JP2900176B2 - 鋼管等の表面加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば赤外線カメラを用いて鋼管等の減肉
状態を検出するにあたり、被測定物である鋼管等の表面
を一定の条件で加熱するための加熱装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ ガス管、水道管の如き鋼管等の減肉状態を赤外線カメ
ラで検出する場合は、鋼管等の表面を加熱して数℃昇温
させ、赤外線カメラで撮影して表面温度の変化状態から
減肉を検知している。

従来、このような加熱にあたっては、抵抗線からなる
電気ヒータで構成された加熱装置に通電し、この加熱装
置を人が手にもって鋼管等の被検箇所近傍を揺動させ、
表面温度が均一になるように加熱する。そして一定時間
加熱すると速やかに加熱装置を退避させ、赤外線カメラ
で被検箇所を撮影して鋼管等の減肉診断を行なってい
た。

しかしながら、電気ヒータは消費電力が大きく、屋外
で計測を行なう場合は大容量の発電機を必要とするた
め、使用できる現場に制約があった。このため、特に山
間僻地等においては豆炭ヒータを手に持って鋼管等を加
熱していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来は上記のように人手によって鋼管等を加熱してい
るので、加熱が面倒であるばかりでなく、加熱時間、揺
動速度、加熱範囲等にばらつきを生じ、データの再現性
を得ることは困難であった。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、
操作が容易で被検箇所を均一に加熱し、鋼等の減肉部を
正確に検出できる豆炭ヒータを使用した鋼管等の表面加
熱装置を得ることを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る鋼管等の表面加熱装置は、リング状の一
対のレールとリング歯車とを備え、鋼管等の周囲に着脱
自在に取付けられるガイド装置と、対向配置され前記ガ
イド装置のレールに係止するカムフロアと、該カムフロ
アの間隔を調整する調整機構と、前記ガイド装置のリン
グ歯車と噛合う歯車を駆動するサーボモータとを備えた
揺動装置と、一端が該揺動装置に固定された支持部材に
回転可能に取付けられた豆炭ヒータと、該豆炭ヒータを
反転させる反転機構とを備えたものである。

［作用］ 鋼管等の被検箇所に近接してガイド装置をセットす
る。ついで調整機構によりカムフロアの間隔を広げて揺
動装置をガイド装置上に載置し、調整機構によりカムフ
ロアをレールに係止させる。これにより、揺動装置はガ
イド装置上にレールに沿って鋼管等の外周方向には移動
するが、軸方向及び半径方向には移動しないように取付
けられる。

一方、豆炭ヒータは反転機構により裏返され、多数の
豆炭が入れられて金網蓋が閉じられている。

この状態で反転機構を反転させて豆炭ヒータを下向き
にセットすると共に、電源をONしてサーボモータを駆動
する。サーボモータを駆動すると、リング歯車と噛合う
出力歯車が自転しながらリング歯車上を公転し、揺動装
置をガイド装置の外周に沿って移動させる。このとき、
豆炭ヒータは豆炭の発熱により鋼管等の表面を加熱す
る。

揺動装置がある角度一方向に移動すると、次は反対方
向に移動し、このような揺動動作を数回繰返したのち停
止する。これにより鋼管等の表面は所望の温度にかつ均
一に加熱される。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の正面図、第２図は側面図、第
３図は平面図である。図において、（１）は半割状のガ
イド装置で、内周面にほぼ120°の間隔で支持脚（1
3），（13a）と締付ボルト（14）が設けられており、被
検体である鋼管（Ｐ）の外周にセットされ、締付ボルト
（14）によりその内周が鋼管Ｐの外周とほぼ等しい間隔
になるように調整され、連結金具（15）により固定され
る。（11）、（11a）はガイド部材（１）の両側面に設
けられた断面正三角形状でリング状のレール、（12）は
一方のレール（11）の内側に固定されたリング歯車であ
る。

（２）は揺動装置で、所定の間隔でフレーム（21），
（22a）が設けられており、両フレーム（21），（21a）
の間には調整機構（22）が取付けられている。この調整
機構（22）は第４図に示すように先端部にめねじ（24）
を有し、基部がフレーム（21）に固定されたスタッド
（23）と、大径の穴（26）とスタッド（23）が嵌入され
る小径の貫通穴（27）とを有し、フレーム（21a）に固
定されたＬ状の可動部材（25）と、スタッド（23）と可
動部材（25）の大径の穴（26）の底部との間において、
スタッド（23）に介装されたコイルばね（28）と、フレ
ーム（21a）に回転はするが軸方向には移動しないよう
に取付けられ、その先端部に設けたおねじ（31）がスタ
ッド（23）の先端部に設けためねじ（24）に螺入された
調整ねじ（30）とからなっている。

フレーム（21）及び可動部材（25）の下部は第１図及
び第５図に示すように横方向に広がって幅広に形成さ
れ、その両端部にはそれぞれカムフロア（35），（35
a）が取付けられており、レール（11），（11a）の斜面
に係止して揺動装置（２）の軸方向及び管径方向の移動
を拘束している。カムフロア（35），（35a）の間隔及
びレール（11），（11a）に対する当接圧力は、調整機
構（22）の調整ねじ（30）を回転してフレーム（21
a）、したがって可動部材（25）を軸方向に移動するこ
とにより調整される。

（４）はフレーム（21）に取付けられたサーボモータ
で、出力歯車（41）は中間歯車を介して、ガイド装置
（１）のリング歯車（12）と噛合っている。

（５）は下面が開口された箱状のフレーム（51）から
なる豆炭ヒータで、第６図に示すようにフレーム（51）
内に隔壁（52）により豆炭を収容する多数の小室（53）
が形成されており、開口部には一端がヒンジ（54）によ
りフレーム（51）に回動可能に連結された金網蓋（55）
が取付けられている。この豆炭ヒータ（５）は、一端が
フレーム（21）に固定された例えばステンレスパイプか
らなる支持部材（57）に、ブラケット（56），（56a）
を介して回動可能に取付けられている。

（６）は豆炭ヒータ（５）の反転機構で、第７図に示
すように突片（62），（63）を有するほぼ四角枠状の枠
部材（61）と、一端が豆炭ヒータ（５）のフレーム（5
1）の側端部に固定され、他端がコイルばね（66）を介
して枠部材（61）に連結された連結棒（64）とからな
り、一方の突片（62）に取付けた係止部（67）はコイル
ばね（66）の付勢によりフレーム（21）に設けた凹部
（30）に嵌合し、他方の突片（63）に設けたねじ（68）
の先端部は、連結棒（64）に設けた溝（65）に嵌合して
いる。（69）は枠部材（61）に設けたハンドルである。

上記のように構成した反転機構（６）において、い
ま、ハンドル（69）を手前に引くと、枠部材（61）はコ
イルばね（66）に抗して軸方向に移動し、係止部（62）
が凹部（31）から離脱する。この状態で支持部材（57）
を中心に豆炭ヒータ（５）を回転すれば、豆炭ヒータ
（５）は180°回転して第１図の（5a）の位置に移動
し、上下逆に裏返される。

再び第１図において、（16）はガイド装置（１）の外
周に取付けたドグで、ガイド装置（１）の外周には適宜
間隔（例えば10°）でドグ（16）の装着穴が設けられて
おり、この穴に着脱される。（32）はフレーム（21）に
取付けたリミットスイッチである。

次に、上記のように構成した本発明の作用を説明す
る。先ず、鋼管Ｐの被検箇所に近接してガイド装置
（１）をセットし、締付ボルト（14）で鋼管（Ｐ）との
間隔を調整したのち、連結金具（15）で固定する。次に
調整機構（22）の調整ねじ（30）を緩めてカムフロア
（35）と（35a）の間隔を広げ、揺動装置（２）をレー
ル（11），（11a）上に載置する。ついで調整ねじ（3
0）を締めてカムフロア（35），（35a）によりそれぞれ
レール（11），（11a）を挾むようにセットする。これ
により揺動装置（２）はガイド装置（１）上にレール
（11），（11a）に沿って鋼管（Ｐ）の外周方向には移
動するが、軸方向及び半径方向には移動しないように取
付けられる。

一方、豆炭ヒータ（５）は第１図に（5a）で示すよう
に反転機構（６）によって裏返され、各室（53）には発
火した豆炭が入れられ、金網蓋（55）が閉じられてい
る。

上記の状態で反転機構（６）を操作て豆炭ヒータ
（５）を下向き（金網蓋（55）を下に向ける）にセット
すると共に、電源をONし、サーボモータ（４）を駆動す
る。サーボモータ（４）を駆動するとその出力歯車（4
1）は自転しながらリング歯車（12）上を公転し、揺動
装置（２）をレール（11），（11a）に沿ってガイド装
置（１）の外周を移動させる。このとき、豆炭ヒータ
（５）は豆炭の発熱により鋼管（Ｐ）の表面を加熱す
る。

揺動装置（２）が移動してリミットスイッチ（32）が
ドグ（16）に乗上げるとサーボモータ（４）は停止し、
ついで反対方向に回転して揺動装置（２）を反対方向に
移動させる。したがって、２個のドグ（16）を鋼管
（Ｐ）の加熱範囲に対応してある角度（例えば120°）
に設置しておけば、揺動装置（２）は上記の揺動動作を
繰返すことができる。

このような揺動動作を数回（例えば５〜６回）繰返し
て鋼管（Ｐ）が所望の温度（例えば３〜４℃）まで上昇
すると電源をOFFし、サーボモータ（４）を停止させる
と共に反転機構（６）を操作して豆炭ヒータ（５）を反
転させ、熱源を鋼管（Ｐ）から遠避けたのち鋼管（Ｐ）
の加熱された箇所を赤外線カメラで撮影する。実施例に
よれば、揺動装置（２）の揺動速度は200mm/secであっ
た。

上記の説明ではガイド装置（１）にドグ（16）を設け
てリミットスイッチ（31）を制御し、これにより揺動装
置（２）を揺動させる場合を示したが、例えばサーボモ
ータ（４）の制御装置に、揺動装置（１）の揺動位置と
速度及び揺動時間等を設定しておき、これに基いて揺動
装置（１）を制御するようにしてもよい。また、豆炭ヒ
ータ（５）に豆炭を入れた場合について説明したが、木
炭、煉炭等を入れてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は、一対のレ
ールとリング歯車を備えたガイド装置を鋼管等の周囲に
取付け、このレールにリング歯車と噛合う歯車を有する
揺動装置に設けたカムフロアを係止させ、モータを駆動
して揺動装置をガイド装置に沿って揺動させ、揺動装置
に取付けた豆炭ヒータにより鋼管等の表面を加熱し、加
熱が終わったときは豆炭ヒータを反転させて退避させる
ようにしたので、操作が簡単で鋼管等の表面を均一に加
熱することができ、再現性も容易である。このため赤外
線カメラの撮影により鋼管等の減肉状態を高精度で検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の正面図、第２図はその側面図、
第３図は平面図、第４図は調整機構の実施例の断面図、
第５図は第２図のＢ矢視図、第６図は豆炭ヒータの実施
例の平面図、第７図は反転機構の実施例の断面図であ
る。 （１）：ガイド装置、（11），（11a）：レール、（1
2）：リング歯車、（２）：揺動装置、（21），（21
a）：フレーム、（22）：調整機構、（30）：調整ね
じ、（35），（35a）：カムフロア、（４）：サーボモ
ータ、（５）：豆炭ヒータ、（57）：支持部材、
（６）：反転機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 豊吉 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡元 昭八 東京都江東区新砂１丁目６番27号 日本 鉄塔工業株式会社内 (56)参考文献 実開 平３−88147（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 25/00 - 25/72 ＪＯＩＳ（ＪＩＣＳＴファイル)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状の一対のレールとリング歯車とを
   備え、鋼管等の周囲に着脱自在に取付けられるガイド装
   置と、 対向配置され前記ガイド装置のレールに係止するカムフ
   ロアと、該カムフロアの間隔を調整する調整機構と、前
   記ガイド装置のリング歯車と噛合う歯車を駆動するサー
   ボモータとを備えた揺動装置と、 一端が該揺動装置に固定された支持部材に回転可能に取
   付けられた豆炭ヒータと、 該豆炭ヒータを反転させる反転機構とを備えた ことを特徴とする鋼管等の表面加熱装置。