(57)【要約】【課題】ボイラ等の給排気筒を３重管方式とするために必要な３重の給排気筒用エルボを提供するとともに、その製造方法とその製造方法において使用する治工具を提供すること。【解決手段】大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４のそれぞれに嵌め込まれるように断面同芯円の入れ子状に配置されて固定された３つの嵌込み円筒と、３つの嵌込み円筒に固定されたハンドルとを備える治工具７、８を２つ用い、治工具７、８の一方を給排気筒用３重管６の一端側に挿入嵌合し、治工具の他方を給排気筒用３重管６の他端側に挿入嵌合し、治工具８を所定場所に固定し、治工具７を回転させることにより、給排気筒用３重管６を蛇腹Ｗにおいて所定の角度に屈曲させる給排気筒用エルボの製造方法。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間部に蛇腹が設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒が断面同芯円の入れ子状に配置され、一端側同士が相互に横架金具によって固定された給排気筒用３重管を所定角度に屈曲する給排気筒用エルボの製造方法であって、
前記大径円筒、中径円筒及び小径円筒のそれぞれに嵌め込まれるように断面同芯円の入れ子状に配置されて固定された３つの嵌込み円筒と、該３つの嵌込み円筒に固定されたハンドルとを備える治工具を２つ用い、
前記治工具の一方を前記給排気筒用３重管の一端側に挿入嵌合し、前記治工具の他方を前記給排気筒用３重管の他端側に挿入嵌合し、
前記給排気筒用３重管の両端側に挿入嵌合された何れか一方の前記治工具を所定場所に固定し、何れか他方の前記治工具を回転させることにより、前記給排気筒用３重管を前記蛇腹において所定の角度に屈曲させることを特徴とする給排気筒用エルボの製造方法。
【請求項２】
中間部に蛇腹が設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒が断面同芯円の入れ子状に配置され、一端側同士が相互に横架金具によって固定された給排気筒用３重管が前記蛇腹において所定の角度に屈曲されてなることを特徴とする給排気筒用エルボ。
【請求項３】
断面同芯円状の入れ子状に配置された、相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒の一端側のそれぞれに嵌め込まれるように断面同芯円の入れ子状に配置されて固定された３つの嵌込み円筒と、該３つの嵌込み円筒に固定されたハンドルと、を備えることを特徴とする治工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラの給排気筒の配管材として使用される給排気筒用エルボとその製造方法、並びにその製造方法に用いる治工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
灯油、天然ガス等を燃焼させて高温水、蒸気等を発生するボイラの給排気筒としては、２重管が採用されることが多い（例えば、特許文献１）。図５に示すように、２重管１１は、小径管１１ａが大径管１１ｂの中に配置されたものであり、そのコーナ部においては、２重管のエルボ（以下「２重の給排気筒用エルボ」という。）１４が使用される。小径管１１ａの内径側は、ボイラ１２によって熱された高温空気の排気路として使用され、小径管１１ａの外径側と大径管１１ｂの内径側の管路は、外気の給気路として使用される。２重管１１は、外観的に１本の管なので、配管工事に際して壁面１３に明ける貫通穴は１つで済み、施工の簡略化を図ることができる等の利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５７３１２号公報（段落番号００１１、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
２重管１１を通じてボイラ１２に給入される外気は、ボイラ１２が外気温を想定して設計されていることから、想定した温度範囲を超える空気の給入は燃焼効率の低減を招くため好ましくない。しかし、２重管１１では、小径管１１ａと大径管１１ｂの間を通って給入される外気は、小径管１１ａを伝って放熱される排気熱の影響を受けて昇温され易いため、ボイラ１２の燃焼効率の悪化やボイラ１２の寿命短縮化を招くという問題がある。
【０００５】
一方、相互に異径の３つの小径管、中径管及び大径管が入れ子状に配置された３重管を使用し、小径管内を排気用管路、中径管と大径管の間を給気用管路とするとともに、小径管と中径管の間の空隙を排気用管路と給気用管路の間の断熱層として使用すれば、上記問題は解決すると本件発明者は考えた。
【０００６】
ところが、３重管のコーナ部に使用する３重の給排気筒用エルボは製作が困難であることから、３重管を使用した配管構造を採用ことができなかった。すなわち、２重の給排気筒用エルボ１４を製作するにあったっては、中間部に蛇腹が設けられた相互に異径の薄肉円筒を断面同芯円の入れ子状に配置して、その一端側を横架金具１４ｄにて相互に溶接固定した後、薄肉円筒の両端部を掴んで蛇腹１４ａで所定角に屈曲させることで簡単に製作することができ、仮に小径管１４ｂと大径管１４ｃが多少偏芯したり変形したりしても容易に修正することができる。これに対し、３重の給排気筒用エルボの場合は、給気及び排気効率をある程度確保すると同時に十分な断熱効果を得るため、小径管と中径管の間の空隙厚さを厚くなり過ぎないように管径を設定し、なお且つ、その空隙厚さが周面に沿って均等になるように各管同士を配置することが必要である。したがって、上記したように３重の給排気筒の両端部を掴んで屈曲加工を施すだけでは、小径配管と中径配管の軸心が相互に偏芯して一部で接触したり、両端部で管の端口部の円形状が楕円に変形したりするため、結局周面に沿って均一となった空隙厚さを確保することが困難であった。また、屈曲加工後に各管の軸芯や変形を修正加工しょうとしても、３重の給排気筒用エルボの場合は、各管の修正加工は、その他の２本の管との相対位置関係に基づいて行う必要があるため、２重の給排気筒用エルボの場合のように容易に行うことはできなかった。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ボイラ等の給排気筒を３重管方式とするために必要な３重の給排気筒用エルボを提供するとともに、その製造方法とその製造方法において使用する治工具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の給排気筒用エルボの製造方法は、中間部に蛇腹が設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒が断面同芯円の入れ子状に配置され、一端側同士が相互に横架金具によって固定された給排気筒用３重管を所定角度に屈曲する給排気筒用エルボの製造方法であって、前記大径円筒、中径円筒及び小径円筒のそれぞれに嵌め込まれるように断面同芯円の入れ子状に配置されて固定された３つの嵌込み円筒と、該３つの嵌込み円筒に固定されたハンドルとを備える治工具を２つ用い、前記治工具の一方を前記給排気筒用３重管の一端側に挿入嵌合し、前記治工具の他方を前記給排気筒用３重管の他端側に挿入嵌合し、前記給排気筒用３重管の両端側に挿入嵌合された何れか一方の前記治工具を所定場所に固定し、何れか他方の前記治工具を回転させることにより、前記給排気筒用３重管を前記蛇腹において所定の角度に屈曲させることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の給排気筒用エルボは、中間部に蛇腹が設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒が断面同芯円の入れ子状に配置され、一端側同士が相互に横架金具によって固定された給排気筒用３重管が前記蛇腹において所定の角度に屈曲されてなることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の治工具は、断面同芯円状の入れ子状に配置された、相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒、中径円筒及び小径円筒の一端側のそれぞれに嵌め込まれるように断面同芯円の入れ子状に配置されて固定された３つの嵌込み円筒と、該３つの嵌込み円筒に固定されたハンドルと、を備えることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る給排気筒用エルボ及びその製造方法、並びにその製造方法に使用する治工具について図面に基づき説明する。
【００１２】
図１及び２に示すように、給排気筒用エルボ１は、中間部に蛇腹Ｗが設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４が断面同芯円の入れ子状に配置され、一端側同士が相互に横架金具５によって溶接固定された給排気筒用３重管が蛇腹Ｗにおいて所定の角度に屈曲加工されてなるものである。
【００１３】
前記給排気筒用エルボ１を製造する場合、まず、図３に示すように、中間部に蛇腹Ｗが設けられた相互に異径の薄肉円筒からなる大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４を用意し、これら円筒２、３、４を同芯円の入れ子状に配置して、横架金具５にて小径円筒４と中径円筒３の一端側同士、及び中径円筒３と大径円筒２の同じ一端側同士を、内又は外周面に沿って等間隔に３個所以上溶接固定する。横架金具５としては、薄板が断面略ひの字状に折曲加工されてなるものが使用されているが、円筒同士を相互に上記状態で固定できるものであれば、図示形状に限定されない。しかし、管路の空気通過面積をできるだけ多く確保するためには、図示するように、板面を流路（配管の長手方向）に沿って配置した薄板状のものを使用することが好ましい。なお、前記蛇腹Ｗは、薄肉円筒２、３、４の屈曲を容易にするために設けられている。
【００１４】
小径円筒４と中径円筒３との隙間は、中径円筒３と大径円筒２との隙間と比較して小さく設けられており、給気及び排気管路の断面積が多く確保されるような構造となっている。また、図示形状においては、大径円筒２と小径円筒４は、ほぼ同じ長さを有し、中径円筒３はこれら円筒２、４より少し短くなっているが、各円筒２、３、４の長さは、接続される相手配管との関係定まるものであり、この長さ関係に限定されない。例えば、これら円筒２、３、４の長さが全て同一である場合や中径円筒３が他の円筒２、４より長く突出していてもよい。なお、小径円筒４の一端部は先端側へ縮径した雄継手４ａであり、また、大径円筒２の他端部も先端側へ縮径した雄継ぎ手２ａであり、相手配管に嵌入される雄継手となっている（以下小径円筒４に雄側継手が形成されている方を「雄側」、その反対側を「雌側」という。）。
【００１５】
次に、図４（ａ）に示すように、給排気筒用３重管６の雄側に第１の治工具７を、その雌側に第２の治工具８をそれぞれ挿入嵌合する。ここで、第１の治工具７は、給排気筒用３重管６の雄側の大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４のそれぞれに嵌め込まれるように断面同心円の入れ子状に配置された３つの嵌込み円筒７ａ、７ｂ、７ｃと、これら嵌込み円筒の端部を相互に固定する嵌込み円筒固定板７ｄと、該嵌込み円筒固定板７ｄを介して３つの嵌込み円筒７ａ、７ｂ、７ｃに一端側が固定された棒鋼からなる第１ハンドル７ｅと、を備えるものである。３つの嵌込み円筒７ａ、７ｂ、７ｃは、給排気筒用３重管６の雄側の大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４の外周面に沿ってそれぞれ嵌め込まれる構造となっているが、中径円筒３、大径円筒４に対しては、小径円筒４のように前記雄側継手形状が設けられていないことから、嵌込み円筒７ａ、７ｂを大径円筒２、中径円筒３の内周面に沿ってそれぞれ嵌め込まれるような構造としてもよい。なお、３つの嵌込み円筒のうち最も内径側に配置された嵌込み円筒７ｃは、他の嵌込み円筒７ａ、７ｂより管長さが短くなっているが、これは、給排気筒用３重管６の雄側に設けられた前記横架金具５との干渉を避けるためであり、横架金具５の有無や横架金具５の取り付け位置に対応してその長さは決められる。
【００１６】
一方、前記第２の治工具８は、給排気筒用３重管６の雌側の大径円筒２、中径円筒３及び小径円筒４のそれぞれに嵌め込まれるように断面同心円の入れ子状に配置された３つの嵌込み円筒８ａ、８ｂ、８ｃと、これら嵌込み円筒の端部を相互に固定する嵌込み円筒固定板８ｄと、該嵌込み円筒固定板８ｄを介して３つの嵌込み円筒８ａ、８ｂ、８ｃに一端が固定された所定長さの角鋼材等からなる第２ハンドル８ｅと、を備えるものである。３つの嵌込み円筒８ａ、８ｂ、８ｃのうち最も内径側にある嵌込み円筒８ｃは、給排気筒用３重管６の雌側の小径円筒４の内周面に沿って嵌め込まれ、その他の嵌込み円筒８ａ、８ｂは、給排気筒用３重管６の雌側の大径円筒２、中径円筒３の外周面に沿ってそれぞれ嵌め込まれる構造となっている。なお、中径円筒３、小径円筒４に対しては、大径円筒２のように前記雄側継手形状が設けられていないことから、中間にある嵌込み円筒８ｂを中径円筒３の内周面に沿って、内径側にある嵌込み円筒８ｃを小径円筒４の外周面に沿ってそれぞれ嵌め込まれるような構造としてもよい。また、３つの嵌込み円筒８ａ、８ｂ、８ｃは、内径側の円筒ほど管長さが若干短くなっている。このため、嵌込み円筒８ａ、８ｃと給排気筒用３重管６の雌側の大径円筒２、小径円筒４との嵌まり込み位置が前後し、嵌め込み作業の容易化が図られる。
【００１７】
上記した図４（ａ）に示す状態、つまり、第１の治工具７及び第２の治工具８が給排気筒用３重管６の両側にそれぞれ挿入された状態から、第２の治工具８の角鋼材からなる第２のハンドル８ｅを作業台９の凹部９ａに嵌挿して作業台９上に固定する。そして、図４（ｂ）に示すように、第１の治工具７の第１のハンドル７ｅを握って作業台９側へ所定角度（９０°、４５°等）回転させることにより、給排気筒用３重管６を蛇腹Ｗにおいて所定角度に屈曲させる。屈曲加工に際しては、第１及び第２の治工具７、８の嵌込み円筒７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ８ｂ、８ｃはそれぞれ、給排気筒用３重管６の円筒２乃至４の両端部の周面にそれぞれピッタリと嵌合した状態で行われるため、上記工程を経て製造される給排気筒用エルボ１の両端部は、偏芯したり楕円状に変形したりすることなく、同芯円状態が維持される。また、中径円筒３と小径円筒４の隙間が小さくても、これら円筒３、４は互いに均等に曲げられることから、一部において相互に接触したり偏芯するようなことはない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の給排気筒用エルボの製造方法によれば、給排気筒用３重管の屈曲加工は、治工具の嵌込み円筒がそれぞれ、給排気筒用３重管の両端部の周面に沿ってそれぞれピッタリと嵌合した状態で行われるため、給排気筒用３重管は、偏芯したり楕円状に変形することなく、同芯及び真円形状が保持されたまま屈曲加工を行うことができる。また、給排気筒用エルボの中径円筒と小径円筒の間の隙間が少ないような場合でも、これら円筒同士の間の隙間は、周面に沿って均一に保持されるので、給気管路と排気管路の断熱を十分に確保しつつ、管路内での圧力損失が低く抑えられた給排気筒用エルボを製造することができる。
【００１９】
請求項２記載の給排気筒用エルボがあれば、ボイラ等の給排気管として、３重の給排気配管を採用することが可能となり、ボイラの燃焼効率の向上、ボイラの耐久性の向上が可能となる。
【００２０】
請求項３記載の治工具によれば、請求項１記載の給排気筒用エルボの製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る給排気筒用エルボの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】給排気筒用３重管の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る給排気筒用エルボの製造手順を示した説明図である。
【図５】従来例に係る２重の給排気筒用エルボの部分断面説明図である。
【符号の説明】
Ｗ  蛇腹
１  給排気筒用エルボ
２  大径円筒
３  中径円筒
４  小径円筒
５  横架金具
６  給排気筒用３重管
７  （第１の）治工具
７ａ乃至７ｃ  嵌込み円筒
７ｅ  （第１の）ハンドル
８  （第２の）治工具
８ａ乃至８ｃ  嵌込み円筒
８ｅ  （第２の）ハンドル
【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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