(57)【要約】【課題】  熱交換器コアに対するヘッダの溶接を迅速容易に行うことができるヘッダ溶接用治具を提供する。【解決手段】  複数のチューブを備える熱交換器コア５０に対してヘッダ６０を溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具１であって、環状に形成された複数の回転部材１０と、複数の回転部材１０を軸線方向に間隔をあけて連結する連結部材２０と、熱交換器コア５０を連結部材２０に沿って保持する保持部材３０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブを備える熱交換器コアに対してヘッダを溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具であって、
環状に形成された複数の回転部材と、
複数の前記回転部材を軸線方向に間隔をあけて連結する連結部材と、
前記熱交換器コアを前記連結部材に沿って保持する保持部材とを備えるヘッダ溶接用治具。
【請求項２】
前記回転部材は、湾曲した複数の分割部材を環状に結合して構成されており、
前記保持部材は、前記熱交換器コアが載置される載置部材と、前記載置部材に載置された前記熱交換器コアの両側縁部を係止する係止部材とを備える請求項１に記載のヘッダ溶接用治具。
【請求項３】
請求項１または２に記載のヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を製造する方法であって、
複数のチューブを備える熱交換器コアの端部にヘッダを仮付けした状態で、前記熱交換器コアを前記保持部材に保持させるステップと、
前記回転部材を回転させながら前記ヘッダの本溶接を行うステップとを備える空冷式熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器コアに対してヘッダを溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具、および、これを用いた空冷式熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空冷式熱交換器として、複数のチューブを有する熱交換器コアを備え、この熱交換器コアの両端にヘッダを設けることによりチューブ内を通過する流体の流路を形成し、冷却ファンの作動によりチューブ外に供給される冷却用空気とチューブ内を通過する高温流体との間で熱交換させる構成が知られている（例えば、特許文献１）。このような空冷式熱交換器において、熱交換器コアに対するヘッダの取り付けは、チューブが接続されたヘッダプレートに対してろう付けや溶接等によりヘッダ本体を固定して行われるのが一般的である（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平１−４１０３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空冷式熱交換器としては、車両用や家庭用等の小型のものだけでなく、都市ごみ焼却プラントにおける蒸気の冷却や、石油精製プラント・石油化学プラントにおける冷却水の生成等に用いられる大型のものも存在しており、大型化のニーズは近年高まっている。ところが、このような大型の空冷式熱交換器のコアにヘッダを溶接する際には、熱交換器コアをクレーン等で吊り上げて順次向きを変えながら、作業者が熱交換器コアの上に登って作業をしなければならない場合があり、作業が煩雑なものとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、熱交換器コアに対するヘッダの溶接を迅速容易に行うことができるヘッダ溶接用治具の提供を目的とする。また、本発明は、上記のヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を効率良く製造することができる空冷式熱交換器の製造方法の提供を更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、複数のチューブを備える熱交換器コアに対してヘッダを溶接により接続するためのヘッダ溶接用治具であって、環状に形成された複数の回転部材と、複数の前記回転部材を軸線方向に間隔をあけて連結する連結部材と、前記熱交換器コアを前記連結部材に沿って保持する保持部材とを備えるヘッダ溶接用治具により達成される。
【０００７】
このヘッダ溶接用治具において、前記回転部材は、湾曲した複数の分割部材を環状に結合して構成されていることが好ましく、前記保持部材は、前記熱交換器コアが載置される載置部材と、前記載置部材に載置された前記熱交換器コアの両側縁部を係止する係止部材とを備えることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の前記目的は、上記のヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を製造する方法であって、複数のチューブを備える熱交換器コアの端部にヘッダを仮付けした状態で、前記熱交換器コアを前記保持部材に保持させるステップと、前記回転部材を回転させながら前記ヘッダの本溶接を行うステップとを備える空冷式熱交換器の製造方法により達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱交換器コアに対するヘッダの溶接を迅速容易に行うことができるヘッダ溶接用治具を提供することができ、更に、このヘッダ溶接用治具を用いて空冷式熱交換器を効率良く製造することができる空冷式熱交換器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッダ溶接用治具の側面図である。
【図２】図１に示すヘッダ溶接用治具の平面図である。
【図３】図１に示すヘッダ溶接用治具の正面図である。
【図４】図１に示すヘッダ溶接用治具に取り付けられる熱交換器コアの一例を示す要部斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る空冷式熱交換器の製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るヘッダ溶接用治具の側面図であり、図２及び図３は、それぞれ図１に示すヘッダ溶接用治具の平面図および正面図である。図１から図３に示すように、ヘッダ溶接用治具１は、回転部材１０、連結部材２０および保持部材３０を備えており、図１に２点鎖線で示すように、熱交換器コア５０を、長手方向が連結部材２０に沿うように保持することができる。
【００１２】
回転部材１０は、円環状に形成されており、軸線方向に間隔をあけて２つ配置されている。各回転部材１０，１０は、個別に対応して床面Ｆにそれぞれ設置されたターニングローラ装置１００，１００に、軸線が水平となるように支持されている。ターニングローラ装置１００は、回転部材１０を支持する複数の回転ローラ１０２，１０２を備えており、回転部材１０を外周方向に沿って回転させることができる。ターニングローラ装置１００の１つは、回転ローラ１０２が減速機（図示せず）等を介して電動モータ１０４に連結されており、電動モータ１０４の駆動を制御することにより、回転部材１０を所望の回転位置で停止させることができる。回転部材１０の形状は、本実施形態のように円環状であることが好ましいが、外力により回転可能であればその形状は特に限定されるものではなく、例えばターニングローラ装置１００により回転駆動される場合には、必要な回動範囲で湾曲した外周面を有する形状であればよい。回転部材１０は、軸線方向に沿って３つ以上設けることも可能であり、熱交換器コア５０が長尺である場合に特に有効である。
【００１３】
回転部材１０は、円弧状に形成された２つの分割部材１２，１４を備えている。分割部材１２，１４は、内周面に沿って設けられたリブ１２１，１４１と、湾曲方向の両端部から内方に突出するように設けられた結合部１２２，１２２；１４２，１４２とを備えており、結合部１２２，１２２；１４２，１４２同士をボルト等の連結具で結合することにより、全体として円環状となるように構成されている。分割部材１２，１４の内周面には、剛性を高めるためＴ字状の補強部材１２３，１４３がそれぞれ固定されており、これら補強部材１２３，１４３の間に、後述する熱交換器コア５０を収容可能なスペースが形成される。一方の分割部材１４には、連結部材２０が取り付けられる取付部１４４が設けられている。回転部材１０は、３つ以上の湾曲した分割部材を組み合わせて構成することも可能である。あるいは、熱交換器コア５０を回転部材１０の内部に軸方向に挿入する場合には、必ずしも分割可能な構成でなくてもよい。
【００１４】
連結部材２０は、例えばＨ型鋼からなり、２つの回転部材１０，１０を軸線が互いに一致するように連結している。本実施形態においては、水平面に沿って互いに平行に延びる２つの連結部材２０，２０によって、２つの回転部材１０，１０を結合している。但し、回転する２つの回転部材１０，１０間の捩れを防止して両者を一体的に回転可能あれば、連結部材２０の数や配置は特に限定されない。熱交換器コア５０の長さに応じて２つの回転部材１０，１０の間隔を調整できるように、連結部材２０は、取付部１４４に対して着脱自在または摺動自在に取り付けられることが好ましい。
【００１５】
保持部材３０は、２つの連結部材２０，２０の間に懸架される載置部材３２と、載置部材３２の両側に対向するように設けられた一対の係止部材３４，３４とを備えており、２つの連結部材２０，２０の長手方向に沿って、適宜の間隔をあけて複数設けられている。載置部材３２は、上面側に熱交換器コア５０が載置される載置面を有している。係止部材３４は、載置部材３２の載置面から立ち上がるように設けられた起立ブロック３５と、起立ブロック３５の先端部に着脱可能に設けられた爪板３６とを備えている。各保持部材３０は、２つの連結部材２０，２０に沿うように載置部材３２に載置された熱交換器コア５０の両側縁部を、一対の係止部材３４，３４でそれぞれ係止して保持することができる。幅が異なる複数種類の熱交換器コア５０に応じて一対の係止部材３４，３４の間隔を調整できるように、少なくとも一方の係止部材３４が、載置部材３２に対して着脱可能または移動可能に取り付けられることが好ましい。
【００１６】
上記の構成を備えるヘッダ溶接用治具１に保持される熱交換器コア５０は、流体が通過する複数のチューブを束ねたものであればよく、特に、複数のチューブの両端にヘッダプレートが接続された構成が好ましい。例えば、図４に要部斜視図で示す熱交換器コア５０は、マトリクス状に配置された多数の孔部５４ａを有する矩形状のヘッダプレート５４の各孔部５４ａに対して、複数のフィンチューブ５２の端部がそれぞれ溶接により接続されており、フィンチューブ５２同士が、チューブキーパ（図示せず）により一体化されている。このような熱交換器コア５０に対してヘッダ６０を接続する際には、例えば一対の長板６２，６２および一対の短板６４，６４をヘッダプレート５４の周縁に仮付け溶接で接続し、これら一対の長板６２，６２および一対の短板６４，６４により構成された枠体の内部に仕切板（図示せず）を予め設けておき、その後、この枠体の開口部に端板６６を仮付け溶接で接続することにより、熱交換器コア５０の端部にヘッダ６０を仮付けしておくことが好ましい。
【００１７】
次に、図５を参照しながら、本実施形態のヘッダ溶接用治具１を用いた空冷式熱交換器の製造方法を説明する。まず、図５（ａ）に示すように、回転部材１０を構成する一方の分割部材１４を、他方の分割部材１２を取り外した状態で、開口位置が上方となるようにターニングローラ装置１００に搭載する。そして、保持部材３０を構成する起立ブロック３５，３５から爪板を取り外した状態で、図４に示すようにヘッダ６０が仮付けされた熱交換器コア５０を、保持部材３０の上方からクレーン等により降下させ、載置面３２に載置する。
【００１８】
この後、図５（ｂ）に示すように、起立ブロック３５，３５に爪板３６，３６を取り付けて、係止部材３４，３４により熱交換器コア５０を係止すると共に、一方の分割部材１４に対して他方の分割部材１２を取り付ける。これにより、熱交換器コア５０が保持部材３０により保持される共に、回転部材１０が回転可能な状態になる。図５（ｂ）に示す状態では、ヘッダ６０の長辺部Ｌが上部に位置するため、作業者は、リフター等に乗って、この長辺部Ｌに沿ってヘッダ６０の本溶接を行うことができる。
【００１９】
長辺部Ｌの本溶接が終了した後、図５（ｃ）に示すように、回転部材１０を矢示方向に９０度回転させる。これにより、ヘッダ６０の短辺部Ｓが上部に位置するため、作業者は、引き続き短辺部Ｓに沿ってヘッダ６０の本溶接を行うことができる。こうして、回転部材１０を９０度ずつ回転させながら、２つの長辺部Ｌおよび２つの短辺部Ｓを本溶接することにより、熱交換器コア５０に対してヘッダ６０の全体を溶接することができる。熱交換器コア５０の反対側の端部に対しても同様の手順によりヘッダ６０を溶接することで、空冷式熱交換器を製造することができる。ヘッダ６０の形状は、本実施形態では筐体状としているが、円筒状など他の形状であってもよく、回転部材１０を回転させながら熱交換器コア５０に対するヘッダ６０の溶接を行うことができる。
【００２０】
本発明のヘッダ溶接用治具１によれば、複数の回転部材１０が連結部材２０によって軸線方向に間隔をあけて連結されており、熱交換器コア５０が保持部材３０によって連結部材２０に沿って保持されるため、熱交換器コア５０が長尺であっても、回転部材１０の回転に伴う捩れなどの変形を抑制することができる。したがって、熱交換器コア５０を所望の回転姿勢にすることが容易であり、熱交換器コア５０に対するヘッダ６０の溶接を迅速確実に行うことができるので、空冷式熱交換器を効率良く製造することができる。
【００２１】
また、回転部材１０を複数の分割部材１２，１４に分割可能に構成し、保持部材３０を、熱交換器コア５０が載置される載置部材３２と、載置部材３２に載置された熱交換器コア５０の両側縁部を係止する係止部材３４とを備える構成にすることで、回転部材１０を分割して、熱交換器コア５０を上方から載置部材３２に載置することができる。したがって、ヘッダ溶接用治具１に対する熱交換器コア５０の取り付けを迅速容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ヘッダ溶接用治具
１０  回転部材
１２，１４  分割部材
２０  連結部材
３０  保持部材
３２  載置部材
３４  係止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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