JPH10132148A - 二重管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内管と外管とを同軸に配置した二重管におい
て、熱膨張に起因した内管及び外管に対する応力を緩和
する。 【解決手段】 内管３の外周面に面接触するように配置
されたメッシュばね材よりなる防振部材１１と、防振部
材１１の内管当接面１１ａ近傍部分を除いた部分を一体
的に被覆し且つ外管５の内周面に当接する受圧部材１２
と、受圧部材１２の管径方向への変位を許容し且つ管周
方向及び管軸方向への変位を拘束する案内部材１３とを
備え、内管３と外管５との間に径方向への相対的な変位
が生じると、防振部材１１が撓んで内管３及び外管５に
対する応力を緩和し、撓みに抗する防振部材１１の復元
力によって、内管３と外管５との径方向への相対的な変
位を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温の流体を送給
する手段として提案されている二重管に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図６から図８は高温ガス炉の炉心を冷却
することにより昇温された一次ヘリウムにより中間熱交
換器を介して昇温された二次ヘリウムガスを、熱利用系
へ送給し、熱利用系により温度が低下した二次ヘリウム
ガスを中間熱交換器に送給する手段として提案されてい
る二重管の一例を示すものである。

【０００３】この二重管は、薄肉管状のライナ１を断熱
材２を介して同軸に内装する内管３と、該内管３との間
に中間熱交換器へガスを送給するガス流路４が形成され
るように内管３を周方向に取り囲む外管５とを有してい
る。

【０００４】ライナ１の内方には、中間熱交換器から熱
利用系へ送給されるべき熱交換前の二次ヘリウムガスが
流通し、また、内管３と外管５との間のガス流路４に
は、熱利用系から中間熱交換器へ送給されるべき熱交換
後の二次ヘリウムガスが流通するようになっている。

【０００５】前記の外管５の中間部分の所定箇所には、
クランプ６が外嵌されており、該クランプ６と外管５の
近傍に位置する固定構造物（図示せず）とを相互に連結
するスナッパー７によって、外管５の径方向の振れが減
衰されるようになっている。

【０００６】更に、内管３の中間部分の所定箇所には、
外管５の内周面に対して間隙が形成されるようにスペー
サ８が固着されており、該スペーサ８によって、内管３
の径方向の振れが抑制されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな内管３と外管５とにより構成される二重管では、内
管３と外管５との間のガス流路４を流通する二次ヘリウ
ムガスの温度よりも、内管３の内方を流通する二次ヘリ
ウムガスの温度の方が高いので、外管５に比べて内管３
の方に、より大きな熱膨張が生じる。

【０００８】また、図８に示すように、内管３と外管５
とによって構成される２本の二重管の端部を、内部エル
ボ部材３ａと外部エルボ部材５ａとにより構成される二
重管エルボを介して接続した場合に、スペーサ８に対す
る二重管と二重管エルボとの接続部９の間隔が短いと、
内管３に熱膨張が生じた際にスペーサ８が外管５に干渉
して該内管３の変位が抑制され、内管３、外管５に過大
な応力が作用することになる。

【０００９】このため、中間熱交換器と熱利用系との間
で二次ヘリウムガスの授受を行なう手段に適用される二
重管においては、上述したようなスペーサ８に対して二
重管と二重管エルボとの接続部９が充分な間隔を隔てる
ように、二重管の引き回しを長くする必要がある。

【００１０】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、熱変形に起因した内管及び外管に対する応力を緩和
できる二重管を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した二重管では、内管に外
管を同軸に遊嵌した二重管において、内管の外周面に面
接触するように配置されたメッシュばね材よりなる防振
部材と、該防振部材の内管当接面近傍部分を除いた部分
を一体的に被覆し且つ外管の内周面に当接する受圧部材
と、該受圧部材の管径方向への変位を許容し且つ管周方
向及び管軸方向への変位を拘束する案内部材とを備えて
いる。

【００１２】本発明の請求項２に記載した二重管では、
内管に外管を同軸に遊嵌した二重管において、内管の外
周面と外管の内周面とに面接触し得る環状に形成され且
つ部材軸方向に貫通する流体流通孔を具備したメッシュ
ばね材よりなる防振部材を備え、該防振部材を内縁部が
内管に外接し且つ外縁部が外管に内接するように配置し
ている。

【００１３】本発明の請求項１に記載した二重管におい
ては、内管と外管との間に径方向への相対的な変位が生
じると、内管の外周面と外管の内周面とが接近しようと
する箇所に配置されている防振具の防振部材が撓んで内
管及び外管に対する応力を緩和し、撓みに抗する防振部
材の復元力によって、内管と外管との径方向への相対的
な変位を抑制する。

【００１４】また、内管と外管との間に管軸方向への伸
張の相違や管周方向への捩れが生じると、受圧部材が外
管の内周面を摺動して、内管と外管との管軸方向及び管
周方向への相対的な変位を許容する。

【００１５】本発明の請求項２に記載した二重管におい
ては、内管と外管の間に径方向への相対的な変位が生じ
ると、防振部材において、内管の外周面と外管の内周面
とが接近しようとする箇所に位置する部分が撓んで内管
及び外管に対する応力を緩和し、撓みに抗する防振部材
の復元力によって、内管と外管との径方向への相対的な
変位を抑制する。

【００１６】また、内管と外管との間に管軸方向への伸
張の相違や管周方向への捩れが生じると、防振部材の内
縁部、外縁部が内管の外周面、外管の内周面に対して摺
動し、内管と外管との管軸方向及び管周方向への相対的
な変位を許容する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１８】図１から図３は本発明の二重管の実施の形
態の第１の例を示すものであり、図中、図６から図８と
同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【００１９】図１及び図２に示す二重管は、内管３と、
外管５と、複数個の防振具１０とによって構成されてい
る。

【００２０】防振具１０は、図３に示すように、内管３
の外周面に面接触し得るように形成された内管当接面１
１ａを有する平角型のメッシュばね材よりなる防振部材
１１と、該防振部材１１の内管当接面１１ａの近傍部分
を除いた部分を一体的に被覆し且つ閉塞側の端面１２ａ
が外管５の内周面に当接し得るような外形を有する角キ
ャップ型の受圧部材１２と、該受圧部材１２の側方四周
を摺動可能にとり囲み且つ一端を内管３の外周面に固着
し得るよう角型中空状に形成された案内部材１３とによ
り構成されている。

【００２１】上記の防振部材１１に用いられるメッシュ
ばね材は、引張強さの高いステンレス鋼等の細線材（素
線）をメリヤス状に編み、扁平に波付け加工した後、所
定の形状・密度となるように金型内で圧縮成形した弾性
体である。

【００２２】図１から図３に示す二重管では、内管３の
外周面に周方向に所定の等間隔を隔てて複数個の案内部
材１３を配置・固着し、該案内部材１３の内部に、受圧
部材１２により被覆された防振部材１１を、内管当接面
１１ａが内管３の外周面に面接触するように挿入し、受
圧部材１２を案内部材１３に対して外管５の径方向へ摺
動し得るように挿入している。

【００２３】更に、上述のようにして複数個の防振具１
０を装着した内管３を外管５へ挿入することにより、各
防振具１０の受圧部材１２の閉塞側の端面１２ａを外管
５の内周面に当接させている。

【００２４】以下、図１から図３に示す二重管の作動に
ついて説明する。

【００２５】防振部材１１は、先に述べたようにステン
レス鋼等の細線材を加工したメッシュばね材により形成
されたものであるので、受圧部材１２に対して外力が付
与されると撓み、この撓み量に応じた復元力（反力）が
内管３と外管５との間に生じる。

【００２６】即ち、図１から図３に示す二重管において
は、熱膨張差などに起因して、内管３と外管５との間に
相対的な径方向変位が生じようとすると、内管３の外周
面と外管５の内周面が接近しようとする箇所に配置され
ている防振具１０の受圧部材１２を介して防振部材１１
に外力が付与され、該防振部材１１が撓んで内管３及び
外管５に対する応力を緩和する。

【００２７】また、防振部材１１の撓み量に応じた反力
が防振部材１１の内管当接面１１ａと受圧部材１２との
間に生じ、この反力によって、内管３と外管５との相対
的な径方向の変位が抑制される。

【００２８】更に、熱膨張差などに起因して、内管３と
外管５との間に管軸方向への伸長の相違や管周方向への
捩れが生じると、受圧部材１２が外管５の内周面を摺動
し、内管３と外管５との管軸方向及び管周方向への相対
的な変位が許容されることになる。

【００２９】一方、地震等によって内管３及び外管５に
振動が生じた場合には、防振具１０の防振部材１１が、
内管３及び外管５の振動を減衰させる。

【００３０】従って、図１から図３に示す二重管が、図
８に示すように熱膨張したとすると、内管が熱変形する
際には、防振具１０により内管３及び外管５に対する応
力が緩和される。

【００３１】つまり、図１から図３に示す二重管を、先
に述べたような中間熱交換器と熱利用系との間で二次ヘ
リウムガスの授受を行なう手段に適用すれば、防振具１
０と接続部９（図８参照）との間隔を狭くすることが可
能となり、二重管の引き回しを短くすることができる。

【００３２】図４及び図５は本発明の二重管の実施の形
態の第２の例を示すものであり、図中、図１及び図２と
同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【００３３】図４及び図５に示す二重管は、内管３と、
外管５と、防振部材１４とによって構成されている。

【００３４】防振部材１４は、内管３の外周面に面接触
し得る内縁部１４ａと、外管５の内周面に面接触し得る
外縁部１４ｂとを有する環状体で、部材軸方向に貫通す
る複数の流体流通孔１５を具備したメッシュばね材によ
って形成されている。

【００３５】上記の防振部材１４に用いられるメッシュ
ばね材は、引張強さの高いステンレス鋼等の細線材（素
線）をメリヤス状に編み、扁平に波付け加工した後、流
体流通孔１５が形成され且つ所定の密度となるように金
型内で圧縮成形した弾性体である。

【００３６】図４及び図５に示す二重管では、防振部材
１４を内管３に外嵌すると、メッシュばね材が有する弾
性力により、その内縁部１４ａが内管３の外周面に圧着
し、該防振部材１４が内管３に固定されるようになって
いる。

【００３７】更に、上述のようにして環状の防振部材１
４を外嵌した内管３を外管５へ挿入することにより、各
防振部材１４の外縁部１４ｂを外管５の内周面に当接さ
せている。

【００３８】以下、図４及び図５に示す二重管の作動に
ついて説明する。

【００３９】防振部材１４は、先に述べたようにステン
レス鋼等の細線材を加工したメッシュばね材により形成
されたものであるので、外力が付与されると撓み、この
撓み量に応じた復元力（反力）が防振部材の１４の内縁
部１４ａと外縁部１４ｂとの間に生じる。

【００４０】即ち、図４及び図５に示す二重管において
は、熱膨張差などに起因して、内管３と外管５の間に相
対的な径方向変位が生じようとすると、防振部材１４に
おいて、内管３の外周面と外管５の内周面が接近しよう
とする箇所に位置する部分に外力が付与され、防振部材
１４が撓んで内管３及び外管５に対する応力を緩和す
る。

【００４１】また、防振部材１４の撓み量に応じた反力
が防振部材１４の内縁部１４ａと外縁部１４ｂとの間に
生じ、この反力によって、内管３と外管５との相対的な
径方向の変位が抑制される。

【００４２】更に、熱膨張差等に起因して、内管３と外
管５との間に管軸方向への伸長の相違や管周方向への捩
れが生じると、防振部材１４の内縁部１４ａ、外縁部１
４ｂが内管３の外周面、外管５の内周面に対して摺動
し、内管３と外管５との管軸方向及び管周方向への相対
的な変位が許容されることになる。

【００４３】一方、地震等によって内管３及び外管５に
振動が生じた場合には、防振部材１４が、内管３及び外
管５の振動を減衰させる。

【００４４】従って、図４及び図５に示す二重管が、図
８に示すように熱膨張したとすると、内管が熱変形する
際には、防振部材１４により内管３及び外管５に対する
応力が緩和される。

【００４５】つまり、図４及び図５に示す二重管を、先
に述べたような中間熱交換器と熱利用系との間で二次ヘ
リウムガスの授受を行なう手段に適用すれば、防振部材
１４と接続部９（図８参照）との間隔を狭くすることが
可能となり、二重管の引き回しを短くすることができ
る。

【００４６】なお、本発明の二重管は上述した形態例に
のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の二重管によ
れば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００４８】（１）請求項１及び請求項２に記載の二重
管のいずれにおいても、内管と外管との間に熱膨張差な
どに起因して相対的な径方向変位が生じようとすると、
防振部材が撓み、内管及び外管に対する応力を緩和しつ
つ、内管と外管との間の相対的な径方向の変位の抑制を
図るので、二重管の屈曲部分における熱変形に起因した
内管及び外管に対する応力を緩和することができる。

【００４９】（２）請求項１及び請求項２に記載の二重
管のいずれにおいても、熱変形に起因した内管及び外管
に対する応力が緩和されるので、二重管を他の部材に接
続する場合に、二重管の引き回しを短縮化することがで
き、よって、プラントの経済性向上を図ることが可能と
なる。

【００５０】（３）請求項１及び請求項２に記載の二重
管のいずれにおいても、防振部材が内管及び外管の変位
を減衰させるので、内管及び外管の振動を低減すること
ができる。

【００５１】（４）本発明の請求項１に記載の二重管に
おいては、内管と外管との間に管軸方向への伸張の相違
や管周方向への捩れが生じると、受圧部材が外管の内周
面を摺動ので、内管と外管との管軸方向及び管周方向へ
の相対的な変位を許容することができる。

【００５２】（５）本発明の請求項２に記載の二重管に
おいては、内管と外管との間に管軸方向への伸張の相違
や管周方向への捩れが生じると、防振部材の内縁部、外
縁部が内管の外周面、外管の内周面に対して摺動するの
で、内管と外管との管軸方向及び管周方向への相対的な
変位を許容することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二重管の実施の形態の第１の例を示す
管軸平行方向断面図である。

【図２】図１に関連する管軸直角方向断面図である。

【図３】図１に関連する防振具の斜視図である。

【図４】本発明の二重管の実施の形態の第２の例を示す
管軸平行方向断面図である。

【図５】図４に関連する管軸直角方向断面図である。

【図６】従来の二重管の一例を示す管軸平行方向断面図
である。

【図７】図６に関連する管軸直角方向断面図である。

【図８】図６の二重管を適用した屈曲管の一例を示す概
念図である。

【符号の説明】

３ 内管 ５ 外管 １１ 防振部材 １２ 受圧部材 １３ 案内部材 １４ 防振部材 １５ 流体流通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管に外管を同軸に遊嵌した二重管にお
   いて、内管の外周面に面接触するように配置されたメッ
   シュばね材よりなる防振部材と、該防振部材の内管当接
   面近傍部分を除いた部分を一体的に被覆し且つ外管の内
   周面に当接する受圧部材と、該受圧部材の管径方向への
   変位を許容し且つ管周方向及び管軸方向への変位を拘束
   する案内部材とを備えてなることを特徴とする二重管。
2. 【請求項２】 内管に外管を同軸に遊嵌した二重管にお
   いて、内管の外周面と外管の内周面とに面接触し得る環
   状に形成され且つ部材軸方向に貫通する流体流通孔を具
   備したメッシュばね材よりなる防振部材を備え、該防振
   部材を内縁部が内管に外接し且つ外縁部が外管に内接す
   るように配置したことを特徴とする二重管。