(57)【要約】【課題】  高温流体が流入した状態または流入していない状態においてもベローズの幅方向の中央部が周長方向全周にわたって径外方向へ凸状態で湾曲している伸縮継手の施工方法を提供する。【解決手段】  高温流体が流入される配管間に接続でき、前記配管の伸縮を吸収可能な環状の伸縮継手１における本体であるフレーム１１ａ，１１ｂに対しベローズ１７を取り付ける伸縮継手１の施工方法であって、フレーム１１ａ，１１ｂにおけるベローズ１７を取り付け可能なベローズ取り合い部１６の周長に対し、所定の割合で長い周長を有するベローズ１７を、該ベローズ１７の幅方向における中央部がベローズ１７における径外方向へ凸状態となるよう湾曲させ、ベローズ取り合い部１６に取り付ける。【選択図】  図１
2010196883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入される配管間に接続でき、前記配管の伸縮を吸収可能な環状の伸縮継手における本体であるフレームに対し、ベローズを取り付ける伸縮継手の施工方法であって、
前記フレームにおける前記ベローズを取り付け可能なフランジの周長に対し、所定の割合で長い周長を有する前記ベローズを、前記ベローズの幅方向における中央部が前記ベローズにおける径外方向へ凸状態となるよう湾曲させ、前記フランジに取り付ける伸縮継手の施工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮継手の施工方法において、
前記ベローズの幅方向における両端部を、該両端部の周長が前記周長方向に対し一様に前記所定の割合にて絞った状態で前記フランジに対し取り付ける伸縮継手の施工方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の伸縮継手の施工方法において、
前記フランジの周長方向に沿って等間隔に前記ベローズの締結部が設けられるとともに、前記ベローズの幅方向における両端部の周長方向に沿って前記フランジに設けられた締結部と同間隔で前記フランジへの締結部が設けられ、前記フランジの所定の間隔における締結部間と、前記両端部の前記所定の間隔より前記所定の割合で長い締結部間とを対応させ、前記フランジに設けられた締結部と前記両端部に設けられた締結部が一致する部分において、締結してゆくことにより、前記両端部を絞った状態で前記フランジに取り付ける伸縮継手の施工方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の伸縮継手の施工方法において、
前記フランジの周長方向に沿って等間隔に前記ベローズの締結部が設けられるとともに、前記ベローズの幅方向における両端部の周長方向に沿って等間隔に前記フランジへの締結部が設けられ、且つ前記フランジと前記両端部に設けられた締結部の数は同数であり、前記フランジに設けられた締結部と前記両端部に設けられた締結部を順次対応させて締結してゆくことにより、前記両端部を絞った状態で前記フランジに取り付ける伸縮継手の施工方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の伸縮継手の施工方法において、
前記所定の割合は、１〜１０％である伸縮継手の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮継手における本体であるフレームに対し、ベローズを取り付ける伸縮継手の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体が流れる配管は伸縮が発生するため、配管間の継ぎ目に対し、間隔が設けられ、配管の伸縮や配管の軸のずれを吸収するとともにこの間隔を封止する環状の伸縮継手が設置される。特に、配管内を高温流体、例えば４００℃〜７００℃のガス等が流れる場合には、大きな伸縮が発生するので、伸縮継手の設置は重要である。このような伸縮継手は、配管間の端部に設置される一対のフレームと、そのフレーム間に設けられる断熱材と、この断熱材を外側から覆うように一対のフレーム間に跨って設けられる環状のベローズとを有する。断熱材は、ベローズが所定温度以上に加熱されることを防ぐためのものであり、高温流体の封止は主としてベローズが担っている。
【０００３】
なお、従来技術として伸縮継手に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０１３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伸縮継手が設置された配管内に高温流体が流入されると、配管が膨張するとともに伸縮継手の内圧が増加し、配管間の間隔が狭まる。これに伴い、ベローズに変形が生じる。しかしながら、ベローズは、変形はできるが伸縮しにくい材料で構成されているので、ベローズの幅方向（環状における中心軸方向）における中央部が、一部は径外方向（ベローズの中心軸から外周へ向かう方向）へ凸状態に変形するとともに、一部は径内方向（ベローズの外周から中心軸へ向かう方向）へ凸状態に変形するという現象が生じる。径内方向に凸状態に変形した箇所は、断熱材に食い込む状態となり、より高温にさらされるため、劣化し易いという問題がある。また、径外方向に凸状態に変形した箇所と径内方向に凸状態に変形した箇所との境界は、複雑な折れシワが発生し、屈曲の起点となるため、劣化し易いという問題がある。すなわち、ベローズが径内方向に凸状態に変形することは、材料劣化の原因となる。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、流体、特に高温流体が流入した状態または流入していない状態において、ベローズの幅方向の中央部が周長方向全周にわたって径外方向へ凸状態で湾曲し、ベローズが径内方向に凸状態に変形することを防止することができる伸縮継手の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した問題を解決するため、本発明の伸縮継手の施工方法は、流体が流入される配管間に接続でき、前記配管の伸縮を吸収可能な環状の伸縮継手における本体であるフレームに対しベローズを取り付ける伸縮継手の施工方法であって、前記フレームにおける前記ベローズを取り付け可能なフランジの周長に対し、所定の割合で長い周長を有する前記ベローズを、前記ベローズの幅方向における中央部が前記ベローズにおける径外方向へ凸状態となるよう湾曲させ、前記フランジに取り付けを行う。
【発明の効果】
【０００８】
開示の伸縮継手の施工方法によれば、流体、特に高温流体が流入した状態または流入していない状態において、ベローズの幅方向の中央部が周長方向全周にわたって径外方向へ凸状態で湾曲し、ベローズが径内方向に凸状態に変形することを防止することができる伸縮継手を施工できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る伸縮継手の軸方向における断面図である。
【図２】本実施の形態に係る伸縮継手への設置前のベローズを示す図である。
【図３】本実施の形態に係る伸縮継手に設置後のベローズを示す図である。
【図４】本実施の形態に係る伸縮継手におけるベローズの設置箇所の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る伸縮継手の軸方向における断面図である。図１に示すように、伸縮継手１は、周長方向における断面が略円形または略楕円形となるよう施工される。なお、本実施の形態においては、図示しない配管内に対し、高温流体としてガスが流入された場合、そのガス流は、図１に示すように上流方向２ａから下流方向２ｂへ流れるとする。また、図１に示される３ａおよび３ｂは、ガスが流入される図示しない配管のフランジである。
【００１２】
フレーム１１ａおよび１１ｂは、一対で伸縮継手１の本体を形成する環状部材である。フレーム１１ａおよび１１ｂは、フランジ３ａおよび３ｂと締結部品であるボルトおよびナット等で構成されるボルト・ナット１２ａとで締結可能なダクトフランジ１３ａおよび１３ｂをそれぞれ有する。フレーム１１ａは、ダクトフランジ１３ａとフランジ３ａとが、ボルト・ナット１２ａで締結されることで上流方向２ａのフランジ３ａを有する配管に設置される。一方、フレーム１１ｂは、ダクトフランジ１３ｂがフランジ３ｂとボルト・ナット１２ａで締結されることで下流方向２ｂのフランジ３ｂを有する配管に設置される。なお、フレームとフランジとの固定方法は、これに限られるわけではなく、溶接により固定することもできる。
【００１３】
また、フレーム１１ａおよび１１ｂは、断熱材１５ｂおよび１５ａを固定するためのピン１４をそれぞれ有する。ピン１４は、フレーム１１ａおよび１１ｂの周長方向沿いに等間隔で設けられる。本実施の形態におけるフレーム１１ａは、材料としてステンレス鋼を用いる。一方、フレーム１１ｂは、材料として炭素鋼を用いる。なお、フレーム１１ａおよび１１ｂの材質はステンレス鋼、炭素鋼に限定するものではなく、高温流体の熱に耐えうる耐熱性を有するものであれば適宜変更してもよい。
【００１４】
断熱材１５ａおよび１５ｂは、ベローズ１７が所定温度以上に加熱されることを防ぐためのものであり、フレーム１１ａおよび１１ｂ間に設けられる環状のものである。図１に示すように、断熱材１５ａは、ガス流側に設けられ、その外側を覆うように断熱材１５ｂが設けられる。断熱材１５ａは、主にセラミック繊維製のフェルトで構成された断熱材である。この断熱材１５ａの厚さは、２５〜１５０ｍｍであり、密度は１００〜１５０ｋｇ／ｍ3である。一方、断熱材１５ｂは、主にガラス繊維製のフェルトで構成された断熱材である。この断熱材１５ｂの厚さは５０〜１５０ｍｍであり、密度は１００〜１５０ｋｇ／ｍ3である。本実施の形態における伸縮継手１は、１００ｍｍ厚さで密度が１２０ｋｇ／ｍ3の断熱材１５ａと、５０ｍｍ厚さで密度が１３０ｋｇ／ｍ3の断熱材１５ｂとを各２層有する。なお、断熱材１５ａおよび１５ｂの材料および層数は、これに限定するものではなく、適宜変更してもよい。
【００１５】
ベローズ取り合い部１６は、フレーム１１ａおよび１１ｂが有するベローズ１７が固定されるフランジである。このベローズ取り合い部１６は、フレーム１１ａおよび１１ｂの周長方向に等間隔でボルト等の締結部品挿入用の締結穴（締結部）が設けられている。なお、このベローズ取り合い部１６には締結部品挿入用の締結穴の代わりに締結部品をそのまま植え付ける等を予め行う場合もある。
【００１６】
ベローズ１７は、ガスの封止を主に担うものであり、断熱材１５ｂを外側から覆うようにベローズ取り合い部１６間に跨って設けられる環状部材である。以下、ベローズ１７について図を用いて詳細を説明する。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る伸縮継手への設置前のベローズの一部を示す斜視図である。図２に示すように、ベローズ１７は、ベローズ端部（両端部）１７１と、ベローズ本体部（中央部）１７２とを有する。ベローズ端部１７１は、ベローズ取り合い部１６に固定されるものであり、ベローズ端部１７１以外の部分がベローズ本体部１７２となる。ベローズ端部１７１は、ベローズ１７の幅方向４ｂにおいてその端部に設けられ、周長方向４ａに等間隔でボルト等の締結部品挿入用の締結穴（締結部）１７３が設けられている。ベローズ１７は、複数のシートが積層してなる複合シートであり、層の最上部側がＳＵＳ線入りガラスクロスで構成され、その内側に順次、ガラスクロス、フッ素樹脂シートおよびフッ素樹脂シートとガラスクロスの融着シートが積層されている。ベローズ１７の温度上限は、２６０℃程度である。なお、ベローズ１７の厚さは適宜であるが、本実施の形態においては約５ｍｍとする。また、ベローズ１７の材料は、これに限定するものではなく、適宜変更してもよい。
【００１８】
本実施の形態におけるベローズ１７の周長は、ベローズ端部１７１およびベローズ本体部１７２において差異はなく、共に、ベローズ取り合い部１６の周長と比べ所定の割合で長い。また、締結穴１７３の間隔は、ベローズ取り合い部１６における締結穴の間隔より所定の割合で長い。つまり、ベローズ取り合い部１６の周長と比べ所定の割合で長い周長のベローズ端部１７１においては、ベローズ取り合い部１６と同数の締結穴が穿設されている。このベローズ１７を用いて、後述する伸縮継手の施工方法を行うことにより、後述するように、ベローズ本体部１７２を径外方向に凸状態で湾曲させた図１に示す１８のような状態で設置することができる。
【００１９】
図３は、本実施の形態に係る伸縮継手の施工方法により設置したベローズを示す斜視図である。ベローズ取り合い部１６の周長より所定の割合で長い周長のベローズ１７を、後述する伸縮継手の施工方法で設置することにより、図４に示すように、ベローズ中央部１７２は、周長方向４ａ全周にわたって径外方向へ凸状態に湾曲する。所定の割合とは、１〜１０％が望ましく、更に望ましくは２〜５％であり、最も好適な割合は３％である。本実施の形態においては、所定の割合を３％とする。
【００２０】
図４は、本実施の形態に係る伸縮継手におけるベローズの設置箇所の拡大図である。図４に示す鋼帯１９は、ベローズ端部１７１上に設けられ、締結部品であるボルトおよびナットで構成されるボルト・ナット１２ｂによりベローズ端部１７１を固定するものである。この鋼帯１９は、ベローズ取り合い部１６およびベローズ端部１７１と同様、周長方向に等間隔でボルト等の締結部品挿入用の締結穴が設けられている。なお、鋼帯１９は、周長方向に所定の長さで複数分割されており、ベローズ端部１７１に沿って周設される。ベローズ端部１７１は、ベローズ取り合い部１６を覆うように設けられ、その上に鋼帯１９が設けられ、それぞれの締結穴が一致する箇所に対し、ボルト・ナット１２ｂにより締結される。本実施の形態においては、ベローズ取り合い部１６および鋼帯１９に設けられている締結穴は同様のピッチとする。なお、図４に示すように、上述した構成はフレーム１１ｂにおけるベローズ１７の設置箇所であるが、フレーム１１ａにおけるベローズ１７の設置箇所も、上述した構成と同様である。
【００２１】
次に、本実施の形態における伸縮継手の施工方法について説明する。
【００２２】
まず、フレーム１１ａおよび１１ｂのピン１４に差し込まれるように、断熱材１５ａを設置し、ナット等をピン１４に締結することで断熱材１５ａを固定する。次に、固定した断熱材１５ａを覆うように断熱材１５ｂを設置する。次に、この断熱材１５ｂを覆うように帯状のベローズ１７を被せるように巻き、ベローズ取り合い部１６とベローズ端部１７１とを、鋼帯１９とボルト・ナット１２ｂとを用いて固定する。ここで、ベローズ端部１７１の周長は、ベローズ取り合い部１６の周長より３％長い。このことから、ベローズ１７の固定方法として、ベローズ取り合い部１６の周長方向における締結穴と、ベローズ端部１７１の締結穴１７３とを対応させる際、ベローズ端部１７１を周長方向に３％絞る方法を用いる。
【００２３】
絞る方法として、例えば、ベローズ端部１７１に対し、周長方向にシワを寄せる方法がある。この方法においては、ベローズ本体部１７２に対し、鋭角なシワがよらないようにすることが望ましい。
【００２４】
ベローズ１７の固定方法は、まず、ベローズ取り合い部１６の締結穴と締結穴１７３とが対応するよう、ベローズ端部１７１を周長方向に３％絞り、ベローズ取り合い部１６を覆うようにベローズ端部１７１を配置する。この時、ベローズ本体部１７２を径外方向に凸状態で湾曲させる。次に、鋼帯１９を絞った状態のベローズ端部１７１上に配置し、ベローズ取り合い部１６、ベローズ端部１７１および鋼帯１９をボルト・ナット１２ｂで締結する。この固定方法をベローズ１７の周長方向全周にわたって一様に行う。
【００２５】
ベローズ１７の固定後、ベローズ１７の周長方向における端部同士を熱融着させ、環状とする。次に、フレーム１１ａおよび１１ｂそれぞれのダクトフランジ１３ａおよび１３ｂと、これらに対応するフランジ３ａおよび３ｂとをボルト・ナット１２ａで締結し、必要に応じて溶接等を施し伸縮継手１の施工は完了となる。また、予めフレーム１１ａおよび１１ｂそれぞれのダクトフランジ１３ａおよび１３ｂが、これらに対応するフランジ３ａおよび３ｂとボルト・ナット１２ａで締結してある場合もある。
【００２６】
また、本実施の形態において、締結穴１７３の間隔がベローズ取り合い部１６における締結穴の間隔より３％長くなるよう予め加工したベローズ１７を用いた。しかしながら、締結穴１７３の間隔をベローズ取り合い部１６における締結穴の間隔より３％長くする加工を行わず、ベローズ取り合い部１６における締結穴の間隔と締結穴１７３の間隔とが同様であるベローズ１７を用いてもよい。
【００２７】
このベローズ１７の固定方法は、まず、ベローズ取り合い部１６の周長方向の所定の長さにおける締結穴の間隔と当該間隔より３％長い締結穴１７３の間隔とが対応するよう、ベローズ端部１７１を周長方向に３％絞り、ベローズ取り合い部１６を覆うようにベローズ端部１７１を配置する。この時、ベローズ本体部１７２を径外方向に凸状態で湾曲させる。次に、鋼帯１９を絞った状態のベローズ端部１７１上に配置し、ベローズ取り合い部１６、ベローズ端部１７１および鋼帯１９をボルト・ナット１２ｂで締結する。ここで、ベローズ取り合い部１６、ベローズ端部１７１および鋼帯１９に設けられている締結穴は同様のピッチである。従って、ベローズ端部１７１が周長方向に絞られているため、ベローズ取り合い部１６、ベローズ端部１７１および鋼帯１９に設けられたそれぞれの締結穴は全て一致しない。このことから、それぞれの締結穴が一致する部分に対してのみ、ボルト・ナット１２ｂで締結を行う。この固定方法をベローズ１７の周長方向全周にわたって一様に行う。この方法によれば、締結穴１７３間の間隔を３％長くする加工を行っていないベローズ１７においても、ベローズ端部１７１をベローズ取り合い部１６に固定することが可能となる。
【００２８】
なお、この固定方法において、ベローズ取り合い部１６、ベローズ端部１７１および鋼帯１９に設けられたそれぞれの締結穴が一致しない箇所においてもベローズ取り合い部１６と鋼帯１９とは締結穴が一致する。よって、ベローズ端部１７１に対し適宜穿設し、ボルト・ナット１２ｂで締結してもよい。
【００２９】
また、本実施の形態において、帯状のベローズ１７を用いて伸縮継手１の施工を行ったが、既に環状の状態に加工したベローズ１７を用いて施工を行ってもよい。
【００３０】
また、本実施の形態において、締結穴が設けられているベローズ取り合い部１６を有するフレーム１１ａおよび１１ｂを用いたが、ボルト等の締結部品が予め設置されているベローズ取り合い部１６を有するフレーム１１ａおよび１１ｂを用いてもよい。この場合、ベローズ取り合い部１６とベローズ端部１７１との固定はナット等の締結部品を用いる。
【００３１】
本実施の形態によれば、ベローズ取り合い部１６より所定の割合で周長が長いベローズ１７の端部であるベローズ端部１７１を周長方向全周にわたって一様に所定の割合で絞り、ベローズ取り合い部１６に設置することにより、ベローズ本体部１７２を径外方向に凸状態で湾曲させることが可能となる。このことにより、高温流体が配管内に流入され、配管の膨張に伴いベローズ１７が変形したとしても、ベローズ本体部１７２が径外方向の湾曲状態を維持できる。従って、材料劣化の原因となるベローズ本体部１７２が径内方向へ凸状態で湾曲することを防止することができる。また、ベローズ１７の周長および締結穴１７３間の間隔を所定の割合で長くするのみであるため、ベローズ１７に対し特殊な加工をする必要が無い。
【符号の説明】
【００３２】
１  伸縮継手、２ａ  上流方向、２ｂ  下流方向、３ａ，３ｂ  フランジ、１１ａ，１１ｂ  フレーム、１２ａ，１２ｂ  ボルト・ナット、１３ａ，１３ｂ  ダクトフランジ、１４  ピン、１５ａ，１５ｂ  断熱材、１６  ベローズ取り合い部、１７，１８  ベローズ、１９  帯鋼、１７１  ベローズ端部、１７２  ベローズ本体部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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