液相拡散接合における被接合材のクランプ装置
【課題】 被接合材の両端部に他の２つの被接合材の端部をそれぞれ接合する接合作業の総合的な効率を向上させ、接合作業コストの低減を可能とする、液相拡散接合における被接合材のクランプ装置を提供する。
【解決手段】 第１の被接合材２２を把持する第１把持部１０ｄと、第２の被接合材２１を把持する第２把持部１０ａと、第３の被接合材２３を把持する第３把持部１０ｂと、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部１０ｃとを備えている。第１把持部１０ｄは連結部１０ｃに沿って往復移動可能に支持されている。第３把持部１０ｂは連結部１０ｃとの間の距離を可変となす距離調整機構部１０ｅを介して連結部１０ｃにより支持されている。距離調整機構部１０ｅは、一端部を第３把持部１０ｂに接続されたアーム１０ｅ’と、アーム１０ｅ’の位置を固定するために連結部に取り付けられたアーム固定手段１０ｅ”とを含む。
【解決手段】 第１の被接合材２２を把持する第１把持部１０ｄと、第２の被接合材２１を把持する第２把持部１０ａと、第３の被接合材２３を把持する第３把持部１０ｂと、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部１０ｃとを備えている。第１把持部１０ｄは連結部１０ｃに沿って往復移動可能に支持されている。第３把持部１０ｂは連結部１０ｃとの間の距離を可変となす距離調整機構部１０ｅを介して連結部１０ｃにより支持されている。距離調整機構部１０ｅは、一端部を第３把持部１０ｂに接続されたアーム１０ｅ’と、アーム１０ｅ’の位置を固定するために連結部に取り付けられたアーム固定手段１０ｅ”とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラント等のボイラ内部において熱交換のために使用される通液配管を形成している管状部材等の損傷部分の補修の際に、切除された当該損傷部分に代わって新規管状部材等を接合するのに適用可能な液相拡散接合の技術に属するものであり、特に、本発明は液相拡散接合における被接合材のクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントや化学プラントなどの各種プラントの密集した配管（例えば、ボイラ用の高温環境下で使用される鋼製の配管）を形成する管状部材の損傷部分を補修する方法として、当該損傷部分を切除し、その部分にほぼ同等な寸法で同等な材質の新規管状部材を液相拡散接合することがなされている。この接合に先立ち、新規管状部材の両端部及びこれらに接合される既設管状部材の切断端部に開先加工が施される。また、接合時には、新規管状部材と既設管状部材との互いに接合される端部である接合端部及びこれらの間に配置される接合材料（例えば、鋼に硼素（Ｂ）等を添加することにより低融点化したアモルファスシート）からなる接合部分に対して加熱及び加圧がなされる。
【０００３】
以上のような新規管状部材の両端部とそのそれぞれに対向して配置された既設管状部材の端部との従来の液相拡散接合では、例えば特許第３２７６５１３号公報（特許文献１）及び特開平９−２４２７２５号公報（特許文献２）に記載されているように、新規管状部材の一方の端部についての接合を完了した後に他方の端部についての接合を行っている。
【特許文献１】特許第３２７６５１３号公報
【特許文献２】特開平９−２４２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び２に記載のように、新規管状部材の各端部についての接合に際しては、新規管状部材の端部と既設管状部材の端部とを整列させるために、新規管状部材と既設管状部材とをそれぞれ把持する把持部を備えたクランプ装置が使用される。
【０００５】
管状部材の上記切除される損傷部分及びそれに連なる部分が直線状で、従って、上記新規管状部材の各端部についての接合に際して使用される新規管状部材及び既設管状部材の端部が直線状である場合には、クランプ装置としては、新規管状部材とその一方の端部に対向配置される既設管状部材の端部とが一直線上に同軸状に整列するように新規管状部材及び既設管状部材を把持するものを用いることができる。これにより、新規管状部材の一方の端部と一方の既設管状部材の端部との接合即ち第１回目の接合を完了した時の、第２回目の接合のための新規管状部材の他方の端部と他方の既設管状部材の端部との整列は良好なものとなる。
【０００６】
しかるに、管状部材の上記切除される損傷部分及びそれに連なる部分は、直線状の場合のみならず、曲線状たとえば円弧状の場合もある。そのような場合には特に、新規管状部材の一方の端部と一方の既設管状部材の端部との接合（第１回目の接合）を完了した時の、第２回目の接合のための新規管状部材の他方の端部と他方の既設管状部材の端部との整列状態が良好でなくなりやすい。そのような場合には、従来のクランプ装置では、第２回目の接合のための新規管状部材と既設管状部材とのクランプ装置による把持の作業は、新規管状部材の端部と既設管材の端部との整列状態が良好になるようにこれら管状部材の端部同士の位置関係を調節した上でクランプ装置をセットすることが必要になることから、面倒なものとなる。
【０００７】
このように、従来のクランプ装置では、新規管材の一方の端部についての接合及び他方の端部についての接合の総合的な作業効率が十分とはいえない。
【０００８】
本発明は、上記の様な技術的課題を解決し、特に被接合材の両端部に他の２つの被接合材の端部をそれぞれ接合する接合作業の総合的な効率を向上させ、もって接合作業コストの低減を可能とする、液相拡散接合における被接合材のクランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合し、更に前記第１の被接合材の前記第１の接合端部とは反対側の第３の接合端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する際に、前記第１の被接合材を前記第２の被接合材に対して位置決めして保持し更に前記第３の被接合材に対して位置決めして保持するクランプ装置であって、
前記第１の被接合材を把持する第１把持部と、前記第２の被接合材を把持する第２把持部と、前記第３の被接合材を把持する第３把持部と、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部とを備えており、
前記連結部に対する前記第１把持部の取り付け位置は、前記連結部に対する前記第２把持部の取り付け位置と前記連結部に対する前記第３把持部の取り付け位置との間にあり、
前記第３把持部は前記連結部との間の距離を可変となす距離調整機構部を介して前記連結部により支持されていることを特徴とするクランプ装置、
が提供される。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記第１把持部は前記連結部に沿って往復移動可能に支持されている。本発明の一態様においては、前記連結部は直線状をなしている。本発明の一態様においては、前記第１把持部、前記第２把持部及び前記第３把持部は、前記連結部の延在する面と直交する方向の周りでそれぞれ回動可能なように前記連結部により支持されている。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記距離調整機構部は、一端部を前記第３把持部に接続されたアームと、該アームの位置を固定するために前記連結部に取り付けられたアーム固定手段とを含んでなる。本発明の一態様においては、前記アーム固定手段に対して前記アームをその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段が設けられており、前記アームには前記駆動手段と係合する係合部が設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明のクランプ装置においては、第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合する第１回目の接合の際に、第１把持部により第１の被接合材を把持し且つ第２把持部により第２の被接合材を把持すると共に、第３把持部を第３の被接合材に適合させておくことができるので、第１の被接合材の第３の端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する第２回目の接合の際には、直ちに第１把持部により第１の被接合材を把持し且つ第３把持部により第２の被接合材をその接合端部が第１の接合材と整列するようにして把持することができる。かくして、第１回目の接合を完了した時の第２回目の接合のための第１の被接合材の第３の接合端部と第３の被接合材の第４の接合端部との整列状態が良好でない場合においても、距離調整機構部により第３把持部と連結部との間の距離を適宜変化させることで容易に整列状態を良好にすることができ、第２回目の接合のためのクランプ作業の効率が高められ、もって総合的な接合作業効率が改善され、接合時間の短縮及び接合作業コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明による液相拡散接合における被接合材のクランプ装置の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図９はクランプ装置の使用状態即ちこのクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【００１５】
図１（ａ）及び図１（ｂ）にそれぞれ正面及び側面を示すように、火力発電プラントのボイラ内部には熱交換用の通水配管を形成する壁状に密集配置されて大略上下方向に延びる複数の管材３０が設けられている。管材３０は、例えば炭素鋼からなる。管材は直線状に延びた部分や曲線状たとえば円弧形状に延びた部分がある。本実施形態では、曲線状に延びた管材部分に経時劣化による損傷部分３１が発生した場合につき説明する。
【００１６】
図２に示されるように、損傷部分のある管材につき、損傷部分３１を切除することにより管材３０が分断される。分断された管材３０の２つの部分により、既設管材２１，２３が形成される。これらの既設管材はいずれもその端部及びその近傍が曲線状をなしている。下側の既設管材２１の上向き端面２１ａ及び上側の既設管材２３の下向き端面２３ａに対して、接合のための所要の表面粗さに仕上げる開先加工を施す。これらの既設管材２１，２３の端面２１ａ，２３ａは、それぞれ当該位置における管材の中心線の曲線形状の方向（即ち管材の延在方向）に対して略直交するように、形成される。
【００１７】
次に、図３に示されるように、切除された損傷部分３１と同等な寸法で欠陥のない新規管材２２を用意し、その両端面に対して接合のための所要の表面粗さに仕上げる開先加工を施す。この新規管材２２は直線形状をなしている。新規管材２２の両端面は管材の中心線の方向（即ち管材の延在方向）に対して略直交するように、形成される。但し、新規管材２２の中心線に沿った長さは既設管材２１，２３の端面２１ａ，２３ａの位置での管材中心の間の距離より常温において僅かに［例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度］短いものとする。以上のように、切除された管材損傷部分が曲線状であっても、新規管材としては近似的に直線状のものを使用することができる。これは、切除される損傷部分３１の長さ及びその曲線形状の曲率が、直線状の新規管材を使用したとしても切除された曲線状管材損傷部分の場合とそれほど通水特性に変わりがないような程度であることに基づく。このように、直線状の新規管材２２を使用することで、わざわざ所要の長さ及び曲率の曲線状の管材を作製することなく、一般的な直線状の管材を所要の長さに切断したものを使用することができる。
【００１８】
そして、新規管材２２の下向き端面と既設管材２１の上向き端面とを液相拡散接合により接合する第１回目の接合を行い、更に新規管材２２の上向き端面と既設管材２３の下向き端面とを液相拡散接合により接合する第２回目の接合を行う。
【００１９】
ここで、本実施形態の液相拡散接合に使用される接合装置につき説明する。図１０は、本発明によるクランプ装置を含む接合装置の構成の概略を示すブロック図である。
【００２０】
本実施形態の液相拡散接合装置は、第１の加熱装置としての抵抗加熱装置１、第２の加熱装置としての高周波加熱装置２、温度検知手段としての温度センサ４、加圧力検知手段としての加圧力センサ６及び制御装置８を備えている。抵抗加熱装置１は、電源１ａと発熱抵抗体１ｂとを有する。高周波加熱装置２は、高周波電源２ａと整合トランス２ｂと高周波加熱コイル２ｃとを有する。電源１ａ及び高周波電源２ａは制御装置８から発せられる駆動信号により動作の制御を受ける。電源１ａの電力は発熱抵抗体１ｂに供給され、高周波電源２ａの電力は整合トランス２ｂを経て高周波加熱コイル２ｃに供給される。発熱抵抗体１ｂ、高周波加熱コイル２ｃ、温度センサ４、加圧力センサ６、及び保持手段としてのクランプ装置１０更には付勢手段としての油圧シリンダ１１を含んで接合ヘッド１２が構成される。
【００２１】
以上のような抵抗加熱装置１、高周波加熱装置２、温度センサ４、加圧力センサ６及び油圧シリンダ１１としては、従来知られているものを使用することができる。
【００２２】
制御装置８は、温度センサ４により検知される温度の信号及び加圧力センサ６により検知される加圧力の信号が入力され、これに基づき抵抗加熱装置１、高周波加熱装置２及び油圧シリンダ１１に駆動信号を出力する。
【００２３】
クランプ装置は、図３他に示されるように、第１の被接合材としての新規管材２２を把持する第１把持部１０ｄと、第２の被接合材としての既設管材２１を把持する第２把持部１０ａと、第３の被接合材としての既設管材２３を把持する第３把持部１０ｂと、これら第１把持部〜第３把持部を支持する直線状の連結部１０ｃとを備えている。連結部１０ｃに対する第１把持部１０ｄの取り付け位置は、連結部１０ｃに対する第２把持部１０ａの取り付け位置と連結部１０ｃに対する第３把持部１０ｂの取り付け位置との間にある。
【００２４】
第１把持部１０ｄは、図３における紙面（即ち、連結部１０ｃの延在する面）と垂直な方向の回動中心の周りで回動可能なように基部１０ｄ’に取り付けられており、該基部１０ｄ’が連結部１０ｃに取り付けられている。この基部１０ｄ’の取り付けは、図１１及び図１２に示されているように、連結部１０ｃにその延在方向に沿って形成されたガイド溝１０ｃ’に対して摺動可能なようになされている。即ち、第１把持部１０ｄは連結部１０ｃに沿って往復移動可能に支持されている。
【００２５】
図１１に示されているように、連結部１０ｃに適宜の位置にて取り付けられた付勢手段としての油圧シリンダ１１のピストンロッド１１’の作用端が、基部１０ｄ’に係合されており、油圧シリンダ１１を作動させることで基部１０ｄ’を矢印で示すように第２把持部１０ａの方へと付勢することができる。尚、基部１０ｄ’とピストンロッド１１’との係合は所望により適宜解除することができ、従って基部１０ｄ’及び第１把持部１０ｄはガイド溝１０ｃ’に沿って、油圧シリンダ１１とは無関係に適宜の位置にて新規管材を把持することができる。
【００２６】
基部１０ｄ’及びガイド溝１０ｃ’の適合部分の断面形状を図１２に示すようにすることで、基部１０ｄ’をガイド溝１０ｃ’に対して溝長手方向のみならず溝深さ方向にも適宜の範囲にわたって移動可能なようにすることができる。即ち、基部１０ｄ’の底部に溝幅方向に外方へと突出する突出部１０ｄ”を形成しておき、ガイド溝１０ｃ’の開口部近傍に溝幅方向に内方へと突出する突出部１０ｃ”を形成しておき、これら突出部１０ｄ”，１０ｃ”同士が互いに最も遠くにある位置から当接する位置まで、基部１０ｄ’を溝深さ方向に移動させることができる。これとは異なり、突出部１０ｄ”，１０ｃ”をこれら同士が常時当接するような位置に設けることで、溝深さ方向の相対移動を生じないようにすることもできる。
【００２７】
第２把持部１０ａは、図３における紙面と垂直な方向の回動中心の周りで回動可能なように基部１０ａ’に取り付けられており、該基部１０ａ’が連結部１０ｃに固定されている。
【００２８】
第３把持部１０ｂは、連結部１０ｃとの間の距離を可変となす距離調整機構部１０ｅを介して連結部１０ｃにより支持されている。距離調整機構部１０ｅは、一端部を第３把持部１０ｂに接続されたアーム１０ｅ’と、該アーム１０ｅ’の位置を固定するために連結部１０ｃに取り付けられたアーム固定手段１０ｅ”とを含んでなる。所望の位置に配置されたアーム１０ｅ’をアーム固定手段１０ｅ”で固定することにより、該アーム１０ｅ’の先端に取り付けられた第３把持部１０ｂの連結部１０ｃからの距離を適宜の値に設定することができる。アーム１０ｅ’は、図示されているような円弧形状をなすものであってもよいし、単純な直線状のものであってもよい。
【００２９】
アーム固定手段１０ｅ”に対して、アーム１０ｅ’をその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段を設けておくことができる。このような駆動手段としては、図１３に示すようなものが例示される。即ち、アーム１０ｅ’にその延在方向に沿ってラック１０ｅｅ’を形成しておき、これと噛み合うピニオンギヤ１０ｅｅ”をアーム固定手段１０ｅ”に配置し、該ピニオンギヤ１０ｅｅ”をハンドルなどを用いた手動入力またはモータなどを用いた自動入力により回動させることができる。
【００３０】
以上の第１把持部〜第３把持部による管材の把持は、例えば油圧駆動によりなされる。
【００３１】
温度センサ４は、例えば熱電対からなり、第１回目の接合の際には、図３に示されているように、第１及び第２の被接合材としての１対の被接合管材２２，２１のうちの一方である新規管材２２の接合端部の外面に固定しておくことができ、また、第２回目の接合の際には、第１及び第３の被接合材としての１対の被接合管材２２，２３のうちの一方である新規管材２２の接合端部の外面に、固定しておくことができる。加圧力センサ６としては、図３に示されているように、被接合管材２１〜２３のうちの接合に関与する管材の接合端部近傍の外面に付された歪ゲージを用いることができる。加圧力センサ６としてはロードセルを用いることもでき、該ロードセルはクランプ装置１０の適宜の箇所に付設しておくことができる。
【００３２】
さて、第１回目の接合では、先ず、図３に示されるように、第２の被接合材としての既設管材２１と第１の被接合材としての新規管材２２と第３の被接合材としての既設管材２３とを、それぞれクランプ装置の第２把持部１０ａ、第１把持部１０ｄ及び第３把持部１０ｂにより把持する。その際に、新規管材２２の下端部と既設管材２１の上端部とが整列して対向するようにし、また距離調整機構部１０ｅにおいては第３把持部１０ｂがアーム１０ｅ’により把持されるように該アーム１０ｅ’のアーム固定手段１０ｅ”に対する位置が設定される。そして、既設管材２１の上端部と新規管材２２の下端部との間に接合材料としてのアモルファスシートを配置する。アモルファスシートとしては、例えば管材２１，２２，２３と同等な炭素鋼に融点降下元素としてのホウ素（Ｂ）等を添加することにより低融点化したものを使用することができる。アモルファスシートの厚さは例えば２５μｍ程度である。
【００３３】
続いて、図４に示されるように、油圧シリンダ１１を作動させることで基部１０ｄ’に取り付けられた第１把持部１０ｄを第２把持部１０ａの方へと付勢して接合部分に所定範囲内の加圧力を発生させながら、高周波加熱コイル２ｃにより新規管材２２の下端部及び既設管材２１の上端部並びにこれらにより挟持されたアモルファスシートを所定範囲内の温度に加熱する。制御装置８では、温度センサ４により検知される温度及び加圧力センサ６により検知される加圧力が予め設定された範囲内の値を示すように、高周波加熱装置２及び油圧シリンダ１１を制御する。
【００３４】
加熱により、アモルファスシートと、既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部とが溶融せしめられる。即ち、この加熱温度がアモルファスシートの融点以上であることから、アモルファスシートが溶融せしめられ、該アモルファスシート中の融点降下元素であるホウ素が既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部へと拡散する。これにより、既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部の融点が降下して、この加熱温度で溶融せしめられるようになる。しかる後に、ホウ素は既設管材２１及び新規管材２２にて更に拡散し、溶融部分のホウ素濃度が低下する。また、これらと並行して、溶融したアモルファスシート中のホウ素濃度も低下する。これにより、溶融状態にある既設管材２１の上端部、新規管材２２の下端部及びアモルファスシートは、それらの融点が上昇することで、この加熱温度で凝固する。
【００３５】
図４に示されているように、高周波加熱コイル２ｃは、既設管材２１の上端部（第２の接合端部）と、これに対向する新規管材２２の下端部（第１の接合端部）との径方向外方に位置しており、第１及び第２の接合端部に対して高周波誘導による加熱を行うことができる。高周波加熱コイル２ｃは、クランプ装置１０に取り付けられていて、縦方向（上下方向）に延びた分割面により分割された２つの部分からなり、一方の部分に対して他方の部分がヒンジなどにより回動可能に結合されている。従って、接合ヘッド１２を接合のための位置に配置し或いはその位置から退去させる際に、高周波加熱コイル２ｃを管材２１，２２に対して所定の位置に配置し或いは該所定の位置から除去することができる。尚、従来の液相拡散接合装置と同様に、高周波加熱コイル２ｃの周囲にシールドガスを供給する手段を設けておくことができる。
【００３６】
かくして、図５に示されるように、既設管材２１の上端部と新規管材２２の下端部との接合（第１回目の接合）が完了する。
【００３７】
第２回目の接合では、先ず、図６に示されるように、第１把持部１０ｄは、連結部１０ｃの上記ガイド溝１０ｃ’に沿って新規管材２２の上端部の近傍へと移動せしめられ、ここで新規管材２２を把持する。
【００３８】
続いて、図７に示されるように、距離調整機構部１０ｅにおいてアーム１０ｅ’をアーム固定手段１０ｅ”に対して適宜の位置へと移動させることで、第３把持部１０ｂにより把持された既設管材２３の下端部が新規管材２２の上端部と対向するような配置にする。そして、既設管材２３の下端部と新規管材２２の上端部との間に、上記第１回目の接合の場合と同様にして、接合材料としてのアモルファスシートを配置する。
【００３９】
続いて、図８に示されるように、第３把持部１０ｂより下方に位置する新規管材２２の部分に発熱抵抗体１ｂを適用する。発熱抵抗体１ｂは、高周波加熱コイル２ｃと同様に、縦方向（上下方向）に延びた分割面により分割された２つの部分からなり、一方の部分に対して他方の部分がヒンジなどにより回動可能に結合されている。従って、接合ヘッド１２を接合のための位置に配置し或いはその位置から退去させる際に、発熱抵抗体１ｂを被接合材に対して所定の位置に配置し或いは該所定の位置から除去することができる。
【００４０】
発熱抵抗体１ｂを発熱させて新規管材２２を膨張させることで接合部分に所定範囲内の加圧力を発生させながら、高周波加熱コイル２ｃにより新規管材２２の下端部及び既設管材２１の上端部並びにこれらにより挟持されたアモルファスシートを所定範囲内の温度に加熱する。制御装置８では、温度センサ４により検知される温度及び加圧力センサ６により検知される加圧力が予め設定された範囲内の値を示すように、高周波加熱装置２及び抵抗加熱装置１を制御する。
【００４１】
加熱により、アモルファスシートと、既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部とが溶融せしめられる。即ち、上記第１回目の接合の場合と同様に、この加熱温度がアモルファスシートの融点以上であることから、アモルファスシートが溶融せしめられ、該アモルファスシート中の融点降下元素であるホウ素が既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部へと拡散する。これにより、既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部の融点が降下して、この加熱温度で溶融せしめられるようになる。しかる後に、ホウ素は既設管材２３及び新規管材２２にて更に拡散し、溶融部分のホウ素濃度が低下する。また、これらと並行して、溶融したアモルファスシート中のホウ素濃度も低下する。これにより、溶融状態にある既設管材２３の下端部、新規管材２２の上端部及びアモルファスシートは、それらの融点が上昇することで、この加熱温度で凝固する。
【００４２】
かくして、既設管材２３の下端部と新規管材２２の上端部との接合（第２回目の接合）が完了し、図９に示されるように、既設管材２１，２３が新規管材２２を介して連結された形態が得られる。
【００４３】
以上の実施形態では、新規管材として直線状のものを使用しているので、第２回目の接合のために接合端部同士が対向配置された時（図７）に、接合端部の端面同士が非平行になりやすい。そのような場合には、接合端面同士のなす角度が平行に近づくように少なくとも一方の接合端面を再加工してもよい。
【００４４】
また、以上の実施形態では、第１の加熱装置として抵抗加熱装置を使用しているが、本発明においては、第１の加熱装置として上記実施形態での第２の加熱装置と同様な高周波加熱装置を使用してもよい。
【００４５】
以上の実施形態では、第１、第２及び第３の被接合材として鋼からなり且つ管状をなしているものが使用されているが、本発明においては、第１、第２及び第３の被接合材は、鋼以外の金属からなるものであってもよいし、管状以外の例えば棒状をなしているものであってもよい。
【００４６】
更に、以上の実施形態においては、アモルファスシートを第１の被接合材の接合端部と第２または第３の被接合材の接合端部との間に配置する際に、第１〜第３の被接合材の接合端部とは別体の独立したアモルファスシートを配置しているが、本発明においては、アモルファスシートを第１〜第３の被接合材の接合端部の端面に予め接着剤などで接着しておいてもよい。また、接合材料として、第１〜第３の被接合材の接合端部の端面に予め堆積形成したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図２】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図３】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図４】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図５】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図６】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図７】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図８】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図９】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図１０】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合装置の一実施形態の構成の概略を示すブロック図である。
【図１１】第１把持部の基部の連結部への取り付け状態を示す部分断面図である。
【図１２】第１把持部の基部の連結部への取り付け状態を示す部分断面図である。
【図１３】アームの往復移動のための駆動手段を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 抵抗加熱装置
１ａ 電源
１ｂ 発熱抵抗体
２ 高周波加熱装置
２ａ 高周波電源
２ｂ 整合トランス
２ｃ 高周波加熱コイル
４ 温度センサ
６ 加圧力センサ
８ 制御装置
１０ クランプ装置
１０ａ 第２把持部
１０ａ’ 基部
１０ｂ 第３把持部
１０ｃ 連結部
１０ｃ’ ガイド溝
１０ｃ” 突出部
１０ｄ 第１把持部
１０ｄ’ 基部
１０ｄ” 突出部
１０ｅ 距離調整機構部
１０ｅ’ アーム
１０ｅ” アーム固定手段
１０ｅｅ’ ラック
１０ｅｅ” ピニオンギヤ
１１ 油圧シリンダ
１１’ ピストンロッド
１２ 接合ヘッド
２１，２３ 既設管材
２１ａ，２３ａ 既設管材端面
２２ 新規管材
３０ 管材
３１ 管材損傷部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラント等のボイラ内部において熱交換のために使用される通液配管を形成している管状部材等の損傷部分の補修の際に、切除された当該損傷部分に代わって新規管状部材等を接合するのに適用可能な液相拡散接合の技術に属するものであり、特に、本発明は液相拡散接合における被接合材のクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントや化学プラントなどの各種プラントの密集した配管（例えば、ボイラ用の高温環境下で使用される鋼製の配管）を形成する管状部材の損傷部分を補修する方法として、当該損傷部分を切除し、その部分にほぼ同等な寸法で同等な材質の新規管状部材を液相拡散接合することがなされている。この接合に先立ち、新規管状部材の両端部及びこれらに接合される既設管状部材の切断端部に開先加工が施される。また、接合時には、新規管状部材と既設管状部材との互いに接合される端部である接合端部及びこれらの間に配置される接合材料（例えば、鋼に硼素（Ｂ）等を添加することにより低融点化したアモルファスシート）からなる接合部分に対して加熱及び加圧がなされる。
【０００３】
以上のような新規管状部材の両端部とそのそれぞれに対向して配置された既設管状部材の端部との従来の液相拡散接合では、例えば特許第３２７６５１３号公報（特許文献１）及び特開平９−２４２７２５号公報（特許文献２）に記載されているように、新規管状部材の一方の端部についての接合を完了した後に他方の端部についての接合を行っている。
【特許文献１】特許第３２７６５１３号公報
【特許文献２】特開平９−２４２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び２に記載のように、新規管状部材の各端部についての接合に際しては、新規管状部材の端部と既設管状部材の端部とを整列させるために、新規管状部材と既設管状部材とをそれぞれ把持する把持部を備えたクランプ装置が使用される。
【０００５】
管状部材の上記切除される損傷部分及びそれに連なる部分が直線状で、従って、上記新規管状部材の各端部についての接合に際して使用される新規管状部材及び既設管状部材の端部が直線状である場合には、クランプ装置としては、新規管状部材とその一方の端部に対向配置される既設管状部材の端部とが一直線上に同軸状に整列するように新規管状部材及び既設管状部材を把持するものを用いることができる。これにより、新規管状部材の一方の端部と一方の既設管状部材の端部との接合即ち第１回目の接合を完了した時の、第２回目の接合のための新規管状部材の他方の端部と他方の既設管状部材の端部との整列は良好なものとなる。
【０００６】
しかるに、管状部材の上記切除される損傷部分及びそれに連なる部分は、直線状の場合のみならず、曲線状たとえば円弧状の場合もある。そのような場合には特に、新規管状部材の一方の端部と一方の既設管状部材の端部との接合（第１回目の接合）を完了した時の、第２回目の接合のための新規管状部材の他方の端部と他方の既設管状部材の端部との整列状態が良好でなくなりやすい。そのような場合には、従来のクランプ装置では、第２回目の接合のための新規管状部材と既設管状部材とのクランプ装置による把持の作業は、新規管状部材の端部と既設管材の端部との整列状態が良好になるようにこれら管状部材の端部同士の位置関係を調節した上でクランプ装置をセットすることが必要になることから、面倒なものとなる。
【０００７】
このように、従来のクランプ装置では、新規管材の一方の端部についての接合及び他方の端部についての接合の総合的な作業効率が十分とはいえない。
【０００８】
本発明は、上記の様な技術的課題を解決し、特に被接合材の両端部に他の２つの被接合材の端部をそれぞれ接合する接合作業の総合的な効率を向上させ、もって接合作業コストの低減を可能とする、液相拡散接合における被接合材のクランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合し、更に前記第１の被接合材の前記第１の接合端部とは反対側の第３の接合端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する際に、前記第１の被接合材を前記第２の被接合材に対して位置決めして保持し更に前記第３の被接合材に対して位置決めして保持するクランプ装置であって、
前記第１の被接合材を把持する第１把持部と、前記第２の被接合材を把持する第２把持部と、前記第３の被接合材を把持する第３把持部と、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部とを備えており、
前記連結部に対する前記第１把持部の取り付け位置は、前記連結部に対する前記第２把持部の取り付け位置と前記連結部に対する前記第３把持部の取り付け位置との間にあり、
前記第３把持部は前記連結部との間の距離を可変となす距離調整機構部を介して前記連結部により支持されていることを特徴とするクランプ装置、
が提供される。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記第１把持部は前記連結部に沿って往復移動可能に支持されている。本発明の一態様においては、前記連結部は直線状をなしている。本発明の一態様においては、前記第１把持部、前記第２把持部及び前記第３把持部は、前記連結部の延在する面と直交する方向の周りでそれぞれ回動可能なように前記連結部により支持されている。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記距離調整機構部は、一端部を前記第３把持部に接続されたアームと、該アームの位置を固定するために前記連結部に取り付けられたアーム固定手段とを含んでなる。本発明の一態様においては、前記アーム固定手段に対して前記アームをその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段が設けられており、前記アームには前記駆動手段と係合する係合部が設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明のクランプ装置においては、第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合する第１回目の接合の際に、第１把持部により第１の被接合材を把持し且つ第２把持部により第２の被接合材を把持すると共に、第３把持部を第３の被接合材に適合させておくことができるので、第１の被接合材の第３の端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する第２回目の接合の際には、直ちに第１把持部により第１の被接合材を把持し且つ第３把持部により第２の被接合材をその接合端部が第１の接合材と整列するようにして把持することができる。かくして、第１回目の接合を完了した時の第２回目の接合のための第１の被接合材の第３の接合端部と第３の被接合材の第４の接合端部との整列状態が良好でない場合においても、距離調整機構部により第３把持部と連結部との間の距離を適宜変化させることで容易に整列状態を良好にすることができ、第２回目の接合のためのクランプ作業の効率が高められ、もって総合的な接合作業効率が改善され、接合時間の短縮及び接合作業コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明による液相拡散接合における被接合材のクランプ装置の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図９はクランプ装置の使用状態即ちこのクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【００１５】
図１（ａ）及び図１（ｂ）にそれぞれ正面及び側面を示すように、火力発電プラントのボイラ内部には熱交換用の通水配管を形成する壁状に密集配置されて大略上下方向に延びる複数の管材３０が設けられている。管材３０は、例えば炭素鋼からなる。管材は直線状に延びた部分や曲線状たとえば円弧形状に延びた部分がある。本実施形態では、曲線状に延びた管材部分に経時劣化による損傷部分３１が発生した場合につき説明する。
【００１６】
図２に示されるように、損傷部分のある管材につき、損傷部分３１を切除することにより管材３０が分断される。分断された管材３０の２つの部分により、既設管材２１，２３が形成される。これらの既設管材はいずれもその端部及びその近傍が曲線状をなしている。下側の既設管材２１の上向き端面２１ａ及び上側の既設管材２３の下向き端面２３ａに対して、接合のための所要の表面粗さに仕上げる開先加工を施す。これらの既設管材２１，２３の端面２１ａ，２３ａは、それぞれ当該位置における管材の中心線の曲線形状の方向（即ち管材の延在方向）に対して略直交するように、形成される。
【００１７】
次に、図３に示されるように、切除された損傷部分３１と同等な寸法で欠陥のない新規管材２２を用意し、その両端面に対して接合のための所要の表面粗さに仕上げる開先加工を施す。この新規管材２２は直線形状をなしている。新規管材２２の両端面は管材の中心線の方向（即ち管材の延在方向）に対して略直交するように、形成される。但し、新規管材２２の中心線に沿った長さは既設管材２１，２３の端面２１ａ，２３ａの位置での管材中心の間の距離より常温において僅かに［例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度］短いものとする。以上のように、切除された管材損傷部分が曲線状であっても、新規管材としては近似的に直線状のものを使用することができる。これは、切除される損傷部分３１の長さ及びその曲線形状の曲率が、直線状の新規管材を使用したとしても切除された曲線状管材損傷部分の場合とそれほど通水特性に変わりがないような程度であることに基づく。このように、直線状の新規管材２２を使用することで、わざわざ所要の長さ及び曲率の曲線状の管材を作製することなく、一般的な直線状の管材を所要の長さに切断したものを使用することができる。
【００１８】
そして、新規管材２２の下向き端面と既設管材２１の上向き端面とを液相拡散接合により接合する第１回目の接合を行い、更に新規管材２２の上向き端面と既設管材２３の下向き端面とを液相拡散接合により接合する第２回目の接合を行う。
【００１９】
ここで、本実施形態の液相拡散接合に使用される接合装置につき説明する。図１０は、本発明によるクランプ装置を含む接合装置の構成の概略を示すブロック図である。
【００２０】
本実施形態の液相拡散接合装置は、第１の加熱装置としての抵抗加熱装置１、第２の加熱装置としての高周波加熱装置２、温度検知手段としての温度センサ４、加圧力検知手段としての加圧力センサ６及び制御装置８を備えている。抵抗加熱装置１は、電源１ａと発熱抵抗体１ｂとを有する。高周波加熱装置２は、高周波電源２ａと整合トランス２ｂと高周波加熱コイル２ｃとを有する。電源１ａ及び高周波電源２ａは制御装置８から発せられる駆動信号により動作の制御を受ける。電源１ａの電力は発熱抵抗体１ｂに供給され、高周波電源２ａの電力は整合トランス２ｂを経て高周波加熱コイル２ｃに供給される。発熱抵抗体１ｂ、高周波加熱コイル２ｃ、温度センサ４、加圧力センサ６、及び保持手段としてのクランプ装置１０更には付勢手段としての油圧シリンダ１１を含んで接合ヘッド１２が構成される。
【００２１】
以上のような抵抗加熱装置１、高周波加熱装置２、温度センサ４、加圧力センサ６及び油圧シリンダ１１としては、従来知られているものを使用することができる。
【００２２】
制御装置８は、温度センサ４により検知される温度の信号及び加圧力センサ６により検知される加圧力の信号が入力され、これに基づき抵抗加熱装置１、高周波加熱装置２及び油圧シリンダ１１に駆動信号を出力する。
【００２３】
クランプ装置は、図３他に示されるように、第１の被接合材としての新規管材２２を把持する第１把持部１０ｄと、第２の被接合材としての既設管材２１を把持する第２把持部１０ａと、第３の被接合材としての既設管材２３を把持する第３把持部１０ｂと、これら第１把持部〜第３把持部を支持する直線状の連結部１０ｃとを備えている。連結部１０ｃに対する第１把持部１０ｄの取り付け位置は、連結部１０ｃに対する第２把持部１０ａの取り付け位置と連結部１０ｃに対する第３把持部１０ｂの取り付け位置との間にある。
【００２４】
第１把持部１０ｄは、図３における紙面（即ち、連結部１０ｃの延在する面）と垂直な方向の回動中心の周りで回動可能なように基部１０ｄ’に取り付けられており、該基部１０ｄ’が連結部１０ｃに取り付けられている。この基部１０ｄ’の取り付けは、図１１及び図１２に示されているように、連結部１０ｃにその延在方向に沿って形成されたガイド溝１０ｃ’に対して摺動可能なようになされている。即ち、第１把持部１０ｄは連結部１０ｃに沿って往復移動可能に支持されている。
【００２５】
図１１に示されているように、連結部１０ｃに適宜の位置にて取り付けられた付勢手段としての油圧シリンダ１１のピストンロッド１１’の作用端が、基部１０ｄ’に係合されており、油圧シリンダ１１を作動させることで基部１０ｄ’を矢印で示すように第２把持部１０ａの方へと付勢することができる。尚、基部１０ｄ’とピストンロッド１１’との係合は所望により適宜解除することができ、従って基部１０ｄ’及び第１把持部１０ｄはガイド溝１０ｃ’に沿って、油圧シリンダ１１とは無関係に適宜の位置にて新規管材を把持することができる。
【００２６】
基部１０ｄ’及びガイド溝１０ｃ’の適合部分の断面形状を図１２に示すようにすることで、基部１０ｄ’をガイド溝１０ｃ’に対して溝長手方向のみならず溝深さ方向にも適宜の範囲にわたって移動可能なようにすることができる。即ち、基部１０ｄ’の底部に溝幅方向に外方へと突出する突出部１０ｄ”を形成しておき、ガイド溝１０ｃ’の開口部近傍に溝幅方向に内方へと突出する突出部１０ｃ”を形成しておき、これら突出部１０ｄ”，１０ｃ”同士が互いに最も遠くにある位置から当接する位置まで、基部１０ｄ’を溝深さ方向に移動させることができる。これとは異なり、突出部１０ｄ”，１０ｃ”をこれら同士が常時当接するような位置に設けることで、溝深さ方向の相対移動を生じないようにすることもできる。
【００２７】
第２把持部１０ａは、図３における紙面と垂直な方向の回動中心の周りで回動可能なように基部１０ａ’に取り付けられており、該基部１０ａ’が連結部１０ｃに固定されている。
【００２８】
第３把持部１０ｂは、連結部１０ｃとの間の距離を可変となす距離調整機構部１０ｅを介して連結部１０ｃにより支持されている。距離調整機構部１０ｅは、一端部を第３把持部１０ｂに接続されたアーム１０ｅ’と、該アーム１０ｅ’の位置を固定するために連結部１０ｃに取り付けられたアーム固定手段１０ｅ”とを含んでなる。所望の位置に配置されたアーム１０ｅ’をアーム固定手段１０ｅ”で固定することにより、該アーム１０ｅ’の先端に取り付けられた第３把持部１０ｂの連結部１０ｃからの距離を適宜の値に設定することができる。アーム１０ｅ’は、図示されているような円弧形状をなすものであってもよいし、単純な直線状のものであってもよい。
【００２９】
アーム固定手段１０ｅ”に対して、アーム１０ｅ’をその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段を設けておくことができる。このような駆動手段としては、図１３に示すようなものが例示される。即ち、アーム１０ｅ’にその延在方向に沿ってラック１０ｅｅ’を形成しておき、これと噛み合うピニオンギヤ１０ｅｅ”をアーム固定手段１０ｅ”に配置し、該ピニオンギヤ１０ｅｅ”をハンドルなどを用いた手動入力またはモータなどを用いた自動入力により回動させることができる。
【００３０】
以上の第１把持部〜第３把持部による管材の把持は、例えば油圧駆動によりなされる。
【００３１】
温度センサ４は、例えば熱電対からなり、第１回目の接合の際には、図３に示されているように、第１及び第２の被接合材としての１対の被接合管材２２，２１のうちの一方である新規管材２２の接合端部の外面に固定しておくことができ、また、第２回目の接合の際には、第１及び第３の被接合材としての１対の被接合管材２２，２３のうちの一方である新規管材２２の接合端部の外面に、固定しておくことができる。加圧力センサ６としては、図３に示されているように、被接合管材２１〜２３のうちの接合に関与する管材の接合端部近傍の外面に付された歪ゲージを用いることができる。加圧力センサ６としてはロードセルを用いることもでき、該ロードセルはクランプ装置１０の適宜の箇所に付設しておくことができる。
【００３２】
さて、第１回目の接合では、先ず、図３に示されるように、第２の被接合材としての既設管材２１と第１の被接合材としての新規管材２２と第３の被接合材としての既設管材２３とを、それぞれクランプ装置の第２把持部１０ａ、第１把持部１０ｄ及び第３把持部１０ｂにより把持する。その際に、新規管材２２の下端部と既設管材２１の上端部とが整列して対向するようにし、また距離調整機構部１０ｅにおいては第３把持部１０ｂがアーム１０ｅ’により把持されるように該アーム１０ｅ’のアーム固定手段１０ｅ”に対する位置が設定される。そして、既設管材２１の上端部と新規管材２２の下端部との間に接合材料としてのアモルファスシートを配置する。アモルファスシートとしては、例えば管材２１，２２，２３と同等な炭素鋼に融点降下元素としてのホウ素（Ｂ）等を添加することにより低融点化したものを使用することができる。アモルファスシートの厚さは例えば２５μｍ程度である。
【００３３】
続いて、図４に示されるように、油圧シリンダ１１を作動させることで基部１０ｄ’に取り付けられた第１把持部１０ｄを第２把持部１０ａの方へと付勢して接合部分に所定範囲内の加圧力を発生させながら、高周波加熱コイル２ｃにより新規管材２２の下端部及び既設管材２１の上端部並びにこれらにより挟持されたアモルファスシートを所定範囲内の温度に加熱する。制御装置８では、温度センサ４により検知される温度及び加圧力センサ６により検知される加圧力が予め設定された範囲内の値を示すように、高周波加熱装置２及び油圧シリンダ１１を制御する。
【００３４】
加熱により、アモルファスシートと、既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部とが溶融せしめられる。即ち、この加熱温度がアモルファスシートの融点以上であることから、アモルファスシートが溶融せしめられ、該アモルファスシート中の融点降下元素であるホウ素が既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部へと拡散する。これにより、既設管材２１の上端部及び新規管材２２の下端部の融点が降下して、この加熱温度で溶融せしめられるようになる。しかる後に、ホウ素は既設管材２１及び新規管材２２にて更に拡散し、溶融部分のホウ素濃度が低下する。また、これらと並行して、溶融したアモルファスシート中のホウ素濃度も低下する。これにより、溶融状態にある既設管材２１の上端部、新規管材２２の下端部及びアモルファスシートは、それらの融点が上昇することで、この加熱温度で凝固する。
【００３５】
図４に示されているように、高周波加熱コイル２ｃは、既設管材２１の上端部（第２の接合端部）と、これに対向する新規管材２２の下端部（第１の接合端部）との径方向外方に位置しており、第１及び第２の接合端部に対して高周波誘導による加熱を行うことができる。高周波加熱コイル２ｃは、クランプ装置１０に取り付けられていて、縦方向（上下方向）に延びた分割面により分割された２つの部分からなり、一方の部分に対して他方の部分がヒンジなどにより回動可能に結合されている。従って、接合ヘッド１２を接合のための位置に配置し或いはその位置から退去させる際に、高周波加熱コイル２ｃを管材２１，２２に対して所定の位置に配置し或いは該所定の位置から除去することができる。尚、従来の液相拡散接合装置と同様に、高周波加熱コイル２ｃの周囲にシールドガスを供給する手段を設けておくことができる。
【００３６】
かくして、図５に示されるように、既設管材２１の上端部と新規管材２２の下端部との接合（第１回目の接合）が完了する。
【００３７】
第２回目の接合では、先ず、図６に示されるように、第１把持部１０ｄは、連結部１０ｃの上記ガイド溝１０ｃ’に沿って新規管材２２の上端部の近傍へと移動せしめられ、ここで新規管材２２を把持する。
【００３８】
続いて、図７に示されるように、距離調整機構部１０ｅにおいてアーム１０ｅ’をアーム固定手段１０ｅ”に対して適宜の位置へと移動させることで、第３把持部１０ｂにより把持された既設管材２３の下端部が新規管材２２の上端部と対向するような配置にする。そして、既設管材２３の下端部と新規管材２２の上端部との間に、上記第１回目の接合の場合と同様にして、接合材料としてのアモルファスシートを配置する。
【００３９】
続いて、図８に示されるように、第３把持部１０ｂより下方に位置する新規管材２２の部分に発熱抵抗体１ｂを適用する。発熱抵抗体１ｂは、高周波加熱コイル２ｃと同様に、縦方向（上下方向）に延びた分割面により分割された２つの部分からなり、一方の部分に対して他方の部分がヒンジなどにより回動可能に結合されている。従って、接合ヘッド１２を接合のための位置に配置し或いはその位置から退去させる際に、発熱抵抗体１ｂを被接合材に対して所定の位置に配置し或いは該所定の位置から除去することができる。
【００４０】
発熱抵抗体１ｂを発熱させて新規管材２２を膨張させることで接合部分に所定範囲内の加圧力を発生させながら、高周波加熱コイル２ｃにより新規管材２２の下端部及び既設管材２１の上端部並びにこれらにより挟持されたアモルファスシートを所定範囲内の温度に加熱する。制御装置８では、温度センサ４により検知される温度及び加圧力センサ６により検知される加圧力が予め設定された範囲内の値を示すように、高周波加熱装置２及び抵抗加熱装置１を制御する。
【００４１】
加熱により、アモルファスシートと、既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部とが溶融せしめられる。即ち、上記第１回目の接合の場合と同様に、この加熱温度がアモルファスシートの融点以上であることから、アモルファスシートが溶融せしめられ、該アモルファスシート中の融点降下元素であるホウ素が既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部へと拡散する。これにより、既設管材２３の下端部及び新規管材２２の上端部の融点が降下して、この加熱温度で溶融せしめられるようになる。しかる後に、ホウ素は既設管材２３及び新規管材２２にて更に拡散し、溶融部分のホウ素濃度が低下する。また、これらと並行して、溶融したアモルファスシート中のホウ素濃度も低下する。これにより、溶融状態にある既設管材２３の下端部、新規管材２２の上端部及びアモルファスシートは、それらの融点が上昇することで、この加熱温度で凝固する。
【００４２】
かくして、既設管材２３の下端部と新規管材２２の上端部との接合（第２回目の接合）が完了し、図９に示されるように、既設管材２１，２３が新規管材２２を介して連結された形態が得られる。
【００４３】
以上の実施形態では、新規管材として直線状のものを使用しているので、第２回目の接合のために接合端部同士が対向配置された時（図７）に、接合端部の端面同士が非平行になりやすい。そのような場合には、接合端面同士のなす角度が平行に近づくように少なくとも一方の接合端面を再加工してもよい。
【００４４】
また、以上の実施形態では、第１の加熱装置として抵抗加熱装置を使用しているが、本発明においては、第１の加熱装置として上記実施形態での第２の加熱装置と同様な高周波加熱装置を使用してもよい。
【００４５】
以上の実施形態では、第１、第２及び第３の被接合材として鋼からなり且つ管状をなしているものが使用されているが、本発明においては、第１、第２及び第３の被接合材は、鋼以外の金属からなるものであってもよいし、管状以外の例えば棒状をなしているものであってもよい。
【００４６】
更に、以上の実施形態においては、アモルファスシートを第１の被接合材の接合端部と第２または第３の被接合材の接合端部との間に配置する際に、第１〜第３の被接合材の接合端部とは別体の独立したアモルファスシートを配置しているが、本発明においては、アモルファスシートを第１〜第３の被接合材の接合端部の端面に予め接着剤などで接着しておいてもよい。また、接合材料として、第１〜第３の被接合材の接合端部の端面に予め堆積形成したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図２】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図３】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図４】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図５】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図６】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図７】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図８】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図９】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合の工程を示す模式図である。
【図１０】本発明によるクランプ装置を用いた液相拡散接合装置の一実施形態の構成の概略を示すブロック図である。
【図１１】第１把持部の基部の連結部への取り付け状態を示す部分断面図である。
【図１２】第１把持部の基部の連結部への取り付け状態を示す部分断面図である。
【図１３】アームの往復移動のための駆動手段を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 抵抗加熱装置
１ａ 電源
１ｂ 発熱抵抗体
２ 高周波加熱装置
２ａ 高周波電源
２ｂ 整合トランス
２ｃ 高周波加熱コイル
４ 温度センサ
６ 加圧力センサ
８ 制御装置
１０ クランプ装置
１０ａ 第２把持部
１０ａ’ 基部
１０ｂ 第３把持部
１０ｃ 連結部
１０ｃ’ ガイド溝
１０ｃ” 突出部
１０ｄ 第１把持部
１０ｄ’ 基部
１０ｄ” 突出部
１０ｅ 距離調整機構部
１０ｅ’ アーム
１０ｅ” アーム固定手段
１０ｅｅ’ ラック
１０ｅｅ” ピニオンギヤ
１１ 油圧シリンダ
１１’ ピストンロッド
１２ 接合ヘッド
２１，２３ 既設管材
２１ａ，２３ａ 既設管材端面
２２ 新規管材
３０ 管材
３１ 管材損傷部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合し、更に前記第１の被接合材の前記第１の接合端部とは反対側の第３の接合端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する際に、前記第１の被接合材を前記第２の被接合材に対して位置決めして保持し更に前記第３の被接合材に対して位置決めして保持するクランプ装置であって、
前記第１の被接合材を把持する第１把持部と、前記第２の被接合材を把持する第２把持部と、前記第３の被接合材を把持する第３把持部と、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部とを備えており、
前記連結部に対する前記第１把持部の取り付け位置は、前記連結部に対する前記第２把持部の取り付け位置と前記連結部に対する前記第３把持部の取り付け位置との間にあり、
前記第３把持部は前記連結部との間の距離を可変となす距離調整機構部を介して前記連結部により支持されていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記第１把持部は前記連結部に沿って往復移動可能に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記連結部は直線状をなしていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記第１把持部、前記第２把持部及び前記第３把持部は、前記連結部の延在する面と直交する方向の周りでそれぞれ回動可能なように前記連結部により支持されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記距離調整機構部は、一端部を前記第３把持部に接続されたアームと、該アームの位置を固定するために前記連結部に取り付けられたアーム固定手段とを含んでなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記アーム固定手段に対して前記アームをその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段が設けられており、前記アームには前記駆動手段と係合する係合部が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載のクランプ装置。
【請求項１】
第１の被接合材の第１の接合端部を第２の被接合材の第２の接合端部と接合し、更に前記第１の被接合材の前記第１の接合端部とは反対側の第３の接合端部を第３の被接合材の第４の接合端部と接合する際に、前記第１の被接合材を前記第２の被接合材に対して位置決めして保持し更に前記第３の被接合材に対して位置決めして保持するクランプ装置であって、
前記第１の被接合材を把持する第１把持部と、前記第２の被接合材を把持する第２把持部と、前記第３の被接合材を把持する第３把持部と、これら第１把持部〜第３把持部を支持する連結部とを備えており、
前記連結部に対する前記第１把持部の取り付け位置は、前記連結部に対する前記第２把持部の取り付け位置と前記連結部に対する前記第３把持部の取り付け位置との間にあり、
前記第３把持部は前記連結部との間の距離を可変となす距離調整機構部を介して前記連結部により支持されていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記第１把持部は前記連結部に沿って往復移動可能に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記連結部は直線状をなしていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記第１把持部、前記第２把持部及び前記第３把持部は、前記連結部の延在する面と直交する方向の周りでそれぞれ回動可能なように前記連結部により支持されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記距離調整機構部は、一端部を前記第３把持部に接続されたアームと、該アームの位置を固定するために前記連結部に取り付けられたアーム固定手段とを含んでなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記アーム固定手段に対して前記アームをその延在方向に沿って往復移動させるための駆動手段が設けられており、前記アームには前記駆動手段と係合する係合部が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載のクランプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−９８４０１（Ｐ２００７−９８４０１Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８７４６０（Ｐ２００５−２８７４６０）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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