JPH1182838A - フレキシブルジョイント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温用フレキシブルジョイント装置におい
て、断熱材の飛散を防止するための改良構造を提供す
る。 【解決手段】 連通分離されたダクトスリーブ２ａ，２
ｂに固定したフランジ３ａ，３ｂ間を伸縮自在な筒状膜
体で接続し、各スリーブに立てたスタッドボルト５ａ，
５ｂに繊維断熱材６を差し込んで構成するフレキシブル
ジョイント装置において、スリーブと断熱材との間に金
属箔９を設けた構造とする。 【効果】 断熱材を形成している繊維が、ダクトの熱膨
張による伸縮により折れても、繊維のダクトへの飛散を
金属箔で防止できる。

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
置の改良に関するもので、特にコンバインド火力発電所
で用いるのに最適なフレキシブルジョイント装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンバインド火力発電所の燃焼装
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、ガスタービン出口のダク
トには高温の排ガスが流れており、放散する熱により前
記筒状膜体が破損してしまう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６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、１
ａ，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
を有する筒状膜体である。

【０００５】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，２ｂ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，５
ｂが溶接で固定され、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おり、セラミック繊維の
フェルトを金属箔で被覆するものも提案されている。前
記スタッドボルト５ａ，５ｂには断熱材６を押さえるス
ピードワッシャー７およびボルトに差し込んだ断熱材６
を押さえるナット８が装着されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のようなダクト用
フレキシブルジョイント装置は、ダクトに発生する伸縮
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。特にコンバインド火力発電所のダクト系路
に使用されるようにガスが高温で大口径のダクト用フレ
キシブルジョイント装置の場合は大きな伸縮が発生する
が、従来の高温用フレキシブルジョイント装置で用いら
れる断熱材６はセラミック繊維のフェルトをガラスクロ
ス等の無機繊維のクロスで被覆したものを使用している
ため、屈曲が繰り返されると無機繊維が折れて粉末化
し、金網等で被覆されていても隙間から飛散して消失
し、断熱材６の層間あるいは断熱材６の層とフランジ３
ａ，３ｂの間に隙間が生じることがある。

【０００７】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４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、この断熱材の消失を防止するために考
案されたセラミック繊維のフェルトを金属箔で被覆した
断熱材は、製造および取り付けに手間がかかるという問
題がある。

【０００８】本発明は、前記構成の高温用フレキシブル
ジョイント装置の問題点を改良するためになされたもの
であって、屈曲により折れて粉末化した断熱材の飛散を
防ぎ筒状膜体の破損を未然に防止し、また、断熱材の製
造性や断熱材を取り付ける時の作業性も良好なフレキシ
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】本発明者らは、コンバイ
ンド火力発電所で使用するフレキシブルジョイント装置
について行なった研究実験において、断熱材を金属箔で
覆うことによって、屈曲により折れて粉末化した断熱材
の飛散を防止できることが判ったが、この構成では断熱
材全体を覆うための金属箔の量が多く高価となり、製造
性や取り付け性にも問題があるため、さらに鋭意研究し
た結果、断熱材の飛散は、屈曲により折れた無機繊維が
ダクト内を流れる流体によって吸い出されることによっ
て加速されることを見い出したことから、断熱材をダク
トから遮蔽するために金属箔を用いることにより、断熱
材の飛散を著しく少なくできることを知見し、この知見
に基づいて本発明を完成したものである。

【００１０】すなわち、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断熱材とからなるフレキジブルジョ
イント装置において、前記スリーブと断熱材の間に金属
箔のシートを設けたことを要旨としている。

【００１１】上記構成によれば、断熱材は金属箔のシー
トで排ガスから遮蔽されるので、断熱材を形成している
セラミック繊維等のフェルトがダクトの熱膨張による伸
縮により無機繊維が折れても、断熱材のダクトへの飛散
を防止することができる。また、この構成によれば、前
記のように断熱材の飛散を防止できるため、セラミック
繊維等のフェルトを金網や金属箔のような材料で被覆し
なくてすむので、断熱材の構造が簡単になり安価に製作
できる。

【００１２】前記の金属箔は各種ステンレス鋼、銅およ
びその合金類、アルミニウム等の各種耐熱金属を用途に
応じて用い、形状としては前記伸縮面間方向に直交する
方向に波状にしわ付け加工すること以外に、伸縮面間方
向およびそれと直交する方向の両方に波状にしわ付け加
工したもの、伸縮面間方向と角度を付けた方向に波状に
しわ付け加工したもの、凹凸状にエンボス加工したも
の、さらに金属箔が薄い場合は加工しないものも考えら
れ、またこれらの金属箔のシートを金網等で被覆したも
のも使用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図２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
込んで構成するフレキシブルジョイント装置において、
スリーブ２ａ，２ｂと断熱材６との間に、伸縮面間方向
（ダクト、スリーブの軸方向）に直交する方向に、波状
にしわ付け加工処理した金属箔を取り付けた構成とす
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を説明するが、本発明はこの
実施例に限定されるものではない。 ［実施例１］本実施例のフレキシブルジョイント装置を
図１に示し、金属箔の形状を図２に示す。なお、図１に
おいて、図６と同一の部材には同じ符号が付されてい
る。すなわち、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外径１
０００mmの金属製スリーブ、３ａ，３ｂは各スリーブの
外周面に溶接で固定された外径１４００mmのフランジ、
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、７はスタッドボルトに固定したスピ
ードワッシャー、８はスタッドボルトに取り付ける断熱
材押さえナットであり、断熱材６とスリーブ２ａ，２ｂ
の間に金属箔９が設けられている。

【００１５】そして、このスリーブ２ａ，２ｂと断熱材
６との間に設ける金属箔９として、厚さ５０μｍの東洋
精箔（株）製ＳＵＳ３０４−ＢＡ金属箔を、図２に示す
ように、伸縮面間方向に直交する方向に、ピッチ２mmで
波状にしわ付け加工処理した長さ５５０mm、幅７９０mm
の金属箔９ａを用いており、部分的につなぎ面を２０mm
オーバーラップさせ、直径０．２５mmのＳＵＳ３１６線
によりピッチ１０mmで縫い合わせてつなぎ、長さ３１８
０mmとし、スタッドボルト５ａ，５ｂ間の金属箔の長さ
を４７０mmとし、スタッドボルト間距離（４５０mm）に
対して２０mmの余長をもたせて取り付けられている。

【００１６】また、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、シリカアルミナ系のセラミック
繊維を連続的に積層し成形してなる厚さ５０mmのセラミ
ック繊維フェルトを、シリカファイバーを製織した厚さ
０．６mmのシリカクロスでつつんだもので、全体の長さ
は３１８０mm、幅は７９０mmであり、スタッドボルト間
距離（４５０mm）に対して２０mm、金属フランジとスタ
ッドボルト間距離（１５０mm）に対して１０mm余長をも
たせて取り付けられている。

【００１７】次に２層目の断熱材は、１層目の断熱材と
同様の構成で長さは３４９０mm、幅は７９０mmであり、
１層目と同様に余長を設けて取り付けられている。さら
に３層目の断熱材も１層目の断熱材と同様の構成で長さ
は３８１０mm、幅は７９０mmであり、同様に余長を設け
て取り付けられている。

【００１８】［実施例２］実施例２は、図３に示すよう
に、伸縮面間方向およびそれと直交する方向の両方にピ
ッチ２mmで波状にしわ付け加工処理した金属箔９ｂを用
い、その他は実施例１と同じ構成となっている。

【００１９】［実施例３］実施例３は、図４に示すよう
に、伸縮面間方向と４５°の角度を付けた両方向にピッ
チ２mmで波状にしわ付け加工処理した金属箔９ｃを用
い、その他は実施例１と同じ構成となっている。

【００２０】［実施例４］実施例４は、図５に示すよう
に、直径２mm、深さ１mmのエンボス加工をエンボス間の
ピッチ１mmで凹凸状に加工処理した金属箔９ｄを用い、
その他は実施例１と同じ構成となっている。

【００２１】比較例 比較例は図６に示したものである。すなわち比較例は、
スリーブと断熱材との間の金属箔を除きその他は実施例
と同じ構成となっている。上記実施例１〜４および比較
例の口径１４００mmのフレキシブルジョイント装置を実
用試験機に取り付けて温度７００℃の空気を循環させ、
１分間に６回の速度で、面間距離（スタッドボルト間距
離）を１００mmのストロークで伸縮（４５０mm⇔３５０
mm）するように繰り返し往復運動を５０，０００回さ
せ、試験後の金属箔の状態と断熱材の質量減少を表１に
示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように、スリーブと断熱
材の間に金属箔を設けた構造の実施例のフレキシブルジ
ョイント装置は、断熱材の飛散による消失を防止できる
ことが確認された。

【００２４】

【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、スリーブ
と断熱材の間に金属箔を設けて断熱材を排ガスから遮蔽
した構造とすることにより、コンバインド火力発電所の
ダクトに使用しても、ダクトに発生する伸縮で断熱材が
飛散して消失することが少なくなるという効果が得られ
る。また、断熱材が安価に製作できるという効果もあ
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
ト装置の縦断面図である。

【図２】実施例１における金属箔の斜視図である。

【図３】実施例２における金属箔の斜視図である。

【図４】実施例３における金属箔の斜視図である。

【図５】実施例４における金属箔の斜視図である。

【図６】従来のフレキシブルジョイント装置の縦断面図
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 筒状膜体 ５ａ，５ｂ スタッドボルト ６ 断熱材 ７ スピードワッシャー ８ ナット ９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 金属箔

Claims (2)

【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断
   熱材とからなるフレキジブルジョイントにおいて、前記
   スリーブと断熱材の間に金属箔のシートを設けたことを
   特徴とするフレキシブルジョイント装置。
2. 【請求項２】 前記金属箔のシートに、伸縮面間方向
   （軸方向）に直交する方向または伸縮方向およびそれと
   直交する方向の両方に波状にしわ付け加工したもの、ま
   たは伸縮面間方向と角度を付けた方向に波状にしわ付け
   加工したもの、または凹凸状にエンボス加工したものを
   用いた請求項１に記載のフレキシブルジョイント装置。