(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の管を所要間隔をあけて並設し且つフィンで接続してなる炉壁管パネルの各管の端部をＵ字管で接続することにより、各管の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態で、前記管継手を固着した側から管内に水圧を付与するよう構成した水圧試験装置において、
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とにそれぞれ、管内径より所要量だけ小さい外径の小径部と、該小径部の先端に形成され且つ管内に挿入可能な大径部とを有する短管を接続し、該短管の大径部に形成した環状溝に水のシール部材を取り付けると共に、前記短管の小径部に、該短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙に嵌入され且つ短管に加わる軸方向の力を支持するためのロック部材を配設したことを特徴とする水圧試験装置。
【請求項２】
管の端部内周面と短管との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテーパ面が形成されたアウタリング本体と、該アウタリング本体の基端部から外周側へ張り出して管の端面に係合するアウタフランジ部と、前記アウタリング本体及びアウタフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリットと、前記アウタフランジ部における周方向所要箇所に穿設されたネジ孔とを有するアウタリングと、
該アウタリングの内周面と短管の外周面との間に挿入され且つ外周面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテーパ面が形成されたインナリング本体と、該インナリング本体の基端部から外周側へ張り出すインナフランジ部と、前記インナリング本体及びインナフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリットと、前記インナフランジ部における前記アウタフランジ部のネジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔とを有するインナリングと、
短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙にアウタリングとインナリングとが挿入された状態で、前記インナフランジ部の貫通孔を貫通してアウタフランジ部のネジ孔に締め込まれるロックボルトとから
ロック部材を構成した請求項１記載の水圧試験装置。
【請求項３】
インナフランジ部の周方向所要箇所にロック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を穿設した請求項２記載の水圧試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水圧試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ボイラの炉壁は、図５に示される如く、複数の管１を所要間隔をあけて並設し且つフィン２で接続してなる炉壁管パネル３によって形成されているが、該炉壁管パネル３の水圧試験を行う際には、図６に示されるように、炉壁管パネル３の各管１の端部にＵ字管４を溶接して接続することにより、各管１の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を溶接して固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を溶接して固着した状態で、前記管継手５を固着した側から管１内に水圧を付与するようにしていた。
【０００３】
尚、前記栓部材６は、カップリング７にエア抜バルブ８を取り付けてなる構成を有しており、水圧試験を行うために、各管１内に水を張る際には、エア抜バルブ８を開いてエア抜きを行い、各管１内に水が充填された後、エア抜バルブ８を閉じるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接して水圧試験を行うのでは、管１の本数が非常にたくさんあって溶接に手間がかかると共に、専門の溶接士の手配が必要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断してから、炉壁管パネル３の各管１の端部に、他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を行い、更に、各管１の内部清掃等を行わねばならず、かなり多くの工数がかかるという欠点を有していた。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手とＵ字管と栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管パネルの製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできる水圧試験装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の管を所要間隔をあけて並設し且つフィンで接続してなる炉壁管パネルの各管の端部をＵ字管で接続することにより、各管の内部を直列に連通させ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態で、前記管継手を固着した側から管内に水圧を付与するよう構成した水圧試験装置において、
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とにそれぞれ、管内径より所要量だけ小さい外径の小径部と、該小径部の先端に形成され且つ管内に挿入可能な大径部とを有する短管を接続し、該短管の大径部に形成した環状溝に水のシール部材を取り付けると共に、前記短管の小径部に、該短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙に嵌入され且つ短管に加わる軸方向の力を支持するためのロック部材を配設したことを特徴とする水圧試験装置にかかるものである。
【０００７】
前記水圧試験装置においては、管の端部内周面と短管との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテーパ面が形成されたアウタリング本体と、該アウタリング本体の基端部から外周側へ張り出して管の端面に係合するアウタフランジ部と、前記アウタリング本体及びアウタフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリットと、前記アウタフランジ部における周方向所要箇所に穿設されたネジ孔とを有するアウタリングと、該アウタリングの内周面と短管の外周面との間に挿入され且つ外周面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテーパ面が形成されたインナリング本体と、該インナリング本体の基端部から外周側へ張り出すインナフランジ部と、前記インナリング本体及びインナフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリットと、前記インナフランジ部における前記アウタフランジ部のネジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔とを有するインナリングと、
短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙にアウタリングとインナリングとが挿入された状態で、前記インナフランジ部の貫通孔を貫通してアウタフランジ部のネジ孔に締め込まれるロックボルトとから
ロック部材を構成することができる。
【０００８】
更に、インナフランジ部の周方向所要箇所にロック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を穿設することもできる。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とにそれぞれ、管内径より所要量だけ小さい外径の小径部と、該小径部の先端に形成され且つ管内に挿入可能な大径部とを有する短管を接続し、該短管の大径部に形成した環状溝に水のシール部材を取り付けると共に、前記短管の小径部に、該短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙に嵌入され且つ短管に加わる軸方向の力を支持するためのロック部材を配設すると、水圧試験の際に、水の漏洩はシール部材によって防止されつつ、短管に加わる軸方向の力はロック部材によって確実に負担される形となり、従来のように、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の手間が省けると共に、専門の溶接士の手配が不要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手とＵ字管と栓部材とを切断しなくて済むため、水圧試験を実施する前の炉壁管パネルの製造段階において、各管の端部に他の炉壁管パネルと接続するための開先加工を予め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が低減され、更に、管継手とＵ字管と栓部材とを繰り返し使用することも可能となる。
【００１１】
前記水圧試験装置において、管の端部内周面と短管との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテーパ面が形成されたアウタリング本体と、該アウタリング本体の基端部から外周側へ張り出して管の端面に係合するアウタフランジ部と、前記アウタリング本体及びアウタフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリットと、前記アウタフランジ部における周方向所要箇所に穿設されたネジ孔とを有するアウタリングと、
該アウタリングの内周面と短管の外周面との間に挿入され且つ外周面に前記アウタリングのテーパ面に倣うテーパ面が形成されたインナリング本体と、該インナリング本体の基端部から外周側へ張り出すインナフランジ部と、前記インナリング本体及びインナフランジ部の周方向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリットと、前記インナフランジ部における前記アウタフランジ部のネジ孔に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔とを有するインナリングと、
短管の管の端部への挿入時に短管の小径部外周面と管の端部内周面との間隙にアウタリングとインナリングとが挿入された状態で、前記インナフランジ部の貫通孔を貫通してアウタフランジ部のネジ孔に締め込まれるロックボルトとから
ロック部材を構成すると、
管継手の端部とＵ字管の両端部と栓部材の端部とにそれぞれ接続された短管及びロック部材を管の端部に挿入した状態で、ロックボルトをインナフランジ部の貫通孔を貫通させてアウタフランジ部のネジ孔に締め込むと、ロック部材のインナリングがアウタリングの内周面と短管の外周面との間に食い込むように挿入されて行き、互いに係合するテーパ面による楔効果によって、アウタスリットが形成されたアウタリングが拡張し、該アウタリングのアウタリング本体外周面が管の内周面に密着すると共に、前記楔効果によって、インナスリットが形成されたインナリングが収縮し、該インナリングのインナリング本体内周面が短管の小径部外周面に密着する形となり、これにより、炉壁管パネルの各管の内部をＵ字管を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管の始端に水圧を付与するための管継手を固着すると共に、前記管の終端に閉塞用の栓部材を固着した状態とすることが可能となる。
【００１２】
更に、インナフランジ部の周方向所要箇所にロック解除ボルトが締め込まれるロック解除ネジ孔を穿設すると、水圧試験完了後に、ロックボルトを緩めて取り外し、ロック部材のアウタリングに対するインナリングの嵌合状態を解除し、各管の端部から管継手とＵ字管と栓部材とを、短管を引き抜くようにして、それぞれ取り外す際、前記ロック部材のアウタリングに対するインナリングの嵌合状態が強固となっていて、単にロックボルトを緩めただけではロック部材を取り外すことが難しくなっているような場合に、前記ロック解除ネジ孔にロック解除ボルトを締め込んで行くようにすれば、該ロック解除ボルトの先端がアウタリングのアウタフランジ部の端面に当接した後、インナリングのインナフランジ部がアウタリングのアウタフランジ部から引き離される方向へ移動する形となり、前記ロック部材を容易且つ確実に取り外すことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１４】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図５及び図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５及び図６に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、管継手５の端部とＵ字管４の両端部と栓部材６の端部とにそれぞれ、管１の内径より所要量だけ小さい外径の小径部９と、該小径部９の先端に形成され且つ管１内に挿入可能な大径部１０とを有する短管１１を接続し、該短管１１の大径部１０に形成した環状溝１２にＯリング等の水のシール部材１３を取り付けると共に、前記短管１１の小径部９に、該短管１１の管１の端部への挿入時に短管１１の小径部９外周面と管１の端部内周面との間隙に嵌入され且つ短管１１に加わる軸方向の力を支持するためのロック部材１４を配設した点にある。
【００１５】
前記ロック部材１４は、図２〜図４に示すように、
管１の端部内周面と短管１１との間に挿入され且つ内周面に先端側へ向け漸次内径が小さくなるようテーパ面１５が形成されたアウタリング本体１６と、該アウタリング本体１６の基端部から外周側へ張り出して管１の端面に係合するアウタフランジ部１７と、前記アウタリング本体１６及びアウタフランジ部１７の周方向所要箇所に軸線方向へ延びるよう形成されたアウタスリット１８と、前記アウタフランジ部１７における周方向所要箇所（図３の例では六箇所）に穿設されたネジ孔１９とを有するアウタリング２０と、
該アウタリング２０の内周面と短管１１の外周面との間に挿入され且つ外周面に前記アウタリング２０のテーパ面１５に倣うテーパ面２１が形成されたインナリング本体２２と、該インナリング本体２２の基端部から外周側へ張り出すインナフランジ部２３と、前記インナリング本体２２及びインナフランジ部２３の周方向所要箇所に軸線方向ヘ延びるよう形成されたインナスリット２４と、前記インナフランジ部２３における前記アウタフランジ部１７のネジ孔１９に対応する周方向所要箇所に穿設された貫通孔２５とを有するインナリング２６と、
短管１１の管１の端部への挿入時に短管１１の小径部９外周面と管１の端部内周面との間隙にアウタリング２０とインナリング２６とが挿入された状態で、前記インナフランジ部２３の貫通孔２５を貫通してアウタフランジ部１７のネジ孔１９に締め込まれる六角穴付ボルト等のロックボルト２７と
を備えてなる構成を有している。
【００１６】
前記インナフランジ部２３の周方向所要箇所（図４の例では三箇所）には、ロック解除ボルト２８が締め込まれるロック解除ネジ孔２９を穿設してある。
【００１７】
尚、前記短管１１の大径部１０に形成した環状溝１２内には、シール部材１３のバックアップリング３０を装填してある。
【００１８】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１９】
先ず、管継手５の端部とＵ字管４の両端部と栓部材６の端部とにそれぞれ接続された短管１１及びロック部材１４を、図２に示す如く、管１の端部に挿入した状態で、ロックボルト２７をインナフランジ部２３の貫通孔２５を貫通させてアウタフランジ部１７のネジ孔１９に締め込むと、ロック部材１４のインナリング２６がアウタリング２０の内周面と短管１１の外周面との間に食い込むように挿入されて行き、互いに係合するテーパ面１５，２１による楔効果によって、アウタスリット１８が形成されたアウタリング２０が拡張し、該アウタリング２０のアウタリング本体１６外周面が管１の内周面に密着すると共に、前記楔効果によって、インナスリット２４が形成されたインナリング２６が収縮し、該インナリング２６のインナリング本体２２内周面が短管１１の小径部９外周面に密着する形となり、これにより、炉壁管パネル３の各管１の内部をＵ字管４を介して直列に連通させ、該直列に連通させた管１の始端に水圧を付与するためのニップル等の管継手５を固着すると共に、前記管１の終端に閉塞用の栓部材６を固着した状態とする。
【００２０】
この後、栓部材６のエア抜バルブ８を開いてエア抜きを行いつつ、管継手５を固着した側から管１内に水を張り、各管１内に水が充填された後、前記エア抜バルブ８を閉じ、所定の水圧を付与し、水圧試験を実施する。
【００２１】
ここで、例えば、水圧試験圧力がＰ＝５００［ｋｇｆ／ｃｍ2］（９．８×５×１０6［Ｐａ］）以下の場合に、管１の内径をＤ［ｃｍ］とすると、短管１１に加わる軸方向の力Ｆは、単純計算で、
【数１】
Ｆ＝（π・Ｄ2／４）×Ｐ    ［ｋｇｆ］
≒９．８×（π・Ｄ2／４）×Ｐ  ［Ｎ］
となるが、本図示例の水圧試験装置では、水圧試験の際に、水の漏洩はシール部材１３によって防止されつつ、短管１１に加わる軸方向の力Ｆはロック部材１４によって確実に負担される形となり、水圧試験圧力が高圧であっても、水圧に充分に耐え且つ水の漏洩を確実に防止可能となることが確認されている。
【００２２】
水圧試験完了後には、ロックボルト２７を緩めて取り外し、ロック部材１４のアウタリング２０に対するインナリング２６の嵌合状態を解除し、各管１の端部から管継手５とＵ字管４と栓部材６とを、短管１１を引き抜くようにして、それぞれ取り外す。
【００２３】
ここで、前記ロック部材１４のアウタリング２０に対するインナリング２６の嵌合状態が強固となっていて、単にロックボルト２７を緩めただけではロック部材１４を取り外すことが難しくなっているような場合には、前記インナフランジ部２３の周方向所要箇所に穿設したロック解除ネジ孔２９にロック解除ボルト２８を締め込んで行くと、該ロック解除ボルト２８の先端がアウタリング２０のアウタフランジ部１７の端面に当接した後、インナリング２６のインナフランジ部２３がアウタリング２０のアウタフランジ部１７から引き離される方向へ移動する形となり、前記ロック部材１４を容易且つ確実に取り外すことが可能となる。
【００２４】
この結果、従来のように、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接して水圧試験を行うのとは異なり、溶接の手間が省けると共に、専門の溶接士の手配が不要になり、しかも、水圧試験完了後には、溶接された管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断しなくて済むため、水圧試験を実施する前の炉壁管パネル３の製造段階において、各管１の端部に他の炉壁管パネル３と接続するための開先加工を予め行っておくことが可能となり、全体として作業工数が低減され、更に、管継手５とＵ字管４と栓部材６とを繰り返し使用することも可能となる。
【００２５】
こうして、炉壁管パネル３の各管１の端部に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手５とＵ字管４と栓部材６とを切断することを不要とし得、炉壁管パネル３の製造段階で予め各管１の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできる。
【００２６】
尚、本発明の水圧試験装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜３記載の水圧試験装置によれば、炉壁管パネルの各管の端部に管継手とＵ字管と栓部材とを溶接することを不要とし得、専門の溶接士がいなくても水圧試験を行うことができ、しかも、水圧試験完了後に管継手とＵ字管と栓部材とを切断することを不要とし得、炉壁管パネルの製造段階で予め各管の端部に開先加工を行うことができ、全体として作業工数の低減を図り得ると共に、繰り返し使用することもできるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の平面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例の要部拡大断面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例におけるアウタリングの正面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。
【図４】本発明を実施する形態の一例におけるインナリングの正面図であって、図２のＩＶ−ＩＶ矢視相当図である。
【図５】ボイラの炉壁管パネルを表わす断面図である。
【図６】従来の水圧試験装置の一例を表わす平面図である。
【符号の説明】
１  管
２  フィン
３  炉壁管パネル
４  Ｕ字管
５  管継手
６  栓部材
９  小径部
１０  大径部
１１  短管
１２  環状溝
１３  シール部材
１４  ロック部材
１５  テーパ面
１６  アウタリング本体
１７  アウタフランジ部
１８  アウタスリット
１９  ネジ孔
２０  アウタリング
２１  テーパ面
２２  インナリング本体
２３  インナフランジ部
２４  インナスリット
２５  貫通孔
２６  インナリング
２７  ロックボルト
２８  ロック解除ボルト
２９  ロック解除ネジ孔
【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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