JP4322743B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷却器箱内に多数のパイプを配設した熱交換器の製造方法に関するものである。

一般に回転電機では巻線などから発生する熱を取り除くために冷却装置を備えている。中形あるいは大形の回転電機では、回転電機本体の上部に熱交換器を設け、回転電機本体内で発生した熱を空気で冷却し、この空気を熱交換器に導いて熱交換し、再び回転電機本体内に戻るように循環させている。

熱交換器は、冷却器箱内に多数のパイプを配設し、冷却器箱内を通過する冷却媒体の通路と、多数のパイプ内を通過する冷却媒体の通路とを区分する構成が一般的に採用されている。

図４および図５は従来の熱交換器における製造時の工程を示す工程図である。熱交換器１は、冷却器箱２内に多数のパイプ３を配設して構成される。多数のパイプ３は熱交換器１の冷却器箱２の両側に位置する壁２ａ，２ｂに設けられた孔に挿通されて固定される。この熱交換器１の製造にあたっては、まず、図４に示すように、多数のパイプ３を冷却器箱２の図示左側の壁２ｂに設けた孔およびこの孔を介して反対側の壁２ａに設けた孔に挿通する。

次いで、冷却器箱２の図示右側の壁２ａに挿通したパイプ３の隣合う先端部どうしを、Ａ部を拡大して示すように挟み治具４により挟んで仮固定する。図示左側のパイプ３の他端部は、Ｂ部を拡大して示すように冷却器箱２の壁２ｂに設けた孔に対して自由な状態に維持する。

次に、図５に示すように、図示左側の自由端となっているパイプ３の先端部に対して、Ｃ部を拡大して示すように拡管機（エキスパンダー）５を使用して先端部の径を拡大する作業（拡管作業）を行ない、各パイプ３の先端部をそれぞれ冷却器箱２の壁２ｂに固定する。

次に図示右側の壁２ａに挿通されたパイプ３の先端部に対しては、Ｄ部を拡大して示すように挟み治具４を取り外し、図示左側の先端部と同様に拡管機５を使用して先端部の径を拡大する作業を行ない、冷却器箱４の壁４ａに固定する。

しかしながら、このような熱交換器１の製造方法は、パイプ３の本数が多いために、両端部に対して行なう拡管作業が多いため多大な時間を要する問題があった。しかもパイプ３の拡管作業もれや拡管作業不良に対する確認作業が必要であるが、これらの作業に対しても多くの時間を要する問題があった。

またパイプ３の両端部を拡管して固定するため、冷却器箱２の壁２ａ，２ｂに設けられた孔は、パイプ３の径よりも大きく設定されており、最初に拡管する作業を行なう際にパイプ３の空回りを防止するために、その拡管作業を行なう側と反対側の先端部に対して挟み治具４を用いてパイプ３の先端部を固定する作業およびその後に挟み治具４を取り外す作業が必要になる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、冷却器箱に対する多数のパイプの固定作業を簡素化し、作業時間の短縮を図ることのできる熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明による熱交換器の製造方法は、冷却器箱の両側の壁に設けた孔に多数のパイプを挿通して固定する熱交換器の製造方法において、多数のパイプは、一端部を冷却器箱の一方の壁に設けた孔に打ち込んでその先端部の径を縮小することにより冷却器箱の一方の壁に固定し、次いで、パイプの他端部を拡管機により冷却器箱の他方の壁に設けた孔に合わせてその先端部の径を拡大することにより冷却器箱の他方の壁に固定したことを特徴とする。

本発明によれば、多数のパイプの一端部を打ち込んで縮管することにより冷却器箱の一方の壁に固定するために、他方の壁において行なう、パイプの他端部の径を拡大する作業時に、パイプの空回りを防止するための挟み治具を着脱する必要がなくなり、しかもパイプの先端部が縮管により壁から突出していることを確認することで固定作業もれおよび縮管作業不良の有無を容易に確認することができる。また多数のパイプの先端部を拡管して固定する拡管作業は、片側の壁に対してのみ行なうので、拡管作業もれや拡管作業不良に対する確認作業を低減することができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る熱交換器を備えた全閉外扇形回転電機を示す一部断面正面図である。図２および図３は図１に示す熱交換器の製造時の工程を示す工程図である。図１において、全閉外扇形回転電機は、回転電機本体１０の上部に、多数のパイプ１１が配設された熱交換器１２を設けて構成されている。回転電機本体１０は、容器１３内に固定された固定子１４と、この固定子１４の内側に設けられた回転子１５とを有している。回転子１５の回転軸１５ａは、容器１３のブラケット１３ａ，１３ｂに設けられた軸受１６ａ，１６ｂにより回転自在に支持されている。回転軸１５ａには、一方の側に容器１３内に位置する内扇１７と、他方の側に容器１３外に位置する外扇１８が設けられている。

内扇１７は、これが回転することにより固定子１４や回転子１５で発生する熱を冷却する空気を熱交換器１２内に送り込み、熱交換器１２内で冷却された空気を再び容器１３内に戻すように循環させる（点線の矢印で示す）。外扇１８は容器１３に対して区分された吸込み側ダクト１９内に設けられ、これが回転することにより吸込み側ダクト１９を介して熱交換器１２内のパイプ１１内に送り込んで熱交換器１２内の空気を冷却した後、熱交換器１２の側方に設けられた排出側ダクト２０を介して外部に放出されるように送風する（実線の矢印で示す）。

熱交換器１２内は、冷却器箱２１内に多数のパイプ１１を設けて構成されており、多数のパイプ１１は、冷却器箱２１の両側の壁に設けられた孔に挿通して固定されて多数のパイプ１１内を通過する冷却媒体の通路と回転電機本体１０で冷却された空気が通過する冷却媒体の通路とに区分けされている。

この熱交換器１２は図２および図３に示すようにして製造される。初めに、図２において、冷却器箱２１の両側の壁２１ａ，２１ｂには多数の孔が形成されている。図示左側（他方）の壁２１ｂの孔は、パイプ１１の外径よりも少し大きく、図示右側（一方）の壁２１ａの孔は、パイプ１１の外径よりも少し小さく設定されている。なお、図示右側の壁２１ａの孔については、冷却器箱２１の内側の周縁を面取りしておくことが望ましい。

この冷却器箱２１に図示左側から多数のパイプ１１を順次挿入する。各パイプ１１は図示左側において壁２１ｂの孔に挿入されて支持され、図示右側の壁２１ａの面取りされた孔に対しては、Ｅ部を拡大して示すように突き当たった状態に維持されている。この状態でパイプ１１の図示左側の先端部に対して、Ｅ部を拡大して示すようにＴ字形の栓２２を挿入し、ハンマー２３により打ち込みを行ない、パイプ１１の他方の先端部を、Ｇ部を拡大して示すように壁２１ａの孔の径より縮小させて壁２１ａより突出させ、壁２１ａに固定する。このパイプ１１に対する縮管作業を各パイプ１１に対して順次行なう。

次いで、図３において、冷却器箱２１の図示左側の壁２１ｂに支持されているパイプ１１の先端部に対して、Ｈ部を拡大して示すように拡管機５により先端部の径を拡大させて壁２１ｂに固定する。このパイプ１１に対する拡管作業を各パイプ１１に対して順次行なう。

このようにして熱交換器１２を製造することにより、各パイプ１１に対して他方の端部を打ち込んで一方の先端部を縮管することにより冷却器箱２１の一方の壁２１ａに固定するために、他方の壁２１ｂにおいて行なう、パイプ１１の先端部の径を拡大する拡管作業時に、パイプ１１の空回りを防止するための挟み治具を着脱する必要がなくなる。しかもパイプ１１の先端部が縮管により壁２１ａから突出していることを確認することで、固定作業もれや縮管作業不良の有無を容易に確認することができる。

また多数のパイプ１１に対する拡管作業は、冷却器箱２１の他方の壁２１ｂに対してのみ行なうので、拡管作業もれや拡管作業不良に対する確認作業を低減することができ、総じて冷却器箱２１に対する多数のパイプ１１の固定作業が簡素化でき、作業時間の短縮を図ることができる。

なお、上記実施の形態において、冷却器箱２１の図示右側に設けられる排出側ダクト２０は、冷却器箱２１に対して着脱可能な構成とすることもできるが、熱交換器１２の製造時に、パイプ１１の図示右側の端部に対して拡管作業を行なわないので、拡管作業を行なうためのスペースを確保する必要がないことから、この排出側ダクト２０を冷却器箱２１と一体に構成し、冷却器箱２１内に壁２１ａを設けるように構成することもできる。このようにすれば、排出側ダクト２０の着脱作業をなくすことができる。

本実施の形態に係る熱交換器は、回転電機に限らず、変圧器や抵抗器などの冷却を要する機器においても適用することができ、また冷却媒体として空気以外の冷却媒体を使用することもできる。

本発明の一実施の形態に係る熱交換器を備えた全閉外扇形回転電機を示す一部断面正面図である。 図１に示す熱交換器の製造方法の工程を示す工程図である。 図１に示す熱交換器の製造方法の工程の図２に続く部分を示す工程図である。 従来の熱交換器における製造時の工程を示す工程図である。 従来の熱交換器の製造方法の工程の図４に続く部分を示す工程図である。

符号の説明

１，１２…熱交換器
２，２１…冷却器箱
２ａ，２ｂ，２１ａ，２１ｂ…壁
３，１１…パイプ
４…挟み治具
５…拡管機
１０…回転電機本体
１３…容器
１４…固定子
１５…回転子
１５ａ…回転軸
１６ａ，１６ｂ…軸受
１７…内扇
１８…外扇
１９…吸込み側ダクト
２０…排出側ダクト
２２…栓
２３…ハンマー

Claims (4)

1. 冷却器箱の両側の壁に設けた孔に多数のパイプを挿通して固定する熱交換器の製造方法において、
   前記多数のパイプは、一端部を前記冷却器箱の一方の壁に設けた孔に打ち込んでその先端部の径を縮小することにより前記冷却器箱の一方の壁に固定し、
   次いで、前記パイプの他端部を拡管機により前記冷却器箱の他方の壁に設けた孔に合わせてその先端部の径を拡大することにより前記冷却器箱の他方の壁に固定したこと、
   を特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 前記多数のパイプは、それぞれ一端部の先端部の径を縮小する縮管作業を行なって前記冷却器箱の一方の壁に固定した後、他端部の先端部の径を拡大する拡管作業を行なって前記冷却器箱の他方の壁に固定したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
3. 前記多数のパイプが打ち込まれる前記冷却器箱の壁の孔に面取りを施したことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
4. 前記冷却器箱内に前記一方の壁を構成し、この壁の外方の空間を排出側ダクトとして構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
   
   

Images