(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル部と、
前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、
前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、
前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、
前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持し、または前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する可搬支持機構と、
を備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記可搬支持機構を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行える、シール施工実習装置。
【請求項２】
シェル部と、
前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、
前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、
前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、
前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する第１の可搬支持機構、または前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する第２の可搬支持機構と、
を備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記第１の可搬支持機構または前記第２の可搬支持機構の一方を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行える、シール施工実習装置。
【請求項３】
シェル部と、
前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、
前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、
前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、
前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に架台部に支持させる第１の可搬支持機構と、
前記第１の可搬支持機構と独立して前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に前記架台部に支持させる第２の可搬支持機構と、
を備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記第１の可搬支持機構または前記第２の可搬支持機構の一方または双方を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行える、シール施工実習装置。
【請求項４】
前記シェルフランジに前記チャンネルフランジを固定した前記ボルトの軸力を検出するセンサーと、
前記センサーの出力により前記ボルトの軸力分布を算出する処理手段と、
前記ボルトの位置とともに前記軸力の分布図形を表示する表示手段と、
を備える、請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載のシール施工実習装置。
【請求項５】
少なくとも前記ボルトの締付け状況を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像を撮像対象毎にまたは時系列に編集する編集手段と、
前記編集手段で得られた画像群を表示する表示手段と、
前記撮像手段で得られた画像、前記編集手段で編集された編集画像の何れかまたは双方を記録する記録手段と、
を備える、請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載のシール施工実習装置。
【請求項６】
管板部に備えるチューブをシェル部に挿抜させる工程と、
前記管板部とシェルフランジの間にガスケットを配置し、または前記管板部と前記シェルフランジの間にある前記ガスケットを外す工程と、
チャンネル部内に備える仕切り板と前記管板部の溝部の係合または該係合の解除を行う工程と、
前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動させる工程と、
前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動させる工程と、
前記シェルフランジに前記管板部を挟んでチャンネルフランジを位置決めし、またはその位置決めを解除する工程と、
前記シェルフランジと前記チャンネルフランジをボルトおよびナットで固定し、またはその固定を解除する工程と、
を含むシール施工の実習方法。
【請求項７】
管板部に備えるチューブをシェル部に挿抜させる工程と、
前記管板部とシェルフランジの間にガスケットを配置し、または前記管板部と前記シェルフランジの間にある前記ガスケットを外す工程と、
チャンネル部内に備える仕切り板と前記管板部の溝部の係合または該係合の解除を行う工程と、
第１の可搬支持機構を介して架台部に前記管板部を支持させ、前記第１の可搬支持機構により前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に前記管板部を移動させる工程と、
第２の可搬支持機構を介して前記架台部に前記チャンネル部を支持させ、前記第２の可搬支持機構により前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に前記チャンネル部を移動させる工程と、
前記シェルフランジに前記管板部を挟んでチャンネルフランジを位置決めし、またはその位置決めを解除する工程と、
前記シェルフランジと前記チャンネルフランジをボルトおよびナットで固定し、またはその固定を解除する工程と、
を含むシール施工の実習方法。
【請求項８】
さらに、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジの離脱時に、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジの軸心の一致、または前記仕切り板と前記管板部の前記溝部の係合を示唆するマーキングを前記シェルフランジまたは前記チャンネルフランジに付す工程と、
を含む請求項６または請求項７に記載のシール施工の実習方法。
【請求項９】
さらに、前記仕切り板で仕切られた前記チャンネル部の一方の空間部に第１のポートから加圧気体を注入し、前記チューブを通して前記チャンネル部の他方の空間部に流れ込む前記加圧気体を維持させる工程と、
前記チャンネル部と前記管板部の間または前記シェル部と前記管板部の間からの前記加圧気体の漏洩を観測する工程と、
を含む請求項６ないし請求項８のいずれかの請求項に記載のシール施工の実習方法。
【請求項１０】
前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジを固定した前記ボルトの軸力を検出する工程と、
センサー出力により前記ボルトの軸力分布を算出する工程と、
前記ボルトの位置とともに前記軸力の分布図形を表示する工程と、
を含む請求項６ないし請求項９のいずれかの請求項に記載のシール施工の実習方法。
【請求項１１】
少なくとも前記ボルトの締付け状況を撮像する工程と、
撮像手段で得られた画像を撮像対象毎にまたは時系列に編集する工程と、
編集手段で得られた画像群を表示する工程と、
前記撮像手段で得られた画像、前記編集手段で編集された編集画像の何れかまたは双方を記録する工程と、
を含む請求項６ないし請求項１０のいずれかの請求項に記載のシール施工の実習方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はたとえば、熱交換器などのシール施工の実習などに用いる実習装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
数百度の排熱流体の熱回収や熱利用に熱交換器が用いられる。この熱交換器には浮動頭式熱交換器、固定管板式熱交換器、Ｕチューブ式熱交換器など、シェル＆チューブ式熱交換器が使用される。この種の熱交換器では複数の器体部にフランジが備えられ、フランジ間に複数のガスケットを挟み込んで組み立てられ、フランジ間の締付けにはボルトおよびナットが用いられている。【０００３】
斯かるボルトおよびナットの締付けに関し、ボルトおよびナットに加えられる締付けトルクと、ガスケットに加えられる締付け力の関係を実習させるボルト締付け実習装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、斯かる熱交換器の施工には、熱交換器の仕組みおよびその構造、フランジ構造、シール構造、複数のボルトおよびナットによる締付け構造、締付け手順などを熟知することが求められる。一般的な座学の講習のみでは不十分であり、また、ボルト締付け実習装置（特許文献１）によるボルト締付けの実習のみでは熱交換器のシール施工では不十分であり、実機による習得が不可欠である。【０００６】
高度なシール施工などの習得には実機による施工実習が有効であるが、プラントに設置された実機を以て事故を想定したシール施工実習は好ましいものではないし、プラントの稼働を停止させて実習を行うことは現場に馴染まないし、現実的でもない。このため、大型の熱交換器の仕組みを実機を以て習得し、その組立て、分解の繰り返し実習ができなければ、高度なシール施工の機会が損なわれる。【０００７】
高度なシール施工などの習得に実機による施工実習が有効であるとしても、熱交換器が設置された現場が実習に適しているとは言えない。実習では実機の組立て、分解、ガスケット配置など、複数の実習要素が存在しており、これらを多面的に目視により確認し、実際に触れることが必要であるが、狭小空間などでは研修者が移動範囲や触れる範囲が限られ、充分に研修できないし、研修者の安全性も確保されなければならない。【０００８】
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、熱交換器の仕組みおよびその構造、フランジ構造、シール構造、複数のボルトおよびナットによる締付け構造、締付け手順などを実機と同様に然も安全に行える機器および方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工実習装置の一側面によれば、シェル部と、前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持し、または前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する可搬支持機構を備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記可搬支持機構を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行う。
上記目的を達成するため、本発明のシール施工実習装置の一側面によれば、シェル部と、前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する第１の可搬支持機構、または前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に支持する第２の可搬支持機構を備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記第１の可搬支持機構または前記第２の可搬支持機構の一方を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行う。
上記目的を達成するため、本発明のシール施工実習装置の一側面によれば、シェル部と、前記シェル部に挿抜可能な複数のチューブを備える管板部と、前記シェル部のシェルフランジに対応するチャンネルフランジを備え、前記管板部の溝部に係合させる仕切り板を備えるチャンネル部と、前記シェルフランジと前記チャンネルフランジを固定するボルトおよびナットと、前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に架台部に支持させる第１の可搬支持機構と、前記第１の可搬支持機構と独立して前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動可能に前記架台部に支持させる第２の可搬支持機構とを備え、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジに対する前記ボルトおよび前記ナットの締付け、その解除、前記第１の可搬支持機構または前記第２の可搬支持機構の一方または双方を操作して前記シェルフランジに前記管板部と前記チャンネルフランジの位置、または前記管板部と前記仕切り板の位置を合わせ、前記管板部と前記シェルフランジの間、前記管板部と前記チャンネルフランジの間のそれぞれにガスケットの着脱を行う。【００１０】
上記シール施工実習装置において、前記シェルフランジに前記チャンネルフランジを固定した前記ボルトの軸力を検出するセンサーと、前記センサーの出力により前記ボルトの軸力分布を算出する処理手段と、前記ボルトの位置とともに前記軸力の分布図形を表示する表示手段とを備えてよい。【００１１】
上記シール施工実習装置において、少なくとも前記ボルトの締付け状況を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を撮像対象毎にまたは時系列に編集する編集手段と、前記編集手段で得られた画像群を表示する表示手段と、前記撮像手段で得られた画像、前記編集手段で編集された編集画像の何れかまたは双方を記録する記録手段を備えてよい。【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工の実習方法の一側面によれば、管板部に備えるチューブをシェル部に挿抜させる工程と、前記管板部とシェルフランジの間にガスケットを配置し、または前記管板部と前記シェルフランジの間にある前記ガスケットを外す工程と、チャンネル部内に備える仕切り板と前記管板部の溝部の係合または該係合の解除を行う工程と、前記管板部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動させる工程と、前記チャンネル部を前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に移動させる工程と、前記シェルフランジに前記管板部を挟んでチャンネルフランジを位置決めし、またはその位置決めを解除する工程と、前記シェルフランジと前記チャンネルフランジをボルトおよびナットで固定し、またはその固定を解除する工程を含む。
上記目的を達成するため、本発明のシール施工の実習方法の一側面によれば、管板部に備えるチューブをシェル部に挿抜させる工程と、前記管板部とシェルフランジの間にガスケットを配置し、または前記管板部と前記シェルフランジの間にある前記ガスケットを外す工程と、チャンネル部内に備える仕切り板と前記管板部の溝部の係合または該係合の解除を行う工程と、第１の可搬支持機構を介して架台部に前記管板部を支持させ、前記第１の可搬支持機構により前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に前記管板部を移動させる工程と、第２の可搬支持機構を介して前記架台部に前記チャンネル部を支持させ、前記第２の可搬支持機構により前後方向、上下方向または前後方向と交差方向に前記チャンネル部を移動させる工程と、前記シェルフランジに前記管板部を挟んでチャンネルフランジを位置決めし、またはその位置決めを解除する工程と、前記シェルフランジと前記チャンネルフランジをボルトおよびナットで固定し、またはその固定を解除する工程とを含む。【００１３】
上記シール施工の実習方法において、さらに、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジの離脱時に、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジの軸心の一致、または前記仕切り板と前記管板部の前記溝部の係合を示唆するマーキングを前記シェルフランジまたは前記チャンネルフランジに付す工程とを含んでよい。【００１４】
上記シール施工の実習方法において、さらに、前記仕切り板で仕切られた前記チャンネル部の一方の空間部に第１のポートから加圧気体を注入し、前記チューブを通して前記チャンネル部の他方の空間部に流れ込む前記加圧気体を維持させる工程と、前記チャンネル部と前記管板部の間または前記シェル部と前記管板部の間からの前記加圧気体の漏洩を観測する工程とを含んでよい。【００１５】
上記シール施工の実習方法において、前記シェルフランジおよび前記チャンネルフランジを固定した前記ボルトの軸力を検出する工程と、センサー出力により前記ボルトの軸力分布を算出する工程と、前記ボルトの位置とともに前記軸力の分布図形を表示する工程とを含んでよい。【００１６】
上記シール施工の実習方法において、少なくとも前記ボルトの締付け状況を撮像する工程と、撮像手段で得られた画像を撮像対象毎にまたは時系列に編集する工程と、編集手段で得られた画像群を表示する工程と、前記撮像手段で得られた画像、前記編集手段で編集された編集画像の何れかまたは双方を記録する工程とを含んでよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。【００１８】
(1) 実習装置の実機と同様の仕組みを備えて実機と同等の組立て、分解、シール施工、芯合わせ、ボルトおよびナットの締付けおよびその締付け手順を実習でき、実機現場と同等ないし実機現場を超えるシール施工の研修ができ、研修効果を得ることができる。【００１９】
(2) 不可避的事態を想定しても、実機ではそれを実現できない事態を模擬でき、予測し難い事態を想定した組立て、芯合わせ、ボルトおよびナットの締付けを実習でき、ガスケットの破壊状態など、実機さながらの体験的な研修を行うことができる。【００２０】
(3) ガスケットの片締め状態を想定した芯合わせ、ボルトおよびナットの締付け手順、軸力の加減による研修を行うことができる。【００２１】
(4) ボルトおよびナットの締付けと、フランジの弾性相互作用による軸力変化や偏りの発生、その不都合およびその回避技術を研修者に体得させることができる。【００２２】
(5) 熱交換器特有の芯ずれによる不都合を確認し、その回避技術を研修できる。【００２３】
(6) 複数種の工具を選択し、各工具毎のシール施工およびシール結果を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係るシール施工実習装置を示す図である。
【図２】装置本体部を拡大したシール施工実習装置の一部を示す図である。
【図３】装置本体部を分解して示す斜視図である。
【図４】Ａはチューブを外した固定管板を背面側から示す斜視図、Ｂはチャンネル部を背面側から示す斜視図、Ｃはチャンネルカバーを裏面側から示す斜視図である。
【図５】装置本体部の縦断面を示す図である。
【図６】実習工程を示すフローチャートである。
【図７】Ａはガスケット接触部の表面状態を説明するための図、Ｂは表面状態と補修基準を示す図である。
【図８】Ａ、ＢおよびＣはシェルフランジ、固定管板およびチャンネルフランジのマーキングを示す図である。
【図９】Ａはシェルフランジに対するガスケットの装着を示す図、Ｂはシェル部に対するチューブおよび固定管板の装着を示す図である。
【図１０】Ａは固定管板に対するガスケットの装着を示す図、Ｂはシェル部および固定管板に対するチャンネル部の装着を示す図である。
【図１１】Ａはシェルフランジ、固定管板およびチャンネルフランジの正常状態を示す部分断面図、ＢおよびＣはシェルフランジ、固定管板またはチャンネルフランジの芯ずれ状態を示す図である。
【図１２】Ａはシェルフランジに対する固定管板の芯合わせを示す図、Ｂはシェルフランジに対するチャンネルフランジの芯合わせを示す図である。
【図１３】ボルトの締付け手順を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態に係るシール施工実習装置を示す図である。
【図１５】ボルトおよび軸力センサーを示す図である。
【図１６】モニタリング部の構成例を示す図である。
【図１７】軸力の分布図形の生成処理を示すフローチャートである。
【図１８】検出軸力および比較軸力の分布図形を示す図である。
【図１９】軸力の分布図形を示す図である。
【図２０】弾性相互作用を説明するための図である。
【図２１】弾性相互作用の前後における分布図形を示す図である。
【図２２】ボルト２本の同時締付けの締付け手順を示す図である。
【図２３】単独ボルトの締付けを説明するための図である。
【図２４】複数本のボルトの締付けを説明するための図である。
【図２５】ボルトの締付け結果を示す分布図形を示す図である。
【図２６】モニタリングの処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】周回数管理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】第３の実施の形態に係るシール施工実習装置を示す図である。
【図２９】他の実施の形態に係るボルトの締付け手順を示す図である。
【図３０】他の実施の形態に係るシェルフランジにまたはチャンネルフランジのガスケット接触部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
【００２６】
図１は、第１の実施の形態に係るシール施工実習装置を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００２７】
このシール施工実習装置（以下、単に「実習装置」と称する）２−１には架台部４、装置本体部６、第１の可搬支持機構８−１、第２の可搬支持機構８−２が備えられる。
【００２８】
架台部４は可搬筐体であって、シール施工実習に用いられる研修室などの床面に固定される。この架台部４には、垂直に立設された複数の支柱として、前面側に一対の支柱部材１０、背面側に一対の支柱部材１２、前面側の支柱部材１０間の座面側および底面側のそれぞれに支持部材１４、背面側の支柱部材１２間の座面側および底面側に支持部材１６、支柱部材１０、１２間の座面側および底面側に支持部材１８、２０が備えられる。このような軸組み構造により、架台部４には直方体状の空間部２２が形成されている。
【００２９】
この架台部４の座面側の支持部材１４、１６の下面には複数組のキャスター２４およびストッパー２６が備えられる。したがって、架台部４は、キャスター２４により所望の位置に移動可能であるとともに、ストッパー２６により所定の位置に静止状態で固定される。
【００３０】
この架台部４の天井側には支持部材１８、２０で支持されたレール部２８が備えられ、架台部４の支持部材１８の側面側に突出させてある。このレール部２８には、装置本体部６の一部または全部を支持させる第１および第２の可搬支持機構８−１、８−２が備えられる。可搬支持機構８−１には、吊り下げ部３０および昇降部３２が備えられる。吊り下げ部３０はレール部２８に支持する部材である。昇降部３２は、上下方向（Ｙ軸方向）に昇降させるたとえば、チェーンブロックで構成すればよい。可搬支持機構８−２には、摺動部３４および昇降部３６−１、３６−２が備えられる。摺動部３４はレール部２８を摺動する複数のローラー３８を備え、レール部２８を前後方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。昇降部３６−１、３６−２は、上下方向（Ｙ軸方向）に独立して昇降させる複数のたとえば、チェーンブロックで構成すればよい。上下方向（Ｙ軸方向）に昇降させるたとえば、チェーンブロックで構成すればよい。したがって、各可搬支持機構８−１、８−２は独立して個別にレール部２８に支持され、独立して移動可能である。
【００３１】
装置本体部６はたとえば、シェル＆チューブ式熱交換器（以下、単に「熱交換器」と称する）の模擬構成を備える。この装置本体部６は、支柱部材１０、１２間に設置された支持部材４０に取り外し可能に取り付けられている。
【００３２】
＜装置本体部６＞
【００３３】
図２は、装置本体部６を拡大して示している。この装置本体部６には熱交換器と同様の構成部材としてシェル部４２、固定管板４４およびチャンネル部４６が備えられる。
【００３４】
シェル部４２は熱交換器のシェルに相当するが、実機より短いシェル長に形成されている。このシェル部４２では、シェル長が短いため、昇圧状態の維持が容易であり、安全である。このシェル部４２には下側面部の中間部に支持脚部４８が備えられ、この支持脚部４８がボルト５０およびナット５２により支持部材４０に固定されている。
【００３５】
シェル部４２には固定管板４４を挟んでチャンネル部４６が複数のボルト５４およびナット５６により固定され、このチャンネル部４６にはチャンネルカバー５８が複数のボルト６０およびナット６２により固定される。固定管板４４のフック掛け部６４にはフック６６が掛けられ、固定管板４４が可搬支持機構８−１の昇降部３２に吊り下げられている。チャンネル部４６のフック掛け部６８には昇降部３６−１のフック７０が吊り具７２、７３を介して掛けられ、チャンネル部４６が可搬支持機構８−２に吊り下げられている。チャンネルカバー５８のフック掛け部７４には昇降部３６−２のフック７６が吊り具７８を介して掛けられ、チャンネルカバー５８が可搬支持機構８−２に吊り下げられる。
【００３６】
図３は、装置本体部６を分解して示している。シェル部４２には、熱交換器のシェルと同様の部材として筒部８０およびシェルフランジ８２が備えられる。筒部８０は実機のシェルと異なって短く形成されており、背面側にシェルカバー８４が備えられる。
【００３７】
シェルフランジ８２には、筒部８０の開口部側に環状のガスケット接触部８８、このガスケット接触部８８の周囲部に所定の角度間隔を以て複数のボルト挿通孔９０、外周部にフック掛け部９２が備えられる。ガスケット接触部８８は、円環状のガスケット９４−１が設置される。
【００３８】
固定管板４４は管板部の一例である。この固定管板４４は複数のチューブ９６を固定する固定部材であって、シェルフランジ８２とチャンネル部４６の間に把持状態で固定される。チューブ９６は被加熱流体を流す熱交換管の一例である。固定管板４４には複数のチューブ９６の集合体として入側チューブ群９６−１と出側チューブ群９６−２が設置されている。入側チューブ群９６−１はチャンネル部４６側にある仕切り板９８に対して下方に配置され、出側チューブ群９６−２は仕切り板９８に対して上方に配置される。各チューブ９６は、固定管板４４と支持板１００により平行に維持されている。この支持板１００は、実機のバッフルに相当する。実機では各チューブ９６が入側チューブ群９６−１および出側チューブ群９６−２とで連続した閉管路を構成するのに対し、この実習装置２−１では各チューブ９６は終端側が開口されてシェル部４２の内空間に連通させている。
【００３９】
固定管板４４の前面側には、チャンネル部４６側に嵌合させる嵌合凸部１０２−１、１０２−２が備えられる。各嵌合凸部１０２−１、１０２−２は半円状に形成され、固定管板４４の中心側に仕切り板９８と嵌合させる嵌合溝１０４が形成されている。固定管板４４の背面側には図４のＡに示すように、シェル部４２側と嵌合する嵌合凸部１０２が備えられる。この嵌合凸部１０２は円状であり、チューブ９６を貫通させる複数のチューブ孔１０６が形成されている。
【００４０】
これら嵌合凸部１０２、１０２−１、１０２−２の周囲にはガスケット接触部１０８が形成されている。固定管板４４の前面側のガスケット接触部１０８には、各嵌合凸部１０２−１、１０２−２を包囲する形状として環状部および橋絡部が備えられる。これに対し、固定管板４４の背面側のガスケット接触部１０８（図４のＡ）は嵌合凸部１０２を包囲する円環状である。
【００４１】
チャンネル部４６には、シェル部４２と同径の筒部１１２と、この筒部１１２を挟んでチャンネルフランジ１１４、１１６が備えられる。筒部１１２には入側ポート１１８−１（図４のＢ）、出側ポート１１８−２、既述のフック掛け部６８が備えられる。筒部１１２の内部には内空間を二分する既述の仕切り板９８が設置される。
【００４２】
チャンネルフランジ１１４にはフック掛け部１２０、ボルト５４に対応するボルト挿通孔１２２が備えられ、チャンネルフランジ１１６にはフック掛け部１２４、ボルト６０に対応するボルト挿通孔１２６が備えられる。
【００４３】
各チャンネルフランジ１１４、１１６にはガスケット接触部１２８が備えられる。図３および図４のＢに示すように、仕切り板９８の端面部が各ガスケット接触部１２８に一致し、共通のガスケット接触面を構成する。固定管板４４のガスケット接触部１０８とチャンネルフランジ１１４のガスケット接触部１２８の間にはガスケット９４−２が設置される。
【００４４】
チャンネルカバー５８はチャンネル部４６の閉塞部材であり、その開口部を閉塞する。このチャンネルカバー５８にはフック掛け部７４、ボルト６０を挿通させる複数のボルト挿通孔１３０が備えられる。このチャンネルカバー５８の背面側には図４のＣに示すように、チャンネル部４６の筒部１１２および仕切り板９８と嵌合させる嵌合凸部１３２−１、１３２−２が備えられる。各嵌合凸部１３２−１、１３２−２は半円状に形成され、仕切り板９８と嵌合させる嵌合溝１３４が形成されている。
【００４５】
図５は、この装置本体部６の縦断面を示している。この装置本体部６において、シェル部４２には固定管板４４およびガスケット９４−１、９４−２で仕切られた空間部１３６が形成され、シェルカバー８４と支持板１００の間に空間部１３８が形成される。また、チャンネル部４６には仕切り板９８により２つの空間として入側空間部１４０および出側空間部１４２が形成される。入側空間部１４０と空間部１３８は入側チューブ群９６−１で連通し、出側空間部１４２と空間部１３８は出側チューブ群９６−２で連通し、入側空間部１４０には入側ポート１１８−１、出側空間部１４２には出側ポート１１８−２が備えられる。したがって、入側ポート１１８−１から加圧流体を流し込めば、入側空間部１４０から入側チューブ群９６−１を介して空間部１３８に流れ、この空間部１３８から出側チューブ群９６−２を介して出側空間部１４２に流れ、出側ポート１１８−２から流出させることができる。また、出側ポート１１８−２から加圧流体を流し込めば、入側ポート１１８−１から流出させることもできる。
【００４６】
＜シール施工の実習手順＞
【００４７】
図６は、シール施工の実習手順を示している。この例では、予めチャンネルフランジ１１６側にチャンネルカバー５８を設置したチャンネル部４６を用いている。
【００４８】
この実習手順では、フランジ面の確認工程（Ｓ１１）、マーキング工程（Ｓ１２）、ガスケット９４−１の装着工程（Ｓ１３）、固定管板４４の装着工程（Ｓ１４）、ガスケット９４−２の装着工程（Ｓ１５）、チャンネルフランジ１１４の装着工程（Ｓ１６）、ボルト仮止めおよび芯合わせ工程（Ｓ１７）、ボルト締付け工程（Ｓ１８）、評価工程（Ｓ１９）が含まれる。
【００４９】
Ａ）フランジ面の確認工程（Ｓ１１）
【００５０】
フランジ面の確認工程（Ｓ１１）では、シェルフランジ８２のガスケット接触部８８、固定管板４４のガスケット接触部１０８、チャンネルフランジ１１４のガスケット接触部１２８などについて、各フランジ面を確認し、このシェル部４２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４のガスケット設置面の腐食（錆）、傷、打痕または使用後のガスケットの清掃状態を確認する（Ｓ１１）。この確認後、ガスケット９４−１、９４−２の設置に不適合であれば、ガスケット設置面の修復などを行う。
【００５１】
図７のＡは、一例としてシェルフランジ８２のガスケット接触部８８の表面状態を示している。この例では、シェルフランジ８２に複数の腐食・打痕１４４−１、１４４−２および複数の傷１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４、１４６−５が存在している。傷１４６−１、１４６−２はガスケット接触部８８の幅方向に延在しているのに対し、傷１４６−３、１４６−４、１４６−５はガスケット接触部８８の長さ方向に延在している。傷１４６−３では、ガスケット接触部８８の長さ方向に存在しており、ガスケット９４−１のシール機能に影響しない。傷１４６−４、１４６−５はガスケット接触部８８の外部に存在するためガスケット９４−１のシール機能に影響しないので、問題はない。
【００５２】
ガスケット接触部８８の幅をＷ、幅Ｗと同方向で幅Ｗ内の腐食・打痕１４４および傷１４６−１の幅をｒｄとすると、ガスケット接触部８８のガスケット当接面１４８の幅Ｗに対する腐食・打痕１４４または傷１４６−１の幅ｒｄ（＝ｒｄ／Ｗ）およびその深さｖが問題となる。
【００５３】
この例では、シェルフランジ８２のガスケット接触部８８の表面状態を示しているが、固定管板４４、チャンネル部４６のチャンネルフランジ１１４、１１６の各ガスケット接触部１０８、１２８においても同様である。
【００５４】
図７のＢは、ｒｄ／Ｗおよび深さｖの許容値および補修の要否をガスケット毎に示している。ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４は深さｖの基準値であり、その大きさは、ｋ１＞ｋ２＞ｋ３＞ｋ４である。つまり、このテーブルによれば、ｒｄ／Ｗ＝１／４までであれば、ソフトガスケットの場合、ｖ＝ｋ１以下であれば修復不要、セミメタリックメタルガスケットの場合、ｖ＝ｋ２以下であれば修復不要である。ｒｄ／Ｗ＝１／２〜３／４であれば、ソフトガスケットの場合、ｖ＝ｋ４以下であれば補修不要、セミメタリックメタルガスケットの場合、補修要である。
【００５５】
Ｂ）マーキング工程（Ｓ１２）
【００５６】
マーキング工程（Ｓ１２）では、各部材の位置決めとして、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４にマーキングを行う（Ｓ１２）。
【００５７】
図８のＡおよびＢは、分解前の装置本体部６のシェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４を示している。装置本体部６の分解前において、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４に跨がって合いマーク１５０を付す。この合いマーク１５０はたとえば、固定管板４４の中心軸に平行な直線部１５０−１、この直線部１５０−１と同位置でシェルフランジ８２およびチャンネルフランジ１１４に直角に立ち上がる直線部１５０−２、１５０−３を含めばよい。この合いマーク１５０は同様の形態で、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４の複数箇所たとえば、中心軸に対して９０〔度〕の角度間隔で４箇所程度の形成位置を設定すればよい。
【００５８】
このような合いマーク１５０を複数箇所に付せば、図８のＣに示すように、装置本体部６を分解しても、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４を分解前の位置に配置できる。
【００５９】
Ｃ）ガスケット９４−１の装着工程（Ｓ１３）
【００６０】
ガスケット９４−１の装着工程（Ｓ１３）では固定管板４４の装着前に、図９のＡに示すように、シェル部４２のガスケット接触部８８にガスケット９４−１を装着する。このガスケット９４−１の装着の際には、ガスケット接触部８８における腐食・打痕および傷を確認した上で、ガスケット９４−１を位置決めし、装着する。ガスケット接触部８８における腐食・打痕または傷を発見した場合には、修復の要否を確認し、必要に応じて修復を行う。
【００６１】
Ｄ）固定管板４４の装着工程（Ｓ１４）
【００６２】
固定管板４４の装着工程（Ｓ１４）では、図９のＢに示すように、ガスケット９４−１が装着されたシェル部４２に入側チューブ群９６−１、出側チューブ群９６−２および支持板１００を挿入し、ガスケット９４−１を挟んでシェルフランジ８２に固定管板４４を装着する（Ｓ１４）。固定管板４４は、可搬支持機構８−１に吊り下げ、シェル部４２の位置と合致する位置に保持しながら、シェルフランジ８２のガスケット９４−１の上から固定管板４４をシェルフランジ８２に設置する。
【００６３】
Ｅ）ガスケット９４−２の装着工程（Ｓ１５）
【００６４】
ガスケット９４−２の装着工程（Ｓ１５）では、図１０のＡに示すように、シェル部４２に装着された固定管板４４のガスケット接触部１０８にガスケット９４−２を装着する（Ｓ１５）。このガスケット９４−２の装着の際には、固定管板４４のガスケット接触部１０８における腐食・打痕１４４および傷１４６を確認した上で、ガスケット９４−２を位置決めし、装着する。ガスケット接触部１０８における腐食・打痕または傷を発見した場合には、修復の要否を確認し、必要に応じて修復を行う。
【００６５】
Ｆ）チャンネルフランジ１１４の装着工程（Ｓ１６）
【００６６】
チャンネルフランジ１１４の装着工程（Ｓ１６）では、図１０のＢに示すように、固定管板４４を挟んで、シェルフランジ８２にチャンネル部４６のチャンネルフランジ１１４を装着する（Ｓ１６）。この装着にはチャンネル部４６の移動時、チャンネル部４６と固定管板４４やシェル部４２との衝突を回避するなど、慎重な操作が必要である。
【００６７】
Ｇ）ボルト仮止めおよび芯合わせ工程（Ｓ１７）
【００６８】
ボルト仮止めおよび芯合わせ工程（Ｓ１７）では、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４に仮止め対象のボルト５４およびナット５６を取り付け、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４の芯合わせを行う（Ｓ１７）。
【００６９】
ボルト５４およびナット５６の仮止めでは、仮止め対象ボルトとしてたとえば、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４の中心軸を中心に９０〔度〕間隔、つまり、対角４点でボルト５４およびナット５６を選択し、対角方向のボルト５４およびナット５６を段階的に締付ける対角止めを行う。この仮止めにおいても段階的な対角締めで片締め防止を図る。
【００７０】
芯合わせでは、分解前に複数箇所に付した既述の合いマーク１５０を手掛かりにし、各合いマーク１５０を一致させることにより、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４の位置を合致させる。
【００７１】
シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４が正常な芯合わせ状態に維持されると、図１１のＡに示すように、仕切り板９８の端部が固定管板４４の嵌合溝１０４に挿入され、正常な組付け状態となる。つまり、ボルト仮止めおよび芯合わせ工程で、芯ずれによる仕切り板９８の乗り上げ状態が回避される。
【００７２】
シェルフランジ８２に対し、固定管板４４およびチャンネル部４６の双方に芯ずれが生じると、図１１のＢに示すように、仕切り板９８が固定管板４４の嵌合溝１０４に挿入されず、嵌合溝１０４外の固定管板４４上に乗り上げ、異常な組付け状態となる。この状態では、ガスケット９４−１、９４−２の機能が得られない。
【００７３】
シェルフランジ８２に固定管板４４の正常な芯合わせが行われていても、シェルフランジ８２に対してチャンネル部４６に芯ずれが生じると、図１１のＣに示すように、仕切り板９８が固定管板４４の嵌合溝１０４に挿入されず、嵌合溝１０４外の固定管板４４上に乗り上げ、異常な組付け状態となる。この状態では、ガスケット９４−２の機能が得られない。
【００７４】
このような固定管板４４の乗り上げの修正には、図１２のＡに示すように、固定管板４４を下側から昇降装置１５２で押し上げて芯合わせを行えばよい。昇降装置１５２のプランジャ１５４に固定管板４４を乗せた状態で、シェルフランジ８２と固定管板４４に生じている隙間の多少を目視で確認し、昇降装置１５２のプランジャ１５４により固定管板４４の高さを調整すればよい。次いで、図１２のＢに示すように、チャンネルフランジ１１４の下側に昇降装置１５２を配置し、そのプランジャ１５４にチャンネルフランジ１１４を乗せた状態で、シェルフランジ８２と固定管板４４に生じている隙間の多少を目視で確認し、昇降装置１５２のプランジャ１５４を進退させてチャンネルフランジ１１４の高さを調整すればよい。
【００７５】
このような高さ調整により、シェルフランジ８２、固定管板４４およびチャンネルフランジ１１４の芯合わせを行うことができる。
【００７６】
Ｈ）ボルト締付け工程（Ｓ１８）
【００７７】
このボルト締付け工程には、締付け管理の有無、締付け工具、仮締付けおよび本締付け、締付け手順の実習が含まれる。
【００７８】
締付け管理がある場合には、締付けトルクの指示とともに適切な工具により適正な手順でシールに必要な締付け力を管理する。この場合、締付け工具には締付け力の管理が可能なたとえば、トルクレンチを用いればよく、シールに必要な締付け力を管理する。締付け管理がある場合には、シールに必要な締付け力を適正な工具で正しい手順で締付けを行うことができる。締付け管理がない場合には、締付けトルクの指示はあるが、締付け力の管理を実習者に任せる。締付け工具には、シールに必要な締付け力を実習者の感覚で行えるハンドスパナなどの工具が用いられる。シール施工の実習では締付け管理あり、締付け管理なしの双方を行えばよい。
【００７９】
締付け工具には、締付け管理が可能なラチェットトルクレンチ、ディジタルトルクレンチ、ボルトテンショナー、油圧レンチなどが含まれ、締付け管理が困難なラチェットレンチ、ハンドスパナ、メガネレンチ、打撃メガネレンチなども含まれる。小径フランジには、ボルト寸法＝１〔インチ〕未満のボルトが使用される。このボルトの締付けにはトルクレンチ、ラチェットレンチ、スパナ、メガネレンチが用いられる。このトルクレンチでは、トルクによる締付け管理が容易であり、代表的な使用箇所として、中圧・中温、可燃性流体、毒性流体などの危険流体に使用可能であるが、大トルクを発生させるには長さを確保するため、大きな作業スペースが必要である。ラチェットレンチ、スパナ、メガネレンチでは、締付け力の調整を施工者の感覚に委ねるため、締付け作業に熟練を要し、代表的な使用箇所は、低圧・低温までであり、ユーティリティなどである。
【００８０】
大径フランジにはボルト寸法＝１〔インチ〕以上のボルトが使用される。このボルトの締付けには油圧レンチ、ボルトテンショナー、打撃メガネレンチが用いられる。この油圧レンチでは、締付け管理が容易であり、大きな締付け力を発生させることができ、一度に複数のボルト締めが可能であり、使用箇所は中温・中圧まで、可燃性流体、毒性流体などの危険流体に使用可能である。ボルトテンショナーは軸力による締付け管理が可能であり、大きな締付け力を発生でき、使用箇所は高圧・高温まで、可燃性流体、毒性流体などの危険流体に使用可能である。打撃メガネレンチは打撃による締付けを行うため、ばらつきが大きく締付け管理が困難である。
【００８１】
仮締付けおよび本締付けは効率的かつ正確に目標荷重に到達させることを目的とした締め方法である。仮締付けは本締付け前に行う。仮締付けは対象ボルトのみ、段階的に対角締めを行う。これにより片締めを防止する。本締付けは全ボルトについて周回締めを行い、目標の締付け力を達成する。周回締めは、番号付けと相まって、移動距離が短く、締め間違いの防止や締付け力の均一化が図れ、締付け作業を効率化できる。
【００８２】
図１３のＡは、ボルト１６本の仮締付けの締付け手順を示している。この手順は、締付け管理ありで、単独ボルトを締付ける場合である。〔１〕ないし〔１６〕はボルト番号である。
【００８３】
この仮締付けには締付け工具にトルクレンチを使用し、締付け手順は対角締めとする。図１３のＡにおいて、ボルト番号〔１〕ないし〔１６〕に対し、矢印に付した番号は締付け順を示している。締付けトルクは段階的に増加させ、一回目は１０〔％〕、二回目は２０〔％〕、三回目は６０〔％〕、四回目は１１０〔％〕とすればよい。そして、各回の終了後、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４の間隔の数箇所たとえば、４箇所を測定機器で測定する。測定器にはたとえば、ノギスを用いればよい。一度に大きな締付け力で締付けると片締めの原因となるが、段階的な締付けにより、片締めを防止できる。なお、ボルト１６本を備えるチャンネルフランジ１１４では大径フランジに相当するので、ボルト全てを仮締付けする必要はない。
【００８４】
次に、図１３のＢは、ボルト１６本の本締付けの締付け手順を示している。
【００８５】
この本締付けには締付け工具にトルクレンチを使用し、締付け手順は周回締めとする。図１３のＢにおいて、ボルト番号〔１〕ないし〔１６〕に対し、周回する矢印は締付け順を示している。締付けトルクは段階的に増加させ、１１０〔％〕とすればよい。ボルト８本以上では時計回りまたは反時計回りの何れかの周回とする。周回数はフランジ径が小さい場合（２５０〔Ａ〕未満）には４周、フランジ径が大きい場合（２５０〔Ａ〕以上）には６周とする。本締付け終了後、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４の間隔の数箇所たとえば、４箇所を測定機器で測定する。
【００８６】
本締付けの周回数は４周ないし６周程度を繰り返せばよいが、２枚のガスケット９４−１、９４−２が併設された固定管板４４では周回数を多くし、全てのナットが旋回できない状態に到達するまで締付けを行う。このように周回数を増加させれば、弾性相互作用の影響で締付け力が低下するのを回避できる。弾性相互作用は、締め付けたボルトに隣接するボルトの軸力が低下する現象である。
【００８７】
このように、周回締めによれば、締付け力の均一化への到達を迅速化でき、締付けのための移動距離が短く、番号付けによる締め間違いを防止できるなど、締付け作業を効率化できる。締付け手順の実習が含まれる。
【００８８】
Ｉ）評価工程（Ｓ１９）
【００８９】
この評価工程は、組み立てられた装置本体部６の主としてシール性を検証し、評価する。たとえば、出側ポート１１８−２を閉塞し、入側ポート１１８−１にコンプレッサを接続して加圧気体を流し込めば、入側空間部１４０、入側チューブ群９６−１、空間部１３８、出側チューブ群９６−２および出側空間部１４２を一体に加圧状態に維持でき、シール部材であるガスケット９４−１、９４−２、９４−３の気密状態を確認できる。この気密試験にはたとえば、シール部に石鹸水膜を付着させ、漏洩による石鹸水気泡の生成やその膨張状態により漏洩状態を確認すればよい。
【００９０】
＜第１の実施の形態の効果＞
【００９１】
(1) 実習装置２−１を用いてたとえば、大型の熱交換器と同様の組立て、分解、シール施工、芯合わせ、ボルトおよびナットの締付けおよびその締付け手順を実習でき、実機現場と同等ないし実機現場を超えるシール施工の研修ができ、研修効果を得ることができる。
【００９２】
(2) シェル部４２が実機と同等の口径を持ちながら短く設定されているので、加圧流体を流し込み、所定加圧に昇圧するまでの時間を短縮でき、昇圧状態で維持しても、実機と異なり、安全性を確保でき、実習者の安全性が高められる。
【００９３】
(3) 実機で想定できても、実機では実践すべきでない事態や予測し難い事態を想定した組立て、芯合わせ、ボルトおよびナットの締付けを実習でき、ガスケットの破壊状態など、実機さながらの体験的な研修を行うことができる。
【００９４】
(4) ガスケットの片締め状態を想定した芯合わせ、ボルトおよびナットの締付け手順、軸力の加減による研修を日常的に行うことができる。
【００９５】
(5) 熱交換器特有の芯ずれによる不都合を確認しつつ、その回避技術を体得できるなどの研修を行うことができる。
【００９６】
(6) 複数種の工具を選択し、各工具毎の実践的な研修を行うことができる。
【００９７】
〔第２の実施の形態〕
【００９８】
図１４は、第２の実施の形態に係る実習装置（シール施工実習装置）２−２を示している。この実習装置２−２には、実習装置２−１およびモニタリング部１６２が備えられる。モニタリング部１６２は、実習装置２−１の実習状況をモニタリングする手段であり、その一例として実習装置２−１のボルト５４の軸力を検出し、検出軸力により分布図形を生成することにより施工状態をモニタリングする。
【００９９】
実習装置２−１は、既述したように熱交換器の模擬構成を備えたものであり、第１の実施の形態で詳述したので、その説明を割愛する。
【０１００】
モニタリング部１６２にはセンサー群１６４、データロガー１６６、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１６８およびモニター１７０が備えられる。
【０１０１】
センサー群１６４は実習装置２−１のたとえば、１６本のボルトの軸力を検出する複数のセンサー１６４−１、１６４−２・・・１６４−１６が備えられ、各ボルト５４の軸力を個別に検出する。各センサー１６４−１、１６４−２・・・１６４−１６には軸力Ｆを電気信号で出力するセンサーを用いればよく、圧力センサー、歪ゲージ、変移計、荷重計などのいずれを用いてもよく、ガスケット８の締付け力を直接検出するセンサーであってもよい。
【０１０２】
センサー群１６４の各センサー出力はデータロガー１６６に取り込まれて集積される。各検出軸力はたとえば、電気信号であり、データロガー１６６に電気的に集積される。データロガー１６６はデータ集積部の一例であり、コンピュータで構成してよく、ＰＣ１６８で代用してもよい。
【０１０３】
各検出軸力はデータロガー１６６から所定のタイミングでＰＣ１６８に取り込まれる。このＰＣ１６８は情報生成部の一例である。このＰＣ１６８は、各検出軸力をディジタル化して取り込み、検出した軸力の分布図形を作成するための情報処理を実行する。
【０１０４】
この情報処理には
ａ）各検出軸力の取込みおよび記憶
ｂ）各検出軸力の位置情報と、検出軸力の分布を表す作図情報の生成
ｃ）軸力分布を展開する座標の生成
ｄ）検出軸力に対応する比較軸力の作図情報の生成
などの処理が含まれる。この例では、検出軸力が固定管板４４に対応しているので、比較軸力として通常のフランジによる軸力情報を用いる。
【０１０５】
この情報処理で得られる座標および作図情報はモニター１７０に提供される。モニター１７０は軸力の分布図形を提示する情報提示手段の一例であり、このモニター１７０には、画面上に座標とともに軸力図形が提示される。モニター１７０はＰＣ１６８に有線または無線で接続すればよいし、ＰＣのディスプレイを用いてもよい。
【０１０６】
＜各センサー１６４−１、１６４−２・・・１６４−１６＞
【０１０７】
図１５は、センサー１６４−１を備えるボルト５４を示している。各ボルト５４の内部には軸力を検出するセンサー１６４−１が備えられる。このセンサー１６４−１にはたとえば、歪ゲージが用いられる。センサー１６４−１は、ナット５６に加わるトルクＴによるボルト５４の歪を検出し、この歪が軸力Ｆである。センサー１６４−１にはケーブル１７２が接続され、このケーブル１７２を通して検出軸力Ｆがセンサー出力として取り出される。他のセンサー１６４−２・・・１６４−１６についても同様であり、この例では、１６組のボルト５４の各軸力がセンサー群１６４からセンサー出力として取り出される。
【０１０８】
＜ＰＣ１６８＞
【０１０９】
ＰＣ１６８は図１６に示すように、プロセッサ１７４、記憶部１７６、入出力部（Ｉ／Ｏ）１７８、通信部１８０、操作入力部１８２が備えられる。
【０１１０】
プロセッサ１７４は、記憶部１７６にあるＯＳ（Operating System）や施工モニタリングプログラムなどの各種のコンピュータプログラムなどの情報処理を実行する。この情報処理には既述の処理ａ）ないしｄ）を含む処理の他、締付け力の演算、施工履歴の記録、モニター１７０の制御、施工のモニタリングないし施工管理など、コンピュータでの可能な各種の処理が含まれる。
【０１１１】
記憶部１７６には記憶デバイスとしてたとえば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）およびＲＡＭ（Random-Access Memory）が備えられ、ＲＯＭにはＯＳやモニタリングプログラムが格納される。この記憶部１７６には検出情報や作図情報などを格納するデータベース（ＤＢ）１８４が構築され、ＤＢ１８４にはデータロガー１６６から取り込まれる検出情報が格納される。検出情報には、センサー群１６４から得られる各センサー出力が含まれる。
【０１１２】
Ｉ／Ｏ１７８はモニター１７０との画像データの送受に用いられる。通信部１８０にはケーブル１８６によりデータロガー１６６が接続されている。
【０１１３】
操作入力部１８２はたとえば、キーボードやマウスなどの入力機器で構成され、画面操作や情報入力に用いられる。
【０１１４】
＜モニタリング処理＞
【０１１５】
図１７は、検出軸力のモニタリングの処理手順を示している。この処理手順は、本発明の施工実習プログラムの一例である。
【０１１６】
この処理手順は、ボルト５４の締付けかを判断し（Ｓ１０１）、締付けであれば（Ｓ１０１のＹＥＳ）、センサー群１６４からデータロガー１６６に各センサー出力を取り込み、検出軸力を集積させる（Ｓ１０２）。この集積には、既述の情報処理のａ）各検出軸力の取込みおよび記憶に相当する。
【０１１７】
検出軸力や比較軸力の作図処理を行う（Ｓ１０３）。この処理には既述のｂ）各検出軸力の位置情報と、検出軸力の分布を表す作図情報の生成、ｃ）軸力分布を展開する座標の生成、ｄ）比較軸力と位置情報を用いて比較軸力の分布を表す作図情報の生成が含まれる。
【０１１８】
この作図処理の後、座標上に検出軸力および比較軸力の分布図形をモニター１７０に表示する（Ｓ１０４）。
【０１１９】
この表示中、検出軸力の変化を監視し、ボルト５４の締付けは完了かの判断を行う（Ｓ１０５）。ボルト５４の締付け完了前であれば（Ｓ１０５のＮＯ）、Ｓ１０２〜Ｓ１０５の処理を継続する。これにより、検出軸力の変化がモニター１７０に表示されている分布図形に反映され、検出軸力が分布図形の変化として動的に表示される。
【０１２０】
ボルト５４の締付けが完了すれば（Ｓ１０５のＹＥＳ）、締付け完了時の座標上に検出軸力および比較軸力の分布図形が表示され（Ｓ１０６）、この施工モニタリング処理を完了する。検出軸力と比較軸力の比較として、固定管板４４の場合と通常のフランジの場合との軸力分布上の相違を認識することができる。
【０１２１】
＜分布図形表示＞
【０１２２】
図１８は、モニター１７０の画面に生成される提示画像を示している。この提示画像１８８には座標１９０が表示され、この座標１９０上に検出軸力の分布図形１９２および比較軸力の分布図形１９４が表示されている。
【０１２３】
座標１９０には中心に０点を取って放射状にθ＝２２．５度の角度間隔により複数の座標軸ｙ１、ｙ２・・・ｙ１６が設定されている。〔１〕、〔２〕・・・〔１６〕はボルト番号であり、座標軸ｙ１、ｙ２・・・ｙ１６は複数のボルト５４の配置に対応している。この例は、ボルト数１６に対応した座標軸数であるが、配置するボルト数に合わせて座標軸ｙの数を設定すればよい。各座標軸ｙ１、ｙ２・・・ｙ１６には０点から離れる方向に正の軸力レベルを表すスケール１９６が備えられる。このスケールと検出軸力のプロット点により検出軸力の大きさ、その変化や軸力値を視認できる。
【０１２４】
分布図形１９２は、各ボルト５４の検出軸力Ｆ１、Ｆ２・・・Ｆ１６をプロットするとともに、隣接するプロット点間を直線で連結することにより形成される。分布図形１９４は、比較軸力として推奨軸力Ｆｒｅｆ１、Ｆｒｅｆ２・・・Ｆｒｅｆ１６をプロットし、隣接するプロット点間を直線で連結することにより形成される。この推奨軸力Ｆｒｅｆ１、Ｆｒｅｆ２・・・Ｆｒｅｆ１６はボルト５４の本締付け４周における軸力値である。
【０１２５】
分布図形１９２、１９４を対比すれば、比較軸力に対して検出軸力の値の過不足を容易に視認できる。この例では、ボルト番号〔１６〕では検出軸力Ｆ１６が推奨軸力Ｆｒｅｆ１６にほぼ合致しているから、推奨値に到達しているのに対し、他の検出軸力Ｆ１・・・Ｆ１５が推奨軸力Ｆｒｅｆ１・・・Ｆｒｅｆ１５に到達していないので、軸力を増加しなければならないことが判る。
【０１２６】
図１９のＡは、締付け管理なしの場合の分布図形の表示を示している。締付け管理なしでは、締付けを実習者の自由に任せるので、検出軸力の分布図形１９２−１は、比較軸力の分布図形１９４−１に対して大きなずれが生じている。
【０１２７】
図１９のＢは、締付け管理ありの場合の分布図形の表示を示している。締付け管理ありでは、締付けが適正値に管理される結果、検出軸力の分布図形１９２−２は、比較軸力の分布図形１９４−２に対して大きなずれがなく、ほぼ一致した施工状態が得られることが視認できる。この場合、本締付け６周の検出軸力および比較軸力の分布図形１９２−２、１９４−２を示している。
【０１２８】
＜弾性相互作用＞
【０１２９】
実習装置２−１は熱交換器を模擬しており、ガスケット９４−１、９４−２の締付け部分を摘出して示すと、図２０のＡに示すように、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４の間に固定管板４４を介在させ、固定管板４４の背面側にガスケット９４−１、その前面側にガスケット９４−２が設置され、これらがボルト５４およびナット５６により締め付けられる。
【０１３０】
説明のため、中央のボルト５４をボルト５４Ｎ、左側のボルト５４をボルト５４Ｓとする。ボルト５４Ｎのナット５６に締付けトルクτを加えると、図２０のＢに示すように、このボルト５４Ｎを中心にシェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４、固定管板４４およびガスケット９４−１、９４−２が締め付けられる。このとき、ボルト５４Ｎには締付けトルクτに応じた軸力Ｆが生じる。この軸力ＦをＦ１とする。
【０１３１】
この状態において、ボルト５４Ｓのナット５６に締付けトルクτを加えると、図２０のＣに示すように、このボルト５４Ｓを中心にシェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４、固定管板４４およびガスケット９４−１、９４−２が締め付けられる。ボルト５４Ｎと同様に、ボルト５４Ｓには締付けトルクτに応じた軸力Ｆが生じる。
【０１３２】
このとき、ボルト５４Ｓに隣接する中央のボルト５４Ｎには、固定管板４４、シェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４の弾性相互作用の影響により、ボルト５４Ｎに加えられていた軸力Ｆ１は、軸力Ｆ２に低下する。つまり、ボルト５４Ｓに軸力Ｆが加えられたことにより、固定管板４４、シェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４の弾性相互作用により、ボルト５４Ｎに加えられていた軸力Ｆ１は軸力Ｆ２に低下し、式(1) に示すように、負方向に軸力−ΔＦだけ変化する。
Ｆ２−Ｆ１＝−ΔＦ                      ・・・(1) 
この軸力変化は単純なフランジ継手の締付けに比較して大きい。シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４の間に固定管板４４を備える構造では、弾性相互作用の影響が大きく、締付け力のばらつきが生じ易い。この場合、負方向の軸力ΔＦを補完する軸力をボルト５４Ｎに加えると、その影響がボルト５４Ｓに影響し、再び補完する必要を生じるといった複数回の補完的な締付けが必要となる。
【０１３３】
＜弾性相互作用の可視化＞
【０１３４】
図２１のＡは、座標１９０の検出軸力の分布図形１９２を示している。説明を容易にするため、分布図形１９２は軸力Ｆ１の理想的な軸力分布を示している。
【０１３５】
この状態において、ボルト番号〔１〕のボルト５４に軸力Ｆ１から軸力Ｆ２に増加させると、図２１のＢに示すように、隣接するボルト番号〔２〕、〔１６〕のボルト５４の軸力Ｆ１は既述の弾性相互作用により軸力Ｆ３、Ｆ４に低下する。このような弾性相互作用による軸力変化を図形変化として視認することができる。
【０１３６】
＜単独締付けと複数本締付け＞
【０１３７】
シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４間のボルト５４およびナット５６の締付けは単独締付けまたは複数本締付けの何れでもよい。単独締付けは一度に締め付けるボルト５４およびナット５６が単独の場合であるのに対し、複数本締付けは一度に締め付けるボルト５４およびナット５６が２本など複数の場合である。
【０１３８】
図２２のＡないしＤは、締付け管理の元で、２本のボルト５４およびナット５６を同時に締め付けるステップ１ａ、１ｂ、１ｃおよびステップ２を示している。ステップ１ａでは、図２２のＡに示すように、対向するボルト番号〔１〕および〔９〕の２本のボルト５４およびナット５６を選択し、同一のトルクτ＝３０〔％〕で同時に締め付け、次に、ボルト番号〔１〕および〔９〕の２本のボルト５４およびナット５６と直交するボルト番号〔５〕および〔１３〕の２本のボルト５４およびナット５６を同時にトルクτ＝３０〔％〕で締め付ける。
【０１３９】
次にステップ１ｂでは、図２２のＢに示すように、ボルト番号〔１〕および〔９〕の２本のボルト５４およびナット５６に戻り、同時にトルクτ＝７０〔％〕で締め付け、ボルト番号〔５〕および〔１３〕の２本のボルト５４およびナット５６に移行し、同時にトルクτ＝７０〔％〕で締め付ける。
【０１４０】
次にステップ１ｃでは、図２２のＣに示すように、ボルト番号〔１〕および〔９〕の２本のボルト５４およびナット５６に戻り、同時にトルクτ＝１００〔％〕で締め付け、ボルト番号〔５〕および〔１３〕の２本のボルト５４およびナット５６に移行し、同時にトルクτ＝１００〔％〕で締め付ける。
【０１４１】
そして、ステップ２では、図２２のＤに示すように、ボルト番号〔１〕および〔９〕の２本のボルト５４およびナット５６を起点にボルト番号〔２〕−〔１０〕、〔３〕−〔１１〕・・・〔９〕−〔１〕のボルト５４およびナット５６に対し、矢印で示す周回方向順に目標締付けトルクτ＝１００〔％〕に到達し、ボルト回転が停止するまで締付けを行う。この例では、時計方向の周回順を例示しているが、同一方向であれば反時計方向であってもよい。
【０１４２】
図２３のＡおよびＢは、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４間のガスケット９４−１を締め付けるボルト５４およびナット５６に対し、単独締付けを行った場合を概略的に示している。既述の１６本のボルト５４の軸力を均等化するには、多くの締付け回数が必要である。つまり、図２３のＡに示すように、ボルト５４Ｌに軸力Ｆ１を加えると、シェルフランジ８２およびチャンネルフランジ１１４が平行状態から、シェルフランジ８２に対してチャンネルフランジ１１４が傾くことで、ボルト５４Ｒ側には軸力ΔＦ２の軸力変化が生じる。また、ボルト５４Ｒに軸力Ｆ２を加えると、チャンネルフランジ１１４が傾くことでボルト５４Ｌ側には軸力ΔＦ１だけ軸力変化を生じる。このため、片締めが生じ易く、各ボルト５４間の軸力を均一化するには、多くの締付け回数が必要となる。
【０１４３】
これに対し、図２４のＡおよびＢは、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４間のガスケット９４−１を締め付けるボルト５４およびナット５６に対し、同時に複数本たとえば、２本の締付けを行った場合を概略的に示している。図２４のＡに示すように、ボルト５４Ｌ、５４Ｒに軸力Ｆ１を同時に加えると、ボルト５４Ｌ、５４Ｒに共通の軸力Ｆ１となり、シェルフランジ８２とチャンネルフランジ１１４のフランジ間の傾きが減る結果となる。つまり、複数本の同時締付けでは締付け回数が少なく、片締めが生じ難いという利点がある。
【０１４４】
図２５のＡは、単独締付けの検出軸力および比較軸力の分布図形１９２−３、１９４−３を示している。分布図形１９２−３は単独締付け、本締付け６周後の検出軸力を表し、分布図形１９４−３は推奨締付け軸力を表している。この場合、分布図形１９４−３の軸力分布に対し、単独締付けの分布図形１９２−３では検出軸力にばらつきが見られる。締付けには４０分程度の時間を要し、仮締付け１６回、本締付け９６回であり、１回の締付けに２０秒程度の時間が必要である。
【０１４５】
これに対し、図２５のＢは、複数本締付けの検出軸力および比較軸力の分布図形１９２−４、１９４−４を示している。分布図形１９２−４は２本締付け、本締付け２周後の検出軸力を表し、分布図形１９４−４は推奨締付け軸力を表している。この場合、分布図形１９４−４の軸力分布に対し、複数本締付けの分布図形１９２−４では検出軸力のばらつきは無視できる程度である。締付けは１５分程度に短縮され、仮締付け６回、本締付け１６回であり、１回の締付けに４０秒程度の時間を要している。複数本締付けは、締付け回数の大幅な減少と、時間短縮を図ることができる。
【０１４６】
＜締付け管理の有無およびモニタリング＞
【０１４７】
図２６は、ボルト５４およびナット５６の締付け手順を示している。締付けに先立ち、施工条件を選択し、入力する（Ｓ３０１）。この施工条件はガスケット９４−１、９４−２の選択や締付け力の大きさの前提情報である。
【０１４８】
この施工条件に合致するガスケット９４−１、９４−２の選定を行う（Ｓ３０２）。このガスケット９４−１、９４−２の選定は、シェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４間のシールの目標に合致するガスケット９４−１、９４−２を選定することであり、ガスケット選定にミスを生じると、締付け手順やアライメントが適正であっても、適正なシール状態が得られない。
【０１４９】
締付け管理の有無を選択する（Ｓ３０３）。締付け管理は、締付け工具、付与する締付け力、締付けの手順を管理することである。具体的には、少なくとも、
ｈ）適正な締付け工具を選定すること
ｉ）適正な締付け工具でシールに必要な締付け力を得ること
ｊ）正しい手順で締付けを行うこと
が必要である。したがって、締付け管理を「有り」とする場合にはこれらを充足させ、締付け管理の「無し」はこれらを充足しないかまたは施工者の自由に任せることである。
【０１５０】
締付け管理有り（Ｓ３０３のＹＥＳ）では、施工条件に応じた締付け力の計算を行う（Ｓ３０４）。この締付け力は、ガスケット締付け力（全荷重）、締付けトルク、ボルト直径、推奨締付け面圧、ガスケット接触面積、トルク係数、ボルト本数などを用いて計算すればよい。
【０１５１】
ガスケット締付け力をＷｇ、推奨締付け面圧をσｇ、ガスケット接触面積をＡｇとすれば、ガスケット締付け力Ｗｇは、
Ｗｇ＝σｇ×Ａｇ                             ・・・(2) 
となる。ガスケット９４−１のガスケット接触面積Ａｇ１は、ガスケット９４−１の接触外径および接触内径から、
Ａｇ１＝（π／４）×｛（接触外径）2 −（接触内径）2 ｝     ・・・(3) 
である。
【０１５２】
また、ガスケット９４−２のガスケット接触面積Ａｇ２は、ガスケット９４−２の接触外径、接触内径および仕切り板９８の幅および長さ（端面面積）から、
Ａｇ２＝（π／４）×｛（接触外径）2 −（接触内径）2 −（仕切り板９８の
幅×長さ）｝
・・・(4) 
である。
【０１５３】
ガスケット締付け力Ｗｇ、締付けトルクをＴ〔Ｎ・ｍ〕、トルク係数（０．２）をｋ、雄ねじの外径（ｍ）をｄ、ボルト本数をｂｎとすれば、締付けトルクＴは、
Ｔ＝ｋ×Ｗｇ×ｄ÷ｂｎ                                ・・・(5) 
で与えられる。トルク係数ｋは、一般機械用油脂たとえば、スピンドル油、マシン油、タービン油では０．１４〜０．２０〜０．２６、二硫化モリブデンなどの低摩擦用油脂では０．１０〜０．１５〜０．２０、無潤滑では０．２５〜０．５５とすればよい。
【０１５４】
斯かる計算結果の後、締付け工具や締付け手順の指定を行い（Ｓ３０５）、指定された締付け工具および締付け手順により締付けを行う（Ｓ３０６）。この締付けは所定の締付け手順、たとえばＪＩＳ(Japanese Industrial Standards：日本工業規格) や、ＡＳＭＥ（American Society of Mechanical Engineers：アメリカ機械学会）の規格に準拠した締付け手順でよく、この手順には締付け順序の周回方向、周回数およびフランジ間のノギスによる計測などが含まれる。
【０１５５】
各ボルト５４に仮締めされたナット５６に締付け工具を当て、締付け工具からトルクＴを付与して適正な締付け力を加える。この締付け力は、各ボルト５４からシェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４へ伝達される。
【０１５６】
各ボルト５４の軸力Ｆにより、固定管板４４、シェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４には弾性相互作用を生じる。弾性相互作用は、たとえば、ボルト５４を締め付けると、このボルト５４を挟んで隣接する各ボルト５４に緩みが生じ、各ボルト５４間の締付け力が低下する現象である。
【０１５７】
この締付け中、施工モニタリング処理が行われる（Ｓ３０７）。この施工モニタリング処理では座標上に検出軸力の分布図形が動的に表示される。
【０１５８】
施工モニタリング処理において、締付けが完了したかが判断される（Ｓ３０８）。締付けを継続する場合には（Ｓ３０８のＮＯ）、Ｓ３０６ないしＳ３０８のステップが繰り返され、締付け完了であれば（Ｓ３０８のＹＥＳ）、この処理が終了する。
【０１５９】
Ｓ３０３において、締付け管理が「無し」であれば（Ｓ３０３のＮＯ）、Ｓ３０４〜Ｓ３０８に代わる施工となる。つまり、施工を実習者の自由に任し、実習者の勘を頼りに任意の締付け工具および締付け手順により締付けを行う（Ｓ３０９）。この締付け状態は、Ｓ３０７と同様に施工モニタリングが実行され（Ｓ３１０）、実習者の意思で施工終了となる。
【０１６０】
＜周回管理＞
【０１６１】
図２７は、図２６のフローチャートにおけるＳ３０７、Ｓ３１０のモニタリング処理の処理手順を示している。この処理手順は、コンピュータで実行されるプログラムの実行手順の一例である。
【０１６２】
このモニタリングには仮締めおよび本締めの工程が含まれる。仮締めは本締めの前に実行される処理であり、各ボルト５４に対するナット５６の取付け、アライメント調整、ナット５６の本締め前の締付けなどが含まれる。アライメント調整にはガスケット９４−１、９４−２やボルト５４の位置設定が含まれる。本締めは、締付け工具によりトルクＴをボルト５４に付与して段階的に比較軸力（目標締付け力）に到達させる。
【０１６３】
この施工モニタリングの処理では、プロセッサ６２がプログラムの実行により、センサー群１６４から各検出軸力を取込み（Ｓ４０１）、検出軸力Ｆおよび比較軸力Ｆｒｅｆの図形化処理を行う（Ｓ４０２）。
【０１６４】
プロセッサ１７４の制御により、モニター１７０には座標上に検出軸力Ｆの分布図形１９２とともに比較軸力Ｆｒｅｆの分布図形１９４を動的に表示する（Ｓ４０３）。
【０１６５】
この検出軸力などの図形化処理および締付け施工中、締付け処理が所定の周回数に到達したかを監視する（Ｓ４０４）。所定の周回数たとえば、周回数４〜６に到達していなければ（Ｓ４０４のＮＯ）、Ｓ４０１〜Ｓ４０４を継続的に実行する。そして、締付け処理が所定の周回数に到達すれば（Ｓ４０４のＹＥＳ）、シール施工の完了とし（Ｓ４０５）、この処理を終了する。
【０１６６】
＜第２の実施の形態の効果＞
【０１６７】
(1) ボルトおよびナットの締付けと、軸力変化や偏りの発生、その不都合およびその回避技術を研修者に体得させることができる。
【０１６８】
(2) 検出軸力の分布図形、目標軸力や推奨軸力を表す比較軸力の分布図形を同時に表示して実習を行うことができる。
【０１６９】
(3) 弾性相互作用による片締めや漏れなどを検証しながら、その修復を分布図形の変化として認識させることができ、ボルト締付けのスキルを高めることができる。
【０１７０】
(4) 締付け工具にはたとえば、ラチェットトルクレンチ、ディジタルトルクレンチ、ボルトテンショナー、ラチェットレンチ、スパナ、メガネレンチ、打撃レンチなどが存在している。これらの工具による締付け結果を分布図形で比較し、クオリティの高いシール施工に対して適正な工具を選定する際の選定情報を得ることができる。
【０１７１】
(5) 共通の座標上にある検出軸力および比較軸力の分布図形を比較しながら、比較軸力に検出軸力を到達させる操作で、理想的なシール状態を実現できる。
【０１７２】
(6) 検出軸力に応じて分布図形の変化を認識でき、フランジが持つ弾性相互作用の影響を容易に認識でき、弾性相互作用の影響を踏まえた締付け力を付与することができ、締付け作業のスキルを向上させることができる。
【０１７３】
〔第３の実施の形態〕
【０１７４】
図２８は、第３の実施の形態に係る実習装置（シール施工実習装置）２−３を示している。この実習装置２−３には、実習装置２−１およびモニタリング部１９８が備えられる。モニタリング部１９８は、実習装置２−１の実習状況をモニタリングする手段であり、その一例として実習装置２−１の実習内容を撮影し、実習映像で施工状態をモニタリングする。
【０１７５】
実習装置２−１は、既述したように熱交換器の模擬構成を備えたものであり、第１の実施の形態で詳述したので、その説明を割愛する。
【０１７６】
モニタリング部１９８には複数のカメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎ、画像取込み部２０２、ＰＣ２０４、メモリ部２０６およびモニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎが備えられる。
【０１７７】
カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎは実習内容を所望の部位から撮影する撮像手段の一例である。各カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎには全景、実習者、装置本体部６、シェル部４２、固定管板４４、チャンネル部４６、ガスケット９４−１、９４−２、９４−３、ボルト５４およびナット５６などの全体から個別部位を撮影し、少なくともボルト５４の締付け状況、ガスケット９４−１、９４−２、９４−３の圧縮状況などを撮影する。各カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎの光学系にはズームレンズ、マクロレンズなどを備えてよい。各カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎはたとえば、連続撮影状態とし、各撮像出力が画像取込み部２０２に取り込まれる。
【０１７８】
画像取込み部２０２は、ＰＣ２０４により制御され、各カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎの撮像出力の全部または個別に所定の時間間隔または連続時間で取り込む。
【０１７９】
ＰＣ２０４は画像処理手段の一例であり、画像取込み部２０２に取り込まれる画像出力から必要な画像の選択や編集を行う。つまり、ＰＣ２０４は、カメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎの何れかまたは複数から得られる画像を撮像対象毎にまたは時系列に編集する編集手段として用いられる。このＰＣ２０４には第２の実施の形態のＰＣ１６８を兼用させてもよい。
【０１８０】
ＰＣ２０４で処理された画像はメモリ部２０６に格納され、データベース化される。つまり、編集画像は実習者に関係付けられて格納され、実習後、画像再生を行うことで実習内容の検証や評価に用いればよい。
【０１８１】
モニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎは複数の異なる画像を表示する画像表示手段の一例である。これらモニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎの設置数はカメラ２００−１、２００−２・・・２００−Ｎに対応させてもよいが、必ずしも両者を一致させる必要はないし、モニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎは複数のモニターで構成するものと解釈すべきでない。つまり、単一のモニター画面を複数の画像表示エリアに分割してもよく、また、タイムシェアリングによって単一の画面を複数のモニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎと同様の機能を実現してよい。また、モニター２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎには、第２の実施の形態のモニター１７０を兼用させてもよい。
【０１８２】
＜第３の実施の形態の効果＞
【０１８３】
(1) 実習者の実習内容、ガスケット９４−１、９４−２などの状況を画像で確認することができる。
【０１８４】
(2) 監督者が実習者から離れて実習内容を画像によって確認でき、実習者の操作上の自由度を高めることができ、実習管理を容易化することができる。
【０１８５】
(3) 記録画像を参照し、実習者が自己の実習内容を客観的に検証して、評価することができるので、実習効果や、シール施工の精度を高め、信頼性向上に寄与することができる。
【０１８６】
〔他の実施の形態〕
【０１８７】
(1) ボルトの締付け手順について：締付け管理がある場合で、単独ボルトを締め付ける場合には、効率的かつ正確に目標荷重に到達させる締付け方法として、仮締付けでは対象ボルトのみ段階的に対角締付けを行い、本締付けでは全ボルトの周回締付けを行う。締付け対象としてシェルフランジ８２およびチャンネルフランジ１１４は、大きさによりボルト本数が相違し、ボルト本数が８本以下の小径フランジと、ボルト本数が８本を超える大径フランジでは締付け手順が異なる。ボルト本数４本の小径フランジでは、図２９のＡに示すように、全てのボルトをボルトに付した番号の順で締め付ければよい。ボルト本数８本の小径フランジでは、図２９のＢに示すように、全てのボルトをボルトに付した番号の順で締め付ければよい。ボルト本数１２本〜２４本の大径フランジ、またはボルト本数２４本を超える大径フランジでは、図２９のＣ、Ｄに示すように、４本または８本の等間隔ボルトをボルトに付した番号の順で締め付ければよい。大径フランジでは全てのボルトを仮締付けする必要はない。
【０１８８】
(2) シェルフランジ８２のガスケット接触部８８、チャンネルフランジ１１４のガスケット接触部１２８について：第１の実施の形態では、図１１および図１２に示すように、ガスケット接触部８８をシェルフランジ８２の前面より突出させ、同様に、ガスケット接触部１２８をチャンネルフランジ１１４の前面より突出させているが、図３０に示すように、シェルフランジ８２、チャンネルフランジ１１４の前面より後退させ、フランジ側周縁部材でガスケット接触部８８、１２８を包囲する形態としてもよいが、実習装置としてはガスケット９４−１、９４−２、９４−３の周縁を露出させ、実習状態を確認できる形態が望ましい。
(3) 上記実施の形態では、第１の可搬支持機構８−１、第２の可搬支持機構８−２を備えているが、第１の可搬支持機構８−１の機能、第２の可搬支持機構８−２の機能の何れか一方または双方を備える単一の可搬支持機構を構成してもよい。
(4) 第１の可搬支持機構８−１および第２の可搬支持機構８−２は、架台部を支持手段としているが、支持手段として架台部以外を支持手段としてもよい。
【０１８９】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態や実施例について説明した。本発明は上記記載に限定されるものではない。請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態または実施例に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明のシール施工の実習装置および実習方法によれば、実機である熱交換器と同等の構造を用いて実機と同様の実習ができるとともに、実機では実習困難な事態も想定して実習することができ、実習者のスキルを高め、シール施工の精度を高め、信頼性向上に寄与することができる。
【符号の説明】
【０１９１】
２−１、２−２、２−３  シール施工実習装置
４  架台部
６  装置本体部
８−１  第１の可搬支持機構
８−２  第２の可搬支持機構
１０、１２  支柱部材
１４、１６、１８、２０  支持部材
２２  空間部
２４  キャスター
２６  ストッパー
２８  レール部
３０  吊り下げ部
３２  昇降部
３４  摺動部
３６−１、３６−２  昇降部
３８  ローラー
４０  支持部材
４２  シェル部
４４  固定管板
４６  チャンネル部
４８  支持脚部
５０  ボルト
５２  ナット
５４  ボルト
５６  ナット
５８  チャンネルカバー
６０  ボルト
６２  ナット
６４  フック掛け部
６６  フック
６８  フック掛け部
７０  フック
７２  吊り具
７３  吊り具
７４  フック掛け部
７６  フック
７８  吊り具
８０  筒部
８２  シェルフランジ
８４  シェルカバー
８８  ガスケット接触部
９０  ボルト挿通孔
９２  フック掛け部
９４−１、９４−２、９４−３  ガスケット
９６  チューブ
９６−１  入側チューブ群
９６−２  出側チューブ群
９８  仕切り板
１００  支持板
１０２、１０２−１、１０２−２  嵌合凸部
１０４  嵌合溝
１０６  チューブ孔
１０８  ガスケット接触部
１１２  筒部
１１４、１１６  チャンネルフランジ
１１８−１  入側ポート
１１８−２  出側ポート
１２０  フック掛け部
１２２  ボルト挿通孔
１２４  フック掛け部
１２６  ボルト挿通孔
１２８  ガスケット接触部
１３０  ボルト挿通孔
１３２−１、１３２−２  嵌合凸部
１３４  嵌合溝
１３６  空間部
１３８  空間部
１４０  入側空間部
１４２  出側空間部
１４４−１、１４４−２  腐食・打痕
１４６−１、１４６−２、１４６−３、１４６−４、１４６−５  傷
１４８  ガスケット当接面
１５０  マーク
１５０−１、１５０−２、１５０−３  直線部
１５２  昇降装置
１５４  プランジャ
１６０  実習システム
１６２−１、１６２−２  モニタリング部
１６４  センサー群
１６４−１、１６４−２・・・１６４−１６  センサー
１６６  データロガー
１６８  ＰＣ
１７０  モニター
１７２  ケーブル
１７４  プロセッサ
１７６  記憶部
１７８  入出力部（Ｉ／Ｏ）
１８０  通信部
１８２  操作入力部
１８４  ＤＢ
１８６  ケーブル
１８８  提示画像
１９０  座標
１９２  検出軸力の分布図形
１９４  比較軸力の分布図形
１９６  スケール
１９８  モニタリング部
２００−１、２００−２・・・２００−Ｎ  カメラ
２０２  画像取込み部
２０４  ＰＣ
２０６  メモリ部
２０８−１、２０８−２・・・２０８−Ｎ  モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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