(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線が水平に対して傾斜した炉壁管からなる垂直な火炉壁に対して、溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させるトラバース装置と、前記溶射ガンを火炉壁上の溶射位置をほぼ中心に上下に揺動させる揺動装置と、を備え、
前記揺動装置は前記溶射ガンを上下の複数の揺動位置に揺動させ、
前記揺動装置が前記溶射ガンを前記複数の揺動位置のいずれかに維持した状態で、前記トラバース装置が前記溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させることで、火炉壁表面の所定の範囲に前記溶射ガンが金属溶射する動作を前記複数の揺動位置に対して順次行う、ことを特徴とする傾斜型火炉壁管への溶射装置。
【請求項２】
軸線が水平に対して傾斜した炉壁管からなる垂直な火炉壁に対して、溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させるトラバース装置と、前記溶射ガンを火炉壁上の溶射位置をほぼ中心に上下に揺動させる揺動装置と、を用い、
前記揺動装置により前記溶射ガンを上下の複数の揺動位置に揺動させ、
前記揺動装置により前記溶射ガンを前記複数の揺動位置のいずれかに維持した状態で、前記トラバース装置により前記溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させることで、火炉壁表面の所定の範囲に前記溶射ガンにより金属溶射する動作を前記複数の揺動位置に対して順次行う、ことを特徴とする傾斜型火炉壁管への溶射方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリカル管を有する傾斜型火炉壁管への溶射装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の火力発電用ボイラは、微粉炭以外にＣＷＭ（Coal Water Mixture）、ＬＮＧ等の多様な燃料を使用するようになってきている。「オリマルジョン」もかかる新燃料の１つであり、南米オリノコ川流域に産する天然アスファルト（オリノコタールと称する）を、水と界面活性剤によりエマルジョン化したものである。オリノコタールの埋蔵量は、中東原油可採埋蔵量の約７割に相当し、かつ価格的に原油よりも安価であり、安定供給が見込まれていることから、今後の代替エネルギーとして注目されている。
【０００３】
しかしオリマルジョンは、水分および硫黄分が多く、特に還元性燃焼領域では、硫化腐食対策が不可欠となる。このため、オリマルジョン焚ボイラの火炉壁には、耐硫化腐食用として、耐食金属（例えば５０Ｃｒ−５０Ｎｉ）のプラズマ溶射が必要になる。
また、かかるオリマルジョン焚ボイラを、近代的な超臨界圧貫流ボイラとするために炉壁管をヘリカル管とした火炉（傾斜型火炉）が主に用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の手動によるプラズマ溶射では、図５（Ａ）に示すように、炉壁管１の管配列に沿って管の軸方向に溶射装置２を移動させて溶射皮膜を形成させている。この方法は、溶射面積が小さい場合には、効果的であるが、作業者の技量に依存するため、皮膜の厚さや品質のバラツキが大きい問題点がある。また、かかる手動によるプラズマ溶射を、上述した大型のボイラに適用しようとすると、能率が非常に低いため、プラズマ溶射に長期間を要する問題点があった。
【０００５】
一方、この手動方法をそのまま自動化し、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、傾斜型火炉のヘリカル管１に沿って管の軸方向に溶射装置２を自動で移動させる手段が考えられるが、この場合には、図５（Ｄ）に模式的に示すようなトラバース用架台３が必要となる。すなわち、傾斜型火炉のヘリカル管１と同一の傾斜を持ったトラバース用架台３を備え、何らかの手段で各管の位置を検出し、その管に合わせてトラバース用架台３を位置決めし、トラバース用架台３に沿って斜めに溶射装置２を自動で移動させることになる。しかし、この手段では、▲１▼ヘリカル管１の位置検出、▲２▼トラバース用架台３に沿った溶射装置の斜め移動、▲３▼各管に対する溶射装置２の首振り等、が不可欠となる。そのため、従来の手動方法をそのまま傾斜型管配列の大容量ボイラの炉壁管に適用すると、装置と制御が複雑となり、作業能率がかえって低下するおそれがあった。
【０００６】
更に、図５（Ｄ）に示すトラバース用架台３は、火炉を構成する炉壁の幅に合わせて必要になるばかりでなく、炉壁の上端部及び下端部には、そのトラバース用架台をそのまま適用できない領域や、トラバース用架台自体が適用できる場合でも、制御を部分的に変更したり、手動操作をせざる得ない領域が生じる問題点があり、装置と制御が一層複雑となり、作業能率が更に大幅に低下するおそれがあった。
【０００７】
本開発は、上述した種々の問題を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、シンプルな装置と制御により、ヘリカル管を有する傾斜型火炉壁管への溶射を自動化できる溶射装置とその方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、皮膜の厚さや品質のバラツキが少ない溶射を、炉壁の上端部及び下端部を含む広い領域で効率的に行うことができる溶射装置とその方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管からなる垂直な火炉壁に対して、溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させるトラバース装置と、前記溶射ガンを火炉壁上の溶射位置をほぼ中心に上下に揺動させる揺動装置と、を備え、
前記揺動装置は前記溶射ガンを上下の複数の揺動位置に揺動させ、
前記揺動装置が前記溶射ガンを前記複数の揺動位置のいずれかに維持した状態で、前記トラバース装置が前記溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させることで、火炉壁表面の所定の範囲に前記溶射ガンが金属溶射する動作を前記複数の揺動位置に対して順次行う、ことを特徴とする傾斜型火炉壁管への溶射装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によると、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管からなる垂直な火炉壁に対して、溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させるトラバース装置と、前記溶射ガンを火炉壁上の溶射位置をほぼ中心に上下に揺動させる揺動装置と、を用い、
前記揺動装置により前記溶射ガンを上下の複数の揺動位置に揺動させ、
前記揺動装置により前記溶射ガンを前記複数の揺動位置のいずれかに維持した状態で、前記トラバース装置により前記溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動させることで、火炉壁表面の所定の範囲に前記溶射ガンにより金属溶射する動作を前記複数の揺動位置に対して順次行う、ことを特徴とする傾斜型火炉壁管への溶射方法が提供される。
【００１０】
上記本発明の装置及び方法によれば、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管（ヘリカル管）に対して、各管の位置を検出することなく、かつ各管に合わせて装置を位置決めする必要がない。すなわち、トラバース装置と揺動装置を備え、垂直な火炉壁に対して、溶射ガンを火炉壁上の溶射位置をほぼ中心に上下の複数位置に揺動させ、かつ各揺動位置で溶射ガンを水平方向及び垂直方向に移動して火炉壁表面に金属溶射するだけで、炉壁を構成する炉壁管（ヘリカル管）及びこれを連結するフィンの両方の外周面にほぼ均一な皮膜と品質の溶射皮膜を形成することができる。
【００１１】
従って、この装置及び方法では、ヘリカル管の位置検出、トラバース用架台に沿った溶射装置の斜め移動、各管に対する溶射装置の首振り等、が不要となり、装置と制御がシンプルとなる。
また、トラバース装置は、炉壁の上端部及び下端部であっても、溶射範囲がほぼ同じ幅であれば、そのまま適用でき、制御の部分的変更や手動操作をほとんどなくすことができ、作業能率を大幅に上昇させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を使用する。
図１は、本発明による溶射装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の溶射装置１０は、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管１（ヘリカル管）からなる垂直な火炉壁５に対して、溶射ガン１１を水平方向及び垂直方向に移動させるトラバース装置１２を備えている。このトラバース装置１２は、火炉を構成する炉壁５の幅よりも少なくとも短い水平なトラバース用架台１３と、この架台１３に沿って溶射ガン１１を水平に移動させる水平移動装置１４と、トラバース架台１３をワイヤ１５ａ等で吊り下げて昇降させる昇降装置１５とからなる。また、このトラバース装置１２は、溶射ガン１１を火炉壁上の溶射位置から溶射に適した所定の距離を離して保持できるようになっている。この構成により、溶射ガン１１を水平方向及び垂直方向に移動して火炉壁の表面に適切に金属溶射することができる。
【００１３】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図１の溶射装置のヘッド部の構成を示している。この図に示すように、本発明の溶射装置１０は、更に、揺動装置１６を備え、溶射ガン１１を火炉壁上の溶射位置６をほぼ中心に上下に揺動させるようになっている。この揺動装置１６は、溶射位置６を中心とする円弧状のガイド１７と、このガイド１７に沿って溶射ガン１１を上下に移動させる駆動装置１８とを備える。駆動装置１８は、例えば直動シリンダであり、溶射ガン１１をこの図に示す▲１▼〜▲６▼の位置に順次揺動させることかできるようになっている。この構成により、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管１からなる垂直な火炉壁５に対して、溶射ガン１１を火炉壁上の溶射位置６をほぼ中心に上下の複数位置（▲１▼〜▲６▼）に自動又は遠隔操作により揺動させることかできる。
【００１４】
図３は、本発明の原理図であり、（Ａ）は炉壁５に対する溶射ガン１１の移動順序、（Ｂ）は溶射位置６に対する溶射ガン１１の揺動順序を示している。すなわち図１及び図２に示した構成の溶射装置１０を用いることにより、本発明の方法では、図３（Ｂ）に示すように、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管１からなる垂直な火炉壁５に対して、溶射ガン１１を火炉壁５上の溶射位置６をほぼ中心に上下の複数位置（▲１▼〜▲６▼）に順次揺動させ、かつ図３（Ａ）に示すように、各揺動位置で溶射ガン１１を水平方向及び垂直方向に移動して火炉壁表面の必要な範囲に金属溶射する。この方法により、溶射ガン１１がある揺動位置（▲１▼〜▲６▼）に位置したまま、傾斜した炉壁管１（ヘリカル管）に対して、溶射ガン１１が斜めに横断することになり、これを各揺動位置（▲１▼〜▲６▼）に対して順次行うことにより、溶射範囲の全てのヘリカル管１とこれを連結するフィンの両方の外周面にほぼ均一で高品質の多層皮膜を形成することができる。
【００１５】
【実施例】
図４は、膜厚精度の比較図であり、（Ａ）は本発明によるもの、（Ｂ）は溶射ガンを管に沿って移動させた自動溶射によるもの、（Ｃ）は手動溶射によるものである。この図から明らかなように、（Ｂ）の自動溶射は、装置や制御が複雑であり、作業能率が低いにもかかわらず、膜厚精度のバラツキが大きい。また、（Ｃ）の手動溶射では、従来の自動溶射よりも更に膜厚のバラツキが大きいことがわかる。更に、膜厚断面の顕微鏡写真（図示せず）からも、本発明の装置及び方法による溶射皮膜が膜厚のみならず、その品質も最も優れていた。
【００１６】
上述したように、本発明の装置及び方法によれば、軸線が水平に対して傾斜した炉壁管１（ヘリカル管）に対して、各管の位置を検出することなく、かつ各管に合わせて装置を位置決めする必要がない。すなわち、トラバース装置１２と揺動装置１６を備え、垂直な火炉壁５に対して、溶射ガン１１を火炉壁上の溶射位置６をほぼ中心に上下の複数位置（▲１▼〜▲６▼）に揺動させ、かつ各揺動位置で溶射ガン１１を水平方向及び垂直方向に移動して火炉壁表面に金属溶射するだけで、炉壁を構成する炉壁管１（ヘリカル管）及びこれを連結するフィンの両方の外周面にほぼ均一で高品質の多層皮膜を形成することができる。
【００１７】
従って、この装置及び方法では、ヘリカル管の位置検出、トラバース用架台に沿った溶射装置の斜め移動、各管に対する溶射装置の首振り等、が不要となり、装置と制御がシンプルとなる。また、トラバース装置は、炉壁の上端部及び下端部であっても、溶射範囲がほぼ同じ幅であれば、そのまま適用でき、制御の部分的変更や手動操作をほとんどなくすことができ、作業能率を大幅に上昇させることができる。
【００１８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の傾斜型火炉壁管への溶射装置とその方法は、シンプルな装置と制御により、ヘリカル管を有する傾斜型火炉壁管への溶射を自動化でき、かつ皮膜の厚さや品質のバラツキが少ない溶射を、炉壁の上端部及び下端部を含む広い領域で効率的に行うことができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による溶射装置の全体構成図である。
【図２】図１の溶射装置のヘッド部の構成図である。
【図３】本発明の原理図である。
【図４】膜厚精度の比較図である。
【図５】従来の自動溶射装置の模式図である。
【符号の説明】
１  ヘリカル管（炉壁管）
２  溶射装置
３  トラバース用架台
５  火炉壁
６
１０  溶射装置
１１  溶射ガン
１２  トラバース装置
１３  トラバース用架台
１４  水平移動装置
１５  昇降装置
１６  揺動装置
１７  円弧状ガイド
１８  駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003982718.tif 000006