特許 7590042 伸縮継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】伸縮継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 27/10 20060101AFI20241119BHJP

   F16L 55/00 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

F16L27/10 Z

F16L55/00 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024000704

(22)【出願日】2024-01-05

【審査請求日】2024-06-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000126609

【氏名又は名称】株式会社エーアンドエーマテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(72)【発明者】

【氏名】村田 浩

【審査官】岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０２７１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８０７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９８７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１４４１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４３９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２７／１０

Ｆ１６Ｌ ５５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流通する第１ダクトと第２ダクトとの間を接続し内部を前記流体が流通する伸縮継手であって、
前記第１ダクトに接続される第１フランジと、
前記第２ダクトに接続される第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジとの間に設けられ伸縮性を有し前記流体の流出を防止する流出防止部と、
前記流出防止部の外側及び内側に設けられ、前記流出防止部の内側においては周方向に沿って設けられた管状保護部材と、
前記管状保護部材の内部に設けられた線状センサと、
前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、前記管状保護部材及び前記線状センサを前記流出防止部の内側に導入する導入部と
を備え、
前記導入部は、前記導入部が設けられている前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている伸縮継手。

【請求項2】

前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、前記導入部から前記流出防止部の内側に導入された前記管状保護部材及び前記線状センサが導出される、導出部を備え、
前記導出部は、前記導出部が設けられている前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている請求項１に記載の伸縮継手。

【請求項3】

前記管状保護部材は、金属により形成されている請求項１又は２に記載の伸縮継手。

【請求項4】

前記管状保護部材は、樹脂により形成されている請求項１又は２に記載の伸縮継手。

【請求項5】

前記管状保護部材は、前記線状センサと接触する径方向内側部分が樹脂により形成され、径方向外側部分が金属により形成されている請求項１又は２に記載の伸縮継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は伸縮継手に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電所や化学プラント等の設備に設けられている、高温ガス等の流体を移送するダクトの連結部には、ダクト自体に生じる変位、振動及び応力等を吸収する目的で伸縮継手が使用されている。従来の伸縮継手の例として、例えば特許文献１に記載された伸縮継手が知られている。この伸縮継手は、ダクトと接続可能に形成された１対のフランジを、伸縮可撓性を有する筒状の非金属製のベローズ材及び断熱部で繋いだものであって、断熱部に複数の温度ヒューズが配列されており、これらの温度ヒューズの断線状態を検出することで、断熱部の断熱機能の低下を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２７１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の伸縮継手では、伸縮継手の内部に設けられた温度ヒューズが高熱により断線した場合や、伸縮継手本体の損傷によらない、使用による経年劣化等により断線した場合には、温度ヒューズを交換するために伸縮継手を解体し、再度温度ヒューズを組み込んで伸縮継手を組み立て直す必要があるため、伸縮継手自体は解体修理する必要が無いにもかかわらず温度ヒューズの交換のために伸縮継手本体の解体修理が必要となり、作業工数が多く、莫大なコストがかかってしまうという問題点があった。

【0005】

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、内部に設けられたセンサ等を簡単に交換することができる伸縮継手を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明に係る伸縮継手は、流体が流通する第１ダクトと第２ダクトとの間を接続し内部を流体が流通する伸縮継手であって、第１ダクトに接続される第１フランジと、第２ダクトに接続される第２フランジと、第１フランジ及び第２フランジとの間に設けられ伸縮性を有し流体の流出を防止する流出防止部と、流出防止部よりも内側に周方向に沿って設けられた管状保護部材と、管状保護部材の内部に設けられた線状センサと、流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、管状保護部材及び線状センサを流出防止部の内部に導入する導入部とを備え、導入部は、導入部が設けられている流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている。

【0007】

また、流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、導入部から流出防止部の内部に導入された管状保護部材及び線状センサが導出される、導出部を備え、導出部は、導出部が設けられている流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されていてもよい。
また、管状保護部材は、金属により形成されていてもよい。
また、管状保護部材は、樹脂により形成されていてもよい。
また、管状保護部材は、線状センサと接触する径方向内側部分が樹脂により形成され、径方向外側部分が金属により形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る伸縮継手は、管状保護部材の内部に設けられた線状センサと、流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、管状保護部材及び線状センサを流出防止部の内部に導入する導入部とを備え、導入部は、導入部が設けられている流出防止部、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されているため、内部に設けられたセンサを簡単に交換することが可能な伸縮継手を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１における非金属製伸縮継手の概略図である。

【図2】図１に示す上流側ダクト、下流側ダクト及び伸縮継手の断面概略図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る保護管及びＦＢＧセンサを径方向に沿って切断した断面図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る伸縮継手と、保護管と、ＦＢＧセンサとの模式図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係る上流側ダクト、下流側ダクト及び伸縮継手の概略断面図である。

【図6】本発明の実施の形態２に係る伸縮継手と、保護管と、ＦＢＧセンサとの模式図である。

【図7】本発明の実施の形態３に係る保護管及びＦＢＧセンサを径方向に沿って切断した断面図である。

【図8】本発明の実施の形態４に係る保護管及びＦＢＧセンサを径方向に沿って切断した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る伸縮継手を添付図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１における非金属製伸縮継手の概略図である。本実施の形態１では火力発電設備等に配設されているダクト構造１は、内部に排気ガス等の高温の流体が流通する、円筒状の上流側ダクト１１と下流側ダクト１２とを有している。ダクト構造１に設けられた非金属製伸縮継手である伸縮継手２０は、上流側ダクト１１と下流側ダクト１２との間に配置されて両ダクト間を接続し、内部の流体の流出を防止している。また、伸縮継手２０は、上流側ダクト１１と下流側ダクト１２との膨張、収縮による両ダクトの間隔の変動を吸収し、流体の流通により上流側ダクト１１と下流側ダクト１２とに発生する振動等も吸収している。なお、図１に示される伸縮継手２０は円筒状のものを例示しているが、実際の形状はこれに限られず、接続するダクト構造の形状に合わせた構造とすることが一般的であり、例えば角筒形の形状を用いることもできる。

【0011】

伸縮継手２０は、上流側ダクト１１に接続される第１フランジ２１と、下流側ダクト１２に接続される第２フランジ２２と、第１フランジ２１及び第２フランジ２２の間に設けられ、これらのフランジを気密に接続するベローズ材２３とを有している。一対の第１，第２フランジ２１，２２およびベローズ材２３は、円筒形状の上流側ダクト１１及び下流側ダクト１２の形状に合わせて、円筒形状に構成されている。上流側ダクト１１には第１ダクトフランジ１４が形成されており、第１フランジ２１は第１ダクトフランジ１４に対応するように形成される。第１フランジ２１と第１ダクトフランジ１４とを接続（例えば、ボルト等で締結）することにより、伸縮継手２０と上流側ダクト１１とは気密に接続されている。下流側ダクト１２には第２ダクトフランジ１５が形成されており、第２フランジ２２は第２ダクトフランジ１５に対応するように形成される。第２フランジ２２と第２ダクトフランジ１５とを接続（例えば、ボルト等で締結）することにより、伸縮継手２０と下流側ダクト１２とは気密に接続されている。また、第１フランジ２１及び第２フランジ２２は、ステンレス鋼等の任意の金属で形成することができる。ベローズ材２３は、伸縮継手２０の両端部（上流側ダクト１１及び下流側ダクト１２との接続面）間の距離が、接続する上流側ダクト１１及び下流側ダクト１２の離間距離よりも十分長くなるのに必要な寸法を有している。そして、ベローズ材２３を弛ませた状態で伸縮継手２０を上流側ダクト１１及び下流側ダクト１２の間に取付けることにより、両ダクトの熱伸縮および振動等を吸収する。

【0012】

図２は、図１に示す上流側ダクト１１、下流側ダクト１２及び伸縮継手２０の断面概略図である。上流側ダクト１１の下流側には、先端が下流側ダクト１２の内径よりも小さな筒状体として形成されたバッフル板１３が設けられている。このバッフル板１３は、例えばステンレス鋼等の金属により形成することができる。伸縮継手２０は、バッフル板１３の存在により、上流側ダクト１１を通過して矢印Ａ方向に流通する流体に直接曝されないよう配設されている。

【0013】

伸縮継手２０は、径方向の最も外側に、第１フランジ２１と第２フランジ２２との間に配設され、上流側ダクト１１及び下流側ダクト１２を流れる流体の流出を防止するベローズ材２３を有している。ベローズ材２３は、径方向外側から順に第１ベローズ部材２４、第２ベローズ部材２５、第３ベローズ部材２６及び第４ベローズ部材２７の４層の層状部材が、積層されて構成されている。また、ベローズ材２３は、矢印Ａ方向で示す流体の流動方向及び流動方向に交差する方向に沿って伸縮可撓性を有するように構成されている。なお、ベローズ材２３は伸縮部を構成している。

【0014】

ベローズ材２３を構成する第１ベローズ部材２４、第２ベローズ部材２５、第３ベローズ部材２６及び第４ベローズ部材２７は、流体の流出を防止するシール層、ベローズ材２３の強度を補強する補強層、ベローズ材２３を外気、水分及び紫外線等の周辺環境から保護するための保護層等の任意の層を含むことができ、ベローズ材２３はこのような任意の層を任意の好適な順番で組み合わせることで形成することができる。また、ベローズ材２３は、４層の部材による構成に限定されず、例えば、１～３層の部材による構成とすることができ、５層以上の部材による構成とすることができる。また、第１ベローズ部材２４、第２ベローズ部材２５、第３ベローズ部材２６及び第４ベローズ部材２７は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ガラスクロス等の無機繊維クロス、ナイロン等の有機繊維クロス、金属繊維クロス及び膜状樹脂等の、既知の任意の材料を適当に採用して形成することができる。

【0015】

また、伸縮継手２０は、ベローズ材２３の径方向内側に、断熱部３０を有している。断熱部３０は、伸縮継手２０内を流通する流体の熱を断熱し、径方向外側に設けられているベローズ材２３に流体の熱が直接伝達されることを防止する。断熱部３０は、径方向外側から順に第１断熱部材３１、第２断熱部材３２、第３断熱部材３３、第４断熱部材３４及び第５断熱部材３５の５層の断熱部材が、積層されて構成されている。断熱部３０を構成する第１断熱部材３１、第２断熱部材３２、第３断熱部材３３、第４断熱部材３４及び第５断熱部材３５は、断熱性能等条件を満たすための断熱層として任意の層を含むことができ、断熱部３０はこのような任意の層を任意の好適な順番で組み合わせることで形成することができる。また、断熱部３０は、５層の部材が積層された構成に限定されず、例えば、１～４層の部材による構成とすることができ、６層以上の部材による構成とすることができる。なお、断熱部３０を構成する第１断熱部材３１、第２断熱部材３２、第３断熱部材３３、第４断熱部材３４及び第５断熱部材３５の材料は、既知の任意の材料を適当に採用して形成することができる。第１断熱部材３１、第２断熱部材３２、第３断熱部材３３、第４断熱部材３４及び第５断熱部材３５は、例えば、グラスフェルトやセラミックフェルト、アルミナフェルト等の無機繊維フェルトをガラスクロスやセラミッククロス、アルミナクロス等の無機繊維クロスで包み、これを任意でステンレス鋼線等の鋼線、インコネル（登録商標）線又は銅線等の、適当な金属線で編んだ網（メッシュ等）で包んで構成されてもよいし、これに代えて、ＰＴＦＥ等による有機繊維や有機フィルム等で包んで構成されてもよい。

【0016】

伸縮継手２０の第１断熱部材３１の径方向外側には、ステンレス鋼により形成された保護管３７が巻回されており、保護管３７の内側にＦＢＧセンサ４１が挿入されている。また、第２断熱部材３２の径方向外側であって、ＦＢＧセンサ４１に対して下流側ダクト１２に近い側には、保護管３７が巻回されており、保護管３７の内側にＦＢＧセンサ４０が挿入されている。さらに、第２断熱部材３２の径方向外側であって、ＦＢＧセンサ４１に対して上流側ダクト１１に近い側には、保護管３７が巻回されており、保護管３７の内側にＦＢＧセンサ４２が挿入されている。すなわち、保護管３７は、断熱部３０の径方向外側に巻回されている。また、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、断熱部３０の径方向外側且つベローズ材２３の径方向内側に配設されている。ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、光ファイバのコア部にレーザ加工により複数の回折格子を形成して構成された温度センサである。

【0017】

後に詳しく説明するように、保護管３７及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、ベローズ材２３に形成された導入部を経由して伸縮継手２０の外側から内側に導入されている。なお、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は光ファイバ温度センサを構成し、保護管３７は管状保護部材を構成している。

【0018】

図３は、本実施の形態１に係る保護管３７及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２を径方向に沿って切断した断面図である。ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、ステンレス鋼により形成された保護管３７によって収容され、図２に示す断熱部３０の径方向外側に巻回されている。

【0019】

図４は、本実施の形態１に係る伸縮継手２０と、保護管３７と、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２との模式図である。なお、説明の便宜のために図４においてはフランジ２１，２２等の、伸縮継手２０の一部の構成の記載を省略している。矢印Ａで示す流体の流動方向に対して、下流側から順にＦＢＧセンサ４０、ＦＢＧセンサ４１、ＦＢＧセンサ４２が設けられている。ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、保護管３７に収容された状態で、伸縮継手２０の断熱部３０の径方向外側に、周方向に沿ってそれぞれ間隔を開けて互いに平行に巻回されている。すなわち、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、ベローズ材２３（図２参照）の径方向内側において周方向に沿ってそれぞれ間隔を開けて互いに平行に巻回されている。

【0020】

ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、表面をポリイミド樹脂で被覆したクラッド部と、クラッド部の内側に配設されたコア部とを有する光ファイバであって、光ファイバの延びる方向において所定の間隔毎に、レーザ加工によりコア部に形成された図示しない回折格子が複数設けられている光ファイバ温度センサである。なお、図４において伸縮継手２０に隠れており破線で記載されているＦＢＧセンサ４０，４１，４２の部分にも回折格子が設けられている。すなわち、各ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、１本の光ファイバ上に、それぞれ複数の回折格子を有している。なお、回折格子は、温度測定部を構成している。

【0021】

保護管３７の一端部は、第１フランジ２１（図２参照）に近い側のベローズ材２３に形成された導入部５０に挿入されており、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、導入部５０を経由して伸縮継手２０の外側から内側に導入されている。導入部５０は、保護管３７が挿入されているときにベローズ材２３の外側と内側との気密性及び強度を保つことが可能に構成されている。

【0022】

ベローズ材２３に設けられた導入部５０の構成としては、例えば、貼り合わせられたベローズ材２３の間に保護管３７を挿入したものや、ベローズ材２３の一部を穿孔して保護管３７を挿入し、次に穿孔された部分をシーリング部材によりシーリングしたもの等を用いてもよい。また、導入部５０を第１フランジ２１又は第２フランジ２２に設けてもよい。第１フランジ２１又は第２フランジ２２に設けられた導入部５０の構成としては、例えば、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の一部を穿孔して保護管３７を挿入し、次に穿孔された部分をシーリング部材によりシーリングしたものを用いてもよいし、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の一部に保護管３７を挿入可能な切欠部を予めプレス成形等により成形し、この切欠部に保護管を挿入したものを用いてもよい。

【0023】

保護管３７の一端部は、導入部５０の外側に突出しており、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、導入部５０から遠位側において保護管３７に収容されず露出している。ＦＢＧセンサ４０，４１，４２は、伸縮継手２０の外部に設けられたインテロゲータ４４に接続されている。インテロゲータ４４は、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２に光を入射させる光源装置と、各回折格子からの反射光の波長を測定、分析する光波長測定装置とを有しており、適当な耐候ケースに収納されて配設されている。

【0024】

次に、本実施の形態１に係る伸縮継手２０の動作を説明する。本実施の形態１の火力発電設備等は、図１に示す伸縮継手２０が設けられているダクト構造１を有する。この火力発電設備等の稼働中に、図４に示すインテロゲータ４４は、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２に光を入射し、各回折格子からの反射光の波長を測定して分析する。

【0025】

ダクト構造１を有する火力発電設備等の稼働中に、図２に示す伸縮継手２０の断熱部３０の一部に経年劣化や異常運転、流体内の異物の干渉等による損傷が発生した場合には、内部を流れる流体の熱を遮断する（断熱する）断熱性能が部分的に低下する。このため、断熱部３０の断熱性能の低下が発生した箇所の径方向外側の断熱部３０、ベローズ材２３及びそれらの周囲の温度が、断熱性能の低下の発生前よりも上昇する。これにより、断熱部３０の断熱性能の低下が発生した箇所の近傍に配設されている、回折格子（図４参照）の温度が上昇する。この回折格子の温度上昇により、当該回折格子からの反射光の波長が温度上昇に対応して変化（シフト）する。インテロゲータ４４が、この反射光の波長を測定して波長の変化を変化前の波長と比較し、分析することで、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２に設けられた回折格子のうちどの回折格子において温度変化が発生したかを検出することができる。そして、温度変化が発生した回折格子の近傍で、断熱部３０の劣化が発生したことを特定することができる。すなわち、伸縮継手２０のうち、断熱部３０の劣化が発生した箇所を特定することができる。

【0026】

また、図２に示す伸縮継手２０の、ベローズ材２３の一部に熱や外力等による損傷が発生し、ベローズ材２３の気密性が損なわれる場合がある。この場合には、ベローズ材２３の損傷が発生した箇所においてベローズ材２３の内外に内部流体や外気が流通することにより、損傷が発生した箇所の径方向内側に位置する断熱部３０及びその周囲の温度が、損傷の発生前に対して上昇又は低下することがある。これにより、損傷が発生した箇所の近傍に配設されている、回折格子（図４参照）の温度が上昇又は低下する。この回折格子の温度上昇又は低下により、当該回折格子からの反射光の波長が変化する。インテロゲータ４４が、この反射光の波長の変化を変化前の波長と比較し、分析することで、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２のどの回折格子において温度変化が発生したかを検出することができる。そして、温度変化が発生した回折格子の近傍で、ベローズ材２３の損傷が発生したことを特定することができる。すなわち、伸縮継手２０のうち、ベローズ材２３の損傷が発生した箇所を特定することができる。

【0027】

次に、図４に示すＦＢＧセンサ４０、４１、４２が故障した場合について説明する。本実施の形態１においては、伸縮継手２０の組立時に、ステンレス鋼で形成された保護管３７が予めベローズ材２３の内部の断熱部３０に巻回されている。例えば、ＦＢＧセンサ４０が経年劣化や異常な温度の影響により故障した場合には、作業者が導入部５０の外側からＦＢＧセンサ４０を引き抜く。保護管３７はステンレス鋼により形成されているため、ＦＢＧセンサ４０を挿入するために十分に剛性を有しており、且つＦＢＧセンサ４０と保護管３７の内部との摩擦が小さい。そのため、作業者が導入部５０の外側からＦＢＧセンサ４０を引き抜くことで、簡単に伸縮継手２０の内側からＦＢＧセンサ４０を抜去することができる。

【0028】

次に、故障したＦＢＧセンサ４０の抜去後に、作業者が導入部５０の外側から保護管３７に正常なＦＢＧセンサ４０を挿入する。保護管３７はステンレス鋼により形成されているため、十分に剛性を有しており、且つＦＢＧセンサ４０と保護管３７の内部との摩擦が小さく、作業者が簡単に導入部５０の外側から内側にＦＢＧセンサ４０を導入することができる。

【0029】

上述したように、ベローズ材２３の内側に配置された保護管３７により簡単にＦＢＧセンサ４０の抜去、導入を行うことができるため、ＦＢＧセンサの交換時に伸縮継手２０のベローズ材２３を取り除いて伸縮継手２０を解体する必要がない。さらに、伸縮継手２０が設けられているダクト構造１と、ダクト構造１が配設されている火力発電設備等との稼働を停止する必要がなく、火力発電設備とダクト構造１との稼働中にＦＢＧセンサ４０の交換を行うことができる。なお、上述した例ではＦＢＧセンサ４０の交換を行う場合を説明したが、ＦＢＧセンサ４１，４２の交換についても同じである。

【0030】

このように、本実施の形態１の伸縮継手２０は、流体が流通する第１ダクト１１と第２ダクト１２との間を接続し内部を流体が流通し、第１ダクト１１に接続される第１フランジ２１と、第２ダクト１２に接続される第２フランジ２２と、第１フランジ２１及び第２フランジ２２との間に設けられ伸縮性を有し流体の流出を防止するベローズ材２３と、ベローズ材２３よりも内側に周方向に沿って設けられた保護管３７と、保護管３７の内部に設けられたＦＢＧセンサ４０，４１，４２と、ベローズ材２３、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の少なくともいずれか１つに設けられ、保護管３７及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２をベローズ材２３の内部に導入する導入部５０とを備え、導入部５０は、導入部５０が設けられているベローズ材２３、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されているため、ベローズ材２３の内部に設けられたＦＢＧセンサ４０を簡単に交換することができる。

【0031】

また、保護管３７は、金属であるステンレス鋼により形成されているため、十分な剛性を有するとともにＦＢＧセンサ４０と保護管３７との摩擦が小さくなり、簡単に保護管３７に対してＦＢＧセンサ４０を挿入又は抜去することができる。

【0032】

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る伸縮継手を説明する。なお、以下の実施の形態において、図１～図４の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるのでその詳細な説明は省略する。実施の形態２に係る伸縮継手は、実施の形態１に対してＦＢＧセンサの導出部を設けたものである。
図５は、本発明の実施の形態２に係る上流側ダクト、下流側ダクト及び伸縮継手の概略図である。伸縮継手２０のベローズ材２３の内側且つ、断熱部３０の径方向外側には、ステンレス鋼により形成された保護管３７が周方向に沿って螺旋状に巻回されており、保護管３７の内側にＦＢＧセンサ４０が挿入されている。

【0033】

保護管３７の一端部は導入部５０に挿入されており、他端部は第２フランジ２２に近い側のベローズ材２３に設けられた導出部５１から導出されている。保護管３７に収容されているＦＢＧセンサ４０は、導出部５１を経由して伸縮継手２０の内側から外側に導出されている。

【0034】

図６は、本実施の形態２に係る伸縮継手２０と、保護管３７と、ＦＢＧセンサ４０との模式図である。なお、説明の便宜のために図６においてはフランジ２１，２２等の、伸縮継手２０の一部の構成の記載を省略している。保護管３７は、伸縮継手２０の断熱部３０の径方向外側に、周方向に沿って螺旋状に巻回されている。保護管３７の他端部は第２フランジ２２（図５参照）に近い側のベローズ材２３に設けられた導出部５１から導出されている。保護管３７に収容されているＦＢＧセンサ４０は、導出部５１を経由して伸縮継手２０の内側から外側に導出されている。導出部５１は、保護管３７が挿入されているときにベローズ材２３の外側と内側との気密性を保つことが可能に構成されている。

【0035】

ベローズ材２３に設けられた導出部５１の構成としては、導入部５０と同様に、例えば、貼り合わせられたベローズ材２３の間に保護管３７を挿入したものや、ベローズ材２３の一部を穿孔して保護管３７を挿入し、次に穿孔された部分をシーリング部材によりシーリングしたもの等を用いてもよい。また、導出部５１を第１フランジ２１に近い側のベローズ材２３に設けてもよい。

【0036】

ベローズ材２３に設けられた導出部５１の構成としては、例えば、貼り合わせられたベローズ材２３の間に保護管３７を挿入したものや、ベローズ材２３の一部を穿孔して保護管３７を挿入し、次に穿孔された部分をシーリング部材によりシーリングしたもの等を用いてもよい。また、導出部５１を第１フランジ２１又は第２フランジ２２に設けることもできる。第１フランジ２１又は第２フランジ２２に設けられた導出部５１の構成としては、例えば、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の一部を穿孔して保護管３７を挿入し、次に穿孔された部分をシーリング部材によりシーリングしたものを用いてもよいし、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の一部に保護管３７を挿入可能な切欠部を予めプレス成形等により成形したものを用いてもよい。

【0037】

保護管３７の他端部は、導出部５１の外側に突出しており、ＦＢＧセンサ４０は、導出部５１から遠位側において保護管３７に収容されず露出している。ＦＢＧセンサ４０は、伸縮継手２０の外部に設けられたインテロゲータ４４に接続されている。インテロゲータ４４は、ＦＢＧセンサ４０に光を入射させる光源装置と、各回折格子からの反射光の波長を測定、分析する光波長測定装置とを有しており、適当な耐候ケースに収納されて配設されている。その他の構成は実施の形態１と同じである。

【0038】

このように、本実施の形態２に係る伸縮継手２０は、ベローズ材２３、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の少なくともいずれか１つに設けられ、導入部５０からベローズ材２３の内部に導入された保護管３７及びＦＢＧセンサ４０が導出される導出部５１を備え、導出部５１は、導出部５１が設けられているベローズ材２３、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されているため、導入部５０の保護管３７から導入したＦＢＧセンサ４０を導出部５１の保護管３７から導出して、伸縮継手２０の外部からベローズ材２３の内部に導入され、ベローズ材２３の内部を通過して伸縮継手２０の外部に導出される、ＦＢＧセンサ４０を簡単に設けることができる。

【0039】

なお、本実施の形態１及び２では、保護管３７は、ステンレス鋼で形成されていたが、十分な剛性を確保することができ、ＦＢＧセンサ４０との摩擦力が小さい金属材料であれば、ステンレス鋼以外の任意の金属材料を用いて形成されてもよい。

【0040】

また、本実施の形態２の伸縮継手２０の構成では、ＦＢＧセンサ４０を伸縮継手２０のベローズ材２３の内側に設けるために誘導用ワイヤを用いてもよい。ＦＢＧセンサ４０を誘導するための誘導用ワイヤ（図示せず）をＦＢＧセンサ４０に接続し、この誘導用ワイヤを導入部５０に設けられた保護管３７から伸縮継手２０のベローズ材２３の内側に導入し、さらにこの誘導用ワイヤを導出部５１に設けられた保護管３７から伸縮継手２０のベローズ材２３の外側に導出することで、誘導用ワイヤに接続されたＦＢＧセンサ４０をベローズ材２３の外側から内側に導入し、ベローズ材２３の内側から外側に導出することができる。このように誘導用ワイヤを用いることで、直径が小さく、剛性が低いＦＢＧセンサ４０を用いる場合であっても、ベローズ材２３の内側でＦＢＧセンサ４０が折れ曲がり導入不能となる可能性が低減される。

【0041】

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３に係る伸縮継手は、実施の形態１に対して保護管の材料を変更したものである。
図７は、本実施の形態３に係る保護管３７ａ及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２を径方向に沿って切断した断面図である。保護管３７ａは、樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）により形成されている。その他の構成は実施の形態１と同じである。

【0042】

ＰＴＦＥは、保護管３７ａにＦＢＧセンサ４０，４１，４２を挿入するために十分な剛性を有し、一般的な金属よりも摩擦係数が小さい。そのため、保護管３７ａにＰＴＦＥを用いることでＦＢＧセンサ４０，４１，４２を挿入又は抜去するときに、挿入又は抜去の作業が容易となり、また挿入又は抜去の作業時にＦＢＧセンサ４０，４１，４２を損傷させる可能性が低減されるという利点を有する。

【0043】

また、ＰＴＦＥは一般的な金属よりも熱伝導率が低い。そのため、断熱部３０又はベローズ材２３に発生した温度変化が保護管３７ａを経由して離れた場所に伝わりにくく、温度変化が発生した断熱部３０又はベローズ材２３上の位置をＦＢＧセンサ４０，４１，４２により明確に特定しやすいという利点を有する。

【0044】

このように、本実施の形態３に係る伸縮継手は、保護管３７ａが、樹脂であるＰＴＦＥにより形成されているため、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２と保護管３７ａとの摩擦が小さくなり、簡単に保護管３７ａに対してＦＢＧセンサ４０，４１，４２を挿入又は抜去することができる。

【0045】

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４に係る伸縮継手は、実施の形態１に対して保護管の径方向内側の材料を変更したものである。
図８は、本実施の形態４に係る保護管３７ｂ及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２を径方向に沿って切断した断面図である。保護管３７ｂの径方向外側の外側部材３７ｃはステンレス鋼により形成されており、径方向内側の内側部材３７ｄは、ＰＴＦＥにより形成されている。その他の構成は実施の形態１と同じである。

【0046】

このように、本実施の形態４に係る伸縮継手は、保護管３７ｂは、少なくともＦＢＧセンサ４０，４１，４２と接触する内側部材３７ｄが、樹脂であるＰＴＦＥにより形成され、径方向外側部分である外側部材３７ｃが金属であるステンレス鋼により形成されているため、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２と保護管３７ｂとの摩擦が小さくなり、簡単に保護管３７ｂに対してＦＢＧセンサ４０，４１，４２を挿入又は抜去することができ、且つ保護管３７ｂの耐久性、耐候性を向上させることができる。

【0047】

なお、実施の形態３の保護管３７ａ及び実施の形態４の保護管３７ｂで用いることができる非金属製の樹脂材料としてはＰＴＦＥに限定されるものではなく、ＰＴＦＥ以外の樹脂を用いてもよい。例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド又は耐熱性シリコーンゴム等の耐熱性ゴム等の樹脂材料を適宜用いることができる。また、保護管３７ａ，３７ｂに用いる樹脂材料とベローズ材２３の材質とに同じ材質を採用することで、保護管３７ａ，３７ｂのＦＢＧセンサ４０，４１，４２との接触部とベローズ材２３との熱伝導率が同じとなるため、保護管３７ａ，３７ｂに伝導される熱によりベローズ材２３が過剰に熱の影響を受ける可能性を低減することができる。

【0048】

また、実施の形態４の保護管３７は、十分な剛性を確保することができ、ＦＢＧセンサ４０，４１，４２との摩擦力が小さい金属材料であれば、ステンレス鋼以外の任意の金属材料を用いて形成されてもよい。

【0049】

なお、実施の形態１～４におけるＦＢＧセンサの本数、ＦＢＧセンサの回折格子の数及び回折格子の位置は、伸縮継手２０において必要な温度検出位置に対応して決定されればよく、例えば断熱部３０及びベローズ材２３の全体の温度変化を検出可能にＦＢＧセンサ及び回折格子を配設してもよいし、断熱部３０又はベローズ材２３の一部の箇所の温度変化を検出可能にＦＢＧセンサ及び回折格子を配設してもよい。また、伸縮継手２０のフランジ２１，２２等にＦＢＧセンサ及び回折格子を配設してもよい。さらに、全ての保護管３７が第１断熱部材３１の径方向外側に設けられていてもよい。

【0050】

また、本発明の実施の形態１～４に係る伸縮継手２０は、火力発電設備に設けられたダクト構造１に配設されていたが、ダクト構造１が設けられる設備はこれに限定されるものではなく、工場設備等の各種設備に設けられたダクト構造１であってもよい。

【0051】

また、本発明の実施の形態１～４では、ＦＢＧセンサは、断熱部３０の径方向外側且つベローズ材２３の径方向内側に配設されていたが、ＦＢＧセンサの配設される位置はこれに限定されるものではなく、例えば、断熱部３０を構成する第１断熱部材３１、第２断熱部材３２、第３断熱部材３３、第４断熱部材３４及び第５断熱部材３５のうち、第３断熱部材３３と第４断熱部材３４との間等の、隣接する断熱部材同士の間に配設されてもよい。

【0052】

なお、本発明の実施の形態１～４に含まれる構成要素及びその変形例に含まれる構成要素は、適当に組み合わせて用いることができる。

【0053】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0054】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0055】

（付記１）
流体が流通する第１ダクトと第２ダクトとの間を接続し内部を前記流体が流通する伸縮継手であって、
前記第１ダクトに接続される第１フランジと、
前記第２ダクトに接続される第２フランジと、
前記第１フランジ及び前記第２フランジとの間に設けられ伸縮性を有し前記流体の流出を防止する流出防止部と、
前記流出防止部よりも内側に周方向に沿って設けられた管状保護部材と、
前記管状保護部材の内部に設けられた線状センサと、
前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、前記管状保護部材及び前記線状センサを前記流出防止部の内部に導入する導入部と
を備え、
前記導入部は、前記導入部が設けられている前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている伸縮継手。
（付記２）
前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つに設けられ、前記導入部から前記流出防止部の内部に導入された前記管状保護部材及び前記線状センサが導出される、導出部を備え、
前記導出部は、前記導出部が設けられている前記流出防止部、前記第１フランジ又は前記第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている付記１に記載の伸縮継手。
（付記３）
前記管状保護部材は、金属により形成されている付記１又は２に記載の伸縮継手。
（付記４）
前記管状保護部材は、樹脂により形成されている付記１又は２に記載の伸縮継手。
（付記５）
前記管状保護部材は、前記線状センサと接触する径方向内側部分が樹脂により形成され、径方向外側部分が金属により形成されている付記１又は２に記載の伸縮継手。

【符号の説明】

【0056】

１１ 上流側ダクト（第１ダクト）、１２ 下流側ダクト（第２ダクト）、２１ 第１フランジ、２２ 第２フランジ、２３ ベローズ材（流出防止部）、３０ 断熱部、３７ 保護管（管状保護部材）、３７ａ 保護管（管状保護部材）、３７ｂ 保護管（管状保護部材）、４０ ＦＢＧセンサ（線状センサ）、４１ ＦＢＧセンサ（線状センサ）、４２ ＦＢＧセンサ（線状センサ）、５０ 導入部、５１ 導出部。

【要約】

【課題】内部に設けられたセンサを簡単に交換することができる伸縮継手を提供する。
【解決手段】伸縮継手２０は、第１フランジ２１及び第２フランジ２２との間に設けられ伸縮性を有し流体の流出を防止するベローズ材２３とベローズ材２３よりも内側に周方向に沿って設けられた保護管３７と、保護管３７の内部に設けられたＦＢＧセンサ４０，４１，４２と、ベローズ材２３、第１フランジ２１又は第２フランジ２２の少なくともいずれか１つに設けられ、保護管３７及びＦＢＧセンサ４０，４１，４２をベローズ材２３の内部に導入する導入部５０とを備え、導入部５０は、導入部５０が設けられているベローズ材２３、第１フランジ又は第２フランジの少なくともいずれか１つの内側と外側との間の気密を確保するように構成されている。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】