JPS6411374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芯のまわりにチユーブを巻き付けるた
めのチユーブ巻付装置に係り、特に熱交換器を製
作するためのチユーブ巻付装置に関する。

この種の熱交換器は、垂直な芯のまわりにらせ
ん状に巻き付けられた幾層ものチユーブを有し、
このチユーブが巻き付けられた芯は容器の中に収
容されている。チユーブには一次流体が流れ、容
器内すなわちコイルの外側には二次流体が流れ、
これら流体の間で熱交換がなされるようになつて
いる。

本発明が特に製作を意図している熱交換器は約
30トンから100トンというような大きな熱交換器
であつて、このような熱交換器は天然ガスを液化
するため等に使用される。本発明のチユーブ巻付
装置は前述したごとき熱交換器の一つの構成要素
であるコイルが巻き付けられた芯を製作するため
に適用し得るものである。

このような熱交換器を製造するための装置は英
国特許1330866号や米国特許3884424号等に開示さ
れている。従来技術によるこれらの装置は、垂直
に固定された芯のまわりに上下に移動可能に取り
付けられた水平なプラツトホームと、このプラツ
トホームに設けられた直立部材によつて支持され
て芯のまわりを回転出来るようになつた環状部材
と、この回転可能な環状部材に吊り下げられた巻
付機とを備え、この環状部材を回転することによ
つて巻付機を芯のまわりで回転し、これと同時に
巻付機自身又はプラツトホームを芯と平行に垂直
運動させることによつて巻付機を垂直運動させて
チユーブを芯に螺旋状に巻き付けている。

然しながら、このような従来技術による巻付装
置では、巻付機は回転可能な環状部材から吊り下
げられているので、巻付機の上方には必ず環状部
材が存在し、これが芯の最上端部付近の巻き付け
を困難にしている。

更に、これらの従来技術による巻付装置では、
巻付機は回転可能な環状部材から吊り下げられて
いるので非常に不安定であり、このために巻き付
けが不正確になり易くなるのみならず、チユーブ
や付近の構造物を損傷する恐れがある。

本発明の目的は、前述の従来技術における欠点
を除去し、芯の上端部付近の巻き付けを容易にす
ると同時に極めて安定した巻付機を備えたチユー
ブ巻付装置を得ることである。

本発明によるチユーブ巻付装置は、フレームを
構成する複数個の垂直な柱に取付けられた実質的
に垂直な静止している芯の回りに少なくとも１本
のチユーブを巻付けるようになつており、回転は
できないが垂直方向には移動可能になつたほぼ水
平の外側部材と、芯のまわりを回転するように外
側部材の内側に回転可能に取り付けられたほぼ水
平の円形テーブルとを有し、フレームの中で芯の
まわりに移動可能に取り付けられたほぼ水平のプ
ラツトホーム組立体と、円形テーブルを外側部材
に関して回転するためにこの外側部材に装架され
たモーターと、フレームの一部を構成する本体
と、外側部材とフレームとに取り付けられたチエ
ーンなどを駆動するロツドとを有する液圧ジヤツ
キを備えて、外側部材及び円形テーブルを芯に関
して垂直方向に移動させるための駆動装置と、芯
に関するプラツトホームの併進運動と回転運動と
にもとづき芯に少なくとも１本のチユーブをほぼ
らせん状に巻き付ける為にプラツトホーム上に設
置された少なくとも１個の巻付機組立体とを備
え、この巻付機組立体は、円形テーブルに設けら
れたリールとこのリールからチユーブを芯に案内
する案内装置とを有し、この案内装置は一端が前
記円形テーブルに枢動可能に取り付けられたほぼ
水平のアームを有し、このアームの他端は芯のま
わりにリールからのチユーブを案内するための案
内ヘツドを支持するほぼ垂直なアームに枢動に結
合されており、この案内ヘツドは液圧ジヤツキを
有して前述の垂直なアームに沿つて摺動可能であ
り、この液圧ジヤツキは、第一組のローラを有す
るロツドと、この第一組のローラと共同する第二
組のローラが装架されたヨークなどとを有し、チ
ユーブは芯に巻き付けられる前にこれら第一と第
二組のローラとの間を通るようになつており、こ
のとき第一及び第二組のローラは共同してこのチ
ユーブを予め曲げるようになつており、これによ
つて、チユーブを芯に効果的に巻付けることが出
来る。

以下、図面に従つて本発明の実施例を説明す
る。

第１図を参照すると本発明のチユーブ巻付装置
の全体を示す斜視図が示されている。チユーブ１
が巻かれる垂直な芯２は支持体３によつて床の上
に配置されており、この芯２のまわりに複数本の
チユーブ１がチユーブ巻付装置によつて巻き付け
られるようになつている。図示実施例のチユーブ
巻付装置はフレームを構成する複数個の垂直な柱
４を備え、これらの垂直な柱４の下端は床に支持
されている。芯２の上方部分は垂直な柱４の上方
部分に複数のワイヤなどの引張り部材５によつて
連結されて芯２を垂直に確実に固定している。

チユーブ巻付装置は芯２のまわりに移動可能に
取り付けられた水平なプラツトホーム組立体６を
有している（第１図及び第２図参照）。プラツト
ホーム組立体６は、回転はできないが垂直方向に
は移動可能である水平な外側部材９と、芯２のま
わりを回転するように外側部材９の内側に回転可
能に取り付けられた水平な円形テーブル８とを備
えている。円形テーブル８の上には好適には３個
の巻付機７が備えられている。プラツトホーム組
立体６は垂直な柱で構成されたフレームの中を、
芯２に沿つて移動する。

円形テーブル８は、外側部材９に装架された回
転装置を構成する液圧モーター１０によつて、外
側部材９に対して回転される。円形テーブル８
は、チユーブ１を芯２上に所望の方向に巻き付け
ることができるように、第２図で時計方向又は反
時計方向に回転することができる。外側部材９は
移動装置を構成する液圧ジヤツキ１１によつて垂
直上下方向に可変速度で駆動されるようになつて
いる。すなわち、液圧ジヤツキ１１のロツド１２
はその上方端部にローラ１６を備えており、チエ
ーン１３が、外側部材９の符号１４で示した位置
から、ローラ１６を通つて、垂直な柱４で構成さ
れたフレームの符号１５で示した位置まで、掛け
渡されており、ロツド１２が液圧ジヤツキ１１に
よつて上下移動されると、プラツトホーム組立体
６は芯２に沿つてフレーム内で上下移動すること
ができる。液圧モーター１０と液圧ジヤツキ１１
とを作動させるための制御装置１７は第５図に示
すようにプラツトホーム組立体６上の後述するチ
ユーブの案内装置の直立部材３０に設けることが
できる。これによつて、作業員がプラツトホーム
組立体６に乗つてチユーブ巻付装置を作動させる
ことができる。

円形テーブル８は、外側部材９に備えられた複
数個のローラ１８によつて回転可能になつてい
る。

釣合錘１９が、垂直な柱４，４に設けられた案
内レール２２内で上下方向に滑動可能に配設され
ている。釣合錘１９にはケーブル２０の一端が固
定され、フレームの上方部分に取付けられたプー
リー２１をまわつている。このケーブル２０の他
端はプラツトホーム組立体６の外側部材９に連結
されている。このような釣合錘１９を備えること
によつてプラツトホーム組立体６は上下方向に安
定性を保持しながら移動することができる。

プラツトホーム組立体６の外側部材の側部には
後述するケーブル（又はチエーン）２３をかける
複数個のローラ２４が設けられており、その中の
２個が第１図に示されている。そして、第１図か
らは見えないが、このようなローラ２４が外側部
材９の反対側にも備えられている。各ローラ２４
は２重ローラであつて、軸のまわりに回転するロ
ーラ要素が２個並置された構造になつている。図
示実施例では、床に固定された、第１図で左側の
部材２５からケーブル（又はチエーン）２３が第
１図の左側のローラ２４の一つのローラ要素に延
び、次に第１図の右側のローラ２４の一つのロー
ラ要素に延び、次に垂直上方に延びて、このケー
ブル２３の上方端はフレームの上方部分に固定さ
れた部材２６に連結されている。一方、第１図の
右側の部材２５から延びるケーブル２３は、まず
右側のローラ２４の他方のローラ要素に到り、次
に左側のローラ２４の他方のローラ要素に掛けら
れ、それから垂直上方に延びて上方端がフレーム
の上方部分に固定されている。第１図からは見え
ない２つのローラも同様にケーブルに係合されて
いる。このように構成することによつて、プラツ
トホーム組立体６は水平方向に安定した位置を維
持し得る。

第２図に示すように、円形テーブル８には３個
の巻付機７が備えられている。各巻付機７は、チ
ユーブ１が巻回保持されているリール２７と、リ
ール２７からのチユーブ１を芯２上に案内するた
めの案内装置とを備えている。

第２図、第４図及び第５図を参照してよく理解
し得るように、案内装置は、円形テーブル８に枢
動可能に連結された一方の端部２９を有するほぼ
水平なアーム２８と、アーム２８の他方の端部２
８ａに枢動可能に取り付けられたほぼ垂直の直立
部材３０と、直立部材３０に沿つて移動可能に取
り付けられた案内ヘツド３１とを備えている。第
５図に示すように、１個の案内ヘツド３１は、リ
ール２７から３本のチユーブ１を、上下に並置し
て同時に案内して、プラツトホーム組立体６が上
昇するに従つて（その間、円形テーブル８は回転
している）、３本のチユーブ１を芯２にらせん状
に並置して巻き付けるようになつている。前述し
たように、直立部材３０上で案内ヘツド３１はそ
の位置を調整することができるので、３個の案内
ヘツド３１のそれぞれの上下方向の位置を互に適
切にずらせて、それぞれの直立部材３０上に位置
決め固定することによつて、９本のチユーブ１を
芯２に同時に巻き付けていくことができる。

案内ヘツド３１は第４図に示すように、液圧ジ
ヤツキ３２によつて駆動されるロツド３３と、液
圧ジヤツキ３２に装架されたヨーク３６と、ロツ
ド３３に枢支された一対の腕によつて支持された
一対のローラ３４と、このローラ３４と協動する
ようにヨーク３６に備えられた一対のローラ３５
とを有し、ローラ３４はばね（図示せず）によつ
てローラ３５に偏倚されている。液圧ジヤツキ３
２を作動してロツド３３を伸張することによつて
チユーブ１をローラ３４，３５に間に挿入し、再
び液圧ジヤツキ３２を作動してロツド３３を後退
させると、ローラ３４，３５が接触し且つ２本の
アームはその枢支点で折れ曲がる。従つて、チユ
ーブ１をこれらのローラ３４，３５の間に通して
液圧ジヤツキ３２を作動即ち後退させると、チユ
ーブ１は２本の腕の枢支点で僅かに曲げられるの
で、チユーブ１に予じめ曲げ加工を施すことがで
きる。また、ロツド３３の端部には一対のローラ
３７が備えられており、このローラ３７が芯２上
で回転することによつて、チユーブ１は適正に芯
２のまわりにこの案内ヘツド３１によつて案内さ
れる。第４図は平面図であるからそれぞれ一対づ
つのローラ３４，３５，３７しか見えないが、第
５図で見るごとく、案内ヘツド３１は垂直方向に
並置された３本のチユーブ１を同時に案内し且つ
予じめ曲げる作用を行なうものであり、各ローラ
３４，３５，３７は上下方向にそれぞれ３組重ね
て備えられていることは理解されるであろう。

第１図及び第２図に示すように、アーム２８を
作動させる装置３８が各巻付機７に備えられてい
る。この装置３８は円形テーブル８上に固定され
ており、アーム２８を枢動して案内ヘツド３１を
芯２に対して移動するようになつている。

チユーブ１の第一層を巻き付ける前にワイヤー
等を芯２のまわりにあらかじめらせん状に巻き付
けておき、これを案内として案内ヘツド３１を動
かすことができる。

第３図に示すように、離隔支持体３９が芯２に
備えられ、各チユーブ１を適切に位置決め保持す
る役目を果している。離隔支持体３９は芯２の下
部に設けられた板４１に符号４０で示した位置で
取り付けられている。板４１は互いに嵌合された
複数個のリング４２，４３で構成されており、芯
２に固定されたブラケツト４４によつて支持され
ている。板４１とほぼ同様な板（図示せず）が芯
２の上方部分に設けられ、チユーブの巻き付け
を、それより上方まで行なわないように、制限す
る役目を果している。チユーブ１の外側のまわり
においてガスであつたものがチユーブ１内の流体
と熱交換されて液化された流体を所望のレベルに
制限するための溢流パイプ４５が板４１に備えら
れている。即ち、このレベル以上になると液化し
た流体は溢流パイプ４５を通つて熱交換器から排
出される。

第１図に示すように、チユーブ１の下端はマニ
ホルド４７に芯２の下方部分４６を通つて連結さ
れている。かくてチユーブ１の下端はマニホルド
４７内と連通する。同様のマニホルド４７ａが芯
２の上部にも備えられており、チユーブ１の上端
はこのマニホルド４７ａ内と連通している。チユ
ーブ１の外側のガスと熱交換される流体はマニホ
ルド４７内から複数のチユーブ１を並列に流れて
マニホルド４７ａ内において合流されるわけであ
る。

円形テーブル８の構成部材は、チユーブ１が芯
２のまわりに何層にも巻き付けられた場合に、こ
のコイル状のチユーブ１が通過することができる
ように中央部分から順次取り外しできるようにな
つている。第２図及び第６図に示すように、円形
テーブル８はそれぞれ取り外し可能な扇形区画部
分４８ａ，４８ｂ等で構成され、それぞれの扇形
区画部分４８ａ，４８ｂ等は複数の取り外し可能
な台形部材６０ａ，６０ｂで構成され、各台形部
材６０ａ，６０ｂは４個の部材４９を有する。半
径方向内側に位置する台形部材はその外側に位置
するものと取り外し可能に連結されており、一つ
の扇形区画部分４８ａの台形部材６０ａは隣りの
扇形区画部分４８ｂの台形部材６０ｂと取り外し
可能に連結されている。これを第７図を参照して
詳述する。第７図には半径方向に隣接する２組の
台形部材が夫々符号６０a′，６０a″，６１b′，６
１b″で代表的に示されている。台形部材６０a′の
部材４９の一つ４９ａには平らな１つの鉄片５０
が備えられ、半径方向内側の台形部材６０a″の部
材６１ａには平らな２つの鉄片５１が備えられ、
鉄片５０は２つの鉄片５１間に入り込むようにな
つている。鉄片５１の一方にはパイプ５３が溶接
固定され、このパイプ５３内にピン５２が摺動可
能に備えられている。ピン５２にはハンドル５４
が設けられパイプ５３の開口５５から突出してい
る。ハンドル５４は第７図の鎖錠位置と、ハンド
ル５４を直立させて引き抜いた開錠位置とに亘つ
て可動である。ハンドル５４を開錠位置にしてピ
ン５２をパイプ５３内で摺動させると、台形部材
６０a′と台形部材６０a″との連結が解除される。
これと円周方向に隣接する台形部材６０b′，６０
b″の各部材４９ｂ，６１ｂにもほぼ同様な装置が
形成されている。また、円周方向に隣接した扇形
区画部分４８ａ，４８ｂを構成しているそれぞれ
の台形部材６０a′，６０b′はそれぞれピン５６に
よつて取り外し可能に連結されている。ピン５６
の端部５８は台形部材６０a′に設けられた小孔５
９に係合している。ピン５６はパイプ５７内で摺
動可能であり、パイプ５７の開口からハンドルが
突出している。ハンドルを開錠位置にしてピン５
６を摺動させると、隣接する台形部材６０a′，６
０b′は分離することができる。

かような構成によつて円形テーブル８は十分に
剛性を保持しながら、一方、分解可能なものとな
つている。

本発明のチユーブ巻付装置の作動を以下説明す
る。各リール２７にはマニホルド４７からマニホ
ルド４７ａまで芯２にチユーブ１をらせん状に巻
き付け得る長さに相当する長さのチユーブ１が巻
回保持されている。第１図に示されているよう
に、リール２７はそれぞれがチユーブ１を巻回し
ているリールを３個垂直に重ねたもので成つてい
る。チユーブ１は３本とも部分的に引き出されて
案内ヘツド３１のそれぞれのローラ対の間に通さ
れる。チユーブ１の端部は芯２の下方部分４６を
通つてマニホルド４７に連結することができるよ
うに適切な寸法形状にされている。かくて、チユ
ーブ１が３本づつ各巻付機７に配備されて合計９
本のチユーブの巻き付けが開始される。プラツト
ホーム組立体６は上方に移動し、円形テーブル８
はその間に回転する。かくして、円形テーブル８
の上の３個の巻付機７は芯２のまわりに上方に移
動され且つ回転されて、芯２の全長にわたつてほ
ぼその頂部までチユーブ１がらせん状に巻き付け
られる。所望により、円形テーブル８を時計方向
及び反時計方向に交互に回転することによつて、
互に交差したチユーブの層を形成することができ
る。プラツトホーム組立体６は、作業員がプラツ
トホーム組立体６に乗つて操作することができる
ように、制御装置１７を第５図に示すように巻付
機７に備えることもできるし、また、地上から操
作することができるように制御装置を地上に備え
ることもできる。

チユーブ１は所望の金属、例えばステンレスま
たはその合金等で作ることができる。

以上の如く、本発明によるチユーブ巻付装置は
芯の上端まで効果的に巻き付けを行うことが可能
であり、しかもその巻付機を極めて安定したもの
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるチユーブ巻付
装置の一部を破断した斜視図、第２図はプラツト
ホーム組立体の平面図、第３図はチユーブと芯の
下部との間の固定状態を示す部分斜視図、第４図
は第２図に示されている案内ヘツドの拡大平面
図、第５図は第４図の矢印の方向に見た部分側
面図、第６図は円形テーブルの構成を示す部分平
面図、第７図は第６図でで囲んだ部分の拡大水
平断面図である。 １……チユーブ、２……芯、３……支持体、４
……垂直柱、５……引張り部材、６……プラツト
ホーム組立体、７……巻付機、８……円形テーブ
ル、９……外側部材、１０……液圧モーター、１
１……液圧ジヤツキ、１２……ロツド、１３……
チエーン、１６……ローラ、１７……制御装置、
１８……ローラ、１９……釣合錘、２０……ケー
ブル、２１……プーリー、２２……レール、２３
……ケーブル、２４……ローラ、２７……リー
ル、２８……アーム、３０……直立部材、３１…
…案内ヘツド、３２……液圧ジヤツキ、３３……
ロツド、３４，３５，３７……ローラ、３６……
ヨーク、３８……アームを作動させる装置、３９
……離隔支持体、４１……板、４２，４３……リ
ング、４４……ブラケツト、４５……溢流パイ
プ、４６……部分、４７，４７ａ……マニホル
ド、４８ａ，４８ｂ……扇形区画部分、４９，４
９ａ，４９ｂ……部材、５０，５１……鉄片、５
２，５６……ピン、５３，５７……パイプ、５４
……ハンドル、６０ａ，６０a′，６０a″，６０
ｂ，６０b′，６０b″……台形部材、６１ａ，６１
ｂ……部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレームを構成する複数個の垂直な柱４に取
   付けられた実質的に垂直な静止している芯２の回
   りに少なくとも１本のチユーブ１を巻付けるため
   のチユーブ巻付装置において、 回転はできないが垂直方向には移動可能になつ
   たほぼ水平の外側部材９と、前記芯２のまわりを
   回転するように前記外側部材９の内側に回転可能
   に取り付けられたほぼ水平の円形テーブル８とを
   有し、前記フレームの中で前記芯２のまわりに移
   動可能に取り付けられたほぼ水平のプラツトホー
   ム組立体６と、 前記円形テーブル８を前記外側部材に関して回
   転するために前記外側部材９に装架されたモータ
   ー１０と、 前記フレームの一部を構成する本体と、前記外
   側部材９と前記フレームとに取り付けられたチエ
   ーン１３などを駆動するロツド１２とを有する液
   圧ジヤツキ１１を備えて、前記外側部材９及び前
   記円形テーブル８を前記芯２に関して垂直方向に
   移動させるための駆動装置と、 前記芯に関する前記プラツトホーム６の併進運
   動と回転運動とにもとづき前記芯に少なくとも１
   本のチユーブ１をほぼらせん状に巻き付ける為に
   前記プラツトホーム上に設置された少なくとも１
   個の巻付機組立体７とを備え、 前記巻付機組立体は、前記円形テーブル８上に
   設けられたリール２７と該リールからチユーブを
   前記芯に案内する案内装置とを有し、前記案内装
   置は一端が前記円形テーブル８に枢動可能に取り
   付けられたほぼ水平のアーム２８を有し、該アー
   ムの他端は前記芯２のまわりに前記リール２７か
   らのチユーブを案内するための案内ヘツド３１を
   支持するほぼ垂直なアーム３０に枢動に結合２８
   ａされており、 前記案内ヘツド３１は液圧ジヤツキ３２を有し
   て前記垂直なアーム３０に沿つて摺動可能であ
   り、前記液圧ジヤツキ３２は、第一組のローラ３
   ４を有するロツド３３と、該第一組のローラ３４
   と共同する第二組のローラ３５が装架されたヨー
   ク３６とを有し、前記チユーブは前記芯に巻き付
   けられる前にこれら第一と第二組のローラとの間
   を通るようになつており、このとき前記第一及び
   第二組のローラは共同してこのチユーブを予め曲
   げるようになつているチユーブ巻付装置。