JPS60139110A - 多層ベロ−ズ - Google Patents
多層ベロ−ズInfo
- Publication number
- JPS60139110A JPS60139110A JP58243739A JP24373983A JPS60139110A JP S60139110 A JPS60139110 A JP S60139110A JP 58243739 A JP58243739 A JP 58243739A JP 24373983 A JP24373983 A JP 24373983A JP S60139110 A JPS60139110 A JP S60139110A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- aluminum
- stainless steel
- layer
- multilayer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多層ベローズの創案に係り、大容量の電力を送
るための極低温クープル配管の接続部に用いるベローズ
として大きい内圧に耐え、しかも送電購失を低下させる
ことのできるベローズを提供しようとするものである。
るための極低温クープル配管の接続部に用いるベローズ
として大きい内圧に耐え、しかも送電購失を低下させる
ことのできるベローズを提供しようとするものである。
大容量の送電を可能にする送電方法として極低温ケーブ
ルを用いることは従来がら行われておシ、送電ケーブル
を液体窒素等の冷媒１１ によって冷却することにより電気抵抗が低下する現象を
利用するものであシ、その構造は第１図に示すように、
断熱層２の施された内管１にスペーサ３を配設して外管
４を取付け、前記内管にベローズ５を設けると共に外管
４にもベローズ６を取付け、このようＫして形成された
外管４．４間に接続管Ｔを設けて接続し友ものである。
ルを用いることは従来がら行われておシ、送電ケーブル
を液体窒素等の冷媒１１ によって冷却することにより電気抵抗が低下する現象を
利用するものであシ、その構造は第１図に示すように、
断熱層２の施された内管１にスペーサ３を配設して外管
４を取付け、前記内管にベローズ５を設けると共に外管
４にもベローズ６を取付け、このようＫして形成された
外管４．４間に接続管Ｔを設けて接続し友ものである。
即ちこのような内、管１内に冷媒を通人すると共に送電
ケーブル８を挿通して電流を流すと、ケーブルを内蔵す
るステンレス鋼管にうず電流損失が生じその値は大であ
って、ケーブル自体の抵抗値の約３倍にも達する抵抗が
うず電流として生ずることが実験的に知られている。そ
こでこのようなうず電流損失を低減させる九めに、内管
のステンレス鋼管内部により電気抵抗率の低いアルミニ
ウム管を内張すしたり、或いはアルミニウム管の外にＦ
ＲＰを巻いた管を内管にしたりすることにより大幅なう
ず電流損失低減が可能となる。（特願昭５７−２１９２
１１ 、特（２） 願昭５７−２２３０７．６１またうず電流損失の低、減
にはアルミニウム！の管厚が厚い程低減効果があシ、そ
の実験結果は第２図に要約して示す如くであって、ステ
ンレス内管では１８．０（μΩ／ｍ／３相） であるが
、アルミニウムとして板厚が１０露の内管を挿入すると
それが１．３（μΩ／ｍ／３相）にまで低減することが
できる。
ケーブル８を挿通して電流を流すと、ケーブルを内蔵す
るステンレス鋼管にうず電流損失が生じその値は大であ
って、ケーブル自体の抵抗値の約３倍にも達する抵抗が
うず電流として生ずることが実験的に知られている。そ
こでこのようなうず電流損失を低減させる九めに、内管
のステンレス鋼管内部により電気抵抗率の低いアルミニ
ウム管を内張すしたり、或いはアルミニウム管の外にＦ
ＲＰを巻いた管を内管にしたりすることにより大幅なう
ず電流損失低減が可能となる。（特願昭５７−２１９２
１１ 、特（２） 願昭５７−２２３０７．６１またうず電流損失の低、減
にはアルミニウム！の管厚が厚い程低減効果があシ、そ
の実験結果は第２図に要約して示す如くであって、ステ
ンレス内管では１８．０（μΩ／ｍ／３相） であるが
、アルミニウムとして板厚が１０露の内管を挿入すると
それが１．３（μΩ／ｍ／３相）にまで低減することが
できる。
一方、冷媒を常温の配管に投入するとその配管は熱収縮
を起こすので、該熱収縮を吸収する必要があり、上記の
ようなベローズ５を用いると共にうず電流低減の為にア
ルミニウム内張り配管を用いた場合に、その配管の熱収
縮を吸収するＫはアルミニウム製のベローズを用いる必
要がある。その理由は、第１にベローズ部のうず電流低
減をはかり、又第２に他金属のベローズでは、直管部ア
ルミニウムとの溶接が技術的に不可能な為である。とこ
ろが上記した如く、アルミニウムは厚い程うず電流低減
がはかれるとしても、ベローズとしては板厚が厚いと成
形が不可能になるという問題点があシ、又薄い板厚のア
ルミニウムを゛多層化してベローズを作る方法もあるが
そのように全てをアルミニウムとした場合には、内圧等
の力が作用したときには強度的にベローズが他の管体部
分より弱くなるという問題がある。
を起こすので、該熱収縮を吸収する必要があり、上記の
ようなベローズ５を用いると共にうず電流低減の為にア
ルミニウム内張り配管を用いた場合に、その配管の熱収
縮を吸収するＫはアルミニウム製のベローズを用いる必
要がある。その理由は、第１にベローズ部のうず電流低
減をはかり、又第２に他金属のベローズでは、直管部ア
ルミニウムとの溶接が技術的に不可能な為である。とこ
ろが上記した如く、アルミニウムは厚い程うず電流低減
がはかれるとしても、ベローズとしては板厚が厚いと成
形が不可能になるという問題点があシ、又薄い板厚のア
ルミニウムを゛多層化してベローズを作る方法もあるが
そのように全てをアルミニウムとした場合には、内圧等
の力が作用したときには強度的にベローズが他の管体部
分より弱くなるという問題がある。
本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ねて創案さ
れたものであって、うず電流低減の為のアルミニウムを
内張すした直管体に、接続可能で、かつ直管と同じ圧力
に耐え得ることのできる如くアルミニウムとアルミニウ
ムよりも弾性率、降伏点が大きく低温域においても材料
の脆化現象を実質的に示さない材料による多層ベローズ
管を提案するものであって、その具体的な構成は、第３
図に示す通りである。
れたものであって、うず電流低減の為のアルミニウムを
内張すした直管体に、接続可能で、かつ直管と同じ圧力
に耐え得ることのできる如くアルミニウムとアルミニウ
ムよりも弾性率、降伏点が大きく低温域においても材料
の脆化現象を実質的に示さない材料による多層ベローズ
管を提案するものであって、その具体的な構成は、第３
図に示す通りである。
すなわち、このものは最内層１１にアルミニウムを用い
、その外層にアルミニウムよシも強度的に大きな金属１
２で構成された多層ベローズである。つまりこの構成で
は、アルミニウムを内側にすることにより、うず電流゛
損失を低減し、その外側の金属によって強度を保つもの
である。いま、アルミニウムのみの１層ベローズとアル
ミニウムを内層とし、ステンレスを外層とする２層ベロ
ーズとについて、同一の内圧と変位が作用したときの所
要：板厚をめる（但し゛、二層ベローズの強度は全てス
テンレスに作用するものと仮定）と、以下の如くである
。
、その外層にアルミニウムよシも強度的に大きな金属１
２で構成された多層ベローズである。つまりこの構成で
は、アルミニウムを内側にすることにより、うず電流゛
損失を低減し、その外側の金属によって強度を保つもの
である。いま、アルミニウムのみの１層ベローズとアル
ミニウムを内層とし、ステンレスを外層とする２層ベロ
ーズとについて、同一の内圧と変位が作用したときの所
要：板厚をめる（但し゛、二層ベローズの強度は全てス
テンレスに作用するものと仮定）と、以下の如くである
。
すなわち内圧と熱吸収が作用したときベローズに生じる
応力は ここで、 Ｓ：内圧と変形による発生応力 Ｅ：弾性係数 ｔ：ベローズ厚さ Ｗ：・ベローズ山の高さ ｈ：ベローズ山のピッチ Ｎ：ベローズ山の数 ｐ：内圧 Δ：伸縮量（＝α・Δ１−１） α：線膨張率 Δｔ′：温度差 ｔ：管のユニット長さくベローズを除く）上記（Ｉ）式
を展開してｔの項にて整理すると以下の如くである。
応力は ここで、 Ｓ：内圧と変形による発生応力 Ｅ：弾性係数 ｔ：ベローズ厚さ Ｗ：・ベローズ山の高さ ｈ：ベローズ山のピッチ Ｎ：ベローズ山の数 ｐ：内圧 Δ：伸縮量（＝α・Δ１−１） α：線膨張率 Δｔ′：温度差 ｔ：管のユニット長さくベローズを除く）上記（Ｉ）式
を展開してｔの項にて整理すると以下の如くである。
１例として２００Ａの内管に最高内圧４５ｙ４／ｃｌｌ
が作用したときを考えて、市販べ゛ローズＯｈ、Ｗ、
Ｎを各ｋ ｈ ＝ ２５ ｖｍ、ｖｉ＝ａ。
が作用したときを考えて、市販べ゛ローズＯｈ、Ｗ、
Ｎを各ｋ ｈ ＝ ２５ ｖｍ、ｖｉ＝ａ。
簡、Ｎ＝５とし、Δｔ ＝２００１：、ｔ＝１０ｍとし
て上記（ＩＩＪ式にあてはめると、となる。
て上記（ＩＩＪ式にあてはめると、となる。
この（ｍ）式においてＥ・Δの値が大きく（例えばアル
ミニウムのみの一層ペローズではＥ・Δ＝１．８ＸｌＯ
’となる）、従って最右項は零と見なせるから このα０式より１（０であることから次の７式の如くな
る。
ミニウムのみの一層ペローズではＥ・Δ＝１．８ＸｌＯ
’となる）、従って最右項は零と見なせるから このα０式より１（０であることから次の７式の如くな
る。
Δ；α・Δ１−１として、アルミニウムの１層ベローズ
とアルきニウム＋ステンレスの多層ベローズを同一条件
で冷却し、内圧を作用させるとその所要板厚比は以下の
ようになる（添字は〃はアルミニウム、ＳＵＳはステン
レスを示す）。
とアルきニウム＋ステンレスの多層ベローズを同一条件
で冷却し、内圧を作用させるとその所要板厚比は以下の
ようになる（添字は〃はアルミニウム、ＳＵＳはステン
レスを示す）。
ｔＡＩ Ｅｓｕｓ”Δｓｕａ ５ＡＩ
ＳＡｌ ”ｓｕｍαｓｕｍ
然して、ここで発生応力８Ｔｈ材料の引張シ障さに等し
いとして上記Ｍ）式に入れると、Ｓ Ａ／＝ １６ （
Ｋｌ／−） 、 Ｓ、ｕ、＝ ５３ （ｈ／ｗｊ ）α
、４４＝２．３５ Ｘ １ ｏ−（、／℃） 、α８ｕ
、＝ １．５ Ｘ １０’ ｔ／℃）Ｅ Ａｌ＝７Ｘｌ
Ｏ”（Ｒｆ／ｄｉ、Ｅｓｕｓ＝１．９ｘ１０”（Ｋｆ／
Ｊ）となり、 となる。
いとして上記Ｍ）式に入れると、Ｓ Ａ／＝ １６ （
Ｋｌ／−） 、 Ｓ、ｕ、＝ ５３ （ｈ／ｗｊ ）α
、４４＝２．３５ Ｘ １ ｏ−（、／℃） 、α８ｕ
、＝ １．５ Ｘ １０’ ｔ／℃）Ｅ Ａｌ＝７Ｘｌ
Ｏ”（Ｒｆ／ｄｉ、Ｅｓｕｓ＝１．９ｘ１０”（Ｋｆ／
Ｊ）となり、 となる。
すなわち、アルミニウムを内張シしたステンレスの多層
ベローズとアルミニウムの単層ベローズとに同一の内圧
と変形が作用するときには、多層ベローズのｓｕ−の厚
さは、〃の単層ベローズの厚さの約１７チで強度的に耐
え得ることになる。
ベローズとアルミニウムの単層ベローズとに同一の内圧
と変形が作用するときには、多層ベローズのｓｕ−の厚
さは、〃の単層ベローズの厚さの約１７チで強度的に耐
え得ることになる。
更に１例として、うず電流低下の為にアルミニウムによ
る厚さ５−の内層とするベローズの外層をステンレスと
して場合の板厚を２００ ｋＫついてめると、先ず、内
層のアルミニウムは製造上の板厚制限よりｚ５■の２層
ベローズとし、又この場合２層としても板厚が変らない
のでうず電流損失低減の効果には変化しない。然してベ
ローズには繰シ返し応力が作用するもので破断繰り返し
数Ｎｆを７０００とすると、応力Ｓと破断縁シ返し数Ｎ
ｆとの間には の設計式がある。
る厚さ５−の内層とするベローズの外層をステンレスと
して場合の板厚を２００ ｋＫついてめると、先ず、内
層のアルミニウムは製造上の板厚制限よりｚ５■の２層
ベローズとし、又この場合２層としても板厚が変らない
のでうず電流損失低減の効果には変化しない。然してベ
ローズには繰シ返し応力が作用するもので破断繰り返し
数Ｎｆを７０００とすると、応力Ｓと破断縁シ返し数Ｎ
ｆとの間には の設計式がある。
内圧を４．５ Ｋｔ／−とし他の数値をＷ＝３０ｗｎ、
ｈ＝２５ｍｍ Ｎ−５、ｔ＝１０ｍ Δｔ＝２００℃、 Ｅ＝１．９３ｘｌＯ’Ｋｆ／−α＝
１．５Ｘ１０−’ ｌ／Ｃ） とすると前記（Ｖ）式により、次のようにめられる。
ｈ＝２５ｍｍ Ｎ−５、ｔ＝１０ｍ Δｔ＝２００℃、 Ｅ＝１．９３ｘｌＯ’Ｋｆ／−α＝
１．５Ｘ１０−’ ｌ／Ｃ） とすると前記（Ｖ）式により、次のようにめられる。
従って、第４図に示すように１．５露のステンレスベロ
ー３層（計４．５ ｖｍ ）からなる外層１２の内側に
２．５■厚のアルミニウム、を２層１１．１１とした多
層ベローズを用いればよいことが明らかである。
ー３層（計４．５ ｖｍ ）からなる外層１２の内側に
２．５■厚のアルミニウム、を２層１１．１１とした多
層ベローズを用いればよいことが明らかである。
上記したアルミニウム内張シ多層ベローズとアルミニ２
．ム内張りの極低温クープル配管の接続部分は第５図に
その１例として示す。
．ム内張りの極低温クープル配管の接続部分は第５図に
その１例として示す。
すなわち、直管部分はアルミニウム内張りした繊維強化
樹脂管を用い、多層ベローズはアルミニウム内張り１１
の外面にステンレス材１２を用いたものとし、多層ベロ
ーズのステンレス部端末は、同じ厚さのスリーブ状のス
テンレス材１３を溶接、１５する。つまり溶接１５によ
って多層ベローズのステンレスが２層以上のときにはス
テンレスの各層に、軸方向の伸縮量が等しく作用するこ
とＫなる。
樹脂管を用い、多層ベローズはアルミニウム内張り１１
の外面にステンレス材１２を用いたものとし、多層ベロ
ーズのステンレス部端末は、同じ厚さのスリーブ状のス
テンレス材１３を溶接、１５する。つまり溶接１５によ
って多層ベローズのステンレスが２層以上のときにはス
テンレスの各層に、軸方向の伸縮量が等しく作用するこ
とＫなる。
また、ベローズのアルミニウム部１１と直管のアルミニ
ウム部分とはアルミニウムより成るスリーブ１４を介し
隅肉溶接１６にて現地接続され、内管の気密性を保つ作
用を有する。直管の繊維強化樹脂層とベローズ部との接
続は現埠にて繊維強化樹脂をハンドレイアップ法にて積
層することにより直管の熱収縮を繊維強化樹脂を通じて
ベローズに伝えることが可能となシ、又、継手部分に作
用する内圧を繊維強化樹脂にて受けることが可能となる
。
ウム部分とはアルミニウムより成るスリーブ１４を介し
隅肉溶接１６にて現地接続され、内管の気密性を保つ作
用を有する。直管の繊維強化樹脂層とベローズ部との接
続は現埠にて繊維強化樹脂をハンドレイアップ法にて積
層することにより直管の熱収縮を繊維強化樹脂を通じて
ベローズに伝えることが可能となシ、又、継手部分に作
用する内圧を繊維強化樹脂にて受けることが可能となる
。
上記したような継手工法にて、アルミニウムスリーブの
隅肉溶接して気密を保ち、繊維強化樹脂を積層すること
により直管部の熱収縮をベローズ側に伝え、かつ内圧に
対し継手部の強度を保つ作用を有する。なお、多層ベロ
ーズの最内層はアルミニウムであるが、その外層には、
ＳＵ８以外でも極低温に使用可能な材料（例えば遷移領
域を有しない材料）で、かつアルミニウムよりも弾性率
が大きく、降伏点の大きな材料からなるものであれば何
で（１１） あっでも良い。
隅肉溶接して気密を保ち、繊維強化樹脂を積層すること
により直管部の熱収縮をベローズ側に伝え、かつ内圧に
対し継手部の強度を保つ作用を有する。なお、多層ベロ
ーズの最内層はアルミニウムであるが、その外層には、
ＳＵ８以外でも極低温に使用可能な材料（例えば遷移領
域を有しない材料）で、かつアルミニウムよりも弾性率
が大きく、降伏点の大きな材料からなるものであれば何
で（１１） あっでも良い。
以上説明したような本発明によるときは大容量の電力を
送るための極低温ケーブル配管に用いるベローズとして
内層をアルミニウム部材とし、該アルミニウム部材の外
側にステンレスその他のアルミニウムよシも弾性率、降
伏点が大で低温域においても□脆化現象を示すことの殆
んどない部材を積層することにより比較的薄層で伸縮作
用も好ましい部体で大きな内圧に耐えることができ、し
かも電力損失を有効に低下することができるものであっ
て、工業的にその効果の大きい発明である。
送るための極低温ケーブル配管に用いるベローズとして
内層をアルミニウム部材とし、該アルミニウム部材の外
側にステンレスその他のアルミニウムよシも弾性率、降
伏点が大で低温域においても□脆化現象を示すことの殆
んどない部材を積層することにより比較的薄層で伸縮作
用も好ましい部体で大きな内圧に耐えることができ、し
かも電力損失を有効に低下することができるものであっ
て、工業的にその効果の大きい発明である。
図面ゆ本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は極低温ケーブル送電用配管の構成を示した断面的説明
図、第２図は各種配管におけるうず電流損失を要約して
示した図表、第３図は本発明によるベローズの概略を示
した説明図、第４図はその具体例についての部分的な断
面図、第５図は本発明によるぺ（１２） ローズをアルミニウム内張りの繊維強化樹脂管である直
管に接続する態様を示した断面図である。 然してこれらの図面において、１は内管、２は断熱層、
３はスペーサ、４は外管、５．６はベローズ、７は接続
管、８は送電ケーブル、１１はアルミニウム内層、１２
は外層、１３ｔｉステンレス材、１４はアルミニウムス
リーブ、１５．１Ｂはそれぞれ溶接を示すものである。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 松 本 高 岡 緒 方 順 − 同 根 本 実 （１３）
は極低温ケーブル送電用配管の構成を示した断面的説明
図、第２図は各種配管におけるうず電流損失を要約して
示した図表、第３図は本発明によるベローズの概略を示
した説明図、第４図はその具体例についての部分的な断
面図、第５図は本発明によるぺ（１２） ローズをアルミニウム内張りの繊維強化樹脂管である直
管に接続する態様を示した断面図である。 然してこれらの図面において、１は内管、２は断熱層、
３はスペーサ、４は外管、５．６はベローズ、７は接続
管、８は送電ケーブル、１１はアルミニウム内層、１２
は外層、１３ｔｉステンレス材、１４はアルミニウムス
リーブ、１５．１Ｂはそれぞれ溶接を示すものである。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 松 本 高 岡 緒 方 順 − 同 根 本 実 （１３）
Claims (1)
- 極低温ケーブル配管を接続するためのベローズであって
、内層をアルミニウム部材とし、核アルミニウム部材の
外側にステンレスその他のアルミニウムよりも弾性率、
降伏点が大きく、低温域においても脆化現象を示さない
材料による部材を積層させたことｔ−特徴とする多層ベ
ローズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243739A JPS60139110A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 多層ベロ−ズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243739A JPS60139110A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 多層ベロ−ズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60139110A true JPS60139110A (ja) | 1985-07-23 |
| JPS64889B2 JPS64889B2 (ja) | 1989-01-09 |
Family
ID=17108261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58243739A Granted JPS60139110A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 多層ベロ−ズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60139110A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1283576A1 (en) * | 2001-02-13 | 2003-02-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Terminal structure of extreme-low temperature equipment |
| US7989702B2 (en) | 2005-01-12 | 2011-08-02 | Sumitomo Electric, Ltd. | Sealing-end structure for superconducting cable |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58243739A patent/JPS60139110A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1283576A1 (en) * | 2001-02-13 | 2003-02-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Terminal structure of extreme-low temperature equipment |
| EP1283576A4 (en) * | 2001-02-13 | 2011-03-09 | Sumitomo Electric Industries | TERMINAL STRUCTURE OF EXTREME LOW TEMPERATURE EQUIPMENT |
| US7989702B2 (en) | 2005-01-12 | 2011-08-02 | Sumitomo Electric, Ltd. | Sealing-end structure for superconducting cable |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64889B2 (ja) | 1989-01-09 |
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