JPS60179594A - 高温・高圧流体の導入管構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、高炉用送風支管等の高温・高圧流体の導入管
構造に係り、特に、気密性能と変位の吸収性能どの向上
及び１ｍの簡素化によるコストダウンとを図ることがで
きる高温・高圧流体の導入管構造に関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 高炉用送風支管を例にして、従来の高温・高圧流体の導
入管の問題点について述べる。

第１図に示ずように、一般に高炉用送風支管ａとは熱風
環状管すから分岐された支元管Ｃと高炉の羽Ｄｄとを結
ぶ管路を称している。この高炉用送風支管ａは分割され
た複数の管体ｅ、「及びそれら管体ｅ、ｆの継手部ｇ　
、　ｈ　、　ｉとから形成され、熱膨張等によって生ず
る熱風環状管すと羽口ｄとの相対的変位を、各管体ａ、
ｆの継手部ｇ。

ｈ、ｉの角変位によって許容吸収するよう構成されてい
る。

第２図〜第５図に示１−ように、従来の送風支管ａにあ
っては、その継手部ｇ、ｈ、ｉには球面座ｊやジンバル
型伸縮管ｋが採用され、これらが適宜組み合わされてそ
の継手部ｇ　、　ｈ’、　ｔで角変位が許容され得るよ
う構成されていた。第２図の送風支管ａは、３ケ所の継
手部ｇ、ｈ、ｉがそれぞれ球面座ｊにより構成されたも
のを示しており、第３図の送風支管ａはその球面座ｊが
採用された継手部ｇ、ｈ、ｉ、のうち２ケ所ｇ、ｈが水
冷球面ソングＡで形成されたものを示している。

第４図の送風支管ａは、２ケ所の継手部ｇ、ｈがジンバ
ル型伸縮管ｋにより構成され、羽口ｄの継手部１が球面
座ｊで構成されたものを示し、第５図の送風支管ａは１
ケ所の継手部ｇがジンバル型伸縮管ｋににり構成され、
他の２ケ所の継手部１１、ｉが球面座ｊで構成されｉＣ
ものを示している。

ところで、例えば第２図の継手部りに示されるように、
従来の球面座ｊにあっては、互いに当接されて接続され
る管体ｅ、［の端部を、それぞれ凸状と凹状の同一球面
に成形して、これらを摺動自在に設けることによってそ
れら管体ｅ、ｆ間の角変位を許容吸収させるものであっ
た。このため、球面座ｊでは内圧に対する気密性の点に
問題があり、またその気密性をもたけるためには高度な
加工精反が要求されるものであった。

一方ジンバル型伸縮管ｋにあっては、第４図の継手部１
１に示されるように互いに接続される管体ｅ、ｆ間に介
設されてそれら管体ｅ、ｆの端部同士をテンションロッ
ドｍ、ｎとジンバルＯとを介して互いに直交づる２軸方
向にそれぞれ回動自在に連結し、それら管体ｅ、ｆ間の
角変位を許容吸収し得るように構成されていた。また更
に、それら管体ｅ、ｆの明部間にはぞれらを結んでその
周側をシールＪるベローズｐが設けられて気密性が保持
され得るよう構成されていた。つまりジンバル型伸縮管
りはそのＭＡ造が複雑であり、外部に突出した部材も多
いのでその保守性が悪く、またベローズレ内に耐熱壁と
してのキャスタブルｑ＠施工するのも困難な７．−め継
手として非常に高価なものであった。

［発明の目的］ 本発明は、上述のごとき問題点に鑑みて、それらを有効
に解決１べく創案されたものである。

本発明の目的は、気密性能と変位の吸収性能どの向上及
び構造の簡素化によるコストダウンとを図ることができ
る高温・高圧流体の導入管構造を提供づることにある。

［発明の概要］ 本発明は、高炉用送風支管のごとぎ高温・高圧流体を通
過させる導入管において、上記導入管の途中を」二流側
管体と下流側管体とに分割し、これらの管体間にこれを
結ぶように内筒体を介設し、この内筒体の端部と、上流
側管体と下流側管体との端部とを互いに軸芯を中心に径
方向に揺動自在に球面継手で接続し、その球面継手の外
側にこれをシールすべく可撓性を有した外筒体を形成し
たことを特長とするもので、上流側管体と下流側管体と
の熱膨服等による変位ずれを内筒体の揺動移動でｙ（音
吸収し、その移動を上記球面継手で案内すると共に、こ
れを上記可撓性を有した外筒体でシールすることによっ
て上記目的を達成りるものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付両面に従って詳述す
る。

第６図は、高炉用送風支管１を形成する高温・高圧流体
の導入管２を示している。図において、３は熱風環状管
、４は支元管、２８は高炉６の羽口である。

図示する如く、上記導入管２はその途中が上流側管体く
支元管）４と下流側管体５とに分割され、これら下流側
管体４と下流側管体５との間に熱膨１１１ｉｉ等によっ
て生ずるそれら管体４，５相互間の変位ずれを許容吸収
してそれらの管路６，７を接続する接続管８が介設され
る。この接続管８はフランジ継手９ａ　、９ｂにより、
上流側管体４ど下流側管体５とに結合され、下流側管体
５の他端１０は公知の球面座１を介して羽目２８に接続
されている。

本発明の特長とＪ−るところは、上記接続管ελの構造
にある。以降この接続管８について説明する。

第７図に示すように、接続管８は、上流側管体４と下流
側管体５との間にこれを結ぶように内筒体１１が介設さ
れている。この内筒体１１の両端部の周側には継手金物
１２ａ、１２ｂが一体的に設けられ、この継手金物１２
ａ、１２ｂは上記フランジ継手９ａ　、９ｂの内側に形
成された接触部１３ａ、１３ｂに接している。

上記継手金物１２ａ、１２ｂど接触部１３ａ、１３ｂと
は第７図及び第８図とに示すように上流側管体４の軸心
１４上の任意の１点１５と、下流側管体５０軸心１６−
Ｆの任意の１点１７とをそれぞれ中心にして半径Ｒの球
面状に成形され、互いに摺動自在な球面継手１８８．１
８１１として形成されている。つまり、内筒体１１の両
端部１９ａ。

１９ｂと上流側管体４の端部２０及び下流側管体５の端
部２１とは、それぞれフランジ継手９８゜９ｂとその球
面継手１８ａ、１８ｂを介してそれらの軸心１４．１６
上の任意の１点１５．１７を中心に、互いに径方向に揺
動（屈曲）自在に接続されている。

また、図示される如く、球面継手１８ａ、１８ｂの外側
には、これより漏洩する高温・高圧流体をシールすると
共に内筒体１１の揺動く屈曲）を許容するＩこめに、ベ
ローズ等の可撓性のある伸縮管２１ａ　、２１ｂを備え
た外筒体２２が形成されている。図示例の外筒体２２に
あっては、内筒体１１の全長を覆って設けられると共に
その両端部２２ａ、２２ｂが上述したフランジ継手９ａ
、９ｂとして構成されている。

一方、上流側管体４．下流側管体５及び内筒体１１の各
内側面にはキャスタブルとして耐火物ライニング２３が
施工されている。上流側管体４と下流側管体５のライニ
ング２３．２３とはそれぞれ内筒体１１内に縮径されて
延出されると共にそれらの端部２４．２４とこれに対向
する内筒体１１の端部２５，２５とは所定間隔に離間さ
れて上述した球面継手１８ａ、１８ｂの回転中心１５゜
１７を中心どした球面状に形成されており、内筒体１１
の揺動（屈曲）移動時にそれらライニング２３．２３が
干渉し合わないように構成されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

第９図は、熱膨服等によって上流側管体４と下流側管体
５との間に平行な変位ずれを生じた場合を示しており、
第１０図は第９図の要部Ａの拡大図を示している。図示
する如く、上流側管体４と下流側管体５とに平行な変位
ずれが生じて球面継手１８ａ、１８ｂの回転中心１５と
１７とを結ぶ線に角変位θが生り゛ると、内筒体１１は
球面継手ｉ８ａ、１８ｂに案内されてその軸心２６が上
記回転中心１５．”１７を結ぶ線と一致り゛る位置に移
動される。このとき外筒体１１は角変位θに対応して伸
縮管（ベローズ）２１ａ、２１ｂが変形され、接続管８
はその気密性を保持したまま上流側筐体４の管路６と下
流側管体５の管路７とを接続し、外筒体２２に発生づる
内圧反力は球面継手１８ａ、１８ｂを介して内筒体１１
に伝達され、これを保持することになる。尚、第１１図
は角変位θが逆方向に生じＩこ場合の要部への拡大図を
示している。

第１２図は上流側管体４の軸心１４と下流側管体５の軸
心１６とに角変位２θが生じた場合を示している。この
場合も上述した場合と同様に、内筒体１１はその軸心２
６が球面継手１８８．１８ｂの回転中心１５．１７を結
ぶ線に一致する位置に揺動移動されて、角変位２θは両
端の球面継手１８ａ、１８ｂによりθづつ許容吸収され
ることになる。

即ち、本発明の高温、高圧流体の導入管構造によれば、
上流側管体４と下流側管体５との管路６゜７を結７話接
続管８は、その内筒体１１を接続させるための球面継手
１８ａ、１８ｂ部のみ機械加工が必要となるが、内筒体
１１は単なる管路をなすものであり、また外筒体２２は
一般的な伸縮管と同一どなるため構造が簡単なものとな
る。そして、球面継ぎ手１Ｂａ、１ａｂ部にはガスシー
ル性が要求されないため、高度な加工精度は不要となり
、球面継ぎ手１８ａ、１８ｂ部の接触面圧部を充分大き
くとれば応力が大きくなる部位が無くなり、長寿命を期
待できる。キャスタブルは単管状の内筒体１１に施工す
れば良いので通常の伸縮管内に施工する場合に比較して
はるかに容易となる。

また、第９図に示ずように、フランジ面間距離交１に対
して回転中心開路ｌ１１１１Ａ！（つまり、内筒体１１
を揺動移動させるための球面継手１８ａ。

１８ｂ部の摺動中心１５．１７間の距離）を充分長くと
れるので同一面間で角変位を吸収する他の形式に比して
変位吸収能力が大きくなる。そして、上流側管体４と下
流側管体５とに及ぼす反力はどくにわずかなものとなり
、それら管体４，５に対しても有利なものである。

更に、ガスシールは外筒体２２の伸縮管２１ａ。

２１ｂにより完全になされ、内圧反力の吸収は内筒体１
１自体で行なっているので信頼性が高く、また従来のジ
ンバル型伸縮管等のように外部に突出Ｊ゛る部材がＩＲ
（いので保守性も優れている。

尚、吸収すべき角変位量が少ない場合には、第１３図に
示１ように、外筒体１１に備えつりる伸縮管２１は１ケ
所に形成しても良く、また第１４図に示づように、外筒
体１１の中央部を設（プずに、外筒体２２の端部２２ａ
、２２ｂとしてのフランジ継手９ａ、９１）の端部２７
ａ、２７ｂを、伸縮管２１ａ、２１ｂを介して内筒体１
１の外周側に接続しても良い。この第１４図の例にあっ
ては、内筒体１１や球面継手１８ａ、１８ｂ部を冷却さ
せる場合等において、内筒体１１に配管を接、続させる
うえて特に有効なものとなる。

［発明の効果］ 以上要するに、本発明によれば次のごとき優れた効果を
発揮づる。

（１）　高温・高圧流体の導入管を上流側管体と下流側
管体とに分割し、それら管体間にこれを結ぶように内筒
体を介設し、内筒体の両端部をそれぞれ球面継手を介し
て上流側管体の端部と下流側管体の端部とに接続して内
筒体を上流側管体と下流側管体とに対して揺動移動自在
に設けると共に、その球面継手の外側に可撓性のある伸
縮管を備えた外筒体を形成してガスシールを行なわけた
ので内筒体は単に管路を形成するための単管で良く、ま
た外筒体は一般的な伸縮管と同一となり、溝道を極めて
簡素化することができる。

（２）　更に、球面継手部にはガスシール性が要求され
ていないので、８度な加工精度は不要であり、キャスタ
ブルとしてのライニングも単管の内筒体に施工すれば良
いので通常の伸縮管に比較してはるかに容易となり、高
温・高圧流体の導入管の製造コストを可及的に低減でき
る。

（３〕　ガスシールは外筒体によりその伸縮管で完全に
なされるので気密性ＯＬを向上できる。

（４）　上流側管体と下流側管体との端面間距離（フラ
ンジ面間距離）に対して内筒体を揺動移動させるための
球面継手部の摺動移動中心間の距断が充分長くとれるの
で変位吸収能力が増大し、その性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高温、高圧流体の導入管としての送風支管の
変位ずれを示ｔｌ’Ｊ略図、第２図〜第５図はそれぞれ
従来の送風支管の一例を示す側倒面図、第６図は本発明
の好適一実施例を示す高炉用送風支管としての高温・高
圧流体の導入管の側断面−１第７図は第６図の高温・高
圧流体の導入管の要部を示Ｊ部分拡大切開断面図、第８
図は第７図のＡ部拡大図、第９図は上流側管体と下流側
管体との間に平行な変位ずれが生じた場合を示づ側断面
図、第１０図は第９図のＡ部拡大図、第１１図は角変位
θが第１０図と逆の方向に生じた場合を示Ｊ−要部拡大
断面図、第１２図は上流側管体と下流側管体との間に角
変位２θが生じ／ｊ場合を示す側断面図、第１３図は外
筒体の変形例を示づ部分側断面図、第１４図は外筒体の
別の変形例を示ず部分側断面図である。 図中、ａ、１は高炉用送風支管、２は高温・高圧流体の
導入管、４は上流側管体、５は下流側筐体、１１は内筒
体、１４は上流側管体の軸芯、１６は下流側管体の軸芯
、１８ａ、１８ｂは球面継手、１９ａ、１９ｂは内筒体
の端部、２０は上流側管体の端部、２１は下流側管体の
端部、２２は外筒体、２６は内筒体の軸芯である。 特許出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士　
絹　谷　信　雄 第１図 ｉ 第２図 第３図 第１２図 第１３図 ａ 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高炉用送風支管のごとき高温・高圧流体を通過させる導
   入管において、上記導入管の途中を上流側管体と下流側
   管体とに分割し、これらの管体間に、これを結ぶように
   内筒体を介設し、該内筒体の端部と、上流側管体と下流
   側管体との端部とを互いに軸芯を中心に径方向に揺動自
   在に球面継手で接続し、該球面継手の外側にこれをシー
   ルすべく外筒体を形成したことを特徴とする高温・高圧
   流体の導入管構造。