JPS62267405A - 高温・高圧配管の熱膨張吸収方法 - 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】 （Ｍ東上の利用分野） 本発明は高温・高圧の気体搬送用配管の熱膨張吸収方法
に関するものである。

（従来の技術う 従来技術の一例として第３図、第４図によシ溶鉱炉の熱
風管用熱膨張吸収方法について説明す＆先ず溶鉱炉に熱
風を供給する経路について第３図により説明する。

熱風炉１に予め蓄熱された熱量によって、送風管２から
導入された冷風は高温（１０００〜’１３００’ＴＪに
加熱され、熱風出口管３より排出される。熱風炉１−１
〜１−４は各々燃焼（蓄熱］及び送風（奪熱り工程が繰
り返されるため、夫々の熱風炉を順次切り替えることに
より熱風管４、熱風環状管５並びに送風支管６を経て溶
鉱炉７に送られる熱風温度は常に一定の高温に維持する
ことが出来る。

送風弁８及び熱風弁９は各熱風炉の送風工程を順次切り
替えるために設置される。

次に熱風管４の熱膨張吸収方法について従来の方法を説
明する。熱風管４には配管１１の熱膨張を吸収するため
第４図に示す構造の伸縮管１０が設置され、また配管工
１は耐火ライニング１２が施され高温のガス流体に対し
保護されている。耐火物１２の熱膨張は可縮性の耐火材
１３にニジ吸収される。第３図に於て、各熱風炉の熱風
出口管３と熱風本管４との接続部の熱膨張による移動を
拘束するため、各熱風炉間及び熱風炉１−１と熱風環状
管５との間に伸縮管１ｏが設置される。又伸縮管による
配管の熱膨張吸収方向を規制するために、伸縮管の近傍
には固定管台１４が設置される。一方、伸縮管反力及び
配管内圧力を拘束するために、配管の長手方向にはテン
ションロッド１５が設けられる。又、熱風出口管３の熱
膨張は伸縮管１６により吸収されるが・内圧及び伸縮管
反力に対するテンションロッドによる配管の拘束方法は
熱風本管の場合と同様である。

（発明が解決しようとする問題点） 前述の従来法に於ける問題点としては、連結ロッド１７
による炉体櫓１８との接続及び送風支管６による溶鉱炉
７との達成並びに内張り耐火物の構造強酸によって熱風
環状管５は熱風管の固定管台１４を支持する架構よシも
大きな剛性を有するのが遡？１」である。このために、
第３図に於ける２１〜ｔ５寸法の伸び（Δｔｒムムノが
生じた場合、内圧により配管は図中、破線にて示す如く
変形する＠ここでΔ１１は熱膨張に起因するもの、又、
△ム〜△ｔ５はテンションロッド１５０弾性変形及び据
付精度等によシ生じる変位である。斯かる変位△２ｔ〜
Δｔ５が生じた時の熱風管の移動量（Ａ−Ｋ）は次式の
通りである。

Ａ＝Δｔ１ Ｂ＝Δｔ１＋Δｔ２ Ｃ＝Δｔ１＋Δｔ２＋Δｔ３ Ｄ＝Δ２１＋Δｔ２＋△ｔｓ＋Δム Ｅ＝Δｔ１＋Δｔ２＋Δム＋Δム＋△ム即ち、溶鉱炉７
に対する距離が長くなる程、送風時の熱風管移動型が大
きくなる。この様な熱風管の移動は熱風出口管の移動原
因になり、特に当該配管用伸縮管１６の軸直角変位ケ助
長させる。

更にこの変位が大きくなると内部の耐火ライニングに目
地切れを生じ、このことが配管赤熱等、の損傷原因とな
る。通常、溶鉱炉は定期的に送風及び休風が繰り返され
るため、上記耐火物の目地切れ現象は加速される傾向に
ある。

（問題点を解決するための手３段〕 本発明は高温の圧力流体用配管して、圧力均衡型伸縮管
を設置すると共に、該伸縮管の均圧室に配管内流体の圧
力と同等の圧力流棒金導入することを特徴とする高温・
高圧配管の熱膨張吸収方法である。

（実施例） 第１図及び第２１ｉｉ４により本発明になる熱風管の熱
膨張吸収方法について説明する。第２図に示す圧力均衡
型伸縮管１９を第１図の通シ配置し、且つ当該伸縮管１
９の均圧室２０に送風管２からの充圧ｙｚｘを連通する
◎ 第２図に於てロッド２２はブラケット２３を介し配管の
熱膨張反力、伸縮管反力並びに内圧反力を伝達するもの
である。

斯かる構造に於て配管の熱膨張はベローズ２４の縮小並
びにベローズ２５の拡大によって吸収される。ここで、
ベローズ２５の内径ＤＩと配管内径Ｄ２との相対寸法を
り、＝≠ｒ　Ｘ　Ｄ２にすることによシ、原理的には配
管内圧による荷重がロッド２２を介し・均圧室２Ｑの対
向する内圧反力と平衡するため固定管台１４に対する内
圧反力の伝達はない。

然し乍ら、高温流体を扱う配管に於ては、耐火ライニン
グ１２によシ配管１１が保護されているため、伸縮管の
均圧室２０が内部の高温流体圧力にまで充圧される保証
がなく、又送風→休風、あるいは休風→送風の如く圧力
変動の生じる場合には、配管内圧が均圧室２０に充圧さ
れるまでの時間が必要であり、この時間差のために配管
内圧と均圧室内圧力とヲ漣続的に平衡に維持することは
出来ない。この問題を解決するために不発明は送風管２
より充圧″＃ｔ２１ｔ″介し、均圧室ｚｏｆ別ルートで
均圧する。これを採用した点が本発明の要点である。な
お熱風炉内の圧力損失に相当する抵抗を付与するために
は、充圧管２１の経路に砥抗体２６ｔ−設けることが考
えられる。

以上は溶鉱炉の熱風管に於ける熱膨張吸収方法について
の説明であるが、同様の考え方は高温高圧流体を扱う（
耐火ライニングを有する）配管に一般的に適用できる。

（本発明の効果） 以上本発明の方法によれば、高温流体に対する耐火ライ
ニングの機能を確保した上で従来法に於ける配管内圧に
起因する問題点を解消した熱風管の熱膨張吸収が可能と
なる。即ち熱風出口管の移動が無く、耐火物の目地切れ
更には配管の赤熱問題は完全に解消できる。又、従来法
に於けるテンションロッド１５が不要になる点も本発明
の経済効果として期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる圧力均衡型伸縮管の配置説明図、
第２図は同伸縮管の構造説明図、第３図は従来法の伸縮
管配置説明図、第４図は同伸縮管の構造説明図である。 １−ＩＳ−１−４・―・熱風炉 ２・・・・・・・送風管 ３・・・・・・・熱風出口管 ４・・・・・・・熱風管 ５・・・・・・・熱風環状管 ６・・・・・・・送風支管 ７・・・・・・・溶鉱炉 ８・・・・・・・送風弁 ９・・・・・・・熱風弁 １０・・・・・・伸縮管（従来型） １１・・・・・・配管 １２・・・・・・耐火ライニング １３・・・・・・可縮性の耐火材 １４・・・　・・固定管台 １５・・・・　・・テンションロッド １６・・・・・・伸縮管（熱風出口管用）１７・・・・
・・連結ロッド １８・・・・・・炉体櫓 １９・・・・・・伸縮管（圧力均衡型）２ｏ・・・・・
・均圧室 ２１・・・　・・・充圧管 ２２・・・・・・ロッド ２３・・・・・　・ブラケット ２４・・・・　・ベローズ ２５・・・　・・ベローズ ２６・・・・・・抵抗体 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温の圧力流体使用配管に圧力均衡型伸縮管を設置する
   と共に、該伸縮管の均圧室に配管内流体の圧力と同等の
   圧力流体を導入することを特徴とする高温・高圧配管の
   熱膨張吸収方法。