(57)【要約】【課題】高温高圧箇所に挿入される配管の熱伸び吸収に使用する伸縮継手の耐熱性を向上する。【解決手段】高温高圧箇所に挿入される配管（散気管３０）の熱伸び吸収に使用する高温高圧用二重構造伸縮継手４０において、配管（３０）挿入口２４の固定フランジ板２６に接合されたリング状の第１のフランジ板４２と、前記配管（３０）の管端フランジ板３２に接合されたリング状の第２のフランジ板４４と、前記第１のフランジ板４２と前記第２のフランジ板４４で固定された耐熱材料製の伸縮可能な蛇腹４６と、前記配管（３０）と前記蛇腹４６との間に充填された断熱材５０、６４と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧箇所に挿入される配管の熱伸び吸収に使用する高温高圧用二重構造伸縮継手において、
配管挿入口の固定フランジ板に接合されたリング状の第１のフランジ板と、
前記配管の管端フランジ板に接合されたリング状の第２のフランジ板と、
前記第１のフランジ板と前記第２のフランジ板で固定された耐熱材料製の伸縮可能な蛇腹と、
前記配管と前記蛇腹との間に充填された断熱材と、
を有することを特徴とする高温高圧用二重構造伸縮継手。
【請求項２】
前記第１のフランジ板及び前記第２のフランジ板のリング内径を、前記管端フランジ板が通過可能な大径とすると共に、
前記固定フランジ板と前記第１のフランジ板を中継する第３のフランジ板と、
前記管端フランジ板と前記第２のフランジ板を中継する第４のフランジ板と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の高温高圧用二重構造伸縮継手。
【請求項３】
前記蛇腹の内面及び外面の少なくとも一方の面が、補強リングより補強されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温高圧用二重構造伸縮継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温高圧用二重構造伸縮継手に係り、特に、流動床式焼却炉の流動用空気散気管挿入口を介して挿入される流動用空気散気管に用いるのに好適な、耐熱性が高い高温高圧用二重構造伸縮継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、炉体内で砂等の流動媒体と都市ごみや下水汚泥等の被焼却物とを流動化させながら被焼却物を熱分解させると共に燃焼させる流動床式焼却炉が知られている。このような流動床式焼却炉の一つに、図１に例示するような、散気管を用いた流動床式汚泥焼却炉（単に流動床式焼却炉と称する）がある。
【０００３】
この流動床式焼却炉１０は、被焼却物である汚泥ケーキを、炉体１２の側面に形成されたケーキ投入機１８又はスラッジガンから炉内に均一に散布投入し、炉内下方の砂（流動砂と称する）を含む流動床１６において、炉底部に設けられた散気管３０から送り込んだ流動用空気により流動床１６の中の砂を流動させつつ、オイルガン２２又はガスガンで吹き込んだオイル又はガスにより燃焼させ、焼却灰にしている。図において、１４は、フリーボード、２０は、始動バーナである。
【０００４】
このような焼却炉１０において、散気管３０は、その軸方向に熱伸びするため、伸びを吸収する必要がある。
【０００５】
熱伸びを吸収するために用いられる伸縮継手の構造として、特許文献２には、配管の外側に蛇腹部を設け、配管と蛇腹部の間に環状の断熱空間を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１８２８３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２７５１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の伸縮継手の蛇腹部の耐熱温度は「９０℃程度」（段落００１１）で済むのに対して、本発明が対象とする流動床式焼却炉の伸縮継手内部を流れる流体は７００℃程度の高温であるため、十分高い（２００〜３００℃）耐熱材料製の蛇腹を使ったとしても、断熱空間のみでは対応することができなかった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するべくなされたもので、流動床式焼却炉の流動用空気散気管のように、７００℃程度の高温の流体にも耐えることが可能な伸縮継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高温高圧箇所に挿入される配管の熱伸び吸収に使用する高温高圧用二重構造伸縮継手において、配管挿入口の固定フランジ板に接合されたリング状の第１のフランジ板と、前記配管の管端フランジ板に接合されたリング状の第２のフランジ板と、前記第１のフランジ板と前記第２のフランジ板で固定された耐熱材料製の伸縮可能な蛇腹と、前記配管と前記蛇腹との間に充填された断熱材と、を有することにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
ここで、前記第１のフランジ板及び前記第２のフランジ板のリング内径を、前記管端フランジ板が通過可能な大径とすると共に、前記固定フランジ板と前記第１のフランジ板を中継する第３のフランジ板と、前記管端フランジ板と前記第２のフランジ板を中継する第４のフランジ板と、を更に備えることにより、断熱材の交換を可能とすることができる。
【００１１】
また、前記蛇腹の内面及び外面の少なくとも一方の面を、補強リングにより補強して、耐圧性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分高い耐熱材料製の蛇腹を使ったとしても対応できない高温の流体が流れる配管に使用可能となる。
【００１３】
特に、第１及び第２のフランジ板のリング内径を、管端フランジ板が通過可能な大径とすると共に、第３及び第４のフランジ板を追加した場合には、断熱材の交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の流動床式焼却炉の一例の全体構成を示す、一部を切り欠いて示す斜視図
【図２】本発明が適用される流動床式焼却炉の一例の縦断面図
【図３】図２のIII部を拡大して示す縦断面図
【図４】本発明に係る伸縮継手の第１実施形態を示す縦断面図
【図５】図４のV−V線に沿う横断面図
【図６】図４のVI−VI線に沿う横断面図
【図７】本発明に係る伸縮継手の第２実施形態を示す縦断面図
【図８】図７のVIII−VIII線に沿う横断面図
【図９】図７のIX−IX線に沿う横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【００１６】
図２に、本発明に係る伸縮継手が設置される流動床式焼却炉１０の縦断面を示し、図３に図２のIII部拡大断面を示す。散気管３０の途中には、高温高圧の流動用空気を焼却炉１０内に噴射して、流動床１６を構成する高温の流動砂１７を流動するためのノズル３１が設けられている。なお、図においては、炉内周辺のみであるが、実際には炉内中央部にも設けられている。
【００１７】
散気管３０の先端（図２の左端）には、本発明に係る伸縮継手４０を介して短管３４が接続され、その先端には閉止フランジ３６が配設されている。また、短管３４の中心付近下向きには、散気管３０内に混入する流動砂１７を抜くための砂抜き用の配管（図示省略）が接続されている。
【００１８】
炉内の散気管３０を流れる流体は、汚泥搬送系の臭気を含む、温度７００℃、圧力２５ｋＰａ程度の空気である。
【００１９】
本発明に係る伸縮継手４０の第１実施形態は、図４（上半分の縦断面図）、図５（図４のV−V線に沿う横断面図）、図６（図４のVI−VI線に沿う横断面図）に詳細に示す如く、炉体１２の側面に形成された散気管３０の挿入口２４の固定フランジ板２６に接合されたリング状の第１のフランジ板４２と、前記散気管３０の管端フランジ板３２に接合されたリング状の第２のフランジ板４４と、前記第１のフランジ板４２と前記第２のフランジ板４４で固定された耐熱材料製の伸縮可能な蛇腹４６と、前記散気管３０の周囲に巻かれた第１の断熱材３８と、前記散気管３０と前記蛇腹４６との間に充填された第２の断熱材５０と、前記蛇腹４６の内面及び外面を補強するための補強リング５２とを備えている。
【００２０】
前記蛇腹４６は、主にシールを目的としており、例えばステンレス線入ガラスクロスとテフロン（登録商標）の組合せで構成されている。この蛇腹４６は柔らかい布であり、内圧のため外側に膨らむ。そこで、蛇腹４６が許容できる伸び以内に収めるため、例えばＳＵＳ３０４製の補強リング５２を蛇腹４６の内外両面に設けて、蛇腹４６が内外方向に動かないように固定している。
【００２１】
前記第１の断熱材３８は、例えばセラミックファイバーブランケット又はセラミッククロスとセラミックファイバーの組合せとすることができる。
【００２２】
前記第２の断熱材５０は、例えばセラミッククロスとセラミックファイバーの組合せとすることができる。
【００２３】
伸縮継手４０内部は高温高圧であり、散気管３０が熱伸びするため、伸びを蛇腹４６で吸収し、該蛇腹４６へ高熱を与えないように断熱材３８、５０で温度を下げ、また、高圧に耐えられるように補強リング５２を使用している。なお、蛇腹４６は強固に補強リング５２で円周方向に束縛されているため、円周方向の伸縮性はない。
【００２４】
本実施形態においては、固定フランジ板２６、管端フランジ板３２及び蛇腹４６で構成される空間に第２の断熱材５０を充填したので、耐熱性を高めることができる。
【００２５】
なお、散気管３０の外周に巻かれている第１の断熱材３８が、炉壁部分で炉内に流動している高温の流動砂１７と直接接触したり、焼却炉内部から漏出する高温の流動砂１７と接触して損傷し、第２の断熱材５０も損傷して、蛇腹４６まで損傷させるおそれがある。したがって、断熱材を交換できるようにすることが望ましい。このような要請を満足した本発明の第２実施形態を次に説明する。
【００２６】
本実施形態は、図７（上半分の縦断面図）、図８（図７のVIII−VIII線に沿う横断面図）、図９（図７のIX−IX線に沿う横断面図）に詳細に示す如く、第１実施形態と同様の伸縮継手４０において、前記第１のフランジ板４２及び前記第２のフランジ板４４のリング内径を、前記管端フランジ板３２が通過可能な大径とすると共に、前記固定フランジ板２６と前記第１のフランジ板４２を中継する第３のフランジ板６０と、前記管端フランジ板３２と前記第２のフランジ板４４を中継する第４のフランジ板６２を更に備え、該第３のフランジ板６０と第４のフランジ板６２を用いて前記蛇腹４６を固定すると共に、第２の断熱材５０と蛇腹４６の間に第３の断熱材６４を追加したものである。
【００２７】
前記第３のフランジ板６０は、固定フランジ板２６の外側（図７の左側）に設けられて伸縮継手４０を取付け可能とされ、前記第４のフランジ板６２は、管端フランジ板３２の外側（図７の左側）に設けられて伸縮継手４０を取り外し可能とされている。
【００２８】
前記第３の断熱材６４は、例えば第２の断熱材５０と同じ材料として一体とすることもできる。
【００２９】
本実施形態において、第１の断熱材３８が流動砂１７により損傷し、第２、第３の断熱材５０、６４も損傷して、蛇腹４６まで損傷させるおそれがある。そこで、断熱材３８、５０、６４が損傷した場合、管端フランジ板３２から第４のフランジ板６２を外し、第３のフランジ板６０と第１のフランジ板４２の接続を外して、蛇腹４６及び補強リング５２を熱伸び方向（散気管３０の軸方向）にずらすことにより、撤去が可能である。具体的には、一番外側の第３の断熱材６４は、そのまま軸方向左側にずらすことにより取り出すことができる。また、中間の第２の断熱材５０は、円周方向に複数に分割（例えば２分割又は３分割）することにより取り出すことができる。更に、一番内側の第１の断熱材３８は、フェルト又はファイバー状のもので構成されているので、分解して取り出すことができる。
【００３０】
このようにして損傷した断熱材３８、５０、６４は外側へ取り出しが可能となり、また、逆に補修、再設置が可能となる。内部への断熱材再設置後、補修を行った蛇腹４６及び補強リング５２を炉体１２側に挿入後、第３のフランジ板６０及び第４のフランジ板６２を接続することにより、全体の補修が完了する。
【００３１】
なお、前記実施形態においては、蛇腹４６としてステンレス線入ガラスクロスとテフロン（登録商標）の組合せが用いられ、補強リング５２としてＳＵＳ３０４製のものが用いられ、断熱材３８、５０、６４としてセラミックファイバーブランケット又はセラミッククロスとセラミックファイバーの組合せが用いられていたが、蛇腹、補強リング、断熱材等の材質はこれに限定されない。
【００３２】
また、適用対象も下水汚泥用の流動床式焼却炉に限定されず、高温高圧用伸縮継手一般に適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０…流動床式焼却炉
１２…炉体
１６…流動床
１７…流動砂
２６…固定フランジ板
３０…散気管
３２…管端フランジ板
３８、５０、６４…断熱材
４０…伸縮継手
４２…第１のフランジ板
４４…第２のフランジ板
４６…蛇腹
５２…補強リング
６０…第３のフランジ板
６２…第４のフランジ板
【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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【図９】
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