JP2945005B1 - 熱応力試験における冷却材密封方法 - Google Patents

熱応力試験における冷却材密封方法

Info

Publication number
JP2945005B1
JP2945005B1 JP28686098A JP28686098A JP2945005B1 JP 2945005 B1 JP2945005 B1 JP 2945005B1 JP 28686098 A JP28686098 A JP 28686098A JP 28686098 A JP28686098 A JP 28686098A JP 2945005 B1 JP2945005 B1 JP 2945005B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coolant
test
test body
sealing
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28686098A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000111465A (ja
Inventor
堀切守人
金子友好
根本一美
博 深作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
Original Assignee
KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO filed Critical KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
Priority to JP28686098A priority Critical patent/JP2945005B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2945005B1 publication Critical patent/JP2945005B1/ja
Publication of JP2000111465A publication Critical patent/JP2000111465A/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 密封を要する部分への冷却材の進入を抑制
し、進入量を所定量に制御できるようにする。 【解決手段】 中空状試験体1中に断熱材を介在させて
冷却用配管4を挿入し、冷却用配管4に形成した噴流孔
に対向する位置の断熱材を切り欠いて試験体内面を露出
させて冷却部16を形成し、冷却部に向けて噴流孔より
冷却材17を吹き付けるとともに、試験体外面の冷却部
と異なる位置を加熱して試験体に軸方向の温度差を付与
する熱応力試験において、冷却材17により冷却される
部分の上下に熱膨張を利用した密封部材10を配置し、
試験体外面の加熱により密封部材を膨張させて試験体内
面に密着させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は円筒状などの試験体
の軸方向に温度差をつけて構造物に生ずる熱応力の繰り
返しによる亀裂の進展を試験する際等に利用可能な異種
金属の膨張差を利用した熱応力試験における冷却材密封
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、円筒容器の軸方向に温度差をつ
け、熱応力の繰り返しによる亀裂の進展度合い試験する
場合の温度差をつける方法として、外面を加熱(高温
側)し、内面を冷却(低温側)する方法が用いられてい
る。このような円筒容器の軸方向に温度差をつける方法
について、図4を参照して説明する。
【0003】図4は熱クリープ疲労亀裂進展の試験に用
いられる試験体の冷却部を説明する図である。円筒状の
試験体1の外面には断熱材2が所定高さまで巻き付けら
れ、断熱材が巻き付けられていない領域は外部から加熱
される。一方、試験体内には、断熱材3を巻き付けた中
子(冷却空気用配管)4が挿入され、冷却空気用配管4
の所定高さの円周上には、複数の噴流孔5が所定間隔で
開けられている。噴流孔5に対向する位置の試験体1と
接する断熱材3には切り欠きが形成されて試験体内面が
露出して冷却部を形成している。冷却空気用配管に送ら
れた圧縮空気はこれら噴流孔5から噴出し、露出した試
験体の内面に当たって冷却する。試験体1の外面の断熱
材2は冷却部から所定高さまで設けられ、断熱材2の頂
部位置に設置された局部加熱ヒータ6で試験体外面が加
熱され、こここに加熱位置を示す初期切欠7が設けられ
ている。つまり、試験体の加熱位置と冷却位置とが、円
筒状軸方向に所定距離だけ離れるようにする。
【0004】このような構成において、局部加熱ヒータ
6で円筒状試験体1を外部から加熱し、加熱位置から軸
方向に所定距離離れた冷却部を冷却空気用配管4の噴流
孔5から噴出する圧縮空気で冷却する。この時の軸方向
の温度分布は、図5に示すように、横方向に温度、縦方
向に切り欠き7からの距離として表される。図5の特性
Aは空気漏れ(断熱材と試験体との隙間からの圧縮空気
の漏れ)がない場合で、加熱位置から冷却位置まで直線
状に温度が変化し、それら各位置から離れるにつれて温
度が一定となるような分布を示している。一方、空気漏
れがある特性Bの場合には、加熱位置から冷却位置まで
の温度変化が直線状ではない。このように試験体と断熱
材の隙間に冷却空気が進入すると、軸方向に温度分布が
乱れるとともに、図示はしないが周方向においても温度
分布が乱れることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す方法で軸方
向に温度差をつける場合、試験体内面の冷却をしない部
分には、温度を均一に維持するために断熱材を施工して
いるが、圧縮空気の噴流が試験体と断熱材との隙間に進
入し、試験体の軸方向および周方向の温度分布が乱れる
ことになる。圧縮空気の進入を防止するには、試験体と
断熱材との隙間が生じないように、多量の断熱材を取り
付け、圧縮して試験体内に挿入する必要があるが、その
際に断熱材が試験体に引っ掛かる等するため、作業に熟
練と時間を要し、また圧縮空気の噴流に対する根本的な
対策にはなり得なかった。
【0006】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、密封を要する部分への冷却材の進入を抑制したり、
あるいは進入量を所定量に制御できるようにすることを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、中空状試験体
中に断熱材を介在させて冷却用配管を挿入し、冷却用配
管に形成した噴流孔に対向する位置の断熱材を切り欠い
て試験体内面を露出させて冷却部を形成し、該冷却部に
向けて前記噴流孔より冷却材を吹き付けるとともに、試
験体外面の冷却部と異なる位置を加熱して試験体に軸方
向の温度差を付与する熱応力試験において、前記冷却材
により冷却される部分の上下に熱膨張を利用した密封部
材を配置し、試験体外面の加熱により密封部材を膨張さ
せて試験体内面に密着させることを特徴とする。また、
本発明は、前記密封部材は、冷却用配管に固定された取
付け台に断熱シートを介して取付けられた金属リング
と、該金属リングに取付けられたグランドパッキンから
なり、試験体外面の加熱により熱膨張リングを膨張させ
てグランドパッキンを試験体内面に密着させることを特
徴とする。また、本発明は、試験体外面の加熱度合いを
調整し、膨張量を制御して密封度合いを調整することを
特徴とする。また、本発明は、密封部材の形状を試験体
の内面形状に合わせたことを特徴とする。また、本発明
は、試験体外面の加熱温度を、使用用途に応じて変化さ
せることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。以下、本発明の密封方法を熱クリープ疲労
亀裂進展の試験体の冷却を例にとって説明する。図1は
本発明の熱クリープ疲労亀裂進展の試験に用いられる試
験体の冷却部を説明する縦断面図、図2は図1のA部詳
細図、図3は位置と温度の関係を示す図である。
【0009】円筒状試験体としての基本的構成、冷却用
配管の構成は図4に示したものと同じであるが、本発明
においては、冷却用配管と試験体の間で、かつ冷却部上
下に熱膨張リング部材を取付けて、試験体と断熱材との
間に空気が侵入するのを防止している点が異なってい
る。なお、試験体外面、冷却用配管と試験体間には図1
の場合と同様に断熱材が設けられるが、ここでは図示を
省略している。図1において、冷却空気用配管4の円周
上に設けられた噴流孔から冷却材(空気)17が噴流し
て円筒状試験体1の内周に当たりこの部分を冷却する。
この冷却部16を挟むように、上下に一対の膨張リング
部材10が円周方向にわたって設けられており、冷却部
16へ吹きつけられた噴流が試験体と断熱材との隙間に
侵入しないようにする。また、冷却部の上下側は試験体
外部より加熱する。
【0010】図1のA部の詳細図である図2を参照する
と、熱膨張リング部材10は冷却空気用配管4と一体に
その周上に設けられた膨張リング取付け台15に取付け
られる構造となっている。上側の取付け台15の下面は
ほぼ試験体に垂直な平面からなり、下側の取付け台15
の上面は、冷却用配管から試験体に向かって高くなるよ
うな傾斜面となっていて、冷却部へ向かう噴流が試験体
内面に当たった後、図の矢印に示すように下側の取付け
台の傾斜面に沿って流出する。この上下の膨張リング取
付け台15の試験体側には、冷却防止のための断熱シー
ト13を介し、7─3黄銅(円筒試験体の材質SUS3
04鋼に対して線膨張係数が好適で、使用温度まで変態
点がなく、安定して使用できる材料である)等からなる
熱膨張リング11がネジ止めされる押さえ板14でそれ
ぞれ固定される。上下の熱膨張リング11の試験体側に
は、それぞれグランドパッキン12が取り付けられ、熱
膨張リング11の膨張により試験体に押しつけられて空
気の漏れを防止するようにしている。なお、グランドパ
ッキン12は冷却空気による熱膨張リングの冷却防止の
役割も合わせ持っている。また、冷却用空気噴流がグラ
ンドパッキン側に高速で当たると、グランドパッキン1
2を吹き飛ばしたり、僅かな隙間から空気が侵入する可
能性がある。この緩和策として空気噴流の侵入を制限す
るねらいで、突起つば18が形成されている。
【0011】次に作用について説明する。円筒状試験体
1を外部より600℃に加熱する。試験体が加熱され、
伝熱作用により熱膨張リング11も加熱され、その加熱
により全周にわたって膨張する。膨張したリング11
は、グランドパッキン12を外周方向に押し上げる。そ
の結果、グランドパッキン12が押し上げられ、円筒状
試験体の内面全周にわたり密着する。
【0012】冷却部16に冷却材(空気)が流入し、円
筒状試験体1、膨張リング取付け台15、グランドパッ
キン12、押さえ板14が冷却されてそれらの外形寸法
が収縮しようとするが、熱膨張リング11は断熱シート
13に囲まれているため、冷却材による降温作用の影響
を受けない。そのため、熱膨張リング11は常に加熱さ
れた状態にあり、グランドパッキン12を外周方向に押
し上げることになる。こうしてグランドパッキン12と
円筒状試験体1の内面は常に密着状態が保たれて密封が
保持され、そのため、冷却材が漏洩することはない。そ
の結果、冷却部の上下側を試験体外部より加熱したと
き、図1に示すように、冷却部下端の位置をb、加熱位
置をaとしたとき、位置a、b間の温度分布は図3に示
すように理想的な直線状を呈する。
【0013】冷却部の軸方向面積を拡大、あるいは熱応
力を減少させる場合は、以下のようにして可能である。
まず、円筒状試験体の外部からの加熱量を減少させる。
円筒状試験体1の温度が降温し、熱膨張リング11への
伝熱量が減少する。その結果、熱膨張リング11の膨張
量が減少する。熱膨張量の減少により熱膨張リング11
のグランドパッキン12に対する押し上げ力が減少す
る。その結果、円筒状試験体1とグランドパッキン12
との密着力が減少し、その間に隙間が発生し、冷却材が
高温側へ漏洩する。このような方法を用いることで、冷
却材を密封するだけでなく、あえてこれを漏洩させ、そ
の気体の流量調整器等の応用も可能である。
【0014】なお、本発明は上記の例に限定されるもの
ではなく、いろいろな変形が可能である。例えば、試験
体は円筒状でなく、多角形等任意形状でもよく、その場
合、熱膨張リングも試験体の内面形状に合わせた多角形
等任意形状とすればよく、その際、膨張リングの材質も
黄銅に限らず適宜選択すればよい。その場合、膨張リン
グの材質は、使用温度までの間に変態点を持たないもの
が好ましく、相互の線膨張係数の差が使用温度で外側円
筒の熱膨張に追い付くような材質を選定する必要があ
る。また、加熱温度も600℃でなく、使用用途に応じ
て適宜変更すればよく、また、冷却材も空気以外の流体
を用いることも可能である。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、異種金属
の熱膨張差を利用して冷却材の漏洩を防ぐことができる
ため、熱クリープ疲労亀裂進展の試験に用いた場合、試
験目的値に近い温度分布(熱応力値)を得ることがで
き、試験品質の向上を図ることができる。また、本発明
の方法により、断熱材等の加工作業労力がほぼ半減し、
低コスト化を図ることが可能である。さらに断熱材等の
損傷がなくなり、部品をリサイクルして使用可能であ
る。また、冷却空気用配管への断熱材施工が容易にな
り、熟練者でなくても施工ができるようになり、施工時
間を大幅に短縮することが可能である。また、熱膨張リ
ングに電気ヒータを沿わせて電流制御等により膨張量を
自由に変えることも可能で様々な応用性が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の熱クリープ疲労亀裂進展の試験に用
いた場合の試験体の冷却部を説明する縦断面図である。
【図2】 図1のA部詳細図である。
【図3】 温度分布を示す図である。
【図4】 従来の熱クリープ疲労亀裂進展の試験に用い
た場合の試験体の冷却部を説明する図である。
【図5】 温度分布を示す図である。
【符号の説明】
1…試験体、2…断熱材、3…断熱材、4…冷却空気用
配管、5…噴流孔、6…局部加熱ヒータ、7…切り欠
き、10…熱膨張リング部材、11…熱膨張リング、1
2…グランドパッキン、13…断熱シート、14…押さ
え板、15…膨張リング取付け台、16…冷却部、17
…冷却材、18…突起つば。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深作 博 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002核燃料 サイクル開発機構大洗工学センター東興 機械工業株式会社所属 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 3/00 - 3/62

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空状試験体中に断熱材を介在させて冷
    却用配管を挿入し、冷却用配管に形成した噴流孔に対向
    する位置の断熱材を切り欠いて試験体内面を露出させて
    冷却部を形成し、該冷却部に向けて前記噴流孔より冷却
    材を吹き付けるとともに、試験体外面の冷却部と異なる
    位置を加熱して試験体に軸方向の温度差を付与する熱応
    力試験において、 前記冷却材により冷却される部分の上下に熱膨張を利用
    した密封部材を配置し、試験体外面の加熱により密封部
    材を膨張させて試験体内面に密着させることを特徴とす
    る熱応力試験における冷却材密封方法。
  2. 【請求項2】 前記密封部材は、冷却用配管に固定され
    た取付け台に断熱シートを介して取付けられた金属リン
    グと、該金属リングに取付けられたグランドパッキンか
    らなり、試験体外面の加熱により熱膨張リングを膨張さ
    せてグランドパッキンを試験体内面に密着させることを
    特徴とする請求項1記載の熱応力試験における冷却材密
    封方法。
  3. 【請求項3】 試験体外面の加熱度合いを調整し、膨張
    量を制御して密封度合いを調整することを特徴とする請
    求項1または2記載の熱応力試験における冷却材密封方
    法。
  4. 【請求項4】 密封部材の形状を試験体の内面形状に合
    わせたことを特徴とする請求項1または2記載の熱応力
    試験における冷却材密封方法。
  5. 【請求項5】 試験体外面の加熱温度を、使用用途に応
    じて変化させることを特徴とする請求項1または2記載
    の熱応力試験における冷却材密封方法。
JP28686098A 1998-10-08 1998-10-08 熱応力試験における冷却材密封方法 Expired - Fee Related JP2945005B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28686098A JP2945005B1 (ja) 1998-10-08 1998-10-08 熱応力試験における冷却材密封方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28686098A JP2945005B1 (ja) 1998-10-08 1998-10-08 熱応力試験における冷却材密封方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2945005B1 true JP2945005B1 (ja) 1999-09-06
JP2000111465A JP2000111465A (ja) 2000-04-21

Family

ID=17709969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28686098A Expired - Fee Related JP2945005B1 (ja) 1998-10-08 1998-10-08 熱応力試験における冷却材密封方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2945005B1 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000111465A (ja) 2000-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1160655A (en) Annular gasket for static sealing for very high temperatures and small pressure drops, and method of making
US7180004B2 (en) Method and arrangement for providing a gas-tight joint
US3469862A (en) Expansion joints with frozen seals
EP1096111B1 (en) Cooling architecture for flanges of a steam turbine casing
JP5073671B2 (ja) 高温ガスを移送するためのパイプのための素子及びこの素子の製造方法
JPH10184932A (ja) 磁性流体封止装置およびその方法
JP2945005B1 (ja) 熱応力試験における冷却材密封方法
US4229644A (en) Heat pipe roller
EP1346175B1 (en) Insulated compound pipe
JPS58500623A (ja) 低温冷凍装置用割り形リングシ−ル
JP3757166B2 (ja) 熱交換器及びこれを形成する方法
US5166569A (en) Rotor containment assembly for dynamoelectric machines
JPS59226118A (ja) フランジ部を有する薄肉円筒状物品の内周面高周波焼入方法
JP6606445B2 (ja) 積層ゴム型免震支承の冷却方法及び冷却装置
US3009013A (en) Electrical insulator with compression ring seal
US4203185A (en) Method of sealing tube plate apertures, and repair set for use therein
JP3618694B2 (ja) 耐圧防爆電気装置
JP2592662Y2 (ja) 回転機の環境試験装置
JP2596117Y2 (ja) Ic試験装置恒温槽
CN220856500U (zh) 一种用于刻蚀腔加热装置
US20190056052A1 (en) Cooling device for high temperature pipe
JPH0516208Y2 (ja)
JPS57131998A (en) Sulfuric acid and dew-point corrosion resisting heat exchanger
SU1099177A1 (ru) Способ теплоизол ции криогенного трубопровода
JPH0456547B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 9

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees