JP2004060736A - Expansion joint used in hot environment - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の管状物を接続する伸縮継手に関し、特に管状物の内圧に起因した伸縮継手の変形に対処する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4〜図6に従来の伸縮継手の構造を示す。伸縮継手1は、上流側ダクト3及び下流側ダクト5の間に配設され、一対のフランジ付き本体7、9と、これら一対の本体7、9を連結するベローズ11とを備える。一対の本体7、9はそれぞれ、対応するダクト3、5に接続するような管状部材からなる。また、一対の本体7、9は相互に離隔しており、ベローズ11はこれら本体が離隔した空間を覆っている。ベローズ11は、本体7、9の押え部7a、9aと、対応するベローズ押え板13、15とに挟まれて固定されており、通常はゴム材から構成されている。
【0003】
流れ方向に沿って見た場合の図5に示されるように、ベローズ11は(従って、押え部7a、9aやベローズ押え板13、15も)、流れ方向に直交する断面形状がほぼ矩形の筒状部材からなる。すなわち、ベローズ11は、上下方向に延長し且つ流れ方向から見た投影形状が直線である一対のストレート部17a、17bと、横方向に延長し且つ流れ方向から見た投影形状が直線である一対のストレート部19a、19bと、それぞれ隣接するストレート部を接続し且つ流れ方向から見た投影形状が曲線である4つのコーナー部21a、21b、21c、21d(一コーナー部を示す図6も参照)とを備えている。
【0004】
以上のように、一対の本体7、9を離隔させ、それらの間をベローズ11で接続しているため、ダクト内の流体の温度変化や圧力変化に起因して一対の本体7、9の位置関係に変化が強いられるような状態でも、ベローズ11が変形して本体7、9の位置関係の変化を好適に吸収することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構造のベローズ11を有する従来の伸縮継手においては、ダクト3、5内の流体の内圧が継手外部の外気圧よりも高くなると、ベローズ11が変形し、場所によって膨らんだり窪んだりする現象が生じる。図7は、ベローズ11における図6と同じ部分であり、内圧による変形後の状態を示す。図7に一コーナー部周辺が示されるように(他のコーナー部でも同様な変形が発生)、ダクト3、5内の内圧が高い場合には、ベローズ11の4つのストレート部17a、17b、19a、19bでは、径方向外側に膨出する部分23が発生する。一方、4つのコーナー部21a、21b、21c、21dでは、ストレート部と同様、径方向外側に膨出する部分25が発生しながら、ベローズの変形前と変形後の周長が不変であることに起因して、当該部分25における流れ方向のほぼ中央位置には、他の部分が膨出した分だけ逆に内側に向けて窪んだ凹み部分27が発生する。
【0006】
そして、このような膨出部分23、25や凹み部分27は、ベローズ11の内圧が低下すると元の平坦なストレート部17a、17b、19a、19bや平坦なコーナー部21a、21b、21c、21dに戻る。したがって、ベローズ11の内圧の上昇及び降下が繰り返し生じると、ベローズの流れ方向の伸縮、半径方向の膨らみや窪み、振動なども繰り返し生じ、短期間でベローズが破損する恐れがある。特に、内側に向けて窪む凹み部分27は、鋭角的に折れるため、上記の繰り返しの変形に際してより破損が起こりやすくなっており、また、ベローズ内側の保温材などに食い込むといった問題も起こり得る。
【0007】
また、従来のベローズ11は、前述したようにゴム材から構成されているため、プラントなどにおいて内部に非常に高温な流体を流通させるような態様では使用しにくく、特に高温条件下に加えて上記のような圧力変動に伴う伸縮・振動が繰り返し生じる場合には、尚更、その耐久性が問題となる恐れがあった。
【0008】
従って、本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、内圧の変化が繰り返し生じても長期間に亙ってベローズが破損しない高温環境下用の伸縮継手を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、一対の被接続部材に対応して設けられる一対の継手本体と、これら一対の継手本体を接続するベローズとを備えた、200℃以上の高温環境下用の伸縮継手であって、前記ベローズは、該ベローズの上流端部及び下流端部を構成する一対の被固定部と、これら一対の被固定部の間に位置すると共に前記一対の継手本体から露出するベローズ本体部とを備え、前記ベローズ本体部は、該ベローズ本体部の上流端部及び下流端部を構成する一対のベース部と、これら一対のベース部の間に位置すると共にこれら一対のベース部を包含する曲率の仮想面よりも外側且つ弧状に膨出した筒状膨出部とを備え、前記ベローズは、径方向内側に配置されるフッ素樹脂層と径方向外側に配置されるガラスクロス層とから形成され、前記ガラスクロス層の糸密度は、25mm四方の領域に縦糸、横糸それぞれが6〜10本の範囲に設定され、且つ、該ガラスクロス層の繊維方向は、縦糸、横糸それぞれが前記ベローズ軸心方向に対して傾斜している、ことを特徴とする。
【0010】
また、前記ベローズは、前記一対の被固定部及び前記ベローズ本体部の間と、前記一対のベース部及び前記筒状膨出部の間との、二段階で曲がっていてもよい。
好適には、前記一対のベース部及び前記筒状膨出部は均一な厚さに形成されている。
好適には、前記筒状膨出部はその全周方向に関して角のない弧状に膨出している。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0012】
図1にこの発明の実施の形態に係る高温環境下用の伸縮継手を示す。伸縮継手31は、被接続部材としての上流側ダクト3及び下流側ダクト5の間に配設され、一対のフランジ付き継手本体37、39と、これら一対の本体37、39を連結する筒状のベローズ41とを備える。一対の本体37、39はそれぞれ、対応するダクト3、5に接続するような管状部材からなる。第1の本体37の上流側には、ダクトフランジ部37aが形成されている。一方、上流側ダクト3の下流側にも同様なフランジ部3aが形成されており、フランジ部37aとフランジ部3aとを図示しない締結手段により接続することにより、第1の本体37は上流側ダクト3に気密に接続されている。なお、第1の本体37の管路内側には、バッフル33が設けられている。また、第2の本体39の下流側及び下流側ダクト5の上流側にも同様なダクトフランジ部39a及びフランジ部5aが形成されており、これらフランジ部39a及びフランジ部5aを図示しない締結手段により接続することにより、第2の本体39は下流側ダクト5に気密に接続されている。
【0013】
第1及び第2の本体37、39にはそれぞれ、環状の押え部37b、39bが形成されている。これらの押え部37b、39bにはそれぞれ、ベローズ41の上流端及び下流端が係合している。さらに、押え部37b、39bに係合したベローズ41の上流端及び下流端の外側には、本体37、39の一構成部材である押え板37c、39cが配設されている。すなわち、ベローズ41は、その上流端及び下流端が押え部37b、39b及び押え板37c、39cの間に挟まれ、これら押え部及び押え板が締結手段35によって連結されることによって、一対の本体37、39の間に固定される。また、一対の押え板37c、39cは、図中概念的に示されたシッピングボルト43によって連結されている。さらに、ベローズ41の内側には、適当な断熱手段45が配設されている。
【0014】
次に、図1及び図2をもとにベローズ41について説明する。なお、図2は、図7と同様な図である。ベローズ41は、大別して、一対の被固定部51と、それら被固定部51の間に位置するベローズ本体部53とから構成されている。また、ベローズ41は全体がほぼ一定の厚さを有する膜状部材であり、したがって、一対の被固定部51及びベローズ本体部53が同じ厚さで構成されている。なお、図2においては、ベローズ本体部53の厚さが省略されて図示されているが、これはベローズ本体部53の湾曲形状を明瞭に示すことを優先したためであり、実際にはベローズ41全体がほぼ均一な厚さを有する。
【0015】
一対の被固定部51は、ベローズ41の流れ方向の最上流端部と最下流端部とに位置しており、押え板37c、39cと継手本体37、39の押え部37b、39bとの間に挟まれる。また、一対の被固定部51は、一平面(図2に符号Gで示される仮想平面)上に沿って延長した平坦面からなり、本実施の形態では押え板37c、39c及び押え部37b、39bによって覆われている。
【0016】
一方、ベローズ本体部53は、その全体が押え板37c、39c及び押え部37b、39bに覆われずに露出している部分であって、一対のベース部55と、それらベース部の間に位置し弧状に膨らんだ変形抑制用の筒状膨出部57とから構成されている。一対のベース部55は、ベローズ本体部53の流れ方向の最上流端部と最下流端部とに位置した平坦部である。また、本実施の形態では、一対のベース部55は、一対の被固定部51を包含する仮想平面Gに沿って配置されるのではなく、仮想平面Gよりも若干径方向外側に膨らんでいる。これは、ダクト内の流体の温度変化や圧力変化に起因して一対の継手本体37、39の位置関係に変化が強いられるような状態を考慮し、ベローズ本体部53を継手本体37、39の間でピンと張らずに余裕を持たせるためである。したがって、従来のベローズの中には、一対の被固定部の間に位置するベローズ本体部分の全体が一定の曲率で膨らんだ態様のものもあるが、本発明では余裕確保のための一対のベース部55はベローズ本体部53における両端部のみに形成されていると共に、その間には、変形抑制用の筒状膨出部57が設けられている。
【0017】
筒状膨出部57は、一対のベース部55の間に位置しそれらベース部55よりも更に外側に膨出している。より詳細には、筒状膨出部57の膨出態様は、一対のベース部55の本来の曲率を持った仮想面H(図1参照)、すなわち両ベース部55を包含するように両ベース部55を結ぶような仮想面Hに対して、さらに外側に弧状に膨出している。したがって、被固定部51に対してベース部55が角度をもっている場合には、ベローズ41全体としては、被固定部51とベース部55との間、ベース部55と筒状膨出部57との間という二段階で曲がっているような形態を備える。また、筒状膨出部57は、その周方向のいずれの位置にも角がないよう、すべてのストレート部からコーナー部に渡って弧状の湾曲を有する。したがって、角の部分から損傷が広がることを防止することができる。さらに、筒状膨出部57における最膨出部は、ベローズの流れ方向中央部に位置しており、上述した一対のベース部55及び一対の被固定部51は当該最膨出部を基準に流れ方向上流側及び下流側に対称的に形成されている。
【0018】
また、上述した一対の被固定部51、一対のベース部55及び筒状膨出部57は全て、流れ方向からみた投影形状が矩形に形成されている。すなわち、一対の被固定部51、一対のベース部55及び筒状膨出部57の各々は、流れ方向から見た投影形状が直線状に形成されている4つのストレート部51a、55a、57aと、隣接するストレート部を接続すると共に、流れ方向から見た投影形状が曲線状に形成されている4つのコーナー部51b、55b、57bとからなる。
【0019】
ベローズ41は、高温環境下で内圧の変化が繰り返し生じても、長期間に亙って破損しないよう、ガラスクロス層とフッ素樹脂層(テフロン(登録商標)層)とから構成されている。具体的には、フッ素樹脂層(テフロン(登録商標)層)がベローズ41の径方向内側を構成し、フッ素樹脂層と熱融着させて一体化したガラスクロス層がベローズ41の径方向外側を構成する。なお、上記の高温環境の範囲は、その下限状態はベローズ内を流通する流体温度が約200℃の状態とし、上限状態はベローズ自体の温度が約260℃となる状態とする。ベローズ自体の温度が約260℃となるこの上限状態は、ベローズの内側に設ける断熱手段の種類や厚さなどの構成によって左右され、ベローズ内を流通する流体温度で約1000℃となる状態もある。また、ベローズ41は、図2に一点鎖線領域Jで概念的に示されるように、ガラスクロス層を構成する縦糸59、横糸61がともに、流れ方向(ベローズ軸心方向)Kに対して傾いた方向となるように、配置される。なお、図2における一点鎖線領域J以外に付された格子状の線は、ベローズの曲面を理解しやすく表すためのものであり、繊維方向を示すものではない。さらに、ガラスクロス層を構成するガラスクロスの糸密度は、縦糸、横糸ともに直径2〜0.6mmの太さのものを使用して、25mm四方の領域に縦糸、横糸それぞれが6〜10本の範囲に選択される(JIS R 3420)。これにより、高温環境下、特にベローズ軸心方向と直交するような方向の移動量が引き起こす、ベローズ41の複雑な変形にも追従でき、長期に亙って破損を防止することができる。
【0020】
次に、以上説明した本実施の形態に係る伸縮継手の作用について説明する。伸縮継手31によって接続された一対のダクト3、5内には、上流側ダクト3から下流側ダクト5に向かって所定の流体が流れる。ここで、ダクト3、5や継手の内側の流体の圧力が外側の圧力よりも高い場合には、前述したようにベローズの流れ方向ほぼ中央部付近のコーナー部で、鋭角的な窪みが生じる恐れがある。しかしながら、本実施の形態の伸縮継手31では、ベローズ41の流れ方向ほぼ中央部付近に、もともと外側且つ弧状に突出した形状であってガラスクロス層及びフッ素樹脂層の二層構造で且つそのガラスクロス層の糸密度及び繊維方向が前述した態様である、筒状膨出部57が設けられているため、ベローズ内側の圧力が上昇しても、ベローズ41のコーナー部には、鋭角的に内側に窪む部分が発生しない。よって、ベローズ41内側の圧力の上昇降下が繰り返し起きても、短期間でベローズ41が破損することを確実に防止できる。
【0021】
次に、耐屈曲試験を行い、糸密度の条件を除いて上記と同様な構成を有する本発明の伸縮継手のベローズ(以下、本願ベローズと称する)と、従来からある筒状膨出部を持たない既存の形態にガラスクロス層を付加したベローズ(以下、従来ベローズと称する)とを比較した結果を以下に示す。従来ベローズ及び本願ベローズとしては、無負荷状態の幅(流れ方向寸法)が285mm、被固定部を基準とした直径が400mmのものを使用する。まず、従来ベローズ及び本願ベローズをそれぞれ、260℃で3時間加熱し、上記200℃以上の高温使用環境下の状態を与える。その後、ベローズの一端を他端に向けて往復させるような伸縮試験機にセットし、伸縮幅100mm、伸縮速度100回/分の条件で、ベローズを伸縮させ、10000回伸縮終了毎に、破損状況などを含めた観察を行い、最終的には50000回の伸縮を行って、その後で、JIS R 3420に準拠した引張り強度試験を行った。まず、従来ベローズについては、260℃で3時間加熱後に図3に示されるようにベローズに生じる折れジワを対称的に整えたような折れジワ63(すなわち、図7で示した窪みに等しい)を付与し、伸縮を開始する。一方、本願ベローズについては、上述した一対の被固定部、一対のベース部及び筒状膨出部から構成された形態により、260℃で3時間加熱後にも折れジワは出現しなかったため、図1及び図2に示した形態のまま、伸縮を開始する。なお、本願ベローズの例としては、
(1)本願ベローズA:ガラスクロス層の厚さ0.6mm、糸密度が縦糸7本、横糸8本、
(2)本願ベローズB:ガラスクロス層の厚さ0.6mm、糸密度が縦糸11本、横糸11本、及び
(3)本願ベローズC:ガラスクロス層の厚さ0.6mm、糸密度が縦糸5本、横糸5本、
の3タイプを用意した。
一方、従来ベローズの例としては、ガラスクロス層の厚さ2.0mm、糸密度が縦糸15本、横糸11本、のものを使用した。
【0022】
まず、10000回伸縮毎のベローズ外観の観察を行ったところ、以下の表1のような結果が得られた。
【0023】
【表1】
【0024】
表1から分かるように、従来ベローズでは、10000回の伸縮終了後に、ベローズ可動部側の折れジワ箇所のガラス繊維部に毛羽立ちが発生し、50000回の伸縮終了時点には、さらに加えて他の部分にも毛羽立ちや糸切れが発生した。また、本願ベローズBでは、10000回の伸縮終了後の状態では異常がなかったが、50000回の伸縮終了時点では、ベローズ中央部に毛羽立ちが発生した。また、本願ベローズCでは、10000回の伸縮終了後の状態では異常がなかったが、50000回の伸縮終了時点では、フッ素樹脂層の方の中央部に亀裂が発生していた。これは、ガラスクロス層の糸密度が少なく十分な耐伸縮性が確保できなかったためである。これらに対し、本願ベローズAでは、50000回の伸縮終了時点でも異常がまったく生じなかった。
【0025】
また、50000回の伸縮終了後の引張り強度試験を行ったところ、以下の表2のような結果が得られた。なお、引張り強度試験を行う試験片は5個用意し、従来ベローズでは、図3に示されるようにベローズ軸心に対して傾斜した折りジワ部を含む領域65から帯状(長さ150mm、幅25mm)に5本切り出し、本願ベローズAでは従来ベローズの領域65に相当する位置の領域から同様に5本切り出して試験片とした。
【0026】
【表2】
【0027】
表2から分かるように、従来ベローズでは、引張り強度の平均値は25mm四方の領域で0.64kNであるのに対し、本願ベローズAでは、引張り強度の平均値は25mm四方の領域で1.18kNであった。すなわち、本願ベローズAでは、50000回の伸縮終了後でも、従来ベローズの約2倍の引張り強度が確保されていることが分かる。また、伸縮を与える前のベローズに関する同態様の試験片による引張り強度平均値は、1.27kNであり、本願ベローズAでは、50000回の伸縮終了後も、ほとんど破損につながるような強度の低下が生じていないことが了解される。
【0028】
このように、耐屈曲試験の結果からも分かるように、本願の伸縮継手に採用されるベローズは、高温環境下で内圧の変化が繰り返し生じても、長期間に亙って破損しないような耐久性が確保されている。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の伸縮継手によれば、高温環境下で内圧の変化が繰り返し生じても、長期間に亙ってベローズの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る伸縮継手の要部縦断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る伸縮継手に関し、矩形ベローズの一コーナー部近傍の形状を示す斜視図である。
【図3】比較例としてのベローズの一コーナー部近傍の形状を示す斜視図である。
【図4】従来の伸縮継手の要部縦断面図である。
【図5】従来の伸縮継手に関し、ベローズ近傍を流れ方向からみた図である。
【図6】従来の矩形ベローズの一コーナー部近傍であって、内圧による変形前の形状を示す斜視図である。
【図7】従来の矩形ベローズの一コーナー部近傍であって、内圧による変形後の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
31…伸縮継手、37、39…筒状継手本体、41…ベローズ、51…被固定部、53…ベローズ本体部、55…ベース部、57…筒状膨出部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an expansion joint for connecting a pair of tubular objects, and more particularly to a technique for coping with deformation of the expansion joint caused by internal pressure of the tubular object.
[0002]
[Prior art]
4 to 6 show the structure of a conventional expansion joint. The
[0003]
As shown in FIG. 5 when viewed along the flow direction, the bellows 11 (and thus the holding portions 7a and 9a and the
[0004]
As described above, since the pair of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional expansion joint having the bellows 11 having the above-described structure, when the internal pressure of the fluid in the
[0006]
When the internal pressure of the bellows 11 decreases, the bulging
[0007]
In addition, since the conventional bellows 11 is made of a rubber material as described above, it is difficult to use the bellows 11 in a mode in which a very high-temperature fluid is circulated inside a plant or the like. If the expansion and contraction / vibration caused by the pressure fluctuation as described above occur repeatedly, there is a possibility that the durability may be a problem.
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an expansion joint for a high-temperature environment in which a bellows is not damaged for a long period of time even if the internal pressure changes repeatedly. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of joint bodies provided corresponding to a pair of connected members, and a bellows connecting the pair of joint bodies, in a high-temperature environment of 200 ° C. or more. The bellows comprises a pair of fixed parts constituting an upstream end and a downstream end of the bellows, and the bellows is located between the pair of fixed parts and the pair of joint bodies. An exposed bellows main body, wherein the bellows main body is located between the pair of bases and a pair of bases constituting an upstream end and a downstream end of the bellows main body, and the pair of bases is located between the pair of bases. A cylindrical bulging portion that bulges out in an arc shape outside the imaginary surface of the curvature including the base portion, wherein the bellows is a fluororesin layer disposed radially inward and a glass disposed radially outward Cross layer The yarn density of the glass cloth layer is set in a range of 6 to 10 for each of the warp and the weft in a 25 mm square area, and the fiber direction of the glass cloth layer is such that the warp and the weft are each the bellows. It is characterized by being inclined with respect to the axial direction.
[0010]
Further, the bellows may be bent in two stages: between the pair of fixed portions and the bellows main portion, and between the pair of base portions and the tubular bulging portion.
Preferably, the pair of base portions and the cylindrical bulging portion are formed to have a uniform thickness.
Preferably, the cylindrical bulging portion bulges in an arc having no corner in the entire circumferential direction.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows an expansion joint for use in a high-temperature environment according to an embodiment of the present invention. The
[0013]
The first and second
[0014]
Next, the
[0015]
The pair of fixed
[0016]
On the other hand, the bellows
[0017]
The tubular bulging
[0018]
In addition, the above-mentioned pair of fixed
[0019]
The bellows 41 is composed of a glass cloth layer and a fluororesin layer (Teflon (registered trademark) layer) so that even if the internal pressure repeatedly changes in a high-temperature environment, the
[0020]
Next, the operation of the expansion joint according to the present embodiment described above will be described. A predetermined fluid flows from the
[0021]
Next, a bending resistance test was performed, and the bellows of the expansion joint of the present invention (hereinafter, referred to as the bellows of the present application) having the same configuration as above except for the yarn density condition, and a conventional cylindrical bulging portion were provided. The result of comparison with a bellows having a glass cloth layer added to an existing form (hereinafter referred to as a conventional bellows) is shown below. As the conventional bellows and the bellows of the present application, those having a width (dimension in the flow direction) of 285 mm in a no-load state and a diameter of 400 mm based on the fixed portion are used. First, the conventional bellows and the bellows of the present application are each heated at 260 ° C. for 3 hours to give a state in a high-temperature use environment of 200 ° C. or more. Then, the bellows is set on an expansion / contraction tester that reciprocates one end toward the other end, and the bellows is expanded / contracted under the conditions of an expansion / contraction width of 100 mm and an expansion / contraction speed of 100 times / min. Observation including the above was performed, and ultimately, expansion and contraction was performed 50,000 times. Thereafter, a tensile strength test in accordance with JIS R 3420 was performed. First, as for the conventional bellows, a folding wrinkle 63 (that is, the same as the depression shown in FIG. 7) is obtained by heating the bellows at 260 ° C. for 3 hours, as shown in FIG. Apply and start stretching. On the other hand, with respect to the bellows of the present application, no fold wrinkles appeared even after heating at 260 ° C. for 3 hours due to the above-described configuration including the pair of fixed portions, the pair of base portions, and the cylindrical bulging portion. And expansion and contraction is started with the form shown in FIG. In addition, as an example of the bellows of the present application,
(1) Bellows A of the present application: glass cloth layer thickness 0.6 mm,
(2) Bellows B of the present application: glass cloth layer thickness of 0.6 mm, yarn density of 11 warp yarns and 11 weft yarns, and (3) Bellows of the present application C: glass cloth layer thickness of 0.6 mm, yarn density of
3 types were prepared.
On the other hand, as an example of the conventional bellows, a glass cloth layer having a thickness of 2.0 mm, a yarn density of 15 warp yarns and 11 weft yarns was used.
[0022]
First, the appearance of the bellows was observed every 10,000 times of expansion and contraction, and the results shown in Table 1 below were obtained.
[0023]
[Table 1]
[0024]
As can be seen from Table 1, in the conventional bellows, after the end of the expansion and contraction of 10,000 times, the glass fiber portion of the bent wrinkle portion on the bellows movable part side became fuzzy, and at the end of the expansion and contraction of 50,000 times, the other additional Flushing and thread breakage also occurred in the part. Further, in the bellows B of the present application, there was no abnormality in the state after the end of the expansion and contraction of 10,000 times, but at the time of the end of the expansion and contraction of 50,000 times, fluffing occurred in the center of the bellows. Further, in the bellows C of the present application, there was no abnormality after the expansion and contraction of 10000 times, but at the end of the expansion and contraction of 50,000 times, a crack was generated in the central portion of the fluororesin layer. This is because the yarn density of the glass cloth layer was low and sufficient elasticity could not be secured. On the other hand, in the bellows A of the present application, no abnormality occurred even at the end of the 50,000 expansions / contractions.
[0025]
In addition, when a tensile strength test was performed after 50,000 times of expansion and contraction, the results shown in Table 2 below were obtained. In addition, five test pieces for performing a tensile strength test were prepared, and in the conventional bellows, as shown in FIG. 3, a band-like shape (length 150 mm,
[0026]
[Table 2]
[0027]
As can be seen from Table 2, in the conventional bellows, the average value of the tensile strength is 0.64 kN in a 25 mm square area, whereas in the present bellows A, the average tensile strength is 1.18 kN in a 25 mm square area. Met. That is, it can be seen that the bellows A of the present application secures about twice the tensile strength of the conventional bellows even after the end of the 50,000 expansions / contractions. The average tensile strength of the bellows before the expansion and contraction by the test piece of the same aspect is 1.27 kN. It is understood that it has not occurred.
[0028]
Thus, as can be seen from the results of the bending resistance test, the bellows used in the expansion joint of the present application is durable so as not to be damaged for a long period of time even if the internal pressure changes repeatedly under a high temperature environment. Is secured.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the expansion joint of the present invention, it is possible to prevent the bellows from being damaged for a long period of time even when the internal pressure repeatedly changes in a high-temperature environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of an expansion joint according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a shape near one corner of a rectangular bellows in the expansion joint according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a shape near one corner of a bellows as a comparative example.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a conventional expansion joint.
FIG. 5 is a view of the vicinity of a bellows as viewed from a flow direction in a conventional expansion joint.
FIG. 6 is a perspective view showing a shape near a corner of a conventional rectangular bellows and before deformation by internal pressure.
FIG. 7 is a perspective view showing a shape after being deformed by internal pressure in the vicinity of one corner of a conventional rectangular bellows.
[Explanation of symbols]
31: expansion joint, 37, 39 ... cylindrical joint main body, 41 ... bellows, 51 ... fixed part, 53 ... bellows main body part, 55 ... base part, 57 ... cylindrical bulging part.
Claims (4)
前記ベローズは、該ベローズの上流端部及び下流端部を構成する一対の被固定部と、これら一対の被固定部の間に位置すると共に前記一対の継手本体から露出するベローズ本体部とを備え、
前記ベローズ本体部は、該ベローズ本体部の上流端部及び下流端部を構成する一対のベース部と、これら一対のベース部の間に位置すると共にこれら一対のベース部を包含する曲率の仮想面よりも外側且つ弧状に膨出した筒状膨出部とを備え、
前記ベローズは、径方向内側に配置されるフッ素樹脂層と径方向外側に配置されるガラスクロス層とから形成され、
前記ガラスクロス層の糸密度は、25mm四方の領域に縦糸、横糸それぞれが6〜10本の範囲に設定され、且つ、該ガラスクロス層の繊維方向は、縦糸、横糸それぞれが前記ベローズ軸心方向に対して傾斜している、
ことを特徴とする高温環境下用の伸縮継手。A pair of joint bodies provided corresponding to the pair of connected members, and a bellows connecting the pair of joint bodies, an expansion joint for a high temperature environment of 200 ° C. or higher,
The bellows includes a pair of fixed portions forming an upstream end portion and a downstream end portion of the bellows, and a bellows body portion located between the pair of fixed portions and exposed from the pair of joint bodies. ,
The bellows body has a pair of bases constituting an upstream end and a downstream end of the bellows body, and an imaginary surface having a curvature located between the pair of bases and including the pair of bases. A cylindrical bulging portion that bulges outwardly and in an arc shape,
The bellows are formed from a fluororesin layer disposed radially inward and a glass cloth layer disposed radially outward,
The yarn density of the glass cloth layer is set in the range of 6 to 10 warp yarns and weft yarns in an area of 25 mm square, and the fiber direction of the glass cloth layer is such that the warp yarns and the weft yarns are the bellows axial center directions. Inclined to
An expansion joint for use in a high temperature environment.
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