本發(fā)明涉及使用高頻感應(yīng)加熱法進(jìn)行配管的熱處理的熱處理方法、以及在該熱處理方法中使用的裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)在配置于被加熱物的周圍的線圈中流通有交流電流時，在線圈的周圍產(chǎn)生磁場，并且在因交流電流而變化的磁場中，因電磁感應(yīng)而在被加熱物的表面附近產(chǎn)生高密度的渦電流。利用該渦電流的焦耳熱使被加熱物的表面發(fā)熱。高頻感應(yīng)加熱法利用了該加熱原理。

以往，公知使用高頻感應(yīng)加熱法進(jìn)行配管的熱處理(例如，淬火、退火等熱處理)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了使用高頻感應(yīng)加熱法進(jìn)行配管系統(tǒng)的熱處理的裝置。

對于高頻感應(yīng)加熱法，只要在配管的熱處理區(qū)域的外表面隔著隔熱材料等卷繞高頻感應(yīng)加熱線圈就能夠進(jìn)行熱處理。因此，具有無需切斷組裝于大型設(shè)備等的配管就能夠以現(xiàn)場配置的狀態(tài)直接對配管的一部分進(jìn)行熱處理的優(yōu)點(diǎn)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-195522號公報

但是，在以現(xiàn)場配置直接使用高頻感應(yīng)加熱法對配管的一部分進(jìn)行熱處理的情況下，在熱處理中被加熱后的配管內(nèi)的高溫空氣在配管內(nèi)移動，同時常溫的空氣也會從其他部位進(jìn)入。因此，存在在配管的熱處理區(qū)域中產(chǎn)生溫度不均，或者消耗能量增加的問題。

例如，在沿上下方向配置的配管的熱處理中，由于在熱處理中被加熱后的配管內(nèi)的空氣變輕而上升，常溫的空氣從下方流入，因此容易產(chǎn)生低溫部。

另外，在沿水平方向配置的配管的熱處理中，由于在配管內(nèi)加熱后的高溫空氣向上方移動，周圍的常溫空氣向下方流入，因此容易產(chǎn)生溫度不均。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的課題，本發(fā)明的至少一實(shí)施方式的目的在于，通過簡易且低成本的機(jī)構(gòu)在配管的熱處理中消除熱處理區(qū)域的溫度不均，并且抑制消耗能量。

用于解決課題的手段

(1)本發(fā)明的至少一實(shí)施方式所涉及的配管的熱處理方法包括：第一工序，從形成于配管的至少一個開孔將由撓性材料構(gòu)成且能夠通過擴(kuò)展用流體的供給而擴(kuò)展的至少一個擴(kuò)展體插入到所述配管的內(nèi)部，使所述至少一個擴(kuò)展體位于所述配管的熱處理區(qū)域的至少一側(cè)；

第二工序，從形成于所述配管的至少一個開孔經(jīng)由插入到所述配管的內(nèi)部的具有撓性的供給管向所述至少一個擴(kuò)展體供給所述擴(kuò)展用流體，利用擴(kuò)展后的所述至少一個擴(kuò)展體在所述熱處理區(qū)域的至少一側(cè)將所述配管的內(nèi)部堵塞；以及

第三工序，在通過所述至少一個擴(kuò)展體將所述配管的內(nèi)部堵塞的狀態(tài)下，向配置在所述配管的熱處理區(qū)域的周圍的高頻感應(yīng)加熱線圈通電，對所述配管的熱處理區(qū)域進(jìn)行熱處理。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(1)，通過第一工序以及第二工序?qū)崽幚韰^(qū)域的至少一側(cè)的配管內(nèi)部堵塞。由此，能夠阻止配管內(nèi)空氣流，消除熱處理區(qū)域的配管內(nèi)高溫空氣的流出與來自熱處理區(qū)域外的常溫空氣的流入。其結(jié)果為，能夠抑制在第三工序(熱處理工序)中熱處理區(qū)域的配管的溫度不均以及熱損失。

另外，通過應(yīng)用高頻感應(yīng)加熱法，無需切斷配備于大型設(shè)備等的配管就能夠在現(xiàn)場配置的情況下進(jìn)行熱處理。

需要說明的是，在此“撓性材料”包括像橡膠那樣具有伸縮性或者彈性的材料。

另外，在此“開孔”指的是形成于配管的檢查孔、排水孔、排氣孔等開孔。

另外，若利用耐熱性材料構(gòu)成擴(kuò)展體，則能夠針對熱處理區(qū)域的高溫氣氛提高擴(kuò)展體的耐久性。

(2)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)的基礎(chǔ)上，

所述配管沿上下方向配置，

所述至少一個擴(kuò)展體僅包括一個擴(kuò)展體，

在所述第一工序中，將所述一個擴(kuò)展體配置在所述熱處理區(qū)域的上方。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(2)，由于在熱處理區(qū)域的上方通過擴(kuò)展體堵塞配管，因此，阻止了熱處理區(qū)域的配管內(nèi)被加熱而變輕的高溫空氣的上升。同時，由于還消除了下方的常溫空氣的上升，因此能夠防止熱處理區(qū)域的配管的溫度不均、熱損失。

(3)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)的基礎(chǔ)上，

所述至少一個擴(kuò)展體包括兩個擴(kuò)展體，

在所述第一工序中，將所述兩個擴(kuò)展體配置在所述配管的熱處理區(qū)域的兩側(cè)，

在所述第二工序中，利用擴(kuò)展后的所述兩個擴(kuò)展體在所述配管的熱處理區(qū)域的兩側(cè)將所述配管的內(nèi)部堵塞。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(3)，由于能夠在熱處理區(qū)域的兩側(cè)將配管內(nèi)流路堵塞，因此能夠完全防止熱處理區(qū)域的高溫空氣的流出以及常溫空氣的流入。因此，能夠進(jìn)一步有效地防止熱處理區(qū)域的配管的溫度不均以及熱損失的產(chǎn)生。

需要說明的是，作為在配管內(nèi)流路中將擴(kuò)展體配置于期望位置的方法，例如，能夠采用利用配管內(nèi)的空氣流、或者從形成于配管的多個開孔中選擇位于適當(dāng)位置的開孔，從該開孔插入擴(kuò)展體而將擴(kuò)展體配置在期望位置的方法。

(4)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)～(3)中任一方的基礎(chǔ)上，

所述至少一個擴(kuò)展體通過由撓性材料構(gòu)成的中空體構(gòu)成，

使用冷卻液作為所述擴(kuò)展用流體，

在所述第三工序的期間，向所述至少一個擴(kuò)展體連續(xù)供給所述擴(kuò)展用流體，另一方面，經(jīng)由從形成于所述配管的至少一個開孔插入到所述配管的內(nèi)部的具有撓性的排出管，從所述至少一個擴(kuò)展體排出所述擴(kuò)展用流體。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(4)，通過相對于擴(kuò)展體的內(nèi)部連續(xù)供給以及排出擴(kuò)展用流體，能夠利用擴(kuò)展用流體將擴(kuò)展體冷卻。因此，即便是缺乏耐熱性的擴(kuò)展體，也能夠相對于從熱處理區(qū)域傳遞的熱量而保持耐久性。另外，通過使用冷卻液能夠提高冷卻效果。因此，也能夠使用沒有耐熱性的擴(kuò)展體。需要說明的是，從排出管排出的冷卻液能夠在進(jìn)行冷卻后循環(huán)利用。

(5)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)～(4)中任一方的基礎(chǔ)上，

在所述至少一個擴(kuò)展體上安裝有多個磁鐵，該多個磁鐵能夠在所述至少一個擴(kuò)展體擴(kuò)展時吸附于所述配管。

所述多個磁鐵例如安裝在擴(kuò)展體擴(kuò)展時成為最大直徑且與配管的內(nèi)壁接觸的部位，在所述第二工序中，利用所述多個磁鐵將擴(kuò)展體的成為最大直徑的部位吸附于配管的內(nèi)壁。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(5)，由于能夠利用所述多個磁鐵的磁力減少配管與擴(kuò)展體間的間隙，因此能夠提高配管的堵塞性能。

(6)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(1)～(5)中任一方的基礎(chǔ)上，

在所述擴(kuò)展體上安裝有隔熱構(gòu)件，該隔熱構(gòu)件在所述至少一個擴(kuò)展體擴(kuò)展時配置在所述擴(kuò)展體與所述配管之間。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(6)，即便因從處理區(qū)域傳遞的熱量而使配置有擴(kuò)展體的配管內(nèi)壁被加熱，也能夠保護(hù)擴(kuò)展體不受配管的熱量的影響。因此，也能夠使用沒有耐熱性的擴(kuò)展體。

(7)用于直接實(shí)施本發(fā)明的熱處理方法的本發(fā)明的至少一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置具備：

高頻感應(yīng)加熱線圈，其能夠配置在配管的熱處理區(qū)域的周圍；

至少一個擴(kuò)展體，其由撓性材料構(gòu)成，能夠從形成于所述配管的至少一個開孔插入到所述配管的內(nèi)部，并且能夠通過擴(kuò)展用流體的供給而擴(kuò)展從而在所述配管的熱處理區(qū)域的至少一側(cè)將所述配管的內(nèi)部堵塞；

供給管，其具有撓性，能夠從形成于所述配管的至少一個開孔插入到所述配管的內(nèi)部，并且能夠向所述至少一個擴(kuò)展體供給所述擴(kuò)展用流體；以及

擴(kuò)展用流體供給部，其經(jīng)由所述供給管向所述擴(kuò)展體供給所述擴(kuò)展用流體。

在所述結(jié)構(gòu)(7)中，在熱處理工序之前，所述擴(kuò)展體以及所述供給管從存在于所述配管的開孔插入到配管的內(nèi)部，擴(kuò)展體在配管內(nèi)流路中配置在配管的熱處理區(qū)域的至少一側(cè)。并且，向配置于配管的擴(kuò)展體供給擴(kuò)展用流體而使擴(kuò)展體擴(kuò)展，由此堵塞配管。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(7)，能夠阻止配管內(nèi)的氣體的流動，防止熱處理區(qū)域的配管內(nèi)的空氣的更換。因此，能夠抑制熱處理區(qū)域外的配管內(nèi)常溫空氣的流入所導(dǎo)致的溫度不均的產(chǎn)生、以及熱處理區(qū)域的配管內(nèi)高溫空氣的流出所導(dǎo)致的熱損失。

(8)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)的基礎(chǔ)上，

所述配管的熱處理裝置還具備多個磁鐵，該多個磁鐵安裝于所述至少一個擴(kuò)展體，且在所述擴(kuò)展體擴(kuò)展時能夠吸附于所述配管。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(8)，由于通過所述多個磁鐵的磁力能夠減少配管與擴(kuò)展體間的間隙，因此能夠提高配管的堵塞性能。

(9)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)或(8)的基礎(chǔ)上，

所述配管的熱處理裝置還具備至少一個隔熱材料，該至少一個隔熱材料安裝于所述至少一個擴(kuò)展體，在所述至少一個擴(kuò)展體擴(kuò)展時配置在所述至少一個擴(kuò)展體與所述配管之間。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(9)，即便因從熱處理區(qū)域傳遞的熱量而使配置有擴(kuò)展體的配管內(nèi)壁被加熱，也能夠保護(hù)擴(kuò)展體不受配管的熱量的影響。因此，也能夠使用沒有耐熱性的擴(kuò)展體。

(10)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(9)的基礎(chǔ)上，

所述至少一個隔熱構(gòu)件具有撓性并且具有環(huán)形狀，

所述至少一個隔熱構(gòu)件在所述至少一個擴(kuò)展體擴(kuò)展時，在直徑方向上分離的兩個位置固定于所述至少一個擴(kuò)展體。

在所述結(jié)構(gòu)(10)中，由于所述隔熱構(gòu)件具有撓性，因此能夠伴隨著擴(kuò)展體的擴(kuò)展動作而進(jìn)行擴(kuò)展。因此，容易在擴(kuò)展前的狀態(tài)向開孔插入，并且能夠在擴(kuò)展后緊貼配置成擴(kuò)展體的表面形狀。

(11)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)～(10)中任一方的基礎(chǔ)上，

所述至少一個擴(kuò)展體通過由撓性材料構(gòu)成的中空體構(gòu)成。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(11)，通過利用中空體構(gòu)成擴(kuò)展體，能夠利用供給到擴(kuò)展體的內(nèi)部的擴(kuò)展用流體的壓力增加擴(kuò)展體的膨脹效率，并且能夠增大配管內(nèi)流路中的擴(kuò)展體的保持力。

(12)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(7)～(10)中任一方的基礎(chǔ)上，

所述至少一個擴(kuò)展體包括能夠擴(kuò)展的擴(kuò)展片、以及多個連結(jié)桿，

所述多個連結(jié)桿分別具有與所述擴(kuò)展片的周邊部連結(jié)的一端部、以及與所述供給管的前端側(cè)連結(jié)的另一端部，以使得所述擴(kuò)展片擴(kuò)展成降落傘狀。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(12)，通過連結(jié)桿提高擴(kuò)展片的剛性，并且使擴(kuò)展片擴(kuò)展成降落傘狀，由此能夠通過擴(kuò)展片保持配管內(nèi)流路的隔斷性能。

此外，若在擴(kuò)展片與連結(jié)桿的連接部安裝磁鐵，則能夠進(jìn)一步提高擴(kuò)展片帶來的配管的堵塞性能。

(13)在若干實(shí)施方式中，在所述結(jié)構(gòu)(12)的基礎(chǔ)上，

所述配管的熱處理裝置還具有安裝于所述擴(kuò)展片的骨架，

所述骨架由形狀記憶合金構(gòu)成，在常溫下能夠彎曲成可從所述配管的至少一個開孔插入的大小，并且在所述配管的熱處理的溫度帶中能夠?qū)⑺鰯U(kuò)展片展開成可將所述配管的內(nèi)部堵塞的大小。

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)(13)，能夠利用所述骨架提高擴(kuò)展片的剛性，并且能夠可靠地進(jìn)行擴(kuò)展片朝向配管內(nèi)的插入與配管內(nèi)的展開所帶來的配管的堵塞。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的至少一實(shí)施方式，能夠通過簡易且低成本的機(jī)構(gòu)在配管的熱處理中消除熱處理區(qū)域的溫度不均，并且抑制消耗能量。

附圖說明

圖1是簡要示出應(yīng)用于沿上下方向配置的配管的本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是簡要示出應(yīng)用于沿水平方向配置的配管的所述熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是簡要示出應(yīng)用于沿上下方向配置的配管的本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖6是簡要示出能用于沿上下方向配置的配管的本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是配置于配管內(nèi)流路的擴(kuò)展片的俯視說明圖。

圖8是簡要示出應(yīng)用于沿水平方向配置的配管的圖6所示的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖9是應(yīng)用于沿上下方向配置的配管的本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖10是簡要示出應(yīng)用于沿水平方向配置的配管的圖9所示的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖11是簡要示出圖9所示的熱處理裝置的又一使用例的結(jié)構(gòu)圖。

圖12是簡要示出應(yīng)用于沿上下方向配置的配管的本發(fā)明的又一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖13是沿圖12中的A-A線的簡要剖視圖。

圖14的(A)～(C)是依次示出圖12所示的氣球的膨脹過程的說明圖，(A)示出萎縮狀態(tài)，(B)示出膨脹中途的狀態(tài)，(C)示出膨脹狀態(tài)。

圖15的(A)是簡要示出擴(kuò)展片以及骨架的一個例子的主視圖，(B)是(A)中的B方向的向視圖。

圖16的(A)是簡要示出擴(kuò)展片以及骨架的另一例的主視圖，(B)是(A)中的C方向的向視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的若干實(shí)施方式進(jìn)行說明。但是，作為實(shí)施方式而記載的或者附圖所示的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等不旨在將本發(fā)明的范圍限定于此，僅是說明例。

例如，對于“在某方向上”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同軸”等表示相對或絕對的配置的表述而言，嚴(yán)格來說不僅表示這樣的配置，也表示具有公差或能夠得到相同功能的程度的角度、距離而相對位移的狀態(tài)。

例如，對于“相同”、“相等”以及“均質(zhì)”等表示物體均等狀態(tài)的表述而言，嚴(yán)格來說不僅表示均等狀態(tài)，也表示存在公差或能夠得到相同功能的程度的差異的狀態(tài)。

例如，對于四邊形狀、圓筒形狀等表示形狀的表述而言，不僅表示在幾何學(xué)上嚴(yán)格意義下的四邊形狀、圓筒形狀等形狀，也表示在能夠獲得相同效果的范圍內(nèi)含有凹凸部、倒角部等的形狀。

另一方面，對于“具有”、“配備”、“具備”、“包括”或者“有”一個構(gòu)成要素的表述而言，并不是排除其他構(gòu)成要素的存在的排他性表述。

根據(jù)圖1說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，成為熱處理對象的配管P沿上下方向配置。在配管P的外周面的整個區(qū)域卷繞有隔熱材料，形成隔熱材料層I。在配管P的熱處理區(qū)域R中，構(gòu)成熱處理裝置10A的高頻感應(yīng)加熱線圈12以埋設(shè)于隔熱材料層I的狀態(tài)卷繞成螺旋狀。在熱處理區(qū)域R的配管軸方向外側(cè)，例如，作為焊接部檢查用而在配管P的隔壁上預(yù)先形成有檢查孔h，在檢查孔h安裝有檢查用插塞14。

熱處理裝置10A除了高頻感應(yīng)加熱線圈12之外還包括插入到配管內(nèi)流路的作為擴(kuò)展體的兩個氣球16、與氣球16連接的撓性管18、以及設(shè)置在配管P的外部的空氣泵20。

氣球16由橡膠等具有伸縮性以及耐熱性的材料構(gòu)成，具有能夠向內(nèi)部供給空氣a的中空部。

兩個氣球16以萎縮的狀態(tài)從檢查用插塞14插入到配管內(nèi)，分別配置在熱處理區(qū)域R的兩側(cè)的配管內(nèi)流路s2、s3中。

作為在配管內(nèi)流路將氣球16配置于期望位置的方法，例如，能夠采用利用在配管P內(nèi)形成的空氣流的方法、或者從形成于配管P的多個開孔h中選擇位于適當(dāng)位置的檢查孔，從該檢查孔插入氣球16，利用配管P內(nèi)的空氣流將氣球16配置于期望位置的方法。

接下來，從空氣泵20經(jīng)由撓性管18向氣球16的內(nèi)部供給空氣a。利用所供給的空氣使氣球16膨脹，切斷配管內(nèi)流路s2、s3，并且供給空氣直至利用供給到氣球16的內(nèi)部的空氣的壓力使氣球16穩(wěn)定地被配管P的隔壁夾持。達(dá)到該狀態(tài)后停止從空氣泵20供給空氣。

接下來，使高頻的交流電流在高頻感應(yīng)加熱線圈12中流動，對熱處理區(qū)域R進(jìn)行熱處理。

根據(jù)本實(shí)施方式，由于在熱處理之前，在熱處理區(qū)域R的配管內(nèi)流路s1的配管軸向兩側(cè)利用氣球16隔斷配管內(nèi)流路s2、s3，因此能夠在熱處理工序中阻止配管P內(nèi)的空氣的流動。因此，能夠防止因熱處理而形成為高溫的高溫空氣Ah從配管內(nèi)流路s1上升而向配管內(nèi)流路s2流出，并且能夠防止配管內(nèi)流路s3的常溫空氣Ac從下方向配管內(nèi)流路s1流入。

因此，在熱處理中，能夠防止在配管內(nèi)流路s1產(chǎn)生低溫部位，能夠抑制在配管P的熱處理區(qū)域R產(chǎn)生溫度不均。另外，能夠防止與高溫空氣Ah的流出相伴的熱損失。

此外，通過應(yīng)用高頻感應(yīng)加熱法，無需切斷配管P從設(shè)置位置移動就能夠在保持設(shè)置的狀態(tài)下直接進(jìn)行熱處理。

圖2示出將熱處理裝置10A應(yīng)用于沿水平方向配置的配管P的情況的實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，也將萎縮狀態(tài)的兩個氣球16從檢查用插塞14插入，進(jìn)行與所述實(shí)施方式相同的操作，利用兩個氣球16隔斷配管內(nèi)流路s2、s3。之后，進(jìn)行配管P的熱處理區(qū)域R的熱處理。

在本實(shí)施方式中，由于也將熱處理區(qū)域R的配管內(nèi)流路s1相對于配管內(nèi)流路s2、s3完全隔斷，因此能夠防止存在于配管內(nèi)流路s1的高溫空氣Ah的流出與常溫空氣Ac朝向配管內(nèi)流路s1的流入。因此，能夠在熱處理工序中防止產(chǎn)生配管P的熱處理區(qū)域R的溫度不均，并且防止配管內(nèi)流路s1的與高溫空氣Ah的流出相伴的熱損失。

圖3進(jìn)一步示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，使用熱處理裝置10A對沿上下方向配置的配管P進(jìn)行熱處理。在該實(shí)施方式中，將一個氣球16從檢查用插塞14插入到配管內(nèi)流路，配置在位于熱處理區(qū)域R的上方的配管內(nèi)流路s2中。然后，在通過與所述實(shí)施方式相同的操作將配管內(nèi)流路s2堵塞之后，進(jìn)行熱處理區(qū)域R的配管P的熱處理。

在本實(shí)施方式中，由于能夠利用氣球16阻止配管內(nèi)流路s1的高溫空氣Ah的上升，因此能夠防止常溫空氣Ac從下方侵入配管內(nèi)流路s1。因此，能夠防止配管P的熱處理區(qū)域R的溫度不均的產(chǎn)生、熱損失。另外，由于僅使用一個氣球16，因此能夠降低熱處理裝置10A的成本。

圖4示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，使用具有水泵22的熱處理裝置10B，從水泵22經(jīng)由撓性管18向插入到配管內(nèi)流路s1的氣球16供給冷卻水c。熱處理裝置10B的其他結(jié)構(gòu)與熱處理裝置10A相同。

在本實(shí)施方式中，插入到配管內(nèi)流路s的氣球16的數(shù)量可以是一個或者兩個。需要說明的是，在圖4中省略了配管P、高頻感應(yīng)加熱線圈12等的圖示。

根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用比重比與氣體大的冷卻水作為擴(kuò)展用流體，因此能夠增加氣球16的重量。因此，能夠克服配管內(nèi)流路的壓力變動使氣球16穩(wěn)定地壓接于配管內(nèi)壁。此外，由于能夠利用冷卻水c冷卻氣球16，因此即便氣球16不由耐熱性材料構(gòu)成，也能夠保護(hù)氣球16不受在熱處理區(qū)域R產(chǎn)生的熱量的影響。

圖5示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。本實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置10C的撓性管18包括供給用的撓性管18a與排出用的撓性管18b。并且，從空氣泵20或者水泵22經(jīng)由供給用管18a向氣球16連續(xù)供給空氣a或者冷卻水c。供給至氣球16的空氣a或者冷卻水c經(jīng)由排出用管18b連續(xù)地向外部排出。其他操作與所述實(shí)施方式相同地進(jìn)行，使氣球16膨脹而使配管內(nèi)流路s1與他配管內(nèi)流路隔斷。需要說明的是，也可以將從排出用管18b排出的冷卻水c冷卻而再利用。

在本實(shí)施方式中，通過向氣球16連續(xù)地供給空氣a或者冷卻水c，能夠利用空氣或者冷卻水的冷卻效果冷卻氣球16。因此，能夠保護(hù)氣球16不受在熱處理區(qū)域R產(chǎn)生的熱量的影響，并且能夠相應(yīng)地將氣球16接近熱處理區(qū)域R而配置，因此能夠抑制熱量從熱處理區(qū)域R擴(kuò)散，能夠減少熱處理所需的能量消耗。

圖6示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。本實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置10D具備由耐熱性的纖維構(gòu)成的圓形或半球形的耐熱布30作為擴(kuò)展體。在耐熱布30的周邊部以等間隔連接有多個連結(jié)桿32的一端，這些連結(jié)桿32的另一端集中連接于撓性管18的一個位置。連結(jié)桿32能夠利用小徑且具有剛性的金屬棒構(gòu)成。需要說明的是，也可以代替剛性的連結(jié)桿32而使用具有耐熱性和柔軟性的繩狀體的連結(jié)桿。撓性管18的前端配置為朝向耐熱布30的中央開口。熱處理裝置10D的其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的熱處理裝置10A相同。

在本實(shí)施方式中，將兩個耐熱布30以折疊狀態(tài)從檢查用插塞14插入到配管內(nèi)流路，分別配置在配管內(nèi)流路s1的配管軸向兩側(cè)的配管內(nèi)流路s2、s3。兩個耐熱布30均配置為撓性管18位于配管內(nèi)流路s1側(cè)。耐熱布30的朝向、位置的控制例如能夠通過圖7所示的機(jī)構(gòu)控制。在圖7中，在耐熱布30的周邊部四處以等間隔連接有由耐熱性材料構(gòu)成的繩34。繩34的另一端從檢查用插塞14向配管P的外部導(dǎo)出。并且，根據(jù)耐熱布30的朝向、位置在配管P的外部適當(dāng)?shù)剡x擇并拉動四根繩34，并調(diào)整拉伸量。

接下來，從空氣泵20經(jīng)由撓性管18向耐熱布30的內(nèi)部供給空氣a。耐熱布30通過供給的空氣a擴(kuò)展至周邊部與配管內(nèi)壁接觸，將配管內(nèi)流路s2、s3堵塞。之后，使高頻的交流電流在高頻感應(yīng)加熱線圈12中流動，對配管P的熱處理區(qū)域R進(jìn)行熱處理。

在熱處理工序開始之前，利用從撓性管18供給的空氣a將耐熱布30的周邊部按壓于配管內(nèi)壁，保持耐熱布30的形狀。

例如，也可以在熱處理開始后，在檢查用插塞14上設(shè)置蓋(未圖示)，將配管內(nèi)流路s1密閉。這樣一來，配管內(nèi)流路s1成為密閉空間，當(dāng)該密閉空間的壓力增高時，利用該壓力也能夠保持耐熱布30的形狀。

在本實(shí)施方式中，通過利用耐熱部30隔斷配管內(nèi)流路s1的兩側(cè)，能夠防止配管P的熱處理區(qū)域R的溫度不均與熱損失。

另外，通過使耐熱布30擴(kuò)展成降落傘狀，能夠利用配管內(nèi)流路s1的壓力保持耐熱布30的形狀。此外，能夠利用與耐熱布30的周邊部連接的連結(jié)桿32提高耐熱布30的剛性，維持?jǐn)U展?fàn)顟B(tài)。

圖8是使用熱處理裝置10D對沿水平方向配置的配管P進(jìn)行熱處理的實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，也在熱處理工序之前通過與圖6所示的實(shí)施方式相同的操作使耐熱布30擴(kuò)展，將配管內(nèi)流路s1的兩側(cè)的配管內(nèi)流路s2、s3堵塞。由此，能夠防止配管P的熱處理區(qū)域R的溫度不均與熱損失。

圖9以及圖10分別示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。該實(shí)施方式中使用的熱處理裝置10E在耐熱布30與多個連結(jié)桿32的連接部還安裝有永磁鐵35，其他結(jié)構(gòu)與熱處理裝置10D相同。

在本實(shí)施方式中，在使耐熱布30在配管內(nèi)流路s2、s3中擴(kuò)展之后，利用永磁鐵35的吸附力使耐熱布30的周邊部吸附于配管內(nèi)壁。

因此，能夠提高耐熱布30的降落傘形狀的保持力、以及配管內(nèi)流路s2、s3的堵塞效果。需要說明的是，圖9是對沿上下方向配置的配管進(jìn)行熱處理的實(shí)施方式，圖10是對沿水平方向配置的配管進(jìn)行熱處理的實(shí)施方式。

圖11示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，使用熱處理裝置10E且使用一個耐熱布30對沿上下方向配置的配管P進(jìn)行熱處理。耐熱布30在與連結(jié)桿32連接的連接部安裝有多個永磁鐵35。將一個耐熱布30配置于比熱處理區(qū)域R靠上方的配管內(nèi)流路s2。在將耐熱布30配置于配管內(nèi)流路s2的規(guī)定位置之后，利用空氣泵20經(jīng)由撓性管18向耐熱布30的內(nèi)部噴射空氣a，使耐熱布30擴(kuò)展并堵塞配管內(nèi)流路s2。

在本實(shí)施方式中，不將配管內(nèi)流路s1的下方的配管內(nèi)流路s3堵塞，但通過將配管內(nèi)流路s2堵塞，能夠防止存在于配管內(nèi)流路s1的高溫空氣Ah的上升，并且能夠防止配管內(nèi)流路s3的常溫空氣流入配管內(nèi)流路s1。

圖12～圖14示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，使用作為插入到配管內(nèi)的擴(kuò)展體具有兩個氣球16的熱處理裝置10F。

氣球16在擴(kuò)展至最大直徑時的赤道位置附著有由隔熱材料構(gòu)成的兩條隔熱帶36。兩條隔熱帶36呈帶狀且具有撓性，并且氣球16在擴(kuò)展至最大直徑時均形成為半圓形，合起來形成為圓形。兩條隔熱帶36各自的兩端粘合在所述赤道位置。兩條隔熱帶36的形狀預(yù)先確定為，合起來配置在擴(kuò)展后的氣球16的赤道位置整周上。隔熱帶36的材質(zhì)例如由陶瓷纖維、玻璃棉、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯、發(fā)泡橡膠(FEF)等構(gòu)成。特別是，優(yōu)選具有伸縮性的發(fā)泡橡膠等。

熱處理裝置10F除了在氣球16上附著隔熱帶36的結(jié)構(gòu)以外與圖1所示的熱處理裝置10A相同。

在上述結(jié)構(gòu)中，兩個氣球16以萎縮狀態(tài)從檢查用插塞14插入配管內(nèi)流路，分別配置在配管內(nèi)流路s2、s3。

如圖14所示那樣，在配管內(nèi)從撓性管18向兩個氣球16的內(nèi)部供給空氣a，氣球16緩緩膨脹。隨著氣球16的膨脹，隔熱帶36也擴(kuò)展，當(dāng)氣球16膨脹至與配管內(nèi)壁接觸時，隔熱帶36與氣球16的赤道部表面的整周緊貼。

然后，如圖12以及圖13所示那樣，氣球16以隔著隔熱帶36與配管內(nèi)壁接觸的狀態(tài)利用內(nèi)部的氣壓與配管內(nèi)壁壓接，并且氣球16處于不與配管內(nèi)壁直接接觸的狀態(tài)。

這樣一來，在本實(shí)施方式中，由于在熱處理工序中氣球16不直接與配管內(nèi)壁接觸，因此能夠保護(hù)氣球16不受形成為高溫的配管P的熱量的影響。

需要說明的是，也可以將圖9～圖11中使用的多個永磁鐵35局部安裝于本實(shí)施方式的隔熱帶36。由此，能夠增加氣球16與配管內(nèi)壁的附著力，能夠提高配管內(nèi)流路s2、s3的隔斷效果。

或者，也可以在圖6～圖8所示的實(shí)施方式或者圖9～圖11所示的實(shí)施方式中，在耐熱布30的周邊部安裝有本實(shí)施方式的隔熱帶36。由此，能夠進(jìn)一步提高耐熱布30的耐熱性，能夠保護(hù)耐熱布30不受配管P從熱處理區(qū)域R接收的熱量的影響。

圖15以及圖16分別示出本發(fā)明的又一實(shí)施方式。這些實(shí)施方式是在耐熱布30擴(kuò)展時，為了使耐熱布30可靠地擴(kuò)展成降落傘狀而在耐熱布30設(shè)置有剛性的骨架的例子。

在圖15所示的例子中，在耐熱布30的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有多個剛性的金屬桿結(jié)合成雨傘狀或放射狀而構(gòu)成的骨架40。

在圖16所示的例子中，在耐熱布30的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有剛性的金屬桿以螺旋狀彎折而成的骨架42。

骨架40、42由形狀記憶合金構(gòu)成，在常溫下能夠如雙點(diǎn)劃線所示那樣折疊成那個從檢查用插塞14插入的大小，在配管P的熱處理工序的溫度帶中將耐熱布30展開成能夠?qū)⑴涔軆?nèi)流路堵塞的大小。

這樣一來，通過在熱處理工序之前將耐熱布30以折疊狀態(tài)從檢查用插塞14插入，在熱處理工序中使骨架40、42展開，由此輔助耐熱布30的擴(kuò)展。另外，由于在熱處理工序之后，熱處理區(qū)域R變成常溫，從而骨架40或者骨架42輔助耐熱布30縮小成雙點(diǎn)劃線的狀態(tài)，因此能夠?qū)⒛蜔岵?0容易地從檢查用插塞14取出。另外，通過在耐熱布30上設(shè)置骨架40或者骨架42，能夠提高耐熱布30的剛性。

需要說明的是，在所述任一實(shí)施方式中，均利用檢查孔h將擴(kuò)展體插入到配管的內(nèi)部，但也可以利用檢查孔以外的開孔，例如排水孔、排氣孔等開孔。

另外，也可以將至此說明的各實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而用作熱處理裝置，或者實(shí)施熱處理工序。

工業(yè)實(shí)用性

根據(jù)本發(fā)明的至少一實(shí)施方式，能夠通過簡易且低成本的機(jī)構(gòu)在配管的熱處理時消除熱處理區(qū)域的配管的溫度不均，并且能夠抑制消耗能量。

附圖標(biāo)記說明

10A、10B、10C、10D、10E、10F 熱處理裝置

12 高頻感應(yīng)加熱線圈

14 檢查用插塞

16 氣球(中空體)

18 撓性管

18a 供給用管

18b 排出用管

20 空氣泵(擴(kuò)展用流體供給部)

22 水泵(擴(kuò)展用流體供給部)

30 耐熱布(擴(kuò)展片)

32 連結(jié)桿

34 繩

35 永磁鐵

36 隔熱帶

40、42 骨架

Ah 高溫空氣

Ac 常溫空氣

I 隔熱材料層

P 配管

R 熱處理區(qū)域

a 空氣(擴(kuò)展用流體)

c 冷卻水(擴(kuò)展用流體)

h 檢查孔(開孔)

s1、s2、s3 配管內(nèi)流路