JPH0724792B2 - 水蒸気冷却サイクロン屋根組立体の製造方法及びそのための溶接固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水蒸気冷却サイクロン
分離器、さらに詳細には屋根がサイクロン分離器の残余
物（屋根以外のもの）から分離して建造されねばならな
い場合、かようなサイクロン分離器のための屋根の建造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】水蒸気冷却サイクロン分離器は良く知ら
れている。マゴル等の米国特許第４９０４２８６号に
は、実例が示され、かつ記述されており、その開示内容
は参照によって組み込まれる。

【０００３】建造及び船積みを容易にするためには、サ
イクロン分離器の残余物から分離したサイクロン分離器
の屋根を建造することが望ましい。この屋根は単独で４
〜５トンの重量があってもよく、また１５〜２０フィー
ト（４．５７２〜６．０９６ｍ）の直径を有してもよ
い。その大きな寸法及び重量にかかわらず屋根は、許容
差に近似して製作されねばならず、その結果、屋根を構
成する個々の管はサイクロン分離器の胴部への位置にて
合致することができる。困難に追加されることは、建造
物が製作される時、それをゆがめる傾向がある重要な内
部応力が存在するということである。これらの応力は、
管をサイクロン分離器のヘッダーに溶接する際、及び気
密面を形成するためにフィン材料等を管に溶接する際に
起きる溶接操作から生ずる。この影響はさらに一層、サ
イクロン屋根を建造する上での困難の増加になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、大きく重い屋根ユニットの部品の経済的な組立体を
許容差に近似させることができることにある。

【０００５】本発明の別の目的は、溶接されたサイクロ
ン屋根の建設を許容し、異なる方法ならば溶接から結果
として生ずるゆがみの問題を扱う工程を通して許容差に
維持することにある。

【０００６】また、本発明の別の目的は、輸送でき、か
つ輸送後、サイクロン胴部に合致する溶接されたサイク
ロン屋根の建造及び配送を提供することにある。

【０００７】さらに、本発明の別の目的は、溶接固定装
置と、手間のかからない溶接及び高品質の溶接を提供す
るためのサイクロン屋根の組立て方法とを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本発明は、ヘッダー下方に配設された冷
却材導管から形成された水壁を有する型式の水蒸気冷却
サイクロン分離器のための屋根を建造する方法であっ
て、該方法は所定の寸法許容差を達成しており、かつ該
方法はヘッダータンクの少なくとも一部分を形成するよ
う配置され、かつその内部に複数の冷却材出口開口を形
成させたヘッダー部材を提供する工程と、水冷サイクロ
ン分離器の屋根部材を形成するために前記ヘッダー部材
と協同させるよう配置された複数の管部材を提供する工
程と、前記ヘッダー部材を支持する工程と、前記冷却導
管の第１端部を創るために該ヘッダー部材の冷却材出口
開口の各１個に流体連通する複数の管部材を支持する工
程と、前記冷却導管の第２端部を形成するために前記屋
根部材の底面に配設された複数の管部材をその端部で支
持する工程と、前記ヘッダー部材の各冷却材出口開口に
関して、かつ互いに関して、固定され、予め決められた
位置に前記冷却材導管の第２端部を配設する工程と、該
固定され、予め決められた位置に第２端部を抑制する工
程と、該抑制工程の間、屋根部材を形成するためにヘッ
ダー部材及び管部材に溶接操作を実施する工程と、該抑
制工程の間、該屋根部材の応力軽減を達成するために効
果的な温度及び継続期間で加熱する工程とからなり、前
記固定され、予め決められた位置が完成した屋根の所定
の寸法許容差内であることを特徴とする方法を提供す
る。

【０００９】本発明の別の面は、ヘッダータンク下方に
配設された冷却材導管から形成された水壁を有する型式
の水蒸気冷却サイクロン分離器のための屋根を作るため
の装置であって、該装置は、応力軽減操作の温度に耐え
ることができる構成の枠組みと、ヘッダー部材を支持す
るために該枠組みに関して、固定されたヘッダー部材支
持手段と、前記ヘッダー部材に対して所定の関係にて複
数の管部材を支持するための管支持手段と、所定の寸法
許容差へ管部材の端部を位置決めし、かつ溶接及び応力
軽減操作を通して前記所定の寸法許容差を効率的に維持
するための抑制手段とからなり、前記枠組みは台と、床
上の該台を支持するための手段とからなり、該台は、実
質的に平面上に配設された部材から形成され、かつ屋根
部材を収容するのに少なくとも十分な広さを有すること
を特徴とする装置に関する。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明を取り扱うように作られた型
式のサイクロン屋根１０の一部破断斜視図である。この
図は単に例示的であり、本発明の広い原理の多くは、水
蒸気冷却サイクロン屋根の他の形態を作るのに使用する
ことができる。

【００１１】水蒸気冷却サイクロン、それ自体は知られ
ている。代表的な水蒸気冷却サイクロンは、サイクロン
入口部及び分離ガスの出口開口を含む。従って、屋根１
０は入口部１２及び出口開口部１４を含み、これらの中
へ固形物出口管または出口開口部１４の直径に実質的に
同等な直径を有する他の装置が配設される。

【００１２】サイクロン屋根は好ましくは特殊なサイク
ロン屋根の所望形状に曲げた、一定の長さを有する連続
管部材１６の形状である複数の冷却材導管から形成され
た水壁を備える。図示された実施態様では、代表的な管
部材１６は、冷却材の導管の下端部でもある下端部１８
と、垂直管２０と、下方管２２と、ナックル部２４と、
上方管２６と、上端部２８とを規定する。サイクロン入
口部１２を規定するそれらの管部材１６は、図１，７に
示すようにやや異なる形状を有する。

【００１３】各管部材１６の上端部２８は、ヘッダー３
０に流体連通する。

【００１４】図１に示す屋根は、溶接部３３によって示
唆するように、４個の別個の屋根部材３１の形態で、そ
の意図された使用場所へ船積みされる。本発明の目的
は、屋根部材３１が他の屋根部材及び下に横たわるサイ
クロン胴部組立体と共に、使用場所へ到着する時、屋根
部材の最も良い入手可能な適合性を提供するために屋根
部材の建造を提供することにある。例えば、建造された
屋根の直径の許容差は、１／８インチ（０．３１９５c
m）に首尾よく保持された。

【００１５】屋根部材３１の個数は選択事項であり、代
表的には、サイクロンの寸法及び船積制限というかよう
な要因に依存するであろう。別の代表的な屋根１０は、
６個の屋根部材３１から構成することができ、各々は６
０°の円弧にわたって延びる。

【００１６】完成した代表的な屋根部材３１は、ヘッダ
ー部材３２と、ヘッダー部材３２に溶接された多数の連
関管部材１６と、後述される多数の引っ張り連結具３６
(図９)と、管がほぼ正接するナックル部２４に沿う管の
間にて幾つかの所要の小さい棒等が溶接される気密封止
部を形成するために垂直管２０及び下方管２２に沿った
管部材間にて溶接されたフィン材料と、燃焼ガスにさら
されない屋根の領域である上方管２６に沿って配設され
たおそらく任意の設計物である非気密封止部とからな
る。

【００１７】図２は、本発明による自在固定装置１００
の頂面図である。この固定装置１００は取外し可能なボ
ルト１０６等によって線３−３に沿って共に保持される
第１枠組み１０２と、第２枠組み１０４とからなる。各
枠組み１０２，１０４は台を備え、この台は台部材１０
８と、台を床１０９または他の作業面上に緊固に取付け
るための枠組み脚１１０（図３）とから製作され、その
結果、種々の組立て操作が実行できる。

【００１８】各枠組み１０２，１０４はサイクロン屋根
の重量と、後述の応力軽減操作の温度とに耐えることが
できる幾何構成で製作される。図示した実施態様におい
て、台部材１０８は金属製のＩビームから製作される。

【００１９】この図示した実施態様において、固定装置
１００は、幅が２６フィート（７．９２ｍ）を超える。
この固定装置は床から脚１１０の頂部まで約１０フィー
ト（３．０５ｍ）の高さを有する。

【００２０】図３に示すように、台部材１０８の上面は
集合的に台基準面１１１を規定し、これは続いて加える
機械及び屋根部材の配置のために主要な基準点として役
目を果たす。

【００２１】図３に立面図で示した固定装置は、建設さ
れるべき特別なサイクロン屋根に調和するように決定さ
れた個数及び配置において、サドル１１６及びアダプタ
ービーム１１４の付加によって特有なサイクロン屋根の
建設のために改変された中間段階にある。

【００２２】図２を振り返って参照すると、サドル１１
６の予定配置は記号「Ｓ」によって指示され、かつアダ
プタービーム１１４の予定配置は記号「Ｂ」によって指
示される。固定装置１００は、自在固定物なのでサドル
及びアダプタービームの種々の配置に応じるようになさ
れる。

【００２３】特に、多数の台部材１０８は、サイクロン
屋根の長手軸方向中心線を形成する線１１３（図２，
５）から半径方向へ延びる。この態様において、台部材
は任意の半径方向に離れるサドル１１６及びアダプター
ビーム１１４の配置を提供する。このことは任意の直径
のサイクロン屋根を製作できるということを意味する。

【００２４】さらに、多数の載置板１１２は台に溶接さ
れている。これらの板１１２は部材１０８の横方向に任
意の所望の距離延ばすことができる。さらに、板１１２
は、サドル１１６及びアダプタービーム１１４が台の上
に載置され得る配置数を増加させる役目を果たす。この
ようにして、載置板１１２は、固定装置の自在性をさら
に増進させる。

【００２５】サドル１１６は枠組みに溶接され、枠組み
に関して所定の、かつ固定された関係でヘッダー部材を
支持するための手段として役目を果たす。本発明は、サ
ドル、例えば、図示されたものに限定されない。機能を
果たすことができる装置はなんでも許容できる。

【００２６】台基準面１１１より上方のアダプタービー
ム１１４の高さは、脚１１０の頂部の高さと同じ大きさ
ではないということが図３から判断できる。従って、固
定装置１００が後述の目的のために図８，９に示すよう
に、後に変換される場合、アダプタービーム１１４は、
床に完全には延びない。

【００２７】図５は、ヘッダー部材３２と、他の管部材
１６と協同するように配置された一個の管部材１６とを
仮想線で示し、これらは屋根部材３１を形成する。ま
た、図５には実線で、建設される特別な屋根部材の幾何
によって決定される位置において、自在固定装置に溶接
されるある追加の装置が示される。

【００２８】特に、レース板１２０は、レース板支持１
２８に溶接され、その内の１個は順次アダプタービーム
１１４の各々に溶接される。レース板１２０は枠組みに
関し固定され、かつ予め決められた位置に載置されたテ
ンプレートである。それは、上記態様にて管部材の下端
部１８と協同する。

【００２９】図示した実施態様において、テンプレート
は、必然的に屋根の下部であるものの周縁に円周方向に
延びる金属製の円弧である。図６は、管１６の下端部１
８を個々に受け入れるための穴１２４を有するレース板
の実施態様としての１個のユニットを示す。図７に示す
ように、一連のレース板ユニット１２２はサイクロン屋
根の全下部を規定する位置に溶接される。

【００３０】図５には、また下方管２２のための下方管
支持リング１３０が示される。この下方管支持リング１
３０はその断面が示され、屋根部材の円周方向に延びる
金属製リングである。この下方管支持リング１３０は、
アダプタービーム１１４に溶接された支持１３２によっ
て固定され、かつ予め決められた位置に保持される。

【００３１】下方管支持リング１３０が管部材１６の一
般的な支持を提供するように役目を果たすだけでなく、
さらに詳細には、基準面１１１上方にて固定され、かつ
予め決められた高さにて下方管２２の中心線も支持す
る。類似または近似する方法にて、図５は上方管２６に
対して同じ機能を果たす上方管支持リング１３４を示
す。

【００３２】支持リング１３０，１３４は必ずしも湾
曲、または連続する必要はない。しかしながら、図示し
た構造は好都合なものである。例えば、もし仮に異なる
幾何を有するサイクロン屋根１０が建造されたならば、
支持リング１３０，１３４の一方または両方を排除する
ことができるかもしれない。

【００３３】どんな高さでも支持１２８，１３２はアダ
プタービーム１１４に溶接できるということを図から判
断できる。同様にレース板１２０と、支持リング１３
０，１３４は、屋根の中心線から実質的に適切に任意の
半径方向に離れて配設することができる。これらの能力
は、さらに本発明による固定装置の自在性に追加され
る。

【００３４】本発明による水蒸気冷却サイクロン屋根組
立体を製作する方法を、次に記述する。

【００３５】固定装置１００の初期状態は、第１枠組み
１０２及び第２枠組み１０４が図２に示すように共に保
持され、図３に示すように直立形態で配設される状態で
ある。サドル１１６及びアダプタービーム１１４は製作
されるべき特別なサイクロン屋根の幾何によって枠組み
に溶接される。同様な方法で、レース板１２０及び支持
リング１３０，１３４は製作されるべき特別な屋根の幾
何により、それらの適切な位置に溶接され、レース板１
２０と、下方管支持リング１３０との高さは、それらの
各支持１２８，１３２がアダプタービーム１１４に溶接
される位置によって決定される。上述の操作は、台基準
面１１１、サドル１１６、レース板１２０及び上下方管
支持１３０，１３４の間で知られている所定の寸法関係
を設定する。

【００３６】図４に示すように、完成したヘッダー３０
は固定装置１００の外部に組立てられ、一時的に現場接
合部３８に沿って共に保持される。ヘッダー部材３２を
共に保持するためにいかなる適切な手段をも用いること
ができる。図示した実施態様において、現場接合部縁４
２はヘッダー部材３２に溶接され、ねじ切られた帯状ロ
ッド４０によって接合される。

【００３７】個々の管部材１６が溶接される複数の冷却
材出口開口部３４も図４には見られる。開口３４は、後
述の効率的な仮溶接及び最終溶接を提供するために管１
６の外直径より大きい凹部によって囲まれることが望ま
しい。

【００３８】帯状ロッド４０等によって共に一時的に保
持されるヘッダー３０はサドル１１６に載置される。冷
却材出口開口部３４は、レース板１２０の要素に関して
注意深く整列される。図５に最も良く示すように、ヘッ
ダー３０はそれからＵ型帯状ロッド１３６等によって適
所に固着されるが、これは公知の態様にてサドル１１６
にねじ固定することもできる。

【００３９】それから、個々の管はそれらの端部１８を
個々にレース板１２０を導入することによって、また必
要に応じて支持１３０，１３４上にて管の上下管を支持
することによって据え付けられる。ヘッダー部材３２の
冷却材出口開口部３４に管の上端部２８を嵌着した状態
で、仮溶接は各管をそのヘッダー部材に接合させる。

【００４０】上述の工程は何がサイクロン屋根の下方部
分となるかを規定し、さらにヘッダー部材はヘッダー部
材の冷却材出口開口部に関して、固定され、かつ予め決
められた位置に管を配置する役目を果たす。この態様に
おいて、屋根の幾何は設定される。

【００４１】レース板は各管１６に個々に協同し、その
配置を設定する。その機能及び後述の機能を実施するこ
とができる装置はなんでも、示され、かつ記述された実
施態様の代用として許容できる。

【００４２】上述の初期状態から、特別なサイクロン屋
根を創るのに必要な溶接操作は任意の所望の順序及び指
示において実行することができる。従うべきことは、示
され、かつ記述された型式のサイクロン屋根部材を製作
するのに際して現在好まれる溶接操作の記載である。

【００４３】固定装置１００は図３，５に示した直立形
態で方向付けられ、かつヘッダー部材３２及び管１６が
ヘッダー部材に適切に配置され、仮溶接された状態でフ
ィン材料及び棒が据え付けられ、かつ必要に応じて垂直
管２０、下方管２２及びナックル部２４に沿って仮留め
される。この操作は、図５に関して上向きに面するかま
たは垂直に方向付けられるかのどちらかである面に沿っ
て実行される。従って、すべての溶接は「下手」方向に
成し遂げることができ、これによって製造されるべき最
高品質の溶接及び最も速く進める溶接を許容する。固定
装置は屋根部材の種々の要素へ良好な接近を与える。

【００４４】ナックル部を除き、あらゆる他のフィン空
間には、初期溶接することが好ましい。それから、縮み
検査がなされ、かつ必要に応じてある溶接は破壊され、
かつ再留めされる。ヘッダー現場接合３８に対応する位
置に配設される隣接する管１６は、溶接しない状態を保
つ。溶接しない管は屋根部材３１の対向端を規定する。

【００４５】それから、固定装置は、例えば脚の頂部及
び台部材１０８の側部に配設される昇降用突起部にシャ
ックルを取付けることによってクレーン等に取付けられ
る。固定装置は９０度傾斜され、その結果、屋根の長手
方向軸１１３は対応して９０度だけ傾斜され、固定装置
は図７に示すように、その２本の脚の長さに沿って床１
０９上に据えられる。この方向付けにおいて、ナックル
部の溶接はサイクロン出口開口部１４の内側から行うこ
とができる。１個おきの空間毎にナックル溶接し、縮み
に基づいて必要に応じて再設定し、次いで残りのナック
ル部の空間を溶接することが望ましい。また、この方向
付けにおいて、管の上端部２８はヘッダー部材３２に完
全に溶接される。

【００４６】前記「下手」方向にこれらのナックル部及
びヘッダーの溶接工程を実施することが望ましい。従っ
て、連続して固定装置１００をその脚の種々の１組に据
えることによって、屋根をその長手方向中央線の回りに
回転することができる。再び、固定装置１００の設計は
ヘッダー部材３２に管を溶接するために、ヘッダー部材
３２への良好な接近を提供する。

【００４７】最後に、固定装置は最終溶接工程のために
図８，９に示すようにその逆方向へ動かされる。固定装
置が逆にされ、フィン材料及び管の裏側部は図示するよ
うに床に近接して配設され、「下手」方向に全く容易に
溶接することができる。また、今回、前記引っ張り連結
具３６は、ヘッダー部材３２と、垂直管２０が下方管２
２に交わる管の屈曲部との間にて都合よく溶接すること
ができる。この工程では、動力学的に形成された板等
（図示せず）は、非気密カバーを形成するために上方管
２６に溶接することができる。

【００４８】所望ならば、上述の溶接工程は、異なる順
序で実行することができる。しかし、すべての溶接工程
の間、固定装置及び明白にはサドル１１６及びレース板
１２０を含むその連関した要素は、適所に屋根部材３２
の要素を維持し、特にそれらが別の方法ならば、溶接操
作の間に生じる応力から結果として生じたゆがみを受け
るのを抑制する。より詳細には、屋根部材は溶接操作の
間、所望の最終許容差に保持される。

【００４９】上述の抑制の結果として、屋根部材は、溶
接操作の後に内部応力下に置かれる。かような応力を軽
減するために、固定装置１００はボルト１０６を取外す
ことによってその半分に分離される。それから、第１枠
組み及び第２枠組みは図１０に略示するように適切な炉
１３８へ連続して導入される。屋根部材は所望の応力軽
減を完遂するために必要な温度及び継続時間、加熱され
る。固定装置１００を２個の半分に分離することによっ
て、適当な大きさで存在する炉１３８を使用することに
より、応力軽減工程を完遂することができる。

【００５０】応力軽減操作の間、管１６及びヘッダー部
材３２は再び図５に示すように直立形態で支持され、か
つ抑制され、その結果、冷却時、屋根部材は実質的に応
力がなく、そして最終製品は所望の寸法許容差内であ
る。

【００５１】応力軽減操作の間、枠組み１０２，１０４
がたわむのを防護するために、脚１１８（図３）を台部
材１０８を支持するのに追加することができる。

【００５２】応力軽減操作後、屋根部材３２は完成す
る。それらは、第１，第２の枠組み１０２，１０４から
除去することができ、船積みの間、それらを支持し、か
つ選択された船積み様式を許容するよう適切に設計され
た固定装置へ合致させることができる。

【００５３】改変、変形及び代用の範囲は前記開示内容
に意図されており、いくつかの場合において、本発明の
いくつかの特徴は、他の特徴の対応使用することなく採
用される。従って、特許請求の範囲は広くかつ、本発明
の範囲に一致する態様にて解釈されるのが適当である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製作できる型式のサイクロン屋根
の一部破断斜視図である。

【図２】本発明による自在溶接固定装置の頂面図であ
る。

【図３】製作される個々のサイクロン屋根により、配置
された連関支持装置を追加した、図２の線３−３に沿っ
た立面図である。

【図４】本発明による方法の一工程を図示したサイクロ
ン屋根のヘッダーの立面図である。

【図５】本発明による固定装置の一部分の拡大図であ
り、また本発明による建造段階時、屋根の一部分をも仮
想線で示す。

【図６】一単位のレース板の平面図である。

【図７】本発明による固定装置内のサイクロン屋根の斜
視図であり、建造の別段階を図示する。

【図８】さらに建造の別段階における固定装置及びサイ
クロン屋根の斜視図である。

【図９】図８の一部分の拡大図である。

【図１０】熱処理炉内の組立られたサイクロン屋根及び
固定装置の半分の概略図である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−80456（ＪＰ，Ａ) 日本機械学会著 「機械工学便覧」 日 本機械学会発行 Ｂ２−42〜Ｂ２−43（昭 63−５−15) 化学工学協会編 「化学装置便覧」 丸 善株式会社 Ｐ．143（昭52−３−20)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッダー下方に配設された冷却材導管か
   ら形成された水壁を有する型式の水蒸気冷却サイクロン
   分離器のための屋根を建造する方法であって、該方法は
   所定の寸法許容差を達成しており、かつ該方法はヘッダ
   ータンクの少なくとも一部分を形成するよう配置され、
   かつその内部に複数の冷却材出口開口を形成させたヘッ
   ダー部材を提供する工程と、水冷サイクロン分離器の屋
   根部材を形成するために前記ヘッダー部材に協同するよ
   う配置された複数の管部材を提供する工程と、前記ヘッ
   ダー部材を支持する工程と、前記冷却導管の第１端部を
   創るために該ヘッダー部材の冷却材出口開口の各１個に
   流体連通する複数の管部材を支持する工程と、前記冷却
   導管の第２端部を形成するために前記屋根部材の底面に
   配設された複数の管部材をその端部で支持する工程と、
   前記ヘッダー部材の各冷却材出口開口に関して、かつ互
   いに関して、固定され、予め決められた位置に前記冷却
   材導管の第２端部を配設する工程と、該固定され、予め
   決められた位置に第２端部を抑制する工程と、該抑制工
   程の間、屋根部材を形成するためにヘッダー部材及び管
   部材に溶接操作を実施する工程と、該抑制工程の間、該
   屋根部材の応力軽減を達成するために効果的な温度及び
   継続期間で加熱する工程とからなり、前記固定され、予
   め決められた位置が完成した屋根の所定の寸法許容差内
   であることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ヘッダータンク下方に配設された冷却材
   導管から形成された水壁を有する型式の水蒸気冷却サイ
   クロン分離器のための屋根を作るための装置であって、
   該装置は、応力軽減操作の温度に耐えることができる構
   成の枠組みと、ヘッダー部材を支持するために該枠組み
   に関して、固定されたヘッダー部材支持手段と、前記ヘ
   ッダー部材に対して所定の関係にて複数の管部材を支持
   するための管支持手段と、所定の寸法許容差へ管部材の
   端部を位置決めし、かつ溶接及び応力軽減操作を通して
   前記所定の寸法許容差を効率的に維持するための抑制手
   段とからなり、前記枠組みは台と、床上の該台を支持す
   るための手段とからなり、該台は、実質的に平面上に配
   設された部材から形成され、かつ屋根部材を収容するの
   に少なくとも十分な広さを有することを特徴とする装
   置。