JP2007146885A - 配管 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャビティフローによる分岐配管への悪影響を排除することができる配管を提供する。
【解決手段】 高温の流体を流通させる主配管３から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管１において、配管１内の流路を複数の小流路に分割する分割手段５，７，９が、配管１に設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体が内部を流通する配管に関し、特に高温流体が流れる主配管から分岐する閉塞した配管に関する。

一般に、発電プラントやその他のプラント内の水が流れる主配管には、種々の分岐管路が接続されている。その中には、プラント起動時や保守点検時のみに使用され、プラントが通常運転に移行した後には、分岐管路に設けられた仕切り弁により閉じられるものがある。

このように仕切り弁等により閉塞された分岐配管内には、主配管内の水の流れにより誘起された螺旋状の渦流れである、いわゆるキャビティフローが形成される。このキャビティフローに閉塞された分岐配管における管壁の放熱作用が加わると、キャビティフローの先端に熱成層界面が形成される。熱成層界面は、分岐配管内の水の温度が急激に変化する界面であり、熱成層界面の近傍における配管には温度差による大きな熱応力が生じていた。

このような熱成層界面が、例えば分岐配管の配管曲がり部などの所定部分に滞留すると、配管に熱疲労が生じる可能性があった。そのため、分岐配管内へのキャビティフローの侵入深さを制御して分岐配管における熱疲労による破損などの悪影響を排除するさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−９２８９２５号公報（第４−５頁、第４図等）

上述の特許文献１においては、分岐管路内に十字状に組み合わされた板部材を配置する技術などが開示されている。
この技術によれば、分岐管路内におけるキャビティフローの分岐配管内への侵入を抑制し、熱疲労などの配管への悪影響を排除することができると記載されている。
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、キャビティフローの制御が不十分であるため、配管の上記所定部分に流体の温度急変部である熱成層界面が形成される恐れがあった。すると、熱成層界面による配管の熱疲労が上記所定部分に生じて、配管に悪影響が発生する恐れがあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、キャビティフローによる分岐配管への悪影響を排除することができる配管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の配管は、高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、該配管内の流路を複数の小流路に分割する分割手段が、前記配管に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、分割手段により配管内の流路が複数の小流路に分割されているため、分割手段の配置領域において螺旋状の流れに対する流路抵抗が大きくなる。そのため、分割手段により螺旋状の渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができ、配管の所定部分（例えば、配管曲がり部）に温度急変部が形成されることを防止できる。その結果、温度急変部による配管への悪影響を防止することができる。
また、複数の小流路を形成することにより、流体の放熱面積が増えて流体の熱を外部に放熱しやすくでき、温度急変部が配管内に形成されにくくすることができる。

上記発明においては、前記分割手段が、前記主配管と接続する第１配管と、該第１配管から切り離された第２配管と、前記第１配管と前記第２配管とを流体の流通が可能に接続する複数の接続配管とを備えていることが望ましい。

本発明によれば、互いに切り離された第１配管と第２配管とが複数の接続配管により接続されることにより分割手段が構成されているため、配管における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなり、キャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。また、複数の接続配管において流体の放熱面積が増えて流体の熱を外部に放熱しやすくできる。

上記発明においては、前記分割手段が、前記配管内部に設けられた前記配管の径よりも径の細い複数の円筒部材であって、該複数の円筒部材が、前記配管の周方向に並んで配置されていることが望ましい。

本発明によれば、分割手段である複数の円筒部材を配管内部に、配管の周方向に並んで配置することにより、配管内の流路を複数の小流路に分割することができる。そのため、配管における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなり、キャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。
また、複数の円筒部材が配管内に周方向に並んで配置されているため、配管の剛性を高めることができる。さらに、既存の配管等を円筒部材に用いることができるため、容易に配管を製造することができる。

上記発明においては、前記分割手段が、複数の貫通孔が設けられた多孔体であって、該多孔体が前記配管の内部に配置されるとともに、前記複数の貫通孔の軸線が前記配管の中心軸線方向に沿って配置されていることが望ましい。

本発明によれば、分割手段が多孔体であるため、複数の貫通孔が複数の小流路となる。また、貫通孔の軸線が配管の中心軸線方向に沿って配置されているため、配管における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなり、キャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。

本発明の配管は、高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、該配管内を円周方向に旋回する渦の流れを妨げる阻害手段が、前記配管に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、阻害手段により配管内の円周方向に旋回する（螺旋状の）渦の流れを妨げることができるため、螺旋状渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。そのため、配管の所定位置（例えば、配管曲がり部）に温度急変部が形成されることを防止し、温度急変部による配管への悪影響を防止することができる。

上記発明においては、前記阻害手段が、一の回転方向に旋回する第１螺旋部材と、他の回転方向に旋回する第２螺旋部材であり、前記第１螺旋部材および前記第２螺旋部材が、前記配管内に配置されていることが望ましい。

本発明によれば、阻害手段が互いに反対方向に旋回する第１螺旋部材および第２螺旋部材であるので、配管内の螺旋状渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。
例えば、一の回転方向に旋回するキャビティフローは他の回転方向に旋回する第２螺旋部材により抑制され、他の回転方向に旋回するキャビティフローは一の回転方向に旋回する第１螺旋部材により抑制される。そのため、キャビティフローの旋回方向が一の回転方向および他の回転方向のいずれであっても阻害手段により抑制することができる。

上記発明においては、前記阻害手段が、前記配管内の中心軸線方向流れに対する流路抵抗を増大させる流路抵抗部であることが望ましい。

本発明によれば、阻害手段が、配管内の中心軸線方向流れに対する流路抵抗を増大させる流路抵抗部であるため、螺旋状渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。

上記発明においては、前記阻害手段が、前記配管の中心軸線方向に延びる板部材であり、該板部材が、前記配管の内部および外部へ突出していることが望ましい。

本発明によれば、阻害部材が配管の中心軸線方向に延びるとともに、配管の内部に突出する板部材であるため、螺旋状渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができる。
板部材は配管の外部へ突出しているため、流体の熱を効率よく外部へ放熱することができる。

本発明の配管は、高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、前記配管内に配置される円筒部材を備え、該円筒部材が、前記配管内における流体の温度急変部が形成される領域に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、配管内に円筒部材が配置されているため、螺旋状渦であるキャビティフローは円筒部材内に侵入する。そのため、温度急変部は円筒部材内部に形成され、円筒部材は熱変形を起こす。一方、配管は円筒部材により温度急変部から隔離され、温度急変部により形成される熱疲労が軽減される。そのため、温度急変部による配管への悪影響を防止することができる。
なお、発生する熱応力が小さくなるため、円筒部材は厚さが薄いことが望ましい。

上記発明においては、前記円筒部材の内周面に螺旋状に延びる凹部または凸部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、円筒部材の内周面に螺旋状に延びる凹部または凸部が形成されているため、温度急変部の形成を阻害することができる。つまり、円筒部材の主配管に向かって流れる低温の流体流れは凹部または凸部により乱流化が促進される。一方、円筒部材の主配管から反対側に向かって流れる高温の流体流れも凹部により乱流化が促進される。そのため、低温流体および高温流体の攪拌が促進されるため、温度急変部の形成が阻害される。

本発明の配管は、高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、前記配管内における流体の温度急変部が形成される領域の前記配管には、前記配管の中心軸線方向に伸び縮み可能な伸縮部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、配管における温度急変部が形成される領域には、伸縮部が形成されているため、温度急変部の温度差による熱変形は伸縮部に吸収される。そのため、配管における熱疲労の発生を防止することができ、配管への悪影響を防止することができる。

上記発明においては、前記伸縮部は前記配管の径方向に凹凸を有する蛇腹部であって、前記温度急変部の形成位置の変動幅に基づいて前記配管の中心軸線方向に対する前記凹凸の間隔が定められていることが望ましい。

本発明によれば、伸縮部が配管の径方向に凹凸を有する蛇腹部であるため、温度急変部の温度差による熱応力を蛇腹部で吸収し、配管における熱疲労の発生を緩和することができる。また、配管の中心軸線方向に対する凹凸の間隔が、温度急変部の形成位置の変動幅に基づいて定められているため、温度急変部の形成位置が揺らいでも配管における熱疲労の発生を防止することができる。

本発明の配管によれば、分割手段により配管内の流路が複数の小流路に分割されているため、分割手段の配置領域において螺旋状の流れに対する流路抵抗が大きくなる。そのため、分割手段により螺旋状の渦であるキャビティフローの配管内への侵入を抑制することができ、配管の所定部分（例えば、配管曲がり部）に温度急変部が形成されることを防止できる。その結果、温度急変部による配管への悪影響を防止することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る分岐配管ついて図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
分岐配管（配管）１は、図１に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管１は、主配管３に接続された第１配管（分割手段）５と、第１配管５から切り離された第２配管（分割手段）７と、第１配管５および第２配管７を接続する複数の細管である接続配管（分割手段）９とを備えている。

第１配管５における第２配管７側（図１の下側）の端部は、他の部分より径が大きい接続部１１Ａが形成されている。接続部１１Ａの円周面には、接続配管９が接続されている。第２配管７における第１配管５側（図１の上側）の端部は、他の部分より径が大きい接続部１１Ｂが形成されている。接続部１１Ｂの円周面には、接続配管９が接続されている。
なお、第１および第２配管５，７には、上述のように接続部１１Ａ，１１Ｂが形成されていてもよいし、形成されていなくてもよく、特に限定するものではない。

図２は、図１の分岐配管におけるＡ−Ａ断面図である。
接続配管９は、第１および第２配管５，７より径の細い配管であり、分岐配管１の中心軸線Ｃを中心とした円周上に等間隔に並んで配置されている。
接続配管９は、図２に示すように、端部が接続部１１Ｂの円周面に向かって径方向内側に曲がり、接続部１１Ｂと接続されている。接続部１１Ａ側の端部についても同様である。なお、接続配管９の中央部は、図１に示すように、中心軸線Ｃに略並行となるように配置されている。
なお、接続配管９の形状は、上述のように端部のみが曲がった形状に限定されるものではなく、その他さまざまな形状に適用することができるものである。

次に、上記の構成からなる分岐配管１における作用について、図１を参照しながら説明する。
分岐配管１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図１に示すように、第１配管５内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、第１配管５内を第２配管７側（図１の下側）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、接続部１１Ａに侵入する。
接続部１１Ａに侵入したキャビティフローＦは、接続配管９による流れの周方向成分に対する流路抵抗の増大により減衰する。また、キャビティフローＦとして主配管３から分岐配管１に侵入した高温の水は、接続配管９において放熱して温度が低下する。

次に、分岐配管１の閉塞状態を解除した場合、例えば、分岐配管１に主配管３から水を流入させる場合ついて説明する。
主配管３から第１配管５に流入した水は、第２配管７側に向かって流れて接続部１１Ａに流入する。水は、接続部１１Ａから接続配管９を介して接続部１１Ｂに流入し、第２配管７に流入する。第２配管７に流入した水は、例えば、水質検査部などに導かれる。

上記の構成によれば、互いに切り離された第１配管５と第２配管７とが複数の接続配管９により接続されているため、キャビティフローＦに対する分岐配管１の流路抵抗が大きくなり、キャビティフローＦの分岐配管１内への侵入を接続配管９までに抑えることができる。そのため、分岐配管１の所定部分（例えば、配管曲がり部）に熱成層界面（温度急変部）が形成されることを防止でき、熱成層界面による分岐配管１への悪影響を防止することができる。
また、複数の接続配管９において水の放熱面積が増えるため、水温度を下げることができ、熱成層界面が形成されにくくすることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）５１は、図３に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管５１は、主配管３に接続された配管５３と、配管５３内に配置された第１旋回ベーン（第１螺旋部材，阻害手段）５５と、第２旋回ベーン（第２螺旋部材，阻害手段）５７と、第１，第２旋回ベーン５５，５７を支持する支持部５９と、を備えている。

第１旋回ベーン５５は、一の旋回方向（例えば、主配管３から遠ざかる方向に向かって右回転方向）に旋回する螺旋状のベーンである。第２旋回ベーン５７は、他の旋回方向（例えば、主配管３から遠ざかる方向に向かって左回転方向）に旋回する螺旋状のベーンである。第１旋回ベーン５５および第２旋回ベーン５７は中心軸線Ｃに沿って直列に並んで配置さている。
支持部５９は、棒状に形成された部材であり、配管５３に固定されている。また、支持部５９には第１旋回ベーン５５および第２旋回ベーン５７が設けられ、第１および第２旋回ベーン５５，５７を支持している。

次に、上記の構成からなる分岐配管５１における作用について、図３を参照しながら説明する。
分岐配管５１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図３に示すように、配管５３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管５３内を主配管３から離れる方向（図３の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、第１および第２旋回ベーン５５，５７に到達する。

キャビティフローＦが、主配管３から遠ざかる方向に向かって左回転方向に旋回する螺旋状渦の場合には、キャビティフローＦは、第１旋回ベーン５５にその流れが阻害される。そのため、キャビティフローＦは、第１旋回ベーン５５において減衰する。一方、キャビティフローＦが、主配管３から遠ざかる方向に向かって右回転方向に旋回する螺旋状渦の場合には、キャビティフローＦは、第２旋回ベーン５７にその流れが阻害される。そのため、キャビティフローＦは、第２旋回ベーン５７において減衰する。
なお、キャビティフローＦの旋回方向は一定せず、常に、右旋回や左旋回に変わるとともに、右旋回と左旋回のキャビティフローＦが混在する場合もある。

上記の構成によれば、互いに反対方向に旋回する第１旋回ベーン５５および第２旋回ベーン５７を配管５３内に備えることにより、螺旋状渦であるキャビティフローＦの配管５３内への侵入を抑制することができる。
具体的には、右旋回するキャビティフローＦは左旋回する第２旋回ベーン５７により減衰され、左旋回するキャビティフローＦは右旋回する第１旋回ベーン５５により減衰される。そのため、キャビティフローＦの旋回方向が右旋回および左旋回のいずれであっても第１および第２旋回ベーン５５，５７により減衰させることができる。そのため、分岐配管５１の所定部分（例えば、配管曲がり部）に熱成層界面（温度急変部）が形成されることを防止でき、熱成層界面による分岐配管５１への悪影響を防止することができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図４を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）１０１は、図４に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管１０１は、主配管３に接続された配管１０３と、配管１０３内に配置されたラビリンス構造部（流路抵抗部、阻害手段）１０５とを備えている。

ラビリンス構造部１０５は、配管１０３の内壁から径方向内側に延びる複数の板部材１０７を備えている。複数の板部材１０７は、配管１０３内の流路の一部を塞ぎ、残りの開口部１０９において水を流通させている。
また、板部材１０７は、中心軸線Ｃ方向に並んで配置されているとともに、隣接する開口部１０９が中心軸線Ｃを挟んで対向するように配置されている。つまり、板部材１０７は、開口部１０９が互い違いに並ぶように配置されている。

次に、上記の構成からなる分岐配管１０１における作用について、図４を参照しながら説明する。
分岐配管１０１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図４に示すように、配管１０３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管１０３内を主配管３から離れる方向（図４の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、ラビリンス構造部１０５に到達する。

ラビリンス構造部１０５において、水は互い違いに並んだ開口部１０９を蛇行するように流れるため、流路抵抗が大きくなる。そのため、キャビティフローＦの侵入はラビリンス構造部１０５において抑制され、キャビティフローＦは減衰する。

上記の構成によれば、配管１０３内に中心軸線Ｃ方向流れに対する流路抵抗を増大させるラビリンス構造部１０５が設けられているため、キャビティフローＦの配管１０３内への侵入が抑制され、キャビティフローＦを減衰させることができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図５を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）１５１は、図５に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管１５１は、主配管３に接続された配管１５３と、配管１５３に設けられたフィン（板部材）１５５とを備えている。

図６は、図５の分岐配管のＢ−Ｂ断面図である。
フィン１５５は、中心軸線Ｃ方向に延びるとともに、配管１５３の径方向に延びる板状部材である。また、フィン１５５は、配管１５３の円筒面を貫通して配置され、フィン１５５の中心軸線Ｃ側の内縁部１５７は配管１５３の内部に位置し、中心軸線Ｃに対して反対側の外縁部１５９は配管１５３の外側に位置している。
本実施形態においては、４枚のフィン１５５が、図６に示すように、配管１５３に約９０度の位相間隔をあけて備えられている。
なお、フィン１５５の枚数は、上述のように４枚であってもよいし、他の枚数であってもよく、特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなる分岐配管１５１における作用について、図５および図６を参照しながら説明する。
分岐配管１５１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図５に示すように、配管１５３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管１５３内を主配管３から離れる方向（図５の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、フィン１５５が配置された領域に到達する。

キャビティフローＦは、図６に示すように、フィン１５５の内縁部１５７により流れの周方向成分が遮られる。そのため、フィン１５５が配置された領域において、キャビティフローＦは減衰する。
また、キャビティフローＦを形成する水の熱は接触する内縁部１５７に伝わり、熱は内縁部１５７から外縁部１５９に伝わり、外縁部１５９から外部に放熱される。

上記の構成によれば、フィン１５５が中心軸線Ｃ方向に延びるとともに、配管１５３の内部に突出する内縁部１５７を備えるため、螺旋状渦であるキャビティフローＦは内縁部１５７に遮られ、配管１５３内への侵入が防止される。
フィン１５５の外縁部１５９は配管１５３の外部へ突出しているため、水の熱を効率よく外部へ放熱することができ、熱成層界面の形成を防止することができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図７を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）２０１は、図７に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管２０１は、主配管３に接続された配管２０３と、配管２０３に設けられた円筒部材（分割手段）２０５とを備えている。

図８は、図７の分岐配管のＤ−Ｄ断面図である。
円筒部材２０５は、図８に示すように、配管２０３よりも径の細い配管から形成されている。本実施形態においては、４本の円筒部材２０５が配管２０３内に周方向に並べて配置されている。

次に、上記の構成からなる分岐配管２０１における作用について、図７および図８を参照しながら説明する。
分岐配管２０１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図７に示すように、配管２０３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管２０３内を主配管３から離れる方向（図７の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、円筒部材２０５が配置された領域に到達する。
キャビティフローＦは、図８に示すように、円筒部材２０５による流れの周方向成分に対する流路抵抗の増大により減衰する。そのため、円筒部材２０５が配置された領域において、キャビティフローＦは減衰する。

上記の構成によれば、４本の円筒部材２０５が配管２０３内部に、周方向に並んで配置されているため、配管２０３内の流路を複数の小流路に分割されている。そのため、配管２０３における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなり、キャビティフローＦの配管２０３内への侵入を抑制することができる。
また、４本の円筒部材２０５が配管２０３内に周方向に並んで配置されているため、配管２０３の剛性を高めることができる。さらに、既存の配管等を円筒部材２０５に用いることができるため、容易に分岐配管２０１を製造することができる。

〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）２５１は、図９に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管２５１は、主配管３に接続された配管２５３と、配管２５３内に設けられた１本の内側円筒（円筒部材）２５５とを備えている。

内側円筒２５５は配管２５３よりも径の細い配管から形成され、配管２５３に支持されている。内側円筒２５５は、キャビティフローＦの先端、つまり、熱成層界面ＢＬが形成される位置に配置されている。
なお、内側円筒２５５の肉厚は、内側円筒２５５に働く熱応力を軽減する観点から、薄いことが望ましい。

次に、上記の構成からなる分岐配管２５１における作用について、図９を参照しながら説明する。
分岐配管２５１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図９に示すように、配管２５３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管２５３内を主配管３から離れる方向（図９の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、内側円筒２５５に到達する。
キャビティフローＦは内側円筒２５５の内側に侵入し、内側円筒２５５内に熱成層界面を形成する。一方、内側円筒２５５と配管２５３との間にはキャビティフローＦは侵入せず、配管２５３は熱成層界面ＢＬとは接触しない。

上記の構成によれば、配管２５３内に内側円筒２５５が配置されているため、螺旋状渦であるキャビティフローＦは内側円筒２５５内に侵入する。そのため、温度急変部である熱成層界面ＢＬは内側円筒２５５内部に形成され、内側円筒２５５は熱変形を起こす。一方、配管２５３は内側円筒２５５により熱成層界面ＢＬから隔離されるため、温度の急変により配管２５３に形成される熱疲労が軽減される。そのため、熱成層界面ＢＬによる配管２５３への悪影響を防止することができる。

〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）３０１は、図９に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管３０１は、主配管３に接続された配管３０３と、配管３０３内に設けられた１本の内側円筒（円筒部材）３０５とを備えている。

内側円筒３０５は配管３０３よりも径の細い配管から形成され、内周面には螺旋状に延びる凹部３０７が設けられている。また、内側円筒３０５は配管３０３に支持され、キャビティフローＦの先端、つまり、熱成層界面ＢＬが形成される位置に配置されている。
なお、上述のように、内側円筒３０５の内周面に螺旋状に延びる凹部３０７が形成されていても良いし、螺旋状に延びる凸部が形成されていても良く、特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなる分岐配管３０１における作用について、図１０を参照しながら説明する。
分岐配管３０１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図１０に示すように、配管３０３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管３０３内を主配管３から離れる方向（図１０の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、内側円筒３０５に到達する。
キャビティフローＦは内側円筒３０５の内側に侵入し、内側円筒３０５内で低温の水と混合される。

上記の構成によれば、内側円筒３０５の内周面に螺旋状に延びる凹部３０７が形成されているため、温度急変部である熱成層界面ＢＬの形成を阻害することができる。つまり、内側円筒３０５の主配管３に向かって（図９の下方から上方に向かって）流れる低温の水の流れは凹部３０７により乱流化が促進される。一方、内側円筒３０５の主配管３から反対側に向かって（図９の上方から下方に向かって）流れる高温の流体流れも凹部３０７より乱流化が促進される。そのため、低温の水と高温の水との攪拌・混合が凹部３０７により促進されるため、熱成層界面ＢＬの形成が阻害される。

〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）３５１は、図１１に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管３５１は、主配管３に接続された配管３５３と、配管３５３に設けられた蛇腹部（伸縮部）３５５とを備えている。

蛇腹部３５５は、配管３５３の円周面に形成された径方向に折れ曲がる凹凸部であって、キャビティフローＦの先端、つまり、熱成層界面ＢＬが形成される位置に形成されている。
蛇腹部３５５の凹凸のピッチは、熱成層界面ＢＬが形成される位置の揺らぎ幅よりも大きく形成されている。

次に、上記の構成からなる分岐配管３５１における作用について、図１１を参照しながら説明する。
分岐配管３５１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図１１に示すように、配管３５３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管３５３内を主配管３から離れる方向（図１１の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、蛇腹部３５５に到達する。キャビティフローＦは、蛇腹部３５５において熱成層界面ＢＬを形成する。
蛇腹部３５５は、接する水の温度に応じて熱変形し、折り曲げられた凹凸部を伸縮させて熱変形を吸収する。

上記の構成によれば、蛇腹部３５５を熱成層界面ＢＬの形成領域に設けたことにより、熱成層界面ＢＬの温度差による熱応力を蛇腹部で吸収し、配管３５３における熱疲労の発生を緩和することができる。
また、配管３５３の中心軸線Ｃ方向に対する凹凸のピッチ（間隔）が、熱成層界面ＢＬの形成位置の変動幅よりも広く形成されているため、熱成層界面ＢＬの形成位置が揺らいでも配管における熱疲労の発生を防止することができる。

〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図１２を参照して説明する。
図１２は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）４０１は、図１２に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管４０１は、主配管３に接続された配管４０３と、配管４０３内に設けられたハニカム部材（多孔体）４０５とを備えている。
ハニカム部材４０５は、断面が多角形である複数の貫通孔４０７を備え、いわゆるハニカム構造を有している。また、ハニカム部材４０５は、貫通孔４０７の中心軸線が中心軸線Ｃと略並行になるように配置されている。

次に、上記の構成からなる分岐配管４０１における作用について、図１２を参照しながら説明する。
分岐配管４０１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図１２に示すように、配管４０３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管４０３内を主配管３から離れる方向（図１２の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、ハニカム部材４０５に到達する。
キャビティフローＦは、ハニカム部材４０５の貫通孔４０７を通過する際に、ハニカム部材４０５による流れの周方向成分に対する流路抵抗の増大により減衰する。そのため、ハニカム部材４０５が配置された領域において、キャビティフローＦは減衰する。

上記の構成によれば、配管４０３内にハニカム部材４０５が配置され、貫通孔４０７の中心軸線が中心軸線Ｃに沿うように配置されているため、配管４０３における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなる。そのため、キャビティフローＦは、ハニカム部材４０５が配置された領域において減衰し、配管４０３内への侵入が防止される。

〔第１０の実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について図１３を参照して説明する。
図１３は、本実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
分岐配管（配管）４５１は、図１３に示すように、高温の水が流れる主配管３から分岐する配管である。
分岐配管４５１は、主配管３に接続された配管４５３と、配管４５３内に設けられた多孔板（多孔体）４５５とを備えている。多孔板４５５は、複数の貫通孔４５７が形成された板状の部材である。

次に、上記の構成からなる分岐配管４５１における作用について、図１３を参照しながら説明する。
分岐配管４５１が閉塞された状態で主配管３内に高温の水が流されると、図１３に示すように、配管４５３内に中心軸線Ｃを旋回中心とした螺旋状の渦であるキャビティフローＦが発生する。キャビティフローＦは、配管４５３内を主配管３から離れる方向（図１３の下方向）に向かって螺旋状に旋回しながら侵入し、多孔板４５５に到達する。
キャビティフローＦは、多孔板４５５の貫通孔４５７を通過する際に、多孔板４５５による流れの周方向成分に対する流路抵抗の増大により減衰する。そのため、多孔板４５５が配置された領域において、キャビティフローＦは減衰する。

上記の構成によれば、配管４５３内に多孔板４５５が配置されているため、配管４５３における流れの周方向成分に対する流路抵抗が大きくなる。そのため、キャビティフローＦは、多孔板４５５が配置された領域において減衰し、配管４５３内への侵入が防止される。また、オリフィスが配置されている場合と比較すると、多孔板４５５が配置された場合には、流れの周方向成分に対する流路抵抗がより大きくなり、旋回流れを確実に減衰させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 図１の分岐配管におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第３の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第４の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 図５の分岐配管のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 図７の分岐配管のＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第７の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第８の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第９の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。 本発明の第１０の実施形態に係る分岐配管の構成を説明する概略図である。

符号の説明

１，５１，１０１，１５１，２０１，２５１，３０１，３５１，４０１，４５１ 分岐配管（配管）
３ 主配管
５ 第１配管（分割手段）
７ 第２配管（分割手段）
９ 接続配管（分割手段）
５５ 第１旋回ベーン（第１螺旋部材，阻害手段）
５７ 第２旋回ベーン（第２螺旋部材，阻害手段）
１０５ ラビリンス構造部（流路抵抗部、阻害手段）
１５５ フィン（板部材）
２０５ 円筒部材（分割手段）
２５５ 内側円筒（円筒部材）
３０５ 内側円筒（円筒部材）
３０７ 凹部
３５５ 蛇腹部（伸縮部）
４０５ ハニカム部材（多孔体）
４０７，４５７ 貫通孔
４５５ 多孔板

Claims (12)

1. 高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、
   該配管内の流路を複数の小流路に分割する分割手段が、前記配管に設けられていることを特徴とする配管。
2. 前記分割手段が、前記主配管と接続する第１配管と、該第１配管から切り離された第２配管と、前記第１配管と前記第２配管とを流体の流通が可能に接続する複数の接続配管とを備えていることを特徴とする請求項１記載の配管。
3. 前記分割手段が、前記配管内部に設けられた前記配管の径よりも径の細い複数の円筒部材であって、
   該複数の円筒部材が、前記配管の周方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の配管。
4. 前記分割手段が、複数の貫通孔が設けられた多孔体であって、
   該多孔体が前記配管の内部に配置されるとともに、前記複数の貫通孔の軸線が前記配管の中心軸線方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載の配管。
5. 高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、
   該配管内を円周方向に旋回する渦の流れを妨げる阻害手段が、前記配管に設けられていることを特徴とする配管。
6. 前記阻害手段が、一の回転方向に旋回する第１螺旋部材と、他の回転方向に旋回する第２螺旋部材であり、
   前記第１螺旋部材および前記第２螺旋部材が、前記配管内に配置されていることを特徴とする請求項５記載の配管。
7. 前記阻害手段が、前記配管内の中心軸線方向流れに対する流路抵抗を増大させる流路抵抗部であることを特徴とする請求項５記載の配管。
8. 前記阻害手段が、前記配管の中心軸線方向に延びる板部材であり、
   該板部材が、前記配管の内部および外部へ突出していることを特徴とする請求項５記載の配管。
9. 高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、
   前記配管内に配置される円筒部材を備え、
   該円筒部材が、前記配管内における流体の温度急変部が形成される領域に配置されていることを特徴とする配管。
10. 前記円筒部材の内周面に螺旋状に延びる凹部または凸部が設けられていることを特徴とする請求項９記載の配管。
11. 高温の流体を流通させる主配管から分岐するとともに、閉塞可能に構成された配管において、
    前記配管内における流体の温度急変部が形成される領域の前記配管には、前記配管の中心軸線方向に伸び縮み可能な伸縮部が設けられていることを特徴とする配管。
12. 前記伸縮部は前記配管の径方向に凹凸を有する蛇腹部であって、前記温度急変部の形成位置の変動幅に基づいて前記配管の中心軸線方向に対する前記凹凸の間隔が定められていることを特徴とする請求項１１記載の配管。

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