JP3237586U - 伸縮継手 - Google Patents
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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。
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。
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 (3)
- 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。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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JP2022000950U Active JP3237586U (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 伸縮継手 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3237586U (ja) |
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2022
- 2022-03-28 JP JP2022000950U patent/JP3237586U/ja active Active
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