(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮継手（２０）を有する流路（１）において、前記伸縮継手（２０）の軸方向の少なくとも一箇所（２０ａ）を前記流路（１）の内部から切断する工程、適宜の大きさに分割製造された補修用伸縮継手（１０）を前記流路（１）の内部で組立てる工程、組立てられた前記補修用伸縮継手（１０）を前記流路（１）の内周へ気密状態に接続固定する工程、を適宜の順序で施工することを特徴とする補修用伸縮継手の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ベローズ式伸縮継手の新規な改良および改良された伸縮継手の設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電用ボイラ等の燃焼空気あるいは燃焼ガスの流路（風道、煙道）は、建設時および停止時の低温状態と、燃焼空気あるいは燃焼ガスの流動時すなわちボイラ等の運転時の高温状態との温度変化、また、運転条件の変化に伴う燃焼空気あるいは燃焼ガスの温度変化により、流路を構成する鋼板製のダクトが温度変化し、膨張あるいは収縮する。このような膨張収縮を吸収するために、流路には適宜箇所に伸縮継手が設けられている。
【０００３】
図４は、以上のような流路において、従来から使用されている伸縮継手の一事例を示す全体斜視図であり、図５は、図４に示す伸縮継手が流路に設置された状態の一部を示す断面図である。図において、伸縮継手（２０）は開口断面を略矩形に形成され、周方向に形成される山部（２１ａ）および谷部（２１ｂ）を軸方向に交互に複数箇所形成された筒状の金属製ベローズ（２１）と、該ベローズ（２１）の両端開口部に気密状態に溶接接続されたフランジ（２２）と、により構成されている。また、前記ベローズ（２１）は谷部（２１ｂ）の内周が全周にわたり前記フランジ（２２）の内周よりも外側に位置するとともに、山部（２１ａ）の外周がフランジ（２２）の外周よりも大きく構成されている。
【０００４】
以上のように構成された前記伸縮継手（２０）は、流路（１）を形成するダクト（２）の適宜箇所に設けられる切断空間部（１ａ）において、その両端に形成されたダクトフランジ（２ａ）間に挿入され、該ダクトフランジ（２ａ）に前記フランジ（２２）を気密状態に接続固定（通常、溶接接続）されている。また、前記流路（１）は通常、外周を保温されており、前記ダクト（２）および伸縮継手（２０）の外周部に保温材（３）が設けられている。
【０００５】
すなわち、前記ベローズ（２１）の外周に所定空間を設けて囲む保温材受け部材（２３）が前記フランジ（２２）の周方向の複数箇所に設けられ、該保温材受け部材（２３）の外側を所定厚みの保温材（３）で囲み、該保温材（３）の外周が外装板（４）で覆われている。
【０００６】
このような伸縮継手（２０）は、長期間使用されている間に、他の部材に比較して薄い金属板で構成されるベローズ（２１）が、流路（１）の膨張収縮による伸縮変形を繰り返すとともに、内部を流れる燃焼空気あるいは燃焼ガス中の腐蝕成分による腐蝕作用を受けて損傷する。ベローズ（２１）は、損傷の結果、破断あるいは穿孔し、燃焼空気あるいは燃焼ガスが流路（１）から漏れるようになり、漏れ防止の補修工事が必要となる。
【０００７】
補修工事としては、従来から、損傷した既設の伸縮継手（２０）を撤去し、既設の伸縮継手（２０）と同等仕様および同等形状の新規に製造された伸縮継手（２０）を設置することが行われている。すなわち、先ず、損傷した伸縮継手（２０）およびその付近のダクト（２）の周囲に設けられている外装板（４）および保温材（３）を撤去し、伸縮継手（２０）およびその付近のダクト（２）を露出させる。
【０００８】
次に、伸縮継手（２０）をダクト（２）から切離し、撤去する。次に、新規に製造された伸縮継手（２０）を空間となったダクト（２）間に挿入し、伸縮継手（２０）の両端をダクト（２）の端部と気密状態に溶接接続する。その後、伸縮継手（２０）およびその付近のダクト（２）の周囲に保温材（３）および外装板（４）を復旧施工し、補修工事を完了する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような補修工事を施工するには、補修箇所付近の流路（１）の周囲を囲んで作業用足場が設置される。発電用の大容量ボイラでは、流路（１）は、開口断面の高さおよび巾がともに少なくとも数ｍあり、一般に地上から１０ｍ以上の高さに設けられている。従って、背が高く、作業者の安全性および十分な強度を考慮した作業足場が必要となる。
【００１０】
また、伸縮継手（２０）を交換するためには、流路（１）の外周に設けられた保温材（３）および外装板（４）が、伸縮継手（２０）の部分のみならず、その周辺のダクト（２）部を含めて広範囲に撤去される。撤去された保温材（３）および外装板（４）は、一般に再利用が困難であり、復旧には新たな保温材（３）および外装体（４）が使用されている。
【００１１】
すなわち、伸縮継手（２０）を交換する補修工事においては、本来必要な新規に製造される伸縮継手（２０）自体および新旧伸縮継手（２０）交換のための作業以外に、足場資材、足場の組立および解体作業、保温材（３）および外装板（４）資材、保温材（３）および外装板（４）の旧資材の撤去および新資材の復旧施工作業等、附帯する大量の資材および作業が必要である。
【００１２】
以上のような現状に鑑み、本発明は、伸縮継手（２０）の補修工事において、附帯する資材および作業の量を大幅に削減する補修用伸縮継手の設置方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明による補修用伸縮継手の設置方法は、以下のように構成されている。すなわち、既設の伸縮継手は撤去せず、その内部に新規の補修用伸縮継手を設置する施工方法であり、伸縮継手を有する流路において、前記伸縮継手の軸方向の少なくとも一箇所を前記流路の内部から切断する工程、適宜の大きさに分割製造された補修用伸縮継手を前記流路の内部に搬入搬送する工程、分割製造された前記補修用伸縮継手を前記流路の内部で組立てる工程、組立てられた前記補修用伸縮継手を前記流路の内周へ気密状態に接続固定する工程、を適宜の順序で施工する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による補修用伸縮継手の設置方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、従来技術の説明における構成部材と同一または同等の部材には同一符号を使用して説明する。図１は補修用伸縮継手の一事例を示す全体斜視図であり、図２は図１に示す伸縮継手が補修工事により流路に設置された一事例の状態の一部を示す断面図であり、図３は図１に示す伸縮継手の分割の一事例を示す全体斜視図である。
【００１５】
図において、補修用伸縮継手（１０）は、開口断面を略矩形に形成され、周方向に形成される山部（１１ａ）および谷部（１１ｂ）を軸方向に交互に複数箇形成された筒状の金属製ベローズ（１１）と、該ベローズ（１１）の両端開口部に気密状態に溶接接続されたフランジ（１２）と、により構成される。前記ベローズ（１１）は、山部（１１ａ）の外周が全周にわたり前記フランジ（１２）の外周よりも内側に位置するように構成されている。
【００１６】
また、前記フランジ（１２）は、その外周が補修箇所のダクト（２）の内口断面よりも僅かに小さい形状および寸法に形成されており、ダクト（２）の内口に挿入可能であると共に、内周に沿って直接あるいは間接に気密状態で接続固定可能である。
【００１７】
以上のように構成された伸縮継手（１０）は、図２に示すように、既設の伸縮継手（２０）の軸方向における一箇所（２０ａ）〔図２では、ベローズ（２１）の谷部（２１ｂ）〕が全周にわたり切断された状態で、その両側においてダクト（２）の内周に沿って設けられた相フランジ（２ｂ）に対し、フランジ（１２）を気密状態に接続固定されて設置される。フランジ（１２）の接続固定は、溶接接続あるいは気密性が得られるならばネジ部材による締結による。
【００１８】
なお、フランジ（１２）は、相フランジ（２ｂ）を介することなく、ダクト（２）へ直接に接続固定してもよい。補修用伸縮継手（１０）のベローズ（１１）は、ダクト（２）の内周から内側方向への高さを低くして流路（１）の流路断面積の減少を抑える必要があり、既設の伸縮継手（２０）と比較して、ベローズ（１１）の山数を多くし、軸（流路）方向長を長くすることにより、既設の伸縮継手（２０）のベローズ（２１）と同等の伸縮機能を持つように設計される。
【００１９】
従って、伸縮継手（１０）は、既設の伸縮継手（２０）の影響を受けることなく、独立して既設の伸縮継手（２０）と同等の伸縮機能を発揮する。また、ベローズ（１１）は、山部（１１ａ）の外周が全周にわたりフランジ（１２）の外周よりも内側に位置するように構成されていることにより、既設のベローズ（２１）あるいはダクト（２）の内周に接触することなく挿入され、本来の伸縮機能を発揮する。
【００２０】
補修用伸縮継手（１０）は、その内周を覆って内筒（１３）が設けられている。該内筒（１３）は、伸縮継手（１０）の内周を非接触状態で覆う略筒状部材であり、その上流端部（１３ａ）が上流端（１３ｂ）方向へ徐々に拡大し、相フランジ（２ｂ）あるいはダクト（２）〔図２では、相フランジ（２ｂ）〕の内周に、溶接等により接続固定されている。このような内筒（１３）を設けることにより、流路（１）内を燃焼空気あるいは燃焼ガスがズムーズに流動し、内筒（１３９は、伸縮継手（１０）の内周を非接触状態で覆っていることにより、伸縮継手（１０）の伸縮機能を阻害することは無い。
【００２１】
また、前記伸縮継手（１０）は、マンホールなどから流路（１）内への搬入および流路（１）内の搬送が可能なように、図３に示すように、適宜複数の部分〔図３では４部分（１０ａ〜１０ｄ）〕に分割して製造される。このように分割製造された伸縮継手（１０）の補修工事は以下の要領で施工される。
【００２２】
ボイラ等の運転休止後内部清掃された流路（１）において、先ず、補修すべき既設の伸縮継手（２０）の軸方向一箇所を、前記流路（１）の内部から切断する（第１工程）。なお、損傷部分を取除くため等で、必要に応じて２箇所以上切断してもよい。切断は、伸縮継手（２０）の周方向に一周して両側に完全に切離するものであり、軸方向の任意の中間箇所において、線状あるいは帯状に切断する。
この切断により、既設の伸縮継手（２０）は伸縮機能を失うとともに、ダクト（２）の連続性が無くなる。
【００２３】
次に、複数の部分（１０ａ〜１０ｄ）に分割して製造された補修用伸縮継手（１０）を、順次前記流路（１）の内部に搬入し、補修箇所へ搬送する（第２工程）。搬入および搬送は、部分（１０ａ〜１０ｄ）一箇づつレッカー等で釣り上げ、流路（１）に設けられているマンホールあるいは開口部から流路（１）内へ引き込み、必要に応じてチェーンブロック等の工具を使用しながら流路（１）内の補修箇所へ搬送する。従って、部分（１０ａ〜１０ｄ）の外形寸法および重量は、マンホール等から挿入可能な大きさおよび、引き込みおよび搬送を行う作業者が処理可能な重さに分割されている。
【００２４】
次に、補修箇所において、既設の伸縮継手（２０）の内側に、補修用伸縮継手（１０）を組立てる（第３工程）。組立は、部分（１０ａ〜１０ｄ）の相互の分割箇所を内側から溶接接合することにより施工される。組立に際しては、必要に応じて踏台等を使用する。この組立により、補修用伸縮継手（１０）が、既設の伸縮継手（２０）の内側にダクト（２）の内周と僅かな隙間を介して挿入された状態となる。なお、第２工程および第３工程については、このような大型の伸縮継手（１０）は、従来から輸送を考慮して分割製造され、現地組立が施工されており、分割製造および組立が問題になることはない。
【００２５】
次に、組立により一体化された補修用伸縮継手（１０）を流路（１）すなわちダクト（２）の内周へ気密状態に接続固定する（第４工程）。接続固定は、図２に示すように、ダクト（２）の内周に設けられた相フランジ（２ｂ）および伸縮継手（10）のフランジ（１２）を溶接接続することにより施工される。この接続固定により、ダクト（２）は伸縮継手（１０）を介して連結され、既設の伸縮継手（２０）の場合と同様の伸縮機能を回復する。なお、相フランジ（２ｂ）は、この工程以前に予め設けられていても、この工程中に設けられても良く、相フランジ（２ｂ）およびフランジ（１２）はネジ部材により締結されても良い。
【００２６】
なお、第３工程および第４工程において、伸縮継手（１０）は、完全に一体に組立られた後にダクト（２）へ接続固定されるのみならず、部分的に組立てながら順次ダクト（２）へ接続固定し、その後一体に組立てる、あるいは、伸縮継手（１０）の仮組立状態でダクト（２）へ接続固定し、その後一体に組立ててもよい。次に、補修用伸縮継手（１０）の内周を覆う内筒（１３）を相フランジ（２ｂ）あるいはダクト（２）の内周へ接続固定する（第５工程）。
【００２７】
接続固定は、上流側相フランジ（２ｂ）あるいはそのさらに上流側において、内筒（１３）の上流端（１３ｂ）を溶接接続あるいはネジ部材を介して締結することにより施工される。なお、内筒（１３）自体についても、分割部材の状態で流路（１）内へ搬入搬送されるものであり、分割部材を組立てる作業も適宜施工される。内筒（１３）を設けることにより、流路（１）の内側に突出した補修用伸縮継手（１０）のデコボコが覆い隠され、流路が滑らかになる。前記各工程は、補修工事の施工都合により、その順序を適宜に変更しても良い。
【００２８】
以上の説明において、本発明の技術は図に示す開口断面が略矩形の角型伸縮継手に限定して適用されるものではなく、矩形以外の角型伸縮継手あるいは丸型伸縮継手についても同様に適用可能である。また、補修用伸縮継手（１０）は、既設の伸縮継手（２０）と比較して流路（１）の流路断面積を減少させるが、発電用ボイラ等の燃焼空気あるいは燃焼ガスの流路（１）は流路断面積が大きく、さらには余裕を持って設計されており、燃焼空気あるいは燃焼ガスの流動に対する影響は殆ど無い。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によると、ベローズとその両端開口部に設けられたフランジとにより構成される伸縮継手において、ベローズの外周がフランジの外周内に収まるように構成されていることにより、伸縮継手をダクトの内周に伸縮機能を損なうことなく接続固定することが可能となる。
【００３０】
さらに、既設の伸縮継手を有する流路において、既設の伸縮継手の軸方向の少なくとも一箇所を前記流路の内部から切断する工程、適宜の大きさに分割製造された補修用伸縮継手を流路の内部に搬入搬送される工程、分割製造された前記補修用伸縮継手を流路の内部で組み立てる工程、組立てられた補修用伸縮継手を流路の内周へ気密状態に接続固定する工程、さらには、内筒を流路の内周へ接続固定する工程、を適宜の順序で施工して補修用伸縮継手を設置することにより、流路の外部に作業足場を設置する必要はなく、流路内で使用する僅かな工具あるいは踏台が必要に応じて使用されるのみである。
【００３１】
また、流路内のみの施工であり、流路の外周に設けられた保温材および外装板の撤去作業、復旧のための資材および作業を必要としない。
【００３２】
すなわち、発電用ボイラ等の燃焼空気あるいは燃焼ガスの流路に設けられた伸縮継手の補修工事において、既設の伸縮継手全体を撤去する必要は無くなり、流路内における、既設の伸縮継手の一部切断工事、新設する補修用伸縮継手の設置工事およびそれらの工事を施工するための僅かな工具等を必要とするのみとなり、附帯する資材および作業の量を大幅に削減することが可能となる等極めて有益なる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である補修用伸縮継手の一事例を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示す伸縮継手が補修工事により流路に設置された一事例の状態の一部を示す断面図である。
【図３】本発明である補修用伸縮継手の分割の一事例を示す全体斜視図である。
【図４】従来から使用されている伸縮継手の一事例を示す全体斜視図である。
【図５】図４に示す伸縮継手が流路に設置された状態の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  流路
１０  補修用伸縮継手
１０ａ〜１０ｂ  部分
１１  ベローズ
１１ａ  山部
１１ｂ  谷部
１２  フランジ
２０  既設の伸縮継手
【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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