JP3237586U

JP3237586U - 伸縮継手

Info

Publication number: JP3237586U
Application number: JP2022000950U
Authority: JP
Inventors: 康英齊藤
Original assignee: 康英齊藤
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2032-03-28

Abstract

【課題】部品点数の増加及び構造の複雑化を抑制できる伸縮継手を提供する。【解決手段】内部１９Ａ，２１Ａを流体が流れるように同軸上に配置され、かつ、それぞれの中心を表す仮想線Ａ１に沿った方向に間隔をおいて配置される第１管部材１９及び管部材２１と、第１管部材１９に取り付けられる内筒２３と、管部材２１に取り付けられる外筒２４と、内筒２３と外筒２４とを仮想線Ａ１に沿った方向に相互に移動可能に連結する連結機構３７と、内筒２３と外筒２４との間に設けられ、かつ、内筒２３及び外筒２４の内部２３Ａ，２４Ａと、内筒２３及び外筒２４の外部３８とを流体密に隔てるパッキン２６と、を有する、伸縮継手１５を設けた。【選択図】図２

Description

本開示は、流体を輸送する第１管部材と第２管部材とを接続し、かつ、第１管部材と第２管部材とを、流体の輸送方向で互いに移動できるようにした伸縮継手に関する。

流体を輸送する第１管部材と第２管部材とを接続し、かつ、第１管部材と第２管部材とを、流体の輸送方向で互いに移動できるようにした伸縮継手の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている伸縮継手である球面排気管継手は、エンジン側に連結される上流側排気管と、大気側に連結された下流側排気管と、上流側排気管に設けられた凸球面体と、下流側排気管に取り付けられて上流側排気管及び凸球面体の外側を囲むアウタケースと、アウタケースと凸球面体との間に設けられた環状のシール体と、アウタケースと凸球面体との間に設けられた環状の摺動体と、アウタケース内に設けられてシール体を押す第１圧縮コイルばねと、アウタケース内に設けられて摺動体を押す第２圧縮コイルばねと、を有する。

特許文献１に記載された球面排気管継手において、エンジンの排気ガスは、上流側排気管の内部から、下流側排気管の内部へ流れ込む。第１圧縮コイルばねにより押されるシール体は、凸球面体の外面に接触され、第２圧縮コイルばねにより押される摺動体は、凸球面体の外面に接触される。上流側排気管と下流側排気管とは、互いに中心である軸方向に移動可能であり、第１圧縮コイルばね及び第２圧縮コイルばねが伸縮することで、凸球面体と、シール体及び摺動体との間から、排気ガスが上流側排気管及び下流側排気管の外部へ漏れることを防止できる。

特開２０１４－６２６１０号公報

本願考案者は、特許文献１に記載された伸縮継手では、第１圧縮コイルばね及び第２圧縮コイルばねが伸縮するにあたり、アウタケースがその反力に耐えられるように部品点数を増加したり、構造を複雑化しなければならない、という課題を認識した。

本開示の目的は、部品点数の増加及び構造の複雑化を抑制できる伸縮継手を提供することにある。

本開示の伸縮継手は、内部を流体が流れるように同軸上に配置され、かつ、それぞれの中心を表す仮想線に沿った方向に間隔をおいて配置される第１管部材及び第２管部材と、前記第１管部材に取り付けられる第１補助管と、前記第２管部材に取り付けられ、かつ、第２補助管と、前記第１補助管と前記第２補助管とを前記仮想線に沿った方向に相互に移動可能に連結する連結機構と、前記第１補助管と前記第２補助管との間に設けられ、かつ、前記第１補助管及び前記第２補助管の内部と、前記第１補助管及び前記第２補助管の外部とを流体密に隔てる密封装置と、を有する。

本開示の伸縮継手によれば、部品点数の増加及び構造の複雑化を抑制できる。

伸縮継手を有する発電装置を示す模式的な平面図である。（Ａ），（Ｂ）は、伸縮継手の平面断面図である。

本開示の伸縮継手（スムース継手、無反力継手）は、排気ガスを輸送する第１管部材及び第２管部材を接続するものである。以下、本開示の伸縮継手を、図面を参照して説明する。図１は、発電装置１０を示す模式的な平面図である。発電装置１０は、ディーゼルエンジン１１、非常用発電機１２、一次消音機１３、二次消音機１４、伸縮継手１５を有する。ディーゼルエンジン１１は、エンジン本体１６と、エンジン本体１６に設けられた燃焼室と、燃焼室に接続された吸気管１７及び排気管１６Ａと、燃焼室に面して配置されたピストンと、ピストンにコネクティングロッドを介して連結されたクランクシャフト１６Ｂと、有する。吸気管１７に燃料が噴射されて混合気が生成され、混合気が燃焼室に供給されて燃焼すると、ピストンが作動してクランクシャフト１６Ｂが回転する。燃焼室で生成された排気ガスは、排気管１６Ａへ排出される。非常用発電機１２は、ロータ及びステータを有し、ロータは、クランクシャフト１６Ｂに接続されている。非常用発電機１２は、クランクシャフト１６Ｂの回転力を電力に変換し、電力は蓄電池または電気負荷へ供給される。

一次消音機１３及び二次消音機１４には、それぞれ内部に遮音板、グラスウールやスチールウール等が設けられている。一次消音機１３及び二次消音機１４は、ディーゼルエンジン１１の排気管１６Ａから排出される排気ガスの音を軽減する。一次消音機１３には、管部材１８及び管部材１９が接続され、管部材１８は、ディーゼルエンジン１１の排気管１６Ａに接続されている。管部材１９の中心を表す仮想線Ａ１に沿った方向の端部には、環状のフランジ２０が設けられている。二次消音機１４には、管部材２１が接続されている。管部材２１の端部には、環状のフランジ２２が設けられている。図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、管部材１９及び管部材２１は、仮想線Ａ１を中心として同軸上に配置され、管部材１９及び管部材２１は、仮想線Ａ１に沿った方向に間隔をおいて配置されている。排気ガスの流れ方向Ｂ１において、管部材１９は管部材２１より上流に配置されている。

管部材１９及び管部材２１の材質は、一例として、ステンレススチール製、鉄製である。伸縮継手１５は、管部材１９と管部材２１とを接続する装置である。伸縮継手１５は、内筒２３、外筒２４、押えプレート２５、パッキン２６、連結ボルト２７を有する。内筒２３及び外筒２４は、仮想線Ａ１を中心として同軸上に配置されている。内筒２３は、管部材１９に取り付けられる要素であり、内筒２３の材質は、一例として、ステンレススチール製、鉄製である。管部材１９の内部（空間）１９Ａと、内筒２３の内部（空間）２３Ａとがつながっている。内筒２３の内径は、管部材１９の内径と略同じであり、内筒２３の仮想線Ａ１に沿った方向の端部に、環状のフランジ２８が設けられている。フランジ２８は、仮想線Ａ１を中心とする径方向で外側に向けて突出されている。フランジ２８は、フランジ２０に固定されている。フランジ２８とフランジ２０とは、溶接により固定されていてもよいし、ボルトで固定されていてもよい。フランジ２８の外径は、フランジ２０の外径より大きい。

外筒２４の内径は、内筒２３の外径より大きく、外筒２４は、仮想線Ａ１を中心とする径方向で、内筒２３より外側に配置されている。内筒２３の内部２３Ａと、外筒２４の内部（空間）２４Ａとがつながっている。外筒２４の内部２４Ａは、管部材２１の内部２１Ａとつながっている。外筒２４の仮想線Ａ１に沿った方向の端部には、環状のフランジ２９が設けられている。フランジ２９は、仮想線Ａ１を中心とする径方向で外側に向けて突出されている。フランジ２９は、フランジ２２に固定されている。フランジ２９とフランジ２２とは、溶接により固定されていてもよいし、ボルトで固定されていてもよい。フランジ２９の外径は、フランジ２２の外径より大きい。連結ボルト２７、フランジ２８，２９により、連結機構３７が構成されている。仮想線Ａ１に沿った方向において、外筒２４の一部と内筒２３の一部とが、オーバーラップして配置されている。

押えプレート２５は、仮想線Ａ１を中心とする環状体であり、押えプレート２５の内径は、内筒２３の外径より大きく、かつ、外筒２４の内径より小さい。押えプレート２５は、一例として、ステンレススチール製、鉄製であり、押えプレート２５は、外筒２４の仮想線Ａ１に沿った方向の端部に固定されている。押えプレート２５は、外筒２４において、フランジ２９が設けられている箇所とは反対の端部に固定されている。押えプレート２５は、仮想線Ａ１を中心とする径方向で、内筒２３より外側に位置する。外筒２４の内周面に環状のスナップリング３０が取り付けられている。

パッキン２６は、外筒２４の内周面と、内筒２３の外周面との間に配置され、かつ、仮想線Ａ１に沿った方向で、押えプレート２５とスナップリング３０との間に配置されている。パッキン２６は、一例としてセラミックウール（セラミックファイバー）製であり、パッキン２６は、耐熱性及び耐摩耗性に優れている。パッキン２６の耐熱温度は、略１，０００℃である。パッキン２６は、断面形状が四角形または円形の線材である。つまり、セラミック製の線材が、内筒２３の外周面に螺旋状に巻かれて、パッキン２６を構成している。パッキン２６は、外筒２４の内部２４Ａと、内筒２３及び外筒２４の外部３８とを気密に隔てる密封装置である。なお、パッキン２６は、ガラス繊維製のヤーンパッキンでもよい。

フランジ２８を仮想線Ａ１に沿った方向に貫通する取り付け孔３１が設けられている。取り付け孔３１は、仮想線Ａ１を中心とする同一円周上に複数配置されている。フランジ２９を仮想線Ａ１に沿った方向に貫通する取り付け孔３２が設けられている。取り付け孔３２は、仮想線Ａ１を中心とする同一円周上に複数配置されている。連結ボルト２７は、取り付け孔３１，３２を１組として１本が挿入されており、連結ボルト２７は、複数本設けられている。

連結ボルト２７の１本毎に、ナット３３，３４，３５，３６がそれぞれ取り付けられている。ナット３３，３４が締め付けられて、ナット３３とナット３４とによりフランジ２９が挟まれている。つまり、連結ボルト２７は、フランジ２９に対して仮想線Ａ１に沿った方向に移動しないように固定されている。ナット３５，３６は、互いに押し付け合うように締め付けられている。ナット３５，３６は、連結ボルト２７に対して仮想線Ａ１に沿った方向に移動しないように配置された、いわゆるロックナットである。ナット３６は、仮想線Ａ１に沿った方向で、ナット３５とフランジ２８との間に配置されている。内筒２３は、連結ボルト２７が取り付け孔３１に挿入された状態で、仮想線Ａ１に沿った方向の所定範囲内で移動できる。所定範囲は、フランジ２８がナット３６に接触する位置から、フランジ２８が押えプレート２５に接触する位置までの範囲である。

ディーゼルエンジン１１の排気管１６Ａから排出される排気ガスは、管部材１８、一次消音機１３、管部材１９の内部１９Ａを通って図２（Ａ）に示す内筒２３の内部２３Ａに流れ込み、さらに、外筒２４の内部２４Ａを通って管部材２１の内部２１Ａへ流れ込む。このように、排気ガスは、流れ方向Ｂ１に沿って流れる。流れ方向Ｂ１は、仮想線Ａ１と平行である。排気ガスの温度は高温、例えば６００℃程度であり、排気ガスが流れる管部材は熱膨張する。例えば、管部材１９は、仮想線Ａ１に沿った方向に熱膨張する。そして、図２（Ａ）のように、フランジ２８とナット３６とが接触している状態において、管部材１９が、仮想線Ａ１に沿った方向で管部材２１に近づく向きで膨張すると、図２（Ｂ）に示すように、管部材１９と共に内筒２３が、仮想線Ａ１に沿って管部材２１に近づく向きで移動する。このようにして、フランジ２８は、ナット３６から離間される。

また、温度の低下により、内筒２３が仮想線Ａ１に沿った方向に収縮すると、図２（Ａ）のように、フランジ２８がナット３６に接触し、内筒２３が停止する。なお、温度変化により外筒２４が仮想線Ａ１に沿った方向に熱膨張または収縮した場合は、押えプレート２５がフランジ２８に接近したり離間したりできる。伸縮継手１５は、内筒２３及び外筒２４が仮想線Ａ１に沿った方向に相対的に移動した場合に、仮想線Ａ１に沿った方向の反力を受ける要素が設けられていない。例えば、管部材１９が仮想線Ａ１に沿った方向に収縮する場合に、スプリング等の弾性部材の反力を受ける要素が設けられていない。したがって、伸縮継手１５の部品点数の増加及び構造の複雑化を抑制できる。また、機器や設備に負担をかけることなく機能する。さらに、伸縮継手１５をコンパクトに、かつ、安価に製造できる。

さらに、内筒２３及び外筒２４が仮想線Ａ１に沿った方向で停止している場合、または、内筒２３及び外筒２４が仮想線Ａ１に沿った方向に相対的に移動した場合の何れにおいても、外筒２４の内部２４Ａと、外部３８とが、パッキン２６により気密にシールされる。したがって、排気ガスが外筒２４の内部２４Ａから、外部３８へ漏れることはない。そして、内筒２３及び外筒２４が仮想線Ａ１に沿った方向に相対的に移動した場合、パッキン２６と内筒２３の外周面とが擦れることに止まり、仮想線Ａ１に沿った方向の反力を受ける要素は不要である。

本実施形態で説明した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。伸縮継手１５は、伸縮継手の一例である。仮想線Ａ１は、仮想線の一例である。内部１９Ａ，２１Ａ，２４Ａは、内部の一例である。管部材１９は、第１管部材の一例である。管部材２１は、第２管部材の一例である。内筒２３は、第１補助管の一例である。外筒２４は、第２補助管の一例である。連結機構３７は、連結機構の一例である。パッキン２６は、密封装置の一例である。フランジ２８は、第１フランジの一例である。フランジ２９は、第２フランジの一例である。連結ボルト２７は、連結ボルトの一例である。外部３８は、外部の一例である。

本実施形態は、図面を用いて開示されたものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、非常用発電機１２に接続される機関は、ディーゼルエンジンに代えてガスタービンであってもよい。また、機関に接続される発電機は、非常用発電機に代えて、常用発電機であってもよい。さらに、伸縮継手は、ボイラーの排気ガスの排気系統に設けてもよいし、一般配管に設けてもよい。さらに、伸縮継手を構成する第１管部材、第２管部材、第１補助管及び第２補助管は、流体の流れ方向に対して垂直な平面内における断面形状が、円形、四角形、楕円形等のうちの何れであってもよい。さらにまた、第１管部材、第２管部材、第１補助管及び第２補助管の内部を流れる流体は、ガスまたは液体の何れであってもよい。

本開示は、流体を輸送する第１管部材と第２管部材とを接続し、かつ、第１管部材と第２管部材とを、流体の輸送方向で互いに移動できる伸縮継手として利用可能である。

１５…伸縮継手、１９…管部材、１９Ａ，２１Ａ，２４Ａ…内部、２１…管部材、２３…内筒、２４…外筒、２６…パッキン、２７…連結ボルト、２８…フランジ、２９…フランジ、３７…連結機構、３８…外部、Ａ１…仮想線

Claims

内部を流体が流れるように同軸上に配置され、かつ、それぞれの中心を表す仮想線に沿った方向に間隔をおいて配置される第１管部材及び第２管部材と、
前記第１管部材に取り付けられる第１補助管と、
前記第２管部材に取り付けられ、かつ、第２補助管と、
前記第１補助管と前記第２補助管とを前記仮想線に沿った方向に相互に移動可能に連結する連結機構と、
前記第１補助管と前記第２補助管との間に設けられ、かつ、前記第１補助管及び前記第２補助管の内部と、前記第１補助管及び前記第２補助管の外部とを流体密に隔てる密封装置と、
を有する、伸縮継手。
請求項１記載の伸縮継手において、
前記流体の流れ方向で前記第１管部材は前記第２管部材より上流に配置され、
前記第１補助管の一部は、前記第２補助管の内部に配置され、
前記密封装置は、前記第１補助管の外周面と前記第２補助管の内周面との間に配置されている、伸縮継手。
請求項２記載の伸縮継手において、
前記連結機構は、
前記第１補助管に設けられ、かつ、前記仮想線を中心とする径方向で外側に突出された第１フランジと、
前記第２補助管に設けられ、かつ、前記仮想線を中心とする径方向で外側に突出された第２フランジと、
前記第１補助管と前記第２補助管とを前記仮想線に沿った方向に相互に移動可能に連結する連結ボルトと、
を有する、伸縮継手。