JP6316231B2 - 配管の補強装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、発電所などに設置されるボイラに適用される配管の補強装置及び方法に関するものである。

従来、火力発電所などのボイラに適用される大径の配管は、溶接部で損傷が発生しやすい。この損傷は、高温環境下での使用中に、径方向の膨張が生じながら進行する。例えば、ボイラチューブの膨出変形による破損を防ぐものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたボイラチューブの補強方法は、ボイラチューブの外周面に金属製のワイヤを巻回するものである。このボイラチューブの補強方法では、ボイラチューブの膨出部の外周面にボイラチューブの周方向に沿ってこの膨出部を締付けるように金属製のワイヤを巻回することにより、膨出部の更なる膨出に伴うボイラチューブの破損を防ぐことができる。

特開２０１３−０９６６８１号公報

上述した従来のボイラチューブの補強方法にあっては、作業者が手作業によりボイラチューブの外周面に金属製のワイヤを巻回するものである。大径の配管の溶接部に適用する場合、作業者に係る負担が増加し、作業時間も長くかかることから、作業性の向上が望まれている。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図る配管の補強装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の配管の補強装置は、リング形状をなして配管の外周部に配置されてワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具と、前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具に巻き付けるワイヤ巻付け装置と、前記ワイヤ巻付け治具により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせられた前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、ワイヤ巻付け治具を配管の外周部に配置し、まず、ワイヤ巻付け装置によりワイヤをワイヤ巻付け治具に巻き付けると、ワイヤがワイヤ巻付け治具により配管の外周辺にらせん状に倣わされ、次に、ワイヤ巻取り装置によりワイヤの一部を巻き取ると、ワイヤが配管の外周面に巻き付けられる。その結果、配管の外周面に自動的にワイヤを巻き付けることができ、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け治具は、複数の分割治具がリング形状に連結されて構成されることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻付け治具を複数の分割治具をリング形状に連結して構成することで、既設の配管に対してワイヤ巻付け治具を容易に装着することができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け治具は、前記配管の外周面に対して所定隙間を空けて固定可能であり、内周面に前記ワイヤの先端部を案内して前記ワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるガイド部が設けられることを特徴としている。

従って、配管の外周面に固定されたワイヤ巻付け治具の内周面に対して、ワイヤの先端部を挿入すると、ワイヤがガイド部により配管の外周辺にらせん状に倣わせられることとなり、ワイヤを配管の外周辺に容易に配置することができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ガイド部は、らせん状溝部であることを特徴としている。

従って、ワイヤの先端部がらせん状溝部に案内されることで、このワイヤを容易に配管の外周辺にらせん状に倣わせることができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け治具は、前記ワイヤを外部から前記ガイド部に導入するガイド孔が設けられることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻付け治具にガイド孔を設けることで、ワイヤを外部から容易にガイド孔を通してガイド部に導入することができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け装置及び前記ワイヤ巻取り装置は、所定長さのワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な駆動装置であることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻付け装置及びワイヤ巻取り装置として駆動装置を兼用することで、装置の簡素化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の配管の補強装置では、所定長さの前記ワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な第１駆動装置と、前記ワイヤ巻付け治具と前記ワイヤリールとの間に設けられる中継リールを正逆回転駆動可能な第２駆動装置とが設けられ、前記ワイヤ巻付け装置は、前記第２駆動装置であり、前記ワイヤ巻取り装置は、前記第１駆動装置であることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻付け装置を第２駆動装置とし、ワイヤ巻取り装置を第１駆動装置とすることで、ワイヤの繰り出しとワイヤの巻取りを効率的に行うことができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け治具は、前記配管の外周部に回転自在に装着可能であり、外周面に前記ワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるガイド部が設けられることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻付け治具を回転することで、ガイド部によりこのワイヤ巻付け治具の外周面に容易にワイヤをらせん状に巻き付けることができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け装置は、前記配管に対して前記ワイヤ巻付け治具を回転する回転装置であることを特徴としている。

従って、回転装置により配管に対してワイヤ巻付け治具を回転することで、ワイヤ巻付け治具の外周面に容易にワイヤを巻き付けることができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻取り装置は、所定長さの前記ワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な駆動装置であることを特徴としている。

従って、ワイヤ巻取り装置として駆動装置を用いることで、装置の簡素化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の配管の補強装置では、前記ワイヤ巻付け装置を前記配管の長手方向に移動する移動装置が設けられることを特徴としている。

従って、移動装置によりワイヤ巻付け装置を配管の長手方向に移動することで、ワイヤ巻付け治具の外周面におけるワイヤ巻付位置をずらすことができ、容易にワイヤをらせん状に巻き付けることができる。

また、本発明の配管へのワイヤ補強方法にあっては、配管の外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具を固定する工程と、外部からワイヤを前記ワイヤ巻付け治具の内周面に設けられたガイド部に向けて繰り出すことで前記ワイヤを前記ガイド部により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせる工程と、前記ワイヤの先端部を前記配管の外周面に固定して前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付ける工程と、前記配管の外周面に巻き付けたワイヤを切断して固定する工程と、を備えることを特徴とするものである。

従って、ワイヤをワイヤ巻付け治具のガイド部に向けて繰り出すだけでワイヤを配管の外周辺に倣わせることができ、また、ワイヤを巻き取るだけでワイヤを配管の外周面に巻き付けることができ、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

本発明の配管へのワイヤ補強方法にあっては、配管の外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具を回転自在に装着する工程と、ワイヤの先端部を前記配管の外周面に固定して前記配管に対して前記ワイヤ巻付け治具を回転することで前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具の外周面にらせん状に巻き付ける工程と、前記配管と前記ワイヤとの間から前記ワイヤ巻付け治具を抜き取る工程と、前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付ける工程と、前記配管の外周面に巻き付けたワイヤを切断して固定する工程と、を備えることを特徴とするものである。

従って、配管に対してワイヤ巻付け治具を回転するだけでワイヤを配管の外周辺に倣わせることができ、また、ワイヤを巻き取るだけでワイヤを配管の外周面に巻き付けることができ、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

本発明の配管の補強装置及び方法によれば、配管の外周面に自動的にワイヤを巻き付けることができ、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

図１は、第１実施形態の配管の補強装置を表す正面図である。 図２は、配管の補強装置を表す水平縦断面図である。 図３は、ワイヤ巻付け治具におけるガイド部を表す断面図である。 図４は、配管の補強方法を表す概略図である。 図５は、配管の補強方法を表す概略図である。 図６は、配管の補強状態を表す斜視図である。 図７は、第２実施形態の配管の補強装置を表す正面図である。 図８は、配管の補強装置を表す水平縦断面図である。 図９は、配管の補強方法を表す概略図である。 図１０は、配管の補強方法を表す概略図である。 図１１は、配管の補強状態を表す斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の配管の補強装置を表す正面図、図２は、配管の補強装置を表す水平縦断面図、図３は、ワイヤ巻付け治具におけるガイド部を表す断面図である。

本実施形態の配管の補強装置及び方法は、火力発電所に設けられたボイラ配管、特に、の大径のボイラ配管を対象とするものである。このボイラ配管は、溶接部で損傷が発生しやすく、この損傷は、高温環境下での使用中に径方向の膨張が生じながら進行する。このボイラ配管の膨出変形による破損を防ぐため、ボイラ配管の外周面に金属製のワイヤを巻回して補強する。

第１実施形態において、図１及び図２に示すように、配管の補強装置１０は、ワイヤ巻付け治具１１と、ワイヤ巻付け装置及びワイヤ巻取り装置としての駆動装置１２とを備えている。

ワイヤ巻付け治具１１は、リング形状をなして配管Ｔの外周部に配置されてワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるものである。ワイヤ巻付け治具１１は、複数（本実施形態では、２個）の分割治具２１，２２がリング形状に連結されて構成される。即ち、分割治具２１，２２は、ほぼ同様の半割れ形状をなし、半円断面形状をなす治具本体２１ａ，２２ａと、治具本体２１ａ，２２ａの軸方向における一端部に一体に形成されて半円断面形状をなす固定部２１ｂ，２２ｂと、治具本体２１ａ，２２ａ及び固定部２１ｂ，２２ｂの周方向における各端部に一体に形成されるフランジ部２１ｃ，２２ｃとから構成されている。

そして、治具本体２１ａ，２２ａ及び固定部２１ｂ，２２ｂは、互いの内周面が対向するように組み合わされ、互いに密着したフランジ部２１ｃ，２２ｃが連結ボルト２３により締結されることで連結される。

この治具本体２１ａ，２２ａは、内径が配管Ｔの外径より大きく設定され、治具本体２１ａ，２２ａの内周面と配管Ｔの外周面との間に所定量の隙間Ｓが確保される。この隙間Ｓの径方向長さは、ワイヤＷの外径より大きい寸法に設定されている。また、固定部２１ｂ，２２ｂは、内径が配管Ｔの外径とほぼ同じ寸法に設定され、固定部２１ｂ，２２ｂの内周面と配管Ｔの外周面が密着する。そのため、固定部２１ｂ，２２ｂが配管Ｔに密着した状態で、フランジ部２１ｃ，２２ｃが連結ボルト２３により締結されることで、ワイヤ巻付け治具１１が配管Ｔの外周部に固定される。

ワイヤ巻付け治具１１（分割治具２１，２２）は、治具本体２１ａ，２２ａの内周面にワイヤＷの先端部を案内してこのワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるガイド部２４が設けられている。ガイド部２４は、治具本体２１ａ，２２ａの内周面であって、ワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせる機能を有している。このガイド部２４は、例えば、図３に示すように、らせん状溝部２５である。また、図１から図３に示すように、ワイヤ巻付け治具１１（分割治具２１）は、治具本体２１ａにワイヤＷを外部からガイド部２４に導入するガイド孔２６が設けられている。このガイド孔２６は、治具本体２１ａ，２２ａにおける固定部２１ｂ，２２ｂ側に接近した位置で、接線方向をなす方向に沿って形成されている。そのため、ガイド部２４がらせん状溝部２５であるとき、このらせん状溝部２５は、ガイド孔２６に対向する位置から固定部２１ｂ，２２ｂから離間する方向に螺旋を描くように形成される。

駆動装置１２は、巻き付けられたワイヤＷの端部をワイヤ巻付け治具１１に向けて繰り出すと共に、配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせられたワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けるものである。

駆動装置１２は、第１駆動装置３１と、第２駆動装置３２とを備えている。第１駆動装置３１は、駆動モータ３３の駆動軸３４にワイヤリール３５が着脱自在に支持されて構成されている。ワイヤリール３５は、所定長さのワイヤＷが巻き付けられており、駆動モータ３３により正逆回転駆動可能となっている。第２駆動装置３２は、駆動モータ３６の駆動軸３７に中継リール３８が支持されて構成されている。中継リール３８は、ワイヤ巻付け治具１１とワイヤリール３５との間に設けられ、駆動モータ３６により正逆回転駆動可能となっている。

この場合、配管Ｔが鉛直方向に沿って配置されている場合、ワイヤ巻付け治具１１と第１駆動装置３１と第２駆動装置３２は、軸心が鉛直方向に沿うように配置する。そして、配管Ｔ及びワイヤ巻付け治具１１と第１駆動装置３１と第２駆動装置３２は、正面視（図１）でほぼ一直線上に配置するが、平面視（図２）では一直線上ではなくて中継リール３８を一方側（巻付側）にずらして配置することが望ましい。これにより中継リール３８におけるワイヤＷの巻付量が増加し、中継リール３８の回転駆動によりワイヤＷを効率良く繰り出すことができる。

そして、本実施形態では、ワイヤ巻付け装置として第２駆動装置３２が機能し、ワイヤ巻取り装置として第１駆動装置３１が機能する。そのため、ワイヤリール３５は、駆動モータ３３に対して空回り可能であり、中継リール３８は、駆動モータ３６に対して空回り可能となっている。この場合、各駆動モータ３３，３６が空回りせずに、駆動モータ３３の駆動軸３４とワイヤリール３５との間、駆動モータ３６の駆動軸３７と中継リール３８との間に一方向クラッチを介在させてもよい。

ここで、第１実施形態の配管の補強方法について説明する。図４及び図５は、配管の補強方法を表す概略図、図６は、配管の補強状態を表す斜視図である。

第１実施形態の配管の補強方法は、配管Ｔの外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具１１を固定する工程と、外部からワイヤＷをワイヤ巻付け治具１１の内周面に設けられたガイド部２４に向けて繰り出すことでワイヤＷをガイド部２４により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせる工程と、ワイヤＷの先端部を配管Ｔの外周面に固定してワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付ける工程と、配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断する工程とを備えている。

以下、第１実施形態の配管の補強方法について、詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、まず、配管Ｔにおける補強箇所にワイヤ巻付け治具１１を固定する。即ち、配管Ｔにおける補強箇所を被覆するように、その外側に分割治具２１，２２を配置し、固定部２１ｂ，２２ｂの内周面と配管Ｔの外周面とを密着させ、この状態でフランジ部２１ｃ，２２ｃ同士を連結ボルト２３により締結することで、分割治具２１，２２を配管Ｔの外周部に固定する。一方、第１駆動装置３１にて、駆動モータ３３の駆動軸３４にワイヤリール３５を装着し、第２駆動装置３２にて、駆動モータ３６の駆動軸３７に中継リール３８を装着する。ワイヤリール３５からのワイヤＷを一度中継リール３８に巻き付けることで、ワイヤＷに巻癖がつく。そして、ワイヤリール３５から繰り出されたワイヤＷを中継リール３８に複数回だけ掛け回した後、ワイヤ先端部Ｗａをワイヤ巻付け治具１１側に向ける。

次に、中継リール３８から繰り出されたワイヤ先端部Ｗａをワイヤ巻付け治具１１における分割治具２１のガイド孔２６を通し、ワイヤ巻付け治具１１の内周面と配管Ｔの外周面との間の隙間Ｓに挿通する。そして、第２駆動装置３２により中継リール３８を正転駆動することで、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具１１側に送り出し、ワイヤ巻付け治具１１の内周面と配管Ｔの外周面との間の隙間Ｓに所定速度で送りこむ。すると、ワイヤＷは、図４に示すように、この隙間Ｓ内で、ワイヤ先端部Ｗａがガイド部２４に摺接しながら配管Ｔの外周面に沿って倣うこととなる。このとき、ガイド部２４がらせん状溝部２５であれば、ワイヤ先端部Ｗａがせん溝部２５に案内されながら移動することとなり、ワイヤＷが配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わされる。

図５に示すように、ワイヤＷが配管Ｔの補強箇所を被覆できるように、配管Ｔの外周辺に所定量だけ倣わされると、第２駆動装置３２を停止し、配管Ｔからワイヤ巻付け治具１１を取外す。そして、図６に示すように、ワイヤＷの間隔を詰めて密着させると共に、このワイヤＷを配管Ｔの補強箇所を被覆する位置に配置した後、ワイヤ先端部Ｗａを配管Ｔの外周面に溶接により仮固定する。この状態で、第１駆動装置３１によりワイヤリール３５を逆転駆動することで、ワイヤＷの一部を巻き取る。すると、ワイヤＷは、配管Ｔに仮固定されたワイヤ先端部Ｗａを支点として配管Ｔの外周面に隙間なく巻き付けられることとなり、ここで、第１駆動装置３１を停止する。

その後、ワイヤ後端部Ｗｂを配管Ｔの外周面に溶接により仮固定し、ワイヤＷを切断する。すると、配管Ｔの補強箇所は、ワイヤＷが巻き付けられて被覆されることとなり、配管Ｔが補強される。

このように第１実施形態の配管の補強装置にあっては、リング形状をなして配管Ｔの外周部に配置されてワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具１１と、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具１１に巻き付けるワイヤ巻付け装置としての第２駆動装置３２と、ワイヤ巻付け治具１１により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせられたワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置としての第１駆動装置３１とを設けている。

従って、ワイヤ巻付け治具１１を配管Ｔの外周部に配置し、まず、第２駆動装置３２によりワイヤ先端部Ｗａをワイヤ巻付け治具１１に向けて繰り出すと、ワイヤＷがワイヤ巻付け治具１１により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わされ、次に、ワイヤ先端部Ｗａを配管Ｔの外周面に固定した後、第１駆動装置３１によりワイヤＷの一部を巻き取ると、ワイヤＷが配管Ｔの外周面に巻き付けられる。その結果、配管Ｔの外周面に自動的にワイヤＷを巻き付けることができ、配管Ｔへのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

第１実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け治具１１は、複数の分割治具２１，２２がリング形状に連結されて構成されている。従って、既設の配管Ｔに対して、各分割治具２１，２２を配管Ｔ外側から装着して連結することで、ワイヤ巻付け治具１１を容易に配管Ｔに装着することができる。

第１実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け治具１１の分割治具２１，２２は、配管Ｔの外周面に対して所定隙間Ｓを空けて固定可能であり、内周面にワイヤ先端部Ｗａを案内してワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるガイド部２４を設けている。従って、配管Ｔの外周面に固定されたワイヤ巻付け治具１１の内周面に対して、ワイヤ先端部Ｗａを挿入すると、ワイヤＷがガイド部２４により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせられることとなり、ワイヤＷを配管Ｔの外周辺に容易に配置することができる。

第１実施形態の配管の補強装置では、ガイド部２４をらせん状溝部２５としている。従って、ワイヤ先端部Ｗａがらせん状溝部２５に案内されることで、このワイヤＷを容易に配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせることができる。

第１実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け治具１１の分割治具２１にワイヤＷを外部からガイド部２４に導入するガイド孔２６を設けている。従って、ワイヤＷを外部からこのガイド孔２６を通して容易にガイド部２４に導入することができる。

第１実施形態の配管の補強装置では、所定長さのワイヤＷが巻き付けられたワイヤリール３５を正逆回転駆動可能な第１駆動装置３１と、ワイヤ巻付け治具１１とワイヤリール３５との間に設けられる中継リール３８を正逆回転駆動可能な第２駆動装置３２を設け、ワイヤ巻付け装置を第２駆動装置とし、ワイヤ巻取り装置を第１駆動装置３１としている。従って、ワイヤＷの繰り出しとワイヤＷの巻取りを効率的に行うことができる。

また、第１実施形態の配管の補強方法にあっては、配管Ｔの外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具１１を固定する工程と、外部からワイヤＷをワイヤ巻付け治具１１の内周面に設けられたガイド部２４に向けて繰り出すことでワイヤＷをガイド部２４により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせる工程と、ワイヤＷの先端部を配管Ｔの外周面に固定してワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付ける工程と、配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断する工程とを備えている。

従って、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具１１のガイド部２４に向けて繰り出すだけでワイヤＷを配管Ｔの外周辺に倣わせることができ、また、ワイヤＷを巻き取るだけでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けることができ、配管Ｔへのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。また、この配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断して固定することで、効率良く配管Ｔを補強することができる。

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の配管の補強装置を表す正面図、図８は、配管の補強装置を表す水平縦断面図である。

第２実施形態において、図７及び図８に示すように、配管の補強装置４０は、ワイヤ巻付け治具４１と、ワイヤ巻付け装置としての回転装置４２と、移動装置４３と、ワイヤ巻取り装置としての駆動装置４４とを備えている。

ワイヤ巻付け治具４１は、リング形状をなして配管Ｔの外周部に配置されてワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるものである。ワイヤ巻付け治具４１は、複数（本実施形態では、２個）の分割治具５１，５２がリング形状に連結されて構成される。即ち、分割治具５１，５２は、ほぼ同様の半割れ形状をなし、半円断面形状をなす治具本体５１ａ，５２ａと、治具本体５１ａ，５２ａにおける軸方向の一端部であって周方向の各端部に一体に形成されるフランジ部５１ｂ，５２ｂとから構成されている。そして、治具本体５１ａ，５２ａは、互いの内周面が対向するように組み合わされ、互いに密着したフランジ部５１ｂ，５２ｂが連結ボルト５３により締結されることで連結される。

この治具本体５１ａ，５２ａは、内径が配管Ｔの外径より大きく設定され、治具本体５１ａ，５２ａの内周面と配管Ｔの外周面との間に所定量の隙間Ｓが確保される。ワイヤ巻付け治具４１（分割治具５１，５２）は、配管Ｔの外周部に回転自在に装着可能である。即ち、分割治具５１，５２は、軸方向における各端部の内周面にそれぞれ軸受５４が装着されている。この各軸受５４は、外径が分割治具５１，５２の内径とほぼ同じ寸法に設定され、内径が配管Ｔの外径とほぼ同じ寸法に設定されている。そのため、治具本体５１ａ，２５２ａが軸受５４を介して配管Ｔに支持された状態で、フランジ部５１ｂ，５２ｂが連結ボルト５３により締結されることで、ワイヤ巻付け治具４１が配管Ｔの外周部に回転自在に支持される。

ワイヤ巻付け治具４１（分割治具５１，５２）は、治具本体５１ａ，５２ａの外周面にワイヤ先端部Ｗａを案内してワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるガイド部５４が設けられている。ガイド部５４は、治具本体５１ａ，５２ａの外周面であって、フランジ部５１ｂ，５２ｂがない領域に設けられ、ワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせる機能を有している。このガイド部５４は、平坦面であるが、らせん状溝部としてもよい。

回転装置４２は、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具４１に巻き付けるものであり、配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転するものである。回転装置４２は、固定台５５と、駆動モータ５６とから構成されている。固定台５５は、複数（本実施形態では、２個）の分割固定台５５ａ，５５ｂがリング形状に連結されて構成され、一体に形成されたフランジ部５５ｃ，５５ｄが連結ボルト５７により締結されることで互いに連結されると共に、配管Ｔの外周部に固定される。駆動モータ５６は、この固定台５５に支持されており、駆動軸５６ａに駆動歯車５８が固定されている。一方、ワイヤ巻付け治具４１（分割治具５１，５２）は、軸方向の一端部に従動歯車５９が固定されている。そして、駆動モータ５６の駆動歯車５８がワイヤ巻付け治具４１の従動歯車５９に噛み合っている。そのため、駆動モータ５６により駆動歯車５８及び従動歯車５９を介してワイヤ巻付け治具４１を回転することができる。

移動装置４３は、駆動装置４４を配管Ｔの長手方向に移動するものである。移動装置４３は、基台６１と、駆動モータ６２と、移動台６３とから構成されている。駆動モータ６２は、基台６１上に搭載され、配管Ｔの長手方向に沿って配置されるねじ軸６４を正逆回転駆動可能となっている。移動台６３は、基台６１に対してガイド装置（図示略）により配管Ｔの長手方向に沿って移動自在に支持されており、縦壁部にナット６５が固定されている。そして、駆動モータ６２のねじ軸６４がこのナット６５に螺合している。そのため、駆動モータ６２によりねじ軸６４及びナット６５を介して移動台６３を移動することができる。

駆動装置４４は、配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせられたワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けるものである。

駆動装置４４は、駆動モータ６６の駆動軸６７にワイヤリール６８が着脱自在に支持されて構成されている。ワイヤリール６８は、所定長さのワイヤＷが巻き付けられており、駆動モータ６６により正逆回転駆動可能となっている。また、駆動装置４４は、移動装置４３の移動台６３上に搭載されており、駆動モータ６２により配管Ｔの長手方向に沿って移動することができる。

ここで、第２実施形態の配管の補強方法について説明する。図９及び図１０は、配管の補強方法を表す概略図、図１１は、配管の補強状態を表す斜視図である。

第２実施形態の配管の補強方法は、配管Ｔの外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具４１を回転自在に装着する工程と、ワイヤＷの先端部を配管Ｔの外周面に固定して配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転することでワイヤＷをワイヤ巻付け治具４１の外周面にらせん状に巻き付ける工程と、配管ＴとワイヤＷとの間からワイヤ巻付け治具４１を抜き取る工程と、ワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付ける工程と、配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断する工程とを備えている。

以下、第２実施形態の配管の補強方法について、詳細に説明する。

図７及び図８に示すように、まず、配管Ｔにおける補強箇所にワイヤ巻付け治具４１を固定する。即ち、配管Ｔにおける補強箇所を被覆するように、その外側に分割治具５１，５２を配置し、フランジ部５１ｂ，５２ｂ同士を連結ボルト５３により締結することで、分割治具５１，５２を配管Ｔの外周部に固定する。一方、駆動装置４４にて、駆動モータ６６の駆動軸６７にワイヤリール６８を装着する。そして、ワイヤリール６８からのワイヤＷを引き出してワイヤ先端部Ｗａをワイヤ巻付け治具４１の外周面に溶接により仮固定する。

次に、回転装置４２の駆動モータ５６によりワイヤ巻付け治具４１を正回転することで、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具４１の外周面に巻き付けていく。このとき、ワイヤ巻付け治具４１の回転に伴って、移動装置４３の駆動モータ６２により移動台６３を介して駆動装置４４を巻付方向に向かって移動する。すると、ワイヤＷは、図９に示すように、ガイド部５４に案内されながら、配管Ｔの外側にあるワイヤ巻付け治具４１に沿って順に巻き付けられていく。

ワイヤＷが配管Ｔの補強箇所を被覆できるように、配管Ｔの外周辺に所定量だけ倣わされると、回転装置４２及び移動装置４３を停止し、図１０に示すように、配管Ｔからワイヤ巻付け治具４１を軸方向に抜き取るように取外す。そして、駆動装置４４の駆動モータ６６によりワイヤリール６８を逆転駆動することで、ワイヤＷの一部を巻き取る。すると、図１１に示すように、ワイヤＷは、配管Ｔに仮固定されたワイヤ先端部Ｗａを支点として配管Ｔの外周面に隙間なく巻き付けられることとなり、ここで、駆動装置４４を停止する。

その後、ワイヤ後端部Ｗｂを配管Ｔの外周面に溶接により仮固定し、ワイヤＷを切断する。すると、配管Ｔの補強箇所は、ワイヤＷが巻き付けられて被覆されることとなり、配管Ｔが補強される。

このように第２実施形態の配管の補強装置にあっては、リング形状をなして配管Ｔの外周部に配置されてワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具４１と、ワイヤＷをワイヤ巻付け治具４１に巻き付けるワイヤ巻付け装置としての回転装置４２と、ワイヤ巻付け治具４１により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせられたワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置としての駆動装置４４とを設けている。

従って、ワイヤ巻付け治具４１を配管Ｔの外周部に配置し、まず、ワイヤ先端部Ｗａを配管Ｔの外周面に固定した後、回転装置４２によりワイヤ巻付け治具４１を回転すると、ワイヤＷがワイヤ巻付け治具４１により配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わされ、次に、ワイヤ巻付け治具４１を取外した後、駆動装置４４によりワイヤＷの一部を巻き取ると、ワイヤＷが配管Ｔの外周面に巻き付けられる。その結果、配管Ｔの外周面に自動的にワイヤＷを巻き付けることができ、配管Ｔへのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。

第２実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け治具４１は、配管Ｔの外周部に回転自在に装着可能であり、外周面にワイヤＷを配管Ｔの外周辺にらせん状に倣わせるガイド部５４を設けている。従って、ワイヤ巻付け治具４１を回転することで、ガイド部５４によりこのワイヤ巻付け治具４１の外周面に容易にワイヤＷをらせん状に巻き付けることができる。

第２実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け装置として、配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転する回転装置４２を設けている。従って、回転装置４２により配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転することで、ワイヤ巻付け治具４１の外周面に容易にワイヤＷを巻き付けることができる。

第２実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻取り装置として、所定長さのワイヤＷが巻き付けられたワイヤリール６８を正逆回転駆動可能な駆動装置４４を設けている。従って、ワイヤ巻取り装置として駆動装置４４を用いることで、装置の簡素化及び低コスト化を図ることができる。

第２実施形態の配管の補強装置では、ワイヤ巻付け装置を配管Ｔの長手方向に移動する移動装置４３を設けている。従って、回転装置４２により配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転するとき、移動装置４３により駆動装置４４を配管Ｔの長手方向に移動することで、ワイヤ巻付け治具４１の外周面におけるワイヤ巻付位置をずらすことができ、容易にワイヤをらせん状に巻き付けることができる。

第２実施形態の配管への配管の補強方法にあっては、配管Ｔの外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具４１を回転自在に装着する工程と、ワイヤＷの先端部を配管Ｔの外周面に固定して配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転することでワイヤＷをワイヤ巻付け治具４１の外周面にらせん状に巻き付ける工程と、配管ＴとワイヤＷとの間からワイヤ巻付け治具４１を抜き取る工程と、ワイヤＷの一部を巻き取ることでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付ける工程と、配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断する工程とを備えている。

従って、配管Ｔに対してワイヤ巻付け治具４１を回転するだけでワイヤＷを配管Ｔの外周辺に倣わせることができ、また、ワイヤＷを巻き取るだけでワイヤＷを配管Ｔの外周面に巻き付けることができ、配管へのワイヤ巻付作業の作業性の向上を図ることができる。また、この配管Ｔの外周面に巻き付けたワイヤＷを切断して固定することで、効率良く配管Ｔを補強することができる。

なお、上述した第１実施形態では、鉛直方向に沿った配管に対して補強を行い、第２実施形態では、水平方向に沿った配管に対して補強を行ったが、配管の配置方向に対して本発明の配管の補強装置及び方法が限定されるものではなく、いずれの方向の配管に対しても補強を行うことができる。

また、上述した実施形態では、ワイヤ巻付け治具の分割治具をフランジ部及び連結ボルトにより連結したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、点溶接で連結してもよい。

１０，４０ 配管の補強装置
１１，４１ ワイヤ巻付け治具
１２ 駆動装置（ワイヤ巻付け装置、ワイヤ巻取り装置）
２１，２２，５１，５２ 分割治具
２１ａ，２２ａ，５１ａ，５２ａ 治具本体
２１ｂ，２２ｂ 固定部
２１ｃ，２２ｃ，５１ｂ，５２ｂ フランジ部
２３，５３ 連結ボルト
２４，５４ ガイド部
２５ らせん状溝部
２６ ガイド孔
３１ 第１駆動装置（ワイヤ巻取り装置）
３２ 第２駆動装置（ワイヤ巻付け装置）
３３，３６，６６ 駆動モータ
３４，３７，６７ 駆動軸
３５，６８ ワイヤリール
３８ 中継リール
４２ 回転装置（ワイヤ巻付け装置）
４３ 移動装置
４４ 駆動装置（ワイヤ巻取り装置）
５５ 固定台
５６ 駆動モータ
５８ 駆動歯車
５９ 従動歯車
６１ 基台
６２ 駆動モータ
６３ 移動台
６４ ねじ軸
６５ ナット
Ｔ 配管
Ｓ 隙間
Ｗ ワイヤ
Ｗａ ワイヤ先端部
Ｗｂ ワイヤ後端部

Claims (12)

1. リング形状をなして配管の外周部に配置されてワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具と、
   前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具に巻き付けるワイヤ巻付け装置と、
   前記ワイヤ巻付け治具により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせられた前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置と、
   を備え、
   前記ワイヤ巻付け治具は、前記配管の外周面に対して所定隙間が空けて固定可能であり、内周面に前記ワイヤの先端部を案内して前記ワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるガイド部が設けられる、
   ことを特徴とする配管の補強装置。
2. 前記ガイド部は、らせん状溝部であることを特徴とする請求項１に記載の配管の補強装置。
3. 前記ワイヤ巻付け治具は、前記ワイヤを外部から前記ガイド部に導入するガイド孔が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管の補強装置。
4. リング形状をなして配管の外周部に配置されてワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具と、
   前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具に巻き付けるワイヤ巻付け装置と、
   前記ワイヤ巻付け治具により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせられた前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置と、
   を備え、
   前記ワイヤ巻付け装置及び前記ワイヤ巻取り装置は、所定長さのワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な駆動装置である、
   ことを特徴とする配管の補強装置。
5. リング形状をなして配管の外周部に配置されてワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具と、
   前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具に巻き付けるワイヤ巻付け装置と、
   前記ワイヤ巻付け治具により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせられた前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置と、
   を備え、
   所定長さの前記ワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な第１駆動装置と、前記ワイヤ巻付け治具と前記ワイヤリールとの間に設けられる中継リールを正逆回転駆動可能な第２駆動装置とが設けられ、前記ワイヤ巻付け装置は、前記第２駆動装置であり、前記ワイヤ巻取り装置は、前記第１駆動装置である、
   ことを特徴とする配管の補強装置。
6. リング形状をなして配管の外周部に配置されてワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるワイヤ巻付け治具と、
   前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具に巻き付けるワイヤ巻付け装置と、
   前記ワイヤ巻付け治具により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせられた前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付けるワイヤ巻取り装置と、
   を備え、
   前記ワイヤ巻付け治具は、前記配管の外周部に回転自在に装着可能であり、外周面に前記ワイヤを前記配管の外周辺にらせん状に倣わせるガイド部が設けられる、
   ことを特徴とする配管の補強装置。
7. 前記ワイヤ巻付け装置は、前記配管に対して前記ワイヤ巻付け治具を回転する回転装置であることを特徴とする請求項６に記載の配管の補強装置。
8. 前記ワイヤ巻取り装置は、所定長さの前記ワイヤが巻き付けられたワイヤリールを正逆回転駆動可能な駆動装置であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配管の補強装置。
9. 前記ワイヤ巻付け装置を前記配管の長手方向に移動する移動装置が設けられることを特徴とする請求項８に記載の配管の補強装置。
10. 前記ワイヤ巻付け治具は、複数の分割治具がリング形状に連結されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の配管の補強装置。
11. 配管の外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具を固定する工程と、
    外部からワイヤを前記ワイヤ巻付け治具の内周面に設けられたガイド部に向けて繰り出すことで前記ワイヤを前記ガイド部により前記配管の外周辺にらせん状に倣わせる工程と、
    前記ワイヤの先端部を前記配管の外周面に固定して前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付ける工程と、
    前記配管の外周面に巻き付けたワイヤを切断して固定する工程と、
    を備えることを特徴とする配管の補強方法。
12. 配管の外周部にリング形状をなすワイヤ巻付け治具を回転自在に装着する工程と、
    ワイヤの先端部を前記配管の外周面に固定して前記配管に対して前記ワイヤ巻付け治具を回転することで前記ワイヤを前記ワイヤ巻付け治具の外周面にらせん状に巻き付ける工程と、
    前記配管と前記ワイヤとの間から前記ワイヤ巻付け治具を抜き取る工程と、
    前記ワイヤの一部を巻き取ることで前記ワイヤを前記配管の外周面に巻き付ける工程と、
    前記配管の外周面に巻き付けたワイヤを切断して固定する工程と、
    を備えることを特徴とする配管への配管の補強方法。

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