JPH1015371A

JPH1015371A - 混合合流管

Info

Publication number: JPH1015371A
Application number: JP8173438A
Authority: JP
Inventors: Hajime Izumi; 元泉; Kazuo Hirota; 和男広田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】温度または濃度の異なる２種の流体を短区間
で混合させる混合合流管を提供すること。【解決手段】導管の合流部１ａにおいて、上流側の一
方の導管２の合流口５に、複数の仕切板６ａ〜６ｃを間
隔を置いて配設し、他方の導管４の合流口７に、複数の
仕切板８ａ〜８ｃを間隔を置いて配設している。一方の
導管２からの流体と、他方の導管４からの流体が合流部
１ａを流れると、流体は仕切板６ａ〜６ｃ，８ａ〜８ｃ
により交互に配列された多層のサンドイッチ構造をな
し、多数の界面が形成される。また、他方の配管４を流
れる流体については、流体が９０度向きを変えて円滑に
流れるように、ガイドベーン１２ａが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種プラントの気
体または液体が流れる導管の合流部に用いられる混合合
流管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の導管の合流部３１を示
す。この合流部３１は、直線的に連続する上流側の導管
３２及び下流側の導管３３からなる本流に、これと直角
に交わる支流の上流側の導管３４を接続している。これ
らの上流側導管３２，３４及び下流側導管３３は、それ
ぞれ断面が矩形である。導管の合流部３１では、上流側
導管３２から、流体Ａが直進して下流側導管３３に流
れ、他方の上流側導管３４からは、流体Ｂが合流部３１
で向きを９０度変えて、下流側導管３３に流れる。これ
らの流体Ａ，Ｂは、温度あるいは濃度の異なる二種の流
体であり、合流部３１で合流した後、下流側導管３３を
流れる間に混合される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の異なる２種の流体が合流しても、図８に示すように流
体Ａ，Ｂが混合しあう界面Ｃは短区間の流れの間で１つ
しか形成されず、効率良く混合することができない。し
かも、流体Ｂの流れは、合流部で向きを９０度曲げて下
流側に流れることから、流れの剥離ｂが生じて圧損が生
じる。流体Ａ，Ｂの混合効率を良くするには、合流部に
多数の孔を開けた多孔板や、フローノズル等を配設する
ことが知られているが、それらを使用すると、合流部で
生じる圧損が非常に大きくなってしまい、プラント等の
運転に悪影響を及ぼしている。

【０００４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、２種以上の流体が合流するときに、異種流体が混合
しあう界面を多数形成し、これら流体が合流部から短区
間流れるだけで、効率良く混合できる混合合流管を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、導管の合
流部において、一方の導管と他方の導管の各々の合流口
に、仕切部材を間隔を置いて設け、各合流口の仕切部材
によって形成された開口を交互に配置し、一方の導管か
らの流体と他方の導管からの流体との流れが、上記開口
を通ることにより多層のサンドイッチ構造を形成するよ
うにしたことを特徴とする混合合流管によって達成され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
混合合流管について、図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明に係る混合合流管１を示す。この混合合流
管１の合流部１ａは、上流側導管２と下流側導管３とか
らなる本流と、これに直角に交わる上流側導管４からな
る。これらの上流側導管２，４及び下流側導管３は、そ
れぞれ断面形状が等しい矩形であり、断面積も同じであ
る。導管の合流部１ａには、図１及び図２に示すように
本流の上流側導管２の合流口５に仕切６が配設されてい
る。図２は、図１における上流側導管２のＸ−Ｘ線方向
の断面図である。仕切６は、平板状の仕切部材である仕
切板６ａ〜６ｃを、間隔をおいて、平行に設けてなる。
仕切板６ａ〜６ｃによって形成された開口１０は、上流
側導管２を流れる流体Ａの流路となる。本実施の形態で
は仕切板６ａ〜６ｃの巾と各開口１０の巾は同じであ
る。

【０００７】図３は、図１における支流の上流側導管４
のＹ−Ｙ線方向の断面図である。図に示すように、合流
部１ａの合流口７には仕切８を配設し、仕切８は平板状
の仕切部材である仕切板８ａ〜８ｃを平行に等間隔に設
けてなる。仕切板８ａ〜８ｃを並設して形成した開口１
１は、上流側導管４を流れる流体Ｂの流路となる。仕切
板８ａ〜８ｃの巾と各開口１１の巾は同じ大きさであ
る。開口１０，１１の面積比率については、本実施の形
態では、１：１にしたが、流体Ａ，Ｂの流量や圧力、導
管の面積などが異なる場合はそれを考慮して、比率を変
えてもよい。また仕切板の数は多いほど良く混合する。
したがって混合効率を考慮しながら現実的な範囲で決定
する。

【０００８】合流部１ａに配設される一方の仕切板６ａ
〜６ｃと他方の仕切板８ａ〜８ｃの配置関係は、図４に
示すように、仕切板６ａ〜６ｃの面に対して、仕切板８
ａ〜８ｃの面が直角に交互に配置されて、それによっ
て、開口１０と１１は交互に配置されている。合流口
５，７の各開口１０，１１を合わせると、各導管２，３
の断面積と同じである。

【０００９】図５及び図６に示すように、上記各仕切板
６ａ〜６ｃの下流側、すなわち、支流の上流側導管４の
開口１０の下流側には、３列にガイド部材１２が配設さ
れている。各ガイド部材１２は、略三角形状の一対の区
画板１３の間に流体の流れを変えるための多数のガイド
ベーン１２ａを設けている。ガイドベーン１２ａは、図
６に示すように等間隔で斜めに並設され、その形状は一
端を上流側導管４側に向け、他端を下流側導管３に向け
た湾曲形状である。各ガイドベーン１２ａの巾は、ほぼ
開口１１の巾と同じである。なお、本流の上流側導管２
の合流口５の開口１０の下流側には、ガイドベーンを設
けていない。

【００１０】ガイド部材１２の配置箇所については、本
実施の形態では、支流の上流側導管４と下流側導管３の
中間に設けたが、仕切板８ａ〜８ｃを利用してその側部
に設けてもよいし、導管の合流部１ａの内壁面を利用し
て取付けてもよい。また、ガイドベーン１２ａの形状に
ついても、支流の上流側導管４から流れてくる流体が、
合流部１ａで円滑に向きを変えて流れることができれ
ば、形状は問わず、ガイドベーン１２ａの枚数にしても
現実的な範囲で増減すればよい。各ガイドベーン１２ａ
の大きさについても、流路の内側のガイドベーンの長さ
を小さくし、外側のガイドベーンの長さを、緩やかに曲
がるように大きくしてもよい。

【００１１】以上、本発明の実施の形態による混合合流
管１の構成について説明したが、次にその作用について
説明する。なお、導管を流れる流体については、従来例
と同じ流体Ａ，Ｂを用いて説明する。図１に示すよう
に、流体Ａは、本流の上流側導管２から合流口５側へ流
れる。合流口５には、仕切板６ａ〜６ｃを配設している
ため、流体Ａは３箇所の開口１０を分岐して３層になっ
て流れ、合流部１ａに入る。他方、支流の上流側導管４
からは、流体Ｂが合流口７側へ流れる。合流口７には図
３に示すように、仕切板８ａ〜８ｃが配設されているた
め、流体Ｂは３箇所の開口１１によって分岐され、３層
になって合流部１ａに入る。

【００１２】合流部１ａでは、図７に示すように、流体
Ａが開口１０をおおむね真直ぐ下流側へ流れ、ガイド部
材１２の間を通り抜ける。他方の流体Ｂは、開口１１か
ら合流部１ａを進み、内圧の低い下流側へ吸い込まれよ
うとするが、合流部１ａの途中にガイド部材１２を設け
ているので、そこに配設したガイドベーン１２ａに沿っ
て、流れを下流側導管３へ整流となって向きを９０度変
えられる。また、一方の合流口５に配設した仕切板６ａ
〜６ｃと，他方の合流口７に配設した仕切板８ａ〜８ｃ
は、交互に配置され、なおかつこれらの流路はガイド部
材１２の区画板１３により仕切られているので、ガイド
部材１２が配設されている部分で流体Ａ，Ｂの層が互い
に直接ぶつかり合うことはない。しかし、流体Ａ，Ｂ
は、ガイド部材１２を通り抜けると、３層の流体Ａと３
層の流体Ｂを交互に配列した流体Ａ，Ｂの多層サンドイ
ッチ構造をなす。

【００１３】この多層のサンドイッチ構造によって、図
７に示すように、多数の界面Ｃが形成され、流体Ａ，Ｂ
同士の各層の界面Ｃが流体Ａ，Ｂの接触面積を大きくす
る。そして、温度あるいは濃度の異なる２種の流体Ａ，
Ｂは下流側導管３を、短区間流れるあいだに効率良く混
合する。

【００１４】このように、本実施の形態では、合流口
５，７に仕切板６ａ〜６ｃ，８ａ〜８ｃを交互に設けた
ので、流体Ａ，Ｂが直接ぶつかり合うようなことがな
く、圧損を減じることができる。また、流体Ｂの流路に
はガイドベーン１２ａを設けたので、流体Ｂがガイドベ
ーンに沿って円滑に流れ、流体Ｂの剥離を抑制し、さら
に圧損を小さくできる。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、本実施の形態では、２方向からの導管を１つの導管
に合流させたが、本発明は３方向以上の導管の合流部に
も適用でき、３種以上の温度あるいは濃度の異なる流体
も短区間で混合することができる。導管の合流部につい
ては、支流が本流に対して横方向から流入するもので
も、また、支流が本流に対して上方向から流入するもの
についても適用できる。また、本実施の形態ではＴ字形
の混合導管を用いて説明したが、混合導管がＹ字形であ
る場合は、いずれの上流側導管も下流側導管に角度をも
って配設されるので、流体の剥離による圧損を少なくす
るために、上流側導管の両者の流路にガイド部材を設け
ればよい。導管の形状については、断面が矩形のものを
用いて説明したが、円形の導管についても適用できる。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一方
の導管からの流体と、他方の導管からの流体が、交互に
配列されて多層サンドイッチ構造をなすようにしたの
で、温度あるいは濃度の異なる２種類の流体が、導管を
流れる間に短区間で高効率で混合できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による混合合流管の合流部
の側断面図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線方向の断面図である。

【図３】図１におけるＹ−Ｙ線方向の断面図である。

【図４】本発明の実施の形態による混合合流管の合流部
の内部を実線で示し、他の部分を仮想線で示す斜視図で
ある。

【図５】図１におけるＺ−Ｚ線方向の断面図である。

【図６】本発明の実施の形態によるガイド部材の斜視図
である。

【図７】本発明の実施の形態による混合合流管の合流部
での流体Ａ，Ｂの流れを示す斜視図である。

【図８】従来の導管の合流部での流体の流れを示す側断
面図である。

【符号の説明】

１混合合流管１ａ合流部２，４上流側導管３下流側導管５，７合流口６，８仕切６ａ〜６ｃ，８ａ〜８ｃ仕切板１０，１１開口１２ガイド部材１２ａガイドベーン１３区画板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導管の合流部において、一方の導管と他
方の導管の各々の合流口に、仕切部材を間隔を置いて設
け、各合流口の仕切部材によって形成された開口を交互
に配置し、一方の導管からの流体と他方の導管からの流
体との流れが、上記開口を通ることにより多層のサンド
イッチ構造を形成するようにしたことを特徴とする混合
合流管。
【請求項２】上流側からの流体の流れの向きを下流側
導管に円滑に変えるためのガイド部材を設けた請求項１
に記載の混合合流管。