JPH10258362A - 管内の必要区間を空間的に遮断する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ティグ溶接にて管の溶接箇所の手直し補修をす
る時、溶接箇所の近くに明けられた検査孔等又は管の片
側の開口より溶接箇所を挟んで管内の必要区間を空間的
に遮断し、その間に不活性ガスを注入し空気と置換する
為の遮断器を挿入し、管内で遮断器に取り付けられた伸
縮袋を膨らませる方法。又この伸縮袋を溶接の火花、ス
パッタ、管の昇温等から保護する方法を提供する。 【解決手段】検査孔３等より遮断器１０，２０を挿入す
る時は伸縮袋１０−５を吸引収縮させて、その外径寸法
を検査孔より小さくして挿入する。管内にて２個の遮断
器の伸縮袋を膨らませて管壁に密着させその間にガスを
注入するようにする。伸縮袋に植毛１０−６しておきこ
れに含水させる事により管体の昇温及びスパッタ等より
伸縮袋を保護する。管口より挿入する遮断器の伸縮袋は
それに直接植毛しうる事も出来るが植毛した保護カバー
で伸縮袋を保護する事もできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管をティグ溶接をす
る時管内の溶接箇所の空気を不活性ガスで置換する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ティグ溶接で新たな管を接合する場合は
図１、図２に示す如く両側の管（１−１）、（１−２）
内に水溶性フイルム（２−１）、（２−２）を張って空
気を遮断出来るようにしておき、検査孔（３）がある場
合はそれよりガスを注入し開先部（４）の隙間（４−
１）より出る気体中に酸素のないこと、即ちフイルム
（１−１）、（１−２）間の空気が完全にガスで置換さ
れている事を確認して溶接を行う。検査孔がない場合は
ガス注入孔を新にあける事も行われている。しかし、一
旦溶接した後の手直し又は補修をする場合は図３、又は
図４に示す如き方法がとられている。図３に示す方法は
管の片方を遮へい板（２−３）で遮へいし他方よりガス
を注入して行う方法で図４に示す方法は例えばゴム風船
（５）の如くふくらむものを片側より挿入し管内で膨ら
ませて管の片側だけを遮断する方法である。図３、図４
に示す方法では管内の空気をガスと完全に置換するには
時間を要し、また多量のガスを必要とする。図４の方法
は図３の方法に比べると効率的ではあるが縦方向に延び
ている管の途中を補修する場合は困難である。又風船
（５）が溶接の火花、スパッタ及び管の昇温等で破裂す
る事故もある。矢印（６０）はエャー、（６１）はガス
の圧入方向を示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本装置は管の補修箇所
の近くに本装置を管内に挿入しうる検査孔がある場合と
然らざる場合を対象とした装置である。検査孔とは溶接
箇所の近くに明けられた１個の孔で管内径にかかわりな
く通常は内径３０ｍｍ程度の孔である。これは管内の溶
接箇所の検査用に明けられたもので、管の使用時は施栓
（３−１）されている。溶接箇所を挟んで管内を必要距
離空間的に遮断する為の装置をこの検査孔より挿入する
為には （１）装置の外径寸法はこの孔を通りうるものでなくて
はならない。 （２）挿入された装置（遮断器）を広げ又は膨らまして
管内壁と密着し空気を遮断しうる事。 （３）溶接の火花、又はスパッタ及び管の昇温によって
遮断器が破損し遮断効果が失われない事。 （４）溶接終了後は検査孔より装置全体を管外に引き出
しうる事。 以上が可能でなければならない。管の一方の開口より本
装置を補修箇所に挿入する場合は本装置をその箇所まで
押し込み挿入出来ればよい。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】

【０００５】まず請求項１について説明する。この装置
は検査孔（３）より２個の遮断器（１０）、（２０）を
管（１）内に挿入して溶接個所（４）の両側の管内を空
間的に遮断する事を目的とする。図５はこの遮断器で管
内を遮断した時の横断面図である。遮断器（１０）と
（２０）は同一構造なので遮断器（１０）についてのみ
説明する。２個の充実円筒Ａ筒（１０−１）、Ｂ筒（１
０−２）を貫通する弾力性のある１本のワイヤー（挿入
ワイヤー）（１０−３）で連結する。挿入ワイヤーは
Ａ、Ｂ筒と接着固定する。Ａ、Ｂ筒間の距離（ｌ１）は
管の内径（Ｄ）より少し長くしておく。Ａ筒には耐熱性
のあるフレキシブルなエャーパイプ（１０−４）を通し
Ａ筒と接着固定しておく。Ａ、Ｂ筒は軽い材料で作る。
伸縮性の大きい材料で作られた袋（伸縮袋）（１０−
５）を用意しその両端をＡ、Ｂ筒と接着固定しておく。
伸縮袋の外面に耐熱性のある材料で短く密に静電植毛
（１０−６）をしておく。図７は図５のＸ１−Ｙ１断面
矢視図である。図６は伸縮袋内のエャーを吸引した時の
状態を示す。その時の伸縮袋の外径（ｄ１）は検査孔
（３）より充分小さくなるように伸縮袋の材料、植毛の
材料長さ、Ａ、Ｂ筒間の距離（ｌ１）を選定する。

【０００６】次に請求項２について説明する。この装置
も検査孔（３）より２個の遮断器（３０）、（４０）を
管（１）内に挿入し溶接個所（４）の両側の管内を空間
的に遮断する事を目的とする。図８はこの遮断器で管内
を遮断した時の全体の横断面図である。遮断器（３０）
と（４０）は同一構造なので遮断器（３０）についての
み説明する。３個の充実円筒Ｃ筒（３０−１）Ｄ筒（３
０−２）Ｅ筒（３０−３）を貫通する弾力性のある１本
のワイヤー（挿入ワイヤー）（３０−４）で連結する。
挿入ワイヤーはＣ、Ｄ、Ｅ筒に接着固定する。Ｃ、Ｄ筒
間、Ｄ、Ｅ筒間の距離は管の半径（Ｄ／２）より長くし
ておく。Ｃ、Ｄ筒には耐熱性のあるフレキシブルなエャ
ーパイプ（３０−５）を貫通させ且つ接着固定する。Ｄ
筒を貫通したエャーパイプは伸縮性のある細管（以下接
続パイプと記す）（３０−５−１）と接続しこの先を伸
縮袋（３０−９）の空気栓に接続する。伸縮袋（３０−
９）はドーナツ形で膨らました時その外形が管の内径よ
り少し大きくなるようにしておく。伸縮袋の内径側とＤ
筒間を伸縮性のある薄膜（３０−１０）で塞ぐ。伸縮袋
にその姿勢調整用のワイヤー（以下調整ワイヤーと記
す）（３０−６）（３０−７）（３０−８）を取り付け
る、これらのワイヤーはＣ、Ｄ、Ｅ筒にあけられた小孔
を通って管外まで延ばしておく。伸縮袋（３０−９）の
外面及び遮断膜（３０−１０）のＣ筒側面には耐熱性の
材料で短く密に植毛しておく。これらの植毛帯（３０−
１１−１）、（３０−１１−２）は含水しうるようにし
ておく。図９はＣ筒（３０−１）の断面図である。挿入
ワイヤー（３０−４）、エヤーパイプ（３０−５）はＣ
筒に接着固定する。調整ワイヤー通し用小孔（３０−１
−１）をあけこの孔に３本の調整ワイヤー（３０−
６）、（３０−７）、（３０−８）を通す。図１０はＤ
筒（３０−２）と伸縮袋（３０−９）間に遮断膜（３０
−１０）を取り付けた縦断面図である。挿入ワイヤー
（３０−４）、エャーパイプ（３０−５）はＤ筒に接着
固定する。Ｄ筒を貫通したエャーパイプは伸縮性のある
接続パイプ（３０−５−１）と接続、このパイプを伸縮
袋の空気栓と接続する。又調整ワイヤー通し用小孔（３
０−２−１）を明け、これに調整ワイヤー（３０−６）
を通す。図１１は図１０のＸ２−Ｙ２矢視図である。図
１２はＥ筒（３０−３）の断面図である。挿入ワイヤー
（３０−４）はＥ筒に接着固定する。調整ワイヤー（３
０−６）を通す小孔（３０−３−１）をあけておく。図
１３は伸縮袋（３０−９）が自然態の時の図である。図
１４は伸縮袋内のエャーを吸引すると共に調整ワイヤー
（３０−６）と（３０−８）を引っ張って伸縮袋を引き
延ばした時のチューブの外形図でその外径（ｄ３）が検
査孔（３）を通りうる大きさになるよう伸縮袋の材質、
厚み、外径及び遮断膜の材質、厚み、植毛を選定する。

【０００７】次に請求項３について説明する。この装置
は管の片方の口より、連結されて一体となっている遮断
器（５０）、（６０）を挿入して溶接個所（４）の両側
の管内を空間的遮断する事を目的とする。図１５はこの
装置で管内を遮断した時の全体の横断面図である。遮断
区間よりやや長い１本のパイプ（本体パイプ）（５１）
がありこれに遮断器（５０）、（６０）を必要距離をお
いて固定されたものである。本体パイプの両端付近に夫
々複数のガイドローラー（５１−１）、（５１−２）が
ある、これは遮断器を管内に挿入する時管壁底上を転が
してスムーズに前進、後退させる為のものである。本体
パイプの後端は短いフレキシブルパイプ（５１−４）を
経て出入パイプ（５２）に連結する。この出入パイプで
管外から遮断器を出入するものである。本体パイプと出
入パイプの中に１本のエャー用パイプ（５１−３）が通
りこのパイプから２個の遮断器へエャーを圧入、吸引し
うるようにしておく。２個の遮断器（５０）、（６０）
は連結はされているがその構造は同一なので遮断器の構
造については遮断器（５０）についてのみ説明する。遮
断器は遮断器取付具（５０−１）によって本体パイプ
（５１）に取り付けられている。遮断器取付具は図１７
に示す如き形状をなし両鍔（５０−１−１）（５０−１
−２）をもった中空円筒である。ドーナツ状の伸縮袋
（５０−２）の内側を遮断器取付具に接着固定し内底面
又は側面でエャーパイプ（５１−３）と連結させてお
く。伸縮袋の外面を植毛された伸縮性のある保護カバー
（５０−３）で覆う、保護カバーと伸縮袋は複数個の点
（Ｐ）で接着しておく、従って伸縮袋と保護カバーは同
一形状で伸縮する。保護カバーの植毛帯は含水しうるよ
うにしておく。尚保護カバーを付けないで伸縮袋外面に
直接植毛する事は自由である。図１６は伸縮袋及び保護
カバーが膨らんで管壁（１）に密接した状態を示す。伸
縮袋のエャーを吸引して収縮させると（５０−２−１
０）の如く取付具の両鍔（５０−１−１）、（５０−１
−２）内に収納されるようにしておく。図１７は図１５
のＸ３−Ｙ３断面矢視図である。

【０００８】本装置の伸縮袋にエャーを圧入、吸引する
時、圧入、吸引機及びそれに付属する切換弁、圧力調節
計、リリーフ弁等は当然必要となるがこれらは図示して
ない。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１、２の装置に於いは膨ら
ませた時の伸縮袋の表面は広くなり、且つその外面に植
毛するので収縮させた時でもその外径が大きくなりがち
であり検査孔からの出入に困難を来す。それ故収縮させ
た時の外径を極力小さくする為に伸縮袋を引き延ばして
適当に膨らませた状態で植毛し、一旦エャーを抜いて収
縮させ、これを引き延ばして細長くし検査孔から出入り
出来る形状、寸法になるようにして遮断器を形成させ
る。但し再び膨らませた時伸縮袋の外径は管内径より幾
分大きくなしうる事は絶対条件である。遮断器の骨格を
なす挿入ワイヤーに２ｍｍφ程度のばね鋼線を使用して
これを少し湾曲させておけば遮断器の長さ即ち、Ａ、Ｂ
筒間、Ｃ、Ｅ筒間の距離が管の内径より多少長くなって
も検査孔より管内には挿入しうる。管の内径が大きくな
っても検査孔の内径は略一定のようである。管の内径が
大きい場合膨らませた時の伸縮袋の表面積を出来るだけ
小さくし且つ遮断効果を持たせる為に伸縮袋を請求項２
の如き形状にしたものである。請求項２の遮断器の構造
は請求項１のそれに比べるとやや複雑になるが上記の如
く管内径の大きい場合にも充分対応できるようにしたも
ので膨らませた時伸縮袋の厚みも請求項１の伸縮袋のそ
れに比べると充分厚くしうる。請求項３に於いては上記
のような考慮はあまり必要ない。亦植毛した保護カバー
により伸縮袋の保護は充分に出来る。いずれの装置に於
いても、伸縮袋は原形よりかなりの倍率で膨らませねば
ならないので膨らませた時のその厚みは極めて薄いもの
となる。従ってそのままでは伸縮袋の材料が耐熱性のあ
るものであっても管壁の昇温によっても又スパッタが当
たっても破裂し易い。亦その表面の植毛だけで管壁の熱
を遮断し且つスパッタを受け止める役目を持たせた場
合、その植毛の密度は相当高くし且つ硬く、長いものに
しておく必要がある。ところがこのような植毛をすると
検査孔から入りきらない、それで植毛は柔らかい材料で
短く且つ膨らませた時も含水しうる程度のものとした。
１回の溶接時間は１０分程度なので含水がこの間に乾き
きらなければ充分効果はある。試作に於いては請求項１
の伸縮袋はやや厚めの風船を、請求項２及び３の伸縮袋
は自転車のチューブに近似の、外径の小さい、厚みの薄
い（原形の時外径２５ｍｍφ、厚み１ｍｍ）ゴムチュー
ブを使用した。植毛は主としてカーボン繊維（長さ０．
３ｍｍ）を使用して植毛した。植毛への含水はスプレー
を使用した。水がしたたり落ちる程スプレーする必要は
全くなかった。不活性ガスは検査孔又開先口より圧入さ
れているので特別の専用ホースは考えてない。実験とし
ては ｉ）鉄板を２００℃前後の温度に過熱しつつその上に植
毛に含水させた伸縮袋を約２０分間乗せて異常の起こら
ない事を確認した。 ｉｉ）植毛に含水させた伸縮袋の上に小さなスパッタを
落として見たがスパッタは植毛帯で消火され異常の起こ
らない事を確認した。 ｉｉｉ）内径２５０ｍｍの透明アクリル筒に内径３０ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍの小筒（管の厚みの代用）を接着
し、ここから遮断器を１個づつ順次出入してみた、スム
ーズとまでは行かないが出入れ可能である事は確認し
た。 ｉｖ）請求項２の装置に於いては遮断器を挿入した後伸
縮袋にエャーを圧入しかけると伸縮袋は約５０°程度立
ち上る。その時調整ワイヤー（３０−７）を引っ張ると
管内に直立する。直立させた後更にエャーを圧入すると
管内壁に密接して直立する。各調整ワイヤーに引っ張り
及びゆるめの相互の位置を印しておけばよい事がわかっ
た。

【００１０】

【発明の効果】本装置を使用すれば管の開口側からより
又小さな検査孔より遮断装置を管内に挿入してティグ溶
接部分の管内の前後を必要区間空間的に遮断しうるので
不活性ガスによる空気との置換時間及び使用ガス量を大
幅に短縮及び節約することが出来る。従って通気の悪い
場所での作業に於いて作業員の酸欠も防げる。又含水植
毛により溶接時のスパッタ等による遮断器の破損を防ぐ
事が出来る。なを遮断器の伸縮袋及び保護カバーは容易
に取り換え可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の管のティグ溶接方法の説明図

【図２】 同 上

【図３】 同 上

【図４】 同 上

【図５】 請求項１の装置の全体横断面図

【図６】 遮断器（１０）を吸引、収縮させた時の図

【図７】 図５のＸ１−Ｙ１断面矢視図

【図８】 請求項２の装置の全体横断面図

【図９】 筒Ｃ（３０−１）の横断面図

【図１０】 筒Ｄ（３０−２）に伸縮袋（３０−９）を
取付けた時の縦断面図

【図１１】 図１０のＸ２−Ｙ２断面矢視図

【図１２】 筒Ｅ（３０−３）の横断面図

【図１３】 遮断器（３０）の自然態時の図

【図１４】 遮断器（３０）を吸引、収縮させた時の図

【図１５】 請求項３の装置の全体横断面図

【図１６】 遮断器（５０）の縦断面図

【図１７】 図１５のＸ３−Ｙ３断面矢視図

【符号の説明】

（１） は被溶接管 （Ｄ） は被溶接管の内径 （１−１） は被溶接管 （１−２） は被溶接管 （２−１） は遮断フイルム （２−２） は遮断フイルム （３） は検査孔（挿入孔） （ｄ１） は検査孔内径 （３−１） は検査孔の栓 （４） は開先部 （４−１） は開先部の隙間 （５） は風船 （１０） は遮断器 （１０−１） はＡ筒 （１０−２） はＢ筒 （１０−３） は挿入ワイヤー （１０−４） はエャーパイプ （１０−５） は伸縮袋 （１０−６） は植毛帯 （ｌ１） はＡ、Ｂ筒間の長さ （ｄ２） は収縮させた時の伸縮袋の外径 （２０） は遮断機 （３０） は遮断器 （３０−１） はＣ筒 （３０−１−１） は調整ワイヤー通し用小孔 （３０−２） はＤ筒 （３０−２−１） は調整ワイヤー通し用小孔 （３０−３） はＥ筒 （３０−３−１） は調整ワイヤー通し用小孔 （３０−４） は挿入ワイヤー （３０−５） はエャーパイプ （３０−５−１） は接続パイプ （３０−６） は調整ワイヤー （３０−７） は調整ワイヤー （３０−８） は調整ワイヤー （３０−９） はドーナツ型伸縮袋 （３０−９−１） は調整ワイヤー取り付け帯 （３０−９−２） は 同 上 （３０−９−３） は 同 上 （３０−１０） は遮断膜 （３０−１１−１）は植毛帯 （３０−１１−２）は植毛帯 （４０） は遮断器 （５０） は遮断器 （５０−１） は遮断器取付具 （５０−１−１） は遮断器取付具の鍔 （５０−１−２） は 同 上 （５０−２） は伸縮袋 （５０−３） は植毛された保護カバー （Ｐ） は伸縮袋と保護カバーの接着点 （５０−２−１０）は収縮した時の伸縮袋及び保護カバ
ーの状態 （５１） は本体パイプ （５１−１） はガイドローラー （５１−２） は 同 上 （５１−３） はエャーパイプ （５１−４） はフレキシブルパイプ （５２） は出入パイプ （６０） はエャーの圧入方向 （６１） はガスの圧入方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）管内の或る区間を空間的に遮断する
   装置は同一構造の独立した２個の遮断器より構成され
   る。各遮断器の構造は２個の短い充実円筒（以下Ａ筒、
   Ｂ筒と記す）の軸芯に共通の１本のワイヤーを通し（以
   下挿入ワイヤーと記す）両筒を挿入ワイヤーに接着固定
   して一体とする。挿入ワイヤーは弾力性のある材料とす
   る。Ａ、Ｂ筒間の距離は管の内径と同じ程度にし、挿入
   ワイヤーはＡ筒を貫通させるもＢ筒内でとどめおく。Ｂ
   筒が挿入先頭になる。耐熱性の材料で作られたフレキシ
   ブルな細管（以下エャーパイプと記す）をＡ筒を貫通さ
   せＡ筒と接着固定しＡ、Ｂ筒中間まで延ばしておく。挿
   入ワイヤー、エャーパイプはＡ筒外より延ばして管外に
   到る長さとておく。 （２）各遮断器に於いてＡ、Ｂ両筒を伸縮性の大きい材
   料で作られ１個の袋（以下伸縮袋と記す）に入れて円筒
   と接着しておき、この伸縮袋内が管内空気と遮断される
   ようにしておく。伸縮袋を膨らませた時その外周が管内
   壁と密接しうるようにしておく。また伸縮袋の外面を耐
   熱性のある材料で密に植毛（以下植毛帯と記す）してお
   く。この植毛帯は含水しうるようにしておく。上記の構
   造を有する管内の必要区間を空間的に遮断する装置。
2. 【請求項２】同一構造の独立した２個の遮断器により構
   成される。各遮断器の構造は３個の短い充実円筒（以下
   Ｃ筒、Ｄ筒、Ｅ筒と記す）の軸芯に共通の１本のワイヤ
   ーを通し（以下挿入ワイヤーと記す）、３個の筒は挿入
   ワイヤーに接着固定する。Ｃ、Ｅ筒の中間にＤ筒があり
   Ｃ、Ｅ筒間の距離は管の内径より長くしておく。Ｅ筒が
   挿入先頭になる。Ｃ筒とＤ筒には耐熱性がありフレキシ
   ブルな細管（以下エャーパイプと記す）を貫通させエャ
   ーパイプと筒は接着固定する。亦ワイヤー用の小孔を
   Ｃ、Ｄ、Ｅ３筒にあけておく。伸縮性のある材料で作ら
   れたドーナツ型の伸縮袋を用意しその中心にＤ筒が位置
   する様にしＤ筒との間を全面伸縮性のある薄い膜で接続
   する。伸縮袋を正常な姿勢で膨らませた時伸縮袋の外周
   が管内壁と密接し、これとＤ筒との間の薄膜によって薄
   膜の両面の管内空気を遮断しうるようにする。伸縮袋の
   外面、薄膜のＣ筒側面に耐熱性のある材料で植毛（以下
   植毛帯と記す）し、この植毛帯は含水しうるようにして
   おく。伸縮袋の姿勢を変える為の３本のワイヤー（以下
   調整ワイヤーと記す）が伸縮袋に取り付けられ、これら
   のワイヤーは各筒の小孔を通って管外まで延ばされてい
   る。上記の構造を有する管内の必要区間を空間的に遮断
   する装置。
3. 【請求項３】（１）遮断区間よりやや長い１本のパイプ
   （以下本体パイプと記す）に遮断区間の距離をおいて２
   個の遮断器が取り付けられている構造とする。本体パイ
   プの両端には夫々複数のガイドローラーを取り付け、後
   端側には短いフレキシブルパイプを経て１本のパイプ
   （以下出入パイプと記す）に接続される。出入パイプは
   管外より遮断器を管内の必要個所迄出入しうる長さとす
   る。 （２）２個の遮断器は同一構造で、その構造は本体パイ
   プに固定された伸縮袋を取り付ける器具（以下伸縮袋取
   付具と記す）がある。この伸縮袋取付具は中空円筒でそ
   の両端の外側に鍔のある構造になっており、その鍔の間
   に円筒をまたいでドーナツ型の伸縮可能な伸縮袋を取り
   付ける。伸縮袋の外面は薄い伸縮可能な膜（以下保護膜
   と記す）で覆っておく。保護膜と伸縮袋は複数個所、点
   で接着されている。保護膜の外面は植毛を施し、この植
   毛帯は含水しうるようにする。伸縮袋にエャーを圧入又
   は吸引するエャーパイプを接続する。エャーパイプは管
   外より、出入パイプ、フレキシブルパイプ、本体パイプ
   を通り伸縮袋取付具を貫通して各遮断器の伸縮袋に並列
   に接続される。上記の構造を有する管内の必要区間を空
   間的に遮断する装置。