JP2001050474A - 配管の耐摩耗構造 - Google Patents

配管の耐摩耗構造

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JP2001050474A
JP2001050474A JP11223112A JP22311299A JP2001050474A JP 2001050474 A JP2001050474 A JP 2001050474A JP 11223112 A JP11223112 A JP 11223112A JP 22311299 A JP22311299 A JP 22311299A JP 2001050474 A JP2001050474 A JP 2001050474A
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collides
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Chikayuki Hayashi
慎之 林
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉粒体を移送するための配管の曲り部の局所
的な摩耗を防止するための配管の耐摩耗構造を提供す
る。 【解決手段】 粉粒体X(例えば珪砂)を移送するため
の配管1のほぼ直角に曲る曲り部2に、この配管1に移
送されてくる珪砂Xと衝突させるための粉粒体溜り4
(砂溜り)を有する、配管1の耐摩耗構造において、砂
溜り4に衝突して跳ね返った珪砂Zが衝突する部位に、
前記珪砂の硬度よりも大きな硬度を有する耐摩耗材6が
設けられている。砂溜り4に衝突して跳ね返った珪砂Z
は、この珪砂Zの硬度よりも大きな硬度を有する耐摩耗
材6に衝突するので、この耐摩耗材6が摩耗しにくいこ
とにより、その交換頻度が低減し、結果的の配管1の耐
用期間が延びる。ここで、前記耐摩耗材6としてはセラ
ミックスあるいはサーメットからなるライニング材を挙
げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体(例えば、
珪砂、石灰、石炭粉等)を移送するためのほぼ直角に曲
る配管の耐摩耗構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばゴミ焼却プラントにおいて、ゴミ
を燃焼させるための熱分解炉から排出される不燃物中よ
り灰および珪砂を分離した後、この珪砂(粉粒体)を再
利用のために配管(例えばステンレス製)により砂分離
槽に移送することが行われている。そして、この配管の
曲り部の前記珪砂による摩耗を防止する構造としては、
図7に示すように、配管100の曲り部101を、上部
配管102および下部配管103をほぼ直角に接続して
構成し、この配管100に移送されてくる珪砂(矢印X
参照)と衝突させるための砂溜り104を設けることに
より、曲り部101の耐用期間(寿命)を延ばす技術が
ある。この砂溜り104は下部配管103の延長部に珪
砂104aが溜ったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術では、図7に示すように、曲り部の内側部(符号Y参
照)の摩耗が顕著になる現象が起こり、この摩耗が規定
量以上となった場合(あるいは定期的)に、プラント
(本例ではゴミ焼却プラント)の操業を一時的に停止さ
せ、前記摩耗部Yを補修する必要がある。なお、曲り部
の内側部の摩耗が顕著になる原因としては、現時点で
は、前記砂溜り104で跳ね返った珪砂(矢印Z参照)
が、前記曲り部101の内側で不均一な速度で衝突する
ことが考えられている。したがって、前記補修のために
プラントの操業時間が短くなり、生産性の低下は避けら
れないのが現状である。
【0004】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、粉粒体を移送するための配
管の曲り部の局部的、集中的な摩耗および損傷を防止す
るための配管の耐摩耗構造を提供することを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、粉粒体を移送するための配管のほぼ直角に
曲る曲り部に、この配管に移送されてくる前記粉粒体と
衝突させるための粉粒体溜りを有する、配管の耐摩耗構
造において、前記粉粒体溜りに衝突して前記跳ね返った
粉粒体が衝突する部位に、前記粉粒体の硬度よりも大き
な硬度を有する耐摩耗材が設けられていることを特徴と
するものである。
【0006】本発明では、粉粒体溜りに衝突して跳ね返
った移送物として粉粒体は、この粉粒体の硬度よりも大
きな硬度を有する耐摩耗材に衝突するので、この耐摩耗
材が摩耗しにくいことにより、その交換頻度が低減し、
結果的に曲り部全体の耐用期間が延びる。ここで、前記
粉粒体が珪砂の場合、前記耐摩耗材としては、ビッカー
ス硬さが1000以上のセラミックスあるいはサーメッ
ト焼結材からなるライニング材を用いることが好まし
い。
【0007】本発明の他の形態は、粉粒体を移送するた
めの配管のほぼ直角に曲る曲り部に、この配管に移送さ
れてくる前記粉粒体と衝突させるための第1の粉粒体溜
りを有する、配管の耐摩耗構造において、前記第1の粉
粒体溜りに衝突して前記跳ね返った粉粒体が衝突する部
位に、第2の粉粒体溜りが設けられていることを特徴と
するものである。この発明では、第1の粉粒体溜りに衝
突して跳ね返った移送物として粉粒体は、第2の粉粒体
溜りに衝突して配管の内側部に直接衝突しないので、こ
の内側部が摩耗を抑制することができる。ここで、前記
第2の粉粒体溜りとして、前記配管の内面に螺旋状に形
成された溝とすることにより、第2の粉粒体溜りに衝突
する粉粒体を複数段の溝により螺旋状に誘導して珪砂の
流速を効果的に低減できる。
【0008】本発明の別の形態としては、粉粒体を移送
するための配管のほぼ直角に曲る曲り部に、この配管に
移送されてくる前記粉粒体と衝突させるための粉粒体溜
りを有する、配管の耐摩耗構造において、前記粉粒体溜
りに衝突して前記跳ね返った粉粒体が衝突する部位に、
この内面に沿って圧縮ガスを注入するガス注入手段を備
えていることを特徴とするものである。本発明では、圧
縮ガス層に粉粒体が衝突することにより、粉粒体の流速
を低減したり、粉粒体が直接配管の内面に衝突すること
が避けられ、この内側部が摩耗を抑制することができ
る。
【0009】本発明のさらに別の形態としては、粉粒体
を移送するための配管のほぼ直角に曲る曲り部に、この
配管に移送されてくる前記粉粒体と衝突させるための粉
粒体溜りを有する、配管の耐摩耗構造において、前記粉
粒体溜りに衝突して前記跳ね返った粉粒体が衝突する部
位を含む筒状の配管部材をその周方向に回転自在に支持
し、この配管部材を回転させるための回転駆動手段を備
えていることを特徴とするものである。この発明では、
回転駆動手段により配管部材を定期的にあるいは常時回
転させることにより、前記配管部材の、前記跳ね返った
粉粒体が衝突する部位を周方向に変更し、前記配管部材
の摩耗を周方向に均一し、配管部材の局所的な摩耗を抑
制する。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明に係わる配管の
耐摩耗構造の第1実施形態の縦断面図である。本例の配
管1は例えばゴミ焼却プラントにおいて砂を移送して回
収するためのものである。すなわち、ゴミ焼却プラント
においては、熱分解炉内にゴミとともに珪砂を装入し、
空気を強制供給して燃焼させ、熱分解炉より不燃物およ
び珪砂を熱分解炉より排出し、これより珪砂を分離し、
さらにステンレス製の配管1により砂分離槽に移送す
る。
【0011】配管1はその取り回し応じて曲り部2を備
えており、この曲り部2は、円筒状の上部配管2aおよ
び下部配管2bが直角に接続されて構成されたものであ
り、符号4は、下部配管2bを延長して形成され、この
配管1中を移送されてくる粉粒体(矢印X参照)と衝突
させるための、従来から採用されている砂溜り(粉粒体
溜り)であり、符号4aは粉粒体溜り4の珪砂を示して
いる。
【0012】本実施形態の特徴としては、粉粒体溜り4
に衝突して跳ね返った粉粒体(矢印Z参照)が衝突する
部位(本例では上部配管2bの下部)に、珪砂の硬度よ
りも大きな硬度を有する耐摩耗材6が設けられているこ
とである。予め上部配管2bの下部の内径を他の部位の
内径よりも大ききなるように加工し、この配管部材2d
の内面に、他の部位と面一になるように耐摩耗材6がラ
イニングされている。ライニングする範囲としては、上
部配管2の周方向45゜の範囲、90゜の範囲あるいは
180゜の範囲を挙げることができる。耐摩耗材6とし
ては、ビッカース硬さが1000以上である、炭化珪素
(SiC)やアルミナ(Al23)等のセラミックス
や、Cr32−Ni系のサーメット焼結材をライニング
することを挙げられるが、肉盛溶接やニハード鋳鉄を採
用してもよい。セラミックスの中でも硬さの点では炭化
珪素が好ましく、入手容易性の点ではアルミナが好まし
い。
【0013】砂のビッカース硬さ600程度に対して、
各配管部材2a,2bの素材であるステンレスのビッカ
ース硬さは150〜200程度であるが、本実施形態で
採用されている炭化珪素のビッカース硬さは1000以
上であるので、上部配管2bの局所的な摩耗を抑制でき
る。すなわち、砂溜り4に衝突して跳ね返った珪砂Z
は、この珪砂Zの硬度よりも大きな硬度を有する耐摩耗
材6に衝突するので、この耐摩耗材6が摩耗しにくいこ
とにより、上部配管2aの耐用期間が延びて、交換頻度
が低減し、結果的にプラントの生産性が高まる。
【0014】図2(a)は、常温時における耐摩耗材の
ビッカース硬さと、耐摩耗材の摩耗速度(μm/hr)
の実験結果を示すグラフである。実験方法としては、図
2(b)に示すように、耐摩耗材6の表面に珪砂Kを、
衝突角度θが20゜になるように衝突させたものであ
り、耐摩耗材のビッカース硬さが1000以上の場合
に、耐摩耗材の摩耗が急激に減少していることが明らか
である。
【0015】本発明の第2実施形態について説明する。
図3に示すように、上部配管2bの、第1の砂溜り4
(第1の粉粒体溜り)に衝突して跳ね返った砂(矢印B
参照)が衝突する部位に、第2の砂溜り10(第2の粉
粒体溜り)が設けられているものである。符号10aは
第2の砂溜り10に溜った珪砂を示している。この第2
の砂溜り10は、上部配管2bの下部内側を大径部とし
て、この大径部を設ける範囲としては上部配管2bのの
周方向45゜の範囲、90゜の範囲あるいは180゜の
範囲を挙げることができる。
【0016】本実施形態では、第1の砂溜りに衝突して
跳ね返った移送物として珪砂(矢印Z参照)は、第2の
砂溜り10に衝突して上部配管2aの内側部に直接衝突
しないので、この内側部の摩耗を抑制することができ
る。したがって、上部配管2aの耐用期間が延びて、交
換頻度が低減し、結果的にプラントの生産性が高まる。
【0017】図4は本発明の第3実施形態を示す図であ
る。この第3実施形態は第2実施形態の変形例であり、
上部配管2bとして、その下部内面に溝20が螺旋状に
形成されたライフル管を使用し、この複数段の溝20を
第2の砂溜りとしたものである。符号20aは第2の砂
溜り20の珪砂を示している。本実施形態では、第2実
施形態の効果に加えて、第2の砂溜りに衝突する珪砂
(矢印Z参照)を複数段の溝20により螺旋状に誘導し
て珪砂の流速を効果的に低減できる。
【0018】図5は本発明の第4実施形態を示す図であ
る。この第4の実施形態では、第1の砂溜りに衝突して
跳ね返った珪砂Zが衝突する部位に、この内面に沿って
圧縮ガスを注入するガス注入ノズル30(ガス注入手
段)を備えているものである。このガス注入ノズル30
は、下部配管2a内に平行に挿入され、先端部30aが
上部配管2aの軸方向と同一方向を向くように屈曲さ
れ、さらに、図示しない圧縮空気源に接続されたもので
ある。本実施形態では、ガス注入ノズル30より圧縮ガ
スAを噴出させて圧縮ガス層を形成し、この圧縮ガス層
に珪砂Bが衝突することにより、珪砂Bの流速を低減し
たり、珪砂Bが直接上部配管2aの内面に衝突すること
を避け、この内側部の摩耗を抑制することができる。
【0019】図6は本発明の第5実施形態を示す図であ
る。この第5の実施形態では、砂溜り4に衝突して跳ね
返った砂(矢印Z参照)が衝突する部位を含む筒状の配
管部材40(リング体)をその周方向に回転自在に支持
し、この配管部材40を回転させるための回転駆動手段
41を備えているものである。上部配管2aの配管部材
40はその両側の配管部材40a,40bにそれぞれ転
がり軸受42を介して回転自在に介装されている。符号
43は、回転する配管部材40とその両側の配管部材4
0a,40bとの間には介在されて、ダストの侵入を防
止するダストシールである。本例の回転駆動手段41と
しては、配管部材40の外周に同軸に固定された第1の
歯車44と、駆動モータ46の回転を前記第1の歯車4
4に伝動するするための第2の歯車45等から構成され
ているが、これに限定されない。なお、前記ダストシー
ル43としては、グランドパッキン、あるいはリップシ
ール、さらにはこれら両者の組み合わせなどを単列ある
いは複列にしたものであり、前記転がり軸受42は、ア
ンギュラ玉軸受、深溝玉軸受とスラスト玉軸受の組み合
わせなど、ラジアル方向とスラスト方向の力を両方受け
られる軸受である。
【0020】本実施形態では、回転駆動手段41により
配管部材40を定期的にあるいは常時回転させることに
より、この配管部材40の、前記跳ね返った珪砂Zが衝
突する部位を周方向に変更し、配管部材40の摩耗を周
方向に均一し、配管部材40の局所的な摩耗を抑制す
る。
【0021】上記実施形態では、ゴミ焼却プラントにお
いて、砂を移送するための配管に本発明を適用したもの
を示したが、これに限らず、例えば流動床灰処理設備等
の配管等に適用してもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項1記載の発明は、粉粒体溜りに衝突して跳ね返った
移送物として粉粒体は、この粉粒体の硬度よりも大きな
硬度を有する耐摩耗材に衝突するので、この耐摩耗材が
摩耗しにくいことにより、その交換頻度が低減し、結果
的に曲り部全体の耐用期間が延び、プラントの生産性が
向上する。ここで、前記耐摩耗材として、ビッカース硬
さが1000以上のセラミックスあるいはサーメット焼
結材からなるライニング材を用いることにより、前記効
果を助長できる。
【0023】請求項2記載の発明は、第1の粉粒体溜り
に衝突して跳ね返った移送物として粉粒体は、第2の粉
粒体溜りに衝突して配管の内側部に直接衝突しないの
で、この内側部の摩耗を抑制することができる。ここ
で、前記第2の粉粒体溜りとして、前記配管の内面に螺
旋状に形成された溝とすることにより、第2の粉粒体溜
りに衝突する粉粒体の流速を複数段の溝により効果的に
低減できる。
【0024】請求項4記載の発明は、圧縮ガス層に粉粒
体が衝突することにより、粉粒体の流速を低減したり、
粉粒体が直接配管の内面に衝突することが避けられ、こ
の内側部の摩耗を抑制することができる。請求項5記載
の発明は、回転駆動手段によりリング体を定期的にある
いは常時回転させることにより、前記リング体の、前記
跳ね返った粉粒体が衝突する部位を周方向に変更し、前
記リング体の摩耗を周方向に均一し、リング体の局所的
な摩耗を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる配管の耐摩耗構造の第1実施
形態の縦断面図である。
【図2】 粉粒体および耐摩耗材の硬度比と、耐摩耗材
の摩耗係数との実験結果を示すグラフである。
【図3】 本発明に係わる配管の耐摩耗構造の第2実施
形態の縦断面図である。
【図4】 本発明に係わる配管の耐摩耗構造の第3実施
形態の縦断面図である。
【図5】 本発明に係わる配管の耐摩耗構造の第4実施
形態の縦断面図である。
【図6】 本発明に係わる配管の耐摩耗構造の第5実施
形態の縦断面図である。
【図7】 従来技術に係わる配管の耐摩耗構造の縦断面
図である。
【符号の説明】
1 配管 2 曲り部 2a 上部配管 2b 下部配管 4 第1の砂溜り(第1の粉粒体溜り) 6 耐摩耗材 10,20 第2の砂溜り(第2の粉粒体溜り) 30 ガス注入手段 40 配管部材 41 回転駆動手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉粒体を移送するための配管のほぼ直角
    に曲る曲り部に、この配管に移送されてくる前記粉粒体
    と衝突させるための粉粒体溜りを有する、配管の耐摩耗
    構造において、前記粉粒体溜りに衝突して前記跳ね返っ
    た粉粒体が衝突する部位に、前記粉粒体の硬度よりも大
    きな硬度を有する耐摩耗材が設けられていることを特徴
    とする配管の耐摩耗構造。
  2. 【請求項2】 前記粉粒体は珪砂であり、前記耐摩耗材
    は、ビッカース硬さが1000以上のセラミックスある
    いはサーメット焼結材からなるライニング材である請求
    項1記載の配管の耐摩耗構造。
  3. 【請求項3】 粉粒体を移送するための配管のほぼ直角
    に曲る曲り部に、この配管に移送されてくる前記粉粒体
    と衝突させるための第1の粉粒体溜りを有する、配管の
    耐摩耗構造において、前記第1の粉粒体溜りに衝突して
    前記跳ね返った粉粒体が衝突する部位に、第2の粉粒体
    溜りが設けられていることを特徴とする配管の耐摩耗構
    造。
  4. 【請求項4】 前記第2の粉粒体溜りは前記配管の内面
    に螺旋状に形成された溝である請求項3記載の配管の耐
    摩耗構造。
  5. 【請求項5】 粉粒体を移送するための配管のほぼ直角
    に曲る曲り部に、この配管に移送されてくる前記粉粒体
    と衝突させるための粉粒体溜りを有する、配管の耐摩耗
    構造において、前記粉粒体溜りに衝突して前記跳ね返っ
    た粉粒体が衝突する部位に、この内面に沿って圧縮ガス
    を注入するガス注入手段を備えていることを特徴とする
    配管の耐摩耗構造。
  6. 【請求項6】 粉粒体を移送するための配管のほぼ直角
    に曲る曲り部に、この配管に移送されてくる前記粉粒体
    と衝突させるための粉粒体溜りを有する、配管の耐摩耗
    構造において、前記粉粒体溜りに衝突して前記跳ね返っ
    た粉粒体が衝突する部位を含む筒状の配管部材をその周
    方向に回転自在に支持し、この配管部材を回転させるた
    めの回転駆動手段を備えていることを特徴とする配管の
    耐摩耗構造。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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