JP3783105B2 - パイプの内面をコーティングするための装置 - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は、パイプ、特に、復水器および熱交換器の冷媒パイプの内側をプラスチック混合物でコーティングするための装置に関するものである。
発明の背景
例えば電気エネルギーを発生させるためのプラントにおいて用いられる復水器に、腐食徴候、特に浸蝕を防止するプラスチックコーティングを施すことが知られている。パイプの根元およびそこから延出する冷媒パイプは、非常に多くの外的影響、特に機械的、化学的および電気機械的歪みを受ける。
機械的歪みは、冷媒によって運ばれる例えば砂のような固体粒子に起因する。さらに、冷却媒体と復水されるべき水蒸気との間の１００℃を超え得る温度差は、特に冷媒パイプの巻回された領域に歪みを導く膨脹の原因となる。
化学的歪みは例えば塩、アルカリ性または酸性物質の含有量というような冷却媒体の性質に起因する。冷却の目的で使用される海水または著しく汚染された川の水の腐食作用は特に注意しなければならないことが知られている。
電気機械的な、または電流発生による腐食は、金属の境界面、特にパイプの根元から冷媒パイプへの遷移領域における電流発生要素の形成によって発生し、この腐食は、例えば海水のような導電性液体によって著しく助長される。
さらに、復水器の使用可能性は、藻の形成等の望ましくない物質の堆積によって損なわれ、特に腐食徴候によって発生する荒れによって助長される。このことは、腐食および堆積形成の発生点がますます多くなることから、腐食徴候および堆積が復水器の寿命短縮が加速されることを意味する。
そこで、早くから、復水器を耐腐食性プラスチック材料でコーティングすることがなされた。特に、エポキシ樹脂の厚い被膜が用いられる。
初めに、パイプの根元自体のみが主としてコーティングされたが、これはパイプにおける腐食徴候および堆積の形成に含まれる問題点を解決するものではない。後になって、パイプの入口および出口もコーティングされて特に危険にさらされる遷移領域を保護した。上述の形式のものの測定が例えば英国特許１１２５１５７号、ドイツ国実用新案第１９３９６６５号、ドイツ国実用新案第７７０２５６２号、ヨーロッパ特許公開第０２３６３８８号およびヨーロッパ特許出願９４ １０６３０４号から知られている。
しかしながら、冷媒パイプの完全なコーティングのみが長期間に亘る腐食防止と長寿命とを保証することができることが判明している。しかし、時にはパイプの長さおよび径の小ささを考慮しなければならないので、特に、上記堆積と腐食徴候の発生点が生じるのを少なくするために、上記コーティングが極度に一様になるように考慮しなければならないので、このような冷媒パイプの内部のコーティングには大きな問題がある。同時に、プラントの稼働休止時間を最短にするために、コーティングは本来の場所で、かつ極めて短時間に施すことが可能でなければならない。数千本のパイプを備えた復水器における冷媒パイプの数の多さを考慮すると、コーティングのやり方は極めて自動的でかつ標準化されなければならない。
発明の開示
上記問題点に鑑みて、本発明は、冷媒パイプに対し、高度に一様な被膜を極めて迅速に施す装置を提供するという課題に基づいてなされたものである。
この問題は、パイプの内側、特に復水器の冷媒パイプの内側をプラスチック混合物でコーティングするための装置によって解決され、この装置は、コーティング材料を運び吐出するための供給ユニットと、この供給ユニットによって運ばれたコーティング材料を塗布するための塗布ユニットと、コーティング材料の供給とパイプの内壁への噴出とを監視し制御するためのコントロールユニットとを備え、上記塗布ユニットは、コーティングされるべきパイプに取り付けられる先端部材を備えたガイドチューブと、塗布ノズルを備えた塗布チューブとを有し、塗布チューブは、ガイドチューブ内で案内され、かつ先端部材によってコーティングされるべきパイプ内に導入されるように構成されている。
本発明の装置は、冷媒パイプの内側の迅速、一様でかつ大いに標準化されたコーティングを施すために特に設計されている。本発明は、適当に清潔にされ用意されたパイプに順次プラスチックコーティングを施すことを可能にし、これによって、長さ数メートルのパイプにおける一本あたりの最大コーティング時間を数分にすることを可能にする。また、パイプの一部分のみに、例えば両端領域にコーティングを施すことも、あるいは、例えば下地層、主層およびカバー層の形で、材料の異なる数種類の層を塗布することも直ちに可能である。
上記塗布チューブは、その全長に亘って、したがってコーティングされるべきパイプの全長に亘って、所定の速度で上記ガイドチューブを通って繰出しおよび巻戻しされるように構成されていることが望ましい。高圧塗布に対しては、上記塗布チューブが耐圧性を有する必要があり、また、コーティングされるべきパイプ内に繰り出されるのを保証するのに十分な硬さが要求されるが、この硬さは一般の耐圧性チューブが備えているものである。
本発明の装置は、エアレスガンスプレー用として設計され、上記塗布チューブおよびスプレーノズルもこれに応じた設計がなされていることが望ましい。非流動塗膜が引っ張り跡または摺り跡によって損なわれないことを保証するために、スプレーノズルは、コーティング材料の塗布が上記塗布チューブの巻戻し動作中に行なわれるように設計されている。パイプの内壁からの距離を一様に保つために、スプレーノズルの領域に間隔部材を設けてもよい。コーティングのために、上記ノズルは、パイプの内壁に対して適切な角度をもって方向づけられたスプレー材料の中空円錐を生じることが望ましい。
本発明の装置の操作、特に塗布チューブの操作を容易にするために、ガイドチューブに回転ジョイントを介して連結されかつ先端部材に取り付けられたハンドガンがガイドチューブの一端に配置されていることが好ましい。先端部材の中心を通って案内される塗布チューブがパイプ内に直接入ることができるように、上記ハンドガンは、先端部材をパイプの端部に押し付けるように用いられることができる。パイプの開口部に適合するために、上記先端部材は、一方では芯合わせを容易にし、他方では径の異なるパイプへの適合を容易にする丸いあるいは卵型の形状を有することが望ましい。ハンドガンに連結された先端部材は、間隔部材としての役目と、パイプ内に所定の長さに亘って進入する塗布チューブの固定点としての役目とを同時に果たす。
ノズルに粒子が詰まるのを防止するために、また材料の流れを大した遅れもなく遮って、塗布作業の終りにおけるコーティング材料の流動の持続を防止するためのチェックバルブとして、細かいフィルターが塗布チューブ内に、特にスプレーノズルの直ぐ近くに配置されることが好ましい。
上記ハンドガンは、少なくとも動作指令、すなわち少なくとも塗布チューブに対する繰出し・巻戻し工程の開始指令および少なくとも塗布工程に対する開始指令を与えるための機能的コントロールユニットを備えていることが好ましい。しかしながら、同時に、特別な場合に、塗布工程全体に亘って手動制御が可能なように、自動動作から手動動作に切り替える機能的手動コントロールユニットを備えていることが望ましい。
本発明の装置は、例えば動作圧力が５〜５００バール、特に１０〜２５０バールの高圧の下で塗布が行なわれるように設計されている。このことは、吸引ポンプからスプレーノズルまでのすべての機能部品および配管がかかる圧力に耐え得るように設計されなければならないことを意味し、この目的のために必要な部品は知られておりかつ市販されている。
供給ユニットの領域には、供給容器から吸引される粗い粒子を除かれたコーティング材料を引き渡すために、粗いフィルターが吸引ポートまたは吸引チューブ内に配置されることが望ましい。フィードポンプは、スプレー材料が吐出されている間は材料のフィードを確実にする逆圧依存ピストンポンプであることが望ましい。このピストンポンプは、同時に、装置の動作に必要な塗布圧力を形成する。
フィードポンプからスプレーノズルまでの材料搬送路には、コーティング材料をさらに濾過するためのダブル接続フィルター装置とともにチェックバルブが設けられていることが望ましい。２個のフィルター装置は並列に接続され、汚れ表示器として役立ち得る圧力差監視装置を備えている。圧力差はコントロールユニットを介して監視され、コントロールユニットは、測定セルを用いて値を表示し、材料の流れを監視し、フィルターの接続を制御する。かくして、材料の流れは長期間に亘って保証可能で、フィルターの汚れは発見され表示されて、コーティング工程を正しく終了させることができ、コーティング工程を早期に中断させる必要がなくなる。
本発明の装置の個々の部品は、これを直ちに交換することができるように、すべての側でコック、望ましくはボールバルブによってしっかり締められること明らかである。
フィルターユニットと測定セルとを備えた供給ユニットから、材料が、内部で塗布チューブがドラム上に巻かれていることが望ましい塗布ユニットに対し、耐圧性チューブを介して直接導かれる。ドラムは、コントロールユニットによって指令を介して作動される電気モーターによって駆動可能である。塗布チューブは、動作状態に応じて、ドラムから繰り出され、あるいはドラムに巻き戻され、これによって、ガイドチューブをドラム上に直接取り付けられる。
本発明の装置の第３ユニットは、特に吸引量・吐出量および圧力を監視し、制御し、かつ表示するためのコントロールユニットである。コントロールユニットは、プラントの操作性およびスムーズな運転を確保する。コントロールユニットは、塗布チューブのフィード長さ、フィード速度および巻戻し速度に関して、かつスプレーの速度および吐出量に関してプログラム設定可能であることが望ましく、これによって、プログラムにはオペレータによって停止させることができ、上述のように、プラントが手動動作に切り替えられる。手動動作に切り替えられても、中央監視ユニットは、その任務、すなわち吸引・吐出工程および圧力の監視と制御を継続する。
特に、材料の吐出と組み合わせて塗布チューブのフィード長さおよびその巻戻し速度のプログラム設定を可能にすることにより、多量の冷媒パイプが標準化された態様で迅速かつ信頼性をもってコーティングされることを可能にする。
本発明の装置は可動構造になっていることが好ましく、その結果、装置が容易に使用場所に移動してその場所の所定位置に持ち来されることができる。コントロールユニットと供給ユニットとは、耐圧性供給チューブを介して塗布ユニットに連結された、および随意的にケーブル接続を介して手動コントローラに連結された１つの可動ユニットに組み合わせることが望ましい。ここで、コントロール・供給ユニットと、塗布ユニットとを、材料供給チューブで互いに連結された別個のドリー（１５）上に配置するようにできる。コントロール・供給ユニットと塗布ユニットとの間の供給チューブは任意の長さにすることができる。このことは、比較的敏感なコントロール・供給ユニットを塗布ユニットから一定の距離だけ離して動作させることができ、省スペースのために、またプラントのより敏感な部品を防護するためにも望ましい。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面を通じてより綿密に明らかにされるであろう。
第１図は、供給ユニットの流体回路図である。
第２図は、塗布ユニットを示す。
第３図は、塗布ユニットのためのハンドガンを示す。
発明の好ましい実施の形態
第１図によれば、供給ユニットＶは、引き渡されるべきコーティング材料を収容容器１からポンプ３によって吸引する吸引チューブ２を備えている。チューブ２は耐圧性を備えておらず、例えば１９mmの直径を有する。
ポンプ３は、圧力によって材料を吸引し、かつ供給するための空気作動の複動ピストンポンプである。このポンプは、逆圧に依存して自動的に動作し、すなわち例えばコーティング工程の開始によりスプレー材料が排出されるときにのみ材料の供給が生じる。出力は例えば０バールにおいて２７リットル／分で十分であり、５００バール以上の圧力が即座に得られる。
上記ピストンポンプは、引き渡された材料を、例えば直径１０mmの耐圧性配管４とチェックバルブ５とダブルフィルターユニット１１ａ／１１ｂのボールバルブ６とを経由してフィードする。チェックバルブ５とボールバルブ６との間には、空気圧ボールバルブ７および圧力調整器付き背圧調整集合体８を経由して材料収容容器に通じる戻し配管９が存在する。
ダブルフィルターユニット１１ａ／１１ｂは、圧力差を中央コントロールユニットを介して監視することができる２個の圧力センサ１０ａ／１０ｂによって構成されている。圧力差の監視は、フィルターのための汚れ表示器によって定期的に行なわれ、一方のフィルターが目詰まりすると、直ちに他方のフィルターに切り換えることができ、またコーティング工程の終了を適切に早期に測定することができる。上記フィルターユニットは、ボールバルブ６ａ／１２ａおよび６ｂ／１２ｂの動作によって問題なく交換することができる。例えば歯車測定セルまたは超音波測定セルのような市販の測定セル１３により、中央コントロールユニットによる材料の流れの信頼性の高い測定と監視と表示とが可能になり、中央コントロールユニットは、差圧測定と、測定セルからの測定値と、ポンプ３の出力との評価によってコーティング工程を制御するために必要なデータを得る。
測定セル１３から引き渡された材料は、配管１４を経由して第２図による塗布ユニットＡに流入する。
塗布ユニットＡは、複数のローラ１６を備えたドリー１５上に配置される。ドリー１５上に取り付けられたドラム１７は、モータ１９の力で巻き付けられ、解かれる塗布チューブ１８を収容する。材料は、供給装置の配管１４に接続されたフィードポート２０を経由して供給される。材料は、フィードポート２０からロータリージョイントを経由して塗布チューブ１８内に入り、そこから塗布ノズルへ向かって流れる。
塗布チューブ１８は、ドラムからガイドチューブ２１（図示は省略）内を通って案内される。上記ガイドチューブは、ドラム１７の上部領域における繰出し口２２上に位置決めされ、塗布チューブ１８が巻き付けられかつ解かれるときの塗布チューブの水平方向の移動に追従できるように、繰出し口２２は、固定のガイド機構２３上の案内摺動子２５によって案内される。モーター１９に結合された駆動機構２４は、繰出し・巻戻し運動に同期して案内摺動子２５をガイドチューブ繰出し口２２とともに移動させる。上記繰出し・巻戻し運動は、ガイド機構２３の両端に配置されたリミットスイッチによって終了させることができる。
第３図は、回転ジョイント２６を介してハンドガン２７に連結されたガイドチューブ２１を備えた実際の塗布装置を示す。ハンドガン２７は、独立ハンドル２８上に設けられた機能的手動コントローラを備え、「自動制御」「手動によるチューブ前進」、「手動によるチューブ後退」および「手動によるスプレー開始」の機能を有する。ハンドガンの前端には、パイプの端部に取り付けられる卵型の先端部材２９がある。塗布チューブ１８の端部は中心孔から突出し、チューブ自体はスプレーノズル３０で終端している。
ハンドガン上の機能的手動コントローラには、上述の機能以外に、中央コントローラを動かすための他のコントロール要素を含ませることも可能である。
本発明の装置は、小径で比較的長いパイプをコーティングするのに特に適していることが証明された。それについて、塗布チューブを毎秒０．５〜５ｍの速度で走らせることが望ましいことが証明された。２０ｍまたは３０ｍの長さの塗布チューブは容易に得られる。
この装置は、１５〜２５０バールの範囲の圧力で動作させられることが望ましい。
供給装置と塗布装置とが互いに分離している場合には、両者間の距離は１０ｍ以下にすべきである。ガイドチューブ自体は１０ｍ以上の長さにすることができるが、ガイドチューブの長さは塗布チューブの動作長さよりも短くなるように配慮しなければならない。内部領域の平滑さを除けば、ガイドチューブの材質に関する特別の必要条件はない。
中央コントロールユニットは、圧力と、プラントにおける全体の材料の流れと、必要であれば、コーティング材料の吸引量および吐出量とを監視する。さらに、塗布チューブの走り状態、例えば、繰出し長さ、繰出し速度、巻戻し速度、および塗布チューブが繰り出された後に終点に達したときにコーティング材料の吐出に関する塗布チューブの動作を中央コントロール装置を用いて制御することが好ましい。
特に、中央コントロールユニットは、必要な時間に亘って一定の圧力での材料の一定の流動を保証するのに役立つ。すなわち、塗布工程が信頼性をもって完了されるべき塗布工程の間に起こり得る乱れを表示するのにも役立つ。上記差圧の監視については、流れの監視と同様に上述されている。また、コーティング材料の塗布開始と終了も、所定のプログラムを用いた中央コントロールユニットと、塗布工程を中断することができるハンドガンのオペレータとの双方によって決定することができる。
動作時には、清浄にされ予め処理されたパイプに、上述の装置が、オペレータによりハンドガンの先端部材を介して位置決めされ、その後、キーの押下げにより、ノズルを備えた塗布チューブのパイプ内への繰出しが生じる。パイプの長さ、したがって塗布チューブの繰出し長さは、中央コントロールユニットが前進運動を自動的に止めるように予めプログラムされる。終点に達すると、中央コントロールユニットあるいはオペレータのいずれかによって、塗布チューブの戻り運動とともにコーティング工程が開始され、その結果、塗布チューブはパイプの進入口に向かって所定の速度で戻り、その間に所定量のコーティング材料が供給される。先端部材に達すると、コーティング工程が自動的に、あるいはオペレータの手動で中断される。
上記コーティングは数層に施すことができ、各層は、化学的架橋構造が得られるように、なおも活性な下層の表面に施される。本発明の装置は、順次の操作による多層コーティングに適しており、それによって、用いられたレジンの粘性がなくなるまで、ポットライフと硬化時間に留意しなければならない。
場合によっては、コーティングを施す前に、低粘性で腐食窪みや腐食穴に浸透する下地材料を清浄にされた表面に対し広くにスプレーすることが望ましいことが証明されている。かくして、表面の平坦化と、凹凸に対する適合と、層の良好な接着性とを一緒に得ることができる。本発明の装置は、下地層の塗布のためにも用いることができる。
本発明のための好ましい材料は、アミン硬化剤とともに用いられる冷間硬化エポキシレジンである。本発明の装置はこのような材料の搬送とスプレーに適している。これらのレジン合成物は、通常の充填剤および染料、硬化剤、安定化剤、および所望とされる特性、特に加工性および耐久性を確保するための他の通常の添加物を含む。これら添加物の粒子のサイズは、材料の流路に配置されたフィルター装置を容易に通過することができるように選択されなければならない。どの場合においても、これらは、他の目的にも使用し得る通常のプラスチック混合物であり、本発明の装置にとって重要なことは、プラスチック材料の硬化の形式ではなく、耐腐食性と硬化後の弾性である。エポキシレジンのほかにも、これらの要求に適合する冷間硬化プラスチック混合物を用いることもできる。しかしながら、エポキシ・アミン組織は、復水器チューブのコーティングのために従来から好ましいとされてきた。
冷媒パイプ内のコーティングは、それが連続的でなく、かつ数層を含む場合には、コーティングが徐々に平らになるように、層間でテーパーをなすようにしなければならない。下側の層が上側の層によって完全に覆われるように、冷媒パイプ内へさらに深く入って、裸の金属を外面の層で覆うことが望ましい。この外面の層はまた、下側の層よりもさらに外側で塗布を開始することができる。本発明の装置は、スプレーノズルが復水器チューブ内のいかなる所望の所定長さに亘っても進入せしめられるのを可能にするので、特にこの変形コーティングに好適である。

Claims (15)

1. コーティング材料を運び吐出するための供給ユニット（Ｖ）と、該供給ユニットによって運ばれた前記コーティング材料を塗布するための塗布ユニット（Ａ）と、コーティング材料の供給とパイプの内壁への噴出とを監視し、制御するためのコントロールユニットとを備え、
   前記塗布ユニット（Ａ）は、ガイドチューブ（２１）、コーティングされるべきパイプに取り付けられる先端部材（２９）、および塗布ノズル（３０）を備えた塗布チューブ（１８）を有し、
   該塗布チューブは、前記ガイドチューブ（２１）の内部で案内され、かつ前記先端部材（２９）を通してコーティングされるべきパイプ内に導入されるように構成されており、前記先端部材（２９）は、間隔部材として設計され、かつコーティングされるべきパイプの端部に取り付けられるように丸い形状あるいは卵型形状を有し、前記ガイドチューブ（２１）は、回転ジョイント（２６）を介して前記先端部材（２９）が取り付けられたハンドガン（２７）に接続され、前記塗布チューブ（１８）が、前記ハンドガン（２７）および前記先端部材（２９）を通って案内されることを特徴とする、パイプの内側をプラスチックでコーティングするための装置。
2. 前記塗布チューブ（１８）は、コーティングされるべきパイプの全長に亘って、前記ガイドチューブ（２１）を通って繰り出され、巻き戻されるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記塗布チューブ（１８）は、その巻き戻し動作中に塗布を行なうように設計されたエアレス・スプレイノズル（３０）を備えた高圧エアレス・スプレーチューブであることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. フィルターエレメントとチェックバルブとが前記塗布チューブ（１８）の前記スプレーノズル（３０）の領域に設けられてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記ハンドガン（２７）が機能的手動コントローラ（２８）を備えてなることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 動作圧力が５〜５００バールの範囲内に設計されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の装置。
7. 動作圧力が１０〜２５０バールの範囲内に設計されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の装置。
8. 前記供給装置が、粗いフィルターを備え、逆圧に依存して動作するポンプ（３）に接続された吸引チューブ（２）を備えてなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の装置。
9. 前記供給ユニットが、前記塗布ユニット（Ａ）に対して材料を供給するための領域（４／１４）にチェックバルブ（５）と二重接続フィルター装置（１１ａ／１１ｂ）を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の装置。
10. 前記塗布チューブ（１８）のためのモーター駆動チューブドラム（１７）が前記塗布ユニット（Ａ）の領域に設けられてなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項記載の装置。
11. コーティング材料の吸引・吐出量と動作圧力とを監視し調整するコントロールユニットが設けられてなることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項記載の装置。
12. 前記コントロールユニットは、前記塗布チューブ（１８）の繰出し長さ、繰出し速度および巻戻し速度に関してプログラム設定可能であることを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 前記コントロールユニットは、コーティング材料のスプレー速度およびスプレー量に関してプログラム設定可能であることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 前記装置が可動構造になっていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項記載の装置。
15. コントロール・供給ユニット（Ｖ）と、塗布ユニット（Ａ）とが、材料供給チューブ（１４）で互いに連結された別個のドリー（１５）上に配置されてなることを特徴とする請求項１４記載の装置。

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