JP5426154B2 - Piping joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、ミスト分を含むガスを内部に流す配管の継手構造に関するものである。 The present invention relates to a joint structure for piping that allows a gas containing mist to flow inside.
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にNOxを還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のNOx(窒素酸化物)と還元反応させ、これによりNOxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。 Conventionally, a diesel engine is equipped with a selective reduction catalyst having a property of selectively reacting NOx with a reducing agent even in the presence of oxygen in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas flows, and the selective reduction catalyst A required amount of a reducing agent is added to the upstream side of the catalyst so that the reducing agent undergoes a reduction reaction with NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas on the selective catalytic reduction catalyst, thereby reducing the NOx emission concentration. There is what I did.
他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア(NH3)を用いてNOxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、毒性のない尿素水を還元剤として使用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in the field of industrial flue gas denitration treatment in plants and the like, the effectiveness of a method for reducing and purifying NOx using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent is already widely known. Since it is difficult to ensure safety with respect to traveling with ammonia itself, in recent years, it has been proposed to use non-toxic urea water as a reducing agent (see, for example, Patent Document 1). .
即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排気ガス中に添加すれば、該排気ガス中で尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のNOxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
[化1]
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
That is, if urea water is added to the exhaust gas upstream of the selective catalytic reduction catalyst, the urea water in the exhaust gas is thermally decomposed into ammonia and carbon dioxide gas by the following formula, and the exhaust gas is exhausted on the selective catalytic reduction catalyst. NOx is reduced and purified well by ammonia.
[Chemical 1]
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2NH 3 + CO 2
この際、排気ガス中に添加された尿素水がアンモニアと炭酸ガスに熱分解されるまでの十分な反応時間を確保するため、尿素水の添加位置から選択還元型触媒までの間は、所要長さの排気管で接続され、この排気管の内部には、尿素水のミスト分を含む排気ガスが流れることになる。 At this time, in order to secure a sufficient reaction time until the urea water added to the exhaust gas is thermally decomposed into ammonia and carbon dioxide, the required length from the urea water addition position to the selective catalytic reduction catalyst is required. In this exhaust pipe, exhaust gas containing urea water mist flows.
図3は尿素水のミスト分を含む排気ガス1を内部に流すようにした排気管2,3の継手構造を示しており、ここに図示している例では、上流側の排気管2の最下流端にフランジサポート4を介して配設されたフランジ5と、下流側の排気管3の最上流端にフランジサポート6を介して配設されたフランジ7とをボルト8及びナット9によりガスケット10を挟んだ上で締結するようにしている。
FIG. 3 shows a joint structure of the
ここで、前記各フランジサポート4,6は、各排気管2,3の主構造を成す配管本体2a,3aの端部に外嵌装着されて前記各排気管2,3の先端部分を構成するスリーブ部4a,6aと、該スリーブ部4a,6aの接続相手側端で配管本体2a,3aの半径方向外側へ屈曲して締結時の合わせ面を形成し且つその背面側にフランジ5,7を装着するようにした鍔部4b,6bとから成る薄肉の板金部品となっている。
Here, the flange supports 4 and 6 are externally fitted to the end portions of the pipe
尚、このようなフランジサポート4,6を用いているのは、厚肉のフランジ5,7を薄肉の配管本体2a,3aに直に溶接した場合よりも溶接歪みが小さくなることと、肉厚のフランジ5,7を尿素水による腐食を考慮した高価な耐食性素材としなくて済むことを意図しているからである。
しかしながら、図3に示す如き配管継手構造では、フランジ5,7相互の合わせ面が流路内で排気ガス1の流れに直接晒された状態となってしまい、尿素水のミスト分が前記合わせ面に流入し易く、また、排気ガス1の流れに乗りきれずに流路内の底部に溜まる尿素水の液滴もフランジ5,7相互の合わせ面の谷部に集まり易いという問題があり、浸透性の高い尿素水がボルト8の緩み等を要因として外部に滲み出て周辺部品を腐食してしまう虞れがあった。
However, in the pipe joint structure as shown in FIG. 3, the mating surfaces of the
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ミスト分を含むガスを内部に流す配管の継手箇所における液漏れを防止することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the above-mentioned situation, and it aims at preventing the liquid leak in the joint location of the piping which flows the gas containing a mist part inside.
本発明は、ミスト分を含むガスを内部に流す配管の継手構造であって、上流側の配管の端部を下流側の配管の端部に差し込む形式とし、上流側の配管の最下流端から上流側へ所要長さ遡った位置に第一フランジを配設し且つ下流側の配管の最上流端に第二フランジを配設して第一及び第二フランジの相互を締結し、第一フランジよりも下流側へ延在する上流側の配管の張出部分により第一及び第二フランジの相互の合わせ面を内周側から被覆し、上流側の配管の張出部分と下流側の配管の内周面との間に、ラビリンス構造を成す流入抵抗体を全周に亘り配設し、下流側の配管における上流側の配管の最下流端が入り込む位置よりも下流側で且つ該位置に近い位置に、排気ガスの流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴を収容してフランジ相互の合わせ面への遡りを防ぐ窪み部を形成したことを特徴とするものである。
The present invention is a pipe joint structure for flowing a gas containing mist to the inside, wherein the end of the upstream pipe is inserted into the end of the downstream pipe, from the most downstream end of the upstream pipe. A first flange is disposed at a position retroactive to the upstream side, and a second flange is disposed at the most upstream end of the downstream pipe to fasten the first and second flanges together. Covering the mating surfaces of the first and second flanges from the inner peripheral side with the upstream pipe extension extending further downstream than the upstream pipe extension and the downstream pipe. An inflow resistor having a labyrinth structure is arranged over the entire circumference between the inner peripheral surface and the downstream side of the downstream side of the downstream side of the upstream side of the downstream side of the pipe, and closer to the position. In the position, the droplets that cannot reach the exhaust gas flow and collect at the bottom are accommodated. To the formation of the recess prevent dating back to the mating surface and is characterized in.
而して、このようにすれば、上流側の配管の張出部分により第一及び第二フランジの相互の合わせ面が内周側から被覆されることになるので、フランジ相互の合わせ面が流路内で排気ガスの流れに直接晒されなくなり、ガス中のミスト分が前記合わせ面に流入しなくなる。 Thus, in this way, the mating surfaces of the first and second flanges are covered from the inner peripheral side by the projecting portion of the upstream pipe, so that the mating surfaces of the flanges flow. It is not directly exposed to the flow of exhaust gas in the road, and mist in the gas does not flow into the mating surface.
また、上流側の配管内で排気ガスの流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴も、排気ガスの流れに押し流されて下流側へ移動する際に、上流側の配管の張出部分によりフランジ相互の合わせ面を乗り越えて下流側の配管へ導かれるため、フランジ相互の合わせ面に集まらなくなる。 In addition, when the liquid droplets accumulated at the bottom of the upstream pipe that cannot reach the exhaust gas flow are pushed away by the exhaust gas flow and moved downstream, Since it passes over the mating surfaces of the flanges and is guided to the downstream pipe, it does not collect on the mating surfaces of the flanges.
尚、下流側の配管内で排気ガスの流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴は、排気ガスの流れによりそのまま下流側へ送り出されるが、仮に上流側へ向かって下り勾配となっているような場合であっても、液滴が窪み部に溜められることになるため、液滴がフランジ相互の合わせ面に遡ることはない。
In addition, the liquid droplets accumulated at the bottom without being able to ride the exhaust gas flow in the downstream pipe are sent to the downstream side as they are due to the exhaust gas flow, but temporarily have a downward slope toward the upstream side. Even in such a case, since the liquid droplets are accumulated in the depressions, the liquid droplets do not trace back to the mating surfaces of the flanges.
しかも、上流側の配管の張出部分と下流側の配管の内周面との間に、ラビリンス構造を成す流入抵抗体を全周に亘り配設しているので、フランジ相互の合わせ面へのミスト分や液滴の流入をより確実に阻むことが可能となる。
In addition, since an inflow resistor that forms a labyrinth structure is arranged over the entire circumference between the upstream pipe overhanging part and the downstream pipe inner peripheral surface, It becomes possible to more reliably prevent the inflow of mist and droplets.
更に、本発明においては、前記上流側の配管の最下流端から上流側へ所要長さ遡った位置に第一のフランジサポートを介して前記第一フランジを配設し且つ前記下流側の配管の最上流端に前記第二のフランジサポートを介して前記第二フランジを配設して前記第一及び第二フランジの相互を締結した配管継手構造であって、前記第二のフランジサポートの最下流端は、前記上流側の配管の最下流端より下流側に配置され、前記液溜め用の窪み部は、前記下流側の配管の前記第二のフランジサポートの最下流端より下流側に形成されていることが好ましい。
Further, in the present invention, the first flange is disposed via a first flange support at a position retroactive to a required length from the most downstream end of the upstream pipe to the upstream side, and the downstream pipe A pipe joint structure in which the second flange is disposed at the most upstream end via the second flange support and the first and second flanges are fastened to each other, and the most downstream of the second flange support The end is disposed on the downstream side of the most downstream end of the upstream side pipe, and the recess for reservoir is formed on the downstream side of the most downstream end of the second flange support of the downstream side pipe. It is preferable.
上記した本発明の配管継手構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the pipe joint structure of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)上流側の配管の張出部分により第一及び第二フランジの相互の合わせ面を内周側から被覆したことによって、フランジ相互の合わせ面へのミスト分の流入や液滴の溜まりを回避することができ、ボルトの緩み等を要因として配管の継手箇所に液漏れが生じる虞れを防止することができる。 (I) By covering the mating surfaces of the first and second flanges from the inner peripheral side with the projecting portion of the upstream pipe, inflow of mist and accumulation of droplets on the mating surfaces of the flanges can be prevented. It is possible to avoid this, and it is possible to prevent the possibility of liquid leakage at the joints of the piping due to loosening of the bolts or the like.
(II)上流側の配管の張出部分と下流側の配管の内周面との間に、ラビリンス構造を成す流入抵抗体を全周に亘り配設しているので、フランジ相互の合わせ面へのミスト分や液滴の流入をより確実に阻むことができる。
(II) between the inner peripheral surface of the projecting portion and the downstream-side piping on the upstream side of the pipe, since the inflow resistor constituting a labyrinth structure is disposed over the entire circumference, the mating surfaces of the flange each other It is possible to more reliably prevent the inflow of mist and droplets.
(III)下流側の配管における上流側の配管の最下流端が入り込む位置よりも下流側で且つ該位置に近い位置に、排気ガスの流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴を収容してフランジ相互の合わせ面への遡りを防ぐ窪み部を形成しているので、上流側へ向かって下り勾配となっているような特殊なケースであっても、窪み部に液滴を溜めて該液滴をフランジ相互の合わせ面に遡らせないようにすることができる。
(III) In the downstream pipe, the liquid droplets accumulated at the bottom without being able to get through the exhaust gas flow are accommodated at a position downstream of and closer to the position where the most downstream end of the upstream pipe enters. In this case, even in a special case that has a downward slope toward the upstream side, liquid droplets are accumulated in the recess and It is possible to prevent the droplets from going back to the mating surfaces of the flanges.
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention, and the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3 represent the same items.
図1に示す如く、本形態例においては、尿素水のミスト分を含む排気ガス1を内部に流す排気管2,3同士を接続するにあたり、上流側の排気管2の端部を下流側の排気管3の端部に差し込む形式を採用しており、上流側の排気管2の最下流端から上流側へ所要長さ遡った位置にフランジサポート4を介してフランジ5を配設すると共に、下流側の排気管3の最上流端にフランジサポート6を介してフランジ7を配設し、これらフランジ5,7の相互をボルト8及びナット9によりガスケット10を挟んだ上で締結することにより、フランジ5よりも下流側へ延在する上流側の排気管2の張出部分2bによりフランジ5,7の相互の合わせ面を内周側から被覆させるようにしている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, when connecting the
また、特に本形態例においては、上流側の排気管2の張出部分2bと、下流側の排気管3におけるフランジサポート6のスリーブ部6a内周面との間に、ラビリンス構造を成す流入抵抗体として、ワイヤーメッシュ11を全周に亘り配設している。このワイヤーメッシュ11は、例えば、上流側の排気管2の張出部分2bにおける外周部に予め装着しておけば良い。
Particularly in the present embodiment, an inflow resistance that forms a labyrinth structure between the projecting
更に、下流側の排気管3における上流側の排気管2の最下流端が入り込む位置よりも下流側で且つ該位置に近い位置には、排気ガス1の流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴を収容してフランジ5,7相互の合わせ面への遡りを防ぐ窪み部12を形成しており、より具体的には、前記上流側の排気管2の最下流端より下流側にフランジサポート6の最下流端が配置され、このフランジサポート6の最下流端より下流側に前記液溜め用の窪み部12が形成されている。この窪み部12は、少なくとも各排気管2,3の据え付け時に下側となる部位に形成すれば良いが、据え付け姿勢の制約を受けないよう下流側の排気管3の全周に形成されていても良い。
Further, in the
而して、このように排気管2,3の継手構造を構成すれば、上流側の排気管2の張出部分2bによりフランジ5,7の相互の合わせ面が内周側から被覆されることになるので、フランジ5,7相互の合わせ面が流路内で排気ガス1の流れに直接晒されなくなり、排気ガス1中に含まれる尿素水のミスト分が前記合わせ面に流入しなくなる。
Thus, when the joint structure of the
また、上流側の排気管2内で排気ガス1の流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴も、排気ガス1の流れに押し流されて下流側へ移動する際に、上流側の排気管2の張出部分2bによりフランジ5,7相互の合わせ面を乗り越えて下流側の排気管3へ導かれるため、フランジ5,7相互の合わせ面に集まらなくなる。
Further, when the liquid droplets accumulated at the bottom without being able to ride the
尚、下流側の排気管3内で排気ガス1の流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴は、排気ガス1の流れによりそのまま下流側へ送り出されるが、仮に上流側へ向かって下り勾配となっているような場合であっても、液滴が窪み部12に溜められることになるため、液滴がフランジ5,7相互の合わせ面に遡ることはない。
In addition, the liquid droplets accumulated in the bottom without being able to ride the
更に、本形態例の場合は、上流側の排気管2の張出部分2bと、下流側の排気管3におけるフランジサポート6のスリーブ部6a内周面との間に、ワイヤーメッシュ11を全周に亘り配設しているので、フランジ5,7相互の合わせ面への尿素水のミスト分や液滴の流入をより確実に阻むことが可能となる。
Further, in the case of the present embodiment, the
特に流入抵抗体としてワイヤーメッシュ11は好適であり、この種のワイヤーメッシュ11には、単にラビリンス構造を成してシール性を向上するというだけでなく、拡縮性を有しているという特徴があるため、製作精度や組み付け精度のバラツキ、熱膨張等といった要素を吸収し易く、また、そのメッシュ構造によりミスト分に対する高いトラップ機能を発揮させることも可能である。
In particular, the
従って、上記形態例によれば、上流側の排気管2の張出部分2bによりフランジ5,7の相互の合わせ面を内周側から被覆したことによって、フランジ5,7相互の合わせ面へのミスト分の流入や液滴の溜まりを回避することができ、ボルト8の緩み等を要因として排気管2,3の継手箇所に液漏れが生じる虞れを防止することができる。
Therefore, according to the above-mentioned embodiment, the mutual mating surfaces of the
また、上流側の排気管2の張出部分2bと、下流側の排気管3におけるフランジサポート6のスリーブ部6a内周面との間に、ワイヤーメッシュ11を全周に亘り配設しているので、フランジ5,7相互の合わせ面への尿素水のミスト分や液滴の流入をより確実に阻むことができる。
Further, the
更に、下流側の排気管3における上流側の排気管2の最下流端が入り込む位置よりも下流側で且つ該位置に近い位置に、排気ガス1の流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴を収容してフランジ5,7相互の合わせ面への遡りを防ぐ窪み部12を形成しているので、上流側へ向かって下り勾配となっているような特殊なケースであっても、窪み部12に液滴を溜めて該液滴をフランジ5,7相互の合わせ面に遡らせないようにすることができる。
Further, the liquid that has accumulated at the bottom without being able to ride the flow of the
図2は本発明の配管継手構造の参考例を示すもので、上流側の排気管2の張出部分2bと、下流側の排気管3におけるフランジサポート6のスリーブ部6a内周面との間にワイヤーメッシュ11を配設することに替えて、上流側の排気管2の張出部分2bにおける最下流端にフレア形状13を付したものであり、このようにすることによっても、尿素水のミスト分や液滴がフランジ5,7相互の合わせ面へ流入し難くすることが可能である。
FIG. 2 shows a reference example of the pipe joint structure of the present invention. Between the protruding
尚、本発明の配管継手構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、尿素水をミスト状に添加された排気ガスを内部に流す排気管への適用に限定されないこと、また、流入抵抗体はワイヤーメッシュに限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, the pipe joint structure of the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and is not limited to application to an exhaust pipe through which exhaust gas added with urea water in a mist form flows. Of course, the inflow resistor is not limited to a wire mesh, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 排気ガス(ガス)
2 排気管(配管)
2b 張出部分
3 排気管(配管)
4 フランジサポート(第一のフランジサポート)
5 フランジ(第一フランジ)
6 フランジサポート(第二のフランジサポート)
7 フランジ(第二フランジ)
8 ボルト
9 ナット
11 ワイヤーメッシュ(流入抵抗体)
12 窪み部
1 Exhaust gas (gas)
2 Exhaust pipe (pipe)
4 Flange support (first flange support)
5 Flange (first flange)
6 Flange support (second flange support)
7 Flange (second flange)
8 bolts 9
12 Indentation
Claims (2)
上流側の配管の端部を下流側の配管の端部に差し込む形式とし、
上流側の配管の最下流端から上流側へ所要長さ遡った位置に第一フランジを配設し且つ下流側の配管の最上流端に第二フランジを配設して第一及び第二フランジの相互を締結し、
第一フランジよりも下流側へ延在する上流側の配管の張出部分により第一及び第二フランジの相互の合わせ面を内周側から被覆し、
上流側の配管の張出部分と下流側の配管の内周面との間に、ラビリンス構造を成す流入抵抗体を全周に亘り配設し、
下流側の配管における上流側の配管の最下流端が入り込む位置よりも下流側で且つ該位置に近い位置に、排気ガスの流れに乗りきれずに底部に溜まった液滴を収容してフランジ相互の合わせ面への遡りを防ぐ窪み部を形成したことを特徴とする配管継手構造。 A pipe joint structure for flowing a gas containing mist to the inside,
The end of the upstream pipe is inserted into the end of the downstream pipe,
A first flange is disposed at a position retroactive to a required length from the most downstream end of the upstream pipe to the upstream side, and a second flange is disposed at the most upstream end of the downstream pipe. Mutually signed
Covering the mating surfaces of the first and second flanges from the inner peripheral side by the projecting portion of the upstream pipe extending downstream from the first flange ,
Between the projecting portion of the upstream pipe and the inner peripheral surface of the downstream pipe, an inflow resistor having a labyrinth structure is arranged over the entire circumference.
In the downstream side pipe, the downstream side of the upstream side pipe of the upstream side pipe enters the downstream side and close to this position to store droplets accumulated at the bottom without being able to catch the exhaust gas flow and A pipe joint structure characterized in that a recess is formed to prevent going back to the mating surface .
前記第二のフランジサポートの最下流端は、前記上流側の配管の最下流端より下流側に配置され、
前記液溜め用の窪み部は、前記下流側の配管の前記第二のフランジサポートの最下流端より下流側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の配管継手構造。 The first flange is disposed via a first flange support at a position retroactive to the upstream side from the most downstream end of the upstream pipe and the second flange is disposed at the most upstream end of the downstream pipe. A pipe joint structure in which the second flange is disposed through the flange support and the first and second flanges are fastened together,
The most downstream end of the second flange support is disposed on the downstream side of the most downstream end of the upstream pipe,
2. The pipe joint structure according to claim 1 , wherein the recess for collecting liquid is formed on a downstream side of a most downstream end of the second flange support of the pipe on the downstream side .
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