(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された流体が流通する第１のダクトと第２のダクトとの間に配設され該流体の外部への排出を遮断する遮断部と、前記流体を流通可能な状態で前記遮断部の内側に配設され前記遮断部への流体の熱を断熱し、外部から電気的に接続可能である端子が設けられ所定温度以上で断線する温度ヒューズが１以上配設されている断熱部と、を備えた伸縮継手に設けられた端子に検出装置を接続し、該温度ヒューズの断線の有無を検出するステップ、
を含む伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項２】
前記断熱部は、所定の第１温度で断線する第１温度ヒューズと前記第１温度以上の第２温度で断線する第２温度ヒューズとが前記温度ヒューズとして設けられている、請求項１に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項３】
前記断熱部は、複数の断熱層を有しており、前記温度ヒューズは少なくとも２以上の断熱層に配設されている、請求項１又は２に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項４】
前記断熱部は、２以上の前記温度ヒューズが複数交差するように張り巡らされて配設されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項５】
前記断熱部は、該断熱部を区切った複数の領域ごとに前記温度ヒューズが張り巡らされており、該複数の温度ヒューズの各々の端子が外部から電気的に接続可能に配設されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項６】
前記断熱部は、前記流体の流通方向に直交する方向に配列するように前記温度ヒューズが配設されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項７】
前記断熱部は、前記流体の流通方向に配列するように前記温度ヒューズが配設されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項８】
前記断熱部は、前記伸縮継手の側面側に前記端子が配設されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項９】
前記断熱部は、絶縁されている前記温度ヒューズが複数配設されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【請求項１０】
前記断熱部及び前記遮断部は、燃料の燃焼を行い発電機で発電されたあとの前記流体を流通するよう該発電機側に固定されている第１のダクトと、前記流体を放出する煙突側に固定されている第２のダクトと、に配設される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の伸縮継手の内部状態検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮継手及びその内部状態検知方法に関し、より詳しくは、加熱された流体が通過するダクトとダクトとの間を接続する伸縮継手及びその内部状態検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、伸縮継手としては、圧縮機により圧縮された空気と供給された燃料とを混合・燃焼した燃焼ガスによりタービンを駆動して発電を行い、排出された排気を移送する複数の排気ダクトを連結するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この伸縮継手では、排気側に断熱材、断熱材の外側に第１のベローズ、第１のベローズの外側に第２のべローズを配設し、第１及び第２のベローズの間に圧縮機で圧縮された空気の一部を供給して冷却することにより、伸縮継手の溶損などを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的に、この特許文献１に記載の伸縮継手などでは、伸縮継手を継続使用する場合、例えば、排気に近い位置に配設される断熱材は、経年の熱履歴により硬化などが起き、燃焼器の定期的な起動・停止の繰り返しによる伸縮により損傷することがある。これに対しては、過去の実績をふまえて所定のマージンを含めた断熱材の耐久年数を設定し、この耐久年数に合わせて交換することで対応していた。しかしながら、損傷のない状態でも一律に交換することがあり、断熱材の状態を適切に把握することが望まれていた。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、断熱部の状態をより適切に把握することができる伸縮継手及びその内部状態検知方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の伸縮継手は、
加熱された流体が流通する第１のダクトと第２のダクトとの間に配設され該流体を遮断する遮断部と、
前記流体を流通可能な状態で前記遮断部の内側に配設され前記遮断部への流体の熱を断熱し、外部から電気的に接続可能である端子が設けられ所定温度以上で断線する温度ヒューズが１以上配設されている断熱部と、
を備えたものである。
【０００８】
この伸縮継手では、流体が流通する第１のダクトと第２のダクトとの間に配設された遮断部により流体を遮断すると共に、遮断部の内側に配設された断熱部により遮断部への流体の熱を断熱する。この断熱部には、外部から電気的に接続可能である端子が設けられ所定温度以上で断線する温度ヒューズが１以上配設されており、伸縮継手の使用において、端子に電気的に接続して温度ヒューズが断線しているか否かを検出可能である。そして、温度ヒューズが断線していないときにはこの断熱部が所定温度以上になっていないことがわかり、温度ヒューズが断線しているときには断熱部が所定温度以上になったことがわかる。温度ヒューズが断線する温度に達しているときには、温度ヒューズの配設位置から流体側の断熱部の機能が低下していることがわかる。このように、外部から電気的に接続することにより、非破壊で断熱部の状態を検出可能である。したがって、伸縮継手の断熱部の状態をより適切に把握することができる。ここで、「流体」としては、例えば、排気や吸気などの気体、溶液などの液体、粉体などの固体などが挙げられる。
【０００９】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、所定の第１温度で断線する第１温度ヒューズと前記第１温度以上の第２温度で断線する第２温度ヒューズとが前記温度ヒューズとして設けられているものとしてもよい。こうすれば、断熱部の段階的な温度状態を検出することが可能であり、断熱部の劣化状態を段階的に把握することができる。
【００１０】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、複数の断熱層を有しており、前記温度ヒューズは少なくとも２以上の断熱層に配設されているものとしてもよい。こうすれば、断線した断熱層の位置によって深さ方向の状態も得られるため、断熱部の劣化状態をより詳しく把握することができる。
【００１１】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、２以上の前記温度ヒューズが複数交差するように張り巡らされて配設されているものとしてもよい。こうすれば、断線した温度ヒューズの交差する位置を検出可能であるから、断熱部の劣化した位置まで特定可能であり、より詳しい断熱部の劣化状態を把握することができる。ここで、「２以上の前記温度ヒューズが複数交差する」とは、例えば１本の温度ヒューズが複数の温度ヒューズと交差する状態で複数の温度ヒューズが配設されているものとしてもよい。このとき、交差する２以上の温度ヒューズは、電気的に接続されない状態で配設されていることがより好ましい。「電気的に接続しない状態」とは、例えば、電気ヒューズの表面を絶縁するものとしてもよいし、接触しないように３次元的に交差させるものとしてもよい。
【００１２】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、該断熱部を区切った複数の領域ごとに前記温度ヒューズが張り巡らされており、該複数の温度ヒューズの各々の端子が外部から電気的に接続可能に配設されているものとしてもよい。こうすれば、断線した温度ヒューズの位置により、断熱部の劣化した領域まで特定可能であり、より詳しい断熱部の劣化状態を把握することができる。
【００１３】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、前記流体の流通方向に直交する方向に配列するように前記温度ヒューズが設けられているものとしてもよい。あるいは、前記断熱部は、前記流体の流通方向に配列するように前記温度ヒューズが設けられているものとしてもよい。こうすれば、第１ダクト側から１端の端子をとり、第２ダクト側から他端の端子をとることができるから、比較的端子を設けやすい。
【００１４】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、前記伸縮継手の側面側に前記端子が配設されているものとしてもよい。こうすれば、端子に電気的な接続を行い温度ヒューズの断線の確認を行う作業を行いやすい。また、流体の流通方向に直交する方向に温度ヒューズが設けられている態様を採用すると、伸縮継手の側面側に端子を設けやすい。ここで、「伸縮継手の側面側」とは、下面側、上面側、左右面側をも含むものとする。また、前記端子は、例えば前記伸縮継手の側面において前記流体の流通方向に配列して配設されていてもよいし、前記伸縮継手の側面側の一部領域に集積して配設されていてもよい。
【００１５】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部は、絶縁されている前記温度ヒューズが複数配設されているものとしてもよい。こうすれば、複数の温度ヒューズでの短絡や混線などを抑制可能であり、断熱部の劣化状態をより正確に把握することができる。
【００１６】
本発明の伸縮継手において、前記断熱部及び前記遮断部は、燃料の燃焼を行い発電機で発電されたあとの前記流体を流通するよう該発電機側に固定されている第１のダクトと、前記流体を放出する煙突側に固定されている第２のダクトと、に配設されるものとしてもよい。いわゆる発電施設では、伸縮継手を利用することが多く、また、断熱部の交換は稼働率に影響することから、本発明を適用する意義が高い。
【００１７】
本発明の伸縮継手の内部状態検知方法は、上述したいずれか１つに記載の伸縮継手に設けられた端子に検出装置を接続し、該温度ヒューズの断線の有無を検出するステップ、を含むものである。この内部状態検知方法では、上述したいずれかの伸縮継手に対して、温度ヒューズの断線の有無を検出することにより、非破壊で伸縮継手の断熱部の状態をより適切に把握することができる。ここで、「検出装置」としては、例えば電気的な接続を検出可能なテスターや、定期的又は不定期のタイミングで各温度ヒューズの電気的な接続を検出するデータロガーなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態である火力発電所１０の構成の概略を示す構成図。
【図２】伸縮継手３０の断面図。
【図３】断熱部３１及び断熱部状態検出部５０の構成の概略を示す構成図。
【図４】断熱部３１の内部状態を検知する方法の説明図。
【図５】断熱部状態検出部１５０の説明図。
【図６】断熱部状態検出部２５０の説明図。
【図７】断熱部状態検出部３５０の説明図。
【図８】断熱部状態検出部４５０の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である火力発電所１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、伸縮継手３０の断面図であり、図３は、断熱部３１及び断熱部状態検出部５０の構成の概略を示す構成図である。本実施形態の火力発電所１０は、図１に示すように、空気導入管１１が接続され空気を圧縮する圧縮機１２と、燃料導入管１４を介して供給された燃料を圧縮機１２に接続され供給された圧縮空気により燃焼する燃焼器１６と、燃焼ガスによって回転駆動されるタービン１７が回転軸に接続されこの回転駆動力によって発電する発電機１８と、が配設されている。また、火力発電所１０は、燃焼器１６の下流側に固定され燃焼ガスにより発電したあとの高温の流体としての排気が通過する筒状体である第１ダクト２２と、排気を外部へ放出する煙突２６側に接続され排気が通過する筒状体である第２ダクト２４と、第１ダクト２２と第２ダクト２４との間に配設され排気の外部への排出を遮断すると共に各ダクトの膨張・収縮を緩和する非金属製の伸縮継手３０と、が配設されている。また、火力発電所１０は、図示しないが、熱回収ボイラ及び冷却水の流通経路が燃焼器１６の下流側に設けられ、熱回収ボイラにより生成した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電するいわゆるコンバインドサイクル方式の発電を行う施設として構成されている。
【００２０】
次に、本発明の主たる構成である伸縮継手３０について説明する。図２に示すように、伸縮継手３０は、筒状体に形成されており、排気が通過する第１ダクト２２と第２ダクト２４との間に排気が通過可能に配設されている。ここで、第１ダクト２２の下流側には、先端が第２ダクト２４の内径より小さな筒状体として形成されたバッフル板２３が配設されている。このバッフル板２３は、例えばステンレスなどにより構成することができる。ここでは、第２ダクト２４の上流側の開口にバッフル板２３を挿入した状態で第１ダクト２２が発電機１８側に固定されると共に、第２ダクト２４が煙突２６側に固定されている。また、伸縮継手３０は、バッフル板２３の外周を取り巻くように、第１ダクト２２の外周に設けられた固定用台座２２ａにその一端が固定され、第２ダクト２４の外周に設けられた固定用台座２４ａにその他端が固定されている。このように、伸縮継手３０は、バッフル板２３の存在により、第１ダクト２２を通過した排気に直接曝されないよう配設されている。
【００２１】
この伸縮継手３０は、排気の熱を断熱する断熱部３１と、断熱部３１の外部側に配設され柔軟性を有し排気を遮断する遮断部としてのベローズ３６とを備えている。断熱部３１は、ベローズ３６の保護を図る部材であり、その一端が固定用台座２２ａの内壁に当接すると共に、その他端が固定用台座２４ａの内壁に当接した状態で、拘束具によって固定されている。この断熱部３１は、内側から順に、耐熱性がより高い第１断熱材３２及び第２断熱材３３と、耐熱性が比較的高い第３断熱材３４及び第４断熱材３５との４層により構成されているものとした。第１断熱材３２及び第２断熱材３３は、例えば、セラミックス繊維製フェルトなどにより構成することができる。また、第３断熱材３４及び第４断熱材３５は、ガラス繊維製フェルトなどにより構成することができる。なお、断熱材の層数は、排気の温度や流量などに合わせて適宜選択すればよい。また、断熱部３１の材質は、セラミックス繊維製フェルト、ガラス繊維製フェルト及びこれらの組み合わせなどより適宜選択すればよい。この断熱部３１の内部には、外部から電気的に接続可能である端子が先端に設けられ所定温度以上で断線する温度ヒューズが１以上配設されている。この温度ヒューズは、断熱部状態検出部５０を構成する。
【００２２】
ベローズ３６は、その一端が固定用台座２２ａの外面と押さえ板３７とに挟持されて拘束具により固定されると共に、その他端が固定用台座２４ａの外面と押さえ板３８とに挟持されて固定されている。このベローズ３６は、例えば、内側から順に、フッ素樹脂層シートとガラス繊維製クロスとの複合材である流体側層と、ガラス繊維製クロスである中間層と、ステンレス線入りガラス繊維製クロスである外部層との４層構造となっており、より内側は耐食層とし、より外側は機械的強度を付与する層により構成されている。このベローズ３６の内側の面には、例えばフッ素樹脂シートなどによる耐食層である防護層が設けられているものとしてもよい。このように、断熱部３１及びベローズ３６は、燃料の燃焼を行い発電機１８で発電されたあとの排気を流通するよう発電機１８側に固定されている第１ダクト２２と、排気を放出する煙突２６側に固定されている第２ダクト２４と、に配設されている。なお、このベローズ３６が排気の圧力の有無によって張った状態と張っていない状態となることから、このベローズ３６と断熱部３１との間にベローズ３６の移動用の空間が設けられた状態で、ベローズ３６及び断熱部３１がそれぞれ第１ダクト２２及び第２ダクト２４の間に固定されている。
【００２３】
断熱部状態検出部５０は、図３に示すように、断熱部３１の内部に配設された複数のヒューズ群と、このヒューズに接続され伸縮継手３０の外部に設けられた接続端子群４１とにより構成されている。なお、この断熱部状態検出部５０ではすべての温度ヒューズが接続端子と接続されているが、図示する都合により図２，３では、一部の温度ヒューズと接続端子群４１との接続のみを示している。断熱部状態検出部５０では、第１断熱材３２の内部に第１ヒューズ群４２が、第２断熱材３３の内部に第２ヒューズ群４３が、第３断熱材３４の内部に図示しない第３ヒューズ群が、第４断熱材３５の内部に第４ヒューズ群４５がそれぞれ配設されている。このように、断熱部３１は、第１断熱材３２、第２断熱材３３、第３断熱材３４及び第４断熱材３５の複数の断熱層を有しており、温度ヒューズはすべての断熱層に配設されている。断熱部状態検出部５０では、排気の流通方向に直交する方向に配列するように各温度ヒューズが配設されている。第１ヒューズ群４２には、所定の第１温度で断線する第１温度ヒューズ５１と第１温度以上の第２温度で断線する第２温度ヒューズ５２とが含まれている。これにより、第１断熱材３２が曝されている温度を段階的に評価することができる。この温度ヒューズが断線する第１温度及び第２温度は、配設されている断熱材の耐熱温度や、排気の温度などに基づいて断熱材が劣化していることを検出可能な温度に適宜定めることができる。この温度ヒューズが断線する第１温度及び第２温度は、例えば、断熱材の耐熱温度の７割の温度、８割の温度、９割の温度及びこの耐熱温度などに定めることができる。また、温度ヒューズが断線する第１温度及び第２温度は、火力発電所１０の運転時において各断熱材の機能が発揮された状態で各断熱材が曝される温度範囲を超えた温度、例えば、断熱材が通常曝される温度範囲が排気温度の６割の温度以下であるときには排気温度の７割の温度としたり、この温度範囲が排気温度の７割の温度以下であるときには排気温度の８割の温度、この温度範囲が排気温度の８割の温度以下であるときには排気温度の９割の温度など、その断熱材が通常取り得ないような温度に定めることができる。この第１ヒューズ群４２は、第１断熱材３２の外部側、即ち排気から比較的離れた位置に配設されている。第１温度ヒューズ５１は、Ｃ字状に形成され、このＣ字の開口部分に第１接続端子線５１ａの一端が接続されている。この第１接続端子線５１ａは、接続端子群４１の接続端子にその他端が接続されている。また、第２温度ヒューズ５２は、Ｃ字状に形成され、このＣ字の開口部分に第２接続端子線５２ａの一端が接続されている。この第２接続端子線５２ａは、接続端子群４１の接続端子にその他端が接続されている。断熱部状態検出部５０では、伸縮継手３０の横の側面側に接続端子群４１が配設されており、各接続端子線は、断熱部３１の側面からベローズ３６側に突出している。このため、各接続端子線と接続端子群４１との配線経路を簡略化することができる。この複数の温度ヒューズは、温度ヒューズの断線温度近傍までの耐熱性を有する絶縁樹脂がその外表面にコートされており、絶縁されているものとした。
【００２４】
また、第２ヒューズ群４３や第４ヒューズ群４５などについても、第１温度及び第２温度が異なるなどの違いはあるが、基本的には第１ヒューズ群４２と同様の構成となっている。例えば、第２ヒューズ群４３は、Ｃ字状に形成され、第１温度ヒューズ５３には第１接続端子線５３ａが接続され、第２温度ヒューズ５４には第２接続端子線５４ａが接続されている。また、第４ヒューズ群４５は、Ｃ字状に形成され、第１温度ヒューズ５５には第１接続端子線５５ａが接続され、第２温度ヒューズ５６には第２接続端子線５６ａが接続されている。温度ヒューズの材質としては、例えば、ＳｎＣｕ系（Ｓｎ０．７Ｃｕ：融点２２７℃）、ＳｎＡｇ系（Ｓｎ３．５Ａｇ：融点２２１℃）、ＳｎＡｇＣｕ系（融点２１７℃）、ＳｎＡｇＢｉ系（融点２７１℃）、ＡｕＳｎ系（Ａｕ８０Ｓｎ：融点２８０℃）、ＡｕＳｉ系（Ａｕ６Ｓｉ：融点３７０℃）、ＡｕＧｅ系（Ａｕ１２Ｇｅ：融点３５６℃）、すず（融点２３２℃）、ビスマス（融点２７１℃）、亜鉛（融点４２０℃）、ＺｎＡｌ系（Ｚｎ６Ａｌ：融点３８２℃〜３９５℃、Ｚｎ１５Ａｌ：融点３８２℃〜４５０℃）、アルミニウム（融点６６０℃）、ジュラルミン（融点６４５℃）及びマグネシウム（融点６５０℃）などのなかから適宜選択して用いることができる。例えば、よりベローズ３６側では、ＳｎＣｕ系、ＳｎＡｇ系、ＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＡｇＢｉ系、ＡｕＳｎ系、ＡｕＳｉ系、ＡｕＧｅ系、すず及びビスマスなどの温度ヒューズを用いることができ、より排気側では、亜鉛、ＺｎＡｌ系、アルミニウム、ジュラルミン及びマグネシウムなどの温度ヒューズを用いることができる。断熱部状態検出部５０においては、排気に近い側の断熱層の温度ヒューズほど、より高い第１温度及び第２温度とする傾向とすることができる。ここでは、各断熱材が排気の熱により徐々に劣化する経過における各断熱材での温度分布や断熱部３１全体での温度分布を実験により経験的に、あるいは計算などにより求め、断熱部３１の経年劣化に伴い排気側からベローズ３６側に向かって順番に断線するように、融点を適切に選定した温度ヒューズを、各断熱材の内部に配設しているものとした。
【００２５】
次に、伸縮継手３０を継続して利用しているときに、断熱部３１の劣化状態を検知する方法について説明する。図４は、断熱部３１の内部状態を検知する方法の説明図である。火力発電所１０では、燃焼器１６で燃料を燃焼してタービン１７を駆動し発電機１８で発電を行うと、高温の排気が第１ダクト２２及び第２ダクト２４を流通する（図１，２参照）。このとき、流通する排気はバッフル板２３により伸縮継手３０には直接吹き付けられず、断熱部３１などの急激な温度上昇は抑えられている。一般的に、伸縮継手３０を継続使用する場合、例えば、断熱部３１の断熱材は、経年の熱履歴により繊維等が硬化し、燃焼器１６の定期的な起動・停止の繰り返しによる伸縮により損傷し、火力発電所の運転時の排気の流通などにより断熱材の飛散などが生じることがある。このような損傷により断熱材の断熱機能が低下し、外周側の層の温度がより高くなっていく。ここでは、図４に示すように、断線を検出する１対の接続端子にテスター６０を接続し、温度ヒューズの断線の有無を検出することにより、伸縮継手３０の劣化状態を検知する。この伸縮継手３０では、まず、排気に最も近い第１断熱材３２の第１温度ヒューズ５１（図３参照）に第１接続端子線５１ａを介して接続された接続端子へテスター６０を接続し、断線状態を検出する。断熱部３１で断線領域が生じている場合には、複数の第１温度ヒューズ５１のうち、いずれかで断線が検出される。なお、図４では、第４ヒューズ群４５での断線の検出及び第１温度ヒューズ５５での断線領域３９を示している。このとき、断線が検出された第１温度ヒューズ５１が配設された位置のいずれかで第１断熱材３２の断熱機能の低下、即ち劣化が生じているとわかる。断線した温度ヒューズの配設位置の特定は、例えば接続端子に識別子を付しておくことなどにより行うことができる。また、第１温度ヒューズ５１が断線しており、第２温度ヒューズ５２が断線していないときには、断線領域３９では、第１温度ヒューズ５１の断線する温度まで上昇したが、第２温度ヒューズ５２の断線する温度には至っていないことがわかる。なお、第１温度ヒューズ５１の断線時点では、第２断熱材３３、第３断熱材３４及び第４断熱材３５があるため、劣化開始を把握するにとどまる。続いて、次の検査で、複数の第２温度ヒューズ５２のうちいずれかで断線が検出されると、断線が検知された領域の第１断熱材３２の断熱機能が低下していることを把握することができる。このような検査を繰り返し、例えば、第３断熱材３４の第２温度ヒューズ５４の切断が検出されると、断熱層は残り１層であるため、注意状態とし、検査の間隔を短く設定し直したりする。そして、第４断熱材３５の複数の第１温度ヒューズ５５のうちいずれかで断線が検出されたときには、断熱部３１の交換準備を行う。このように、断熱部状態検出部５０では、非破壊状態で、且つおおよその劣化位置を把握しつつ、段階的な断熱部３１の劣化状態を把握可能である。
【００２６】
以上詳述した本実施形態の断熱部状態検出部５０によれば、排気が流通する第１ダクト２２と第２ダクト２４との間に配設されたベローズ３６により排気を遮断すると共に、ベローズ３６の内側に配設された断熱部３１によりベローズ３６への排気の熱を断熱する。この断熱部３１には、外部から電気的に接続可能である端子が先端に設けられ所定温度以上で断線する温度ヒューズが１以上配設されており、伸縮継手３０の使用において、端子に電気的に接続して温度ヒューズが断線しているか否かを検出可能である。そして、温度ヒューズが断線していないときにはこの断熱部３１が所定温度以上になっていないことがわかり、温度ヒューズが断線しているときには断熱部３１が所定温度以上になったことがわかる。温度ヒューズが断線する温度に達しているときには、温度ヒューズから排気側の断熱部３１の機能が低下していることがわかる。このように、外部から電気的に接続することにより、非破壊で断熱部３１の状態を検出可能である。したがって、伸縮継手３０の断熱部３１の状態をより適切に把握することができる。このため、断熱部３１の適切な交換時期を把握することができ、ひいては、交換時期に満たない断熱部３１の無駄な交換やその交換作業をより抑制することができる。このため、火力発電所１０の稼働率の低下をより抑制することができる。
【００２７】
また、断熱部３１は、例えば第１温度ヒューズ５１及び第２温度ヒューズ５２など、各層に異なる温度で断線する２種類の温度ヒューズを備えるため、断熱部３１の段階的な温度状態を検出することが可能であり、断熱部３１の劣化状態を段階的に把握することができる。更に、複数あるすべての断熱層に温度ヒューズが配設されているため、断線した断熱層の位置によって深さ方向の状態も得られ、各断熱材及び断熱部３１全体での劣化の進行状態をより正確に把握することができ、断熱部３１の劣化状態をより詳しく把握することができる。更にまた、伸縮継手３０の側面側に接続端子群４１が配設されているため、端子に電気的な接続を行い温度ヒューズの断線の確認を行う作業を行いやすい。また、温度ヒューズは、排気の流通方向に直交する方向に設けられているため、伸縮継手３０の側面側に接続端子群４１を設けやすい。そして、絶縁されている温度ヒューズが複数配設されているため、複数の温度ヒューズでの短絡や混線などを抑制可能であり、断熱部３１の劣化状態をより正確に把握することができる。そしてまた、各断熱材の劣化に伴い排気側からベローズ３６側に向かって順番に断線するように温度ヒューズを配設しているため、より排気側の温度ヒューズの断線だけを検出すれば足り、より少ない検出処理で断熱部３１の劣化状態を把握することができる。そしてまた、火力発電所１０では、伸縮継手３０を利用することが多く、また、断熱部３１の交換は稼働率に影響することから、本発明を適用する意義が高い。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、上述した実施形態では、Ｃ字状に形成した温度ヒューズを排気の流通方向に直交する方向に配設するものとしたが、例えば、図５に示すように、断熱部３１の上部左側面に配設する複数の第１ヒューズ１５５、断熱部３１の上部右側面に配設する複数の第２ヒューズ１５６、断熱部３１の下部左側面に配設する複数の第３ヒューズ１５７、断熱部３１の下部右側面に配設する複数の第４ヒューズ１５８により構成されたヒューズ群１４５を備えた断熱部状態検出部１５０としてもよい。図５は、断熱部状態検出部１５０の説明図である。この各ヒューズは、断熱部３１の円周面に沿って湾曲したＵ字状に形成されており、Ｕ字の先端が断熱部３１の側面側となるように形成されている。また、この各ヒューズは、Ｕ字の先端にそれぞれ第１接続端子線１５５ａ、第２接続端子線１５６ａ、第３接続端子線１５７ａ及び第４接続端子線１５８ａが接続され、その先にそれぞれ接続端子が設けられている。この断熱部状態検出部１５０において、各接続端子は、排気の流通方向に配列して配設されている。このヒューズ群１４５では、断熱部３１を区切った複数の領域（上部左側面、上部右側面、下部左側面、下部右側面）ごとに温度ヒューズが張り巡らされており、複数の温度ヒューズの各々の端子が外部から電気的に接続可能に配設されている構造となっている。こうすれば、断線した温度ヒューズの位置により、断熱部３１の劣化した領域まで特定可能であり、より詳しい断熱部３１の劣化状態を把握することができる。また、断熱部３１の劣化部分を特定できるため、断熱部３１の部分的な交換などにも対応することができる。
【００３０】
上述した実施形態では、排気の流通方向に直交する方向に温度ヒューズを配設するものとしたが、例えば、図６に示すように、排気の流通方向の所定領域に各々を配列するように温度ヒューズが設けられているものとしてもよい。図６は、断熱部状態検出部２５０の説明図である。この断熱部状態検出部２５０では、第１ヒューズ２５５と第２ヒューズ２５６とが直線状に配設されたヒューズ群２４５を備えている。ここでは、第１ヒューズ２５５の両端が第１接続端子線２５５ａとなり、第２ヒューズ２５６の両端が第２接続端子線２５６ａとなる。こうすれば、第１ダクト２２側から１端の端子をとり、第２ダクト２４側から他端の端子をとることができるから、比較的端子を設けやすい。また、図７に示すように、Ｕ字状に形成し、排気の流通方向の所定領域に各々を配列するようにヒューズ群３４５が設けられ、配線を接続して断熱部３１の側面の一部領域（１カ所）に接続端子線３５５ａを集積して設けた断熱部状態検出部３５０としてもよい。図７は、断熱部状態検出部３５０の説明図である。なお、図７では、温度ヒューズが１種類であるものを示した。こうすれば、接続端子群４１を配設しやすいし、接続端子にテスター６０を接続しやすい。なお、この断熱部状態検出部３５０において、配線を介して側面の一部領域に配設した接続端子線３５５ａの態様を採用せず、断熱部３１の外周方向にそのまま接続端子を配設するものとしてもよい。
【００３１】
上述した実施形態では、一方向に温度ヒューズを配設するものとしたが、例えば、図８に示すように、２以上の温度ヒューズが複数交差するように張り巡らされて配設されたヒューズ群４４５を備えた断熱部状態検出部４５０としてもよい。図８は、断熱部状態検出部４５０の説明図である。この断熱部状態検出部４５０では、斜めに配設された第１ヒューズ４５５と、この第１ヒューズ４５５と交差するよう斜めに配設された第２ヒューズ４５６とにより構成されている。この断熱部状態検出部４５０では、第１ヒューズ４５５の両端が第１接続端子線４５５ａであり、第２ヒューズ４５６の両端が第２接続端子線４５６ａである。また、各温度ヒューズの配置位置と各々の温度ヒューズに接続された接続端子に識別子端子とが図面などに記録されているものとする。そして、図８の下段に示すように、断熱部３１に断線領域３９が生じると、断線した第１ヒューズ４５５と断線した第２ヒューズ４５６との交差点の位置を把握することによりこの断線領域３９がどこに位置するかを把握可能となる。したがって、温度ヒューズの交差する位置により温度ヒューズの断線した位置まで検出可能であるから、断熱部３１の劣化した位置まで特定可能であり、より詳しい断熱部３１の劣化状態を把握することができる。また、断熱部３１の劣化部分を特定できるため、断熱部３１の部分的な交換などにも対応することができる。ここで、「２以上の温度ヒューズが複数交差する」とは、例えば１本の温度ヒューズが複数の温度ヒューズと交差する状態で複数の温度ヒューズが配設されているものとしてもよい。このとき、交差する２以上の温度ヒューズは、電気的に接続されない状態で配設されていることがより好ましい。「電気的に接続しない状態」とは、例えば、電気ヒューズの表面を絶縁するものとしてもよいし、接触しないように３次元的に交差させるものとしてもよい。この断熱部状態検出部４５０では、温度ヒューズを斜めに交差するものとしたが、排気の流通方向と排気の流通する方向に直交する方向とに複数の温度ヒューズを配設するものとしてもよい。なお、上記構成を適宜組み合わせた断熱部状態検出部としてもよい。
【００３２】
上述した実施形態では、断熱部３１の複数の断熱層のすべてに温度ヒューズを備えるものとしたが、複数の断熱層のうち１以上の層に備えるものとしてもよい。なお、ベローズ３６の保護を図る観点からは、できるだけベローズ３６側の断熱層に温度ヒューズを設けることが好ましい。また、上述した実施形態では、各断熱材の劣化に伴い排気側からベローズ３６側に向かって順番に断線するように温度ヒューズを配設しているものとしたが、その断熱材が通常取り得る温度範囲を超える温度で断線する温度ヒューズをその断熱材に配設するものとすれば、特にこれに限定されず、断線の順番が前後するものとしても構わない。こうしても、温度ヒューズが断線したときには、その断線した近傍では断熱材の劣化が起きていることが推測されるため、断熱部３１の劣化状態を把握することができる。
【００３３】
上述した実施形態では、１つの断熱層に異なる温度で断線する２種類の温度ヒューズを備えるものとしたが、特にこれに限定されず、１つの断熱層に異なる温度で断線する３種類以上の温度ヒューズを備えるものとしてもよい。こうすれば、より多段的な断熱部３１の状態を把握することができる。このとき、各断熱材が排気の熱により徐々に劣化する経過における各断熱材での温度分布や断熱部３１全体での温度分布を実験により経験的に、あるいは計算などにより求め、断熱部３１の経年劣化に伴い排気側からベローズ３６側に向かって順番に断線するように、融点を適切に選定した温度ヒューズを、各断熱材の内部に配設するものとするのが好ましい。こうすれば、各断熱材及び断熱部３１全体での劣化の進行状態をより正確に把握することができる。あるいは、１つの断熱層に１種類の温度ヒューズを備えるものとしてもよい。こうすれば、構成を簡略化することができる。なお、１つの断熱層に１種類の温度ヒューズを備えるものとしても、複数の断熱層で異なる温度で断線する温度ヒューズを備えるものとすれば、段階的な断熱部３１の状態を把握することができる。
【００３４】
上述した実施形態では、接続端子群４１を伸縮継手３０の横の側面に設けるものとしたが、特にこれに限られず、上面や下面などの側面に配設してもよい。
【００３５】
上述した実施形態では、絶縁されている温度ヒューズが複数配設されているものとしたが、絶縁されていないものとしてもよい。このとき、複数の温度ヒューズは物理的に接触しないように３次元的に配置することが、複数の温度ヒューズでの短絡や混線などを抑制する観点からは好ましい。
【００３６】
上述した実施形態では、第１ダクト２２が発電機１８側に固定され、第２ダクト２４が煙突２６側に固定されているものとして説明したが、燃焼器１６から煙突２６までの間の構造物に固定されているダクトであれば特に限定されず、また、複数の伸縮継手３０を配設するものとしてもかまわない。
【００３７】
上述した実施形態では、第１ダクト２２、第２ダクト２４及び伸縮継手３０は筒状体であるものとしたが、排気が流通可能であれば特にこれに限られず、角柱状であってもよいし、楕円柱状であってもよい。
【００３８】
上述した実施形態では、テスター６０によって温度ヒューズの断線を検出するものとしたが、温度ヒューズの電気的接続状態を検出可能な検出装置を用いるものとすれば特にこれに限定されない。例えば、各温度ヒューズに電気的に接続されたデータロガーなどにより定期的又は不定期のタイミングで各温度ヒューズの断線を検出するものとしてもよい。
【００３９】
上述した実施形態では、伸縮継手３０及び熱電変換放出部４０は、火力発電所１０の排気を流通するダクトに用いるものとしたが、加熱された流体を流通するダクトに用いるものとすれば特にこれに限定されず、例えば、ゴミ処理場、化学プラント工場などにおいて、加熱された排気や吸気などの気体を流通するダクトや、加熱された溶液などの液体を流通するダクト、加熱された粉体などの固体を流通するダクトなどに適用するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０  火力発電所、１１  空気導入管、１２  圧縮機、１４  燃料導入管、１６  燃焼器、１７  タービン、１８  発電機、２２  第１ダクト、２２ａ  固定用台座、２３  バッフル板、２４  第２ダクト、２４ａ  固定用台座、２６  煙突、３０  伸縮継手、３１  断熱部、３２  第１断熱材、３３  第２断熱材、３４  第３断熱材、３５  第４断熱材、３６  ベローズ、３７  押さえ板、３８  押さえ板、３９  断線領域、４１  接続端子群、４２  第１ヒューズ群、４３  第２ヒューズ群、４５  第４ヒューズ群、５０，１５０，２５０，３５０，４５０  断熱部状態検出部、５１，５３，５５  第１温度ヒューズ、５１ａ，５３ａ，５５ａ  第１接続端子線、５２，５４，５６  第２温度ヒューズ、５２ａ，５４ａ，５６ａ  第２接続端子線、６０  テスター、１４５，２４５，３４５，４４５  ヒューズ群、１５５，２５５，４５５  第１ヒューズ、１５５ａ，２５５ａ，４５５ａ  第１接続端子線、１５６，２５６，４５６  第２ヒューズ、１５６ａ，２５６ａ，４５６ａ  第２接続端子線、１５７  第３ヒューズ、１５７ａ  第３接続端子線、１５８  第４ヒューズ  、１５８ａ  第４接続端子線、３５５ａ  接続端子線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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