2023-39481 配管ろう付け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023039481

(43)【公開日】2023-03-22

(54)【発明の名称】配管ろう付け装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/18 20060101AFI20230314BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20230314BHJP

   B23K 3/00 20060101ALI20230314BHJP

   B23K 3/06 20060101ALI20230314BHJP

   F23D 14/38 20060101ALI20230314BHJP

【ＦＩ】

B23K1/18 D

B23K1/00 330G

B23K3/00 310B

B23K3/06 J

F23D14/38 B

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021146598

(22)【出願日】2021-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飛騨 隆道

(72)【発明者】

【氏名】牧戸 俊也

(72)【発明者】

【氏名】杉本 広夢

(72)【発明者】

【氏名】山下 浩平

(72)【発明者】

【氏名】小野 隆

(57)【要約】

【課題】配管の端部に被接合部材を均一な品質で容易且つ安全にろう付けできる。
【解決手段】端部がリングろう３を介して接続継手２に挿入された配管１を固定し支持する配管固定支持手段１３と、接続継手を配管側に付勢させた状態で保持し、軸方向に移動可能で且つ軸回りに回転可能な接続継手保持手段１４と、接続継手保持手段に保持された接続継手の近傍に配置され、接続継手を加熱してリングろうを溶融させる加熱手段１６と、加熱手段による接続継手の加熱中に、接続継手保持手段を所定角度往復回転させて接続継手を軸回りに回動させる回動手段１８と、リングろうの溶融により接続継手が配管側に変位したことを、接続継手保持手段の移動により検出する接触式変位センサ１９と、リングろうが溶融して接続継手が配管側に所定値変位したことが接触式変位センサにより検出されるまで、加熱手段及び回動手段を作動させるよう制御する制御装置１２と、を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

端部がろう材を介して被接合部材に挿入された配管を固定し支持する配管固定支持手段と、
前記被接合部材を前記配管側に付勢させた状態で保持すると共に、軸方向に移動可能で且つ軸回りに回転可能に設けられた被接合部材保持手段と、
前記被接合部材保持手段に保持された前記被接合部材の近傍に配置されて、前記被接合部材を加熱して前記ろう材を溶融させる加熱手段と、
前記被接合部材保持手段に連結され、前記加熱手段による前記被接合部材の加熱中に、前記被接合部材保持手段を所定角度往復回転させて前記被接合部材を軸回りに回動させる回動手段と、
前記ろう材の溶融により前記被接合部材が前記配管側に変位したことを、前記被接合部材保持手段の移動より検出する変位検出手段と、
前記ろう材が溶融して前記被接合部材が前記配管側に所定値変位したことが前記変位検出手段により検出されるまで、前記加熱手段及び前記回動手段を作動させるよう制御する制御手段と、を有して構成されたことを特徴とする配管ろう付け装置。

【請求項2】

前記被接合部材保持手段の内部に不活性ガスを導入して、被接合部材及び配管の内部に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載の配管ろう付け装置。

【請求項3】

前記加熱手段は、被接合部材保持手段に保持された被接合部材の周囲近傍にトーチノズル複数配置されて可燃性ガスを酸素ガスと共に放出する加熱トーチと、前記加熱ノズルの先端近傍に配置されて前記可燃性ガスを着火させる着火ヒータと、を備えて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の配管ろう付け装置。

【請求項4】

前記加熱ノズルの先端近傍に配置されて、前記加熱ノズルから放出された可燃性ガスが着火して燃焼したことを検出する着火検出手段を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項３に記載の配管ろう付け装置。

【請求項5】

前記ろう材が、リン銅にて構成されてリング状に形成されたリングろうであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管ろう付け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、配管ろう付け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

絶縁性の高い六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを用いたガス遮断機（ＧＣＢ）やガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の工事においては、ユニット間をガス配管で接続して、現地で組み立てた個々の機器に六フッ化硫黄ガスを充填している。接続に使用するガス配管は、対候性が安定し且つ耐久性が確保された銅製の小口径配管を用いるのが一般的であり、現地で機器を据え付けた後に、配管を現地合わせで例えばろう付けにより接続している。

【0003】

一般に、ろう付け作業、特に高温でのろう付け作業は、大別すると、一つに、「差しろう」と呼ばれるＳＰ－２７等のろう材を使用し、フラックスを併用する方法がある。この方法では、高温状態においてフラックスが炭化し、このフラックスがろう付け面の外に不均一に溢れて外観を損なうと共に、残留したフラックスが腐食の原因になる恐れがある。しかも、残留フラックスの除去にも時間を要する。

【0004】

他の一つに、セルフフラッシング作用を有するリン銅ろう（ＢＣｕＰ－５等）のろう材を用いて、フラックスを使用しないろう付け方法がある。フラックスを使用しないことから、炭化したフラックスや残留フラックスの除去工程を省略できるが、ろう付け部品内に酸化被膜が発生してしまう。この酸化被膜を防止するために、ろう付け部品の内部に不活性ガスを流入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５９－１５０６５８号公報

【特許文献2】特開２００２－２６３８７９号公報

【特許文献3】特開２０１６－１５５１３７号公報

【特許文献4】特開２０１９－２０２３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、不活性ガスの流入装置は、一般にろう付け部品の全体を包み込む形式になっているため大型化してしまう。しかも、ガス流入装置自体が独立したものとして設置されるので、ろう付け部品の固定、加熱及び不活性ガスの流入という作業がそれぞれ分離した作業になり、現地で非効率的な作業になっていた。

【0007】

また、高温でのろう付け作業では、加熱溶融したろう材が満遍なく流れず、ろう付け部にブローホールが発生する問題がある。これに対処するために、配管または被接合部材としての接続継手を回転させればよいが、高温加熱状態での回転作業は安全性及び作業性に課題が生ずる。

【0008】

更に、リン銅ろうを用いた高温でのろう付け作業は難易度が高く、専用の工具を使用して訓練を実施し、検定試験に合格した者のみがその作業を許可されている。しかしながら、検定試験に合格した者であっても作業員のレベル差は発生する。例えば、ろう付け作業を常に実施している作業員と、ろう付け作業を久々に行なう作業員とでは、ろう付け作業の仕上がり状態が著しく異なる。

【0009】

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、配管の端部に被接合部材を、均一な品質で容易且つ安全にろう付けできる配管ろう付け装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の実施形態における配管ろう付け装置は、端部がろう材を介して被接合部材に挿入された配管を固定し支持する配管固定支持手段と、前記被接合部材を前記配管側に付勢させた状態で保持すると共に、軸方向に移動可能で且つ軸回りに回転可能に設けられた被接合部材保持手段と、前記被接合部材保持手段に保持された前記被接合部材の近傍に配置されて、前記被接合部材を加熱して前記ろう材を溶融させる加熱手段と、前記被接合部材保持手段に連結され、前記加熱手段による前記被接合部材の加熱中に、前記被接合部材保持手段を所定角度往復回転させて前記被接合部材を軸回りに回動させる回動手段と、前記ろう材の溶融により前記被接合部材が前記配管側に変位したことを、前記被接合部材保持手段の移動より検出する変位検出手段と、前記ろう材が溶融して前記被接合部材が前記配管側に所定値変位したことが前記変位検出手段により検出されるまで、前記加熱手段及び前記回動手段を作動させるよう制御する制御手段と、を有して構成されたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明の実施形態によれば、配管の端部に被接合部材を、均一な品質で容易且つ安全にろう付けすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態に係る配管ろう付け装置の構成を示すブロック図。

【図2】図１のろう付け装置本体を示す正面図。

【図3】図２のろう付け装置本体を示す平面図。

【図4】図２のIV－IV矢視図。

【図5】図２のV－V矢視図。

【図6】図２の要部を拡大して示す要部正面半断面図。

【図7】図６のVII矢視図。

【図8】図６のVIII矢視図。

【図9】図６の配管、接続継手及びリングろうを示し、（Ａ）がろう付け前の状態を、（Ｂ）がろう付け後の状態をそれぞれ示す半断面図。

【図10】図６の接触式変位センサの作用を示し、（Ａ）が配管等取付前の状態を、（Ｂ）が配管等取付後の状態を、（Ｃ）がリングろう溶融後の状態をそれぞれ示す作用図。

【図11】図１０の接触式変位センサに代えてレーザー式距離センサを用いた場合の作用を示し、（Ａ）が配管等取付前の状態を、（Ｂ）が配管等取付後の状態を、（Ｃ）がリングろう溶融後の状態をそれぞれ示す作用図。

【図12】図１の制御装置の作用を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、一実施形態に係る配管ろう付け装置の構成を示すブロック図である。この図１に示す配管ろう付け装置１０は、図２及び図６に示す配管１に被接合部材としての接続継手２を、ろう材としてのリングろう３を用いてろう付けして接合するものであり、ろう付け装置本体１１及び制御手段としての制御装置１２を有して構成される。上記ろう付け装置本体１１は、図２、図３及び図６に示すように、配管固定支持手段１３、被接合部材保持手段としての接続継手保持手段１４、不活性ガス供給手段１５、加熱手段１６、着火検出手段１７、回動手段１８、変位検出手段としての接触式変位センサ１９を有して構成される。

【0014】

配管固定支持手段１３は、図２、図６及び図８に示すように配管１を固定し支持するものであり、配管押え２１、配管押え座２２及びトグルクランプ２３を有してなる。配管押え２１は、配管１の直径に対応して複数種類用意され、配管押え座２２に交換可能に取り付けられる。この配管押え２１は、ヒンジ結合された上コマ部２１Ａと下コマ部２１Ｂ間に配管１をクランプ（把持）して固定する。配管押え座２２は、配管押え２１をベース２０に支持するものであり、この配管押え２１を介して配管１を支持する。トグルクランプ２３は、配管押え２１にクランプ力を付与するものである。また、図２中の符号３９は配管支えである。

【0015】

ここで、配管固定支持手段１３に固定され支持される配管１は、その端部に接続継手２が、図９（Ａ）に示すようにリングろう３を介して挿入されている。リングろう３は、リング状に形成されたろう材であり、配管１及び接続継手２が銅製である場合には、リン銅ろう（例えばＢＣｕＰ－５）にて構成されるろう材が用いられるのが、フラックスの使用が不要になる点で好ましい。

【0016】

接続継手保持手段１４は、図２及び図６に示すように、ハウジング２４、ハウジング受台２５、継手アダプタ２６、圧縮スプリング２７及びスプリングケース２８を有し、このうち継手アダプタ２６が、アダプタ共通受座２６Ａ及びアダプタエレメント２６Ｂを備えてなる。

【0017】

ハウジング受台２５は、ハウジング２４をベース２０に支持する。ハウジング２４は、内部に軸受ブッシュ２９を備え、継手アダプタ２６のアダプタ共通受座２６Ａの筒状部３０を軸受ブッシュ２９により、継手アダプタ２６の軸方向に移動可能で且つ継手アダプタ２６の軸回りに回転可能に支持する。

【0018】

継手アダプタ２６のアダプタ共通受座２６Ａは、ホルダ部３１と筒状部３０とが一体化されて構成される。継手アダプタ２６のアダプタエレメント２６Ｂは、接続継手２の種類に応じて複数種類が用意され、アダプタ共通受座２６Ａのホルダ部３１に交換可能に取り付けられる。このアダプタエレメント２６Ｂを用いて継手アダプタ２６は、配管１の端部に挿入された接続継手２を保持する。

【0019】

スプリングケース２８は、基端部がハウジング２４に固定されると共に、先端部とアダプタ共通受座２６Ａの筒状部３０との間に圧縮スプリング２７が介在される。端部がリングろう３を介して接続継手２に挿入された配管１は、配管固定支持手段１３の配管押え２１によりクランプされ固定される際に、接続継手保持手段１４の圧縮スプリング２７を圧縮するように継手アダプタ２６を、図６の矢印Ｏ方向に押圧する。これにより、接続継手保持手段１４は、配管１の端部に挿入された接続継手２を、圧縮スプリング２７の付勢力により、図６の矢印Ｐに示すように、配管１側に付勢した状態で継手アダプタ２６及びハウジング２４により保持する。

【0020】

不活性ガス供給手段１５は、図１及び図２に示すように、不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスを、ガスタンク３２から窒素供給ライン３３を経て接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６の内部に導入するものである。これにより、継手アダプタ２６により保持された接続継手２の内部及び配管１の内部に窒素ガスが供給されて、加熱手段１６により加熱される接続継手２及び配管１の内部の酸化が防止され、酸化被膜の発生が抑制される。尚、不活性ガスとしては窒素ガスほかに、アルゴンガスなどであってもよい。

【0021】

上記窒素供給ライン３３には、図１～図３に示すように、ガスタンク３２側から窒素供給弁３４、流量調整弁３５が順次配設されている。流量調整弁３５は、窒素ガスの供給流量を調整するものであり、ろう付け作業前に作業員により手動で調整される。また、窒素供給弁３４は、継手アダプタ２６への窒素ガスの供給、遮断を、電磁力による弁の開閉により実施するものであり、後述の如く制御装置１２により制御される。

【0022】

加熱手段１６は、図１及び図２に示すように、可燃性ガスとしてのＰＬＧ（液化石油ガス）をガスタンク３６から供給するＰＬＧ供給ライン３７と、酸素ガスをガスタンク３８から供給する酸素供給ライン４０と、ＰＬＧと酸素ガスを放出する加熱トーチ４１と、加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａから放出されるＰＬＧを着火させる着火ヒータ４２と、を有してなる。ここで、ＰＬＧはプロパンガスまたはアセチレンガスなどが好ましい。

【0023】

ＰＬＧ供給ライン３７には、図１及び図３に示すように、ガスタンク３６側からベーパタンク４３、ＰＬＧ供給弁４４、逆火防止器４５、流量調整弁４６が順次配設されている。流量調整弁４６は、ＰＬＧの供給流量を調整するものであり、ろう付け作業前に作業員により手動で調整される。また、ＰＬＧ供給弁４４は、加熱トーチ４１へのＰＬＧの供給、遮断を、電磁力による弁の開閉により実施するものであり、後述の如く制御装置１２により制御される。

【0024】

酸素供給ライン４０には、図１及び図３に示すように、ガスタンク３８側から酸素供給弁４７、逆火防止器４８、流量調整弁４９が順次配設されている。流量調整弁４９は、酸素ガスの供給流量を調整するものであり、ろう付け作業前に作業員により手動で調整される。また、酸素供給弁４７は、加熱トーチ４１への酸素ガスの供給、遮断を、電磁力による弁の開閉により実施するものであり、後述の如く制御装置１２により制御される。

【0025】

加熱トーチ４１は、図３及び図４に示すように、略リング形状のトーチリング４１Ｂの周方向等配位置、例えば１２０度等配位置にトーチノズル４１Ａが取り付けられて構成される。トーチノズル４１Ａは、接続継手保持手段１４に保持された接続継手２の周囲近傍に複数、例えば３個配置される。また、トーチリング４１Ｂに、ＰＬＧ供給ライン３７及び酸素供給ライン４０が連結される。これにより、加熱トーチ４１は、ＰＬＧ供給ライン３７からのＰＬＧを、酸素供給ライン４０からの酸素ガスと共に、接続継手保持手段１４に保持された接続継手２の周囲にトーチノズル４１Ａから放出可能とする。

【0026】

着火ヒータ４２は、図２に示すように、ハウジング２４に設置されたヒータ取付座５１に、加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａに対応して複数取り付けられる。この着火ヒータ４２は、例えばＳＮヒータ（窒化ケイ素ヒータ）が好ましい。各着火ヒータ４２は、各トーチノズル４１Ａ近傍に配置可能とされて、トーチノズル４１ＡからＰＬＧが放出されるときにＯＮ作動され、このＰＬＧを着火させる。トーチノズル４１Ａからは上述の着火後に、ＰＬＧと酸素ガスとの混合ガスが放出され、このときの火炎Ｆ（図１）が、接続継手保持手段１４に保持された配管２の内部のリングろう３を加熱して溶融させる。

【0027】

ここで、図３及び図５に示すように、ＰＬＧ供給ライン３７、酸素供給ライン４０及び加熱トーチ４１は、キャリッジ５３を備えた可動テーブル５２に支持される。また、この可動テーブル５２にはグリップバー５０が立設されている。キャリッジ５３は、ベース２０に敷設されたレール５４に係合されて、可動テーブル５２をろう付け装置本体１１の正面視前後方向に移動可能に案内する。これにより、ＰＬＧ供給ライン３７、酸素供給ライン４０及び加熱トーチ４１は、グリップバー５０が作業員により操作されて可動テーブル５２が外方へ移動することで、端部が接続継手２に挿入された配管１を配管固定支持手段１３に固定する際に、図３の２点鎖線に示すように、配管固定支持手段１３、接続継手保持手段１４及び不活性ガス供給手段１５に対して外方に退避される。

【0028】

着火検出手段１７は、図２及び図４に示すように、加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａの先端近傍に配置された、例えば熱電対である。この着火検出手段１７は、加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａから放出されたＰＬＧが着火し、同じく放出された酸素ガスにより燃焼して火炎Ｆ(図１)が所定温度以上になったことを検出する。この着火検出手段１７による検出信号は、図１に示す制御装置１２へ出力される。

【0029】

回動手段１８は、図２、図６及び図７に示すように、加熱手段１６による接続継手２の加熱中に接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６を所定角度往復回動させて、この継手アダプタ２６に保持された接続継手２を回動（しゅん動）させるものであり、回動用モータ５５、可動円板５６、モータ軸フランジ５７及びクランク５８を有して構成される。

【0030】

回動用モータ５５は、モータ座５９を用いてベース２０に支持される。この回動用モータ５５の回転軸にモータ軸フランジ５７が連結され、このモータ軸フランジ５７は、回動用モータ５５の回転駆動時に、図７の矢印α方向に連続回転運動する。可動円板５６は、継手アダプタ２６の筒状部３０の端部に回転一体に取り付けられて連結されると共に、クランク５８を介してモータ軸フランジ５７に連結される。可動円板５６は、クランク５８を介してモータ軸フランジ５７に連結されることで、モータ軸フランジ５７のα方向の連続回転時に、図７の矢印β方向に所定角度往復回転運動する。これにより、継手アダプタ２６も、可動円板５６と同様にβ方向に所定角度往復回転運動して、この継手アダプタ２６に保持された接続継手２を回動（しゅん動）させる。この回動（しゅん動）は、β方向の所定角度往復回転運動と実質的に同義である。

【0031】

加熱手段１６の加熱トーチ４１による接続継手２の加熱中にこの接続継手２が上述の如く回動（しゅん動）することで、接続継手２が加熱トーチ４１により周方向に均一に加熱されると共に、接続継手２の内部で加熱されて溶融されたリングろう３が、図９(Ｂ)に示すように、接続継手２と配管１との接合面に満遍なく均一に流れる。このように、接続継手２と配管１との接合面に溶融状態のリングろう３が満遍なく流れることで、ろう付け接合箇所にブローホール等の発生が抑制される。

【0032】

接触式変位センサ１９は、図５、図６及び図７に示すように、センサ座６０を用いてベース２０に設置される。配管１内の端部に挿入されて継手アダプタ２６に保持された接続継手２が、リングろう３の溶融により圧縮スプリング２７の付勢力によって矢印Ｐ方向（図６）に変位したとき、その変位を継手アダプタ２６の移動により検出する。そして、この接触式変位センサ１９により上記接続継手２が所定値（リングろう３の厚さ分）変位したと検出したときに、配管１と接続継手２との間に介在されたリングろう３が完全に溶融したと制御装置１２により判断される。

【0033】

つまり、図６及び図１０（Ａ）に示すように、配管固定支持手段１３に配管１が固定支持されていないときには、接続継手保持手段１４の圧縮スプリング２７が圧縮されていない状態であり、接触式変位センサ１９の接触子６１は、接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６に取り付けられた可動円板５６に接触していない。図６及び図１０（Ｂ）に示すように、端部に接続継手２がリングろう３を介して挿入された状態の配管１が配管固定支持手段１３に固定され支持されて、接続継手２が、圧縮スプリング２７を矢印Ｏ方向に押圧(圧縮)しながら継手アダプタ２６に保持されたときに、接触式変位センサ１９の接触子６１は、可動円板５６に接触する。

【0034】

図１０（Ｃ）は、配管１に挿入された接続継手２内のリングろう３が加熱手段１６により加熱されて溶融し、回動手段１８により接続継手２が回動して、溶融状態のリングろう３が配管１と接続継手２との接合面に満遍なく均一に流れたときである。このとき、図６及び図１０（Ｃ）に示すように、接続継手２、継手アダプタ２６及び可動円板５６は、接続継手保持手段１４の圧縮スプリング２７によって矢印Ｐ方向に付勢され、リングろう３の厚さ分（所定値）戻される。接触式変位センサ１９の接触子６１は、可動円板５６に接触した状態で、継手アダプタ２６及び可動円板５６を介して接続継手２の上記所定値の変位を検出する。この検出信号は、図１に示すように、接触式変位センサ１９から制御装置１２へ出力される。

【0035】

上述の接触式変位センサ１９に代えて、図１１に示すレーザ式距離センサ６２を変位検出手段として用いてもよい。つまり、図６及び図１１（Ａ）に示すように、レーザ式距離センサ６２は、配管１が配管固定支持手段１３に固定支持されていないときの可動円板５６との距離を計測する。図６及び図１１（Ｂ）に示すように、接続継手２が挿入された配管１が配管固定支持手段１３に固定されて支持され、接続継手２が、接続継手保持手段１４の圧縮スプリング２７を矢印Ｏ方向に押圧(圧縮)しながら継手アダプタ２６に保持されたとき、レーザ式距離センサ６２は可動円板５６との距離を計測する。

【0036】

更に、図６及び図１１（Ｃ）に示すように、接続継手２内のリングろう３が加熱手段１６により加熱されて溶融し、回動手段１８により接続継手２が回動して、溶融状態のリングろう３が配管１と接続継手２との接合面に均一に満遍なく流れて、接続継手２がリングろう３の厚さ分（所定値）矢印Ｐ方向に変位したとき、レーザ式距離センサ６２は可動円板５６との距離を計測する。図１１（Ｂ）及び（Ｃ）におけるレーザ式距離センサ６２の計測値の差分を求めることで、接続継手２内のリングろう３の溶融が検出される。

【0037】

制御装置１２は、図１及び図２に示すように、配管１の端部に挿入された接続継手２と配管１との間に介在されたリングろう３が溶融して、接続継手２が配管１側に所定値変位したことが接触式変位センサ１９（またはレーザ式距離センサ６２）により検出されるまで、着火検出手段１７及び接触式変位センサ１９からの検出信号に基づいて、加熱手段１６及び回動手段１８の作動を制御する。更に、制御装置１２は、上述の加熱手段１６及び回動手段１８の作動前から作動後の間、配管１及び接続継手２の内部への不活性ガスとしての窒素ガスの供給を制御する。上述の制御装置１２の制御を、主に図１及び図１２を用いて詳説する。

【0038】

作業員は、制御装置１２の電源スイッチ６３及び起動ボタン６４をＯＮ作動する前に、図９（Ａ）に示すように、配管１の端部にリングろう３を介して接続継手２を挿入し、この接続継手２及びリングろう３を備えた配管１を、図２及び図６に示す配管固定支持手段１３の配管押え２１にクランプして固定する。この配管１の固定時に接続継手２を接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６に、圧縮スプリング２７を矢印Ｏ方向に押圧し圧縮した状態で保持させる。

【0039】

上述のように配管１を配管固定支持手段１３により固定し支持させ、接続継手２を接続継手保持手段１４に保持させた後に、図１及び図１２に示すように、作業員により制御装置１２の電源スイッチ６３、起動ボタン６４が順次ＯＮ操作される（Ｓ１１、Ｓ１２）。起動ボタン６４のＯＮ操作により制御装置１２は、まず、不活性ガス供給手段１５の窒素供給弁３４を開弁させて（Ｓ１３）、ガスタンク３２内の窒素ガスを、窒素供給ライン３３を経て配管１及び接続継手２の内部に供給する。このステップＳ１３の後、制御装置１２は接触式変位センサ１９の初期位置を取り込む（Ｓ１４）。

【0040】

次に、制御装置１２は、加熱手段１６のＰＬＧ供給弁４４を開弁させて（Ｓ１５）、ガスタンク３６内のＰＬＧを、ＰＬＧ供給ライン３７を経て加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａから放出させる。この加熱トーチ４１からのＰＬＧの放出後に、制御装置１２は、着火ヒータ４２をＯＮ作動させて（Ｓ１６）、加熱トーチ４１から放出されたＰＬＧを着火させる。その後、制御装置１２は酸素供給弁４７を開弁させて（Ｓ１７）、ガスタンク３８内の酸素ガスを、酸素供給ライン４０を経て加熱トーチ４１のトーチノズル４１ＡからＰＬＧと共に放出させ、トーチノズル４１Ａに火炎Ｆを生じさせる。

【0041】

ステップ１７の後、制御装置１２は着火ヒータ４２をＯＦＦ作動する（Ｓ１８）。この着火ヒータ４２のＯＦＦ作動後、制御装置１２は、着火検出手段１７からの検出信号に基づき、加熱トーチ４１のトーチノズル４１Ａから放出されたＰＬＧが酸素ガスにより燃焼して火炎Ｆが所定温度以上か否かを判断する（Ｓ１９）。トーチノズル４１Ａでの火炎Ｆが所定温度未満の場合には、制御装置１２は、着火が失敗したと判断して制御を終了する。

【0042】

ステップＳ１９でトーチノズル４１Ａの火炎Ｆが所定温度以上である場合には、制御装置１２は、回動手段１８の回動用モータ５５を起動させて（Ｓ２０）、可動円板５６を介し接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６を所定角度往復回転運動させ、継手アダプタ２６に保持された接続継手２を回動（しゅん動）させる。

【0043】

次に、制御装置１２は、接触式変位センサ１９からの検出信号に基づき、可動円板５６及び継手アダプタ２６を介して接続継手２の変位が所定値（リングろう３の厚さ分）以上であって、接続継手２内のリングろう３が溶融しているか否かを判断する（Ｓ２１）。接続継手２の変位が所定値以上でない場合でも、制御装置１２は、着火ヒータ４２がＯＮ作動して加熱トーチ４１からのＰＬＧが着火してから所定時間が経過したか否かを判断した後（Ｓ２２）、再度接続継手２の変位が所定値以上であるか否かを判断する。ステップＳ２２でＰＬＧの着火後所定時間を経過している場合、制御装置１２は、接続継手２内のリングろう３が溶融不良であると判断して制御を終了する。

【0044】

制御装置１２は、ステップＳ２１で接続継手２の変位が所定値以上であって、接続継手２内のリングろう３の溶融が良好であると判断した場合には、加熱手段１６の酸素供給弁４７を閉弁し（Ｓ２３）、ＰＬＧ供給弁４４を閉弁して（Ｓ２４）、加熱手段１６の作動を停止させる。更に、制御装置１２は、回動手段１８の回動用モータ５５を停止させて回動手段１８の作動を停止させ（Ｓ２５）、接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６に保持された接続継手２の回動（しゅん動）を停止させる。

【0045】

制御装置１２は、ステップＳ２４のＰＬＧ供給弁４４の閉弁後一定時間が経過しているか否かを判断し（Ｓ２６）、一定時間経過するまで不活性ガス供給手段１５の窒素供給ライン３３から配管１及び接続継手２内に窒素ガスを継続して供給して、これらの配管１及び接続継手２を冷却させる。制御装置１２は、上記一定時間が経過した時点で、不活性ガス供給手段１５の窒素供給弁３４を閉弁させて、配管１及び接続継手２への窒素ガスの供給を停止させ（Ｓ２７）、ろう付け作業の制御を終了する。

【0046】

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）～（３）を奏する。
（１）制御装置１２は、図２及び図６に示すように、配管１の端部に挿入された接続継手２と配管１との間に介在されたリングろう３が溶融して、接続継手２が配管１側に所定値変位したことが接触式変位センサ１９またはレーザ式距離センサ６２により検出されるまで、加熱手段１６及び回動手段１８を作動させるように制御している。このことから、加熱手段１６の加熱トーチ４１が接続継手２を加熱して接続継手２内のリングろう３が溶融する間に、回動手段１８が、接続継手保持手段１４の継手アダプタ２６を所定角度往復回動させて接続継手２を回動させるので、溶融状態のリングろう３が配管１と接続継手２との接合面に満遍なく均一に流れる。この結果、配管１と接続継手２とのろう付け接合箇所にブローホールを生じさせることなく、配管１と接続継手２とを均一な品質で容易にろう付けすることができる。

【0047】

（２）制御装置１２が加熱手段１６及び回動手段１８を制御して配管１と接続継手２とのろう付け作業が完了するので、加熱手段１６の加熱トーチ４１により加熱された接続継手２及び配管１に作業員が手を触れる必要がない。このため、ろう付け作業の安全性を向上させることができる。

【0048】

（３）制御装置１２は、加熱手段１６及び回動手段１８の作動前から作動後に至る間、不活性ガス供給手段１５を作動させて、配管１及び接続継手２の内部への窒素ガスの供給を制御している。この結果、加熱手段１６により加熱される配管１及び接続継手２の内面の酸化を防止できるので、その内面に酸化皮膜の発生を抑制することができる。

【0049】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0050】

１…配管、２…接続継手（被接合部材）、３…リングろう（ろう材）、１０…配管ろう付け装置、１１…ろう付け装置本体、１２…制御装置（制御手段）、１３…配管固定支持手段、１４…接続継手保持手段、１５…不活性ガス供給手段、１６…加熱手段、１７…着火検出手段、１８…回動手段、１９…接触式変位センサ（変位検出手段）、２１…配管押え、２４…ハウジング、２６…継手アダプタ、２７…圧縮スプリング、３３…窒素供給ライン、３４…窒素供給弁、３７…ＰＬＧ供給ライン、４０…酸素供給ライン、４１…加熱トーチ、４１Ａ…トーチノズル、４２…着火ヒータ、４４…ＰＬＧ供給弁、４７…酸素供給弁、５５…回動用モータ、５６…可動円板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2023-01-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

端部がろう材を介して被接合部材に挿入された配管を固定し支持する配管固定支持手段と、
前記被接合部材を前記配管側に付勢させた状態で保持すると共に、軸方向に移動可能で且つ軸回りに回転可能に設けられた被接合部材保持手段と、
前記被接合部材保持手段に保持された前記被接合部材の近傍に配置されて、前記被接合部材を加熱して前記ろう材を溶融させる加熱手段と、
前記被接合部材保持手段に連結され、前記加熱手段による前記被接合部材の加熱中に、前記被接合部材保持手段を所定角度往復回転させて前記被接合部材を軸回りに回動させる回動手段と、
前記ろう材の溶融により前記被接合部材が前記配管側に変位したことを、前記被接合部材保持手段の移動より検出する変位検出手段と、
前記ろう材が溶融して前記被接合部材が前記配管側に所定値変位したことが前記変位検出手段により検出されるまで、前記加熱手段及び前記回動手段を作動させるよう制御する制御手段と、を有して構成されたことを特徴とする配管ろう付け装置。

【請求項2】

前記被接合部材保持手段の内部に不活性ガスを導入して、被接合部材及び配管の内部に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載の配管ろう付け装置。

【請求項3】

前記加熱手段は、被接合部材保持手段に保持された被接合部材の周囲近傍にトーチノズルを複数配置して可燃性ガスを酸素ガスと共に放出する加熱トーチと、前記トーチノズル近傍に対応して複数配置されて前記可燃性ガスを着火させる着火ヒータと、を備えて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の配管ろう付け装置。

【請求項4】

前記トーチノズルの先端近傍に配置されて、前記トーチノズルから放出された可燃性ガスが着火して燃焼したことを検出する着火検出手段を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項３に記載の配管ろう付け装置。

【請求項5】

前記ろう材が、リン銅にて構成されてリング状に形成されたリングろうであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管ろう付け装置。