(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の被接続部材に対応して設けられる各継手本体と、これらの継手本体を接続する、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズを備えた伸縮継手であって、
このベローズが、各継手本体の環状の押え部に押え板により固定される一対の被固定部とこの一対の被固定部間で各継手本体の押え部と押え板から露出しているベローズ本体部とからなる伸縮継手において、
前記継手本体の環状押え部の周長よりも長い帯状部材を用意し、帯状部材を筒形状に曲げたときの周長と環状押え部の周長の差を吸収させるように皺を刻みながらこの帯状部材の上流側及び下流側端部を環状押え部に巻き付け、押え板により固定してベローズを構成し、このベローズのベローズ本体部の周長が、内圧非作用時において、固定された被固定部の固定状態の周長よりも２〜１５％長い状態にあるようにすることを特徴とする伸縮継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズを備えた一対の管状物を接続するための伸縮継手に関し、特に管状物内を流通する高温流体の圧力に起因する筒状のベローズの変形に対処できる伸縮継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント等において高温流体が流通する配管同士を接続するために伸縮継手が用いられている。伸縮継手は、接続すべき一対の配管端の間に配設された断熱材と、その断熱材を外側から覆うように一対の配管の端部に跨って設けられたベローズとを備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような伸縮継手には、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズが使用され、図５に、このようなベローズの内圧非作用時の形状が示されている。すなわち、従来の筒状のベローズ１は、内側に高温流体の流体圧が作用していない内圧非作用時において、上流側配管に接続される上流側端部３から下流側配管に接続される下流側端部５に亙ってほぼ一定の外径（周長）を有する筒状部材として構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２４６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズ１においては、接続すべき一対の配管に取り付けられた状態で、内部を流通する流体の圧力が非常に高くなると、図６に示すような変形が生じる。すなわち、ベローズ１の両側端部３，５が配管に取り付けられることで移動や変形が拘束され、且つ、内圧非作用時の周長は軸心方向に関して上流側から下流側に亙って一定であるため、ベローズ１の何れか一部分７が内部を流通する流体の高圧を受けて半径方向外方に膨らむと、他の一部分９がその分逆に半径方向内方に鋭角的に窪んでしまうという現象が生じる。このような現象が生じると、図７に断面で示されるように、継手１１では、ベローズ１の鋭角的に窪んだ部分９がその内側に配置されている断熱材１３に食い込んだ状態となる。その結果、流通流体が高温のために窪んだ部分９に熱が伝わり、ベローズ１の温度が設計耐熱温度を超える温度にまで上昇し、繰り返し伸縮動作を受けることによって鋭角的に窪んだ部分が短期間に破損する恐れがあった。
【０００５】
従って、本発明は、一対の被接続部材に対応して設けられる各継手本体と、これらの継手本体を接続する、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズを備えた伸縮継手であって、このベローズが、各継手本体の環状の押え部に押え板により固定される一対の被固定部とこの一対の被固定部間で各継手本体の押え部と押え板から露出しているベローズ本体部とからなる伸縮継手における、このような問題に鑑みてなされたもので、流通流体による高い圧力が作用しても、ベローズが鋭角的に窪んだりすることのない伸縮継手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】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、一対の被接続部材に対応して設けられる各継手本体と、これらの継手本体を接続する、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズを備えた伸縮継手であって、このベローズが、各継手本体の環状の押え部に押え板により固定される一対の被固定部とこの一対の被固定部間で各継手本体の押え部と押え板から露出しているベローズ本体部とからなる伸縮継手において、前記継手本体の環状押え部の周長よりも長い帯状部材を用意し、帯状部材を筒形状に曲げたときの周長と環状押え部の周長の差を吸収させるように皺を刻みながらこの帯状部材の上流側及び下流側端部を環状押え部に巻き付け、押え板により固定してベローズを構成し、このベローズの各継手本体から露出しているベローズ本体部の周長が、内圧非作用時において、固定された被固定部の固定状態の周長よりも２〜１５％長い状態にあるようにすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一対の被接続部材に対応して設けられる各継手本体と、これらの継手本体を接続する、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズを備えた伸縮継手であって、このベローズが、ＰＴＦＥからなり、各継手本体の環状の押え部に押え板により固定される一対の被固定部と、この一対の被固定部間で各継手本体の押え部と押え板から露出しているベローズ本体部とからなる伸縮継手において、このベローズの各継手本体から露出しているベローズ本体部の周長が、内圧非作用時において、固定された被固定部の固定状態の周長よりも２〜１５％長い状態にあるようにしたので、流通流体による高い内圧がベローズに作用しても、ベローズ本体部全体がその断面形状がＵ字状になるように半径方向外方に膨らむことができ、ベローズが内側に鋭角的に窪んだりすることがなく、ベローズの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に示される伸縮継手について説明する。
【０００９】
図1には、この発明の実施の形態に係る伸縮継手が示される。伸縮継手３１は、被接続部材としての上流側ダクト１０３及び下流側ダクト１０５の間に配設された各フランジ付き継手本体３７、３９と、これらの継手本体３７、３９を連結する、ほぼ一定の外径を有する筒状のベローズ４１とを備える。各継手本体３７、３９は、それぞれ対応するダクト１０３、１０５に接続するための管状部材からなる。第１の継手本体３７の上流側には、フランジ部３７ａが形成され、一方、上流側ダクト１０３の下流側にも同様なフランジ部１０３ａが形成されており、フランジ部３７ａとフランジ部１０３ａとがボルトにより接続される。かくして、第１の継手本体３７は上流側ダクト１０３に気密に接続される。なお、第１の継手本体３７の管路内側には、バッフル３３が設けられている。また、第２の継手本体３９の下流側及び下流側ダクト１０５の上流側にも同様なフランジ部３９ａ及びフランジ部１０５ａが形成されており、これらフランジ部３９ａ及びフランジ部１０５ａがボルトにより接続される。かくして、第２の継手本体３９も下流側ダクト１０５に気密に接続される。
【００１０】
第１及び第２の継手本体３７、３９には、それぞれ環状の押え部３７ｂ、３９ｂが形成され、これらの押え部３７ｂ、３９ｂには、ベローズ４１の後述する一対の被固定部５１が係合している。さらに、押え部３７ｂ、３９ｂに係合した被固定部５１の径方向外側には、継手本体３７、３９の構成部材として押え板３７ｃ、３９ｃが配設される。すなわち、ベローズ４１は、その上流側及び下流側端部である被固定部５１を押え部３７ｂ、３９ｂと押え板３７ｃ、３９ｃの間に挟まれ、この押え板をボルト３５によって押え部に締結することにより、各継手本体３７、３９に固定される。また、ベローズ４１の径方向内側には、半径方向外側から順に、第１断熱材４３、第２断熱材４５及び第３断熱材４７からなる三層構成の断熱手段が配置されている。
【００１１】
次に、図1及び図2を参照して、本発明によるベローズ４１について説明する。図2は、一対のダクト１０３，１０５の間に配置された各継手本体３７、３９に取り付けられ、且つ内圧が作用していない状態にあるときのベローズ４１を抜き出して示している。ベローズ４１は、ＰＴＦＥ（テフロン(登録商標））からなるシール層とその保護層とより形成されている。ベローズ４１は一対の被固定部５１とそれら被固定部５１の間に位置するベローズ本体部５３とから構成され、一対の被固定部５１はベローズ４１の流れ方向（軸心方向）Ｃの上流側端部と下流側端部とに位置し、両端部間は流れ方向Ｃに亙って一定の周長に形成されている（よって形成される筒状の外径も流れ方向において必然的に一定である。）。一方、ベローズ本体部５３は、それら一対の被固定部５１の間に位置する部分であって、その全体が押え板３７ｃ、３９ｃと押え部３７ｂ、３９ｂに覆われずに露出している部分である。本発明の特徴の一つとしてベローズ本体部５３の周長が、固定された被固定部５１の固定状態の周長よりも２〜１５％長い状態になるように設定される。本実施の形態では、具体的には、一対の固定された被固定部５１の固定状態の周長は２２２９６ｍｍであり、ベローズ本体部５３の周長は２２９２４ｍｍである。よって、ベローズ本体部５３の周長は一対の固定された被固定部５１の固定状態の周長よりも２．８％長い状態にある。このようなベローズ４１の状態は、本実施の形態では、次のようにして形作られる。まず、図3に示されるように、一対の端部５５を合せるように曲げると上流側端部から下流側端部までの全幅に亘って周長一定となるようなサイズの帯状部材５７を用意する。但し、そのように一対の端部５５を合せるように曲げて形成された筒形状の周長は押え部３７ｂ、３９ｂの周長よりも長くなるように、帯状部材５７の周長寸法Ｌを設定しておくものである。そして、この帯状部材５７の上流側端部及び下流側端部を継手本体の環状押え部３７ｂ、３９ｂに周長差が吸収されるように皺５９（図2参照）を刻みながら巻き付けていく。巻き付けながら押え板３７ｃ、３９ｃを介してボルト３５によって固定する。従って、取り付けられたベローズ４１には、固定された被固定部５１とベローズ本体部５３との間に、複数の皺５９が刻まれ、これにより、一対の固定された被固定部５１の固定状態の周長よりもベローズ本体部５３の周長を長い状態に形成、維持することができる。
【００１２】
以上のように構成された本実施の形態に係る伸縮継手３１は一対のダクト１０３、１０５の間に配置され両者を接続する。そして、伸縮継手３１及びダクト１０３、１０５の内側に流体が流される。ここで、伸縮継手３１の内側の流体の圧力が外側の外気の圧力よりも高い場合には、前述したようにベローズが外側に膨らむような力を受ける。そして、従来の伸縮継手であればベローズの一部が外側に膨らみ他の一部がそれとバランスするように内側に窪むことがあった。しかし、本発明によれば、伸縮継手３１にはベローズ４１における周長関係の状態を維持する一対の被固定部５１とベローズ本体部５３が形成されているため、内側流体からの高い圧力を受けると、ベローズ４１は図4に示されるように、ベローズ本体部５３全体がその断面形状がＵ字状になるように半径方向外方に膨らむことができる。従って、ベローズ４１は、内側流体からの高い圧力を受けても、従来のように一部分が半径方向内側に窪むことはなく、すなわち、断熱材４３に食い込むこともない。すなわち、内側に鋭角的に窪む部分が生じないため、ベローズ４１は、繰り返し伸縮動作を行っても短期間に破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る伸縮継手の縦断面図である。
【図２】本実施の形態の伸縮継手におけるベローズの内圧非作用時の形態を示す斜視          図である。
【図３】ベローズの製作態様を説明する図である。
【図４】図2のベローズに関し、内圧による変形後の形態を示す斜視図である。
【図５】従来のベローズの内圧非作用時の形態を示す斜視図である。
【図６】図5のベローズに関し、内圧による変形後の形態を示す斜視図である。
【図７】従来の伸縮継手の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
３１ 伸縮継手
３７，３９ 継手本体
４１ ベローズ
５１ 被固定部
５３ ベローズ本体部
１０３，１０５ ダクト（被接続部材）
【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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