JP5646100B1 - 粉粒体輸送管 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルに曲げることができる上、管内面の耐摩耗性が高い粉粒体輸送管を提供する。また、高温環境下でも使用可能な粉粒体輸送管を提供する。【解決手段】粉粒体輸送管1は、金属製可撓管よりなる外管2と、外管の内周面を覆うように外管に挿入された複数のセラミックス製インナースリーブ3と、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在された耐熱シリコーンゴム製緩衝材4と、外管の内周面と複数のインナースリーブの外周面との間に液状耐熱シリコーンゴムを充填して硬化させることにより形成された充填材層5とを備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、粉粒体を空気輸送する際に用いられる粉粒体輸送管に関する。

粉粒体輸送管としては、一般に金属管が用いられてきたが、管の内面は高速で流通する粉粒体との接触によって摩耗することがあり、特に、配管中に曲管部がある場合には、曲管部内面のうち曲げ方向外側の部分が集中的に摩耗するため、損傷等の問題があった。

そこで、管内面の耐摩耗性を高めて上記の問題を解決するために、例えば下記特許文献１に記載の粉粒体輸送管が提案されている。この粉粒体輸送管は、鋼管等の金属曲管よりなる外管内に、セラミックス製の内管が挿入されるとともに、外管内周面と内管外周面との間に、耐熱繊維が充填されてなるものである。内管は、複数のセラミックス製スリーブの端面どうしを接合してなるベント管によって形成されている。
特許文献１記載の粉粒体輸送管によれば、管内面がセラミックスによって形成されているため、それによって優れた耐摩耗性が得られる。

しかしながら、上記の粉粒体輸送管は、フレキシビリティを有しない固定配管であるため、微妙な配管寸法の誤差や振動を吸収することができず、また、取付や取外しを容易に行うことができないという問題があった。

特開平９−３０３６２３号公報

この発明の目的は、管内面の耐摩耗性に優れている上、フレキシビリティがあって、配管寸法の誤差や振動を吸収することができ、取付や取外しを容易に行うことができる粉粒体輸送管を提供することにある。
また、この発明のもう１つの目的は、上記の機能に加えて、高温環境下でも使用することができる粉粒体輸送管を提供することにある。

この発明による粉粒体輸送管は、金属製可撓管よりなる外管と、外管の内周面を覆うように外管に挿入された複数のセラミックス製インナースリーブと、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在されたエラストマー製緩衝材と、外管の内周面と複数のインナースリーブの外周面との間に液状エラストマーを充填して硬化させることにより形成された充填材層とを備えているものである（請求項１）。

この発明の粉粒体輸送管にあっては、外管が金属製可撓管よりなり、外管の内部に挿入された複数のインナースリーブの端面どうしの間にエラストマー製緩衝材が介在され、さらに、外管の内周面と複数のインナースリーブの外周面との間にエラストマーよりなる充填材層が形成されているので、管内面の耐摩耗性が高い上、管全体として十分なフレキシビリティを有するものである。
したがって、この発明の粉粒体輸送管によれば、固定配管である特許文献１記載の粉粒体輸送管における上記問題点が解消され、微妙な配管寸法の誤差や振動を吸収することができ、また、取付や取外しを容易に行うことができる。さらに、この発明の粉粒体輸送管によれば、特に充填材層の形成が容易であるため、特許文献１記載の粉粒体輸送管と比べて、製造が容易であるという利点もある。

この発明による粉粒体輸送管において、緩衝材が、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在されたスペーサリング部と、スペーサリング部の外周縁にスペーサリング部とＴ字状に交差するように設けられかつ隣り合うインナースリーブの端部にまたがって嵌め被せられた連結バンド部とを備えているのが好ましい（請求項２）。

緩衝材が、上記のような構成を有していれば、連結バンド部によって、インナースリーブどうしを、接着剤等を用いることなく連結することができるので、外管への挿入作業等が容易となり、また、インナースリーブを交換する必要が生じた場合にも、交換作業を簡単に行うことができる。
加えて、緩衝材のスペーサリング部が、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在されるため、例えば粉粒体輸送管を曲げたり伸ばしたりした際に、インナースリーブの端面どうしが接触して欠けたり、破損したりするおそれがない。
また、粉粒体輸送管を曲げた場合、通常であれば、曲げ方向外側（凸側）においてインナースリーブの端面どうしの隙間が空くようになるが、上記構成の緩衝材によれば、スペーサリング部の曲げ方向内側（凹側）が圧縮することで、上記のような隙間が空くのを効果的に防止することができる。

また、この発明による粉粒体輸送管において、緩衝材および充填材層が、耐熱シリコーンゴムよりなる場合がある（請求項３）。

緩衝材および充填材層を耐熱シリコーンゴム製とすれば、この発明による粉粒体輸送管を、例えば、製鉄所における高炉の微粉炭吹込みノズルや、火力発電所における微粉炭等の供給管といった２５０〜３００℃程度の高温環境下でも使用することが可能になり、用途が広がる。

この発明の実施形態を示すものであって、粉粒体輸送管の縦断面図である。 粉粒体輸送管の側面図である。 粉粒体輸送管に使用されている緩衝材を示すものであって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。 粉粒体輸送管の使用状態を示す概略図である。

次に、この発明の実施形態を、図１〜図４を参照して以下に説明する。
図１および図２に示すように、この発明による粉粒体輸送管(1)は、金属製可撓管よりなる外管(2)と、外管(2)の内周面を覆うように外管(2)に挿入された複数のセラミックス製インナースリーブ(3)と、隣り合うインナースリーブ(3)の端面どうしの間に介在されたエラストマー製緩衝材(4)と、外管(2)の内周面と複数のインナースリーブ(3)の外周面との間に形成された充填材層(5)とを備えてなる。

外管(2)を構成している金属製可撓管（フレキシブルチューブ）は、ステンレス鋼等の金属よりなる蛇腹チューブ(21)と、ステンレス鋼等の金属よりなりかつ蛇腹チューブ(21)の外周面を覆っているブレード(22)とを備えてなり、フレキシビリティを有しているとともに、高い内圧や引っ張り力に対する強度部材として機能するものである。
蛇腹チューブ(21)の両端には、金属製ニップル(23)が直列状に配置されており、また、ブレード(22)の外周面両端部には、バンド状の金属製カバー(24)が嵌め被せられている。ニップル(23)の先端には、フランジ部(231)が一体に形成されている。
そして、蛇腹チューブ(21)、ブレード(22)、ニップル(23)およびカバー(24)が、これらの互いに接する部分において、溶接部(25)によって接合されることにより、一体の外管(2)が形成されている。よって、外管(2)は、ニップル(23)で構成された両端部を除いて、フレキシブルに曲げられるようになっている。
各ニップル(23)の外周には、リング状の配管接続用フランジ(6)が嵌められている。

インナースリーブ(3)は、例えばアルミナや窒化硅素等のセラミックスから形成されており、耐摩耗性および耐熱性に優れている。
インナースリーブ(3)の外径は、外管(2)の内径よりも幾分小さいものとなされており、両者(2)(3)の間に液状エラストマーを充填しうるだけの隙間が形成されるようになっている。
また、インナースリーブ(3)の長さは、特に限定されないが、粉粒体輸送管(1)全体としての曲率に影響するものであるため、要求される曲率に応じて適宜設定される。

図３に示すように、緩衝材(4)は、隣り合うインナースリーブ(3)の端面どうしの間に介在されるスペーサリング部(41)と、スペーサリング部(41)の外周縁にスペーサリング部(41)とＴ字状に交差するように設けられかつ隣り合うインナースリーブ(3)の端部にまたがって嵌め被せられる連結バンド部(42)とを備えている。インナースリーブ(3)と緩衝材(4)とは、接着剤等によって接合されない。
緩衝材(4)は、耐熱シリコーンゴム製であって、２５０〜３００℃程度の高温環境下でも使用可能である。但し、粉粒体輸送管(1)が高温環境下で使用されない場合、緩衝材(4)は、ウレタンゴムや天然ゴム（ＮＲ）等によって形成されていてもよい。
スペーサリング部(41)の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１〜２ｍｍ程度となされる。スペーサリング部(41)の内径は、インナースリーブ(3)の内径とほぼ等しいものとなされる。
連結バンド部(42)は、例えば図１を参照すると、その左側部分が、左右に隣り合うインナースリーブ(3)のうち左側のインナースリーブ(3)の外周面右端部に嵌め被せられ、その右側部分が、右側のインナースリーブ(3)の外周面左端部に嵌め被せられている。そして、この状態で、左右のインナースリーブ(3)の端面が、スペーサリング部(41)の両側面に接するようになっている。
連結バンド部(42)の左右両縁部分は、径方向内方に向かってやや屈曲した屈曲縁部(421)によって構成されている（図３（ｂ）参照）。屈曲縁部(421)先端における連結バンド部(42)の開口径は、インナースリーブ(3)の外径よりも若干小さくなされている。したがって、連結バンド部(421)の屈曲縁部(421)が、緩衝材(4)を形成しているエラストマー自体のゴム弾性力によって、インナースリーブ(3)の外周面に圧接させられるため、緩衝材(4)がインナースリーブ(3)から簡単に外れることがなく、インナースリーブ(3)の連結状態を保持することができる。
なお、図１に示したように、ニップル(23)よりなる外管(2)の両端部の内側に配置されているインナースリーブ(3)どうしの間には、緩衝材(4)が介在されておらず、隣り合うインナースリーブ(3)の端面どうしが接着剤等によって接合されている。これは、外管(2)の両端部が曲がらない構造であるため、その内側に配されたインナースリーブ(3)についても曲がる構造にする必要がなく、また、インナースリーブ(3)を交換する必要性も低いからである。

充填材層(5)は、外管(2)の内周面と複数のインナースリーブ(3)の外周面との間に液状エラストマーを充填して硬化させることにより形成されている。液状エラストマーとしては、液状の耐熱シリコーンゴムが用いられ、２５０〜３００℃の高温環境下での使用に対応可能となされている。なお、高温環境下での使用に対応する必要がない場合には、液状ウレタンゴムや液状天然ゴム（ＮＲ）等を使用しても勿論よい。
充填材層(5)を形成する場合、まず、外管(2)の内部に、緩衝材(4)によって連結された複数のインナースリーブを挿入しておいてから、外管(2)の内周面（より詳しくは、蛇腹チューブ(22)およびニップル(23)の内周面）と複数のインナースリーブ(3)の外周面との間に液状耐熱シリコーンゴムを充填した後、これを加硫により硬化させればよいので、形成作業が容易である。
この充填材層(5)により、粉粒体輸送管(1)としてのフレキシビリティが損なわれることなく、外管(2)と、インナースリーブ(3)および緩衝材(4)とが一体化されている。

図４に示すように、粉粒体輸送管(1)と他の配管(P)との接続は、粉粒体輸送管(1)の端部に設けられたフランジ(6)を、接続すべき配管(P)の端部に設けられたフランジ(P1)に、ボルト等で接合することによって行われている。
この発明による上記粉粒体輸送管(1)は、フレキシビリティを有するものであって、自由に曲げることができるので、微妙な配管寸法の誤差や振動を吸収することが可能であり、その取付や取外しも容易に行うことができる。
また、上記の粉粒体輸送管(1)によれば、管内面がインナースリーブ(3)によって構成されているので、高速で流通する粉粒体との接触に対して、高い耐摩耗性を有している。
さらに、上記の粉粒体輸送管(1)によれば、緩衝材(4)および充填材層(5)が耐熱シリコーンゴム製であるため、例えば、製鉄所における高炉の微粉炭吹込みノズルや、火力発電所における微粉炭供給管としても、好適に使用することが可能である。

(1)：粉粒体輸送管
(2)：外管
(3)：インナースリーブ
(4)：緩衝材
(41)：スペーサリング部
(42)：連結バンド部
(5)：充填材層

Claims (3)

1. 金属製可撓管よりなる外管と、外管の内周面を覆うように外管に挿入された複数の略円筒状のセラミックス製インナースリーブと、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在されたエラストマー製緩衝材と、外管の内周面と複数のインナースリーブの外周面との間に液状エラストマーを充填して硬化させることにより形成された充填材層とを備えており、
   前記緩衝材が、隣り合うインナースリーブの端面どうしの間に介在された断面略方形のスペーサリング部と、スペーサリング部の外周縁にスペーサリング部とＴ字状に交差するように設けられかつ隣り合うインナースリーブの端部にまたがって嵌め被せられた連結バンド部とを備えていることを特徴とする、粉粒体輸送管。
2. 連結バンド部の両縁部分が、径方向内方に向かって屈曲した屈曲縁部によって構成されており、屈曲縁部先端における連結バンド部の開口径が、インナースリーブの外径よりも小さくなされており、屈曲縁部が、緩衝材を形成しているエラストマー自体のゴム弾性力によって、インナースリーブの外周面に圧接させられていることを特徴とする、請求項１記載の粉粒体輸送管。
3. 緩衝材および充填材層が、耐熱シリコーンゴムよりなることを特徴とする、請求項１または２記載の粉粒体輸送管。

Images