JPH038468A - 塗覆装用加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば鋼管内外面、鋼矢板、鋼板等にプラス
チックの塗覆装を施す際に、被塗物を予熱あるいは後加
熱するための加熱源として用いるに好適な塗覆装用加熱
装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、粉体塗装、熱収縮性のシートやチューブによる
塗覆装、樹脂押出ライニング、液状塗料の焼付は塗装に
おいては、被塗物（例えば鋼材）の予熱、およびライニ
ング後の加熱が不可欠であり、効率的で均一な温度分布
を保つ加熱装置の適用が重要であるとされている。

このような加熱装置として、従来、工場内では電気炉、
熱風炉、誘導加熱機、ガストーチバーナによる直火加熱
等が用いられ、また屋外や現地での施工、大型の被塗物
の施工の場合は、誘導加熱機、ガストーチバーナ、輻射
板を加熱して得られる輻射熱を利用した遠赤外線ヒータ
、通常の面状発熱体等が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、電気炉や熱風炉は、装置が大型となり、
設備費やランニングコストが高く付くのみならず、現地
での使用に無理がある。

また、誘導加熱方式のものは、加熱効率や温度分布の均
一性に優れ、ライニングの品質が良いという特長を有し
ているが、被塗物の形状、寸法により、高価なコイルが
必要となるばかりでなく、作業に際しては大容量の電源
が必要であるため、現地にその設備が無い場合には誘導
加熱機と共に発電設備も移送しなければならず、作業の
フレキシビリティに劣るという難点がある。

また、輻射熱を利用した遠赤外線ヒータは、輻射板をシ
ーズヒータ等の加熱源により加熱する方式のため、加熱
効率や昇温性能が悪く、さらに加熱源後方に反射板等を
設置しなければならない関係で、小型化にも限度がある
という欠点がある。

また、面状発熱体は、加熱効率や昇温性能が上述のもの
より劣り、ライニングの品質が悪いという問題がある。

また、ガストーチバーナは、設備コストやランニングコ
スト及び作業のフレキシビリティの点で上述したいずれ
のものよりも優っているが、加熱効率や温度分布の均一
性の点では上述したいずれのものよりも劣り、ライニン
グの品質性の点て解決すべき課題が残されていた。

本発明は叙上の点に鑑み、小型・軽量で現地での作業フ
レキシビリティに富み、投入熱量に対して、有効に放射
エネルギに変換する割合が高く（放射効率、熱効率が高
＜）、大きな面を均一に加熱でき、設備コストやランニ
ングコストを低く抑えることの可能な塗覆装用加熱装置
を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る塗覆装用加熱装置は、ガスと空気との混合
気体を供給するガス供給装置と、このガス供給装置より
投入された混合気体を整流して全面から均一に噴出する
空隙率が少なくとも８０％以上に設定された繊維焼結板
から成るバーナ板を有し、加熱すべき被加熱物体の周り
に分割可能に配置される複数の表面燃焼バーナとを備え
たものである。

また、各表面燃焼バーナは、被加熱物体の長手方向に複
数設置され、かつそれぞれが弁体を有すル独立したガス
供給経路を備えたものである。

［作　用］ 本発明においては、表面燃焼バーナの燃焼部であるバー
ナ板が空隙率８０％以上の繊維焼結板から形成され、ガ
ス供給装置より投入された混合気体を整流して全面から
均一に噴出するので、混合気体のバーナ板通過時の圧力
損失およびバーナの背圧が低く、面負荷を上げることが
でき、加熱効率や温度分布の均一性に優れ、ライニング
の品質が向上する。

また、加熱源が表面燃焼バーナであるので、構成が簡略
化され、装置の小型・軽量化が図れ、現地での作業フレ
キシビリティが向上するとともに、設備コストやランニ
ングコストを低く抑えることができる。

更に、各表面燃焼バーナは、被加熱物体の長手方向に複
数設置され、かつそれぞれが弁体を有する独立したガス
供給経路を備えているので、各弁体によりそれぞれの表
面燃焼バーナへの独立したガスの供給、停止制御が可能
となり、これによって被加熱物体に対する加熱温度を長
手方向で異ならせることかできる。

［実施例］ 以下、図示実施例により本発明を説明する。第１図は本
発明の一実施例に係る塗覆装用加熱装置を概略的に示す
全体構成図、第２図はその要部を被加熱物体との関係で
示す断面図である。図において、１はガスと空気との混
合気体を供給するガス供給装置、２は加熱すべき被加熱
物体すなわち管サイズ３００Ａの鋼管３を任意の位置で
囲繞できるよう蝶番４により軸連結された一対の半筒状
の表面燃焼バーナで、鋼管３の管軸方向に３カ所設置さ
れ、それぞれがカバー５にて連結されている。

これら表面燃焼バーナは、中央に位置する表面燃焼バー
ナ２ａが電磁弁６ａを有するメインガス供給経路７ａを
介し、またその両側に位置する表面燃焼バーナ２ｂ、２
ｃが電磁弁６ｂを有するサブガス供給経路７ｂを介して
それぞれガス供給装置１に接続され、それぞれ独立した
ガスの供給、停止制御が可能となるよう設置されており
、これによって鋼管３に対する加熱温度を管軸方向で異
ならせることができるようになっている。

これを更に詳述すると、表面燃焼バーナ２は、ガス供給
装置１からガスと空気の混合気体をシェル８内に投入さ
れ、投入された混合気体をシェル８の前面部開口を覆っ
て配置固定した空隙率８０〜９５％を有する金属または
セラミックの繊維焼結板から成る半筒状のバーナ板９を
通して整流し、全面から均一に噴出させ得るよう形成さ
れ、図示しない点火手段によって着火された混合気体を
バーナ板９の表面に火炎を付着させた赤熱状態で燃焼さ
せ得るよう構成されている。ここで、上記繊維焼結板を
形成するｍＭｌは、バーナ板９を半筒状に加工する関係
で径が１０〜５０μｍ、長さが１０〜５０＋ｎ以上の長
繊維を使用した。

ガス供給装置１は、ガスボンベｌＯからの燃料ガスが分
岐管１１ａ、ｌｌｂによって、またブロワ１２からの空
気が分岐管１３ａ、　１３ｂによって、それぞれ各ガス
供給経路７ａ、７ｂへと流れるようになっており、これ
ら燃料ガスと空気は、各ガス供給経路７ａ、７ｂ内に設
置したベンチュリミキサ１４ａ、１４ｂによって所定の
割合に混合され、混合気体となって各表面燃焼バーナ２
へ投入されるようになっている。また、各ベンチュリミ
キサ１４ａ、　１４ｂに至る分岐管１３ａ、　１３ｂ途
中には、手動により開閉操作されるニードル弁１５ａ、
１５ｂが設置され、ガス供給経路７ａ、７ｂのいずれか
一方のみへの送風も可能となっている。更に、各ベンチ
ュリミキサ１４ａ、　１４ｂに至る分岐管１１ａ、１１
ｂの途中には、上述した電磁弁８ａ、６ｂとその下流側
に流量調整用の零ガバナ１８ａ、１８ｂが設置されてお
り、ガス供給経路７ａ、７ｂのいずれか一方のみへの混
合気体供給時に、一方のベンチュリミキサへの燃料ガス
と空気の導入量が増えてこれらの混合割合が変化しよう
とするのを上記零ガバナによって一定に保つよう調整で
きるようになっている。

各表面燃焼バーナ２の温度制御は、ガスフロー制御盤１
７によってガス供給装置１の電磁弁８ａ、６ｂを開閉制
御することにより行われる。すなわち、電磁弁８ａ、Ｂ
ｂを開閉制御することにより、第３図に示すように、中
央に位置する表面燃焼バーナ２ａとその両側に位置する
表面燃焼バーナ２ｂ、２ｃへの混合気体の投入・停止を
行わせて、各表面燃焼バーナ２の温度を制御する。混合
気体の投入・停止のタイミングは、各表面燃焼バーナ２
の近傍にそれぞれ配置した放射温度計１８の検出結果に
基づいて自動的に行われるが、作業員によるガスフロー
制御盤１７の各操作ボタンからの入力によっても行わせ
ることができるようになっている。

なお、図中１９は両側に位置する表面燃焼バーナ２ｂ、
２ｃの端部にそれぞれ設置された支持脚であり、各表面
燃焼バーナ２を鋼管３周りに囲繞設置した際、各表面燃
焼バーナ２を鋼管３に対し心出しして保持する機能を有
する。２０は鋼管３の外面に工場にて既に施した防食部
すなわち処理済ライニング部、２１は鋼管３の突合せ溶
接継手部に現地にてライニングするために嵌着されたシ
ュリンクチューブである。

上述構成を有する本実施例装置において、燃料ガスと空
気との可燃混合気体の空気過剰率（投入した燃料ガスが
化学反応して完全燃焼するに必要な空気量で投入空気量
を除した値）は１．０〜１．２の範囲に、通風時のバー
ナ本体表面から噴出する可燃混合気体流速は５〜３０ｃ
ｍ／ｓｅｃの範囲に、それぞれ設定した。このような運
転条件の元で、各表面燃焼バーナ２は各バーナ板９の表
面に火炎を付着させた赤熱状態で燃焼する。

第３図は本実施例装置による周方向の３カ所Ａ、Ｂ、Ｃ
（第２図）での温度分布のばらつきを燃焼時間の経過に
よって示した線図である。この図からも明らかなように
、本実施例装置は、周方向における温度分布のばらつき
が２０℃以下に抑えられているのが分かる。

第４図及び第５図は本実施例装置の加熱性能を従来装置
との比較で示す説明図であるが、第５図にはそれ以外に
第３図で示した温度分布のばらつきをも従来装置との比
較で示しである。これらの図からも明らかなように、本
実施例装置は、昇温性能が従来装置のいずれのものより
も高く、加熱効率や温度分布の均一性に優れていること
が分かる。

次に、第６図に基づき、本実施例装置を用いて鋼管３の
突合せ溶接継手部のライニング施工を行う場合の手順に
ついて説明する。まず、剥き出しの状態にある鋼管３の
突合せ溶接継手部を各表面燃焼バーナ２で覆い、ガス供
給装置１より各表面燃焼バーナ２のシェル８内に混合気
体を投入し、バーナ板９の表面で着火させ、バーナ板９
の表面を火炎を付着させた赤熱状態で燃焼させて鋼管３
の予熱を行う（第６図（ａ））。

鋼管３が所定の温度に加熱されると、各表面燃焼バーナ
２を管軸方向にずらし、溶接継手部にシュリンクチュー
ブ２１をセットする（第６図（ｂ））。

シュリンクチューブ２１のセットが完了すると、各表面
燃焼バーナ２を元の溶接継手部位置に戻し、後加熱を行
い、シュリンクチューブ２１の収縮を待つ（第６図（Ｃ
））。

上述した予熱から後加熱までの間に処理済ライニング部
２０が必要以上に加熱されるのを防止したい場合には、
ガスフロー制御盤１７により両側に位置する表面燃焼バ
ーナ２ｂ、２ｃの表面燃焼を間歇的に行わせて、処理済
ライニング部２０に対する加熱温度を低下させる。

シュリンクチューブ２１が収縮すると、全表面燃焼バー
ナ２への混合気体の供給を停止させ、全表面燃焼バーナ
２を取り外し、ライニング部を水冷及び空冷によって冷
却し、ライニング施工工程が完了する。

ライニング施工における予熱から後加熱までに要する時
間は、従来のガストーチバーナ加熱方式の場合、約１時
間を要していたが、本実施例による表面燃焼バーナ加熱
方式の場合には約１０分で済み、従来の誘導加熱方式の
ものと同等かそれ以上の加熱効率の良さが確認できた。

更にガストーチバーナと同様に作業のフレキシビリティ
も良く、施工工程時間の著しい短縮化が図れた。

第７図及び第８図は本発明の他の実施例を示す正面図及
び側面図である。この実施例のものは、各表面燃焼バー
ナ２が枠状のシェル２２とその全面開口を覆って設置さ
れた平板状のバーナ板２３とから形成され、これらが蝶
番によって分割可能に連結された６面体に構成されてい
る点が上述実施例のものと異なっている。

この実施例においては、鋼管３の管サイズが異なった場
合、表面燃焼バーナ２の周方向設置数を増減させるだけ
でこれに対応できるという利点がある。

第９図は本発明の更に池の実施例を示す側面図である。

この実施例のものは、表面燃焼バーナ２が円筒状のシェ
ル２４とその内面開口を覆って設置された円筒状のバー
ナ板２５とから成る単一構造体に形成されている点が上
述した各実施例のものと異なっている。

この実施例においては、燃焼部であるバーナ板２５が鋼
管３の周りに周方向隙間無く配置されるため、温度分布
のばらつきを更に小さ（することができる。

なお、上記実施例では表面燃焼バーナ２を鋼管３の管軸
方向に複数独立させて設置したものを示したが、これを
管軸方向に長尺の単一の表面燃焼バーナとし、そのシェ
ル内を隔壁によって複数に分割するようにしても良く、
このような場合でも上記実施例同様の作用効果を奏する
。

〔発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、加熱源を空隙率が
高い繊維焼結板から成るバーナ板を有する表面燃焼バー
ナから構成したので、加熱効率や昇温性能が高く、構成
が簡略化され、装置の小型・軽量化が図れ、現地での作
業フレキシビリティが向上するとともに、設備コストや
ランニングコストを低く抑えることができるという効果
がある。

また、表面燃焼バーナを、被加熱物体の長手方向に複数
設置し、かつそれぞれが弁体を有する独立したガス供給
経路を備えるように構成したので、各弁体によりそれぞ
れの表面燃焼バーナへの独立したガスの供給、停止制御
が可能となり、これによって被加熱物体に対する加熱温
度を長手方向で異ならせることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る塗覆装用加熱装置の−実施例を概
略的に示す全体構成、第２図は第１図の■−■線に沿う
矢視断面図、第３図は本発明装置による周方向の温度分
布のばらつきを示す線図、第４図及び第５図はいずれも
本発明装置の加熱性能を従来装置との比較で示す説明図
、第６図（ａ）。 （ｂ）　、　（ｃ）はいずれも本発明装置によるライニ
ング施工の手順を示す説明図、第７図は本発明の他の実
施例の要部を示す正面図、第８図はその側面図、第９図
は本発明の更に他の実施例の要部を示す側面図である。 図において、１はガス供給装置、２は表面燃焼バーナ、
３は鋼管（被加熱物体）　、８ａ、６ｂは電磁弁（弁体
）　、７ａ、７ｂはガス供給経路、９．２３．２５はバ
ーナ板、１９は支持脚（支持体）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスと空気との混合気体を供給するガス供給装置
   と、このガス供給装置より投入された混合気体を整流し
   て全面から均一に噴出する空隙率が少なくとも８０％以
   上に設定された繊維焼結板から成るバーナ板を有し、加
   熱すべき被加熱物体の周りに分割可能に配置される複数
   の表面燃焼バーナとを備えることを特徴とする塗覆装用
   加熱装置。
2. （２）各表面燃焼バーナは、被加熱物体の長手方向に複
   数設置され、かつそれぞれが弁体を有する独立したガス
   供給経路を備えていることを特徴とする請求項（１）記
   載の塗覆装用加熱装置。