WO2015064047A1 - 金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管 - Google Patents

金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管 Download PDF

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WO2015064047A1
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WO
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metal
bending
tube
pipe
metal tube
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Application number
PCT/JP2014/005304
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English (en)
French (fr)
Inventor
信彦 松本
忠伸 宮川
隆裕 吉留
矢田部　憲志
健治 杉山
Original Assignee
第一高周波工業株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/025—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and pulling or pushing the ends of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/16—Auxiliary equipment, e.g. for heating or cooling of bends

Definitions

  • the present invention relates to a metal pipe bending apparatus, a meander pipe manufacturing method, and a serpentine pipe that can bend a metal pipe by 180 ° with a small radius even when the straight pipe portion after bending is long. .
  • a meandering tube used in a power generation device, a boiler or the like.
  • a boiler tube is exposed to high-temperature combustion gas in, for example, a thermal power plant, an incinerator, a coke dry fire extinguishing facility, etc., and a fluid such as circulating water is circulated inside the boiler tube, so that the combustion gas passes through the circulating water.
  • the turbine is driven by the heat of the heat.
  • a boiler tube having a shape in which a straight pipe is meandered by bending a plurality of 180 ° bendings in order to increase the heat transfer area is known.
  • This boiler tube is formed in a shape in which a single straight pipe is meandered by a plurality of 180 ° bending processes, but actually, it is formed by connecting a plurality of stick-type (J-type) conduits.
  • J-type stick-type conduits
  • a boiler tube having five curved pipe portions is formed by welding and connecting five stick-type conduits and one straight pipe.
  • a bending apparatus for bending a metal tube a clamp body that holds a linear metal tube, a front part of a clamp body and a front part of the bending part of the metal tube, and a metal pipe are used.
  • a bending arm that can turn around a rotation axis positioned on the side of the side
  • a heating means that heats the bending portion
  • a moving means that advances the clamp body (for example, a patent) Reference 2).
  • a stick-type (J-type) conduit can be manufactured.
  • the propulsion device which is a moving means for advancing the clamp body, is a hydraulic cylinder disposed on both sides of the metal tube.
  • the problem to be solved by the present invention is that a metal pipe bending apparatus and a meander pipe manufacturing method capable of bending a metal pipe with a small radius of 180 ° even if the straight pipe portion after bending is long. And providing a serpentine tube.
  • a metal tube bending apparatus includes a clamp body that holds a straight metal pipe, a front portion of the clamp body, and a front portion of the metal tube.
  • a bending arm that can be rotated around a rotation axis positioned on one side of the metal tube, heating means for heating the bending portion, and a clamp provided below the metal tube
  • a support means for supporting the body so as to be movable in the axial direction of the metal tube, and a movement for moving the clamp body disposed in a region below the metal tube and on the side opposite to the rotating shaft.
  • the moving means for moving the clamp body is arranged in the region below the metal tube and on the side opposite to the rotation axis, so that the metal tube is bent by 180 ° with a small radius.
  • the moving means does not get in the way. Therefore, even if the length of the straight pipe portion after bending is long, the metal pipe can be bent with a small radius of 180 °.
  • the moving means is a ball screw whose driving member moves the clamp body.
  • the ball screw has a short distance in the horizontal direction and a distance in the height direction between the axis of the straight pipe portion and the axis of the ball screw. It may be arranged close to the metal tube. Moreover, the location which hold
  • tube which concerns on this invention uses the above-mentioned bending process apparatus of a metal pipe, and makes several straight pipe parts and curved pipe parts from one linear metal pipe.
  • a forming step and a reversing step in which the metal tube is fed forward and rotated 180 ° around the axis and reversed before forming the next bent tube portion after forming one bent tube portion,
  • the metal pipe is meandered by repeatedly performing a curved pipe portion forming step and a reversing step.
  • the self-fluxing alloy film is formed in the part used as the straight pipe part after a bending as one linear metal tube, and the self-fluxing alloy by which a bending process location is heat-remelted is included.
  • the bent tube portion forming step is capable of plastic deformation of the metal tube at the bending portion having the metal powder layer, and The first bent tube portion forming step of bending the metal tube by 180 ° while heating at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted, and the metal tube can be plastically deformed at a bent portion where the metal powder layer is not provided. You may make it consist of the 2nd curved pipe part formation process of bending the said metal pipe
  • a metal powder layer containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted is formed in a portion that becomes a straight tube portion after bending, and the bending portion is a metal powder layer
  • the part that becomes the straight pipe part after the bending process having the metal powder layer is heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted. It has a straight pipe part forming step of forming a self-fluxing alloy film by advancing the metal pipe while heating, and the bent pipe part forming step is capable of plastic deformation of the metal pipe at the bending portion having the metal powder layer and the metal powder.
  • a self-fluxing alloy film is formed on a portion that becomes a straight pipe part after bending, and a metal powder containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted at a bending portion
  • the bent tube portion forming step is performed while heating the bent portion at a temperature at which the metal tube can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted. You may make it bend 180 degree
  • the metal tube may be bent 180 ° while being heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted.
  • a meandering pipe is a non-connecting meander having a plurality of straight pipe parts and a curved pipe part and having a self-fluxing alloy film formed from a single straight metal pipe.
  • the self-fluxing alloy film of the bent pipe part is formed by applying a bending portion of one straight metal pipe on which a metal powder layer containing a self-fluxing alloy to be heated and remelted is formed. It is formed when bending at 180 ° while heating at a temperature at which plastic deformation is possible and the metal powder layer can be heated and melted.
  • the metal pipe can be bent by 180 ° with a small radius.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is a top view which shows an example of the meander pipe
  • the metal tube bending apparatus 1 of the present embodiment bends, for example, a single straight metal tube 10 to form a plurality of, for example, a plurality of pieces as shown in FIG.
  • An unconnected meandering pipe (boiler tube) 8 having a straight pipe portion 8a and a curved pipe portion 8b can be formed.
  • the metal pipe 10 for example, a steel pipe having a diameter of about 30 to 80 mm used in a power generator, a boiler, or the like can be used.
  • the metal pipe bending apparatus 1 relates to a clamp body 2 that holds a straight metal pipe 10, a front side of a bending portion of the metal pipe 10, and a metal pipe 10.
  • a bending arm 3 that can be turned around a rotation shaft 30 positioned on one side, a heating means 4 that heats the metal tube 10, and a clamp body 2 that is provided below the metal tube 10 is attached to the metal tube 10.
  • the clamp body 2, the bending arm 3, the heating means 4, the support means 5 and the moving means 6 are provided on the base 11.
  • the base 11 is preferably formed so as to prevent the shaft of the metal tube 10 from moving when the metal tube 10 is bent.
  • the base 11 is formed long in the front-rear direction using, for example, a frame material having a substantially rectangular cylindrical cross section made of metal such as aluminum or steel.
  • the base 11 includes an installation base 12 installed on the floor, a first fixing base 13 having a substantially rectangular cylindrical cross section that is disposed above the installation base 12 and is long in the front-rear direction, and a front end of the first fixing base 13. And a second fixed base 14 connected to each other.
  • a rail 51 is provided as support means 5 that supports the clamp body 2 so as to be movable in the axial direction of the metal tube 10 gripped by the clamp body 2.
  • a concave moving member 52 that moves along the rail 51 is engaged with the rail 51.
  • the moving member 52 is a kind of wheel, and is attached to the lower surface of the flat moving body 53 that is long in the front-rear direction.
  • the clamp body 2 is fixed to the upper surface of the moving body 53.
  • the length of the rail 51 is arbitrarily set from the range in which the movable body 53, that is, the clamp body 2 can be advanced to bend the metal tube 10 by 180 ° bending.
  • the clamp body 2 is for holding the linear metal tube 10 horizontally, for example, and a well-known one, for example, one provided with a pair of upper and lower clamp members 21 and 22 can be used.
  • the clamp body 2 includes a frame body 20 formed in a substantially rectangular tube shape into which the metal tube 10 is inserted, and the frame body 20 is fixed on the moving body 53.
  • a bottom portion of the frame body 20 is formed as a lower clamp member 22 with a recess provided on the upper surface.
  • an upper clamp member 21 that is supported so as to be movable in the vertical direction with respect to the lower clamp member 22 and that has a recess on the lower surface is provided.
  • a hydraulic cylinder 23 is provided as a moving means for moving the upper clamp member 21 up and down.
  • the metal tube 10 can be gripped by the lower clamp member 22 and the upper clamp member 21 by lowering the upper clamp member 21.
  • the clamp body 2 is formed of a clamp member made of aluminum at a portion where the metal tube 10 is directly gripped. That is, the concave portions of the upper and lower clamp members 21 and 22 may be formed of aluminum, or the metal tube 10 may be held by the upper and lower clamp members 21 and 22 via a pair of concave aluminum clamp members 27. May be.
  • the guide part 7 is provided on the second fixed base 14.
  • the guide portion 7 guides the movement of the linear metal tube 10 gripped by the clamp body 2 in the axial direction, and is formed by, for example, a pair of left and right guide rollers 71 and 72 with a central portion constricted.
  • One of the pair of left and right guide rollers 71, 72, for example, the right guide roller 72 is formed to be movable left and right by a handle 73. Thereby, even if the diameter of the metal tube 10 differs, the metal tube 10 can be guided in the axial direction.
  • the bending arm 3 is provided in front of the guide portion 7 of the second fixed base 14.
  • the bending arm 3 is provided so as to be able to turn around a rotating shaft 30 positioned on one side, for example, the right side of the metal tube 10.
  • the rotating shaft 30 is rotatably supported by the rotating shaft support portion 15 in a state extending in the height direction (vertical direction).
  • the rotating shaft support 15 is attached to the second fixed base 14 so as to be movable in the left-right direction, that is, the position in the left-right direction can be adjusted. Thereby, the position of the rotating shaft 30 with respect to the metal tube 10 can be adjusted.
  • the bending arm 3 is formed of an arm part 31 attached to the rotary shaft 30 and a clamp part 32 attached to the arm part 31.
  • the clamp part 32 grips the linear metal tube 10, and, for example, a clamp provided with a pair of left and right clamp members 33 and 34 can be used.
  • the clamp portion 32 is formed in an L shape, and a vertical portion extending in the height direction is formed by a pair of left and right clamp members 33 and 34, and the upper end of one clamp member, for example, the left clamp member 33 is the other clamp member.
  • it is rotatably provided at the upper end of the right clamp member 34 so that the metal tube 10 can be gripped and released.
  • the left and right clamp members 33 and 34 are preferably formed of aluminum clamp members at positions where the metal tube 10 is directly gripped. That is, the concave portions of the left and right clamp members 33 and 34 may be formed of aluminum, or the metal tube 10 is gripped by the left and right clamp members 33 and 34 via a pair of concave aluminum clamp members 29. May be. Further, a clamping member 35 such as a hydraulic cylinder for holding a state in which the metal tube 10 is held by the pair of left and right clamp members 33 and 34 is provided in a horizontal portion of the clamp portion 32 extending in the horizontal direction.
  • a clamping member 35 such as a hydraulic cylinder for holding a state in which the metal tube 10 is held by the pair of left and right clamp members 33 and 34 is provided in a horizontal portion of the clamp portion 32 extending in the horizontal direction.
  • the arm portion 31 can hold the metal tube 10 held by the clamp body 2 and guided by the guide portion 7 by the clamp portion 32, and advance the metal tube 10 from this state to perform a bending process of 180 ° bending. It is for turning the clamp part 32 so that it can do. In other words, the clamp part 32 can rotate and move between a gripping position where the metal tube 10 can be gripped and a 180 ° bending end position rotated 180 degrees around the rotary shaft 30 from the gripping position. It is connected to.
  • the arm portion 31 is attached to the rotating body 36 integrally provided with the rotating shaft 30, the intermediate body 38 attached to the rotating body 36 via the first arm 37, and the intermediate body 38. And a second arm 39 fixed to the clamp portion 32.
  • the intermediate body 38 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and a rod-shaped first arm 37 that is rectangular in cross section and extends in the horizontal direction is fixed to one side surface.
  • the 1st arm 37 is attached to the rotary body 36 so that length adjustment is possible. Thereby, the position of the clamp part 32 in the horizontal direction can be adjusted. Further, in combination with the adjustment of the position of the rotary shaft 30 with respect to the metal tube 10, the radius of bending of the metal tube 10 can be adjusted.
  • the second arm 39 is formed in a rod shape having a rectangular cross section and extending in the height direction, and the upper end is fixed to the lower surface of the clamp portion 32.
  • the 2nd arm 39 is attached to the intermediate body 38 so that length adjustment is possible. Thereby, the position of the clamp part 32 in the height direction can be adjusted.
  • the heating means 4 includes a ring-shaped heating body 41 that is disposed between the holding position of the clamp portion 32 of the bending arm 3 and the guide portion 7 and into which the metal tube 10 is inserted.
  • the heating body 41 is an induction coil that is energized with a high-frequency current for inductively heating the metal tube 10 inserted in the heating body 41.
  • the heating body 41 is formed so that the metal tube 10 can be heated to a temperature at which the metal powder layer can be heated and melted and a temperature at which the metal tube 10 can be plastically deformed.
  • the moving means 6 moves the clamp body 2 in the front-rear direction (the axial direction of the metal tube 10), and can move the clamp body 2 forward to bend the metal tube 10.
  • the moving means 6 includes a single ball screw 61 and a drive motor 62 which are moving members that actually move the clamp body 2.
  • the ball screw 61 is formed slightly longer than the rail 51 and is provided in parallel with the rail 51.
  • the position of the ball screw 61 is below the metal tube 10 held by the clamp body 2 and on the opposite side of the rotating arm 30 of the bending arm 3.
  • the position of the ball screw 61 is preferably disposed close to the metal tube 10 such that the horizontal distance and the height distance between the axis of the metal tube 10 and the ball screw 61 are reduced.
  • the ball screw 61 is disposed in the vicinity of the lower left corner when the frame body 20 of the clamp body 2 is formed in a rectangular shape, for example.
  • One end (front end) of the ball screw 61 is rotatably supported by a bearing 63 provided in front of the first fixed base 13 and in the vicinity of the front end of the rail 51.
  • the vicinity of the other end (rear end) of the ball screw 61 is rotatably supported by a bearing 64 provided behind the first fixed base 13 and in the vicinity of the rear end of the rail 51.
  • a driven pulley 65 is attached to the rear end of the ball screw 61. That is, when the ball screw 61, the bearings 63 and 64 that support the ball screw 61, and the driven pulley 65 are bent at 180 ° with a small radius of the metal tube 10, the length of the straight pipe portion 8a after bending is long. It is placed in a position that does not get in the way even if it is long.
  • the driven pulley 65 is connected to a driving pulley 67 via a belt, a chain 66, or the like.
  • the drive pulley 67 is attached to the rotation shaft of a drive motor 62 that is provided on the left side of the installation table 12 and can rotate forward and backward.
  • the ball screw 61 is screwed into the engaging portion 25 provided near the lower left corner of the clamp body 2. Thereby, the ball screw 61 is rotated by the drive of the drive motor 62, and the clamp body 2 is moved along the rail 51.
  • reference numeral 69 indicates a guide pulley that guides the chain 66.
  • a single straight metal pipe 10 is provided with a plurality of straight pipe portions 8a and bent pipe portions 8b, and also has a self-fluxing alloy film. A case where a meandering pipe for connection is formed will be described.
  • a self-fluxing alloy film 9 is formed on a portion that becomes a straight pipe portion 8a after bending, and a self-fluxing alloy in which the bending portion is heated and remelted.
  • the metal tube formed in the part which has a metal powder layer containing and the part which does not have a metal powder layer is used.
  • the self-fluxing alloy a well-known alloy can be used, for example, a Ni-based alloy, Ni-Cr-based alloy, or Co-based alloy that is blended with B or Si as flux generating components to impart self-fluxing, or these
  • An alloy containing WC cermet or the like may be used for the purpose of improving wear resistance.
  • the thickness of the coating is not particularly limited, and is set to about 0.5 to 3 mm after the heat remelting treatment, for example.
  • the metal powder layer can be formed using, for example, a thermal spraying machine.
  • the thermal spraying machine known ones such as a gas flame spraying machine, a plasma spraying machine, and an HVOF thermal spraying machine can be used.
  • the self-fluxing alloy film 9 for the formation of the self-fluxing alloy film 9 in the portion that becomes the straight pipe portion 8a after the bending (heating and remelting treatment of the metal powder layer), for example, a publicly known one may be used, or the bending apparatus of the present embodiment 1 may be used. Further, since the self-fluxing alloy film 9 is a dense and hard film with high adhesion, a uniform thickness and a smooth surface, it is optimal as a film for a meandering tube (boiler tube).
  • a straight metal tube 10 on which a metal powder layer and a self-fluxing alloy film are formed is connected between the upper and lower clamp members 21 and 22 of the clamp body 2, between the guide rollers 71 and 72 of the guide portion 7, and the heating body 41. It passes sequentially and is mounted on the lower clamp member 22 of the clamp body 2.
  • the upper clamp member 21 is lowered and the metal tube 10 is held by the upper and lower clamp members 21 and 22 of the clamp body 2.
  • the front of the metal tube 10 is held by a pair of left and right clamp members 33 and 34 of the clamp portion 32 of the bending arm 3. These two grips are performed so as to sandwich a bending portion where the metal tube 10 is bent, and the bending portion can be sufficiently heated by the heating body 41.
  • the bending portion of the metal tube 10 is heated in an annular shape by the heating body 41.
  • This heating is performed at a temperature at which the metal tube 10 can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted at the bending portion where the metal powder layer is provided, and at the bending portion where the metal powder layer is not provided. It is performed at a temperature capable of plastic deformation of 10.
  • the drive motor 62 is driven to advance the clamp body 2.
  • the clamp body 2 is positioned on the rear side of the rail 51.
  • the bending arm 2 pivots about the rotation shaft 30 and a bending moment acts on the bending portion, so that the metal tube 10 is bent and deformed about the rotation shaft 30.
  • the metal tube 10 is gradually bent to the right side.
  • this bending is performed 180 °, the forward movement of the clamp body 2 is stopped.
  • the heating of the heating body 41 to the metal tube 10 may be stopped when the clamp body 2 stops moving forward, or the driving motor 62 is stopped when the heating of the metal tube 10 is sufficiently performed for bending. You may stop before.
  • a bent tube portion 8b bent 180 ° to the right is formed in the metal tube 10.
  • the outer surface of the bent tube portion 8b is heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted when the bending is performed. Since it is performed, the metal powder layer is heated and remelted to form the self-fluxing alloy film 9 (first bent tube portion forming step).
  • a bending process location does not have a metal powder layer, only a bending process is performed (2nd curved pipe part formation process).
  • one curved pipe portion 8b is formed.
  • the meandering tube 8 shown in FIG. 4 is formed, the left three bent tube portions 8b are formed with a self-fluxing alloy film 9 on the surface, and the two right bent tube portions 8b are formed on the surface.
  • the self-fluxing alloy film 9 is not formed.
  • the heated body 41 is sufficient as a bending part where the bending of the bending arm 3 is released and the metal pipe 10 is advanced along the axial direction and the bending process is performed next.
  • the metal tube 10 is moved so that it can be heated. That is, the metal tube 10 is fed forward. This idle feeding may be performed using the clamp body 2 or may be performed manually or using another device with the clamp body 2 released.
  • the metal tube 10 is rotated by 180 ° around the axis of the straight metal tube 10 before the bending process (reversing step). As a result, the straight pipe portion 8a after bending moves to the left (opposite to the bending direction).
  • the clamp body 2 is positioned on the rear side of the rail 51.
  • the bending portion is heated by the heating body 41.
  • This heating is performed in the same manner as the above-described heating.
  • the clamp body 2 is advanced to bend the metal tube 10 to the right side, and the metal tube 10 is bent as described above.
  • a plurality of straight pipe portions are formed from one straight metal pipe 10 by repeatedly performing the bent pipe portion forming step (first bent pipe portion forming step, second bent pipe portion forming step) and the reversing step. It is possible to form a meandering tube 8 having a self-fluxing alloy film 9 at a desired location on the outer surface, for example, a meandering tube 8 as shown in FIG. Manufacturing method of meandering tube).
  • the moving means 6 becomes an obstacle even if the length of the straight pipe portion 8a after the bending is long. Without bending, the metal tube 10 can be bent. That is, since the moving means 6 is disposed below the straight pipe portion 8a and in a region on the left side of the straight pipe portion 8a (region opposite to the bending direction), the moving means 6 has a small radius of 180. ° Does not interfere with bending.
  • a meandering tube 8 having a plurality of straight tube portions 8a and bent tube portions 8b bent from a single straight metal tube 10 with a small radius and having a self-fluxing alloy film 9 formed thereon can be formed. it can.
  • One ball screw 61 that is a moving member that moves the clamp body 2 has a shorter distance in the horizontal direction and a distance in the height direction between the axis of the metal tube 10 held by the clamp body 2 and the axis of the ball screw 61.
  • the metal tube 10 is gripped by the clamp body 2 or the clamp portion 32, when the portion that directly grips the metal tube 10 is formed by the aluminum clamp members 27 and 29, when the metal tube 10 is gripped, It is possible to prevent cracking of the metal tube 10, cracking of the metal powder layer or self-fluxing alloy film, and peeling.
  • the metal tube 10 can be advanced in the axial direction without being displaced.
  • the guide portion 7 is formed by a pair of left and right guide rollers 71 and 72 and one of the pair of left and right guide rollers 71 and 72, for example, the right guide roller 72 is formed to be movable to the left and right by the handle 73, Even if the diameter of the metal tube 10 is different, the metal tube 10 can be guided in the axial direction.
  • a rotary shaft support portion 15 that rotatably supports the rotary shaft 30 of the bending arm 3 is attached to the second fixed base 14 so that the position of the bending arm 3 can be adjusted in the left-right direction, and the arm portion 31 of the bending arm 3 is horizontal to the clamp portion 32. Since the direction position is adjustable, the position of the rotating shaft 30 can be adjusted to the left and right with respect to the metal tube 10. Thereby, the radius at the time of bending the metal tube 10 can be arbitrarily adjusted. Moreover, since the arm part 31 of the bending arm 3 is formed so that the horizontal position and the height direction position of the clamp part 32 can be adjusted, the position of the clamp part 32 that holds the metal tube 10 can be vertically and horizontally. Can move. As a result, even if the diameter of the metal tube 10 is different, the position of the clamp part 32 that holds the metal tube 10 can be adjusted to an optimum position.
  • the self-fluxing alloy film 9 may be formed on the portion that becomes the straight pipe portion 8a after the bending process by using the metal pipe bending apparatus 1 of the present embodiment.
  • a metal powder layer containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted is formed in a portion that becomes the straight tube portion 8a after bending, and bending processing is performed.
  • a metal tube formed at a portion where the portion has a metal powder layer and a portion which does not have a metal powder layer is used.
  • the metal powder layer from the tip of the metal tube 10 to the bent portion is heated and remelted.
  • the metal tube 10 is placed on the lower clamp member 22 of the clamp body 2 through the upper and lower clamp members 21 and 22 of the clamp body 2, the guide rollers 71 and 72, and the heating body 41 sequentially from the tip.
  • the metal tube 10 is held by the upper and lower clamp members 21 and 22 of the clamp body 2, and the end portion where the metal powder layer of the metal tube 10 is formed by the heating body 41 is annularly heated and melted.
  • the clamp body 2 is advanced while being heated to a possible temperature.
  • the metal powder layer is heated and remelted while the metal tube 10 advances forward, and the self-fluxing alloy film 9 is formed.
  • the self-fluxing alloy film 9 is formed on the metal pipe 10 that becomes the straight pipe portion 8a up to the bending portion (straight pipe portion forming step).
  • the gripping of the metal tube 10 by the clamp body 2 is released, and the clamp body 2 is moved to the rear side of the rail 51.
  • the clamp body 32 and the clamp portion 32 of the bending arm 3 hold the metal tube 10 while sandwiching the bending portion, and the heating portion 41 heats the bending portion.
  • This heating is performed at a different temperature depending on the presence or absence of the metal powder layer as in the above-described heating.
  • the clamp body 2 is advanced to bend the metal tube 10 to the right side, and the metal tube 10 is bent as described above.
  • a bent tube portion 11c bent by 180 ° is formed on the metal tube 10, and a self-fluxing alloy film 9 is formed when the bent portion has a metal powder layer (curved tube). Part forming step). This completes the bending of one bent pipe portion 8b.
  • the heat remelting process of the metal powder layer of the metal tube 10 up to the next bending portion is performed in the same manner as the heat remelting process of the metal powder layer (straight pipe part forming step). ). Thereby, the self-fluxing alloy film 9 is formed on the outer surface of the metal tube 10 which becomes the straight tube portion 8a up to the next bending portion.
  • a single straight metal pipe 10 has a plurality of straight pipe parts 8a and curved pipe parts 8b and an outer surface.
  • the serpentine tube 8 having the self-fluxing alloy film 9 at the desired location, for example, the serpentine tube 8 as shown in FIG. 4 can be formed (second method for manufacturing a serpentine tube).
  • the bending apparatus 1 of the metal tube of this embodiment demonstrated the case where the meandering tube 8 was formed from the metal tube 10 in which the metal powder layer was formed in the desired location of an outer surface, it is not limited to this.
  • a serpentine tube is formed only by bending, a serpentine tube is formed from a metal tube having a metal powder layer formed entirely, or a self-fluxing alloy is formed in a portion that becomes a straight tube portion after bending
  • a meandering tube can be formed from a metal tube in which a film is formed and a metal powder layer is formed at a bending portion.
  • the bent tube is formed in the same manner as described above, except that the metal tube 10 is heated by the heating element 41 at a temperature at which the metal tube 10 can be plastically deformed.
  • a meandering tube having a plurality of straight tube portions 8a and bent tube portions 8b can be formed from one straight metal tube 10. .
  • a curved pipe part forming step (first curved pipe part forming step) is performed in the same manner as described above except that the pipe 10 is heated at a temperature at which the metal pipe 10 can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted.
  • a meandering pipe having a plurality of straight pipe portions 8a and a curved pipe portion 8b and having a self-fluxing alloy film 9 is formed from one straight metal pipe 10. can do.
  • a meandering tube is formed from a metal tube in which a self-fluxing alloy film is formed on a portion that becomes a straight tube portion after bending and a metal powder layer is formed at a bending portion
  • the metal tube 10 is heated by the heating body 41 at a temperature at which the metal tube 10 can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted.
  • a plurality of straight pipe sections 8a and curved pipes are formed from one straight metal pipe 10 by repeatedly performing a bent pipe section forming process (first bent pipe section forming process) and a reversing process which are performed in the same manner as described above.
  • a meandering tube having the portion 8b and the self-fluxing alloy film 9 can be formed.

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Abstract

【課題】　曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことができる金属管の曲げ加工装置を提供することにある。 【解決手段】　直線状の金属管を把持するクランプ体と、クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともにこの金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、記金属管の下方に設けられてクランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、金属管の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されてクランプ体を移動させる移動手段とを備える。

Description

金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管
　本発明は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管を小半径で180°曲げすることができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管に関するものである。
　直管部及び曲管部を有する金属管として、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる蛇行管（ボイラーチューブ）がある。ボイラーチューブは、例えば、火力発電所や焼却炉、コークス乾式消火設備等において高温の燃焼ガス中に暴露され、ボイラーチューブの内側に流体例えば循環水を流通させることにより、循環水を介して燃焼ガスの熱によりタービンを駆動させたりしている。ボイラーチューブは、伝熱面積を大きくするために直管を複数回の１８０°曲げの曲げ加工で蛇行させた形状のものが知られている。このボイラーチューブは、１本の直管を複数回の１８０°曲げ加工で蛇行させた形状に形成されているが、実際には、ステッキ型（Ｊ型）の導管を複数連結して形成されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、５本のステッキ型の導管と１本の直管とを互いに溶接して連結することで、５つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成していた。
　このように５つの曲管部を備えたボイラーチューブでは、５本のステッキ型の導管の作製と、５本のステッキ型の導管と１本の直管の連結を行わなければならず工数が多く作業時間が長いので、工数を削減して作業時間を短くしかも低コスト化を図るべく、１本の直管を連続して曲げて例えば５つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成する手段が望まれている。
　ところで、金属管を曲げる曲げ加工装置としては、直線状の金属管を把持するクランプ体と、クランプ体の把持箇所より前方であって金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、クランプ体を前進させる移動手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この曲げ加工装置を利用すれば、ステッキ型（Ｊ型）の導管を製造することができるが、しかし、クランプ体を前進させる移動手段である推進装置は、金属管の両側に配置された油圧シリンダによりクランプ体を前進させるために、金属管に小半径で１８０°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長いと、油圧シリンダやその油圧シリンダを支持する支持部材をカバーするブラケット等が邪魔で金属管の曲げ加工を行うことができない。
特開平９－３１６６２２号公報 特開２００６－３２６６６７号公報
　本発明が解決しようとする課題は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管を提供することにある。
　前記課題を解決するため本発明に係る金属管の曲げ加工装置は、直線状の金属管を把持するクランプ体と、前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともにこの金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、前記金属管の下方であって前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させる移動手段とを備え、前記クランプ体と曲げアームに把持させた金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする。
　このように、クランプ体を移動させる移動手段が金属管の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されていることで、金属管を小半径で１８０°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長くても、移動手段が邪魔になることがない。従って、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことが可能となる。
　本発明では、移動手段は、クランプ体を移動させる駆動部材が１本のボールネジであり、ボールネジを、直管部の軸とボールネジの軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管に近接して配置してもよい。また、クランプ体及び曲げアームの金属管を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成してもよい。
　また、前記課題を解決するため本発明に係る蛇行管の製造方法は、上述の金属管の曲げ加工装置を用いて、１本の直線状の金属管から複数の直管部及び曲管部を有する無接続の蛇行管を製造する方法であって、前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて１８０°曲げ加工する曲管部形成工程と、１つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに１８０°回転させ反転させる反転工程とを備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させるようにしたことを特徴とする。
　この発明では、１本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いて、曲管部形成工程を、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とからなるようにしてもよい。
　また、１本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いて、金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とからなるようにしてもよい。
　さらに、１本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、曲げ加工箇所に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工するようにしてもよい。
　また、１本の直線状の金属管として、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工するようにしてもよい。
　また、前記課題を解決するため本発明に係る蛇行管は、１本の直線状の金属管から形成されて複数の直管部及び曲管部を有するとともに自溶合金皮膜を有する無接続の蛇行管であって、前記曲管部の自溶合金皮膜は、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成された１本の直線状の金属管の曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度で加熱しながら１８０°曲げ加工を行うときに形成されたことを特徴とする。
　本発明によれば、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことができる。
本発明に係る実施形態の金属管の曲げ加工装置の一例を示す斜視図である。 本実施形態の金属管の曲げ加工装置の要部構成を示す概略平面図である。 図１中のＡ－Ａ線矢視断面図である。 本発明に係る実施形態の蛇行管の一例を示す平面図である。
　以下、本発明に係る金属管の曲げ加工装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１～図３に示すように、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１は、例えば、１本の直線状の金属管１０を曲げ加工して、例えば、図４に示すような複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有する無接続の蛇行管（ボイラーチューブ）８を形成し得るものである。金属管１０としては、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる直径約３０～８０ｍｍの鋼管等を用いることができる。
　金属管の曲げ加工装置１は、図１～図３に示すように、直線状の金属管１０を把持するクランプ体２と、金属管１０の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管１０に関し一方の側部側に位置付けた回転軸３０を中心として旋回可能な曲げアーム３と、金属管１０を加熱する加熱手段４と、金属管１０の下方に設けられてクランプ体２を金属管１０の軸方向に移動可能に支持する支持手段５と、金属管１０の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されてクランプ体２を移動させる移動手段６とを備えている。これらクランプ体２、曲げアーム３、加熱手段４、支持手段５及び移動手段６は、基台１１に設けられている。
　基台１１は、金属管１０を曲げ加工を行う際に金属管１０の軸が動かないように堅牢に形成されていることが好ましい。基台１１は、例えば、アルミや鋼鉄等の金属製の断面略矩形筒状の枠材を用いて前後方向に長く形成されている。基台１１は、床等に設置される設置台１２と、設置台１２の上方に配置されて前後方向に長い断面略矩形筒状の第１固定台１３と、第１固定台１３の前端に連接された第２固定台１４とを備えている。
　第１固定台１３上には、クランプ体２を当該クランプ体２で把持した金属管１０の軸方向に移動可能に支持する支持手段５であるレール５１が設けられている。レール５１には、レール５１に沿って移動する凹状の移動部材５２が係合されている。移動部材５２は、一種の車輪であり、前後方向に長く平板状の移動体５３の下面に取り付けられている。移動体５３の上面には、クランプ体２が固定されている。これにより、クランプ体２は、レール５１上をレール５１に沿って移動、すなわち、金属管１０の軸方向に移動し得るようになっている。レール５１の長さは、移動体５３すなわちクランプ体２を前進させて金属管１０の１８０°曲げの曲げ加工を行える範囲から任意に設定される。
　クランプ体２は、直線状の金属管１０を例えば水平に把持するもので、周知のもの等、例えば、一対の上下クランプ部材２１、２２を備えたものを用いることができる。クランプ体２は、金属管１０が挿入される略矩形筒状に形成された枠体２０を備え、この枠体２０が移動体５３上に固定されている。枠体２０の底部は、上面に凹部が設けられて下クランプ部材２２として形成されている。枠体２０内の下クランプ部材２２の上方には、下クランプ部材２２に対して上下方向に移動可能に支持され、下面に凹部が設けられている上クランプ部材２１が設けられている。
　枠体２０の上部には、上クランプ部材２１を上下に移動させる移動手段である油圧シリンダ２３が設けられている。これにより、上クランプ部材２１を下降させることで、下クランプ部材２２と上クランプ部材２１とで金属管１０を把持することができるようになっている。このとき、クランプ体２は、金属管１０を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、上下クランプ部材２１、２２の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材２７を介して上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持するようにしてもよい。
　第２固定台１４上には、ガイド部７が設けられている。ガイド部７は、クランプ体２で把持した直線状の金属管１０の軸方向への移動をガイドするもので、例えば、中央部が括れた左右一対のガイドローラ７１、７２で形成されている。左右一対のガイドローラ７１、７２の一方例えば右側のガイドローラ７２は、ハンドル７３により左右に移動可能に形成されている。これにより、金属管１０の径が異なっても金属管１０をその軸方向に案内することができるようになっている。
　第２固定台１４のガイド部７の前方には、曲げアーム３が設けられている。曲げアーム３は、金属管１０に関し一方の側部側例えば右側部側に位置付けた回転軸３０を中心として旋回可能に設けられている。回転軸３０は、高さ方向（垂直方向）に延びた状態で回転軸支持部１５に回転可能に支持されている。回転軸支持部１５は、第２固定台１４に左右方向に移動可能すなわち左右方向の位置を調節可能に取り付けられている。これにより、金属管１０に対する回転軸３０の位置を調節し得るようになっている。
　曲げアーム３は、回転軸３０に取り付けられたアーム部３１と、アーム部３１に取り付けられたクランプ部３２とから形成されている。クランプ部３２は、直線状の金属管１０を把持するものであり、例えば、一対の左右クランプ部材３３、３４を備えたものを用いることができる。クランプ部３２は、例えば、Ｌ字状に形成され、高さ方向に延びる垂直部分が一対の左右クランプ部材３３、３４で形成され、一方のクランプ部材例えば左クランプ部材３３の上端が他方のクランプ部材例えば右クランプ部材３４の上端に回転可能に設けられて金属管１０の把持と解放を行えるようになっている。左右クランプ部材３３、３４は、金属管１０を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、左右クランプ部材３３、３４の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材２９を介して左右クランプ部材３３、３４で金属管１０を把持するようにしてもよい。また、クランプ部３２の水平方向に延びる水平部分には、一対の左右クランプ部材３３、３４で金属管１０を把持した状態を保持するための油圧シリンダ等の締め込み部材３５が設けられている。
　アーム部３１は、クランプ体２で把持されかつガイド部７でガイドされた金属管１０をクランプ部３２で把持し得るとともに、この状態からその金属管１０を前進させて１８０°曲げの曲げ加工を行えるようにクランプ部３２を旋回させるためのものである。すなわち、クランプ部３２は、金属管１０を把持し得る把持位置と、この把持位置から回転軸３０を軸に１８０°回転した１８０°曲げ終了位置との間で回転移動し得るようにアーム部３１に連結されている。
　アーム部３１は、例えば、回転軸３０が一体に設けられている回転体３６と、回転体３６に第１アーム３７を介して取り付けられている中間体３８と、中間体３８に取り付けられているとともにクランプ部３２に固定されている第２アーム３９とを備えている。中間体３８は、直方体状に形成され、一側面に断面矩形状であって水平方向に延びる棒状の第１アーム３７が固定されている。第１アーム３７は、回転体３６に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部３２の水平方向の位置を調節し得るようになっている。さらに、金属管１０に対する回転軸３０の位置の調節と相俟って金属管１０の曲げ加工の半径を調節し得るようになっている。第２アーム３９は、断面矩形状であって高さ方向に延びる棒状に形成され、上端がクランプ部３２の下面に固定されている。第２アーム３９は、中間体３８に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部３２の高さ方向の位置を調節し得るようになっている。
　加熱手段４は、曲げアーム３のクランプ部３２の把持位置とガイド部７との間に配設され、中に金属管１０が挿入されるリング状の加熱体４１を備えている。加熱体４１は、加熱体４１内に挿入されている金属管１０を環状に誘導加熱するための高周波電流が通電される誘導コイルである。加熱体４１は、金属管１０を金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度及び金属管１０の塑性変形可能な温度に加熱し得るように形成されている。
　移動手段６は、クランプ体２を前後方向（金属管１０の軸方向）に移動させるもので、前方に移動させて金属管１０の曲げ加工を行え得るものである。移動手段６は、クランプ体２を実際に移動させる移動部材である１本のボールネジ６１と駆動モータ６２とを備えている。ボールネジ６１は、例えば、レール５１より長さが少し長く形成され、レール５１と平行に設けられている。ボールネジ６１の位置は、クランプ体２に把持された金属管１０の下方であって曲げアーム３の回転軸３０と反対側である。ボールネジ６１の位置は、金属管１０の軸とボールネジ６１の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管１０に近接して配置することが好ましい。本実施形態では、ボールネジ６１は、例えば、クランプ体２の枠体２０が矩形に形成されているとした場合の左下角部近傍に配置されている。
　ボールネジ６１の一方の端部（前端部）は、第１固定台１３の前方であってレール５１の前端近傍に設けられている軸受６３に回転可能に支持されている。ボールネジ６１の他方の端部（後端部）近傍は、第１固定台１３の後方であってレール５１の後端近傍に設けられている軸受６４に回転可能に支持されている。ボールネジ６１の後端部には、従動プーリー６５が取り付けられている。すなわち、ボールネジ６１及びボールネジ６１を支持する軸受６３、６４、従動プーリー６５は、金属管１０の小半径での１８０°曲げの曲げ加工を行う際に曲げ加工後の直管部８ａの長さが長くても邪魔にならない位置に配置されている。
　従動プーリー６５は、ベルトやチェーン６６等を介して駆動プーリー６７に接続されている。駆動プーリー６７は、設置台１２の左側部上に設けられている正逆回転可能な駆動モータ６２の回転軸に取り付けられている。ボールネジ６１は、クランプ体２の左下角部近傍に設けられている係合部２５に螺合されている。これにより、駆動モータ６２の駆動によりボールネジ６１が回転して、クランプ体２がレール５１に沿って移動するようになっている。なお、図３中、符号６９は、チェーン６６をガイドするガイドプーリーを示している。
　次に、上記のように構成した金属管の曲げ加工装置１を用いて１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜を有する無接続の蛇行管を形成する場合について説明する。
　１本の直線状の金属管１０としては、例えば、曲げ加工後の直管部８ａとなる部分に自溶合金皮膜９が形成されており、曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。
　自溶合金としては、周知のものを用いることができ、例えば、フラックス生成成分であるＢやＳｉを配合して自溶性を付与したＮｉ基、Ｎｉ－Ｃｒ基又はＣｏ基の合金、あるいは、これらに耐摩耗性向上目的でＷＣ系サーメットなどを配合した合金等を用いることができる。被覆の厚さは、特に限定されず、例えば、加熱再溶融処理後で０．５～３ｍｍ程度に設定される。金属粉末層は、例えば、溶射機を用いて形成することができる。溶射機としては、ガスフレーム溶射機、プラズマ溶射機、ＨＶＯＦ溶射機等の公知のものを用いることができる。曲げ加工後の直管部８ａとなる部分の自溶合金皮膜９の形成（金属粉末層の加熱再溶融処理）は、例えば、公知のものを用いてもよいし、本実施形態の曲げ加工装置１を用いてもよい。また、自溶合金皮膜９は、緻密で硬く密着力が高く、厚さが均一で、表面が平滑な膜であるので、蛇行管（ボイラーチューブ）の皮膜としては最適である。
　金属粉末層と自溶合金皮膜が形成された１本の直線状の金属管１０を、クランプ体２の上下クランプ部材２１、２２間、ガイド部７のガイドローラ７１、７２間及び加熱体４１を順次通して、クランプ体２の下クランプ部材２２上に載置する。上クランプ部材２１を下降させてクランプ体２の上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持する。この金属管１０の前方を曲げアーム３のクランプ部３２の一対の左右クランプ部材３３、３４で把持する。これら２つの把持は、金属管１０の曲げ加工を行う曲げ加工箇所を挟んで行うとともに、曲げ加工箇所を加熱体４１で十分に加熱し得るように行う。
　把持後、加熱体４１により金属管１０の曲げ加工箇所を環状に加熱する。この加熱は、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では、金属管１０の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行い、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では、金属管１０の塑性変形可能な温度で行う。この加熱を行いながら駆動モータ６２を駆動させてクランプ体２を前進させる。このとき、クランプ体２はレール５１の後方側に位置されているようにする。クランプ体２の前進により、曲げアーム２が回転軸３０を中心に旋回するとともに曲げ加工箇所に曲げモーメントが作用して、回転軸３０を中心に金属管１０が曲げ変形する。すなわち、金属管１０が徐々に右側部側に曲がっていく。この曲げが１８０°行われたら、クランプ体２の前進を停止させる。加熱体４１の金属管１０への加熱は、クランプ体２の前進の停止とともに停止させてもよいし、曲げ加工を行うのに十分に金属管１０の加熱を行えた時点で駆動モータ６２の停止より前に停止させてもよい。
　これにより、金属管１０には、右側に１８０°曲がった曲管部８ｂが形成される。このとき、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には、曲管部８ｂの外表面には、曲げ加工を行った際に金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱が行われるので、金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜９が形成される（第１曲管部形成工程）。また、曲げ加工箇所が金属粉末層を有していない場合には、単に曲げ加工のみが行われる（第２曲管部形成工程）。これで１つの曲管部８ｂが形成される。なお、例えば、図４に示す蛇行管８を形成する場合、左側の３つの曲管部８ｂが表面に自溶合金皮膜９が形成されているもので、右側の２つの曲管部８ｂが表面に自溶合金皮膜９が形成されていないものである。
　次の曲げ加工を行うには、曲げアーム３のクランプ部３２での把持を解除し、金属管１０を軸方向に沿って前進させて次に曲げ加工を行う曲げ加工箇所が加熱体４１で十分に加熱し得るように金属管１０を移動させる。すなわち、金属管１０を前方へ空送りする。この空送りは、クランプ体２を用いて行うようにしてもよいし、クランプ体２での把持を解除した状態で手動や他の装置等を用いて行うようにしてもよい。金属管１０の移動後、曲げ加工前の直線状の金属管１０の軸周りに金属管１０を１８０°回転させて反転させる（反転工程）。その結果、曲げ加工後の直管部８ａが左側（曲げ方向とは反対側）に移動する。この移動後には、クランプ体２がレール５１の後方側に位置されているようにする。
　そして、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０を次の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させて金属管１０を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管１０に曲げ加工を施す。これらのような曲管部形成工程（第１曲管部形成工程、第２曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜９が形成された蛇行管８、例えば、図４に示すような蛇行管８を形成することができる（第１の蛇行管の製造方法）。
　このように、１本の直線状の金属管１０を蛇行管８に形成する場合、曲管部８ｂが複数あっても複数の曲げ加工の際には曲げ方向は常に同じで金属管１０の右側部側であり、この右側部側には、クランプ体２を移動させる移動手段６（１本のボールネジ６１及びボールネジ６１を支持する軸受６３、６４（軸受を覆うカバーも含む）、従動プーリー６５（従動プーリーを覆うカバーも含む））が設置されていない。このため、金属管１０に小半径例えばＲ９５（直径９５ｃｍ）で１８０°曲げの曲げ加工を施す場合、曲げ加工後の直管部８ａの長さが長くても、移動手段６が邪魔になることなく、金属管１０に曲げ加工を施せる。すなわち、移動手段６は、直管部８ａの下方であって直管部８ａの左側部側の領域（曲げ方向と反対側の領域）に配置されているので、移動手段６が小半径で１８０°曲げの曲げ加工の妨げとならない。その結果、１本の直線状の金属管１０から小半径で曲げ加工した複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９が形成された蛇行管８を形成することができる。
　クランプ体２を移動させる移動部材である１本のボールネジ６１は、クランプ体２に把持させた金属管１０の軸とボールネジ６１の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管１０に近接して配置することが好ましく、これにより、金属管１０を前進させるときに、金属管１０に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。また、クランプ体２やクランプ部３２で金属管１０を把持する場合、直接金属管１０を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材２７、２９で形成されていると、金属管１０を把持したときの金属管１０の割れ、金属粉末層や自溶合金皮膜の割れ、剥離を防止することができる。
　第２固定台１４上にガイド部７が設けられ、このガイド部７によって金属管１０が加熱体４１に案内されるので、金属管１０をずれることなく軸方向に前進させることができる。このとき、ガイド部７が左右一対のガイドローラ７１、７２で形成され、左右一対のガイドローラ７１、７２の一方例えば右側のガイドローラ７２がハンドル７３により左右に移動可能に形成されていると、金属管１０の径が異なっても金属管１０をその軸方向に案内することができる。
　曲げアーム３の回転軸３０を回転可能に支持する回転軸支持部１５が第２固定台１４に左右方向の位置調節可能に取り付けられ、かつ、曲げアーム３のアーム部３１はクランプ部３２の水平方向の位置を調節可能に形成されているので、回転軸３０の位置を金属管１０に対して左右に調節することができる。これにより、金属管１０を曲げ加工する際の半径を任意に調節することができる。また、曲げアーム３のアーム部３１は、クランプ部３２の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調節可能に形成されているので、金属管１０を把持するクランプ部３２の位置を上下左右に移動することができる。その結果、金属管１０の径が異なっても金属管１０を把持するクランプ部３２の位置を最適な位置に調節することが可能となる。
　また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１を用いて、曲げ加工とともに曲げ加工後の直管部８ａとなる部分の自溶合金皮膜９の形成を行うようにしてもよい。この場合、１本の直線状の金属管１０として、例えば、曲げ加工後の直管部８ａとなる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。
　まず、金属管１０の先端から曲げ加工箇所までの金属粉末層の加熱再溶融処理を行う。金属管１０を、先端からクランプ体２の上下クランプ部材２１、２２間、ガイドローラ７１、７２間及び加熱体４１を順次通して、クランプ体２の下クランプ部材２２上に載置する。載置後、クランプ体２の上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持し、加熱体４１により金属管１０の金属粉末層が形成されている端部を環状に金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度に加熱しながらクランプ体２を前進させる。これにより、金属管１０は前方に進みながらその金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜９に形成される。その結果、曲げ加工箇所までの直管部８ａとなる金属管１０に自溶合金皮膜９が形成される（直管部形成工程）。
　次に、クランプ体２での金属管１０の把持を解除してクランプ体２をレール５１の後方側に移動させる。移動後、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に金属粉末層の有無によって異なる温度で行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させて金属管１０を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管１０に曲げ加工を施す。これにより、金属管１０には、１８０°曲がった曲管部１１ｃが形成されるとともに、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には自溶合金皮膜９が形成される（曲管部形成工程）。これで１つの曲管部８ｂの曲げ加工が終了する。
　１つの曲管部８ｂの形成後、次の曲げ加工箇所までの金属管１０の金属粉末層の加熱再溶融処理を前述の金属粉末層の加熱再溶融処理と同様に行う（直管部形成工程）。これにより、次の曲げ加工箇所までの直管部８ａとなる金属管１０の外表面に自溶合金皮膜９が形成される。
　そして、クランプ体２での把持を解除し、曲げ加工前の直線状の金属管１０の軸周りに金属管１０を１８０°回転させて反転させてから（反転工程）、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０を曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、前述と同様に加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させ、金属管１０に曲げ加工を施す。これにより、金属管１０は、前端から２つの直管部１１ｂと２つの曲管部１１ｃが連続して形成される。よって、これらの直管部形成工程と曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜９を有する蛇行管８、例えば、図４に示すような蛇行管８を形成することができる（第２の蛇行管の製造方法）。
　また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１は、外表面の所望の箇所に金属粉末層が形成された金属管１０から蛇行管８を形成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、曲げ加工のみを行って蛇行管を形成したり、金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成したり、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成したりすることができる。
　曲げ加工のみを行って蛇行管を形成する場合、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能な温度で行う以外は前述と同様に曲管部形成工程（第２曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有する蛇行管を形成することができる。
　金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第２の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程（第１曲管部形成工程）と直管部形成工程と反転工程とを繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９を有する蛇行管を形成することができる。
　曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第１の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程（第１曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９を有する蛇行管を形成することができる。
　１　金属管の曲げ加工装置
　２　クランプ体
　３　曲げアーム
　４　加熱手段
　５　支持手段
　６　移動手段
　７　ガイド部
　８　蛇行管
　８ａ　直管部
　８ｂ　曲管部
　９　自溶合金皮膜
　１０　金属管
　３０　回転軸
　６１　ボールネジ

Claims (9)

  1. 　直線状の金属管を把持するクランプ体と、
    　前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともにこの金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、
    　前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、
    　前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
    　前記金属管の下方であって前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させる移動手段とを備え、
    　前記クランプ体と曲げアームに把持させた金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする金属管の曲げ加工装置。
  2. 　前記移動手段は、前記クランプ体を移動させる移動部材が１本のボールネジであり、前記ボールネジは、前記金属管の軸とボールネジの軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管に近接して配置されている請求項１に記載の金属管の曲げ加工装置。
  3. 　前記クランプ体及び曲げアームは、前記金属管を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されている請求項１又は２に記載の金属管の曲げ加工装置。
  4. 　前記請求項１～３のいずれか１項に記載の金属管の曲げ加工装置を用いて、１本の直線状の金属管から複数の直管部及び曲管部を有する無接続の蛇行管を製造する方法であって、
    　前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて１８０°曲げ加工する曲管部形成工程と、
    　１つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに１８０°回転させ反転させる反転工程とを備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させるようにしたことを特徴とする蛇行管の製造方法。
  5. 　前記１本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、
    　前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とからなる請求項４に記載の蛇行管の製造方法。
  6. 　前記１本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、前記曲げ加工箇所が前記金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、
    　さらに、前記金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、
    　前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とからなる請求項４に記載の蛇行管の製造方法。
  7. 　前記１本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管であり、
    　前記曲管部形成工程は、前記曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する請求項４に記載の蛇行管の製造方法。
  8. 　前記１本の直線状の金属管は、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管であり、
    　さらに、前記曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、
    　前記曲管部形成工程は、前記曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する請求項４に記載の蛇行管の製造方法。
  9. 　１本の直線状の金属管から形成されて複数の直管部及び曲管部を有するとともに自溶合金皮膜を有する無接続の蛇行管であって、
    　前記曲管部の自溶合金皮膜は、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成された１本の直線状の金属管の曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度で加熱しながら１８０°曲げ加工を行うときに形成されたことを特徴とする蛇行管。
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