JPS6345000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は高温ガス管に係り、特に高温ガス冷
却炉、ガスタービン等高温ガスを扱うプラント装
置に好適な高温ガス管の構造に関する。

＜従来の技術及びその問題点＞ (1) 従来例１ 第８図、第９図は従来の高温ガス管の一例を
示すもので第７図はその縦断面図、第８図は中
間管２′のスライドジヨイント部の詳細を示す
ものである。高温ガス管は内管１′内を流れそ
の熱膨張はベローズ８′で吸収している。内管
１′からの輻射熱は断熱材７′で遮断されるとす
るものである。

しかし内管１′内のガスの温度変化及び管軸
方向の温度傾斜により必然的に前記環状空間内
の断熱層としての気体に流れを生じさせる。第
８図に示すフランジ状スライズ部の工作上の誤
差及び変形によりガスの流れは断熱材７′と圧
力管３′間の隙間にも循環流を生ぜしめ外管に
スポツト的過熱部を発生させ問題を生ずること
となる。

更にはベローズの高温下での材質の変化によ
る弾性の低下、亀裂のおそれもあるという問題
がある。要するに内管１外の流体（気体）に循
環流を生ぜしめスポツト的過熱部の発生防止が
充分とは言えない。

(2) 従来例２ 第９図は他の従来例で従来例１における圧力
管３１′と断熱材２２′間の隙間に相当する環状
隙間６１′に漏洩高温ガスの循環流れが生ずる
ことを防止するためシール板７１を用いたもの
である。この場合においてもシール板の弾性低
下の問題があり、循環気体流によるスポツト的
過熱防止は充分とはいえない。

(3) 発明者等が先に提案した高温ガス管の構造は
第１図ないし第３図はその構造を示すもので二
重管構造とし断熱材として軽量で断熱性能の良
好なセラミツクフアイバー（例えば商品名カオ
ウール）を主として用いているものである。

この構造ではライナ４は一定長さの筒状体で
間隙Ｌを設けて高温ガスによる熱膨張に対応
し、圧力は内管２と圧力に耐える外管（圧力
管）１との間の環状空間には圧力流体があり、
内管２は薄い筒状体でもライナ４内の流体と圧
力バランスにより高い圧力にも対応しかつ全く
漏洩のない構造となつている。

これは前記従来例１、２のように圧力管まで
高温の気体の循環流れがきてスポツト的高温部
を生ぜしめないようにするとの趣旨である。な
お詳しくこの構造を説明すると、内側流路を形
成するパイプライナ４は熱膨張による変形を防
止するため複数個に分割され、各々間隙Ｌをも
つて配置されている。この各ライナ４は両端部
に配置した２個のステー５ａ，５ｂにより内管
２に対して同心円上に支持されている。このう
ちステー５ａはライナ４および内管２に溶接固
着されているが、ステー５ｂはライナ４側のみ
溶接してあり、ライナ４が熱膨張した場合第３
図に示す如く内管２の内面を左側に摺動して内
管２との間に生ずる熱膨張差を拘束しないよう
構成してある。しかしこの構成ではライナ４が
膨張した場合摺動ステー５ｂは据付時の位置Ａ
からＢに移動してしまい、その間に断熱材（断
熱層）３の存在しない空間部１１を生じ、ステ
ー５ｂと内管２の接触面を通じて高温ガスが空
間部１１に流れ各空間部１１を中心に内管２は
昇温し、内管２にいわゆるホツトスボツトが生
ずる。このため外管１と内管２により環状に形
成された流路を流れる低温ガスに伝熱したり、
部分的な温度上昇に伴う応力により内管２が変
形破壊したりする虞れもある。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上記した従来技術の欠点をな
くし、ライナが熱により膨張しても断熱効果を良
好に保ちホツトスポツトの生ずることのない断熱
高温ガス管を提供することにある。

＜手段の概要＞ 要するにこの発明はライナと共に移動する摺動
ステーに対し、ライナを中心として円筒形の断熱
材を複数個同心円上に配置し、かつこれらの円筒
形断熱材の端部が階段状となるように各円筒形断
熱材の長さを調節し、ライナが熱膨張した際複数
個の空間部１１ａが生ずるようにして断熱効果を
高めたものである。

実施例 １ 以下この発明の第１実施例を添付図面を用いて
説明する。

第４図において摺動ステー５ｂに対して、長さ
が異なりかつ金属箔６で覆つた複数個（図示の場
合３個）の円筒形断熱材８がライナ４を中心とし
て同心円上にしかもこれら円筒形断熱材８の端部
が階段状となるよう配置してある。これに対して
一層の断熱材断熱層３の端部はステー５ｂが据付
時の位置Ａに置かれた場合前記段状部と密着係合
するようやはり階段状に成形しておく。

以上の構成においてライナ４が熱膨張するとス
テー５ｂは次第のＢの位置に摺動し、これに伴つ
て移動した円筒形断熱材８の端部と前記断熱材３
の端部の間に複数個の相互に絶縁した環状の空間
部１１ａが階段的に形成される。すなわち、空間
部は複数個の独立したセルに分割されたことにな
り、各セル内において各々対流が生ずるに止ま
り、自然対流により高温流体の熱が内管２に直接
伝達されることはなく、ホツトスポツトを殆んど
生じない。

実施例 ２ 第５図は第２の実施例を示し、複数個の金属箔
で覆つた円筒形断熱材８のうちライナー４側の断
熱材の長さを最も短くし、外側に向つて長い断熱
材を配置したものである。

実施例 ３ 第６図は第３の実施例であつて、第１の実施例
に示した円筒形断熱材群を二段に配置したもので
ある。ライナー４と内管２の間には中間仕切管７
が配置され、ライナー４と中間仕切管７の間には
内側摺動ステー９が、また中間仕切管７と内管２
の間には中間仕切管７側を固定した外側摺動ステ
ー１０が設けてある。この場合内側摺動ステー９
と外側摺動ステー１０の配置間隔L₂は比較的大
きく取つておけば断熱効果はより良好となる。こ
れら摺動ステー９および１０には前記第１の実施
例の場合と同様に複数個の金属箔で覆つた円筒形
断熱材８を設ける。

＜効果＞ 次にこの発明の実施にかゝる実験結果を示す。
断熱材３を厚さ75mmの低密度セラミツクフアイバ
ーとし、摺動ステーの移動により生ずる空間部の
巾が17mmの場合、内側の流路に1000℃の高温ガ
ス、外側流路に400℃の低温ガスを流した。この
場合ホツトスポツトの温度上昇は25℃であり、従
来型の40℃に比較して約37％の低減が可能である
ことが判つた。

この発明によればホツトスポツトの温度上昇を
低減でき、熱応力による管の変形、破壊の虞れが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は先に提案した高温ガス管の断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図に
示した高温ガス管のステーの移動状態を示す断面
図、第４図はこの発明の第１の実施例を示す高温
ガス管の断面図、第５図は第２の実施例を示す高
温ガス管の断面部分図、第６図は第３の実施例を
示す高温ガス管の断面部分図、第７図は従来の技
術１として引用する管の縦断面図、第８図は第７
図の管のスライド接続部の拡大縦断面図、第９図
は従来技術２を示すシール板７１傍の部分拡大断
面図である。 １……外管、２……内管、３……断熱材、４…
…ライナ、５ａ……固定ステー、５ｂ……摺動ス
テー、６……金属箔、７……中間仕切管、８……
円筒形断熱材、９……内側摺動ステー、１０……
外側摺動ステー、１１，１１ａ……空間部、１３
……階段状摺動ステー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管と同軸心にかつ環状空間を形成して位置
   する内管内に熱膨張吸収用に間隙を置いて所定長
   さの筒状のライナを内管と同軸心に複数個連設し
   て高温ガスの通路とし、該内管とライナの間に断
   熱材を充填し、前記環状空間は低温のガスの供給
   を受ける空間としたものにおいて、前記ライナと
   前記内管で形成する環状空間に台形円錐の斜面を
   もつ固定ステーと摺動ステーを各ライナの端部近
   くに交互に設けてライナを支持し、かつ前記ライ
   ナと前記内管で形成する環状空間に一端は摺動ス
   テーに台形円錐斜面をもち接触し他端は縦断面で
   階段状になるように形成した金属箔で覆われた断
   熱材を設け、この階段状の断熱材端部と滑動変位
   可能に係合する一の階段状端部をもち他の端部は
   固定ステーに接触する断熱材を設けて断熱材層を
   形成したことを特徴とする高温ガス管。 ２ ライナと内筒の間に中間仕切管を同軸心に配
   置し、ライナと中間仕切管、および中間仕切管と
   内管との間に各々固定ステーと摺動ステーを設
   け、これら摺動ステーに対し複数個の長さを異に
   しかつ金属箔で覆つた円筒形断熱材を配置したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高温
   ガス管。