JP2001194263A - 水圧試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管
と栓部材とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士
がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧
試験完了後に管継手とＵ字管と栓部材とを切断すること
を不要とし得、炉壁管パネルの製造段階で予め各管の端
部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の
低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできる
水圧試験装置を提供する。 【解決手段】 管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材
の端部とにそれぞれ、小径部９と、その先端に形成され
且つ管１内に挿入可能な大径部１０とを有する短管１１
を接続し、短管１１の大径部１０に形成した環状溝１２
に水のシール部材１３を取り付けると共に、短管１１の
小径部９に、短管１１に加わる軸方向の力を支持するた
めのロック部材１４を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水圧試験装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボイラの炉壁は、図５に示され
る如く、複数の管１を所要間隔をあけて並設し且つフィ
ン２で接続してなる炉壁管パネル３によって形成されて
いるが、該炉壁管パネル３の水圧試験を行う際には、図
６に示されるように、炉壁管パネル３の各管１の端部に
Ｕ字管４を溶接して接続することにより、各管１の内部
を直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水
圧を付与するためのニップル等の管継手５を溶接して固
着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を溶
接して固着した状態で、前記管継手５を固着した側から
管１内に水圧を付与するようにしていた。

【０００３】尚、前記栓部材６は、カップリング７にエ
ア抜バルブ８を取り付けてなる構成を有しており、水圧
試験を行うために、各管１内に水を張る際には、エア抜
バルブ８を開いてエア抜きを行い、各管１内に水が充填
された後、エア抜バルブ８を閉じるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字
管４と栓部材６とを溶接して水圧試験を行うのでは、管
１の本数が非常にたくさんあって溶接に手間がかかると
共に、専門の溶接士の手配が必要になり、しかも、水圧
試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と栓部
材６とを切断してから、炉壁管パネル３の各管１の端部
に、他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を行
い、更に、各管１の内部清掃等を行わねばならず、かな
り多くの工数がかかるという欠点を有していた。

【０００５】本発明は、斯かる実情に鑑み、炉壁管パネ
ルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接する
ことを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験
を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手と
Ｕ字管と栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管
パネルの製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うこ
とができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共
に、繰り返し使用することもできる水圧試験装置を提供
しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の管を所
要間隔をあけて並設し且つフィンで接続してなる炉壁管
パネルの各管の端部をＵ字管で接続することにより、各
管の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管の始
端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前
記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態で、前記管
継手を固着した側から管内に水圧を付与するよう構成し
た水圧試験装置において、管継手の端部とＵ字管の両端
部と栓部材の端部とにそれぞれ、管内径より所要量だけ
小さい外径の小径部と、該小径部の先端に形成され且つ
管内に挿入可能な大径部とを有する短管を接続し、該短
管の大径部に形成した環状溝に水のシール部材を取り付
けると共に、前記短管の小径部に、該短管の管の端部へ
の挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間
隙に嵌入され且つ短管に加わる軸方向の力を支持するた
めのロック部材を配設したことを特徴とする水圧試験装
置にかかるものである。

【０００７】前記水圧試験装置においては、管の端部内
周面と短管との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け
漸次内径が小さくなるようテーパ面が形成されたアウタ
リング本体と、該アウタリング本体の基端部から外周側
へ張り出して管の端面に係合するアウタフランジ部と、
前記アウタリング本体及びアウタフランジ部の周方向所
要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリッ
トと、前記アウタフランジ部における周方向所要箇所に
穿設されたネジ孔とを有するアウタリングと、該アウタ
リングの内周面と短管の外周面との間に挿入され且つ外
周面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテーパ面が形
成されたインナリング本体と、該インナリング本体の基
端部から外周側へ張り出すインナフランジ部と、前記イ
ンナリング本体及びインナフランジ部の周方向所要箇所
に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリットと、
前記インナフランジ部における前記アウタフランジ部の
ネジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔と
を有するインナリングと、短管の管の端部への挿入時に
短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙にアウタ
リングとインナリングとが挿入された状態で、前記イン
ナフランジ部の貫通孔を貫通してアウタフランジ部のネ
ジ孔に締め込まれるロックボルトとからロック部材を構
成することができる。

【０００８】更に、インナフランジ部の周方向所要箇所
にロック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を
穿設することもできる。

【０００９】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１０】管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の
端部とにそれぞれ、管内径より所要量だけ小さい外径の
小径部と、該小径部の先端に形成され且つ管内に挿入可
能な大径部とを有する短管を接続し、該短管の大径部に
形成した環状溝に水のシール部材を取り付けると共に、
前記短管の小径部に、該短管の管の端部への挿入時に短
管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙に嵌入され
且つ短管に加わる軸方向の力を支持するためのロック部
材を配設すると、水圧試験の際に、水の漏洩はシール部
材によって防止されつつ、短管に加わる軸方向の力はロ
ック部材によって確実に負担される形となり、従来のよ
うに、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓
部材とを溶接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の
手間が省けると共に、専門の溶接士の手配が不要にな
り、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手と
Ｕ字管と栓部材とを切断しなくて済むため、水圧試験を
実施する前の炉壁管パネルの製造段階において、各管の
端部に他の炉壁管パネルと接続するための開先加工を予
め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が
低減され、更に、管継手とＵ字管と栓部材とを繰り返し
使用することも可能となる。

【００１１】前記水圧試験装置において、管の端部内周
面と短管との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け漸
次内径が小さくなるようテーパ面が形成されたアウタリ
ング本体と、該アウタリング本体の基端部から外周側へ
張り出して管の端面に係合するアウタフランジ部と、前
記アウタリング本体及びアウタフランジ部の周方向所要
箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリット
と、前記アウタフランジ部における周方向所要箇所に穿
設されたネジ孔とを有するアウタリングと、該アウタリ
ングの内周面と短管の外周面との間に挿入され且つ外周
面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテーパ面が形成
されたインナリング本体と、該インナリング本体の基端
部から外周側へ張り出すインナフランジ部と、前記イン
ナリング本体及びインナフランジ部の周方向所要箇所に
軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリットと、前
記インナフランジ部における前記アウタフランジ部のネ
ジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔とを
有するインナリングと、短管の管の端部への挿入時に短
管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙にアウタリ
ングとインナリングとが挿入された状態で、前記インナ
フランジ部の貫通孔を貫通してアウタフランジ部のネジ
孔に締め込まれるロックボルトとからロック部材を構成
すると、管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部
とにそれぞれ接続された短管及びロック部材を管の端部
に挿入した状態で、ロックボルトをインナフランジ部の
貫通孔を貫通させてアウタフランジ部のネジ孔に締め込
むと、ロック部材のインナリングがアウタリングの内周
面と短管の外周面との間に食い込むように挿入されて行
き、互いに係合するテーパ面による楔効果によって、ア
ウタスリットが形成されたアウタリングが拡張し、該ア
ウタリングのアウタリング本体外周面が管の内周面に密
着すると共に、前記楔効果によって、インナスリットが
形成されたインナリングが収縮し、該インナリングのイ
ンナリング本体内周面が短管の小径部外周面に密着する
形となり、これにより、炉壁管パネルの各管の内部をＵ
字管を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管の
始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、
前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態とするこ
とが可能となる。

【００１２】更に、インナフランジ部の周方向所要箇所
にロック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を
穿設すると、水圧試験完了後に、ロックボルトを緩めて
取り外し、ロック部材のアウタリングに対するインナリ
ングの嵌合状態を解除し、各管の端部から管継手とＵ字
管と栓部材とを、短管を引き抜くようにして、それぞれ
取り外す際、前記ロック部材のアウタリングに対するイ
ンナリングの嵌合状態が強固となっていて、単にロック
ボルトを緩めただけではロック部材を取り外すことが難
しくなっているような場合に、前記ロック解除ネジ孔に
ロック解除ボルトを締め込んで行くようにすれば、該ロ
ック解除ボルトの先端がアウタリングのアウタフランジ
部の端面に当接した後、インナリングのインナフランジ
部がアウタリングのアウタフランジ部から引き離される
方向へ移動する形となり、前記ロック部材を容易且つ確
実に取り外すことが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１４】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図５及び図６と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５及び図
６に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴と
するところは、図１〜図４に示す如く、管継手５の端部
とＵ字管４の両端部と栓部材６の端部とにそれぞれ、管
１の内径より所要量だけ小さい外径の小径部９と、該小
径部９の先端に形成され且つ管１内に挿入可能な大径部
１０とを有する短管１１を接続し、該短管１１の大径部
１０に形成した環状溝１２にＯリング等の水のシール部
材１３を取り付けると共に、前記短管１１の小径部９
に、該短管１１の管１の端部への挿入時に短管１１の小
径部９外周面と管１の端部内周面との間隙に嵌入され且
つ短管１１に加わる軸方向の力を支持するためのロック
部材１４を配設した点にある。

【００１５】前記ロック部材１４は、図２〜図４に示す
ように、管１の端部内周面と短管１１との間に挿入され
且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテ
ーパ面１５が形成されたアウタリング本体１６と、該ア
ウタリング本体１６の基端部から外周側へ張り出して管
１の端面に係合するアウタフランジ部１７と、前記アウ
タリング本体１６及びアウタフランジ部１７の周方向所
要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリッ
ト１８と、前記アウタフランジ部１７における周方向所
要箇所（図３の例では六箇所）に穿設されたネジ孔１９
とを有するアウタリング２０と、該アウタリング２０の
内周面と短管１１の外周面との間に挿入され且つ外周面
に前記アウタリング２０のテーパ面１５に倣うテーパ面
２１が形成されたインナリング本体２２と、該インナリ
ング本体２２の基端部から外周側へ張り出すインナフラ
ンジ部２３と、前記インナリング本体２２及びインナフ
ランジ部２３の周方向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう
形成されたインナスリット２４と、前記インナフランジ
部２３における前記アウタフランジ部１７のネジ孔１９
に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔２５とを
有するインナリング２６と、短管１１の管１の端部への
挿入時に短管１１の小径部９外周面と管１の端部内周面
との間隙にアウタリング２０とインナリング２６とが挿
入された状態で、前記インナフランジ部２３の貫通孔２
５を貫通してアウタフランジ部１７のネジ孔１９に締め
込まれる六角穴付ボルト等のロックボルト２７とを備え
てなる構成を有している。

【００１６】前記インナフランジ部２３の周方向所要箇
所（図４の例では三箇所）には、ロック解除ボルト２８
が締め込まれるロック解除ネジ孔２９を穿設してある。

【００１７】尚、前記短管１１の大径部１０に形成した
環状溝１２内には、シール部材１３のバックアップリン
グ３０を装填してある。

【００１８】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００１９】先ず、管継手５の端部とＵ字管４の両端部
と栓部材６の端部とにそれぞれ接続された短管１１及び
ロック部材１４を、図２に示す如く、管１の端部に挿入
した状態で、ロックボルト２７をインナフランジ部２３
の貫通孔２５を貫通させてアウタフランジ部１７のネジ
孔１９に締め込むと、ロック部材１４のインナリング２
６がアウタリング２０の内周面と短管１１の外周面との
間に食い込むように挿入されて行き、互いに係合するテ
ーパ面１５，２１による楔効果によって、アウタスリッ
ト１８が形成されたアウタリング２０が拡張し、該アウ
タリング２０のアウタリング本体１６外周面が管１の内
周面に密着すると共に、前記楔効果によって、インナス
リット２４が形成されたインナリング２６が収縮し、該
インナリング２６のインナリング本体２２内周面が短管
１１の小径部９外周面に密着する形となり、これによ
り、炉壁管パネル３の各管１の内部をＵ字管４を介して
直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧
を付与するためのニップル等の管継手５を固着すると共
に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を固着した状態
とする。

【００２０】この後、栓部材６のエア抜バルブ８を開い
てエア抜きを行いつつ、管継手５を固着した側から管１
内に水を張り、各管１内に水が充填された後、前記エア
抜バルブ８を閉じ、所定の水圧を付与し、水圧試験を実
施する。

【００２１】ここで、例えば、水圧試験圧力がＰ＝５０
０［ｋｇｆ／ｃｍ²］（９．８×５×１０⁶［Ｐａ］）以
下の場合に、管１の内径をＤ［ｃｍ］とすると、短管１
１に加わる軸方向の力Ｆは、単純計算で、

【数１】 Ｆ＝（π・Ｄ²／４）×Ｐ ［ｋｇｆ］ ≒９．８×（π・Ｄ²／４）×Ｐ ［Ｎ］ となるが、本図示例の水圧試験装置では、水圧試験の際
に、水の漏洩はシール部材１３によって防止されつつ、
短管１１に加わる軸方向の力Ｆはロック部材１４によっ
て確実に負担される形となり、水圧試験圧力が高圧であ
っても、水圧に充分に耐え且つ水の漏洩を確実に防止可
能となることが確認されている。

【００２２】水圧試験完了後には、ロックボルト２７を
緩めて取り外し、ロック部材１４のアウタリング２０に
対するインナリング２６の嵌合状態を解除し、各管１の
端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを、短管１１
を引き抜くようにして、それぞれ取り外す。

【００２３】ここで、前記ロック部材１４のアウタリン
グ２０に対するインナリング２６の嵌合状態が強固とな
っていて、単にロックボルト２７を緩めただけではロッ
ク部材１４を取り外すことが難しくなっているような場
合には、前記インナフランジ部２３の周方向所要箇所に
穿設したロック解除ネジ孔２９にロック解除ボルト２８
を締め込んで行くと、該ロック解除ボルト２８の先端が
アウタリング２０のアウタフランジ部１７の端面に当接
した後、インナリング２６のインナフランジ部２３がア
ウタリング２０のアウタフランジ部１７から引き離され
る方向へ移動する形となり、前記ロック部材１４を容易
且つ確実に取り外すことが可能となる。

【００２４】この結果、従来のように、炉壁管パネル３
の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶
接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の手間が省け
ると共に、専門の溶接士の手配が不要になり、しかも、
水圧試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と
栓部材６とを切断しなくて済むため、水圧試験を実施す
る前の炉壁管パネル３の製造段階において、各管１の端
部に他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を予
め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が
低減され、更に、管継手５とＵ字管４と栓部材６とを繰
り返し使用することも可能となる。

【００２５】こうして、炉壁管パネル３の各管１の端部
に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接することを不
要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うこ
とができ、しかも、水圧試験完了後に管継手５とＵ字管
４と栓部材６とを切断することを不要とし得、炉壁管パ
ネル３の製造段階で予め各管１の端部に開先加工を行う
ことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共
に、繰り返し使用することもできる。

【００２６】尚、本発明の水圧試験装置は、上述の図示
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
〜３記載の水圧試験装置によれば、炉壁管パネルの各管
の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接することを不
要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うこ
とができ、しかも、水圧試験完了後に管継手とＵ字管と
栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管パネルの
製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うことがで
き、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り
返し使用することもできるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の平面図である。

【図２】本発明を実施する形態の一例の要部拡大断面図
であって、図１のＩＩ部相当図である。

【図３】本発明を実施する形態の一例におけるアウタリ
ングの正面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当
図である。

【図４】本発明を実施する形態の一例におけるインナリ
ングの正面図であって、図２のＩＶ−ＩＶ矢視相当図で
ある。

【図５】ボイラの炉壁管パネルを表わす断面図である。

【図６】従来の水圧試験装置の一例を表わす平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 管 ２ フィン ３ 炉壁管パネル ４ Ｕ字管 ５ 管継手 ６ 栓部材 ９ 小径部 １０ 大径部 １１ 短管 １２ 環状溝 １３ シール部材 １４ ロック部材 １５ テーパ面 １６ アウタリング本体 １７ アウタフランジ部 １８ アウタスリット １９ ネジ孔 ２０ アウタリング ２１ テーパ面 ２２ インナリング本体 ２３ インナフランジ部 ２４ インナスリット ２５ 貫通孔 ２６ インナリング ２７ ロックボルト ２８ ロック解除ボルト ２９ ロック解除ネジ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内海 忠英 兵庫県相生市相生5292番地 石川島播磨重 工業株式会社相生工場内 (72)発明者 水本 健夫 兵庫県相生市相生5292番地 石川島播磨重 工業株式会社相生工場内 (72)発明者 望月 満 兵庫県相生市相生5292番地 石川島播磨重 工業株式会社相生工場内 Ｆターム(参考） 2G067 AA12 BB31 CC02 DD02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の管を所要間隔をあけて並設し且つ
   フィンで接続してなる炉壁管パネルの各管の端部をＵ字
   管で接続することにより、各管の内部を直列に連通さ
   せ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するため
   の管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓
   部材を固着した状態で、前記管継手を固着した側から管
   内に水圧を付与するよう構成した水圧試験装置におい
   て、 管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とにそれ
   ぞれ、管内径より所要量だけ小さい外径の小径部と、該
   小径部の先端に形成され且つ管内に挿入可能な大径部と
   を有する短管を接続し、該短管の大径部に形成した環状
   溝に水のシール部材を取り付けると共に、前記短管の小
   径部に、該短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外
   周面と管の端部内周面との間隙に嵌入され且つ短管に加
   わる軸方向の力を支持するためのロック部材を配設した
   ことを特徴とする水圧試験装置。
2. 【請求項２】 管の端部内周面と短管との間に挿入され
   且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテ
   ーパ面が形成されたアウタリング本体と、該アウタリン
   グ本体の基端部から外周側へ張り出して管の端面に係合
   するアウタフランジ部と、前記アウタリング本体及びア
   ウタフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向へ延びるよ
   う形成されたアウタスリットと、前記アウタフランジ部
   における周方向所要箇所に穿設されたネジ孔とを有する
   アウタリングと、 該アウタリングの内周面と短管の外周面との間に挿入さ
   れ且つ外周面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテー
   パ面が形成されたインナリング本体と、該インナリング
   本体の基端部から外周側へ張り出すインナフランジ部
   と、前記インナリング本体及びインナフランジ部の周方
   向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナス
   リットと、前記インナフランジ部における前記アウタフ
   ランジ部のネジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設され
   た貫通孔とを有するインナリングと、 短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の
   端部内周面との間隙にアウタリングとインナリングとが
   挿入された状態で、前記インナフランジ部の貫通孔を貫
   通してアウタフランジ部のネジ孔に締め込まれるロック
   ボルトとからロック部材を構成した請求項１記載の水圧
   試験装置。
3. 【請求項３】 インナフランジ部の周方向所要箇所にロ
   ック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を穿設
   した請求項２記載の水圧試験装置。