JPS60146991A - 伸縮管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は伸縮管継手に係り、特に胃温流体が流動する
配管系に使用されて好適な伸縮管継手に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、高温流体が流動する高温プラントでは、プラン
トの起動・停止に伴って、そのプラント配管系に大きな
温度差が生じ、配電の膨張・収縮が著しくなる。

そこで、配管の膨張・収縮を吸収するために、配管系に
は曲り管継手や伸縮管継手が配設される。

曲り管継手は二つ一組として使用され、配管系全体の剛
性により、配管の膨張・収縮に対処するものである。こ
れに対し、伸縮管継手は伸縮ベローズ等の伸縮部材を用
いたものであり、この伸縮４ローズ等により配管の膨張
・収縮が吸収される。

伸縮管継手には、第２図に示す外圧製伸縮管継手と第３
図に示す内圧型伸縮管継手とがある。

外圧型伸縮管継手１は、配管３内部の流体圧力が大気圧
より高い場合に、この流体圧力がベローズ５に対し外圧
として作用し、伸縮ベローズ５を配管３０半径方向内向
きに変形させようとするものである。また、内圧型伸縮
管継手７は、同様の場合に、配管９内の流体圧力が伸縮
ベローズＩＩＡ。

１１Ｂに対し内圧として作用し、伸縮ベローズＩＩＡ。

１１　Ｂ　’ｉ配管９０半径方向外向きに変形させよう
とするものである。一般に、外圧型伸縮管継手ｌは圧縮
荷重の作用下で、また内圧型伸縮管継手７は引張荷重の
作用下でそれぞれ有利である。

また、伸縮管継手には２個の伸縮ペロー−ｅを並設した
二重筒構造の単重伸縮管継手なるものがある。この二重
伸縮管継手は第２図に示されるようなものであり、内側
の伸縮ベローズが−々クンダリーベローズＩＯＡを構成
し、外側のそれがバックアップベローズ１０　Ｂ　ｋ　
ｇ成している。ノックアップベローズＩＯＢは、バウン
ダリーベローズＩＯＡが破損等した場合に、内部流体の
漏出を防止する機能を有する。

ところで、上述のような伸縮管継手では、配管３．９内
の作動流体の圧力変動により、あるいは作動流体の温度
変化に伴う配管３，９の膨張・収縮により、これに比例
して伸縮ベローズ５　＋　１ＯＡ　−１０Ｂが伸展・圧
縮変形する。この繰返しの変形により伸縮ベローズｓ　
、　ＩＯＡ　、　ＩＯＢに繰返し応力が生じ、これらの
伸縮ベローズ５　、　ＩＯＡ　、　１０Ｂが疲労する。

この疲労は、高速増殖炉の一次系配管に用いられる二重
伸縮管継手において特に著しい。

そして、この疲労が伸縮ベローズ５　、ＩＯＡ　、　Ｉ
ＯＢを破損させ、伸縮管継手の寿命を低ドさせる一因と
なっている。

〔発明の目的〕

この発明は上記事実を考慮してなされたもので　ｒあり
、長寿命かつ信順性の高い伸縮管継手を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係る伸縮管継手
は、配管接続部に伸縮ベロー／ｅｔｌ−介装させた伸縮
管継手において、複数の筒状伸縮ベローズが同心円状に
配設されて多重筒構造に形成され、とのうち最外筒の伸
縮ベローズを一方の配管接続部に固着し、最内筒の伸縮
ベローズを他方の配管接続部に固着し、最外筒の伸縮ベ
ローズから最内筒の伸縮ベローズに向って順次直列状に
接続したものであり、配管の膨張・収縮に対し、各筒状
伸縮ベローズの変位を均一化させ、これらのベローズに
生ずる繰返し応力全減少させるものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図はこの発明に係る伸縮管継手の第一実施例を示す
二重伸縮管継６手の半断面図である。この二重伸縮管継
手は、作動流体として高温液体ナトリウム等の作動流体
を流す増殖炉などの原子炉の一次系配管等に適用される
ものである。

前９１Ｆ伸縮管継牟の填−配管接続部１１には、その先
端部内周にテーパ部１３が形成される。このチー・ぐ部
１３は第一配管接続部Ｌｌの先端に向って拡径する方向
に傾斜する。このテーパ部１３の先端部分は、第一配管
接続部１１の半径方向内向きにＵ字形状に湾曲して形成
され、この湾曲部１４の先端部がベローズ固着部１５と
される。

また、伸縮管継手の第二配管接続部１２には、その先端
外周に、先端に向って縮径する方向に傾斜するテーパぞ
部１７が形成される。このテーパ部１７の先端部分がベ
ローズ固着部１９とされる。また、チー／ぞ部１７０基
端側縁周部もベローズ固着４２１とされる。

第一配管接続部１１のベローズ固着部１５には、筒状の
伸縮ベローズツの一端が固着される。この伸縮ベローズ
２３金外筒伸縮ベローズと称する。この外筒伸縮ベロー
ズｎの他端は、補助リング５に固着される。また、外筒
伸縮４０−ズおの内部には、この外筒伸縮ベローズｎと
同芯状態で外筒伸縮ベローズより小径の内筒伸縮４０−
／ｅｎが配設される。この内筒伸縮ベロー−ｅ２７の一
端は捕助リング６に、また他端は、第二配管接続部１２
のベローズ固着部１９にそれぞれ固着される。

したがって、外筒、内筒伸縮ベローズ路、２７は補助リ
ング乙によって直列に接続される二重筒構造をなす。ま
た、外筒および内筒伸縮ベローズｎ。

ｎの組立体により、パウンダリーベローズが構成される
。

上記補助リング５は、外筒および内筒伸縮ベローズ路、
２７の自由端に支持されて、配管第一および第二接続部
Ｌｌ　、　１２のそれぞれのテーパ部１３　、、１７間
に配置される。したがって、この補助リング５は、テー
パ部１３　、１７間全２外筒および内筒伸縮ベローズｎ
、２７の移動に追随して、配管第一および第二接続部の
軸方向に往復移動可能とされる。

また、第一配管接続部１１の外周先端部と第二配管接続
部１２のベローズ固着部２１とには、バックアップベロ
ーズ３１のそれぞれの端部が固着される。

このノ々ツクアップ堅ローズ３１は、パウンダリーベロ
ーズ四が破損した際に、配管内部の作動流体が外部に漏
出することを防止する。

次に、作用を説明する。

高温金属ナトリウムの温度上昇により、−次系配管が膨
張等して、第一配管接続部１１が第二配管接続部１２に
接近する場合には、その接近に伴って外筒伸縮ベローズ
乙が伸展する。ところが、外部伸縮ベローズ乙の伸展に
際し、補助リング５が図における右方向に移動するため
、この補助リング５の移＠により、内啼伸縮ベローズｎ
が圧縮される。その結果、これら外筒お上び内筒伸縮ベ
ローズｎ、２７の変位量は、ともに配管第一および第二
接続部１１　、１２の接近変位量の略半分程度となる。

ところで、従来の伸縮管継手１　、７　（，４１、２図
）では、伸縮ベローズ５．１ＯＡ、ｌＯＢの変位量は、
配管３，９の接近変位量とほぼ同′ａ、度である。

一般に、伸縮ベローズに生ずる応力は、伸縮ベローズの
変位量に比例して増加することから、上記外筒および内
筒伸縮ベローズ２３．２７に生ずる応　ｒ力は、配管接
続部の接近変位量金量−とした従来の場合に比し、極め
て減少する。また、高速増殖炉の一次系配管が収縮等し
て、配管接続部１１　、１２が離反しようとする場合に
も、外筒および内筒伸縮ベローズ乙、２７に生ずる応力
は、従来の場合に較べ減少する。

したがって、上記配管の膨張・収縮に伴って伸縮ベロー
ズ２３．２７に生ずる繰返し応力全減少さ騒ることがで
き、この繰返し応力の減少に基づいて伸縮ベローズ２３
．２７の疲労を低減して、伸縮ベローズ路、２７の寿命
を延ばすことができる。その結果、二重伸縮管継手の長
寿命および信頼性の向上を達成することができる。

また、−次系配管内の圧力が上昇した場合には、円筒伸
縮ベローズｎが内圧型押ｍ管継手（第２図）として、ま
た、外筒伸縮ベローズ田が外圧型伸縮管継手（第１図）
としてそれぞれ機能する。この作用により、外筒および
内筒ベローズβ、２７が接触する方向に変形し、配管内
部圧力の上昇を吸収することができる。この場合、外筒
および内筒伸縮ベローズｎがそれぞれ外圧型、内圧型伸
縮管継手として機能するため、−次系配管の膨張および
収縮のいずれの場合でも、配管内圧の変動を好適に吸収
することができ、伸縮管継手の汎用性を向上させること
ができる。

さらに、内筒および外筒伸縮ベローズから構成されるパ
ウンダリーベローズ四が何らの原因で万一破損したとし
ても、ノ々ツクアツゾベローズ３１により、高温金属ナ
トリウムの外部への漏出を防止す・ることかできる。

また、ノマウンダリーペローズ四が、第一および第二配
管接続部１１　、１２のチー、ｅ部１３　、１７間に配
置され、第一および第二配管接続部ｔｉ　、　１２の半
径方向に突出することがないことから、二重伸縮管継手
をコンｉぐクト化することができる。

さらに、上記二重伸縮管継手では、外筒および内筒伸縮
ベローズｎ、２７に生ずる応力を減少させることができ
るため、この伸縮ベローズ２３，２７ｉ小型化した場合
には、二重伸縮継手管をコンパクト化することができる
。したがって、−欠配管系の圧力損失、ポンプ揚程さら
には一次配管系の据付面積のそれぞれを減少させること
ができる。

第４図はこの発明に係る伸縮管継手の渠二実施例を示す
要部断面図である。

この実晦例の二重伸縮管継手３２が上記第一実施例と異
なる主要な点は、パウンダリーベローズおが三つの伸縮
ベローズ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃからな、る三重筒構造
であることである。これらの伸縮４０−ズ３５Ａ、３５
Ｂ、３５Ｃは、補助リング３６ｔ−介して順次直列に配
設される。また、最外筒の伸縮ベローズ３５Ａと最内筒
の伸縮ベローズ３５Ｃとは、それぞれ第一配管接続部３
７、第二配管接続部３９に固着される。この実施例の場
合には、第一および第二配管接続部の変位置に対する各
ベローズニレメン）３５Ａ　、　３５Ｂ　、　３５Ｃの
変位ｔを上記第一実施例の場合よりも減少させることが
できる。したがって各伸縮ベローズ３５Ａ、３５Ｂ、３
５Ｃに生ずる応力が大幅に低減し、二重伸縮管継手３２
１に一層長寿命とすることができる。そ−の他、上記実
施例と同様の効果を得ることができる。なお、伸縮ベロ
ーズ−３５Ａ　、　３５Ｂ　、　３５Ｃを３個に限らず
、４個以上接続した多重筒構造としてもよい。

第５図はこの発明に係る伸縮管継手の第三実施例を示す
要部断面図である。第一実施例と同様な部分は同一の符
号を附す。

この実施例が第一実施例と異なるのは、補助リング５が
弾性部材４１１Ｃより配管第一接続部１１に連結されて
いる点である。この実施例の場合には、補助リング乙の
支持が確実になるとともに、弾性部材４１の作用により
第二実施例と同様に、伸縮ベローズｎ、２７の変位ｔを
減少させることができ、二重伸縮管継手４１の長寿命化
を助長することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る伸縮管継手によれば、配
管接続部に伸縮ベローズを介装させた伸縮管継手におい
て、複数の筒状伸縮ベローズが同心円状に配設されて多
重時構造に形成され、このうち最外筒の伸縮ベロー−ｅ
全一方の配管接続部に固着し、最内筒の伸縮ベローズ全
他方の配管接続部に固着し、最外面の伸縮ベローズから
最内筒の　２伸縮ベローズに向って順次直列状に接続し
たことから、配管の膨張・収縮に対し伸縮ベローズの伸
縮量を低減して、伸縮管継手の長寿命化・高信頼性を達
成することができる。さらに上述の構成から、伸縮管継
手の汎用性柔も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の外圧型伸縮管継手を示す半断面図、第２
図は従来の内圧型二重伸縮管継手を示す半断面図、第３
図はこの発明に係る伸縮管継手の第一実施例を示す二重
伸縮管継手の半断面図、第４図はこの発明に係る伸縮管
継手の第二実施例を示す二重伸縮管継手の要部断面図、
第５図はこの発明に係る伸縮管継手の第三実施例を示す
二重伸縮管継手の要部断面図である。 １１・・・第一配管接続部、１２・・・第二配管接続部
、ｎ・・・外尚呻縮ペロー、ズ、苔・・・内筒伸縮ベロ
ーズ、２９・・・パウンダリーベローズ、３１・・・バ
ックアップベローズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配管接続部に伸縮ベローズを介装させた伸縮管継手
   において、複数の筒状伸縮ベローズが同心円状に配設さ
   れて多重筒構造に形成され、このうち最外筒の伸縮ベロ
   ーズを一方の配管接続部に固着し、最内筒の伸縮ベロー
   ズを他方の配管接続部に固着し、最外筒の伸縮ベローズ
   から最内筒の伸縮ベローズに向って順次直列状に接続し
   たことを特徴とする伸縮管継手。 ２、伸縮ベローズは二重筒構造をなし、外筒の伸縮ベロ
   ーズの一端が一方の配管接続部に固着され、その他端が
   円筒の伸縮ベローズの一端に接続され、内筒の伸縮ベロ
   ーズの他端は他方の配管接続部に固着された特許請求の
   範囲第１項記載の伸縮管継手。 ３、多重筒構造の伸縮ベローズの相互の接続部がいずれ
   か一方の配管接続部に弾性部材により連結される特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の伸縮管継手。