JPH02236092A - 液体輸送管におけるベンド管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） この発明は液体輸送管におけるベンド管の構造に関する
ものである。

（従来の技術） 水道用管のような液体の輸送用管において、埋設地の事
情もしくは取付け器機の形、位置等の関係で、多くのベ
ンド管が必要に応じ使用されている。従来のベンド管の
形状は、鋳鉄製、鋼製、合成樹脂製の何れの場合でも、
管の内径は前後の直管部と同一直径の円形断面を備え所
定の半径を有する湾曲部を有している。

一方、液体ではないが、微細な粉粒状物質を空気中に浮
遊せしめた状態で輸送する空気輸送方式も、近年広く採
用されている。然しこの場合にはベンド管の摩耗が激し
いので、一般的には湾曲部における管の肉厚を直線部よ
りも厚くしたベンド管が実用に供されている。然し、こ
のような手段は摩耗を根本的に解決するものでないとこ
ろから、特殊な形状のベンド管が提案されている。特開
昭６１−２１５８９０号においては、流入路直線部にお
ける略円形の横断面積が湾曲部に向って漸増し湾曲部は
同一断面積、同一形状であり湾曲部から流出部に至る直
線部流出流路は移送方向下流側に向って漸減している絞
り部を有するベンド管を用いることにより、ベンド部に
おける内壁の摩耗の発生を解消する案を提案している。

（発明が解決しようとする課題） 水道管等の液体の輸送においては、ベンド部が流体の輸
送における配管抵抗となっていることは否めない事実で
ある。本発明は、所定の輸送量を従来と同様程度に確保
した上で、配管抵抗を減少せしめる、ベンド管の構造を
提供することを目的とする。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 前述の目的を達成するために本発明者等は、流入側およ
び流出側の両端部に連結配管と略同一内外径の直管部を
備え、その間の全長が、略円形の横断円形状を有し、前
記横断面の面積は、流入側において湾曲部の端部から湾
曲部に向って増大し該湾曲部から流出側に向って湾曲部
の端部まで減少するように形成され、而も前記湾曲部に
おける最大内径は前記直管部の２倍以下としたことを特
徴とする液体輸送管におけるベンド管を芸に提案する。

本発明のベンド管を水道等の液体輸送の配管として使用
することにより、配管抵抗を減少せしめることができる
ので、ポンプ動力費を節減することができる。

（作用） 本願発明は液体輸送における配管抵抗を減少せしめるた
めの、ベンド管の構造に関するものであり、その要旨は
特許請求の範囲′１こ記載した通りであるが、最大の特
徴は流体抵抗を減少せしめるための膨出部を有するベン
ド管において、その最大内径の寸法が両端部に形成した
直管部の内径の２倍以下であることである。

例えば粉粒物の空気輸送は、摩耗の原因とはならない気
体に、所定の粒度範囲を有する粉粒物（石炭粉のような
）を混ぜて所定の流速で搬送する場合に相当し、単なる
流体抵抗と異なり直進する粉粒体の有するエネルギーが
直接ベンド管の湾曲部の外壁を摩耗することになるから
、特開昭６１２１５８９０号のようにベンド管の供給口
の内径（実施例２１．６４）に比較し、湾曲部の最大内
径（同じく実施例１０５．３１ｍ）は約５倍程度（正確
には４．８７５倍）を必要とするが、水道等のように液
体のみの場合で、純然たる圧損抵抗を問題とするような
場合には、このように内径を大きくする必要はない。第
２図に元管の内径に対する管径率（ｄ／ｄｏ）と損失ヘ
ッド率（Ｎｂ／Ｎｂσ）の関係を示すように、湾曲部の
管内径が大きくなるに従い損失ヘソド率は下ってくるが
、略２．０倍でその減少率は緩慢となり、内径増大の効
果は飽和してくることが判る。従って水等の場合は、こ
の倍率を２．０倍を超えて設計することは無駄であるば
かりでなく、ベンド管の製作費を増大せしめ、終局的に
はベンド部の半径を大きくし、不必要に配管経費を増大
せしめることになる。その他、ペンド管の両端部に所定
の直管部を設けたのは、第１図に示すように連結配管と
の連結を確実にするためであり、直管部と連結配管の内
外径を同一としたのは、接続部においてＪＩＳ規格のパ
イプと同一にすることで連結を容易にするためである。

ベンド管の内径の断面形状を略円形としたのは、連結配
管と同様に抵抗を最小にして接続し、液圧が均等に作用
するようにしたものである。流入側湾曲部端部から湾曲
部中央に向って横断面積を漸次増大せしめたのは、渦流
の発生を防止しエネルギー損失を避けながら流速を落し
抵抗を少な《したものであり、湾曲部中央から流出側湾
曲部端部に向って漸次横断面積を減少せしめ、直線部を
元の直径に戻したのはエネルギー損失を避けながら連結
配管との連結を容易にするためである。前述したような
、湾曲部における圧力の損失は、■曲りによる損失、■
摩擦比よる損失、■内径の変化による撰失、等がある。

これ等は下記の式で表示することができる。

υ２ ■一・−一一一一・−ｈ■　一ζ８ ２ｇ ｌ　　　　　　υ２ ０−゛−“−　ｈ■一′６２． 流速υについて、元の流速を０１、元管の内径をｄ１、
本発明の流速をυ２、本発明の湾曲部の平均内径をｄ２
とする。

そこで流量Ｑを一定とした場合には、 ｄ貫 υ２＝υ＋ｘ（　　　　）”となる。このように圧ｄ２ 力損失は速度の２乗に比例するものであり、速度は内径
の２乗に比例することから圧力損失は内径の４乗に比例
するものとなり配管抵抗を著しく減少することができる
。前述のように管径の倍率２．０を上限とするが、下限
は平均倍率（流入部から流出部間）１．０５以上とし、
特に好ましくは１．２〜１．８の間であり、１．０５未
満では期待する抵抗減少の効果は上らない。

尚、湾曲部における管径の拡大は、前述のように漸次増
大漸次減少のように最大管径部分が線状で示され殆ど同
一管径部の長さがゼロであっても又、湾曲部の一定の長
さに亘り同一最大直径としてもよい。

本発明を分岐管に応用する場合には、流入部から分岐部
中央に向って内径を漸次増大せしめ、最大直径部におい
て分岐せしめ、流出部に向って漸次管径を減少せしめる
とよい。又、この場合でも分岐部近傍のみを一定の最大
径とすることもできる。

又、当然のことであるが、本発明のベンド管の湾曲角度
が９０゜に限定されず、希望する角度のベンド管、その
他Ｔ字管、十字管における全ての応用例が含まれること
は云うまでもない。

（実施例） 第１図は本発明のベンド管１を連結配管２、２の間に位
置せしめ、夫々のフランジ形成部３との間に直管部を挿
入、連結金具４、バソキング５、をポルト６およびナソ
ト７で絞め付けている断面を示したものである。ベンド
管の両端部には夫々ＳｌおよびＳ２の直管部を備えてお
り、内径は連結配管２と同径にして、その部分の管外部
の形状も従来のままとしたので、連結金具等従来の金具
をそのまま使用できる。尚Ａは水道水の流入部をＢは流
出部を示す。

図面はψ１００　　９０゜ベンド管を示すもので、直管
部の内径は入側出側とも１　０　１　ｍＷ、湾曲部横断
面における平均直径は１０９．５＋＋＋ｍ　（１．５Ｄ
として１５１．５ｍｍの平均直径となる）で、流入部か
らこの最大直径部までは円形横断面積は漸次増大し、最
大直径部から流出部へは円形の横断面直径は漸次減少す
るように形成されている。このベンド管における圧力損
失の減少度は０．００４４１ｍ（１．５Ｄとして０．０
０９４９ｍ）である。圧力損失ヘッド低減によるポンプ
動力費削減効果は、損失ヘソドｈ（ｍ）、流量Ｑ（イ／
ｓ）とすると、理論動力しいは、 ＬＨ　＝　（比重量ＸＱＸｈ）／１　０　２　（ＫＷ）
で表わされ、ポンプの運転に必要な軸動力Ｌ．（ＫＷ）
は、ポンプ効率をηとすると、Ｌ．＝Ｌ，／η（ＫＷ）
で表わせる。従って年間（３６５Ｘ２４時間）を通して
、ｌｍ／ｓ　（Ｑ＝８．Ｏ　Ｉ　Ｘ　１　０−’％　／
　Ｓ　）で流れているとした場合の、必要電力Ｅ（ＫＷ
ｈ）は、ポンプ効率を０．８５とすれば次式で表現する
ことができる。

Ｅ＝　　（８．０１／１０２）ｘ３６５ｘ２４　　（ｈ
／η）＝６８７．９ｈ／η　　　　　［ＫＷｈ）一８　
０　９．３　ｈ　　　　　　　　　（ＫＷｈ）従って、
新旧タイプのベンド管の損失ヘッド差が０．０　０　４
　４　１ｍ　（１．５Ｄでは０．００９４９ｍ）である
から、ボンブ動力の削減量は前述の式により３．５　６
　９ＫＷｈ　（１．５Ｄでは７．６８０ＫＷｈ）となる
から、電力費を２０円／ＫＷｈと仮定すれば、この１本
当り年間７１．４円（１．５Ｄでは１５３．６円）の節
減となる。この場合の湾曲部の管径倍率は１．０９５倍
（　１．　５　Ｄ　＝　１．　５倍）である。

第１図におけるＬ，　、Ｌ２は水道用黒鉛鋳鉄異形管（
ＪＩＳ　　Ｇ５５２７）において必要とされる基本寸法
であり本発明のベンド管はこの条件をも満足している。

尚、前述の実施例は、管径が湾曲部中央へ向い流入側か
ら漸増し中央部から流出外に漸減した例を示したもので
ある。

「発明の効果」 以上詳述したように本発明による場合には、液体の輸送
用パイプのベンド管として使用することにより、従来の
流水量を確保し、且つ通常用いられる連結金具、パッキ
ング等をそのまま利用することができ、而もベンド部に
おける圧損を減少することができるから、経済的効果の
大きな発明であると云うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のベンド管を連結配管と結合した場合の
断面図で示した説明図、第２図はベンド管の元管に対す
る管径倍率と損失ヘッド率の関係を示した図表である。 １：ベンド管　　　　Ｓ，：ベンド管の直管部２：連結
配管　　　　Ｓ２　：ベンド管の直管部３：フランジ形
成部　Ｌ＋：ＪＩＳの基本寸法４：連結金具　　　　Ｌ
２：ＪＩＳの基本寸法５：バソキング ６：ボルト ７：ナント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　流入側および流出側の両端部に連結配管と略同一内外
   径の直管部を備え、その間の全長が、略円形の横断面形
   状を有し、前記横断面の面積は、流入側において湾曲部
   の端部から湾曲部に向って増大し該湾曲部から流出側に
   向って湾曲部の端部まで減少するように形成され、而も
   前記湾曲部における最大内径は前記直管部の２倍以下と
   したことを特徴とする液体輸送管におけるベンド管。