JP2001304464A - 高温ガス用ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱体を長寿命化でき、断熱効果が長期間維
持され、従って信頼性が高められた高温ガス用ダクトを
提供する。 【解決手段】 高温ガス用ダクトを、外筒と、同外筒の
内側に位置する内筒と、同外筒及び内筒の間に位置し同
内筒と離間して外筒に固定された断熱体とを備え、前記
内筒と断熱体との間に空間を設けてなるように構成し
て、ダクト内を通過するガスの振動や内圧変動を内筒で
受け止め、断熱体への伝達を抑制し、空間により内筒の
半径方向への自由な伸縮を許容し、内筒が熱膨張を起こ
して拡径した場合でも内筒と断熱体との接触を回避し、
断熱体の破損を防止する。また、空間により内筒の振動
が断熱体に直接伝達することも防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガスタービ
ン、加圧流動床ボイラ、原子炉の一種である高温ガス炉
等において用いられる高温ガスが流通するダクトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高温ガス用ダクトが用いられるものとし
て、例えば発電用のガスタービンでは、高温の燃焼ガス
によってタービンが回される。燃焼ガスはその後ガスタ
ービン外に排出され、排気ダクトを通じて蒸気タービン
用排ガスボイラーに導かれ、あるいは、排気煙突から排
気される。排気ダクト内は高温ガスが通過するが、かか
る高温ガス用ダクトはダクト外への放熱を抑制する目的
で、断熱性能を有する構造とする必要がある。

【０００３】図１１は、ガスタービンからの排ガスを排
出するための従来の排気ダクト（高温ガス用ダクト）の
一部を示す軸方向に沿った断面図である。この排気ダク
トは、耐圧性能を有する筒体１０１と、断熱体１０２、
押さえ板１０３、ボルト１０４、ワッシャー１０５及び
ナット１０６等から構成されている。

【０００４】断熱体１０２はフェルト状セラミクス繊維
又はグラス繊維等からなり、押さえ板１０３によって外
周方向に押さえ込まれて筒体１０１の内周面に当接して
いる。隣接する押さえ板１０３同士は、互いの端部が重
なっている。ボルト１０４は断熱体１０２、押さえ板１
０３及びワッシャー１０５を貫通している。ボルト１０
４の一端は筒体１０１に溶接固定されており、他端には
ナット１０５が螺入されている。

【０００５】押さえ板１０３に設けられたボルト１０４
用の孔１０４ａの内径はボルト１０４の外径に比べて十
分大きく、いわゆるあそびがある状態である。従って、
押さえ板１０３は、上下のナット１０６と、上下のワッ
シャー１０５とが形成する間隙で、スライド自在となっ
ている。このスライドにより、押さえ板１０３の熱膨張
及び収縮が吸収される。排気ダクトの内部（図１１にお
いて押さえ板１０３の下方）は矢印で示すように高温ガ
スａが通過するが、排気ダクトは断熱体１０２によって
断熱され排気ダクト外への熱の移動が抑えられる。

【０００６】押さえ板１０２の寸法は特には限定されな
いが、例えば縦が１ｍ程度、横が１ｍ程度、厚みが２ｍ
ｍ程度である。また、筒体１０１の厚みは、例えば５ｍ
ｍから６ｍｍ程度である。また、断熱体１０２の厚み
は、例えば２００ｍｍ程度である。さらに、ボルト１０
４は例えばＭ１６ボルトであり、隣り合うボルト１０
４，１０４同士の間隔は、例えば３００ｍｍである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の排
気ダクト（高温ガス用ダクト）では約９０ｍ／ｓの速度
で排ガス（高温ガスａ）が通過し、その内圧は大気圧＋
７５ｈｐａ程度であるが、プラスマイナス２０ｈｐａ程
度の変動を伴い、高温ガスａの通過及び内圧変動により
断熱体１０２が劣化し、その寿命が短期間となってしま
うことがある。

【０００８】また、排気ダクトにはガスタービンで発生
する機械的振動が伝わるので、この振動によっても断熱
体１０２が劣化し、その寿命が短期間となってしまうこ
とがある。断熱体１０２が劣化すると、その断熱効果が
低下してしまうという問題があった。

【０００９】さらに、排気ダクト内を通過する排ガスは
約６５０℃と高温なので、押さえ板１０３が熱膨張し、
この熱膨張は前述のように押さえ板１０３のスライドに
よって吸収されるが、多数個設けられるボルト１０４と
押さえ板１０３との位置関係を完全に設定することは困
難であり、これが原因で押さえ板１０３が破損してしま
うことがある。

【００１０】押さえ板１０３が破損すると、断熱体１０
２が排ガス流により吹き飛ばされたり、押さえ板１０３
及び断熱体１０２が排気ダクトの内部に落下し、断熱効
果が低下するばかりか、場合によっては長時間ガスター
ビンの運転を停止して排気ダクトを修理しなければなら
なくなってしまうという問題があった。

【００１１】同様の問題は、ガスタービンプラントの排
気ダクトのみならず、加圧流動床ボイラ、高温ガス炉等
の高温ガスが通過するダクトにも見られるものであっ
た。

【００１２】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、断熱体を長寿命化でき、断熱効果が長期間
維持され、従って信頼性が高められた高温ガス用ダクト
を提供することを課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１） 本発明は、上記
の課題を解決するためになされたものであって、その第
１の手段として、外筒と、同外筒の内側に位置する内筒
と、同外筒及び内筒の間に位置し同内筒と離間して外筒
に固定された断熱体とを備え、前記内筒と断熱体との間
に空間を設けてなることを特徴とする高温ガス用ダクト
を提供するものである。

【００１４】第１の手段によれば、高温ガス用ダクト
（以下単に「ダクト」とも称す。）は断熱体の内側に内
筒を備えているので、ダクト内を通過するガスの振動や
内圧変動が内筒で受け止められ、これらの断熱体への伝
達が抑制され、また、空間が内筒の半径方向への自由な
伸縮を許容するので、内筒が熱膨張を起こして拡径した
場合でも内筒と断熱体との接触が回避され、断熱体の破
損が防止される。また、空間により内筒の振動が断熱体
に直接伝達することが防止される。

【００１５】（２） また、第２の手段としては、第１
の手段の高温ガス用ダクトにおいて、前記断熱体が袋体
と同袋体に充填された粉状断熱材とから構成され、同断
熱体が前記外筒に押しつけられることによって同外筒に
固定されてなることを特徴とする高温ガス用ダクトを提
供するものである。

【００１６】第１の手段の作用に加え、第２の手段によ
れば、断熱体は外筒に押しつけられることにより、外筒
に固定されるが、断熱体は内部が粉体であるので、ある
程度変形自在であり、外筒に押しつけられることによっ
てダクトの軸方向及び周方向に伸張しようとする。これ
によって、隣接する断熱体同士の間隙が埋められ、断熱
効果が高められる。また、断熱体はダクトが熱膨張によ
って変形した場合でもこの変形に追従するので、隣接す
る断熱同士の間に間隙が発生せず、断熱効果が維持され
る。

【００１７】（３） 第３の手段としては、第２の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記粉状断熱材が、多孔
質無機粉体であることを特徴とする高温ガス用ダクトを
提供する。

【００１８】第３の手段によれば、第２の手段の作用に
加え、好ましい粉状断熱材は多孔質無機粉体であり、こ
れによって断熱体の耐熱性が向上する。

【００１９】（４） 第４の手段としては、第２の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記袋体がシリカクロス
から形成されてなることを特徴とする高温ガス用ダクト
を提供する。

【００２０】第４の手段によれば、第２の手段の作用に
加え、好ましい袋体の材質はシリカクロスであり、これ
によっても断熱体の耐熱性が向上する。さらに、シリカ
クロスは金属材料に比べて熱を伝導しにくいので、粉状
断熱材が金属容器に充填されて断熱体を構成する場合に
比べて放熱量が低減される。。

【００２１】（５） 第５の手段としては、第１の手段
ないし第４の手段のいずれかの高温ガス用ダクトにおい
て、前記内筒が軸方向に複数の筒部に分割され、隣接す
る同筒部の間に軸方向に伸縮自在な伸縮継手が設けられ
てなることを特徴とする高温ガス用ダクトを提供する。

【００２２】第５の手段によれば、第１の手段ないし第
４の手段のいずれかの作用に加え、内筒の分割と、伸縮
継手とによって、内筒の筒部の軸方向の熱膨張が吸収さ
れる。

【００２３】（６） 第６の手段としては、第５の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記伸縮継手は、一端が
支点軸で互いに連結された節の対からなるリンクを備
え、同リンクのそれぞれの節の他端が隣接する前記筒部
にそれぞれ軸支されたものであり、前記支点軸は、前記
外筒の内周面に接合された支持具を介して同外筒に連結
されてなることを特徴とする高温ガス用ダクトを提供す
る。

【００２４】第６の手段によれば、第５の手段の作用に
加え、強度、信頼性等において好適なリンクにより内筒
の分割された筒部同士が互いに伸縮自在に連結されると
ともに、リンクを介して内筒を外筒に吊り下げられる。

【００２５】（７） 第７の手段としては、第６の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記リンクの支点軸と前
記支持具とが、前記内筒の半径方向への移動を吸収する
継手を介して連結されてなることを特徴とする高温ガス
用ダクトを提供する。

【００２６】第７の手段によれば、第６の手段の作用に
加え、リンクの支点と支持具とが継手を介して連結され
るので、継手により熱膨張等に起因する内筒の半径方向
への移動が吸収される。

【００２７】（８） 第８の手段としては、第６の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒の前記支持具が
接合された位置に対応する同外筒の外周面に保護環が設
けられてなることを特徴とする高温ガス用ダクトを提供
する。

【００２８】第８の手段によれば、第６の手段の作用に
加え、外筒のうち支持具が接合された部分には内筒によ
る荷重がかかるが、支持具の接合された位置に対応する
外筒の外周面に設けた保護環によってこの部分の強度が
向上し、内筒の荷重による外筒の破損が防止される。

【００２９】（９） 第９の手段としては、第１の手段
の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒の軸方向の端部
と、隣接する他のダクトの筒体の端部との間に、軸方向
に伸縮自在な外筒伸縮継手が設けられてなることを特徴
とする高温ガス用ダクトを提供する。

【００３０】第９の手段によれば、第１の手段の作用に
加え、内筒のみならず外筒の軸方向の熱膨張を吸収する
ことや、他の装置のダクトの筒体との接続が容易にでき
る。

【００３１】（１０） 第１０の手段としては、第９の
手段の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒伸縮継手
は、一方の支点が前記外筒に軸支され他方の支点は前記
他のダクトの筒体に軸支され、前記両支点間に中間支点
を有し、前記一方の支点と中間支点と他方の支点とが均
等に間隔を有して伸縮する複合リンクを周方向に複数備
え、且つ前記両支点および中間支点にそれぞれ取り付け
られた複数の環状板と、袋体と同袋体に充填された粉状
断熱材とからなり前記環状板の内周面に取り付けられた
断熱体と、前記外筒の軸方向の端部と隣接する他のダク
トの筒部の端部との間を覆うダイヤフラムとを備えてな
ることを特徴とする高温ガス用ダクト。

【００３２】第１０の手段によれば、第９の手段の作用
に加え、外筒伸縮継手における外筒と他のダクトの筒体
との熱膨張による相対移動は、複合リンクによって吸収
され、複合リンクのそれぞれの支点間距離は均等である
ので、相対移動の量は複数の環状板に分散され、環状板
の内周に設けられた断熱体は変形自在のため移動分膨ら
み断熱体間の間隙が生じず、断熱作用の欠落がなく、ま
た、ダイヤフラムが外筒として機能し、連続的な高温ガ
ス用ダクトを形成できる。

【００３３】（１１） 第１１の手段としては、第９の
手段または第１０の手段の高温ガス用ダクトにおいて、
前記他のダクトの筒体は、外周側に断熱体を備えた外面
保温のダクトの筒体の端部に接続して設けられた中間筒
であって、同中間筒は外周面と内周面の双方に断熱体を
備えてなることを特徴とする高温ガス用ダクトを提供す
る。

【００３４】第１１の手段によれば、第９の手段または
第１０の手段の作用に加え、内面保温の高温ガス用ダク
トを、他の装置部分や、他のダクト等における外面保温
のダクトと容易に接続できるものとすることができる。
その場合、外面保温のダクトは内外面を保温された中間
筒を介して外筒伸縮継手に接続するので、内面保温のダ
クトの外筒との熱膨張差による外筒伸縮継手への応力が
大幅に軽減する。

【００３５】（１２） 第１２の手段としては、第９の
手段または第１０の手段の高温ガス用ダクトにおいて、
前記他のダクトの筒体は、前記外筒と同じく内周側に断
熱体を備えた内面保温のダクトの外筒であることを特徴
とする高温ガス用ダクトを提供する。

【００３６】第１２の手段によれば、第９の手段または
第１０の手段の作用に加え、内面保温の高温ガス用ダク
トの外筒を、隣接する内面保温の高温ガス用ダクトの外
筒と容易に接続できるものとすることができ、内筒のみ
ならず外筒も伸縮自在に接続させた内面保温の高温ガス
用ダクトとなる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態にかかる
高温ガス用ダクトを、図１から図６にもとづき説明す
る。

【００３８】図１は、本実施の形態にかかる高温ガス用
ダクトの一部を示す軸方向に沿った断面図である。ま
た、図２は、図１中Ａ−Ａ矢視による高温ガス用ダクト
の一部を示す軸方向と垂直な方向に沿った断面図（横断
面図）である。なお、図１は、図２中Ｂ−Ｂ矢視に相当
する。

【００３９】本実施の形態の高温ガス用ダクトは、外筒
１、断熱体３及び内筒５を備え、内筒５は後述伸縮継手
７を備えている。高温ガスａは、内筒５の内側（図１に
おいて内筒５の下方）を、図１中に矢印で示される方向
に移動する。

【００４０】本実施の形態、及び後述の他の実施の形態
においては、高温ガス用ダクト全体の横断面の形状は図
２にその一部が示されるように円形であるものを例に説
明を記載し、また一般的にも円形であるものが大半であ
るが、例えば楕円形、矩形等であってもよい。また、そ
の内寸が軸方向に沿って漸次変化するものであっても良
い。

【００４１】外筒１は高温ガス用ダクトの最も外側に位
置する。外筒１は耐圧容器としても機能するので、例え
ばＳＳ材のような、耐圧性に優れた材料から構成されて
いる。外筒１の厚みは特には限定されず、通過する高温
ガスの圧力に耐えうる厚みが適宜設定される。

【００４２】断熱体３は、外筒１の内周面に当接してい
る。断熱体３は略ブロック状であり、多数個が並列され
ている。断熱体３の内筒５側には、金属保護板９が当接
している。隣接する断熱体３，３の間には、その一端が
外筒１の内周面に接合されたワイヤー１１が下ろされて
いる。ワイヤー１１の下端には、板バネ１３が取り付け
られている。

【００４３】板バネ１３によって金属保護板９は半径方
向外向き（すなわち外筒１の方向）に押しつけられてお
り、また、金属保護板９によって断熱体３が半径方向外
向きに押しつけられている。これにより、断熱体３が外
筒１に固定されている。

【００４４】なお、図示されていないが、断熱体３と金
属保護板９との間にシリカクロスが配置されてもよい。
このシリカクロスは、断熱体３のつなぎ目における断熱
効果の向上や、金属保護板９のつなぎ目における断熱体
３の袋の保護に寄与する。

【００４５】断熱体３の寸法は特には限定されないが、
例えば幅が３００ｍｍ程度、長さが１０００ｍｍ程度、
厚みが１００ｍｍ程度である。また、金属保護板９の寸
法は、例えば幅が３００ｍｍ程度、長さが３００ｍｍ程
度、厚みが０．５ｍｍ程度である。

【００４６】１つの断熱体３は、ダクトの軸方向におい
て複数個（図１においては３個）の金属保護板９が当接
している。隣り合う金属保護板９，９同士の間には間隙
が設けられており、この間隙により、金属保護板９の熱
膨張が吸収される。

【００４７】断熱体３は前述のようにワイヤー１１によ
って吊されるが、ワイヤー１１は小径であるので、伝導
する熱量が少ない。従って、図１１に示された従来の排
気ダクトのようにボルト１０４を通じて多量の熱が伝導
する、という状態がなく、ダクトからの放熱量が抑制さ
れる。また、ワイヤー１１による取り付けなので、従来
のボルト、ナットによる取り付けのように緩み対策を考
慮する必要がなく作業効率が向上する。

【００４８】図３は内筒５の全体側面図であり、図３に
示すように、内筒５は、フレーム１５とパネル１７とを
備えており、パネル１７はリベット１９によってフレー
ム１５に固定されている。フレーム１５はダクトの軸方
向、周方向等に張り渡されている。また、内筒５は、複
数の筒部２１に分割されている。そして、各筒部２１の
端部にはフランジ２３が形成されており、隣接する筒部
２１のフランジ２３，２３同士は所定間隔を隔てて対向
している。

【００４９】なお、図３に示されるように、内筒５は、
その軸方向が水平方向である筒部２１と、その軸方向が
水平に対して傾斜している筒部２１とが組み合わされて
構成されることもある。また、図３においてフレーム１
５の配置はいわば模式的に示されているが、実際の内筒
５では、隣り合うフレーム１５，１５の間隔は例えば５
００ｍｍ程度であるので、図３に示された状態よりも多
くのフレーム１５が設けられる。

【００５０】図１から図３に示すように、本実施の形態
の高温ガス用ダクトでは、内筒５の内側が高温ガスａの
流路を形成する。従って、高温ガスａの衝撃や内圧変動
が内筒５で受け止められ、これらの断熱体３への伝達が
抑制される。よって、断熱体３の劣化が防止される。ま
た、内筒５と断熱体３とが離間しており、内筒５と断熱
体３との間に空間１０が存在する。空間１０により、内
筒５が熱膨張で拡径した場合の内筒５と断熱体３との接
触が回避され、断熱体３の破損が防止される。さらに、
空間１０により内筒５の振動が断熱体３に直接伝達する
ことが防止される。

【００５１】図４は、図１から図３の高温ガス用ダクト
の断熱体３を示す一部を切欠いた斜視図である。断熱体
３は、略ブロック状の袋体２５と、袋体２５に充填され
た粉状断熱材２７とから構成されている。このような構
成とされることにより、断熱体３は荷重によってある程
度変形自在となる。

【００５２】断熱体３は図１及び図２に示されるように
板バネ１３及び金属保護板９によって外筒１に押しつけ
られると、扁平化する。これにより、隣接する断熱体
３，３同士の間隙が埋められ、断熱効果が高められる。
また、断熱体３は変形自在であるので、ダクトが熱膨張
によって変形した場合でもこの変形に追従する。

【００５３】従って、本実施の形態の断熱体３によれ
ば、隣接する断熱体３，３同士の間に間隙が生じず、断
熱効果が維持される構造が容易に得られる。

【００５４】また、粉状断熱材２７は、好ましくは多孔
質無機粉体であり、これによって断熱体３の耐熱性が向
上する。

【００５５】袋体２５は、織布及び不織布を含む布から
構成されている。好適な布としては、例えばガラスクロ
スが挙げられ、なかでも耐熱性に優れるという理由から
石英ガラスからなるシリカクロスが好ましい。粉状断熱
材２７の漏出防止の観点から、布が複数枚重ね合わされ
て、例えば二重構造の、袋体２５が構成されるのが好ま
しい。

【００５６】なお、本実施の形態では、袋体２５と粉状
断熱材２７とから断熱体３が構成されるが、断熱体３は
これに限らず粉状断熱材がパネル状に成形固化されたも
のであっても断熱体３間の間隙を生じないように外筒１
の内周面に取り付けられるものであれば同様に用い得
る。しかし上述のように本実施の形態であれば、より好
ましく容易に断熱効果を奏するものとなる。

【００５７】図５は、図１中Ｃ部にあたる伸縮継手７の
近傍を示す拡大断面図である。図５では、内筒５とし
て、左側筒部２１ａと右側筒部２１ｂとが示されてい
る。左側筒部２１ａの右端にはフランジ２３ａが形成さ
れている。同様に、右側筒部２１ｂの左端にもフランジ
２３ｂが形成されている。左側筒部２１ａのパネル１７
ａの右端と右側筒部２１ｂのパネル１７ｂの左端とは離
間している。

【００５８】左側筒部２１ａのパネル１７ａと右側筒部
２１ｂのパネル１７ｂとには、上下一対のスライド板２
９とスペーサー板３１とからなるスライドパネル３３が
架け渡されている。スライドパネル３３により、内筒５
の気密性が向上し、左側のパネル１７ａと右側のパネル
１７ｂとの間からの高温ガスａの出入りが抑制される。

【００５９】左側のフランジ２３ａと右側のフランジ２
３ｂとの間には、後述のリンク３５が設けられている。
リンク３５とスライドパネル３３とは、伸縮継手７を構
成しており、伸縮継手７により、内筒５の軸方向の熱膨
張が吸収される。

【００６０】図６は、図５中Ｄ−Ｄ矢視によるリンク３
５の近傍を示す平面図である。図５及び図６に示される
ように、リンク３５は左側の節３７ａを２個と、右側の
節３７ｂを２個備えている。すなわち、リンク３５は、
２対の節３７を備えている。それぞれの節３７の一端
は、支点軸３９で互いに軸支されている。左側の節３７
ａの他端は、左側のＬ字状部材４１ａに軸支されてお
り、Ｌ字状部材４１ａは左側のフランジ２３ａに接合さ
れている。同様に、右側の節３７ｂの他端は、右側のＬ
字状部材４１ｂに軸支されており、Ｌ字状部材４１ｂは
右側のフランジ２３ｂに接合されている。

【００６１】以上のように、リンク３５を介して、左側
の筒部２１ａと右側の筒部２１ｂとが連結されているの
で、内筒５の伸縮・膨張時には、支点軸３９における両
側の節３７の角度が変化する。このリンク３５は伸縮継
手７の構成部材の一つであり強度、信頼性等に優れたも
のである。なお、強度向上の観点から、節は二対以上設
けるのが好ましい。

【００６２】図５に示されるように、外筒１の内周面の
うち伸縮継手７の外側に対応する部分には、支持具４３
が接合されている。支持具４３は、例えば鋼等により作
られている。図５には示されていないが、図２に示すよ
うに、支持具４３には、継手としての板バネ４５の一端
が接合されている。そして、板バネ４５の他端は、リン
ク３５の支点軸３９と接合されている。

【００６３】すなわち、リンク３５、板バネ４５及び支
持具４３を介して、内筒５が外筒１の内周面に固定され
ており、板バネ４５により、内筒５の半径方向への伸縮
（すなわち拡径と縮径）が吸収される。このような固定
は、ダクトの円周方向に沿って所定間隔を隔てた複数箇
所においてなされる。これにより、外筒１の内部におけ
る内筒５の位置の安定が達成される。

【００６４】支持具４３は、図５に示されるように湾曲
し蛇行する断面を有している。これにより支持具４３の
実質的な全長が大きくなり、支持具４３を介したダクト
外への放熱が抑制される。また、支持具４３は、グラス
クロス又はシリカクロスからなる袋体４６に充填された
フェルト状のセラミクス断熱材４７が配されており、こ
れによってもダクト外への放熱が抑制される。

【００６５】図７にもとづき本発明の実施の第２形態に
係る高温ガス用ダクトを説明する。図７は、本実施の形
態にかかる高温ガス用ダクトの一部を示す軸方向と垂直
な方向に沿った断面図である。

【００６６】本実施の形態の高温ガス用ダクトの外筒
１、内筒５、断熱体３等の構成は、図１から図６に示さ
れた実施の第１形態の高温ガス用ダクトのものと同じで
あり、同じ部分については、図７においても同符号を付
けて説明を省略し、以下、本実施の形態において異なる
点を中心に説明する。また、このことは、後述の他の実
施の形態において同様とする。

【００６７】前述の実施の第１形態の高温ガス用ダクト
においては、リンク３５と支持具４３との継手として板
バネ４５が用いられていたが、図７に示された本実施の
形態の高温ガス用ダクトでは、板バネ４５に代えていわ
ゆる吊り継手４９が用いられている。

【００６８】吊り継手４９は、２個のＵ字状部材５１を
備え、一方のＵ字状部材５１は支持具４３に接合されて
おり、他方のＵ字状部材５１はリンク３５に接合されて
いる。それぞれのＵ字状部材５１の内側には、円柱状の
横バー５３が通されており、２個の横バー５３は、連結
バー５５によって連結されている。

【００６９】Ｕ字状部材５１の内寸は横バー５３の外径
に比して十分大きいので、横バー５３はＵ字状部材５１
の中である程度回転自在であり、またある程度移動自在
である。この回転及び移動により、内筒５の半径方向へ
の伸縮が吸収される。

【００７０】なお、この図７では省略されているが、リ
ンク３５は図１から図６に示された実施の第１形態の高
温ガス用ダクトと同様に、内筒５に連結されている。

【００７１】図８にもとづき本発明の実施の第３形態に
係る高温ガス用ダクトを説明する。図８は、本実施の形
態にかかる高温ガス用ダクトの一部を示す軸方向に沿っ
た断面図である。

【００７２】本実施の形態の高温ガス用ダクトの外筒
１、内筒５、断熱体３等の構成は、図１から図６に示さ
れた実施の第１形態の高温ガス用ダクトのものと同じで
ある。

【００７３】本実施の形態においては、図８に示すよう
に、高温ガス用ダクトの外筒１の外周面にリブ状に保護
環５７が設けられている。この保護環５７は、例えば溶
接等の手段によって外筒１に固定されている。保護環５
７は、その裏側に支持具４３が接合されている位置に対
応して設けられている。この部分の外筒１には支持具４
３を介して内筒５の荷重がかかるが、保護環５７により
外筒１の強度が向上するので、外筒１の破損が防止され
る。

【００７４】図９にもとづき本発明の実施の第４形態に
係る高温ガス用ダクトを説明する。図９は、本実施の形
態にかかる高温ガス用ダクトの外筒伸縮継手を設けた部
分を示す軸方向に沿った断面図である。

【００７５】本実施の形態においては、筒体６１ａの外
周面に断熱体３を備えて外面保温がなされたダクト（以
下、「外面保温のダクト」という）６１と、外筒１の内
周面に断熱体３を備えて内面保温がなされたダクト（以
下、「内面保温のダクト」という）６２との連結部分
に、外筒伸縮継手６０が用いられている。

【００７６】内面保温のダクト６２の外筒１、内筒５、
断熱体３等の構成は、図１から図６に示された実施の第
１形態の高温ガス用ダクトのものと基本的には同一であ
るが、図９においてその左端に外面保温のダクト６１と
連結するための外筒伸縮継手６０を取付ける構造を有し
ている。

【００７７】外面保温のダクト６１の右端には、筒体６
１ｃに接続する中間筒６３が設けられており、中間筒６
３は内面保温のダクト６２の外筒１と同一径、形状に拡
大され、その外周面と内周面の双方に断熱体３を備え、
その内面及び外面が保温されている。

【００７８】高温ガスａが通過している状態では、中間
筒６３の左端近傍は高温であるが、内面の保温の効果に
よって右端に近づくほどその温度は低下し、中間筒６３
の右端近傍ではほぼ常温である。したがって、内面保温
のダクト６２の外筒１と熱膨張差が少なく、熱膨張差に
起因する外筒伸縮継手６０への応力は激減する。

【００７９】外筒伸縮継手６０は、図９において外面保
温のダクト６１の右端（すなわち中間筒６３の右端）に
設けられたフランジ６１ａと、内面保温のダクト６２の
左端（すなわち外筒１の左端）に設けられたフランジ６
２ａとの間に、複数の複合リンク７０を備えている。

【００８０】図１０は、図９中Ｅ−Ｅ矢視による複合リ
ンク７０の平面図である。図１０に示すように、複合リ
ンク７０の一方の支点７１は外面保温のダクト６１のフ
ランジ６１ａに取り付けられたブラケット６１ｂに軸支
され、他方の支点７２は内面保温のダクト６２のフラン
ジ６２ａに取り付けられたブラケット６２ｂに軸支さ
れ、一方の支点７１と他方の支点７２との間には中間支
点７３がある。

【００８１】複合リンク７０においては、一方の支点７
１と、中間支点７３と、他方の支点７２とが、リンク構
成によって均等に間隔を有しつつ伸縮するものとなって
いる。

【００８２】また、複合リンク７０の両支点７１、７２
及び中間支点７３のそれぞれには、外筒１と同心で環状
の金属製の環状板７４が固定されている。それぞれの環
状板７５の内周面には、図４に示した断熱体３と同様
の、袋体に粉状断熱材が充填された断熱体３’が設けら
れている。

【００８３】断熱体３’は、環状板７４の内周面に沿っ
て円弧状に配置されている。すなわち、断熱体３’は外
筒伸縮継手６０の円周方向に長い形状であり、円弧状の
断熱体３’が連続することにより全体形状としてリング
状の断熱構造が形成されている。

【００８４】断熱体３’の内側には、金属保護板９’が
当接している。金属保護板９’は、図示されない板バネ
等の手段により、外向きに押しつけられている。このた
め、断熱体３’も金属保護板９’によって外向きに押し
つけられ、環状板７４に固定されている。押しつけによ
り断熱体３’は扁平化し、これにより、周方向のみなら
ず軸方向に隣接する断熱体３’，３’同士の間隙が埋め
られ軸方向にも連続した断熱構造となり、断熱効果が高
められる。

【００８５】また、内面保温のダクト６２の内筒５は、
外筒伸縮継手６０、及び中間筒６３の内周側まで延在
し、適宜なシールと伸縮機能を有する、例えばスライド
パネルの組合せのような接続部７６を介して、外面保温
のダクト６１の筒体６１ａと接続している。

【００８６】内筒５の外周側は、外筒伸縮継手６０の断
熱体３’および中間筒６３内周側の断熱体３と離間して
おり、空間１０が形成されている。

【００８７】熱膨張による外面保温のダクト６１と内面
保温のダクト６２との相対移動は、複合リンク７０によ
って吸収される。複合リンク７０のそれぞれの支点間距
離は均等であるので、相対移動の量は複合リンク７０の
内側に設けられたそれぞれの断熱体３’に分散されて個
々の断熱体３’間の移動量は小さくなる。断熱体３’は
前述のように変形自在であるため、相対移動によっても
移動分膨らむので隣接する断熱体３’，３’同士の間に
間隙が生じず、断熱作用の欠落がない。

【００８８】また、外筒伸縮継手６０においては、ダイ
ヤフラム７７が外周側を覆うように設けられており、ダ
イヤフラム７７が外筒として機能し、連続的な高温ガス
用ダクトを形成できる。

【００８９】ガスの衝撃や内圧変動は、内筒５で受け止
められ、さらに空間１０が介在するため、これらの断熱
体３’への伝達が抑制され、また空間１０により内筒５
の圧力、熱膨張等による半径方向への伸縮は許容され、
断熱体３’の劣化、破損が防止される。

【００９０】外面保温のダクト６１は、高温ガス用ダク
トと接続する他の装置部分や、他のダクト部分に用いら
れる場合があるが、以上説明したように、外筒伸縮継手
６０を設けたことにより、内面保温の高温ガス用ダクト
６２とかかる外面保温のダクト６１とを容易に接続でき
るようになる。また、外面保温のダクト６１はその端部
に設けた中間筒６３を介して外筒伸縮継手６０に接続
し、中間筒６３はその内周面と外周面の双方に断熱体３
を備え、内外面が保温されているため、内面保温のダク
ト６２の外筒１との熱膨張差が少なく、熱膨張差による
外筒伸縮継手６０への応力を激減することができる。

【００９１】なお、図９では、外筒伸縮継手６０を外面
保温のダクト６１と内面保温のダクト６２との連結部分
に用いたものが示されているが、これと同構成の外筒伸
縮継手６０を内面保温のダクト６２同士の連結部分に用
いることもできる。

【００９２】すなわち、図９において左側の外面保温の
ダクト６１に代えて内面保温のダクト６２の左右反転し
たものを置き、右側の内面保温のダクト６２と対峙させ
て、互いに連結する構造が可能である。これにより、内
筒５だけでなく、内面保温のダクト６２の外筒１を、隣
接する内面保温のダクトの外筒と容易に接続できるもの
とすることができ、内筒５のみならず外筒１も伸縮自在
に接続させた内面保温の高温ガス用ダクトが得られる。

【００９３】以上本発明の実施の形態を説明したが、上
記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲
内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことは言
うまでもない。

【００９４】

【発明の効果】（１） 以上のように、請求項１の発明
によれば、高温ガス用ダクトを、外筒と、同外筒の内側
に位置する内筒と、同外筒及び内筒の間に位置し同内筒
と離間して外筒に固定された断熱体とを備え、前記内筒
と断熱体との間に空間を設けてなるように構成したの
で、高温ガス用ダクトは断熱体の内側に内筒を備えてい
るため、ダクト内を通過するガスの振動や内圧変動が内
筒で受け止められ、これらの断熱体への伝達が抑制され
る。また、空間が内筒の半径方向への自由な伸縮を許容
するので、内筒が熱膨張を起こして拡径した場合でも内
筒と断熱体との接触が回避され、断熱体の破損が防止さ
れる。また、空間により内筒の振動が断熱体に直接伝達
することが防止される。

【００９５】（２） また、請求項２の発明によれば、
請求項１に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記断熱
体が袋体と同袋体に充填された粉状断熱材とから構成さ
れ、同断熱体が前記外筒に押しつけられることによって
同外筒に固定されてなるように構成したので、請求項１
の発明の効果に加え、断熱体は外筒に押しつけられるこ
とにより、外筒に固定されるが、断熱体は内部が粉体で
あるため、ある程度変形自在であり、外筒に押しつけら
れることによってダクトの軸方向及び周方向に伸張しよ
うとする。これによって、隣接する断熱体同士の間隙が
埋められ、断熱効果が高められる。また、断熱体はダク
トが熱膨張によって変形した場合でもこの変形に追従す
るので、隣接する断熱体との間に間隙が発生せず、断熱
効果が維持される。

【００９６】（３） 請求項３の発明によれば、請求項
２に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記粉状断熱材
が、多孔質無機粉体であるように構成したので、請求項
２の発明の効果に加え、好ましい粉状断熱材は多孔質無
機粉体であり、これによって断熱体の耐熱性が向上す
る。

【００９７】（４） 請求項４の発明によれば、請求項
２に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記袋体がシリ
カクロスから形成されてなるように構成したので、請求
項２の発明の効果に加え、好ましい袋体の材質はシリカ
クロスであり、これによっても断熱体の耐熱性が向上す
る。さらに、シリカクロスは金属材料に比べて熱を伝導
しにくいので、粉状断熱材が金属容器に充填されて断熱
体を構成する場合に比べて放熱量が低減される。

【００９８】（５） 請求項５の発明のよれば、請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載された高温ガス用ダ
クトにおいて、前記内筒が軸方向に複数の筒部に分割さ
れ、隣接する同筒部の間に軸方向に伸縮自在な伸縮継手
が設けられてなるように構成したので、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明の効果に加え、内筒の分割
と、伸縮継手とによって、内筒の筒部の軸方向の熱膨張
が吸収される。

【００９９】（６） 請求項６の発明によれば、請求項
５に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記伸縮継手
は、一端が支点軸で互いに連結された節の対からなるリ
ンクを備え、同リンクのそれぞれの節の他端が隣接する
前記筒部にそれぞれ軸支されたものであり、前記支点軸
は、前記外筒の内周面に接合された支持具を介して同外
筒に連結されてなるように構成したので、請求項５の発
明の効果に加え、強度、信頼性等において好適なリンク
により内筒の分割された筒部同士が互いに伸縮自在に連
結されるとともに、リンクを介して内筒を外筒に吊り下
げることができる。

【０１００】（７） 請求項７の発明によれば、請求項
６に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記リンクの支
点軸と前記支持具とが、前記内筒の半径方向への移動を
吸収する継手を介して連結されてなるように構成したの
で、請求項６の発明の効果に加え、リンクの支点と支持
具とが継手を介して連結されるので、継手により熱膨張
等に起因する内筒の半径方向への移動が吸収される。

【０１０１】（８） 請求項８の発明によれば、請求項
６に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒の前記
支持具が接合された位置に対応する同外筒の外周面に保
護環が設けられてなるように構成したので、請求項６の
発明の効果に加え、外筒のうち支持具が接合された部分
には内筒による荷重がかかるが、支持具の接合された位
置に対応する外筒の外周面に設けた保護環によってこの
部分の強度が向上し、内筒の荷重による外筒の破損が防
止される。

【０１０２】（９） 請求項９の発明によれば、請求項
１に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒の軸方
向の端部と、隣接する他のダクトの筒体の端部との間
に、軸方向に伸縮自在な外筒伸縮継手が設けられてなる
ように構成したので、請求項１の発明の効果に加え、内
筒のみならず外筒の軸方向の熱膨張を吸収することや、
他の装置のダクトの筒体との接続が容易にできる。

【０１０３】（１０） 請求項１０の発明によれば、請
求項９に記載の高温ガス用ダクトにおいて、前記外筒伸
縮継手は、一方の支点が前記外筒に軸支され他方の支点
は前記他のダクトの筒体に軸支され、前記両支点間に中
間支点を有し、前記一方の支点と中間支点と他方の支点
とが均等に間隔を有して伸縮する複合リンクを周方向に
複数備え、且つ前記両支点および中間支点にそれぞれ取
り付けられた環状板と、袋体と同袋体に充填された粉状
断熱材とからなり前記環状板の内周面に取り付けられた
断熱体と、前記外筒の軸方向の端部と隣接する他のダク
トの筒部の端部との間を覆うダイヤフラムとを備えてな
るように構成したので、請求項９の発明の効果に加え、
外筒伸縮継手における外筒と他のダクトの筒体との熱膨
張による相対移動は、複合リンクによって吸収され、複
合リンクのそれぞれの支点間距離は均等であるので、相
対移動の量は複数の環状板に分散され、環状板の内周に
設けられた断熱体は変形自在のため移動分膨らみ断熱体
間の間隙が生じず、断熱作用の欠落がなく、また、ダイ
ヤフラムが外筒として機能し、連続的な高温ガス用ダク
トを形成できる。

【０１０４】（１１） 請求項１１の発明によれば、請
求項９または請求項１０に記載の高温ガス用ダクトにお
いて、前記他のダクトの筒体は、外周側に断熱体を備え
た外面保温のダクトの筒体の端部に接続して設けられた
中間筒であって、同中間筒は外周面と内周面の双方に断
熱体を備えてなるように構成したので、請求項９または
請求項１０の発明の効果に加え、内面保温の高温ガス用
ダクトを、他の装置部分や、他のダクト等における外面
保温のダクトと容易に接続できるものとすることができ
る。その場合、外面保温のダクトは内外面を保温された
中間筒を介して外筒伸縮継手に接続するので、内面保温
のダクトの外筒との熱膨張差による外筒伸縮継手への応
力を大幅に軽減することができる。

【０１０５】（１２） 請求項１２の発明によれば、請
求項９または請求項１０に記載の高温ガス用ダクトにお
いて、前記他のダクトの筒体は、前記外筒と同じく内周
側に断熱体を備えた内面保温のダクトの外筒であるよう
に構成したので、請求項９または請求項１０の発明の効
果に加え、内面保温の高温ガス用ダクトの外筒を、隣接
する内面保温の高温ガス用ダクトの外筒と容易に接続で
きるものとすることができ、内筒のみならず外筒も伸縮
自在に接続させた内面保温の高温ガス用ダクトが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る高温ガス用ダク
トの一部を示す軸方向に沿った断面図である。

【図２】図１中Ａ−Ａ矢視による断面図である。

【図３】実施の第１形態における内筒の全体側面図であ
る。

【図４】実施の第１形態における断熱体の一部を切欠い
た斜視図である。

【図５】図１中Ｃ部の拡大断面図である。

【図６】図５中Ｄ−Ｄ矢視によるリンク近傍の平面図で
ある。

【図７】本発明の実施の第２形態に係る高温ガス用ダク
トの一部を示す軸方向に垂直な方向に沿った断面図であ
る。

【図８】本発明の実施の第３形態に係る高温ガス用ダク
トの一部を示す軸方向に沿った断面図である。

【図９】本発明の実施の第４形態に係る高温ガス用ダク
トの外筒伸縮継手を設けた部分を示す軸方向に沿った断
面図である。

【図１０】図９中Ｅ−Ｅ矢視による複合リンクの平面図
である。

【図１１】従来の排気ダクトの一部を示す軸方向に沿っ
た断面図である。

【符号の説明】

１ 外筒 ３、３’ 断熱体 ５ 内筒 ７ 伸縮継手 ９、９’ 金属保護板 １１ ワイヤー １３ 板バネ １５ フレーム １７、１７ａ、１７ｂ パネル １９ リベット ２１、２１ａ、２１ｂ 筒部 ２３、２３ａ、２３ｂ フランジ ２５ 袋体 ２７ 粉状断熱材 ２９ スライド板 ３１ スペーサー板 ３３ スライドパネル ３５ リンク ３７，３７ａ，３７ｂ 節 ３９ 支点軸 ４１ａ，４１ｂ Ｌ字状部材 ４３ 支持具 ４５ 板バネ ４６ 袋体 ４７ セラミクス断熱材 ４９ 吊り継手 ５１ Ｕ字状部材 ５３ 横バー ５５ 連結バー ５７ 保護環 ６０ 外筒伸縮継手 ６１ 外面保温のダクト ６１ａ フランジ ６１ｂ ブラケット ６１ｃ 筒体 ６２ 内面保温のダクト ６２ａ フランジ ６２ｂ ブラケット ６３ 中間筒 ７０ 複合リンク ７１、７２ 支点 ７３ 中間支点 ７４ 環状板 ７５ ダイヤフラム ７６ 接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｌ 27/12 Ｆ１６Ｌ 59/10 59/04 59/14 59/10 3/20 Ｅ 59/14 Ｆターム(参考） 3H023 AA05 AB07 AC45 AC64 3H036 AA01 AB23 AC01 AE04 AE07 AE13 3H104 JA08 JB02 JC04 JC08 JD02 LB28 LD03 LF11 LG03 MA06 MA08 3H111 AA01 BA03 BA18 BA37 CB21 CB27 DA15 DA26 DB11 DB19 DB22

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と、同外筒の内側に位置する内筒
   と、同外筒及び内筒の間に位置し同内筒と離間して外筒
   に固定された断熱体とを備え、前記内筒と断熱体との間
   に空間を設けてなることを特徴とする高温ガス用ダク
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記断熱体が袋体と同袋体に充填された粉状断熱
   体とから構成され、同断熱体が前記外筒に押しつけられ
   ることによって同外筒に固定されてなることを特徴とす
   る高温ガス用ダクト。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記粉状断熱材が、多孔質無機粉体であることを
   特徴とする高温ガス用ダクト。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記袋体がシリカクロスから形成されてなること
   を特徴とする高温ガス用ダクト。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の高温ガス用ダクトにおいて、前記内筒が軸方向に複
   数の筒部に分割され、隣接する同筒部の間に軸方向に伸
   縮自在な伸縮継手が設けられてなることを特徴とする高
   温ガス用ダクト。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記伸縮継手は、一端が支点軸で互いに連結され
   た節の対からなるリンクを備え、同リンクのそれぞれの
   節の他端が隣接する前記筒部にそれぞれ軸支されたもの
   であり、前記支点軸は、前記外筒の内周面に接合された
   支持具を介して同外筒に連結されてなることを特徴とす
   る高温ガス用ダクト。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記リンクの支点軸と前記支持具とが、前記内筒
   の半径方向への移動を吸収する継手を介して連結されて
   なることを特徴とする高温ガス用ダクト。
8. 【請求項８】 請求項６記載の高温ガス用ダクトにおい
   て、前記外筒の前記支持具が接合された位置に対応する
   同外筒の外周面に保護環が設けられてなることを特徴と
   する高温ガス用ダクト
9. 【請求項９】 請求項１に記載の高温ガス用ダクトにお
   いて、前記外筒の軸方向の端部と、隣接する他のダクト
   の筒体の端部との間に、軸方向に伸縮自在な外筒伸縮継
   手が設けられてなることを特徴とする高温ガス用ダク
   ト。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の高温ガス用ダクトに
    おいて、前記外筒伸縮継手は、一方の支点が前記外筒に
    軸支され他方の支点は前記他のダクトの筒体に軸支さ
    れ、前記両支点間に中間支点を有し、前記一方の支点と
    中間支点と他方の支点とが均等に間隔を有して伸縮する
    複合リンクを周方向に複数備え、且つ前記両支点および
    中間支点にそれぞれ取り付けられた複数の環状板と、袋
    体と同袋体に充填された粉状断熱材とからなり前記環状
    板の内周面に取り付けられた断熱体と、前記外筒の軸方
    向の端部と隣接する他のダクトの筒部の端部との間を覆
    うダイヤフラムとを備えてなることを特徴とする高温ガ
    ス用ダクト。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０に記載の高
    温ガス用ダクトにおいて、前記他のダクトの筒体は、外
    周側に断熱体を備えた外面保温のダクトの筒体の端部に
    接続して設けられた中間筒であって、同中間筒は外周面
    と内周面の双方に断熱体を備えてなることを特徴とする
    高温ガス用ダクト。
12. 【請求項１２】 請求項９または請求項１０に記載の高
    温ガス用ダクトにおいて、前記他のダクトの筒体は、前
    記外筒と同じく内周側に断熱体を備えた内面保温のダク
    トの外筒であることを特徴とする高温ガス用ダクト。