JPH07224684A - 排気ダクト用高温伸縮継手 - Google Patents

排気ダクト用高温伸縮継手

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JPH07224684A
JPH07224684A JP1434994A JP1434994A JPH07224684A JP H07224684 A JPH07224684 A JP H07224684A JP 1434994 A JP1434994 A JP 1434994A JP 1434994 A JP1434994 A JP 1434994A JP H07224684 A JPH07224684 A JP H07224684A
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JP
Japan
Prior art keywords
flange
exhaust duct
expansion joint
bars
bellows
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1434994A
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English (en)
Inventor
Masahiko Mori
昌彦 森
Michio Matsumoto
三千雄 松本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温排ガスの排気ダクトを連結する高温伸縮
継手に関し、熱応力による破損を防止する。 【構成】 排気ダクト3を連結するフランジ部6,6′
の上部はベローズ7が押え板8を介してボルトで取付け
られ、内部は断熱材5を設ける。フランジ部6,6′の
ベローズ7の取付部フランジ面はボルト穴位置を除き幅
を狭くし、かつ、穴位置にはスリットを設ける。(図示
省略)又、フランジ部6,6′には複数組のバー12を
取付け、連結ボルト13で両バー12を結合し、バー1
2の先端はバックステイ14で固定するので熱応力によ
るボルト取付部9のき裂発生が防止され、剛性も増し、
形状も維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン、等のプラ
ントからの排気ダクトの連結に適用される排気ダクト用
高温伸縮継手に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のガスタービンの排気ダクト
の側面図、図5は従来の排気ダクト伸縮継手の断面図で
ある。図4において、排気ダクトの構成はガスタービン
1からの排気ガスGを導く排気ダクト3a,3b、これ
らダクト3a,3bを継ぐ伸縮継手2からなり、排気ガ
スGを排ガスボイラ4へ導く通路を構成している。
【0003】図5はその伸縮継手2の断面図で、内部を
断熱材5で保温したフランジ部6,6′の上に非金属材
料のベローズ7を押え板8を介して取付けた構造であ
る。その伸縮継手2は非常に大きな熱伸びを吸収するた
め、非金属材料を用いるのでその部分のメタル温度を1
50℃以下にする必要がある。そのため、フランジ構造
物で非常に大きな温度差が付き、フランジ部(特に、ベ
ローズ取付け側)の熱応力が問題となり、ガスタービン
1の起動・停止の繰返しによりその部分にき裂が入る懸
念があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような排気ダクト
の伸縮継手は非常に大きな熱伸びを吸収するため非金属
材料で製作されている。そのため、メタル温度を150
℃以下に押える必要があるが、排気ダクトの内側は60
0℃に近い高温排ガスが流れているため、伸縮継手のフ
ランジ部で非常に大きな温度差が生じ、フランジ部のベ
ローズ取付け側ではボルト穴があいているため、大きな
引張の熱応力に対し応力集中が生じ、き裂発生の懸念が
あった。
【0005】このようなき裂発生の対策としては排気ダ
クトの内面を断熱材で保温し、フランジ部の内外温度差
を少なくすることが考えられるが、その場合、排気ダク
ト内を高温の排ガスが高速で流れているため、経年劣化
等で内蔵物が飛散し後流の排ガスボイラ等を壊わすこと
が懸念される。
【0006】本発明は、このような熱応力によるき裂発
生、等の不具合を解消するために集中応力の発生する伸
縮継手フランジ部の幅を小さくしてボルト結合部の穴も
熱応力の影響を回避し、引張応力を防ぐような形状とし
て、かつ、フランジ部の剛性を弱くならないような構造
の排気ダクト用高温伸縮継手を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はそのため第1の
手段として、伸縮継手を構成するフランジ部材のベロー
ズを取付ける側のフランジ面において、ボルト位置以外
ではフランジの幅を削って小さくし、更に、応力集中低
減のためベローズを取付けるためのボルト穴部にはスリ
ットを設けこの部分に大きな引張の熱応力が発生しない
ようなフランジ形状とする。
【0008】又、第2の手段として、上記の第1手段の
構成に加えて、伸縮継手の排気ダクトとの連結部となる
第1,第2のフランジ部材に複数個の対向するバーを取
付け、これらの各バーの先端をバックステイで固定して
フランジ部材の剛性を維持するような構成とする。
【0009】即ち、請求項1の発明は、第1の手段とし
て説明のように、高温排ガスを導く通路としての排気ダ
クト間を連結する伸縮継手であって、上流側排気ダクト
と一端で連結する第1のフランジ部材及び下流側排気ダ
クトと一端で連結する第2のフランジ部材と、同第1及
び第2のフランジ部材の両他端のフランジ面間にボルト
及びナットで取付けられたベローズとを具備してなる排
気ダクト用高温伸縮継手において、前記フランジ部材の
ベローズ取付け側フランジ面の幅を前記ボルト及びナッ
ト取付け位置以外では狭くすると共に、同フランジ面の
ボルト穴位置に同ボルト穴から一端を開放したスリット
を設けたことを特徴とする排気ダクト用高温伸縮継手を
提供する。
【0010】又、請求項2の発明は、第2の手段として
説明のように、高温排ガスを導く通路としての排気ダク
ト間を連結する伸縮継手であって、上流側排気ダクトと
一端で連結する第1のフランジ部材及び下流側排気ダク
トと一端で連結する第2のフランジ部材と、同第1及び
第2のフランジ部材の両他端のフランジ面間にボルト及
びナットで取付けられたベローズとを具備してなる排気
ダクト用高温伸縮継手において、前記第1,第2のフラ
ンジ部材の長手方向に沿って対向して取付けられた複数
組のバーと、同対向して取付けられた各組のバー間を結
合する連結手段と、前記各組のバーの先端を固定する一
対のバックステイとを有し、前記フランジ部材のベロー
ズ取付け側フランジ面の幅を前記ボルト及びナット取付
け位置以外では狭くすると共に、同フランジ面のボルト
穴位置に同ボルト穴から一端を開放したスリットを設け
たことを特徴とする排気ダクト用高温伸縮継手を提供す
る。
【0011】
【作用】本発明は前述のような手段となるので、その請
求項1の発明においては、排ガスの高温による熱応力は
ベローズを取付ける第1,第2のフランジ部材のフラン
ジ面で大きな影響力を与えるが、フランジ面はボルト取
付部以外では幅を狭くしてあるので、ベローズを取付け
るボルト部は熱応力の力線の流れからはずれた所に設け
ており、更に、このボルト穴位置にはスリットが入れら
れているため熱応力はほとんど生じることはなく、その
ためのき裂の発生も防止される。
【0012】又、請求項2の発明においては、前述の請
求項1の発明の構成に加えて、フランジ部材に一対のバ
ーを複数組設けて、これを連結手段で結合し、更にバー
先端をバックステイで固定したので、フランジ部材の剛
性が維持され、このバックステイにより、伸縮継手部の
自重及び内圧による膨れも支持される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1は本発明の一実施例に係る排気ダク
ト用高温伸縮継手の断面図、図2はその排気ダクト用高
温伸縮継手の部分拡大斜視図、図3は本発明の伸縮継手
を適用したガスタービンの排気ダクトの側面図である。
【0014】図3の排気ダクトの全体図において、伸縮
継手20はガスタービン1から出た高温排ガスGを排ガ
スボイラ4に導く通路としての排気ダクト3a,3bの
熱伸びを逃がして結合するためのものである。
【0015】図1,図2において、その伸縮継手20は
内部を断熱材5で保温したフランジ構造6,6′の上に
非金属材料のベローズ7を押え板8を介して取付けた構
造である。これらの構成は従来と同じであるが、本発明
は、この構造においてベローズ7取付け側フランジ部
6,6′の形状を図2に示すようにボルト取付け部9以
外ではフランジの幅Wを削ってW′として小さくし、所
々に押え板8を支持するつば10を設けた構造である。
更に、ボルト位置ではフランジにボルト穴から一端を開
放したスリット11を設けている。
【0016】このようにフランジ部6,6′の剛性を弱
くしているので、伸縮継手部の自重や内圧による変形を
防ぐため、フランジ部6,6′の所々にバー12をそれ
ぞれ対称になるように溶接、等で取付け、連結手段で結
合している。連結手段としてはバー12の両端に連結ボ
ルト13を通してナット13aで締めて伸縮継手2の両
フランジ部6,6′を結合している。そして、そのバー
12の先端をそれぞれ外側より支持するバックステイ1
4を固定して設けている伸縮継手構造である。
【0017】このような実施例では、伸縮継手のフラン
ジ部6,6′を、ベローズ7を取付けるためのボルト取
付部9以外では幅をWからW′への小さくしてボルト取
付部9のみをつば10として突出させるようにし、ボル
ト穴部にはスリット11を設けたので、この部分に熱応
力による大きな張力が発生しないフランジ形状となるも
のである。又、このようなフランジ形状にすると、なに
も対策のない構造の場合、フランジ部6,6′の剛性が
弱まって、伸縮継手としての形状が維持できなくなるの
を防止するためフランジ部6,6′にバー12を固定
し、フランジ部6,6′の左右のバー12間を連結手段
で連結すると共にバックステイ14で固定したので剛性
も増し、伸縮継手としての形状も維持できるものであ
る。
【0018】図3はこのような効果を有する伸縮継手を
ガスタービンの排気ダクトに適用した場合の側面図であ
り、ガスタービン1の排気ガスGを排ガスボイラ4に導
く排気ダクト3a,3bの連結部にこの伸縮継手20を
用いたものである。伸縮継手20のフランジ部6,6′
に固定された左右のバー12を連結ボルト13で結合
し、左右のバー12の上部はバックステイ14で結合さ
れ、このバックステイは本側面図では図示してない複数
のバー12をそれぞれ連結し、フランジ部6,6′の全
体としての剛性を確保している。本図ではこの伸縮継手
20をガスタービン1と排気ダクト3a、排気ダクト3
aと排気ダクト3b及び排気ダクト3bと排ガスボイラ
4との間にそれぞれ3ケ所適用して前述のような熱応力
に耐える高温用伸縮継手とし適用しているものである。
【0019】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、高温の
排ガス用の伸縮継手は非常に大きな熱伸びを吸収するた
めベローズ、等は非金属材料を使用している。そのた
め、ベローズのメタル温度を150℃以下に押える必要
があり、フランジ部材に非常に大きな温度差が生じ熱応
力による破損が懸念された。本発明では、このベローズ
を取付ける側のフランジ部材のフランジ面の幅をベロー
ズを取付ける部分のみのこしてその他の幅を削って小さ
くし、更に、ボルトを取付用の穴にはスリットを設けて
いるため、フランジ部材に発生する熱応力の低減と集中
を防ぐことができるものである。
【0020】又、伸縮継手は前述のように熱応力を逃が
すため柔構造にしているが、更に、フランジ部材にバー
を取付け、連結手段で結合し、バー先端はバックステイ
で支持されているので剛性が増し、形状維持がなされる
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る排気ダクト用高温伸縮
継手の断面図である。
【図2】図1に示す排気ダクト用高温伸縮継手の部分拡
大斜視図である。
【図3】本発明の排気ダクト用高温伸縮継手を適用した
ガスタービンの排気ダクトの全体を示す側面図である。
【図4】従来のガスタービンの排気ダクトの全体を示す
側面図である。
【図5】従来の排気ダクト用高温伸縮継手の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ガスタービン 3 排気ダクト 6 フランジ 7 ベローズ 8 押え板 9 ボルト取付部 10 つば 11 スリット 12 バー 13 連結ボルト 14 バックステイ 20 伸縮継手

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温排ガスを導く通路としての排気ダク
    ト間を連結する伸縮継手であって、上流側排気ダクトと
    一端で連結する第1のフランジ部材及び下流側排気ダク
    トと一端で連結する第2のフランジ部材と、同第1及び
    第2のフランジ部材の両他端のフランジ面間にボルト及
    びナットで取付けられたベローズとを具備してなる排気
    ダクト用高温伸縮継手において、前記フランジ部材のベ
    ローズ取付け側フランジ面の幅を前記ボルト及びナット
    取付け位置以外では狭くすると共に、同フランジ面のボ
    ルト穴位置に同ボルト穴から一端を開放したスリットを
    設けたことを特徴とする排気ダクト用高温伸縮継手。
  2. 【請求項2】 高温排ガスを導く通路としての排気ダク
    ト間を連結する伸縮継手であって、上流側排気ダクトと
    一端で連結する第1のフランジ部材及び下流側排気ダク
    トと一端で連結する第2のフランジ部材と、同第1及び
    第2のフランジ部材の両他端のフランジ面間にボルト及
    びナットで取付けられたベローズとを具備してなる排気
    ダクト用高温伸縮継手において、前記第1,第2のフラ
    ンジ部材の長手方向に沿って対向して取付けられた複数
    組のバーと、同対向して取付けられた各組のバー間を結
    合する連結手段と、前記各組のバーの先端を固定する一
    対のバックステイとを有し、前記フランジ部材のベロー
    ズ取付け側フランジ面の幅を前記ボルト及びナット取付
    け位置以外では狭くすると共に、同フランジ面のボルト
    穴位置に同ボルト穴から一端を開放したスリットを設け
    たことを特徴とする排気ダクト用高温伸縮継手。
JP1434994A 1994-02-08 1994-02-08 排気ダクト用高温伸縮継手 Withdrawn JPH07224684A (ja)

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Effective date: 20010508