JPH11129165A - 抜管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の穴に勘合され、突出先端部分が例え
ばベルマウス状に径が拡大された管を、この先端の拡大
部を切断せずに、構造物から引き抜くことができる抜管
装置を提供する。 【解決手段】 引き抜かれる管の移動方向に対してチャ
ックの上流側に、管が通過する絞り機構を備え、管を軸
方向に引き抜き反力に抗して移動させて引き抜くに際し
て、絞り機構との間に働く絞り反力に抗して管を通過さ
せ先端部分の径をチャックでクランプ可能な径に絞るこ
とを特徴とする抜管装置とする。絞り機構が貫通孔を有
し、管が貫通孔を通過することにより先端部分が絞りを
受けるようにするとよい。貫通孔が管の移動方向に対し
て径が徐々に縮小する断面形状を有するようにするとよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば熱交換器や
凝縮器などの構造物の内部に配設された金属チューブな
どの管状部材を油圧などの機械的な力によって引き抜く
ための抜管装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】火力あるいは原子力発電所や各種石油化
学プラントなどに配設されている熱交換器や凝縮器ある
いはボイラなどの機器には、内部に流体が流動する多数
の管が配設されている。これらの管は通常ＳＴＢ材、ア
ルミニウム合金、銅合金などの金属管からなり、長期の
使用の間にスケールの付着や腐食または破損を生じる。
従ってこれらの機器には定期的な管の検査と交換が必要
であり、このような保守作業において、引き抜き作業を
能率よく行うために、交換する管を油圧などの機械的な
力によって引き抜く抜管装置を用いる。

【０００３】抜管装置としては特開平７−２９９６７３
号公報に記載された図６，７，８に示すようなものがあ
る。これは、構造物９１の穴に嵌合された管９２の内部
に、引き抜き方向に引っかかりを生じる、例えばつめ状
のラック歯形９６が外周に加工された軸芯９５を挿入
し、最初にこの軸芯９５の外周部をチャック機構でクラ
ンプして管９２の長手軸方向に移動させることにより構
造物９１との間に働く引抜き反力に抗して管９２を構造
物から引き抜き、管９２がチャック機構まで移動した後
は軸心に代えて管９２の外周部をクランプしてさらに管
９２を引き抜く抜管装置である。

【０００４】この抜管装置は、可搬シリンダユニット１
００内に軸方向にタンデムに収納配置された第一と第二
の往復動装置の可動部であるコレットチャック１３３及
びコレットチャック１４３と、これら第一と第二の往復
動装置の可動部であるコレットチャック１３３及びコレ
ットチャック１４３が互いに同期して繰り返し往復運動
するように各往復動装置を駆動する駆動装置１１０及び
駆動装置１２０がある。

【０００５】各力伝達機構は、コレットチャック１３３
及びコレットチャック１４３が引抜き方向へ移動すると
きに、抜管対象の管９２に係合された軸芯９５または管
９２自身の外周部をクランプし、コレットチャック１３
３及びコレットチャック１４３が逆方向へ移動するとき
にはクランプを開放する。係る機構としては図に示す様
にコレットチャック型の油圧クランプ装置１３０などを
利用したり、流体圧で作動するクランプピストンで開閉
される外部操作型チャック機構またはバネ力で付勢され
た一方向性ラチェット機構による自己動作型チャック機
構などを利用したりすることができる。

【０００６】図７，８に示すように力伝達機構のクラン
プ係合面の形状は、一般的にはクランプ対象物である軸
芯９５及び抜管対象の管９２の外面が滑らかな面である
ことが多いので、これらのクランプ対象に対して引き抜
き方向へ強い係合を生じる必要があり、例えば、つめ状
のラック歯型状９６を設ける。

【０００７】また第一と第二の往復動装置の可動部であ
るコレットチャック１３３及びコレットチャック１４３
の位置を位置検出装置によって検出し、駆動装置による
往復運動の反転に利用する場合がある。位置検出装置と
しては、例えば、リミットスイッチ、作動トランス、近
接スイッチ、フォトセンサー等を用いる。

【０００８】また、構造物９１から管９２が完全に引き
抜かれたときには、完全引き抜き後のいわゆる空送り動
作による事故防止などのために、往復動装置の動作を停
止する必要がある。その方法としては、作業者の目視確
認に基づく停止スイッチの操作による電気的なマニュア
ル方式のほかに、管９２の引き抜き状態を自動検出する
自動方式を採用する場合がある。自動方式の場合の検出
手段としては、例えば、抜管装置内における管９２の存
否を接触あるいは非接触で検出するセンサーや、最も構
造物９１に近い位置に配置された力伝達機構が管９２の
不存在によってクランプできなくなった状態を検出する
センサー、あるいは可動部の引き抜き方向への移動時に
おける負荷トルクの急減や移動速度の急増を感知するセ
ンサーなどを用いる。

【０００９】他の抜管装置として、特開平８−２１５９
５０号公報には引き抜く管に付着した異物を除去する除
去機構を備えたものが記載されている。

【００１０】いずれにしても、抜管装置はその中心軸に
沿って所定の内径の貫通孔を有する中空構造であり軸芯
及びこれに係合された管はこの貫通孔を通過して引き抜
かれている。また、管を管板などの構造物に嵌合すると
き、管の端部を残して嵌合し、その端部をベルマウス加
工、フレア加工する場合がある。端部がこのように加工
された管を引抜く際には、ベルマウス部、フレア部を切
断して取り除いたり、タガネなどで打撃して管の端部を
管径まで小さくした後、抜管していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】構造物に嵌合された管
の構造物から突出している先端部分がベルマウス加工、
フレア加工された管を引き抜く際には、抜管装置のチャ
ック機構の管を把握する部品の広がり量に制限があるた
め管のベルマウス部、フレア部を取り除く処理をしなけ
ればならず、抜管工程の短縮が図れず、また切断部及び
切り粉の処理が必要であり抜管作業効率の効率化には限
界があった。

【００１２】この発明は、このような問題点に鑑みなて
なされたものであり、管の引き抜きにあたりベルマウス
部、フレア部等の径拡大部を取り除く必要のない抜管装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本願に係る第１の発明の抜管装置は、構造物に形成
された穴に嵌合された管を、チャックを介して軸方向に
移動させることにより、前記穴との間に働く引き抜き反
力に抗して前記管を前記穴から引き抜く抜管装置におい
て、前記穴から突出し、径の拡大された先端部分を有す
る前記管を引き抜きの対象とし、前記管の移動方向に対
してチャックの上流側に、前記管が通過する絞り機構を
備え、前記管の引き抜きに際して、前記絞り機構との間
に働く絞り反力に抗して前記管を通過させ前記先端部分
の径を前記チャックでクランプ可能な径に絞ることを特
徴とする。

【００１４】管が絞り機構を通過することによりによ
り、管の先端部分で径が拡大された部分が絞られ、管径
をチャックがクランプすることが可能な値、すなわちチ
ャックの最大クランプ径以下で最小クランプ径以上に減
少させることができる。絞り反力に抗する力、即ち絞り
反力より大きい力が管に付与されるので、管は絞り機構
を通過することができる。絞り機構はチャックの上流に
あるので、管の径が拡大された部分は径がクランプ可能
な径に絞られてから、チャックによってクランプされ
る。

【００１５】前記課題を解決するため、本願に係る第２
の発明の抜管装置は、前記絞り機構が貫通孔を有し、前
記管が前記貫通孔を通過することにより前記径拡大部が
絞りを受ける。

【００１６】前記課題を解決するため、本願に係る第３
の発明の抜管装置は、前記貫通孔が、前記管の移動方向
に対して径が徐々に縮小する断面円形の形状を有する。

【００１７】管の軸方向に向かって繰り返し往復運動可
能に管に係合する軸芯にくびれ部を形成し、このくびれ
部のくびれ深さを管の先端部の最大管径との関係で、こ
の先端部が内側方に曲折された状態でこの先端部を収納
することができる深さとして設定することにより、絞り
機構を通過しながら絞りを受けた管の先端部を内側方に
曲折されてくびれ部内側に収納し、確実に管先端部をコ
レットチャックを通過するようにすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図５を参照して、本発明に
よる実施の形態にかかる抜管装置を説明する。図１は構
造物である熱交換器の管板５に当接された抜管装置の部
分断面を、図２は絞り機構としてのカラー６の部分断面
図を示す。抜管装置１本体は従来と同様の構造を有し、
図５にその全体の外観を示す。図に示されるように抜管
装置１は、管４の軸方向にタンデムに配置され、夫々管
４の軸方向に向かって繰り返し往復運動をするピストン
ロッドを備えた第一及び第二の油圧ピストンシリンダ装
置から構成されるシリンダユニット１００と、第一及び
第二の油圧ピストンシリンダ装置の夫々のピストンロッ
ドと管４との軸方向の相対移動をピストンロッドが管引
き抜き方向へ移動するときのみ阻止してピストンロッド
による引き抜き力を管４に伝達する一方向性の第一及び
第二の油圧クランプ装置と、第一及び第二の油圧ピスト
ンシリンダ装置の各ピストンロッドが互いに同期して繰
り返し往復運動をするように第一及び第二の油圧ピスト
ンシリンダ装置を駆動するコントロールユニット１０１
を備える。

【００１９】油圧シリンダ装置のクランプ部であるコレ
ットチャック２の開閉動作によって、管４に係合され連
結された軸芯３または管４自体のクランプ及び開放がな
される。管４は管板５に加工された貫通孔に挿入された
後、管板５に挿入された部分の内周部が拡管加工を受け
る。

【００２０】また、管４は管板５から突き出た部分に、
ベルマウス加工を受けたベルマウス部である先端部４ａ
を有する。この部分はベルマウス部の代わりにフレア加
工を受けたフレア部であってもよい。ベルマウス部、及
びフレアー部は径拡大部であって、それぞれベルマウス
状及びフレアー状に径が拡大されている。

【００２１】抜管装置１の先端にねじ固定されているカ
ラー６は、カラー内輪７とカラー外輪８から構成され
る。カラー内輪７は、管板５と接する側に圧接部１２が
設けられた中空構造であり、この中空部を図示しないピ
ストンロッドに直接又は間接に駆動連結された軸芯３及
び管４が通過する。この中空部には絞り機構を構成する
絞りテーパ孔１３が設けられており、この絞りテーパ孔
１３は、断面円形のテーパ形状を有してその入口から出
口に向かって内径が徐々に減少している。また、その出
口には室１４が設けられている。

【００２２】カラー内輪７の圧接部１２とは反対側の端
部、即ち室１４の外周部９にはねじが加工されている。
このねじにカラー外輪８の中空部の先端部分の内周部に
加工されたねじが螺合される。カラー外輪８の中空部に
は、内側にブラシの付いた内巻きブラシ１５及び内側に
刃を有する金属スクレーパ１６が収納されている。カラ
ー外輪８の中空部の略中央には貫通孔を有する壁１０が
設けられており、内巻きブラシ１５と金属スクレーパ１
６は外周部９と壁１０に挟まれて配置されている。軸芯
３及び管４は絞りテーパ孔１３、内巻きブラシ１５、金
属スクレーパ１６の順で通過する構造となっている。

【００２３】図３（Ａ）に示されるように軸芯３の先端
部３ａは、先端から径が徐々に増加する細いテーパ形状
であり、係合ねじ溝３ｂが加工されている。係合ねじ溝
３ｂのねじの形状は、軸芯３の長手方向中心軸に直角な
平面内にある何条もの溝が輪状に平行に加工されている
ものであり、引き抜き方向に関して管３内面に喰い込ま
せることができる。この構造を図３（Ｂ）に示す。軸芯
３は先端部３ａの次にくびれ部３ｄを有し、さらにスト
レート部３ｅを有し、ストレート部３ｅ外周に先端部と
同様に係合ねじ溝３ｂが加工されている。

【００２４】引き抜く管４のベルマウス形状の先端部４
ａの最大管径は、コレットチャック２の最大クランプ径
より大きいため、この部分を直接クランプすることがで
きない。よって、軸芯３の先端部３ａを管４の端部内周
面にねじ込み、軸芯３のストレート部３ｅをコレットチ
ャック２によりクランプする。前記くびれ部３ｄのくび
れ深さは引き抜く管４のベルマウス形状の先端部４ａの
最大管径との関係で、この先端部４ａが内側方に曲折さ
れた状態でこの先端部４ａを充分に収納することができ
る深さとして設定される。

【００２５】軸芯３の先端部３ａの最大外径は管４の内
周面の内径より僅かに大きくなっているので、軸芯３の
先端部３ａは最大外径部まで管内部に挿入すれば、この
部分の係合ねじ溝３ｂは管内周面に食い込む。軸芯３の
後端部に設けられているシャンク部３ｃに回転トルクを
与えて回転することにより、軸芯３の先端部３ａを管内
部に容易に押し込むことができる。

【００２６】本抜管装置１は、軸芯３及び管４を油圧ピ
ストンシリンダ装置からの引き抜き力によって軸方向に
移動させるのであるが、軸芯３及び管４を移動をさせる
にあたり、前述のようにまずコレットチャック２によっ
て軸芯３のストレート部３ｅの外周の係合ねじ溝３ｂが
加工されたねじ部をクランプする。軸芯３のストレート
部３ｅの外径はコレットチャック２の最大クランプ径よ
り小さく、最小クランプ径より大きいのでコレットチャ
ック２はこのストレート部３ｅをクランプすることがで
きる。図４（Ａ），（Ｂ）には本実施の形態に示すコレ
ットチャック２の詳細を示す。図に示す様にコレットチ
ャック２の管４または軸芯３の外周部と接触する箇所に
は軸芯３のストレート部３ｅと同様のねじ溝２ａが加工
されている。

【００２７】よって、コレットチャック２がストレート
部３ｅをクランプするとコレットチャック２のネジ溝が
ストレート部３ｅのねじ溝に係合する。駆動装置がコレ
ットチャック２を引き抜き方向に移動させると、コレッ
トチャック２のねじ溝が軸芯３のストート部３ｅのねじ
溝に係合しているので、軸芯３ｅはこの方向に移動す
る。軸芯３が移動すると、軸芯３の先端部３ａのねじ溝
が管内周面に食い込んで係合しているので管４も同様に
移動する。管４を移動させるためには、管４と管４が嵌
合された管板５の貫通孔との間に働く引き抜き反力より
も大きい力でコレットチャック２を移動させなければな
らない。

【００２８】この移動にともなってまず軸芯３が絞りテ
ーパ孔１３、内巻きブラシ１５、金属スクレーパ１６を
この順序で通過する。軸芯３の先端部３ａの最大外径及
びストレート部３ｅの外径は、絞りテーパ孔１３、内巻
きブラシ１５および金属スクレーパ１６の各最小内径よ
り僅かに小さいので、軸芯３は絞りテーパ孔１３、内巻
きブラシ１５、金属スクレーパ１６をスムーズに通過す
る。

【００２９】しかし、管４の先端部４ａはその外径が絞
りテーパ孔１３、内巻きブラシ１５および金属スクレー
パ１６の各最小内径より大きいので通過することはでき
ない。よって、スムーズに通過させるためには、この先
端部４ａを絞りテーパ孔１３を通過させてその外径を前
記各最小内径以下に絞る必要がある。管４の先端部４ａ
が絞りテーパ孔１３を通過するためには、コレットチャ
ック２を絞り反力よりも大きい力で移動させなければな
らない。

【００３０】コレットチャック２は管４を引き抜いて所
定の距離移動した後、軸芯３をアンクランプして、クラ
ンプした状態で移動して来た距離と同じ距離を戻る。そ
して、再度その位置で軸芯３をクランプして同様の動作
を繰り返すので、管４は徐々に引き抜かれることにな
る。この動作は後述のようにコレットチャック２が管４
をクランプして管４を引き抜いている場合も同様であ
り、所定の距離移動した後、管４をアンクランプして、
クランプした状態で移動して来た距離と同じ距離を戻
り、再度その位置で管４をクランプして同様の動作を繰
り返す。

【００３１】軸芯３が絞りテーパ孔１３、内巻きブラシ
１５、金属スクレーパ１６を通過した後に、今度は管４
が同様に絞りテーパ孔１３、内巻きブラシ１５、金属ス
クレーパ１６を通過する。絞りテーパ孔１３の最大径部
は、管４の径拡大部すなわち先端部４ａの径より大きい
ので、管４は絞りテーパ孔４へ導かれる。絞りテーパ孔
１３はテーパ形状であり、その入口から出口に向かって
内径が徐々に減少している。さらに管４は絞り反力より
大きい力で移動させられている。よって、管４の先端部
４ａは絞りテーパ孔１３を通過しながら、徐々にその外
径を減少させ絞りを受け、内巻きブラシ１５、金属スク
レーパ１６をその外周部を接触させながら通過できる外
径となるまで絞られる。ここで軸芯３の先端部３ａとス
トレート部３ｅとの間のくびれ部３ｄのくびれ深さは、
前述したように管４のベルマウス形状の先端部４ａが内
側方に曲折された状態でこの先端部４ａを充分に収納す
ることができる深さとして設定されているので、絞りテ
ーパ孔１３を通過しながら絞りを受けた先端部４ａは内
側方に曲折される結果、くびれ部３ｄ内側に収納され
る。なお、絞り機構の絞り部の形状はテーパ形状だけで
はなく、内径が始めは徐々に減少に次第に径の減少率が
大きくなる形状のもの、内径が始めは大きく減少し次第
に径の減少率が小さくなっていく形状のものなどでもよ
い。

【００３２】絞りテーパ孔１３を通過した管がさらに内
巻きブラシ１５及び金属スクレーパ１６をその外周部を
接触させながら通過することによりその外周部に付着し
た異物が剥離する。内巻きブラシ１５が管４の外周面を
擦ってある程度の付着物を剥離させ、次に内巻きブラシ
１５では容易に剥離されなかった異物が管外周部に付着
していても金属スクレーパ１６によって強制的に剥離さ
せられる。

【００３３】金属スクレーパ１６を通過した管４はさら
に軸方向に移動させられ、コレットチャック２に到達す
る。ここまでは軸芯３のストレート部３ｅがコレットチ
ャック２によってクランプされてきたが、ここからは管
４の先端部４ａの外周部が次に先端部４ａ以外の外周部
が軸芯３のストレート部３ｅに代わってクランプされ
る。管４の外径部は管の全長にわたりねじは加工されて
いないが、管４の引き抜き反力は通常その初期値、すな
わち引き抜きが開始されるときが最大であり、引き抜き
が開始された後はその値が下がるので、ねじの加工され
ていない管４の外周部をクランプすることによって管４
の引き抜きを続行することができる。

【００３４】管４の径が拡大されていない部分の外径
は、コレットチャック２の最大クランプ径より小さく、
最小クランプ径より大きく、管４が内巻きブラシ１５及
び金属スクレーパ１６を通過するときに、その外周部を
接触させながら通過するような値である。また、絞り機
構のみでは管４の先端部４ａを確実に絞ってコレットチ
ャック２を通過させることはできない。しかし、前述し
たように軸芯３の先端部３ａとストレート部３ｅとの間
のくびれ部３ｄのくびれ深さは、前述したように管４の
ベルマウス形状の先端部４ａが内側方に曲折された状態
でこの先端部４ａを充分に収納することができる深さと
して設定されているので、絞りテーパ孔１３を通過しな
がら絞りを受けた先端部４ａは内側方に曲折される結
果、くびれ部３ｄ内側に収納されてコレットチャック２
を通過させることができる。

【００３５】

【発明の効果】上述のように本発明の抜管装置によれ
ば、引き抜く管の先端部の、例えばベルマウス加工部や
フレア加工部などの径の拡大部を引き抜くに際して、拡
大部の径を絞ることができるので、ベルマウス加工部や
フレア加工部を切断して処理する工程を省くことがで
き、引き抜き作業工期を短縮することができる。また、
切断などの切り粉の発生がないため、清掃などの後処理
が楽であり、作業環境が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による実施の形態にかかる抜管装置
の部分断面図である。

【図２】 図１の抜管装置に取り付けられるカラーの部
分断面図である。

【図３】 （Ａ）は、図１の抜管装置に使用される軸芯
の平面図である。そのストレート部の中央を二点鎖線に
より省略する。（Ｂ）は（Ａ）のＢ部の拡大図であり、
軸芯の係合ねじ溝の形状を示す。

【図４】（Ａ）は図１の抜管装置のコレットチャックの
断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のコレットチャックのV-
V断面図である。

【図５】 図１の抜管装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【図６】 従来の抜管装置の構成を示す断面図である。

【図７】 従来の抜管装置の構成を示す切欠断面図であ
る。

【図８】 従来の抜管装置の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 抜管装置 ２ コレットチャック ３ 軸芯 ３ａ 先端部 ３ｂ 係合ねじ溝 ３ｃ シャンク部 ３ｄ くびれ部 ３ｅ ストレート部 ４ 管 ４ａ 先端部 ５ 管板 ６ カラー ７ カラー外輪 ８ カラー内輪 ９ 外周部 １０ 壁 １２ 圧接部 １３ 絞りテーパ孔 １４ 室 １５ 内巻きブラシ １６ 金属スクレパ １００ シリンダユニット １０１ コントロールユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物に形成された穴に嵌合された管
   を、チャックを介して軸方向に移動させることにより、
   前記穴との間に働く引き抜き反力に抗して前記管を前記
   穴から引き抜く抜管装置において、 前記穴から突出し、径の拡大された先端部分を有する前
   記管を引き抜きの対象とし、 前記管の移動方向に対してチャックの上流側に、前記管
   が通過する絞り機構を備え、 前記管の引き抜きに際して、前記絞り機構との間に働く
   絞り反力に抗して前記管を通過させ前記先端部分の径を
   前記チャックでクランプ可能な値まで絞ることを特徴と
   する抜管装置。
2. 【請求項２】 前記絞り機構が貫通孔を有し、前記管が
   前記貫通孔を通過することにより前記先端部分が絞りを
   受ける請求項１に記載の抜管装置。
3. 【請求項３】 前記貫通孔が、前記管の移動方向に対し
   て径が徐々に縮小する断面円形の形状を有する請求項２
   に記載の抜管装置。
4. 【請求項４】 管の軸方向に向かって繰り返し往復運動
   可能に管に係合する軸芯がくびれ部を有する請求項１〜
   請求項３の何れか一に記載の抜管装置。
5. 【請求項５】 前記くびれ部のくびれ深さは管の先端部
   の最大管径との関係で、この先端部が内側方に曲折され
   た状態でこの先端部を収納することができる深さとして
   設定される請求項４記載の抜管装置。