JPH0262090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業プラント、地域冷暖房システム
等各方面の配管装置に多用される二重管ベンドの
製造に関するものである。

〔従来の技術〕

石油化学その他の産業プラント、地域冷暖房シ
ステム配管等においては、保温又は熱交換等のた
め、しばしば二重管が用いられる。

例えば、ある物質を所定の温度範囲内で移送す
るとき、二重管の内管にその物質を、外管と内管
との間に熱媒体を貫流して、内管内の物質の温度
維持を図つている。一般に化学合成等の製造プラ
ント等では二重管の配管系統も複雑に交錯して屈
曲を繰返すため、当然曲管部も多数必要となる。
その温度範囲は零下数十度から数百度、圧力は負
圧から数百気圧に及ぶこともあり、苛酷な条件下
で完全な品質を要求されることが多い。

従来、このような二重管の曲り部の製造方法に
ついては種々の方法が提案され、実施されている
が、比較的大型のものの場合、一般的な方法とし
ては、第１２図に示すように内管７０を予め曲げ
ておき、第１３図に示すように外管７２を別個に
曲げ、第１４図に示すように長手方向に二つ割り
にし、内管７０を包み込むように抱き合せて溶接
することにより、第１５図に示す二重管を形成す
る方法がある。

この方法は特別の装置を要しないが、工程が複
雑で寸法精度も劣り、製造コストも高いものとな
つている。特に溶接箇所が多いため、品質の確保
に多大の注意が必要であつた。一方、小径管の場
合、曲げ済みの内管に既成のエルボを外挿する方
法があるが、この場合は限られた形状並びに管径
のものにしか適用されない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記は一例に過ぎないが、特に不完全な溶接部
から液体等の漏洩が生じると、場合によつてはプ
ラント全体に悪影響を及ぼし、生産性の低下を招
く虞れがある。また、一般に縦シーム等溶接部
は、特別な処理を行なわない限り、腐蝕感受性が
高いので、高価な高級材料の使用を要する場合も
あつた。

従つて、溶接部が少なく、特にプラント等の据
付現場における溶接作業が少なく、品質保証が容
易な信頼性の高い二重管ベンドを提供することは
極めて重要であるにも拘らず、未だ充分満足すべ
き方法は開発されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、溶接部が少なく、品質精度の優れた
二重管ベンドを直管部を含めて容易に製造するこ
との出来る方法及び装置を提供することを目的と
してなされたもので、その方法の構成は、予め所
定の曲率半径に曲げられた内管の曲率中心を、曲
げられるべき外管の前端部を把持した曲げアーム
の回転中心に略一致させ、且つ、前記内管の後端
部を該外管に内挿させて配置し、該外管を前記内
管との間隙が略一定距離に保つよう同心状に支持
しながら軸方向に推進することにより曲げモーメ
ントを発生させ、更に外管上の部分で前記曲げア
ームの回転中心とを結んだ線が当該部の外管の軸
線方向と直角となるような外管部分又はその付近
を高周波加熱コイルのような環状の加熱装置によ
り局部的に加熱して該部を連続的に塑性変形させ
ることを特徴とするものであり、また、その装置
の構成は、曲げ加工すべき外管を軸方向に推進す
る押出装置と、該外管を局部的に加熱する高周波
加熱コイルのような環状の加熱装置と、該外管の
前端部を把持するクランプ機構を具え且つ該外管
に対し前記加熱装置の加熱部分の直角方向に所定
の曲げ半径に相当する距離だけ離隔した位置に回
転中心を有する曲げアームと、予め略同一の曲げ
半径に曲げた内管の曲率中心が前記曲げアームの
回転中心と略一致するよう保持する保持装置と、
前記内管を前記外管との間隙が略一定距離に保た
れるよう同心状に保持するスペーサ装置を有する
ことを特徴とするものである。

〔発明の作用〕

上記の通り、外管が内管に沿つて塑性加工さ
れ、内管を基準として略一定の間隙を保つよう曲
げられているので、寸法精度が高く、且つ、内
管、外管の曲げ部を別個に品質確認することが可
能である。また、内管はベンド部の前後に長い直
管部を有したまま二重管にすることができる。

外管の加熱部に対応する内管の相当部分を冷却
すれば、当該部分の劣化や酸化等の悪影響を容易
に避けることができる。さらに管材質がステンレ
ス鋼管等の場合には、内管内に不活性ガスや水素
のような還元性ガスを封入することにより内管の
曲げ加工並びに外管加工時の酸化を防止して光輝
保持を施すことができる。

更に、予め、使用時における内管の軸方向の熱
膨張を考慮して内管、外管の軸心をずらした二重
管ベンドを製造しておき、使用状態において最も
適切な間隙となる二重管を構成することも可能で
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例を示す。

実施例 １ 第１図〜第４図は本発明に係る二重管ベンドの
製造方法の説明図である。第１図及び第２図に示
すように、内管１０は所定の曲率半径Ｒの曲管に
予め形成されており、その曲率中心Ｏは曲げアー
ム２２のピボツト２４と同位置になるよう配置さ
れている。而して、前記内管１０の一端は管押さ
え１２に保持されると共に中間部は管架台１４，
１４に支持され、他の一端は後述の高周波加熱コ
イル３０に内挿される。第３図に示すように、管
架台１４は支持台１６と、管受けローラ１８と、
管受けローラ１８を上下動させるシリンダ２０と
から構成される。管架台１４はシリンダ２０を上
動させて内管１０を支持すると共にローラ１８を
下動させて外管２８を支持することができる。

曲げアーム２２の先端部にはクランプ２６が設
けられ、クランプ２６は、第１図の想像線で示す
ように、外管２８の一端を把持できる位置にあ
る。また、クランプ２６の手前には冷却装置を具
えた環状の高周波加熱コイル３０が設けられる。

外管２８は、ガイドフレーム３２上を移動する
押出装置３６により矢印の方向に移動され、ガイ
ドローラ３８によつて内管１０に外挿するよう案
内される。また、内管１０の後端の外周面にはス
ペーサ装置４０が設けられ、スペーサ装置４０
は、第４図に示すように、内管１０の外周面に磁
着されるマグネツト板４２と、内管２８の内周面
を転動するローラ４４とから構成される。

管架台１４の付近に外管２８の先端が達した時
に、スペーサ装置４０によつて外管２８は内管１
０と略同心となるよう保持されると共に、第３図
に示すように、内管１０を支持していた管架台１
４はシリンダ２０によつてローラ１８が下動さ
れ、外管２８を保持することとなる。外管２８は
更に押出装置３６によつて移動され、高周波加熱
コイル３０に挿通される先端がアーム２２の位置
に達した後、クランプ２６によつて堅固に把持さ
れる。この状態で、高周波加熱コイル３０が作動
し、外管２８は局部的に曲げ加工温度に達する
と、押出装置３６が推進を始め、外管２８を徐々
に押し出すことによつてアーム２２が回動を始
め、加熱部が連続的に塑性変形しながら、クラン
プ２６及び外管２８の先端は内管１０に外挿しな
がら曲り部に沿つて徐々に回動して、外管２８は
内管２２と同心状態に曲げ込まれてゆく。

このようにして、外管２８が第２図に示すＤの
位置に達して、二重管ベンドが形成されることと
なる。

内管１０が非磁性である場合は、マグネツト板
４２に代え、締付バンド等でスペーサ装置４０を
内管１０に固着することができる。

また、内管１０及び外管２８を正確な位置に配
置することは重要であるので、必要に応じ管架台
１４等の保持装置やスペーサ装置４０を増加する
ことは勿論である。

実施例 ２ 第５図及び第６図は二重管ベンドの製造装置を
示す。

１２は内管１０の端部を保持する管押え、２２
は曲げアームを示し、ピボツト２４を中心に回動
可能とする。２６はクランプで、曲げるべき管を
強固に把持する。２８は外管を示し、３０は環状
の高周波加熱コイルで、加熱領域を狭くするた
め、曲げ管に向つて冷却媒体３１を放射する。

３２はガイドフレーム、３４はテールクラン
プ、３６は押出装置を示し、外管２８はテールク
ランプ３４で把持され、ガイドフレーム３２に沿
つて、押出装置３６で押出される。３８は外管２
８を正確に誘導するためのガイドローラを示す。

第５図乃至第８図において、４０は内管１０と
外管２８の間隙を略一定に保つためのスペーサ装
置を示す。４４はスペーサ装置４０に設けられた
ローラ、４６はこれを内管１０後端に接合し、内
管、外管の相対位置を保持する内管保持板を示
し、４８は内管保持板４６の後部に連結された固
定ロツド、５０は固定ロツド４８を伸縮するスペ
ーサ調整ハンドルを示す。

５２は内管１０を冷却する内管冷却ジヤケツ
ト、５４は内管冷却ジヤケツト５２を内管内で支
持するジヤケツト保持板、５６は内管冷却ジヤケ
ツト５２の位置を調整するジヤケツト調整ハンド
ル、５８は冷却材を供給する冷却ロツド、６０は
外管２８を内管１０によつて妨害されることなく
クランプ２６に固定するため、偏心して外管２８
を把持するクランプライナを示す。

次に上記装置による曲げ加工動作を示す。

第５図において、外管２８をテールクランプ３
４によつて把持し、押出し装置３６を前進させて
外管２８を押出し、外管２８の先端がガイドロー
ラ３８によつて誘導され、高周波加熱コイル３０
に挿入される。

ここで、クランプライナ６０を溶接又はボルト
締めによつて外管２８に強固に固着させた後、ク
ランプライナ６０をアームクランプ２６で把持さ
せる。クランプライナ６０を用いたのは、後述の
内管１０が外管２８に挿通される際、曲げ半径が
小さく、内管、外管の間隙が小な場合は、内管１
０の曲り部が外管２８の端部に接触して挿入でき
ないのを防止するためで、上記間隙が十分大きく
支障がないときは、クランプライナ６０を介さな
いで、外管２８を直接アームクランプ２６で把持
できる。

この段階で、所定の曲率半径Ｒの曲管に予め形
成された内管１０は、その曲率中心が曲げアーム
２２の回転ピボツト２４と一致し、且つ一端が、
曲率半径Ｒに相応した位置に設けられた管押さえ
１２に保持され、他の一端はスペーサ装置４０に
支えられて、外管２８に略同心となるよう挿入さ
れる。

内管保持板４６は外管２８内に位置する固定ロ
ツド４８を操作する内管調整ハンドル５０で調整
されて、内管１０の後端に接合される。

冷却ロツド５８に連結され、内管１０内に位置
したジヤケツト保持板５４及び内管冷却ジヤケツ
ト５２はジヤケツト調整ハンドル５６を操作して
内管１０内の正確な部位に置かれ、擦過等によつ
て内管表面が傷付けられないように配慮される。

この状態で高周波加熱コイル３０が作動し、外
管２８の加熱部が曲げ加工温度に達すると、押出
装置３６が推進を始め、外管２８を徐々に押出す
ことに拠り、曲げアーム２２が回動を始める。

このようにして外管２８の先端部は、内管１０
に外挿しながら、曲り部に沿つて徐々に回動し、
外管加熱部が連続的に塑性変形しながら、外管２
８は内管１０と略同心状態で曲げ込まれてゆく。

なお、内管１０及び外管２８を正確な位置に保
持することは重要であるので、クランプライナ６
０を適切な位置に配置すると共に、要すれば、第
３図に示す管架台１４のような保持装置やスペー
サ装置４０を適切な位置に増設すること等で、よ
り正確な加工を実現できる。

固定ロツド４８をフレキシブルな素材で構成
し、又は冷却ロツド５８を内管１０の前端部より
挿入する等、操作方法を変更することも必要に応
じて可能である。

実施例 ３ 下記のステンレス鋼管で、第９図に示すような
二重管ベンドを製作する場合について述べる。

内管 SUS304L 12B スケジユール120 外管 SUS304 14B スケジユール40 予め、内管１０２を図示のようなＳ型に曲げた
後、その中間部Ｃ点付近を第５図に示す管押え１
２で支持し、第９図に示すＡ端部を曲げアーム２
２に把持された直状外管１０４に挿入位置させ、
実施例２と同様、外管１０４を加熱推進すること
により、Ｃ点まで内管１０２に外挿前進させて曲
管部を構成する。

次いで、内管１０２を外管１０４を含めて、製
造装置から取外し、180度方向を変え、曲げ済み
の外管１０４の端部Ｃ点付近を前記管押え１２で
支持し、内管端部Ｂを予め前記曲げアーム２２に
把持された直状外管１０６に挿入位置させ、外管
１０４と同様に曲げながら外管１０４と接触する
点Ｃまで推進する。

すべての曲げが終わつた後、外管１０４，１０
６の突合せ部Ｃを溶接するが、この部分は曲げア
ーム２２に把持された直管部に相当するため、目
違い等がなく、施工、非破壊検査とも容易且つ確
実に実施でき、信頼性上間然とするところがな
い。ただし、中間部が長い場合は、第１０図に示
すように、予め別の中間部外管１０８を挿入する
ことも可能である。

なお、本実施例の場合、内管内面より冷却する
ことを例とするが、更にアルゴン、窒素等の不活
性ガスを用いて光輝保持を行なうことは勿論可能
である。

実施例 ４ 下記の炭素鋼管で、第１１図に示すような内管
に防熱保温層を取付けた二重管ベンドを製作する
場合について述べる。

内管 STPG38 4B スケジユール80 外管 STPY41 14B スケジユール40 この場合、内管１１２は図示のように曲げられ
た後、防熱保温層１１４を外部に施工され、この
後、第１１図イに示すように、内管１１２を基準
として外管１１６が曲げられる。

この際、外管１１６の曲率中心O′を内管１１
２の曲率中心Ｏより若干図の右方に位置させ、曲
り部において管の周方向で内管１１２、外管１１
６の間隙を変化させ、偏心させる。このようにし
ておけば、内管１１２に加熱された流体が通過す
る場合、熱膨張によつて、内管１１２、防熱保温
層１１４が図の右方に伸張され、第１１図ロにお
いて１２０の符号で示す位置まで移動したとき、
丁度内管１１２、外管１１６の間隙が略均等とな
り且つ移動できるから、内管１１２に生じる熱応
力を緩和することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、既に曲げ済みの完全な内管を包み込
むように、外管が曲げ込まれていくので、内管、
外管ともに完全な品質の確保が容易であり、寸法
精度は充分高い。且つ充分な長さの直管部を有す
ることができるので、配管において溶接部が少な
く且つ施工検査とも容易であるため、完全な品質
保証が可能な二重配管を容易に構成することがで
きる。

また、内管に保温層を有する二重管や多重管に
対しても充分応用ができ、寸法の選択も容易で大
径管に対しても充分に対応できるので、各方面に
わたつて広範囲な活用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法による二重管ベ
ンドの製法の全体説明図、第３図は本発明方法の
管支持部の断面図、第４は本発明方法における外
管が内管後端部に外挿された部分の断面図、第５
図は本発明装置の全体図、第６図は本発明装置に
よつて曲げ終つたときの全体図、第７図は内管と
外管の支持装置の詳細図、第８図は第７図におけ
るＡ−A′矢視図、第９図乃至第１１図イ，ロは
本発明により製造された二重管ベンドの一例を示
す図、第１２図乃至第１５図は従来方法を説明す
るための図で、第１２図は内管の斜視図、第１３
図は外管の斜視図、第１４図は第１３図の外管を
二つ割りした状態の斜視図、第１５図は二つ割り
した外管を内管を包み込むように抱き合わせて溶
接した状態の斜視図である。１０，１０２，１１
２……内管、２２……曲げアーム、２４……回転
ピポツト、２６……クランプ、２８，１０４，１
０６，１０８，１１６……外管、３０……高周波
加熱コイル、３１……冷却媒体、３６……押出装
置、３８……ガイドローラ、４０……スペーサ装
置、４４……ローラ、５０……スペーサ調整ハン
ドル、５２……内管冷却ジヤケツト、５６……冷
却ジヤケツト調整ハンドル、６０……クランプラ
イナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め所定の曲率半径に曲げられた内管の曲率
   中心を、曲げられるべき外管の前端部を把持した
   曲げアームの回転中心に略一致させ、且つ、前記
   内管の後端部を該外管に内挿させて配置し、該外
   管を前記内管との間隙が略一定距離に保つよう同
   心状に支持しながら軸方向に推進することにより
   曲げモーメントを発生させ、更に外管上の部分で
   前記曲げアームの回転中心とを結んだ線が当該部
   の外管の軸線方向と直角となるような外管部分又
   はその付近を高周波加熱コイルのような環状の加
   熱装置により局部的に加熱して該部を連続的に変
   形させることを特徴とする二重管ベンドの製造方
   法。 ２ 環状の加熱装置に近接する内管部分をその内
   面から冷却することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ３ 曲げ加工すべき外管を軸方向に推進する押出
   装置と、該外管を局部的に加熱する高周波加熱コ
   イルのような環状の加熱装置と、該外管の前端部
   を把持するクランプ機構を具え且つ該外管に対し
   前記加熱装置の加熱部分の直角方向に所定の曲げ
   半径に相当する距離だけ離隔した位置に回転中心
   を有する曲げアームと、予め略同一の曲げ半径に
   曲げた内管の曲率中心が前記曲げアームの回転中
   心と略一致するよう保持する保持装置と、前記内
   管を前記外管との間隙が略一定距離に保たれるよ
   う同心状に保持するスペーサ装置とを有すること
   を特徴とする二重管ベンドの製造装置。 ４ 環状の加熱装置の近傍にある内管部分をその
   内面から冷却する装置を具備したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の装置。