伸縮継手
【課題】耐久性を有し、交換回数削減及びメンテナンスコスト削減が可能な伸縮継手を提供すること。
【解決手段】高温排ガス通路に使用する伸縮継手１の筒状部４を、曲げ変形により伸縮可能になるように、外周側から順番に第１金属層９、メッシュ層１０、耐熱層１１、第２金属層１２を積層することにより構成した。
【解決手段】高温排ガス通路に使用する伸縮継手１の筒状部４を、曲げ変形により伸縮可能になるように、外周側から順番に第１金属層９、メッシュ層１０、耐熱層１１、第２金属層１２を積層することにより構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発電所における鋼製ダクトに使用される伸縮継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電所における鋼製ダクトでは、伸縮継手を要所に配設する。この伸縮継手には、一般に、金属ベローズ型伸縮継手が使用されている。金属ベローズ型伸縮継手は、金属製のベローズ（蛇腹）部を有しており、ボイラの排ガス等による温度変化に起因する鋼製ダクトの変形をベローズ部が伸縮することにより許容する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２０７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の金属ベローズ型伸縮継手に使用される材料は、柔軟性は高いが耐食性が低い鋼材であった。そのため、伸縮継手が使用中に高温の排ガスの熱等に起因して腐食し、頻繁に交換しなければならず、メンテナンスのコストが増大していた。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、耐久性を有し、交換回数削減及びメンテナンスコスト削減が可能な伸縮継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための請求項１の発明は、高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手であって、外周側から順番に第１金属層、メッシュ層、耐熱層、第２金属層を積層したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手の強度が確保できるとともに耐熱性が向上するため、耐久性が向上する。これにより、伸縮継手の交換作業の回数を削減できるため、メンテナンスのコストの削減が可能になる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記耐熱層がセラミックファイバブランケットから成るものである。
【０００８】
ここで、セラミックファイバブランケットとは、繊維状のセラミックス材料を、連続的に重ねて不織布状に成形したものである（以下、同じ）。
【０００９】
請求項２の発明によれば、耐熱層の柔軟性が向上する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記メッシュ層がカーボンファイバから成るものである。
【００１１】
請求項３の発明によれば、メッシュ層の強度と柔軟性が向上する。またメッシュ層の耐食性が向上すると共に軽量化ができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一の発明において、前記第１及び第２金属層がアルミニウムシートから成るものである。
【００１３】
請求項４の発明によれば、金属層の耐食性が向上すると共に金属層の軽量化ができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか一の発明において、周方向に厚みを均等にすると共に、継手の長手方向では厚みを変化させたものである。
【００１５】
請求項５の発明によれば、伸縮継手において通路方向の皺の発生が抑制され、伸縮継手の伸縮率が周方向で均等になるため、ダクトに配設された場合に、熱によるダクトの変形を周方向で均等に許容することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求５の発明において、継手の長手方向では一端から他端に行くに従って漸次厚みを薄くして成るものである。
【００１７】
請求項６の発明によれば、請求項５の作用効果の他に、厚みがある側が上になるように配設された場合に、上側の方が厚みがあるので形状を維持しやすく、伸縮を許容するための周方向の皺が下側に偏ることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、耐久性を有し、交換回数削減及びメンテナンスコスト削減が可能な伸縮継手を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る伸縮継手の配設例を示す模式図である。この伸縮継手１は、上方に位置する上側鋼製ダクト２と下方に位置する下側鋼製ダクト３との間に配設されている。上側鋼製ダクト２及び下側鋼製ダクト３はともに筒状で、かつ軸直角方向の断面形状は正方形である。伸縮継手１との接続部分付近以外では軸は水平方向に延在し、伸縮継手１との接続部分付近で屈曲している。伸縮継手１は、上側鋼製ダクト２及び下側鋼製ダクト３と断面形状を等しくする筒状であり、軸方向が鉛直方向である。
【００２１】
この実施形態では、例えば、ボイラからの高温の排ガスは、図１の白矢印で示すように、上側鋼製ダクト２、伸縮継手１、下側鋼製ダクト３の順に流れて、例えば煙突から外部に出て行く。すなわち、上側鋼製ダクト２、伸縮継手１、下側鋼製ダクト３で高温排ガス通路を形成している。
【００２２】
伸縮継手１は、詳述すれば、図２に示すように、筒状部４と上側取り付け部５、下側取り付け部６を主要な構成要素とする。筒状部４は筒状であり軸直角方向の断面形状が略正方形である。また、筒状部４は、伸縮を許容するための周方向の皺を有する。上側取り付け部５は、筒状部４に対してフランジ状に外側に突出しており、例えばボルト７により、上側鋼製ダクト２の端面に固定されている。下側取り付け部６は、筒状部４に対してフランジ状に外側に突出しており、例えばボルト８により、下側鋼製ダクト３の端面に固定されている。
【００２３】
伸縮継手１の筒状部４は、外周側から順番に第１金属層９、メッシュ層１０、耐熱層１１、第２金属層１２を積層した構造である。第１金属層９及び第２金属層１２は、例えばアルミシート等である。メッシュ層１０は、強度と柔軟性を有するものであり、例えばカーボンファイバ等である。耐熱層１１は、柔軟性を有するものであり、例えばセラミックファイバブランケット等である。これらの層は、例えばステンレス製糸で縫合することにより互いに固定されている。第１金属層９は、伸縮継手１内部への雨水や塵埃等の浸入を防止する。メッシュ層１０は、強度に劣る耐熱層１１に密着し、層全体に強度と可撓性を付与する。耐熱層１１は、伸縮継手１の主たる機能を有する層であり、熱と排ガスの外部への漏洩を防止する。第２金属層１２は、排ガスの流れによる耐熱層の損傷を防止し、灰の堆積防止や排ガスの整流の機能を有する。
【００２４】
伸縮継手１の筒状部４は、周方向に厚みを均等にすると共に継手の長手方向（高温排ガスの通路方向）では上端から下端に行くに従って厚みが薄くなるようにしている。この厚みの変化は、耐熱層１１の厚みの変化で与えられている。他の層９、１０、１２は、周方向及び上端から下端にかけて均等な厚みである。これらの形状ないし厚みにより、伸縮継手１の筒状部４において軸方向の皺の発生が抑制され、伸縮継手１の筒状部４の伸縮率が周方向で均等になる。このため、伸縮継手１は、上側鋼製ダクト２、下側鋼製ダクト３の熱による変形を周方向で均等に許容することができる。
【００２５】
耐熱層１１と第２金属層１２は、筒状部４から上側取り付け部５に沿って延在している。第１金属層９とメッシュ層１０は、筒状部４から上側取り付け部５に沿って延在し、更に２回折り返して上側取り付け部５に沿って延在している。これにより、上側取り付け部５が補強されボルト７の頭部による変形や損傷が抑制され、また上側取り付け部５の適度な弾力性によりボルト７の緩み止めが確実になる。
【００２６】
耐熱層１１と第２金属層１２は、筒状部４から下側取り付け部６に沿って延在している。第１金属層９とメッシュ層１０は、筒状部４から下側取り付け部６に沿って延在し、更に１回折り返して下側取り付け部６に沿って延在している。これにより、下側取り付け部６が補強されボルト８の頭部による変形や損傷が抑制され、また下側取り付け部６の適度な弾力性によりボルト８の緩み止めが確実になる。
【００２７】
上記の構成により、伸縮継手１は、曲げ変形により伸縮可能であり、強度が確保できるとともに耐熱性が向上するため、耐久性が向上する。これにより、伸縮継手１は、交換作業の回数を削減できるため、メンテナンスのコストの削減が可能になる。また、各層の厚みを調節する等して筒状部４の柔軟性を更に向上させた場合、従来の伸縮継手では許容できずにダクトの内部応力の原因となっていたダクトの微小な変形をも許容できる。このため、内部応力が抑制されることによりダクトの長寿命化が可能になる。
【００２８】
上記実施形態では、第１金属層９、メッシュ層１０は上側取り付け部５で２回折り返し、下側取り付け部６で１回折り返しているが、本発明はこれに限定されることなく、固定が担保されれば折り返し回数は限定されず、また折り返しがなくてもよい。
【００２９】
上記実施形態では、伸縮継手１は、軸方向が鉛直方向になるように配設されているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、水平方向になるように配設されてもよい。
【００３０】
本発明は、上記実施形態の他にも、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る伸縮継手の配設例を示す模式図である。
【図２】図１の伸縮継手についての縦断面図の一部である（伸縮継手の左側が伸縮継手の内部、伸縮継手の右側が伸縮継手の外部）。
【符号の説明】
【００３２】
１ 伸縮継手
２ 上側鋼製ダクト
３ 下側鋼製ダクト
９ 第１金属層
１０ メッシュ層
１１ 耐熱層
１２ 第２金属層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発電所における鋼製ダクトに使用される伸縮継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電所における鋼製ダクトでは、伸縮継手を要所に配設する。この伸縮継手には、一般に、金属ベローズ型伸縮継手が使用されている。金属ベローズ型伸縮継手は、金属製のベローズ（蛇腹）部を有しており、ボイラの排ガス等による温度変化に起因する鋼製ダクトの変形をベローズ部が伸縮することにより許容する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２０７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の金属ベローズ型伸縮継手に使用される材料は、柔軟性は高いが耐食性が低い鋼材であった。そのため、伸縮継手が使用中に高温の排ガスの熱等に起因して腐食し、頻繁に交換しなければならず、メンテナンスのコストが増大していた。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、耐久性を有し、交換回数削減及びメンテナンスコスト削減が可能な伸縮継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための請求項１の発明は、高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手であって、外周側から順番に第１金属層、メッシュ層、耐熱層、第２金属層を積層したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手の強度が確保できるとともに耐熱性が向上するため、耐久性が向上する。これにより、伸縮継手の交換作業の回数を削減できるため、メンテナンスのコストの削減が可能になる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記耐熱層がセラミックファイバブランケットから成るものである。
【０００８】
ここで、セラミックファイバブランケットとは、繊維状のセラミックス材料を、連続的に重ねて不織布状に成形したものである（以下、同じ）。
【０００９】
請求項２の発明によれば、耐熱層の柔軟性が向上する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記メッシュ層がカーボンファイバから成るものである。
【００１１】
請求項３の発明によれば、メッシュ層の強度と柔軟性が向上する。またメッシュ層の耐食性が向上すると共に軽量化ができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一の発明において、前記第１及び第２金属層がアルミニウムシートから成るものである。
【００１３】
請求項４の発明によれば、金属層の耐食性が向上すると共に金属層の軽量化ができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか一の発明において、周方向に厚みを均等にすると共に、継手の長手方向では厚みを変化させたものである。
【００１５】
請求項５の発明によれば、伸縮継手において通路方向の皺の発生が抑制され、伸縮継手の伸縮率が周方向で均等になるため、ダクトに配設された場合に、熱によるダクトの変形を周方向で均等に許容することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求５の発明において、継手の長手方向では一端から他端に行くに従って漸次厚みを薄くして成るものである。
【００１７】
請求項６の発明によれば、請求項５の作用効果の他に、厚みがある側が上になるように配設された場合に、上側の方が厚みがあるので形状を維持しやすく、伸縮を許容するための周方向の皺が下側に偏ることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、耐久性を有し、交換回数削減及びメンテナンスコスト削減が可能な伸縮継手を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る伸縮継手の配設例を示す模式図である。この伸縮継手１は、上方に位置する上側鋼製ダクト２と下方に位置する下側鋼製ダクト３との間に配設されている。上側鋼製ダクト２及び下側鋼製ダクト３はともに筒状で、かつ軸直角方向の断面形状は正方形である。伸縮継手１との接続部分付近以外では軸は水平方向に延在し、伸縮継手１との接続部分付近で屈曲している。伸縮継手１は、上側鋼製ダクト２及び下側鋼製ダクト３と断面形状を等しくする筒状であり、軸方向が鉛直方向である。
【００２１】
この実施形態では、例えば、ボイラからの高温の排ガスは、図１の白矢印で示すように、上側鋼製ダクト２、伸縮継手１、下側鋼製ダクト３の順に流れて、例えば煙突から外部に出て行く。すなわち、上側鋼製ダクト２、伸縮継手１、下側鋼製ダクト３で高温排ガス通路を形成している。
【００２２】
伸縮継手１は、詳述すれば、図２に示すように、筒状部４と上側取り付け部５、下側取り付け部６を主要な構成要素とする。筒状部４は筒状であり軸直角方向の断面形状が略正方形である。また、筒状部４は、伸縮を許容するための周方向の皺を有する。上側取り付け部５は、筒状部４に対してフランジ状に外側に突出しており、例えばボルト７により、上側鋼製ダクト２の端面に固定されている。下側取り付け部６は、筒状部４に対してフランジ状に外側に突出しており、例えばボルト８により、下側鋼製ダクト３の端面に固定されている。
【００２３】
伸縮継手１の筒状部４は、外周側から順番に第１金属層９、メッシュ層１０、耐熱層１１、第２金属層１２を積層した構造である。第１金属層９及び第２金属層１２は、例えばアルミシート等である。メッシュ層１０は、強度と柔軟性を有するものであり、例えばカーボンファイバ等である。耐熱層１１は、柔軟性を有するものであり、例えばセラミックファイバブランケット等である。これらの層は、例えばステンレス製糸で縫合することにより互いに固定されている。第１金属層９は、伸縮継手１内部への雨水や塵埃等の浸入を防止する。メッシュ層１０は、強度に劣る耐熱層１１に密着し、層全体に強度と可撓性を付与する。耐熱層１１は、伸縮継手１の主たる機能を有する層であり、熱と排ガスの外部への漏洩を防止する。第２金属層１２は、排ガスの流れによる耐熱層の損傷を防止し、灰の堆積防止や排ガスの整流の機能を有する。
【００２４】
伸縮継手１の筒状部４は、周方向に厚みを均等にすると共に継手の長手方向（高温排ガスの通路方向）では上端から下端に行くに従って厚みが薄くなるようにしている。この厚みの変化は、耐熱層１１の厚みの変化で与えられている。他の層９、１０、１２は、周方向及び上端から下端にかけて均等な厚みである。これらの形状ないし厚みにより、伸縮継手１の筒状部４において軸方向の皺の発生が抑制され、伸縮継手１の筒状部４の伸縮率が周方向で均等になる。このため、伸縮継手１は、上側鋼製ダクト２、下側鋼製ダクト３の熱による変形を周方向で均等に許容することができる。
【００２５】
耐熱層１１と第２金属層１２は、筒状部４から上側取り付け部５に沿って延在している。第１金属層９とメッシュ層１０は、筒状部４から上側取り付け部５に沿って延在し、更に２回折り返して上側取り付け部５に沿って延在している。これにより、上側取り付け部５が補強されボルト７の頭部による変形や損傷が抑制され、また上側取り付け部５の適度な弾力性によりボルト７の緩み止めが確実になる。
【００２６】
耐熱層１１と第２金属層１２は、筒状部４から下側取り付け部６に沿って延在している。第１金属層９とメッシュ層１０は、筒状部４から下側取り付け部６に沿って延在し、更に１回折り返して下側取り付け部６に沿って延在している。これにより、下側取り付け部６が補強されボルト８の頭部による変形や損傷が抑制され、また下側取り付け部６の適度な弾力性によりボルト８の緩み止めが確実になる。
【００２７】
上記の構成により、伸縮継手１は、曲げ変形により伸縮可能であり、強度が確保できるとともに耐熱性が向上するため、耐久性が向上する。これにより、伸縮継手１は、交換作業の回数を削減できるため、メンテナンスのコストの削減が可能になる。また、各層の厚みを調節する等して筒状部４の柔軟性を更に向上させた場合、従来の伸縮継手では許容できずにダクトの内部応力の原因となっていたダクトの微小な変形をも許容できる。このため、内部応力が抑制されることによりダクトの長寿命化が可能になる。
【００２８】
上記実施形態では、第１金属層９、メッシュ層１０は上側取り付け部５で２回折り返し、下側取り付け部６で１回折り返しているが、本発明はこれに限定されることなく、固定が担保されれば折り返し回数は限定されず、また折り返しがなくてもよい。
【００２９】
上記実施形態では、伸縮継手１は、軸方向が鉛直方向になるように配設されているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、水平方向になるように配設されてもよい。
【００３０】
本発明は、上記実施形態の他にも、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る伸縮継手の配設例を示す模式図である。
【図２】図１の伸縮継手についての縦断面図の一部である（伸縮継手の左側が伸縮継手の内部、伸縮継手の右側が伸縮継手の外部）。
【符号の説明】
【００３２】
１ 伸縮継手
２ 上側鋼製ダクト
３ 下側鋼製ダクト
９ 第１金属層
１０ メッシュ層
１１ 耐熱層
１２ 第２金属層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手であって、
外周側から順番に第１金属層、メッシュ層、耐熱層、第２金属層を積層したことを特徴とする伸縮継手。
【請求項２】
前記耐熱層がセラミックファイバブランケットから成る請求項１に記載の伸縮継手。
【請求項３】
前記メッシュ層がカーボンファイバから成る請求項１又は２に記載の伸縮継手。
【請求項４】
前記第１及び第２金属層がアルミニウムシートから成る請求項１〜３の何れか一に記載の伸縮継手。
【請求項５】
周方向に厚みを均等にすると共に、継手の長手方向では厚みを変化させた請求項１〜４の何れか一に記載の伸縮継手。
【請求項６】
継手の長手方向では一端から他端に行くに従って漸次厚みを薄くして成る請求項５に記載の伸縮継手。
【請求項１】
高温排ガス通路に使用する曲げ変形により伸縮可能な伸縮継手であって、
外周側から順番に第１金属層、メッシュ層、耐熱層、第２金属層を積層したことを特徴とする伸縮継手。
【請求項２】
前記耐熱層がセラミックファイバブランケットから成る請求項１に記載の伸縮継手。
【請求項３】
前記メッシュ層がカーボンファイバから成る請求項１又は２に記載の伸縮継手。
【請求項４】
前記第１及び第２金属層がアルミニウムシートから成る請求項１〜３の何れか一に記載の伸縮継手。
【請求項５】
周方向に厚みを均等にすると共に、継手の長手方向では厚みを変化させた請求項１〜４の何れか一に記載の伸縮継手。
【請求項６】
継手の長手方向では一端から他端に行くに従って漸次厚みを薄くして成る請求項５に記載の伸縮継手。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２９９７３１（Ｐ２００９−２９９７３１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５２９４３（Ｐ２００８−１５２９４３）
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
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