JPS6362648B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大型構造物の溶接後熱処理に用いられ
る旋回平面拡散型高速バーナに関する。

近年、石油化学工業等で用いられる各種反応容
器等は次第に大型化する傾向にある。これら大型
構造物の溶接部の性能を改善し、溶接残留応力等
の悪影響を除去するためには溶接後熱処理（P.
W.H.T.）が必要となるが、この溶接後熱処理を
具体的にどのように実施するかが問題となつてき
ている。これは、こうした大型構造物は既設の熱
処理炉には収容できず、また運搬上の制約から現
地組立を行なうことが多いためである。

このように現地において溶接後熱処理を行なう
には、大型構造物を収容する仮設炉を製作し、熱
処理を施すことが考えられるが、コスト面の不利
が大きすぎる等種々の欠点がある。

こうしたことから大型構造物のうちでも球形タ
ンクや反応塔などの密閉容器に対しては外面を保
温材で断熱し、内部から加熱して溶接後熱処理を
行なうのが一般的である。

こうした方法としては例えば、大型構造物内部
にデイストリビユーシヨンチユーブを配設し、熱
ガスを大型構造物内面に均一に吸きつけて熱処理
を行なうデイストリビユーシヨンチユーブ方式
や、大型構造物内部に足場を築いてバンドヒータ
を配設し、これによつて熱処理を行なう電熱式バ
ンドヒータ方式が知られている。

しかし、こうした方法は構造物内部で支持部材
によりデイストリビユーシヨンチユーブを支持し
たり、ハンドヒータ用の足場を築いたりしなけれ
ばならず、作業の繁雑さ、安全上の問題、工期の
長期化、コストの高騰等を招く。また、最近は内
面クラツド工法が採用されているため内部作業の
増大は内面の損傷を招き、好ましくない。

そこで、高速バーナによる熱ガスの直接吹込み
方式が採用されている。第１図に従来の高速バー
ナを用いて球形タンクの溶接後熱処理を行う場合
について説明する。図中１は支柱２，２……によ
つて支持された球形タンクであり、この球形タン
ク１の開孔部としては図示しない液の注入弁、排
出弁の取付け座や寸法の小さい計測用取付座以外
には頂部のマンホール１ａ及び底部のマンホール
１ｂがあるだけであり、高速バーナはこれらのい
ずれかにセツトされる。ところで、球形タンク１
のように対称形のものに対しては温度の均一化の
点ではバーナの使用本数はできるだけ少ない方が
よく、通常１本のバーナが使用される。また、従
来の高速バーナでは熱ガスはバーナの中心軸方向
に噴出するため、底部のマンホール１ｂにバーナ
を上方に向けてセツトした場合、球形タンク１の
上部に熱ガスがたまり易く、球形タンク１の上
部・下部間に温度差が生じ易い。このため、昇温
スピードをゆるめたり、タンク内圧を高めたりす
るという対策が必要となる。したがつて、第１図
に示す如く、球形タンク１の頂部マンホール１ａ
に高速バーナ３を下方に向けて挿入し、図示しな
い仮設作業床上にエアブロア４を設置するいわゆ
るトツプ燃焼方式が採用されている。

上述したトツプ燃焼方式では球形タンク１の上
部・下部間の温度差の発生等の欠点はかなりの程
度解消される。しかし、昇温に伴い膨張する球形
タンク１自体と加熱されない仮設作業床との連結
手段あるいは高速回転するエアブロア４の振動対
策のような技術的問題点が生じる。また、足場の
悪い頂部への機器の設置、燃料配管・電力配線が
長くなること、更に高所でのバーナ操作等作業性
及び安全上の問題点も多い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、大型構造物を均一に加熱し、バーナ操作が簡
単で安全性の高い旋回平面拡散型高速バーナを提
供しようとするものである。

以下、本発明の実施例を第２図〜第４図を参照
して説明する。

図中１０は本発明の旋回平面拡散型高速バーナ
であり、その外壁をなす筒状のケーシング１１の
入口部１１ａにはエアブロアからの空気が供給さ
れる空気接続管１２が取付けられており、この入
口部１１ａ内の中央部には空気流量を調節するた
めのバタフライ弁１３が配設されている。また、
前記ケーシング１１の出口部は先端方向に向かつ
て先細のベンチユリ部１１ｂ、最も径の小さいス
ロート部１１ｃ、スロート部１１ｃより更に先端
の拡開した拡散部１１ｄからなつている。前記ケ
ーシング１１内にはこのケーシング１１の出口に
向かつて開口している内筒１４が配設されてい
る。この内筒１４には全面にわたつて多数のスリ
ツト１４ａ、……が設けられており、内筒１４の
内外が連通するようになつている。この内筒１４
にはケーシング１１の入口側からメインバーナ１
５が挿入されており、その先端にはバーナチツプ
１５ａが取付けられている。このメインバーナ１
５には前記ケーシング１１を貫通するオイル燃料
供給管１６及び噴霧用圧縮空気供給管１７が接続
されている。また、このメインバーナ１５の先端
近傍には前記ケーシング１１を貫通するパイロツ
トバーナ用LPガス供給管１８が接続されている。
このLPガス供給管１８は点火時のみ使用される。

また、前記内筒１４の出口開口端近傍とケーシ
ング１１との間には複数の案内羽根１９、……が
環状をなすように傾斜して配設されており、エア
ブロアから供給される空気に旋回流を与えるよう
になつている。更に、ケーシング１１の拡散部１
１ｄには圧縮空気供給管２０が取付けられてお
り、その先端のケーシング１１の中心軸上の位置
にはエアエジエクタ２１が取付けられている。こ
のエアエジエクタ２１は圧縮空気をケーシング１
１の中心軸に対して垂直な方向に噴出するように
なつている。なお、このエアエジエクタ２１は第
３図に示す如く、ナツト２１ａによつて弁２１ｂ
が上下動するようになつており、エアエジユクタ
本体２１ｃと弁２１ｂとの間隔を変化させること
により圧縮空気のエジエクトスピードを調節する
ことができる。

上記旋回平面拡散型高速バーナを用いた球形タ
ンクの溶接後熱処理は以下のようにして行なわれ
る。

まず、第４図に示す如くケーシング１１の出口
部を球形タンク１の底部マンホール１ｂに挿入し
て取付ける。次に、エアブロア４からの空気を供
給しながら、LPガスを供給して図示しないパイ
ロツトバーナを点火し、更にオイル燃料供給管１
６からメインバーナ１５へ供給されたオイル燃料
を圧縮空気供給管１７から供給される圧縮空気に
よつてバーナチツプ１５ａから噴霧させ、内筒１
４内で燃焼させる。エアブロア４から供給される
空気の一部は内筒１４のスリツト１４ａ、……か
ら順次内筒１４内に流入するので内筒１４内での
燃焼は多段式に進められる。このため火炎温度は
必要以上に高温になることがなく、燃焼は内筒１
４内で終了する。また、エアブロア４から供給さ
れる空気のうち内筒１４内に流入しない残りの大
部分は案内羽根１９、……に導かれ、旋回流とな
つてケーシング１１のベンチユリ部１１ｂに入
る。このベンチユリ部１１内で旋回流となつた空
気は内筒１４から出てくる燃焼ガスと混合し、次
第に旋回速度を速めながらスロート部１１ｃで最
高の旋回速度に達した後、拡散部１１ｄで急激に
圧力を回復し、ケーシング１１の中心軸に直交す
る平面上を移動するフラツトな熱ガス流が形成さ
れる。

更に、この熱ガス流はエアエジエクタ２１から
噴出する圧縮空気によつてフラツトになるような
補助的作用を受ける。また、このエアエジエクタ
２１から噴出する圧縮空気はそのエジエクトスピ
ードによつてタンク１内の空気を吸引して、熱ガ
スとタンク１内の空気との接触混合を促進させ
る。この結果、ケーシング１１の出口近傍におけ
る局部加熱を防止するとともに熱ガスの拡がり速
度を加速し、タンク１内に熱ガスの大きな循環流
を形成させる。

しかして、上記旋回平面拡散型高速バーナによ
れば内筒１４の全面にわたつてスリツト１４ａ、
……が設けられているので、エアブロア４から供
給される空気の一部が内筒１４内に流入して多段
燃焼が行なわれ、火炎温度は必要以上に高温にな
ることがない。また、案内羽根１９、……を設け
て熱ガスに旋回流を与え、ケーシング１１の出口
部を先細のベンチユリ部１１ｂ、スロート部１１
ｃ及び拡開した拡散部１１ｄという構成にして熱
ガスの旋回速度を高め、更にエアエジエクタ２１
を設けたことによりタンク１内の空気との接触混
合を促進させているので、ケーシング１１の出口
近傍における局部加熱を防止するとともにタンク
１内に熱ガスの大きな循環流を形成することがで
きる。したがつて、タンク１内を均一に加熱する
ことができる。また、高速バーナ１０をタンク１
の底部マンホール１ｂに取付けるのでバーナ操作
が簡単であり、安全性が高い。

なお、案内羽根１９、……の枚数は２〜10枚、
より好ましくは２〜６枚の範囲で、またケーシン
グ１１の中心軸に対する傾斜角度は10〜60度、よ
り好ましくは15〜35度の範囲で任意に選択するこ
とができる。

以上詳述した如く、本発明の旋回平面拡散型高
速バーナによれば、大型構造物の内部を均一に加
熱することができるとともにバーナ操作が簡単で
安全性が高いという顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高速バーナによる球形タンクの
溶接後熱処理を示す説明図、第２図は本発明の実
施例における旋回平面拡散型高速バーナの断面
図、第３図は同高速バーナのエアエジエクタの断
面図、第４図は同高速バーナによる球形タンクの
溶接後熱処理を示す説明図である。 １……球形タンク、２……支柱、４……エアブ
ロア、１０……旋回平面拡散型高速バーナ、１１
……ケーシング、１１ａ……入口部、１１ｂ……
ベンチユリ部、１１ｃ……スロート部、１１ｄ…
…拡散部、１２……空気接続管、１３……バタフ
ライ弁、１４……内筒、１４ａ……スリツト、１
５……メインバーナ、１５ａ……バーナチツプ、
１６……オイル燃料供給管、１７……圧縮空気供
給管、１８……LPガス供給管、１９……案内羽
根、２０……圧縮空気供給管、２１……エアエジ
エクタ、２１ａ……ナツト、２１ｂ……弁、２１
ｃ……エアエジエクタ本体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入口部から空気が供給され、出口部が先端方
   向に向かつて先細となり、かつ最先端が拡開され
   た筒状のケーシングと、該ケーシング内に配設さ
   れ、全面に亘つて多数のスリツトが設けられた内
   筒と、該内筒内に前記ケーシングの入口側からそ
   の先端部が挿入されたバーナと、前記内筒の出口
   近傍と、前記ケーシングとの間に環状となるよう
   に傾斜して設けられた複数の案内羽根と、前記ケ
   ーシングの出口近傍のケーシングの中心軸上に配
   設され、ケーシングの中心軸に対して垂直方向に
   圧縮空気を噴出するエアエジエクタとを具備した
   ことを特徴とする旋回平面拡散型高速バーナ。