(57)【要約】      （修正有）【課題】管板及び管支持板の各管孔の相対的な位置ずれ量を簡単且つ高精度に計測し得る管孔位置計測方法を提供する。【解決手段】管板４の管孔４ａの孔入口４ｂにレーザ発振器１１を設置する。管板４の管孔４ａの孔出口４ｃにレーザ受信器１３を設置してその受光中心を孔出口４ｃの中心に位置させる。管板４の管孔４ａにおける孔入口４ｂの中心に照射中心を一致させたレーザ発振器１１からレーザ受信器１３の受光中心にレーザ光Ｌを照射して、光軸を管板４の管孔４ａの中心軸に一致させる。管板４の管孔４ａからレーザ受信器１３を離間させる。次に、管支持板５の管孔５ａにレーザ受信器を挿入してその受光中心を管支持板５の管孔５ａの中心軸上に位置させた状態で、レーザ発振器１１からレーザ受信器にレーザ光Ｌを照射して、レーザ受信器の受光中心と実際のレーザ光受信位置とのずれ量を計測する。【選択図】図２
2015137852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の伝熱管と、前記複数本の伝熱管の各端部を挿入して支える複数の管孔を有する管板と、前記管板に間隔をおいて対向配置されて前記複数本の伝熱管の各中間部分を挿入して支える管孔を有する管支持板と、を備えた熱交換器の前記管板及び前記管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量を計測する管孔位置計測方法であって、
前記管支持板よりも厚さ寸法の大きい前記管板の管孔における前記管支持板とは反対側の孔入口にレーザ光照射手段を設置すると共に、前記管板の管孔における前記管支持板側の孔出口にレーザ光受光手段を設置して、該レーザ光受光手段の受光中心を前記管板の管孔における前記孔出口の中心に位置させるのに続いて、前記管板の管孔における前記孔入口の中心に照射中心を一致させた前記レーザ光照射手段から、前記レーザ光受光手段の受光中心に向けてレーザ光を照射して、前記レーザ光照射手段の光軸を前記管板の管孔における前記孔入口及び前記孔出口の各中心を結ぶ中心軸に一致させる光軸調整工程と、
前記管板の管孔の前記孔出口から前記レーザ光受光手段を離間させるのに続いて、前記管支持板の管孔に前記レーザ光受光手段を挿入して、該レーザ光受光手段の受光中心を前記管支持板の管孔の中心軸上に位置させた状態で、光軸を前記管板の管孔における中心軸に一致させた前記レーザ光照射手段から前記レーザ光受光手段に向けてレーザ光を照射して、該レーザ光受光手段の受光中心と実際のレーザ光受信位置とのずれ量を計測する計測工程とを経る管孔位置計測方法。
【請求項２】
前記レーザ光受光手段は、前記受光中心を前記管孔の中心に位置させる調心機能を有している請求項１に記載の管孔位置計測方法。
【請求項３】
前記計測工程で用いる計測用のレーザ光受光手段には、前記光軸調整工程で用いる光軸調整用の前記レーザ光受光手段とは別のレーザ光受光手段を用いる請求項１又は２に記載の管孔位置計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の管板及びこの管板に間隔をおいて対向する管支持板の互いに同軸上に位置する伝熱管支持用の管孔同士の位置ずれ量を計測するのに用いられる管孔位置計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記した熱交換器としては、例えば、ボイラの後部伝熱部を構成する過熱器がある。
この過熱器は、容器と、この容器内に収容された複数本の伝熱管と、管板と、管支持板を備えている。
【０００３】
管板は、容器の端部に位置しており、伝熱管の端部を挿入して支持する伝熱管支持用の管孔を複数有している。一方、管支持板は、伝熱管の中間部分を支えるものであり、管板と同じく伝熱管支持用の管孔を複数有していて、容器内において互いに間隔をもって複数枚配置されている。
【０００４】
管板や互いに間隔をもって配置された複数枚の管支持板に伝熱管支持用の管孔を形成する場合には、例えば、特許文献１に記載されているように、管板及び所定の間隔をおいて設置した複数枚の管支持板に、長尺のドリルによって長手方向通しの（同軸の）管孔をそれぞれ形成する手法が採用される。
【０００５】
このように、管板及び所定の間隔をおいて設置した複数枚の管支持板に、長尺のドリルで一度に管孔を形成する場合には、ドリルの撓み等によって管板及び複数枚の管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士が相対的にずれてしまう虞がある。特に、板厚が他の管支持板よりも大きい管板の場合には、この管板の管孔の中心軸が傾いていると、隣接する管支持板の管孔に伝熱管を挿入することができなかったり、例え管孔に挿入できたとしても伝熱管が偏った状態で支持されたりする虞がある。
【０００６】
そこで、管板及び複数の管支持板に管孔を形成した後に、管板の管孔の中心軸と、これに隣接する管支持板の管孔の中心軸とのずれ量を計測する必要があり、従来にあっては、例えば、伝熱管と同じ径の棒状の治具を管板の管孔に挿入して、この治具の先端を管板と対向する隣の管支持板の近傍まで移動させ、治具の先端と管支持板の管孔における中心軸とのずれ量をスケール等で計測する方法が採用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2010-284684号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した棒状の治具を用いた計測方法では、治具の先端と管支持板の管孔における中心軸とのずれ量をスケール等で計測する都合上、長尺の治具が扱いづらい分だけ多大な手間暇を必要とするうえ、高精度の計測が望めないという問題があり、これらを解決することが従来の課題となっている。
【０００９】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、管板及びこれに隣接する管支持板にそれぞれ形成された互いに同軸上に位置する管孔の相対的な位置ずれ量を簡単且つ高精度に計測することが可能になる管孔位置計測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するべく、本発明の第１の態様は、複数本の伝熱管と、前記複数本の伝熱管の各端部を挿入して支える複数の管孔を有する管板と、前記管板に間隔をおいて対向配置されて前記複数本の伝熱管の各中間部分を挿入して支える管孔を有する管支持板と、を備えた熱交換器の前記管板及び前記管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量を計測する管孔位置計測方法であって、前記管支持板よりも厚さ寸法の大きい前記管板の管孔における前記管支持板とは反対側の孔入口にレーザ光照射手段を設置すると共に、前記管板の管孔における前記管支持板側の孔出口にレーザ光受光手段を設置して、該レーザ光受光手段の受光中心を前記管板の管孔における前記孔出口の中心に位置させるのに続いて、前記管板の管孔における前記孔入口の中心に照射中心を一致させた前記レーザ光照射手段から、前記レーザ光受光手段の受光中心に向けてレーザ光を照射して、前記レーザ光照射手段の光軸を前記管板の管孔における前記孔入口及び前記孔出口の各中心を結ぶ中心軸に一致させる光軸調整工程と、前記管板の管孔の前記孔出口から前記レーザ光受光手段を離間させるのに続いて、前記管支持板の管孔に前記レーザ光受光手段を挿入して、該レーザ光受光手段の受光中心を前記管支持板の管孔の中心軸上に位置させた状態で、光軸を前記管板の管孔における中心軸に一致させた前記レーザ光照射手段から前記レーザ光受光手段に向けてレーザ光を照射して、該レーザ光受光手段の受光中心と実際のレーザ光受信位置とのずれ量を計測する計測工程とを経る構成としている。
【００１１】
本発明に係る管孔位置計測方法において、熱交換器の管板とこれに隣接する管支持板との互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量を計測するに際しては、まず、光軸調整工程として、管板の管孔における管支持板とは反対側の孔入口にレーザ光照射手段を設置する。
【００１２】
次に、管板の管孔における管支持板側の孔出口にレーザ光受光手段を設置して、このレーザ光受光手段の受光中心を管板の管孔における孔出口の中心に位置させる。
【００１３】
そして、レーザ光照射手段の照射中心を孔入口の中心に一致させるのに続いて、このレーザ光照射手段から、レーザ光受光手段の受光中心に向けてレーザ光を照射して、レーザ光照射手段の光軸を管板の管孔における孔入口及び孔出口の各中心を結ぶ中心軸に一致させる。
【００１４】
次いで、計測工程として、管板における管孔の孔出口からレーザ光受光手段を離間させるのに続いて、管支持板の管孔にレーザ光受光手段を挿入して、その受光中心を管支持板の管孔における中心軸上に位置させる。
【００１５】
この後、レーザ光照射手段からレーザ光受光手段に向けてレーザ光を照射して、レーザ光受光手段の受光中心と実際のレーザ光受信位置とのずれ量を計測すると、管板及びこれに隣接する管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量が計測されることとなる。
【００１６】
このように、本発明に係る管孔位置計測方法では、管板及びこれに隣接する管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量を計測する場合に、扱いづらい長尺の治具やスケールを用いないので、簡単に計測を行い得ることとなるうえ、レーザ光照射手段及びレーザ光受光手段によるレーザ光の送受信により計測を行う分だけ、高精度の計測を行い得ることとなる。
【００１７】
また、本発明の第２の態様において、前記レーザ光受光手段は、前記受光中心を前記管孔の中心に位置させる調心機能を有している構成としており、この構成を採用すると、レーザ光照射手段の光軸を管板の管孔における中心軸に一致させる作業が簡単なものとなり、その結果、管板及びこれに隣接する管支持板の互いに同軸上に位置する管孔同士の位置ずれ量をより簡単に計測し得ることとなる。
【００１８】
さらに、本発明の第３の態様において、前記計測工程で用いる計測用のレーザ光受光手段には、前記光軸調整工程で用いる光軸調整用の前記レーザ光受光手段とは別のレーザ光受光手段を用いる構成としており、光軸調整工程で用いるレーザ光受光手段を管板の管孔から管支持板の管孔に付け替えて計測工程用としている場合と比べて、付け替え毎に必要な微調整を行わなくて済む分だけ、より手間暇が軽減されることとなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る管孔位置計測方法では、管板及びこれに隣接する管支持板にそれぞれ形成された管孔の相対的な位置ずれ量を簡単に計測することができるのに加えて、高精度の計測を実現することが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例による管孔位置計測方法によって管孔の位置の計測が成される過熱器の部分断面説明図である。
【図２】本発明の一実施例による管孔位置計測方法の光軸調整要領を示す過熱器の管板及びこれに隣接する管支持板部分における拡大断面説明図である。
【図３】本発明の一実施例による管孔位置計測方法の計測要領を示す過熱器の管板及びこれに隣接する管支持板部分における拡大断面説明図である。
【図４】図３の計測要領を管板側から見た部分斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、本発明に係る管孔位置計測方法の一実施例を示しており、管孔位置計測を実施する熱交換器がボイラの後部伝熱部を構成する過熱器である場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１に示すように、この過熱器１は、容器２と、この容器２の内部に収容した複数本の伝熱管３を備えている。また、この過熱器１は、容器２の開口端を閉塞するべく配置されて、複数本の伝熱管３の各基端部を支える管板４と、容器２内の長手方向（図示左右方向）に互いに間隔をおいて配置されて、複数本の伝熱管３の各中間部を支える複数の管支持板５を備えており、管板４の厚さ寸法は管支持板５の厚さ寸法よりも大きいものとなっている。
【００２３】
管板４及び管支持板５には、長手方向通しの管孔４ａ，５ａがそれぞれ複数個ずつ形成されており、複数本の伝熱管３は、管板４及び管支持板５の互に同軸上に位置する管孔４ａ，５ａに挿入されて支持されている。
【００２４】
管板４及び管支持板５の各管孔４ａ，５ａは、互に同軸上に位置するようにして高精度で形成されているが、伝熱管３を各管孔４ａ，５ａに円滑にそして偏りなく挿入するために、互に同軸上に位置する管孔４ａ，５ａ同士の位置ずれの量を正確に把握する必要があり、特に、厚さ寸法の大きな管板４の管孔４ａと、この管板４に隣接する管支持板５の管孔５ａとの位置ずれの量を正確に把握する必要がある。
【００２５】
そこで、過熱器１の管板４の管孔４ａと、この管板４に隣接する管支持板５の管孔５ａとの位置ずれの量を計測するに際しては、まず、図２に示すように、光軸調整工程として、管板４の管孔４ａにおける管支持板５とは反対側（図示右側）の孔入口４ｂに位置調整治具１０を介してレーザ発振器（レーザ光照射手段）１１を設置する。
【００２６】
次に、管板４と隣接する管支持板５の管孔５ａを挿通させた補助棒１２の先端に取り付けた光軸調整用のレーザ受信器（レーザ光受光手段）１３を管板４の管孔４ａにおける管支持板５側（図示左側）の孔出口４ｃに設置する。
【００２７】
このとき、図２の拡大円内に示すように、レーザ受信器１３は調心機能を有しているので、レーザ受信器１３の受光中心は、管孔４ａの孔出口４ｃの中心に位置することとなる。
【００２８】
そして、位置調整治具１０のレーザ光軸調整ボタン１０ａを操作してレーザ発振器１１の照射中心を孔入口４ｂの中心に一致させるのに続いて、このレーザ発振器１１から、レーザ受信器１３の受光中心に向けてレーザ光Ｌを照射して、レーザ発振器１１の光軸を管板４の管孔４ａにおける中心軸に一致させる。
【００２９】
次いで、計測工程として、図３及び図４に示すように、管板４の管孔４ａの孔出口４ｃから光軸調整用のレーザ受信器１３を離間させるのに続いて、管支持板５の管孔５ａに計測用のレーザ受信器（レーザ光受光手段）１４を挿入して、その受光中心Ｐを管支持板５の管孔５ａにおける中心軸上に位置させる。
【００３０】
この後、レーザ発振器１１から計測用のレーザ受信器１４に向けてレーザ光Ｌを照射して、レーザ受信器１４の受光中心Ｐと実際のレーザ光受信位置Ｐａとのずれ量ｄを計測すると、管板４及びこの管板４と隣接する管支持板５の互いに同軸上に位置する管孔４ａ，５ａ同士の位置ずれ量ｄが計測されることとなる。
【００３１】
このように、この実施例に係る管孔位置計測方法では、過熱器１の管板４の管孔４ａと、この管板４に隣接する管支持板５の管孔５ａとの位置ずれの量を計測する場合に、扱いづらい長尺の治具やスケールを用いないので、簡単に計測を行い得ることとなるうえ、レーザ発振器１１及びレーザ受信器１３，１４によるレーザ光Ｌの送受信により計測を行う分だけ、高精度の計測を行い得ることとなる。
【００３２】
また、この実施例に係る管孔位置計測方法では、光軸調整用のレーザ受信器１３が調心機能を有している構成としているので、このレーザ受信器１３を管板４の管孔４ａに挿入するのと同時に、レーザ受信器１３の受光中心が管孔４ａの孔出口４ｃの中心に位置することとなり、したがって、レーザ発振器１１の光軸を管板４の管孔４ａにおける中心軸に一致させる作業がより簡単なものとなる。
【００３３】
さらに、この実施例に係る管孔位置計測方法において、計測工程で用いるレーザ受信器１４には、光軸調整工程で用いるレーザ受信器１３とは別のものを用いる構成としており、光軸調整工程で用いるレーザ受信器１３を管板４の管孔４ａから管支持板５の管孔５ａに付け替えて計測工程用としている場合と比べて、付け替え毎に必要な微調整を行わなくて済む分だけ、より手間暇が軽減されることとなる。
【００３４】
上記した実施例では、本発明に係る管孔位置計測方法をボイラの後部伝熱部を構成する過熱器の管孔位置の計測に用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、熱交換器としてボイラの後部伝熱部を構成する再熱器の管孔位置の計測に用いることができる。
【００３５】
本発明に係る管孔位置計測方法の構成は、上記した実施例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１    過熱器（熱交換器）
３    伝熱管
４    管板
４ａ，５ａ  管孔
４ｂ  管孔の孔入口
４ｃ  管孔の孔出口
５    管支持板
１１  レーザ発振器（レーザ光照射手段）
１３  光軸調整用のレーザ受信器（レーザ光受光手段）
１４  計測用のレーザ受信器（レーザ光受光手段）
ｄ  レーザ受信器の受光中心と実際のレーザ光受信位置とのずれ量
Ｌ  レーザ光
Ｐ  レーザ受信器の受光中心
Ｐａ  実際のレーザ光受信位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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