JPS6059021B2 - 復水器における伝熱管内面の塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は復水器における伝熱管内面の塗装装置に係り
、特に発電プラントの蒸気タービン復水器などに配設さ
れた伝熱管の内面防食被覆処理を、対象管がプラントに
固定された状態下において、効果的に実施することの出
来る装置に関するものてある。

従来から、火力発電所などにおける発電用蒸気タービ
ンの排気（水蒸気）を冷却し凝縮して水を再使用するた
めに、復水器が使用されている。

この復水器には、通常内径が１０〜４０７０７７！φ程
度の小径で、長さが約１０７ＴＬ程度から、約４０ｍ１
こも達する長尺な銅合金製のバイブが冷却管（伝熱管）
として数千〜数万本組み込まれている。そして、この冷
却管の内部には海水などの冷却水が通され、外部を通過
する排水蒸気を冷却するように構成されている。しかし
ながら、この冷却管には常時海水などの腐食性に富む流
体が１〜２．５ｍ／ｓといつたかなりの高流速で通され
るため、種々のタイプの腐食が発生するのであり、それ
故かかる腐食防止や防錆などのために管内面の全長にわ
たつて防食用有機樹脂塗料による被覆（塗装）を施すこ
とが必要となるが、排気冷却を目的とするために熱の伝
導がかかる塗装によつて低下させられてはならぬという
条件がある。

この復水器のような熱交換器の熱を伝導させる管（冷却
管）、換言すれば伝熱管に防食塗装を行なう場合には、
伝熱性を損わないように１０〜３０μ程度に薄い膜厚の
均一な塗装が必要となるのである。そして、このような
薄い塗膜の故に、また、該復水器のプラントへの装置後
において該塗膜が経年的な膜厚減少を来して金属地肌を
露出させたり、冷却水中に存在する貝殼片や砂などによ
り塗膜損傷が惹起されたり、更には該冷却管に付着する
藻類などを除去するため行なわれるスポンジボール洗浄
によつて塗膜の減耗が加速されたり等するために、冷却
管内面に塗装された樹脂塗膜による防食能は、プラント
の寿命、例えば２０〜３Ｃｆｒ．の長期間に亘つて維持
され得す、従つて定期的あるいは不定期的にプラントに
装着されたままの状態て該冷却管の内周面を塗装によつ
て再度被覆処理を施す必要も生じる。ところて、従来か
ら比較的短尺な管の内面を全長にわたり塗装する方法と
しては、管内に塗料を流し込む方法が刷毛塗り法が実用
化されているが、前記冷却管の如き小口径の長尺管にこ
れら方法を適用することは、膜厚の均一性にうえで難点
があるうえ、前者については流し込んだ塗料を排出させ
る工程において管を傾斜させる必要があるため、復水器
等に組み込まれた据付け済の水平な管に対しては実施が
困難てあるなど、種々なる問題が内在し、その実用性は
殆んど認められない。

また、他の実用性の高い方法としては、スプレー塗装法
があり、この方法はスプレーガンによる塗料の噴霧によ
つて管内面を塗装しようとするものであるが、該スプレ
ーガンとして、例えば長さが５００Ｔｆｎの長首ガンを
用いてこれを管内に挿し入れたとしても、塗装可能長さ
が規制される等の問題がある。このため、かかるスプレ
ー塗装方式の一つの変形として、塗料が噴霧されるノズ
ルを塗装対象とする管内において一方の開口端から他方
・の開口端に向けて移動（後退）させつつ、塗料を噴霧
せしめることによつて塗装せしめる方法が考えられ、こ
れによつて初めて小口径で長尺な冷却管の内面に均一な
塗膜を形成することが可能となつたである。しかしなが
ら、このような冷却管としての伝熱管のスプレー塗装に
は、既設プラントでの塗装作業であることに起因して、
作業−Ｆ１環境面、更には工期上に制約を受ける問題が
ある。

先ず、その一つは、作業に使用し得る空間が極めて小さ
いことである。即ち、作業のスペースは冷却管が固定、
取り付けられた銅合金製の管板を囲む、所謂水室に限定
され、その大きさは大きい場合でさえ奥行２〜３ＴｒＬ
、巾２〜３７ＴＬ、高さ２〜５ＴｒＬ程度に過ぎないの
であり、このため使用し得る器具、人員の数を最少限に
する必要があつて、作業スペースに充分な余裕のある製
造工場における装置、工法、作業条件等をそのまま既設
プラントの作業に適用することは出来ないのてある。ま
た、塗装作業の進行に伴ない、塗料中のシンナーの揮発
により水室内の雰囲気が汚染されてくるため、作業環境
が悪化する問題があり、それ故作業者を長時間水室内に
て作業させることは好ましくないのである。

更に、伝熱管の塗装作業は、一般に既設プラント全体の
検査中に行なわれるものであり、かかる検査中に作業を
完了せしめる必要があるため、本作業に許される工期は
充分に長いものではない。

仮に、既設プラントでの塗装手法が確立されたとしても
、作業量を確保するためには多数の塗装機を同時に水室
内に持ち込むことは、水室内スペースとの関係て困難て
ある。作業時間の延長は著しく経済性を損ねるものであ
り、従つて作業能率自体の向上をも計る必要があつたの
である。なお、特公昭５１−４１６５５号公報には、バ
イブ内面のスプレー塗装方式として、バイブ内を移動せ
しめる塗料噴射ノズルに塗料及び圧縮空気を供給する供
給管を、外部に設けた巻取りドラムにて巻き取るように
することにより、該ノズルをバイブ長手方向に移動せし
めつつ所定のスプレー塗装を行なうようにした構造が明
らかにされているが、これをそのまま伝熱管の内面スプ
レー塗装に応用するには大きな問題がある。

即ち、巻取りドラムの巻太りによつて、供給管の巻取り
速度が異なり、それ故にバイブ内を移動せしめられるノ
ズルの移動速度が変化するようになるところから、バイ
ブ内面に形成される塗膜の膜厚が変化して、均一な厚さ
の塗膜を形成することが出来ないのである。これは、前
述したように、伝熱管内面に形成されるべき塗膜が１０
〜３０μ程度の薄い膜厚に制御されなければならないこ
とを考えると、致命的な問題てある。尤も、この対策と
しては、ドラム回転速度を供給管の巻取り量に応じて制
御することが考えられるが、そうすると、装置が複雑と
なる不都合が惹起されることとなるのである。ここにお
いて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたもの
であつて、その目的とするところは、復水器に装着され
た状態下において伝熱管内面を効率的に塗装せしめ、前
述した問題を悉く解消し得るに有効な塗装装置を提供す
ることにある。

そして、かかる目的を達成するため、本発明は、復水器
内に配設された伝熱管内に、その一方の開口端からスプ
レーノズルを送り込み、そして該ノズルが該伝熱管の他
方の開口端に到達した．後、該ノズルから塗料を噴霧せ
しめつつ該一方の開口端に向つて移動せしめることによ
り、該伝熱管内面を塗装せしめるようにした塗装装置に
おいて、先端部に前記スプレーノズルを取り付けた、塗
料と加圧空気とをそれぞれ別個の通路を通じて．該ノズ
ルへ給送せしめる可撓性の給送管であつて、内管と外管
にて構成された二重管構造を呈し、且つ外側の通路が加
圧空気の給送用、内側の通路が塗料の給送用とされると
共に、少なくとも外管が、引張弾性係数５０００〜３０
０００ｋ９／Ｃ７ｌｉｌ表面硬さ（ロックウェル硬さ：
Ｒ）５０以上、圧縮強度１５０ｋ９／Ｃｒｉ以上、破断
伸び１００％以上である素材から形成された可撓性プラ
スチックチューブにて構成されているものと、前記伝熱
管内に該給送管を送り込み、そして所定の速度で引き戻
し得るピンチロール手段と、該ピンチロール手段に該給
送管を供給し、また該ピンチロール手段から送り出され
てくる該給送管を巻き取る手段とを含み、且つ前記巻取
り手段に巻き取られる給送管の端部が該巻取り手段の巻
取り軸を介して塗料供給源及び加圧空気供給源に接続さ
れ、それぞれの供給源から別個に該給送管内の塗料通路
及ひ加圧空気通路に塗料及び加圧空気が供給せしめられ
るようにしたことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づいて、本発明を
更に詳細に説明する。

先ず、第１図には、火力発電所において蒸気タービンに
接続して使用される表面復水器１０の一例が示されてお
り、密閉された大きな円筒状の復水器胴１の両端部寄り
には管板２及び３が取り付けられて、内部を三つの室に
仕切り、そして該両管板２，３間には管径１０〜４０ｍ
φ程度の銅合金製の冷却管（伝熱管）４が数千〜数万本
も水平方向に１０〜４０Ｔｒ１．程度の長さにおいて配
設されると共に、管板２及び３の両外側にはそれぞれ冷
却水室６及び７が画定されている。

また、復水器胴１の中央部には、上方に蒸気タービンか
らの排蒸気を受ける蒸気入口１１が、下方に復水回収口
１２が、そして側方には空気抜き口１３がそれぞれ設け
られている。

更に、第１図において左方の冷却水室６には冷却水出口
１６が設けられ、右方の冷却水室７には冷却水入口１７
がそれぞれ設けられている。なお、冷却水の入口１７及
び出口１６には循環ポンプが、復水回収口１２には復水
ポンプが、そして空気抜き口１３には排気ポンプがそれ
ぞれ接続されるが、これらは何れも図示されていない。
要するに、かかる構成の復水器１０においては、冷却水
は冷却管４内を第１図において右方から左方に流通させ
られる。一方、蒸気タービンからの排気（水蒸気）が冷
却管４間の間隙をほぼ下方に流通させられることにより
、該冷却管４の管壁を介して冷却水と蒸気との間で熱の
授受が行なわれ、以てかかる排気の復水が行なわれるよ
うになつているのである。そして、このような復水器１
０における冷却管４の内面を全長に亘つて防食被覆塗装
するに際しては、第２図及び第３図に示される如き本発
明に従う装置が復水器１０の端部の冷却水室６及び７の
いずれか一方に配置されることとなるのである。すなわ
ち、第２図及び第３図に示された装置は、スプレーノズ
ル２１を先端部に取り付けた給送管２２を冷却管４内に
機械的にり込み、そして引き戻すために、巻取り装置３
０とピンチロール装置５０を有している。

具体的には、この巻取り装置３０は、冷却管４の長さよ
りも長い給送管２２を巻き取り得るに充分な大きさ（例
えば直径が５００ｘ１５００ｍ程度）の巻取りドラム３
１を有しており、該巻取りドラム３１がモータ３２によ
つてベルト３３を介して回転せしめられることより、該
ドラム３１の外周面に形成されたガイド溝３４に沿つて
給送管２２が巻き取られるようになつている。また、給
送管２２は、該巻取りドラム３１の外周に約９０送の位
相差をもつて配設されている４個の押えロール３５によ
つて弛みのないように該ドラム３１に巻き取られる。更
に、給送管２２の巻取り開始端は、該巻取りドラム３１
の回転軸（巻取り軸）３６に公知のジョイント３７を介
して接続されており、塗料タンク４０及び空気タンク４
１からバイブ４２，４３を通じて供給される塗料並びに
加圧空気が公知のロータリジョイント３８を介して該回
転軸３６内のそれぞれの通路に導かれることにより、前
記ジョイント３７を介してかかる塗料並びに加圧空気が
該給送管２２内のそれぞれの通路に導かれるようになつ
ている。なお、４４はカイトてあり、巻取りドラム３１
へ巻き取られ或は該ドラム３１から取り出される給送管
２２を案内する役割を果している。また、この巻取り装
置３０は組立・分解か可能なものとされ、冷却水室６或
は７内への設置が容易なものとされている。また、ピン
チロール装置５０は、給送管２２を挾圧しつつ回転する
ことにより該給送管２２を移送せしめる二個のロールか
らなるピンチロール５１を有している。

このピンチロール５１は、給送管２２を充分に締付ける
一方、図示しないエアモータあるいは電動モータなどの
駆動手段によつて正逆に回転せしめられ、以て該給送管
２２を目的とする冷却管４内に送り込み、またそれを引
き戻すようになつている。なお、ピンチロール２１の前
後には移送せしめられる給送管２２を案内するガイド５
２が設けられ、またセンサ５３が設けられて給送管２２
の弛みなどの現象を検出するようにされている。そして
、このようなピンチロール５１による給送管２２の移送
によつて、該給送管２２の巻取り速度が効果的に一定と
為され得て、かかる給送管２２の冷却管４内における移
動速度が一定と為され得るところから、該冷却管４の内
面に対して均一な厚さの塗膜を容易に形成することが出
来ることとなつたのである。そして、このようなピンチ
ロール装置５０による機械的な移送を効果的に為すため
に、該給送管２２は、充分な可撓性を有するホースとさ
れているのである。

即ち、該給送管２２を移動せしめるには、ピンチロール
５１と給送管２２との間の滑りがなく且つ該給送管２２
の変形が最小限になるよう、ロール、管材質の選定と締
付け力の調整が必要であるが、一般にロール（５１）材
質としてはナイロン、ポリエチレン、硬質塩ビ、テフロ
ン、ポリプロピレン、シリコーン等から選ばれる一方、
給送管２２の材質としては硬質ナイロン、硬質塩ビ、架
橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、シリ
コーン等が選ばれ、これにより可撓性のホースが作製さ
れることが望ましい。また、なかでも、給送管２２は長
い冷却管４内に送り込まれるものてもあるために、引張
弾性係数５０００〜３００００ｋ９／Ｃｌｌｌ表面硬さ
（ロックウェル硬さ：Ｒ）５０以上、圧縮強度１５０ｋ
９／Ｃｌｔ以上、破断伸び１００％以上、好ましくは１
５０％以上てある物性値を有する材質を使用することが
特に好まれる。また、このような物性値は、後述のよう
に塗料、加圧空気が加熱されつつ給送される場合などに
あつては、一般に６０℃程度の温度であつても実質的に
影響を受けないことが要請される。加えて、ピンチロー
ル５１を回転せしめるモータ（図示せす）の駆動力を低
減させ且つ給送管２２外面の損耗を減少させるため、冷
却管２２の外面の損耗を減少させるため、冷却管４内面
と給送管２２外面との摩擦は小さいことが望ましい。摩
擦が特に問題となる場合には、短い円筒管を適当な間隔
をもつて給送管２２外面に嵌着することによつて該問題
は改善されるであろう。また、かかる給送管２２内には
、少なくとも塗料の通路と加圧空気の通路とがそれぞれ
独立して管軸方向に設けられているが、その一例が第４
図に示されている。

即ち、給送管２２は塗料を給送せしめる内管２２ａと加
圧空気を給送せしめる外管２２ｂからなる二重管構造の
のであり、該外管２２ｂは硬質ナイロンから形成され、
該給送管２２全体を可撓性と為している一方、内管２２
ａは軟質塩ビから形成されている。このように、二重管
構造の給送管の場合にあつては、必ずしも内管２２ａま
で可撓性とする必要はないのである。また、外管２２ｂ
は金属製のフレキシブル管に代替させることも可能であ
る。そして、かかる給送管２２の先端部には、継手２３
を介して、スプレーノズル２１が取り付けられている。
継手２３の一方の端部には、中心部を貫通する塗料通路
を有するノズルインサート２１ａが同軸的に螺着され、
更に該ノズルインサート２１ａの外側に位置するように
ノズルキャップ２１ｂが螺着されており、該ノズルイン
サート２１ａとノズルキャップ２１ｂとの間の間隙が加
圧空気の通路とされている。また、該継手２３の他方の
端部には、前記給送管２２の外管２２ｂが挿着されると
共に、該継手２３の中心貫通孔に螺着された金属製接続
管２４の端部に、塗料を給送する前記内管２２ａが挿着
されている。そして、かかる継手２３に螺着された接続
管２４の外周面にはシーズヒータ２５が巻き付けられ、
外管２２ｂ内を通るリード線２６からの電力の供給によ
つて、給送せしめられる塗料並びに加圧空気が所定の温
度に加熱せしめられるようになつている。なお、このよ
うな加熱により、塗装環境条件の如何に拘らす、常に均
一な欠陥のない塗膜が形成されるのである。また、かか
る加熱手法、装置の具体例は本発明者らが先に特許出願
した（昭和５師５月１４日出願）願書に添付された明細
書中に詳細に記述されている。本発明は特にかかる加熱
方式の構成を採用する給送管２２の取扱いのために開発
されたものであるが、また他の加熱しない方式の給送管
を採用する場合であつても同様に適用され得ることは言
うまでもないところである。従つて、かかる構成の装置
を用いて塗装作業を行なうに際しては、先ず、ピンチロ
ール５１の回転によつて給送管２２が巻取り装置３０か
ら取り出され、そして一方の冷却水室６に開口する冷却
管４の開口端から、スプレーノズル２１を先端部に取り
付けた、塗料通路及び加圧空気通路を有する給送管２２
が送り込まれる。

この送込み操作は該冷却管４の長い（１０〜４０ｗＬ）
管内を冷却水室７に開口する他方の開口端に該ノズル２
１が到達するまで続けられる。そして、該ノズル２１が
他方の開口端に到達すると、ピンチロール５１による給
送管２２の送込みが中止される一方、該ノズル２１から
塗料の噴霧が開始される。該ノズル２１への塗料並びに
加圧空気の供給は、別個の通路にて、塗料タンク４０及
び空気タンク４１からロータリジョイント３８、ドラム
回転軸３６、ロータリジョイント３７を介して給送管２
２内にそれぞれ導き、そして該給送管２２内のそれぞれ
の通路を流通せしめることよつて行なわれ、該ノズル２
１において、よく知られているように加圧空気の噴出作
用によつてかかる塗料が霧化されるのである。ついで、
かかる塗料の噴霧が開始されると、ピンチロール５１は
逆回転せしめられ、これによつて給送管２２が冷却水室
６側に引き戻されることより、ノズル２１は冷却管４内
を冷却水室７側から冷却水室６側に向つて所定速度で移
動せしめられ、この移動１ピよつて冷却管４の内面が漸
次塗装され、最終的１ｄは冷却水室７側の開口端から冷
グ↑で′；９！，：士！５？？冨＋當二の開口端に至る
と塗料及び加圧空気の供給が中止され、塗料の噴霧が中
断される。

また、ピンチロール５１の逆回転も停止せしめられる。
そして、かかる塗装操作によつて一本の冷却管４の塗装
が終了すると、次に上記と同様な手順に従つて、次の一
本の冷却管４の塗装が行なわれるのであり、″こうして
次々とこのような塗装操作の繰返しによつて復水器１０
の多数本の冷却管４の防食被覆塗装が行なわれるのであ
る。このように、本発明に従う装置を用いれば、給送管
２２の冷却管４への送り込み並びにその引き・戻しが全
べて機械的に行なわれ得、且つ長尺な冷却管４よりも更
（こ長さが長くされる必要のある給送管２２の取扱（１
）も著しく簡便となり、また装置自体もコンパクト化す
ることが出来るため、冷却水室内に容易に１設置し得る
ことは勿論、作業能率ノも著しく改善さ１′１１，得た
のである。

特に、本発明の装置は、一方の冷却水室（例えば、６）
側のみから給送管２２の冷却管４内への送り込みが可能
であるため、他方の冷却水室７側に作業者を配置する必
要がなく、ぞれ故作業者の大巾な削減が可能となつた他
、微細な塗料粒子が浮遊したり、雰囲気がシンナー蒸気
で汚染される等作業環境の極めて悪い他方の冷却水室７
側に作業者を配置させる必要がなくなつたことにより、
その作業環境の著しい改善が達成され得たのである。な
お、例示の装置を用いて１５００本の冷却管に対して防
食塗装を行なう場合にあつては、２名の作業者により、
平均３０本／時間の処理能率か達成されることが確認さ
れている。このように、本発明に係る塗装装置は作業効
率を高めて作業人貝の削減並びに作業時間の短縮を可能
にすると共に、作業環境の改善をも図り得るなど、優れ
た効果を達成するものである。なお、本発明は、上記例
示した手法並びに装置にのみ限定されるものでは決して
なく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々なる
変更、改良等を加え得るものてある。

また、本発明で使用する塗料としては、復水器における
伝熱管の塗装目的に応じて種々なるタイプの塗料を採用
し得るが、防食被覆塗装にあつては、常温あるいは常温
近くで硬化し得る油性の有機合成樹脂塗料が好適に用い
られ、それは例えばアルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、
ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ア
クリル樹脂などをビヒクルとした塗料である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置が適用される復水器の一例を示す断
面説明図、第２図は本発明装置の一例を示す平面略図、
第３図は第２図における■−■視図（部分断面）、第４
図は本発明にて用いられ得る給送管とそれに取り付けら
れたスプレーノズルの断面図である。 １：復水器胴、４：冷却管（伝熱管）、６，７：冷却水
室、１０：復水器、２１：スプレーノズル、２２：給送
管、２３：継手、３０：巻取り装置、３１：巻取りドラ
ム、３６：回転軸、３８：ロータリジヨイント、４０：
塗料タンク、４１：空気タンク、５０：ピンチロール装
置、５１：ピンチロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 復水器内に配設された伝熱管内に、その一方の開口
   端からスプレーノズルを送り込み、そして該ノズルが該
   伝熱管の他方の開口端に到達した後、該ノズルから塗料
   を噴霧せしめつつ該一方の開口端に向つて移動せしめる
   ことにより、該伝熱管内面を塗装せしめるようにした塗
   装装置にして、先端部に前記スプレーノズルを取り付け
   た、塗料と加圧空気とをそれぞれ別個の通路を通じて該
   ノズルへ供給せしめる可撓性の給送管であつて、内管と
   外管にて構成された二重管構造を呈し、且つ外側の通路
   が加圧空気の給送用、内側の通路が塗料の給送用とされ
   ると共に、少なくとも外管が、引張弾性係数５０００〜
   ３００００ｋｇ／ｃｍ＾２、表面硬さ（ロックウェル硬
   さ：Ｒ）５０以上、圧縮強度１５０ｋｇ／ｃｍ＾２以上
   、破断伸び１００％以上である素材から形成された可撓
   性プラスチックチューブにて構成されているものと、定
   の速度で引き戻し得るピンチロール手段と、該ピンチロ
   ール手段に該給送管を供給し、また該ピンチロール手段
   から送り出されてくる該給送管を巻き取る巻取り手段と
   を、含み、且つ前記巻取り手段に巻き取られる給送管の
   端部が該巻取り手段の巻取り軸を介して塗料供給源及び
   加圧空気供給源に接続され、それぞれの供給源から別個
   に該給送管内の塗料通路及び加圧空気通路に塗料及び加
   圧空気が供給せしめられるようにしたことを特徴とする
   復水器における伝熱管内面の塗装装置。