JP2018202462A

JP2018202462A - 管閉止用溶接装置及び方法

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Publication number: JP2018202462A
Application number: JP2017112101A
Authority: JP
Inventors: 孝壽西沢; Takatoshi Nishizawa
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: JP6855943B2

Abstract

【課題】管寄と伝熱管との狭隘部で伝熱管の閉止処理を行うことができ、健全な伝熱管の切断を極力抑制できる管閉止用溶接装置及び方法を提供することである。【解決手段】溶接ヘッド１７により伝熱管１１のうち切断された伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接し、溶接ヘッド設定機構部２３は操作部２５からの操作により溶接ヘッド１７を移動旋回し管開先部１４に閉止プラグ１５を配置するとともにTIG溶接の際にワイヤ供給先端保持部２１からワイヤ２０が供給される状態でトーチ１９を閉止プラグ１５の溶接位置に設定し、作業員が進入できない狭隘部であっても、伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接できる。【選択図】図１

Description

本発明は、狭隘箇所での複数の伝熱管のうち切断された伝熱管の管開先部を閉止する管閉止用溶接装置に関する。

狭隘箇所で複数の伝熱管を有するものとしては、例えば、コンバインドサイクル発電設備のHRSG（排熱回収ボイラ）がある。図１２は、コンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラの複数の伝熱管の一例を示す斜視図である。複数の伝熱管１１は上下に設けられた管寄１２の間に設けられ、管寄１２には周方向に１から３列、長手方向に複数の伝熱管１１が設けられている。

このような排熱回収ボイラにおいて、端部に位置する管寄１２の側面部や下部に位置する管寄１２の下部や上部に位置する管寄１２の上部には作業員が進入できる空間が確保されているが、複数の伝熱管１１の間や管寄１２と管寄１２との間は作業員が進入できない狭隘部である。

排熱回収ボイラの伝熱管１１には高温の内部流体（水あるいは蒸気）が流れるので、腐食減肉によって穴があき伝熱管１１の内部流体が漏洩することがある。伝熱管１１に穴があいた場合、補修することが必要となるが、穴があき蒸気が漏洩した伝熱管１１の位置は狭隘部であるので、作業員は進入することができない。そこで、穴があいた伝熱管１１の補修のために、発電設備の運転を停止し、図１３に示すように、端部に位置する管寄１２の側面部から健全な伝熱管１１を切断して作業スペース１３を確保し、穴があいた伝熱管１１まで作業員が進入できるようにしている。穴があいた伝熱管１１の位置にもよるが、作業スペース１３の確保のためには、通常、数十〜百本の健全な伝熱管１１を切断している。

そして、穴があいた伝熱管１１も切断し、切断した伝熱管１１の管開先部を閉止するようにしている。図１４は切断した伝熱管１１の管開先部を閉止するための従来の閉止プラグの説明図である。図１４（ａ）に示すように、伝熱管１１の開口部に閉止プラグ１５を嵌め込み、図１４（ｂ）に示すように、伝熱管１１の開口部に閉止プラグ１５を嵌め込んだ状態で、TIG溶接で伝熱管１１の管内面と閉止プラグ１５の隙間を溶金部１６で接合し、管の閉止を行っている。

ここで、狭隘部の溶接を可能としたものとして、ボイラパネルのチューブ突き合わせ溶接部等の間隙が狭隘な溶接部の１周の自動溶接を可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２２５１６５号公報

しかし、特許文献１のものは、狭隘部であるボイラパネルのチューブ突き合わせ溶接部の間隙においても隣接するチューブと干渉することなく溶接を行えるようにしたものであり、１周の全姿勢溶接が行えるものであるが、切断された伝熱管の管開先部を閉止するものではない。従って、狭隘部において伝熱管の管開先部に閉止プラグを自動で配置できるものではなく、作業員が進入できない狭隘部で伝熱管の管開先部を自動的に閉止できるものではない。

また、健全な伝熱管を切断して穴のあいた伝熱管を切断するための作業スペースを確保するので健全な伝熱管が犠牲管となる。さらには、穴のあいた伝熱管だけでなく作業スペースを確保するために切断した犠牲管（健全な伝熱管）の閉止処理が必要となるので作業量が多くなり時間や費用がかかる。また、閉止処理した伝熱管は使用できなくなるので、全体としての伝熱面積が減るために熱効率が低下する。

そこで、より早く穴のあいた伝熱管を閉止処理して発電設備の運転再開し、計画外の停止時間を短くしたい要請がある。また、犠牲管の数を極力抑制し熱効率の低下を抑制したいという要請がある。

本発明の目的は、管寄と伝熱管との狭隘部で伝熱管の閉止処理を行うことができ、健全な伝熱管の切断を極力抑制できる管閉止用溶接装置及び方法を提供することである。

請求項１の発明に係る管閉止用溶接装置は、複数の伝熱管が設置された複数の管寄の間の狭隘部に挿入され前記伝熱管のうち切断された伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する溶接ヘッドと、操作部からの操作により移動旋回機構部を介して前記溶接ヘッドを移動旋回し前記管開先部に前記閉止プラグを配置するとともにTIG溶接の際にワイヤ供給先端保持部からワイヤが供給される状態でトーチを前記閉止プラグの溶接位置に設定する溶接ヘッド設定機構部と、前記ワイヤ供給先端保持部にワイヤを供給するワイヤ供給装置と、前記溶接ヘッドのトーチに溶接用の電力を給電する電源装置と、TIG溶接の際に前記管開先部及び前記閉止プラグを大気から遮断して保護する不活性ガスを前記管開先部及び前記閉止プラグに供給する不活性ガス供給装置と、リモコンからの指令により前記ワイヤ供給装置から供給されるワイヤや前記電源装置から供給される溶接用電力及び前記不活性ガス供給装置から供給される不活性ガスの流量を制御するとともに前記トーチを駆動するトーチ回転用モータを制御し前記トーチを前記閉止プラグの溶接位置に位置決めする制御装置とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１の発明において、前記トーチと前記ワイヤ供給先端保持部の位置関係は、前記管寄と前記管寄との間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入する際には、前記ワイヤ供給先端保持部を前記トーチの後端に位置させ前記狭隘部を通過可能とし、TIG溶接の際には、トーチとワイヤ供給先端保持部から供給されるワイヤの先端との位置が前記閉止プラグの溶接位置になるように設定することを特徴とする。

請求項３の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記管開先部は、ソケット形状の開先加工部であることを特徴とする。

請求項４の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明において、前記溶接ヘッド設定機構部の前記移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平面で旋回させる水平旋回機構部とを有し、
前記管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記水平旋回機構部及び前記水平方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする。

請求項５の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明において、前記溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを旋回させる挿入角旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを移動させる挿入方向移動機構部とを有し、前記管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記挿入角旋回機構部及び前記挿入方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする。

請求項６の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明において、前記溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平面で旋回させる水平旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを旋回させる挿入角旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを移動させる挿入方向移動機構部とを有し、前記管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記水平旋回機構部及び前記水平方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させ、前記管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記挿入角旋回機構部及び前記挿入方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする。

請求項７の発明に係る管閉止用溶接装置は、請求項１乃至請求項６のいずれかの発明において、前記不活性ガス供給装置から前記管開先部及び前記閉止プラグに供給する不活性ガスのガス供給管、前記電源装置から前記トーチに溶接用の電力を給電する電線、前記ワイヤ供給装置から前記ワイヤ供給先端保持部に供給されるワイヤを、前記溶接ヘッドの手前まで一つの鞘管に収納したことを特徴とする。

請求項８の発明に係る管閉止用溶接方法は、管寄に設置された複数の伝熱管のうち前記管寄の中央列の伝熱管が漏洩管であるときは、前記中央列の伝熱管の手前に位置する端列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、前記端列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記端列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、前記中央列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、前記中央列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記中央列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記中央列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接し、請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接し、一方、管寄に設置された複数の伝熱管のうち前記管寄の端列の伝熱管が漏洩管であるときは、前記端列の伝熱管の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、前記端列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記端列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接することを特徴とする。

請求項１の発明よれば、複数の伝熱管が設置された複数の管寄の間の狭隘部に溶接ヘッドを挿入し、溶接ヘッドにより伝熱管のうち切断された伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接し、溶接ヘッド設定機構部は操作部からの操作により溶接ヘッドを移動旋回し管開先部に閉止プラグを配置するとともにTIG溶接の際にワイヤ供給先端保持部からワイヤが供給される状態でトーチを閉止プラグの溶接位置に設定するので、作業員が進入できない狭隘部であっても、伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接できる。また、溶接ヘッドが通過できる空間を確保すればよいので、作業員の作業スペースを確保するために健全な伝熱管の切断をする必要がなくなる。従って、伝熱管を閉止処理した後の発電設備の運転再開において熱効率の低下を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、トーチとワイヤ供給先端保持部の位置関係について、管寄と管寄との間の狭隘部に溶接ヘッドを挿入する際には、ワイヤ供給先端保持部をトーチの後端に位置させて狭隘部を通過可能とし、TIG溶接の際には、トーチとワイヤ供給先端保持部から供給されるワイヤの先端との位置が閉止プラグの溶接位置になるように設定するので、溶接ヘッドは管寄と管寄との間の狭隘部を通過でき、TIG溶接の際にはトーチとワイヤとの位置関係を閉止プラグの溶接位置に保持できる。

請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、管開先部はソケット形状の開先加工部であるので、閉止プラグをソケット形状の管開先部に嵌め込むことができる。従って、通常の溶接で必要となる仮止め工程を省略でき、また、狭隘部における溶接ヘッドの位置設定及びトーチ先端の位置設定が容易になる。

請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明の効果に加え、溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部として、垂直方向移動機構部、水平方向移動機構部、水平旋回機構部を有した移動旋回機構部を用いることで、管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に適用できる。

請求項５の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明の効果に加え、溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部として、垂直方向移動機構部、水平方向移動機構部、挿入角旋回機構部、挿入方向移動機構部を有した移動旋回機構部を用いることで、管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に適用できる。

請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明の効果に加え、
溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部として、垂直方向移動機構部、水平方向移動機構部、水平旋回機構部、挿入角旋回機構部、挿入方向移動機構部を有した移動旋回機構部を用いることで、管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合、及び管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合の双方に適用できる。

請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかの発明の効果に加え、不活性ガスのガス供給管、電力を給電する電線、ワイヤ供給先端保持部に供給されるワイヤを溶接ヘッドの手前まで一つの鞘管に収納したので、狭隘部でもスムーズな送給を可能とし、トーチの回転を安定させ溶接品質の悪化を防ぐことができる。

請求項８の発明によれば、管寄に設置された複数の伝熱管のうち管寄の中央列の伝熱管が漏洩管であるときは、中央列の伝熱管の手前に位置する端列の伝熱管を切断して管開先部を形成し、その後に、漏洩管である中央列の伝熱管を切断して管開先部を形成し、請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて中央列及び端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接し、一方、管寄に設置された複数の伝熱管のうち管寄の端列の伝熱管が漏洩管であるときは、漏洩管である端列の伝熱管を切断して管開先部を形成し、請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接するので、管寄と伝熱管との狭隘部で伝熱管の閉止処理を行うことができ、健全な伝熱管の切断を極力抑制できる。漏洩管が管寄の端列なら犠牲管は０本、中央列なら犠牲管は１本での補修が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置で下部の管寄の伝熱管の管開先部を閉止する場合の構成図。本発明の第１実施形態における管開先部及び閉止プラグの説明図。本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置で上部の管寄の伝熱管の管開先部を閉止する場合の構成図。本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置の溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部の実施例１の構成図。本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置の溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部の実施例２の構成図。本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置の溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部の実施例３の構成図。本発明の第１実施形態で管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に切断する伝熱管の説明図。本発明の第１実施形態で管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合の手順の説明図。本発明の第１実施形態で管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に切断する伝熱管の説明図。本発明の第１実施形態で管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合の手順の説明図。本発明の第２実施形態に係る管閉止用溶接方法の手順を示すフローチャート。コンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラの複数の伝熱管の一例を示す斜視図。図１２に示した排熱回収ボイラの複数の伝熱管に対し作業スペースを確保した場合の斜視図。切断した伝熱管の管開先部を閉止するための従来の閉止プラグの説明図。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る管閉止用溶接装置の構成図である。図１では図１２に示したコンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラの下部の管寄１２の伝熱管１１の管開先部１４を閉止する場合を示している。この場合、溶接ヘッド１７は下部の管寄１２の上面の狭隘部に挿入され、伝熱管１１の管開先部１４を上側から閉止する場合を示している。

図１において、溶接ヘッド１７は、切断された伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接するものであり、先端部には閉止プラグ保持部１８を備えている。溶接ヘッド１７は複数の伝熱管が設置された複数の管寄の間の狭隘部に挿入されて閉止プラグ１５をTIG溶接する際には、閉止プラグ保持部１８で閉止プラグ１５を保持する。また、溶接ヘッド１７の先端部にはトーチ１９が設けられ、TIG溶接の際に供給されるワイヤ２０の先端部を保持するワイヤ供給先端保持部２１が設けられている。溶接ヘッド１７のトーチ回転用モータ２２はトーチ１９及びワイヤ供給先端保持部２１を伝熱管１１の管開先部１４の周囲を回転駆動させるモータであり、トーチ１９はワイヤ供給先端保持部２１から供給されるワイヤ２０を溶接材として管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する。

溶接ヘッド１７は、溶接ヘッド設定機構部２３からの操作により、管開先部１４までの移動や管開先部１４への閉止プラグ１５の配置などの設定が行われる。溶接ヘッド設定機構部２３は移動旋回機構部２４と操作部２５とからなる。移動旋回機構部２４は溶接ヘッド１７側に設けられ操作部２５は溶接ヘッド１７とは別置きで設けられる。これは、溶接ヘッド１７は複数の伝熱管が設置された複数の管寄の間の狭隘部に挿入されるので小型化を図るためである。

溶接ヘッド設定機構部２３の操作部２５からの操作により移動旋回機構部２４を介して溶接ヘッド１７を移動旋回し、管開先部１４に閉止プラグ１５を配置する。また、トーチを閉止プラグの溶接位置に設定する。この場合、トーチ１９にワイヤ供給先端保持部２１からワイヤ２０が供給される状態としておく。トーチ１９とワイヤ供給先端保持部２１との位置関係や移動旋回機構部２４の動作については後述する。

ワイヤ供給装置２６はワイヤ供給先端保持部２１にワイヤ２０を供給するものであり、制御装置２７により制御される。制御装置２７には、例えば無線でリモコン２８が接続されており、制御装置２７はリモコン２８からの指令により、ワイヤ供給装置２６、電源装置２９、不活性ガス供給装置３０を制御するとともにトーチ回転用モータ２２を制御する。リモコン２８は携帯が可能であることから作業員は制御装置２７から離れたい位置でも操作指令を出力できる。

ワイヤ供給装置２６は、制御装置２７によりTIG溶接の際にワイヤ２０の供給量を調整制御する。トーチ回転用モータ２２は、制御装置２７によりトーチ１９及びワイヤ供給先端保持部２１の回転位置を管開先部１４への閉止プラグ１５の溶接位置に位置決めするように制御され、例えば、TIG溶接の際に管開先部１４の周囲を１周または複数周回するように制御される。

電源装置２９は溶接ヘッド１７のトーチ１９に溶接用の電力を給電する電源装置であり、制御装置２７により電源装置２９から供給される溶接用電力が制御される。不活性ガス供給装置３０は、TIG溶接の際に管開先部１４及び閉止プラグ１５に不活性ガスを供給するものであり、制御装置２７により不活性ガス供給装置３０から供給される不活性ガスの流量が制御される。不活性ガス供給装置３０から管開先部１４及び閉止プラグ１５に不活性ガスを供給することによって、溶接時に管開先部１４及び閉止プラグ１５の溶融金属部分を大気から遮断して保護する。不活性ガスは、例えば、アルゴンやヘリウムなどである。

不活性ガス供給装置３０からのガス供給管３１、電源装置２９からの電線３２、ワイヤ供給装置２６からのワイヤ２０を一つの鞘管に収納するようにしてもよい。例えば、図１の矢印Ｘ１で示す範囲、すなわち、不活性ガス供給装置３０、電源装置２９、ワイヤ供給装置２６の出口からのガス供給管３１、電線３２、ワイヤ２０を纏めた箇所から溶接ヘッド１７の手前までの範囲を一つの鞘管に収納する。なお、ガス供給管３１は不活性ガス供給装置３０から制御装置２７を経由して引き出された場合を示している。これにより、溶接ヘッド１７が動いたとしても、狭隘部でのスムーズな送給を可能とし、トーチ１９の回転を安定させることができ溶接品質の悪化を防ぐことができる。

次に、トーチ１９とワイヤ供給先端保持部２１との位置関係について説明する。狭隘部の隙間に溶接ヘッド１７を挿入するときと、溶接ヘッド１７でTIG溶接を行うときとの２つの位置がある。管寄１２と管寄１２との間の狭隘部に溶接ヘッド１７を挿入する際には、ワイヤ供給先端保持部２１をトーチ１９の後端に位置させる。これにより、トーチ１９の幅内にワイヤ供給先端保持部２１が位置することになるので狭隘部を通過可能となる。一方、TIG溶接の際には、トーチ１９とワイヤ供給先端保持部２１から供給されるワイヤ２０の先端との位置が閉止プラグ１５の溶接位置になるように設定する。これにより、閉止プラグ１５の溶接に必要なワイヤ２０をワイヤ供給先端保持部２１から適正に供給できる。このように、溶接ヘッド１７を管寄１２と管寄１２の隙間（例えば45mm）に挿入させるため、ワイヤ供給先端保持部２１の溶接ヘッド１７に対する角度をTIG溶接時と隙間通過時とで異なる２つの位置をとるようにしている。

図２は本発明の第１実施形態における管開先部及び閉止プラグの説明図である。図２（ａ）に示すように、伝熱管１１の管開先部１４はソケット形状の開先加工部である。また、閉止プラグ１５もソケット形状の管開先部１４に対応した閉止プラグとした。ソケット形状の管開先部１４としたのは、管開先部１４に閉止プラグ１５を配置し易くしTIG溶接に適した形状とたことに加え、穴があいた伝熱管１１は内面に減肉が残っている箇所で溶接すると溶接品質が悪化する懸念があるため減肉部分は削り取った方がよいことも配慮したことによる。

図２（ｂ）に示すように、ソケット形状の管開先部１４に閉止プラグ１５を嵌め込むことによって溶接ヘッド１７のトーチ１９の位置を固定できる。すなわち、溶接ヘッド１７の閉止プラグ保持部１８に閉止プラグ１５を保持してから伝熱管１１のソケット形状の管開先部１４に閉止プラグ１５に設定する。そして、溶接ヘッド１７のトーチ１９で管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接によるすみ肉溶接するので、通常の溶接で必要となる仮止め工程を省略できる。また、狭隘部における溶接ヘッド１７の位置設定及びトーチ１９の先端の位置設定が容易になり、トーチ１９の自動高さ調整機構がなくても高品質な溶接が可能となり溶接ヘッド１７の小型化が可能となる。

ここで、図１では図１２に示したコンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラの下部の管寄１２の伝熱管１１の管開先部１４を閉止する場合を示している。この場合、溶接ヘッド１７は下部の管寄１２の上面の狭隘部に挿入されることになる。そして、溶接ヘッド設定機構部２３の操作部２５、ワイヤ供給装置２６、制御装置２７、電源装置２９、不活性ガス供給装置３０は、下部の管寄１２の上面の狭隘部の外部である図示省略の作業員が進入できる空間に配置される。

一方、上部の管寄１２の伝熱管１１の管開先部１４を閉止する場合は、伝熱管１１の管開先部１４を下側から閉止することになる。なお、第１実施形態に係る管閉止用溶接装置は全姿勢溶接に対応しているので、上向き姿勢での閉止溶接が可能である。すなわち、図３に示すように、溶接ヘッド１７は伝熱管１１の管開先部１４を下側から閉止することになるので、上部の管寄１２のさらに上部の図示省略の作業員が進入できる空間から溶接ヘッド１７を吊り下げて溶接ヘッド１７を上部の管寄１２の下面の狭隘部に挿入することになる。そして、溶接ヘッド設定機構部２３の操作部２５、ワイヤ供給装置２６、制御装置２７、電源装置２９、不活性ガス供給装置３０は、上部の管寄１２のさらに上部の図示省略の作業員が進入できる空間に配置される。

次に、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４の動作について説明する。図４は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４の実施例１の構成図である。この実施例１は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４として、垂直方向移動機構部３３、水平方向移動機構部３４、水平旋回機構部３５を有した移動旋回機構部２４を用いることで、管寄１２の中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合に適用できるものである。

図４において、移動旋回機構部２４は、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、水平旋回機構部３５とから構成されている。垂直方向移動機構部３３は溶接ヘッド１７を垂直方向に移動させる機構部であり、水平方向移動機構部３４は溶接ヘッド１７を水平方向に移動させる機構部である。また、水平旋回機構部３５は溶接ヘッド１７を水平面で旋回させる機構部である。垂直方向移動機構部３３により溶接ヘッド１７を高さ方向に移動でき、水平方向移動機構部３４により溶接ヘッド１７を水平方向に移動できる。また、水平旋回機構部３５は溶接ヘッド１７を水平面で旋回させることによって溶接ヘッド１７の向きを変える。

TIG溶接の対象の管開先部１４が存在する管寄１２の間の狭隘部に溶接ヘッド１７を挿入し、垂直方向移動機構部３３及び水平方向移動機構部３４にて、TIG溶接の対象の管開先部１４の近傍まで溶接ヘッド１７を移動させ、その後に、水平旋回機構部３５及び水平方向移動機構部３４にて溶接ヘッド１７をTIG溶接の対象の管開先部１４まで移動させる。管寄１２の中央列の伝熱管１１は管寄１２に対して垂直方向に垂設して設けられているので、その管開先部１４は管寄１２の表面に対して垂直方向に垂設している。従って、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、水平旋回機構部３５との３つの機構部により、中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５を配置できTIG溶接できる。

図５は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４の実施例２の構成図である。この実施例２は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４として、垂直方向移動機構部３３、水平方向移動機構部３４、挿入角旋回機構部３６、挿入方向移動機構部３７を有した移動旋回機構部２４を用いることで、管寄１２の端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合に適用できるものである。

図５において、移動旋回機構部２４は、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、挿入角旋回機構部３６、挿入方向移動機構部３７とから構成されている。垂直方向移動機構部３３は溶接ヘッド１７を垂直方向に移動させる機構部であり、水平方向移動機構部３４は溶接ヘッド１７を水平方向に移動させる機構部である。また、挿入角旋回機構部３６は管開先部１４への閉止プラグ１５の挿入方向に溶接ヘッド１７を旋回させる機構部であり、挿入方向移動機構部３７は管開先部１４への閉止プラグ１５の挿入方向に溶接ヘッド１７を移動させる機構部である。

TIG溶接の対象の管開先部１４が存在する管寄１２の間の狭隘部に溶接ヘッド１７を挿入し、垂直方向移動機構部３３及び水平方向移動機構部３４にて、TIG溶接の対象の管開先部１４の近傍まで溶接ヘッド１７を移動させる。その後に、挿入角旋回機構部３６及び挿入方向移動機構部３７にて溶接ヘッド１７をTIG溶接の対象の管開先部１４まで移動させる。管寄１２の端列の伝熱管１１は管寄１２に対して垂直方向から所定の角度を持って斜設して設けられているので、その管開先部１４は管寄１２の表面に対して垂直方向に対し斜設している。従って、挿入角旋回機構部３６により管開先部１４の斜設の角度に溶接ヘッド１７を旋回し、その後に、挿入方向移動機構部３７により管開先部１４の斜設の角度方向に溶接ヘッド１７を移動させる。このように、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、挿入角旋回機構部３６と、挿入方向移動機構部３７の４つの機構部により、端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５を配置できTIG溶接できる。

図６は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４の実施例３の構成図である。この実施例３は、溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４として、垂直方向移動機構部３３、水平方向移動機構部３４、水平旋回機構部３５、挿入角旋回機構部３６、挿入方向移動機構部３７を有した移動旋回機構部２４を用いることで、管寄１２の中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合、及び管寄１２の端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合の双方に適用できるものである。

図６において、移動旋回機構部２４は、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、水平旋回機構部３５と、挿入角旋回機構部３６、挿入方向移動機構部３７とから構成されている。垂直方向移動機構部３３は溶接ヘッド１７を垂直方向に移動させる機構部であり、水平方向移動機構部３４は溶接ヘッド１７を水平方向に移動させる機構部である。また、水平旋回機構部３５は溶接ヘッド１７を水平面で旋回させる機構部である。

垂直方向移動機構部３３により溶接ヘッド１７を高さ方向に移動でき、水平方向移動機構部３４により溶接ヘッド１７を水平方向に移動できる。また、水平旋回機構部３５は溶接ヘッド１７を水平面で旋回させることによって溶接ヘッド１７の向きを変える。一方、挿入角旋回機構部３６は管開先部１４への閉止プラグ１５の挿入方向に溶接ヘッド１７を旋回させる機構部であり、挿入方向移動機構部３７は管開先部１４への閉止プラグ１５の挿入方向に溶接ヘッド１７を移動させる機構部である。

管寄１２の中央列の伝熱管１１は管寄１２に対して垂直方向に垂設して設けられているので、その管開先部１４は管寄１２の表面に対して垂直方向に垂設している。従って、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、水平旋回機構部３５との３つの機構部により、中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５を配置できTIG溶接できる。

一方、管寄１２の端列の伝熱管１１は管寄１２に対して垂直方向から所定の角度を持って斜設して設けられているので、その管開先部１４は管寄１２の表面に対して垂直方向に対し斜設している。従って、垂直方向移動機構部３３と水平方向移動機構部３４とに加えて、挿入角旋回機構部３６により管開先部１４の斜設の角度に溶接ヘッド１７を旋回し、その後に、挿入方向移動機構部３７により管開先部１４の斜設の角度方向に溶接ヘッド１７を移動させる。このように、垂直方向移動機構部３３と、水平方向移動機構部３４と、挿入角旋回機構部３６と、挿入方向移動機構部３７の４つの機構部により、端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５を配置できTIG溶接できる。

このように、管寄１２の中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合には実施例１の移動旋回機構部２４を用いる。管寄１２の端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合には実施例２の移動旋回機構部２４を用いる。実施例１、２の移動旋回機構部２４は中央列の伝熱管１１の場合と端列の伝熱管１１の場合とで取り替えて使用する。一方、実施例３の移動旋回機構部２４は中央列の伝熱管１１の場合と端列の伝熱管１１の場合の双方で使用できるので取り替える必要はない。

次に、管寄１２の中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合の手順について説明する。図７は管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に切断する伝熱管の説明図である。図７において、いま、漏洩管が管寄１２Ｂ１、１２Ｂ２を連結する中央列の伝熱管１１ｂ１であったとすると、伝熱管１１ｂ１は４箇所の切断箇所Ｙ１〜Ｙ４で切断され、また、伝熱管１１ｂ１の手前の健全な伝熱管１１ｂ１も４箇所の切断箇所Ｚ１〜Ｚ４で切断される。この場合、漏洩管である伝熱管１１ｂ１の管寄１２Ｂ１、１２Ｂ２側の２箇所の切断箇所Ｙ１、Ｙ４、及び犠牲管である伝熱管１１ｂ２の管寄１２Ｂ１、１２Ｂ２側の２箇所の切断箇所Ｚ１、Ｚ４がTIG溶接の対象となる管開先部１４となる。このように、漏洩管が中央列の伝熱管１１ｂ１である場合には、その手前の健全な伝熱管１１ｂ２も切断され犠牲管となる。これは、溶接ヘッド１７を挿入させて漏洩管である伝熱管１１ｂ１のTIG溶接の対象となる管開先部１４を溶接できるようにするためである。そして、管寄１２Ｂ１（１２Ｂ２）と管寄１２Ｃ１（１２Ｃ２）との間の隙間（例えば45mm）である狭隘部３８から溶接ヘッド１７を挿入させて管開先部１４に閉止プラグをTIG溶接することになる。

図８は管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合の手順の説明図である。まず、図８（ａ）に示すように、図７における管寄１２Ｂ１（Ｂ２）の漏洩管である中央列の伝熱管１１ｂ１を切断した後の管開先部１４（Ｙ１、Ｙ４）、及び犠牲管である端列の伝熱管１１ｂ２を切断した後の管開先部１４（Ｚ１、Ｚ４）に閉止プラグをTIG溶接するにあたり、管寄１２Ｂ１（１２Ｂ２）と管寄１２Ｃ１（１２Ｃ２）との間の狭隘部３８に溶接ヘッド１７を挿入する。

いま、下部の管寄１２Ｂ２を対象とし、漏洩管である中央列の伝熱管１１ｂ１の管開先部１４（Ｙ４）をTIG溶接する場合について説明する。漏洩管である中央列の伝熱管１１ｂ１の管開先部１４（Ｙ４）の近傍まで、移動旋回機構部２４の垂直方向移動機構部３３及び水平方向移動機構部３４にて溶接ヘッド１７を移動させる。

次に、図８（ｂ）に示すように、犠牲管に隣接する一方の伝熱管１１ｂｘに接触するまで手前まで移動旋回機構部２４の水平旋回機構部３５にて溶接ヘッド１７を左旋回させる。次に、図８（ｃ）に示すように、犠牲管に隣接する他方の伝熱管１１ｂｙに接触する手前まで移動旋回機構部２４の水平方向移動機構部３４にて水平方向に移動させる。そして、図８（ｄ）に示すように、旋回と水平方向移動の繰り返しで管開先部１４（Ｙ４）の上部に溶接プラグ１７を位置合わせし、移動旋回機構部２４の垂直方向移動機構部３３にて溶接プラグ１７を下降し、閉止プラグを管開先部１４（Ｙ４）に配置する。

中央列の伝熱管１１ｂ１の管開先部１４（Ｙ１）をTIG溶接する場合も同様に行われるが、この場合は、上部の管寄１２Ｂ１を対象とすることから、管開先部１４（Ｙ１）の下部に溶接プラグ１７を位置合わせし、移動旋回機構部２４の垂直方向移動機構部３３にて溶接プラグ１７を上昇させ、閉止プラグを管開先部１４（Ｙ１）に配置することになる。犠牲管である端列の伝熱管１１ｂ２の管開先部１４（Ｚ１、Ｚ４）のTIG溶接も同様に行われる。

次に、管寄１２の端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合の手順について説明する。図９は管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合に切断する伝熱管の説明図である。図９において、いま、漏洩管が管寄１２Ｂ１、１２Ｂ２を連結する端列の伝熱管１１ｂ２であったとすると、伝熱管１１ｂ２は４箇所の切断箇所Ｚ１〜Ｚ４で切断される。この場合、漏洩管である伝熱管１１ｂ２の管寄１２Ｂ１、１２Ｂ２側の２箇所の切断箇所Ｚ１、Ｚ４がTIG溶接の対象となる管開先部１４となる。このように、漏洩管が端列の伝熱管１１ｂ２である場合には、健全な伝熱管１１を犠牲管として切断することはない。この状態で、管寄１２Ｂ１（１２Ｂ２）と管寄１２Ｃ１（１２Ｃ２）との間の狭隘部３８から溶接ヘッド１７を挿入させて管開先部１４に閉止プラグをTIG溶接することになる。

図１０は管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する場合の手順の説明図である。いま、下部の管寄１２Ｂ２を対象とし、漏洩管である端列の伝熱管１１ｂ２の管開先部１４（Ｚ４）をTIG溶接する場合について説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、図９における管寄１２Ｂ２の漏洩管である端列の伝熱管１１ｂ２を切断した後の管開先部１４（Ｚ４）に閉止プラグをTIG溶接するにあたり、管寄１２Ｂ２と管寄１２Ｃ２との間の狭隘部３８に溶接ヘッド１７を挿入する。漏洩管である端列の伝熱管１１ｂ２の管開先部１４（Ｚ４）の近傍まで、移動旋回機構部２４の垂直方向移動機構部３３及び水平方向移動機構部３４にて溶接ヘッド１７を移動させる。

管寄１２の端列の伝熱管１１は管寄１２に対して垂直方向から所定の角度を持って斜設して設けられているので、その管開先部１４は管寄１２の表面に対して垂直方向に対し斜設している。従って、図１０（ｂ）に示すように、移動旋回機構部２４の挿入角旋回機構部３６により管開先部１４の斜設の角度に溶接ヘッド１７を旋回し、その後に、移動旋回機構部２４の挿入方向移動機構部３７により管開先部１４（Ｚ４）の斜設の角度方向に溶接ヘッド１７を下降させ閉止プラグ１５を管開先部１４（Ｚ４）に配置する。そして、端列の伝熱管１１の管開先部１４（Ｚ４）に閉止プラグ１５をTIG溶接する。

端列の伝熱管１１ｂ２の管開先部１４（Ｚ１）をTIG溶接する場合も同様に行われるが、この場合は、上部の管寄１２Ｂ１を対象とすることから、管開先部１４（Ｚ１）の下部に溶接プラグ１７を位置合わせし、移動旋回機構部２４の垂直方向移動機構部３３にて溶接プラグ１７を上昇させ、閉止プラグ１５を管開先部１４（Ｚ１）に配置し、管開先部１４（Ｚ１）に閉止プラグ１５をTIG溶接する。

以上述べた本発明の第１実施形態によれば、溶接ヘッド１７の全体の構成を管寄１２と管寄１２との間の狭隘部３８を通過できるように縦型の外観形状となるようにトーチ回転用モータ２２を配置したので管寄１２と管寄１２との間の狭隘部３８を通過できる。溶接ヘッド１７は閉止プラグ保持部１８で閉止プラグ１５を保持し、切断された伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５を配置できるので、作業員が進入できない狭隘部であっても、伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接できる。また、溶接ヘッド１７が通過できる空間を確保すればよいので、作業員の作業スペースを確保するために健全な伝熱管１１の切断をする必要がなくなる。従って、伝熱管１１を閉止処理した後の発電設備の運転再開において熱効率の低下を抑制できる。

また、管寄１２と管寄１２との間の狭隘部に溶接ヘッド１７を挿入する際には、ワイヤ供給先端保持部２１をトーチ１９の後端に位置させて狭隘部を通過可能とし、TIG溶接の際には、トーチ１９とワイヤ供給先端保持部２１から供給されるワイヤ２０の先端との位置が閉止プラグの溶接位置になるように設定するので、溶接ヘッド１７は管寄１２と管寄１２との間の狭隘部３８を通過でき、TIG溶接の際にはトーチ１９とワイヤ２０との位置関係を閉止プラグ１５の溶接位置に保持できる。管開先部１４の形状をソケット形状とした場合には、閉止プラグ１５をソケット形状の管開先部１４に容易に嵌め込むことができ、通常の溶接で必要となる仮止め工程を省略できる。さらには、狭隘部３８における溶接ヘッド１７の位置設定及びトーチ先端の位置設定が容易になる。

溶接ヘッド設定機構部２３の移動旋回機構部２４は、垂直方向移動機構部３３、水平方向移動機構部３４、水平旋回機構部３５、挿入角旋回機構部３６、挿入方向移動機構部３７を有するように構成すると、管寄１２の中央列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合、及び管寄１２の端列の伝熱管１１の管開先部１４に閉止プラグ１５をTIG溶接する場合の双方に適用できる。また、不活性ガスのガス供給管３１、電力を給電する電線３２、ワイヤ供給先端保持部２１に供給されるワイヤ２０を溶接ヘッド１７の手前まで一つの鞘管に収納するようにした場合には、狭隘部でもスムーズな送給を可能とし、トーチ１９の回転を安定させ溶接品質の悪化を防ぐことができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。図１１は本発明の第２実施形態に係る管閉止用溶接方法の手順を示すフローチャートである。まず、漏洩管は管寄の中央列の伝熱管であるか否かを判定する（Ｓ１）。漏洩管が管寄の中央列の伝熱管である場合には、中央列の伝熱管の手前に位置する端列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断する（Ｓ２）。そして、切断した端列の伝熱管の上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ３）。さらに、切断した端列の伝熱管の下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ４）。

次に、中央列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断する（Ｓ５）。そして、中央列の伝熱管の上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ６）。さらに、中央列の伝熱管の下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ７）。

そして、第１実施形態の管閉止用溶接装置を用いて中央列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接する（Ｓ８）。同様に、第１実施形態の管閉止用溶接装置を用いて端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接（Ｓ９）。

ステップＳ１の判定で、管寄の端列の伝熱管が漏洩管であると判定されたときは、端列の伝熱管の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断する（Ｓ１０）。そして、端列の伝熱管の上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ１１）。さらに、端列の伝熱管の下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成する（Ｓ１２）。そして、第１実施形態の管閉止用溶接装置を用いて端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接する（Ｓ１３）。

第２実施形態によれば、管寄に設置された複数の伝熱管のうち管寄の中央列の伝熱管が漏洩管であるときは、中央列の伝熱管の手前に位置する端列の伝熱管及び漏洩管である中央列の伝熱管を切断して管開先部を形成し、第１実施形態の管閉止用溶接装置を用いて中央列及び端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接するので、中央列の伝熱管が漏洩管であるときは犠牲管は１本での補修が可能となる。

また、管寄に設置された複数の伝熱管のうち管寄の端列の伝熱管が漏洩管であるときは、
漏洩管である端列の伝熱管を切断して管開先部を形成し、第１実施形態の管閉止用溶接装置を用いて端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接するので、犠牲管は０本となる。これにより、健全な伝熱管の切断を極力抑制しつつ管寄と伝熱管との狭隘部で伝熱管の閉止処理を行うことができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１１…伝熱管、１２…管寄、１３…作業スペース、１４…管開先部、１５…閉止プラグ、１６…溶金部、１７…溶接ヘッド、１８…閉止プラグ保持部、１９…トーチ、２０…ワイヤ、２１…ワイヤ供給先端保持部、２２…トーチ回転用モータ、２３…溶接ヘッド設定機構部、２４…移動旋回機構部、２５…操作部、２６…ワイヤ供給装置、２７…制御装置、２８…リモコン、２９…電源装置、３０…不活性ガス供給装置、３１…ガス供給管、３２…電線、３３…垂直方向移動機構部、３４…水平方向移動機構部、３５…水平旋回機構部、３６…挿入角旋回機構部、３７…挿入方向移動機構部、３８…狭隘部

Claims

複数の伝熱管が設置された複数の管寄の間の狭隘部に挿入され前記伝熱管のうち切断された伝熱管の管開先部に閉止プラグをTIG溶接する溶接ヘッドと、
操作部からの操作により移動旋回機構部を介して前記溶接ヘッドを移動旋回し前記管開先部に前記閉止プラグを配置するとともにTIG溶接の際にワイヤ供給先端保持部からワイヤが供給される状態でトーチを前記閉止プラグの溶接位置に設定する溶接ヘッド設定機構部と、
前記ワイヤ供給先端保持部にワイヤを供給するワイヤ供給装置と、
前記溶接ヘッドのトーチに溶接用の電力を給電する電源装置と、
TIG溶接の際に前記管開先部及び前記閉止プラグを大気から遮断して保護する不活性ガスを前記管開先部及び前記閉止プラグに供給する不活性ガス供給装置と、
リモコンからの指令により前記ワイヤ供給装置から供給されるワイヤや前記電源装置から供給される溶接用電力及び前記不活性ガス供給装置から供給される不活性ガスの流量を制御するとともに前記トーチを駆動するトーチ回転用モータを制御し前記トーチを前記閉止プラグの溶接位置に位置決めする制御装置とを備えたことを特徴とする管閉止用溶接装置。
前記トーチと前記ワイヤ供給先端保持部の位置関係は、前記管寄と前記管寄との間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入する際には、前記ワイヤ供給先端保持部を前記トーチの後端に位置させ前記狭隘部を通過可能とし、TIG溶接の際には、トーチとワイヤ供給先端保持部から供給されるワイヤの先端との位置が前記閉止プラグの溶接位置になるように設定することを特徴とする請求項１に記載の管閉止用溶接装置。
前記管開先部は、ソケット形状の開先加工部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管閉止用溶接装置。
前記溶接ヘッド設定機構部の前記移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平面で旋回させる水平旋回機構部とを有し、
前記管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記水平旋回機構部及び前記水平方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の管閉止用溶接装置。
前記溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを旋回させる挿入角旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを移動させる挿入方向移動機構部とを有し、
前記管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記挿入角旋回機構部及び前記挿入方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の管閉止用溶接装置。
前記溶接ヘッド設定機構部の移動旋回機構部は、前記溶接ヘッドを垂直方向に移動させる垂直方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平方向に移動させる水平方向移動機構部と、前記溶接ヘッドを水平面で旋回させる水平旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを旋回させる挿入角旋回機構部と、前記管開先部への前記閉止プラグの挿入方向に前記溶接ヘッドを移動させる挿入方向移動機構部とを有し、
前記管寄の中央列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記水平旋回機構部及び前記水平方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させ、
前記管寄の端列の伝熱管の管開先部に閉止プラグを前記TIG溶接する際には、前記TIG溶接の対象の前記管開先部が存在する前記管寄の間の狭隘部に前記溶接ヘッドを挿入し、前記垂直方向移動機構部及び前記水平方向移動機構部にて、前記TIG溶接の対象の前記管開先部の近傍まで前記溶接ヘッドを移動させ、その後に、前記挿入角旋回機構部及び前記挿入方向移動機構部にて前記溶接ヘッドを前記TIG溶接の対象の前記管開先部まで移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の管閉止用溶接装置。
前記不活性ガス供給装置から前記管開先部及び前記閉止プラグに供給する不活性ガスのガス供給管、前記電源装置から前記トーチに溶接用の電力を給電する電線、前記ワイヤ供給装置から前記ワイヤ供給先端保持部に供給されるワイヤを、前記溶接ヘッドの手前まで一つの鞘管に収納したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の管閉止用溶接装置。
管寄に設置された複数の伝熱管のうち前記管寄の中央列の伝熱管が漏洩管であるときは、前記中央列の伝熱管の手前に位置する端列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、
前記端列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記端列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、
前記中央列の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、
前記中央列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記中央列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、
請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記中央列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接し、
請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接し、
一方、管寄に設置された複数の伝熱管のうち前記管寄の端列の伝熱管が漏洩管であるときは、前記端列の伝熱管の伝熱管の上部管寄側において上下２箇所を切断するとともに下部管寄側においても上下２箇所を切断し、
前記端列の伝熱管の前記上部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記上部管寄側の切断箇所に管開先部を形成するとともに前記端列の伝熱管の前記下部管寄側の上下２箇所の切断箇所のうち前記下部管寄側の切断箇所に管開先部を形成し、
請求項１乃至請求項７のいずれかの管閉止用溶接装置を用いて前記端列の伝熱管の上部管寄側及び下部管寄側の管開先部に閉止プラグを配置しTIG溶接することを特徴とする管閉止用溶接方法。