(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆すべき管に、該管を取り囲むように装着可能なフレームと、前記管に装着されたフレームに、前記管を取り囲むように保持された誘導加熱コイル及び赤外線ヒータと、該誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを管の軸線方向に移動させる移動手段を備えた熱収縮性被覆材の加熱溶着装置であって、前記フレームが、同一軸線上に間隔をあけて配置された、管に取り付けるための一対のリング材と、該一対のリング材に両端を固定して且つ該リング材の中心軸線に平行に設けられた複数のガイド棒を有しており、前記誘導加熱コイル及び赤外線ヒータが前記ガイド棒に移動可能に保持されていることを特徴とする熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルが、加熱溶着操作時の移動方向に関して前記赤外線ヒータの前段に配置されていることを特徴とする請求項１記載の熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【請求項３】
前記一対のリング材の一方に取り付けられ、前記赤外線ヒータが前記リング材に近接している時、その赤外線ヒータと被覆すべき管の間に位置し、赤外線ヒータの熱を遮断する熱遮蔽部材を有することを特徴とする請求項１又は２記載の熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【請求項４】
加熱溶着操作時の移動方向に関して前記赤外線ヒータの前に配置され、加熱溶着前の熱収縮性被覆材を前記管に対してほぼ同心状に支持する被覆材支持手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【請求項５】
全体を、装置の軸線方向に分割面を取った二つの部分からなる二つ割り構造としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【請求項６】
前記二つの部分を、ヒンジ開閉式としたことを特徴とする請求項５記載の熱収縮性被覆材の加熱溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製熱収縮シート、チューブ等の熱収縮性被覆材を金属管外面に加熱溶着させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガス、原油、電力などのパイプラインやプラント配管用として防食のために外面を被覆した鋼管が広く用いられている。被覆材はアスファルト系やコールタールエナメルが用いられたりしてきたが、現在はポリエチレン樹脂被覆が主流となっている。
【０００３】
その樹脂被覆鋼管を用いてパイプラインを敷設する際、管端部は無被覆にして現地で溶接接続することが広く行われており、その溶接接続部付近では鋼管が露出しているため、熱収縮シート又はチューブ等の被覆材を用いて防食被覆を補完することが行われていた。すなわち、鋼管接続部外面に、熱収縮性の合成樹脂層と熱溶融型の接着剤層との積層材で構成された熱収縮シート又はチューブを配し、その後、鋼管接続部外面を取り囲んだ熱収縮シート又はチューブをガスバーナー、電熱ヒーター、熱風、赤外線等で熱収縮させながら接着剤層を溶融させて鋼管に熱接着し、防食被覆を形成していた。ここで、熱収縮シート又はチューブの熱収縮及び熱接着を行う際には、その熱収縮シート又はチューブを中央部から端部に向かって順次加熱することによって熱収縮及び熱接着の位置を移動させ、気泡を追い出しながら被覆形成領域を順次拡大させており、これによって、気泡の巻き込みのきわめて少ない熱収縮被覆を形成していた。また、この作業の際、加熱操作と並行してローラーや人の手によって熱収縮シート又はチューブをしごいて気泡を追い出し、一層気泡の巻き込みの少ない熱収縮被覆を形成することもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の方法では、熱収縮シート又はチューブを外面から加熱するため、熱伝導の悪い合成樹脂層を介して内面の接着剤層を加熱しなければならず、しかも内面の接着剤層は鋼管表面に接触しているため接着剤層を溶融するには鋼管表面も加熱する必要があり、このため、内面の接着剤層を十分に加熱することが困難であった。すなわち、内面の接着剤層を接着に必要な温度に加熱、昇温させようとすると、外面側の合成樹脂層が加熱され過ぎて熱劣化或いは変形することがあり、これを避けようとすると接着剤層の加熱、溶融が不十分になる。このため、従来は接着剤層の溶融不足が生じないよう接着剤層の厚さを薄目にとる傾向にあり、ついては、薄目の接着剤層でも鋼管との界面の隙間を溶融した接着剤層で確実に満たし、また、鋼管の溶接部にある溶接ビードの近傍などに気泡が残らないようにして健全な接着形態と接着力を確保する熟練性までが要求されるという問題があった。
【０００５】
また、従来は、熱収縮シート又はチューブの加熱、溶着操作を手作業で行っているため、多大な労力を要すると共に熟練を要するという問題もあり、しかも、上記被覆補完作業はピット内などの狭い所で行うことが多く、手作業の困難さが倍加されるという問題もあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、合成樹脂製の熱収縮シート、チューブ等の熱収縮性被覆材を、外面側の合成樹脂層に熱劣化や変形を生じることなく、鋼管等の管の外面に熱収縮させて且つ気泡を巻き込むことなく良好に溶着させることを可能とする、簡単な構造の装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱溶着装置は、熱収縮性被覆材を管に対して加熱、溶着させるために、その管を取り囲むように該管に装着可能なフレームに、管を取り囲む構成の誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを保持させ、その誘導加熱コイル及び赤外線ヒータをフレームに設けた移動手段によって管の軸線方向に移動させる構成とし、更に、前記フレームを、同一軸線上に間隔をあけて配置された、管に取り付けるための一対のリング材と、該一対のリング材に両端を固定して且つ該リング材の中心軸線に平行に設けられた複数のガイド棒を有する構造とすると共にそのガイド棒に、前記誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを移動可能に保持させる構成としたものである。この構成としたことにより、被覆すべき管の外周に熱収縮性被覆材を取り付けた後、その管に上記構成の加熱溶着装置を取り付け、誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを、通電した状態で熱収縮性被覆材の一端から他端に向かって移動させることができる。そして、この移動の際に、誘導加熱コイルがその内側の管を誘導加熱して溶着操作に適した温度に予熱し、赤外線ヒータが熱収縮性被覆材を外面側から加熱することで、熱収縮性被覆材は、樹脂層の熱劣化や変形が生じない温度で熱収縮して管外面に嵌着し、内面の接着剤層は、熱収縮性被覆材からの伝熱及び誘導加熱された管からの伝熱によって過不足のない温度に素早く昇温して確実に溶融し、管外面に良好に溶着する。また、被覆材の、熱収縮して溶着される部分が、誘導加熱コイル及び赤外線ヒータの移動に伴って管の軸線方向に移動してゆくため、被覆材は管との界面の気泡を追い出しながら溶着してゆく。かくして、加熱溶着装置を管に装着するという簡単な操作を行うのみで、被覆材をその全長に渡って熱収縮させて良好に管外面に接着させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明装置によって樹脂被覆を行う対象の管は、誘導加熱可能なものであれば任意であり、誘導加熱可能な鋼管等の金属管の裸管であってもよいし、樹脂被覆した金属管であってもよい。特に、樹脂被覆金属管の溶接接合部や、樹脂被覆層の一部が劣化して脱落した領域等のように、裸管部とその両側の樹脂層を有する領域に樹脂被覆を施して防食被覆を補完する場合に本発明を適用することが、簡便に且つ良好に樹脂被覆層を形成できるので好ましい。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
本発明の実施形態に係る熱収縮性被覆材の加熱溶着装置は、被覆すべき管に、該管を取り囲むように装着可能なフレームと、前記管に装着されたフレームに、前記管を取り囲むように保持された誘導加熱コイル及び赤外線ヒータと、該誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを管の軸線方向に移動させる移動手段を備えたことを基本的な構成とし、この構成により、この加熱溶着装置を、熱収縮させるべき被覆材を取り付けた管に取り付け、前記移動手段で誘導加熱コイルと赤外線ヒータを管に沿って移動させることで、管を誘導加熱して予熱すると共に被覆材を順次加熱して収縮させ、管外面に良好に溶着させて行くことができ、従来必要としていた手作業を大幅に削減し、特に要熟練作業を概ね皆無にできると共に被覆材の管に対する接着特性を向上させることができる。
【００１３】
前記した実施形態に係る加熱溶着装置において、前記フレームを、同一軸線上に間隔を開けて配置された、管に取り付けるための一対のリング材と、該一対のリング材に両端を固定して且つ該リング材の中心軸線に平行に設けられた複数のガイド棒を有する構造とし、前記誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを前記ガイド棒に移動可能に保持させる構成とする。この構成により、装置の構造を簡単化且つ軽量化できる。
【００１４】
前記した加熱溶着装置において、誘導加熱コイルを、加熱溶着操作時の移動方向に関して赤外線ヒータの前段に配置することが好ましい。この構成とすると、赤外線ヒータが被覆材を加熱する前に誘導加熱コイルが管を誘導加熱しているため、外面側から加熱されて熱収縮する被覆材の領域を内面側からも加熱でき、このため、被覆材内面の接着剤層を敏速に且つ確実に加熱、溶融することができ、溶融した接着剤層が被覆材と管の界面の隙間を良好に満たし、気泡を巻き込むことがなく、このため被覆材を管に良好に接着させることができる。
【００１５】
また、前記した加熱溶着装置において更に、前記一対のリング材の一方に、前記赤外線ヒータがそのリング材に近接している時、その赤外線ヒータと被覆すべき管の間に位置し、赤外線ヒータの熱を遮断する熱遮蔽部材を取り付けておくことが好ましい。この構成とすると、加熱溶着装置を樹脂被覆金属管に装着して使用する際において、赤外線ヒータへの通電開始時にその赤外線ヒータを前記熱遮蔽部材の外側に位置させておけば、赤外線ヒータが所望温度まで昇温するのに或る程度の時間がかかっても、その間に赤外線ヒータからの熱がその内側の既存の樹脂被覆層にあまり伝わらず、樹脂被覆層の熱劣化や変形を防止できる。
【００１６】
また、前記した加熱溶着装置において更に、加熱溶着操作時の移動方向に関して前記赤外線ヒータの前に、加熱溶着前の熱収縮性被覆材を前記管に対してほぼ同心状に支持する被覆材支持手段を設けておくことが好ましい。この構成とすると、赤外線ヒータの内側に位置する熱収縮性被覆材が被覆材支持手段によって管にほぼ同心状に支持されるため、赤外線ヒータに対してもほぼ同心状となっており、これにより、熱収縮性被覆材が円周方向に均一に加熱され、均一に熱収縮される。
【００１７】
また、前記した実施形態に係る加熱溶着装置において、全体を、装置の軸線方向に分割面を取った二つの部分からなる二つ割り構造とすることが、管に対する取り付け作業を容易にできるので好ましい。
【００１８】
この際、二つの部分を、ヒンジ開閉式とすることが、管に対する取り付け作業を一層容易とすることができるので好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る加熱溶着装置の概略斜視図、図２はその加熱溶着装置の概略断面図、図３はその加熱溶着装置の概略端面図、図４、図５はそれぞれ図２のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、図６はその加熱溶着装置を開いて管に取り付ける状態を示す概略端面図、図７は被覆材を支持するために用いる被覆材支持具の概略正面図、図８（ａ）、（ｂ）はその加熱溶着装置の動作を説明する概略断面図、図９は被覆対象の管の一部を拡大して示す概略断面図である。１は加熱溶着装置、２は被覆対象の管である。この実施例における管２は、図８、図９から良く分かるように、鋼管２ａの外周に樹脂被覆層２ｂを形成した樹脂被覆金属管を、その管端同志を突き合わせて溶接接合したものであり、その溶接接合部３の近傍は鋼管２ａが露出した裸管部となっている。樹脂被覆層２ｂの端面２ｃは、熱収縮性被覆材を熱収縮させて溶着してゆく際の気泡の抜けを良くするため、管軸方向に対して傾斜させており、その傾斜角度θは５〜３０°の範囲内に設定されている。４は、鋼管２ａの露出した領域及びその近傍の樹脂被覆層２ｂの上に樹脂被覆層を形成するために使用するチューブ状の熱収縮性被覆材であり、熱収縮性の合成樹脂層の内面に、熱溶融型の接着剤層を設けた積層体で構成されている。
【００２０】
図１〜図８において、加熱溶着装置１は、被覆対象の管２を取り囲むように装着可能なフレーム１１と、そのフレーム１１に保持された誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３と、その誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を管の軸線方向に移動させる移動手段１４等を備えている。
【００２１】
フレーム１１は、同一軸線上に間隔を開けて配置された、管に取り付けるための一対のリング材１６、１６と、一対のリング材１６、１６に両端を固定して且つ該リング材の中心軸線に平行に設けられた複数のガイド棒１７、１８を備えている。一対のリング材１６、１６はそれぞれ、ほぼ直径位置を切断した構造の即ち装置の軸線方向に分割面を取った構造の二つのセグメント１６ａ、１６ｂからなる二つ割り構造に作られている。そして、セグメント１６ａ、１６ｂは、それぞれ一端をピン２０によって枢動可能に連結され、他端を、止めねじ等の固定金具２１によって連結可能な構造としている。一対のリング材１６、１６にそれぞれ設けているピン２０、２０は同一軸線上に配置されている。前記したガイド棒１７、１８は後述するように赤外線ヒータ１３を移動可能に保持する作用を果たすと共に一対のリング材１６、１６を連結して一体化するための連結棒を兼ねるものであり、ガイド棒１７は一方のセグメント１６ａ、１６ａに連結され、ガイド棒１８は他方のセグメント１６ｂ、１６ｂに連結されている。かくして、フレーム１１は全体がピン２０を支点として開閉可能な構造すなわちヒンジ開閉式構造となっている。リング材１６、１６の内径は、取り付けるべき管２の外径（被覆樹脂層２ｂの外径）にほぼ等しく定められている。これらの構成により、フレーム１１は単に管２の外周にリング材１６、１６をかぶせるように取り付けることで、管２にほぼ同心状に保持させることができる。
【００２２】
赤外線ヒータ１３は、赤外線（遠赤外線を含む）放射によって熱収縮性被覆材４を外面側から加熱するものであり、リング状の保持体２４の内面側に多数のヒータエレメント２５を取り付けた構成となっている。また、保持体２４の外面には放熱を抑えるために保温材２６を取り付けている。この赤外線ヒータ１３も、フレーム１１のリング材１６と同様に、装置の軸線方向に分割面を取った構造の二つのセグメント１３ａ、１３ｂからなる二つ割り構造となっており、そのセグメント１３ａ、１３ｂも、それぞれ一端をピン２８によって枢動可能に連結され、他端を、止めねじ等の固定金具２９によって連結可能な構造としている。赤外線ヒータ１３の上側のセグメント１３ａ及び下側のセグメント１３ｂにはそれぞれ、フレーム１１のガイド棒１７、１８に移動可能に保持されたスライダ３１が取り付けられており、このスライダ３１によって赤外線ヒータ１３がガイド棒１７、１８に移動可能に保持される。ここで、赤外線ヒータ１３の取付位置はリング材１６とほぼ同心状となるように定められており、フレーム１１を管２に取り付けることで、赤外線ヒータ１３を管２に対してほぼ同心状とすることができる。また、ピン２８の位置は、リング材１６のセグメント１６ａ、１６ｂを枢動可能に連結するピン２０と同一軸線上に配置されている。この構造により、赤外線ヒータ１３をフレーム１１と一体として開閉できる。
【００２３】
なお、赤外線ヒータ１３は、必ずしもフレーム１１と一体として開閉させる必要はなく、例えば、下側のガイド棒１８及びスライダ３１を省略し、フレーム１１と赤外線ヒータ１３を別個に開閉させる構成としてもよい。この場合、ガイド棒１８に代えて、左右のリング材１６、１６の下側のセグメント１６ｂ、１６ｂを連結して一体化させるための適当な連結棒を設けることが好ましい。また、図示の実施例ではガイド棒１７、１８に赤外線ヒータ１３を移動可能に保持させる手段としてガイド棒１７、１８を取り囲む構造のスライダ３１を用いているが、スライダ３１に代えてガイド棒１７、１８に沿って走行可能なコロ、ローラ等を用いても良い。赤外線ヒータ１３の多数のヒータエレメント２５には、該ヒータエレメント２５を発熱させる電源装置（図示せず）並びに温度制御装置（図示せず）が接続されている。ここで、多数のヒータエレメントは円周方向に複数組に分けられ、それぞれ独立して温度制御される構成となっており、これにより、熱収縮性被覆材４を円周方向に均一に昇温させることができる構成としている。
【００２４】
誘導加熱コイル１２は、鋼管２ａを誘導加熱するためのものであり、赤外線ヒータ１３の前段（熱収縮性被覆材の溶着操作の為に移動する際の移動方向に関して前段）に固定治具３２ａ、３２ｂによってほぼ同心状に取り付けられている。この誘導加熱コイル１２も装置の軸線方向に分割面を取った構造の二つのセグメント１２ａ、１２ｂからなる二つ割り構造となっており、各セグメント１２ａ、１２ｂの両端にはそれぞれ絶縁材からなる連結板３３ａ、３３ｂが各セグメント１２ａ、１２ｂを貫通させる形態で取り付けられており、連結板３３ａ、３３ｂをボルト３４で締め付けることで、上下のセグメント１２ａ、１２ｂの導通を取ることができる構成となっている。なお、この場合にも、一方の連結板３３ａ、３３ｂを適当なヒンジで連結し、上下のセグメント１２ａ、１２ｂを枢動させうる構成としてもよい。
【００２５】
誘導加熱コイル１２を取り付けるための固定治具３２ａ、３２ｂのうち、下側に配置された２個の固定治具３２ｂは、加熱溶着前の熱収縮性被覆材４を管２に対してほぼ同心状に支持する被覆材支持手段を兼ねるものであり、その内面（管２に面する面）の位置は、熱収縮性被覆材４を管２に対してほぼ同心状に支持しうるように定められている。また、その内面は熱収縮性被覆材４に対して容易に滑ることができるよう、フッ素樹脂等の低摩擦係数の材料で構成されている。他の固定治具３２ａは、固定治具３２ｂと同様に、熱収縮性被覆材４を管２に対して同心状に支持する構成としてもよいし、熱収縮性被覆材４に接触しないようにしてもよい。なお、固定治具３２ｂで被覆材支持手段を兼ねる代わりに、固定治具とは別個に、加熱溶着前の熱収縮性被覆材４を管２に対してほぼ同心状に支持しうる構造の部材を赤外線ヒータの前段に配置し、被覆材支持手段としてもよい。
【００２６】
図２、図７において、ガイド棒１８には、被覆材支持具３５が移動可能に取り付けられている。この被覆材支持具３５は、熱収縮性被覆材４を管２に対してほぼ同心状に支持しうる構造のものであり、これを誘導加熱コイル１２から離れた位置に位置させておくことで、熱収縮性被覆材４の全体を固定治具３２ｂと協同して管２に対してほぼ同心状に支持できる。
【００２７】
図１〜図８において、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を管の軸線方向に移動させる移動手段１４は、一対のリング材１６、１６に回転自在に保持されたボールねじ軸３６と、そのボールねじ軸３６を回転駆動するモータ３７と、赤外線ヒータ１３に取り付けられ、ボールねじ軸３６にかみ合うボールナット３８を備えており、モータ３７でボールねじ軸３６を回転させることで誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を同時に移動させることができる。なお、移動手段１４はこの構成に限らず、エアシリンダ等を用いた構造等適宜変更可能である。
【００２８】
更に、一対のリング材１６、１６のうち、溶着操作時の赤外線ヒータ１４の移動方向に関して後ろ側に位置するリング材１６には、二つ割り構造の熱遮蔽部材４１が取り付けられている。この熱遮蔽部材４１は、図８（ａ）に示すように、赤外線ヒータ１４がリング材１６に近接している時、その赤外線ヒータ１３と被覆すべき管２の間に位置し、赤外線ヒータ１３からの熱を遮断してその内側の樹脂被覆層２ｂを保護するためのものである。熱遮蔽部材４１の構造、材質等は、特に限定するものではないが、円筒状の金属板に水冷配管を沿わせた構造のものが、簡単な構造で熱遮断効果が大きいので好ましい。
【００２９】
次に、上記構成の加熱溶着装置１を用いた被覆操作を説明する。図９に示すように、樹脂被覆金属管２の鋼管２ａの端部同志を突き合わせ溶接接続し、鋼管２ａが露出している溶接接続部をケレンや脱脂にて清浄化する。その後、あらかじめ管２に通し、溶接接続部とは離れた位置に保持していたチューブ状の熱収縮性被覆材４（図８参照）を、溶接接続部に移動させる。
【００３０】
次に、図６に示すように、加熱溶着装置１を開いた状態で、管２の上に乗せ、次いで、加熱溶着装置１を閉じる。これにより、加熱溶着装置１が管２に保持された状態となる。この時の加熱溶着装置１の取り付け位置は図８（ａ）に示すように、両側のリング材１６、１６が樹脂被覆を施すべき溶接接続部３をはさむ位置となるようにしておく。また、赤外線ヒータ１３は熱遮蔽部材４１の外側となる位置とし、且つ誘導加熱コイル１２は、その支持固定治具３２ｂが熱収縮性被覆材４の一端を支える位置としておく。更に、被覆材支持具３５は、熱収縮性被覆材４を固定治具３２ｂとは反対側の端部近傍を支える位置としておく。これにより、管２の最大外径（樹脂被覆層２ｂの外径）よりも内径が大きい熱収縮性被覆材４の全長が管２に対してほぼ同心状に支持される。
【００３１】
この状態で赤外線ヒータ１３への通電を開始し、赤外線ヒータ１３を、熱収縮性被覆材４の加熱溶着操作を行うための所定の温度（例えば、表面温度が２５０〜３００°Ｃ程度、雰囲気温度が１２０〜１８０°Ｃ程度）に昇温させる。この昇温期間においても、赤外線ヒータ１３は熱線を放射しているが、その内面側に熱遮蔽部材４１が位置しているので、その内側の樹脂被覆層２ｂには熱線が到達せず、樹脂被覆層２ｂの熱劣化や変形が抑制される。そして、赤外線ヒータ１３が所定温度に昇温した後、誘導加熱コイル１２への通電を開始し、且つモータ３７を作動させて誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を矢印Ｃ方向に連続的に移動させる。これにより、まず、誘導加熱コイル１２がその内側に位置する鋼管部分を誘導加熱して、熱収縮性被覆材４の溶着に適した温度（例えば、６５〜１４０°Ｃ程度の範囲内、好ましくは、熱収縮性被覆材４の内面側の接着剤層の溶融温度よりも少し低い、９０°Ｃ程度）に予熱する。次いで、赤外線ヒータ１３が熱収縮性被覆材４を熱収縮可能な温度に加熱し、熱収縮性被覆材４の加熱された部分が熱収縮して樹脂被覆層２ｂ或いは鋼管２ａに接触し、その内面の接着剤層が赤外線ヒータ１３からの熱及び鋼管２ａからの熱によって加熱され、溶融する。かくして、図８（ｂ）に示すように、熱収縮性被覆材４の、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３の通過位置にある部分が熱収縮して管２の外面に溶着してゆく。そして、その溶着位置が誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３の移動と共に移動してゆくため、熱収縮性被覆材４は管２との界面の気泡を追い出しながら溶着してゆく。
【００３２】
この際、熱収縮する前の熱収縮性被覆材４は管２に対してほぼ同心状に支持され、赤外線ヒータ１３に対してもほぼ同心状となっているため、赤外線ヒータ１３によって円周方向に均一に加熱され、均一に熱収縮して管２の外周に溶着する。また、熱収縮性被覆材４が加熱された直後には、熱収縮を生じる前に若干垂れる傾向があるが、熱収縮性被覆材４は赤外線ヒータ１３の直前を固定治具３２ｂで支持されているため、加熱、軟化した部分が多少垂れても、その下の赤外線ヒータ１３に直接接触することはなく、これによって傷や焦げ跡が付くといったトラブルは生じない。かくして、熱収縮性被覆材４の良好な熱収縮及び溶着が行われる。また、熱収縮性被覆材４を、管２との界面の気泡を追い出しながら溶着してゆく際、管２の表面に凹凸があると気泡の抜けが悪くなり、特に、登り方向の凸部があると気泡が残ることが多いが、本実施例で使用している管２は樹脂被覆層２ｂの端面２ｃを小さい傾斜角度θとなるように傾斜させているので、気泡を良好に抜きながら溶着することができる。なお、金属管２ａの溶接部の外面に溶接ビードがある場合、そのビードの部分にも気泡が残りやすいので、そのビードの登り勾配も小さくなるようにしておくことが好ましい。
【００３３】
誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３が移動してゆき、被覆材支持具３５に突き当たる位置まで進行した後は、その被覆材支持具３５を押しながら移動を継続する。そして、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３が熱収縮性被覆材４の全長を通過すると、熱収縮性被覆材４の全長が熱収縮して管２の外面に溶着するので、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３への通電を停止し、加熱溶着装置１を管２から取り外す。以上により、被覆操作が終了する。
【００３４】
以上の操作において、熱収縮性被覆材４の内面の接着剤層は、外面側からの赤外線ヒータ１３による加熱及び誘導加熱コイル１２で予熱された鋼管２ａからの加熱によって加熱されるため、従来のように、外面側からの加熱のみの場合に比べて、接着剤層の加熱熱量を、外面側樹脂層の劣化等を伴わずに大きくすることができる。このため、接着剤層の厚さを従来に比べて厚くしても良好に加熱、溶融させることができ、熱収縮性被覆材４と管２の界面の隙間を良好に満たすことができる。しかも、溶着位置を管２に沿って移動させながら溶着操作を行っているので、気泡を追い出しながら溶着を行うことができ、熱収縮性被覆材４と管２の間に気泡を巻き込むことがほとんどなく、大きい接着強度を確保できる。
【００３５】
なお、以上の操作説明では、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を熱収縮性被覆材４に沿って一方向に１回移動させることで、熱収縮性被覆材４の熱収縮並びに溶着を行っているが、熱収縮性被覆材４の熱収縮並びに溶着を終わった後、再度、誘導加熱コイル１２及び赤外線ヒータ１３を移動させて管２に融着している被覆材４を再加熱してもよい。このような再加熱を行うと、接着剤層を再溶融して接着力を更に強化でき且つ被覆材の熱収縮を均一化できる等の効果が得られる。
【００３６】
上記実施例の加熱溶着装置１には、必要に応じ、その外周全体を覆う保護カバーを取り付けてもよい。保護カバーを取り付けておくと、加熱、溶着操作中に風などの影響をなくし、加熱条件を安定させることができるとか、接触による火傷やその他の事故を防止できる等の利点が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明の加熱溶着装置は、被覆すべき管を取り囲むように該管に装着可能なフレームに、誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを保持させ、その誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを移動手段によって管の軸線方向に移動させる構成としたことにより、管に対して熱収縮性被覆材を取り付けた後、その管に加熱溶着装置を取り付け、次いで誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを、通電した状態で移動手段によって熱収縮性被覆材の一端から他端に向かって移動させることができ、その移動中、誘導加熱コイルが管を誘導加熱し、赤外線ヒータが熱収縮性被覆材を外面側から加熱することで、熱収縮性被覆材を熱収縮させて管外面に密着させると共に内面の接着剤層を加熱、溶融させて管外面に接着させることができ、しかもその熱収縮及び溶着部位が管の軸線方向に移動してゆくため、被覆材と管との界面に気泡を巻き込むことがほとんどなく、被覆材をその全長に渡って熱収縮させて良好に管外面に接着させることができるという効果を有している。更に、この加熱溶着装置を用いることにより、従来行っていた手作業を大幅に削減できると共に熟練を必要とせず、しかも、加熱溶着装置を管に取り付けるに要するスペースがあれば狭い場所でも作業を行うことができる等の効果も有している。また、本発明の加熱溶着装置は、前記フレームを、同一軸線上に間隔を開けて配置された、管に取り付けるための一対のリング材と、該一対のリング材に両端を固定して且つ該リング材の中心軸線に平行に設けられた複数のガイド棒を有する構造とし、前記誘導加熱コイル及び赤外線ヒータを前記ガイド棒に移動可能に保持させる構成としたことにより、装置の構造を簡単化且つ軽量化できるといった効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る加熱溶着装置の概略斜視図
【図２】  図１に示す加熱溶着装置の概略断面図
【図３】  図１に示す加熱溶着装置の概略端面図
【図４】  図２のＡ−Ａ矢視図
【図５】  図２のＢ−Ｂ矢視図
【図６】  図１に示す加熱溶着装置を開いて管に取り付ける状態を示す概略端面図
【図７】  被覆材を支持するために用いる被覆材支持具の概略正面図
【図８】  （ａ）、（ｂ）は図１の加熱溶着装置の動作を説明する概略断面図
【図９】  被覆対象の管の一部を拡大して示す概略断面図
【符号の説明】
１  加熱溶着装置
２  管
２ａ  鋼管
２ｂ  樹脂被覆層
３  溶接接合部
４  熱収縮性被覆材
１１  フレーム
１２  誘導加熱コイル
１２ａ、１２ｂ  セグメント
１３  赤外線ヒータ
１３ａ、１３ｂ  セグメント
１４  移動手段
１６  リング材
１６ａ、１６ｂ  セグメント
１７  ガイド棒
１８  連結棒
２０、２８  ピン
２１、２９  固定金具
２４  保持体
２５  ヒータエレメント
２６  保温材
３２ａ  固定治具
３２ｂ  固定治具（被覆材支持手段）
３３ａ、３３ｂ  連結板
３５  被覆材支持具
３６  ボールねじ軸
３７  モータ
３８  ボールナット
４１  熱遮蔽部材
【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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