JP2004511660A - パイプの熱処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、コイル形状をした管、および同時に熱処理され、保護ガスによって被覆される複数のコイルに関する。各コイルは、それぞれに制御可能な保護ガス供給配管および対応する保護ガス排出配管に接続される。シールは、各コイルに接続された貫通口（６）を有する雌プラグ（１）、および別々の保護ガス配管に接続される貫通口（１０）を有する雄プラグ（２）からなる。複数の管接続部材（７）が雌プラグ（１）の貫通口（６）の内部に移動可能に配置され、作動部材（９）により、雄プラグ（２）の貫通口（１０）の内部に気密に固定されている。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル状に巻かれたパイプを熱処理する方法に関し、詳細には、複数のコイルを同時に熱処理する間に、保護ガスによって浄化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、冷却技術等で広く使用される銅製パイプの光輝焼鈍で主に用いることができる。このようなパイプは、冷媒を、熱交換器を介して移送する際に使用するため、パイプ内の堆積物を除去するために、熱処理中に、保護ガスによって浄化、すなわち皮膜する必要がある。しかし、冷却処理に害を及ぼさないために、残量皮膜は、ごく少量に抑えなければならない。
【０００３】
複数のコイルが、それぞれの熱処理用支持部材に配置され、積み重ねられ、同時に熱処理される。コイルが熱処理炉へ送り込まれると、保護ガス源が接続される。保護ガス配管は、通常、最下部の熱処理用支持部材に接続され、その熱処理用支持部材から個々のコイルへ保護ガスが供給される。
【０００４】
従来は、同じバッチ内において、個々のコイルにより皮膜残量がそれぞれ異なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、同じバッチに属する個々のコイルにおいて、均一の浄化流速を達成することである。
【０００６】
この目的は、上述した発明の方法によって達成することができる。この方法は、個々のコイルが、別々の制御可能な保護ガス注入口と、それに対応する別々の保護ガス排出口に接続されているということを特徴とする。
【０００７】
本発明は、次の認識に基づいている。すなわち、従来、個々のコイルがそれぞれ異なった浄化流速を示す唯一の原因は、個々のコイルの受ける浄化ガス量の違いによるものである。均一に並列供給が行われ、個々のコイルの流動抵抗も互いに実質的な差がないために、浄化ガス量に差がでる唯一の原因は、不可避な漏出による損失量の違いによるものである。
【０００８】
本発明では、各コイルが別々に浄化され、また、漏出によるガスの損失量の差が相殺される。更に、システムから排出される保護ガスの汚染物質の含有量をモニタすることによって、個々のコイルに適切に調整した量の保護ガスを供給することが可能である。保護ガス流速を制御するだけでなく、浄化時間およびコイル温度の調整もできる。また、制御の基準として、炭素含有量等の汚染組成物のみを取ることも可能である。更に、同一バッチ内の個々のコイルについて、残余皮膜の異なる許容量を選択的に調整することもできる。
【０００９】
本発明には、更なる実質的な利点がある。従来技術では、汚染された保護ガスが熱処理炉へ排出されていたため、炉内および冷コイル表面を汚染する原因となっていた。汚染された保護ガスがコイルから直接除去されるため、これらの不利な点が解決される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法を実行するには、コイルの両端側をそれぞれ保護ガス配管の注入口および排出口に接続する必要がある。この工程を一度に最小限に行うために、本発明による装置を開発した。装置は、コイル状に巻かれた複数のパイプを、保護ガス供給用および／または排出用設備に接続するためのものであり、この装置は、
コイル側に割り当てられ、かつプラグイン開口部およびそれぞれのコイルに接続される複数の通路が設けられた雌プラグと、
保護ガス供給用および／または排出用設備側に割り当てられ、かつ雌プラグのプラグイン開口部に嵌め込まれ、対応するそれぞれの保護ガス配管に接続される複数の通路が設けられた雄プラグと、
一方のプラグの通路内で軸方向に移動可能であり、もう一方のプラグの通路に差し込まれ、密閉される複数のパイプ接続部材と、
雄プラグに配置され、かつ雄プラグを雌プラグに挿入する際に、複数のパイプ接続部材を移動させるための作動部材とを有する。
【００１１】
雌プラグは、熱処理用支持部材のいずれかに取り付けられるが、通常は、最下部の熱処理用支持部材に取り付けられる。雄プラグは、熱処理炉内でドッキングステーションを形成する。雄プラグおよび作動部材は、コイルがドッキングステーションに設置されれば、熱処理炉の外から制御することができる。
【００１２】
更に、一対のプラグのみでの実行も可能であり、その場合、一方の通路は、保護ガス供給に、もう一方は、保護ガス排出に用いることができる。しかし、通常は二対のプラグが使用され、それらは互いにどのように配置されていても良く、好ましくは同一の作動ステーションから操作される。雄プラグを雌プラグに挿入したら、作動部材を操作して複数のパイプ接続部材を把持し、それらに対応する各々の通路に押し込み、シールを形成する。通路は、円錐状になっている差込領域が設けられていることが好ましい。作動部材によって、その差込領域に対してパイプ接続部材が拘束される。
【００１３】
本発明の更なる実施形態では、作動部材が、連続的にテーパー状の周面をもつヘッドを有し、そのヘッドは、雄プラグの凹部内を軸方向に移動できる。凹部は、ヘッドに対応する連続的にテーパー状の相補的周面を有する。ヘッドには、パイプ接続部材を収容する複数の通路が設けられ、また、通路から周面に通じる側面開口部が設けられている。各側面開口部には、周面から突出する移動可能な拘束部材が設けられ、この拘束部材は、ボール状であることが好ましい。
【００１４】
結合の際、雄プラグは、雌プラグのプラグイン開口部に挿入される。この時、作動部材は、作動部材周面および凹部周面のテーパーの方向に向かって移動される。拘束部材は、凹部周面と接触すると、パイプ接続部材が通る作動部材の通路に向かって内側へ動く。拘束部材がパイプ接続部材を把持し、シール位置に押し込み、パイプを圧接する。パイプ接続部材の位置の差は、自動的に補償される。作動部材は、熱処理中には、拘束状態に保持され、また、結合を緩める場合は、逆方向へ押せばよい。
【００１５】
作動部材のヘッドには、雄プラグの中心を通る作動ロッドが設けられている。作動ロッドは、好ましくはヘッドにある複数の通路の周りに環状に配置されている。作動ロッドは、密閉された状態で熱処理炉壁を通って、熱処理炉の外に設置されたピストンムーバによって操作することができる。
【００１６】
ヘッド周面および雄プラグの凹部周面は、雌プラグに向かってテーパー状であっても良い。その場合、パイプ接続部材は、雄プラグに配置されるが、雄プラグが雌プラグのプラグイン開口部に挿入される方向と同じ方向に、作動部材によって、パイプ接続部材が移動される。作動部材が移動する際に、雄プラグと別々に押さえる必要がなくなるため、動作は単純である。しかし、熱処理炉内のパイプ接続部材が摩耗部品であり、交換が必要である事実はともかく、この設計は製造上複雑である。
【００１７】
したがって、ヘッド周面および凹部周面が、雌プラグから連続的にテーパー状である設計の方が、条件的に好ましい。パイプ接続部材は、雌プラグの通路で移動可能であり、作動部材によって雄プラグの通路に引っ張られ、密閉される。したがって、熱処理用支持部材が熱処理炉から取り出されると、パイプ接続部材は即座に交換することができる。好ましくは、適切なロックを設けると、プラグイン接合部が緩められた際に、パイプ接続部材が雄プラグと一緒に外れないようにすることができる。
【００１８】
雄プラグが、雌プラグのプラグイン開口部に挿入されると、パイプ接続部材が、作動部材のヘッドの通路に差し込まれる。このため、ヘッドの通路の差込領域は、雌プラグに向かって円錐状に広がっている方が有利であり、これによって、自動軸合わせを容易にすることができる。
【００１９】
作動部材のヘッドおよび雄プラグの凹部において、多角形断面のピラミッド状設計も考えられる。このような設計の利点は、作動部材の角度が雄プラグの角度に対して、自動的に固定されることである。しかし、製造上の観点から、作動部材のヘッドおよび雄プラグの凹部が、一部を切欠いた円錐周面を有し、回転できないように接続されているという設計の方が簡易であり、好ましい。
【００２０】
本発明の更なる実施形態では、雌プラグのプラグイン開口部が、雄プラグに向かって連続的に広がる周面を有し、雄プラグには、連続的に広がる相補的周面を有するプラグイン端部が設けられている。ここでは、自動位置設定のできる多角形構造も考えられる。しかし、製造上の理由から、相互のプラグイン設置における固定機能をもつ、一部が切欠された構造が好ましい。
【００２１】
プラグイン接合部の好ましい実施形態により、添付図面を参照して、本発明をさらに詳しく説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、積み重ねられたコイルの最下部に位置する熱処理用支持部材に取り付けられる雌プラグ１、およびドッキングステーション上で雌プラグのプラグイン開口部３に挿入される雄プラグ２を示す。プラグイン開口部３は、円錐周面４をもち、それに対応する雄プラグ２のプラグイン端部には、相補的円錐周面５が設けられている。更に、雄プラグ２を雌プラグ１のプラグイン開口部３に、所定の角度で挿入する手段（図示せず）が設けられている。
【００２３】
雌プラグ１には、各コイルに接続される複数の通路６があり、それら通路６に複数のパイプ接続部材７が、移動可能な状態で配置されている。パイプ接続部材７は、作動部材９のヘッド８から突出し、作動部材によって、雄プラグ２の複数の通路１０内で拘束され、密閉される。図に示されているように、このような理由から、通路１０への差込領域は、円錐状に広がっている。通路１０は、別々の保護ガス配管に接続することができる。
【００２４】
作動部材９は、作動ロッド１１を有し、作動ロッド１１とヘッド８は一体に接続されていることが望ましい。作動ロッド１１は、雄プラグ２の中心を通っている。雄プラグ２の複数の通路１０は、作動部材９の作動ロッド１１の周りに環状に分布している。
【００２５】
更に、作動部材９のヘッド８には、パイプ接続部材７の通る複数の通路１２が設けられている。図に示されているように、プラグイン接合部を設置する際に、パイプ接続部材７を、ヘッド８の通路１２に容易に差込接続できるように、通路１２の差込領域は円錐状に広がっている。
【００２６】
作動部材９のヘッド８は、円錐周面１３を有し、雄プラグ２の凹部１４と係合する。凹部１４は、円錐周面１３に対応する相補的円錐周面１５を有する。ヘッド８の側面開口部１６は、円錐周面１３から通路１２につながっており、部材を拘束させる機能を持つ複数のボール１７を収容する役割を果たす。
【００２７】
雌プラグ１のプラグイン開口部３に、雄プラグ２が挿入されると、雌プラグ１に配置されたパイプ接続部材７が、作動部材９の通路１２に入る。作動部材９のヘッド８は、雌プラグ１のプラグイン開口部３の最下部近辺に位置する。次に、図１において、作動部材９は下に移動する。ボール１７が凹部１４の円錐周面１５上に寄りかかると、パイプ接続部材７を徐々に圧迫する。雄プラグ２の通路１０にある円錐状の差込領域で拘束されるまで、ボール１７は、パイプ接続部材７を案内し、密閉する。雄プラグ２が固定される。図に示されていない手段によって、作動部材９は、雄プラグ２に対して決められた位置に保たれる。
【００２８】
雌プラグ１の複数の通路６およびそれらに対応する雄プラグ２の複数の通路１０は、保護ガス供給配管または保護ガス排出配管に接続することができる。この場合、本発明の方法を実行するには、２つのプラグイン接合部が必要である。また、複数の通路の一方をそれぞれ保護ガス供給配管に、もう一方を保護ガス排出配管に接続することも可能である。この場合には、プラグイン接合部は、一つで良い。
【００２９】
本発明の範囲内での変更は、十分可能である。作動部材９のヘッド８の円錐周面１３、および凹部１４の円錐周面１５の向きを逆にすることも可能である。この場合、パイプ接続部材７は、雄プラグ２の一構成部分となり、雌プラグ１の通路６の密閉領域に押し込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
プラグイン接合部の軸方向の断面図である。

Claims (10)

1. コイル状に巻かれた複数のパイプを熱処理し、それらのコイルを同時に熱処理する間に、保護ガスによって浄化する方法であり、
   各コイルが別々の制御可能な保護ガス注入口および別々の保護ガス排出口に接続されていることを特徴とする方法。
2. コイル状に巻かれた複数のパイプを、保護ガス供給用および／または排出用設備に接続するための装置であって、
   コイル側に割り当てられ、かつプラグイン開口部（３）およびそれぞれのコイルに接続される複数の通路（６）が設けられた雌プラグ（１）と、
   保護ガス供給用および／または排出用設備側に割り当てられ、かつ雌プラグ（１）のプラグイン開口部（３）に嵌め込まれ、対応するそれぞれの保護ガス配管に接続される複数の通路（１０）が設けられた雄プラグ（２）と、
   一方のプラグの通路内で軸方向に移動可能であり、もう一方のプラグの通路に差し込まれ、密閉される複数のパイプ接続部材（７）と、
   雄プラグ（２）に配置され、かつ雄プラグを雌プラグ（１）に挿入する際に、複数のパイプ接続部材（７）を移動させるための作動部材（９）と、
   を有する装置。
3. 複数のパイプ接続部材（７）が差込まれ、密閉される複数の通路（１０）が、円錐テーパー状の差込領域を有し、差込領域において、パイプ接続部材（７）を拘束させることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 作動部材（９）は、雄プラグ（２）の凹部（１４）内を軸方向に移動することのできる、連続的なテーパー状周面をもつヘッド（８）を有し、前記凹部には、それに対応する連続的なテーパー状の相補的周面が設けられ、ヘッド（８）には、複数のパイプ接続部材（７）を収容する複数の通路（１２）および通路（１２）から周面に通じる側面開口部（１６）が設けられ、各側面開口部（１６）には、好ましくはボール（１７）のような、周面から突出した移動可能な拘束部材が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
5. 作動部材（９）のヘッド（８）に、雄プラグ（２）の中心を通る作動ロッド（１１）が設けられていることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. ヘッド（８）の周面および凹部（１４）の周面は、雌プラグ（１）側から連続的にテーパー状であることを特徴とする請求項４または５記載の装置。
7. ヘッド（８）の複数の通路（１２）の差込領域は、雌プラグ（１）側に向かって円錐状に広がっていることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 作動部材（９）のヘッド（８）および雄プラグ（２）の凹部（１４）は、一部を切欠いた円錐周面（それぞれ１３，１５）を有し、回転しないように接続されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか記載の装置。
9. 雌プラグ（１）のプラグイン開口部（３）は、雄プラグ（２）側に向かって連続的に広がる周面を有し、雄プラグ（２）には、連続的に広がる相補的周面をもつプラグイン端部が設けられていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか記載の装置。
10. 雌プラグ（１）のプラグイン開口部（３）および雄プラグのプラグイン端部は、一部を切欠いた円錐周面（それぞれ４，５）を有し、互いのプラグイン設置における固定機能が設けられていることを特徴とする請求項９記載の装置。