(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された固定管板の貫通する取付孔に両端部が部分的に装入され、それぞれ内側で該端部が溶接された断面円形のチューブを前記対向配置された固定管板から取り外す方法であって、
前記固定管板の何れか一方から順次又は双方同時に、該固定管板を通じて前記チューブの端部に、半径方向に均等に突出する拡径爪を有する芯出し手段を取付ける工程と、
前記芯出し手段に、前記チューブと平行に配置され、刃物が取付けられた回転軸の先部を装入して、前記刃物で溶接部を切削し、最終的には前記固定管板の何れか一方又は双方の前記溶接部及びこれに連接する前記チューブの端部を、微小厚みを残して、前記チューブが前記対向する固定管板から外れない範囲で除去する工程と、
前記芯出し手段を前記チューブから取り外す工程と、
前記チューブに、両側に前記刃物で切削された対向する環状段部に掛止する取り外し可能な環状掛止部を有し、一方には前記固定管板の一方に外側から当接して、前記チューブを前記対向する固定管板から分離する複数のジャッキが設けられたチューブ取り外し治具を装着する工程と、
前記対向する固定管板から分離された前記チューブを該対向する固定管板から徐々に引き抜く工程と、
を有することを特徴とする管板からのチューブの取り外し方法。
【請求項２】
前記チューブ取り外し治具は、前記環状掛止部が装着される外管と、該外管に軸芯を合わせて摺動移動し、前記対向する固定管板の距離より長い摺動部材とを有する請求項１記載の管板からのチューブの取り外し方法。
【請求項３】
前記芯出し手段は、奥側に膨径部を有し、内側には前記回転軸を支持する軸受部を有する筒体と、該筒体を内側に嵌入し、前記膨径部に対向して手前側に配置され、対向する前記膨径部と合わせて環状拡大Ｖ字溝を形成する締結環と、前記筒体の手前側の雄ねじ部に螺合し、前記締結環を押圧する締結ナットと、前記締結環にその基端が固定された支持部材を介して前記締結ナットの更に手前側に配置されて該芯出し手段の軸芯を前記チューブの軸芯に一致させるガイド部材と、前記環状拡大Ｖ字溝内に嵌入し、前記締結環の奥側への移動によって半径方向に摺動移動する複数の前記拡径爪とを有している請求項１又は２記載の管板からのチューブの取り外し方法。
【請求項４】
前記対向する固定管板は、中央に回転駆動される主軸を備え、コークス炉に投入する石炭を前記チューブに入れて乾燥する石炭乾燥機の対向する端板である請求項１〜３のいずれか１項に記載の管板からのチューブの取り外し方法。
【請求項５】
筒形体の両側に対向して設けられた固定管板と、前記筒形体の内部にあって、その両側が前記対向する固定管板に溶接固定された複数のチューブを有する石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置であって、
先部は前記チューブ内に設けられた芯出し手段に支持され、途中には刃物が設けられた回転軸と、該回転軸を回転駆動するモータと、該モータと前記回転軸を搭載して、前記チューブの軸芯に平行なｙ方向、及び該チューブの軸芯に直交するｘ、ｚ方向に移動調整可能な３次元テーブルと、該３次元テーブルを前記固定管板の軸芯に設けられている主軸に取付ける固定手段とを有する石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置。
【請求項６】
前記固定手段は、前記３次元テーブルの底フレームに取付けられ、前記主軸の上側４箇所に当接する前後対となる前脚及び後脚と、前記対となる前脚及び後脚をそれぞれ連結するチェーンと、該それぞれのチェーンの一方に取付けられたチェーン緊張手段とを有する請求項５記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向配置された管板の貫通する取付孔の内側で、端部が溶接されたチューブの取り外し方法及び該方法を適用した石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、コークスを製造するときの準備工程を行う石炭乾燥機のチューブは、石炭から発生するガスによって内部が腐食し、管壁に孔があくと使用できなくなる。しかし、３００本程度もあるチューブが全部同時に使用できなくなるわけではなく、その一部が使用できなくなった時点で、機械の寿命とするには、経済的な効率が悪い。一方、使用できるチューブだけで乾燥を行うとすると、１度に乾燥できる石炭の量が少なくなり、熱的な効率が悪くなる。
そこで、腐食が進み使用できなくなったチューブを交換することで機械寿命を延ばそうとしている。
図７（Ａ）に示すように、石炭乾燥機１５０は、両側を軸受１５３を介して斜めに保持された直径約１ｍの回転軸１５４に取付けられ、回転軸１５４と一体となって回転する筒形体の一例であるドラム１５１を有している。そして、ドラム１５１の内部にはチューブ１５２が軸方向に多数取付られている。この石炭乾燥機１５０は、非常に大型の機械であり、ドラム１５１の直径は約１６ｍで軸方向長さ約９ｍ、そして交換用のチューブ１５２は直径約０．３ｍ、長さ８．５ｍで重量約８４０ｋｇ／本である。
【０００３】
チューブ１５２は、その端部が上、下両側（図中左、右側）の固定管板１５５、１５６に取付けられている。図７（Ｂ）に示すように、例えば、チューブ１５２の下側部１５７は、拡径され、固定管板１５６の取付孔１５８の壁面に密着固定されていて、強度を高めると共に熱効率をよくしている。そして、下側端部１５９の全周はアーク溶接され、更に強度を高めている。
石炭を乾燥させるときには、斜めに保持された前記ドラム１５１の上側の固定管板１５５から、粉砕された石炭を入れてチューブ内を通過させ、石炭を乾燥させる。なお、運転時には、乾燥を行うため加熱蒸気をドラム１５１の内部に流入させる。該加熱蒸気はチューブ１５２の外側を通り、チューブ１５２と固定管板１５５、１５６とドラム１５１の周壁部を加熱し、この熱をチューブ１５２内の石炭に伝えることによって石炭内部の水分を蒸発させ、石炭を乾燥させていた。なお、このときドラム１５１は回転軸１５４を中心に一定の速度で回転している。この作業によって石炭の水分量を所定のレベルまで低減して、質のよいコークス原料となる石炭を得ることができる。
【０００４】
しかし、石炭の乾燥時に蒸発する水分と共に石炭の内部から発生するガスによってチューブ１５２の内壁は徐々に腐食が進み、孔があくことがあった。このため孔のあいたチューブ１５２は交換が必要であり、交換を行うため次の手順が考えられていた。
▲１▼  ドラム１５１の周壁部上の要所に設けられたマンホール１６１から作業者が入る。
▲２▼  ３００ｍｍ程度ある隙間を通ってチューブ１５２のガス切断を行う。
▲３▼  切断したチューブ１５２を、マンホール１６１外に運び出す。
▲４▼  端部の溶接部をガウジング作業により取り除く。又はグラインダーで研削してチューブの破片を取り出す。
▲５▼  内部からの作業者の補助により、新チューブを挿入する。
以上のように乾燥機内部から作業者が支援することによって、石炭乾燥機のチューブの交換は可能と考えられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の石炭乾燥機チューブの交換方法は、以下の問題があった。
▲１▼  ドラム１５１内で作業するときのチューブ１５２間の隙間は３００ｍｍ程度しかなく、余裕のある作業姿勢が取れない。
▲２▼  ドラム１５１内はガスヒュームとチューブ１５２内の石炭微粉が飛散充満し、また、強制換気をしても粉塵が飛散している中で、保護マスクの息苦しさとガス切断の熱気の為、短時間で作業を交代しないと体力がもたない。
▲３▼  暗い作業環境下での上下ラップ作業等で、切断したチューブ残片の落下災害等の危険性が高い。
▲４▼  加えて、飛散した石炭微粉に万一引火するような事があれば大惨事を招く。
▲５▼  切断したチューブ残片が十分に回収できない可能性が高く、ドラム１５１内に残された場合に石炭乾燥機１５０の性能低下に及ぶ。
以上のように、人が石炭乾燥機の内部に入って作業を行うとすると非常に危険であり、また、無理に行おうとすれば非常に時間がかかる作業であった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ドラムの外部から作業を行うための装置を用いて、安全で能率よく作業することができる管板からのチューブの取り外し方法及び該方法を適用した石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の管板からのチューブの取り外し方法は、対向配置された固定管板の貫通する取付孔に両端部が部分的に装入され、それぞれ内側で該端部が溶接された断面円形のチューブを前記対向配置された固定管板から取り外す方法であって、前記固定管板の何れか一方から順次又は双方同時に、該固定管板を通じて前記チューブの端部に、半径方向に均等に突出する拡径爪を有する芯出し手段を取付ける工程と、前記芯出し手段に、前記チューブと平行に配置され、刃物が取付けられた回転軸の先部を装入して、前記刃物で溶接部を切削し、最終的には前記固定管板の何れか一方又は双方の前記溶接部及びこれに連接する前記チューブの端部を、微小厚みを残して、前記チューブが前記対向する固定管板から外れない範囲で除去する工程と、前記芯出し手段を前記チューブから取り外す工程と、前記チューブに、両側に前記刃物で切削された対向する環状段部に掛止する取り外し可能な環状掛止部を有し、一方には前記固定管板の一方に外側から当接して、前記チューブを前記対向する固定管板から分離する複数のジャッキが設けられたチューブ取り外し治具を装着する工程と、前記対向する固定管板から分離された前記チューブを該対向する固定管板から徐々に引き抜く工程と、を有する。
【０００７】
そして、請求項２記載の管板からのチューブの取り外し方法は、請求項１記載の管板からのチューブの取り外し方法において、前記チューブ取り外し治具は、前記環状掛止部が装着される外管と、該外管に軸芯を合わせて摺動移動し、前記対向する固定管板の距離より長い摺動部材とを有する。
請求項３記載の管板からのチューブの取り外し方法は、請求項１又は２記載の管板からのチューブの取り外し方法において、前記芯出し手段は、奥側に膨径部を有し、内側には前記回転軸を支持する軸受部を有する筒体と、該筒体を内側に嵌入し、前記膨径部に対向して手前側に配置され、対向する前記膨径部と合わせて環状拡大Ｖ字溝を形成する締結環と、前記筒体の手前側の雄ねじ部に螺合し、前記締結環を押圧する締結ナットと、前記締結環にその基端が固定された支持部材を介して前記締結ナットの更に手前側に配置されて該芯出し手段の軸芯を前記チューブの軸芯に一致させるガイド部材と、前記環状拡大Ｖ字溝内に嵌入し、前記締結環の奥側への移動によって半径方向に摺動移動する複数の前記拡径爪とを有している。
請求項４記載の管板からのチューブの取り外し方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管板からのチューブの取り外し方法において、前記対向する固定管板は、中央に回転駆動される主軸を備え、コークス炉に投入する石炭を前記チューブに入れて乾燥する石炭乾燥機の対向する端板である。
【０００８】
請求項５記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置は、筒形体の両側に対向して設けられた固定管板と、前記筒形体の内部にあって、その両側が前記対向する固定管板に溶接固定された複数のチューブを有する石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置であって、先部は前記チューブ内に設けられた芯出し手段に支持され、途中には刃物が設けられた回転軸と、該回転軸を回転駆動するモータと、該モータと前記回転軸を搭載して、前記チューブの軸芯に平行なｙ方向、及び該チューブの軸芯に直交するｘ、ｚ方向に移動調整可能な３次元テーブルと、該３次元テーブルを前記固定管板の軸芯に設けられている主軸に取付ける固定手段とを有する。
請求項６記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置は、請求項５記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置において、前記固定手段は、前記３次元テーブルの底フレームに取付けられ、前記主軸の上側４箇所に当接する前後対となる前脚及び後脚と、前記対となる前脚及び後脚をそれぞれ連結するチェーンと、該それぞれの固定手段の一方に取付けられたチェーン緊張手段とを有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る管板からのチューブの取り外し方法を適用する管板に端部が溶接されたチューブの取り外し装置１０は、芯出し手段１１ａと溶接部切削装置４７とチューブ取り外し治具８１を有している。芯出し手段１１ａは、チューブ２０の内部に取付けられ、芯出し手段１１ａの軸受部１２は、溶接部切削装置４７の回転軸７４と嵌合する。また、チューブ取り外し治具８１は、芯出し手段１１ａと溶接部切削装置４７を取り外した後、チューブ２０を挟み込んで固定することができる。以下詳細に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、芯出し手段１１ａは、チューブ１２０内に固定配置され、溶接部切削装置４７の回転軸７４と嵌合する軸受部１２を有する固定部材１１を有している。固定部材１１は、内側に図２に示す溶接部切削装置４７の回転軸７４を支持する軸受部１２が固定され、手前側（図１中で左側）に雄ねじ部１３が形成され、奥側（図１中で右側）が拡径した膨径部１４となっている筒体１５を有する。筒体１５を内側に嵌入し、膨径部１４に対向して手前側に配置され、対向する膨径部１４と合わせて環状拡大Ｖ字溝１８を形成し、外径が筒体１５の膨径部１４と略同一である締結環１６は、筒体１５の雄ねじ部１３と螺合する雌ねじ部を有する締結ナット１７と筒体１５に挟まれて配置され、締結ナット１７によって押圧される。締結ナット１７の袋部には軸受部１２の内径より大きい径の孔２３が開けられている。
【００１０】
螺合状態にある筒体１５、締結環１６及び締結ナット１７において、筒体１５と締結環１６の向かい合う側面部間の環状拡大Ｖ字溝１８は軸方向の断面が略Ｖ字状になっている。この環状拡大Ｖ字溝１８と整合するＶ字状断面を持つ複数（本実施の形態では４個）の拡径爪１９は、側面部に掛止部１９ａを持ち、環状拡大Ｖ字溝１８の筒体１５又は締結環１６の一方側又は双方側に設けられた溝部１６ａに掛止している。これによって、拡径爪１９の半径方向外側への脱落を防いでいる。締結ナット１７を締結していくと、締結環１６が奥側に移動し、環状拡大Ｖ字溝１８の幅が狭くなる。複数の拡径爪１９は、側面部を両側から押圧され、軸受部１２の半径方向外側に均等に突出する。逆に締結ナット１７を緩めると、環状拡大Ｖ字溝１８の溝幅が広くなり拡径爪１９が軸受部１２の半径方向内側に移動する。環状拡大Ｖ字溝１８の軸方向の断面形状は、円周方向の位置によらず略同一なので、複数の拡径爪１９の半径方向の移動距離も略同一になる。この構造によって軸受部１２の軸芯を断面円形のチューブ２０の軸芯に合わせることができる。
【００１１】
拡径爪１９の数は、２以上の複数であれば任意であるが３以上が望ましい。また、固定部材１１の強度と共に重量を考慮して決めるとよい。本実施の形態では、９０度おきで４ヶ所に設けている。なお、固定部材１１の重量は約１９ｋｇであり、人力で運搬、操作が可能になっているので、作業を簡易、迅速に行うことができる。
【００１２】
筒形体の一例であるドラムの内部にあって、その両端部３２が対向配置された固定管板３０、９６（図５参照）の貫通する取付孔３１、９７に部分的に挿入され、それぞれ内側でその端部３２が溶接固定されたチューブ２０に固定部材１１を取付けるときには、図１に示すようにガイド部材２１と固定部材１１が平行になるように両側に雄ねじ部２４、２５を形成した支持部材２２を使用して仮固定しておく。
締結環１６の手前側には、例えば１２０度おきに雌ねじ部２６が形成され、これに支持部材２２の一側の雄ねじ部２４が螺合される。ガイド部材２１には支持部材２２の他側の雄ねじ部２５が挿通する挿通孔２７が設けられている。挿通孔２７は雄ねじ部２５の径より大きく、支持部材本体２８（ねじ部以外の部分）の径より小さいので、ガイド部材２１を介してナット２９で雄ねじ部２５を締結すると、ガイド部材２１を締結環１６の側部からの距離を一定に保持して固定することができる。これによって、芯出し手段１１ａの軸芯、更には軸受部１２の軸芯をチューブ２０の軸芯と一致させることができる。
【００１３】
ガイド部材２１の形状は任意であるが、図１（Ｂ）に示すように、固定管板３０に開けられたチューブ２０の取付孔３１に嵌入でき、外周部の少なくとも一部がチューブ２０の端部３２に掛止することが必要である。本実施の形態では、略三角形状として、各頂点部をチューブ２０の端部３２に掛止させているが、円形にして全円周部を掛止させてもよい。
支持部材２２は、本実施の形態では３本使用しているが、固定部材１１のねじれを防止するために３本以上使用することが望ましい。
【００１４】
取付時には、固定部材１１とガイド部材２１を支持部材２２とナット２９によって、仮固定した状態でチューブ２０に固定部材１１側から挿入する。このとき、締結ナット１７は緩めた状態なので、拡径爪１９がチューブ２０の内部に当たることはない。
ガイド部材２１がチューブ２０の端部３２に掛止するまで挿入された後は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、締結具３４を、ガイド部材２１の中央に締結ナット１７の孔２３と軸芯を同一にし、径を締結具３４より大きく形成したガイド部材２１の孔部３５に挿入し締結ナット１７の後部３６に当接させる。円筒形状の締結具３４には、その一側の端部に軸方向に突起部３７が例えば４ヶ所設けられている。締結ナット１７の後部３６には、前記突起部３７と位置を合わせた溝部３８が半径方向に４ヶ所形成されている。この溝部３８は、突起部３７が係合できる孔加工によっても代用できる。ハンドル３９を締結具３４の他側に形成された通し孔４０に挿通し、締結ナット１７の後部３６に当接した締結具３４の突起部３７を溝部３８に係合させて締結ナット１７を締結する。すると、締結環１６が奥側に移動し、複数の拡径爪１９が半径方向外側に移動しチューブ２０の内側を押圧することによって、固定部材１１はチューブ２０に軸芯を同一にして固定される。このとき、締結具３４で締結ナット１７の後部３６を押圧しながら締結すると、ガイド部材２１がチューブ２０の端部３２に密着し、固定部材１１がガイド部材２１に平行になるので、固定部材１１をより正確な位置に設置することができる。
【００１５】
軸受部１２の取付位置（チューブ２０の端部３２からの距離）は支持部材本体２８の長さによって決めることができるが、嵌合する溶接部切削装置４７の回転軸７４と刃物７５の位置と切削する長さを考慮して決めるとよい。
拡径爪１９によって固定部材１１がチューブ２０に固定された後は、ナット２９、ガイド部材２１、支持部材２２をそれぞれ取り外し、芯出し手段を取付ける工程を終了する。
【００１６】
図２に示すように、溶接部切削装置４７は、コークス炉に投入する石炭を複数のチューブ２０に入れて乾燥する石炭乾燥機４１（なお、固定管板３０、９６は石炭乾燥機４１の対向する端板である）の中央で回転駆動される主軸４２上に固定される底フレーム４３と、底フレーム４３に取付けられｘ、ｙ、ｚ方向に独立して移動、固定可能な３次元テーブル４３ａを有し、３次元テーブル４３ａは、Ｘテーブル４４、Ｙテーブル４５、Ｚテーブル４６と、Ｚテーブル４６に固定される中繰り切削装置４７ａを有している。以下詳細に説明する。なお、チューブ２０の軸芯に平行な方向をｙ方向、チューブ２０の軸芯に直交する水平方向をｘ方向、垂直方向をｚ方向とする。
底フレーム４３の底部に設けられ、主軸４２の上側４ヶ所に当接する前後対となる前脚４８、後脚４９は、対となる前脚４８、後脚４９間の距離が同一になっている。前脚４８、後脚４９の裏面は、主軸４２の円周面に沿って（又は合わせて）当接されるので、載置される重量を面で受けることができる。本実施の形態では、前脚４８、後脚４９の裏面は、ｙ方向に見たとき、鉛直方向から左右にそれぞれ４５度傾けて設けられている。前脚４８、後脚４９はＶブロックと同様の働きをし、主軸４２上に底フレーム４３を水平に載置するだけで、主軸４２の軸線と溶接部切削装置４７の回転軸７４の軸線の向きは、平行となる。
【００１７】
対向する前脚４８、後脚４９の外側の側部にはそれぞれチェーン５０を掛止する掛止部を有しており、さらに前脚４８又は後脚４９には、後脚４９又は前脚４８に掛止したチェーン５０を連結するチェーン緊張手段を有している。本実施の形態では、チェーン５０の後脚４９側にボルト部材５１を装着しておき、後脚４９の掛止部に締結ナット５２を使用して締結している。これによって、底フレーム４３を主軸４２上に強固に固定できる。なお、前脚４８、後脚４９、チェーン５０及びチェーン緊張手段によって固定手段が構成される。
底フレーム４３上にはｘ方向にレール５３が２本固定配置され、その中央にスクリュー５４が両側に軸受５５を介して固定されている。スクリュー５４の一側の端部にはスクリュー５４を回転できるハンドル５６が取付けられている。Ｘテーブル４４は、図示しない雌ねじ部材を介してスクリュー５４に取付けられ、ハンドル５６を回転させることにより、レール５３に沿ってｘ方向に移動可能になっている。
【００１８】
Ｘテーブル４４の上にはｙ方向に２本のレール５７が固定配置され、その中央にスクリュー５８が両側に軸受５９を介して固定されている。スクリュー５８の、Ｘテーブル４４上の固定管板３０と逆側の端部は、歯車６０、６１と歯付きベルト６２を介して送りモータ６３に接続されている。Ｙテーブル４５は、図示しない雌ねじ部材を介してスクリュー５８に取付けられ、送りモータ６３を駆動させることにより、レール５７に沿って一定の速さでｙ方向に微小移動が可能になっている。これによって、切削時の正確な送り量を調節できる。
Ｙテーブル４５のｘ方向の両側端部には、横板６４、６５が垂直方向に設けられている。一側の横板６４又は６５には、ｚ方向に２本のレール６６が固定配置され、その中央にスクリュー６７が両側に軸受６８を介して固定されている。スクリュー６７の上側の端部にはスクリュー６７を回転できるハンドル６９が取付けられている。他側の横板６５又は６４には、ｚ方向に２本の縦溝孔７０が開けられている。Ｚテーブル４６は、一側の端部に図示しない雌ねじ部材を介してスクリュー６７に取付けられ、他側の端部に縦溝孔７０に挿通するガイド部７１を設けている。ハンドル６９を回転させることにより、Ｚテーブル４６はレール６６に沿ってｚ方向に移動可能になっている。
【００１９】
Ｚテーブル４６上には、中繰り切削装置４７ａが固定配置されている。中繰り切削装置４７ａは、モータ７２と減速機７３を有し、減速機７３に備えられた回転軸７４は、主軸４２と軸芯を平行にして配置されている。回転軸７４には、刃物７５が、刃物７５を回転軸７４の半径方向に向けて取付ける固定具７６を介して取付けられる。本実施の形態では、回転軸７４の中心から刃物７５の先端までの距離は、図３に示すように、取付孔３１の半径より１ｍｍ程度小さくしている。この距離が取付孔３１のの半径より大きくなると、チューブ２０が切断されて脱落し、小さくすると、油圧ジャッキ８９（図５参照）で破断するときの負荷が大きくなりすぎるので、チューブ２０の内側の変形状態を考慮して決めるとよい。
石炭乾燥機４１の主軸４２の直径は約１ｍであり、固定管板３０、９６の軸芯に設けられており、溶接部切削装置４７が設置されるときの地上から底フレーム４３までの高さは、高いときで約７ｍ、低いときで約５ｍである。このため溶接部切削装置４７はクレーン等を用いて主軸４２上まで運ばれる。クレーンで溶接部切削装置４７を吊した状態でチェーン５０に装着したボルト部材５１と締結ナット５２によって底フレーム４３を主軸４２に締結する。なお、本実施の形態においては、チェーン５０は２本使用しているが、１本又は３本以上使用してもよい。また、底フレーム４３の形状をｘ方向に長くすると作業性がよくなるが安定性は悪くなる。このため底フレーム４３の裏側を地上から図示しないジャッキで支えることによって安定性を高めることができる。
【００２０】
底フレーム４３の締結固定後は、ハンドル５６、６９によってＸテーブル４４、Ｚテーブル４６を移動させ、固定管板３０に形成された複数の取付孔３１のうち、固定部材１１が取付けられた取付孔３１に中心位置を合わせる。中心位置は、例えば、半円状の軸受を取付孔３１にセットして、これに合わせるか、又はダイヤルゲージ等を回転軸７４に固定しておき、回転軸７４を回転させながら合わせる方法を使用する。そして、送りモータ６３によってＹテーブル４５を固定管板３０の方へ微小速度で移動させ、回転軸７４を固定部材１１の軸受部１２に嵌入させる。そして、モータ７２を回転させながら送りモータ６３によってＹテーブル４５を固定管板３０の方へ一定速度で移動させることによって、刃物７５を回転させ、図３に示す溶接部７７とチューブ２０の内側端部７８に微小厚みを残してチューブ２０が固定管板３０から外れない範囲で切削することができる。なお、本実施の形態では、回転軸７４の中心から刃物７５の先端までの距離は、取付孔３１の半径より約１ｍｍ小さいので、取付孔３１の内部を傷つけることなく切削加工ができる。切削加工は、図の斜線部に示すように、取付孔３１の内側端部７９まで行うことが望ましい。この状態でチューブ２０に軸方向に引張力を加えて破断させると、内側端部７９の位置で破断する。
なお、溶接部７７だけを切削加工しておいてもよい。この場合は、チューブ２０に軸方向に引張力を加えて破断させると、溶接部７７の位置で破断する。その後の引き抜きの時には大きな引張力を必要とするが、切削部分が少ないので加工時間が少なくて済む。
【００２１】
チューブ２０の端部３２の切削後は、図１に示すように、芯出し手段１１ａの取り外しを行う。支持部材２２を固定部材１１に締結し、ガイド部材２１を係合させ、ナット２９で締結する。そして、締結具３４、ハンドル３９によって締結ナット１７を緩め、拡径爪１９による固定を解除して固定部材１１をガイド部材２１ごと取り外す。これによって、固定部材１１は再度使用可能になる。
なお、ここまでの工程は、図示しないドラムの両側に対向して設けられた固定管板３０、９６（図５参照）の一方から順に行うこともできるが、双方同時に行うこともできる。同時に行うことによって工期の短縮が可能である。
【００２２】
図４に示すように、チューブ取り外し治具８１は、二点鎖線で示すチューブ２０の内部に挿通される外管８１ａと、外管８１ａの一側に取り外し可能な環状掛止部８３ａを介して設けられたジャッキ部材８２と、他側に設けられ、チューブ２０の環状段部９３ａ（図３参照）に掛止する取り外し可能な環状掛止部８３と、環状掛止部８３を介して外管８１ａと締結固定される袋ナット８４を有している。以下詳細に説明する。
【００２３】
外管８１ａの一側にはジャッキ部材８２が取付けられる。ジャッキ部材８２は、中央部８５がスリーブ形状で、外管８１ａに固着されている。中央部８５の周壁上には、その中心を通って貫通する２ヶ所のピン孔に取付けられたピン８６が設けられていてワイヤロープ８７（図５（Ｂ）参照）の取付けが可能になっている。ピン８６から円周方向にそれぞれ逆側に９０度回転した位置には、半径方向に突出したジャッキ取付部材８８が設けられている。ジャッキ取付部材８８には、固定管板３０側を向いた、ジャッキの一例である油圧ジャッキ８９をそれぞれ備えている。油圧ジャッキ８９の取付数は、２以上であれば任意である。本実施の形態では４５ｔ用の油圧ジャッキ８９を２台使用している。
外管８１ａの他側の端部９０には雌ねじ加工がされ、チューブ２０を環状掛止部８３で掛止した後、固定できるようになっている。外管８１ａの内部には、外管８１ａに軸芯を合わせて摺動移動し、固定管板３０、９６の距離より長い摺動部材９１が取付けられる。摺動部材９１の一側には、外管８１ａの内周面に、軸方向に摺動可能に形成された摺動部９２が取付けられていて、他側の先端には、掛止部９９ａが設けられている。
【００２４】
チューブ取り外し治具８１をチューブ２０に取付けるときは、まずジャッキ部材８２と一体となった外管８１ａをチューブ２０の一側（図５の右側）から挿入して、環状掛止部８３ａを環状段部９３ａに掛止する。そして外管８１ａの他側（図５の左側）から摺動部材９１を、摺動部９２側から嵌入する。そして、ブッシュ９３が取付けられた袋ナット８４を、環状掛止部８３を介して摺動部材９１の先部から嵌合し外管８１ａと係合させ、端部９０の雄ねじ加工された部分に締結する。組立後の摺動部材９１は、外管８１ａの軸方向のみにスライド可能になっている。
図５（Ａ）に示すチューブ２０を破断させる前の状態から油圧ジャッキ８９を作動させると、チューブ２０は固定管板３０、９６の内側端部７９、７９ａの部分で破断（分離）する。引き抜き側の内側端部７９はチューブ２０の環状段部９３ａに引き込まれるが、固定管板３０の取付孔３１には、切削した残りの薄肉部９４が残っているので、チューブ２０の破断部に発生する返り等による摺動傷は薄肉部９４で保護され、固定管板３０の取付孔３１の壁面は傷つかない。
【００２５】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、油圧ジャッキ８９によってチューブ２０を破断させた後はワイヤロープ８７を介して図示しないウインチでチューブ２０を徐々に引き抜く。ワイヤロープ８７は、チューブ２０の軸方向に引き抜くために、その軸方向の延長線上の壁９５ａ（又は柱等）にプーリ９６ａを取付けておき、これを介してウインチに取付けるとよい。ウインチで引き上げるときに、外管８１ａに取付けてある袋ナット８４の後端部９５が傾斜したチューブ２０の下側の固定管板９６の内側端部７９ａを通過する前に図５（Ｂ）に示すように固定管板９６の取付孔９７に半円状の軸受９８を取付けておく。これによって引き抜きのときに固定管板３０だけの片持ちになることを防ぐことができ、また、固定管板３０の取付孔３１の変形を防ぎ、作業を安定させることができる。
【００２６】
摺動部材９１の突出部９９には掛止部９９ａが設けられ、ワイヤロープ１００を取付けることができる。引き抜きのときには、掛止部９９ａにワイヤロープ１００を取付け、チューブ２０の軸方向の延長線上に固定しておく。
引き抜き側の固定管板３０のチューブ２０の上部には、吊り下げ部材１０１をクレーン等を使用して配置しておく。吊り下げ部材１０１は、外径をチューブ２０の内径と略同一とした固定管部１０２と、固定管部１０２に固定され固定管板３０に掛止する固定台部１０３と、固定台部１０３からチューブ２０の軸方向で、固定管板３０から外側（引き抜き側）に突出して設けられた梁部材１０４と、梁部材１０４の先部と固定台部１０３を引張支持する引張部材１０５を有している。梁部材１０４には、その長さ方向に移動可能で、吊り具の一例であるロープ１０６を有するホイスト１０７を複数設けてある。吊り下げ部材１０１の固定管部１０２は自由に挿脱でき、チューブ２０を引き抜く位置によって移設可能となっている。吊り下げ部材１０１の位置は、チューブ２０の上方側の取付孔３１の位置であれば任意であり、ロープ１０６の長さを考慮して決めるとよい。なお、固定管板３０最外周のチューブ２０を抜くときは、吊り下げ部材１０１を取付けるために、ドラムを回転させて位置を調整することができる。
【００２７】
チューブ２０の引き抜きが終了するまで（図５（Ｂ）に示す状態）、ホイスト１０７を移動させて、ロープ１０６によってチューブ２０をチューブ取り外し治具８１ごと締結して、ホイスト１０７で吊り下げられた状態にしておく。ホイスト１０７の数は２以上であれば任意の数でよい。
チューブ２０の引き抜きが終了した時には、チューブ２０とチューブ取り外し治具８１は、吊り下げ部材１０１に吊り下げられた状態となっているので、この後行われる図示しないクレーンによる運搬作業が迅速にできる。
【００２８】
チューブ２０の引き抜きが終了し、クレーンによって運搬された後は、新しいチューブの取付けが行われる。取付けの前には固定管板３０、９６の取付孔３１、９７に残った溶接部とチューブ２０の破断片を取り除く必要がある。取り除くためには、ハンドグラインダーを用いて研磨除去する。
図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、溶接部と破断片を取り除いた後は、新しいチューブ１０８を挿入する。このときは、上側の固定管板３０の取付孔３１側から挿入を行う。
摺動部材９１の内部にワイヤロープ１０７ａを通しておく。このときのワイヤロープは、引き抜きの時に使用した図５（Ｂ）に示すワイヤロープ１００を利用してもよい。ワイヤロープ１００を利用するには、引き抜きのときに、ワイヤロープ１００の摺動部材９１の掛止部９９ａに掛止した部分を固定管板３０の外側まで引き出しておき、磁石等を利用した掛止部材に掛止して、固定管板３０、９６の外側にそれぞれ固定しておく。固定管板３０側のワイヤロープ１００を掛止したまま固定管板９６側にあるワイヤロープ１００の端部を摺動部材９１、袋ナット８４の順に内部を通す。摺動部材９１の先部を袋ナット８４、固定管板３０の取付孔３１、固定管板９６の取付孔９７の順に挿通し、取付孔３１、９７に取付けた半円軸受９８上に載置しておく。ワイヤロープ１００を使用しない場合は、ワイヤロープ１０７ａを摺動部材９１の摺動部９２側から挿通し掛止部９９ａに掛止してから作業を行うとよい。
【００２９】
ジャッキ部材８２と一体となった外管８１ａを新しいチューブ１０８の一側から挿入して仮組しておく。なお、新しいチューブ１０８を取付けるときは、環状掛止部８３、８３ａは両方とも使用しない。チューブ２０を切削した部分の長さだけ新しいチューブ１０８の方が長いからである。このため新しいチューブ１０８の掛止は、ジャッキ部材８２と袋ナット８４の端部で行う。摺動部材９１の一側から出したワイヤロープ１０７ａを仮組した新しいチューブ１０８の中を通し、ピン８６に取付ける。
摺動部材９１に挿通されたワイヤロープ１０７ａの一側を図示しないウインチとプーリによって摺動部材９１の軸芯の延長線上を摺動部材９１の他側に引張する。ピン８６に取付けられ、ワイヤロープ１０７ａとは逆方向に引張されるワイヤロープ１０９は、図示しないウインチとプーリによって摺動部材９１の軸芯の延長線上を摺動部材９１の一側に引張する。図６（Ｂ）に示す状態で袋ナット８４を締結した後、２台のウインチを連動させ、引張力を加えたまま新しいチューブ１０８とチューブ取付け治具１１０を取付孔３１、９７の順に挿通させる。新しいチューブ１０８の両端は拡径していないので、挿通時に取付孔３１、９７に圧入されることはない。２ヶ所に設けられた軸受９８はタイミングを見て取り外される。
【００３０】
所定位置まで挿通された後は、袋ナット８４を外して新しいチューブ１０８の設置位置を保ったままチューブ取付け治具１１０を取り外す。取付方向は水平になっていないが、新しいチューブ１０８と固定管板３０、９６との摩擦によって、すべり落ちることはない。
そして、新しいチューブ１０８の両端部は、拡径加工されて取付孔３１、９７の円周面に密着される。さらにアーク溶接を端部の全周又は部分的に行うことによって強度を上げることができる。
以上の説明で明らかなように、従来のように人力に頼る方法では、安全性に疑問があった石炭乾燥機のチューブの交換を外部から作業することにより、簡便に行うことができるようになっただけでなく、工期も人力で行うより短くすることが可能となった。また、本発明は石炭乾燥機のチューブの交換に限られるものではなく、管板からのチューブの取り外し方法にも適用可能である。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、固定部材１１と締結具３４を溶接部切削装置４７の回転軸７４に取付けておき、溶接部切削装置４７の各テーブル４４、４５、４６を操作し、取付孔３１から固定部材１１を挿入してチューブ２０に締結することによって、回転軸７４の位置決めと軸受部１２の位置決めと溶接部切削装置４７の芯出しを同時に行うこともできる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の管板からのチューブの取り外し方法においては、均等に突出する拡径爪を有する芯出し手段を取付ける工程が設けられているので、切削時の偏心を防ぎ、円周部が部分的に切り落とされることを防止し、引き抜き時の傾きを防ぐことが可能である。
さらに、チューブの外側から切削するので、安全に作業できる。
また、芯出し手段をチューブから取り除くので、芯出し手段の再利用ができる。
そして、複数のジャッキが設けられたチューブ取り外し治具を装着するので、チューブの分離と引き抜きをチューブの外側から連続的に行うことができ、工事を安全かつ迅速に行うことができる。
特に、請求項２記載の管板からのチューブの取り外し方法においては、チューブ取り外し治具は、環状掛止部が装着される外管がチューブ内部に取付けられるので、チューブの脱落を防止し、安全に作業できる。
また、対向する固定管板の距離より長い摺動部材を有するので、引き抜き中のチューブの傾きを防止し、安全に作業できる。
【００３３】
請求項３記載の管板からのチューブの取り外し方法においては、芯出し手段は、ねじによって半径方向に摺動移動する複数の拡径爪を有しているので、管内の形状の変形によらず、正確に芯出しを行うことができる。
また、ガイド部材を有しているので芯出し手段の取付け、取り外しを簡便に正確に行うことができる。
請求項４記載の管板からのチューブの取り外し方法においては、対向する固定管板は石炭乾燥機の対向する端板であるので、芯出し手段の取付け、取り外し工程と溶接部を除去する工程を管板の両側から同時にすることができ、工期の短縮ができる。
請求項５、６記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置においては、回転軸の先部がチューブ内に設けられた芯出し部材に支持されるので、切削時の軸のぶれを抑えることができる。
特に請求項６記載の石炭乾燥機のチューブの溶接部切削装置においては、溶接部切削装置は、主軸の上側４箇所に当接する前後対となる前脚及び後脚とを有するので、主軸上に載置するだけで刃物が取付けられた回転軸の軸方向を石炭乾燥機の主軸と平行に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実施の形態に係る管板からのチューブの取り外し方法を適用するチューブの取り外し装置の芯出し手段の分解斜視図と断面図である。
【図２】同溶接部切削装置を示す斜視図である。
【図３】固定管板とチューブの部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る管板からのチューブの取り外し方法を適用するチューブの取り外し装置のチューブ取り外し治具の斜視図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同チューブ取り外し治具のチューブの取り外し時の使用状態を示す断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同チューブ取付け治具のチューブの取付け時の使用状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ従来例に係る石炭乾燥機の正面図と、同固定管板とチューブの部分断面図である。
【符号の説明】
１０  チューブの取り外し装置        １１  固定部材
１１ａ  芯出し手段                  １２  軸受部
１３  雄ねじ部                      １４  膨径部
１５  筒体                          １６  締結環
１６ａ  溝部                        １７  締結ナット
１８  環状拡大Ｖ字溝                １９  拡径爪
１９ａ  掛止部                      ２０  チューブ
２１  ガイド部材                    ２２  支持部材
２３  孔                            ２４  雄ねじ部
２５  雄ねじ部                      ２６  雌ねじ部
２７  挿通孔                        ２８  支持部材本体
２９  ナット                        ３０  固定管板
３１  取付孔                        ３２  端部
３４  締結具                        ３５  孔部
３６  後部                          ３７  突起部
３８  溝部                          ３９  ハンドル
４０  通し孔                        ４１  石炭乾燥機
４２  主軸                          ４３  底フレーム
４３ａ  ３次元テーブル              ４４  Ｘテーブル
４５  Ｙテーブル                    ４６  Ｚテーブル
４７  溶接部切削装置                ４７ａ  中繰り切削装置
４８  前脚                          ４９  後脚
５０  チェーン                      ５１  ボルト部材
５２  締結ナット                    ５３  レール
５４  スクリュー                    ５５  軸受
５６  ハンドル                      ５７  レール
５８  スクリュー                    ５９  軸受
６０  歯車                          ６１  歯車
６２  歯付きベルト                  ６３  送りモータ
６４  横板                          ６５  横板
６６  レール                        ６７  スクリュー
６８  軸受                          ６９  ハンドル
７０  縦溝孔                        ７１  ガイド部
７２  モータ                        ７３  減速機
７４  回転軸                        ７５  刃物
７６  固定具                        ７７  溶接部
７８  内側端部                      ７９  内側端部
７９ａ  内側端部                    ８１  チューブ取り外し治具
８１ａ  外管                        ８２  ジャッキ部材
８３  環状掛止部                    ８３ａ  環状掛止部
８４  袋ナット                      ８５  中央部
８６  ピン                          ８７  ワイヤロープ
８８  ジャッキ取付部材              ８９  油圧ジャッキ（ジャッキ）
９０  端部                          ９１  摺動部材
９２  摺動部                        ９３  ブッシュ
９３ａ  環状段部                    ９４  薄肉部
９５  後端部                        ９５ａ  壁
９６  固定管板                      ９６ａ  プーリ
９７  取付孔                        ９８  軸受
９９  突出部                        ９９ａ  掛止部
１００  ワイヤロープ                １０１  吊り下げ部材
１０２  固定管部                    １０３  固定台部
１０４  梁部材                      １０５  引張部材
１０６  ロープ                      １０７  ホイスト（吊り具）
１０７ａ  ワイヤロープ              １０８  新しいチューブ
１０９  ワイヤロープ                １１０  チューブ取付け治具
【図１】
0004002686.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004002686.tif 000005
【図５】
0004002686.tif 000006
【図６】
0004002686.tif 000007
【図７】
0004002686.tif 000008