JPH0698507B2 - 管内周面補修装置 - Google Patents
管内周面補修装置Info
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- JPH0698507B2 JPH0698507B2 JP62183670A JP18367087A JPH0698507B2 JP H0698507 B2 JPH0698507 B2 JP H0698507B2 JP 62183670 A JP62183670 A JP 62183670A JP 18367087 A JP18367087 A JP 18367087A JP H0698507 B2 JPH0698507 B2 JP H0698507B2
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- Japan
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- tube
- cylinder
- heat transfer
- rotary cylinder
- welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/206—Laser sealing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
- B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
- B23K26/106—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece inside the workpiece
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
- B23K26/282—Seam welding of curved planar seams of tube sections
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、熱交換器の伝熱管等の細管とこの細管に発生
した損傷箇所を内側から覆うように当該細管に挿入され
る補修スリーブとを円周シール溶接して管内周面を補修
する装置に関する。
した損傷箇所を内側から覆うように当該細管に挿入され
る補修スリーブとを円周シール溶接して管内周面を補修
する装置に関する。
〈従来の技術〉 熱エネルギを直接利用する蒸気原動機や各種発電所等に
おいては、ボイラやそれに付属する過熱器，給水予熱
器，空気予熱器，凝縮器等が主要な役割りを果たしてい
ることは当然であるが、石油化学や石油工業をはじめ各
種化学工業においても熱交換装置又は熱交換器が各工程
に多用されている。特に、大形の熱交換器として一般的
な多管円筒形のものは利用範囲が広く、高温高圧装置工
業においても充分使用に耐えられるものとなっている。
おいては、ボイラやそれに付属する過熱器，給水予熱
器，空気予熱器，凝縮器等が主要な役割りを果たしてい
ることは当然であるが、石油化学や石油工業をはじめ各
種化学工業においても熱交換装置又は熱交換器が各工程
に多用されている。特に、大形の熱交換器として一般的
な多管円筒形のものは利用範囲が広く、高温高圧装置工
業においても充分使用に耐えられるものとなっている。
ところで、発電用原子炉における最も重要な附帯設備の
一つとして、タービン翼を回転させるための蒸気を発生
させる蒸気発生器が知られている。一般に、加圧水形原
子炉に使用される蒸気発生器は、原子炉で加熱された一
次側水との熱交換によって二次側水を蒸気化する多管円
筒形熱交換器の一種である。このような蒸気発生器の概
略的な内部構造は、第４図に示すように、立て形の円筒
シエル１の下端部を水平な管板２により仕切って半球状
に形成した水室３が、更に垂直な隔壁４によって二分さ
れており、Ｕ字状に延びる多数の蒸気細管５の端口が管
板２を貫通してこれら二つの水室３にそれぞれ開口した
状態となっている。これら蒸気細管５は、複数枚の支持
板６を介して円筒シエル１内に支持されている。図示し
ない原子炉からの高温一次側水は、一方の水室３に連通
する入口ノズル７から入り、蒸気細管５を通って他方の
水室３に至り、この水室３に連通する出口ノズル８を通
って原子炉へ還流するが、これら蒸気細管５を通過する
間に給水ノズル９から円筒シエル１内に供給されるター
ビン作動用の二次側水との間で熱交換を行う。このよう
にして高温蒸気となった二次側水が、円筒シエル１の上
方から図示しない蒸気タービン側へ送り出されるように
なっている。
一つとして、タービン翼を回転させるための蒸気を発生
させる蒸気発生器が知られている。一般に、加圧水形原
子炉に使用される蒸気発生器は、原子炉で加熱された一
次側水との熱交換によって二次側水を蒸気化する多管円
筒形熱交換器の一種である。このような蒸気発生器の概
略的な内部構造は、第４図に示すように、立て形の円筒
シエル１の下端部を水平な管板２により仕切って半球状
に形成した水室３が、更に垂直な隔壁４によって二分さ
れており、Ｕ字状に延びる多数の蒸気細管５の端口が管
板２を貫通してこれら二つの水室３にそれぞれ開口した
状態となっている。これら蒸気細管５は、複数枚の支持
板６を介して円筒シエル１内に支持されている。図示し
ない原子炉からの高温一次側水は、一方の水室３に連通
する入口ノズル７から入り、蒸気細管５を通って他方の
水室３に至り、この水室３に連通する出口ノズル８を通
って原子炉へ還流するが、これら蒸気細管５を通過する
間に給水ノズル９から円筒シエル１内に供給されるター
ビン作動用の二次側水との間で熱交換を行う。このよう
にして高温蒸気となった二次側水が、円筒シエル１の上
方から図示しない蒸気タービン側へ送り出されるように
なっている。
通常、原子力関係の設備においてはそれらの使用材料が
厳選されるほか、その品質管理も非常にきびしく行われ
ている。前述した蒸気発生器においてもその稼動中に定
期的に種種の検査やそれに伴う修理等が行われるが、そ
の中の一つに蒸気細管の異常がある場合には、次のよう
な供用除外処置を行う。即ち、高圧の一次側水が蒸気細
管外に漏洩するのを防止するため、この蒸気細管の両端
口に盲栓を充填してその周囲にシール溶接を施し、この
蒸気細管を閉鎖している。
厳選されるほか、その品質管理も非常にきびしく行われ
ている。前述した蒸気発生器においてもその稼動中に定
期的に種種の検査やそれに伴う修理等が行われるが、そ
の中の一つに蒸気細管の異常がある場合には、次のよう
な供用除外処置を行う。即ち、高圧の一次側水が蒸気細
管外に漏洩するのを防止するため、この蒸気細管の両端
口に盲栓を充填してその周囲にシール溶接を施し、この
蒸気細管を閉鎖している。
〈発明が解決しようとする問題点〉 多管円筒形熱交換器において、損傷が発見された伝熱管
を盲栓によって塞いでしまう方法では、損傷した伝熱管
の本数が多くなるに従って熱交換器としての機能低下が
著しくなり、プラント全体の効率も悪化する虞がある。
このため、損傷管の本数が多く予想される場合には、盲
栓の代りに第５図に示すように損傷箇所101がカバーさ
れるように補修スリーブ102を伝熱管103内に挿入し、こ
の補修スリーブ102の両端部を伝熱管103に対して円周シ
ール溶接するようにしている。
を盲栓によって塞いでしまう方法では、損傷した伝熱管
の本数が多くなるに従って熱交換器としての機能低下が
著しくなり、プラント全体の効率も悪化する虞がある。
このため、損傷管の本数が多く予想される場合には、盲
栓の代りに第５図に示すように損傷箇所101がカバーさ
れるように補修スリーブ102を伝熱管103内に挿入し、こ
の補修スリーブ102の両端部を伝熱管103に対して円周シ
ール溶接するようにしている。
ところが、この方法では伝熱管の材質が特殊なものでは
相当な高温ろう材を使用する必要があるため、施工上の
難しさに加えて伝熱管及び補修の冶金的組織が変化して
しまうことが多い。そこで、このような溶接の代りに補
修スリーブの外周面に環状の突起を形成し、これを拡管
して突起を伝熱管の内周面に喰い付かせることにより気
密性を保持する方法も考えられている。しかし、この方
法でもすでに伝熱管が拡管されている場合には、ここの
部分が加工硬化しているため、補修スリーブの突起を伝
熱管の内周面に喰い込ませる必要性から、補修スリーブ
の材質を伝熱管の材質よりも充分硬いものにしなければ
ならず、種種の制約がある。
相当な高温ろう材を使用する必要があるため、施工上の
難しさに加えて伝熱管及び補修の冶金的組織が変化して
しまうことが多い。そこで、このような溶接の代りに補
修スリーブの外周面に環状の突起を形成し、これを拡管
して突起を伝熱管の内周面に喰い付かせることにより気
密性を保持する方法も考えられている。しかし、この方
法でもすでに伝熱管が拡管されている場合には、ここの
部分が加工硬化しているため、補修スリーブの突起を伝
熱管の内周面に喰い込ませる必要性から、補修スリーブ
の材質を伝熱管の材質よりも充分硬いものにしなければ
ならず、種種の制約がある。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明による管内周面補修装置は、溶接用レーザビーム
を伝送する光ファイバが挿通され且つ先端側が作業管内
に挿入されるフレキシブルチューブと、このフレキシブ
ルチューブの先端側に設けられ、前記作業管に対する当
該フレキシブルチューブの相対位置を検知する位置検出
器及び当該フレキシブルチューブを前記作業管内に固定
する内拡式の固定手段と、この固定手段の先端側に設け
られた回転駆動手段と、この回転駆動手段に連結されて
前記フレキシブルチューブに対し回転する回転筒と、こ
の回転筒に対し相対回転可能に装着され且つ前記作業管
の内壁に当接して当該回転筒を前記作業管と同心に保持
する案内支持手段と、前記回転筒内に設けられて前記光
ファイバの先端から射出する前記溶接用レーザビームを
前記作業管の内壁に集光状態で導く集光反射光学系とを
具えたものである。
を伝送する光ファイバが挿通され且つ先端側が作業管内
に挿入されるフレキシブルチューブと、このフレキシブ
ルチューブの先端側に設けられ、前記作業管に対する当
該フレキシブルチューブの相対位置を検知する位置検出
器及び当該フレキシブルチューブを前記作業管内に固定
する内拡式の固定手段と、この固定手段の先端側に設け
られた回転駆動手段と、この回転駆動手段に連結されて
前記フレキシブルチューブに対し回転する回転筒と、こ
の回転筒に対し相対回転可能に装着され且つ前記作業管
の内壁に当接して当該回転筒を前記作業管と同心に保持
する案内支持手段と、前記回転筒内に設けられて前記光
ファイバの先端から射出する前記溶接用レーザビームを
前記作業管の内壁に集光状態で導く集光反射光学系とを
具えたものである。
〈作用〉 作業管内に挿入されたフレキシブルチューブを位置検出
器によって所定の作業箇所に停止させ、固定手段によっ
てフレキシブルチューブを作業管に対して固定する。こ
の時、案内支持手段により回転筒は作業管に対して同心
に保持されており、この状態から溶接用レーザビームを
集光反射光学系を介して作業管の内壁に照射すると同時
に回転駆動手段により回転筒を回転させ、溶接用レーザ
ビームを作業管の内壁に対して環状に走査させる。
器によって所定の作業箇所に停止させ、固定手段によっ
てフレキシブルチューブを作業管に対して固定する。こ
の時、案内支持手段により回転筒は作業管に対して同心
に保持されており、この状態から溶接用レーザビームを
集光反射光学系を介して作業管の内壁に照射すると同時
に回転駆動手段により回転筒を回転させ、溶接用レーザ
ビームを作業管の内壁に対して環状に走査させる。
〈実施例〉 本発明による管内周面補修装置を熱交換器の伝熱管とこ
の伝熱管に形成された欠陥箇所を内側から覆う補修スリ
ーブとの円周シール溶接に応用した一実施例の断面構造
を表す第１図に示すように、先端側が伝熱管11内に挿入
されるフレキシブルチューブ12の先端には、外周面に本
実施例では渦電流式の位置検出器13を装着した接続筒14
が留金15により一体的に嵌着されている。前記位置検出
器13は、熱交換器の図示しない管板や支持板或いは伝熱
管11の欠陥箇所16及びその近傍を覆うように伝熱管11内
に挿入位置決めされる補修スリーブ17の位置を検出し、
伝熱管11及び補修スリーブ17に対してYAGレーザや炭酸
ガスレーザ等の後述する溶接用レーザビーム18の照射位
置を設定するためのものであり、渦電流式以外のもので
も当然採用可能である。
の伝熱管に形成された欠陥箇所を内側から覆う補修スリ
ーブとの円周シール溶接に応用した一実施例の断面構造
を表す第１図に示すように、先端側が伝熱管11内に挿入
されるフレキシブルチューブ12の先端には、外周面に本
実施例では渦電流式の位置検出器13を装着した接続筒14
が留金15により一体的に嵌着されている。前記位置検出
器13は、熱交換器の図示しない管板や支持板或いは伝熱
管11の欠陥箇所16及びその近傍を覆うように伝熱管11内
に挿入位置決めされる補修スリーブ17の位置を検出し、
伝熱管11及び補修スリーブ17に対してYAGレーザや炭酸
ガスレーザ等の後述する溶接用レーザビーム18の照射位
置を設定するためのものであり、渦電流式以外のもので
も当然採用可能である。
前記接続筒14の先端には、適度な強度を有する伸縮性に
富んだ合成ゴム等で形成されるエアバッグ19を被せた中
間筒20が一体的に嵌着されており、この中間筒20には当
該中間筒20の外周面に開口して該中間筒20の外周面と筒
状をなすエアバッグ19の内周面との間に圧縮空気を供給
するために給排気孔21が形成されている。そして、この
給排気孔21には接続筒14及びフレキシブルチューブ12内
を貫通して図示しない給排気装置に連通する給排気管22
が接続しており、この給排気装置により圧縮空気を給排
気管22から給排気孔21を介してエアバッグ19内に送給す
ると、エアバッグ19が図中、二点鎖線で示す如く膨張し
て伝熱管11の内壁に密着し、伝熱管11に対して本装置の
先端側を固定するようになっている。なお、圧縮空気の
代りに他の気体や液体を用いるようにしても良く、本実
施例のエアバッグ19の代りに他の周知の内拡式の固定手
段を採用することも可能である。又、フレキシブルチュ
ーブ12に対するこれら接続筒14及び中間筒20の連結順を
逆にしてもかまわない。
富んだ合成ゴム等で形成されるエアバッグ19を被せた中
間筒20が一体的に嵌着されており、この中間筒20には当
該中間筒20の外周面に開口して該中間筒20の外周面と筒
状をなすエアバッグ19の内周面との間に圧縮空気を供給
するために給排気孔21が形成されている。そして、この
給排気孔21には接続筒14及びフレキシブルチューブ12内
を貫通して図示しない給排気装置に連通する給排気管22
が接続しており、この給排気装置により圧縮空気を給排
気管22から給排気孔21を介してエアバッグ19内に送給す
ると、エアバッグ19が図中、二点鎖線で示す如く膨張し
て伝熱管11の内壁に密着し、伝熱管11に対して本装置の
先端側を固定するようになっている。なお、圧縮空気の
代りに他の気体や液体を用いるようにしても良く、本実
施例のエアバッグ19の代りに他の周知の内拡式の固定手
段を採用することも可能である。又、フレキシブルチュ
ーブ12に対するこれら接続筒14及び中間筒20の連結順を
逆にしてもかまわない。
前記中間筒20の先端には、駆動モータ23を収納した固定
筒24が一体的に嵌着されており、この固定筒24の先端部
には軸受25を介して回転筒26を回転自在に支持する支持
筒27が一体的に嵌着されている。前記駆動モータ23の駆
動歯車28には、この支持筒27と固定筒24とに回転自在に
保持された伝達歯車29が噛み合い、更にこの伝熱歯車29
は回転筒26の基端部に形成した内歯歯車30が噛み合って
いる。従って、駆動モータ23を作動させることにより、
伝達歯車29を介して回転筒26が駆動回転するが、この回
転筒26には複数の永久磁石31が等間隔に環状をなして配
設され、これら永久磁石31と対向するように支持筒27に
設けられた回転検出コイル32と永久磁石31との相対移動
により、支持筒27に対する回転筒26の回転位相を検知で
きるようになっている。これら駆動モータ23及び回転検
出コイル32に接続する図示しないケーブルは、中間筒20
及び接続筒14及びフレキシブルチューブ12を貫通して図
示しない制御装置に連結されており、この制御装置は前
記位置検出器13や給排気装置の他、後述するレーザ発振
器等にも接続し、これらに必要な制御指令を発するよう
になっている。
筒24が一体的に嵌着されており、この固定筒24の先端部
には軸受25を介して回転筒26を回転自在に支持する支持
筒27が一体的に嵌着されている。前記駆動モータ23の駆
動歯車28には、この支持筒27と固定筒24とに回転自在に
保持された伝達歯車29が噛み合い、更にこの伝熱歯車29
は回転筒26の基端部に形成した内歯歯車30が噛み合って
いる。従って、駆動モータ23を作動させることにより、
伝達歯車29を介して回転筒26が駆動回転するが、この回
転筒26には複数の永久磁石31が等間隔に環状をなして配
設され、これら永久磁石31と対向するように支持筒27に
設けられた回転検出コイル32と永久磁石31との相対移動
により、支持筒27に対する回転筒26の回転位相を検知で
きるようになっている。これら駆動モータ23及び回転検
出コイル32に接続する図示しないケーブルは、中間筒20
及び接続筒14及びフレキシブルチューブ12を貫通して図
示しない制御装置に連結されており、この制御装置は前
記位置検出器13や給排気装置の他、後述するレーザ発振
器等にも接続し、これらに必要な制御指令を発するよう
になっている。
前記支持筒27の先端中央部には、この支持筒27及び固定
筒24及び中間筒20及び接続筒14及びフレキシブルチュー
ブ12を貫通して図示しないレーザ発振器に接続する光フ
ァイバ33の先端部が固定されており、前記レーザ発振器
からの溶接用レーザビーム18を伝送するこの光ファイバ
33の射出端面34の前方には、当該光ファイバ33の射出端
面34から拡散状態で射出する溶接用レーザビーム18を伝
熱管11と補修スリーブ17との溶接箇所35へ向けて収束さ
せる集光光学系36が回転筒26内に固定された状態で配置
されている。そして、この集光光学系36の前方に配置さ
れて溶接用レーザビーム18を前記溶接箇所35へ導く反射
鏡37は、回転筒26の回転軸心に対して傾斜状態で回転筒
26に固定され、これに伴って回転筒26には反射鏡37で反
射した溶接用レーザビーム18を溶接箇所35へ導くための
ビーム照射孔38が形成されている。
筒24及び中間筒20及び接続筒14及びフレキシブルチュー
ブ12を貫通して図示しないレーザ発振器に接続する光フ
ァイバ33の先端部が固定されており、前記レーザ発振器
からの溶接用レーザビーム18を伝送するこの光ファイバ
33の射出端面34の前方には、当該光ファイバ33の射出端
面34から拡散状態で射出する溶接用レーザビーム18を伝
熱管11と補修スリーブ17との溶接箇所35へ向けて収束さ
せる集光光学系36が回転筒26内に固定された状態で配置
されている。そして、この集光光学系36の前方に配置さ
れて溶接用レーザビーム18を前記溶接箇所35へ導く反射
鏡37は、回転筒26の回転軸心に対して傾斜状態で回転筒
26に固定され、これに伴って回転筒26には反射鏡37で反
射した溶接用レーザビーム18を溶接箇所35へ導くための
ビーム照射孔38が形成されている。
なお、本実施例では回転筒26にスリーブ39を一体的に嵌
合すると共にこのスリーブ39と回転筒26の外周面との間
に前記ビーム照射孔38に連通する溝40を回転筒26の長手
方向に沿って形成し、この溝40の基端側と支持筒27の外
周面に形成した環状溝41とに連通する連通孔42を回転筒
26に形成すると共に固定筒24及び中間筒20及び接続筒14
及びフレキシブルチューブ12を貫通して例えばアルゴン
ガス等の図示しない不活性ガスの供給源に接続するガス
供給管43を前記環状溝41に連通させている。これによ
り、ガス供給管43を介して供給される不活性ガスをビー
ム照射孔38から反射鏡37と溶接箇所35との間に噴出さ
せ、溶接作業時に発生する溶接ヒュームがこれら反射鏡
37や集光光学系36の表面に付着し、これらが溶接用レー
ザビーム18により損傷を受けるのを未然に防止してい
る。
合すると共にこのスリーブ39と回転筒26の外周面との間
に前記ビーム照射孔38に連通する溝40を回転筒26の長手
方向に沿って形成し、この溝40の基端側と支持筒27の外
周面に形成した環状溝41とに連通する連通孔42を回転筒
26に形成すると共に固定筒24及び中間筒20及び接続筒14
及びフレキシブルチューブ12を貫通して例えばアルゴン
ガス等の図示しない不活性ガスの供給源に接続するガス
供給管43を前記環状溝41に連通させている。これによ
り、ガス供給管43を介して供給される不活性ガスをビー
ム照射孔38から反射鏡37と溶接箇所35との間に噴出さ
せ、溶接作業時に発生する溶接ヒュームがこれら反射鏡
37や集光光学系36の表面に付着し、これらが溶接用レー
ザビーム18により損傷を受けるのを未然に防止してい
る。
前記回転筒26の先端には、ブシュ44を介してローラ支持
スリーブ45を相対回転自在に支持するセンタ軸部46が一
体的に突設されており、このセンタ軸部46に嵌合された
ローラ支持スリーブ45には、環状をなす一対のスライダ
47が摺動自在に嵌合されている。これらスライダ47には
伝熱管11の内壁に当接するローラ48を回転自在に支持す
る一対のリンク49がそれぞれピン止めされており、これ
らローラ48及びリンク49は、ローラ支持スリーブ45の周
囲に等間隔で複数組（本実施例では三組）配設されてい
る。そして、ローラ支持スリーブ45の両端部とスライダ
47との間には圧縮ばね50がそれぞれ介装され、これら圧
縮ばね50のばね力によってローラ48はリンク49を介し伝
熱管11の内壁側に自動的に押出され、これにより回転筒
26を伝熱管11と同心に保持するようになっている。な
お、案内支持手段として本実施例以外に回転筒26を伝熱
管11と同心に保持できるようなものであれば良い。
スリーブ45を相対回転自在に支持するセンタ軸部46が一
体的に突設されており、このセンタ軸部46に嵌合された
ローラ支持スリーブ45には、環状をなす一対のスライダ
47が摺動自在に嵌合されている。これらスライダ47には
伝熱管11の内壁に当接するローラ48を回転自在に支持す
る一対のリンク49がそれぞれピン止めされており、これ
らローラ48及びリンク49は、ローラ支持スリーブ45の周
囲に等間隔で複数組（本実施例では三組）配設されてい
る。そして、ローラ支持スリーブ45の両端部とスライダ
47との間には圧縮ばね50がそれぞれ介装され、これら圧
縮ばね50のばね力によってローラ48はリンク49を介し伝
熱管11の内壁側に自動的に押出され、これにより回転筒
26を伝熱管11と同心に保持するようになっている。な
お、案内支持手段として本実施例以外に回転筒26を伝熱
管11と同心に保持できるようなものであれば良い。
従って、予め補修スリーブ17が嵌め込まれた伝熱管11内
に本装置の先端部を送り込み、位置検出器13によりビー
ム照射孔38と溶接箇所35とが対向するように位置決めし
たのち、エアバッグ19内に圧縮空気を送給して中間筒20
を伝達管11に固定する。そして、駆動モータ23を作動し
て回転筒26を駆動回転させると共に溶接用レーザビーム
18を溶接箇所35に照射させ、伝熱管11と補修スリーブ17
との円周シール溶接を行う。この場合、ローラ48により
回転筒26は伝熱管11と同心に保持されているため、溶接
箇所35に対する溶接用レーザビーム18の照射状態が一定
となり、良好な円周シール溶接が可能となる。
に本装置の先端部を送り込み、位置検出器13によりビー
ム照射孔38と溶接箇所35とが対向するように位置決めし
たのち、エアバッグ19内に圧縮空気を送給して中間筒20
を伝達管11に固定する。そして、駆動モータ23を作動し
て回転筒26を駆動回転させると共に溶接用レーザビーム
18を溶接箇所35に照射させ、伝熱管11と補修スリーブ17
との円周シール溶接を行う。この場合、ローラ48により
回転筒26は伝熱管11と同心に保持されているため、溶接
箇所35に対する溶接用レーザビーム18の照射状態が一定
となり、良好な円周シール溶接が可能となる。
なお、溶接箇所35は伝熱管11の欠陥箇所16を挟んで補修
スリーブ17の両端側二箇所に設定する必要があるが、レ
ーザ溶接であることから補修スリーブ17の管端に設定す
る必要性はない。
スリーブ17の両端側二箇所に設定する必要があるが、レ
ーザ溶接であることから補修スリーブ17の管端に設定す
る必要性はない。
第２図、第３図には、本発明に係る管内周面補修装置の
他の実施例の縦断面図及びそのIII矢視図を示す。この
実施例は、回転駆動手段としてカム機構を採用したもの
である。なお、回転駆動手段以外の部分の構成は第１図
に示したものと同じであり、同一の部材については、第
１図で用いたのと同じ符号を付して示してある。
他の実施例の縦断面図及びそのIII矢視図を示す。この
実施例は、回転駆動手段としてカム機構を採用したもの
である。なお、回転駆動手段以外の部分の構成は第１図
に示したものと同じであり、同一の部材については、第
１図で用いたのと同じ符号を付して示してある。
前記固定筒24の中には駆動モータはなく、固定筒24の内
周面に摺動可能に嵌合するピストン部51を有するピスト
ンスリーブ54が挿入されている。ピストンスリーブ54の
ピストン部51を境とする前半部54aの先端部は、固定筒2
4の先端に一体的に設けられている支持筒部27に摺動自
在に嵌合している。ピストンスリーブ54のピストン部51
を境とする後半部54aは、前記中間筒20の前端の壁部20a
を摺動自在に貫通して前記中間筒20内に延びている。
周面に摺動可能に嵌合するピストン部51を有するピスト
ンスリーブ54が挿入されている。ピストンスリーブ54の
ピストン部51を境とする前半部54aの先端部は、固定筒2
4の先端に一体的に設けられている支持筒部27に摺動自
在に嵌合している。ピストンスリーブ54のピストン部51
を境とする後半部54aは、前記中間筒20の前端の壁部20a
を摺動自在に貫通して前記中間筒20内に延びている。
固定筒24内は前記ピストン部51により二つの圧力室71a,
71bに仕切られ、各圧力室71a,71bには、流体給排管52,5
3が接続されている。流体給排管53はピストンスリーブ5
4内を通して前側の圧力室71aに接続され、流体給排管52
は中間筒20の前壁部20aを貫通して後側の圧力室71bに接
続されている。流体給排管52,53は、中間筒20、接続筒
及びフレキシブルチューブを通して図示されていない流
体給排装置に接続されている。
71bに仕切られ、各圧力室71a,71bには、流体給排管52,5
3が接続されている。流体給排管53はピストンスリーブ5
4内を通して前側の圧力室71aに接続され、流体給排管52
は中間筒20の前壁部20aを貫通して後側の圧力室71bに接
続されている。流体給排管52,53は、中間筒20、接続筒
及びフレキシブルチューブを通して図示されていない流
体給排装置に接続されている。
一方、前記支持筒部27には、先の実施例におけるのと同
様の回転筒26の後部が、当該回転筒26に嵌合されたブッ
シュ60,61を介して回転自在に支持されている。また、
前記支持筒部27の先端の外周面には、前記ブッシュ60の
先端面に接触させて複数の回転軸受59が設けられ、これ
ら回転軸受59により前記回転筒26の軸方向へ移動は規制
されている。
様の回転筒26の後部が、当該回転筒26に嵌合されたブッ
シュ60,61を介して回転自在に支持されている。また、
前記支持筒部27の先端の外周面には、前記ブッシュ60の
先端面に接触させて複数の回転軸受59が設けられ、これ
ら回転軸受59により前記回転筒26の軸方向へ移動は規制
されている。
前記ピストンスリーブ54の前半部54aの先端部の外周面
には、半径方向に突出させてピン56が設けられ、ピン56
の端部には、回転自在にローラ55が装着されている。ピ
ストンスリーブ54の前半部54aの外側の前記支持筒部27
には、その長手方向に沿って直線状の案内孔57が形成さ
れ、この案内孔57に前記ピン56が案内孔57に沿って移動
自在に貫通している。前記支持筒部57の外側の前記回転
筒26には、螺旋状に一周する螺旋孔58が形成されてお
り、この螺旋孔58に前記ローラ55が螺旋孔58に沿って移
動自在に嵌合されている。これらローラ55と螺旋孔58が
カム機構を構成している。
には、半径方向に突出させてピン56が設けられ、ピン56
の端部には、回転自在にローラ55が装着されている。ピ
ストンスリーブ54の前半部54aの外側の前記支持筒部27
には、その長手方向に沿って直線状の案内孔57が形成さ
れ、この案内孔57に前記ピン56が案内孔57に沿って移動
自在に貫通している。前記支持筒部57の外側の前記回転
筒26には、螺旋状に一周する螺旋孔58が形成されてお
り、この螺旋孔58に前記ローラ55が螺旋孔58に沿って移
動自在に嵌合されている。これらローラ55と螺旋孔58が
カム機構を構成している。
この実施例装置では、第２図に示した状態において、流
体供給管52を通して圧力室71bに加圧流体を供給する
と、ピストン部51に圧力がかかることにより、ピストン
スリーブ54が当該装置の先端側（第２図において左方）
に向けて移動する。ピストンスリーブ54の先端部外周の
ピン56が固定の支持筒部27の直線状の案内孔57に挿入さ
れているので、ピストンスリーブ54は回転せず、直線的
に移動する。そして、ピン56が直線的に移動することに
より、回転のみ許容されている回転筒26は、ピン56と螺
旋孔58の壁面との係合を介して回転される。
体供給管52を通して圧力室71bに加圧流体を供給する
と、ピストン部51に圧力がかかることにより、ピストン
スリーブ54が当該装置の先端側（第２図において左方）
に向けて移動する。ピストンスリーブ54の先端部外周の
ピン56が固定の支持筒部27の直線状の案内孔57に挿入さ
れているので、ピストンスリーブ54は回転せず、直線的
に移動する。そして、ピン56が直線的に移動することに
より、回転のみ許容されている回転筒26は、ピン56と螺
旋孔58の壁面との係合を介して回転される。
〈発明の効果〉 本発明の管内周面補修装置によると、作業管と補修スリ
ーブとの円周シール溶接にレーザビームを用いるように
したので、補修スリーブや作業管の材質に全く影響され
ず、良好な円周シール溶接が可能となった。又、溶接箇
所を補修スリーブの管端に設定する必要がなく、この溶
接箇所の位置決め作業を従来よりも大幅に簡略化でき
る。
ーブとの円周シール溶接にレーザビームを用いるように
したので、補修スリーブや作業管の材質に全く影響され
ず、良好な円周シール溶接が可能となった。又、溶接箇
所を補修スリーブの管端に設定する必要がなく、この溶
接箇所の位置決め作業を従来よりも大幅に簡略化でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の一実施例に係る回転駆動部の断面図、第３図は
そのIII矢視図、第４図は蒸気発生器の概要を示す断面
図、第５図は蒸気発生器伝熱管の補修概念を示す断面図
である。 又、図中の符号で11は伝熱管、12はフレキシブルチュー
ブ、13は位置検出器、16は補修箇所、17は補修スリー
ブ、18は溶接用レーザビーム、19はエアバッグ、22は給
排気管、23は駆動モータ、25は軸受、26は回転筒、28は
駆動歯車、29は伝達歯車、30は内歯歯車、33は光ファイ
バ、35は溶接箇所、36は集光光学系、37は反射鏡、45は
ローラ支持スリーブ、46はセンタ軸部、47はスライダ、
48,55はローラ、49はリンク、50は圧縮ばね、51はピス
トン、52,53は流体給排管、56はピン、57は案内孔、58
は螺旋孔である。
明の他の一実施例に係る回転駆動部の断面図、第３図は
そのIII矢視図、第４図は蒸気発生器の概要を示す断面
図、第５図は蒸気発生器伝熱管の補修概念を示す断面図
である。 又、図中の符号で11は伝熱管、12はフレキシブルチュー
ブ、13は位置検出器、16は補修箇所、17は補修スリー
ブ、18は溶接用レーザビーム、19はエアバッグ、22は給
排気管、23は駆動モータ、25は軸受、26は回転筒、28は
駆動歯車、29は伝達歯車、30は内歯歯車、33は光ファイ
バ、35は溶接箇所、36は集光光学系、37は反射鏡、45は
ローラ支持スリーブ、46はセンタ軸部、47はスライダ、
48,55はローラ、49はリンク、50は圧縮ばね、51はピス
トン、52,53は流体給排管、56はピン、57は案内孔、58
は螺旋孔である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石出 孝 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 坂本 道人 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 留岡 勝 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通７丁目１番14 号 西菱エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】溶接用レーザビームを伝送する光ファイバ
が挿通され且つ先端側が作業管内に挿入されるフレキシ
ブルチューブと、 このフレキシブルチューブの先端側に設けられ、前記作
業管に対する当該フレキシブルチューブの相対位置を検
知する位置検出器及び当該フレキシブルチューブを前記
作業管内に固定する内拡式の固定手段と、 この固定手段の先端側に設けられた固定駆動手段と、 この回転駆動手段に連結されて前記フレキシブルチュー
ブに対し回転する回転筒と、 この回転筒に対し相対回転可能に装着され且つ前記作業
管の内壁に当接して当該回転筒を前記作業管と同心に保
持する案内支持手段と、 前記回転筒内に設けられて前記光ファイバの先端から射
出する前記溶接用レーザビームを前記作業管の内壁に集
光状態で導く集光反射光学系とを具えた管内周面補修装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183670A JPH0698507B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 管内周面補修装置 |
| DE8888111702T DE3866985D1 (de) | 1987-07-21 | 1988-07-20 | Laserstrahlschweissverfahren fuer eine innenumfangsflaeche eines rohres. |
| EP88111702A EP0300458B1 (en) | 1987-07-21 | 1988-07-20 | Laser beam welding method for an inner cicumferential surface of a tube |
| US07/222,170 US4839495A (en) | 1987-07-21 | 1988-07-21 | Laser beam welding apparatus for an inner circumferential surface of a tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183670A JPH0698507B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 管内周面補修装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6427788A JPS6427788A (en) | 1989-01-30 |
| JPH0698507B2 true JPH0698507B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16139873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183670A Expired - Fee Related JPH0698507B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-24 | 管内周面補修装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698507B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2862255B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1999-03-03 | 三菱重工業株式会社 | 管内周面レーザ溶接装置 |
| JPH07290261A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-07 | Nakata Seisakusho:Kk | 自動造管機の溶接方法 |
| US5667706A (en) * | 1996-05-03 | 1997-09-16 | Westinghouse Electric Corporation | Apparatus and method for laser welding the inner surface of a tube |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183670A patent/JPH0698507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6427788A (en) | 1989-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |