(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離された一対のダクトにそれぞれ連結される連通可能な一対のスリーブと、前記各スリーブの外周面に対向するように設けられた一対のフランジと、前記対向するフランジ間を接続する伸縮可撓性を有する筒状膜体と、前記筒状膜体内の各スリーブの外周面に半径方向に突出するように設けられた複数本のスタッドボルトと、前記スタッドボルトに積層状に差し込まれた断熱材と、前記スリーブと断熱材の間に設けた金属箔のシートとからなるフレキシブルジョイント装置において、前記金属箔のシートに、伸縮面間方向（軸方向）に直交する方向または伸縮方向およびそれと直交する方向の両方に波状にしわ付け加工したもの、または伸縮面間方向と角度を付けた方向に波状にしわ付け加工したもの、または凹凸状にエンボス加工したものを用いたフレキシブルジョイント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電所、製鉄所、ゴミ焼却場等の排ガスダクトや空気ダクト等の熱膨張や振動を吸収するダクト用フレキシブルジョイント装置の改良に関するもので、特にコンバインド火力発電所で用いるのに最適なフレキシブルジョイント装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンバインド火力発電所の燃焼装置から排出される排ガスを通過させるダクト系路には、ダクト自体の熱膨張を吸収する目的で、ダクト系路の一部に、伸縮可撓性を有する筒状膜体（例えば特公昭４８−３３２７４号公報参照）を用いて構成したフレキシブルジョイント装置が設けられている。
【０００３】
前記フレキシブルジョイント装置によれば、ダクトに発生する熱膨張による伸縮や振動は前記筒状膜体の変位で吸収されるが、ガスタービン出口のダクトには高温の排ガスが流れており、放散する熱により前記筒状膜体が破損してしまうので筒状膜体の内側に断熱材を設けたものが使われている。
【０００４】
図６に、前記高温用のフレキシブルジョイント装置の代表的な構造例を示す。同図において、１ａ，１ｂは連通可能に分離されたダクト、２ａ，２ｂは各ダクトにボルトで固定された金属製スリーブ、３ａ，３ｂは各スリーブの外周面に溶接で固定されたフランジ、４は両フランジをその外周端で接続する伸縮可撓性を有する筒状膜体である。
【０００５】
前記対向する両フランジ３ａ，３ｂ間の環状の空所部内のスリーブ２ａ，２ｂには、その外周面から半径方向に突出する複数本のスタッドボルト５ａ，５ｂが溶接で固定され、前記スタッドボルト５ａ，５ｂに、ダクトから発生する高熱を遮断するための複数層からなる断熱材６が差し込まれている。この断熱材としては、セラミック繊維のフェルトをガラスクロスや金網等で被覆したものが多く使われており、セラミック繊維のフェルトを金属箔で被覆するものも提案されている。
前記スタッドボルト５ａ，５ｂには断熱材６を押さえるスピードワッシャー７およびボルトに差し込んだ断熱材６を押さえるナット８が装着されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなダクト用フレキシブルジョイント装置は、ダクトに発生する伸縮を吸収するため前記筒状膜体４と断熱材６が変位を繰り返している。特にコンバインド火力発電所のダクト系路に使用されるようにガスが高温で大口径のダクト用フレキシブルジョイント装置の場合は大きな伸縮が発生するが、従来の高温用フレキシブルジョイント装置で用いられる断熱材６はセラミック繊維のフェルトをガラスクロス等の無機繊維のクロスで被覆したものを使用しているため、屈曲が繰り返されると無機繊維が折れて粉末化し、金網等で被覆されていても隙間から飛散して消失し、断熱材６の層間あるいは断熱材６の層とフランジ３ａ，３ｂの間に隙間が生じることがある。
【０００７】
そして、このような隙間の発生を放置しておくと、隙間から高熱が入ってきて、突然筒状膜体４が破損するので、それを交換するためにダクト系路を止めなければならず、多大な損失が発生し、大きな問題になっている。
また、この断熱材の消失を防止するために考案されたセラミック繊維のフェルトを金属箔で被覆した断熱材は、製造および取り付けに手間がかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記構成の高温用フレキシブルジョイント装置の問題点を改良するためになされたものであって、屈曲により折れて粉末化した断熱材の飛散を防ぎ筒状膜体の破損を未然に防止し、また、断熱材の製造性や断熱材を取り付ける時の作業性も良好なフレキシブルジョイント装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、コンバインド火力発電所で使用するフレキシブルジョイント装置について行なった研究実験において、断熱材を金属箔で覆うことによって、屈曲により折れて粉末化した断熱材の飛散を防止できることが判ったが、この構成では断熱材全体を覆うための金属箔の量が多く高価となり、製造性や取り付け性にも問題があるため、さらに鋭意研究した結果、断熱材の飛散は、屈曲により折れた無機繊維がダクト内を流れる流体によって吸い出されることによって加速されることを見い出したことから、断熱材をダクトから遮蔽するために金属箔を用いることにより、断熱材の飛散を著しく少なくできることを知見し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、分離された一対のダクトにそれぞれ連結される連通可能な一対のスリーブと、前記各スリーブの外周面に対向するように設けられた一対のフランジと、前記対向するフランジ間を接続する伸縮可撓性を有する筒状膜体と、前記筒状膜体内の各スリーブの外周面に半径方向に突出するように設けられた複数本のスタッドボルトと、前記スタッドボルトに積層状に差し込まれた断熱材と、前記スリーブと断熱材の間に設けた金属箔のシートとからなるフレキシブルジョイント装置において、前記金属箔のシートの形状を前記伸縮面間方向に直交する方向に波状にしわ付け加工したもの、伸縮面間方向およびそれと直交する方向の両方に波状にしわ付け加工したもの、伸縮面間方向と角度を付けた方向に波状にしわ付け加工したもの、凹凸状にエンボス加工したものを使用することを要旨としている。
【００１１】
上記構成によれば、断熱材は金属箔のシートで排ガスから遮蔽されるので、断熱材を形成しているセラミック繊維等のフェルトがダクトの熱膨張による伸縮により無機繊維が折れても、断熱材のダクトへの飛散を防止することができる。また、この構成によれば、前記のように断熱材の飛散を防止できるため、セラミック繊維等のフェルトを金網や金属箔のような材料で被覆しなくてすむので、断熱材の構造が簡単になり安価に製作できる。
【００１２】
前記の金属箔は各種ステンレス鋼、銅およびその合金類、アルミニウム等の各種耐熱金属を用途に応じて用い、また前記の金属箔のシートを金網等で被覆したものも使用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図２に示すように、連通可能に分離されたダクト１ａ，１ｂの先端スリーブ２ａ，２ｂの外周にフランジ３ａ，３ｂをそれぞれ溶接で固定し、フランジ間を伸縮可撓性を有する筒状膜体４で接続し、対向するフランジ間のスリーブ外周面に半径方向に突出する複数本のスタッドボルト５ａ，５ｂを溶接で固定し、これらのスタッドボルトに断熱材６を複数層差し込んで構成するフレキシブルジョイント装置において、スリーブ２ａ，２ｂと断熱材６との間に、伸縮面間方向（ダクト、スリーブの軸方向）に直交する方向に、波状にしわ付け加工処理した金属箔を取り付けた構成とする。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
本実施例のフレキシブルジョイント装置を図１に示し、金属箔の形状を図２に示す。なお、図１において、図６と同一の部材には同じ符号が付されている。
すなわち、１ａ，１ｂは連通可能に分離されたダクト、２ａ，２ｂは各ダクトにボルトで固定された外径１０００mmの金属製スリーブ、３ａ，３ｂは各スリーブの外周面に溶接で固定された外径１４００mmのフランジ、４は両フランジをその外周端で接続する伸縮可撓性を有する筒状膜体、５ａ，５ｂは前記スリーブ２ａ，２ｂに溶接で固定したスタッドボルト、６はスタッドボルトに差し込んだ断熱材、７はスタッドボルトに固定したスピードワッシャー、８はスタッドボルトに取り付ける断熱材押さえナットであり、断熱材６とスリーブ２ａ，２ｂの間に金属箔９が設けられている。
【００１５】
そして、このスリーブ２ａ，２ｂと断熱材６との間に設ける金属箔９として、厚さ５０μｍの東洋精箔（株）製ＳＵＳ３０４−ＢＡ金属箔を、図２に示すように、伸縮面間方向に直交する方向に、ピッチ２mmで波状にしわ付け加工処理した長さ５５０mm、幅７９０mmの金属箔９ａを用いており、部分的につなぎ面を２０mmオーバーラップさせ、直径０．２５mmのＳＵＳ３１６線によりピッチ１０mmで縫い合わせてつなぎ、長さ３１８０mmとし、スタッドボルト５ａ，５ｂ間の金属箔の長さを４７０mmとし、スタッドボルト間距離（４５０mm）に対して２０mmの余長をもたせて取り付けられている。
【００１６】
また、前記３層の断熱材６のうち、中心部より１層目の断熱材は、シリカアルミナ系のセラミック繊維を連続的に積層し成形してなる厚さ５０mmのセラミック繊維フェルトを、シリカファイバーを製織した厚さ０．６mmのシリカクロスでつつんだもので、全体の長さは３１８０mm、幅は７９０mmであり、スタッドボルト間距離（４５０mm）に対して２０mm、金属フランジとスタッドボルト間距離（１５０mm）に対して１０mm余長をもたせて取り付けられている。
【００１７】
次に２層目の断熱材は、１層目の断熱材と同様の構成で長さは３４９０mm、幅は７９０mmであり、１層目と同様に余長を設けて取り付けられている。
さらに３層目の断熱材も１層目の断熱材と同様の構成で長さは３８１０mm、幅は７９０mmであり、同様に余長を設けて取り付けられている。
【００１８】
［実施例２］
実施例２は、図３に示すように、伸縮面間方向およびそれと直交する方向の両方にピッチ２mmで波状にしわ付け加工処理した金属箔９ｂを用い、その他は実施例１と同じ構成となっている。
【００１９】
［実施例３］
実施例３は、図４に示すように、伸縮面間方向と４５°の角度を付けた両方向にピッチ２mmで波状にしわ付け加工処理した金属箔９ｃを用い、その他は実施例１と同じ構成となっている。
【００２０】
［実施例４］
実施例４は、図５に示すように、直径２mm、深さ１mmのエンボス加工をエンボス間のピッチ１mmで凹凸状に加工処理した金属箔９ｄを用い、その他は実施例１と同じ構成となっている。
【００２１】
比較例
比較例は図６に示したものである。すなわち比較例は、スリーブと断熱材との間の金属箔を除きその他は実施例と同じ構成となっている。
上記実施例１〜４および比較例の口径１４００mmのフレキシブルジョイント装置を実用試験機に取り付けて温度７００℃の空気を循環させ、１分間に６回の速度で、面間距離（スタッドボルト間距離）を１００mmのストロークで伸縮（４５０mm⇔３５０mm）するように繰り返し往復運動を５０，０００回させ、試験後の金属箔の状態と断熱材の質量減少を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003825150.tif 000002
【００２３】
表１から明らかなように、スリーブと断熱材の間に金属箔を設けた構造の実施例のフレキシブルジョイント装置は、断熱材の飛散による消失を防止できることが確認された。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のダクト用フレキシブルジョイント装置の構成によれば、スリーブと断熱材の間に金属箔を設けて断熱材を排ガスから遮蔽した構造とすることにより、コンバインド火力発電所のダクトに使用しても、ダクトに発生する伸縮で断熱材が飛散して消失することが少なくなるという効果が得られる。また、断熱材が安価に製作できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すフレキシブルジョイント装置の縦断面図である。
【図２】実施例１における金属箔の斜視図である。
【図３】実施例２における金属箔の斜視図である。
【図４】実施例３における金属箔の斜視図である。
【図５】実施例４における金属箔の斜視図である。
【図６】従来のフレキシブルジョイント装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  ダクト
２ａ，２ｂ  スリーブ
３ａ，３ｂ  フランジ
４  筒状膜体
５ａ，５ｂ  スタッドボルト
６  断熱材
７  スピードワッシャー
８  ナット
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  金属箔
【図１】
0003825150.tif 000003
【図２】
0003825150.tif 000004
【図３】
0003825150.tif 000005
【図４】
0003825150.tif 000006
【図５】
0003825150.tif 000007
【図６】
0003825150.tif 000008