JPH04288968A - 伝熱管自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排熱回収ボイラ、熱交換
器等に組込まれる伝熱管の直管部とＵベント部とを溶接
する自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排熱回収ボイラに組込まれる伝熱管は図
１３（ａ）（ｂ）に示されるように排ガスの通過する部
分、いわゆるガスパス部を構成する伝熱管部１と、この
伝熱管部１同士を結ぶＵベント部２とからなり、双方の
接合部３には溶接が施されて一体に結合される。双方の
接合に欠かせない溶接施工は図１４に示されるように所
定の位置に位置決めされた伝熱管部１に溶接されるＵベ
ント部２を突合わせて、両者の間に溶接ビード４を形成
しながら一体の伝熱管として順次仕上げて行く。排熱回
収ボイラ製造時のこの作業はＵベント部２を相手に突当
てるときから双方を溶接するまで手順は予め決まってお
り、この際広い作業空間が確保されるので、比較的狭隘
なピッチで伝熱管が並ぶにもかかわらず、作業性はそれ
ほど悪いものではない。なお、図中符号５は溶接装置を
示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した排熱回収ボイ
ラ製造時における溶接施工は、予め作業性を考慮する中
で一定の作業空間を確保して実施されるのに対して、排
熱回収ボイラの主要な構成要素である伝熱管で損傷が生
じ、内部流体のリークが発生した場合等における伝熱管
の部分的な交換作業では、伝熱管１本単位での溶接施工
は実際上不可能と考えられる。すなわち、仮に図１３（
ｂ）の矢印Ａの伝熱管でリークが発生したとして、この
１本を新たな伝熱管と交換してそこで溶接しようとして
も、損傷のない伝熱管がその周囲を殆ど隙間のない状態
で並び、望ましい広さを持つ作業空間は確保されず、か
なり広範囲の正常な伝熱管のＵベント部２を切断するこ
とを強いられる。このＵベント部２を切断する方法は、
本来補修の必要のない部分を含め溶接施工箇所が常に広
範にわたるために復旧するまでに長時間を費やすと共に
、復旧費用も大きくかさむ。排熱回収ボイラの運転中は
こうした時間のかかる方法は採り得ず、応急的な修理と
してリークの生じた伝熱管に閉止栓を溶接して急場をし
のぐことが一般的である。しかし、次の定期検査までの
長い期間、熱交換に関与しない伝熱管を持ったままの運
転を強いられ、プラントの熱効率を低下させる原因とな
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は溶接施工すべき伝
熱管以外を切断することなく、遠隔操作で施工対象の伝
熱管のみを溶接できるようにした伝熱管自動溶接装置を
提供することにある。 ［発明の構成］

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による伝熱管自動
溶接装置は伝熱管の外面に倣う中心孔を有する２つ割れ
構造の移動フレームと、この移動フレームの中心孔内面
に突出して伝熱管の外面と接触しつつ軸方向に自走し、
かつ所定位置で伝熱管の外面に強制的に押付けて固定可
能な一組のローラを有する走行装置と、移動フレームの
一方の端面にあって伝熱管の外面と一定の距離を保って
設けられ、円周方向に回転可能な溶接台と、この溶接台
上に各々設けられた溶接トーチ、ワイヤフィーダおよび
モニタ用カメラと、溶接台と係合を保持してこれを駆動
せしめる溶接台駆動装置とを具備することを特徴とする
。

【０００６】

【作用】２つ割れの移動フレームを溶接施工対象の伝熱
管を挟んで装着し、走行装置を働かせて遠隔操作により
この移動フレームを伝熱管に沿って自走させて溶接開先
部に溶接トーチを合わせて固定する。その位置で溶接台
に載せられた溶接トーチを伝熱管の周囲を回転させ、自
動溶接を行なう。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１、図２および図３において、符号１１は移
動フレームであって、この移動フレーム１１は伝熱管１
２の外面に倣い、それよりも大きい内径の中心孔１３を
有し、かつこの中心孔１３の中心を通る線Ｌ（図３参照
）に沿って２つ割れに形成されている。また、走行装置
１４はこの中心孔１３の内面に突出して伝熱管１２と接
する位置に配置される。

【０００８】さらに、溶接台１５は移動フレーム１１の
一方の端面に設けられ、ここには溶接トーチ１６、ワイ
ヤフィーダ１７およびモニタ用カメラ１８を装着してい
る。また、溶接台駆動装置１９は溶接台１５と係合を保
持して配置される。これらの走行装置１４および溶接台
駆動装置１９は後に図面を参照して詳しく説明される。

【０００９】一方、図４および図５に示されるように、
上記の移動フレーム１１はクランプ装置２０を外した場
合に２つ割れとなり、一方クランプ装置２０を働かせた
場合に伝熱管１２を抱く位置に装着されるようになって
いる（図３参照）。

【００１０】図６、図７および図８は走行装置１４の詳
細を示すもので、伝熱管１２の外面に当接される走行用
ローラ２１は周方向を３等分する位置に３個ずつ、（前
後方向２箇所を合わせて計６個）設けられる。このロー
ラ２１の支持は移動フレーム１１に固定されたピン２２
の間にわたしている板バネ２３に軸受２４を設け、この
軸受２４にローラ２１の軸を挿入して支持される。また
、走行装置１４にはローラ２１を駆動する図１に示され
るウォームギヤ機構２５と、走行装置駆動用モータ２６
とが備えられ、モータ２６から与えられる駆動力がウォ
ームギヤ機構２５を介してローラ２１に伝達されるよう
になっている。なお、図中符号２７は所定位置に移動フ
レーム１１を移動させた後に、ローラ２１を固定するた
めのエアシリンダを示している。

【００１１】一方、溶接台駆動装置１９は図９および図
１０に示されるように、溶接台１５（図２参照）と一体
の馬蹄形の大ギヤ２８と、この大ギヤ２８とかみ合う第
１および第２ピニオン２９、３０と、この第１および第
２ピニオン２９、３０と同軸上に備えられるスプロケッ
ト３１ａ、３１ｂと、双方のピニオン２９、３０の間に
備えられる中間軸３２に装着された駆動力を伝達するチ
ェーン３３ａ、３３ｂをそれぞれ巻付けているスプロケ
ット３４ａ、３４ｂと、駆動用モータ３５とからなる。 ここで、大ギヤ２８の切欠き幅Ｕと、第１ピニオン２９
と第２ピニオン３０との軸芯間距離ＶとはＶ＞Ｕとなる
ように決められる。この切欠き幅Ｕは少なくとも伝熱管
１２の外径寸法より大きい値とする。また、図１１は溶
接第１５上に並ぶ溶接トーチ１６、ワイヤフィーダ１７
およびモニタ用カメラ１８を示している。さらに、図１
２はモニタ用テレビ３６の一例を示している。

【００１２】次に、上記構成からなる自動熔接装置の使
用方法を説明する。初めに、クランプ装置２０を外して
移動フレーム１１を開き、伝熱管１２の軸方向から管群
の隙間を通して溶接する伝熱管１２を挟み込むように挿
入し、次に、クランプ装置２０を締付けて伝熱管１２に
固定する。

【００１３】自動溶接装置が固定されたならば、次に、
走行装置１４の駆動用モータ２６を回転させて伝熱管１
２に沿って走行用ローラ２１を走らせ、溶接トーチ１６
が溶接される部分の開先部に達するまで移動させる。こ
の移動中、溶接トーチ１６の位置は常に図１２に示され
るモニタ用テレビ３６で監視され、開先部に正確に位置
決めされる。また、この走行中のガタツキを防止する板
バネ２３によりローラ２１は伝熱管１２に押付けられ、
走行装置１４のスムーズな移動を可能にしている。

【００１４】次に、溶接トーチ１６の位置が変わらない
ように注意しながらエアシリンダ２７を操作してローラ
２１を伝熱管１２に押付けて溶接中に走行装置１４が動
かないように固定する。

【００１５】次に、モニタ用テレビ３６を見ながら、タ
ングステン電極、ワイヤが開先部の中央にくるまで微調
整を繰り返して溶接に入る準備を行なう（図１１参照）
。これが終了した後に、溶接トーチ１６からアークを発
生させて溶接を開始する。

【００１６】溶接終了後、エアシリンダ２７の空気を逃
がして走行装置１４を拘束状態から解放し、ローラ２１
を逆方向に回転させて走行装置１４を手前側に戻し、最
初の装着装置にきたところでクランプ装置２０を外して
移動フレーム１１を開き、伝熱管１２から自動溶接装置
を取外す。

【００１７】また、溶接中の溶接トーチ１６への回転動
作は次のように与えられる。溶接台１５と一体に設けら
れる大ギヤ２８は伝熱管１２へ取付ける際の干渉防止に
馬蹄形をしており、切欠かれた部分で駆動用モータ３５
からの回転が伝えられなくなる。そこで、この部分は第
１および第２ビニオン２９、３０と同軸上に備えられる
スプロケット３１ａ、３１ｂおよび中間軸３２上に備え
られるスプロケット３４ａ、３４ｂと、チェーン３３ａ
、３３ｂとによる伝動機構によって駆動が伝達される。 すなわち、駆動用モータ３５が回転する間、大ギヤ２８
と、この駆動機構とを介して溶接台１５が回転し、溶接
トーチ１６が伝熱管１２の周囲を１回転することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば溶接施工すべき伝熱管以外を切断することなく、
遠隔操作によって施工対象伝熱管のみを溶接することが
でき、伝熱管の補修を極めて短時間のうちに終了させる
ことが可能で、利排熱回収ボイラの復旧工事における工
期短縮に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る伝熱管自動溶接装置の一実施例を
示す構成図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図。

【図４】本発明に係る熔接装置の伝熱管への装着の仕方
を示す説明図。

【図５】本発明に係る溶接装置の装着の仕方を示す説明
図。

【図６】本発明に係る走行装置の詳細を示す構成図。

【図７】本発明に係る走行装置の要部を示す拡大図。

【図８】本発明に係る走行装置の要部を示す拡大図。

【図９】本発明に係る溶接台駆動装置の詳細を示す構成
図。

【図１０】本発明に係る溶接台駆動装置の詳細を示す構
成図。

【図１１】本発明に係る溶接台上の機器配置の一例を示
す外観図。

【図１２】本発明に係るモニタ用テレビの一例を示す外
観図。

【図１３】従来の伝熱管の配列の仕方を示す外観図。

【図１４】従来の伝熱管の溶接補修方法の一例を示す図
。

【符号の説明】

１１………移動フレーム １２………伝熱管 １４………走行装置 １５………溶接台 １６………溶接トーチ １９………溶接台駆動装置 ２１………走行用ローラ ２８………大ギヤ ２９………第１ピニオン ３０………第２ピニオン ３２………中間軸 ３３ａ、３３ｂ…チェーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　伝熱管の外面に倣う中心孔を有する２
   つ割れ構造の移動フレームと、この移動フレームの中心
   孔内面に突出して前記伝熱管の外面と接触しつつ軸方向
   に自走し、かつ所定位置で該伝熱管の外面に強制的に押
   付けて固定可能な一組のローラを有する走行装置と、前
   記移動フレームの一方の端面にあって前記伝熱管の外面
   と一定の距離を保って設けられ、円周方向に回転可能な
   溶接台と、この溶接台上に各々設けられた溶接トーチ、
   ワイヤフィーダおよびモニタ用カメラと、前記溶接台と
   係合を保持してこれを駆動せしめる溶接台駆動装置とを
   具備してなる伝熱管自動溶接装置。