JP2003071387A - スパッタ捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バグフィルタを利用してもその破損を防止し
且つフイルタ交換作業の必要性を解消することができる
スパッタ捕集装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 局所排気装置２０に連結されている吸引
ダクト４の吸引開口部５にスワールベーン装置１が設け
られている。配管溶接部６の周辺２をグリーンハウス３
で囲閉して、溶接部６から空中に飛散するスパッタ７を
周辺空気と共に吸引開口部５から吸引し、スパッタ７の
混在する空気流８をスワールベーン装置１により旋回流
９に変えることによりスパッタ７が旋回流９から分離捕
集される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラント若
しくは火力プラントにおける配管溶接時に、溶接部から
空中に飛散するスパッタを捕集するスパッタ捕集装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、原子力プラント若しくは火力プラ
ントにおける配管溶接（溶断も含む）時に、溶接部から
空中に放射状にスパッタが飛散するが、放射能を帯びた
原子力プラント配管、あるいは、有害物の火力プラント
配管の場合、その施設周辺の清掃や清浄などが必要とな
る。そのため従来から、スパッタの飛散防止の手段とし
て、溶接部から飛散するスパッタを周辺空気と共に吸引
し、スパッタを粉塵として機械的ろ過方式により捕集し
て、吸引した空気だけを外部に排気する方法がとられて
いる。これは即ち、バグフィルタを備えた排気ファンで
スパッタが混在する空気を吸引し、フイルタ効果により
捕集する局所排気装置による方法である。また、別途手
段として、スパッタが混在する空気を吸引してスパッタ
を呼び込み、下降らせん気流（遠心力）を発生させて、
スパッタの自重と気流で、捕集容器に落とし込むことに
より捕集するサイクロン方式等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５に示されるよう
に、原子力プラントにおいて局所排気装置５７を使用し
た溶接部スパッタ捕集方法は、配管溶接作業場周辺をグ
リーンハウス５１で仮設囲閉し、溶接部５２から空中に
放射状に飛散するスパッタ５３を周辺空気と共に吸引で
きる位置において、これらスパッタ５３及び周辺空気を
吸引ダクト５４の開口部５５から吸引し、ダクト５４に
連結されたバグフィルタ５６のフィルタ効果によりスパ
ッタ５３を捕集するものである。ところが、この方法で
は、バグフィルタ５６が溶接部５２と近距離にあるの
で、高熱で溶断されたスパッタ５３が冷却されないまま
このバグフィルタ５６のフィルタに吸着される状態にあ
り、スパッタ５３の熱によりバグフィルタ５６のフィル
タが加熱されて破損する虞があった。また、バグフィル
タ５６はフィルタの目詰まりにより吸引力の低下を招く
ため、必然的にフィルタの交換作業等が生じ、これによ
り非効率的であるという問題があった。

【０００４】なお、図６に示すサイクロン方式による溶
接部スパッタ捕集方法は、スパッタ６２が混在する空気
をサイクロン６１内に吸引して空気流６３とし、サイク
ロン６１により下降らせん気流６４（遠心力）を発生さ
せて、スパッタ６２の自重と遠心力によりサイクロン６
１の下方部に設けたトレイ６５にスパッタ６２を落とし
込み捕集するものである。この方法では、サイクロン６
１の下方部が細く形成されているため過流の速度が速く
なり、スパッタ６２の分離は容易になるが圧損が大き
く、また、サイクロン装置本体が大きいため可動性が悪
く、スパッタの捕集に適切でないなどの課題があった。

【０００５】この発明は、このような問題点を解消する
ためになされたもので、バグフィルタを利用してもその
破損を防止し且つフイルタ交換作業の必要性を解消する
ことができるスパッタ捕集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】この発明に係るスパッタ
捕集装置は、スパッタを周辺空気と共に吸引してフィル
タに通すスパッタ捕集装置において、吸引した空気から
スパッタを捕集するための捕集手段をフィルタの上流側
に備えたものである。捕集手段は、スワールベーンケー
シングと、スワールベーン本体とを有し、スワールベー
ン本体は、扇型の２枚のベーンと、これら２枚のベーン
の下流側に所定角度だけ軸方向に回転して備えられる同
型の２枚のベーンとを含み、吸引した空気を旋回流に変
換してもよく、または、コーン翼ケーシングと、コーン
翼本体とを有し、吸引した空気をコーン翼本体に沿って
案内してもよい。さらに、捕集手段は、スワールベーン
本体またはコーン翼本体の下流側にオリフィスを備えて
いてもよく、スワールベーンケーシングまたはコーン翼
ケーシングの内面壁後方部にスパッタを受けるための捕
集受け皿を備えていてもよく、あるいは、捕集受け皿か
ら捕集されたスパッタを取出すためのトレイを備えてい
てもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１及び２を参照して、この発明の実施
の形態１に係るスパッタ捕集装置１０を説明する。図１
に示されるように、このスパッタ捕集装置１０は、スパ
ッタ７を周辺空気と共に吸引してフィルタに通すバグフ
ィルタ２０の上流側にさらに捕集手段を備えたもので、
捕集手段は、バグフィルタ２０に連結されている吸引ダ
クト４の吸引開口部５に設けられたスワールベーン装置
１から構成されている。配管溶接時（溶断も含む）にお
いては、配管溶接部６の周辺２をグリーンハウス３で囲
閉して、溶接部６から空中に飛散するスパッタ７を周辺
空気と共に吸引できる位置に吸引開口部５を近づけて吸
引し、スパッタ７の混在する空気流８をスワールベーン
装置１により旋回流９に変え、スパッタ７の自重と遠心
力によりスパッタ７は旋回流９から分離捕集され、スパ
ッタ７を取り除かれた空気はバグフィルタ２０により排
気されるように構成されている。

【０００８】図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、スワ
ールベーン装置１は、扇形の４枚のベーン１３、１４、
１５、１６を有するスワールベーン本体と、これらを収
容するスワールベーンケーシング１１とにより構成され
ている。このケーシング１１の中央に設けられた固定軸
１２に、スワールベーン装置１断面の略四半分に相当す
る２枚のベーン１３、１４が相対するように固定されて
おり、さらに、この２枚のベーン１３，１４の下流側に
同型の２枚のベーン１５、１６が８分の１周だけ軸方向
に回転されて固定されている。これら４枚のベーン１
３、１４、１５、１６により空気流８を旋回流９に変
え、スパッタ７が分離された後の空気はスワールベーン
本体下流側中央に設けられたオリフィス１９を通過する
ように形成されている。また、旋回流９から分離された
スパッタ７を受ける捕集受け皿１７がスワールベーンケ
ーシング１１の内面壁後方部に設けられており、この捕
集受け皿１７から捕集されたスパッタ７を取出すための
トレイ１８がケーシング１１の下部に設けられている。

【０００９】以上の構成を有するスパッタ捕集装置１０
を原子力プラントの配管溶接に適用すると、次のような
効果が期待できる。溶接部６から放射状に飛散するスパ
ッタ７を周辺空気と共に吸引し、吸引ダクト４の吸引開
口部５に設けたスワールベーン装置１により、吸引した
空気流８を旋回流９とし、旋回流９に混在しているスパ
ッタ７の自重と遠心力により分離捕集する手段としたこ
とにより、溶接部６とバグフィルタ２０が近距離にあっ
ても、高熱で飛散するスパッタ７がバグフィルタ２０の
フィルタに吸着されることがなくなる。したがって、ス
パッタ７の熱によりフィルタが加熱されることがなく、
バグフィルタ２０の破損を防止することができる。ま
た、スパッタ７がバグフィルタ２０に達する前に荒い粉
塵として捕集されるため、フイルタの目詰まりによる吸
引力の低下及び圧損が回避することが可能となり、これ
によりフイルタの交換作業等が省ける。また、本発明に
よるスパッタ捕集装置は、従来の局所排気装置を利用し
た方法であるため、コスト的にもスワールベーン装置の
製作費だけで安価に対応することができる。

【００１０】また、スワールベーン本体は、スワールベ
ーンケーシング１１の中央に設けられた固定軸１２に、
扇形の２枚のベーン１３、１４を固定し、さらに、これ
ら２枚のベーン１３、１４の下流側に所定角度だけ軸方
向に回転された同型の２枚のベーン１４、１５とを固定
して形成されているため、効率のよい旋回流９が得ら
れ、高熱を帯びたスパッタの自重と遠心力により、スパ
ッタは旋回流９から容易に分離される。また、スパッタ
が分離された旋回流９はスワールベーン本体の下流側中
央に設けられたオリフィス１９を通過することにより、
この旋回流９の速度を早めて排気することができ、旋回
流９からのスパッタ７の分離を助長している。また、ス
パッタ７が取り除かれた空気がバグフィルタ２０により
排気されるため、フイルタの目詰まりによる交換作業も
少なくて済む。さらに、旋回流９から分離されたスパッ
タ７を受ける捕集受け皿１７をスワールベーンケーシン
グ１１の内面壁後方部に設けていることにより、スワー
ルベーンケーシング１１内面壁に寄せられたスパッタを
容易に捕集することができる。また、捕集受け皿１７か
ら捕集されたスパッタ７を取出すトレイ１８を設けてい
ることにより、捕集されたスパッタ７をリアルタイムに
廃棄可能である。

【００１１】実施の形態２．次に、図３及び４を参照し
て本発明の実施の形態２に係るスパッタ捕集装置３０を
説明する。図３に示されるように、このスパッタ捕集装
置３０は、スパッタ２７を周辺空気と共に吸引してフィ
ルタに通すバグフィルタ４０の上流側にさらに捕集手段
を備えたもので、捕集手段は、バグフィルタ４０に連結
されている吸引ダクト２４の吸引開口部２５に設けられ
たコーン翼装置２１から構成されている。配管溶接（溶
断も含む）時には、配管溶接部２６の周辺をグリーンハ
ウス２３で囲閉し、吸引ダクト２４の吸引開口部２５を
溶接部２６から空中に飛散するスパッタ２７を周辺空気
と共に吸引できる位置に近づけて吸引し、コーン翼本体
２８によりスパッタ２７が混在する空気２２は、コーン
翼本体２８の外縁部に案内されてこの外縁部を折り返す
空気流２９となり、外縁部を折り返す際にスパッタ２７
に遠心力が働くことにより空気流２９からスパッタ２７
が分離する。空気流２９から分離したスパッタ２７は、
コーン翼ケーシング３１の内壁に衝突して捕集されるよ
うに構成されている。

【００１２】図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、コ
ーン翼装置２１は、コーン翼ケーシング３１と、コーン
翼本体２８と、このケーシング３１の中央にコーン翼本
体２８を固定するための複数の固定翼３２とを備えてお
り、また、スパッタ２７を取り除かれた空気流２９はコ
ーン翼ケーシング３１の下流側の中央に設けたオリフィ
ス３４を通過するように形成されている。また、コーン
翼ケーシング３１の内面壁後方部にスパッタ２７の捕集
受け皿３７が設けられている。さらに、捕集受け皿３７
から捕集されたスパッタ２７を取出すためのトレイ３８
がケーシング３１の下方部に設けられている。

【００１３】以上の構成を有するスパッタ捕集装置３０
を原子力プラントの配管溶接に適用すると、次のような
効果が期待できる。空中に飛散したスパッタ２７を周辺
空気と共に吸引し、スパッタ２７は空気流２９がコーン
翼本体２８の外縁部を折り返す際に遠心力を受けて空気
流２９から分離され、コーン翼ケーシング３１の内壁に
当たって、捕集受け皿３７に集積され、トレイ３８から
取出し廃棄される。また、空気流２９から分離されたス
パッタ２７を捕集受け皿３７に集積し、捕集したスパッ
タ２７をトレイ３８から取出すことにより、スパッタ２
７をリアルタイムに廃棄可能であり、作業性の向上が期
待できる。その他の作業効果については、実施の形態１
と同様の効果が得られる。

【００１４】以上のように、実施の形態１及び２では原
子力プラントに適用されたスパッタ捕集装置について説
明したが、火力プラント施設における同様な作業条件下
の配管溶接（溶断を含む）においても、有効利用が可能
である。なお、実施の形態１及び２では、スワールベー
ン装置またはコーン翼装置の吸引開口部を横向きに設置
して垂直配管の溶接作業を行う様子を示しているが、こ
のほか、水平配管、斜め配管など配管現場における作業
状況により、上下左右いずれの方向からでもスパッタを
捕集することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のスパッ
タ捕集装置は、吸引した空気からスパッタを捕集するた
めの捕集手段をフィルタの上流側に備えたので、バグフ
ィルタを利用してもその破損を防止し且つフイルタ交換
作業の必要性を解消することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るスパッタ捕集
装置を概略的に示す図である。

【図２】 実施の形態１で用いられたスワールベーン装
置を示し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はＡ−Ａ方向か
ら見た正面図である。

【図３】 実施の形態２のスパッタ捕集装置を概略的に
示す図である。

【図４】 実施の形態２で用いられたコーン翼装置を示
し、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ方向から見た
正面図である。

【図５】 従来の局所排気装置を利用したスパッタ捕集
装置を示す図である。

【図６】 従来のサイクロンを利用したスパッタ捕集装
置を示す図である。

【符号の説明】

１ スワールベーン装置、４，２４ 吸引ダクト、５，
２５ 吸引開口部、６，２６ 溶接部、７，２７ スパ
ッタ、８，２９ 空気流、９ 旋回流、１０，３０ ス
パッタ捕集装置、１１ スワールベーンケーシング、１
２，３２ 固定軸、１３，１４，１５，１６ ベーン、
１７，３７ 捕集受け皿、１８，３８トレイ、１９，３
４ オリフィス、２０，４０ バグフィルタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタを周辺空気と共に吸引してフィ
   ルタに通すスパッタ捕集装置において、 吸引した空気からスパッタを捕集するための捕集手段を
   フィルタの上流側に備えたことを特徴とするスパッタ捕
   集装置。
2. 【請求項２】 前記捕集手段は、スワールベーンケーシ
   ングと、スワールベーン本体とを有するスワールベーン
   装置であり、スワールベーン本体は、扇型の２枚のベー
   ンと、これら２枚のベーンの下流側に所定角度だけ軸方
   向に回転して備えられる同型の２枚のベーンとを含み、
   スワールベーン装置により吸引した空気を旋回流に変換
   することを特徴とする請求項１に記載のスパッタ捕集装
   置。
3. 【請求項３】前記捕集手段は、コーン翼ケーシングと、
   コーン翼本体とを有するコーン翼装置であり、このコー
   ン翼装置により吸引した空気をコーン翼本体に沿って案
   内することを特徴とする請求項１に記載のスパッタ捕集
   装置。
4. 【請求項４】 前記捕集手段は、さらにスワールベーン
   本体またはコーン翼本体の下流側にオリフィスを備えた
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のスパッタ捕
   集装置。
5. 【請求項５】 前記捕集手段は、さらにスワールベーン
   ケーシングまたはコーン翼ケーシングの内面壁後方部に
   スパッタを受けるための捕集受け皿を備えたことを特徴
   とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のスパッタ捕
   集装置。
6. 【請求項６】 前記捕集手段は、さらに前記捕集受け皿
   から捕集されたスパッタを取出すためのトレイを備えた
   ことを特徴とする請求項５に記載のスパッタ捕集装置。