JPH018730Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本発明は、蒸気タービンなどの高中圧ケーシン
グの水平継手などで使用されている大口径ボルト
を焼締めあるいは分解する際に用いる改良したガ
ス式ボルトヒータに関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般にボルトによる締付力は、ナツトを締めて
いくことでボルトに弾性伸びを与えてその弾性力
によつて得ようとするものであるが、蒸気タービ
ンで用いられる大口径のボルトは、剛性が高くナ
ツトを締めていくだけでは必要な伸びが得られな
い。このため、ボルトに熱を与えて必要な伸びを
与えておきナツトを締め、冷却の際のボルトの縮
みを抱来することによつて必要締付力を得る方法
が採られている。また緩める際にも同様な方法を
行つている。

このボルトの加熱に用いられるのがボルトヒー
タである。ボルトヒータは電気式のものとガス式
のものが一般的に使われている。電気式のもの
は、シーズ管などの発熱体に通電して発熱させる
もので、ガス式のものはガスの燃焼によつてボル
トに熱を与えるものである。電気式ボルトヒータ
は、取り扱い易いが、ボルトを加熱するのに時間
を要し、通常２時間程度かゝる。一方ガス式のも
のは、アセチレンなどの可燃ガスを用いるもの
で、取り扱いにくい点があるが、発熱量が大きい
ので、電気式に比べて半分程度の時間でボルトの
加熱ができる。但し、ボルトヒータ本体の寿命が
極めて短く、電気式ボルトヒータの使用できない
限られた場合に使用されるにすぎなかつた。

１台の蒸気タービンでは、加熱を要求するボル
トの本数が100本〜200本もあり、ガス式ヒータの
全面的使用が可能になれば、それによつて節約で
きる時間が大きい。このような理由で、通常の工
具と同程度に長期使用に充分耐えられるガス式ボ
ルトヒータの開発が大いに期待されている。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、連続的な使用によつても火炎
にさらされるフレームガイドの溶融が生ぜず、非
貫通のボルトヒータ用穴を持つボルトに対しても
連続的に使用できるガス式ボルトヒータを提供す
るにある。

〔考案の概要〕

本考案によるガス式ボルトヒータは、高温にさ
らされるフレームガイドの溶融を防ぐために、入
口部からの内面を滑らかな先細形状としてその表
面にセラミツク溶射を施こし、非貫通ボルトヒー
タ用穴にプラグ挿入して発熱管の長さを調整でき
るように構成したことを特徴とするものである。

〔考案の実施例〕

以下本考案を図面に示す実施例について説明す
る。まず本考案のガス式ボルトヒータを示す第１
図において、ケーシング・フランジ１はボルト２
およびナツト３によつて締めつけられる。ボルト
２にはボルトヒータを挿入するためのヒータ用穴
４が開けられている。本考案のボルトヒータはボ
デイ５、ヘツド６、エアガイド７、バーナー８、
フレームガイド９および発熱管１０の主要部分か
ら構成されている。なお電気式のヒータの場合に
は、この発熱管がシーズ管などでできている。

さて、ボデイー５には燃焼ガス排出口１１が数
ケ所あり、フレームガイド９をボデイー５に固定
するためのガイド固定ボルト１２が設けられてあ
る。フレームガイド９は本考案によつて改良を加
えた部品で、耐熱鋼で作られており、第２図に示
すように入口部１７から発熱管１０との接続部に
至る内面を突起の無い滑らかな先細形状の絞り構
造になつており、出口側は発熱管取付ネジ１８が
きられている。外周にはボデイー５に固定するた
めのボルトの先端が引掛るように窪み１９を有し
ている。入口部１７は上流側の角度の大きな面で
取り、下流側は角度を小さくした面で取つてい
る。これは数段階の加工で通路を形成することが
可能なようにしたものであるが、最終的にはベル
マウスのように連続的に変化する通路とすること
もできる。さらにこのフレームガイド９に対する
改良点は、入口部から加熱管の接続部ネジの手前
までの間に0.5mm程度の厚さでセラミツクコーテ
イング２０を施すことによつてフレームガイド９
の寿命を飛躍的に延ばすことに成功したことにあ
る。セラミツクコーテイングはガスタービン部品
などに多く使用されており、その施工上に特別な
困難は生じない。

ヘツド６にはバーナ８が固定されており、バー
ナ８にはゴム管等によつてアセチレンなどの可燃
ガスと酸素の混合ガスが送られる。またヘツド６
には、空気取入口１３があり、エアガイド７に数
個所あけられた空気孔１４によつて混合室１５に
導びかれる。ヘツド６はバーナ８に点火後、ヘツ
ド固定ボルト１６によつてボデイーに固定される
ことになる。発熱管１０はフレームガイド９にネ
ジによつて固定される。

このように構成された本考案によるガス式ボル
トヒータにおいて、ボルトヒータに供給された可
燃ガスと酸素の混合ガスは、バーナ８で燃焼し、
エアガイド７を通つて送られた空気と混合室１５
で混ざる。このエアガイド７から送られる空気
は、火炎を安定保持させる効果と燃焼ガス温度を
不必要に高温にさせない効果がある。火炎はフレ
ームガイド９の広口の入口部１７から発熱管１０
に導びかれる。発熱管１０は加熱され、燃焼した
ガスの一部は、貫通したボルトヒータ用穴４や発
熱管１０とボルトヒータ用穴４との空間を通つて
燃焼ガス排出口１１より出る。

このとき火炎によつてボルト２が直接加熱され
ないように燃料ガスの供給圧力を調節したり、発
熱管１０の長さを適当にとつて炎が発熱管１０の
先端より出ることを防いでいる。ボルト２は発熱
管１０からの放射と両者の空間を通る高温の燃焼
ガスによつて加熱される。

しかしてこのような構造のガス式ボルトヒータ
において、フレームガイド９は火炎の影響によつ
て高温となる。また従来のフレームガイド９は、
第７図に示すように入口部１７が単に垂直に堀り
下げた広口の穴になつているだけで、火炎の通路
面に階段状の角があり、このような所は、熱が周
囲に発散せずに集中してしまう。このためフレー
ムガイド９が、しばしば溶解を起し、ボルトヒー
タを連続的に使用することができなかつた。

これに対し、本考案によるガス式ボルトヒータ
では、フレームガイド９を第１図に示すように上
方向に未拡かりになつて下方に向つて徐々に絞り
構造に形成したことにより、火炎の流れに対して
突起部分を無くし、熱を分散させることができ、
熱的に特異な点が生じることを防止している。ま
た耐熱性が優れているセラミツクをコーテイング
することで金属表面が保護されることになる。

次に本考案によるガス式ボルトヒータの使用に
あたつては、第８図のようにボルトヒータ用穴４
がボルト２の底部まで貫通しておらずに途中で止
まつているようなボルトに適用する場合がある。
このような形状は比較的口径の小さなボルトにお
いて多く使用されている。また植込みボルトのよ
うにボルトの一端がケーシングフランジに直接き
られたネジを用いている場合には、第８図となる
ことが多い。このような形状のボルトにガス式ボ
ルトヒータを使用する場合、発熱管１０の長さや
径によつては連続した燃焼が維持できずに消えて
しまうことがある。これは火炎による急激な温度
上昇にともない、狭い穴の中での急激な圧力上昇
が起り、燃料の供給を妨げるためである。

第３図に示す実施例は、ボルトヒータ用穴４が
貫通していない個所に本考案のガス式ボルトヒー
タを適用する場合で、ヒータ用穴４の底部に発熱
管１０の先端との間隔を調整する部材となるプラ
グ２１を挿入しておく。この間隔調整部材のプラ
グ２１は発熱管１０と同等の外径として上面に流
れが反転しやすいように窪みをつけ、縦導通孔２
２をあけ、その穴に通ずる横導通孔２３を複数個
あけている。導通孔２２，２３は発熱管１０の内
径の1/2程度の径とする。

このように間隔調整部材のプラグ２１を挿入す
ると、発熱管１０より流出する燃焼ガスの圧力
が、導通孔２２および２３を通過する際にオリフ
イス効果により低下し、燃料ガスの供給を妨げる
ことを防ぐ。また第３図のように導通孔２２，２
３によつて流れが一方向に形成されるので、発熱
管１０から出る燃料ガスの流れの一部を誘引し、
燃焼ガスが発熱管１０とボルトヒータ用穴４の間
の空間を流れ易くする。また安定した燃焼を継続
させるためには、発熱管などは高温である必要が
あるが、プラグ２１は小さいため燃焼ガスによつ
て瞬時に熱くなり、燃焼を安定させる。

第４図もボルトヒータ用穴４が貫通していない
所に使用する実施例である。第３図において、発
熱管１０とプラグ２１との間の間隔があまり近い
とよく知られているように消炎距離内に入つてし
まい燃焼ができない。このためプラグ２１と発熱
管１０の端の距離を調整する必要があり、発熱管
１０ａ，１０ｂの長さの調整が必要となる。また
貫通したボルトヒータ用穴を持つボルトについて
も、ボルトの長さとの関係により発熱管１０ａ，
１０ｂの長さの調整が必要となる。本実施例では
発熱管１０ａ，１０ｂの長さの調整が間隔調整部
材となる。

第４図の実施例では、発熱管１０の長さ調整を
何本かの長さの違う発熱管１０ａ，１０ｂを接続
ネジ２４で継いでいる。また第５図および第６図
に示す実施例では、接続する発熱管１０ａ，１０
ｂの接続部の内径あるいは外径を多少削り、外側
に突出するボス２５とそれが入る切込み２６をそ
れぞれの管につけておき、そのボス２５と切込み
２６とを合わせて入れたのち、円周方向に回わし
て丸形切込み２７とボス２５を合わせて周方向に
固定する。これによつて発熱管１０の長さが調整
されてプラグ２１との間隔が適正化され、またボ
ルトの加熱効果を高める発熱管の長さが選択でき
ることになる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、高温の火炎に直
接触れるフレームガイドの入口部から発熱管との
接続部に至る内面を突起部分の無い先細形状の円
滑面とし、その表面にセラミツクコーテイングを
施こし、さらに発熱管の先端と非貫通のボルトヒ
ータ用穴の底部に、その先端と底部との間隔を調
整する調整部材を設けたことにより、フレームガ
イドの耐熱性が向上して長時間の使用に耐えるこ
とができ、さらに非貫通のボルトヒータ用穴を持
つボルトにも安定した燃焼ガスの流れのもとに効
率よくボルト加熱を行なうことができるなどの利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるガス式ボルトヒータの一
実施例を示す断面図、第２図は本考案に使用する
フレームガイドを示す断面図、第３図は本考案に
使用する間隔調整部材の使用状態を示す断面図、
第４図は本考案に使用する間隔調整部材の他の実
施例を示す断面図、第５図は同じく間隔調整部材
のさらに異なる他の実施例を示す断面図、第６図
は第５図の間隔調整部材の分解正面図、第７図は
従来のフレームガイドを示す断面図、第８図は非
貫通ボルトヒータ用穴と発熱管との関係を示す断
面図である。 １……ケーシングフランジ、２……ボルト、４
……ボルトヒータ用穴、５……ボデイ、６……ヘ
ツド、７……エアーガイド、８……バーナー、９
……フレームガイド、１０……発熱管、１１……
燃焼ガス排出口、１５……混合室、１７……入口
部（間隔調整部材）、２０……セラミツクコーテ
イング、２１……プラグ、２２……縦導通孔、２
３……横導通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) バーナーの先端に発生した火炎で生じた燃焼
   ガスを発熱管を通してボルトヒータ用穴やボル
   トヒータ用穴と発熱管との間を通して排出させ
   るガス式ボルトヒータにおいて、火炎が触れる
   フレームガイドの入口部から発熱管接続部付近
   に至る内面を滑らかな先細形状の絞り構造とす
   るとともにその絞り構造の表面にセラミツクコ
   ーテイングを施こし、さらに非貫通のボルトヒ
   ータ用穴の底部と発熱管の先端との間に両者の
   間隔を規制する間隔調整部材を設けたことを特
   徴とするガス式ボルトヒータ。 (2) 間隔調整部材として縦方向の貫通孔とこれに
   通ずる横孔とを設けたプラグを非貫通のボルト
   ヒータ用穴の底部に挿入したことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のガス式ボ
   ルトヒータ。 (3) 間隔調整部材として適当な長さの発熱管の接
   続によつて間隔調整することを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のガス式ボルト
   ヒータ。