JPS63149021A - 内管挿入方式による二重管ベンドの製造方法及び装置 - 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】 〔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ペ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っている。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っている。特に
溶接箇所が多いため１品質の確保に多大の注意が必要で
あった。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、場合によっ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った。

従って、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１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ば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、１容１妾部が少なく、品質精度の優れた二重
管ベントを直管部を含めて容易に￥Ｊ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！　＋ｌＬ径に
曲げられた内管の曲′０中心を、曲げられろへき外管の
前ｚシ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１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、外管が内管に沿って塑性加工され、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、内管はベント部
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ＷＡ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のピボット２４と同
位置になるよう配置されている。而して、前記内管】０
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。

管受はローラ１８と、１ｒ？受はローラ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」−を移動する押出装
置３６により矢印の方向に移動され、ガイトローラ３８
によって内管ｌＯに外挿するよう案内される。

また、内管ｌＯ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ット板４２と、外
管２８の内周面を転勤するローラ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によって外管２８は内管ｌＯ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１４はシリンダ２０によっ
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によって移動され、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によっ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２
８は局部的に曲げ加ｒ、温度に達すると、押出ＪＡ置３
６が推進を始め、外管２８を徐々に押し出すことによっ
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って徐々に回動して、外管２
８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、マグネット板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ｌＯの端部を保持する管押え、２２は曲げア
ームを示し、ピボット２４を中心に回動可能とする。２
６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−１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に沿って、押出装置３６で押
出される。３８は外管２８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ｌＯ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
結された固定ロッド、　５０は固定ロット１８を伸縮す
るスペーサ調整ハンドルを示す。

５２は内管ｌＯを冷却する内管冷却ジャケット、５４は
内管冷却ジャケット５２を内管内で支持するジャケット
保持板、５６は内管冷却ジャケット５２の位置を調整す
るジャケット調整ハンドル、５８は冷却材を供給する冷
却ロット、　６０は外管２８を内管１０によって妨害さ
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３４によっ
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によって誘導さ
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
って外管２８に強固に固着させた後、クランプライナ６
０をアー１１クシンプ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ｌＯ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１０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ｌＯは、その曲率中心が曲げアーム２２の回転ピボ
ット２４と一致し、且つ一端が１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ッド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。

冷却ロッド５８に連結され、内管１０内に位置したジャ
ケット保持板５４及び内管冷却ジャケット５２はジャケ
ット調整ハンドル５６を操作して内管１０内の正確な部
位に置かれ、擦過等によっ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１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９曲り部に沿って徐々に回動し、外管加熱部が連
続的に塑性変形しながら、外管２８は内管１０と略同心
状態で曲げ込まれてゆく。

なお、内管ｌＯ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６０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Ｉ４
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＋Ｅ確な加工を実現できる。

固定ロット４８をフレキシブルな素材で構成し、又は冷
却ロッド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
ントを製作する場合について述べる。

内管　５ＵＳ３０４Ｌ　　１２１３　　スケジュール１
２０外管　５ＵＳ３０４　１４［３スケジュール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０点付近を第５図に示す管押え１２で支持し、第９
図に示すＡ端部を曲げアーム２２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、６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０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１
０４と接触する点Ｃまで推進する。

すべての曲げが終わった後、外管１０４．１０６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トを製作する場合について述
べる。

内管　５ＴＰ０３８　　４Ｂ　　スケジュール８０外管
　５ＴＰＹ　４１　１４Ｂ　　スケジュール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１１２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１１６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、熱膨張によって、内管１１
２．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、各方面にわたって広範囲な活用
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って曲げ終ったときの全体図、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。　
１０．１０２．１１２・・・内管、２２・・・曲げアー
ム、２４・・・回転ピボット、２６・・・クランプ、２
８゜１０４、１０６．１０８．１１６・・・外管、３０
・・・高周波加熱コイル、３１・・・冷却媒体、３６・
・・押出装置、３８・・・ガイトローラ、４０・・・ス
ペーサ装置、４４・・・ローラ、５ｏ・・・スペーサ調
整ハンドル、５２・・・内管冷却ジャケット、５６・・
・冷却ジャケット調整ハンドル、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。