(54)【考案の名称】ボイラチューブ仮溶接用治具

(51)【国際特許分類】

B23K 37/053

(73)【実用新案権者】三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図2

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、ボイラチューブを仮溶接する際に用いられるボイラチューブ仮溶接用治具に関する。

【従来の技術】

【0002】
ごみ焼却炉などには、生成した廃熱を熱交換するためのボイラが設けられる。図1は、そのようなボイラを示す概略図である。ボイラは、一対のドラムを備えており、一対のドラム間は複数のボイラチューブにより連結されている。
【0003】
複数のボイラチューブは、高熱雰囲気下に曝されるものであり、経年と共に劣化することがある。劣化したボイラチューブは交換される必要がある。ボイラチューブを交換する場合、一本のボイラチューブの全てを交換するには多大な労力を要する。従って、図1に示されるように、劣化した部分だけが切断され、切断された部分のみが新しいボイラチューブに交換される。新しいボイラチューブは、溶接により、残ったボイラチューブに連結される。
【0004】
ボイラチューブ同士を正確に溶接するためには、管端同士をずれないように固定することが重要である。管端同士を正確に合わせるために、溶接用治具が用いられることがある。溶接用治具を用いる場合、管端同士が溶接用治具により固定された状態で、仮溶接が行われる。その後、本溶接が行われる。
【0005】
管端同士を固定するための溶接用治具としては、例えば、特許文献1(特開平5−192793号公報)、特許文献2(特開2002−66788号公報)、特許文献3(特開平7−227698号公報)、特許文献4(特開平8−93965号公報)、及び特許文献5(特開平11−226784号公報)に記載された治具が知られている。
【0006】
ここで、図1に示したようなボイラでは、複数のボイラチューブが狭間隔で配置されていることが多い。そのため、ボイラチューブの一部を交換する場合には、狭い場所で溶接などを含む交換作業を行わなくてはならない。狭い場所では、大きな溶接用治具を用いることは難しい。また、複雑な操作を要する溶接用治具を用いることも難しい。
【0007】
従って、狭い場所でも容易にボイラチューブ同士を固定することのできる技術が望まれている。
【0008】

【効果】

【0023】
本考案によれば、狭い場所でも管端同士を簡単に固定することのできる、ボイラチューブ仮溶接用治具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】ボイラを示す概略図である。
【図2】第1の実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を示す概略図である。
【図3】第2の実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を示す概略図である。
【図4】第3の実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を示す概略図である。
【図5】第3の実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を示す概略図である。
【図6】第3の実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を示す概略図である。

【0025】
(第1の実施形態)
以下に、図面を参照しつつ、本考案の第1の実施形態について説明する。図2には、本実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具が概略的に図示されている。
【0026】
ボイラチューブ仮溶接用治具により固定される2本のボイラチューブ5(5−1、5−2)は、管端同士を突合せて配置されている。ボイラチューブ仮溶接用治具は、2本のボイラチューブ5の突合せ部分を挟持している。
【0027】
ボイラチューブ仮溶接用治具は、一対の挟持板と、押圧機構(ナット3−1及びボルト3−2)とを備えている。
【0028】
一対の挟持板のそれぞれは、L字アングル部分1と鍔部2とを備えている。
【0029】
L字アングル部分1は、断面がL字形状となるように折り曲げられた部分である。ボイラチューブ5は、L字アングル部分1の内角側で挟持されている。また、一対の挟持板は、L字アングル部分1の折り曲げ線がボイラチューブ5の管長方向に沿うように、ボイラチューブ5を挟持している。
【0030】
L字アングル部分1は2本のボイラチューブ(5−1、5−2)の双方に接している。L字アングル部分1の管長方向における幅は、2本のボイラチューブ(5−1、5−2)の相対位置をしっかりと固定することができるような長さに設定されている。
【0031】
L字アングル部分1には、仮溶接用の開口6が設けられている。ボイラチューブ5の突合せ部分の一部は、開口によって露出している。
【0032】
鍔部2は、ボイラチューブ5を跨ぐ方向におけるL字アングル部分1の両端部に結合している。すなわち、各挟持板は、L字アングル部分1の両端部で更に折り曲げられている。
【0033】
一方の挟持板の鍔部2は、相手方の挟持板の鍔部2と対向している。
【0034】
押圧機構は、一対の挟持板間で鍔部2同士を締め付ける機構である。押圧機構は、対向する鍔部2の双方を貫通するボルト3−2と、ボルト3−2を締め付けるためのナット3−1とを備えている。ボルト3−2及びナット3−1で鍔部2同士を締め付けることにより、L字アングル部分1が2本のボイラチューブ5を締め付ける。これにより、2本のボイラチューブ5の突合せ部分が固定される。
【0035】
続いて、本実施形態におけるボイラチューブ5の仮溶接方法について説明する。
【0036】
まず、図1で示したようなボイラのうち、ボイラチューブ5の劣化した部分を切断して除去する。そして、新しいボイラチューブ5を、切断された領域にセットする。
【0037】
次に、ボルト3−2を緩めた状態で、ボイラチューブ仮溶接用治具を、新しいボイラチューブと既存のボイラチューブとの突合せ部分に取り付ける。このとき、突合せ部分がL字アングル部分1に設けられた開口6から露出するように、ボイラチューブ仮溶接用治具を取り付ける。
【0038】
次に、ボルト3−2を回し、ナット3−1及びボルト3−2により、一対の挟持板の鍔部2同士を締め付ける。これにより、L字アングル部分1同士が接近するような力が加わり、突合せ部分が固定される。
【0039】
次に、L字アングル部分1に設けられた開口6から、突合せ部分を仮溶接する。その後、ボイラチューブ仮溶接用治具を取り外して、本溶接を行う。
【0040】
上述の方法によれば、ボイラチューブ5の突合せ部分を固定する際に、L字アングル部分1に対して直接に押圧を加えるのではなく、鍔部2を介してL字アングル部分1から突合せ部分に押圧が加わることになる。鍔部2が作業を行いやすい側に位置するようにボイラチューブ仮溶接用治具を取り付ければ、ボイラチューブ自体は狭隘な場所に配置されていても、簡単に突合せ部分を固定することができる。
【0041】
また、L字アングル部分1を有する一対の挟持板を用いているので、4箇所でボイラチューブ5が固定されることになる。これにより、管端同士を位置精度良く、固定することが可能となる。
【0042】
また、L字アングル部分1に仮溶接用の開口6が設けられているので、治具を取り付けたままで簡単に仮溶接を行うことができる。
【0043】
尚、本実施形態では、L字アングル部分1の両端部に鍔部2が設けられており、両端部の鍔部2のそれぞれに押圧機構(ボルト及びナット)が設けられている場合について説明した。但し、押圧機構は、両端部の鍔部2のそれぞれに設けられている必要はなく、片側の鍔部2にのみ取り付けられていてもよい。
【0044】
(第2の実施形態)
続いて、本考案の第2の実施形態について説明する。図3(a)は、本実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を概略的に示す側面図である。
【0045】
本実施形態では、一対の挟持板として、一対のL字アングル1が用いられる。また、押圧機構として、一対のL字アングル1を支持するシャコ万力機構が用いられる。
【0046】
一対のL字アングル1は、内角側が向き合うように、対向している。ボイラチューブ5の突合せ部分は、一対のL字アングル1の間で挟持される。図3(a)では図示されていないが、第1の実施形態におけるL字アングル部分1と同様に、L字アングル1の管幅方向の幅は、2本のボイラチューブ5の相対位置をしっかりと固定することができるような長さに設定されている。また、図3(b)に示されるように、第1の実施形態と同様に、L字アングル1に、仮溶接用の開口部6が設けられていてもよい。
【0047】
一対のL字アングル1は、それぞれ、折り曲げ部分でシャコ万力機構に支持されている。
【0048】
シャコ万力機構は、万力本体部7と、固定側挟持部9と、可動側挟持部10と、ネジ棒11とを備えている。
【0049】
固定側挟持部9は、万力本体部7の一端に設けられている。固定側挟持部9には、一方のL字アングル1が折り曲げ部分で溶接されている。
【0050】
万力本体部7の他端には、ネジ挿入部8が設けられている。万力本体部7は、固定側挟持部9からネジ挿入部8へ向かい、湾曲しつつ延びている。
【0051】
ネジ挿入部8には開口が設けられており、その開口にはネジ棒11が挿入されている。ネジ挿入部8の開口は、挿入されたネジ棒11が固定側挟持部9を向くように、設けられている。ネジ挿入部8に設けられた開口には、ネジ棒11に対応するネジ山が設けられており、ネジ棒11とそのネジ山とはかみ合っている。その結果、ネジ棒11が回動すると、ネジ棒11は、その長さ方向で移動する。
【0052】
可動側挟持部10は、ネジ棒11の先端部(固定側挟持部9側の端部)に設けられている。可動側挟持部10には、L字アングル1が折り曲げ部分で溶接されている。可動側挟持部10は、ボールジョイント(図示せず)などを介してネジ棒11に連結されており、ネジ棒11が回ったとしても可動側挟持部10は回転しない。
【0053】
ネジ棒11の基端部には、ネジ棒11を回すための回動部12が設けられている。回動部12には開口13が設けられている。開口13に棒を挿入してこの棒を回すことにより、ネジ棒11を回動させることが可能である。
【0054】
上述のような構成により、シャコ万力機構は、固定側挟持部9に対して可動側挟持部10が可動となっている。回動部12によりネジ棒11を回転させることにより、ネジ棒11が移動し、可動側挟持部10と固定側挟持部9との間の距離が変更される。
【0055】
続いて、本実施形態におけるボイラチューブの仮溶接方法について説明する。
【0056】
第1の実施形態と同様に、ボイラチューブの劣化した部分を切断して除去する。そして、新しいボイラチューブを、切断された領域にセットする。
【0057】
次に、ボイラチューブ仮溶接用治具を、新しいボイラチューブと既存のボイラチューブとの突合せ部分に取り付け、一対のL字アングル1によって2本のボイラチューブ5を挟持する。
【0058】
次に、回動部12に六角レンチなどの棒を挿入し、この棒を回すことによってネジ棒11を回動させる。これにより、可動側挟持部10が固定側挟持部9側へ押される。その結果、1対のL字アングル1によって、2本のボイラチューブ5が固定される。
【0059】
次に、L字アングル1により覆われていない部分から、突合せ部分を仮溶接する。L字アングル部分1に仮溶接用の開口が設けられている場合には、その開口部分から突合せ部分を仮溶接することも可能である。仮溶接の終了後、ボイラチューブ仮溶接用治具を取り外して、本溶接を行う。
【0060】
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、L字アングル部分1を有する一対の挟持板を用いているので、4箇所でボイラチューブ5が固定されることになる。これにより、管端同士を位置精度良く、固定することが可能となる。
【0061】
また、本実施形態では、作業者は、回動部12を操作することにより、ボイラチューブ5を固定することができる。回動部12は、ボイラチューブ5から離れた位置に設けられている。従って、狭隘な場所で作業を行う場合でも、回動部12を操作の行い易い場所に位置させ易い。すなわち、狭隘な場所においても、簡単に突合せ部分を固定することが可能となる。
【0062】
(第3の実施形態)
続いて、本考案の第3の実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係るボイラチューブ仮溶接用治具を概略的に示す側面図である。図4において、説明の便宜上、締め付け方向と解除方向とが定義されている。
【0063】
図4に示されるように、本実施形態では、一対の挟持板として、一対の曲板14(14−1、14−2)が用いられている。また、押圧機構として、バイスプライヤ機構が用いられている。一対の曲板14のそれぞれは、バイスプライヤ機構に溶接されている。
【0064】
バイスプライヤ機構は、固定側部材27と、可動側部材28と、グリップ17と、調整レバー18と、解除レバー20と、コイルスプリング25とを有している。
【0065】
固定側部材27の先端部には、固定側挟持部15が設けられている。可動側部材28の先端部には、可動側挟持部16が設けられている。
【0066】
可動側部材28は、ピン24により、固定側部材27に回動可能に取り付けられている。可動側部材28がピン24を軸として回動すると、可動側部材28の先端部と固定側部材の先端部が接近又は離隔する。すなわち、可動側挟持部16と固定側挟持部15とが接近又は離隔する。
【0067】
グリップ17は、ピン23により、可動側部材28に軸支されている。
【0068】
コイルスプリング25は、その一端が、ピン24とピン23との間で可動側部材28に接続されている。また、その他端は、固定側部材27の中央部に接続されている。コイルスプリング25は、圧縮された状態で取り付けられており、可動側部材28を常に締め付け方向側へ押している。
【0069】
調整レバー18は、一端でピン22によりグリップ17に軸支され、他端で固定側部材27に摺動可能に接続されている。
【0070】
解除レバー20は、一端でグリップ17にピン21により軸支されている。解除レバー20には、カム部26(ロック機構)が設けられている。カム部26は、調整レバー18側に設けられている。
【0071】
ネジ19は、固定側部材27の基端部から固定側部材27の内側に挿入されている。ネジ19は、調整レバー18に接してこれを支持している。
【0072】
一対の曲板14は、一方が可動側挟持部16に溶接されており、他方が固定側挟持部15に溶接されている。各曲板14は、バイスプライヤ機構に溶接された溶接部14−2と、溶接部14−2から湾曲して延びる当接部14−1とを備えている。当接部14−1は、溶接対象であるボイラチューブ5の外形に対応して湾曲している。図4では図示されていないが、当接部分14−1の管長方向における幅は、既述の実施形態におけるL字アングル部分1と同様に、2本のボイラチューブ5の相対位置をしっかりと固定することができるような長さに設定されている。また、当接部14−1には、仮溶接を行うための開口6が設けられている(図4では図示されていない)。
【0073】
上述のボイラチューブ仮溶接用治具を用いて、ボイラチューブ5を固定する場合の動作について説明する。図5は、ボイラチューブ5がボイラチューブ仮溶接用治具で固定された状態を示す側面図である。また、図6は、ボイラチューブ5を固定した状態における平面図である。
【0074】
既述の実施形態と同様に、ボイラチューブの劣化した部分を切断して除去する。そして、新しいボイラチューブを、切断された領域にセットする。
【0075】
次に、ボイラチューブ仮溶接用治具を、一対の当接部14−1の間でボイラチューブ5の突合せ部分を挟むように配置する。さらに、グリップ17と固定側部材27の基端部側(ネジ19が挿入された側)とを握りこむ。これにより、グリップ17が固定側部材27に引き付けられる。すると、可動側部材28がピン23部分でグリップ17から押され、ピン24を軸として締め付け方向へ回動する。その結果、可動側挟持部16が固定側挟持部15側へ近づいていく。これにより、一対の曲板14は、それぞれ当接部14−1でボイラチューブ5に当接し、ボイラチューブ5を挟持する。また、グリップ17を固定側部材27に引き付けることにより、解除レバー20に設けられたカム部分26が調整レバー18に接触する。これにより、調整レバー18がカム部分26によって固定され、グリップ17及び可動側部材28の位置がロックされる。その結果、グリップ17と固定側部材27に力を加えなくても、曲板14にボイラチューブ5を挟持するための押圧が加えられ、ボイラチューブ5が固定された状態になる。
【0076】
図6に示されるように、ボイラチューブ5の突合せ部分の一部は、当接部14−1に設けられた開口6から露出している。従って、開口6を介して、ボイラチューブ5の突合せ部分を仮溶接する。
【0077】
仮溶接が終わると、ボイラチューブ仮溶接用治具のロック状態を解除する。ロック状態を解除するには、解除レバー20を解除方向側へ引き付ければよい。すなわち、解除レバーを固定側部材27側に引き付ける。これにより、カム部26が回動して調整用レバー18のロック状態が解除され、可動側部材28が解除方向へ回動可能となる。
【0078】
以上説明したように、本実施形態によれば、ボイラチューブ5の外形に対応した曲板1により、ボイラチューブ5が固定されるので、管端同士を位置精度良くあわせることができる。
【0079】
また、本実施形態では、グリップ17及び固定側部材27の基端部を握ることにより、ボイラチューブ5を固定することができる。グリップ17及び固定側部材27の基端部は、ボイラチューブ5から離れた位置に設けられている。従って、狭隘な場所で作業を行う場合でも、グリップ17及び固定側部材27を操作の行い易い場所に位置させ易い。すなわち、狭隘な場所においても、簡単にボイラチューブ5を固定することが可能となる。
【0080】
また、本実施形態では、グリップ17及び固定側部材27の基端部を片手で握ることにより、ボイラチューブ5を固定することが可能である。従って、ボイラチューブ5の固定作業を片手で行うことができ、より簡単にボイラチューブ5を固定することが可能となっている。
【0081】
尚、本実施形態で示したバイスプライヤ機構は、あくまで一例である。固定側部材27の基端部とグリップ17とを握り込んだ時に、固定側部材27の先端部と可動側部材28の先端部とが近づいてロックされるような構成であれば、本実施形態で例示した以外の構成を採用することも可能である。
【0082】
1 L字型アングル
2 鍔部
3−1 ナット
3−2 ボルト
4 挟持部
5 ボイラチューブ
6 開口部
7 万力本体部
8 ネジ挿入部
9 挟持部
10 挟持部
11 ネジ棒
12 回動部
13 開口
14 挟持板
14−1 当接部
14−2 溶接部
15 固定側挟持部
16 可動側挟持部
17 グリップ
18 調整レバー
19 ネジ
20 解除レバー
21 ピン
22 ピン
23 ピン
24 ピン
25 コイルスプリング
26 カム部
27 固定側部材
28 可動側部材

(57)【要約】

【課題】狭い場所でも管端同士を簡単に固定することのできる、ボイラチューブ仮溶接用治具を提供する。【解決手段】管端同士が突合せられた2本のボイラチューブ5の突合せ部分を挟持する、一対の挟持板と、前記一対の挟持板に対して前記突合せ部分を締め付けるような押圧を加える押圧機構とを具備する。一対の挟持板の各々には、仮溶接のために突合せ部分を露出させる開口6が設けられていることが好ましい。各挟持板に開口6が設けられていることにより、突合せ部分の一部を露出させることができる。開口部分から、突合せ部分の仮溶接を行うことができる。


【パテントレビュー】

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【インターネット特許番号リンク】

インターネット上にあるこの特許番号にリンクします(発見しだい自動作成):