JP2834842B2 - 熱収縮性被覆材の接着装置 - Google Patents

熱収縮性被覆材の接着装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,集中冷暖房配管,弧状推進配管,ガス配
管,電力配管,水道配管などの管の外周に,現地や工場
において熱収縮性被覆材を接着する装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来この種の配管では,外周に樹脂被覆(防食)層を
持ったライニング管が使用されている。このライニング
管は通常その端部を,溶接接合する際の熱影響を回避す
るため裸管としており,管を溶接接合した後,その接合
部の裸管上に被覆を行う必要がある。従来この被覆を行
うには,バーナーで被覆すべき管外面を予熱し,次い
で,管外面に,内面に加熱溶着性の接着層を備えた熱収
縮性被覆材(例えば熱収縮チューブ,熱収縮シート,熱
収縮テープ等)を取付け,その被覆材を外面からバーナ
ーで直火方式により加熱し,収縮させて管外面に密着さ
せ,更にその後,再び前記被覆材をバーナーで後加熱
し,管外面に接触している接着層を,溶融させ接着させ
る方法が用いられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかる方法では被覆材の熱収縮のための加熱及び管外
面への接着のための管予熱及び後加熱に,高温の炎によ
る局部加熱しかできないバーナーを利用しているので,
全体を均一に加熱収縮することが極めて困難であり,作
業に熟練を要するという問題があった。
また,後加熱は被覆材外面からバーナーで行っている
ため,熱伝導の悪い被覆材を通してその内面の接着層の
溶融及び管体の昇温をしなければならず,加熱に時間が
かかったり,また,高温の炎によって被覆材表面を劣化
させる等の問題もあった。更に,直火使用禁止の場所
(例えばガス配管の狭会所やトンネル内配管など)では
施工できないという問題もあった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので,バー
ナーを使用することなく,管外面に取付けた熱収縮性被
覆材を容易に均一に加熱して収縮させ且つ管外面に良好
に接着させることのできる熱収縮性被覆材の接着装置を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成すべくなされた本発明は,熱収縮性被
覆材を取付けた管を包囲するように取付可能な加熱炉で
あって,非導電性材料で形成されると共に断熱材層を備
えた加熱炉と,該加熱炉内に配置され,前記管を包囲す
る形状の誘導加熱可能な発熱チューブと,前記加熱炉内
に,前記発熱チューブを取り囲むように配置され,前記
管と発熱チューブとを誘導加熱する誘導加熱コイルを有
し,前記発熱チューブの厚さは,前記誘導加熱コイルへ
の通電時に発熱チューブ自体が誘導加熱されるのみなら
ず,誘導加熱コイルからの磁束を通過させ,その内側に
位置する管の誘導加熱を可能とする厚さに定められてい
ることを特徴とする熱収縮性被覆材の接着装置である。
ここで,前記誘導加熱コイルは,炉内温度が軸方向の
中央部で高く両端方向に向かって低くなるような温度分
布を生じるように設計しておくことが好ましい。
〔作用〕
本発明の接着装置は上記構成であるので,管外面に熱
収縮性被覆材を取付け,その周囲に本発明の接着装置を
取り付けることで,被覆材を取り囲む位置に誘導加熱可
能な発熱チューブと誘導加熱コイルとを位置させること
ができ,その誘導加熱コイルに通電すると,発熱チュー
ブが誘導加熱によって発熱,昇温し,輻射及び空気を介
した伝熱によりその内側にある被覆材を加熱する。ま
た,同時に被覆材内側の管も誘導加熱によって発熱し昇
温する。これにより,被覆材は内外面から効果的に加熱
され,熱収縮して管外面に密着する。更に,熱収縮した
被覆材が管外面に接触すると,その最内層の接着層が管
外面で加熱されて溶融し管外面に接着する。かくして,
管外面に取付けた熱収縮性被覆材を加熱収縮させて管外
面に密着させると共に接着固定させることができる。
ここで,発熱チューブの誘導加熱温度,管の誘導加熱
温度は電気的に制御可能であるので,熱効率も良く,被
覆材及び管外面を所望の温度に制御でき,熟練を要する
ことなく,容易に良好な施工が可能となる。また,発熱
チューブ及び管外面の温度は,従来のバーナーの炎の温
度に比べてはるかに低いので,被覆材を劣化させる問題
がない。更に,バーナーによる直火を使用しないので,
使用場所の制約条件が少ない。
また,断熱材層を備えた加熱炉が,被覆材,発熱チュ
ーブ及び誘導加熱コイルを包囲して炉空間を形成してい
るので,熱効率が良く,また,屋外で使用した場合に雨
や風の影響を受けることがない。更に,加熱炉が非導電
性材料で形成されているので,誘導加熱コイルで誘導加
熱されることがなく,この点からも熱効率が良い。
なお,誘導加熱コイルの特性を,炉内温度が軸方向の
中央部で高く両端方向に向かって低くなるような温度分
布を生じるように設計しておくと,被覆材を加熱して熱
収縮させる際,まず中央部が円周方向に熱収縮して管外
面に密着し,次いで熱収縮が徐々にその内側へ移動し密
着する。このため,管外面と被覆材との間の空気が自動
的に押し出され,管外面と被覆材との間に気泡が残ら
ず,被覆材を良好に管外面に接着させることができる。
〔実施例〕
以下,図面に示す本発明の好適な実施例を詳細に説明
する。
第1図は本発明の一実施例による熱収縮性被覆材の接
着装置の概略斜視図,第2図はその接着装置を矢印II−
II方向に見た下面図,第3図はその断面図である。第1
図〜第3図において,全体を参照符号1で示す接着装置
は,熱収縮性被覆材を取付ける管2を包囲するように取
付可能な加熱炉3を有している。この加熱炉3は管2に
対して容易に取付けたり,取り外したりすることができ
るよう二つ割り構造となっており,互いに連結するため
のフランジ4を備えている。加熱炉3は非導電性材料で
形成されており,その内面には適当な断熱材5が取付け
られている。
加熱炉3内には,加熱炉3を管2に取付けた時にその
管を同心状に且つらせん状に包囲する形状の誘導加熱コ
イル7と管2を同心状に包囲する形状の発熱チューブ8
とが適当な支持部材9によって取付けられている。この
誘導加熱コイル7及び発熱チューブ8も加熱炉3と同様
に二つ割り構造となっている。個々に分割された誘導加
熱コイル7の両端には銅板等の接続端子10が設けられて
いる。誘導加熱コイル7は内部に流体通路7Aを備えてお
り,冷却用の流体例えば水を流しうる構成としている。
各誘導加熱コイル7の流体通路7Aはその端部にまで開口
しており,上下の誘導加熱コイル7を突き合わせた時に
互いに連通するようになっている。なお,第4図に示す
ように,誘導加熱コイル7の流体通路7Aを端部で閉じて
おき,上下の誘導加熱コイル7の流体通路を可撓性チュ
ーブ11で接続する構成としてもよい。
発熱チューブ8は誘導加熱コイル7によって誘導加熱
される材料,例えばステンレスで構成されている。この
発熱チューブ8の厚さは,誘導加熱コイル7への通電時
に発熱チューブ8自体が誘導加熱されるのみならず,誘
導加熱コイル7からの磁束を通過させ,その内側に位置
する管2の誘導加熱を可能とするように定められてい
る。しかも,誘導加熱コイル7で誘導加熱した際,発熱
チューブ8がその内側に配置される被覆材(詳細は後述
する)を熱収縮させる温度に加熱しうる温度に昇温し,
また,管がその外面に密着した被覆材の接着層を溶融さ
せる温度に昇温しうるように,前記発熱チューブ8の厚
さ,誘導加熱コイル7の性能,電源周波数,電圧等が定
められている。なお,発熱チューブ内面に,加熱効率を
向上させるため,遠赤外線発生材,輻射向上材等を塗布
或いはコーティングしてもよい。
次に,上記構成の接着装置1を用いて被覆材を管外面
に加熱溶着させる方法を,管の溶接接合部を例にとって
説明する。
第5図は被覆材を取り付けるべき管の溶接接合部を示
すものであり,2は鋼管等の管,12はその上に予め形成さ
れていた樹脂皮膜,例えばポリエチレン皮膜である。管
2の外周面は被覆材を良好に接着しうるように清浄にさ
れている。また,必要に応じて適当なプライマーを塗布
しておいてもよい。
まず,管2の外面に熱収縮性被覆材13を取付ける。こ
こで使用する被覆材13としては,チューブの形態であっ
てもよいし,或いはシート状,テープ状等であってもよ
い。チューブの形態の被覆材13を用いる場合には,その
チューブを単に管2にはめるのみでよい。シート状或い
はテープ状の被覆材を用いる場合には,シート或いはテ
ープを管2を巻き付ける。
熱収縮性被覆材13の材料としては,熱収縮性の樹脂材
料を適宜選択して使用でき,例えば,架橋ポリエチレン
を挙げることができる。被覆材13の内面には加熱溶融性
樹脂からなる接着層が設けられている。
次に,第5図に示すように,管2の周囲に接着層1
を,誘導加熱コイル7の軸線方向の中心が被覆材13の中
心にほぼ一致するように取付ける。
次いで,誘導加熱コイル7へ通電を開始すると,発熱
チューブ8が誘導加熱によって昇温すると共に被覆材13
が輻射熱を受けて加熱収縮すると共に炉内空間も昇温
し,また,同時に管2も誘導加熱によって昇温する。こ
の場合,炉内及び被覆材13は中央部が高温になる。
誘導加熱コイル7への通電により,発熱チューブ8及
び管2によって加熱された被覆材13はまず中央部が円周
方向の収縮を開始し管外面に密着し,次いで熱収縮が両
端方向に移行していく。このため,管外面と被覆材13と
の間の空気が中央から両端に追い出され,管外面と被覆
材13との間に気泡が残ることがない。
被覆材13が収縮して管外面に密着すると,被覆材13の
外面から与えられる熱及び管外面から与えられる熱によ
って,被覆材13の接着層が溶融し,昇温されている管外
面との接着性が良くなる。また,被覆材13と皮膜12との
接触部も,被覆材13の外面からの加熱及び管2から皮膜
12への熱伝導により,加熱され,溶融接着する。その
後,誘導加熱コイル7への通電を切ると,温度が下が
り,被覆材13はその下の管2外面或いは皮膜12の外面に
強固な接着が形成される。
以上の操作において,発熱チューブ8による被覆材13
の加熱温度,管2の加熱温度等は,誘導加熱コイル7へ
の印加電流,印加電圧,印加時間等によって定まるの
で,これらを適当に調整することにより,容易に所望の
温度とすることができ,熟練を要することなく良好な被
覆材の加熱接着が可能である。
なお,上記実施例では,誘導加熱コイル7及び発熱チ
ューブ8を加熱炉3にあらかじめ取付けており,加熱炉
3を管2の外周に取付けると同時に誘導加熱コイル7及
び発熱チューブ8が管の周囲に配置される構成としてい
るが,本発明はこの構成に限らず,誘導加熱コイル及び
発熱チューブを加熱炉とは分離可能な構造としておき,
管外周に,発熱チューブ,誘導加熱コイルを順次配置
し,その後その周囲に加熱炉を配置しうる構成としても
よい。
〔発明の効果〕
以上に示した本発明装置によれば,次のような効果が
得られる。
(1) 管外面に被覆材を取付け,その上に発熱チュー
ブ及び誘導加熱コイルを備えた接着装置をセットした後
は,単に誘導加熱コイルへの通電によって被覆材を内外
面から加熱してその被覆材の熱収縮と管外面への接着を
同時に行うことができるので,操作が簡単である。
(2) 温度制御が容易にできるので,作業者の熟練を
要することなく,良好な皮膜を形成することができる。
(3) 発熱チューブを誘導加熱コイルの内側に配置し
ているので,その発熱チューブを被覆材の近傍に配置で
き,発熱チューブの誘導加熱により被覆材を外面から敏
速に加熱でき,同時に管自体を誘導加熱により発熱させ
るので,被覆材の裏面の接着層を敏速に加熱溶融させる
ことができる。また,被覆材表面を従来のバーナーのよ
うに劣化させることがない。
(4) 被覆材を加熱接着させる際,その部分を,断熱
材層を備えた非導電性材料で形成された加熱炉が覆って
いるため,放熱を防止して熱効率を上げることができ且
つ雨や風の影響を受けることがなく,現場においても良
好に施工できる。
(5) バーナーのように炎を使用しないので,使用場
所の制限が少ない。
(6) なお,実施例に示したように,誘導加熱コイル
を,炉内温度が中央部で高く,その両端方向に向かって
低くなるような温度分布を生じるように設計しておく
と,被覆材の収縮時にまず中央部が円周方向の熱収縮を
開始し,次いで両端方向に熱収縮が進み,管外面との間
の空気を追い出すことができるので,気泡の残らない良
好な皮膜が形成できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例による熱収縮性被覆材の接着
装置の概略斜視図,第2図はその接着装置を矢印II−II
方向に見た下面図,第3図はその断面図,第4図は誘導
加熱コイルの接続部の構造の1例を示す断面図,第5図
は管の溶接接合部に被覆材を取付けた状態を示す断面
図,第6図は被覆材を取付けた管に接着装置をセットし
た状態を示す概略断面図である。 1……接着装置,2……管,3……加熱炉,4……フランジ,5
……断熱材,7……誘導加熱コイル,8……発熱チューブ,9
……支持部材,10……接続端子,12……皮膜,13……被覆
材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 清見 千葉県木更津市築地8 第一高周波工業 株式会社千葉工場内 (72)発明者 黒木 良一 神奈川県川崎市川崎区殿町2―8―3 第一高周波工業株式会社技術部内 (56)参考文献 特開 昭61−100438(JP,A) 実開 昭60−50483(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 63/00 - 63/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱収縮性被覆材を取付けた管を包囲するよ
    うに取付可能な加熱炉であって,非導電性材料で形成さ
    れると共に断熱材層を備えた加熱炉と,該加熱炉に配置
    され,前記管を包囲する形状の誘導加熱可能な発熱チュ
    ーブと,前記加熱炉内に,前記発熱チューブを取り囲む
    ように配置され,前記管と発熱チューブとを誘導加熱す
    る誘導加熱コイルを有し,前記発熱チューブの厚さは,
    前記誘導加熱コイルへの通電時に発熱チューブ自体が誘
    導加熱されるのみならず,誘導加熱コイルからの磁束を
    通過させ,その内側に位置する管の誘導加熱を可能とす
    る厚さに定められていることを特徴とする熱収縮性被覆
    材の接着装置。
  2. 【請求項2】前記誘導加熱コイルは,炉内温度が軸方向
    の中央部で高く両端方向に向かって低くなるような温度
    分布を生じるように設計されていることを特徴とする請
    求項1記載の熱収縮性被覆材の接着装置。
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