(57)【要約】  【課題】  全体を低コストに構成できるとともに、制約された狭いスペースでも容易に施工できるものでありながら、熱伸縮を最小限にしてガスダクトの発生応力を十分に抑制することができる熱伸縮対応のガス配管構造を提供する。【解決手段】  高温部または低温部１側から常温部２側へのガス流路を形成するように、高温部または低温部１のガス排出口部１Ａと常温部２のガス導入口部２Ａとの間に亘って、その両端がフランジ接合される状態に介在されているＦＲＰ製ガスダクト３の内側に該ガスダクト３よりも小径のＦＲＰ製ダクト５を同芯または略同芯状に挿入して、内外両ダクト３，５間に環状の断熱空間８が形成されており、小径ＦＲＰ製ダクトは、そのガス上流側端部５ａがフランジ接合部６ｂに固定され、かつ、下流側端部５ｂが常温部２のガス導入口部２Ａ内に突き出た自由端の状態で片持ち支持されている。  【選択図】      図２
2008275118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温部または低温部側から常温部側へのガス流路を形成するように、前記高温部または低温部のガス排出口部と常温部のガス導入口部との間に亘って耐熱材料製ガスダクトをその両端がフランジ接合される状態に介在させてなるガス配管構造において、
前記耐熱材料製ガスダクトの内側に該ガスダクトよりも小径の耐熱材料製ダクトを同芯または略同芯状に挿入して、これら内外両ダクト間に環状の断熱空間が形成されており、前記小径耐熱材料製ダクトは、そのガス流れ方向の上流側端部が前記ガスダクトと高温部または低温部のガス排出口部とのフランジ接合部に固定され、かつ、下流側端部が前記常温部のガス導入口部内に突き出た自由端の状態で片持ち支持されていることを特徴とする熱伸縮対応のガス配管構造。
【請求項２】
前記耐熱材料製ガスダクトと前記高温部または低温部のガス排出口部との間には、継ぎ用ダクトが介設されている請求項１に記載の熱伸縮対応のガス配管構造。
【請求項３】
前記小径耐熱材料製ダクトの少なくとも下流側端部の外周部には、前記耐熱材料製ガスダクトの内周面に摺接する支持リブが設けられている請求項１または２に記載の熱伸縮対応のガス配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種の工業炉等から排出される排ガス中に含まれている塩化水素等の有毒性ガスの回収などに適用されるもので、排ガスを集める塔体等の高温部または低温部から前記有毒性ガスを吸収液との接触により吸収し除去処理するスクラバー等の常温部側への高温または低温のガス流路を形成するガス配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のガス配管構造においては、内部を流動するガスの温度変動に伴うガスダクトの熱膨張や熱収縮に伴い発生する応力（高温ガスの場合は圧縮応力、低温ガスの場合は引張り応力）によって該ガスダクトが変形したり、破損したりしないようにするために、ガスダクトの熱膨張、熱収縮を吸収できるような熱伸縮対応のガス配管構造を採用することが必要不可欠である。
【０００３】
かかる熱伸縮対応のガス配管構造として、従来一般には、図３に示すように、高温部または低温部１０のガス排出口部１０ａと常温部１１のガス導入口部１１ａとの間を接続するＦＲＰ等の耐熱材料製ガスダクト１２の途中に、ガス流線方向に伸縮可能な蛇腹部（ベローズ部）１３ａを有する耐熱材料製管伸縮継手１３をフランジ接合を介して介在させたり、あるいは、図４に示すように、前記高温部または低温部１０のガス排出口部１０ａと常温部１１のガス導入口部１１ａとの間を接続するガスダクトとして、平面視が略Ｕ字形や半円形、略Ω形等に曲げ加工された、所謂、タコベンドと呼称される伸縮曲ダクト１４を用いる手段が採られていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】小栗富士雄、外１名著、「標準  機械設計図表便覧」、共立出版、昭和５９年４月２５日改新増版、ｐ．９ａ−７１，ｐ．９−４６〜９−４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図３に示すような蛇腹部（ベローズ部）１３ａを有する耐熱材料製管伸縮継手１３を用いた熱伸縮対応のガス配管構造では、高温または低温耐熱性、さらには腐蝕性ガスにも対応できるだけの耐蝕性を満足させるために、管伸縮継手１３の蛇腹部構成材料として、例えばチタンやタンタル等の希少金属を用いる必要があり、その結果、材料費及び製作加工費の両面から管伸縮継手１３が高価となり、ガス配管全体が非常にコスト高になり、かつ、ガスの種類によっては適用できない場合もあるという難点がある。また、図４に示すような伸縮曲ダクト１４を用いた熱伸縮対応のガス配管構造では、平面的に大きな水平設置スペースを要するために、周辺部に他の機械装置類や建造物が存在して広い施工スペースが確保できないような場所では採用することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、全体を低コストに構成できるとともに、制約された狭いスペースでも容易に施工できるものでありながら、熱伸縮を最小限にしてガスダクトの発生応力を十分に抑制することができる熱伸縮対応のガス配管構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱伸縮対応のガス配管構造は、高温部または低温部側から常温部側へのガス流路を形成するように、前記高温部または低温部のガス排出口部と常温部のガス導入口部との間に亘って耐熱材料製ガスダクトをその両端がフランジ接合される状態に介在させてなるガス配管構造において、前記耐熱材料製ガスダクトの内側に該ガスダクトよりも小径の耐熱材料製ダクトを同芯または略同芯状にして、これら内外両ダクト間に環状の断熱空間が形成されており、前記小径耐熱材料製ダクトは、そのガス流れ方向の上流側端部が前記ガスダクトと高温部または低温部のガス排出口部とのフランジ接合部に固定され、かつ、下流側端部が前記常温部のガス導入口部内に突き出た自由端の状態で片持ち支持されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記のような特徴構成を有する本発明によれば、高温部または低温部のガス排出口部から常温部のガス導入口部までの高温または低温ガス配管が、両端がフランジ接合されて拘束された耐熱材料製ガスダクトと、このガスダクトの内側に挿入されてその上流側端部がフランジ接合部に固定され、下流側端部が常温部のガス導入口部内に突き出た自由端の状態で片持ち支持された小径の耐熱材料製ダクトとの内外二重管でその内外両ダクト間に環状の断熱空間が形成された構造であるから、高温または低温ガスが温度変動したとき、そのガスに直接に接触する状態にある内側の小径ダクトのみが軸線方向に大きく、かつ、自由に伸縮して熱伸縮により発生する圧縮または引張り応力を確実、良好に吸収することができる一方、前記環状断熱空間の断熱効果によって外側のガスダクトの熱伸縮は最小限に止めることができる。したがって、耐熱性、さらには耐蝕性を満足させつつ熱伸縮による発生応力を吸収するためにチタンやタンタル等の高価な材料を用いて形成される蛇腹部を有する管伸縮継手を用いる従来の熱伸縮対応のガス配管構造に比べて、使用部材数の削減及び構成材料費の低減が図れて全体を構造簡単かつ低コストに構成でき、また、配管側方部へのはみだし部を形成しないで省スペースにまとめることが可能で、制約された狭いスペースであっても容易に施工することができるものでありながらも、熱伸縮を合理的に吸収し減少してガス配管に対する発生応力を十分に抑制でき、長年月の使用においてもガスダクトの変形や破損などを防止して配管全体の耐久性向上を達成することができるという効果を奏する。
【０００９】
特に、請求項２に記載のように、前記耐熱材料製ガスダクトと前記高温部または低温部のガス排出口部との間には、継ぎ用ダクトを介設することが望ましい。この場合は、前記高温部または低温部と常温部とが先行設置あるいは既設されている条件下で当該ガス配管構造を施工しなければならないとしても、継ぎ用ダクトの設置前に内外二重ダクトを先に施工することにより、内側の小径ダクトの自由端を常温部のガス導入口内に確実に突き出した状態での施工が可能であり、施工面での条件適応性を広くすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る熱伸縮対応のガス配管構造においては、請求項３に記載のように、前記小径耐熱材料製ダクトの少なくとも下流側端部の外周部に、前記耐熱材料製ガスダクトの内周面に摺接する支持リブを設けることが好ましい。この場合は、内外両ダクト長さが大きいとき、片持ち支持される内側の小径ダクトの熱伸縮に伴う軸線方向の移動を支持リブを介して外側のガスダクトで摺接案内させることが可能となり、内外両ダクト間に形成される環状断熱空間を維持して、熱伸縮による応力吸収機能を常に確実かつ良好に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係る熱伸縮対応のガス配管構造の実施の形態を示す要部の概略横断面図、図２は要部の拡大概略縦断面図である。これら図１及び図２において、１は塩化水素などの有毒性ガスを含む排気ガス等の被処理ガスを集める塔体等の高温部または低温部（以下、高温部等と称する）、２はスクラバー等の常温部であり、これら高温部等１のガス排出口部１Ａと常温部２のガス導入口部２Ａとの間には、高温部等１側から常温部２側へ向かって流動する高温または低温の被処理ガスの流路を形成する耐熱耐蝕材料、例えばＦＲＰ製ガスダクト３とＦＲＰ製継ぎ用ダクト４とが三つのフランジ接合部６ａ，６ｂ，６ｃを介して直列に接続されている。
【００１２】
前記ＦＲＰ製ガスダクト３の内側には、該ガスダクト３よりも１割程度小径で、かつ、前記継ぎ用ダクト４と同径で前記ＦＲＰ製ガスダクト３と同様に耐熱耐蝕材料であるＦＲＰ製ダクト５が同芯状に挿入配置されている。この小径のＦＲＰ製ダクト５は、その上流側端部５ａが前記外側のガスダクト３と継ぎ用ダクト４とのフランジ接合部６ｂに共締めされて外側のガスダクト３に固定されているとともに、その下流側端部５ｂが前記外側のガスダクト３の下流端よりも常温部２のガス導入口部２Ａ内に突き出た自由端の状態で片持ち支持されている。
【００１３】
前記小径のＦＲＰ製ダクト５の下流側端部５ｂ近くの外周面下部には、前記外側のＦＲＰ製ガスダクト３の内周面に当接して該ダクト５の熱伸縮に伴う軸線方向移動を摺接案内する支持リブ７が設けられている。なお、この支持リブ７は小径のダクト５の長さが長い場合に設けられ、短い場合は省略してもよい。
【００１４】
上記のように構成された熱伸縮対応のガス配管構造においては、高温部等１のガス排出口部１Ａから常温部２のガス導入口部２Ａまでの高温または低温ガス配管が、軸方向の両端がフランジ接合されて拘束された大径のＦＲＰ製ガスダクト３と、このガスダクト３の内側に挿入されてその上流側端部５ａがフランジ接合部６ｂに固定され、下流側端部５ｂが常温部２のガス導入口部２Ａ内に突き出た自由端の状態で片持ち支持された小径のＦＲＰ製ダクト５との内外二重管で構成され、その内外両ダクト５，３間には環状の断熱空間８が形成された構造であるから、流路内を流れる高温または低温ガスが温度変動したとき、そのガスに直接に接触する状態で片持ち支持されている内側の小径ダクト５のみが軸線方向に大きく、かつ、自由に伸縮して熱伸縮により発生する圧縮または引張り応力が良好に吸収されることになる一方、前記環状の断熱空間８での断熱効果によって外側の大径ガスダクト３の熱変動は小さくて熱伸縮は最小限に止められる。
【００１５】
したがって、耐熱性、さらには耐蝕性を満足させつつ熱伸縮による発生応力を吸収するためにチタンやタンタル等の高価な材料を用いて形成される蛇腹部を有する管伸縮継手を用いる従来の熱伸縮対応のガス配管構造に比べて、使用部材数の削減及び構成材料費の低減が図れて全体を構造簡単かつ低コストに構成できる。また、タコベンドと呼称される伸縮曲ダクトを用いた従来のガス配管構造のように、側方部へのはみだし部が形成されず平面的に小さな設置スペースにまとめることが可能で、制約された狭いスペースであっても容易に施工することができるものでありながらも、ガスの温度変動による熱伸縮を合理的に吸収し減少してガスダクト３に対する発生応力を十分に抑制し、長年月の使用においてもガスダクト３の変形や破損などを防止して配管全体の耐久性向上を達成することができる。
【００１６】
また、上記実施の形態のように、前記ＦＲＰ製ガスダクト３と前記高温部等１のガス排出口部１Ａとの間に継ぎ用ダクト４を介設しておくことにより、前記高温部等１及び常温部２が先行設置あるいは既設されている条件下で当該ガス配管構造を施工する必要がある場合でも、継ぎ用ダクト４を設置する前に内外二重ダクト５，３を先に施工することにより、内側の小径ダクト５の自由端５ｂを常温部２のガス導入口部２Ａ内に確実に突き出した状態で施工することが可能であり、施工面での条件適応性を広くとることができる。
【００１７】
また、上記実施の形態のように、内側の小径ダクト５の下流側端部５ｂ近くの外周面下部に、外側の大径ガスダクト３の内周面に当接して該小径ダクト５の熱伸縮に伴う軸線方向移動を摺接案内する支持リブ７を設けることにより、内外両ダクト５，３の長さが大きいとき、片持ち支持される内側の小径ダクト５の下流側端部５ｂが自重で垂れ下がって外側のガスダクト３に対し偏心することを防ぎ、これによって、熱伸縮に伴う軸線方向の移動を支持リブ７を介して外側の大径ガスダクト３と同心状態のままで摺接案内させることが可能であるため、内外両ダクト５，３間に形成される環状断熱空間８を確実に維持して、熱伸縮伸縮による応力伸縮による応力吸収機能を確実かつ良好に発揮させることができる。
【００１８】
なお、上記実施の形態では、高温または低温であるだけでなく、腐蝕性を有する被処理ガスを対象とした場合における大径ガスダスト３や小径ダクト５の構成材料としてＦＲＰを用いることを説明したが、腐蝕性がなく、単に高温または低温の被処理ガスを対象とするである場合は、それらダクト３，５の構成材料としてはＦＲＰ以外の耐熱性材料を用いれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱伸縮対応のガス配管構造の実施の形態を示す要部の概略横断面図である。
【図２】図１の要部の拡大概略縦断面図である。
【図３】従来の熱伸縮対応のガス配管構造の一例を示す要部の概略横断面図である。
【図４】従来の熱伸縮対応のガス配管構造の他の例を示す要部の概略横断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  高温部等（高温部または低温部）
１Ａ  ガス排出口部
２  常温部
２Ａ  ガス導入口部
３  大径のＦＲＰ製ガスダクト
４  継ぎ用ダクト
５  小径のＦＲＰ製ダクト
５ｂ  下流側端部（自由端）
６ａ，６ｂ，６ｃ  フランジ接合部
７  支持リブ
【図１】
2008275118.tif 000003
【図２】
2008275118.tif 000004
【図３】
2008275118.tif 000005
【図４】
2008275118.tif 000006