JP2002206688A - 曲管部の流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配管内に流体を通過させる複雑な流路には、配
管内を流体が通過する時に、微妙に伸縮、振動、温度、
圧力、衝撃力、変形等が配管に影響している。やむを得
ず所々に曲管部を設けることが必要になる場合があるの
で特に流路が変化する曲管部では流体の振動、圧力、温
度差等によりストレスが著しく増幅される傾向がある。
配管内の流体の温度は常に一定するものではなく、流体
の温度差が配管の寿命に与える影響を無視することが出
来ない。配管の曲管部では、前記流体の振動と温度差に
より常に配管に生じる伸縮等により、配管が劣化する原
因で配管に発生した微小なひび割れにより、いつの間に
か憂慮すべき不足の事態を招くことがあり、ひび割れの
多くは、曲管部に発生する亀裂である。 【解決手段】曲管部の手前配管の一部に制御管５を連結
し、制御管の内部に一方には整流板７を設け、もう一方
には回転板８を設けて、制御管５を曲管部６に連結する
ようにした曲管部の流体制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明に係る曲管部の流体制
御装置は、配管の中を通して流体を目的の場所まで送る
必要がある場合、真っすぐな配管の所々に曲管部を設け
る事が必要になる場合があり、所々に設けられる曲管部
では流体の脈動が生じ、曲管部を曲って流れるため流体
が内壁に激しく衝突し、流速が低下するので圧力が高く
なり、曲がった配管内を流れる流体によって起きる複雑
な現象により配管に生じる衝撃を減少し歪みを矯正する
ために配管の一部に連結して使用する曲管部の流体制御
装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】配管内に流体を通過させる場合、やむを
得ず真っすぐな配管の所々に曲管部を設けることが必要
になる場合がある。配管の中に曲管部を多く設けている
場合は配管の中を流れる流体が曲管部を通過する流路は
複雑になる。流路が複雑になればなるほど、曲管部を流
体が通過する前から流体は微妙に脈動する。特に流路が
変化する曲管部では流体は曲管の内壁に激しく衝突し、
流速が低下して流体の圧力が高くなり、配管内を流れる
流体は激しく変化するため脈動が著しく増幅される傾向
がある。

【０００３】配管の曲管部では、前記流体の複雑な変化
によって生じる脈動と配管の内外の温度差により熱応力
が働き常に配管が歪み、そこに亀裂が生じる原因となっ
ていると考えられる。温度の変化は配管に微妙な伸縮を
生じ、配管が劣化する原因になっていると言われてい
る。これらの曲管部に発生しやすい亀裂の原因を明らか
にしてその原因を抑制することが必要になっている。こ
れを怠れば、配管にひび割れが発生して、いつの間にか
憂慮すべき不足の事態を招くことがある。ひび割れの多
くは、曲管部に発生する亀裂である。配管内の流体の温
度は常に一定するものではなく、流体が流れる配管の内
壁と配管の外壁の温度差やそこに流れる流体自体の温度
差により配管の壁に伸縮の差となって熱応力が生じ、こ
れが配管の寿命に与える影響を無視することが出来な
い。このため、常に曲管部を監視し、曲管部の流体を制
御することが必要になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】曲管部を真っすぐな配
管内に連結すると、真っすぐな配管と曲管の接続された
配管内に流れる流体の複雑な流路が形成されることにな
る。真っすぐな配管の前方に曲管部が連結してあって、
配管が曲管部で曲がっているところでは、曲管部の前か
ら流体は微妙に脈動し初めて、真っすぐな配管が一定の
角度で変化する曲管部では流路が変わるため、流体は曲
管部の内壁に激しく当たり、流速が低下して流体の圧力
が高くなり、脈動も著しく増幅される傾向になる。曲管
部の前では平行な羽根板を設けて流体が曲管部の内壁に
激しく当たらないよう流路を制御し、更に流体に回転を
与えてやれば流体は渦巻き状になって曲管部を速やかに
通過させる事が出来る。

【０００５】配管内の流体の温度は常に一定するもので
はなく、流体を通す配管の内壁と配管の外表面の温度差
や流体の温度差等により、配管の内外壁に発生する熱応
力が配管の寿命に与える影響を無視することは危険であ
る。何故なら配管の曲管部では、前記流体の脈動、流速
の遅速による圧力変化、温度変化により常に配管に生じ
る伸縮などにより、配管が早く劣化する原因になってい
るからである。

【０００６】本発明は、このような原因により配管の曲
管部に悪影響を及ぼす現象を監視して、流体を制御し
て、流体の脈動と流体の速度の低下により生じる流体の
圧力の増加や流体の温度変化等が配管に及ぼす悪影響を
防止して、いつの間にか憂慮すべき不足の事態を招く曲
管部のひび割れの発生を抑制し、いつ発生するかわから
ない亀裂の恐怖から配管全体の安全を守ろうとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る曲管部の流
体制御装置は、曲管部の手前流路の一部に整流板を設け
て流路を変え、これの後に回転板を設けて流路において
流体の回転を発生させて、流体が渦巻き状になって曲管
部を流速を早くしながら通過する事が出来るようにし、
曲管部を素早く通過させることにより流体の圧力を低
く、温度変化を抑制する構造を有する制御管を配管の一
部に連結して曲管部を守り、曲管部に発生する恐れがあ
る歪みを抑制して曲管部の亀裂を防止するものである。

【０００８】請求項１に記載の発明は曲管部の手前配管
の一部に配管内を流れる流体の流路の変更を強制するた
め、流体の流れる方向を変える装置を設け、これの後に
曲管部を通過する流体の流路を変更して曲管部に生じる
流体の圧力を抑制する配管の構造を有する曲管部の流体
制御装置である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、曲管部の手前配
管の一部に配管内を流れる流体の流路の変更を強制する
ため、流体の流れる方向を変える羽根板を設けた整流板
を設け、これの後に曲管部を通過する流体の流路を変更
して曲管部に生じる流体の圧力を抑制する配管の構造を
有する事を特徴とする請求項１に記載の曲管部の流体制
御装置である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、曲管部の手前配
管の一部に配管内を流れる流体の流路の変更を強制する
ため、流体の回転を渦巻き状に発生させる回転板を設
け、回転板を通過した流体に回転を発生させて流速を早
くして曲管部を素早く通過させることにより流体の圧力
を低くする配管の構造を有することを特徴とする請求項
１に記載の曲管部の流体制御装置である。

【００１１】請求項４に記載の発明は、曲管部の手前配
管の一部に整流板を設け、整流板の直後に回転盤を設け
て曲管部の流路において流体の回転を発生させて流速を
早くして曲管部を素早く通過させることにより流体の圧
力を低くする配管の構造を有することを特徴とする請求
項１に記載の曲管部の流体制御装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る曲管部の流体制御装
置の技術思想は、実施例において次に記載のように実現
されている。

【００１３】曲管部の手前配管の一部に配管内を流れる
流体の流路の変更を強制するため、平行な羽根板を設け
て流体の流れる方向を変える装置を設ける。これにより
後に曲管部を通過する流体の流路を変更して、曲管部の
内壁に流体が衝突するのを予防する。この整流板を曲管
部の手前の配管内敵位置に装置することにより、流路が
変化する曲管部の内壁に衝突する流体の圧力を分散し抑
制する配管内の構造を有することである。

【００１４】曲管部の手前配管の一部に流体の流れる方
向を変える平行な羽根板を設けた整流板を設けて、曲管
部を通過する流体の流路を変更して流体が内壁に衝突す
るのを分散し圧力を抑制し、曲管部において渦巻き状に
流れを作るために、回転板を曲管部の手前に設け、流体
の渦巻きにより流体の圧力を抑制する配管の構造を有す
ることである。回転板は配管内を流体が通過するときに
真っすぐ流れる流体を回転させる複数の通過管若しくは
羽根板を配管の内側に斜めに設けて、そこを流れる流体
を渦巻き状に回転を与えて流速を早くすることが出来る
ので、回転板を配管内に設けるとそれは流体の圧力を抑
制する作用がある。

【００１５】曲管部の手前配管の一部に整流板と流体の
回転を渦巻き状に発生させる回転板を設ることにより流
体の圧力を低くする配管の構造を有することである。

【００１６】整流板の直後に回転板を設けて、曲管部の
流路において流体の回転を発生させて、流速を早くして
曲管部を素早く渦巻き状に通過させることにより、流体
の圧力を低くするので配管の内壁に無理な圧力が発生せ
ず、配管の内壁と外壁表面との温度差や流体の脈動を極
力抑制する作用がある。

【００１７】

【実施例】添付図面は、本発明に係る曲管部の流体制御
装置の実施例について図示している。図１は、実施例２
に於ける曲管部の流体制御装置を設けた配管の断面図、
図２は、整流板の斜視図、図３は、回転板の斜視図、図
４は、実施例１に於ける曲管部の手前に整流板を備えた
配管内の流体の流れを示す断面図、図５は、曲管部の監
視システム概念図、図６は、曲管部の流体の流れを示す
概念図、図７は、配管の内壁と外壁表面に発生する熱応
力を示す概念図をそれぞれ示すものである。

【００１８】実施例１ 図２、図４に基づいてこれらの図を参照しつつ説明すれ
ば、曲管部６の手前配管の一部の配管内に平行な羽根板
を並べた整流板Ａ７の装置を設け、これによって液体の
流路を変える整流作用により、曲管部の内壁に当たる流
体の圧力を抑制する。

【００１９】実施例２ 図１、図３、図６に基づいてこれらの図を参照しつつ説
明すれば、曲管部６の手前より配管内を流れる流体の流
路は脈動９を始めるが、配管の一部に設けた制御管５の
中には一方に整流板Ａ７を設け、もう一方に回転板Ｂ８
を設ける。流体が制御管５に達して整流板Ａを通過する
と整流板Ａ７により流路が変更される。こうして、更に
制御管内に設けた回転板Ｂ８を通過する時、配管内を直
進する流体の流れる方向を回転に変えて通過し、曲管部
を渦巻き状に回転しながら通過するので曲管部に生じる
流体の圧力を更に抑制する事が出来る。

【００２０】曲管部の中を流体が渦巻き状に回転して流
速は早くなり、曲管の内壁に対する圧力を抑えながら通
過するために、曲管部６の手前に設ける回転板Ｂ８の構
造は、図３の斜視図に示す複数の通過管を斜めに束ねた
構造になっている。これを配管の一部に装置すると、複
数の通過管を通過した流体には回転が生じており、流体
は配管内で渦巻きになって流速を早くして曲管部を素早
く通過させることが出来る。このために流体の圧力は低
く抑えられ、配管の内壁と外壁表面の熱応力の発生を抑
制して配管を守ることが出来る。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、請求項１から請求項４の各項
に記載の構成により、次に記載の効果を奏するものであ
る。

【００２２】本発明の整流板の構造は流体の流路を制御
し、流体が曲管部の内壁に直接衝突するのを予防するの
で配管の一部に設けた曲管部を通過する流体の脈動を抑
制する事が出来る。

【００２３】本発明の回転板の構造により流体に回転を
与えて、流体は渦巻き状に配管の内部流路を回転しなが
ら、曲管部を素早く通過する事が出来る。回転しながら
早く通過する流体は、圧力が低下して更に早くなり内壁
に当たる衝撃を和らげることが出来る。。

【００２４】前方に曲管部を有する配管の一部に設けた
制御管の中に整流板と回転板とを組み合わせて装置する
ことにより、配管内に流れる流体を早く通過さて目的の
箇所に早く到達させる事が出来る。このため、配管内の
流体の通過する速度が早くなれば流体の圧力を減じる事
が出来るので、真っすぐな配管の必要箇所に設けた曲管
部の流体の脈動、遅速、熱応力発生等の配管に与えるス
トレスから生じていると考えられる配管に加わる無理を
抑制する事が出来る。それにより配管全体の安全を守
り、特に亀裂が発生しやすい曲管部を守ることが出来
る。

【００２５】真っすぐな配管の必要箇所に曲管部を設け
ることが一般に行われている。曲管部を真っすぐな配管
内に連結すると、真っすぐな配管と曲管の接続された配
管内に流体を通過させるとそこには複雑な流路が形成さ
れることになる。配管の前方に曲管部があるところで
は、そこを通過する前から流体は微妙に脈動し初めて、
流路が一定の角度で変化する曲管部では、流速が低下し
て流体の圧力が高くなり著しく脈動が増幅される傾向が
ある。配管内の流体の温度は常に一定するものではな
く、流体を通す配管の内壁と配管の外壁表面の温度差や
流体自体の温度差により、配管の壁に伸縮の差となって
生じる熱応力が配管の寿命に与える影響を無視すること
が出来ない。配管の曲管部では、前記流体の圧力変化、
配管内で生じる脈動と熱応力の発生により常に配管に無
理が生じるので、配管が劣化する原因になっていると言
われている。このような理由により配管に発生したひび
割れによりいつの間にか憂慮すべき不足の事態を招く恐
れがあることが考えられる。本発明の効果は、複雑な配
管の曲管部に発生する亀裂を防止する事が出来るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】曲管部の流体制御装置を設けた配管の断面図

【図２】整流板の斜視図

【図３】回転板の斜視図

【図４】整流板を備えた配管内の流体の流れを示す断面
図

【図５】監視システム概念図

【図６】曲管部の流体の流れを示す概念図

【図７】配管の内壁と表面に発生する熱応力を示す概念
図

【符号の説明】

１．．．弁体 ２．．．弁棒 ３．．．弁座 ４．．．バルブ出口 ５．．．制御管 ６．．．曲管部 ７．．．整流板Ａ ８．．．回転板Ｂ ９．．．脈動 １０．．．内壁内周部 １１．．．内壁外周部 １２．．．亀裂 １３．．．カラー １４．．．グランドパッキン １５．．．バルブ １６．．．監視制御盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】曲管部の手前配管の一部に配管内を流れる
   流体の流路の変更を強制するため、流体の流れる方向を
   変える装置を設け、これの後に曲管部を通過する流体の
   流路を変更して曲管部に生じる流体の圧力を抑制する配
   管の構造を有する曲管部の流体制御装置。
2. 【請求項２】曲管部の手前配管の一部に配管内を流れる
   流体の流路の変更を強制するため、流体の流れる方向を
   変える羽根板を設けた整流板を設け、これの後に曲管部
   を通過する流体の流路を変更して曲管部に生じる流体の
   圧力を抑制する配管の構造を有する事を特徴とする請求
   項１に記載の曲管部の流体制御装置。
3. 【請求項３】曲管部の手前配管の一部に配管内を流れる
   流体の流路の変更を強制するため、流体の回転を渦巻き
   状に発生させる回転板を設け、回転板を通過した流体に
   回転を発生させて流速を早くして曲管部を素早く通過さ
   せることにより流体の圧力を低くする配管の構造を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の曲管部の流体制御
   装置。
4. 【請求項４】曲管部の手前配管の一部に整流板を設け、
   整流板の直後に回転板を設けて曲管部の流路に流体の回
   転を発生させて流速を早くして曲管部を素早く通過させ
   ることにより流体の圧力を低くする配管の構造を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の曲管部の流体制御装
   置。