JPS602139B2 - Pipe insertion device for heat exchanger - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真直状とされた多数本の伝熱管を管板間に平行
に配設する熱交換器の管挿入装置に係わり、特に長大な
熱交換器の組立てに際して好適な管挿入装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a tube insertion device for a heat exchanger that arranges a large number of straight heat transfer tubes in parallel between tube sheets, and is particularly suitable for assembling a long heat exchanger. The present invention relates to a tube insertion device.

大容量の火力発電所や原子力発電所に用いられる復水器
はきわめて長大である。例えば出力１１０万ＫＷ級の発
電所に用いる復水器は、管板の寸法が高さ、中とも約７
肌であり、管板間の距離、換言すれば伝熱管の長さは約
１４のに達する。このような長大な復水器は複数基設置
されるが、陸上輸送の限界や、建設現場での据付けの困
難性などから、通常は工場組立は行わず現地組立とされ
る。ところで、上記に例示の長大な熱交換器の現地組立
においては、伝熱管の挿入作業であり、作業の信頼性を
確保することが難しく、また多大な工数を要する。すな
わち、伝熱管は通常その管径が１５〜２５風程度であり
、その長さが上記のごとく約１４のに達する場合には、
鏡み易い。この操みを最づ、限に押えて伝熱管を管穴に
挿入するためには約１肌間隔に支持する必要があり、通
常は一本の伝熱管の挿入作業のために約１０人の作業員
が必要とされる状況であった。上記の復水器の例では、
復水器１基当りの伝熱管の本数は約２５，０００本であ
るから複数の復水器に対する伝熱管の挿入作業がいかに
多大な工数を要する難作業であるかが理解できる。しか
も、上記のように管板の高さが７のに達する場合には、
作業員のための足場が必要であり、この足場は各作業員
の高所作業に対して十分な安全性を有するとともに、管
挿入作業が容易なように工夫されなければならない。こ
のように安全かつ作業の容易な足場を設けても、多数の
作業員が気を一つにして、伝熱管を所定方向に真直に送
り出して、管挿入することは相当の熟練を要するもので
あった。すなわち、管挿入の途中で方向が斜行し、伝熱
管が折曲したり、管表面が管板に設けた管穴との過大な
摩擦により損傷を招くといった問題を多分に内在してい
た。以上、長大な熱交換器を現地組立する際の問題を中
心に述べてきたが、このような問題は程度の差はあるが
、工場組立の際にも共通する事項である。Condensers used in large-capacity thermal power plants and nuclear power plants are extremely long. For example, in a condenser used in a power plant with an output of 1.1 million kW, the tube plate has a height of about 7 mm.
The distance between the tube sheets, in other words the length of the heat exchanger tubes, reaches about 14 mm. Multiple such long condensers are installed, but due to the limitations of land transportation and the difficulty of installation at construction sites, they are usually assembled on-site rather than in a factory. By the way, in the on-site assembly of the long heat exchanger illustrated above, the work involves inserting heat exchanger tubes, which makes it difficult to ensure the reliability of the work and requires a large number of man-hours. That is, the diameter of the heat transfer tube is usually about 15 to 25 mm, and when the length reaches about 14 mm as described above,
Easy to see in the mirror. In order to limit this operation and insert the heat transfer tube into the tube hole, it is necessary to support the heat transfer tube at a spacing of about one skin, and normally about 10 people are required to insert a single heat transfer tube. The situation was such that workers were needed. In the condenser example above,
Since the number of heat exchanger tubes per condenser is approximately 25,000, it can be understood that inserting heat exchanger tubes into multiple condensers is a difficult task that requires a large number of man-hours. Moreover, when the height of the tube sheet reaches 7 as mentioned above,
Scaffolding for workers is required, and this scaffolding must be designed to provide sufficient safety for each worker when working at height, and to facilitate tube insertion work. Even with such a safe and easy-to-work scaffold, it still takes considerable skill for many workers to work together to send out the heat transfer tube straight in a predetermined direction and insert the tube. there were. That is, there are many inherent problems such as the direction of the tube becoming oblique during insertion, bending the heat exchanger tube, and causing damage due to excessive friction between the tube surface and the tube hole provided in the tube plate. The above discussion has focused on the problems encountered when assembling a large heat exchanger on-site, but these problems are also common when assembling a heat exchanger in a factory, although there are varying degrees of severity.

従釆、この種の管挿入作業が難作業で工数を費す割には
、作業方法の改善に工夫が見られず、旧態の作業を踏襲
しているのが実状であった。本発明は従来の管挿入作業
の問題点を改善するためになされたものであり、信頼性
が高くかつ作業能率のよい熱交換器用管挿入装置を提供
することとを目的とする。この目的を達成するために、
本発明に係る管挿入装置は、管挿入作業のうち、熱交換
器との接点となる最も主要で信頼性を要求される作業を
機械自動化したものである。However, although this type of tube insertion work is difficult and takes a lot of man-hours, no improvements have been made to the work method, and the current state of affairs is that the work continues in the old way. The present invention was made in order to improve the problems of the conventional tube insertion operation, and an object of the present invention is to provide a tube insertion device for a heat exchanger that is highly reliable and has good working efficiency. to this end,
The tube insertion device according to the present invention mechanically automates the most important operation that requires reliability, which is the point of contact with the heat exchanger, among the tube insertion operations.

以下、本発明を図面に基いて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第１図および第２図は本発明が対象とする熱交換器を例
示する図面であり、第１図は側面図、第２図は管板から
見た伝熱管の管列群の一部を示す図である。FIGS. 1 and 2 are drawings illustrating a heat exchanger to which the present invention is applied, with FIG. 1 being a side view and FIG. FIG.

第１図において、１は胴部、２は頭部であり、胴部１‘
ま基礎３上に据付けられる。熱交換器が完成した状態で
は、胴部１の両端部位贋に設けた管板６間には多数の伝
熱管７が水平方向に配談されており、これらの伝熱管７
はその中間部を複数の仕切板８により支持されている。
第２図において、管板６には多数の管穴９が千鳥目に設
けられており、この管穴９に前記伝熱管７が挿入される
ことになる。In Fig. 1, 1 is a torso, 2 is a head, and a torso 1'
It is installed on the foundation 3. When the heat exchanger is completed, a large number of heat exchanger tubes 7 are arranged horizontally between the tube plates 6 provided at both ends of the body 1, and these heat exchanger tubes 7
is supported by a plurality of partition plates 8 at its intermediate portion.
In FIG. 2, a large number of tube holes 9 are provided in a staggered pattern in the tube plate 6, and the heat exchanger tubes 7 are inserted into these tube holes 9.

管穴９は管板６に対して全面に設けられるわけではなく
、主として流体力学上および構造上の観点から管板６の
周縁部には設けられず、また中央部においても管穴９が
設けられない部分がある。管穴９の配列は図示の千鳥目
配列でも、また基盤目配列でもそのピッチが一定とされ
ることは周知である。また、第１図で示した仕切板８に
も上記管板６に設けた管穴９と一致するように多数の管
穴が設けられることも周知である。管挿入作業の自動化
にあっては、上記の管穴９の配列のピッチが一定である
ことが有力な手掛りとなる。The tube holes 9 are not provided on the entire surface of the tube sheet 6, and are not provided at the periphery of the tube sheet 6 mainly from the viewpoint of fluid dynamics and structure, and the tube holes 9 are not provided in the center. There are some parts that cannot be done. It is well known that the pitch of the tube holes 9 is constant in both the zigzag arrangement shown in the figure and the base pattern arrangement. It is also well known that the partition plate 8 shown in FIG. 1 is also provided with a large number of tube holes so as to coincide with the tube holes 9 provided in the tube sheet 6. In automating the tube insertion work, the fact that the pitch of the arrangement of the tube holes 9 is constant is a powerful clue.

また、管穴９が設けられていない部分には前記伝熱管７
を挿入できないことを事前に察知することも実用化のた
めの重要な課題である。以下、第３図〜第８図に本発明
に係る管挿入装置の一実施例の概略構成を示す。第３図
〜第５図において、２点鎖線で描いた部分は熱交換器を
示し、前掲第１図と同一符号を付したものは同一の構成
を意味する。実線で撒いた部分は管挿入装置を示す。１
０は上部ブラケット、１１は下部プラケットであり、そ
れぞれ熱交換器の頭部２の開放されたフランジ部２Ａに
一対ずつ設けられ一側が固定されている。In addition, the heat exchanger tube 7 is provided in a portion where the tube hole 9 is not provided.
Detecting in advance that it cannot be inserted is also an important issue for practical application. Hereinafter, FIGS. 3 to 8 show a schematic configuration of an embodiment of a tube insertion device according to the present invention. In FIGS. 3 to 5, the portion drawn with two-dot chain lines indicates a heat exchanger, and the same reference numerals as in FIG. 1 above mean the same structure. The part surrounded by solid lines indicates the tube insertion device. 1
0 is an upper bracket, and 11 is a lower bracket, each of which is provided in pairs on the open flange portion 2A of the head 2 of the heat exchanger and fixed on one side.

上記各ブラケットの他側にはそれぞれ横行レール１２，
１３が掛け渡されている。これらの横行レールは前記管
板６の面と平行かつ水平に設けられ、その長さは後述の
横行架台１４が横行した場合、箱体１５の中心部が前記
管板６に設けられた中方向のすべての管穴９に対位する
ことができる長さ以上とされる。１４は横行架台であり
、平行に立設された一対のガイドポスト１６とこのガイ
ドポスト１６のそれぞれ上下機を連結する連結部材１７
，１８とから主として構成される。On the other side of each of the above brackets, a transverse rail 12,
13 are crossed. These transverse rails are provided parallel to and horizontally with the surface of the tube plate 6, and their length is such that when the transverse mount 14 (described later) is transversely moved, the center of the box body 15 is in the middle direction provided on the tube plate 6. The length should be longer than that which can be opposed to all the pipe holes 9. Reference numeral 14 denotes a transverse frame, which includes a pair of guide posts 16 erected in parallel and connecting members 17 that connect the upper and lower machines of the guide posts 16, respectively.
, 18.

連結部村１７，１８には第６図に示すように要所にロー
ラー９，２０が取付けられており、これらのローラが前
記横行レール１２，１３に当接している。As shown in FIG. 6, rollers 9 and 20 are attached to the connecting sections 17 and 18 at key points, and these rollers abut against the transverse rails 12 and 13.

すなわち横行架台１４はローラを介して横行レール１２
，１３に沿って移動可能とされる。横行架台１４の横行
駆動装置は図示しない公知の手段によるものであり、自
動化されていることが好ましい。すなわち、第２図に示
した管板６の管穴群に対して、後述の箱体１５の中心を
管穴９の縦方向の中心線と正確に一致させるためには予
め設定されたピッチ（第２図に示した寸法Ｐまたは１／
が）で横行架台１４が自動的に横行することが操作の精
度と能率を向上させる。前記横行架台１４を構成する一
対のガイドポスト１６間には箱体１５が昇降自在に設け
られている。That is, the traversing frame 14 connects to the traversing rail 12 via rollers.
, 13. The traverse drive device for the traverse frame 14 is a known means (not shown), and is preferably automated. That is, in order to accurately align the center of the box body 15 (described later) with the vertical center line of the tube holes 9 with respect to the tube hole group of the tube plate 6 shown in FIG. Dimension P or 1/ as shown in Figure 2
The automatic traversing of the traverse frame 14 improves the accuracy and efficiency of the operation. A box body 15 is provided between a pair of guide posts 16 constituting the traverse frame 14 so as to be movable up and down.

箱体１５の昇降駆動装置は公知の手段であり、自動化さ
れていることが好ましい。すなわち、第２図に示した管
群に対して箱体の中心を管穴９の横方向の中心線と正確
に一致させるために予め設定されたピッチ（第２図に示
した寸法Ｑまたは１／滋）で自動的に昇降可能とされる
。第４図に上記駆動装置の一例を示す。箱体１５は２本
のロープ２１，２２により吊り下げられており、ロープ
２１は図示しない滑車を介して中空とされた前記連結部
材１７およびガイド１６内に案内され、その一端が巻胴
２３に接続されている。ロープ２２も同様にガイドポス
ト１６内に案内され、その一端には釣り合い重り２４が
吊り下げられている。上記の構成により箱体１５の荷重
の大部分は釣り合い重り２４が受持ち、残りの荷重を巻
胴２３が受持って箱体１５を昇降させる。第７図および
第８図に箱体１５およびこの箱体に連結される案内枠４
０の断面図を示す。箱体１５には前記ガイドポスト１６
を両側から挟むようにしてローラ２５が備えられており
、箱体１５はこのローラ２５を介してガイドポスト１６
に沿って円滑に昇降する。箱体の一端側には管挿入口２
６が設けられている。２７は案内部材であり、前記管挿
入口２６と同一径の切欠き半円部２８を管挿入口の前方
水平位置に有しており、初期の管挿入作業（本実施例で
はこの作業は手作業で行われる。The elevating and lowering drive device for the box body 15 is a known means, and is preferably automated. That is, in order to accurately align the center of the box body with the horizontal center line of the tube hole 9 for the tube group shown in FIG. / Shigeru), it is possible to go up and down automatically. FIG. 4 shows an example of the above drive device. The box body 15 is suspended by two ropes 21 and 22, and the rope 21 is guided into the hollow connecting member 17 and the guide 16 via a pulley (not shown), and one end thereof is connected to the winding drum 23. It is connected. The rope 22 is similarly guided within the guide post 16, from one end of which a counterweight 24 is suspended. With the above configuration, most of the load of the box 15 is borne by the counterweight 24, and the remaining load is borne by the winding drum 23 to move the box 15 up and down. FIG. 7 and FIG. 8 show a box body 15 and a guide frame 4 connected to this box body.
0 is shown. The box body 15 has the guide post 16
rollers 25 are provided to sandwich the box body 15 from both sides, and the box body 15 is moved to the guide post 16 via the rollers 25.
Go up and down smoothly along the There is a tube insertion port 2 on one end of the box.
6 is provided. Reference numeral 27 denotes a guide member, which has a notched semicircular portion 28 having the same diameter as the tube insertion port 26 at a horizontal position in front of the tube insertion port, and is used for initial tube insertion work (in this embodiment, this work is performed manually). done at work.

）を正確かつ能率的に行うための案内役をする。箱体１
５の内部には前記管挿入口２６の水平延長線近傍に一組
の送り込み用のローラ２９，３０が設けられている。２
９は駆動ローラであり、箱体１５の外側に設けた駆動源
３１により正逆自在に回転可能とされる。) will act as a guide to carry out the process accurately and efficiently. Box body 1
A pair of feeding rollers 29 and 30 are provided inside the tube 5 near the horizontal extension line of the tube insertion port 26. 2
Reference numeral 9 denotes a drive roller, which can be rotated in forward and reverse directions by a drive source 31 provided outside the box body 15.

駆動ローラ２９はその回転軸に調整スプリング３２を備
えており、軸万向に対して、鞠方向に対して若干の調整
代を有する。このため、挿入された管の先端が多少の芯
ずれを生じていても管を正常な軌道に修正するように作
用し、また駆動ロ−ラ２９自体が移動することによって
伝熱管の表面の損傷や、前記駆動源の過負荷を予防する
。３０は押圧ローラであり、前記駆動ローラ２９の直上
に位置し、押圧スプリング３３により付勢されている。The drive roller 29 is equipped with an adjustment spring 32 on its rotating shaft, and has a slight adjustment allowance in the direction of the ball in all directions of the shaft. Therefore, even if the tip of the inserted tube is slightly misaligned, it will work to correct the tube to its normal trajectory, and the movement of the drive roller 29 itself will damage the surface of the heat transfer tube. and prevent overloading of the drive source. A pressure roller 30 is located directly above the drive roller 29 and is biased by a pressure spring 33.

この押圧ローラ３０は、俵熱管３４が駆動ローラ２９と
押圧ｏ−ラ３０間に挿入されたとき、最初は第７図にお
いて上方に移動し、管の挿入を容易にするとともに、伝
熱管３４が十分に挿入されると鏡熱管に一定の押圧力を
付与する。この押圧力が、伝熱管３４の表面と駆動ロー
フ２９間に一定の摩擦力が生じさせることになり、駆動
ローラ２９の強制的な回転により、伝熱管３４は水平方
向に移動する。When the bale heating tube 34 is inserted between the drive roller 29 and the pressing o-roller 30, the pressing roller 30 initially moves upward in FIG. When fully inserted, a certain pressing force is applied to the mirror heating tube. This pressing force generates a constant frictional force between the surface of the heat transfer tube 34 and the drive loaf 29, and the forced rotation of the drive roller 29 causes the heat transfer tube 34 to move in the horizontal direction.

第７図に示した×印３５は前記駆動源３１の制御用検出
機であり、例えばリミットスイッチや光電式スイッチが
用いられる。すなわち、穂熱管３４の先端が管挿入ロ３
５を経て制御用検出機３５に達したときに、この検出端
３５からの信号により駆動源３１が駆動を開始し、通常
は駆動ローラ２９を第７図において反騰計方向に回転さ
せる。４０は案内枠であり、一端が前記箱体１５の他端
とボルトナット４１により連結され、他端は熱交換器の
管板６の至近位置まで水平に延在している。The x mark 35 shown in FIG. 7 is a detector for controlling the drive source 31, and for example, a limit switch or a photoelectric switch is used. That is, the tip of the ear tube 34 is inserted into the tube insertion hole 3.
5 and reaches the control detector 35, the drive source 31 starts to be driven by the signal from the detection end 35, and normally the drive roller 29 is rotated in the direction of the rebound indicator in FIG. Reference numeral 40 denotes a guide frame, one end of which is connected to the other end of the box body 15 by bolts and nuts 41, and the other end extending horizontally to a position close to the tube plate 6 of the heat exchanger.

箱体１５と案内枠４０との連結部分における重複寸法の
ま図示しない公知の手段（例えば箱体１５のボルト穴を
連続した調整代を有する長穴とするなど）により調整可
能であり、この調整作業のために箱体１５および案内枠
４０の連結部分にはそれぞれ関孔部３６および４２が設
けられている。案内枠４０の他端側すなわち管板６に近
い側の内部には管押し込用の一組の駆動ローラ４３と押
圧ローラ４４が設けられており、駆動ローラは案内枠４
０の外側に設けた駆動源４５により正逆自在に回転可能
とされる。駆動ローラ４３および押圧ローラ４４は、前
記箱体１５に設けた管送り込み用の一組のローラ２９，
３０１こ対して、管挿入方向の延長位置に対向して設け
られる。The overlapping dimension at the connecting portion between the box body 15 and the guide frame 40 can be adjusted by known means (not shown) (for example, by making the bolt holes of the box body 15 into elongated holes with a continuous adjustment allowance), and this adjustment is possible. Separate holes 36 and 42 are provided at the connecting portions of the box body 15 and the guide frame 40, respectively, for the purpose of operation. On the other end side of the guide frame 40, that is, on the side closer to the tube plate 6, a pair of drive rollers 43 and a pressure roller 44 for pushing the tube are provided.
A drive source 45 provided outside the 0 allows rotation in forward and reverse directions. The driving roller 43 and the pressing roller 44 are a pair of tube feeding rollers 29 provided in the box body 15,
301, it is provided opposite to the extended position in the tube insertion direction.

駆動ローラ４３の回転軸に設けた調整スプリング４６お
よび押圧ローラ４４の支軸に設けた押圧スプリング４７
の目的、作用は前記箱体１５に設けた調整スプリング３
２および押圧スプリング３３のそれと同様である。案内
枠内部の底部の所定位置にはェアシリンダ４８が固定座
４９に設けたピン５０を支点として回動自在に設けられ
ている。ェアシリンダ４８のピストンロッド５１の先端
には、ピン５２が設けられており、このピン５２を支点
として押し金具５３が回敷自在に取付けられている。押
し金具５３は伝熱管３４の外径とほぼ同一の外径を有す
る胴部とこの胸部と連続する円錐状の先端部から主とし
て構成され、月同部の前記ピン５２に近い側には胴部の
両側に一対のカム従動子５４が案内枠４０の側板５５と
垂直方向に押し金具５３と一体に取付けられている。側
板５５にはカム従動子５４を案内するためのくの字状の
カム５６が設けられている。カム溝５６は一端が案内枠
４０の底板５７近傍に端を発し、斜め上方に向って伸び
、管挿入の高さ位置で折曲し、そのまま水平に伸びて、
他端が前記管板６の至近位置まで達している。上記の構
成においてェァシリンダ４８を作動させて、ピトンロッ
ド５１を伸長させると、第７図においてカム従動子５４
がカム溝５６に案内されて管板９に接近する。このカム
従動子５４の動きに合せて、カム従動子５４を一体の押
し金具５３がピン５２を支点として回動（図において反
時計方向）しつつ、途中で水平を保持し、前記一組のロ
ーラ４３，４７間を通過したのち、最終的には、その先
端部が管板６に達し、管穴９に差し込まれる。この際ヱ
ァシリンダ４８は押し金具５３の動きに追従してピン５
０を支点として回動（図において時計方向）する。この
状態からピストンロッド５１を縮めると、上記とは逆の
作動により元の位置に戻る。押し金具５３の管穴９に対
する差し込み量は本管挿入装置を精度よく運転するため
には極めて重要な値である。このために前述のように重
複寸法〆を調整することによって結果として上記差し込
み量を最も好ましい値に調整する。５８は管支持板であ
り、案内枠４川こおける伝熱管３４の通過空間に対して
若干低い位置に水平に設けられる。An adjustment spring 46 provided on the rotating shaft of the driving roller 43 and a pressing spring 47 provided on the supporting shaft of the pressing roller 44
The purpose and function of the adjustment spring 3 provided in the box body 15 is
2 and the pressing spring 33. An air cylinder 48 is provided at a predetermined position on the bottom inside the guide frame so as to be rotatable about a pin 50 provided on a fixed seat 49 as a fulcrum. A pin 52 is provided at the tip of the piston rod 51 of the air cylinder 48, and a pusher fitting 53 is attached to the pin 52 so as to be freely rotatable. The pusher 53 is mainly composed of a body portion having an outer diameter that is approximately the same as the outer diameter of the heat transfer tube 34 and a conical tip portion that is continuous with the chest portion. A pair of cam followers 54 are mounted on both sides of the guide frame 40 in a direction perpendicular to the side plates 55 of the guide frame 40 and integrally with a push fitting 53. A dogleg-shaped cam 56 for guiding the cam follower 54 is provided on the side plate 55. One end of the cam groove 56 originates near the bottom plate 57 of the guide frame 40, extends obliquely upward, bends at the height of tube insertion, and then extends horizontally.
The other end reaches a position close to the tube plate 6. In the above configuration, when the air cylinder 48 is operated and the piton rod 51 is extended, the cam follower 54 in FIG.
is guided by the cam groove 56 and approaches the tube plate 9. In accordance with the movement of the cam follower 54, the push metal fitting 53 integrated with the cam follower 54 rotates around the pin 52 (counterclockwise in the figure) while keeping the cam follower 54 horizontal in the middle. After passing between the rollers 43 and 47, the tip end finally reaches the tube plate 6 and is inserted into the tube hole 9. At this time, the cylinder 48 follows the movement of the pusher 53 and presses the pin 5.
0 as a fulcrum (clockwise in the figure). When the piston rod 51 is retracted from this state, it returns to its original position by an operation opposite to that described above. The amount by which the push fitting 53 is inserted into the tube hole 9 is an extremely important value in order to operate the main tube insertion device with high precision. For this purpose, by adjusting the overlapping dimension as described above, the insertion amount is adjusted to the most preferable value. Reference numeral 58 denotes a tube support plate, which is provided horizontally at a slightly lower position with respect to the passage space of the heat exchanger tubes 34 in the guide frame 4.

この管支持板５８は、案内枠４０内を伝熱管３４が通過
する際に伝熱管３４の操みを最小限に押えることを目的
とする。この管支持板５８上の適所に設けた突片５９は
伝熱管３４の横振れを最小限に押えることを目的とする
。第７図に示す×印６０は前記駆動源３１および駆動源
４５の制御用検出端であり、前記検出端３５と同様にリ
ミットスイッチや光電式スイッチが用いられる。この検
出端６０は、伝熱管３４が前記箱体１５から挿入されて
、伝熱管３４の先端がこの検出端６０の設定位置に達し
たときに、案内枠４０の他端に設けた駆動源４５を駆動
させる。従ってこの時点では駆動源３１および４５の双
方が駆動する。更に管挿入が進行し、伝熱管３４の先端
が案内枠４０の一組の対向ローラ４３，４４を経て、管
穴９に差し込まれ、更に燃交換器内へ挿入され、民熱管
３４の後端が前記検出端６０の位置を通過した時点では
この検出端６０からの信号により前記箱体１５側の駆動
源３１が停止され、案内枠４０側の駆動源４５のみが駆
動を継続する。また、案内枠４０の管板６側の他端に示
した×印６１は同様に駆動源４５およびェアシリンダ４
９の制御用検出端である。この検出端６１は伝熱管３４
の後端がこの位置を通過した時点で、駆動源４５の停止
信号を送る。この際伝熱管３４は駆動源４５が停止する
までのタイムラグおよび挿入方向における伝熱管３４自
体の慣性により若干量移動し、その後端がほぼ案内枠４
０の最先端と管板６のほぼ中間位置に達する。次いで前
記検出端６１からの信号にもとづきヱアシリンダ４８が
作動し、押し金具５３の先端部が伝熱管３４の後端の内
側に差し込まれ、伝熱管３４を精度よく所定位置まで押
し込む。以上、本実施例の主構成および管挿入の主作動
を説明したが、以下に作動の詳細を説明する。The purpose of this tube support plate 58 is to minimize the manipulation of the heat exchanger tubes 34 when the heat exchanger tubes 34 pass through the guide frame 40. The purpose of the projections 59 provided at appropriate locations on the tube support plate 58 is to minimize the lateral vibration of the heat exchanger tubes 34. The x mark 60 shown in FIG. 7 is a detection terminal for controlling the drive source 31 and the drive source 45, and like the detection terminal 35, a limit switch or a photoelectric switch is used. This detection end 60 is connected to a drive source 45 provided at the other end of the guide frame 40 when the heat exchanger tube 34 is inserted from the box 15 and the tip of the heat exchanger tube 34 reaches the set position of the detection end 60. drive. Therefore, at this point, both drive sources 31 and 45 are driven. The tube insertion further progresses, and the tip of the heat transfer tube 34 passes through a pair of opposing rollers 43 and 44 of the guide frame 40, is inserted into the tube hole 9, and is further inserted into the fuel exchanger, and the rear end of the heat exchanger tube 34 is inserted into the tube hole 9. When it passes the position of the detection end 60, the drive source 31 on the box 15 side is stopped by the signal from the detection end 60, and only the drive source 45 on the guide frame 40 side continues to drive. Moreover, the cross mark 61 shown at the other end of the guide frame 40 on the tube plate 6 side similarly indicates the drive source 45 and the air cylinder 4.
9 is the control detection end. This detection end 61 is connected to the heat transfer tube 34
When the rear end of the drive source 45 passes this position, a stop signal for the drive source 45 is sent. At this time, the heat exchanger tube 34 moves a little due to the time lag until the drive source 45 stops and the inertia of the heat exchanger tube 34 itself in the insertion direction, and the rear end almost moves into the guide frame 4.
It reaches a position approximately midway between the leading edge of 0 and the tube plate 6. Next, the air cylinder 48 is activated based on the signal from the detection end 61, and the tip of the pusher 53 is inserted inside the rear end of the heat exchanger tube 34, thereby pushing the heat exchanger tube 34 to a predetermined position with high precision. The main configuration and main operation of tube insertion of this embodiment have been explained above, and the details of the operation will be explained below.

まず、第３図〜第５図のように組立てられた管挿入装置
において、箱体１５の中心が所望位置、例えば第２図に
示した列×ｉ，行Ｙ，の管穴９（ｉ，１）の中心に一致
させて位置決めされている。この位置でまず第７図，第
８図に示したェアシリンダ４８を作動させて、押し金臭
５３を管穴９（ｉ，１に差し込む。この操作は管挿入に
先立って、管挿入を行おうとする管板の位置に管穴が存
在するか否かを確認するためであり、この確認を終了後
、ェアシリンダ４８のピストンロッド５１を縮めて、管
挿入操作に入る。伝熱管３４の先端には第７図、第８図
に示すように円錐状の突片６２が取付けてあり、この伝
熱管３４を入手または機械力により、管挿入方向となる
べく一致するように箱体１５の管挿入口に差し込む。伝
熱管３４の差し込みにより、検出端３５が作動し、駆動
源３１が駆動し、駆動ローラ２９が第７図において反時
計方向に回転する駆動ローラ２９と押圧ローラ３３間に
伝熱管の先端部が差し込れると、押圧ローラは上方に押
し上げられるとともに、伝熱管３４に押圧力を付与し、
この押圧力にもとずく伝熱管３４と駆動ローラ２９間の
摩擦抵抗により、伝熱管３４は管板側に送り込まれる。
以下前記のごとく、検出端６０および６１の信号にもと
づき、駆動源４５、ェアシリンダ４８が作動し、伝熱管
３４の管穴９（ｉ，１）に対する挿入作業が完了する。
次いで箱体１５をピッチＱだけ下降させて列Ｘｉ，行Ｙ
３の管穴９（ｉ，３）について同様の操作を繰り返す。
この際箱体１５の下降は第４図に示した巻銅２３を巻戻
すことにより行い、ピッチＱの設定は図示しない公知の
手段（例えばピッチＱを設定したゲージプレートとこの
ゲージプレートを指漂として前記巻胴２３の作動を制御
する検知制御手段）により行われる。上記のように管板
６に設けた管穴９の配列が第２図のように千鳥目配列の
ものでは、列Ｘｉを固定し、行Ｙｊを順次管挿入する際
にはｉとして奇数番号のみもし〈は偶数番号のみを埋め
て行くようにすればよい。従って同様に列×ｉに関して
以下ｉ＝５，７，９・・…・の管挿入操作を順次行う。
この際、該当する９（ｉ，ｉ）に相当する箇所に管穴が
設けられていない場合がある。この場合には前記のごと
くェァシリンダ４８を作動させて、管穴の存在を確認し
た際に、押し金具５３が管板６に突き当ることになり、
この衝突動作を図示しない手段により検知し、次の管穴
９（ｉ，ｉ）＋２）の管挿入操作に移行すればよい。列
×，の管挿入操作がすべて完了すると、次に列×ｉ＋，
の管挿入操作に移行する。この場合にはガイドポスト１
６をピッチ１ノ波だけ横行させる。ガイドポスト１６の
移動により、箱体１５の中心も移動し、以下、列×ｉと
同様の操作を繰り返す。ただし、この場合には行Ｙｊの
ｊは偶数番号が選択される。このためには列×し，を設
定した後に箱体１５の上下位置をピッチ１／幻だけ初期
移動し、以下ピッチＱにて管挿入操作を繰り返せばよい
。以下、同様の操作を繰り返して管板６に設けた管穴９
に対してすべての伝熱管が精度よく挿入される。なお、
本実施例においては、管挿入速度は可変とされている。First, in the tube insertion device assembled as shown in FIGS. 3 to 5, the center of the box 15 is located at a desired position, for example, the tube hole 9 (i, 1) is positioned to coincide with the center. At this position, first operate the air cylinder 48 shown in FIGS. 7 and 8, and insert the push metal 53 into the tube hole 9 (i, 1). This operation is performed before inserting the tube. This is to confirm whether or not a tube hole exists at the position of the tube plate to be inserted.After completing this confirmation, the piston rod 51 of the air cylinder 48 is retracted and the tube insertion operation begins. As shown in FIGS. 7 and 8, a conical projecting piece 62 is attached, and the heat transfer tube 34 is inserted into the tube insertion opening of the box body 15 so as to match the tube insertion direction as much as possible by obtaining or using mechanical force. By inserting the heat transfer tube 34, the detection end 35 is activated, the drive source 31 is driven, and the drive roller 29 rotates counterclockwise in FIG. When the section is inserted, the pressing roller is pushed upward and applies a pressing force to the heat transfer tube 34,
Due to the frictional resistance between the heat transfer tubes 34 and the drive roller 29 based on this pressing force, the heat transfer tubes 34 are sent toward the tube sheet side.
Thereafter, as described above, the drive source 45 and the air cylinder 48 are operated based on the signals from the detection ends 60 and 61, and the insertion work of the heat transfer tube 34 into the tube hole 9(i,1) is completed.
Next, the box 15 is lowered by the pitch Q to move the box 15 down to the column Xi and the row Y.
The same operation is repeated for the tube hole 9 (i, 3) of No. 3.
At this time, the box body 15 is lowered by unwinding the coiled copper 23 shown in FIG. (detection control means) which controls the operation of the winding drum 23. If the tube holes 9 provided in the tube plate 6 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. If 〈 is filled in, only the even numbers should be filled in. Therefore, similarly, the following tube insertion operations are performed sequentially for column xi, i=5, 7, 9, . . . .
At this time, there may be cases where no pipe hole is provided at the location corresponding to the corresponding 9(i, i). In this case, when the air cylinder 48 is operated as described above and the existence of the tube hole is confirmed, the push metal fitting 53 will hit the tube plate 6.
This collision motion may be detected by means not shown, and the operation may be shifted to the tube insertion operation into the next tube hole 9(i, i)+2). When all the tube insertion operations in column x, are completed, then column xi+,
Move on to the tube insertion operation. In this case, guide post 1
6 is made to traverse by a pitch of 1 wave. As the guide post 16 moves, the center of the box 15 also moves, and the same operations as in column xi are repeated. However, in this case, an even number is selected for j in row Yj. To do this, after setting the column x, the vertical position of the box body 15 is initially moved by pitch 1/phantom, and the tube insertion operation is then repeated at pitch Q. Hereinafter, the same operation is repeated to make the tube holes 9 in the tube plate 6.
All heat exchanger tubes are inserted with precision. In addition,
In this embodiment, the tube insertion speed is variable.

すなわち、伝熱管３４を箱体１５に挿入し、この伝熱管
３４の先端が管穴９に差し込まれるまでの管挿入速度は
約１の／ｓであり、これ以降の管挿入速度は約３ｗ／ｓ
とされる。管挿入速度の可変手段は駆動源３１，４５に
設けた通常の加減速機構を制御することによって容易に
達成できる。管挿入速度を上記のように変化させること
によって管挿入のための全所要時間を短縮できる。また
、駆動源３１，４５には過負荷防止手段が付加されてお
り、管挿入操作の過程において、例えば伝熱管３４の先
端が異物に衝突した場合や、管挿入時の抵抗が所定値以
上となった場合には駆動源３１，４５は同期して停止さ
れる。That is, the tube insertion speed from when the heat exchanger tube 34 is inserted into the box 15 until the tip of the heat exchanger tube 34 is inserted into the tube hole 9 is approximately 1/s, and the tube insertion speed thereafter is approximately 3w/s. s
It is said that The means for varying the tube insertion speed can be easily achieved by controlling ordinary acceleration/deceleration mechanisms provided in the drive sources 31 and 45. By varying the tube insertion speed as described above, the overall time required for tube insertion can be reduced. In addition, overload prevention means are added to the drive sources 31 and 45, so that during the tube insertion process, for example, if the tip of the heat transfer tube 34 collides with a foreign object, or if the resistance at the time of tube insertion exceeds a predetermined value. When this happens, the drive sources 31 and 45 are stopped in synchronization.

さらに駆動源３１，４５は逆作動が可能とされ、上記の
場合において、伝熱管３４を逆戻しすることができる。
本発明者らの実験によれば、第１図に示した熱交換器１
において、管板６および仕切板８に設けた管穴が精度よ
く配列されておれば、管挿入時に過負荷が生ずることは
皆無である。管挿入に先立って５毒熱管３４の先端に取
付けた前記円錐状の突片６２が炭熱管３４の榛みや横振
れを吸収するとともに、本実施例装置が伝熱管３４の進
行方向を管挿入方向に一致させるためにきわめて好都合
に構成されていることが、管挿入時の過負荷を皆無とし
ている。円錐状の突片６２は管挿入が完了後他側の管板
位置にて伝熱管より取外し繰り返し使用する。本発明ら
の試算によれば、長大な復水器３基の伝熱管の合計本数
は７５ ０００本であり、これを人海戦術で管挿入する
場合は概算７５０工数を必要とする。Furthermore, the drive sources 31 and 45 are capable of reverse operation, and in the above case, the heat exchanger tubes 34 can be reversed.
According to experiments conducted by the present inventors, the heat exchanger 1 shown in FIG.
In this case, if the tube holes provided in the tube plate 6 and the partition plate 8 are arranged accurately, no overload will occur when the tubes are inserted. Prior to tube insertion, the conical protrusion 62 attached to the tip of the 5-poison heat tube 34 absorbs the sagging and lateral vibration of the charcoal tube 34, and the device of this embodiment changes the traveling direction of the heat transfer tube 34 to the tube insertion direction. The very advantageous design for matching the 100 mm to 100 mm also eliminates any overload during tube insertion. After the tube insertion is completed, the conical protrusion 62 is removed from the heat exchanger tube at the other side of the tube plate and used repeatedly. According to an estimate by the present inventors, the total number of heat transfer tubes in the three long condensers is 75,000, and if these tubes are inserted by human labor, an estimated 750 man-hours are required.

本実施装置を用いて管挿入する場合は概算３００工数で
よい。このため、工数の削減のみならず工期を短縮でき
る。さらに人手による作業に比べて信頼性の高い精密な
管挿入操作が達成できる。上記実施例装置に関して代表
的な変形例、応用例を以下に列記する。When inserting a tube using this implementation device, approximately 300 man-hours are required. Therefore, not only the number of man-hours can be reduced, but also the construction period can be shortened. Furthermore, a more reliable and precise tube insertion operation can be achieved compared to manual work. Typical modifications and applications of the above-mentioned embodiment device are listed below.

【１’箱体１５と案内枠４０とは、別個に製作されてい
る必要はなく、一体形とされていてもよい。[1' The box body 15 and the guide frame 40 do not need to be manufactured separately and may be integrally formed.

■ 管挿入方向は必ずしも水平ではなく、斜め方向であ
ってもよい。■ The tube insertion direction is not necessarily horizontal, but may be diagonal.

■ 箱体１５および案内枠４川こ設けた管送込手段およ
び管押込み手段は駆動ローラと押圧ローラの組合せとは
限らず他の手段であってもよい。(2) The tube feeding means and the tube pushing means provided in the box 15 and the four guide frames are not limited to a combination of a driving roller and a pressing roller, and may be other means.

またこれらの手段は箱体１５および案内枠４０‘こ各１
個のみ設けることは限定されず複数個設けられてもよい
。■ 伝熱管の管径が変化した場合に、管径の変化に対
応するための機構が付加されたもの。In addition, these means include the box body 15 and the guide frame 40'.
It is not limited to providing only one, but a plurality of them may be provided. ■ A mechanism is added to accommodate changes in the tube diameter when the tube diameter changes.

‘５｝ 管挿入操作の手順に関して、まず行Ｙｊを設定
したのちに列×ｉを埋めていくように電気回路が組まれ
たもの。'5} Regarding the tube insertion procedure, an electric circuit is constructed so that row Yj is first set and then column xi is filled in.

この変形例は挿入すべき伝熱管の挿入高さが行Ｙｊの管
挿入操作が完了するまで変化しないので箱体の管挿入口
２６への管挿入作業が容易となる利点がある。｛６１
ガイドポスト１６が水平に設けられて、昇降自在とされ
、箱体１５がガイドポスト上を横行するもの。すなわち
、前記実施例装置とはガイドポストおよび箱体の移動方
向が逆のもの。この場合には上記（５ーの操作を実現す
る際に、ガイドポストは固定し、箱体のみを横行させれ
ばよいという利点がある。以上に述べたように、本発明
は従来手作業に頼っていた熱交換器の管挿入作業を自動
化することに成功したものであり、この自動化により信
頼性が高くかつ能率のよい管挿入作業が可能となった。This modification has the advantage that the insertion height of the heat transfer tube to be inserted does not change until the tube insertion operation in row Yj is completed, making it easier to insert the tube into the tube insertion port 26 of the box. {61
A guide post 16 is provided horizontally and is movable up and down, and a box body 15 runs horizontally on the guide post. That is, the moving direction of the guide post and the box body is opposite to that of the device of the above embodiment. In this case, there is an advantage that the guide post is fixed and only the box body needs to be moved laterally when realizing the operation in step 5 above. We succeeded in automating the work of inserting heat exchanger tubes, which we had relied on, and this automation made it possible to perform tube insertion work with high reliability and efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明が対象とする熱交換器を例示する側面図
、第２図は伝熱管の管列群を示す一部切欠き正面図、第
３図は本発明の一実施例の概略構成を示す側面図、第４
図はその正面図、第５図はその平面図、第６図は横行架
台と横行レールの関連を示す図、第７図は箱体および案
内枠の構成を示す側断面図、第８図はその平断面図であ
る。 １・・・熱交換器、６・・・管板、９・・・管穴、１４
・・・横行架台、１５・・・箱体、２６・・・管挿入口
、２９・・・駆動ローラ、３０…押圧ローラ、３１…駆
動源、７，３４…伝熱管、４０・・・案内枠、４３・・
・駆動ローラ、４４・・・押圧ローラ、４５・・・駆動
源、４８・・・ェアシリンダ、５３…押し金具、５４・
・・カム従動子、５６…カム溝、６２…突片。 第ｌ図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図Fig. 1 is a side view illustrating a heat exchanger to which the present invention is applied, Fig. 2 is a partially cutaway front view showing a group of heat exchanger tubes, and Fig. 3 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. Side view showing the configuration, No. 4
The figure is a front view, FIG. 5 is a plan view, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the traversing frame and the traversing rail, FIG. 7 is a side sectional view showing the structure of the box body and guide frame, and FIG. FIG. 1... Heat exchanger, 6... Tube sheet, 9... Pipe hole, 14
...Transverse frame, 15...Box body, 26...Tube insertion port, 29...Drive roller, 30...Press roller, 31...Drive source, 7, 34...Heat transfer tube, 40...Guide Frame, 43...
- Drive roller, 44... Press roller, 45... Drive source, 48... Air cylinder, 53... Push metal fitting, 54...
...Cam follower, 56...Cam groove, 62...Protrusion piece. Figure lFigure 2Figure 3Figure 4Figure 5Figure 6Figure 7Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 真直状とされた多数本の伝熱管を管板状に平行に配
設する熱交換器の組立てに際して、この熱交換器の一側
に支持され、熱交換器の管板に設けられた複数個の管穴
に合わせて、管板と一定間隔を有しつつ横行及び昇降自
在とされた箱体と、この箱体に一端が固設されて前記伝
熱管の配設方向と同一方向に延在すると共に他端が前記
管板の至近位置し、前記箱体と一体に移行すると共に延
在方向に対してその長さが調整可能とされた案内枠とを
有し、前記箱体は前記案内枠が延在する反対方向から伝
熱管を挿入するための管挿入口と、挿入された伝熱管を
前記案内枠に送り込む管送込手段とを具備し、前記案内
箱体から送り込まれた伝熱管を引継ぎ、前記管板に設け
られた管穴に伝熱管を差込みその配設方向に押し込む押
込手段を具備したことを特徴とする熱交換器用管挿入装
置。 ２ 前記押込み手段には、挿入された伝熱管の後端を前
記管板の面と一致させるように後送りする押し金具５３
を含み、押し金具５３は、一端を回動自在に支持された
作動シリンダのピストンロツドの先端に回動自在に支持
され、押し金具５３の側面から案内枠に形成されたカム
溝に案内されるカム従動子が突設されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器用管挿入
装置。[Scope of Claims] 1. When assembling a heat exchanger in which a large number of straight heat exchanger tubes are arranged in parallel in a tube plate shape, the tubes of the heat exchanger are supported on one side of the heat exchanger and A box body that can be moved horizontally and vertically at a constant distance from the tube plate in accordance with the plurality of tube holes provided in the plate, and one end of which is fixed to the box body to arrange the heat transfer tubes. a guide frame extending in the same direction as the direction, the other end of which is located close to the tube sheet, transitions integrally with the box body, and whose length is adjustable with respect to the extending direction; , the box body includes a tube insertion port for inserting the heat exchanger tube from the opposite direction in which the guide frame extends, and a tube feeding means for feeding the inserted heat exchanger tube into the guide frame, and the guide box A tube insertion device for a heat exchanger, characterized in that the device is equipped with a pushing means for taking over a heat exchanger tube fed from a body, inserting the heat exchanger tube into a tube hole provided in the tube sheet, and pushing it in the direction in which the tube is disposed. 2. The pushing means includes a pushing metal fitting 53 for rearwardly feeding the rear end of the inserted heat exchanger tube so that it matches the surface of the tube sheet.
The pusher 53 includes a cam whose one end is rotatably supported at the tip of a piston rod of an operating cylinder, and which is guided from the side of the pusher 53 into a cam groove formed in the guide frame. The heat exchanger tube insertion device according to claim 1, characterized in that the follower is provided in a protruding manner.