特許 6134061 配管系の設置及び修理の方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6134061

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】配管系の設置及び修理の方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/34 20060101AFI20170515BHJP

   F16L 47/03 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/34

   F16L47/03

【請求項の数】27

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-512873(P2016-512873)

(86)(22)【出願日】2013年5月8日

(65)【公表番号】特表2016-525956(P2016-525956A)

(43)【公表日】2016年9月1日

(86)【国際出願番号】SE2013050524

(87)【国際公開番号】WO2014182207

(87)【国際公開日】20141113

【審査請求日】2016年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】515308729

【氏名又は名称】ティーエスシー イノヴェーション アクチエボラグ

(74)【代理人】

【識別番号】100111187

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 秀忠

(74)【代理人】

【識別番号】100181021

【弁理士】

【氏名又は名称】西尾 剛輝

(74)【代理人】

【識別番号】100175617

【弁理士】

【氏名又は名称】三崎 正輝

(72)【発明者】

【氏名】グナーソン，ラース

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０２７３９８２９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９５７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２００５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０７９２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０９３９５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／３４

Ｆ１６Ｌ ４７／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接可能なプラスチック材料からなる少なくとも二つの配管（２）を備える配管系（１）を接合又は修理する方法で、溶接可能なプラスチック材料からなるスリーブ（５）であって、スリーブ（５）の長さＡは互いに相対する配管（２）間の距離Ｂより長く、各配管端部（２ａ、２ｂ）と所定の範囲Ｃだけ重なるよう、前記二つの配管間の距離にスリーブ（５）を嵌める工程を備える方法であって、
二つの端部（６ａ、６ｂ）を有する導電性バンド（６）を前記配管（２）の内の一方の周囲に配置する工程と、
前記バンド端部（６ａ、６ｂ）が互いに重なるように配置することによって、前記バンド端部（６ａ、６ｂ）を接続する工程と、
少なくとも二つの導体を前記バンド（６）に接続することによって、電流が前記バンド（６）に印加されるように前記バンド（６）が電気装置（８）に付くことを可能する工程と、
前記導体（７）を前記バンド（６）の周りの固定箇所に配置することによって、前記バンド（６）の周りの電流および前記配管（２）とスリーブ（５）の周りの熱の分布を均一にする工程と、
前記配管（２）及び前記バンド（６）の上に及びそれらに対してスリーブ（５）を嵌める工程と、
所定の時間、前記バンド（６）に電流を印加し、これによって前記バンド（６）を決められた時間、決められた温度まで加熱して、前記バンド（６）を前記配管（２）及び前記配管に隣接して置かれている前記スリーブ（５）のプラスチック表面と共に融合させ、前記配管（２）の周囲と前記スリーブ（５）の内部とで十分に行われる溶接接合を形成する方法。

【請求項2】

前記バンド（６）に少なくとも二つの導体（７）を接続する工程が、少なくとも二つの金属シート（７ａ）を前記バンド（６）に接続する工程を備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記バンド（６）に少なくとも二つの導体（７）を接続する工程が、前記バンド（６）と各導体（７）、各金属シート（７ａ）との間に少なくとも一つの追加のバンド（７ｂ）を接続する工程を備える、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記バンド（６）に少なくとも二つの導体（７）を接続する工程が、前記バンド（６）と各導体（７）、各金属シート（７ａ）との間に少なくとも一つの絶縁素子（７ｃ）を接続する工程を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記バンド（６）に二つの導体（７）を接続し、前記導体（７）を前記バンド（６）に沿って互いに約１８０°変位させる工程を備える、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記バンド（６）に二つの導体（７）を接続し、前記導体（７）を電気装置（８）に対して約９０°変位するように配置し、前記電流を前記バンドに沿って前記バンドに印加する工程を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記配管（２）上、その周囲、及びそれに対して前記スリーブ（５）を嵌める工程が、収縮スリーブである前記スリーブ（５）を加熱する工程を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記配管（２）上、その周囲、及びそれに対して前記スリーブ（５）を嵌める工程が、前記配管（２）上、その周囲、及びそれに対して嵌っている前記スリーブ（５）の部分において、前記スリーブ（５）の上及びその周囲に圧力を加える工程を備える、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

前記スリーブ（５）の上及びその周囲に圧力を加える工程が、前記スリーブ（５）の上及びその周囲に作用する加圧器具（９）を用いて行える、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

加圧器具（９）を用いる前記工程が、前記スリーブ（５）の周囲でループ状になる締め付け帯状部材（９ａ）を使用し、前記締め付け帯状部材（９ａ）の前記ループを締め付けてこれによって前記配管（２）に対して前記スリーブ（５）を押し付けるよう機能する張力装置（１０）に前記締め付け帯状部材（９ａ）の自由端を接続する工程を備える、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

行った溶接の加圧テストの目的で、前記スリーブに穴をあける工程を備える、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

準共振変換装置（Ｂ２）を有する電力変換装置（Ｂ１）を採用して、前記バンド（９）に接続する電流を生成する工程を備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。

【請求項13】

二つの異なる位相に接続された二つの直列接続された電力変換装置（Ｂ１）を採用し、前記バンド（６）に接続されるべき電流を生成するために二つの準共振変換装置（Ｂ２）の同期動作によって出力電圧を合計する工程を備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

前記バンド（６）を加熱する前に溶接箇所の初期周囲温度Ｔ₀を測定する工程と、
前記バンド（６）にかかる電圧Ｕ_Lを測定する工程と、
前記バンド（６）に供給される電流Ｉ_Lを測定する工程と、
前記バンド（６）を加熱する前に、前記バンドの初期抵抗Ｒ₀を計算する工程と、
変動又は一定の方法で前記バンド（６）に電流を供給する工程と、
電圧及び測定した電流に基づいて、前記バンド（６）の抵抗Ｒを連続的に計算する工程と、
抵抗の変化ΔＲを計算する工程と、
抵抗の変化に基づいて前記バンド（６）の温度の上昇分ΔＴを計算し、前記溶接個所の初期周囲温度Ｔ₀と前記バンド（６）の温度の上昇分ΔＴとを加算することにより前記溶接箇所の温度Ｔ_wを計算する工程と、を備える、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。

【請求項15】

溶接処理が終了した後に測定処理を実行する工程であって、表示部（１１）から前記バンド（６）へと電流Ｉｐを供給することを含む測定処理を実行する工程と、
前記バンド（６）の結果的な温度依存パラメータＳｐを前記表示部（１１）によって決定し、Ｓｐの値を前記表示部（１１）に保存する工程と、
所定の時間間隔の後に、前記表示部（１１）から前記バンド（６）に更なる電流パルスＩｐを供給し、前記バンド（６）のパラメータＳｐを決定してＳｐの値を前記表示部（１１）に保存する工程と、
前記表示部（１１）によってパラメータＳｐの値又はパラメータＳｐの値の相対的な変化を監視及び評価する工程と、
Ｓｐが一定の値に到達する又はＳｐの相対的な変化が所定のレベルに到達するまで、前記測定処理を繰り返す工程と、
前記表示部（１１）が冷却処理の終了を示すと、信号装置を用いて溶接処理の終了の信号を送り、溶接の作業領域から溶接設備を取り外す工程と、を備える、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。

【請求項16】

断熱層（４）に埋め込まれた内側配管（３）の周囲を囲む溶接可能プラスチック外側配管（２）を備える断熱配管系（１）を接合又は修理するための方法であって、前記内側配管（３）は互いに相対する二つの配管端部（２ａ、２ｂ）の間で概ね露出またはむき出しに敷設され、前記方法は、前記内側配管（３）の露出部分にわたって溶接可能なプラスチック材料からなるスリーブ（５）を嵌める工程を備える、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。

【請求項17】

溶接可能なプラスチック材料からなる配管（２）、及び導電性のバンド（６）の上に及びそれらに対して溶接可能な材料からなるスリーブ（５）を嵌める装置（１２）であって、前記スリーブは前記配管の端部（２ａ、２ｂ）に所定の範囲Ｃだけ重なって前記バンド（６）を覆い、前記バンドは前記配管の周囲に設けられるとともに両端（６ａ、６ｂ）を有し、前記バンドの両端が互いに重なり合うように配置されることによって前記両端は互いに接続され、前記バンドは少なくとも２つの導体（７）に接続されることによって、電気装置（８）に前記バンドを取り付けて前記バンド（６）に電流を加えることを可能にする、装置（１２）であって、
前記バンド（６）に電流を加えてそれによってバンド（６）を加熱する電気装置（８）と、
前記配管（２）上、その周囲、及びそれに対して嵌っている前記スリーブ（５）の部分において、前記スリーブ（５）の上及びその周囲に圧力を加える加圧器具装置（９）と、を備える装置。

【請求項18】

前記電気装置（８）は、少なくとも二つの電気ケーブル（８ａ、８ｂ）を備え、各ケーブルは前記バンド（６）に接続されるための取り付け装置（８ｃ）を有する、請求項１７に記載の装置（１２）。

【請求項19】

各取り付け装置（８ｃ）は、前記バンド（６）に接続された導体（７）と共に作動するよう設計される、請求項１８に記載の装置（１２）。

【請求項20】

前記加圧器具（９）が、前記スリーブ（５）の周囲でループ状になる、二つの自由端を有する締め付け帯状部材（９ａ）と、前記締め付け帯状部材（９ａ）の端が接続されて、前記ループを引き締め、これによって前記配管（２）に対して前記スリーブ（５）を押し付けるよう機能する張力装置（１０）とを備える、請求項１９に記載の装置（１２）。

【請求項21】

前記加圧器具（９）を前記スリーブ（５）に取り付ける際に、前記スリーブ（５）の外側に前記装置（１２）を配置する際の補助となる支持装置（１３）を備える、請求項１７〜２０のいずれかに記載の装置（１２）。

【請求項22】

前記支持装置（１３）が、互いに平行且つ前記支持装置（１３）に隣接して互いに間隔を置いて配置されたガイドローラを備える、請求項２１に記載の装置（１２）。

【請求項23】

前記支持装置（１３）が、外側に湾曲したスリーブ（５）と上手く隣接するような凹面である隣接面を備え、少なくとも前記隣接面が絶縁性の材料からなる、請求項２１又は２２に記載の装置（１２）。

【請求項24】

準共振変換装置（Ｂ２）を有する電力変換装置（Ｂ１）を備え、決められた時間、前記バンド（６）に接続する電流を生成し、前記バンド（６）及び周辺のポリマー材料を加熱して前記バンド（６）の周囲で共に融合させ、溶接接合を形成する、請求項１７〜２３のいずれかに記載の装置（１２）。

【請求項25】

二つの異なる位相に接続された二つの直列接続された電力変換装置（Ｂ１）と、加算機能を果たすことによって同期動作により出力電圧を合計し、決められた期間前記バンド（６）に接続する電流を生成し、前記バンド（６）と周囲のポリマー材料とを加熱してそれらを前記バンド（６）の周囲で共に融合させ、溶接接合を形成する二つの準共振変換装置（Ｂ２）と、を備える、請求項１７〜２３のいずれかに記載の装置（１２）。

【請求項26】

前記バンドに供給される電流を測定且つ調整する手段（ＣＳ）と、前記バンド（６）にかかる電圧Ｕ_Lを測定且つ調整する手段（ＶＳ）と、溶接箇所の初期周囲温度Ｔ₀を測定するための熱電素子（ＴＳ）と、前記バンド（６）の抵抗Ｒと溶接箇所の温度Ｔ_wを計算するための計算部（ＣＵ）とを有する制御監視部（ＳＲ）を備える、請求項１７〜２５のいずれかに記載の装置（１２）。

【請求項27】

前記バンド（６）に電流パルスＩｐを供給するべく前記バンド（６）に接続された信号出力（１１ａ）と、結果的な温度依存パラメータＳｐに関する信号を受信するべく前記バンド（６）に接続された少なくとも一つの信号入力（１１ｂ）と、結果的な温度依存パラメータＳｐを評価するためのＣＰＵ回路（１１ｃ）と、信号装置（１１ｄ）と、を備える表示部（１１）を備える、請求項１７〜２６のいずれかに記載の装置（１２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項１及び１９のプリアンブルに記載の、溶接可能なプラスチック材料からなる少なくとも二つの配管を備える配管系の設置及び修理の方法及びその装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多くの様々な輸送場面において、様々な種類のガス、液体、流体、媒体、材料、又は物質を配管内で輸送するために配管系が用いられる。配管同士を機能的に取り付ける必要性は、漏れないように配管系内部での輸送を確実に行うと共に、外部からの汚染やその他の損傷を防ぐためにも非常に重要である。

【0003】

配管系の中には、地中に埋めておく用途のものもあり、大きな応力を伴う。温度変化によって配管に機械的衝撃が発生し、その結果材料が膨張したり収縮したりしてしまう。配管系は更に、それを貫通し得る水分や湿気に曝され、鋼管が腐食して、時が経つと漏れが生じることとなり、その結果修理が必要となるおそれがある。配管系は壁その他の内部に敷設されることも多く、漏れが生じた際には、掘り出さなければならないような損傷を受けた配管系にアクセスすることは困難でコストがかかる。

【0004】

配管系が地表面又は地上に置かれている場合であっても、配管同士の機能的連結具の必要性は非常に重要である。漏れの箇所は比較的正確に突き止められるが、配管系の全ての種類の修理費用は高くなってしまう。この結果、新たに設置する際にも修理を行う際にも高品質で強度の高い設置や接合を行うことが最も重要である。組み立てにおける品質の一貫性欠如や、最悪の場合にはシステム的な欠陥は、長い目で見ると配管系の全体的な経済性に計り知れない影響を与えるおそれがある。

【0005】

現在、配管を接合する多くの方法が市場に出回っている。溶接接合を採用する方法はしばしば他の手法に比べて長期的な利点を有することが経験的にわかっている。しかし、溶接にも全く問題がないわけではない。

【0006】

一つの方法として、溶接可能なポリマー材料からなる配管を使用し、導電性バンドである溶接バンドを使用する方法がある。二つの配管は互いに接続される。各配管の周囲に一つの溶接バンドが配置され、各配管端部において重なりが生じるように、この二つの配管の端部間の距離に達する溶接可能なポリマー材料からなるスリーブで覆われる。スリーブは加熱され、各配管端部上で収縮する。バンドは電気装置に接続されており、抵抗発熱を用いてバンドは加熱される。バンドが加熱されると配管のプラスチックとスリーブのプラスチックとが共に融解する。これらのプラスチックがその後混ざる。電気装置を切断、即ち停止すると、溶けて混ざったプラスチックが冷えて、溶接がなされたように各配管にスリーブが接合される。

【0007】

電気装置はバンドの二つの端部に接続される。これらの端部、即ちバンドに接続された電極は、湾曲した状態で配管の外側に配置され、スリーブの隙間から突き出ており、バンド端部即ち電極が一体になる領域は実際それほど正確ではない。配管及びスリーブの領域において、バンドの端部即ち電極間にはスペースがある。バンド端部への電気接続がなされる領域ではプラスチックの融解は完了せず制御もされないので、このことは溶接にとっての重要な点（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｏｉｎｔ）であるといえる。バンド端部は若干互いに離れており、この領域ではプラスチックが実際には加熱されない。この結果溶接の弱い箇所が作られ、漏れが発生するおそれがある。

【発明の概要】

【0008】

本発明の目的は、配管系１を設置及び修理する際に、信頼性が高く漏れを防ぐ溶接を可能とする、良好な接合、溶接が、簡便、安全かつ効率的な態様で形成されるような方法及び装置を提供することである。

【0009】

上述の目的は、請求項１の特徴部分に示す独特の技術的特徴を有する方法及び請求項１９の特徴部分に示す独特の技術的特徴を有する装置によって達成される。

【0010】

例示的な実施態様は、従属請求項に見られる。

【0011】

本発明の更なる独特の特徴および効果について以下の発明の詳細な説明に示すが、これらは例示的なものであって、本発明の保護の範囲を限定するようなものとして解釈されるべきではない。理解を容易にするために、添付の図面への参照符号を本文に追加するが、同一又は類似の要素には同じ又は類似の参照符号を記す。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る方法に従って動作可能な、動作位置に置かれた本発明に係る装置を示す。

【図2】本発明に係る方法及び装置によって接合又は修理される二つの外側配管を示す。

【図3】本発明に係る方法及び装置によって接続される配管とスリーブとの間の領域の詳細断面図である。

【図4】本発明に係る方法及び装置において使用される電力変換装置を示す。

【図5】本発明に係る方法及び装置において使用される二つの電力変換装置を備えた構成を示す。

【図6】本発明に係る方法及び装置において使用される二つの電力変換装置を備えた構成を示す。

【図7】本発明に係る方法及び装置による作業のために、溶接領域に配置された三つの装置Ａ１〜Ａ３、溶接設備を示す。

【図8】本発明に係る方法及び装置による作業のために、溶接領域に配置された三つの装置Ａ１〜Ａ３、溶接設備を示す。

【図9】本発明に係る方法及び装置による作業のために、溶接領域に配置された三つの装置Ａ１〜Ａ３、溶接設備を示す。

【図10】本発明に係る方法及び装置において使用される表示部を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜方法＞
本発明は、配管系１を接合する方法に関する。配管系１は、互いに接続される少なくとも二つの配管２を備える。配管２は、溶接可能なプラスチック、ポリマー材料からなる。図１参照のこと。

【0014】

配管系１は、様々な種類のガス、液体、流体、媒体、材料、又は物質を、それらが加圧されているか否かに関わらず、輸送するために形成されている。配管系１は、様々な設計とすることができ、配管２は様々な構造とすることができる。配管２は、配管２内部に置かれた内側配管３を備えてもよく、この場合には配管は外側配管２となる。外側配管２と内側配管３との間のスペースを断熱材料（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）４で充填してもよい。図２を参照のこと。以下の説明において、「配管２」という表現は、スリーブと共に溶接される配管を意味し、配管系を断熱する場合には「外側配管２」である。

【0015】

断熱配管系は通常、区画暖房や区画冷房の配管系におけるような加熱用又は冷却用の流体流、媒体を輸送するために使用され、流体流、媒体を輸送するための鋼管を有する。鋼管は、通常ポリウレタン（ＰＵＲ）発泡体からなる断熱材の中に埋め込まれており、外側には、湿気から保護するための外部ケースつまり外側配管があり、それは一般的にはポリエチレンである溶接可能なプラスチック材料からできている。配管系は、外側配管２、内側配管３、断熱材４などの部分ごとに工場で生産され、その後設置場所に輸送される。このような種類の断熱配管系は、石油、ＬＮＧ、及び化学薬品等を輸送するのにも用いられる。

【0016】

本方法は、溶接可能なプラスチック、ポリマー材料からなるスリーブ５を、二つの配管２間の距離に各配管端部２ａ、２ｂと重なるように嵌める工程を備える。図１及び２を参照のこと。スリーブ５は、二つの配管２に取り付けられ、溶接後にはスリーブ５は配管２、配管系１の一部となる。スリーブ５の長さＡは、互いに相対する配管端部２ａ及び２ｂ間の距離Ｂより長く、配管端部２ａ及び２ｂと所定の範囲Ｃだけ重なるようになっている。図３を参照のこと。スリーブ５は、一体に製造されており、外側配管２より直径が大きい。

【0017】

本方法は更に、融解したプラスチックが浸透することができる導電性バンド６を配管２の内の一方の端部の周囲に配置し、バンド６の端部６ａ及び６ｂが互いに重なるように配置することによって端部６ａ及び６ｂを互いに接続し、配管２、配管端部２ａ又は２ｂに重なり、バンド６を覆うように、配管２、配管端部２ａ又は２ｂ、及びバンド６の上に及びそれらに対してスリーブ５を嵌める工程を備える。図３を参照のこと。

【0018】

本方法は更に、所定の時間、バンド６に電流を印加する工程を備え、これによってバンド６を決められた時間、決められた温度まで加熱して、バンド６を配管２及び配管に隣接して置かれているスリーブ５のプラスチック表面と共に融合させ、バンド６の幅に対応する幅Ｄを有し、配管２の周囲とスリーブ５の内部とで十分に行われる溶接接合を形成する工程を備える。バンド６及び溶接箇所は、スリーブの重なり部分Ｃより小さい、又は同様の幅を有する。図１〜３を参照のこと。

【0019】

バンド端部６ａ及び６ｂが互いに重なるように配置されるので、配管２及びスリーブ５のプラスチックは共に配管２及びスリーブ５の全周に渡って加熱され、バンドが重なる領域においても全周に渡って溶接が十分に機能することになる。本方法によれば、配管系１を設置及び修理する際に、信頼性が高く漏れを防ぐ溶接が可能となり、好ましい接合が簡便、安全、かつ効率的な方法で形成される。

【0020】

バンドを用いて配管２を溶接して、特にバンドの端部に電流を加える以前の方法は、端部がスリーブの隙間から突き出して、プラスチック領域の加熱が不均一になったり溶け落ちて（ｂｕｒｎｉｎｇ−ｔｈｒｏｕｇｈ）しまったりする可能性があった。バンドでの電流分布は、バンド内で伝わる電流の距離が長いことによって変化する可能性があり、これによって異なる領域内でバンドの温度に対する影響が異なる可能性がある。この結果、溶接の特性が悪くなってしまう。このような不具合を避けるために、本発明の方法は、一方の外側配管２の端部の周囲に導電性バンド６を配置し、バンド６に少なくとも二つの導体７を接続して、バンド６に電流を加える電気装置８にバンド６を取り付け可能とする。図１を参照のこと。これにより、電流は、少なくとも二つの箇所からバンド６上及びそこに至るまでに分布することになり、伝達の距離が短くなって、結果的にバンド６及び配管２とスリーブ５のプラスチックがより良く加熱される。

【0021】

本方法は、少なくとも二つの導体７をバンド６に接続し、少なくとも二つの金属シート７ａをバンド６に接続する工程を備える。このような接続は、バンド６とシート７との間に追加のバンド７ｂを配置することにより、各導体７、各シート７ａをバンド６に取り付けることによって行われてもよい。バンド６と各金属シート７ａとの間に絶縁素子（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）７ｃを接続してもよい。金属シート７ａを使うことによって、簡便且つ周知の電気を導く方法で電流を接続することが可能となり、追加のバンド７ｂを使うことによって、追加の領域において制御された態様で溶接が確実に行われることとなり、この結果溶接箇所が強化され、更に絶縁素子７ｃを使うことによって溶接の配置を制御する可能性がもたらされることとなる。図３を参照のこと。

【0022】

少なくとも二つの導体７をバンド６に接続する工程は、バンド６の周囲の固定された決められた場所に導体７を配置して、バンド６の周囲の電流と配管２とスリーブ５との周辺の熱の分布を均一にする工程を備える。二つの導体７を使用する際、本方法は、導体７をバンド６に沿って互いに約１８０°ずらして配置し、導体７をバンド６に沿って電気装置８に対して約９０°ずらして配置する工程を備える。「約」…配置するという記載は、様々な場面に関して、配置をより近接させること及びより離間させることの双方であり得ることを意味する。配置について重要なことは、電流分布に関係する全ての装置を一つの領域の一か所に配置するわけではないということである。図１を参照のこと。このような配置によって、結果的にバンド６に沿った電流が上手く分布することになる。

【0023】

配管１を接合したり修理したりする作業は屋外で行なわれることが多く、天候環境は様々である。例えば、配管２の上部側は、太陽から離れて配置される底部側より、日光によって高温になる。電流の入口が二か所あるバンド６に電流を加える際、互いに水平におよそ１８０°ずらして配置された導体７を用いると、温度が異なる上部側及び底部側の領域において配管２とスリーブ５のプラスチックを加熱するのに必要な効果が、異なる温度の領域において抵抗が異なることによって自動制御される結果が得られる。太陽によって加熱される配管２の上部領域では、バンド６の抵抗が底部側より高くなり、電流は抵抗の低い底部側に流れやすくなり、より多くの電流が配管の底部側のバンド６の経路を通過することになる。そのような作用により、電流が必要な領域に抵抗差によって電流が流れ、配管２の全周で加熱が同じようになる。

【0024】

配管２の端部２ａ又は２ｂ上、その周囲、及びそれに対してスリーブ５を嵌める工程は、熱を加えることで制御される収縮可能な材料からなる収縮スリーブ５であるスリーブ５を加熱する工程を備え、これによってスリーブ５の直径が小さくなり、スリーブ５の内側が配管２の外側に接触する。そうすると、バンド６が配管２とスリーブ５との間の箇所に固定されることになる。

【0025】

配管２の端部上、その周囲、及びそれに対してスリーブ５を嵌める工程は、スリーブ５が配管の端部２ａ又は２ｂ上、その周囲、及びそれに対して嵌っているスリーブ５の部分においてスリーブ５の上及びその周囲に圧力を加える工程を備える。スリーブ５の上及びその周囲に圧力を加える工程は、スリーブ６の上及びその周囲に作用する加圧器具９を用いて行える。図１を参照のこと。これによって、配管２とスリーブ５との間の箇所にバンド６が確実に固定されることとなる。

【0026】

加圧器具９を使用する工程は、スリーブ５の周囲でループ状になる締め付け帯状部材９ａを使用して、スリーブ５の周囲で帯状部材９ａを締め付けてこれによって配管２に対してスリーブ５を押し付けるよう機能する張力装置１０に締め付け帯状部材９ａの自由端を接続する工程を備える。これについては図示されていない。

【0027】

本方法は、行った溶接の加圧テストの目的で、スリーブ５に穴をあける工程を備えてもよい。配管系１が外側配管２と内側配管３を備える場合には、発泡体を接合箇所に充填するのにこの穴を使用してもよく、断熱が達成される。穴を封止するよう穴には栓をする必要がある。これについては図示されていない。

【0028】

電源が問題となり得る。電流の変換が必要となる可能性があり、かなり長い距離に渡って電流を伝えて溶接箇所そのものに到達させる必要があるので、大きな電力損失が容易に発生する可能性がある。利用可能な電源が常に最良とは限らない。従って本発明の更なる目的は、断熱配管系の設置および修理の間に接合が上手く形成されるよう、溶接の電流を信頼性高く供給可能とすることである。

【0029】

このために、本方法は、準共振変換装置Ｂ２を有する電力変換装置Ｂ１を採用して、バンド６に接続する電流を生成する工程をそのために備える。図４を参照のこと。

【0030】

本方法は更に、二つの異なる位相に接続された二つの直列接続の電力変換装置Ｂ１を採用し、バンド６に接続する電流を生成するために二つの準共振変換装置Ｂ２の同期動作によって出力電圧を合計する工程を備えてもよい。図５及び６を参照のこと。

【0031】

十分に長い期間、形成すべき高品質の溶接箇所を機械的に強固且つ封止するためにバンド６の領域、溶接領域での温度が十分高くなるように熱を供給しなければならない。熱の供給が不十分であると、溶接領域が部分的に所望の温度に達せず、期待された融解が起こらないことになり、結果として品質が低い溶接となってしまう。これに対して、供給する熱が多すぎると、配管の変形によって配管やスリーブの端部において材料が損傷を受ける危険性がある。従って、十分な熱が所定の期間供給されるようにして、高品質の溶接が配管２の端部とスリーブ５との間に形成されるよう、熱の供給を注意深く制御することが重要である。

【0032】

従って、本発明の更なる目的は、簡便、効率的且つ確実に、信頼性の高い温度制御及びバンド６、即ち溶接領域に供給する熱の制御を可能にし、高品質の溶接が形成されるようにする方法を提供することである。このために、本方法は、
バンド６を加熱する前にバンド領域の初期周囲温度Ｔ₀を測定し、バンド６にかかる電圧Ｕ_Lを測定する工程と、
バンド６に供給される電流Ｉ_Lを測定する工程と、
バンド６を加熱する前に、バンド６の初期抵抗Ｒ₀を計算する工程と、
変動又は一定の方法でバンド６に電流を供給する工程と、
電圧及び測定した電流に基づいてバンド６の抵抗Ｒを連続的に計算し、抵抗の変化ΔＲを計算する工程と、
抵抗の変化に基づいてバンド６の温度の上昇分ΔＴを計算し、溶接箇所の初期周囲温度Ｔ₀とバンド６の温度の上昇分ΔＴとを加算することにより溶接箇所の温度Ｔ_wを計算する工程と、を備える。

【0033】

図７〜９において、本方法に係る作業のために、溶接領域に配置された装置の三つの態様Ａ１〜Ａ３、溶接装置を示す。

【0034】

溶接処理が終了すると、新たに溶接された接合箇所に損傷を与えないように、電気装置８、溶接装置、及び加圧装置９、締め付け帯状部材９ａ、及び張力装置１０が取り外せるように、溶接された接合箇所を冷却する必要がある。この冷却期間は、溶接作業において時間のかかる部分である。製造に関して言えば、高い効率を達成することが重要であり、より品質の高い溶接を時間効率よく実行することが望ましい。

【0035】

従って、本発明の更なる目的は、溶接処理が終了したならば、溶接された接合箇所の冷却処理において効率的で信頼性の高い温度監視を可能にする方法を提供することである。このために、本方法は、
溶接処理が終了した後に実行する測定処理であって、表示部１１からバンド６へと電流Ｉｐを供給する工程と、
バンド６の結果的な温度依存パラメータＳｐを表示部１１によって決定し、Ｓｐの値を表示部１１に保存する工程と、
所定の時間間隔の後に表示部１１からバンドに更なる電流パルスＩｐを供給し、バンドのパラメータＳｐを決定してＳｐの値を表示部１１に保存する工程と、
表示部１１によってパラメータＳｐの値又はパラメータＳｐの値の相対的な変化を監視及び評価する工程と、
Ｓｐが一定の（ｐｌａｔｅａｕ）値に到達する又はＳｐの相対的な変化が所定のレベルに到達するまで、測定処理を繰り返す工程と、
表示部１１が冷却処理の終了を示すと、溶接領域から溶接装置を取り外せる信号を信号装置が送る工程と、を備える。
図１０を参照のこと。

【0036】

＜装置＞
本発明は更に、上述の方法に従って実行する、使用する、作業する際に用いる装置１２に関する。装置１２は、配管２の一方及び両方の端部２ａ又は２ｂ及びバンド６の一方又は両方の上に及びそれに対してスリーブ５を嵌め、バンド６を重ね合わせて覆う際に、及びバンド６に電流を加えて、これによって決められた時間決められた温度までバンド６を加熱し、配管２と配管に隣接して置かれているスリーブ５のプラスチック表面と共にバンド６を融合する際に使用する。この結果、溶接接合及び接合箇所、溶接箇所が配管２の周囲及びスリーブＳの内部で十分に行われる。バンド６及び溶接箇所は、スリーブの重なり部分Ｃより小さい、又は同様の幅を有する。本装置は、電気装置である装置８であって、バンド６に電流を加えてそれによってバンド６を加熱して配管２及びスリーブ５のプラスチックを融解する装置と、加圧器具である装置９であって、スリーブ５が配管２の端部上、その周囲、及びそれに対して嵌っているスリーブ５の部分においてスリーブ５の上及びその周囲に圧力を加える装置とを備える。図１〜３を参照のこと。

【0037】

電気装置８は、少なくとも二つの電気ケーブル８ａ及び８ｂを備え、各ケーブルは、好ましくは各ケーブル８ａ及び０ｂの端部でバンド６に接続するための取り付け装置８ｃを有する。各取り付け装置８ｃは、バンド６に接続された導体７と共に作動するよう設計される。

【0038】

加圧器具９は、スリーブ５の周囲でループ状になる締め付け帯状部材９ａと、締め付け帯状部材９ａの二つの自由端に接続して、ループを引き締め、これによって配管２に対してスリーブ５を押し付けるよう機能する張力装置１０とを備える。締め付け帯状部材９ａと張力装置１０との作用によって、バンド６が配管２とスリーブ５との間の箇所に確実に固定されることになる。張力装置の作用は図面において詳しく示されていない。

【0039】

本装置１２は、加圧器具９を使用する際、張力装置１１を締め付け帯状部材９ａに取り付ける際に、スリーブ５の外側に装置１２を配置する際の補助となる支持装置１３を備える。支持装置１３は、互いに平行且つ支持装置に隣接して間隔を置いた関係になるよう配置されたガイドローラを備える。ここで、ローラ間の距離は、配管の直径よりかなり小さい。締め付け帯状部材９ａの端部はループから延在してガイドローラ間に伸びている。支持装置１３は、凹面である隣接面を備え、外側に湾曲した配管表面と上手く隣接する。少なくともこの隣接面は絶縁材料からなる。この支持装置１３は、図面には詳しく示されていない。

【0040】

電源が問題となり得る。電流の変換が必要となる可能性があり、かなり長い距離に渡って電流を伝えて溶接箇所そのものに到達させる必要があるので、大きな電力損失が容易に発生する可能性がある。利用可能な電源が常に最良とは限らない。従って本発明の更なる目的は、断熱配管系１の設置および修理の間に接合が上手く形成されるよう溶接の電流を信頼性高く供給可能とすることである。

【0041】

このために、本装置１２は、準共振変換装置Ｂ２を有する電力変換装置Ｂ１を備え、決められた時間、バンド６に接続する電流を生成し、バンド６及び配管２とスリーブ５の周辺のポリマー材料を加熱してバンド６の周囲で共に融合させ、溶接接合を形成する。図４を参照のこと。

【0042】

別の態様において、本装置は、二つの異なる位相に接続された二つの直列接続の電力変換装置Ｂ１と、加算機能を果たすことによって同期動作により出力電圧を合計し、決められた期間バンド６に接続する電流を生成し、バンド６と配管２及びスリーブ５の周囲のポリマー材料とを加熱してバンド６の周囲で共に融合させ、溶接接合を形成する、二つの準共振変換装置Ｂ２とを備えてもよい。図５及び６を参照のこと。

【0043】

十分に長い期間、形成すべき高品質の溶接箇所を機械的に強固且つ封止するためにバンド６の領域、溶接領域での温度が十分高くなるように熱を供給しなければならない。熱の供給が不十分であると、溶接領域が部分的に所望の温度に達せず、期待された融解が起こらないことになり、結果として品質が低い溶接となってしまう。これに対して、供給する熱が多すぎると、配管の変形によって配管やスリーブの端部において材料が損傷を受ける危険性がある。従って、十分な熱が所定の期間供給されるようにして、高品質の溶接が配管２の端部とスリーブ５との間に形成されるよう、熱の供給を注意深く制御することが重要である。従って、本発明の更なる目的は、簡便、効率的且つ確実に、信頼性の高い温度制御及びバンド６、即ち溶接領域に供給する熱の制御を可能にし、高品質の溶接が形成されるようにする方法を提供することである。

【0044】

このために、本装置は、バンド６に供給する電流を測定且つ調整する手段ＣＳと、バンド６にかかる電圧Ｕ_Lを測定且つ調整する手段ＶＳと、溶接箇所の初期周囲温度Ｔ₀を測定するための熱電素子ＴＳと、バンド６の抵抗Ｒと溶接箇所の温度Ｔ_wを計算するための計算部ＣＵとを有する制御監視部ＳＲを備える。図７〜９において、溶接領域に配置された装置の三つの態様Ａ１〜Ａ３、溶接装置を示す。

【0045】

溶接処理が終了すると、新たに溶接された接合箇所に損傷を与えないように、電気装置８、溶接装置、及び加圧装置９、張力装置が取り外せるように、溶接された接合箇所を冷却する必要がある。この冷却期間は、溶接作業において時間のかかる部分である。製造に関して言えば、高い効率を達成することが重要であり、より品質の高い溶接を時間効率よく実行することが望ましい。本発明の更なる目的は、溶接処理が終了したならば、溶接された接合箇所の冷却処理を効率的及び信頼性高く温度監視することを可能にする方法及び装置を提供することである。

【0046】

このために、本装置は、バンド６に電流パルスＩｐを供給するべく導電性バンド６に接続された信号出力１１ａと、結果的な温度依存パラメータＳｐに関する信号を受信するべく導電性バンド６に接続された少なくとも一つの信号入力１１ｂと、結果的な温度依存パラメータＳｐを評価するためのＣＰＵ回路１１ｃと、信号装置１１ｄとを備える表示部１１を備える。図１０を参照のこと。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】