JP3255572B2 - フレキシブルジョイント装置 - Google Patents

フレキシブルジョイント装置

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JP3255572B2 JP06206296A JP6206296A JP3255572B2 JP 3255572 B2 JP3255572 B2 JP 3255572B2 JP 06206296 A JP06206296 A JP 06206296A JP 6206296 A JP6206296 A JP 6206296A JP 3255572 B2 JP3255572 B2 JP 3255572B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/02Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所、製鉄
所、ゴミ焼却場等の排ガスダクトや空気ダクト等の熱膨
張や振動を吸収するダクト用フレキシブルジョイント装
置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、火力発電所、製鉄所、ゴミ焼却場
等の燃焼装置から排出される排ガスを通過させるダクト
系路には、ダクト自体の熱膨張や振動等を吸収する目的
で、ダクト系路の一部に、伸縮可撓性を有する筒状膜体
(例えば特公昭48−33274号公報参照)を用いて
構成したフレキシブルジョイント装置が設けられてい
る。
【0003】前記フレキシブルジョイント装置によれ
ば、ダクトに発生する熱膨張による伸縮や振動は前記筒
状膜体の変位で吸収されるが、流体の温度が高い場合、
放散する熱により前記筒状膜体が早く劣化するので、筒
状膜体の内側に断熱材を設けたものが使われている。
【0004】図13〜図15に、前記高温用のフレキシ
ブルジョイント装置の代表的な構造例を示す。同図にお
いて、1a,1bは連通可能に分離されたダクト、2
a,2bは各ダクトにボルトで固定された金属製スリー
ブ、3a,3bは各スリーブの外周面に溶接で固定され
たフランジ、4は両フランジをその外周端で接続する伸
縮可撓性を有する筒状膜体である。前記対向する両フラ
ンジ3a,3b間の環状の空所部内のスリーブ2a,2
bには、その外周面から半径方向に突出する複数本のス
タッドボルト5a,5bがそれぞれ溶接で固定され、前
記スタッドボルト5a,5bに、ダクトから発生する高
熱を遮断するための複数層からなる断熱材6が差し込ま
れている。この断熱材としては、セラミック繊維のフェ
ルトをガラスクロスや金網等で被覆したものが多く使わ
れている。
【0005】前記スタッドボルト5a,5bには、ボル
ト穴7aに差し込んで断熱材6を押える座板部7bと、
この座板部の差し込みが容易で、差し込んだあとボルト
ネジ部に係合して座板部を抜けにくくするためのボルト
穴の内側に形成されたボルト係合用爪部7cとから成る
座金部材7が装着されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
温用フレキシブルジョイント装置は、燃焼装置から排出
される排ガスによる熱膨張や燃焼装置の振動等が原因で
ダクトに発生する熱膨張による伸縮や応力を吸収するた
め、前記筒状膜体4と断熱材6が変位を繰り返してい
る。これに加えて断熱材6を固定するためのスタッドボ
ルト5a,5bは、ダクトにボルトで固定されているス
リーブ2a,2bに溶接されているため、燃焼装置の振
動を受けてスタッドボルトを差し込む断熱材6のボルト
穴が摩耗によって次第に拡大する。
【0007】特に、コンバインド発電のようにガスが高
温で大口径のものは断熱材の使用量も多く自重が大きい
ため、断熱材のボルト穴が拡大するだけではなく、側面
部の断熱材がずり落ちたり、下面部の断熱材がたれ下が
ったりして、断熱材と断熱材の間や断熱材と金属フラン
ジの間に隙間が生じる場合がある。そして、このような
隙間の発生を放置しておくと、隙間から高熱が入ってき
て、突然筒状膜体が破損するので、それを交換するため
にダクト系路を止めなければならず、多大な損失が発生
し、大きな問題になっている。また、この断熱材の移動
を防止するために帯状の金属板を断熱材の上から当てて
ベルトのように固定した構造のものが提案されている
が、装置の振動により帯状の金属板と座金やナットが共
振して、大きな騒音を発生する欠点がある。
【0008】本発明は、上記構成の高温用フレキシブル
ジョイント装置の問題点に着目してなされたものであっ
て、スタッドボルト穴周縁の断熱材の摩耗を軽減するこ
とができ、かつ断熱材のずり落ちやたれ下がりによる断
熱材と断熱材の間や断熱材とフランジの間の隙間の発生
を未然に防止することができるフレキシブルジョイント
装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、分離された一
対のダクトにそれぞれ連結される連通可能な一対のスリ
ーブと、前記各スリーブの外周面に対向するように設け
られた一対のフランジと、前記対向するフランジ間を接
続する伸縮可撓性を有する筒状膜体と、前記筒状膜体内
の各スリーブの外周面に半径方向に突出するように設け
られた複数本のスタッドボルトと、前記スタッドボルト
に積層状に差し込まれた複数の断熱材とからなるフレキ
シブルジョイント装置であって、前記スタッドボルト
に、ボルト穴に差し込んで断熱材を押える座板部と、こ
の座板部の差し込みが容易で、差し込んだあとボルトネ
ジ部に係合して座板部を抜けにくくするために座板部
ボルト穴の周辺に形成されたボルト係合用爪部と、前記
断熱材に差し込んで断熱材を固定保持するために座板部
に形成された断熱材係合用爪部とから成る座金部材が
数の断熱材毎に装着されていることを要旨としている。
【0010】上記構成によれば、スタッドボルトに座金
部材が複数の断熱材毎に装着され、その座金部材に形成
された爪部で各断熱材が固定保持されているため、熱膨
張、振動等によるスリーブの動きに断熱材の動きが一体
化する作用が高まり、スタッドボルト穴周辺の断熱材の
摩耗を軽減することができるので、断熱材のずり落ち
や、たれ下がりによる断熱材と断熱材の間や断熱材とフ
ランジの間の隙間の発生を確実に防止することができ
る。
【0011】前記座金部材の形状は、丸形でもよいが、
前記断熱材係合用爪部の屈曲加工性を考えると、角形が
好ましい。また、前記座板部の大きさは、幅(角形)あ
るいは直径(丸形)がスタッドボルトの直径の3倍以
上、好ましくは5〜10倍とする。これは、座板部に屈
曲加工した断熱材係合用爪部とスタッドボルトとの間隔
が小さすぎると、スタッドボルトを差し込むための断熱
材側のボルト穴が振動条件によっては、爪部の位置まで
拡大してしまい、より大きな穴となり、逆効果となるこ
とがあり、座板部が多きすぎるものは、スタッドボルト
に装着する際の操作性が悪くなる。また、座板部に形成
する断熱材係合用爪部は、断熱材への固定力を考える
と、スタッドボルトを中心にして対向する部位に複数個
形成するのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】図1〜図3に示すように、連通可
能に分離されたダクト1a,1bの先端スリーブ2a,
2bの外周にフランジ3a,3bをそれぞれ溶接で固定
し、フランジ間を伸縮可撓性を有する筒状膜体4で接続
し、対向するフランジ間のスリーブ外周面に半径方向に
突出する複数本のスタッドボルト5a,5bを溶接で固
定し、これらのスタッドボルトに断熱材6を複数層差し
込み、ナット8を螺着して断熱層を保持するフレキシブ
ルジョイント装置において、前記スタッドボルト5a,
5bに、ボルト穴に差し込んで断熱材を押える座板部1
0と、この座板部の差し込みが容易で、差し込んだあと
ボルトネジ部に係合して座板部を抜けにくくするために
ボルト穴の周辺に形成されたボルト係合用爪部10b
と、前記座板部の端部にあって前記断熱材に差し込んで
断熱材を固定保持するために形成された断熱材係合用爪
部10cとから成る座金部材Aを断熱材毎に装着した構
成とする。上記構成によれば、積層状の各断熱材6を
金部材Aの爪部10c固定保持できるので、積層状の
断熱材はずれなくなる。
【0013】
【実施例】
実施例1 本実施例は図1〜図4に示したものである。なお、同図
において、図13〜図15と同一または類似する部材に
は同じ符号が付されている。即ち、1a,1bは連通可
能に分離されたダクト、2a,2bは各ダクトにボルト
で固定された金属製スリーブ、3a,3bは各スリーブ
の外周面に溶接で固定されたフランジ、4は両フランジ
をその外周端で接続する伸縮可撓性を有する筒状膜体、
5a,5bは前記スリーブ2a,2bに溶接で固定した
スタッドボルト、6はスタッドボルトに差し込んだ断熱
材、8はスタッドボルトに螺着した断熱材押えナットで
ある。
【0014】Aはスタッドボルト5a,5bに複数の断
熱材毎に装着された座金部材であり、ボルトに差し込ん
だ断熱材を押える角形の座板部10と、この座板部のボ
ルト穴10aへの差し込みが容易で、差し込んだあとの
ボルトネジ部に係合して座板部を抜けにくくするために
ボルト穴10aの周辺に屈曲加工されたボルト係合用爪
部10bと、前記座板部10の端部にあって前記断熱材
に差し込んで断熱材を固定するために座板部の縁辺側に
屈曲加工された複数の断熱材係合用爪部10cとで形成
されている。上記実施例1では、前記角形の座板部10
に設ける断熱材係合用爪部10cは、座板部10の対向
する2つの縁辺の中間部位にそれぞれ2個形成されてい
る。
【0015】前記3層の断熱材6のうち、中心部より1
層目の断熱材は、厚さ50mm、長さ60cm、幅48
cmのセラミック繊維のフェルトを、シリカファイバー
を織製してなる厚さ1.5mmのシリカクロスと、線径
0.25mm、16メッシュのSUS316製の金網と
で被覆し、ボルト穴として22mmの下穴をあけて構成
し、この断熱材を前記治具に溶接された外径10mmの
スタッドボルトに差し込み、これに厚さ0.3mm、一
辺長さ70mmのSUS304製角形座板部の中心部位
にボルト穴を設けると共にボルト係合用爪部を形成し、
座板部の対向縁辺の中間部位にそれぞれ2本の爪部を形
成して成る座金部材Aを装着し、断熱材を固定保持し
た。
【0016】次に2層目の断熱材は、厚さ50mm、長
さ60cm、幅48cmのセラミック繊維のフェルト
を、線径0.25mm、16メッシュのSUS316製
の金網で被覆し、22mmの下穴をあけて構成し、1層
目の断熱材と同様な座金部材で固定保持した。
【0017】さらに3層目の断熱材は、厚さ50mm、
長さ60cm、幅48cmのセラミック繊維のフェルト
を、厚さ1.5mmガラスクロスで被覆して22mmの
下穴をあけて構成し、1層目の断熱材と同様な座金部材
で固定保持した。
【0018】実施例2 本実施例は、実施例1の座金部材Aとして、図5〜図6
に示すように、角形座板部10の4つの縁辺の中間部位
にそれぞれ2つの爪部10cを形成したものを用いてい
る。
【0019】実施例3 本実施例は、実施例1の座金部材Aとして、図7〜図8
に示すように、角形座板部10の対向する2つの縁辺の
端部にそれぞれ2つの爪部10cを形成したものを用い
ている。
【0020】実施例4 本実施例は、実施例1の座金部材Aとして、図9〜図1
0に示すように、4つの角隅部位にそれぞれ2つの爪部
10cを形成したものを用いている。
【0021】比較例 本比較例は、実施例1の座金部材に代えて、図14〜図
15に示す断熱材係合用爪部のない座金部材を用いてい
る。
【0022】前記実施例と比較例の性能を比較するた
め、簡易試験として、図11〜図12のようなダクトの
スリーブを想定した長さ100cm、幅50cmのコ字
形枠体の治具Fを用い、これにスタッドボルト5aを4
本溶接にて固定し、そのスタッドボルトに前記断熱材を
差し込み、ナット8で保持して試験体を構成し、これを
加速度4.5G、周波数50Hzで3日間連続して振動
試験を行ない、4本のスタッドボルトに差し込んだ3層
の断熱材のボルト穴を測定した。ボルト穴の変化率は下
記[1]式により求めた。表1に4本のボルト穴の変化
率の平均を示す。 (γ −γ )/γ ×100 …[1] 上記式中、γは断熱材の初期ボルト穴径、γは振動
により試験体の縦方向に楕円状に拡大したボルト穴の長
径である。
【0023】
【表1】
【0024】前記表から明らかなように、前記実施例の
座金部材を用いて断熱材を固定すると、ボルト穴の変化
がいずれの層においても小さく保たれることが確認され
た。なお拡大された縦方向の穴径(楕円に拡大された場
合の長径)に対し、短径にあたる横方向の穴径の変化は
殆んどなかったことも確認された。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のダクト用
フレキシブルジョイント装置の構成によれば、スタッド
ボルトに、ボルト穴に差し込んで断熱材を押える座板部
と、この座板部に設けたボルト係合用爪部と、断熱材に
差し込んで断熱材を固定保持する断熱材係合用爪部とか
らなる座金部材が積層する断熱材毎に装着されているの
で、火力発電所、製鉄所、ゴミ焼却場等のダクトに使用
しても、ダクトに発生する振動で積層状の各断熱材がス
タッドボルトから外れることをなくし、断熱材同士の隙
間や断熱材とフランジとの隙間の発生を防止できるの
で、隙間からの高熱の流入による筒状膜体の破壊を防止
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すフレキシブルジョイン
ト装置の断面図である。
【図2】フレキシブルジョイント装置の一部の拡大断面
図である。
【図3】実施例[1]における座金部材の平面図であ
る。
【図4】前記座金部材の側面図である。
【図5】実施例[2]における座金部材を示す平面図で
ある。
【図6】前記座金部材の側面図である。
【図7】実施例[3]における座金部材を示す平面図で
ある。
【図8】前記座金部材の側面図である。
【図9】実施例[4]における座金部材を示す平面図で
ある。
【図10】前記座金部材の側面図である。
【図11】振動試験体の横断面図である。
【図12】振動試験体の正面図である。
【図13】従来のフレキシブルジョイント装置の断面図
である。
【図14】前記装置に用いた座金部材の平面図である。
【図15】前記座金部材の断面図である。
【符号の説明】
1a,1b ダクト 2a,2b スリーブ 3a,3b フランジ 4 伸縮可撓性筒状膜体 5a,5b スタッドボルト 6 断熱材 7 座金部材 7a 座板部 7b ボルト穴 7c 爪部 8 ナット A 座金部材 10 座板部 10a ボルト穴 10b ボルト係合用爪部 10c 断熱材係合用爪部 F 振動試験治具

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分離された一対のダクトにそれぞれ連結
    される連通可能な一対のスリーブと、前記各スリーブの
    外周面に対向するように設けられた一対のフランジと、
    前記対向するフランジ間を接続する伸縮可撓性を有する
    筒状膜体と、前記筒状膜体内の各スリーブの外周面に半
    径方向に突出するように設けられた複数本のスタッドボ
    ルトと、前記スタッドボルトに積層状に差し込まれた
    数の断熱材とからなるフレキシブルジョイント装置であ
    って、前記スタッドボルトに、ボルト穴に差し込んで断
    熱材を押える座板部と、この座板部の差し込みが容易
    で、差し込んだあとボルトネジ部に係合して座板部を抜
    けにくくするために座板部のボルト穴の周辺に形成され
    たボルト係合用爪部と、前記断熱材に差し込んで断熱材
    を固定保持するために座板部に形成された断熱材係合用
    爪部とから成る座金部材が複数の断熱材毎に装着されて
    いることを特徴とするフレキシブルジョイント装置。
  2. 【請求項2】 前記座金部材の座板部を丸形または角形
    とし、その座板部の縁辺の一部を屈曲して複数の断熱材
    係合用爪部を形成した請求項1に記載のフレキシブルジ
    ョイント装置。
  3. 【請求項3】 座金部材の座板部の幅あるいは直径を、
    スタッドボルト径の5〜10倍とした請求項1に記載の
    フレキシブルジョイント装置。
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JP5723430B2 (ja) * 2013-09-30 2015-05-27 株式会社東京興業貿易商会 断熱材ユニット及びこれを使用した伸縮継手並びに断熱材保持用可動ピン及びこれを使用した伸縮継手。
CN104613260A (zh) * 2015-02-02 2015-05-13 江苏华顶建设工程股份有限公司 一种帆布软接头
CN112128499B (zh) * 2020-10-16 2023-08-29 诸暨市沣泽动力机械有限公司 一种全新的重型燃机非金属膨胀节

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