(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高温ガス或いは空気を流すダクトの熱膨張あるいは地震時の相対変形を吸収する目的でダクト取合フランジ間に設置されるベロー構造において、
両側のダクト側取合フランジに固定されるベロー側取合フランジと、該ベロー側取合フランジに接合される立ち上がりフランジと、該立ち上がりフランジに固定されるベローと、該ベローの裏面に当接する押さえ金具を一端部に設け、他端部に前記立ち上がりフランジに接合した突き出しサポートとからなることを特徴とするベロー構造。
【請求項２】
突き出しサポートの強度に内圧変化による抵抗力に対抗する剛性を持たせたことを特徴とする請求項１記載のベロー構造。
【請求項３】
突き出しサポートの押さえ金具取付部と両側の立ち上がりフランジのウェブ部又は前記立ち上がりフランジ側の突き出しサポートの基部とにそれぞれヒンジを介して取り付けられたリンク部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のベロー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベロー構造に関わり、ボイラ運転時のダクト間の熱膨張或いは地震時の相対変形により起こるベローの不要な折れ曲がりを防止するベロー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に発電プラントの構成図を示す。発電プラントはボイラ１４、ダクト１５、エアヒータ１６、ファン１７、煙突１８から構成される。２つのダクト１５間またはダクト１５とファン１７等の機器との間における軸方向及びせん断方向の熱膨張による伸縮変位や地震時の相対変形の吸収及び各種ファンからの振動を遮断するために非金属からなるベローを設置する。非金属ベローの従来構造を図９、１０に示す。ダクト側取合フランジ１、ベロー側取合フランジ２、立ち上がりフランジ３、押さえ板４、非金属ベロー５、取付ボルト６、インサイドスリーブ７、断熱材８及びスタッドボルト９から構成され、ベロー側取合ダクトフランジ２と立ち上がりフランジ３は溶接で固定されている。
【０００３】
立ち上がりフランジ３のフランジ部、押さえ板４及び非金属ベロー５に穴を開け、その穴に取付ボルト６を取付け、固定する。一般にベロー５はフッ素樹脂及びガラスクロスを組み合わせた非金属性材料を使用しており、耐熱温度は２００℃である。ベロー５の取付は多少の膨らみを持たせている。石炭焚ボイラを用いるプラントの場合にはインサイドスリーブ７を取り付けなければならない。また使用部位が高温であるときは断熱材８を必要とする。非金属ベロー５は熱膨張するダクトやファン間に取り付けられるため、ボイラ１４の運転時の熱膨張でベロー５はたるみ、また地震等でせん断方向の変形を伴うと、ベロー５に複数の折れ曲がりを生じる。またボイラ１４の起動、停止の繰り返し、負荷変化によるダクト１５内の急激な圧力変動によって急激に膨らんだり、裏面へ折り返すような大きな振幅のバタつきを生じ、ボイラ１４の運転条件が毎日起動停止を繰り返すようなものであれば、バタつきの繰り返しによる疲労損傷が起こり、局部的にベロー５が破損する問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ベロー５の折れ曲がりやバタつきに対する配慮がなされておらず、ボイラ１４の起動や停止、ダクト１５内の圧力変動によるベロー５のバタつきにより局部的にベロー５が損傷し、寿命を早めてしまう問題があった。このような問題点を解決するための一つの対策として、特開平１０−１８５０７１号公報記載の発明がなされている。この発明のベロー構造は急激な膨らみによる圧力変動で生じるバタつきには対応可能と言えるが、これを含め裏面へ折り返すような大きな振幅のバタつきそのものに対しては効果がない。
【０００５】
本発明の課題は、ベローの曲がり量やバタつきそのものを抑制し、ベロー寿命を好適に向上させるベロー構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、内部に高温ガス或いは空気を流す通風設備（ダクト）の熱膨張あるいは地震時の相対変形を吸収する目的でダクト取合フランジ間に設置されるベローにおいて、両側のダクト側取合フランジに固定されるベロー側取合フランジと、該ベロー側取合フランジに接合される立ち上がりフランジと、該立ち上がりフランジに固定されるベローと、該ベローの裏面に当接する押さえ金具を一端部に設け、他端部に前記立ち上がりフランジに接合した突き出しサポートとからなるベロー構造である。
【０００７】
前記突き出しサポートの強度に内圧変化による抵抗力に対抗する剛性を持たせることで、ベローを内側から支持することにより、ベローが内側に移動できないようベローの動きを抑制することができる。
【０００８】
突き出しサポートの押さえ金具取付部と両側の立ち上がりフランジのウェブ部又は該立ち上がりフランジ側の突き出しサポートの基部とにそれぞれヒンジを介して取り付けられたリンク部材を設けると、突き出しサポートはベロー部に作用する伸縮量に応じ、ベローの曲がり量を自動的に調整できる。
【０００９】
【作用】
主に非金属材料からなるベローはダクトが熱膨張した際、或いは地震等で変形した際に、ベローの両端の取付部が近づき、ベロー自体が湾曲することによって、ダクト間の変形を吸収する。このときベローはたるんだ状態となり、わずかの力で面外方向に動くことになる。また、ベローの内側に突き出しサポートを設置することにより、ベローの内側への動きは突き出しサポートの支持力により止められ、ベローの面外方向の動き量が抑制される。またこれによってボイラの起動停止、ダクト内の圧力変動などにより起こるベローを裏面に折り返すような大きな振幅のバタつきが防止できることになる。こうして、ベローの繰り返し曲げによる疲労損傷を防止することができる。また、突き出しサポート先端にベロー押さえ金具を取り付けることにより、突き出しサポート先端に接するベローに応力が集中するのを避ける働きをする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のベロー構造の実施の形態について図面を使って説明する。
図１〜図３に示す実施の形態を、まず説明する。
図１が高温で使用される場合、図２が低温で使用される場合のベロー構造の側面図、図３は図１の例の斜視図である。ベロー構造はダクト側取合フランジ１、ベロー側取合フランジ２、立ち上がりフランジ３、押さえ板４、非金属ベロー５、取付ボルト６、インサイドスリーブ７、断熱材８、スタッドボルト９、突き出しサポート１０及びベロー押さえ金具１１から構成される。
【００１１】
このベロー構造の取付は次のようにして行う。
ベロー側取合フランジ２に立ち上がりフランジ３を溶接で固定し、ベロー側取合フランジ２に予め断熱材８を取り付けたスタッドボルト９を固定し、ベロー押さえ金具１１を非金属ベロー５側の端部に取り付けた突き出しサポート１０を一方の立ち上がりフランジ３のウェブ部に接合する。立ち上がりフランジ３のフランジ部、非金属ベロー５、押さえ板４に穴を開け、取付ボルト６によりそれぞれを固定する。このとき、非金属ベロー５の内側とベロー押さえ金具１１が接触するよう取り付ける。このベロー構造を２つのダクト側取合フランジ１間に配置してベロー側取合フランジ２をダクト側取合フランジ１に取付ボルト６を用いて固定する。
【００１２】
また、このときベロー押さえ金具１１の形状は図４、図５のように丸形或いは楕円形等の任意の形状にすることができる。
【００１３】
ボイラ１４（図１１）が起動、停止を繰り返し、またはボイラ１４の負荷変化によりダクト１５（図１１）内に圧力変動を生じた場合、非金属ベロー５はダクト１５の内側に移動し、バタつきを生じる。その非金属ベロー５のバタつきに対し、上記ベロー構造は、突き出しサポート１０及びベロー押さえ金具１１を取り付けているので、非金属ベロー５が内側に動くのを抑制し、膨らみを一定に保つ効果がある。
【００１４】
本発明の他の実施の形態を図６、図７及び図８に示す。本実施の形態のベロー構造は、突き出しサポート１０にベロー５に作用する伸縮量に応じ、ベロー５の曲がり量を自動的に調整できるようにリンク式部品１２、１３を取り付けたことを特徴とする非金属ベロー構造である。
【００１５】
本実施の形態のベロー構造は、図１〜図３に示す例における一方の立ち上がりフランジ３のウェブ部に接続した突き出しサポート１０の他に、さらにベロー押さえ金具１１近傍の突き出しサポート１０の部分にリンク接合により取り付けたヒンジ付サポートステー１２を備えている。
【００１６】
また、サポートステー１２端部に付属しているヒンジ１３の一方はベロー押さえ金具１１近傍の突き出しサポート１０の部分に取り付けられている。また、サポートステー１２に取り付けられたヒンジ１３の他方はフランジ３のウェブ部又は突き出しサポート１０の基部に設けられている。
【００１７】
ダクト１５（図１１）内の圧力変動により、ベロー構造が縮む方向に変位を生じた場合（図７）、リンク接合されたヒンジ付サポートステー１２の変位に伴い、突き出しサポート１０が図７で反時計方向に曲げられ、非金属ベロー５に近づき、非金属ベロー５と突き出しサポート１０の隙間を最小に保つ働きをする。また、ダクト１５内の圧力変動によりベロー構造の伸びる方向に変位を生じた場合（図８）、ヒンジ付サポートステー１２の変位に伴い、突き出しサポート１０が図８で時計方向に曲げられるが、この場合も、非金属ベロー５と突き出しサポート１０の隙間を最小に保つ働きをする。
【００１８】
こうして、本実施の形態の効果は、非金属ベロー５と付き出しサポート１０との隙間をダクト１５の熱伸び及び相対変形を利用して好適に減少させることが挙げられる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、突き出しサポートまたは突き出しサポートとヒンジ付サポートを設けることにより、ダクトに生じる圧力変動によるバタつき及び伸縮方向の変形に対し、ベローの不必要な変形を押さえ、ベロー寿命の長期化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のベロー構造の高温ダクト部での使用例を示す側面図である。
【図２】  図１のベロー構造の低温ダクト部での使用例を示す側面図である。
【図３】  図１のベロー構造の斜視図である。
【図４】  図１のベロー構造のベロー押さえ金具（丸型）の側面図である
【図５】  図１のベロー構造のベロー押さえ金具（楕円型）の側面図である。
【図６】  本発明の実施の形態のベロー構造の側面図である。
【図７】  図６のベロー構造の膨張時の側面図である。
【図８】  図６のベロー構造の収縮時の側面図である。
【図９】  従来技術のベロー構造の高温ダクト部での使用例を示す側面図である。
【図１０】  従来技術のベロー構造の低温ダクト部での使用例を示す側面図である。
【図１１】  発電プラントの構成図である。
【符号の説明】
１  ダクト側取合フランジ        ２  ベロー側取合フランジ
３  立ち上がりフランジ          ４  押さえ板
５  非金属ベロー                ６  取付ボルト
７  インサイドスリーブ          ８  断熱材
９  スタッドボルト              １０  突き出しサポート
１１  ベロー押さえ金具          １２  ヒンジ付きサポートステー
１３  ヒンジ                    １４  ボイラ
１５  ダクト                    １６  エアヒータ
１７  ファン                    １８  煙突
【図１】
0003783126.tif 000002
【図２】
0003783126.tif 000003
【図３】
0003783126.tif 000004
【図４】
0003783126.tif 000005
【図５】
0003783126.tif 000006
【図６】
0003783126.tif 000007
【図７】
0003783126.tif 000008
【図８】
0003783126.tif 000009
【図９】
0003783126.tif 000010
【図１０】
0003783126.tif 000011
【図１１】
0003783126.tif 000012