JP2009228705A - Merging porion structure of piping - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管を接続して流体を混合するための配管の合流部構造に関する。 The present invention relates to a joining part structure of piping for connecting piping and mixing fluid.
配管は、各種流体を移送するために様々な工場で設置されている。
製鉄業では、配管により燃焼ガスや循環水等の様々な流体を移送しており、具体的な例を挙げると、図4に示すように、熱間圧延の工程100においては鋼板101の表面に発生した酸化鉄(以下、スケールという。)を取り除くために、スプレーノズル102等から、加圧した水を鋼板101に吹きかけたり、圧延機のワークロール103を冷却するために、スプレーノズル102等から、ワークロール103に水を供給したりする等している。
Piping is installed at various factories to transport various fluids.
In the iron and steel industry, various fluids such as combustion gas and circulating water are transferred by pipes. To give a specific example, as shown in FIG. In order to remove the generated iron oxide (hereinafter referred to as scale), pressurized water is sprayed on the
また、熱間圧延の工程100において使用した水は使用箇所によって粗ミル環水と仕上ミル環水とに分けられる。これらはあわせてミル環水と呼ばれる。図5に示すように、ミル環水は、スルース104で回収されて、ビット105から沈殿槽106及びろ過器107を通して水に含まれるスケール等の不純物が除去され、給水槽108へ送られる。その後、不純物が除去された水は、ミルに戻されることで、循環利用されている。また、除去した不純物は、濃縮槽109で濃縮され、スラリーにされて脱水機110にかけられる。脱水機110の圧搾水、濃縮槽上澄液及び循環水の一部はブロー水として排水設備111を通して、系外に放出される。そして、これらの水を移送するために、工場内には、適宜合流及び分岐させられた配管が設置されている。また、水の移送は、配管上に適宜配置したポンプ112によりなされている。
Further, the water used in the hot rolling
ところで、配管で合流させるために、図6に示すようなT字型合流管121を用いる場合がある。しかし、T字型合流管121では本管131に接続される支管132を流れる流体の圧力損失(以下、圧損という。)が大きいために、図7に示すようなY字型合流管122を用いることが多い。Y字型合流管122の場合、本管131と支管132との合流角度(本管131の中心軸と支管132の中心軸とがなす角度)θによって支管132の圧損が異なり、合流角度θを小さくなるほど(支管132が本管131の上流側に倒れているほど)、支管132の圧損が小さくなる。
しかし、このように多用されるY字型合流管122でも、本管131の流量が支管132の流量よりも圧倒的に多い場合、支管132を流れる流体が本管131を流れる流体に押し負けて、ポンプの能力通りの流量が得られない、という問題がある。
本発明の課題は、ポンプの能力通りの流量が得られる合流部構造にすることである。
By the way, in order to join with piping, the T-shaped joining
However, even in the Y-
The subject of this invention is making it the confluence | merging part structure from which the flow volume according to the capability of a pump is obtained.
前記課題を解決するために、本発明に係る請求項1に記載の配管の合流部構造は、第1の流体を流している本管に第2の流体が流れる支管を接続して、前記本管の第1の流体に、前記第2の流体を前記支管の流出口から流出させて混合させる配管の合流部構造において、前記支管における前記流出口の直前の直径を、前記本管の直径相当に拡大していることを特徴とする。
また、本発明に係る請求項2に記載の配管の合流部構造は、請求項1に記載の配管の合流部構造において、前記支管の流出口の直前に拡大管を設けることで、前記支管における流出口の直前の直径を、本管の直径相当に拡大していることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the pipe junction part structure according to
Moreover, the junction part structure of the pipe according to
本発明によれば、支管の流出口直前の直径を、本管の直径相当に拡大させることで、支管から本管への流出量が多くすることができ、ポンプの能力通りの流量を得ることができる。 According to the present invention, by increasing the diameter of the branch pipe just before the outlet to the main pipe diameter, the amount of outflow from the branch pipe to the main pipe can be increased, and the flow rate according to the capacity of the pump can be obtained. Can do.
本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を図面を参照しながら詳細に説明する。
(構成)
図1は、本発明を適用した配管の合流部構造を示す。
図1に示すように、配管の合流部構造は、第1の流体に第2の流体を混合させるために、第1の流体が流れる本管10に第2の流体が流れる支管20を接続している。ここで、第1及び第2の流体は、配管が製鉄業において配置されているものであれば、循環水等である。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
(Constitution)
FIG. 1 shows a junction part structure of a pipe to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the junction structure of the pipe connects the
支管20の流出口21よりも上流における直径D1は、本管10の直径D2よりも小さく、本管10と支管20との接続部では、本管10と支管20との合流角度(本管10の中心軸と支管20の中心軸とがなす角度)θが、支管20が本管10の上流側に倒れる角度となっている。
また、支管20では、流出口21の直前の直径D3を、本管10の直径D2相当に拡大させている。具体的には、本管10の直径D2よりも小さい直径D1の支管20に拡大部(ディフューザ)22を設けることで、流出口21を含めた流出口21の直前の直径D3を、本管10の直径D2相当に拡大(拡径)させている。
(作用及び効果)
作用及び効果は次のようになる。
A diameter D1 upstream of the
Further, in the
(Function and effect)
The action and effect are as follows.
前述のように、配管の合流部構造では、第1の流体を流している本管10に第2の流体が流れる支管20を接続することで、本管10の第1の流体に第2の流体を支管20から流出させて混合させている。
そして、支管20において本管10との合流点の径、すなわち本管10への接続部の径を、流出口21の直前で拡大していることで、支管20から本管10に流出する第2の流体の流量を増加させることができる。
As described above, in the junction structure of the pipe, the second fluid is connected to the first fluid in the
Then, the diameter of the junction point with the
これは、図1に示すように、本管10と支管20との接続部、すなわち支管20の端面(流出口21)付近では、本管10の第1の流体が支管20の第2の流体を巻き込むように流れている。例えば支管20の流出口21の外周から本管10の流れが剥離して、その剥離のために支管20の流出口21が負圧になり、その負圧により支管20の第2の流体が本管10の第1の流体に巻き込まれるようになる。
As shown in FIG. 1, the first fluid of the
このようなことから、前述のように、支管20を流出口21の直前で拡大して、支管20の管断面積を大きくすることで、本管10の第1の流体の流れに巻き込まれる第2の流体の流量を増やすことができる。
また、本管10と支管20との接続部で、支管20が本管10の上流側に倒れるような合流角度θとして、本管10に接続される支管20の端部の流出口21を本管10内で下流側に向けることで、本管10の第1の流体の流れに支管20の第2の流体をより効果的に巻き込むようにしている。
For this reason, as described above, the
Further, at the connecting portion between the
次に、配管の合流部の圧力損失を検討してみる。配管の合流部における圧力損失(損失ヘッド)hは、下記(1)式のような関係で表せる。
h=ζ・v2/(2・g) ・・・(1)
ここで、ζは圧力損失係数である。圧力損失係数とは、配管内を流れる流体が受けた圧損を算出するために用いる値である。また、vは支管内の流速であり、gは重力加速度である。この(1)式によれば、圧力損失係数ζが小さくなるほど、圧力損失hは小さくなる。
Next, let us examine the pressure loss at the junction of the pipes. The pressure loss (loss head) h at the junction of the pipes can be expressed by the relationship shown in the following formula (1).
h = ζ · v 2 / (2 · g) (1)
Here, ζ is a pressure loss coefficient. The pressure loss coefficient is a value used for calculating the pressure loss received by the fluid flowing in the pipe. Further, v is a flow velocity in the branch pipe, and g is a gravitational acceleration. According to the equation (1), the pressure loss h decreases as the pressure loss coefficient ζ decreases.
図2は、合流後の流量比、すなわち支管20の流量Q2と、支管20の流量Q2が本管10の流量Q1に合流した後の流量Q3(=Q1+Q2)との比である流量比Q1/Q3を0.1としたときに(Q1/Q3=0.1)、支管20の拡径部22の断面積A2と本管10の断面積A1との比である断面積比A2/A1を変化させた場合の、圧力損失係数の変化を示す。また、図3は、前記流量比Q1/Q3を0.5としたときに(Q1/Q3=0.5)、断面積比A2/A1を変化させた場合の、圧力損失係数の変化を示す。また、図2及び図3では、合流角度θをパラメータとしている。
Figure 2 is a flow ratio after the confluence, i.e. the flow rate Q 2 of the
図2及び図3に示すように、断面積比A2/A1が1に近くなるほど、すなわち、支管20の流出口21直前の直径D3が、本管10の直径D2に近づくほど、合流点での圧力損失係数が小さくなり、合流点での流体の圧損が小さくなる。
このような結果から、配管に接続されるポンプを、より本来の能力に近い吐出圧で運転でき、支管20から本管10への流入量を多くすることができる。
なお、前記実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、前記実施形態では、液体の合流について説明したが、これに限定されるものではなく、気体や混相流体等の流体を用いる場合にも本発明を適用できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the closer the cross-sectional area ratio A 2 / A 1 is to 1, that is, the closer the diameter D 3 immediately before the
From such a result, the pump connected to the pipe can be operated at a discharge pressure closer to the original capacity, and the amount of inflow from the
In addition, the said embodiment can also be implement | achieved by the following structures.
That is, in the said embodiment, although the confluence | merging of the liquid was demonstrated, it is not limited to this, This invention is applicable also when using fluids, such as gas and a multiphase fluid.
(実施例)
実施例は次のようになる。
配管の合流部構造を図1に示す合流部構造にして、本管10として、外径(径称)250AのSGP管(配管用炭素鋼鋼管)を用い、支管20として、ディフューザ前で外径(D4)150A、ディフューザ後で外径(D3)250AのSGP管を用いている。一方、比較例(従来例)として、配管の合流部構造を前記図6(T字型)又は図7(Y字型)に示す合流部構造にして、本管131として、外径(径称)250AのSGP管を用い、支管132として、外径150AのSGP配管を用いている。本発明を適用した場合(図1)及び比較例の場合ともに、本管のポンプ能力は、流量180m3/h、揚程40mであり、支管のポンプ能力は、流量20m3/h、揚程35mである。
図6に示すようなT型字型合流管121の場合、支管132の実際の流量が5m3/hとなった。これは、前述のように、支管132の流量よりも本管131の流量が圧倒的に多いために、支管132の流体が本管131の流体に押し負けて、合流し難くなっていることが原因になっていると考えられる。
(Example)
An example is as follows.
1 is used, and the
In the case of the T-shaped joining
また、図7に示すY型字型合流管122の場合、支管の実際の流量は、T型字型合流管121の場合と比較して流量は増加したものの、9m3/hとなった。これは、前述のように、T型字型合流管121の場合と同様、支管132の流量よりも本管131の流量が圧倒的に多いために、支管132の流体が本管131の流体に押し負けて、合流し難くなっていることが原因していると考えられる。
これに対して、本発明を適用した場合(図1に示す合流部構造の場合)、支管20の実際の流量は、12m3/hとなり、比較例(T型字型合流管、Y型字型合流管)よりも流量が多くなっている。
In the case of the Y-shaped joining
On the other hand, when the present invention is applied (in the case of the merging portion structure shown in FIG. 1), the actual flow rate of the
10 本管、20 支管、21 流出口、22 拡大部、D1 支管の直径、D2 本管の直径、D3 拡大部の直径 10 main pipes, 20 branch pipes, 21 outlet, 22 enlarged part, D1 branch pipe diameter, D2 main pipe diameter, D3 enlarged part diameter
Claims (2)
前記支管における前記流出口の直前の直径を、前記本管の直径相当に拡大していることを特徴とする配管の合流部構造。 A branch pipe through which the second fluid flows is connected to the main pipe through which the first fluid is flowing, and the second fluid flows out from the outlet of the branch pipe and is mixed with the first fluid in the main pipe. In the junction structure of piping,
A junction structure of a pipe, wherein a diameter of the branch pipe immediately before the outlet is enlarged to a diameter of the main pipe.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008071934A JP2009228705A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Merging porion structure of piping |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010046833A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka-shi | Shock absorber with damping force control |
JP2016075381A (en) * | 2014-10-09 | 2016-05-12 | 日本電気株式会社 | Pipeline structure and manufacturing method thereof |
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2008
- 2008-03-19 JP JP2008071934A patent/JP2009228705A/en active Pending
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