JPH0755076A - 高熱気体用配管の回転継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温空気あるいは高温ガスを輸送する高熱気
体用配管中に介在する回転部に設ける回転継手であっ
て、管内の高熱に影響されることなくシール性を高める
ようにする。 【構成】 固定側送気管に連結する固定側接続管１と回
転側送気管に連結する回転側接続管２とを通気隙間１２
を介し同軸芯上において回転可能に配設し、両接続管
１，２の突き合う部分の各外周壁に環状壁１５，１６を
突設し、各環状壁１５，１６の互いに対向する面に覆壁
１７，１８を内外に食い違い相手の環状壁１５，１６に
近接する状態に突設し、両覆壁１７，１８間の空間部５
にシールパッキン４をスプリング２０で両覆壁１７，１
８の対向面に圧接するように付勢して設け、内周側の覆
壁１８と両接続管１，２の外壁間に気体貯留室３を設
け、この気体貯留室３に給気管２１を接続していること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温の空気あるいは
高温ガスなどの高熱気体を輸送する配管中に介在する回
転部に設ける高熱気体用配管の回転継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナ等における燃焼には燃焼効率の向
上のために予熱空気が供給されるが、バーナ等が例えば
傾動炉に装備される場合には、傾動炉とは別途に設置さ
れる空気予熱装置からの配管中に、傾動を許容する回転
継手が接続される。例えばこのような高熱気体用配管の
回転継手には、従来、摺動式と蛇腹式とがあった。

【０００３】図３は、摺動式の場合を示したもので、こ
の場合であると、固定側接続管３０に溶接する継手本体
３２が、回転側接続管３１を差し込む側において段状に
開拡され、その開拡により回転側接続管３１との間に高
温用パッキンまたはセラミックファイバーパッキン３３
を収納し、パッキン押え装置３４によりシール性を保持
するものであった。

【０００４】シール性の保持については、パッキン押え
装置３４によりパッキン３３が押さえられる方向側にお
いて、継手本体３２に斜面３６を形成し、パッキン押え
装置３４におけるボルト３５の締めにより、パッキン３
３を斜面３６に押し付け、斜面で回転側接続管３１と摺
り合う側へ案内するようにしたものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのような摺動
式の回転継手によれば、固定側接続管に固定されるパッ
キンに対し、回転側接続管が摩擦しながら回転するもの
であって、パッキンが摩耗すると、ボルトを締めること
により摩擦状態に調整され、このようにしてシール性の
管理をしながら使用されるものであるが、パッキンと回
転側接続管との間から熱風の洩れを完全に防止すること
ができなく、熱風の洩れにより作業環境が悪化すること
はもとよりパッキンに熱が直接加わるために、シール性
を犠牲にしても、耐熱性に優れた材質を選択しなければ
ならなかった。

【０００６】パッキンについてこのようにシール性の良
好な材質が使用できないばかりか、耐熱性に優れたもの
でも、熱風温度が４５０℃を越える場合には、パッキン
の摩耗が激しくなり、長時間に亘る熱風の洩れ防止効果
が望めなく、頻繁にシール性の管理を行う必要があっ
た。

【０００７】蛇腹式の場合であると、蛇腹の柔軟性によ
り回転側接続管の回転を許容するものであるが、蛇腹の
材料として、耐熱性繊維（例えばシリカクロス・コーネ
ックス）に、ステンレス製のシートまたはメッシュとを
組み合わせたもの等においては、６００℃以上の熱風に
耐えるが、柔軟性に欠けるために回転に伴う抵抗が大き
く、しかも、寿命が６ヵ月乃至１年程度と短く、特に断
熱性を持たせた場合に価格についても高価となるという
問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような実情に鑑みて、
摺動式であっても、パッキンへの熱の波及を防止し、高
熱であってもシール性を高めることのできる高熱気体用
配管の回転継手を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの解決手段は、固定側送気管に連結する固定側接続管
と回転側送気管に連結する回転側接続管とを通気隙間を
介し同軸芯上において回転可能に配設し、両接続管の突
き合う部分の各外周壁に環状壁を突設し、各環状壁の互
いに対向する面に覆壁を内外に食い違い相手の環状壁に
近接する状態に突設し、両覆壁間の空間部にシールパッ
キンをスプリングで両覆壁の対向面に圧接するように付
勢して設け、内周側の覆壁と両接続管の外壁間に気体貯
留室を設け、該気体貯留室に給気管を固定側接続管の外
周壁に接続していることを特徴とする。

【００１０】更に加えて、固定側接続管と回転側接続管
との突き合う対向面に、相手の面と摺り合う耐熱性パッ
キンを装着することが好ましい。

【００１１】また、気体が空気の場合には、気体貯留室
に、該室内の温度を検出する温度センサで制御される温
度調整弁を介在する排気管を接続することが好ましく、
気体が活性ガスや不活性ガスの場合には、前記排気管の
先端を回転側送気管内に連結する。

【００１２】

【作用】高熱気体用配管の回転継手を上記のように構成
したから、気体貯留室内の圧力を配管中の圧力と同等ま
たは高くなるように保持することによって、固定側接続
管と回転側接続管との間の通気隙間から管内の気体が洩
れ出ることがない。また気体貯留室の気圧を高くしてお
けば気体貯留室内の空気が管内に流入し、この場合でも
熱風の洩れを阻止するものである。

【００１３】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１４】図１および図２は一実施例を示したもの
で、高熱気体用配管の回転継手は、固定側接続管１と回
転側接続管２との組合せからなり、管外に気体貯留室３
とシールパッキン４を嵌める空間部５とを設けるもの
で、気体貯留室３には、配管中に輸送する気体と同じ種
類でしかも常温の気体を流入するものである。

【００１５】固定側接続管１と回転側接続管２は送気管
６，７と同径の管体であって、送気管６，７と同様に鋼
製の表層内に断熱層８を有し、送気管６，７との接続端
にフランジ９，９が突設してある。また、固定側接続管
１と回転側接続管２の突合せ側には、鋼管部分を欠如し
て代わりに厚肉の係合管壁１０，１１を溶接し、固定側
接続管１側の係合管壁１０を階段状に形成し、回転側接
続管２の係合管壁１１は断面Ｔ字状に形成してあって、
両係合管壁１０，１１を突き合わせることにより、両係
合管壁１０，１１の断熱層８を覆う部分が互いに対面
し、管外では係合管壁１０の水平突出部が相手の係合管
壁１１の段部に係合し、固定側接続管１と回転側接続管
２が互いに同軸芯を保って回転自在に接合されるもので
ある。尚、上記のように接合した際に、両係合管壁１
０，１１間に両管内と前記気体貯留室３とを通気隙間１
２で連通するように、両係合管壁１０，１１の断熱層８
を覆う部分に、互いに対向面に当接する耐熱性パッキン
１３，１４を突設し、更に、係合管壁１０の水平突出部
の内径よりも係合管壁１１の段部の外径を小さくしてあ
る。

【００１６】気体貯留室３と空間部５は、両係合管壁１
０，１１に互いに平行する鍔状をなす環状壁１５，１６
を突設し、両環状壁１５，１６の相対向する内面におけ
る外周部側に覆壁１７，１８を内外に食い違い状に、且
つ相手の環状壁１５，１６との間に間隙が保持されるよ
うに突設することにより、その覆壁１７，１８間に空間
部５を、また内側の覆壁１８と両係合管壁１０，１１間
に気体貯留室３を形成するものである。

【００１７】前記空間部５内にはその全周に亘りシール
パッキン４を嵌め込み、しかも回転側の環状壁１６より
シールパッキン４に向かって突入する複数の押圧棒１９
でスプリング２０でシールパッキン４を固定側に向かっ
て付勢してある。尚、シールパッキン４は多数枚の断面
Ｖパッキンを重ね合わしたもので、常に押圧されている
ことから、両覆壁１７，１８の相対向面に圧接して気体
貯留室３内の気体漏れを防止している。

【００１８】気体貯留室３には、固定側の環状壁１５に
ブロアーなどによる給気装置（図示省略）から延長する
給気管２１を連結し、該給気管２１の中間部に均圧弁で
ある圧力調整弁２２を介在している。この弁２２によっ
て気体貯留室３内の圧力を送気管６，７中を流動する圧
力と同等乃至やや高圧に保持するもので、固定側の送気
管６内より誘導した気体を弁２２のダイヤフラム２３に
供給するようになっている。尚、前記気体は常温の空気
あるいはガスである。

【００１９】ところで、気体貯留室３内の圧力を送気管
６，７中の圧力と同等に保っている場合に、送気管６，
７よりの熱伝導により気体貯留室３内の気体が加熱さ
れ、シールパッキン４に悪影響を与える結果を招くこと
になる。

【００２０】以上の欠点を解消するため、気体貯留室３
内の圧力を送気管６，７中の圧力より高圧に保持し、気
体貯留室３内の気体を通気隙間１２を通じて送気管６，
７内に流入することが好ましい。

【００２１】更に他の解決手段として、図１の図面中の
下部に示しているように、固定側の環状壁１５に気体貯
留室３内の温度を検出する温度センサ２４を設け、回転
側の環状壁１６に温度調整弁２５を介在した排気管２６
を設け、その温度調整弁２５を温度センサ２４の検出信
号によって開閉するように構成する。尚、気体貯留室３
に流入する気体が空気の場合には、排気管２６を通じて
外界へ直接吐出しても良いが、活性ガスや不活性ガスの
場合には、吐出するガスを回転側送気管７に帰流するよ
うに、排気管２６の先端を回転側送気管７内に連結して
おくものである。

【００２２】以上の構造であるから、両送気管６，７を
回転継手Ｆを介して連結し、気体貯留室３の圧力を両送
気管６，７内の圧力と同等に保つようにして運転した場
合、固定側接続管１と回転側接続管２とに圧接する耐熱
性パッキン１３，１４で通気隙間１２が殆ど封鎖した状
態を保ち、双方の圧力が等しいので理論的には流動が起
らないが、必ずしも完全な密封状態及び双方の圧力が等
しく保持できるという保証がなく、仮に気体貯留室３の
圧力が低くなり両送気管６，７内の流体が逆流したとし
ても、これを温度センサ２４で検出し、温度調整弁２５
を開いて放出すると同時に常温の気体を流入して、加熱
を阻止するものである。

【００２３】しかし、耐熱性パッキン１３，１４は回転
ごとに摩擦され次第に摩耗するが、その判断は、前述の
温度調整弁２５が常時作動することで判明することがで
き、こうした際に圧力調整弁２２の調整によって、気体
貯留室３内の圧力を両送気管６，７内の圧力より高く保
持しておく。気体貯留室３内の圧力が高いことから、そ
の空気が両送気管６，７内に流入し、気体貯留室３の加
熱を阻止すると共に、シールパッキン４の加熱を防止
し、その耐久性を向上するものである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次のような優れた効果がある。

【００２５】隙間をあけて接続する固定側接続管と回転
側接続管の外周に気体貯留室と空間部を設け、気体貯留
室に連結した給気管より供給する気体によって送気管内
の圧力と同等乃至高くなるように設定し、空間部内にシ
ールパッキンをスプリングの付勢力で両覆壁の対向面に
圧接し、該シールパッキンによって気体貯留室内の気体
の漏出を防止するもので、その気体貯留室内を送気管内
の圧力より高い状態に設定すれば、気体貯留室内の気体
が送気管内に流動するため、送気管内の熱風の逆流がな
く、従って、シールパッキンを高熱に対する耐久性のも
のを使用する必要がなくなり、シール性、耐久性、耐摩
耗性、価格等において適性のものを選択できる。

【００２６】また、固定側接続管と回転側接続管を耐熱
性パッキンを介して接続するものであれば、両耐熱性パ
ッキンを相手の管に圧接して両接続管を突き付けて連結
することができるので、その組み立てが容易になる。し
かも耐熱性パッキンが摩耗したとしても取り替える必要
がない。

【００２７】また、気体貯留室に排気管を取り付けたも
のであれば、気体貯留室内を送気管内の圧力と同等の圧
力に設定してあって、気体貯留室内が加熱されても、こ
れを排出し気体を供給するものであるから、この場合で
あってもシールパッキンに熱影響を与えることがなく、
通常の製品を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高熱気体用配管の回転継手を示す
断面図である。

【図２】図１のＰ部の拡大断面図である。。

【図３】従来例の一部断面図である。

【符号の説明】

１ 固定側接続管 ２ 回転側接続管 ３ 気体貯留室 ４ シールパッキン ５ 空間部 ６ 固定側の送気管 ７ 回転側の送気管 １２ 通気隙間 １３ 固定側の耐熱性パッキン １４ 回転側の耐熱性パッキン １５ 固定側の環状壁 １６ 回転側の環状壁 １７ 固定側の覆壁 １８ 回転側の覆壁 ２０ スプリング ２１ 給気管 ２２ 圧力調整弁 ２４ 温度センサ ２５ 温度調整弁 ２６ 排気管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側送気管（６）に連結する固定側接
   続管（１）と回転側送気管（７）に連結する回転側接続
   管（２）とを通気隙間（１２）を介し同軸芯上において
   回転可能に配設し、両接続管（１，２）の突き合う部分
   の各外周壁に環状壁（１５，１６）を突設し、各環状壁
   （１５，１６）の互いに対向する面に覆壁（１７，１
   ８）を内外に食い違い相手の環状壁（１５，１６）に近
   接する状態に突設し、両覆壁（１７，１８）間の空間部
   （５）にシールパッキン（４）をスプリング（２０）で
   両覆壁（１７，１８）の対向面に圧接するように付勢し
   て設け、内周側の覆壁（１７）と両接続管（１，２）の
   外壁間に気体貯留室（３）を設け、該気体貯留室（３）
   に給気管（２１）を固定側接続管（１）の外周壁に接続
   していることを特徴とする高熱気体用配管の回転継手。
2. 【請求項２】 固定側接続管（１）と回転側接続管
   （２）との突き合う対向面に、相手の面と摺り合う耐熱
   性パッキン（１３，１４）を装着したことを特徴とする
   請求項１記載の高熱気体用配管の回転継手。
3. 【請求項３】 空気を流入する気体貯留室（３）に、該
   室（３）内の温度を検出する温度センサ（２４）で制御
   される温度調整弁（２５）を介在した排気管（２６）を
   接続していることを特徴とする請求項１または２記載の
   高熱気体用配管の回転継手。
4. 【請求項４】 ガスを流入する気体貯留室（３）に、該
   室（３）内の温度を検出する温度センサ（２４）で制御
   される温度調整弁（２５）を介在した排気管（２６）を
   接続し、排気管（２６）の先端を回転側送気管（７）内
   に連結していることを特徴とする請求項１または２記載
   の高熱気体用配管の回転継手。