JPH0730884B2 - スキンケーシング装置 - Google Patents
スキンケーシング装置Info
- Publication number
- JPH0730884B2 JPH0730884B2 JP1113800A JP11380089A JPH0730884B2 JP H0730884 B2 JPH0730884 B2 JP H0730884B2 JP 1113800 A JP1113800 A JP 1113800A JP 11380089 A JP11380089 A JP 11380089A JP H0730884 B2 JPH0730884 B2 JP H0730884B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- skin casing
- casing device
- wall
- present
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発電用ボイラ、産業用ボイラなど起動・停止
を繰り返すような運転状態の変動の多い熱交換器に採用
して好適なスキンケーシング装置に関する。
を繰り返すような運転状態の変動の多い熱交換器に採用
して好適なスキンケーシング装置に関する。
従来の技術 発電用ボイラなどの熱交換器では、炉壁を形成する炉壁
管とガス通路を形成する鋼板壁とをベロー型のスキンケ
ーシングによってシールしながら連結している。
管とガス通路を形成する鋼板壁とをベロー型のスキンケ
ーシングによってシールしながら連結している。
第12図はベローの方向を横方向に設置した従来のスキン
ケーシング装置を示したものであり、第13図はそのXIII
−XIII線に沿う断面図である。また、第14図はベローの
方向を縦方向に設置した従来のスキンケーシング装置を
示したものであり、第15図はそのXV−XV線に沿う断面図
である。
ケーシング装置を示したものであり、第13図はそのXIII
−XIII線に沿う断面図である。また、第14図はベローの
方向を縦方向に設置した従来のスキンケーシング装置を
示したものであり、第15図はそのXV−XV線に沿う断面図
である。
これらの図において、１は炉壁管、２は鋼板壁の縁金
物、３はベロー型スキンケーシング、４は炉壁管１の管
寄せである。
物、３はベロー型スキンケーシング、４は炉壁管１の管
寄せである。
ところで、最近の発電用ボイラでは、起動・停止を頻繁
に繰り返したり、負荷条件を変化させたりするため、熱
交換器の種々の部位において複雑な温度変化を呈し、部
位によっては過大な熱応力を発生することとなり、その
繰り返しのために材料が疲労し、損傷を起こす恐れがあ
った。
に繰り返したり、負荷条件を変化させたりするため、熱
交換器の種々の部位において複雑な温度変化を呈し、部
位によっては過大な熱応力を発生することとなり、その
繰り返しのために材料が疲労し、損傷を起こす恐れがあ
った。
第16図は第12図および第13図に示したベローを横向きに
した装置における熱応力の分布を示したもので、この場
合、d1方向の伸縮に対しては発生応力は小さいが、d2方
向の伸縮（剪断変形）に対しては、ベローの端部に伸縮
が集中し、このため、ベロー四角部（a1〜a4）部に過大
な応力が発生し、破断することになる。
した装置における熱応力の分布を示したもので、この場
合、d1方向の伸縮に対しては発生応力は小さいが、d2方
向の伸縮（剪断変形）に対しては、ベローの端部に伸縮
が集中し、このため、ベロー四角部（a1〜a4）部に過大
な応力が発生し、破断することになる。
また第17図は、第14図および第15図に示した縦方向にベ
ローを配置した場合の応力発生状況を示したもので、こ
の場合は、d3方向の剪断変形に対しては、第16図のd2方
向の剪断力が生じた場合と同様に、ベロー四角部（a5〜
a8）に過大な応力が発生する。
ローを配置した場合の応力発生状況を示したもので、こ
の場合は、d3方向の剪断変形に対しては、第16図のd2方
向の剪断力が生じた場合と同様に、ベロー四角部（a5〜
a8）に過大な応力が発生する。
また、上側と下側に温度差が生じ、上側が伸びようとす
る場合は、第18図に点線で示すように、扇状に変形しよ
うとする。
る場合は、第18図に点線で示すように、扇状に変形しよ
うとする。
しかし、上側がボイラの炉壁管１で、下側はガス通路の
縁金物２であることから、両者に拘束されて、点線に示
すようには変形できず、水平方向のみに変形する。この
ため、第17図に示すベロー端部のa5,a6,a7,a8部に過大
な応力が発生する。
縁金物２であることから、両者に拘束されて、点線に示
すようには変形できず、水平方向のみに変形する。この
ため、第17図に示すベロー端部のa5,a6,a7,a8部に過大
な応力が発生する。
これらの欠点を少なくするために、第19図および第20図
に示すように、縦方向のベロー3aと横方向のベロー3bと
を組合せることにより、複数方向の変位を許容しようと
試みられたものもあるが、ベローの扇状変形がそれぞれ
拘束されたり、またその変形を許容するために、反対方
向のベローが設けてあるため、図中に〇印を付した各部
に過大な応力が発生するものであった。
に示すように、縦方向のベロー3aと横方向のベロー3bと
を組合せることにより、複数方向の変位を許容しようと
試みられたものもあるが、ベローの扇状変形がそれぞれ
拘束されたり、またその変形を許容するために、反対方
向のベローが設けてあるため、図中に〇印を付した各部
に過大な応力が発生するものであった。
更には、ベロー3aとベロー3bとは直交する方向に直接結
合されていることから、この結合部に各ベローの変形か
ら生じる力がかかり、局部的に破傷しやすく、実用的に
はなりえなかった。
合されていることから、この結合部に各ベローの変形か
ら生じる力がかかり、局部的に破傷しやすく、実用的に
はなりえなかった。
発明が解決しようとする課題 上述した如く、発電用ボイラのように起動・停止及び負
荷変化により複雑な温度変化及び温度差が生じる機器に
適用される従来のスキンケーシング装置は、過大な熱応
力が発生し、その繰返しによる疲労損傷により、亀裂が
発生し、ついには破断することがあり、ガスもれを起こ
すので、そのたびにユニットを停止して補修しなければ
ならないという問題があった。
荷変化により複雑な温度変化及び温度差が生じる機器に
適用される従来のスキンケーシング装置は、過大な熱応
力が発生し、その繰返しによる疲労損傷により、亀裂が
発生し、ついには破断することがあり、ガスもれを起こ
すので、そのたびにユニットを停止して補修しなければ
ならないという問題があった。
本発明は、このような欠点を解消するためになされたも
のである。
のである。
課題を解決するための手段 本発明は、水管または蒸気管で一方の壁を形成し、この
壁に鋼板などで形成された他方の壁をシールしながら連
結してガスまたは空気通路を形成する熱交換器のスキン
ケーシング装置において、前記一方の壁に他方の壁をシ
ールしながら連結するスキンケーシングを、少なくとも
２段に折曲させた縦型の連続ベローで形成して成るもの
である。
壁に鋼板などで形成された他方の壁をシールしながら連
結してガスまたは空気通路を形成する熱交換器のスキン
ケーシング装置において、前記一方の壁に他方の壁をシ
ールしながら連結するスキンケーシングを、少なくとも
２段に折曲させた縦型の連続ベローで形成して成るもの
である。
作用 上記の手段によると、縦型のベローを２段に折曲させた
ので、両側は一端が拘束されているものの、拘束方向と
交差する方向には変形可能であり、また中間部はいずれ
の方向へも自由に変形できるため、スキンケーシング装
置のどの部分にも過大な応力が発生することはない。
ので、両側は一端が拘束されているものの、拘束方向と
交差する方向には変形可能であり、また中間部はいずれ
の方向へも自由に変形できるため、スキンケーシング装
置のどの部分にも過大な応力が発生することはない。
実施例 以下本発明の実施例について第１図ないし第10図を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
第１図は本発明のスキンケーシング装置を発電用ボイラ
の火炉壁と後部煙道出口ダクトのシール構造に適用した
一実施例の斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う断
面図、第３図および第４図は夫々第２図のIII−III線及
びIV−IV線に沿う断面図である。
の火炉壁と後部煙道出口ダクトのシール構造に適用した
一実施例の斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う断
面図、第３図および第４図は夫々第２図のIII−III線及
びIV−IV線に沿う断面図である。
これらの図において、11は火炉後壁管、12は後部煙道出
口ダクト縁金物、13は本発明のスキンケーシング装置で
２段に折曲したベローから成っている。
口ダクト縁金物、13は本発明のスキンケーシング装置で
２段に折曲したベローから成っている。
また、14,15は、火炉後壁管11およびダクト縁金物12に
本発明のスキンケーシング装置13をそれぞれ取付けるた
めの取付金物を示す。
本発明のスキンケーシング装置13をそれぞれ取付けるた
めの取付金物を示す。
次に、第５図ないし第７図は本発明をボイラの後部煙道
下部と出口ダクトを連結する部位に適用した実施例を示
したもので、第５図は本実施例の全体斜視図、第６図は
第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は第６図のVII
−VII線に沿う断面図を示す。
下部と出口ダクトを連結する部位に適用した実施例を示
したもので、第５図は本実施例の全体斜視図、第６図は
第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は第６図のVII
−VII線に沿う断面図を示す。
これらの図において、16は後部煙道壁管、17は後部煙道
壁管16の管寄せ、18は後部煙道出口ダクトの縁金物、19
および20はそれぞれ後部煙道壁管16及びダクト縁金物18
に本発明のスキンケーシング装置13を取付けるための取
付金物を示す。
壁管16の管寄せ、18は後部煙道出口ダクトの縁金物、19
および20はそれぞれ後部煙道壁管16及びダクト縁金物18
に本発明のスキンケーシング装置13を取付けるための取
付金物を示す。
これらの図に示したように、本発明のスキンケーシング
装置13は、第１の実施例（第１図ないし第４図）では、
ベローをクランク状に２段に折曲させたものであり、第
２の実施例（第５図ないし第７図）では、ベローを凸状
に４段に折曲させ、各両端を固定するようにしたもので
ある。
装置13は、第１の実施例（第１図ないし第４図）では、
ベローをクランク状に２段に折曲させたものであり、第
２の実施例（第５図ないし第７図）では、ベローを凸状
に４段に折曲させ、各両端を固定するようにしたもので
ある。
そこで、まず第２図に示されているスキンケーシング装
置13のクランク状に２段に折曲したベローについて、そ
の変形の状況を解析する。
置13のクランク状に２段に折曲したベローについて、そ
の変形の状況を解析する。
第８図にそのベローの形を概略的に線図として示してあ
るが、夫々一端が拘束されている部分をＢ部,C部とし、
このＢ部,C部の中間に位置する部分をＡ部とすると、縦
型ベローが折曲された部分、Ｂ部及びＣ部は、それぞ
れ、一端が拘束されているためdb1,dc1方向へは変形し
ないが、db2,dc2方向へはベロー板の面外方向の歪みに
より変形が可能である。
るが、夫々一端が拘束されている部分をＢ部,C部とし、
このＢ部,C部の中間に位置する部分をＡ部とすると、縦
型ベローが折曲された部分、Ｂ部及びＣ部は、それぞ
れ、一端が拘束されているためdb1,dc1方向へは変形し
ないが、db2,dc2方向へはベロー板の面外方向の歪みに
より変形が可能である。
従って、第８図のIX−IX線方向矢視図である第９図に示
すように、縦型ベローのＡ部においては、A1方向へ自由
に変形することが可能となり、扇状に変形できるため、
過大な応力が発生しないことになる。
すように、縦型ベローのＡ部においては、A1方向へ自由
に変形することが可能となり、扇状に変形できるため、
過大な応力が発生しないことになる。
更に、Ａ部とＢ部及びＡ部とＣ部との接合部は、同じ縦
型ベローが折曲したものであるから、A2,A′2方向への
変形は共に全く同様の変形が可能となり、局所的な応力
集中も発生することはない。
型ベローが折曲したものであるから、A2,A′2方向への
変形は共に全く同様の変形が可能となり、局所的な応力
集中も発生することはない。
また、本発明の応用例として、第10図に示すように、ベ
ローを３段に折曲することが考えられる。この場合は、
A,A0部が扇形に変形することが可能であり、B1,C1部は
第８図のB,C部と略同様の変形となる。第５図ないし第
７図に示した凸型に４段に折曲したものも同様である。
ローを３段に折曲することが考えられる。この場合は、
A,A0部が扇形に変形することが可能であり、B1,C1部は
第８図のB,C部と略同様の変形となる。第５図ないし第
７図に示した凸型に４段に折曲したものも同様である。
なお、第11図に示すように、Ｌ状に１段折曲として両端
を拘束した場合は、縦型ベロー各面の面外方向の変形
（dl1,dl2）は可能であるが、実際上はdl1方向へ変形し
ようとすると、H1部が拘束されていることから変形でき
ず、本発明の目的を達することはできない。
を拘束した場合は、縦型ベロー各面の面外方向の変形
（dl1,dl2）は可能であるが、実際上はdl1方向へ変形し
ようとすると、H1部が拘束されていることから変形でき
ず、本発明の目的を達することはできない。
本発明は上述の実施例に限定されることなく、要旨を逸
脱しない範囲内で種々変形して実施できることは云うま
でもない。
脱しない範囲内で種々変形して実施できることは云うま
でもない。
例えば、ボイラの熱膨張は、ボイラ中心を基点として起
り、ボイラ中心部は伸び量も少ないので、スキンケーシ
ング装置をボイラ中心に近い部分ではベローを採用せず
に平板を折曲させた構造とし、中心から離れた部分を、
ベローを２段に折曲した構造としてもよい。
り、ボイラ中心部は伸び量も少ないので、スキンケーシ
ング装置をボイラ中心に近い部分ではベローを採用せず
に平板を折曲させた構造とし、中心から離れた部分を、
ベローを２段に折曲した構造としてもよい。
また、本スキンケーシング装置においては、第１図、第
２図にG1,G2で示す屈曲部が扇形変形を許容することに
なり、ここを角取合とせず、滑らかな半径状の曲げとす
ることにより、局所的な応力集中が商事内ようにするこ
とができる。
２図にG1,G2で示す屈曲部が扇形変形を許容することに
なり、ここを角取合とせず、滑らかな半径状の曲げとす
ることにより、局所的な応力集中が商事内ようにするこ
とができる。
更に、第５図ないし第７図に示した実施例において、ス
キンケーシング装置13を凸型状にすることにより、後部
煙道壁管用管寄せ17を迂回してスペースを節約すること
ができる。また、第７図に示すコーナ部においては、折
曲ベロー側面に一部平板21を有し、最コーナ部は半球形
状の接合金物22を設けることにより、T1,T2,T3部の扇形
変更を阻害することなく局所応力も生じないようにする
ことができる。
キンケーシング装置13を凸型状にすることにより、後部
煙道壁管用管寄せ17を迂回してスペースを節約すること
ができる。また、第７図に示すコーナ部においては、折
曲ベロー側面に一部平板21を有し、最コーナ部は半球形
状の接合金物22を設けることにより、T1,T2,T3部の扇形
変更を阻害することなく局所応力も生じないようにする
ことができる。
発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、局所的な応力集
中が排除されるため、複雑な温度変化が生じる機器にあ
っても、その繰り返しによる部材の疲労損傷が防止され
るという大きな効果を奏することができる。
中が排除されるため、複雑な温度変化が生じる機器にあ
っても、その繰り返しによる部材の疲労損傷が防止され
るという大きな効果を奏することができる。
第１図は本発明のスキンケーシング装置を発電用ボイラ
の火炉壁と後部煙道出口ダクトのシール構造に適用した
一実施例の斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う断
面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う断面図、第４
図は第２図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は本発明を
ボイラの後部煙道下部と出口ダクトとを連結する部位に
適用した実施例の斜視図、第６図は第５図のVI−VI線に
沿う断面図、第７図は第６図のVII−VII線に沿う断面
図、第８図は本発明の作用を説明するために第２図の要
部を簡略的に示した線図、第９図は第８図のIX−IX線方
向に沿う線図、第10図は本発明の他の実施例を説明する
ために示した説明図、第11図は本発明が適用されない事
例を説明するために示した説明図、第12図および第14図
は従来のスキンケーシング装置の夫々異なった２つのタ
イプを示した正面図、第13図は第12図のXIII−XIII線に
沿う断面図、第15図は第14図のXV−XV線に沿う断面図、
第16図ないし第18図は従来の装置における応力の発生状
況を説明するために示した説明図、第19図および第20図
は従来のスキンケーシング装置の他の２つのタイプを示
した正面図である。 11……火炉後壁管、12……後部煙道出口ダクト縁金物、
13……スキンケーシング装置、14,15……取付金物。
の火炉壁と後部煙道出口ダクトのシール構造に適用した
一実施例の斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う断
面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う断面図、第４
図は第２図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は本発明を
ボイラの後部煙道下部と出口ダクトとを連結する部位に
適用した実施例の斜視図、第６図は第５図のVI−VI線に
沿う断面図、第７図は第６図のVII−VII線に沿う断面
図、第８図は本発明の作用を説明するために第２図の要
部を簡略的に示した線図、第９図は第８図のIX−IX線方
向に沿う線図、第10図は本発明の他の実施例を説明する
ために示した説明図、第11図は本発明が適用されない事
例を説明するために示した説明図、第12図および第14図
は従来のスキンケーシング装置の夫々異なった２つのタ
イプを示した正面図、第13図は第12図のXIII−XIII線に
沿う断面図、第15図は第14図のXV−XV線に沿う断面図、
第16図ないし第18図は従来の装置における応力の発生状
況を説明するために示した説明図、第19図および第20図
は従来のスキンケーシング装置の他の２つのタイプを示
した正面図である。 11……火炉後壁管、12……後部煙道出口ダクト縁金物、
13……スキンケーシング装置、14,15……取付金物。
Claims (1)
- 【請求項１】水管または蒸気管で一方の壁を形成し、こ
の壁に鋼板などで形成された他方の壁をシールしながら
連結してガスまたは空気通路を形成する熱交換器のスキ
ンケーシング装置において、前記一方の壁に他方の壁を
シールしながら連結するスキンケーシングを、少なくと
も２段に折曲させた縦型の連続ベローで形成したことを
特徴とするスキンケーシング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113800A JPH0730884B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | スキンケーシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113800A JPH0730884B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | スキンケーシング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293503A JPH02293503A (ja) | 1990-12-04 |
| JPH0730884B2 true JPH0730884B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=14621397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1113800A Expired - Lifetime JPH0730884B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | スキンケーシング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730884B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325702A (en) * | 1976-08-24 | 1978-03-09 | Combustion Eng | Joining device for joining boiler wall to superposed tower house |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP1113800A patent/JPH0730884B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02293503A (ja) | 1990-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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