
ー２ｏは、通常は接点１９から藤されている。これに反
し第９図に示すように管５が寸法ａだけ伸びて、開閉レ
バー２０が第９図のように管５の伸びる端縁により時計
方向に揺動されると、接点１９に当る。この瞬間に開閉
器１３は、第１図の実施例に関して前述したように、弁
１４を開く。

第１０図による第３実施例では、ハウジング環１１に設
けられる誘導コイル２１により開閉過程が開始される。

この実施例では、増幅器２２を介して開閉器１３に接続
されている誘導コイル２１内に磁石環２３があって、管
５の端縁が値ａだけ管板４の端面から突出すると、この
磁石環２３が伸びた管５の端縁により押されて、増幅器
２２により増幅される制御信号を弁１４へ与える。磁石
環２３の代りに、管板４から突出する管５の部分を誘導
コイル２１から与えられる信号の発生に利用すると、こ
の実施例を無接触開閉にも利用することができる。

従って３つの実施例は、伸びる管が開閉器１３の’、ｆ
ｆＩ流回路へ直接会まれる実施態様（第６図及び第７図
）を示している。第９図による第２の実施例では、機械
的に開閉器の接触が行なわれる。第１０図による実施例
は、管５の伸びる端縁に反応する光電素子とすることが
できる無接触開閉器を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの管板の間に直線管を取付ける装置全体の
概略縦断面図、第２図は最初に管仮に取付けられる管端
部の縦断面図、第３図は他方の管板の適当に醇備された
穴から突出するこの管の他方の端部の縦断面図、第４図
は目標寸法に切断された管端部の第３図に対応する縦断
面図、第５図は熱カートリッジの尋人後における第２図
に対応する縦断面図、第６図はに管探査子の導入後の加
熱過程中における第４図に対応する縦断面図、第７図は
加熱過程の終了後液圧拡管の実施後における第６図に対
応する縦断面図、第８図は蔽圧拡管及び管板への溶接後
における第６図及び第７図による管端部の縦断面図、第
９図は装置の別の実施例の第８図に対応する縦断面図、
第１Ｏ図は更に別の実施例の縦断面図である。 ３．４・・・管板、５・・・直線管、６・・・拡管探査
子、９・・・熱カートリッジ、１３・・・開閉器、１４
・・・弁、１６・・・圧力媒体源、１７・・・環状空間
、１８・・・溶接継目。 特許出願人　バルケーデュル、・アクチェンゲゼルシャ
フト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　管板の穴へ遊隙をおいて管を挿入し、圧力媒体によ
   り液圧で少なくとも一端を拡管して管板へ押付け、端縁
   範囲で管板に取付け、管板の間に取付けられる管に、後
   の運転状態を考慮する応力状態を生ずる手段を施す方法
   において、まず各管の一方の端部を一方の管板の穴に取
   付け、続いて管に生ずべき初応力に応じて各管を加熱し
   、加熱の結果生ずる部分長だけ、取付けられない端部を
   他方の管板から押出し、管の常温状態と加熱状態との間
   の所定の長さ差に達した際、他方の管板内にある部分の
   範囲で管の他方の端部を液圧で拡管し、続いて管板から
   突出する端部範囲で管板に溶接することを特徴とする、
   ２つの管板の間に直線管を圧力漏れなく取付ける方法。 ２　管板の穴の範囲に凹所を形成することを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　既に一方の管板に取付けられた端部へ熱カートリッ
   ジを導入することにより管を加熱することを特徴とする
   、特許請求の範囲１項に記載の方法。 ４　管の加熱の結果生ずる伸びを液圧拡管過程用制御信
   号として利用することを特徴とする、特許請求の範囲１
   項又は第３項に記載の方法。 ５　管板からの管の突出部を包囲する付加的な管スリー
   ブを介して、少なくとも管板の所で管を管板に溶接する
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 ６　まず各管の一方の端部を一方の管板の穴に取付け、
   続いて管に生ずべき初応力に応じて各管を加熱し、加熱
   の結果生ずる部分長だけ、取付けられない端部を他方の
   管板から押出し、管の常温状態と加熱状態との間の所定
   の長さ差に達した際、他方の管板内にある部分の範囲で
   管の他方の端部を液圧で拡管し、続いて管板から突出す
   る端部範囲で管板に溶接するため、それぞれ拡管すべき
   管へ導入可能な拡管探査子が、間隔をおいて円柱状探査
   子本体に設けられる少なくとも２つの密封環により、拡
   管すべき管部分と共に環状空間を形成し、弁の開放後拡
   管のため環状空間が圧力媒体源から供給される圧力媒体
   の作用を受けるものにおいて、加熱のため伸びる管（５
   ）の端縁により操作可能な弁（１４）用開閉器（１３）
   が、環状空間（１７）への圧力媒体供給のため、拡管探
   査子（６）に設けられていることを特徴とする、２つの
   管板の間に直線管を圧力漏れなく取付ける装置。 ７　開閉器（１３）が円柱状探査子本体（６ａ）を同心
   的に包囲するストッパ環を含んでいることを特徴とする
   、特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８　拡管探査子（６）の軸線方向とつたストッパ（１２
   ）と管板（４）又は拡管すべき常温管（５）の端縁との
   間隔が調節可能であることを特徴とする、特許請求の範
   囲第６項に記載の装置。 ９　間隔（ａ）が異なるストッパ環（１２）の交換によ
   り調節可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   ８項に記載の装置。 １０　円柱状探査子本体（６ａ）を包囲するハウジング
   のストッパ面に対してストッパ環（１２）を移動するこ
   とにより間隔（ａ）が調節可能であることを特徴とする
   、特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １１　管板（４）に当る拡管探査子（６）のストッパ面
   （１１ａ）が、円柱状探査子本体（６ａ）の軸線方向に
   移動可能なハウジング環（１１）により形成され、この
   ハウジング環の内部空間に開閉器（１３）のストッパ環
   （１２）が設けられていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第６項に記載の装置。